专题10 实验:探究光的折射规律-2024-2025学年八年级物理期末备考重难题型精练(苏科版2024)
2024-12-17
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内容正文:
专题10 实验:探究光的折射规律
本节要点
对应题号
专项精练1 打基础
1-6
专项精练2 练能力
7-18
专项精练3 冲满分
19-22
1.(24-25八年级上·江苏南京·期中)小华利用图甲装置探究光的折射规律,激光笔发出的光从水中斜射入空气,在光屏(放置在空气中)上形成光斑。
(1)图乙中b是入射光线a的折射光线,入射光线SO的折射光线可能是 (选填“1”或“2”)。
(2)图乙中垂直水面的入射光线c的入射角为 。
(3)保持入射光线的方向不变,若向容器中慢慢加适量清水,在加水的过程中,折射角 (选填“增大”、“减小”或“不变”),光斑向 (选填“上”或“下”)移动。
2.(24-25八年级上·江苏无锡·期中)小华在实验时偶然间发现竖直向下看到放在玻璃砖下面的字发生了错位。
(1)①联想到“平面镜成像”找像位置的方法,于是他按如图甲所示将玻璃砖紧贴物体摆放在水平桌面上的一张白纸上,标记出物体的位置。再按照图乙的方式沿水平方向观察物体(观察盒上的条形码)。当看到物体经玻璃砖成的像时,前后移动小卡片,使小卡片与像在同一个平面上,将小卡片此时的位置标记在白纸上,这样就找到了放置一块玻璃砖时 的位置;
②随后,他将玻璃砖离开物体且向自己移动一小段距离后进行观察,发现像的位置不变,说明玻璃砖与物体的距离 (选填“会”或“不会”)影响成像位置;
(2)为了观察不同厚度玻璃的成像情况,他将第二块相同玻璃砖紧贴在第一块后面,如图丙所示,观察并记录像的位置;他再将第三块相同玻璃砖紧贴在前两块后面,如图丁所示,观察并记录像的位置。记录的数据如图戊所示;
①分析图戊的数据可知,用两块玻璃砖观察时,像与物体的距离是 cm;
②三次实验都说明了光在垂直入射时,像的位置会 (选填“靠近”或“远离”)观察者;
(3)从图戊的实验数据还可以得出∶玻璃的厚度越厚,像与物的距离越 ;
(4)从以上探究可知,从竖直方向看到的池底比它的实际位置 (选填“浅”或“深”)。
3.(24-25八年级上·江苏宿迁·期中)某同学做“探究光的折射规律”实验,她把半圆形玻璃砖固定在圆盘中心,让激光束沿圆盘半径入射到玻璃砖圆心处,激光束经玻璃砖折射后从半圆弧边射出(如图所示)。旋转圆盘,多次改变激光束入射角度,观察折射光线方向并记录数据,如下表所示。
实验次数
1
2
3
4
5
入射角
18°
30°
60°
72°
折射角
12°
20°
28°
36°
42°
(1)做第三次实验时,忘了记录入射角的数据,第三次实验如图所示,结合图可知,此时的入射角为 ;
(2)分析实验数据可知:当光从空气斜射到玻璃表面时,折射角 入射角(填“大于”、“小于”或“等于”),折射角随入射角增大而 (填“增大”、“减小”或“不变”)。
(3)为了使光路更清晰,激光笔应紧贴圆盘照射,并在较 (填“亮”或“暗”)的环境中进行。
(4)实验中将发现,折射光路的亮度比入射光路要 (填“亮”或“暗”),原因可能是 。
4.(2023·江苏泰州·二模)光从空气斜射入水和玻璃时都会发生折射现象,但是水和玻璃的折射情况会相同吗?为了探究这个问题,小华选择了光屏、透明玻璃砖、水槽、激光电筒等器材进行实验。他在光屏上画出互相垂直的和两条线段并相交于O点,如图甲所示。
(1)小华将玻璃砖的一个表面与MM齐平放置,让激光电筒发出的光线从A点到O点入射,他看到了如图乙所示的光路(AO、OC为同一直线),你认为出现光线OC是因为 ,鉴于本实验的目的,此时最应该记录的两条光线是 ;
(2)接下来观察光从空气中进入水中的传播情况,小华应想办法保证 相同,她的做法是:将光屏竖直放入水槽中(使线段MM'水平),并向水槽中慢慢注水至水面与MM'齐平,入射光线应从 点向O点射入;
(3)小华最终在光屏上记录下了如丙所示的光路图(OE为水中的折射光线),通过分析光路,你认为玻璃和水这两种介质对光的偏折能力较强的是 ;
(4)若激光以相同的入射角分别从玻璃和水中斜射入空气中,则 射出的折射光线更远离法线。
5.(2023·江苏苏州·二模)如图所示,小明在研究光的折射规律时,为了观察到光的折射过程,他就把一块白色的板竖直放在水中,然后将一激光束从空气中斜射入水中,结果在白板上看到了折射的过程。
(1)若他将激光束向水面靠拢,请问折射光束应 (靠近/远离)水面;
(2)若入射水面的激光束的角度保持不变,在水槽中加适量水,请问水底的光斑应向 (左/右)移;
(3)该竖板左侧可以绕图中虚线自由翻转,如果将左侧竖板向后翻转后,折射光线在竖板上消失,返回后又再次出现在竖板上,这说明: 。
6.(22-23八年级上·江苏泰州·期末)如图所示,为了探究光折射时的特点,某实验小组将一束光斜射到一块平行板玻璃砖的上表面,并让其出射光线从玻璃砖下表面射出,他们得到以下结论:
(1)折射角随入射角的减小而 (选填“增大”、“不变”或“减小”);
(2)这一束光进入玻璃砖前的光线与离开玻璃砖后的光线的位置关系是 的;
(3)若透过平行板玻璃砖上表面观看置于玻璃砖下表面的一枚硬币,看到硬币的位置比实际位置要 (选填“深”或“浅”)。
7.(24-25八年级上·江苏宿迁·阶段练习)小光在做“探究光的折射特点”的实验时,如图是光从空气射入水中时的光路。通过实验得到如下数据:
入射角a/°
0
15
30
45
60
反射角β/°
0
15
30
45
60
折射角γ/°
0
11
22.1
35.4
40.9
(1)分析表中数据,可得出结论:
①光从空气斜射到水面时,将同时发生 和 现象;
②光从空气斜射到水面时,折射角随入射角的变化关系是: ,且折射角 (选填“大于”、“等于”或“小于”)入射角。当光从空气垂直射到水面时,折射角等于 。
(2)拓展应用:
小光去游泳,观察到深水区并不深,原因是他看到的池底是由光的折射形成的 (选填“实像”或“虚像”)。
8.(24-25八年级上·江苏南通·期中)小明在“初识光的折射现象”和“探究光的折射特点”实验中:
(1)
如图甲,小明将一束激光射至P点,形成一个光斑,向水槽内慢慢注水,水槽底部光斑的位置将 (选填“向左移动”“向右移动”或“不动”),这说明光从空气斜射入水中时,传播方向 (选填“会”或“不会”)发生偏折;
(2)如图乙所示,将纸板右半部分绕CD向后翻转任意角度,发现纸板上无折射光束呈现。此现象说明了: ;此时纸板上看不到折射光线,下列说法正确的有 [选填下面选项前面的字母];
A没有折射光线
B.有折射光线但不易看见
C.如果在原折射光线处滴几滴牛奶也不可能看见折射光线
(3)如图丙,小明将光沿着AO方向射向水面上的O点,光在水中沿着OB方向射出,调整激光笔使入射光逐步偏离法线,折射光也逐步偏离法线,说明光从空气斜射入水中时,入射角增大,折射角随之 (选填“增大”“减小”或“不变”)。当光沿着CO方向射入时会沿OD方向射出,此时折射角为 度。
9.(23-24八年级上·江苏宿迁·期末)如图是光从空气射入水中时的光路,实验中发现,折射光线、入射光线和法线在同一平面内,折射光线和入射光线分别位于法线的两侧,经过多次实验并记录了如下数据。
入射角α
15°
30°
45°
60°
反射角β
15°
30°
45°
60°
折射角γ
11.3°
22.1°
35.4°
40.9°
结合光路图,分析表格中的数据,可得出结论:
(1)光从空气斜射到水面时,将同时发生 和 现象;
(2)光从空气斜射入水中时,当入射角为15°时,折射角为 ;不断增大入射角,折射角也随之增大,且折射角 (选填“大于”“小于”或“等于”)入射角;
(3)若一束光以35.4°的入射角从水斜射入空气中时,其折射角是 ,这说明在光的折射现象中,光路是 ,不断增大入射角,折射角也随之增大,其中先接近90°的是 。
10.(23-24八年级上·江苏南京·期末)小明利用图甲所示装置探究“光的折射特点”。
(1)甲图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;
