光纖的奧秘

光纖電纜是本世紀(jì)最重要的發(fā)明之一．發(fā)明光纖電纜的，就是被譽(yù)為“光纖之父”的華人科學(xué)家、諾貝爾獎(jiǎng)獲得者﹣﹣高錕．光纖電纜利用玻璃清澈、透明的性質(zhì)，使用光來傳送信號(hào)．光可以從彎曲的玻璃光纖的一端傳到另一端，而不會(huì)“溜”出玻璃光纖，這是為什么呢？

原來，光從玻璃射入空氣時(shí)，折射角　___入射角（如圖甲）．當(dāng)入射角增大時(shí)，折射角也_____（如圖乙），到某一角度，使折射角達(dá)到90°，入射角再增大時(shí)，折射光完全消失，只剩下反射光（如圖丙），這樣光就在玻璃中傳播，而不會(huì)“溜”出玻璃光纖（如圖�。�，這種現(xiàn)象叫做全反射，它只有在折射時(shí)折射角是大于入射角的現(xiàn)象中才可能發(fā)生．如圖是光從玻璃射入空氣時(shí)，折射角隨入射角變化而變化的圖象．

所以，一般彎曲的光學(xué)纖維（簡稱光纖），只要它的玻璃芯的透明度高、均勻，并且芯與外皮層之間的分界面光滑，就是一根好的光導(dǎo)管．一根頭發(fā)般細(xì)小的光纖，其傳輸?shù)男畔⒘肯嗟扔谝粭l飯桌般粗大的銅“線”，為目前的信息高速公路奠定了基礎(chǔ)，數(shù)以萬計(jì)的光學(xué)纖維構(gòu)成的光學(xué)纖維束（如圖），它不僅能傳導(dǎo)光能，也能將圖象從一端傳到另一端．傳光能的纖維束稱傳光束，同時(shí)能傳圖象的纖維束稱傳像束．

（1）完成上文中的空格

（2）光從空氣進(jìn)入玻璃時(shí)________（填“有可能”或“不可能”）發(fā)生全反射．

（3）光從玻璃進(jìn)入空氣時(shí)入射角必須________　才會(huì)發(fā)生全反射．

A．大于42° B．小于42° C．大于45° D．小于45°

（4）下列關(guān)于傳光束與傳像束的說法正確的是________

A．傳光束中的光學(xué)纖維在兩端端面上的位置必須嚴(yán)格對(duì)應(yīng)，傳像束中的光學(xué)纖維在兩端端面上的位置不需嚴(yán)格對(duì)應(yīng)．

B．傳光束中的光學(xué)纖維在兩端端面上的位置不需嚴(yán)格對(duì)應(yīng)，傳像束中的光學(xué)纖維在兩端端面上的位置必須嚴(yán)格對(duì)應(yīng)．

C．傳光束與傳像束中的光學(xué)纖維在兩端端面上的位置都必須嚴(yán)格對(duì)應(yīng)．

D．傳光束與傳像束中的光學(xué)纖維在兩端端面上的位置都不需嚴(yán)格對(duì)應(yīng)．

（1）市場上支持無線充電的智能手機(jī)和充電器大部分采用“Qi”規(guī)格。如圖甲所示，Qi技術(shù)的原理是，電流流過送電線圈產(chǎn)生磁場，受電線圈靠近該磁場時(shí)就會(huì)產(chǎn)生電流，給智能手機(jī)充電，下列實(shí)驗(yàn)與受電線圈處工作原理是相同的是（ ）

（2）根據(jù)上表中的數(shù)據(jù)可歸納出P和L2成 關(guān)系．

（3）為研究無線傳輸電能，某科研小組在實(shí)驗(yàn)室試制了無線電能傳輸裝置，在短距離內(nèi)點(diǎn)亮了燈泡，如圖乙所示。實(shí)驗(yàn)測得，接在乙線圈上的用電器獲得的電能為輸入甲線圈電能的40%。若把甲線圈接入電壓為220 V的電源，測得該線圈中的電流為0．2 A。這時(shí)，接在乙線圈上的燈泡恰能正常發(fā)光，則此燈泡的功率為 W；若用該裝置給充電功率為10 W的電池充電，則損失功率為 W。

（4）如圖丙所示，通過安置在插座上的電流轉(zhuǎn)換器，將電能轉(zhuǎn)換為超聲波，電動(dòng)小車上的接收器收到超聲波訊號(hào)，可將其能量轉(zhuǎn)換為電能為電池充電．已知：接收器接收到的超聲波功率P與它和轉(zhuǎn)換器間距離L的關(guān)系與題（2）相同（對(duì)應(yīng)的常數(shù)不同），它將超聲波能量轉(zhuǎn)化為電能并儲(chǔ)存在電池中的效率為50%，當(dāng)小車與轉(zhuǎn)換器間距離L0=1m時(shí)，接收器接收到的超聲波功率P0= 8w。當(dāng)小車在平直路面上勻速行駛時(shí)，所消耗的電池電能的80%用于維持小車勻速行駛，小車受到的阻力為32N。求：

當(dāng)充電時(shí)小車與轉(zhuǎn)換器之間距離L= 2m，則2h內(nèi)所充電能可使小車按原速度勻速行駛多遠(yuǎn)？

（1）實(shí)驗(yàn)中需要測量水的質(zhì)量.

