【題目】為判斷光信號光纖中的傳播時間,工人師傅從抽制光纖內(nèi)芯的邊角料中找到一個端頭,并將它打磨成半徑為R的半球面,放在豎直屏PQ旁邊,讓材料的圓面與屏接觸,如圖所示,F(xiàn)用一束可以轉(zhuǎn)動的光OC射向O點,結(jié)果屏上有兩個光斑,送漸減小θ時兩光斑間距發(fā)生變化,當時屏上只有一個光斑。已知光在真空中的傳播速度為c,若取用該材料制成長為L的光纖,求:
(1)逐漸減小θ時接收屏上的兩光斑間距怎樣變,并確定是哪側(cè)的光斑先消失;
(2)光信號在光纖中化播的最長時間。
【答案】(1)減小;Q(2)
【解析】(i)(1)光線CO射向O點后,一方面發(fā)生折射在屏上出現(xiàn)光斑Q,另一方面發(fā)生反射在屏上出現(xiàn)光斑P,逐漸減小θ時,圖中的角逐漸增大;
由折射定律知i角也增大;
由幾何關(guān)系知,因材料的折射率大于1,故;
因此在減小θ時,逐漸增大,PQ減小,即兩光斑間距減小;
當角增大到大于等于臨界角時折射光線消失,此時屏上只有光斑P;
(ⅱ)由只有一個光斑知臨界角為45°,故折射率為;
光纖在傳遞信息時,光以一定的夾角射入端面后,在光纖側(cè)壁恰好發(fā)生全反射的傳播時間最長,且光在介質(zhì)中的速度為;
由全反射知識得,由幾何關(guān)系知,整理得。
科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】有一根長陶瓷管,其表面均勻地鍍有一層很薄的電阻膜,管的兩端有導電箍M和N,如圖(a)所示。用多用電表電阻擋測得MN間的電阻膜的電阻約為100。陶瓷管的直徑遠大于電阻膜的厚度。
某同學利用下列器材設計了一個測量該電阻膜厚度d的實驗。
A.毫米刻度尺
B.游標卡尺(20分度)
C.電流表A1(量程0一50 mA,內(nèi)阻約10)
D.電流表A2(量程O~0.6A,內(nèi)阻約0.6)
E.電壓表V1(量程3V,內(nèi)阻約5 k)
F.電壓表V2(量程15V,內(nèi)阻約15 k)
G.滑動變阻器R1(阻值范圍0一20,額定電流1.5A)
H.滑動變阻器R2(阻值范圍0一100,額定電流1A)
I.電源E(電動勢6V,內(nèi)阻可不計)
J.開關(guān)一個,導線若干
他用毫米刻度尺測出電阻膜的長度為l,用游標卡尺測量該陶瓷管的外徑,其示數(shù)如圖(b)所示,該陶瓷管的外徑D= cm;
為了比較準確地測量電阻膜的電阻,且調(diào)節(jié)方便,實驗中應選用電流表 ,電壓表 ,滑動變阻器 ;(填寫器材前面的字母代號)
在方框中畫出實驗電路圖;
連接好電路后移動滑片,閉合開關(guān)。改變滑動變阻器接人電路的電阻,記錄多組電壓表的讀數(shù)和電流表的讀數(shù),根據(jù)數(shù)據(jù)做出電壓—電流圖像(題圖線為一條直線),并計算出圖線的斜率為k。若鍍膜材料的電阻率為,計算電阻膜厚度d的數(shù)學表達式為d= (用題目給出的已知量符號或數(shù)學常數(shù)的符號表示)。
查看答案和解析>>
科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】如圖所示,質(zhì)量分別為1.0kg和2.0kg的物體A和B放置在水平地面上,兩者與地面間的摩擦力因數(shù)均為0.4,物體B的右側(cè)與一輕質(zhì)滑輪相連,現(xiàn)將一根輕繩的一端固定在水平地面上離B足夠遠的位置,另一端跨過輕質(zhì)滑輪相連,F(xiàn)將一根輕繩的一端固定在水平地面上離B足夠遠的位置,另一端跨過輕質(zhì)滑輪連接在物體A上,輕繩保持水平方向,初始時刻,物體A在水平力F=20N作用下由靜止向右運動。(重力加速度),求:
(1)輕繩上拉力的大;
(2)t=2s時滑輪對物體B做功的瞬間功率為多少?
