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2.2光的折射一、單選題1.如圖所示的四種現(xiàn)象中,屬于光的折射現(xiàn)象的是()A.“鳥(niǎo)巢”倒影 B.賽車(chē)影子C.鉛筆錯(cuò)位 D.樹(shù)林間的光線【答案】C【解析】A.“鳥(niǎo)巢”倒影,屬于平面鏡成像,是由于光的反射形成的,故A不符合題意;B.賽車(chē)影子的形成說(shuō)明光是沿直線傳播的,由于光的直線傳播,被物體擋住后,物體后面就會(huì)呈現(xiàn)出陰影區(qū)域,就是影子,故B不符合題意;C.鉛筆好像在水面處折斷了,是由光經(jīng)過(guò)水中和空氣中折射形成的,是折射現(xiàn)象,故C符合題意;D.樹(shù)林間的光線說(shuō)明光是沿直線傳播的,故D不符合題意。故選C。2.關(guān)于光的折射,下列說(shuō)法正確的是()A.光從一種介質(zhì)進(jìn)入另一種介質(zhì)一定會(huì)發(fā)生折射現(xiàn)象B.發(fā)生光的折射時(shí),折射光線與分界面的夾角叫折射角C.光從一種介質(zhì)進(jìn)入另一種介質(zhì)發(fā)生折射時(shí),入射角增大,折射角也增大D.光垂直于分界面,由一種介質(zhì)進(jìn)入另一種介質(zhì)時(shí),入射角和折射角都是90°【答案】C【解析】A.根據(jù)光的折射可知,光從一種介質(zhì)斜射入另一種介質(zhì)時(shí),才會(huì)發(fā)生折射現(xiàn)象,故A錯(cuò)誤;B.根據(jù)光的折射特點(diǎn)可知,發(fā)生光的折射時(shí),折射光線與法線的夾角叫折射角,故B錯(cuò)誤;C.根據(jù)光的折射特點(diǎn)可知,光從一種介質(zhì)進(jìn)入另一種介質(zhì)發(fā)生折射時(shí),折射角隨著入射角的增大而增大,故C正確;D.入射角指的是入射光線與法線的夾角;折射角指的是折射光線與法線的夾角,所以當(dāng)光垂直于分界面,由一種介質(zhì)進(jìn)入另一種介質(zhì)時(shí),入射角和折射角都是0°,故D錯(cuò)誤。故選C。3.一束光從水里斜射入空氣中,若入射角為30°,則折射角為()A.0° B.15° C.30° D.40°【答案】D【解析】由光的折射規(guī)律知,光由水中斜射入空氣中,折射角大于入射角,入射角為30度,則折射角大于30度,故ABC不符合題意,D符合題意。故選D。4.如圖所示,把鉛筆斜插入盛水的碗中,可以看到鉛筆在水中的部分似乎向上彎折了。下列光路圖中,能正確解釋這一現(xiàn)象形成原因的是()A. B. C.D.【答案】A【解析】BC.筷子反射的光從水中斜射入空氣時(shí),在水與空氣的交界面上發(fā)生折射,進(jìn)入空氣中的折射光線向水面偏折,位置降低,而我們認(rèn)為光是沿直線傳播的,我們看到的筷子位置在折射光線的反向延長(zhǎng)線上,像的位置比實(shí)際位置偏高,看起來(lái)筷子向上彎折,所以我們看到的光路圖,是從水射向空氣,故BC錯(cuò)誤;AD.光線從水中斜射入空氣中,應(yīng)該是折射角大于入射角,故A正確,D錯(cuò)誤。故選A。5.魚(yú)兒在清澈的河水里游動(dòng),有經(jīng)驗(yàn)的漁民看到魚(yú)后,可以用魚(yú)叉將魚(yú)叉到,下列說(shuō)法不正確的是()A.漁民看到水中的魚(yú)比實(shí)際位置淺是因?yàn)槿搜郯l(fā)出的光從空氣射入水中發(fā)生折射造成的B.漁民看到的魚(yú)是光的折射形成的虛像C.漁民能看到水中的魚(yú)是因?yàn)樗械聂~(yú)反射的光經(jīng)折射后,進(jìn)入了人的眼睛D.漁民應(yīng)該用魚(yú)叉瞄準(zhǔn)魚(yú)的下方位置,才能將魚(yú)叉到【答案】A【解析】A.漁民看到水中的魚(yú),是因?yàn)樗械聂~(yú)反射的光經(jīng)折射進(jìn)入人眼,而不是人眼發(fā)出的光,故A錯(cuò)誤,A符合題意;BC.水中的魚(yú)反射的光經(jīng)水面折射進(jìn)入人眼,由于光的折射,人眼看到的是水中的魚(yú)經(jīng)光的折射形成的虛像,故BC正確,BC不符合題意;D.水中的魚(yú)經(jīng)光的折射形成的虛像在魚(yú)的上方一點(diǎn),故叉魚(yú)時(shí)要瞄準(zhǔn)魚(yú)的下方位置,才能叉到魚(yú),故D正確,D不符合題意。故選A。6.如圖所示,下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是()A.光從空氣斜射入玻璃時(shí),入射角大于折射角B.光從玻璃斜射入空氣時(shí),折射角小于入射角C.