2026年中考物理第二轮实验专题复习--探究光的折射规律
2026-06-14
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摘要:
**基本信息**
以实验探究为主线,通过15道阶梯式题目系统构建光的折射规律的实验操作、数据归纳与科学探究方法体系,逻辑覆盖现象观察-规律总结-应用拓展。
**专项设计**
|模块|题量/典例|方法提炼|知识逻辑|
|----|-----------|----------|----------|
|基础规律探究|8题(1-4、6-7、11-13)|实验操作法(光屏折转验证共面、牛奶显示光路)、数据归纳法(折射角随入射角变化关系)|现象观察→规律总结(三线共面、折射角小于入射角)|
|进阶定量分析|5题(3、5、8-10、12-14)|科学探究法(偏折比定义与验证、控制变量法)、光路可逆应用|规律深化→定量描述(介质种类/颜色对偏折影响)|
|综合应用|2题(15)|结论评估与质疑(实验普遍性分析)|知识整合→科学论证(折射规律普适性验证)|
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.如图所示是探究光的折射规律的实验装置,其中光屏可绕直径前后折转。
入射角
0°
15°
30°
45°
60°
折射角
0°
11.3°
22.1°
35.4°
40.9°
(1)实验时让光束沿射入水中,光束进入水中后,折射光线向_________(选填“”或“”)方向偏折。
(2)实验时,在水中倒入少量牛奶并搅拌均匀,其目的是________________。
(3)将光屏绕直径向后折转与光屏形成一定角度后,在光屏F上就看不到折射光线了,说明折射光线和入射光线__________(选填“在”或“不在”)同一平面内。
(4)多次改变入射光线与的夹角进行实验,测量记录如上表所示。分析数据可知,当光从空气斜射入水或玻璃中时,入射角增大,折射角____________(选填“增大”或“减小”),由此可猜想,光从空气斜射入其他介质时,折射角_____________(选填“可能”或“不可能”)达到90°。
2.小明用如图所示的实验装置(光具盘固定不能转折)探究光的折射特点。
(1)他让一束光沿背景屏表面斜射入水中,从水中能看到折射光。小明再移到如图甲所示装置的右侧,眼睛从偏向左侧和偏向右等角度观察水中的折射光,小明这样做的目的是验证______;
(2)他让一束光分别从空气中以不同角度射入水(如图甲)和玻璃(如图乙)中,将入射角与折射角记录在表一和表二中。
表一:光从空气射入水中
入射角/°
0
30
45
60
折射角/°
0
21
35
40
表二:光从空气射入玻璃中
入射角/°
0
30
45
60
折射角/°
0
17
24
30
分析表一和表二中的数据可知:光从空气斜射入其他介质中时,折射角______(选填“大于”“小于”或“等于”)入射角。入射角不为0°的情况下,折射角随入射角的增大而______(选填“增大”“减小”或“不变”);
(3)对比表一和表二数据可知,当入射角相同,光从空气斜射入玻璃的折射角______(选填“大于”“小于”或“等于”)光从空气斜射入水的折射角,因此光从空气斜射入介质时折射角与______有关。若一束光从玻璃斜射入空气中,入射角是24°,则折射角是______,这是因为______。
3.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)根据小明的定义,图甲实验中,测得折射角为40°,则此时的“偏折比”为______。根据你所学的知识,你认为猜想1是______(选填“正确”或“不正确”)。
(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______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”。如图丁所示,经过对多组不同玻璃砖的实验,测得数据如表所示:
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°
28.9°
36.3°
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”),因此我们认为小华对“偏折比”定义的优点是_______。
4.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。通过实验还得到如下数据:
入射角α
0°
15°
30°
45°
60°
反射角β
0°
15°
30°
45°
60°
折射角γ
0°
11.3°
22.1°
35.4°
40.9°
(1)分析表中数据,可得出光的折射特点:
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,折射角随入射角的增大而___________(增大/减小),且折射角___________(大于/等于/小于)入射角。当光从空气垂直射到水面时,折射角等于___________°
(2)同学通过上述探究实验得出光的折射特点的过程合不合理?答:___________(合理/不合理);请简要说明理由:___________。
