内容正文:
4.4 光的折射 同步讲义
教学目标:
1、 知道什么是光的折射现象,知道折射中的入射点、入射光线、折射光线、法线、入射角和折射角;
2、能叙述光的折射规律的实验结论;
3、知道光的折射现象中,光路是可逆的;
4、已知入射光线,能根据光的折射现象的实验结论画出折射光线的大致方向;
5、能用光的折射规律解释生活中的一些现象。
教学重点:
知道光的折射规律;能解释简单的折射现象。
教学难点:
用玻璃砖等器材探究光的折射规律的过程。
知识点梳理:
1.光从一种介质进人另一种介质传播时产生的 现象,叫做光的折射。
2.光从空气斜向射人水或玻璃中时,折射光线偏 法线方向;光从水或玻璃射入空气中时,折射光线偏 法线方向;折射光线与人射光线、法线在同一 上;当光垂直人射时,进入第二种介质的光线方向 改变。
3.光从一种介质进人另一种介质时,不仅有 现象,而且还有 现象存在。
知识点一:探究光的折射特点
1、学校科技小组参加市科技创新大赛,研究光在水和玻璃中的反射规律和折射规律,从实验中得到如下数据,表1是光从空气射入水中的测量数据,表2是光从空气射入玻璃的测量数据:
表1
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°
表2
入射角α
15°
30°
45°
60°
反射角β
15°
30°
45°
60°
折射角γ
9.9°
19.5°
28.1°
35.3°
(1)分析表1的数据,可以得出结论
① 。
② 。
(2)对表1、表2的数据进行归纳分析,得出的结论是 。
知识点二:光的折射规律
2、当光从空气斜射到一块玻璃表面时,如图所示可以较全面地反映光传播路径的是( )
A.B.C.D.
3、如图所示,入射光线SO以45°入射角从空气射入两面平行的玻璃砖中,折射角为32°,玻璃砖的CD面上镀有不透明的反光金属薄膜。则下列说法中正确的是( )
A.光线经CD面反射后循原路返回
B.光线经CD面反射后从AB面上发生全反射
C.光线经CD面反射后从AB面射出,折射角为45°
D.光线经CD面从AB面射出,折射角为32°
4、关于光的反射和折射现象,下列说法错误的是( )
A.反射光线与入射光线分居法线的两侧
B.反射角等于入射角
C.漫反射实际上是一种折射现象
D.折射光线、入射光线与法线在同一平面内
知识点三:光的折射应用
5、在下列现象中,属于光的折射现象的是( )
A.在水中出现的岸边树木的倒影
B.潜水艇中的潜望镜
C.汽车司机所用的观后镜
D.从岸上看到池中水的深度比实际的浅一些
6、阳光下,在平静水面上观察水中的鱼,如图所示。则下列说法正确的是( )
A.只有甲图能看到鱼 B.只有乙图能看到鱼 C.只有丙图能看到鱼D.四个图都能看到鱼
7、如图在两束光的交点P前,放一块长方形的玻璃砖交点位置( )
A.不变 B.向左
C.向右 D.可能向左、也可能向右,由光的颜色决定的
1.如图所示,一束光从空气斜射入水中,同时发生反射和折射,下列说法正确的是( )
A.入射角为60o,AB是法线
B.折射角为50o,NM是界面
C.折射角为40o,AB是界面
D.反射角为30o,NM是法线
2.如图所示,一束光从介质甲射向介质乙,两种介质中有一种是空气,另一种是玻璃,MN是其分界面。则图中的折射角和甲介质的种类分别是( )
A.50°,空气 B.50°,玻璃
C.60°,空气 D.60°,玻璃
3.渔民用激光枪射鱼,应该使激光对准( )
A.看到的鱼 B.看到的鱼的上方
C.看到的鱼的下方 D.看到的鱼的左上方
4.小刚和小红一同完成了如下实验:把一枚硬币放在一个没有盛水的杯子底部,然后把杯子放在水平桌面上,小刚注视着硬币慢慢向远处移动,到眼睛刚好看不到硬币时停止移动。小刚保持头部不动,此时小红缓缓地向杯中倒水,倒着、倒着,小刚又重新看到杯底的硬币。要用作图的方法来解释这个实验现象,图中的4幅光路图中,能对上述实验现象做出正确解释的是( )
A.B.C.D.