(2)小明把光屏F绕ON向后折,如图乙所示,此时在NOF面上看不到折射光线,此时,折射光线 (选填“存在”或“不存在”)。为了进一步研究,小明将纸板沿PQ剪开,将纸板的上半部分向后折,如图丙所示,发现在纸板右侧的 (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;
(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 。
11.(23-24八年级上·江苏南京·期末)为探究光的折射规律,小明让入射光从玻璃射向空气。得到如下表格:
入射角i
0°
10°
20°
30°
40°
41.8°
50°
折射角r
0°
15.2°
30.9°
48.6°
81°
90°
(1)根据表格,他发现当入射角增大时,折射角 (选填“增大”、“减小”或“不变”),图中的图线 (选填“a”或“b”)反映了上述实验中的两角关系;
(2)小明发现,当入射角i≥ °时,折射光消失,反射光会变得更亮,请教老师后,他知道此时发生的现象叫做“全反射”。根据折射现象中光路可逆原理可以判断:如果光从空气射向玻璃,满足一定角度条件时、 (选填“能”或“不能”)发生全反射现象。
12.(23-24八年级上·江苏南京·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 ;
(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),
13.(2023·江苏泰州·二模)某小组选用了图甲中光源、水、水槽、可折转的光屏(带刻度)等器材,用于完成探究“光从空气射入水中时的折射规律”。
(1)使用可折转的光屏,是为了观察折射光线和入射光线是否 ;
(2)光从空气射入水中,入射点为O点,不断改变入射角,读出刻度盘上对应的折射角,将实验结果画在图丙中,其中1和、2和……4和分别表示各次入射光线和对应的折射光线的位置,并记录了表一的数据。由此可得出,光从空气斜射入水中时,折射角随入射角的增大而 ,且折射角 (大于/等于/小于)入射角:表一中“?”处的数据是 ;
表一
序号
1
2
3
4
入射角
60
40
20
0
折射角
40
29
15
?
表二
序号
1
2
3
入射角
15
29
40
折射角
20
?
60
(3)接下来继续探究光从水中射入空中的折射情况,记录了表二的数据。表二中“?”处的数据模不清,请综合分析两个表格中的数据,判断出这个数据应该是 。
14.(24-25八年级上·江苏常州·期中)用如图所示的装置“探究光的折射规律”。
(1)实验数据如下表,
入射角
0°
15°
30°
45°
60°
折射角
0°
11.3°
22.1°
35.4°
40.9°
分析数据可得结论:当光由空气 入水中时,折射角小于入射角;且入射角增大时,折射角 。
(2)当杯底的光点在B点时,若仅从容器中抽出一些水,则杯底光点将向B点的 (左/右)侧移动。
15.(24-25八年级上·江苏南京·期中)利用身边的器材完成如下实验:
(1)一个长方形水槽中装有一定量的水,小明将一块平面镜斜插入水槽中,使太阳光照射在平面镜上,并反射到白色墙壁或白纸上,也可以看到彩色光带,如图a所示。这属于光的 现象,实验中光屏上呈现的红、 、蓝三种色光称为光的三原色,此时平面镜上方的水类似于 (填写光学元件名称);
(2)如图b所示,小明想通过三个小孔看见烛焰,他应将烛焰、三个小孔和人眼调到 上,之后他从侧面还观察到中间那张纸上出现了烛焰 (选填“倒立’或“正立”)的像;
(3)如图c所示,一束红光沿AO从空气射向玻璃,OB和OC分别是红光的反射光和折射光,OB与OC互相垂直,入射角为60°,则折射角为 °,如果一束紫光也沿AO斜射向玻璃,则紫光的折射光线与OC相比更 (选填“靠近”或“远离”)法线。
16.(24-25八年级上·江苏宿迁·期中)小明为探究光的折射规律设计了下面两个实验装置:如图甲所示的实验装置,其中光屏F可绕直径前后折转。
(1)实验时,先让光屏E、F位于同一平面内,一束激光贴着光屏E从空气斜射入水中,在光屏F上可以看到折射后的光束,观察发现折射光线和入射光线位于法线 ;小明将光屏F向后折转一定角度后,在光屏F上不能看到折射光,说明折射光线、入射光线和法线 (选填“在”或“不在”)同一平面内;
(2)小明将光屏F恢复原状,保持入射光不动,继续加水,会看到杯底的亮斑B向 (选填“左”、“右”或“上”)移动;
(3)小明继续用另一支激光笔让光沿着射向水面时,可看到折射光沿射出,这说明在光的折射现象中光路是 ;
(4)小明让一束光强不变的激光从某玻璃斜射向空气(如图乙、丙),不断调整入射角的大小,通过实验得到如下表格:
①光的折射现象一般都会伴随着反射现象的发生,当入射角增大时,折射角 (选填“增大”、“减小”或“不变”),折射光线的能量 (选填“增大”、“减小”或“不变”);
②当入射角≥41.8°时,折射光线消失,反射光线会变得更亮,即发生光的全反射现象。图像丁中的图线 (选填真“a”或“b”)反映了上述实验中的两角关系。
入射角
0°
10°
20°
30°
40°
41.8°
50°
折射角
0°
15.2°
30.9°
48.6°
81°
90°
反射能量
5%
7%
26%
43%
84%
100%
100%
17.(24-25八年级上·江苏泰州·期中)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
10o
30o
45o
60o
折射角
7.1o
20.7o
30o
37.8o
(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(写出一点即可):光从空气斜射入玻璃中时, ;
(3)根据表格中的数据还可以判断:当光以40°的入射角从空气射入玻璃中时,其折射角 30°(选填“大于”、“小于”或“等于”);
(4)当光以30°的入射角从玻璃射入空气中时,其折射角是 °;
(5)当光从空气垂直射入玻璃中时,入射角为 °,反射光线和折射光线的夹角为 °。
18.(24-25八年级上·江苏苏州·期中)小明和小华发现光斜射入玻璃中会发生偏折.为了反映光偏折程度的差异,他们将“入射角与折射角的比值”定义为“偏折比”。于是他们想探究“光折射时,偏折比与什么因素有关”;经过讨论后,他们提出了以下几种猜想:猜想1:与光在玻璃中通过的路程有关;猜想2:与玻璃的种类有关;猜想3:与玻璃的颜色有关。
(1)根据所学知识,他们经过讨论,判断猜想1是 (选填“正确”或“错误”)的,判断的依据是 。
(2)将一束光穿过如图甲的普通无色玻璃砖,若光在玻璃砖上表面折射时的“偏折比”为1.25,则光在下表面折射时的“偏折比”为 。
(3)为探究猜想2,小明又用一块形状和长度与普通无色玻璃砖相同、但厚度变小的水晶无色玻璃砖进行实验,当两束平行白光以相同入射角斜射入两玻璃砖上表面中点处,光从两玻璃砖下表面射出位置到玻璃砖左端的距离相等.由此可知,在相同条件下,普通无色破璃对白光的“偏折比”比水晶无色玻璃对白光的“偏折比” 。(选填“大”或“小”)
(4)进一步分析,由于不同颜色的光通过三棱镜的折射程度 (选填“相同”或“不同”),他们认为猜想了是正确的。小华只将图甲中的普通无色玻璃砖分别换成形状、大小完全相同的普通红色玻璃砖和普通绿色玻璃砖,使两束平行白光以相同入射角斜射入两玻离砖上表面中点处(如图甲),光从玻璃砖下表面射出位且如图乙,则在相同条件下,普通 (选填“红色”或“绿色”)玻璃对光的“偏折比”大。
19.(23-24八年级上·江苏宿迁·期末)小明为探究光的折射规律设计了下面两个实验装置:如图甲所示的实验装置,其中光屏F可绕直径NOM前后折转。
(1)实验时,先让光屏E、F位于同一平面内,一束激光贴着光屏E从空气斜射入水中,在光屏F上可以看到折射后的光束,观察发现折射光线和入射光线位于法线 ;小明将光屏F向后折转一定角度后,在光屏F上不能看到折射光,说明折射光线和入射光线 (选填“在”、“不在”)同平面内;
(2)小明将光屏F恢复原状,保持入射光不动,继续加水,会看到杯底的亮斑B向 (选填“左”、“右”、“上”)移动;
(3)小明继续用另一支激光笔让光沿着BO射向水面时,可看到折射光沿OA射出,这说明在光折射现象中光路是 。