光在同一種均勻介質(zhì)中沿直線傳播D.光在發(fā)生反射時(shí),反射角等于入射角【答案】B【解析】A.由圖可知,光從空氣斜射入玻璃時(shí),折射角小于入射角,故A正確,不符合題意;B.由圖可知,光從玻璃斜射入空氣時(shí),折射角大于入射角,故B錯(cuò)誤,符合題意;C.由圖可知,光從空氣斜射入玻璃或者光從玻璃斜射入空氣時(shí),光路發(fā)生了偏折,,但是光在同種均勻介質(zhì)中是沿直線傳播的,故C正確,不符合題意;D.根據(jù)光的反射定律可知,光在發(fā)生反射時(shí),反射角等于入射角,故D正確,不符合題意。故選B。7.一條光線由空氣斜射到一平靜的水面,光的一部分被水面反射回空氣中,光的另一部分進(jìn)入水中發(fā)生折射。如果入射光線的入射角為50。,則折射光線與反射光線之間的夾角為()A.小于130。但大于80° B.小于80。但大于40。C.小于140。但大于100 D.小于100。但大于50。【答案】A【解析】入射角為50°,根據(jù)光的反射定律可知反射角為50°,則反射光線與水面的夾角為40°,光從空氣斜射入水中時(shí),折射角小于入射角,折射角小于50°,折射光線與水面的夾角大于40°小于90°,所以反射光線和折射光線的夾角在80°到130°之間。故選A。8.如圖所示,光在玻璃和空氣的界面CD,同時(shí)發(fā)生了反射和折射,以下說(shuō)法正確的是()A.入射角為40度,左邊是空氣 B.入射角為50度,右邊是空氣C.折射角為20度,右邊是玻璃 D.折射角為70度,左邊是玻璃【答案】C【解析】結(jié)合題意及圖示知,反射光線與界面的夾角為40度,則反射角為50度,那么入射角為50度,折射光線與界面的夾角為70度,那么折射角為20度,即折射角小于入射角,所以光是由空氣射向玻璃,界面的右邊為玻璃,左邊為空氣,故ABD錯(cuò)誤,C正確。故選C。9.如圖所示,一束光照射到一個(gè)空的燒杯的底部,形成的光圈用虛線表示,若往燒杯中注滿水,燒杯底部的光圈會(huì)變?yōu)锳. B. C. D.【答案】B【解析】當(dāng)光從空氣斜射入水中時(shí),折射角小于入射角,如圖是最左邊和最右邊折射光的光路,外部?jī)蓷l光表示沒(méi)有折射時(shí)的光,里面兩條光表示折射后的光,從圖中可以看出,折射光在原來(lái)光的內(nèi)側(cè),由此可以知周?chē)舛际侨绱耍虼俗⑺鬅撞康墓馊?huì)縮小,故選B。10.如圖所示,小明在空水槽底部安裝了一微型光源S,S發(fā)出小紅一束光照在右側(cè)壁上形成一光斑,小明在光斑處固定了一小塊橡皮泥P。現(xiàn)往水槽內(nèi)緩慢加水至水面上升到a位置,期間小紅在左上方觀察,看到右壁上一直有光斑。在加水過(guò)程中,下列說(shuō)法中正確的是()A.小紅觀察到光斑從P處迅速下移到某一位置后再緩慢上移,并最終與橡皮泥P重合B.小紅觀察到光斑從P處緩慢下移到某一位置后再緩慢上移到橡皮泥P上方某一位置C.緩慢加水至水面上升到P點(diǎn)以下的位置時(shí),光斑從P處迅速下移再緩慢上移D.當(dāng)水面升至P點(diǎn)以上的位置時(shí),不會(huì)發(fā)生折射現(xiàn)象【答案】A【解析】(1)往池內(nèi)注水,水面升至P點(diǎn)以下的b位置時(shí),發(fā)生折射,根據(jù)折射定律,光斑位置在S′,如圖所示:(2)水面上升至P點(diǎn)以上的a位置時(shí),光線先在水池壁反射,再折射出水面,根據(jù)反射定律和折射定律,光斑位置在S″,如圖所示:通過(guò)畫(huà)圖可知:在加水過(guò)程中,由于開(kāi)始的水很少,光斑會(huì)迅速下移到P點(diǎn)以下的某一位置,然后隨著水的增多光斑再緩慢上移,由于人眼看水中的橡皮泥也是虛像,虛像的位置也在S″處,所以當(dāng)水面升到橡皮泥處后,光斑始終和橡皮泥重合的,故A符合題意,BCD不符合題意。故選A。二、填空題11.光的折射(1)光從一種介質(zhì)______入另一種介質(zhì)中時(shí),傳播方向一般會(huì)發(fā)生變化,這種現(xiàn)象叫做光的折射。在折射時(shí)光路是______的。(2)光的折射規(guī)律:當(dāng)光從一種介質(zhì)斜射入另一種介質(zhì)中時(shí),折射光線與入射光線、法線在______平面內(nèi);折射光線和入射光線分居______兩側(cè);入射角增大時(shí),折射角隨之______。光從空氣斜射入水或其他透明介質(zhì)中時(shí)折射角______于入射角;當(dāng)光從水或其他透明介質(zhì)斜射入空氣中時(shí),折射角______于入射角;當(dāng)光線垂直射向介質(zhì)表面時(shí),傳播方向______。【答案】