5.如图所示的现象或情景中,由光的折射形成的是( )
A.烛焰经“小孔”成像 B.手在灯光下形成影子
C.用照相机拍摄景物 D.演员对着镜子画脸谱
6.如图所示的是课本中的几幅插图,对光学现象的描述或解释正确的是( )
A.图(a)中的白光分解为七色光是由于光发生了反射
B.图(b)中激光束引导掘进方向是利用了光沿直线传播的特点
C.图(c)中我们能看见物体是物体发出的光直接进入我们的眼睛
D.图(d)中漫反射的光线杂乱无章,每条光线都不遵循反射定律
7.如图所示,作出入射光线AO射入水中时的反射光线、折射光线的大致方向。
8.在探究光的折射规律实验中,某一组将光分别射入水和玻璃中,并记录了如下数据:
空气中的入射角i
0°
30°
45°
60°
水中的折射角r
0°
22°
32°
40°
玻璃中的折射角β
0°
17°
24°
30°
分析表中数据,可以得到一些规律:
(1)当光从一种介质垂直射入到另一种介质时,传播方向 (填“改变”、“不改变”)。
(2)光从空气射入其它介质时,折射角随着入射角的增大 。分析表中数据猜想,光从空气射入其它介质时,折射角 (“可能”或“不可能”)达到90°。
(3)当光线以32°入射角从水中射向空气时,则折射角是 。
(4)从表中数据看出,同一光线,在不同材料的介质中的偏折程度不同。可以猜想,当光从水中射入玻璃时,折射角 入射角(填“大于”、“小于”、“等于”)。
9.小明进入光学实验室进行中考二轮复习时做了如下实验:
(1)探究光的反射定律时,小明发现能前后弯折的纸板(如图甲)不仅能呈现光路,还能探究反射光线、入射光线和法线是否 。
(2)探究平面镜成像规律时:
①他用较 (选填“薄”或“厚”)的玻璃板代替平面镜进行探究。
②他在找准像的位置后,画出了A、B、C三点做标记(如图乙),在测量物距和像距时,他应分别测出 两点到平面镜的距离作为物距和像距,并加以比较,经本次实验得出:像和物到平面镜的距离是 的。
(3)在利用如图丙所示的光具座探究凸透镜成像规律时,可供选择的凸透镜有:A(焦距15cm)和B(焦距50cm),小明应选择 (选填“A”或“B”)。该图的光屏上已成清晰的像,此成像规律在生活中的应用是 。
10.无锡市举办的“三立杯”青年教师评优课《光的直线传播》比赛中,有一位老师带领学生一起对“立竿见影”的现象进行了研究。
(1)首先,老师请小明同学在图1和2中画出清晨7点和上午10点,同一根竹竿同一地点在太阳下的影子(要求将影子用L标出),请你和小明同学一起来完成(“•”表示太阳)。
(2)从这两张图比较来看,你发现影子的长短与 有关。古代入利用这个规律创造发明了日晷,并以此来粗略测量 。
(3)为了进一步研究影子长度与哪些因素有关,小明课后率领科学兴趣小组的同学做了如图3实验:在水平地面上竖直固定一根长杆,长杆上装有一个可以上下移动的点光源A,再在地面上竖立一根短木条(短木条始终低于点光源A)。
①保持短木条的长度和位置不变,该同学将点光源A从图示位置逐渐向上移动,测得数据如下表:
点光源的高度H/cm
20
30
40
50
60
影子长度L/cm
30
15
10
7.5
6
分析上述实验数据可以发现:在点光源逐渐上移过程中,若点光源高度的增加量相同,则影子长度L的减少的量 (选填“变大”、“变小”或“不变”)
②图3中S可表示点光源到短木条的距离,如果要研究影子长度L与点光源到短木条的距离S的关系,应如何操作?
