内容正文:
2026年中考物理第二轮实验专题复习--探究光的折射规律
1.小明为探究光的折射规律设计了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,光贴着光屏从空气射入水中,此时该光屏的作用为______;小明将F板向后折转一定的角度,该操作是为了探究______。
(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”或“右”)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______,此时入射角______折射角(选填“大于”或“小于”)
(4)让一束激光从某玻璃斜射向空气(如图乙),保持入射点不动,改变入射角(每次增加0.2°),当入射角增大到41.8°时,折射光消失,只存在入射光与反射光,这种现象叫做光的全反射。如图丙所示,此时的入射角叫做这种物质的临界角。当入射角大于临界角时,只发生反射,不发生折射,根据以上内容可判断:
①当光从空气射向玻璃时______(填“会”或“不会”)发生光的全反射现象;
②一个三棱镜由上述玻璃制成,一束光垂直于三棱镜的一个面射入,如图丁所示,则关于这束光经过三棱镜后的光路描述,下图中正确的是______。
A. B. C. D.
2.小兰“研究光的折射现象”实验装置如图所示,竖直放置的光屏可绕前后折转。
入射角
折射角
(1)实验时小兰让一束光沿射入水中,光进入水中后向靠近法线的方向偏折,说明光从空气斜射入水中时传播方向__________。
(2)接着小兰将F板向后折转一定角度时,在F板上不能看到折射光线,此时折射光线和入射光线________(选填“在”或“不在”)同一平面内。
(3)小兰多次改变入射光线与的夹角,测量实验数据如上表所示。根据实验数据可得:光从空气斜射入水中时,折射角________入射角,且折射角随入射角的增大而_________(选填“增大”或“减小”)。
3.某同学在做探究光的折射特点实验,如图是光从空气射入水中时的光路,实验中发现,入射光线、折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。通过实验还得到如表数据,分析表中数据,可得出结论:
入射角
0°
15°
30°
45°
60°
反射角
0°
15°
30°
45°
60°
折射角
0°
11.3°
22.1°
35.4°
40.9°
(1)光从空气斜射到水面时,将同时发生_______和折射现象;
(2)光从空气斜射到水面时,折射角随入射角的变化关系是:折射角随入射角的增大而_______,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_______(填度数)。该同学根据上述实验中的发现和结论总结出了光的折射特点;
(3)这个实验中,亮度最亮的是_______(填“入射光线”“反射光线”或“折射光线”)。
4.小明为探究光的折射规律设计了如图甲所示的实验装置,其中光屏F可绕直径NOM前后折转。
A. B. C. D.
(1)实验时,光贴着光屏从空气射入水中,小明将F板向后折转一定的角度,则在F板上__________(选填“能”或“不能”)看到折射光,此时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)小明继续用另一只激光笔让光沿着BO射向水面时,可看到折射光沿OA射出,这说明__________;
(4)让一束激光从某玻璃斜射向空气(如图乙)。保持入射点不动,改变入射角(每次增加0.2°),当入射角增大到41.8°时,折射光消失,只存在入射光与反射光,这种现象叫做光的全反射,如图丙所示.此时的入射角叫做这种物质的临界角.当入射角大于临界角时,只发生反射,不发生折射,根据以上内容可判断:
①当光从空气射向玻璃时__________(填“会”或“不会”)发生光的全反射现象;
②一个三棱镜由上述玻璃制成,一束光垂直于三棱镜的一个面射入,如图丁所示,则关于这束光经过三棱镜后的光路描述,如图中正确的是__________。
(5)下表中是光在几种不同介质中的传播速度;如图甲、乙是光在这几种介质中发生折射的光路。
①综合分析表中的数据和图甲的光路图可以得出的结论是:光束从传播速度大的介质中斜射入传播速度小的介质中时,折射角__________入射角(选填“大于”、“小于”或“等于”);
介质
水
玻璃
冰
空气
酒精
光速(/)
2.25×108
2.0×108
2.30×108