斜射

可逆

同一

法線

增大

不改變【解析】(1)[1][2]當(dāng)光從空氣斜射到水或玻璃中時(shí),傳播方向一般會(huì)發(fā)生變化,這種現(xiàn)象叫做光的折射。而且在折射時(shí)光路是可逆的。(2)[3][4][5]光的折射規(guī)律:光折射時(shí),折射光線、入射光線、法線在同一平面內(nèi);折射光線和入射光線分別位于法線的兩側(cè);折射光線靠近法線,折射角小于入射角,入射角增大時(shí),折射角增大。[6][7][8]光從空氣斜射入水或其他透明介質(zhì)中時(shí)折射角小于入射角;當(dāng)光從水或其他透明介質(zhì)斜射入空氣中時(shí),折射角大于入射角;當(dāng)光垂直射到水或玻璃的表面時(shí),在水和玻璃中的傳播方向不變。12.愛(ài)思考的小明同學(xué)總結(jié)了實(shí)像和虛像的異同點(diǎn),他發(fā)現(xiàn);實(shí)像是由光會(huì)聚而成的,可以用光屏承接;若去掉光屏,________用眼睛直接看到。虛像是由反射光線或折射光線的反向延長(zhǎng)線相交而成的,________用光屏承接,能用眼睛直接看到(兩空均選填“能”或“不能”)。【答案】

不能【解析】[1]實(shí)像是由光會(huì)聚而成的,可以用光屏承接;若去掉光屏,能用眼睛直接看到。[2]虛像是由反射光線或折射光線的反向延長(zhǎng)線相交而成的,不能用光屏承接,能用眼睛直接看到。13.當(dāng)光在空氣和透明物質(zhì)的界面上發(fā)生折射時(shí),若入射光線跟界面的夾角是50°,折射光線與界面的夾角是40°,則折射角是_____度,折射光線是在_____(選填“空氣”或“透明介質(zhì)”)中。【答案】

50

空氣【解析】[1]因?yàn)檎凵涔饩€與與界面的夾角是40°,所以折射角為90°40°=50°[2]因?yàn)槿肷涔饩€與界面的夾角是50°,所以入射角為90°50°=40°由于折射角大于入射角,所以折射光線在空氣中。14.小明在家為弟弟表演了一個(gè)“變硬幣”的魔術(shù),如圖所示,將不透明的杯子放在弟弟面前,弟弟看到杯中無(wú)硬幣。然后緩慢向杯中注入水,弟弟驚訝地看到了“硬幣”。弟弟看到的“硬幣”是由于光的_______(選填“直線傳播”、“反射”或“折射”)形成的___________(選填“實(shí)”或“虛”)像,像的位置比實(shí)際硬幣的位置___________(選填“深”或“淺”)。【答案】

折射

淺【解析】[1][2][3]緩慢向杯中注入水,硬幣反射的光線從水中斜射入空氣中時(shí),在水面處發(fā)生折射,折射角小于入射角,折射光線遠(yuǎn)離法線方向,人眼逆著折射光線看去,看到的是變淺的硬幣的虛像。15.一入射光線與鏡面的夾角是30°,則反射角是___________度,若入射光線與鏡面的夾角減小,則反射角將___________(填“增大”或“減小”或“不變”)。如果入射光線垂直入射到水面上,那么反射角是___________度,折射角為_(kāi)__________度。【答案】

60

增大

0

0【解析】[1][2]入射光線與鏡面的夾角是30°,則入射角為90°30°=60°根據(jù)光的反射定律可知,反射角等于入射角,反射角也等于60°,若入射光線與鏡面的夾角減小,入射角將增大,則反射角也將隨之增大。[3]如果入射光線垂直射到水面上,入射光線與法線的夾角為0°,所以入射角為0°,則根據(jù)光的反射定律可知,反射角也為0°。[4]如果入射光線垂直射入水中時(shí),光的傳播方向不變,故折射角為0°。16.詩(shī)句“大漠孤煙直,長(zhǎng)河落日?qǐng)A”給我們展現(xiàn)了一幅美麗的畫(huà)卷。其實(shí)詩(shī)人觀察到的落日并非太陽(yáng)的實(shí)際位置(如圖所示),而是太陽(yáng)光經(jīng)過(guò)不均勻的大氣層發(fā)生了______所成的像,太陽(yáng)實(shí)際在圖中______(選填“甲”或“乙”)的位置。人眼所看到的太陽(yáng)是______(選填“實(shí)”或“虛”)像。【答案】

