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1966年33岁的华裔科学家高锟首先提出光导纤维传输大量信息的理论，43年后高锟因此获得2009年诺贝尔物理学奖。如图所示一长为L的直光导纤维，外套的折射率为n1，内芯的折射率为n2，一束单色光从图中O1点进入内芯斜射到内芯与外套的介质分界面M点上恰好发生全反射，O1O2为内芯的中轴线，真空中的光速为c。求：

Ⅰ．该单色光在内芯与外套的介质分界面上恰好发生全反射时临界角C的正弦值；

Ⅱ．该单色光在光导纤维中的传播时间。


解：Ⅰ．由当=90°­时， ·········································· （3分）

Ⅱ．x=L/sinθ2····································································································· （2分）

v=c/n2········································································································ （1分）

t=x/v·········································································································· （1分）

联立（1）（2）（3）（4）（5）解得··································································· （2分）


练习册系列答案
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均匀导线制成的单匝正方形闭合线框abcd，每边长为L，总电阻为R，总质量为m。将其置于磁感强度为B的水平匀强磁场上方h处，如图所示。线框由静止自由下落，线框平面保持在竖直平面内，且cd边始终与水平的磁场边界平行。当cd边刚进入磁场时，

（1）求线框中产生的感应电动势大小；

（2）求cd两点间的电势差大小；

（3）若此时线框加速度恰好为零，求线框下落的高度h所应满足的条件。

为研究额定电压为2.5V的某电阻的伏安特性，所做部分实验如下：

⑴用多用电表测量该电阻的阻值，选用“×10”倍率的电阻档测量，发现指针偏转角度太小，因此需选择  ▲ 倍率的电阻档(选填“×1”或“×100”)，欧姆调零后再进行测量，示数如图所示，测量值为   ▲   Ω。

⑵为描绘该电阻的伏安特性曲线（要求电压从零开始连续变化），提供的器材如下：

A．电流表A（量程2mA、内阻约30 Ω）

B．电压表V（量程3V、内阻约3kΩ）

C．滑动变阻器R1（阻值0~10kΩ、额定电流0.5A）

D．滑动变阻器R2（阻值0~10Ω、额定电流2A）

E．直流电源（电动势3V、内阻约0.2Ω），开关一个，导线若干滑动变阻器应选用    ▲    (选填器材前的字母)。

⑶图示电路中部分导线已连接，请用笔画线代替导线将电路补充完整。

在“探究加速度与力、质量的关系”的演示实验中，用总质量分别为M1和M2的托盘及砝码拉动质量相同的小车，托盘及砝码质量远远小于小车质量，俯视图如图所示。车中所放砝码的质量分别为ml、m2，打开夹子后经过相同的时间两车的位移分别为xl、x2，则在实验误差允许的范围内，已平衡摩擦力，有

    A．当ml =m2、M1= 2M2时，xl=2x2

    B．当ml =m2、M1= 2M2时，x2=2xl

    C．当M1= M2 、ml =2m2时，xl=2x2

    D．当M1= M2、ml =2m2时，x2=2xl

在倾角θ= 37°的足够长斜面上，装有A、B两光电门，一小正方体木块边长d=1cm，在距A光电门X0处静止释放，小木块通过光电门A显示的遮光时间为Δt1，通过光电门B显示的遮光时间为Δt2，现保持小木块与光电门A在斜面上的位置不变，不断的改变光电门B的位置，测出对应的两光电门A、B间的距离x和Δt2，并画出如图乙所示的图象。（g=10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8）求：

（1）动摩擦系数μ的大小；

（2）小木块距光电门A的距离X0多大？

（3）若将小木块换为与小木块同种材料制成的长为L=20cm的木条，把它静止放在距光电门A上方一定距离的某位置，木条依次通过两光电门的遮光时间分别为Δt1= 0.2s，Δt2 = 0.1s，求两光电门AB之间的距离X多大？（结果保留两位有效数字）

如图，含单色光b和c的一束复色光I沿半圆柱玻璃的半径方向射入玻璃，在柱心O处分成两束光II和III，光II中只有单色光b，光III中既有b也有c，则

A. 在玻璃中b的折射率比c的大

B. 在玻璃中b的传播速度比c的小

C. 让光I的方向沿逆时针转动仍射到O处，光II中可出现c

D. 保持光I不变，让半圆柱玻璃以柱心O为轴沿顺时针转动，光II可能消失

在民航业内，一直有“黑色10分钟“的说法，即从全球已发生的飞机事故统计数据来看，大多数的航班事故发生在飞机起飞阶段的3分钟和着陆阶段的7分钟。飞机安全事故虽然可怕，但只要沉着冷静，充分利用逃生设备，逃生成功概率相当高，飞机失事后的90秒内是逃生的黄金时间。如图为飞机逃生用的充气滑梯，滑梯可视为理想斜面，已知斜面长L=8m，斜面倾斜角θ=37°，人下滑时与充气滑梯间动摩擦因素为u=0.5。不计空气阻力，g=10m/s2，Sin37°=0.6，cos37°=0.8，=1.4。求：

（1）旅客从静止开始由滑梯顶端滑到底端逃生，需要多长时间？

（2）一旅客若以v0=4.0m/s的初速度抱头从舱门处水平逃生，当他落到充气滑梯上后没有反弹，由于有能量损失，结果他以v=4.0m/s的速度开始沿着滑梯加速下滑。该旅客以这种方式逃生与（1）问中逃生方式相比，节约了多长时间？

下列物理公式属于定义式的是（   ）

（A）I＝                （B）a＝                （C）ω＝                      （D）E＝

一节干电池的电动势为1.5V，表示该电池

（A）一定有1.5J的化学能转变成电能

（B）在工作状态下两极间的电压恒定为1.5V

（C）比电动势为1.2V的电池存储的电能多

（D）将1C电量由负极输送到正极过程中，非静电力做了1.5J的功

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