答:应当保持短木条的长度不变以及 不变,改变 ,测量相应的影子长度L并记录,分析数据并得出规律。
1.英国物理学家牛顿1666年观察到了光的色散现象,下列光现象与光的色散成因相同的是( )
A.镜中的人像 B.桌面苹果的影子 C.月食 D.被放大镜放大的图案
2.有一盛水的圆柱形敞口容器,水面的升降可由进水管和出水管调节。在其右侧某一高度朝确定方向射出一激光束,在容器底部中央产生一个光斑,如图所示,该光斑( )
A.是激光束经水面反射后形成的;若向右移动,表明水面上升
B.是激光束经水面反射后形成的;若向左移动,表明水面上升
C.是激光束经水面折射后形成的;若向左移动,表明水面下降
D.是激光束经水面折射后形成的;若向右移动,表明水面下降
3.下列现象中由光的折射形成的是( )
A.在平静的湖面可以看到“蓝天白云”
B.射击瞄准时要做到“三点一线”
C.人在月光下,地面上会出现影子
D.游泳池注水后,看上去好像变浅了
4.如图所示,一束光从水中斜射到空气中,请画出折射光线的大致方向。
5.小雨在吃烤肉串时,偶然发现了一个现象:通过烤炉上方看对面的人,感觉对面的人好像在晃动。为什么会出现这种现象呢?小雨根据学过的知识进行分析:火炉上方的空气被加热后,其疏密程度在不断发生变化,光进入这种不均匀的热空气会发生折射,传播方向也在不断发生变化,因此看起来感觉对面的人在晃动。为了验证这种分析是否正确,回到家后,小雨利用一支激光笔、一个装有酒精的浅盘及火柴,进行了如下的探究。
(1)如图所示,将激光笔固定在小桌上沿水平方向照射,用喷壶向激光笔的前方喷水,看到激光笔发出的一束红光射向墙面,墙面上有一个红色光点保持不动,这说明光在均匀的空气中是 传播的。
(2)如果要让这束红光穿过不均匀的空气,接下来小雨的做法应该是: 。
(3)如果小雨的分析是正确的,他观察到的现象应该是: 。
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4.4 光的折射 同步讲义
教学目标:
1、 知道什么是光的折射现象,知道折射中的入射点、入射光线、折射光线、法线、入射角和折射角;
2、能叙述光的折射规律的实验结论;
3、知道光的折射现象中,光路是可逆的;
4、已知入射光线,能根据光的折射现象的实验结论画出折射光线的大致方向;
5、能用光的折射规律解释生活中的一些现象。
教学重点:
知道光的折射规律;能解释简单的折射现象。
教学难点:
用玻璃砖等器材探究光的折射规律的过程。
知识点梳理:
1.光从一种介质进人另一种介质传播时产生的 偏折 现象,叫做光的折射。
2.光从空气斜向射人水或玻璃中时,折射光线偏 向 法线方向;光从水或玻璃射入空气中时,折射光线偏 离 法线方向;折射光线与人射光线、法线在同一 平面 上;当光垂直人射时,进入第二种介质的光线方向 不发生 改变。
3.光从一种介质进人另一种介质时,不仅有 折射 现象,而且还有 反射 现象存在。
知识点一:探究光的折射特点
1、学校科技小组参加市科技创新大赛,研究光在水和玻璃中的反射规律和折射规律,从实验中得到如下数据,表1是光从空气射入水中的测量数据,表2是光从空气射入玻璃的测量数据:
表1
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°
表2
入射角α
15°
30°
45°
60°
反射角β
15°
30°
45°
60°
折射角γ
9.9°
19.5°
28.1°
35.3°
(1)分析表1的数据,可以得出结论
① 。
② 。
(2)对表1、表2的数据进行归纳分析,得出的结论是 。
【解答】解:(1)分析表1的数据,可以得出结论
①由表中数据可知:无论入射角如何变化,反射角等于入射角。
②由表中的数据分子可知:入射角由15°增加到60°,折射角由11.3°增加到40.9°,折射角随着入射角的增大而增大,而且折射角总小于入射角。
(2)由表(1)(2)数据比较可知,光在水和玻璃中折射,当入射角相同时,玻璃中的折射角更小。所以光的折射与介质材料有关。
故答案为:(1)①光由空气斜射入水中时,反射角等于入射角。
②光由空气斜射入水中时的入射角总大于折射角。 且折射角随着入射角的增大而增大。
(2)不同介质对光的偏折能力不同。
知识点二:光的折射规律
2、当光从空气斜射到一块玻璃表面时,如图所示可以较全面地反映光传播路径的是( )