折射

虛【解析】[1][2][3]太陽(yáng)落山時(shí),太陽(yáng)的實(shí)際位置在地平線下面,但太陽(yáng)光經(jīng)過(guò)不均勻的大氣層時(shí)發(fā)生了折射,通過(guò)折射我們看見(jiàn)了太陽(yáng)的虛像(即觀察到的落日),此時(shí),太陽(yáng)的實(shí)際位置在圖中的乙位置。17.如圖,一束光在空氣和玻璃兩種介質(zhì)的界面上發(fā)生了反射和折射,請(qǐng)判斷:______是入射光線,折射角為_(kāi)______,玻璃在_______(選填“CD面的左方”、“CD面的右方”、“AB面的上方”或“AB面的下方”)。【答案】

EO

∠GOB

CD面的左方【解析】[1][2][3]由圖可知,則,所以且入射光線與折射光線在法線兩側(cè),則CD為分界面,AB為法線,則入射光線為EO,反射光線為OF,折射光線為OG,入射角折射角為又因?yàn)檎凵浣谴笥谌肷浣牵允枪鈴牟A鄙淙肟諝庵校Aг贑D面的左方。18.進(jìn)一步探究:小宇從《物理手冊(cè)》中查到光從玻璃射向空氣中的一些數(shù)據(jù):入射角i折射角r反射的能量4.7%6.8%36%47%100%100%(1)當(dāng)入射角______時(shí),不發(fā)生折射現(xiàn)象.圖象中的圖線______反映了上述實(shí)驗(yàn)中的兩角關(guān)系.(2)判斷:如果光從空氣射向玻璃,則反射的能量可以達(dá)到100%.______.【答案】

a

錯(cuò)誤【解析】(1)[1]光從玻璃斜射向空氣時(shí),折射角、反射能量隨著入射角的增大而增大;當(dāng)入射角達(dá)到時(shí),反射能量達(dá)到100%,就發(fā)生了全反射現(xiàn)象,不發(fā)生折射現(xiàn)象;[2]由表格數(shù)據(jù)可知圖象中的圖線a反映了上述實(shí)驗(yàn)中的兩角關(guān)系;(2)[3]因?yàn)楣鈴目諝庑鄙淙氩Aе袝r(shí),折射角永遠(yuǎn)小于入射角,不會(huì)發(fā)生全反射,反射的能量不可能達(dá)到100%,所以這種說(shuō)法是錯(cuò)誤的.三、作圖題19.在圖中,根據(jù)給出的入射光線AO畫(huà)出反射光線OB和折射光線OC,并標(biāo)出折射角。【答案】【解析】首先做出法線,入射光線與法線的夾角為入射角;根據(jù)反射角等于入射角做出反射光線,反射角也為;當(dāng)光從水斜射空氣中入中時(shí),根據(jù)空氣中的角大,折射光線將向遠(yuǎn)離法線的方向偏折,折射光線與法線的夾角為折射角,折射角大于入射角,如圖所示20.請(qǐng)作出一束光從空氣射向水面后的光路圖;【答案】【解析】光從空氣射向水面,一部分光線發(fā)生反射,根據(jù)反射角等于入射角,可以畫(huà)出反射光線,一部分光線發(fā)生折射,由光的折射規(guī)律可知,光由空氣進(jìn)入水中,折射角小于入射角,如圖所示:21.如圖所示,一束光線AB射向豎直的平面鏡,并最終在水底O點(diǎn)處形成一個(gè)光斑,請(qǐng)作出完整的光路圖,并畫(huà)出必要的輔助線。【答案】【解析】先過(guò)入射點(diǎn)B作與平面鏡垂直的法線,根據(jù)反射光線和入射光線分居在法線的兩側(cè),反射角等于入射角,在法線的下側(cè)作出反射光線;再過(guò)水面上的入射點(diǎn)作界面的垂線即為法線,然后根據(jù)光從空氣斜射入水中,折射角小于入射角,畫(huà)出折射光線,如圖所示四、實(shí)驗(yàn)題22.在探究光的折射規(guī)律的實(shí)驗(yàn)中,某小組同學(xué)讓一束激光從水斜射入空氣中,實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象如圖(A)所示。逐漸增大入射角,觀察到的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象如圖(B)、(C)、(D)和(E)所示。請(qǐng)根據(jù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象,歸納得出初步結(jié)論。(1)分析比較圖(A)、(B)和(C)折射角和入射角大小關(guān)系以及相關(guān)條件,可以得出初步結(jié)論:______。(2)為了進(jìn)一步探究折射光線產(chǎn)生和消失的條件,該小組同學(xué)必須對(duì)入射角在______范圍內(nèi)的情況進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究。【答案】

