内容正文:
重点实验综合全练(三)
探究光的折射特点
初中物理
1.(新考法·分析论证)(2022山东枣庄中考)如图,是某同学利
用光具盘探究光从空气斜射入玻璃中时的光路,经过多次实
验并记录了如下数据:
入射角α 10° 30° 45° 60°
折射角β 7.1° 20.7° 30° 37.8°
初中物理
(1)实验中,光具盘除了能读出入射角和折射角大小外,还具
有 的作用。
(2)分析表格中的数据,你能得出的结论有:
(写出一条即可)。
显示光路
入玻璃中时,折射角小于入射角
当光从空气斜射
(3)根据表格中的数据还可以判断:当光以35°的入射角从空
气射入玻璃中时,其折射角 (选填“大于”“小于”
或“等于”)30°。
(4)当光以30°的入射角从玻璃射入空气中时,其折射角是 。
小于
45°
初中物理
解析 (1)利用光在光具盘表面的漫反射可以显示光路,同时能直接读出入射角和折射角的大小。(2)由表格数据可知,当光从空气斜射入玻璃中时,折射角小于入射角。(3)由表格数据可知,当光由空气斜射入玻璃中时,随着入射角的增大,折射角也增大,当入射角等于30°时,折射角为20.7°,当入射角等于45°时,折射角为30°,所以当入射角等于35°时,20.7°<β<30°。(4)根据光路的可逆性,当光由玻璃斜射入空气中,且当入射角等于30°时,折射角为45°。
初中物理
2.(新考向·创新实验)(2024江苏南京鼓楼期末)小明利用图甲
所示装置探究“光的折射特点”。
(1)图甲中一束光从空气射入水中,各个方向的同学都能观察
到此现象,是因为光发生了 反射。
漫
初中物理
(2)小明把光屏F绕ON向后折,如图乙所示,此时在光屏F上看
不到折射光线,此时,折射光线 (选填“存在”或“不
存在”)。为了进一步研究,小明将光屏沿PQ剪开,将光屏F
的上半部分向后折,如图丙所示,发现在光屏右侧的
(选填“上部”或“下部”)会看到折射光线。此实验现象
说明折射光线、入射光线和法线 (选填“在”或“不
在”)同一平面内。
存在
下部
在
初中物理
(3)小明多次实验得出表中数据,根据数据可知:若入射角增
大,折射角将 。
实验序号 1 2 3 4
入射角 15° 30° 45° 60°
折射角 11° 22° 33° 44°
(4)当光从空气垂直射到水面时,折射角等于 度。
(5)小明多次改变入射角的大小进行实验的目的是 。
增大
0
寻找普遍规律
初中物理
解析 (1)各个方向的同学都能观察到一束光从空气斜射入
水中发生的折射现象,是因为光发生了漫反射。(2)把光屏F
绕ON向后折,折射光线仍然存在,此时呈现折射光线的光屏F
和呈现入射光线的光屏E不在同一平面内,所以在光屏F上不
能看到折射光线。为了进一步确定此时折射光线的位置,将
光屏沿PQ剪开,将光屏F的上半部分向后折,光屏右侧的下部
仍和光屏E在同一平面内,下部会看到折射光线。此实验现
象说明折射光线、入射光线和法线在同一平面内。(3)分析
初中物理
表格数据可知:光从空气斜射入水中时,入射角由15°增大到60°,折射角由11°增大到44°,由此可知,折射角随入射角的增大而增大且折射角小于入射角。(4)当光从空气垂直射到水面时,传播方向不改变,入射角等于0°,折射角等于0°。(5)实验中多次测量是为了避免偶然性,得到普遍规律。
初中物理
3.(新考法·分析论证)(2024江苏南京玄武期末)如图甲所示,
在“探究光的折射特点”实验中:
(1)光与水面成45°射入杯中时,会在杯底形成光斑,若入射光
束AO沿逆时针方向转动一定的角度,水中的折射角将变 。
(2)保持入射光线不变,向杯中继续注水,杯底的光斑将向
(选填“左”或“右”)移动,且水位上升的速度比光斑
移动的速度 。
大
左
快
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(3)如图乙所示,站在清澈的游泳池里,在岸上的人会发现泳
池里人的腿“变短”,能描述此现象的光路是图丙中的
