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14.由于激光是亮度高、平行度好、单色性好的相干光,所以光导纤维中用激光作为高速传输信息的载体.如图所示,要使射到粗细均匀的圆形光导纤维一个端面上的激光束都能从另一个端面射出,而不会从侧壁“泄漏”出来,则:
(1)画出一次全反射光路图;
(2)光导纤维所用材料的折射率至少应为多少?

分析 (1)光线折射进入光导纤维之中,再在侧壁发生全反射.结合光的折射定律和反射定律作图.
(2)根据公式sinC=$\frac{1}{n}$,得出全反射的临界角C与折射率的关系;要使光线不会从侧壁“泄漏”出来,光线在侧壁必须发生全反射,当入射角恰好等于临界角时,恰好发生全反射.再结合几何关系解答.

解答 解:(1)画出一次全反射光路图如图;
(2)设激光束在光导纤维端面的入射角为θ1,折射角为θ2,折射光线射到侧面时的入射角为θ3
由折射定律得:n=$\frac{sin{θ}_{1}}{sin{θ}_{2}}$
由几何关系得:θ23=90°
则有:sinθ2=cosθ3
要使光线不会从侧壁“泄漏”出来,必须满足:θ3≥C
则得:cosθ3≤cosC=$\sqrt{1-si{n}^{2}C}$=$\sqrt{1-\frac{1}{{n}^{2}}}$
联立得:$\frac{sin{θ}_{1}}{n}$≤$\sqrt{1-\frac{1}{{n}^{2}}}$
要保证从端面入射的任何光线都能发生全反射,应有θ1=90°,上式也能成立
解得:n≥$\sqrt{2}$,即光导纤维所用材料的折射率至少应为$\sqrt{2}$
答:(1)画出一次全反射光路图如图;
(2)光导纤维所用材料的折射率至少应为$\sqrt{2}$.

点评 本题考查对“光纤通信”原理的理解,要掌握全反射的条件和临界角公式,关键要熟练运用数学知识分析相关角度之间的关系.

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8.如图所示是静电场的一部分电场线分布,下列说法中正确的是(  )
A.这个电场可能是负的点电荷的电场
B.点电荷q在A点处受到的静电力比在B点处受到的静电力大
C.点电荷q在A点处的加速度比在B点处的加速度小
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5.如图所示,在真空中竖直平面内建立的xOy坐标系的第二象限中,有一个紧靠y轴且极板与x轴重合的平行板电容器,电容器上极板带正电、下极板带负电;y轴右侧有一以(R,0)为圆心、R为半径的圆形匀强磁场区域,磁场的磁感应强度大小为B、方向垂直于纸面向里;在y=R的上方足够大的范围内,有电场强度大小为E、方向水平向左的匀强电场.一质子(不计重力)从电容器左侧两级板正中间平行x轴方向射入,恰好从坐标原点O沿x轴正方向斜向下成30°方向射入磁场,经过一段时间后由P点穿出磁场,最后由M点(P点和M点没有在图中标出)穿出y轴.已知质子在磁场中做匀速圆周运动的半径也为R,质子的电荷量为e、质量为m.求;
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(2)P点和M点的坐标;
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科目:高中物理 来源: 题型:解答题

2.某人在距离地面2.6m的高处,将质量为0.2Kg的小球以v0=12m/s速度斜向上抛出,小球的初速度方向与水平方向之间的夹角为30°,g取10m/s2,求
(1)人抛球时对球做多少功?
(2)若不计空气阻力,小球落地时的速度大小是多少?
(3)若小球落地时的速度大小为v1=12m/s,小球在空中运动过程中克服阻力做了多少功?

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科目:高中物理 来源: 题型:实验题

9.某同学用量程为5mA,内阻为20Ω的表头按照图(a)所示电路改装为量程分别为1A和5V的多用电表,图中R1和R2为定值电阻,S为单刀开关,则:

(1)请根据图(a)中实验设计,在图(b)中进行实物连线.
(2)开关S断开时,多用表用作电压表(填“电压表”或“电流表”),R2阻值为980Ω;开关S闭合时,多用表用作电流表(填“电压表”或“电流表”),R1阻值为5.03Ω.(计算结果保留3位有效数字)
(3)开关S断开,用红黑表笔探测图(c)中的电路故障,发现当两表笔正确地接在灯泡L1两端的接线柱上时表头有示数;当接在L1两端时表头也有示数,当接在L2两端时表头无示数.已知各接线柱接触良好,则电路中一定存在的故障是导线4断路.

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19.下列说法正确的是(  )
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①小球脱离弹簧时小球和小车各自的速度大小;
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