(4)小明让一束光强不变的激光从某玻璃斜射向空气(如图乙、丙),不断调整入射角,通过实验得到如表格:
入射角α
0°
10°
20°
30°
40°
41.8°
50°
折射角β
0°
15.2°
30.9°
48.6°
81°
90°
反射能量
5%
7%
26%
43%
84%
100%
100%
①光的折射现象一般都会伴随着反射现象的发生,当入射角增大时,折射角 (选填“增大”、“减小”或“不变”),折射光线的能量 (选填“增大”、“减小”或“不变”);
②当入射角时,折射光线消失,反射光线会变得更亮,即发生光的全反射现象。图像丁中的图线 (选填“a”或“b”)反映了上述实验中的两角关系;
20.(23-24八年级上·江苏苏州·阶段练习)如图甲所示,小明在探究光折射现象时,将一束入射角为50°的光线斜射入杯中,在杯底形成光斑,然后逐渐往杯中加水,观察杯底光斑的位置变化。他对实验中光偏折程度的差异产生了兴趣。为了定量反映这种差异,他将“折射角与入射角的比值”定义为“偏折比”。根据所学知识和生活经验,小明对影响“偏折比”大小的因素提出如下猜想:猜想1:与液体深度有关;猜想2:与液体种类有关;猜想3:与入射光的颜色有关。
(1)图甲实验中,测得折射角为35°,则此时的“偏折比”为 ;
(2)你认为猜想1 (选填“正确”或“不正确”),理由是: ;
(3)为了探究猜想2,小明只将图甲中的水换成油,当油的深度小于水的深度(如图乙所示),杯底光斑位置恰与图甲实验时光斑位置重合。对比可知:在相同条件下,油对光的“偏折比”比水对光的“偏折比” (选填“大”或“小”);
(4)为了探究猜想3,小明用图甲装置先后入射红、蓝色激光,杯底光斑位置如图丙所示,则 光的“偏折比”大;
(5)将一束激光穿过如图丁所示的玻璃砖,若光在玻璃砖上表面折射时的“偏折比”为0.8,则光在下表面折射时的“偏折比”为 。
21.(23-24八年级上·江苏泰州·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,某学习小组进行了实验探究,步骤如下:
(1)A。把一个防水小灯泡a放在水中某处,观察灯泡所成像的位置;
B.将另一个相同的小灯泡b放在水面上方,调整其位置,使它的像与a的像重合;
C.用刻度尺测量灯泡b到水面的距离。灯泡a的像到水面的距离与灯泡b到水面的距离一定相等,这依据物理知识是 ;
(2)测量时,如果直接将刻度尺竖直插入水中,使看到的零刻度线与灯泡a的像重合,则刻度尺在水面处的示数表示 (灯泡a/灯泡a的像)的深度;
(3)某小组实验时,测得灯泡a到水面的距离u和灯泡a的像到水面的距离v的对应关系如下表所示:
u/mm
30.0
60.0
90.0
120.0
150.0
180.0
v/mm
23.0
45.0
67.5
90.0
113.0
135.0
根据表中数据,在忽略误差的情况下,看起来1.2m深的水坑,其实际深度可达 m,因此看起来不太深的水也不能贸然下去,以免危险!
22.(22-23八年级上·江苏南通·期末)小明为探究光的折射规律设计了下面两个实验装置:
(一)如图甲所示的实验装置,其中光屏F可绕直径NOM前后折转:
(1)实验时,先让光屏E、F位于同一平面内,一束激光贴着光屏E从空气斜射入水中,在光屏F上可以看到折射后的光束,这说明折射光线和入射光线位于法线 ;小明将光屏F向后折转一定角度后,在光屏F上不能看到折射光,说明折射光线和入射光线 (选填“在”或“不在”)同一平面内;
(2)小明将光屏F恢复原状,保持入射光不动,继续加水,会看到杯底的亮斑B向 (选填“左”、“右”或“上”)移动;
(3)小明继续用另一支激光笔让光沿着BO射向水面时,可看到折射光沿OA射出,这说明 。
(二)小明让一束光强不变的激光从某玻璃斜射向空气(如图乙、丙),不断调整入射角,通过实验得到如表格:
入射角α
0°
10°
20°
30°
40°
41.8°
50°
折射角β
0°
15.2°
30.9°
48.6°
81°
90°
反射能量
5%
7%
26%
43%
84%
100%
100%
(4)光的折射现象一般都会伴随着反射现象的发生,当入射角增大时,折射角 ;折射光线的能量 (选填“增大”、“减小”或“不变”);
(5)当入射角α≥41.8°时,折射光消失,反射光会变得更亮,即发生光的全反射现象。图像丁中的图线 (选填“a”或“b”)反映了上述实验中的两角关系;
(6)通过对实验数据的分析特点可知,如果光从空气射向玻璃, (选填“能”或“不能”)发生全反射现象。
试卷第20页,共46页
试卷第1页,共46页
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专题10 实验:探究光的折射规律
本节要点
对应题号
专项精练1 打基础
1-6
专项精练2 练能力
7-18
专项精练3 冲满分
19-22
1.(24-25八年级上·江苏南京·期中)小华利用图甲装置探究光的折射规律,激光笔发出的光从水中斜射入空气,在光屏(放置在空气中)上形成光斑。
(1)图乙中b是入射光线a的折射光线,入射光线SO的折射光线可能是 (选填“1”或“2”)。
(2)图乙中垂直水面的入射光线c的入射角为 。
(3)保持入射光线的方向不变,若向容器中慢慢加适量清水,在加水的过程中,折射角 (选填“增大”、“减小”或“不变”),光斑向 (选填“上”或“下”)移动。
【答案】(1)1
(2)0°
(3) 不变 上
【详解】(1)在光的折射现象中,入射角增大,折射角也跟着增大,图乙中b是入射光线a的折射光线,入射光线a的入射角大于入射光线SO的入射角,所以入射光线SO的折射光线的偏折程度比折射光线b要小,所以可能是1。
(2)入射光线与法线的夹角为入射角,图乙中垂直水面的入射光线c与法线重合,入射角为0°。
(3)[1][2]保持入射光线的方向不变,若向容器中慢慢加适量清水,在加水的过程中,入射角角度不变,折射角角度也不变,但由于液面上升,入射点上移,折射光线向上平移,光斑向上移动。
2.(24-25八年级上·江苏无锡·期中)小华在实验时偶然间发现竖直向下看到放在玻璃砖下面的字发生了错位。
(1)①联想到“平面镜成像”找像位置的方法,于是他按如图甲所示将玻璃砖紧贴物体摆放在水平桌面上的一张白纸上,标记出物体的位置。再按照图乙的方式沿水平方向观察物体(观察盒上的条形码)。当看到物体经玻璃砖成的像时,前后移动小卡片,使小卡片与像在同一个平面上,将小卡片此时的位置标记在白纸上,这样就找到了放置一块玻璃砖时 的位置;
②随后,他将玻璃砖离开物体且向自己移动一小段距离后进行观察,发现像的位置不变,说明玻璃砖与物体的距离 (选填“会”或“不会”)影响成像位置;
(2)为了观察不同厚度玻璃的成像情况,他将第二块相同玻璃砖紧贴在第一块后面,如图丙所示,观察并记录像的位置;他再将第三块相同玻璃砖紧贴在前两块后面,如图丁所示,观察并记录像的位置。记录的数据如图戊所示;
①分析图戊的数据可知,用两块玻璃砖观察时,像与物体的距离是 cm;
②三次实验都说明了光在垂直入射时,像的位置会 (选填“靠近”或“远离”)观察者;
(3)从图戊的实验数据还可以得出∶玻璃的厚度越厚,像与物的距离越 ;
(4)从以上探究可知,从竖直方向看到的池底比它的实际位置 (选填“浅”或“深”)。
【答案】(1) 像 不会
(2) 4.28 靠近
(3)大
(4)浅
【详解】(1)[1]当看到物体经玻璃砖成的像时,前后移动小卡片,使小卡片与像在同一个平面上,将小卡片此时的位置标记在白纸上,这样小卡片的位置替代了像的位置,就找到了放置一块玻璃砖时像的位置。
[2]移动玻璃砖,发现像的位置不变,说明玻璃砖与物体的距离不会影响像的位置。
(2)[1]由图可知,用两块玻璃砖观察时,像与物体的距离为
[2]由三次实验数据可知,光在垂直入射时,像距越来越大,与观察者的距离变小,说明像的位置在靠近观察者。
(3)由图可知,玻璃越厚,像距越大,说明玻璃的厚度越厚,像与物的距离越大。
(4)由第二小题可知,光在垂直入射时,像的位置在靠近观察者,所以从竖直方向看到的池底比它的实际位置浅。
