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解析：如圖所示，一根長為L的直光導纖維，它的折射率為n．光從它的一個端面射入，又從另一端面射出所需的最長時間為多少?(設光在真空中的光速為c)

答案：略
解析：

解析：由題中的已知條件可知，要使光線從光導纖維的一端射入，然后從它的另一端全部射出，必須使光線在光導纖維中發生全反射現象．要使光線在光導纖維中經歷的時間最長，就必須使光線的路徑最長，即光對光導纖維的入射角最小．光導纖維的臨界角為．

光在光導纖維中傳播的路程為．

光在光導纖維中傳播的速度為．

所需最長時間為．

點評：光導纖維是全反射現象的應用，其構造由內芯和外套組成，內芯的折射率大于外套．與此題相關的一類求極值的問題，極值存在的條件均為全反射臨界角的存在．


練習冊系列答案
相關習題

科目：高中物理 來源： 題型：

如圖所示，一根彈簧其自由端B在未懸掛重物時指針正對刻度“0”，在彈性限度內，當掛上100 N重物時指針正對刻度50.若要指針正對刻度25，應掛的重物是(　　)

圖2－3－17

A．30 N

B．40 N

C．50 N

D．由于勁度系數k不知道無法計算

【解析】：選C.設刻度盤上每小格表示彈力大小為F0，則：100N＝50F0，F0＝2 N；若要指針對應刻度線25，應掛的重物的重力為25 F0＝25×2 N＝50 N，所以C項正確．

 

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科目：高中物理 來源： 題型：

如圖所示，一根水平的粗糙直橫桿上套有兩個質量均為m的鐵環，兩鐵環上系著兩根等長的細線，共同拴住一質量為M＝2m的小球，若細線與水平橫桿的夾角為θ時，兩鐵環與小球均處于靜止狀態，則水平橫桿對其中一鐵環的彈力為多少？摩擦力為多少？

圖4－1－16

【解析】：分析O點受力情況如圖所示，由對稱性可知F2＝F3，由平衡條件知，F2sinθ＋F3sinθ＝F1，分析M的受力情況可得：

F1＝Mg＝2mg

所以F2＝F3＝

分析鐵環A的受力如圖

由平衡條件得：

水平方向：f＝F2·cosθ，得

f＝

豎直方向：N＝mg＋F2·sinθ，得N＝2mg.

 

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科目：高中物理 來源： 題型：

如圖所示，一根輕彈簧上端固定在O點，下端拴一個鋼球P，鋼球處于靜止狀態．現對鋼球施加一個方向向右的外力F，使鋼球緩慢偏移．若外力F方向始終水平，移動中彈簧與豎直方向的夾角θ<90°且彈簧的伸長量不超過彈性限度，則下面給出的彈簧伸長量x與cosθ的函數關系圖像中，最接近的是(　　)

圖4－12

圖4－13

【解析】：選D.因為鋼球P是緩慢移動，所以任一時刻都處于平衡狀態，由平衡條件可知：kx＝，即x＝·，顯然，D正確．

 

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科目：高中物理 來源：2014屆高一物理共點力作用下物體的平衡單元測試 題型：選擇題

如圖所示，一根水平的粗糙直橫桿上套有兩個質量均為m的鐵環，兩鐵環上系著兩根等長的細線，共同拴住一質量為M＝2m的小球，若細線與水平橫桿的夾角為θ時，兩鐵環與小球均處于靜止狀態，則水平橫桿對其中一鐵環的彈力為多少？摩擦力為多少？

圖4－1－16

【解析】：分析O點受力情況如圖所示，由對稱性可知F2＝F3，由平衡條件知，F2sinθ＋F3sinθ＝F1，分析M的受力情況可得：

[來源:ZXXK]

F1＝Mg＝2mg

所以F2＝F3＝

分析鐵環A的受力如圖

由平衡條件得：

水平方向：f＝F2·cosθ，得

f＝

豎直方向：N＝mg＋F2·sinθ，得N＝2mg.

 

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