A. B. C. D.
【解答】解:当光从空气斜射到一块玻璃表面时,会同时发生光的反射和折射。
A、只有折射现象,所以错误。
B、只有反射现象,所以错误。
C、既有反射又有折射,同时符合光的反射和折射定律的内容,所以C正确。
D、光从空气斜射入玻璃时,折射角应小于入射角,而D图中折射角大于入射角了,所以D错误。
故选:C。
3、如图所示,入射光线SO以45°入射角从空气射入两面平行的玻璃砖中,折射角为32°,玻璃砖的CD面上镀有不透明的反光金属薄膜。则下列说法中正确的是( )
A.光线经CD面反射后循原路返回
B.光线经CD面反射后从AB面上发生全反射
C.光线经CD面反射后从AB面射出,折射角为45°
D.光线经CD面从AB面射出,折射角为32°
【解答】解:过入射点A画法线,然后反射光线和入射光线分居法线的两侧,反射角等于入射角。作出反射角,由几何知识可知,入射光线SO以45°入射角从空气射入两面平行的玻璃砖中,折射角为32°,则折射光线射到反光金属薄膜时的反射角和入射角都是32°,则其反射光线从玻璃中斜射入空气中时的入射角也为32°,又因为光折射时,光路是可逆的,当
入射光线SO以45°入射角从空气射入两面平行的玻璃砖中,折射角为32°,那么,入射光线AB以32°角从空气射入两面平行的玻璃砖中,折射角就为45°.如下图所示:
故选:C。
4、关于光的反射和折射现象,下列说法错误的是( )
A.反射光线与入射光线分居法线的两侧
B.反射角等于入射角
C.漫反射实际上是一种折射现象
D.折射光线、入射光线与法线在同一平面内
【解答】解:
A、光在反射时,反射光线与入射光线分居法线的两侧,故A正确;
B、光在反射时,反射角等于入射角,故B正确;
C、漫反射实际上是一种反射现象,而不是折射现象,故C错误;
D、光在折射时,折射光线、入射光线与法线在同一平面内,故D正确。
故选:C。
知识点三:光的折射应用
5、在下列现象中,属于光的折射现象的是( )
A.在水中出现的岸边树木的倒影
B.潜水艇中的潜望镜
C.汽车司机所用的观后镜
D.从岸上看到池中水的深度比实际的浅一些
【解答】解:A、在水中出现的岸边树木的倒影,平静的水面相当于平面镜,属于平面镜成像,是光的反射形成的,故本选项不符合题意;
B、通过潜望镜观察海面上的船只,属于平面镜成像,是光的反射形成的,故本选项不符合题意;
C、汽车观后镜是凸面镜,所以司机从观后镜中看到车后的景物是由于光的反射形成的,不属于光的折射现象;
故本选项不符合题意;
D、池底的光线由水中进入空气时,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,就会觉得池底变浅了,故本选项符合题意。
故选:D。
6、阳光下,在平静水面上观察水中的鱼,如图所示。则下列说法正确的是( )
A.只有甲图能看到鱼 B.只有乙图能看到鱼 C.只有丙图能看到鱼D.四个图都能看到鱼