3.(24-25八年级上·江苏宿迁·期中)某同学做“探究光的折射规律”实验,她把半圆形玻璃砖固定在圆盘中心,让激光束沿圆盘半径入射到玻璃砖圆心处,激光束经玻璃砖折射后从半圆弧边射出(如图所示)。旋转圆盘,多次改变激光束入射角度,观察折射光线方向并记录数据,如下表所示。
实验次数
1
2
3
4
5
入射角
18°
30°
60°
72°
折射角
12°
20°
28°
36°
42°
(1)做第三次实验时,忘了记录入射角的数据,第三次实验如图所示,结合图可知,此时的入射角为 ;
(2)分析实验数据可知:当光从空气斜射到玻璃表面时,折射角 入射角(填“大于”、“小于”或“等于”),折射角随入射角增大而 (填“增大”、“减小”或“不变”)。
(3)为了使光路更清晰,激光笔应紧贴圆盘照射,并在较 (填“亮”或“暗”)的环境中进行。
(4)实验中将发现,折射光路的亮度比入射光路要 (填“亮”或“暗”),原因可能是 。
【答案】(1)48
(2) 小于 增大
(3)暗
(4) 暗 入射光照到物质分界面有一部分光发生反射
【详解】(1)入射角为入射光线与法线夹角,第三次实验如图所示,结合图可知,每小格为6°,此时的入射角为48°。
(2)[1][2]分析实验数据可知:当入射角分别为18°、30°、48°、60°、72°时,折射角分别为12°、20°、28°、36°、42°,可得结论:当光从空气斜射到玻璃表面时,折射角小于入射角,折射角随入射角增大而增大。
(3)光学实验,为了使光路更清晰,激光笔应紧贴圆盘照射,并在较暗环境中进行。
(4)[1][2]入射光照到物质分界面有一部分光发生反射,一部分发生折射,折射光线比入射光线少,因此折射光线比入射光线暗。
4.(2023·江苏泰州·二模)光从空气斜射入水和玻璃时都会发生折射现象,但是水和玻璃的折射情况会相同吗?为了探究这个问题,小华选择了光屏、透明玻璃砖、水槽、激光电筒等器材进行实验。他在光屏上画出互相垂直的和两条线段并相交于O点,如图甲所示。
(1)小华将玻璃砖的一个表面与MM齐平放置,让激光电筒发出的光线从A点到O点入射,他看到了如图乙所示的光路(AO、OC为同一直线),你认为出现光线OC是因为 ,鉴于本实验的目的,此时最应该记录的两条光线是 ;
(2)接下来观察光从空气中进入水中的传播情况,小华应想办法保证 相同,她的做法是:将光屏竖直放入水槽中(使线段MM'水平),并向水槽中慢慢注水至水面与MM'齐平,入射光线应从 点向O点射入;
(3)小华最终在光屏上记录下了如丙所示的光路图(OE为水中的折射光线),通过分析光路,你认为玻璃和水这两种介质对光的偏折能力较强的是 ;
(4)若激光以相同的入射角分别从玻璃和水中斜射入空气中,则 射出的折射光线更远离法线。
【答案】 有部分光线并没有通过玻璃砖,而依旧在空气中传播 AO和OB 入射角 A 玻璃 玻璃
【详解】(1)[1]光线AO到OC,光的传播路线没有改变,说明光在同一种均匀介质中传播,所以可以判断有部分光线并没有通过玻璃砖,而依旧在空气中传播。
[2]本实验探究光的折射规律,要记录光的折射光线和入射光线,所以,要记录的两条光线是AO和OB。
(2)[3][4]探究光在玻璃和水的折射能力,要控制入射光线相同,入射角相同,观察折射光线和折射角的变化情况,所以入射光线应从A点向O点射入,这是为了保证入射光线重合,入射角相同。
(3)[5]如乙、丙图,当光在空气中传播时AO入射,OC传播;当光线从空气斜射入水中,AO入射,OE传播;当光线从空气斜射入玻璃中,AO入射,OB传播,比较两条折射光线OB和OE,OB偏离OC更多,所以,玻璃和水这两种介质对光的偏折能力较强的是玻璃。
(4)[6]光从空气斜射入玻璃中的偏折能力比在水中的偏折能力强,根据光路是可逆的,当光从玻璃斜射入空气中时的偏折能力比光从水中斜射入空气中时的偏折能力强,所以,从玻璃中射出的折射光线更远离法线。
5.(2023·江苏苏州·二模)如图所示,小明在研究光的折射规律时,为了观察到光的折射过程,他就把一块白色的板竖直放在水中,然后将一激光束从空气中斜射入水中,结果在白板上看到了折射的过程。
(1)若他将激光束向水面靠拢,请问折射光束应 (靠近/远离)水面;
(2)若入射水面的激光束的角度保持不变,在水槽中加适量水,请问水底的光斑应向 (左/右)移;
(3)该竖板左侧可以绕图中虚线自由翻转,如果将左侧竖板向后翻转后,折射光线在竖板上消失,返回后又再次出现在竖板上,这说明: 。
【答案】 靠近 右 见解析
【详解】(1)[1]当入射光线靠近水面时,入射角增大,折射角随入射角的增大而增大,折射光线将靠近水面。
(2)[2]若入射水面的激光束的角度保持不变,在水槽中加适量水,入射点将向右移动,则折射光线随之向右移动,即在注水的过程中水底的光斑向右移动。
(3)[3]该竖板左侧可以绕图中虚线自由翻转,如果将左侧竖板向后翻转后,则呈现折射光线的竖板左侧和呈现入射光线的竖板右侧不在同一平面内,在竖板左侧上不能看到折射光线,说明折射光线、入射光线和法线在同一平面内。
6.(22-23八年级上·江苏泰州·期末)如图所示,为了探究光折射时的特点,某实验小组将一束光斜射到一块平行板玻璃砖的上表面,并让其出射光线从玻璃砖下表面射出,他们得到以下结论:
(1)折射角随入射角的减小而 (选填“增大”、“不变”或“减小”);
(2)这一束光进入玻璃砖前的光线与离开玻璃砖后的光线的位置关系是 的;
(3)若透过平行板玻璃砖上表面观看置于玻璃砖下表面的一枚硬币,看到硬币的位置比实际位置要 (选填“深”或“浅”)。
【答案】 减小 平行 浅
【详解】(1)[1]根据光的折射定律可知,当入射角减小时,折射角会减小。
(2)[2]根据光路是可逆的原理可知,光线在下表面上的折射角等于在上表面上的入射角,由几何知识可知当光从下表面射出后,一定与射入上表面前的光线平行,即这一束光进入玻璃砖前的光线与离开玻璃砖后的光线是平行的。
(3)[3]硬币反射的光线由玻璃斜射入空气时发生折射,折射角大于入射角,折射光线向玻璃面偏折,所以人眼逆着折射光线看上去,看到的硬币的虚像比硬币的实际位置浅一些。
7.(24-25八年级上·江苏宿迁·阶段练习)小光在做“探究光的折射特点”的实验时,如图是光从空气射入水中时的光路。通过实验得到如下数据:
入射角a/°
0
15
30
45
60
反射角β/°
0
15
30
45
60
折射角γ/°
0
11
22.1
35.4
40.9
(1)分析表中数据,可得出结论:
①光从空气斜射到水面时,将同时发生 和 现象;
②光从空气斜射到水面时,折射角随入射角的变化关系是: ,且折射角 (选填“大于”、“等于”或“小于”)入射角。当光从空气垂直射到水面时,折射角等于 。
(2)拓展应用:
小光去游泳,观察到深水区并不深,原因是他看到的池底是由光的折射形成的 (选填“实像”或“虚像”)。
【答案】(1) 光的折射 光的反射 折射角随着入射角的增大而增大 小于 0°
(2)虚像
【详解】(1)[1][2]光从空气斜射入水面时,一部分光会被水面反射,一部分光进入水中发生折射。
[3][4]由表格可知,当反射角增大时,折射角也随之增大,即折射角随着入射角的增大而增大,且折射角小于入射角。
[5]当光线垂直入射时,入射角为0°,折射角也为0°。
(2)池底反射的光线由水中斜射到空气中时,在水面上发生折射,折射角大于入射角,折射光线进入人眼,人眼会逆着折射光线的方向看去,看到池底的虚像,就会觉得池底变浅了。
8.(24-25八年级上·江苏南通·期中)小明在“初识光的折射现象”和“探究光的折射特点”实验中:
(1)
如图甲,小明将一束激光射至P点,形成一个光斑,向水槽内慢慢注水,水槽底部光斑的位置将 (选填“向左移动”“向右移动”或“不动”),这说明光从空气斜射入水中时,传播方向 (选填“会”或“不会”)发生偏折;
(2)如图乙所示,将纸板右半部分绕CD向后翻转任意角度,发现纸板上无折射光束呈现。此现象说明了: ;此时纸板上看不到折射光线,下列说法正确的有 [选填下面选项前面的字母];
A没有折射光线
B.有折射光线但不易看见
C.如果在原折射光线处滴几滴牛奶也不可能看见折射光线
(3)如图丙,小明将光沿着AO方向射向水面上的O点,光在水中沿着OB方向射出,调整激光笔使入射光逐步偏离法线,折射光也逐步偏离法线,说明光从空气斜射入水中时,入射角增大,折射角随之 (选填“增大”“减小”或“不变”)。当光沿着CO方向射入时会沿OD方向射出,此时折射角为 度。