(填序号)。
②
初中物理
解析 (1)让光束沿AO射入杯中时,光束进入水中后折射光线会向法线方向偏折,此时折射角小于入射角,若AO绕O点逆时针转动,入射光线与法线之间的夹角变大,则折射角也会变大。(2)当一束光射入杯中时,会在杯底形成光斑,保持入射光束的方向不变,继续往杯中加水,入射点左移,但入射角和折射角均不变,故可观察到杯底的光斑向左移动;由于发生了折射,折射光线靠法线,所以在相同时间内水杯底部光斑运动的距离小于水位上升的距离,如图所示,由数学知识可知,h>l,故水位上
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升的速度比光斑移动的速度快。(3)人的腿反射的光射到水面上会发生折射,折射角大于入射角,折射光进入岸上人的眼睛,岸上的人逆着折射光看去,会看到站在游泳池里人的腿“变短”。
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4.(新考向·创新实验)(2023江苏射阳外国语学校期中)在探究
光的折射规律时,从水面上方看水中的物体变浅了,为了确定
水中物体所成像的位置,如图甲所示,某学习小组选用了两个
相同的小灯泡a和b、刻度尺等器材,实验的研究对象是小灯
泡a,将小灯泡a到水面的距离称为物距u,将小灯泡a的像到水
面的距离称为像距v。
甲
初中物理
(1)实验过程如下:
①把小灯泡a放在水中某处,此时在水面上方看到水下的小灯泡a是由光的折射形成的 (选填“虚”或“实”)像。
②将另一个相同的小灯泡b放在水面上方,上下调整其位置,
使它在水中所成的像与小灯泡a的像 。
③用刻度尺测量小灯泡b到水面的距离。
(2)实验中用小灯泡 (选填“b”或“b的像”)替代
了小灯泡a的像。
虚
b的像
重合
初中物理
(3)小灯泡a的像到水面的距离与小灯泡b到水面的距离一定
相等,依据是平面镜所成的像 。
A.是虚像
B.和物体大小相等
C.和物体到镜面的距离相等
D.和物体的连线与镜面垂直
(4)测量时,如果直接将刻度尺竖直插入水中,使小灯泡a与刻
度尺的零刻度线对齐,则刻度尺在水面处的示数表示小灯泡
a的 (选填“物距”或“像距”)。
C
物距
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(5)某小组实验时,测得小灯泡a的u和v的对应关系如表所示:
u/mm 30.0 60.0 90.0 120.0 150.0 180.0
v/mm 22.5 45.0 67.5 90.0 112.5 135.0
①根据表格数据,请在图乙坐标系中描点画出v-u的关系图像。
乙
初中物理
如图所示
②根据图像我们知道v和u的定性关系是v与u成 (选
填“正比”或“反比”),根据上面的实验结果,看起来水深
0.6 m 的水坑,其实际深度是 m,因此看起来不深的水
不能贸然下去,以免发生危险。
正比
0.8
初中物理
解析 (1)①把小灯泡a放在水中某处,此时在水面上方看到
水下的小灯泡a是由光的折射形成的虚像;②将另一个相同
的小灯泡b放在水面上方,上下调整其位置,使它在水中所成
的像与小灯泡a的像重合。
(2)该实验中,小灯泡b由光的反射所成的虚像刚好与小灯泡a
由光的折射所成的虚像重合,测出小灯泡b到水面的距离,就
间接测量了小灯泡a的像到水面的距离,这里用小灯泡b的像
替代了小灯泡a的像。
初中物理
(3)平面镜成像中像与物到镜面的距离相等,所以小灯泡a的
像到水面的距离与小灯泡b到水面的距离一定相等。
(4)小灯泡a到水面的距离为小灯泡a的物距u。
(5)根据表中数据在图乙坐标系中通过描点、连线作出v-u的
关系图像,图像为一条倾斜直线,所以v与u成正比。看起来水
深0.6 m的水坑, = ,解得其实际深度h=0.8 m,因此
看起来不深的水不能贸然下去,以免发生危险。
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