【解答】解:在阳光下,有光进入水中,水中鱼反射的光线由水中进入空气时,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,就会觉得鱼变浅了,由于在四个图中都可以有折射光线进入人眼,故四个图中都可看到鱼。
故选:D。
7、如图在两束光的交点P前,放一块长方形的玻璃砖交点位置( )
A.不变 B.向左
C.向右 D.可能向左、也可能向右,由光的颜色决定的
【解答】解:交点的位置会延后,原因是光线发生二次折射造成的。先靠近法线,出去时远离法线,最终出射的光线与原光线平行,但会聚点在后面。
即两条光线在透过玻璃砖后,都向外侧平移了一小段距离,所以交点向右移动一段距离。
故选:C。
1.如图所示,一束光从空气斜射入水中,同时发生反射和折射,下列说法正确的是( )
A. 入射角为60o,AB是法线
B.折射角为50o,NM是界面
C.折射角为40o,AB是界面
D.反射角为30o,NM是法线
【解答】解:如下图所示,
∠DON=90°﹣30°=60°,
根据反射角等于入射角,折射光线和入射光线分别位于法线两侧,所以MN为法线,AB为界面,OE为折射光线;
入射光线与法线的夹角为入射角,入射角∠CON=60°,
反射光线与法线的夹角为反射角,反射角∠DON═60°,
折射光线与法线的夹角为折射角,折射角∠EOM=90°﹣50°=40°。
综上所述,选项C正确,ABD错误。
故选:C。
2.如图所示,一束光从介质甲射向介质乙,两种介质中有一种是空气,另一种是玻璃,MN是其分界面。则图中的折射角和甲介质的种类分别是( )
A.50°,空气 B.50°,玻璃
C.60°,空气 D.60°,玻璃
【解答】解:已知MN是界面,过入射点O垂直于界面作出法线EF,如下图所示:
由图知,∠AOM=∠BON=40°,则∠AOF=∠BOF=90°﹣40°=50°,
根据“反射角等于入射角、折射光线和入射光线分别位于法线EF的两侧”可知,BO是入射光线,OA为反射光线,OC为折射光线,
折射光线CO与法线EF的夹角为折射角,则折射角∠COF=90°﹣30°=60°;
由图可知,折射角∠COE大于入射角∠BOF,由光的折射规律可知,光是从玻璃斜射入空气,则介质甲是玻璃。
故选:D。
3.渔民用激光枪射鱼,应该使激光对准( )
A.看到的鱼 B.看到的鱼的上方
C.看到的鱼的下方 D.看到的鱼的左上方
【解答】解:鱼射出的光线在水面处发生折射,折射光线进入眼睛,光的折射中光路是可逆的,从看到鱼的位置正对鱼照射,能把鱼照亮,所以渔民应瞄准看到“鱼”的开始射击。
故选:A。
4.小刚和小红一同完成了如下实验:把一枚硬币放在一个没有盛水的杯子底部,然后把杯子放在水平桌面上,小刚注视着硬币慢慢向远处移动,到眼睛刚好看不到硬币时停止移动。小刚保持头部不动,此时小红缓缓地向杯中倒水,倒着、倒着,小刚又重新看到杯底的硬币。要用作图的方法来解释这个实验现象,图中的4幅光路图中,能对上述实验现象做出正确解释的是( )
A.B.C.D.
