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11.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,若光从它的一端射入经全反射后从另一端射出所需的最长时间为t,则下列说法正确的是(图中所标的φ为全反射的临界角,其中sinφ=$\frac{{n}_{2}}{{n}_{1}}$)(  )
A.n1>n2,t=$\frac{{{n_1}L}}{{n_2^{\;}c}}$B.n1>n2,t=$\frac{n_1^2L}{{n_2^{\;}c}}$
C.n1<n2,t=$\frac{{{n_1}L}}{{n_2^{\;}c}}$D.n1<n2,t=$\frac{n_1^2L}{{n_2^{\;}c}}$

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:如图所示,欲使光在n1和n2的界面上发生全反射,需有:n1>n2
光在介质n1中的传播最长路程为:x=$\frac{L}{sinφ}$
传播速度为:v=$\frac{C}{{n}_{1}}$
故最长时间为:t=$\frac{x}{v}$=$\frac{L{n}_{1}}{Csinφ}$=$\frac{n_1^2L}{{n_2^{\;}c}}$
故选:B.

点评 光的全反射必须从光密介质进入光疏介质,同时入射角大于等于临界角.

练习册系列答案
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科目:高中物理 来源: 题型:解答题

1.在“探究匀变速运动的规律”的实验中
(1)为消除摩擦力对实验的影响,可以使木板适当倾斜以平衡摩擦阻力,则在不挂钩码的情况下,下面操作正确的是D
A.未连接纸带前,放开小车,小车能由静止开始沿木板下滑
B.未连接纸带前,轻碰小车,小车能匀速稳定下滑
C.放开拖着纸带的小车,小车能由静止开始沿木板下滑
D.放开拖着纸带的小车,轻碰小车,小车能匀速稳定下滑
(2)图2是实验中得到的一条纸带的一部分,在纸带上取出相邻的计数点A、B、C、D、E.若相邻的计数点间的时间间隔为T,各点间距离用图中长度表示,则打C点时小车的速度可表示为vC=$\frac{{X}_{1+}{X}_{2}+{X}_{3+}{X}_{4}}{4T}$,小车的加速度可表示为a=$\frac{{X}_{3}+{X}_{4}-{X}_{1}-{X}_{2}}{4{T}^{2}}$

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2.如图,A容器容积为10L,里面充满12atm、温度为300K的理想气体,B容器是真空,现将A中气体温度升高到400K,然后打开阀门S,将A中的气体释放一部分到B容器,当A容器内压强降到4atm时,关闭阀门,这时B容器内的压强是3atm.不考虑气体膨胀过程中温度的变化,求B容器的容积.

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19.如图所示,水平放置的平行金属导轨,相距l=0.50m,左端接一电阻R=0.20Ω,磁感应强度B=0.40T的匀强磁场方向垂直于导轨平面,导体棒ab垂直放在导轨上,并能无摩擦地沿导轨滑动,导轨和导体棒的电阻均可忽略不计,当ab以v=4.0m/s的速度水平向右匀速滑动时,求:
(1)ab棒中感应电动势的大小,并画出等效电路图;
(2)回路中感应电流的大小;
(3)维持ab棒做匀速运动的水平外力F的大小.

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6.如图a所示,abcd是位于竖直平面内的正方形闭合金属线框,在金属线框的下方有一匀强磁场区域,MN和M′N′是匀强磁场区域的水平边界,并与线框的bc边平行,磁场方向与线框平面垂直.现金属线框由距MN的某一高度从静止开始下落,图b是金属线框由开始下落到完全穿过匀强磁场区域的速度-时间图象.已知金属线框的质量为m,当地的重力加速度为g,图象中坐标轴上所标出的字母均为已知量.(下落过程中bc边始终水平)根据题中所给条件,以下说法正确的是(  )
A.不可以求出金属框的边长
B.可以求出金属线框在进入磁场过程中通过线框某一横截面的电量
C.可以求出金属线框在整个下落过程中所产生的热量
D.可知最终ad边穿出磁场时又恰好受力平衡

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16.如图所示,光滑坡道顶端距水平面高度为h,倾角30°,质量为m的小物块A 从坡道顶端由静止滑下,进入水平面上的滑道时无机械能损失,为使A制动,将轻弹簧的一端固定在水平滑道延长线M处的墙上,另一端恰位于滑道的末端O点.已知在OM段,物块A与水平面间的动摩擦因数均为μ,其余各处的摩擦不计,重力加速度为g,求:
(1)物块速度滑到O点时的速度大小;
(2)弹簧为最大压缩量d时的弹性势能 (设弹簧处于原长时弹性势能为零)
(3)若物块A能够被弹回到坡道上,则它能够上升的最大高度是多少?

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3.在足球赛中,红队球员在白队禁区附近主罚定位球,并将球从球门右上角擦着横梁踢进球门.球门高度为h,足球飞入球门的速度为v,足球的质量m,则红队球员将足球踢出时的速度v0=$\sqrt{{v}^{2}+2gh}$,该队员踢球时对足球做功W=mgh+$\frac{1}{2}$mv2.(不计转动和空气阻力)

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20.如图所示,方形线框ABCD与通电直导线MN在同一平面内,相互不接触,导线MN与AB边的距离大于与CD边的距离,MN中通以由N向M的电流,在电流增大的过程中,线框所受的安培力的方向是(  )
A.向左B.向右C.向上D.向下

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1.如图所示,当闭合开关S后,螺旋管通以恒定电流,不计其他磁场的影响,螺旋管上方A点的磁感应强度方向为(  )
A.向右B.向左C.垂直纸面向里D.垂直纸面向外

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