3.0×108
2.2×108
②现代医学中常用超声波击碎人体内的结石,超声波从空气中斜射入人体后也类似光一样要发生折射,如图乙所示超声波进入人体击碎结石时,入射点应在O点的__________(选填“左侧”或“右侧”)。
5.在观察光的折射现象的实验中,小华和小明发现不同液体的“透光度”是不同的,于是他们决定深入探究光透过液体后的光照强度与哪些因素有关?为此小华提出如下猜想:
猜想1:与光在液体中通过的路程有关;
猜想2:与光折射出液体时的角度有关;
液面深度/mm
1
2
3
4
5
5.5
6
光照强度/lx
1.2
1.0
0.8
0.6
0.4
0.3
0.2
(1)为了探究猜想1,如图甲所示,小华将光照强度恒定的入射光束垂直于液面入射,逐渐向透明的薄壁容器(底部厚度忽略不计)中倒入更多液体,测量光透过液体后的光照强度,测得数据如下表所示。分析实验数据,可得出结论:其他条件相同时,______________;
(2)为了探究猜想2,小华仍用图甲容器将光照强度恒定的入射光多次改变入射角斜射穿过相同深度的液体,发现入射角不同时光透过液体后的光照强度也不同,由此他认为猜想2正确。请你分析:
①小明发现小华的探究过程中存在的不足是:______________________;
②小明经过思考后认为:只要把图甲中的容器替换成下图中的________(A/B/C/D)容器就可以弥补小华探究过程中存在的不足;
A.半球形 B.三棱镜 C.椭球形 D.正方体
(3)结合生活实际进行猜想,光透过液体后的光照强度还可能与哪些因素有关?请你提出一个可探究性的问题__________________________。
6.学习小组的同学用如图所示的装置探究光的折射现象及其特点。
(1)实验室同学发现在三条光线中入射光线AO最亮,是因为光在空气和玻璃砖界面发生折射时也发生了______;
(2)图中AO为入射光线,______为折射光线,入射角是______°,折射角______于入射角,若入射光线AO垂直于界面射入,入射角是______°;
(3)若入射光线沿BO方向射入,则折射光线将沿________方向射出,说明在折射现象中________。
7.如图甲所示,小明和小华在探究“光的折射现象”时,将一束入射角为50°的光斜射入杯中的水里,更换杯中的介质时他们发现光的偏折程度不同。为了定量反映这种差异,小明将“折射角与入射角的比值”定义为“偏折比”,并根据所学物理知识和生活经验,对影响“偏折比”大小的因素提出以下猜想:
猜想1:“偏折比”与液面的高度有关;
猜想2:“偏折比”与液体的种类有关;
猜想3:“偏折比”与入射光的颜色有关。
(1)小华认为猜想1是错误的,其理由是__________;
(2)为了验证猜想2,小明只将图甲中的水换成油。如图乙所示,油的高度小于水的高度,杯底光斑的位置恰与图甲实验时光斑的位置重合,对比可知:在相同条件下,油对光的“偏折比”__________(选填“大于”、“等于”或“小于”)水对光的“偏折比”;
(3)为了探究猜想3,小明用图甲装置先后射入绿色和紫色的激光,杯底光斑位置如图丙所示,则________的“偏折比”大,光的“偏折比”大将其中的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__________;
(4)根据小明的操作和计算结果,小华认为,应该将“偏折比”定义为“光线在空气中与法线的夹角和光线在介质中与法线的夹角之比”。经过对多组不同玻璃砖的实验,测得数据如表:
玻璃砖A
玻璃砖B
玻璃砖C
光线在空气中与法线夹角
30.0°
45.0°
60.0°
30.0°
45.0°
60.0°
30.0°
45.0
60.0°
光线在玻璃中与法线夹角
22.0°
32.0°
40.5°
17.0°
24.4°
30.4°
20.0°
289*
363
1.36
1.41
1.48
1.76
1.84
1.97
1.50
1,58
1.65
根据表格中的数据,分析可得:光在空气与另一种透明介质中传播时,对于不同的入射角,“偏折比”__________(选填“相等”或“不相等”);对于相同的入射角,“偏折比”越大,介质对光的折射程度越___________(选填“高”或“低”);
(5)通过对比可以发现:光线在空气和介质中与法线的夹角一定时,光线无论从介质射向空气还是从空气射向介质,________(选填“小明”或“小华”)定义的“偏折比”是一定值。你觉得这个“偏折比”的数值大小能否代表介质对光的折射本领?______说明理由。______