【解答】解:当我们用眼睛看到水中的硬币,是因为硬币反射的光进入到了我们的眼睛的缘故;根据光的折射定律的内容知道,光从水斜射入空气中时,折射光线向远离法线方向偏着,折射角大于入射角,且光线是从硬币上发出的,故B图正确。
故选:B。
5.如图所示的现象或情景中,由光的折射形成的是( )
A.烛焰经“小孔”成像 B.手在灯光下形成影子
C.用照相机拍摄景物 D.演员对着镜子画脸谱
【解答】解:
A、“烛焰”经小孔成像属于光的直线传播现象的应用,故A不符合题意;
B、手在灯光下形成影子,属于光的直线传播,故B不符合题意;
C、照相机的镜头是凸透镜,对光线具有会聚作用,光通过凸透镜会发生折射,故C符合题意;
D、演员对着镜子画脸谱属于平面镜成像,是由光的反射形成的,故D不符合题意。
故选:C。
6.如图所示的是课本中的几幅插图,对光学现象的描述或解释正确的是( )
A.图(a)中的白光分解为七色光是由于光发生了反射
B.图(b)中激光束引导掘进方向是利用了光沿直线传播的特点
C.图(c)中我们能看见物体是物体发出的光直接进入我们的眼睛
D.图(d)中漫反射的光线杂乱无章,每条光线都不遵循反射定律
【解答】解:A、图(a)中的白光分解为七色光是由于光发生了折射,故A错误;
B、图(b)中激光束引导掘进方向是利用了光沿直线传播的特点,故B正确;
C、图(c)中我们能看见物体,是因为物体反射的光进入我们的眼睛,故C错误;
D、图(d)中漫反射的光线杂乱无章,但每条光线都遵循反射定律,故D错误。
故选:B。
7.如图所示,作出入射光线AO射入水中时的反射光线、折射光线的大致方向。
【解答】解:过入射点作出法线。根据反射光线和入射光线分居法线两侧,反射角等于入射角。可以在法线的左侧做出对应的反射光线;
根据光从空气斜射入水中,折射光线与入射光线分居法线两侧,折射角小于入射角,由此可以在法线的左侧水中画出对应的折射光线。
如图所示:
8.在探究光的折射规律实验中,某一组将光分别射入水和玻璃中,并记录了如下数据:
空气中的入射角i
0°
30°
45°
60°
水中的折射角r
0°
22°
32°
40°
玻璃中的折射角β
0°
17°
24°
30°
分析表中数据,可以得到一些规律:
(1)当光从一种介质垂直射入到另一种介质时,传播方向 (填“改变”、“不改变”)。
(2)光从空气射入其它介质时,折射角随着入射角的增大 。分析表中数据猜想,光从空气射入其它介质时,折射角 (“可能”或“不可能”)达到90°。
(3)当光线以32°入射角从水中射向空气时,则折射角是 。
(4)从表中数据看出,同一光线,在不同材料的介质中的偏折程度不同。可以猜想,当光从水中射入玻璃时,折射角 入射角(填“大于”、“小于”、“等于”)。
【解答】解:(1)当空气中的入射角i为0°时,水中的折射角r和玻璃中的折射角β都为0°,故当光从一种介质垂直射入到另一种介质时,传播方向不变;
(2)由表格中的数据可知:当空气中的入射角i逐渐增大时,折射角也随之增大;但折射角始终小于入射角,故光从空气射入其它介质时,折射角不可能达到90°;
(3)光的折射中,光路是可逆的,当光线以32°入射角从水中射向空气时,则折射角是45°;