5.在综合实践活动中,实践小组同学将透明的薄壁(厚度可忽略不计)方形水槽水平放置、侧壁紧靠竖直墙面,激光笔贴着水槽底部从P点入射,在侧壁上方的A位置出现光斑,如图1所示。
(1)图1中,向水槽中缓缓加水至深度为h时,光斑移至B位置,这是由于光在水面处发生了光的_________现象,此时入射角_________θ(选填“大于”“等于”或“小于”);
(2)图1中,要用眼睛看见光路,可以向水中加入少量_________,并在水面上方喷洒_________。
(3)如图2所示,保持激光笔位置和方向不变,将水槽中加水至2h深度,此时墙面上光斑新的位置C将位于_________(选填“B位置下方”、“A、B之间”或“A位置上方”);且BC_________h。(选填“>”、“=”或“<”);
(4)将激光笔沿着AP方向向下移动一段距离,如图3所示。此时,墙面上光斑新的位置D将位于_________(选填“B位置下方”、“A、B之间”或“A位置上方”)。若将激光笔的红色光束改为紫色光束,则A、D两个位置间的距离将_________(选填“变大”、“不变”或“变小”)。
6.如图所示,是小宇“探究光的反射定律与光的折射特点”的实验装置。通过多次实验得到如表数据:
入射角
0°
15°
30°
45°
60°
反射角
0°
15°
30°
45°
60°
折射角
0°
11°
22°
32°
40°
(1)多次实验表明:在光的反射过程中,反射角______(选填“大于”“小于”或“等于”)入射角。
(2)当光从空气斜射入水中时,折射角______(选填“大于”“小于”或“等于”)入射角,入射角增大,折射角______(选填“增大”“减小”或“不变”);当光从空气垂直射入水中时,折射角等于______。
(3)将一束光沿着图中BO方向从水中斜射向空气,当入射角为22°,折射角等于______;表明在光的折射现象中,光路是______的。
(4)小宇接着做光从空气斜射入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为了______。
7.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________°。
8.小华在探究“光的折射规律”的实验中,如图甲所示,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,小华通过缓慢改变水槽中水量来探究光的传播现象。
(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,为使B处的光点移至C处,则应使水槽中的水量______(选填“增加”、“不变”或“减小”),若BC间距离为2cm,则水面高度的变化量______(填“>”“=”或“<”)2cm;
(2)如图乙所示,小华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。
9.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______:
10.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%
11.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”)。
12.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___________。
13.在探究“光的折射规律”的实验中,某小组将光从空气分别射入水和玻璃中,并记录了如表所示的数据。
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/°
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外一种介质时,光的传播方向________。
(2)光从空气斜射入其他介质时,折射角随着入射角的增大而________(选填“增大”或“减小”);分析表中数据猜想,光从空气射入其他介质时,折射角________(选填“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中时,折射角等于________。
(4)折射光线和入射光线位于________(选填“相同”或“不同”)的介质中。
14.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,在杯底形成一个光斑,然后逐渐往杯中加水,观察到杯底光斑的位置变化了。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
(1)图甲实验中,测得折射角为35°,则此时的“偏折比”为___________。
(2)根据所学知识判断,猜想1___________(选填“正确”或“不正确”)。
(3)为了探究猜想2,小明只将图甲中的水换成油,入射角不变(如图乙所示),发现杯底光斑位置比水中的光斑位置偏右。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”)。