①小范將天平放在水平臺(tái)上，將游碼歸零，發(fā)現(xiàn)指針指在分度盤中線的左側(cè)．要使橫梁平衡，應(yīng)怎樣操作？

②如圖甲，測得燒杯和水的總質(zhì)量m＝ g．

（2）使用溫度計(jì)測量水溫時(shí)，要將 全部浸入水中，不要碰到容器底或容器壁．小范測得水的初溫是30℃，加熱一段時(shí)間后，溫度計(jì)示數(shù)如圖乙，則水溫升高了 ℃．

（3）實(shí)驗(yàn)中，加熱與水等質(zhì)量的沙子，使其與水吸收相同的熱量，發(fā)現(xiàn)比水升高的溫度高.請(qǐng)寫出實(shí)驗(yàn)的結(jié)論．

①該小車是根據(jù)公式 ________ 進(jìn)行測量的；

②小車從A到B的過程中平均速度為 ________ cm/s（厘米每秒）；

③實(shí)驗(yàn)前必須練熟使用電子表，如果讓小車過了A點(diǎn)才開始計(jì)時(shí)，會(huì)使所測AB段的平均速度偏 ____．（“大、小、不變”）

(1)請(qǐng)用鉛筆劃線代替導(dǎo)線，將實(shí)物電路圖連接完整．___________

(2)當(dāng)小明閉合開關(guān)后，看見燈L1微微發(fā)光，看不見燈L2發(fā)光，立即判斷出燈L2的燈絲斷了，你認(rèn)為他的判斷_______（合理/不合理），并請(qǐng)你簡要說明理由：________________．

(3)在老師的提示后，小明移動(dòng)滑片，測量出了燈L1、L2兩端的電壓和電路中的電流．并計(jì)算出實(shí)際功率和對(duì)應(yīng)的電阻．記錄結(jié)果見下表

由實(shí)驗(yàn)記錄可知，燈L1的額定功率為________W．

(4)根據(jù)上面的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可得出：燈泡的實(shí)際功率與燈泡的電阻成________（正比/反比）．這個(gè)結(jié)論成立的條件是___________．

（1）挑起擔(dān)子時(shí)，“百寶箱”被提高了0.6m，這一過程中，需要克服“百寶箱”重力做多少功?

（2）假設(shè)肩膀與扁擔(dān)的接觸點(diǎn)為D，當(dāng)手不對(duì)扁擔(dān)施加力的作用時(shí)，要使扁擔(dān)在水平位置平衡，前端懸掛點(diǎn)A與O點(diǎn)的距離多大?

（3）當(dāng)前端的“戲臺(tái)”卸下后，左手在A點(diǎn)施加力，同樣能使扁擔(dān)在水平位置平衡。若肖師傅是在站立時(shí)卸下“戲臺(tái)”，則卸下“戲臺(tái)”前后：

①扁擔(dān)對(duì)肩膀壓力 （填“變大”、“變小”或“不變”）。

②肖師傅對(duì)水平地面的壓強(qiáng)如何變化?變化多大?（假設(shè)肖師傅的每只腳與地面的接觸面積為200cm2）

【生活發(fā)現(xiàn)】①自行車在烈日暴曬，車胎容易發(fā)生爆炸。

②壓縮一段封閉在注射器內(nèi)的空氣，發(fā)現(xiàn)越壓縮越封閉。

【提出問題】一定質(zhì)量的氣體產(chǎn)生的壓強(qiáng)與哪些因素有關(guān)？

【建立假設(shè)】

假設(shè)一，一定質(zhì)量的氣體產(chǎn)生的壓強(qiáng)可能與氣體的溫度有關(guān)；

假設(shè)二，一定質(zhì)量的氣體產(chǎn)生的壓強(qiáng)可能與氣體的 有關(guān)。

【實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證】為驗(yàn)證假設(shè)一，進(jìn)行如下操作。

步驟一，取一根長約為1米一端封閉的細(xì)玻璃管，在室溫（20℃）下用水銀封閉一端空氣住，將玻璃管豎直固定，并在玻璃管上標(biāo)出水銀下表面的位置如圖所示。

步驟二，將空氣柱浸入50℃的水中，待水銀柱不在上升后，往玻璃管內(nèi)注入水銀直到 為止。

步驟三，將空氣柱浸入80℃的水中，重復(fù)實(shí)驗(yàn)。

【現(xiàn)象描述】空氣柱的溫度越高，上方的水銀柱也越長。

【得出結(jié)論】 。

【評(píng)價(jià)交流】科學(xué)猜想往往需要一定的事實(shí)作為依據(jù)，請(qǐng)為猜想“氣體產(chǎn)生的壓強(qiáng)還可能與氣體的質(zhì)量有關(guān)”，例舉一事實(shí)作為依據(jù) 。

A. 在0~10s內(nèi)，乙同學(xué)比甲同學(xué)運(yùn)動(dòng)的快

B. 兩同學(xué)在距離出發(fā)點(diǎn)100m處相遇

C. 在10~20s內(nèi)，乙同學(xué)做勻速直線運(yùn)動(dòng)

D. 在0~10s內(nèi)，乙同學(xué)的速度為10 m／s