8.如图所示是小明研究光的折射规律的实验,下表是通过多次实验得到的数据。
入射角
15°
30°
45°
60°
折射角
11°
22°
33°
44°
(1)多次实验表明,在光的折射现象中:折射光线和入射光线分别位于法线的______侧;折射光线、入射光线以及法线______(选填“在”或“不在”)同一平面内。
(2)分析表格数据可知:光从空气斜射入水中时,折射角随入射角的增大而______(选填“增大”“减小”或“不变”),且折射光线比入射光线更加______(选填“靠近”或“远离”)法线。
(3)小明让一束光沿着图中BO方向射向水面时,发现光线沿着OA方向折射进入空气,这表明:光的折射现象中,光路是______。
(4)小明接着又完成了光从空气斜射进玻璃和从玻璃斜射入空气的实验,他这样进行多次实验的目的是______(填序号)。
A.减小误差 B.寻找普遍规律
9.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NN′和MM′两条线段并相交于O点,如下图甲所示。
(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(AOC为同一直线)你认为出现光线OC是因为 ____________________所致,鉴于本实验的目的,此时最应该记录的两条光线是 _________;
(2)接下来他要观察光从空气中进入水中的情况,他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A点向O点射入,这是为了保证 ___________,其实本实验小华还考虑了入射光线所在一侧的 _______相同;
(3)小华最终在光屏上记录下了如图丙所示的光路图(OE为折射光线),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。如图所示,将透明的薄壁(厚度可忽略不计)方形水槽水平放置,固定在水槽底部的激光笔沿图示方向发出一细光束,小彬通过缓慢改变水槽中的水量来探究光的传播现象;
(5)图1水槽中未注水时可在侧壁上A处得到一个光点,注入一定量的水后,光点移至B处,这是由于光在水面处发生了光的折射现象,此时入射角 _______角θ(θ为折射角,选填“大于”“等于”或“小于”)
(6)为使B处的光点移至C处,则应使水槽中的水量 _______,若BC间距离为2cm,则水面高度的变化量Δh _____2cm(选填“>”“=”或“<”);
(7)如图2所示,小彬将激光笔移至虚线框内向水槽底部照射,为使光束第一次从水面射出后沿DE方向传播,则激光笔照射的方向应满足的条件是 _________,且激光笔照射在水槽底部的位置必须在区 _____(选填“①”“②”或“③”)内。
10.探究光的折射规律的实验装置如图所示,竖直放置的光屏EF可绕其上MN所在直线前后折转。
入射角
0°
15°
30°
45°
60°
折射角
0°
11.3°
22.1°
35.4°
40.9°
(1)实验时小兰让光束沿AO射入水中,光束进入水中后折射光线会向______(选填“靠近”或“远离”)法线的方向偏折,说明光从空气斜射入水中时传播方向发生了改变;
(2)小兰和小芳多次改变入射光线AO与ON的夹角进行实验,测量结果如表所示。分析数据可得:光从空气斜射入水中,入射角增大时,折射角______(选填“增大”或“减小”);
(3)如果让光束从空气垂直射入水中,此时光的传播方向______(选填“改变”或“不变”)。
11.为探究光的折射规律,小明在某次实验中根据光路绘制了如图所示的光路图,此图中,光线从空气射入玻璃时,在分界面处发生反射和折射,其中AE垂直CG,∠3=25°,为进一步探究光的折射规律,小明让入射光从玻璃射向空气,得到表格:
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°
0°
反射能量
5%
7%
26%
43%
84%
100%
100%
(1)图中______为折射光线,空气在界面的______(选填“上”“下”“左”或“右”)侧。
(2)分析表中数据,他发现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,反射光线和折射光线的夹角______(选填“增大”“减小”或“不变”);根据光路的可逆性,当光从图的F照向H时,______(选填“有”或“没有”)光沿HD方向射出。
(3)当入射角i=42°时,光线______(选填“能”或“不能”)从玻璃中传播到空气中。