15.小明同学在探究“光的折射规律”时利用了如图所示的装置。由和两个半圆形组成的光屏竖直放置在玻璃水槽中,NOM为两半圆的分界线。
(1)实验时,先让光屏位于同一平面内,一束激光贴着光屏沿从空气斜射入水中,为了更清晰地看到折射光线,我们可以在水中加入适量的_____;
(2)在探究折射角和入射角大小关系时,小明保持入射点不变,多次改变入射角进行实验并记录对应的折射角的大小,多次实验的目的是_____;
(3)小明测量的数据如表所示,由此他得出结论:在光的折射现象中,折射角总是小于入射角。你认为小明的结论是_____(选填“正确”或“不正确”)的;分析数据及实验过程后你的理由是_____。
实验次数
第一次
第二次
第三次
第四次
入射角
折射角
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)OM
(2)显示光的传播路径
(3)在
(4) 增大 不可能
【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,则折射光线会向法线(OM)方向偏折。
(2)水中倒入少量牛奶并搅拌均匀,牛奶颗粒可以使光发生散射,从而能更清晰地显示光的传播路径,方便 观察光在水中的折射情况。
(3)当将光屏F绕直径NOM向后折转与光屏E形成一定角度后,两块光屏不在同一平面内,在光屏F上看不到折射光线,只有当光屏E、F在同一平面时才能看到折射光线,这表明折射光线和入射光线在同一平面内。
(4)[1]从表格数据可以看出,入射角增大时,折射角也随之增大。
[2]光从空气斜射入其他介质时,折射角始终小于入射角,因此折射角不可能达到90°。
2.(1)见解析
(2) 小于 增大
(3) 小于 介质的种类 45 在折射现象中,光路是可逆的
【详解】(1)让一束光沿背景屏表面斜射入水中,从水中能看到折射光是因为折射光线、入射光线和法线在同一平面内,眼睛从偏向左侧和偏向右等角度观察水中的折射光,小明这样做的目的是验证折射光线、入射光线和法线是否在同一平面内。
(2)[1]由表中数据可知,光不管是从空气斜射入水中,还是从空气斜射入玻璃中,折射光线都要靠近法线,折射角都小于入射角。
[2]由表一和表二可知,当入射角不为0的情况下,当入射角增大时,折射角也增大,则射角随入射角的增大而增大。
(3)[1][2]对比表一和表二数据可知,当入射角相同,光从空气斜射入玻璃的折射角小于光从空气斜射入水的折射角。即光从空气斜射入介质时折射角的大小与介质的种类有关。
[3]折射现象中光路是可逆的,则用一束光沿折射光线的反方向由玻璃射向空气,发现此时的折射光线与原入射光线重合,由表二知,若一束光从玻璃斜射入空气中,入射角是24°,则折射角是45°。
3.(1) 0.8 不正确
(2)小于
(3) 绿 1.25
(4) 不相等 高 见解析
【详解】(1)[1]图甲实验中,测得折射角为40°,已知入射角为50°,则偏折比
[2]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。
(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1
由图1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)[1]光线的入射角和入射点不变,绿、紫色激光的折射光线,如图2
由图2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。
[2]光在玻璃砖上表面折射时偏折比为0.8,即
根据光路可逆,下表面折射时,入射角变为上表面的折射角,折射角变为上表面的入射角,所以偏折比为
(4)[1][2][3]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。分析表中数据,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。从表中数据分析可知,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。
4.(1) 反射 折射 增大 小于 0
(2) 不合理 见解析
【详解】(1)①[1][2]由图可知,光从空气斜射到水面时,将同时发生反射和折射现象。
②[3][4]由表中数据可知,光从空气斜射到水面时,当入射角不断增大时,折射角也随之增大,故折射角随入射角的变化关系是:折射角随入射角的增大而增大,且折射角小于入射角。
[5]垂直入射时,传播方向不变,即入射角等于0°,折射角等于0°。
(2)[1][2]上述探究实验得出光的折射特点的过程不合理,因为没有换用其他透明介质做此实验,应该换用其他透明介质多次实验,这样得出的结论将更具有普遍性。
5.(1) 折射 小于
(2) 牛奶 烟雾
(3) A、B之间 <
(4) A位置上方 变大
【详解】(1)[1][2]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。
(2)[1][2]图1中,要用眼睛看见光路,可以向水中加入少量牛奶,并在水面上方喷洒烟雾。
(3)[1][2]图2所示,保持激光笔位置和方向不变,将水槽中加水至2h深度,相当于法线与水面的交点往左上方移动,如下图所示:
则由图可知此时墙面上光斑新的位置C将位于A、B之间,且BC<h,若水面高度达到A点,则光线不发生折射,AC两点重合。