【答案】(1) 向左移动 会
(2) 光折射时,折射光线、入射光线和法线在同一平面内 B
(3) 增大 0
【详解】(1)[1][2]光从空气斜射入水或其它透明介质时,折射角小于入射角;小明将一束激光射至P点,形成一个光斑,向水槽内慢慢注水,光线在水面处发生折射,折射光线较入射光线更偏向于法线,折射角小于入射角,水槽底部光斑的位置将向左移动,由此说明光从空气斜射入水中时,传播方向会发生偏折。
(2)[1]如图乙所示,将纸板右半部分绕CD向后翻转任意角度,此时纸板右半部分与左半部分不在同一平面上,当光沿着AO方向射向水面上的O点,发现纸板上无折射光束呈现,此现象说明折射光线、入射光线和法线在同一平面内。
[2]此时纸板上看不到折射光线,但折射光线依然存在,滴几滴牛奶由于光发生漫反射,则可能看见折射光线,故AC错误,B正确。
故选B。
(3)[1]入射光线和法线的夹角是入射角,折射光线和法线夹角是折射角,图丙中入射光逐步偏离法线,折射光也逐步偏离法线,说明光从空气斜射入水中时,入射角增大,折射角也随之增大。
[2]当光沿着CO方向射入时会沿DO方向射出,此时光线垂直入射不改变传播方向,则此时入射角和折射角都等于0度。
9.(23-24八年级上·江苏宿迁·期末)如图是光从空气射入水中时的光路,实验中发现,折射光线、入射光线和法线在同一平面内,折射光线和入射光线分别位于法线的两侧,经过多次实验并记录了如下数据。
入射角α
15°
30°
45°
60°
反射角β
15°
30°
45°
60°
折射角γ
11.3°
22.1°
35.4°
40.9°
结合光路图,分析表格中的数据,可得出结论:
(1)光从空气斜射到水面时,将同时发生 和 现象;
(2)光从空气斜射入水中时,当入射角为15°时,折射角为 ;不断增大入射角,折射角也随之增大,且折射角 (选填“大于”“小于”或“等于”)入射角;
(3)若一束光以35.4°的入射角从水斜射入空气中时,其折射角是 ,这说明在光的折射现象中,光路是 ,不断增大入射角,折射角也随之增大,其中先接近90°的是 。
【答案】 反射 折射 11.3° 小于 45° 可逆 折射角
【详解】(1)[1][2]水面是光滑的平面,光照到水面会发生反射,水是透明物体,光从空气斜射到水面时,会有光进入水中,所以,光从空气斜射到水面时,将同时发生反射和折射现象。
(2)[3]光从空气斜射入水中时,当入射角为15°时,由表格中的信息可知,折射角为11.3°。
[4]由表格中的信息可知,不断增大入射角,折射角也随之增大,且折射角小于入射角。
(3)[5][6][7]由表格信息可知,若一束光以35. 4°的入射角从水斜射入空气中时,由光路可逆性原理可知,其折射角是45°。不断增大入射角,折射角也随之增大,且折射角总是大于入射角,所以先接近90°的是折射角。
10.(23-24八年级上·江苏南京·期末)小明利用图甲所示装置探究“光的折射特点”。
(1)甲图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;
(2)小明把光屏F绕ON向后折,如图乙所示,此时在NOF面上看不到折射光线,此时,折射光线 (选填“存在”或“不存在”)。为了进一步研究,小明将纸板沿PQ剪开,将纸板的上半部分向后折,如图丙所示,发现在纸板右侧的 (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;
(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 。
【答案】 漫 存在 下部 在 增大 0 寻找普遍规律
【详解】(1)[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)[2]他把光屏绕ON向后折,折射光线仍然存在,此时呈现折射光线的F板和呈现入射光线的E板不在同一平面内,所以在NOF面上不能看到折射光。
[3][4]为了进一步确定此时折射光线的位置,小明将纸板沿PQ剪开,将纸板的上半部分向后折,在纸板右侧的下部仍和E板在同一平面内,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)[5]分析表格数据可知:光从空气斜射入水中时,入射角由15°增大到60°,则折射角由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)[6]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度,折射角等于0度。
(5)[7]实验中多次测量可以防止偶然性的发生,获得普遍规律。
11.(23-24八年级上·江苏南京·期末)为探究光的折射规律,小明让入射光从玻璃射向空气。得到如下表格:
入射角i
0°
10°
20°
30°
40°
41.8°
50°
折射角r
0°
15.2°
30.9°
48.6°
81°
90°
(1)根据表格,他发现当入射角增大时,折射角 (选填“增大”、“减小”或“不变”),图中的图线 (选填“a”或“b”)反映了上述实验中的两角关系;
(2)小明发现,当入射角i≥ °时,折射光消失,反射光会变得更亮,请教老师后,他知道此时发生的现象叫做“全反射”。根据折射现象中光路可逆原理可以判断:如果光从空气射向玻璃,满足一定角度条件时、 (选填“能”或“不能”)发生全反射现象。
【答案】 增大 a 41.8 不能
【详解】(1)[1][2]分析数据表可知,折射角随着入射角的增大而增大,但折射角总大于入射角,而图b中,当入射角等于45°时,折射角也等于45°,a图象中的折射角始终大于入射角且折射角能达到90°,因此图a反映了折射角与入射角的关系。
(2)[3]由表格数据可知,入射角增大折射角也增大,当入射角等于41.8°时,反射能量达到100%,就发生了全反射现象。
[4]由表中数据分析可得出结论,要发生全反射,入射角要小于折射角,若光从空气斜射向玻璃,则入射角大于折射角,不能发生全反射。
12.(23-24八年级上·江苏南京·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 ;
(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),
【答案】 大 左 大 ②
【详解】(1)[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)[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,逐渐往杯中加水,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。
[3]向杯中继续注水,折射光线逐渐向左偏折,但是入射角不变,折射角和反射角的大小也不变;由于发生了折射,折射光线靠近法线,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,即OC>BB',由知, 水位上升的速度比光斑移动的速度大。
(3)[4]人的脚发出的入射光线射到水面上会发生光的折射,折射光线进入岸上人的眼睛,岸上的人逆着折射光线看去,人脚会向上偏折,所以岸上的人看到站在游泳池里人的腿是变短的,故选②。
13.(2023·江苏泰州·二模)某小组选用了图甲中光源、水、水槽、可折转的光屏(带刻度)等器材,用于完成探究“光从空气射入水中时的折射规律”。
(1)使用可折转的光屏,是为了观察折射光线和入射光线是否 ;
(2)光从空气射入水中,入射点为O点,不断改变入射角,读出刻度盘上对应的折射角,将实验结果画在图丙中,其中1和、2和……4和分别表示各次入射光线和对应的折射光线的位置,并记录了表一的数据。由此可得出,光从空气斜射入水中时,折射角随入射角的增大而 ,且折射角 (大于/等于/小于)入射角:表一中“?”处的数据是 ;
表一
序号
1
2
3
4
入射角
60
40
20
0
折射角
40
29
15
?
