1. 阅读短文,回答问题。

“塑料瓶灯泡”

凿壁借光,典出《西京杂记》。西汉丞相匡衡小时候家境贫寒,在墙上凿洞借光读书。今天,点亮一盏电灯就可以获得光。然而,世界还有近五分之一的人口用不上电,比如菲律宾的贫民窟低矮无窗,即使是白天室内也是一片黑暗。

在透明塑料瓶中装满水(如图甲),添加少许漂白剂防止暴露在阳光下的水因生长藻类而变绿。在屋顶的瓦片上钻一个孔,如图乙把装满水的瓶子卡在孔里,在缝隙处涂上聚酯树脂既能固定又能防漏,这样的“塑料瓶灯泡”使用期长达5年。白天,阳光通过装满水的透明塑料瓶(如图丙),可以照亮30平方米的房间,具有环保节能等优点。人们又在瓶子顶部和内部加装了一小块太阳能电池板和灯泡,灯泡利用白天储存的能量在夜晚也能照亮房间。

  

(1) 白天,太阳光透过“塑料瓶灯泡”发生了 (选填“反射”或“折射”),为房间提供照明,与“凿壁借光”的原理 (选填“相同”或“不同”);
(2) 在水中添加漂白剂的目的是 
(3) 为了保证“塑料瓶灯泡”的照明效果,日常可以进行哪些维护操作?(写出一条即可)。
【考点】
光的折射规律; 光的折射现象及其应用;
【答案】

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1. 阅读短文,回答问题。

光的全反射

如图甲所示,当光线从玻璃斜射入空气里的时候,一部分光会进入空气里发生折射,此时折射角β大于入射角α。若入射角增大时,折射角也随之增大,当入射角增大到某值时(小于90°),折射角会增大到90°。若继续增大入射角,此时空气中没有折射光射出,光线全部反射回玻璃,这种全反射。

海面上出现的海市蜃楼奇景如图乙所示,就是因为光的在空气层中多次折射和全反射而形成的自然景观。在夏季,白昼海水温度比较低,所以在海面上方的空气出现下冷上暖的现象。由于空气的热胀冷缩,因此空气层下密上疏。景物的光线先由密的空气层逐渐折射进入稀的空气层,并在上层发生了全反射,光线又折回到下层密的气层中来,经过这样弯曲的线路,最后投入人的眼中。由于人的视觉总是感到物像是来自直线方向的,因此看到的“景物”比实物抬高了许多。

某次探究光的全反射实验中,光从玻璃射向空气时的一些数据如表,请根据上述材料,回答下列问题:

入射角i

10°

20°

30°

40°

41.2°

41.8°

42°

折射角γ

15.2°

30.9°

48.6°

74.6°

81°

90°

/

(1)海市蜃楼情景中,人眼看到的空中的“景物”是像(选填“实”或“虚”);

(2)分析以上数据可知光从玻璃射向空气在发生全反射之前,折射角随入射角的变化关系是:

(3)由表格数据可知:图中图线(选填“a”或“b”)反映了上述实验中的两角关系;

(4)光发生全反射时,入射角临界角(选填“大于”、“等于”或“小于”);

(5)当光从空气斜射向玻璃时(选填“能”或“不能”)发生全反射现象。

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2. 阅读短文,回答问题:

光纤的奥秘

光纤电缆是本世纪最重要的发明之一。光纤电缆利用玻璃清澈、透明的性质,使用光来传送信号。光可以从弯曲的玻璃光纤的一端传到另一端,而不会“溜”出玻璃光纤,这是为什么呢?

如图甲所示,以某种玻璃为例,当一束激光从这种玻璃射入空气时,光线在玻璃与空气的分界面同时发生折射与反射现象;当入射角逐渐增大时,折射光线强度逐渐减弱,反射光线强度逐渐增强;当入射角增大到41.8°时,折射光线完全消失,只剩下反射光线,如图丙所示,这种现象叫做全反射。

并非光线在任何界面都会发生全反射现象,这种现象只有在光从一种介质斜射向另一介质折射角大于入射角时才能发生。

光纤通信就是利用光的全反射原理。如图丁所示,光导纤维在结构上有内芯和外套两种不同的透明介质,光从内芯传播时遇到光纤外套处,会发生全反射现象,从而保证光线不会泄漏到光纤外。这样光就只在玻璃中传播,而不会“溜”出玻璃光纤,如图戊所示。

(1)图甲中,光线从玻璃斜射向空气时,反射角(大于/小于/等于)折射角

(2)图乙中,当入射角逐渐增大时

A.折射角逐渐增大,反射角逐渐减小

B.折射角逐渐减小,反射角逐渐增大

C.折射光线逐渐增强,反射光线逐渐减弱

D.折射光线逐渐减弱,反射光线逐渐增强

(3)光从空气进入玻璃时,增大入射角 (有可能/不可能)发生全反射。

(4)光线从光导纤维的外套斜射向内芯时

A.折射角大于入射角,可能会发生全反射

B.折射角小于入射角,可能会发生全反射

C.折射角大于入射角,不可能发生全反射

D.折射角小于入射角,不可能发生全反射

(5)如图所示,三棱镜由图甲中玻璃做成,让一束光垂直于玻璃三棱镜的一个面射入,请在图中完成这束入射光的光路图。

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3. 阅读短文,回答问题:

彩   虹

彩虹是大气中一种光学现象.当太阳光照射到半空中的水珠时,光线被折射和反射,在天空形成弧形彩带.

半空中的水珠是圆形的,当光线照射到圆形水珠上某点时,连接该点和水珠球心O的直线(图中未画出),就是该入射点的法线.

如图甲所示,光线从点C进入水珠,经点D反射,再从点E射出.AB是通过水珠球心O且与入射太阳光平行的直线,用x表示进入水珠的光线距AB的距离.

牛顿发现,太阳光通过三棱镜后被分解成七种单色光.当太阳光进入水珠时,也会产生类似效果,从同一点进入水珠的不同色光在水珠中沿不同路径传播,形成七色彩虹.

(1) 在图甲中,连接OD,则(    ) A. 小于 B. 等于 C. 大于 D. D点位置不同时,以上三种情况均有可能
(2) 在图甲中,太阳光是在(C/D)点被分解成单色光.
(3) 在图乙中,光线从点C进入水珠,画出折射角,并用γ表示.
(4) 在图甲中,光线从空气进入水珠的折射角随x增大而(____________) A. 减小 B. 增大 C. 先增大后减小 D. 先减小后增大
(5) 如图丙所示,图中画出了从点C射入水珠光线GC的传播情况.在讨论从E点射入水珠的光线FE(FE平行于AB)传播途径时,小明认为此光线将沿原光路(即EDCG路径)返回.你是否同意他的观点,说明你的理由.

答:(同意/不同意).

理由:

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