(4)由表格可知,玻璃对光线的折射程度更强一些,所以当光从水中射入玻璃时,折射角小于入射角。
故答案为:(1)不变;(2)而增大;不可能;(3)45°;(4)小于。
9.小明进入光学实验室进行中考二轮复习时做了如下实验:
(1)探究光的反射定律时,小明发现能前后弯折的纸板(如图甲)不仅能呈现光路,还能探究反射光线、入射光线和法线是否 。
(2)探究平面镜成像规律时:
①他用较 (选填“薄”或“厚”)的玻璃板代替平面镜进行探究。
②他在找准像的位置后,画出了A、B、C三点做标记(如图乙),在测量物距和像距时,他应分别测出 两点到平面镜的距离作为物距和像距,并加以比较,经本次实验得出:像和物到平面镜的距离是 的。
(3)在利用如图丙所示的光具座探究凸透镜成像规律时,可供选择的凸透镜有:A(焦距15cm)和B(焦距50cm),小明应选择 (选填“A”或“B”)。该图的光屏上已成清晰的像,此成像规律在生活中的应用是 。
【解答】解:
(1)将纸板的左半部分向前后翻折,就不会看到反射光线,只有当整个光屏为一平面时,才能够看到反射光线,说明反射光线、入射光线、法线共面。这说明光屏可以验证反射光线跟入射光线和法线是否在同一平面内。
(2)①因为厚玻璃板的两个面都可以当作反射面,会出现两个像,影响到实验效果,所以应选用薄玻璃板,
②由图可知,要分别测出物体和想两点到平面镜的距离作为物距和像距,则应分别测出 A、C两点到平面镜的距离作为物距和像距,经多次试验得出:像和物到平面镜的距离是相等的。
(3)因为实验室的光具座的长度约为1m,选择15cm的凸透镜进行实验才能方便观察物距大于2倍焦距、大于1倍焦距小于2倍焦距、小于焦距时的各种成像的规律。
由图可知,u=40cm>2f,该图的光屏上已成清晰的像,那么这个像是倒立缩小的实像,照相机就是利用此原理制成的。
故答案为:(1)在同一平面内;(2)①薄;②A、C;相等;(3)A;照相机。
10.无锡市举办的“三立杯”青年教师评优课《光的直线传播》比赛中,有一位老师带领学生一起对“立竿见影”的现象进行了研究。
(1)首先,老师请小明同学在图1和2中画出清晨7点和上午10点,同一根竹竿同一地点在太阳下的影子(要求将影子用L标出),请你和小明同学一起来完成(“•”表示太阳)。
(2)从这两张图比较来看,你发现影子的长短与 有关。古代入利用这个规律创造发明了日晷,并以此来粗略测量 。
(3)为了进一步研究影子长度与哪些因素有关,小明课后率领科学兴趣小组的同学做了如图3实验:在水平地面上竖直固定一根长杆,长杆上装有一个可以上下移动的点光源A,再在地面上竖立一根短木条(短木条始终低于点光源A)。
①保持短木条的长度和位置不变,该同学将点光源A从图示位置逐渐向上移动,测得数据如下表:
点光源的高度H/cm
20
30
40
50
60
影子长度L/cm
30
15
10
7.5
6
分析上述实验数据可以发现:在点光源逐渐上移过程中,若点光源高度的增加量相同,则影子长度L的减少的量 (选填“变大”、“变小”或“不变”)
②图3中S可表示点光源到短木条的距离,如果要研究影子长度L与点光源到短木条的距离S的关系,应如何操作?