表二
序号
1
2
3
入射角
15
29
40
折射角
20
?
60
(3)接下来继续探究光从水中射入空中的折射情况,记录了表二的数据。表二中“?”处的数据模不清,请综合分析两个表格中的数据,判断出这个数据应该是 。
【答案】 在同一平面内 增大 小于
【详解】(1)[1]将光屏的右半部分向前后翻折,就不会看到折射光线,只有当整个光屏为一平面时,才能够看到折射光线,说明折射光线、入射光线、法线共面。
(2)[2][3]由图丙可以看出,当入射角增大时,折射角也随着增大,且折射角小于入射角。
[4]当光从空气垂直射到水面时,传播方向不变,此时入射角等于0度,折射角等于0度。
(3)[5]光从空气斜射入水中时,折射角小于入射角,而从水斜射入空气时,折射角大于入射角,表一是从空气射入水中的数据,表二是光从水射入空气中的数据对比表一的1、3和表二的1、3,发现入射角和折射角相互交换,说明光的折射现象遵循光路可逆,根据表二第2次数据,交换后入射角为,对应的折射角为。
14.(24-25八年级上·江苏常州·期中)用如图所示的装置“探究光的折射规律”。
(1)实验数据如下表,
入射角
0°
15°
30°
45°
60°
折射角
0°
11.3°
22.1°
35.4°
40.9°
分析数据可得结论:当光由空气 入水中时,折射角小于入射角;且入射角增大时,折射角 。
(2)当杯底的光点在B点时,若仅从容器中抽出一些水,则杯底光点将向B点的 (左/右)侧移动。
【答案】(1) 斜射 增大
(2)右
【详解】(1)[1]分析表中数据可知,当入射角为0°时,光由空气垂直射入水中,折射角等于入射角;当以其它入射角射入水中时,即当光由空气斜射入水中时,折射角小于入射角。
[2]分析表中数据,当入射角由15°增大到60°时,折射角由11.3°增大到了40.9°,所以,入射角增大时,折射角增大。
(2)当杯底的光点在B点时,若仅从容器中抽出一些水,入射点向右下方移动,入射角不变,则折射角也不变,折射光线与原来折射光线平行,则杯底光点将向B点的右侧移动。
15.(24-25八年级上·江苏南京·期中)利用身边的器材完成如下实验:
(1)一个长方形水槽中装有一定量的水,小明将一块平面镜斜插入水槽中,使太阳光照射在平面镜上,并反射到白色墙壁或白纸上,也可以看到彩色光带,如图a所示。这属于光的 现象,实验中光屏上呈现的红、 、蓝三种色光称为光的三原色,此时平面镜上方的水类似于 (填写光学元件名称);
(2)如图b所示,小明想通过三个小孔看见烛焰,他应将烛焰、三个小孔和人眼调到 上,之后他从侧面还观察到中间那张纸上出现了烛焰 (选填“倒立’或“正立”)的像;
(3)如图c所示,一束红光沿AO从空气射向玻璃,OB和OC分别是红光的反射光和折射光,OB与OC互相垂直,入射角为60°,则折射角为 °,如果一束紫光也沿AO斜射向玻璃,则紫光的折射光线与OC相比更 (选填“靠近”或“远离”)法线。
【答案】(1) 色散 绿 三棱镜
(2) 一条直线 倒立
(3) 30 靠近
【详解】(1)[1]白色墙壁或白纸上,可以看到彩色光带,是光的色散现象。
[2]光的三原色是红、绿、蓝,颜料的三原色是红、黄、蓝。
[3]根据牛顿光的色散现象可知,是太阳光经过三棱镜发生光的色散现象,因此平面镜上方的水类似三棱镜。
(2)[1][2]如图b所示,某同学想通过三个小孔看见烛焰,根据光在均匀介质中沿直线传播,他应将烛焰、三个小孔和人眼调到同一直线上,该同学还观察到中间那张纸上出现了烛焰倒的像,这是由于光的直线传播形成的,从侧面还观察到中间那张纸上出现了烛焰倒立的像。
(3)[1]因为入射角为60°,反射角等于入射角,所以反射角为60°;因为OB与OC互相垂直,即反射光线与折射光线的夹角等于90°,所以反射角与折射角之和等于90°,故折射角为
[2]由光的色散可知,紫光比红光的折射能力强,所以紫光的折射角小于红光,故紫光的折射光线与OC比较更应靠近法线。
16.(24-25八年级上·江苏宿迁·期中)小明为探究光的折射规律设计了下面两个实验装置:如图甲所示的实验装置,其中光屏F可绕直径前后折转。
(1)实验时,先让光屏E、F位于同一平面内,一束激光贴着光屏E从空气斜射入水中,在光屏F上可以看到折射后的光束,观察发现折射光线和入射光线位于法线 ;小明将光屏F向后折转一定角度后,在光屏F上不能看到折射光,说明折射光线、入射光线和法线 (选填“在”或“不在”)同一平面内;
(2)小明将光屏F恢复原状,保持入射光不动,继续加水,会看到杯底的亮斑B向 (选填“左”、“右”或“上”)移动;
(3)小明继续用另一支激光笔让光沿着射向水面时,可看到折射光沿射出,这说明在光的折射现象中光路是 ;
(4)小明让一束光强不变的激光从某玻璃斜射向空气(如图乙、丙),不断调整入射角的大小,通过实验得到如下表格:
①光的折射现象一般都会伴随着反射现象的发生,当入射角增大时,折射角 (选填“增大”、“减小”或“不变”),折射光线的能量 (选填“增大”、“减小”或“不变”);
②当入射角≥41.8°时,折射光线消失,反射光线会变得更亮,即发生光的全反射现象。图像丁中的图线 (选填真“a”或“b”)反映了上述实验中的两角关系。
入射角
0°
10°
20°
30°
40°
41.8°
50°
折射角
0°
15.2°
30.9°
48.6°
81°
90°
反射能量
5%
7%
26%
43%
84%
100%
100%
【答案】(1) 两侧 在
(2)左
(3)可逆的
(4) 增大 减小 a
【详解】(1)[1][2]实验时,先让光屏E、F位于同一平面内,一束激光贴着光屏E从空气斜射入水中,在光屏F上可以看到折射后的光束,即AO为入射光线,OB为反射光线,NM为法线,这说明折射光线和入射光线位于法线两侧;当F板向后折转一定的角度后,则呈现折射光线的F板和呈现入射光线的E板不在同一平面内,在F板上不能看到折射光,说明折射光线、入射光线和法线在同一平面内。
(2)若杯中的水增多,如图所示:可见,当水增多时,液面升高,入射角不变,折射角也不变,入射点向左移,则杯底亮斑也会向左移动。
(3)另一支激光笔让光线沿着BO射向水面时,可看到折射光线沿OA射出,与原光路重合,这说明:在光的折射现象中,光路是可逆的。
(4)①[1][2]由表中数据可知:当入射角增大时,折射角也随着增大,反射光线能量增大,则折射光线的能量减小。
②[3]由表格数据可知:折射角随着入射角的增大而增大,但折射角总大于入射角,而图线b中,当入射角等于45°时,折射角也等于45°,a图线中的折射角始终大于入射角,因此图线a反映了实验中折射角与入射角的关系。
17.(24-25八年级上·江苏泰州·期中)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
10o
30o