(4)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”。
(5)进一步推理可知,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,改变入射角度时______(选填“能”或“不能”)发生全反射现象。
12.小夏探究光的折射现象,将一束光从空气斜射入水中发生折射,实验数据如表
实验序号
1
2
3
4
5
入射角
15
30
45
60
75
折射角
11
22
32
40
46
(1)分析表格中的数据,可以得到结论:光从空气斜射入水中时,折射角_____入射角;当入射角逐渐增大时,折射角逐渐_____。
(2)当光以的入射角从水射入空气中时,折射角为_____,判断的依据是_____。
(3)让光从水射向空气,不断增大入射角,折射角也随之增大,其中先接近的是_____(选填“入射角”或“反射角”或“折射角”)。
(4)如图所示,将透明的薄壁(厚度可忽略不计)方形水槽水平放置,激光笔沿图示方向发出一束光,侧壁上处出现一个光斑,水槽中注入一定量的水后,侧壁上处出现一个光斑,为使光斑由B移至C处,应使水槽中水面的高度_____(选填“增加”“减少”或“不变”),水面高度的变化量_____(选填“大于”、“小于”或“等于”)BC间的距离。
13.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
20°
30°
45°
60°
75°
折射角
13°
19°
28°
35°
40°
(1)实验中,圆盘除了能读出入射角和折射角大小外,还可以利用光的______,显示出光路;
(2)分析实验数据,请你将光在发生折射时,折射角和入射角的关系补写完整:当光从空气斜射到玻璃表面时,折射角小于入射角,且______。
14.小明为探究光的折射规律设计了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,光贴着光屏从空气射入水中,此时该光屏的作用为_________________;小明将F板向后折转一定的角度,该操作是为了探究__________________;
(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”)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____________________;
(4)让一束激光从某玻璃斜射向空气(如图乙),保持入射点不动,改变入射角(每次增加0.2°),当入射角增大到41.8°时,折射光消失,只存在入射光与反射光,这种现象叫做光的全反射,如图丙所示,此时的入射角叫做这种物质的临界角。当入射角大于临界角时,只发生反射,不发生折射,根据以上内容可判断:
①当光从空气射向玻璃时_________(填“会”或“不会”)发生光的全反射现象;
②一个三棱镜由上述玻璃制成,一束光垂直于三棱镜的一个面射入,如图丁所示,则关于这束光经过三棱镜后的光路描述,下图中正确的是_________。
A. B.
C. D.
15.如图甲所示,小明在探究“光的折射现象”时,将一束入射角为50°的光斜射入杯中的水里,更换杯中的介质时他们发现光的偏折程度不同。为了定量反映这种差异,小明将x折射角与入射角的比值“定义为”偏折比”。根据这个定义完成下列问题。
(1)图甲实验中,测得折射角为35°,则此时的“偏折比”为______,
(2)如图乙所示,保持入射光线与容器的位置都不变,将水换成油,但油的高度小于水的高度,杯底光斑的位置恰与图甲实验时光斑的位置重合,对比可知:在相同条件下,油对光的“偏折比”______(选填“大于”、“等于”或“小于”)水对光的“偏折比”:
(3)小明用图甲装置先后射入绿色和紫色的激光,杯底光斑位置如图丙所示,则______的“偏折比”大。
(4)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______:
试卷第1页,共3页
试卷第1页,共3页
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《2026年中考物理第二轮实验专题复习--探究光的折射规律》参考答案
1.(1) 显示光路 折射光线、入射光线、法线是否在同一平面内
(2)左
(3) 折射时光路是可逆的 小于
(4) 不会 D
【详解】(1)[1]利用光屏表面的漫反射可以显示光路,便于观察。
