据报道:2008年北京奥运会.光纤通信网将覆盖所有奥运场馆.为各项比赛提供安全可靠的通信服务．光纤通信利用光的全反射将大量信息高速传输.如图所示.一条圆柱形的光导纤维.长为L.它的玻璃芯的折射率为n1.外层材料的折射率为n2.光在空气中的传播速度为c.光由它的一端射入经多次全反射后从另一端射出(图中所标的φ为全反射的临界角).则:①n1� 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

题目内容

15．

据报道：2008年北京奥运会，光纤通信网将覆盖所有奥运场馆，为各项比赛提供安全可靠的通信服务．光纤通信利用光的全反射将大量信息高速传输，如图所示，一条圆柱形的光导纤维，长为L，它的玻璃芯的折射率为n₁，外层材料的折射率为n₂，光在空气中的传播速度为c，光由它的一端射入经多次全反射后从另一端射出（图中所标的φ为全反射的临界角），则：
①n₁＞n₂（填“＞”、“=”或“＜”）；
②光通过光缆的时间为$\frac{{n}_{1}^{2}L}{{n}_{2}c}$．

分析光导纤维内芯和外套材料不同，所以具有不同的折射率．要想使光的损失最小，光在光导纤维里传播时一定要发生全反射．

解答解：①若要发生全反射，则光从光密介质进入光疏介质，同时入射角大于或等于临界角，即n₁＞n₂．
②若光恰好发生全反射，则光在光导纤维中运行的路程最长，则时间最长．
光在介质中的速度为：v=$\frac{c}{{n}_{1}}$，
传播的路程为：s=$\frac{L}{sinθ}$=$\frac{{n}_{1}L}{{n}_{2}}$，
则传播的最长时间为：t=$\frac{s}{v}$=$\frac{{n}_{1}^{2}L}{{n}_{2}c}$．
所以光从它的一端射入到从另一端射出所需要的时间小于等于$\frac{{n}_{1}^{2}L}{{n}_{2}c}$．
故答案为：①＞；②$\frac{{n}_{1}^{2}L}{{n}_{2}c}$．

点评光的全反射必须从光密介质进入光疏介质，同时入射角大于或等于临界角，最后求解光传播时间时，注意光的路程及光在其中的速度求解是解题的关键．

练习册系列答案

7．

如图所示，从匀强磁场中把不发生形变的矩形线圈匀速拉出磁场区，如果先后两次拉出的速度之比为1：2，则在先后两种情况下（　　）

	A．	线圈中的感应电流之比为1：4
	B．	通过线圈的电量之比为1：2
	C．	线圈中产生的热量之比为1：2
	D．	沿运动方向作用在线圈上的外力功率之比为1：4

3．

如图所示，长L=5.5m、质量M=2kg的滑板A静止在水平地面上，在滑板右端放一质量m=1kg的小滑块（可视为质点），己知滑板A与地面的动摩擦因数μ₁=0.2，滑块B与A的动摩擦因数μ₂=0.1，可认为A与地面、A与B间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力，g=10m/s²．试求：
（1）要将滑板从滑块下抽出，施加在滑板上的水平拉力至少要大于多少？
（2）若施加的水平拉力F=11N，要便滑板从滑块下抽出，F作用的最短时间；
（3）在（2）问条件下，水平拉力F做的功的最大功率和系统因摩擦而产生的热．

10．质量为2m的粒子a以速度v沿水平向右方向运动，另一质量为m的粒子b以速度v沿与水平向右方向成45°斜向下的方向运动，在某段时间内两个粒子分别受到大小和方向都相同的力的作用，在停止力的作用时，粒子a沿竖直向下方向以速度v运动，则粒子b的运动速率为（　　）

20．

一辆客车在某高速公路上行驶，在经过某直线路段时，司机驾车做匀速直线运动，司机发现其正要通过正前方高山悬崖下的隧道，于是鸣笛，5s后听到回声，听到回声后又行驶10s司机第二次鸣笛，3s后听到回声，请根据以上数据帮助司机计算一下客车的速度，看客车是否超速行驶，以便提醒司机安全行驶，已知此高速公路的最高限速为110km/h，声音在空中的传播速度为340m/s．

7．卡车原来以10m/s的速度在平直公路上匀速行驶，因为路口出现红灯，司机从较远的地方开始刹车，使卡车匀减速前进，当车减速到2m/s时，交通灯转为绿灯，司机当即停止刹车，并且只用了减速过程的一半时间就加速到原来的速度，从刹车开始到恢复原速过程用了12s．求：
（1）减速与加速过程中的加速度大小；
（2）开始刹车后1s末及9s末的瞬时速度．

4．在匀变速直线运动中，下面关于速度和加速度关系的说法，正确的是（　　）

	A．	速度变化率为零，加速度就一定为零
	B．	速度变化越大，加速度一定越大
	C．	速度增大时，加速度也一定增大
	D．	加速度由速度变化大小决定

5．α粒子和质子以相同速度垂直于电场线进入两平行板间匀强电场中，设都能飞出电场，则它们离开匀强电场时，侧向位移之比y_α：y_H，动能增量之比△E_kα：△E_kH，分别为（　　）

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