當(dāng)光從水斜射入空氣中時(shí),折射角隨入射角的增大而增大

40°~50°【解析】(1)[1]圖(A)、(B)和(C)中都是光從水斜射入空氣,且隨著(A)、(B)和(C)中的入射角依次增大,其對(duì)應(yīng)的折射角也越來(lái)越大,故可得結(jié)論:當(dāng)光從水斜射入空氣中時(shí),折射角隨入射角的增大而增大。(2)[2]由(1)可知,光從水斜射入空氣中,入射角增大,折射角也增大;當(dāng)入射角增大為50°時(shí),折射光線消失,但該小組同學(xué)沒(méi)有對(duì)入射角在40°~50°范圍內(nèi)的情況進(jìn)行探究,所以為了進(jìn)一步探究折射光線產(chǎn)生和消失的條件,該小組同學(xué)必須對(duì)入射角在40°~50范圍內(nèi)的情況進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究。23.小雅在做“探究光的折射特點(diǎn)”的實(shí)驗(yàn)時(shí),如圖是光從空氣射入水中時(shí)的光路。通過(guò)實(shí)驗(yàn)得到如下數(shù)據(jù),分析表中數(shù)據(jù),可得出結(jié)論:入射角α0°15°30°45°60°反射角β0°15°30°45°60°折射角γ0°11°22.1°35.4°40.9°(1)光從空氣斜射到水面時(shí),將同時(shí)發(fā)生_________和折射現(xiàn)象;(2)光從空氣斜射到水面時(shí),折射角_________(選填“大于”、“等于”或“小于”)入射角。【答案】

反射

小于【解析】(1)[1]光從空氣斜射到水面時(shí),一部分光被水面反射,另一部分進(jìn)入水中發(fā)生折射,同時(shí)發(fā)生反射和折射現(xiàn)象。(2)[2]分析表格中的數(shù)據(jù)可知,光從空氣斜射到水面時(shí),折射角小于對(duì)應(yīng)的入射角。24.某同學(xué)做“探究光的折射規(guī)律”實(shí)驗(yàn),她把半圓形玻璃磚固定在圓盤(pán)中心,讓激光束沿圓盤(pán)半徑入射到玻璃磚圓心處,激光束經(jīng)玻璃磚折射后從半圓弧邊射出(如圖所示)。旋轉(zhuǎn)圓盤(pán),多次改變激光束入射角度,觀察折射光線方向并記錄數(shù)據(jù),如下表所示。實(shí)驗(yàn)次數(shù)12345入射角折射角(1)做第三次實(shí)驗(yàn)時(shí),忘了記錄入射角的數(shù)據(jù),結(jié)合圖可知,此時(shí)的入射角為_(kāi)_______;(2)分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可知:當(dāng)光從空氣斜射到玻璃表面時(shí),折射角________入射角,折射角隨入射角增大而________。【答案】

45°

小于

增大【解析】(1)[1]圖是探究光的反射規(guī)律的實(shí)驗(yàn)裝置,入射角為入射光線與法線的夾角,此時(shí)入射角的大小為45°。(2)[2][3]由表格數(shù)據(jù)和圖示知道,光從空氣斜射到玻璃表面時(shí),折射光線向法線偏折,折射角小于入射角。當(dāng)入射角增大時(shí),折射角增大,即折射角隨著入射角的增大而增大。25.圖是“探究光的折射規(guī)律”的實(shí)驗(yàn)光路;(1)如圖,將有折射光線的半個(gè)光屏向后折轉(zhuǎn)一個(gè)角度,觀察到光屏上無(wú)折射光線,得出結(jié)論:折射光線、入射光線與法線_________;(2)改變?nèi)肷浣堑拇笮。^察折射光線和折射角的變化情況,記錄如下:入射角i10°20°30°40°50°60°70°80°85°折射角r8°15°22°29°35°41°45°47°48°折射光線亮度亮→暗分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn):光從空氣斜射入水時(shí),折射角___________入射角,折射角隨入射角增大而___________;(3)由表格數(shù)據(jù)猜想,隨著入射角的增大,反射光線的亮度變化情況為_(kāi)__________。【答案】

在同一平面內(nèi)