[2]实验时,光贴着光屏从空气射入水中,小明将F板向后折转一定的角度,即F板和入射光线所在的E板不处在同一平面,则在F板上不能看到折射光,说明此时折射光线和入射光线在同一平面内,因此该操作是为了探究折射光线、入射光线、法线是否在同一平面内。
(2)保持入射光不动,继续加水,则入射点向左上方平移,入射角不变故折射角不变,则折射光线向左平移,所以会看到杯底的亮斑B向左移动。
(3)[1][2]让光沿着BO射向水面时,可看到折射光沿OA射出,这说明光的折射现象中,光路是可逆的。从图中可知,此时折射光线远离法线,入射角小于折射角。
(4)[1]当光从空气射向玻璃时折射光线靠近法线处偏折,折射角小于入射角,所以不会发生光的全反射现象。
[2]一束光垂直于三棱镜的一个面射入,则其传播方向不变,接着射到三棱镜的斜边处,作出法线可知入射角为45°,这一角度超过了该玻璃的临界角,所以在斜边处发生全反射现象,反射角等于入射角,由几何关系,反射光线垂直于底边射出,如图所示:
故选D。
2.(1)发生改变
(2)在
(3) 小于 增大
【详解】(1)根据题图可知,光线沿AO方向斜射入水中,光线沿OB方向传播,二者不在同一直线上,说明光的传播方向发生了改变。
(2)将F板向后折转一定角度后,在F板上不能看到折射光线,说明入射光线、法线、折射光线三者在同一平面内。
(3)[1][2]根据题中表格数据可知,当光从空气斜射入水中时,折射角小于入射角,且当入射角从15°增大到60°的过程中,折射角也从11.3°增大到40.9°,说明折射角随入射角的增大而增大。
3.(1)反射
(2) 增大 小于
(3)入射光线
【详解】(1)光从空气斜射到水面时,一部分反射到空气中,一部分进入水中,故将同时发生反射和折射现象。
(2)[1][2]根据表格可知,光从空气斜射到水面时,入射角增加时,反射角和折射角同时增加,反射角始终等于入射角,折射角小于入射角,即折射角随入射角的增大而增大,且折射角小于入射角。
[3]当光从空气垂直射到水面时,光线传播方向不变,折射角等于入射角,都等于0°。
(3)光从空气斜射到水面时,一部分反射到空气中,一部分进入水中,故这个实验中,亮度最亮的是入射光线。
4.(1) 不能 在
(2)左
(3)在折射现象中,光路是可逆的
(4) 不会 C
(5) 小于 左侧
【详解】(1)[1][2]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)小明将光屏F恢复原状,保持入射光不动,继续加水,水面上升,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,光斑会向左移动。
(3)小明继续用另一只激光笔让光线沿着BO射向水面时,可看到折射光线沿OA射出,这说明:在折射现象中,光路是可逆的。
(4)[1]光从空气斜射向玻璃,折射角总小于入射角,折射角总小于90°,故不会发生全反射现象。
[2]光线从空气垂直于玻璃入射时,光的传播方向不变;当光射到玻璃的右表面时,由图可知入射角为45°,大于临界角41.8°,所以会发生全反射现象(折射光线消失,只有反射光线),其光路图如下图所示:
故ABD不符合题意,C符合题意。
故选C。
(5)[1]分析表中的数据可知,v水>v玻璃、v冰>v玻璃、v空气>v冰,由图甲得出,当光从水斜射入玻璃中时,折射角小于入射角,光从玻璃斜射入冰中时,折射角大于入射角,光从冰斜射入空气中时,折射角大于入射角。由此可得:光从传播速度大的介质斜射入传播速度小的介质中时,折射角小于入射角。
[2]超声波从空气进入人体(主要是水)后,传播速度变大,折射角大于入射角,折射声波偏离法线,要使超声波进入人体击碎结石,入射点应在O点的左侧。
5.(1)光透过液体后的光照强度随光在液体中通过的路程增大而减小
(2) 没有控制光在液体中通过的路程相同 A
(3)光透过液体后的光照强度与液体的种类、密度是否有关?
【详解】(1)分析数据可知,液面的深度增大,光照强度减弱,故结论为光透过液体后的光照强度随光在液体中通过的路程增大而减小。
(2)[1]将光照强度恒定的入射光多次改变入射角斜射穿过相同深度的液体时,光在液体中通过的路程也不同,故本实验的不足之处在于没有控制光在液体中通过的路程相同。
[2]只有将容器改为A,从圆心入射时,才能够保证光在液体中通过的路程都相同,都是圆的半径,故A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
(3)液体的种类不同,光透过液体后光照强度是否不同,故可以探究光透过液体后的光照强度与液体的种类、密度是否有关?
