组卷网 > 初中物理综合库 > 光学 > 光现象 > 光的折射 > 光的折射规律的应用
题型:科普阅读题 难度:0.65 引用次数:55 题号:19470819
阅读短文,回答文后的问题。
2021年12月9日下午,中国空间站直播天空授课圆满完成。天宫课堂上,航天员王亚平在翟志刚、叶光富的协助下,做了四个和水有关的实验,活泼可爱,妙趣横生,让观众感觉太空真奇妙。其中的“水球光学”的实验,更是吸引了同学们的眼光。在实验过程中,王亚平往水膜里注水,水膜“鼓”起来如同一个水球。给水球中注入空气,空气在水球中形成一个气泡。透过水球和气泡就得到一个正立的王亚平和倒立的王亚平同时出现的奇观,让大家领略到了科学的魅力。
为什么会出现这种“双重人像”的现象呢?小明查阅了相关资料。
水球在失重环境下由于表面张力的作用保持形态,并且由于其折射率和空气不同,从而使得光线在穿过时产生折射,形成汇聚效果,这就形成了一个凸透镜。物体在穿过这个透镜后看来就呈现倒立的像,所以我们可以看到,王亚平和叶光富之间的那个水球,会让眼中的彼此呈现一正一反的视觉效果。
其实,我们可以在地面上用透明的水瓶装满水模拟这个实验:在一定距离外,透过水瓶所看到的世界是左右颠倒的。
在水球中注入空气球形成“双重人像”的实验有很高的操作难度。由于失重,空气球不会因为受到浮力而移动。在注入空气球后,由于空气球的半径更小,水球的半径更大。若透过水球中的空气球观察物体,空气球前后的水相当于形成了两片凹透镜,使得光线穿过时发散,从而可以观察到正立、缩小的物体。在一定距离外,透过近视眼镜片也可以观察到类似的现象。
请完成下面的问题:
(1)实验中成的倒立的航天员的像,是利用物体在凸透镜______处形成缩小、倒立的实像的原理;
(2)往水球注入空气后,和水球共同构成了两片______镜,它对光有发散作用,从而形成了一个正立、缩小的像;
(3)航天员在太空实验室所做的“双重人像”实验,是利用光的______现象。(选填“反射”或“折射”)

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科普阅读题 | 适中 (0.65)
【推荐1】阅读短文并回答下列问题:

光的全反射


如图1所示,一束激光从某种玻璃中射向空气(如图所示),保持入射点不动,改变入射角(每次增加0.2°),当入射角增大到41.8°时,折射光线消失,只存在入射光线与反射光线,这种现象叫做光的全反射,发生这种现象时的入射角叫做这种物质的临界角。当入射角大于或等于临界角时,只发生反射,不发生折射。

海面上出现的海市蜃楼奇景如图2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.
人们利用光的全反射的现象制成了光缆,用于通信等方面.光在均匀透明的玻璃棒中传播,即可在弯曲的玻璃棒的光滑内壁上,借助于接连不断地全反射,可以将光从一端传导到另一端,即使棒的截面直径很小,甚至到微米数量级,传导的效果也不变,这种导光的细玻璃丝称为光导纤维如图3所示.
光导纤维束已成为一种新的光学基本元件,在光通信、光学窥视及光学特殊照明等方面有重要的应用.荣获诺贝尔物理学奖的华裔科学家高锟在此方面贡献突出,被世界誉为“光纤通讯之父”.
请根据上述材料,回答下列问题:
(1)光导纤维是利用 ______________ 传导信息的。
(2)海市蜃楼情景中,人眼看到的空中的“景物”是 ________ 像(选填“实”或“虚”).
(3)当光从空气射向玻璃, __________ (选填“会”或“不会”)发生光的全反射现象。
(4)一个三棱镜由上述玻璃构成,让一束光垂直于玻璃三棱镜的一个面射入(如图所示),请在图中完成这束入射光穿过三棱镜的光路图。
(          )
2019-12-30更新 | 317次组卷
科普阅读题 | 适中 (0.65)
【推荐2】阅读短文,回答问题:

光纤的奥秘


光导纤维简称光纤,作为信息高速公路的核心,是本世纪最重要的发明之一、光纤利用玻璃清澈、透明的性质,使用来传送信号的光可以从弯曲的玻璃光纤的一端传到另一端,而不会“溜”出玻璃纤维,这是为什么呢?先介绍一个与折射密切相关的概念——介质的折射率。它是指光在真空中的传播速度与光在该介质中的传播速度之比。空气的折射率可近似看作1,水的折射率为1.33,玻璃的折射率为1.5~1.8。介质的折射率越高,使入射光发生折射的能力越强。光从折射率较大的介质射向折射率较小的介质时,同时发生折射和反射(图甲);如果入射角逐渐增大,折射光离法线会越来越远,而且越来越弱,反射光却越来越强(图乙);当入射角增大到某一角度,使折射角达到90°时,折射光完全消失(图丙),只剩下反射光,这种现象叫作全反射,这时的入射角叫作临界角。这种现象只有当光从折射率较大的介质射向折射率较小的介质时才能发生。光纤通信就是利用光的全反射原理,光导纤维在结构上有内芯和包层两种不同的透明介质,光从内芯传播时遇到光纤包层处,会发生全反射现象,从而保证光线不会泄漏到光纤外,这样光就只能在玻璃中传播,而不会“溜”出玻璃光纤,如图丁所示。

(1)光在玻璃中的传播速度 ___________(大于/等于/小于)在水中的传播速度。
(2)若图甲中介质的临界角为45°,则下列关于折射角γ随入射角α变化的图像正确的是 ___________
A.             B.
C.             D.
(3)下列说法正确的是 ___________
A.折射光线消失后,反射光线的亮度比原来暗
B.介质的折射率都大于1
C.光从空气进入水时,增大入射角可能发生全反射
D.光从水进入玻璃时,增大入射角可能发生全反射
(4)光纤的内芯的折射率 ___________(大于/小于)包层。
(5)一光导纤维全长为L,光在空气和光纤内芯中的传播速度分别为v1v2,则关于光在光纤中传播的时间t,正确的是 ___________
A.t>             B.t=             C.t             D.t
2022-07-30更新 | 253次组卷
【推荐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FEFE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:________________
2019-12-16更新 | 202次组卷
共计 平均难度:一般