小于

增大

變亮【解析】(1)[1]根據(jù)光的反射定律:在反射現(xiàn)象中,反射光線、入射光線分居法線兩側(cè);反射光線、入射光線和法線在同一平面內(nèi),所以將有折射光線的半個(gè)光屏向后折轉(zhuǎn)一個(gè)角度,觀察到光屏上無(wú)折射光線,得出結(jié)論:折射光線、入射光線與法線在同一平面內(nèi)。(2)[2][3]由表格數(shù)據(jù)可知,光從空氣斜射入水時(shí),入射角增大,折射角也隨著增大,但折射角始終小于入射角。(3)[4]由表格數(shù)據(jù)可知,折射光線亮度由亮變暗,即折射光線所分散的能力越來(lái)越少了,故隨著入射角的增大,反射光線逐漸變亮。26.小華在研究光的折射現(xiàn)象時(shí),發(fā)現(xiàn)折射角會(huì)隨著入射角的增大而增大,但增加的角度并不相等,誰(shuí)的增加量更大呢?小華想通過(guò)實(shí)驗(yàn)對(duì)這一問(wèn)題進(jìn)行研究,實(shí)驗(yàn)步驟如下:①將半圓形玻璃磚放在標(biāo)有角度的圓盤(pán)上,使二者的圓心重合,如圖甲所示;②將一束激光射向圓心O,激光在O處發(fā)生折射;③讀出入射角和折射角的大小,并記錄在表格中;實(shí)驗(yàn)次數(shù)1234入射角0°30°45°60°折射角0°21°30°38°④逐漸增大入射角,重復(fù)②③步驟數(shù)次;⑤對(duì)記錄的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理,得出結(jié)論。(1)甲圖中光線的入射角大小為_(kāi)____;(2)分析表格中的數(shù)據(jù),可以發(fā)現(xiàn)_____角增加量更大。光垂直入射時(shí),光的傳播路徑_____(選填“不改變”或“偏轉(zhuǎn)”);(3)根據(jù)表中數(shù)據(jù)推測(cè),圖乙中光線從玻璃射向空氣時(shí)折射角為_(kāi)____。【答案】

30°

入射

不改變

45°【解析】(1)[1]由圖甲中的量角器上的數(shù)據(jù)可知,入射光線和法線之間的夾角為30°。(2)[2]分析表格中的數(shù)據(jù),入射角都是增大15°,折射角增大的度數(shù)要小于入射角增大的度數(shù),故入射角增加量更大。[3]光垂直入射時(shí),入射角為0°,折射角為0°,這表明光的傳播路徑不改變。(3)[4]當(dāng)光線從玻璃射向空氣時(shí),入射角為30°,由于在光的折射中,光路是可逆的,則折射角為45°。27.如圖是“探究光的反射規(guī)律”的實(shí)驗(yàn)裝置,其中ABCD是白色硬紙板制成的光屏,并能沿ON折轉(zhuǎn),ON垂直于CD。實(shí)驗(yàn)次數(shù)123456入射角60°50°40°30°20°0°反射角60°50°40°60°20°0°(1)實(shí)驗(yàn)時(shí),將光屏豎立放置在平面鏡上,讓一束光緊貼光屏射向鏡面上的O點(diǎn),可在光屏上看到反射光,如圖甲,將光屏右半部分向后折轉(zhuǎn)任意角度,光屏上都_____(填“能”或“不能”)看不到反射光,如圖乙,說(shuō)明_____;(2)某同學(xué)的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如上表,其中有一組數(shù)據(jù)測(cè)錯(cuò)了,這組數(shù)據(jù)是第_____次實(shí)驗(yàn)的數(shù)據(jù),原因可能是將反射光線與_____的夾角當(dāng)成了反射角;(3)將入射光線EO向法線靠近時(shí),看到反射光線OF_____(填“靠近”或“遠(yuǎn)離”)法線;(4)實(shí)驗(yàn)過(guò)程共進(jìn)行了6次,這樣做的目的是_____;(5)由上表中實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析得到的規(guī)律:_____;(6)若將一束光貼著光屏沿FO射到O點(diǎn),光將沿圖中的_____方向射出,因?yàn)樵诠獾姆瓷洮F(xiàn)象中光路是_____的;(7)為使實(shí)驗(yàn)效果更明顯,整個(gè)實(shí)驗(yàn)過(guò)程應(yīng)在較_____(填“亮”或“暗”)的環(huán)境中進(jìn)行;(8)如果光屏沒(méi)有與平面鏡垂直放置,當(dāng)光貼著光屏入射時(shí),_____(填“能”或“不能”)在光屏上看到反射光線,此時(shí)入射光線、反射光線_____(填“在”或“不在”)同一平面內(nèi)。【答案】

不能

反射光線、入射光線和法線在同一平面內(nèi)