6.(1)反射
(2) OB 50 小 0
(3) OA 光路的可逆的
【详解】(1)由图可知,入射光线AO入射到玻璃砖表面,有一部分光在表面发生反射,另一部分光进入玻璃砖内发生折射,所以在三条光线中入射光线AO最亮。
(2)[1][2][3][4]反射光线和入射光线关于法线对称,AO为入射光线,OC为反射光线,折射光线、入射光线分居法线两侧,OB为折射光线,入射光线与界面的夹角为40°,则入射角为
90°-40°=50°
折射角为30°,则折射角小于入射角;入射角是入射光线与法线的夹角,若入射光线AO垂直于界面射入,入射光线与法线重合,入射角是0°。
(3)[1][2]光沿着BO方向射向空气时,光在空气中沿着OA方向射出,即入射光线沿着原来折射光线的路径入射,折射光线会沿着原来入射光线的路径射出,说明折射现象中,光路是可逆的。
7. 液面的高度改变,入射角、折射角的大小不变,“偏折比”不变 小于 绿 1.25 不相等 高 小华 能 “偏折比”的数值越大,介质使光偏离原来传播方向的程度就越大
【详解】(1)[1] 改变水面的高度,无论上升或者下降,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,说明了“偏折比”与液面的高度无关。
(2)[2] 当图甲中的水换成油,油的液面小于水的高度时,杯底光斑的位置与图甲中水的光斑位置重合,如图所示:
通过观察发现水中的折射角大于油中的折射角,由于入射角相同,在相同条件下,油对光的“偏折比”比水对光的“偏折比”小。
(3)[3][4] 小明用图甲装置先后射入绿色和紫色的激光,杯底光斑位置如图丙所示,
观察图像可知,绿色的激光的折射角大,入射光线和入射点均不变,所以绿色的激光“偏折比”大。
(4)[5][6] 将一束激光穿过如图所示的玻璃砖:
若光在玻璃砖上表面折射时入射角为,折射角为,此时的“偏折比”为0.8,即
若下表面的入射角为,折射角为,根据几何知识可知
所以,光在下表面折射时的“偏折比”为
分析玻璃砖A(或玻璃砖B或玻璃砖C)的数据可知,光在空气与另一种透明介质中传播时,对于不同的入射角,“偏折比”不相等。
分析表中玻璃砖A(或玻璃砖B或玻璃砖C)的数据可知,当光线在空气中与法线夹角都是30°时,光线分别在A、B、C三种玻璃中与法线的夹角越大,“偏折比”越大,说明介质对光的折射程度越高。
(5)[7][8] [9] 从表中玻璃砖A(或玻璃砖B或玻璃砖C)的数据分析可知,光从空气射入玻璃砖时为定值,当光从玻璃砖射入空气时,根据几何知识可知,“光线在空气中与法线的夹角和光线在介质中与法线的夹角之比”不变,所以在相同条件下,光线无论从介质射向空气还是从空气射向介质,小华这种定义的比值是一定的。
光从一种介质斜射入另一种介质时,传播方向会改变,发生折射现象。“偏折比”反映了光从空气斜射入介质(或从介质斜射入空气)时偏折的程度。“偏折比”数值越大,介质使光偏离原来传播方向的程度就越大。
8.(1) 两 在
(2) 增大 靠近
(3)可逆的
(4)B
【详解】(1)[1][2]由光的折射规律知,光从空气斜射入水或其它介质时,折射光线与入射光线、法线在同一平面内,折射光线和入射光线分居法线两侧。
(2)[1][2]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,因为光从空气斜射入水中时,折射角小于入射角,所以折射光线比入射光线更加靠近法线。
(3)在光的折射现象中,光路是可逆的,所以小明让一束光沿着图中BO方向射向水面时,发现光线沿着OA方向折射进入空气。
(4)本实验中多次测量可以防止偶然性的发生,获得普遍规律,故选B。
9. 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 入射光线重合 介质 玻璃 玻璃 小于 增加 > 平行于DE ②
【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,还要控制A点所在的介质相同,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,并且介质相同。
(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)[7]水槽中未加水时,由于光的直线传播,激光射到侧壁上的A点,当水槽中加水时,光点下移到B点位置,这是由于光的折射现象引起的,当光从水中射入空气中时,折射角大于入射角,此时入射角小于角θ。
(6)[8]因入射角和折射角都不变,要使B处的光点向上移到C处,则应使水槽中的水量增加。
[9]若BC间距离为2cm,因两次折射光线是平行的,如下面图1所示,则水面高度的变化量大于2cm。
(7)[10][11]将激光笔移至虚线框内向水槽底部(厚度可忽略不计)照射,因光从空气斜射进入水中和从水斜射进入空气中时,两次发生折射,由于光路是可逆的,则最终的折射光线与最初的入射光线是平行的,所以激光笔应该与DE平行入射到区域②的位置,才能实现,如下面图2所示:
10.(1)靠近