45o
60o
折射角
7.1o
20.7o
30o
37.8o
(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(写出一点即可):光从空气斜射入玻璃中时, ;
(3)根据表格中的数据还可以判断:当光以40°的入射角从空气射入玻璃中时,其折射角 30°(选填“大于”、“小于”或“等于”);
(4)当光以30°的入射角从玻璃射入空气中时,其折射角是 °;
(5)当光从空气垂直射入玻璃中时,入射角为 °,反射光线和折射光线的夹角为 °。
【答案】(1)显示光路
(2)折射角小于入射角
(3)小于
(4)45°
(5) 0 180
【详解】(1)光具盘除了能读出入射角和折射角大小外,还具有显示光路的作用。
(2)根据表中数据可知,实验中,光从空气斜射入玻璃中,折射角总小于入射角,故能得出的结论是:光从空气斜射入玻璃中时,折射角小于入射角。
(3)根据表格中的数据可知,当光线以45°的入射角从空气射向玻璃时,其折射角是30°;当入射角为40°时,入射角变小了,折射角随之变小,所以折射角会小于30°。
(4)已知当光线以45°的入射角从空气射向玻璃时,其折射角是30°。根据光路的可逆性,当光以30°的入射角从玻璃射入空气中时,其折射角是45°。
(5)[1][2]当光从空气垂直射入玻璃中时,入射光线与法线夹角为0,故入射角为为0°,光线不发生偏折,故折射角为为0°,因此反射光线和折射光线的夹角为180°。
18.(24-25八年级上·江苏苏州·期中)小明和小华发现光斜射入玻璃中会发生偏折.为了反映光偏折程度的差异,他们将“入射角与折射角的比值”定义为“偏折比”。于是他们想探究“光折射时,偏折比与什么因素有关”;经过讨论后,他们提出了以下几种猜想:猜想1:与光在玻璃中通过的路程有关;猜想2:与玻璃的种类有关;猜想3:与玻璃的颜色有关。
(1)根据所学知识,他们经过讨论,判断猜想1是 (选填“正确”或“错误”)的,判断的依据是 。
(2)将一束光穿过如图甲的普通无色玻璃砖,若光在玻璃砖上表面折射时的“偏折比”为1.25,则光在下表面折射时的“偏折比”为 。
(3)为探究猜想2,小明又用一块形状和长度与普通无色玻璃砖相同、但厚度变小的水晶无色玻璃砖进行实验,当两束平行白光以相同入射角斜射入两玻璃砖上表面中点处,光从两玻璃砖下表面射出位置到玻璃砖左端的距离相等.由此可知,在相同条件下,普通无色破璃对白光的“偏折比”比水晶无色玻璃对白光的“偏折比” 。(选填“大”或“小”)
(4)进一步分析,由于不同颜色的光通过三棱镜的折射程度 (选填“相同”或“不同”),他们认为猜想了是正确的。小华只将图甲中的普通无色玻璃砖分别换成形状、大小完全相同的普通红色玻璃砖和普通绿色玻璃砖,使两束平行白光以相同入射角斜射入两玻离砖上表面中点处(如图甲),光从玻璃砖下表面射出位且如图乙,则在相同条件下,普通 (选填“红色”或“绿色”)玻璃对光的“偏折比”大。
【答案】(1) 错误 玻璃的厚度改变时,光的入射角和折射角都不变
(2)0.8
(3)大
(4) 不同 绿色
【详解】(1)[1][2]光只在两个介质相交处发生偏折,与光在玻璃中走过的路程无关,由下图(1)可知,玻璃的厚度改变时,光的入射角和折射角都不变,
故猜想1错误。
(2)将一束光穿过如图甲的普通无色玻璃砖,若光在玻璃砖上表面折射时的“偏折比”为1.25,如图(1)所示,光在玻璃砖上表面的偏折比为
那么光在下表面的偏折比为
(3)如图(1)和图(2)中光线所示,水晶玻璃厚度小,普通无色玻璃砖厚度大,如果射出点相同,那么在厚度大的砖块中,光的偏折更大一点,也就是说,光在普通无色玻璃砖中,光的偏折比更大。
(4)[1][2]进一步分析,如图2所示,红光在左边,绿光在右边,那么绿光的偏折更大,不同颜色的光在三棱镜中偏折程度不同。
19.(23-24八年级上·江苏宿迁·期末)小明为探究光的折射规律设计了下面两个实验装置:如图甲所示的实验装置,其中光屏F可绕直径NOM前后折转。
(1)实验时,先让光屏E、F位于同一平面内,一束激光贴着光屏E从空气斜射入水中,在光屏F上可以看到折射后的光束,观察发现折射光线和入射光线位于法线 ;小明将光屏F向后折转一定角度后,在光屏F上不能看到折射光,说明折射光线和入射光线 (选填“在”、“不在”)同平面内;
(2)小明将光屏F恢复原状,保持入射光不动,继续加水,会看到杯底的亮斑B向 (选填“左”、“右”、“上”)移动;
(3)小明继续用另一支激光笔让光沿着BO射向水面时,可看到折射光沿OA射出,这说明在光折射现象中光路是 。
(4)小明让一束光强不变的激光从某玻璃斜射向空气(如图乙、丙),不断调整入射角,通过实验得到如表格:
入射角α
0°
10°
20°
30°
40°
41.8°
50°
折射角β
0°
15.2°
30.9°
48.6°
81°
90°
反射能量
5%
7%
26%
43%
84%
100%
100%
①光的折射现象一般都会伴随着反射现象的发生,当入射角增大时,折射角 (选填“增大”、“减小”或“不变”),折射光线的能量 (选填“增大”、“减小”或“不变”);
②当入射角时,折射光线消失,反射光线会变得更亮,即发生光的全反射现象。图像丁中的图线 (选填“a”或“b”)反映了上述实验中的两角关系;
【答案】 两侧 在 左 可逆 增大 减小 a
【详解】(1)[1][2]实验时,先让光屏E、F位于同一平面内,一束激光贴着光屏E从空气斜射入水中,在光屏F上可以看到折射后的光束,这说明折射光线和入射光线位于法线两侧;当F板向后折转一定的角度后,则呈现折射光线的F板和呈现入射光线的E板不在同一平面内,所以在F板上不能看到折射光,但此时折射光线和入射光线在同一平面内。
(2)[3]若杯中的水增多,如图所示:
可见,当水增多时,液面升高,入射角不变,折射角也不变,入射点向左移,则杯底亮斑也会向左移动。
(3)[4]小明继续用另一支激光笔让光线沿着BO射向水面时,可看到折射光线沿OA射出,与原光路重合,这说明:在光的折射现象中,光路是可逆的。
(4)[5][6]由表中数据可知:当入射角增大时,折射角也随着增大,反射光线能量增大,则折射光线的能量减小。
[7]由表格数据可知:折射角随着入射角的增大而增大,但折射角总大于入射角,而图b中,当入射角等于45°时,折射角也等于45°,a图象中的折射角始终大于入射角,因此图a反映了实验中折射角与入射角的关系。
20.(23-24八年级上·江苏苏州·阶段练习)如图甲所示,小明在探究光折射现象时,将一束入射角为50°的光线斜射入杯中,在杯底形成光斑,然后逐渐往杯中加水,观察杯底光斑的位置变化。他对实验中光偏折程度的差异产生了兴趣。为了定量反映这种差异,他将“折射角与入射角的比值”定义为“偏折比”。根据所学知识和生活经验,小明对影响“偏折比”大小的因素提出如下猜想:猜想1:与液体深度有关;猜想2:与液体种类有关;猜想3:与入射光的颜色有关。