4

鏡面

靠近

使實(shí)驗(yàn)結(jié)論更具普遍性

反射角等于入射角,并且反射角隨入射角的增大而增大

OE

可逆

不能

在【解析】(1)[1][2]實(shí)驗(yàn)時(shí),應(yīng)將光屏垂直放置在平面鏡上,讓一束光緊貼光屏射向鏡面上的O點(diǎn),可在光屏上看到反射光,如圖甲;將光屏右半部分向后折轉(zhuǎn)任意角度,光屏上都看不到反射光,如圖乙,說(shuō)明反射光線、入射光線與法線在同一平面內(nèi)。(2)[3][4]根據(jù)光的反射定律,反射角等于入射角,反射角是反射光線與法線的夾角,入射角是入射光線與法線的夾角,其中有一組數(shù)據(jù)測(cè)錯(cuò)了,這組數(shù)據(jù)是第4次實(shí)驗(yàn)的,原因可能是將反射光線與鏡面的夾角當(dāng)成反射角。(3)[5]將入射光線EO向法線靠近時(shí),入射角變小,則反射角變小,會(huì)看到反射光線OF靠近法線。(4)[6]在本實(shí)驗(yàn)中要采用多次實(shí)驗(yàn),其目的是使實(shí)驗(yàn)結(jié)論更具普遍性。(5)[7]由上表中實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可知,當(dāng)入射角為60°時(shí),反射角為60°,當(dāng)入射角為50°時(shí),反射角為50°,當(dāng)入射角為40°時(shí),反射角為40o,則反射角等于入射角,并且反射角隨入射角的增大而增大。(6)[8][9]若將一束光貼著光屏沿FO射到O點(diǎn),會(huì)發(fā)現(xiàn)反射光線沿OE方向射出,這表明在光的反射現(xiàn)象中,光路是可逆的。(7)[10]光線和環(huán)境的對(duì)比度越大,光線越清晰,所以使光線更加明顯,實(shí)驗(yàn)應(yīng)在較暗的環(huán)境下進(jìn)行。(8)[11][12]法線在紙板上,法線與鏡面垂直,入射光線、法線、反射光線在同一平面內(nèi),如果紙板與平面鏡不垂直,則法線不在紙板上,入射光沿紙板照射后,反射光線不在紙板上,則我們?cè)诩埌迳峡床坏椒瓷涔饩€;但此時(shí)入射光線、法線、反射光線在同一平面內(nèi)。28.小明用如圖甲所示的裝置探究光的折射規(guī)律,測(cè)得如表所示的兩組數(shù)據(jù):表一:光從空氣斜射入水中序號(hào)123入射角α/°204060折射角γ/°152540表二:光從水中斜射入空氣中序號(hào)123入射角α/°4015折射角γ/°604020(1)表二中有一個(gè)數(shù)據(jù)被遮擋住看不到,請(qǐng)綜合分析兩個(gè)表格中的數(shù)據(jù),判斷出這個(gè)數(shù)據(jù)應(yīng)該是:_____;(2)如果小明在探究光從空氣斜射入水中折射特點(diǎn)時(shí),完成了第4次實(shí)驗(yàn),入射角是30°,折射角可能是_____;A.10°

B.20°

C.25°

D.45°如果讓一束激光從某種玻璃中射向空氣(如圖一所示),保持入射點(diǎn)不動(dòng),改變?nèi)肷浣牵看卧黾?.2°),當(dāng)入射角增大到41.8°時(shí),折射光線消失(如圖二所示),只存在入射光線與反射光線,這種現(xiàn)象叫做光的全反射,發(fā)生這種現(xiàn)象時(shí)的入射角叫做這種物質(zhì)的臨界角。當(dāng)入射角大于臨界角時(shí),只發(fā)生反射,不發(fā)生折射;(3)當(dāng)光從空氣射向玻璃,_____(填“會(huì)”或“不會(huì)”)發(fā)生光的全反射現(xiàn)象;(4)一個(gè)三棱鏡由上述玻璃構(gòu)成,讓一束光垂直于玻璃三棱鏡的一個(gè)面射入(如圖三所示),請(qǐng)?jiān)趫D中完成這束入射光的光路圖_____。【答案】

25°

B

不會(huì)