(4)[1][2]将激光笔沿着AP方向向下移动一段距离,如图3所示。则激光进入水槽底部时会发生折射,在水中直线传播,到水面时继续发生折射,出射光线与AP平行,如下图所示:
则墙面上光斑新的位置D将位于A位置上方。紫色光在水中的折射率更大,若将激光笔的红色光束改为紫色光束,激光从水槽底部射入水中时,折射角变小,光线往右偏移,则A、D两个位置间的距离将变大。
6.(1)等于
(2) 小于 增大 0°
(3) 30° 可逆
(4)使实验结论更具普遍性
【详解】(1)由表中数据可知,在光的反射过程中,反射角始终等于入射角。
(2)[1][2][3]由表中数据可知,当光从空气斜射入水中时,折射角小于入射角,随着入射角的增大,折射角也在增大;当光从空气垂直射入水中时,入射角等于0,折射角也等于0°,光的传播方向不发生偏折。
(3)[1][2]由实验可知,当光从水中射入空气时,入射光线沿BO入射,入射角为22°,折射角等于30°,说明在光的折射现象中,光路是可逆的。
(4)探究了光从空气斜射入水中的实验后,他又做了光从空气斜射入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为了,使实验结论更具普遍性,避免实验结论具有偶然性。
7.(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°。
8.(1) 增加 >
(2) 平行于DE ②
【详解】(1)[1][2]如下图所示,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,当水槽中的水量上升时,激光射入空气的入射点右移,这时折射光线应平行原折射光线,并在原折射光线的上方,即光点可以上移至C处,所以应使水槽中的水量增加。过水面上升后激光的入射点作原水面的垂线,如下图所示:垂线和现在水面的交点为,垂线和原折射光线的交点为D,垂线与原水面的交点为E,由图可知
因为,所以有。
(2)[1][2]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,一次折射角减小,另一次折射角增大,但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,如图乙所示,则激光笔照射的方向应满足的条件是平行于DE,且激光笔照射在水槽底部的位置必须在区域②。
9.(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
10.(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。
11.(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。
12. 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
13.(1)不发生改变
(2) 增大 不可能
(3)45°
(4)不同
【详解】(1)根据表中数据可知,当光从一种介质垂直射入到另外一种介质时,入射角与折射角均为0°可知,光的传播方向不发生改变。
(2)[1]由表中数据可知,当光从空气射入到其他介质中时,随着入射角的增大,折射角也会增大。
[2]根据表格数据可知,光从空气射入到其他介质中时,折射角小于入射角,即向法线偏折,所以当入射角为90°时,折射角会小于入射角,即折射角不可能达到90°。
(3)由表中数据可知,当光以45°入射角从空气射向水中时,折射角等于32°,根据在光的折射现象中,光路可逆,所以当光以32°入射角从水中射向空气时,折射角等于45°。
(4)根据光的折射的定义,光的折射是光线从一种介质射向另一种介质时发生偏折的现象,所以折射光线与入射光线分别位于不同的两种介质中。
14.(1)0.7
(2)不正确
(3)小
【详解】(1)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)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)小明只将图甲中的水换成油,入射角不变,发现杯底光斑位置比水中的光斑位置偏右,说明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。
15.(1)见解析
(2)寻找普遍规律
(3) 不正确 没有换不同的介质进行多次实验
【详解】(1)[1]在探究光的折射规律时,可以在水中加入适量的牛奶(或粉笔末等),这样可以让光发生漫反射,从而清晰的看到折射光线和入射光线的路径。
(2)[2]只记录一次实验数据得出的结论具有偶然性,多次改变入射角进行实验并记录对应的折射角的大小,可以使结论具有普遍性。
(3)[3][4]小明仅探究了光从空气斜射入水中的情况,得出“折射角小于入射角”的结论,但没有探究光从水(或其他介质)斜射入空气中时,折射角与入射角的大小关系,因此结论不正确,应换不同介质多次实验,探究多种情况下的折射角与入射角的大小关系,从而得出具有普遍性的结论。
答案第1页,共2页
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