查看答案和解析>>
科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】在物理學的發(fā)展過程中,科學家們創(chuàng)造出了許多物理學研究方法,以下關(guān)于所用物理學研究方法的敘述正確的是
A. 牛頓運動定律是研究動力學問題的基石,牛頓運動定律都能通過現(xiàn)代的實驗手段直接驗證
B. 在伽利略的斜面實驗中將可靠的事實和科學抽象思維有機結(jié)合起來反映自然規(guī)律,開創(chuàng)了物理學的研究方法
C. 將一個鐵球放在墻角處判斷兩個接觸面的支持力較困難,若在兩個接觸面處放上海綿墊來觀察海綿的凹陷來判斷較容易,這里采用的是轉(zhuǎn)化和控制變量的方法
D. 公式中的U和I有因果關(guān)系,公式中的和E有因果關(guān)系,同理中的和a有因果關(guān)系
查看答案和解析>>
科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】關(guān)于熱力學定律,下列說法正確確的是_________.
A.科技的進步使得人類有可能生產(chǎn)出從單一熱源吸熱全部用來對外做功而不引起其他變化的熱機
B.在某一變化過程中外界對氣體做功,而氣體的內(nèi)能反而減小是可能的
C.5℃的水和5℃的紅墨水混合后,由于擴散現(xiàn)象,混介溶液的溫度會升高
D.任何熱機都工作在兩個熱源之間,在外界作用下可實現(xiàn)從低溫熱源處吸熱而在高溫熱源處放熱
E.熵為物體內(nèi)分子運動無序程度的量度,氣體向真空膨脹時員不對外做功,但系統(tǒng)的熵是增加的
查看答案和解析>>
科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】如圖所示,斜面AB豎直固定放置,物塊(可視為質(zhì)點)從A點靜止釋放沿斜面下滑,最后停在水平面上的C點,從釋放到停止的過程中克服摩擦力做的功為W . 因斜面塌陷,斜面變成APD曲面,D點與B在同一水平面上,且在B點左側(cè)。已知各接觸面粗糙程度均相同,不計物塊經(jīng)過B、D處時的機械能損失,忽略空氣阻力,現(xiàn)仍將物塊從A點靜止釋放,則
A. 物塊將停在C點
B. 物塊將停在C點左側(cè)
C. 物塊從釋放到停止的過程中克服摩擦力做的功大于W
D. 物塊從釋放到停止的過程中克服摩擦力做的功小于W
查看答案和解析>>
科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】如圖,兩根平行金屬導軌MN、PQ固定在傾角θ=30°的絕緣斜面上,頂部連接由電流表、電源、滑動變阻器和開關(guān)組成的電路,下端開口,導軌間距為10cm .整個裝置處于磁感應強度0.1T,方向垂直于導軌平面向上的勻強磁場中.金屬棒ab沿垂直導軌方向放置在導軌上。開關(guān)斷開時,沿導軌向下輕推導體棒,導體棒可以勻速下滑;閉合開關(guān)時,不斷減小滑動變阻器的阻值,當電流表示數(shù)為3.0A時,導體棒恰好可沿導軌向上運動。判斷開關(guān)閉合后金屬棒所受安培力的方向,并求出金屬棒的質(zhì)量(重力加速度為10m/s2,最大靜摩擦力等于滑動摩擦力)。
查看答案和解析>>
科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】一根兩端開口、粗細均勻的長直玻璃管橫截面積為S=2×10-3m2,豎直插入水面足夠?qū)拸V的水中。管中有一個質(zhì)量為m=0.4kg的密閉活塞,封閉一段長度為L0=66cm的氣體,氣體溫度T0=300K,如圖所示。開始時,活塞處于靜止狀態(tài),不計活塞與管壁間的 摩擦。外界大氣壓強P0=1.0×105Pa,水的密度ρ=1.0×103kg/m3,F(xiàn)保持管內(nèi)封閉氣體溫度不變,用豎直向上的力F緩慢地拉動活塞。當活塞上升到某一位置時停止移動,此時F=6.0N,求這時管內(nèi)外水面的高度差和管內(nèi)氣柱的長度。
查看答案和解析>>
科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】如圖(a)所示,理想變壓器原副線圈匝數(shù)比n1:n2=55:4,原線圈接有交流電流表A1,副線圈電路接有交流電壓表V、交流電流表A2、滑動變阻器R等,所有電表都是理想電表,二極管D正向電阻為零,反向電阻無窮大,燈泡L的阻值恒定。原線圈接入的交流電壓的變化規(guī)律如圖(b)所示,則下列說法正確的是( )
A. 交流電壓表V的讀數(shù)為32 V
B. 燈泡L兩端電壓的有效值為16 V
C. 當滑動變阻器的觸頭P向上滑動時,電流表A2示數(shù)減小,A1示數(shù)減小
D. 由圖(b)可知交流發(fā)電機轉(zhuǎn)子的角速度為100rad/s
查看答案和解析>>
湖北省互聯(lián)網(wǎng)違法和不良信息舉報平臺 | 網(wǎng)上有害信息舉報專區(qū) | 電信詐騙舉報專區(qū) | 涉歷史虛無主義有害信息舉報專區(qū) | 涉企侵權(quán)舉報專區(qū)
違法和不良信息舉報電話:027-86699610 舉報郵箱:58377363@163.com