【解析】(1)[1]由表一中的數(shù)據(jù)知,光從空氣斜射入水中,當(dāng)入射角為40°時(shí),折射角為25°,因在折射現(xiàn)象中,光路是可逆的,當(dāng)光從水中斜射入空氣中,折射角為40°時(shí),對(duì)應(yīng)的入射角一定為25°。(2)[2]由表一數(shù)據(jù)知,當(dāng)光從空氣斜射入水中時(shí),折射角小于入射角,且折射角隨入射角的增大(減小)而增大(減小);入射角為20°時(shí),折射角為15°,入射角為40°時(shí),折射角為25°,故當(dāng)入射角是30°時(shí),對(duì)應(yīng)的折射角小于25°大于15°,故折射角只可能為20°,故ACD不符合題意,B符合題意。故選B。(3)[3]由題意可知,只有入射角大于或等于臨界角時(shí),才會(huì)發(fā)生全反射現(xiàn)象,因此,當(dāng)光從空氣斜射到玻璃中時(shí)不會(huì)發(fā)生全反射現(xiàn)象。(4)[4]光線從空氣進(jìn)入玻璃時(shí),因是垂直照射,所以傳播方向不變;當(dāng)光從玻璃中斜射入空氣中時(shí),其入射角為45°,大于臨界角,故其發(fā)生全反射現(xiàn)象,最終要從玻璃垂直射向空氣,其大致路徑如圖所示:29.為了探究光從其他介質(zhì)斜射入空氣時(shí)折射角的大小與哪些因素有關(guān),小李同學(xué)利用激光筆、玻璃、水、量角器等進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究。他先讓光從水中斜射入空氣,分別測(cè)出入射角和折射角的大小,記錄在表一中。然后他又讓光從玻璃斜射入空氣中,重復(fù)上述實(shí)驗(yàn),將數(shù)據(jù)記錄在表二中。表一:光從水斜射入空氣中實(shí)驗(yàn)序號(hào)入射角(度)折射角(度)1101322027330424405954570650無(wú)折射表二:光從玻璃斜射空氣中實(shí)驗(yàn)序號(hào)入射角(度)折射角(度)7101582031930491040761145無(wú)折射1250無(wú)折射①分析比較表一或表二的第2列和第3列,可以得到的初步結(jié)論是:光從其他介質(zhì)斜射到空氣時(shí),折射角______(選填“大于”、“等于”或“小于”)入射角;②分析比較實(shí)驗(yàn)序號(hào)15或710中折射角隨入射角的變化關(guān)系,可以得到的初步結(jié)論是:光從水或玻璃斜射入空氣時(shí),折射角隨入射角的增大而______;③分析比較表一和表二中的數(shù)據(jù)可知:當(dāng)入射角相同時(shí),光從水中斜射入空氣的折射角______(選填“大于”、“小于”、“等于”)光從玻璃斜射到空氣的折射角。因此,光從其他介質(zhì)斜射入空氣時(shí),折射角的大小還跟______有關(guān);④從表一、表二數(shù)據(jù)中,他發(fā)現(xiàn)光從水或玻璃斜射入空氣時(shí),當(dāng)入射角增大到一定程度,就不再有折射光線。如果光從玻璃斜射入空氣中,折射光線恰好消失時(shí)的入射角為a,為了得到a的大小,應(yīng)該在入射角為_(kāi)_____的范圍內(nèi)繼續(xù)實(shí)驗(yàn)。【答案】

大于

增大

小于

介質(zhì)種類(lèi)

【解析】(1)[1]分析比較表一或表二的第2列和第3列知,光從水斜射入空氣中時(shí)折射角大于入射角,光從玻璃斜射入空氣中時(shí)折射角大于入射角,由此判斷光從其他介質(zhì)斜射到空氣時(shí),折射角大于入射角。(2)[2]分析比較實(shí)驗(yàn)序號(hào)15,入射角是依次增大的,同時(shí)折射角也依次增大;分析比較實(shí)驗(yàn)序號(hào)710,入射角也依次增大,同時(shí)折射角也依次增大。由此可以得到初步結(jié)論是:光從水或玻璃斜射入空氣時(shí),折射角隨入射角的增大而增大。(3)[3]分析比較表一和表二中的數(shù)據(jù)可知:當(dāng)入射角為時(shí),光從水中斜射入空氣的折射角是,光從玻璃斜射到空氣的折射角是。繼續(xù)對(duì)其他數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比后發(fā)現(xiàn),當(dāng)入射角相同時(shí),光從水中斜射入空氣的折射角小于光從玻璃斜射到空氣的折射角。[4]因介質(zhì)的種類(lèi)不同,光的折射角大小也會(huì)不同,因此光從其他介質(zhì)斜射入空氣時(shí),折射角的大小還跟介質(zhì)種類(lèi)有關(guān)。(4)[5]如果光從玻璃斜射入空氣中,折射光線恰好消失時(shí)的入射角為a,由表知,在入射角為時(shí)有折射角,但在入射角為時(shí)卻沒(méi)有了折射角,因此為了得到a的大小,應(yīng)在入射角為的范圍內(nèi)繼續(xù)實(shí)驗(yàn)。30.如圖甲所示,小明和小華在探究“光的折射現(xiàn)象"時(shí),將一束入射角為50o的光斜射人杯中的水里,更換杯中的介質(zhì)時(shí)他們發(fā)現(xiàn)光的偏折程度不同。為了定量反映這種差異,小明將“折射角與入射角的比值”定義為“偏折比”,并根據(jù)所學(xué)物理知識(shí)和生活經(jīng)驗(yàn),對(duì)影響“偏折比”大小的因素提出以下猜想:猜想1:“偏折比"與液面的高度有關(guān);猜想2:“偏折比"與液體的種類(lèi)有關(guān);猜想3:“偏折比"與人射光的顏色有關(guān).(1)小華認(rèn)為猜想1是錯(cuò)誤的,其理由是_______;(2)為了驗(yàn)證猜想2,小明只將圖甲中的水換成油。如圖乙所示,油的高度小于水的高度,杯底光斑的位置恰與圖甲實(shí)驗(yàn)時(shí)光斑的位置重合,對(duì)比可知:在相同條件下,油對(duì)光的“偏折比”_______(選填“大于”、“等于"或“小于”)水對(duì)光的“偏折比”;(3)為了探究猜想3,小明用圖甲裝置先后射人

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