答:应当保持短木条的长度不变以及 不变,改变 ,测量相应的影子长度L并记录,分析数据并得出规律。
【解答】解:(1)太阳光沿直线传播,过太阳与杆顶两点作直线,线与地面的交点与杆子和地面接触点间的线段便是杆子的“影”,如图所示。
故答案为:如图所示。
(2)从图(1)可看出影子的长短与太阳的位置有关,古代的日晷就是以此来粗略测量时间的。
故答案为:太阳位置,时间。
(3)①光源高度每增加10cm后,影子长度的变化量分别为15cm;5cm;2.5cm;1.5cm,
所以点光源高度增加量相同时,则影子长度L的变化量减小;
②根据控制变量法知,要研究影子长度L与点光源到短木条的距离S的关系,
应当保持短木条的长度和点光源的高度不变,改变短木条的位置。
故本题答案为:①减小;②点光源的高度,改变短木条的位置。
1.英国物理学家牛顿1666年观察到了光的色散现象,下列光现象与光的色散成因相同的是( )
A.镜中的人像 B.桌面苹果的影子 C.月食 D.被放大镜放大的图案
【解答】解:A、镜中的人像是由光的反射形成的,故A错误;
BC、月食、桌面苹果的影子是由光的直线传播形成的,故BC错误;
D、被放大镜放大的图案是光经过透镜发生折射形成的,故D正确。
故选:D。
2.有一盛水的圆柱形敞口容器,水面的升降可由进水管和出水管调节。在其右侧某一高度朝确定方向射出一激光束,在容器底部中央产生一个光斑,如图所示,该光斑( )
A.是激光束经水面反射后形成的;若向右移动,表明水面上升
B.是激光束经水面反射后形成的;若向左移动,表明水面上升
C.是激光束经水面折射后形成的;若向左移动,表明水面下降
D.是激光束经水面折射后形成的;若向右移动,表明水面下降
【解答】解:光由空气斜射进入水中时,折射光线向法线偏折,折射角小于入射角,所以光斑是由光的折射形成的;
当水面上升时,折射光路的变化如图:
可见,水面上升,折射点右移,光斑右移。
故选:C。
3.下列现象中由光的折射形成的是( )
A.在平静的湖面可以看到“蓝天白云”
B.射击瞄准时要做到“三点一线”
C.人在月光下,地面上会出现影子
D.游泳池注水后,看上去好像变浅了
【解答】解:
A、在平静的湖面可以看到蓝天白云,这是光的反射现象,故A错误;
B、射击瞄准时要做到“三点一线”,这是利用了光的直线传播,故B错误;
C、人在月光下,地面上会出现影子,是由于光的直线传播形成的,故C错误;
D、注水的游泳池看上去好像变浅了,是由于光在界面发生折射形成的,故D正确。
故选:D。
4.如图所示,一束光从水中斜射到空气中,请画出折射光线的大致方向。
【解答】解:过入射点画出法线,根据折射光线、入射光线分居法线两侧,在法线的右侧空气中画出折射光线,注意折射角大于入射角,如图所示:
5.小雨在吃烤肉串时,偶然发现了一个现象:通过烤炉上方看对面的人,感觉对面的人好像在晃动。为什么会出现这种现象呢?小雨根据学过的知识进行分析:火炉上方的空气被加热后,其疏密程度在不断发生变化,光进入这种不均匀的热空气会发生折射,传播方向也在不断发生变化,因此看起来感觉对面的人在晃动。为了验证这种分析是否正确,回到家后,小雨利用一支激光笔、一个装有酒精的浅盘及火柴,进行了如下的探究。
(1)如图所示,将激光笔固定在小桌上沿水平方向照射,用喷壶向激光笔的前方喷水,看到激光笔发出的一束红光射向墙面,墙面上有一个红色光点保持不动,这说明光在均匀的空气中是 传播的。
(2)如果要让这束红光穿过不均匀的空气,接下来小雨的做法应该是: 。
(3)如果小雨的分析是正确的,他观察到的现象应该是: 。
【解答】解:(1)因为光在喷出的水雾中传播时,介质仍然是均匀的,故光是沿直线传播;
(2)点燃浅盘,酒精燃烧,其酒精周围的温度则不同,故燃烧的酒精上方的空气不再均匀,因此点燃浅盘中的酒精,让激光笔发出的红光在燃烧的酒精上方照射;
(3)因为光在不均匀介质中传播时,光的传播路径不再是直线,因此像的位置不再固定,故墙面上的光点在晃动。
故答案为(1)沿直线;(2)点燃浅盘中的酒精,让激光笔发出的红光在燃烧的酒精上方照射;(3)墙面上的光点在晃动。
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