(1)图甲实验中,测得折射角为35°,则此时的“偏折比”为 ;
(2)你认为猜想1 (选填“正确”或“不正确”),理由是: ;
(3)为了探究猜想2,小明只将图甲中的水换成油,当油的深度小于水的深度(如图乙所示),杯底光斑位置恰与图甲实验时光斑位置重合。对比可知:在相同条件下,油对光的“偏折比”比水对光的“偏折比” (选填“大”或“小”);
(4)为了探究猜想3,小明用图甲装置先后入射红、蓝色激光,杯底光斑位置如图丙所示,则 光的“偏折比”大;
(5)将一束激光穿过如图丁所示的玻璃砖,若光在玻璃砖上表面折射时的“偏折比”为0.8,则光在下表面折射时的“偏折比”为 。
【答案】 0.7 不正确 水面上升/下降,入射角和折射角都不变 小 红 1.25
【详解】(1)[1] 由题意可知,偏折比的定义为折射角与入射角的比值,图甲实验中,测得折射角为35°,已知入射角为50°,则偏折比为
(2)[2] [3] 由图可知,水面上升或下降时,入射角和折射角都不变,则折射角与入射角的比值即偏折比也不变,由此说明偏折比与液体深度无关,故猜想1不正确。
(3)[4] 将图甲中的水换成油,当油的深度小于水的深度,杯底光斑位置恰与图甲实验时光斑位置重合,如图可知:水中的折射角大于油中的折射角,由于入射角相同,则在相同条件下,油对光的“偏折比”比水对光的“偏折比”小。
(4)[5] 光线的入射角和入射点不变,红、蓝色激光的折光线如图丙所示,由图丙可知:红色激光的折射角大于蓝色激光的折射角,由于入射角相同,则根据“偏折比”的定义可知:红光的“偏折比”大。
(5)[6] 将一束激光穿过如图丁所示的玻璃砖,若光在玻璃砖上表面折射时入射角为r,折射角为i,如图所示:
此时“偏折比”为0.8,即
当光在下表面折射时,则此时入射角为r′,折射角为i′,根据几何知识可知
所以,光在下表面折射时的“偏折比”为
21.(23-24八年级上·江苏泰州·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,某学习小组进行了实验探究,步骤如下:
(1)A。把一个防水小灯泡a放在水中某处,观察灯泡所成像的位置;
B.将另一个相同的小灯泡b放在水面上方,调整其位置,使它的像与a的像重合;
C.用刻度尺测量灯泡b到水面的距离。灯泡a的像到水面的距离与灯泡b到水面的距离一定相等,这依据物理知识是 ;
(2)测量时,如果直接将刻度尺竖直插入水中,使看到的零刻度线与灯泡a的像重合,则刻度尺在水面处的示数表示 (灯泡a/灯泡a的像)的深度;
(3)某小组实验时,测得灯泡a到水面的距离u和灯泡a的像到水面的距离v的对应关系如下表所示:
u/mm
30.0
60.0
90.0
120.0
150.0
180.0
v/mm
23.0
45.0
67.5
90.0
113.0
135.0
根据表中数据,在忽略误差的情况下,看起来1.2m深的水坑,其实际深度可达 m,因此看起来不太深的水也不能贸然下去,以免危险!
【答案】 平面镜成像时,物体到镜面的距离相等 灯泡a 1.6
【详解】(1)[1]平面镜所成的像是虚像,像到平面镜的距离和物到平面镜的距离相等。由于调整灯泡b的位置,使它的像与a的像重合,所以灯泡a的像到水面的距与灯泡b到水面的距离一定相等。
(2)[2]测量时,如果直接将刻度尺竖直插入水中,使看到的零刻度线与灯泡a的像重合,考虑到光的折射,则真实的零刻线在灯泡a的位置,故刻度尺在水面处的示数表示灯泡a的深度,即灯泡a到水面的距离。
(3)[3]由表中数据可以看出,v与u成正比,且满足
即v=0.75u。故当1.2m深的水坑即v=1.2m时,其实际深度为
22.(22-23八年级上·江苏南通·期末)小明为探究光的折射规律设计了下面两个实验装置:
(一)如图甲所示的实验装置,其中光屏F可绕直径NOM前后折转:
(1)实验时,先让光屏E、F位于同一平面内,一束激光贴着光屏E从空气斜射入水中,在光屏F上可以看到折射后的光束,这说明折射光线和入射光线位于法线 ;小明将光屏F向后折转一定角度后,在光屏F上不能看到折射光,说明折射光线和入射光线 (选填“在”或“不在”)同一平面内;
(2)小明将光屏F恢复原状,保持入射光不动,继续加水,会看到杯底的亮斑B向 (选填“左”、“右”或“上”)移动;
(3)小明继续用另一支激光笔让光沿着BO射向水面时,可看到折射光沿OA射出,这说明 。
(二)小明让一束光强不变的激光从某玻璃斜射向空气(如图乙、丙),不断调整入射角,通过实验得到如表格:
入射角α
0°
10°
20°
30°
40°
41.8°
50°
折射角β
0°
15.2°
30.9°
48.6°
81°
90°
反射能量
5%
7%
26%
43%
84%
100%
100%
(4)光的折射现象一般都会伴随着反射现象的发生,当入射角增大时,折射角 ;折射光线的能量 (选填“增大”、“减小”或“不变”);
(5)当入射角α≥41.8°时,折射光消失,反射光会变得更亮,即发生光的全反射现象。图像丁中的图线 (选填“a”或“b”)反映了上述实验中的两角关系;
(6)通过对实验数据的分析特点可知,如果光从空气射向玻璃, (选填“能”或“不能”)发生全反射现象。
【答案】 两侧 在 左 在光的折射现象中,光路是可逆的 增大 减小 a 不能
【详解】(1)[1][2]实验时,先让光屏E、F位于同一平面内,一束激光贴着光屏E从空气斜射入水中,在光屏F上可以看到折射后的光束,这说明折射光线和入射光线位于法线两侧;当F板向后折转一定的角度后,则呈现折射光线的F板和呈现入射光线的E板不在同一平面内,所以在F板上不能看到折射光,但此时折射光线和入射光线在同一平面内。
(2)[3]若杯中的水增多,如图所示:
可见,当水增多时,液面升高,入射角不变,折射角也不变,入射点向左移,则杯底亮斑也会向左移动。
(3)[4]小明继续用另一支激光笔让光线沿着BO射向水面时,可看到折射光线沿OA射出,这说明:在光的折射现象中,光路是可逆的。
(4)[5][6]由表中数据可知:当入射角增大时,折射角也随着增大,反射光线能量增大,则折射光线的能量减小。
(5)[7]由表格数据可知:折射角随着入射角的增大而增大,但折射角总大于入射角,而图b中,当入射角等于45°时,折射角也等于45°,a图象中的折射角始终大于入射角,因此图a反映了实验中折射角与入射角的关系。
(6)[8]由表中数据分析可得出结论,要发生全反射,入射角要小于折射角,若光从空气斜射向玻璃,由于入射角大于折射角,不能发生全反射现象。
试卷第20页,共46页
试卷第1页,共46页
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