2019年中考物理——重大科技与热点01（原卷版 解析版）

2019年中考物理——重大科技与热点01 一、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”出玻璃纤维，这是为什么呢？ 如图甲所示，以某种玻璃为例，让一束光沿半圆形玻璃砖的半径射到平面上，可以看到一部分光线从玻璃砖的平面上折射到空气中，此时折射角大于入射角；另一部分光线反射入玻璃砖内；逐渐增大光的入射角，将看到折射光线离法线越来越远，且越来越弱，反射光线越来越强。当入射角增大到41.8°，使折射角达到90°时，折射光线就消失了，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，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露到光纤外，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。 回答下列问题： （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）光线从光导纤维的包层斜射向内芯时 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，不可能会发生全反射 D．折射角小于入射角，不可能会发生全反射 （5）如图戊所示，三棱镜由图甲中玻璃制成，让一束光垂直于玻璃三棱镜的一个面射入，请在图戊中完成这束入射光的光路图。 二、菲涅尔透镜 甲图中图1是平凸透镜的截面图，由光学知识可知，平行光由平凸透镜左侧垂直入射，在透镜中传播方向不变，只有经透镜另一侧曲面时才会发生偏折，并会聚于焦点。若在图2中将平凸透镜阴影部分去掉，保留图中曲面的白色部分并将其向左平移到透镜平面处，即为图3，这样的透镜叫做菲涅尔透镜（又称螺纹透镜）。菲涅尔透镜与平凸透镜一样，仍能将平行于主光轴的光线会聚于焦点。 与平凸透镜相比，光在菲涅尔透镜中传播时减少了在透镜中直线传播的部分，只保留透镜发生折射的曲面，因此，在节省透镜材料的同时也减少了光在透镜中传播的光能损失。 菲涅尔透镜有着广泛的应用，如图乙为手机闪光灯上用到的菲涅尔透镜，从上方俯视，它由数个同心圆的玻璃组成。大型菲涅尔透镜是聚光太阳能系统中重要的光学部件之一，它能提高单位面积上获得的光能，当透镜面垂直面向太阳光时，光线聚焦在电池片上，汇聚了更多的能量，因而需要的电池面积变小，大大节约了成本。 回答下列问题： （1）将平凸透镜改进为菲涅尔透镜仍能聚光，是因为　 　。 （2）下列关于菲涅尔透镜的说法，不正确的是　 　。 A．使用菲涅尔透镜的手机，闪光灯部分可以做得更薄 B．与相同直径的平凸透镜相比，光能损失更少 C．菲涅尔透镜是一圈圈凸透镜和凹透镜组成 D．与相同直径的平凸透镜相比，所用材料更少 （3）如图丙所示，F、OO’分别是菲涅尔透镜的焦点和主光轴，请画出入射光线经过菲涅尔透镜后光路。 （4）菲涅尔透镜的一个面为平面，另一个面为锯齿状的螺纹面，为保证较好的聚光效果，应将菲涅尔透镜的　 　（平面/螺纹面）对准太阳能板。 （5）如图丁所示，一块太阳能板置于菲涅尔透镜正后方的一半焦距处，则与不放菲涅尔透镜相比，太阳能板上受光照部分的光能提高为原来的　 　倍（不考虑光传播过程中能量的损失）。 三、月球漫步 月球是离地球最近的天体，也是地球唯一的天然卫星。地球围绕太阳轨道运行的同时，月球也在围绕着地球旋转。地球和月球的环境大不相同，月球表面没有空气，没有风，表面积大约是地球的，月球的体积只相当于地球体积的，月球质量约等于地球质量的。 2018﹣2019年的中国上演了一出“嫦娥”登月大戏，和以往不同，嫦娥这次登陆地在月球背面。月球背面电磁环境非常干净，无法直接接收来自地球的无线电信号，在登月之前，先要发射一颗中继卫星保障通讯。 2018年5月21日，嫦娥四号的“开路先锋”鹊桥中继星发射升空。12月8日，“嫦娥”开始奔月之旅。12月30日8时55分，嫦娥四号探测器在环月轨道成功实施变轨控制，顺利进入预定的月球背面着陆准备轨道。 2019年1月3日早