(2)增大
(3)不变
【详解】(1)让光束沿AO射入水中,光束进入水中后,由于折射角要小于入射角,则折射光线会向靠近法线方向偏折,说明光从空气斜射入水中时传播方向发生了改变。
(2) 根据表格中的数据可知,光从空气中斜射入水中时,折射角小于入射角,且随着入射角增大,折射角也增大。
(3) 根据表格中的数据可知,入射角为0°时,折射角也为0°,即光束从空气垂直射入水中,传播方向不变。
11.(1) HF 下
(2) 减小 没有
(3)不能
(4)41.8
(5)不能
【详解】(1)[1][2]由于AE垂直于CG,则AE和CG有可能是界面。由图中角的大小关系可知,∠4=∠5,CG为法线,则AE为界面。由于光线从空气射入玻璃,且反射光线、折射光线都位于法线的同一侧,所以BH为入射光线,HD为反射光线,HF为折射光线,所以∠1是折射角,∠4是反射角,∠5是入射角;由于折射角小于入射角,所以AE的下方是空气,上方是玻璃。
(2)[1]分析表中数据可知,当入射角增大时,折射角增大;根据反射规律可知,入射角增大,反射角增大;所以入射角增大时,反射光线和折射光线的夹角减小。
[2]根据光路的可逆性,图中,当光沿FH射向界面时,光沿HB方向射出,不会沿HD方向射出。
(3)由表中数据可知,发生全反射时,没有折射光线,当入射角i=41.8°时,发生全反射,42°>41.8°,所以当入射角i=42°时,反生全反射,光线不能从玻璃中传播到空气中。
(4)由表中数据可知,发生全反射时,没有折射光线,当入射角i=41.8°时,发生全反射,当入射角i≥41.8°时发生全反射,折射光消失,反射光会变得更亮。
(5)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.(1) 小于 增大
(2) 45 在折射现象中,光路是可逆的
(3)折射角
(4) 增加 大于
【详解】(1)[1][2]由表中数据分析可知,当光从空气斜射入水中时,折射角小于入射角,并且随着入射角的增大,折射角也在增大,但是,折射角始终小于入射角。
(2)[1][2]由表格数据可知,当入射角等于45°时,折射角为32°,当光由空气斜射入水中时,随着入射角的增大,折射角也增大,根据在光的折射中,光路是可逆的,当光由水射入空气时,入射角小于折射角,且当入射角等于32°时,折射角为45°。
(3)当光从水射向空气时,折射角大于入射角,因此折射角先接近90°。
(4)[1]因入射角和折射角都不变,要使B处的光点向上移到C处,则入射点应该向右移动,即应使水槽中的水量增加。
[2]如下图所示,水面的高度增加,入射点右移,则第一次入射点到右侧壁的距离大于第二次,两次折射光线是平行的,由几何关系可知,水面高度的变化量大于BC间的距离。
13. 漫反射 折射角随着入射角的增大而增大
【详解】(1)[1]光发生漫反射时,光向四面八方反射,因此实验中,圆盘除了能读出入射角和折射角大小外,还可以利用光的漫反射来显示出光路。
(2)[2]由表格数据和图示知道,光从空气斜射到玻璃表面时,折射光线向法线偏折,折射角小于入射角。当入射角增大时,折射角增大,即折射角随着入射角的增大而增大。
14.(1) 显示光路 折射光线、入射光线、法线是否在同一平面内
(2)左
(3)折射时光路是可逆的
(4) 不会 D
【详解】(1)[1]利用光屏表面的漫反射可以显示光路,便于观察。
[2]实验时,光贴着光屏从空气射入水中,小明将F板向后折转一定的角度,即F板和入射光线所在的E板不处在同一平面,则在F板上不能看到折射光,因为此时折射光线和入射光线在同一平面内。
(2)保持入射光不动,继续加水,则入射点向左上方平移,入射角不变故折射角不变,则折射光线向左平移,所以会看到杯底的亮斑B向左移动。
(3)让光沿着BO射向水面时,可看到折射光沿OA射出,这说明光的折射现象中,光路是可逆的。
(4)[1]当光从空气射向玻璃时折射光线靠近法线处偏折,折射角小于入射角,所以不会发生光的全反射现象。
[2]一束光垂直于三棱镜的一个面射入,则其传播方向不变,接着射到三棱镜的斜边处,作出法线可知入射角为45°,这一角度超过了该玻璃的临界角,所以在斜边处发生全反射现象,如图所示:
故D正确,ABC错误。
故选D。
15.(1)0.7
(2)小于
(3)绿光
(4)1.25
【详解】(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)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。
(3)光线的入射角和入射点不变,绿、紫色激光的折光线如图丙所示,由图丙可知:绿色激光的折射角大于紫色激光的折射角,由于入射角相同,则根据“偏折比”的定义可知:绿光的“偏折比”大。
(4)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
答案第1页,共2页
答案第1页,共2页
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