专题3 光的折射规律 实验探究题 2026-2027学年浙教版科学八年级上册

**基本信息** 聚焦光的折射规律实验探究，通过数据归纳、控制变量等方法构建从基础规律到全反射应用的知识体系，强化科学探究与逻辑推理能力。 **专项设计** |模块|题量/典例|方法提炼|知识逻辑| |----|-----------|----------|----------| |基础规律|1-3、13-17|数据分析法（折射角与入射角关系）|从折射现象到规律总结，建立“入射角-折射角”定量关系| |全反射现象|1、5-7、12、18|临界角判断法（折射角=90°）|基于折射规律推导特殊现象，理解光密→光疏介质的全反射条件| |影响因素|2、4、10、14、19|控制变量法（介质、浓度、光的颜色）|探究多因素对偏折能力的影响，深化对折射率的科学认知| |实际应用|2、11、12、18|原理迁移法（光纤、海市蜃楼）|从实验规律到生活现象，体现科学观念的应用价值|

专题3 光的折射规律 实验探究题 2026-2027学年浙教版科学八年级上册 一、实验与探究题 1．小新在利用光具盘探究光从玻璃(光密介质)斜射入空气(光疏介质)时的光路，发现光具盘上能呈现入射光线、反射光线与折射光线。当光沿某个方向从半圆形玻璃砖射向空气时，折射光线消失而反射光线却变得更亮。老师告诉他这是光的“全反射”现象，即只有当光由光密介质斜射入光疏介质，且入射角大于或等于某一角度时才会发生全反射现象。小新查阅资料并在老师的指导下展开如图的探究实验，实验甲数据记录如表所示。 玻璃中的入射角α/° 0 10 20.7 30 40 41.2 41.8 42 空气中的折射角β/° 0 15.2 30 45 74.6 81 90 / 反射能量占入射能量的百分比/% 5 7 26 43 77 84 100 100 （1）分析以上数据可知光从玻璃射向空气时，折射角随入射角的增大而　 　。 （2）用图乙实验来模拟演示光纤原理，小新应选择　 　(选填“明亮”或“昏暗”)的实验环境。实验时，水流进入脸盆处有一光斑，这一光斑的亮度随着水流弯曲程度增大而　 　(选填“变亮”或“变暗”)。 （3）制成图丙所示的光纤，可以用光密介质做成　 　(选填“内芯”或“外套”)。 2．学习了“光的折射”的相关知识后，小科将“折射角与入射角的比值”定义为“偏折比”，小科想进一步探究光的“偏折比”的影响因素。他利用底部贴有白纸的透明水槽、激光笔、记号笔等器材按如图甲所示装置进行实验： 实验一：在水槽顶部固定一激光笔，打开激光笔的红色光，用记号笔标记水槽底部白纸上的光点位置为A，接着向水槽中加入一定量的清水，用记号笔标记水槽底部白纸上的光点位置为B； 实验二：将图甲中的水换成等体积的酒精。打开激光笔的红色光，用记号笔标记水槽底部白纸上的光点位置为C； 实验三：将实验二中激光笔的红色光切换成蓝色光，用记号笔标记水槽底部白纸上的光点位置为D。 （1）由实验一可知，光从空气斜射入水中，“偏折比”　 　1(选填“大于”、“小于”或“等于”)； （2）由实验二可知，当光从空气分别斜射入水和酒精两种介质时，“偏折比”较大的介质是　 　； （3）由实验三可得出的结论是：　 　； （4）通过实验，小科发现，在介质种类相同时，入射角大小不变，折射角的大小也不变，即“偏折比”不变。请在图丙中画出：水面高度增加h后激光折射的光路图。 3．小科同学在探究“光在不同介质之间的折射规律”时，用到的器材及实验装置如图甲所示。他先探究了光由空气进入玻璃的情形，并将得到的实验数据记录在表中： 入射角α/° 0 15 30 45 60 75 90 折射角γ/° ？ 9.8 19.7 28.3 35.3 40.6 41.8 （1）表格中“？”处的数据是　 　。 （2）根据表格中的实验数据可以得出的结论是　 　(任写一点)。 （3）小科实验时发现，当光从玻璃射向空气，且入射角增大到41.8°时，折射光线消失，只存在入射光线与反射光线，即出现光的全反射，此时的入射角叫做这种物质的临界角。现有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，如图乙所示，则关于这束光经过三棱镜后的光路图，其中正确的是　 　(填字母编号)。 4．在学习了“光的折射”的相关知识后，小宁想进一步探究光的侧折能力与溶液的浓度之间的关系，他利用底部贴有白纸的透明水槽、激光笔、记号笔等器材按如图甲所示装置进行实验： ①在水槽顶部固定一激光笔，打开激光笔，用记号笔标记水槽底部的白纸上光点的位置为A。 ②向水槽中加入一定量的清水，用记号笔标记光折射后在白纸上的光点位置为B。 ③继续向水槽中加入10克蔗糖，待蔗糖完全溶解后，用记号笔标记此时白纸上的光点位置为C。 ④重复步骤③，标记光点位置为 D.实验结果如图乙。 （1）为减小加入蔗糖后液面高低变化对实验结果的影响，应选择图丙中的装置　 　(填“1”或“Ⅱ”) ， （2）实验中，小明通过　 　来判断光的偏折能力。 （3）小宁在实验中发现B、C、D三个光点之间距离很小，若要增大它们之间的距离，使实验现象更明显，不改变其他条件，应　 　(填“增加”或“降低”)液面的高度。 5．小兴通过实验探究光从水中进入空气中的传播特点。 步骤一：在长方体玻璃水槽中倒入一定量的水，滴入几滴牛奶，将全圆量角器贴在水槽的背面，零刻度线与水面对齐。 步骤二：将激光笔紧贴水槽底部，让激光从水中斜射入空气中，在水槽正前方观察，使入射点与量角器中心点对齐，如图甲所示，观察现象，将相应数据记录在表格中。 步骤三：改变光的入射角度，重复实验，观察现象，将相应数据记录在表格中。 实验序号 1 2 3 4 5 入射角 折射角 ① — — 折射光 +++ ++ + — — 反射光 + ++ +++ ++++ ++++ 注：+越多，表示光越亮，一表示无光或无角 （1）第1次实验获得的现象如图甲，请仔细观察，我们发现光在水面处发生　 　（填“反射”或“折射”或“反射和折射”），表格中①处应填入的内容是　 　 （2）如图乙是利用水流模拟演示光纤的原理，实验序号　 　可以解释这一现象。 （3）根据表中信息推理，为了使光从水中射入空气时损失最小，最佳入射角为　 　 6．小杭喝水时，偶然发现透过水面看不见玻璃水杯外侧的手指。他感到很惊奇，玻璃和水都是透明物质，为什么光却不能透过呢?小杭决定找出原因。 以下是小杭的探究过程：根据光经过的路径，首先想到了这种现象与光的折射有关。 为此他根据光从水中射向空气的光路进行了推测：如图甲所示，光从水中射向空气时，折射角大于入射角，当入射角逐渐增大时，折射角也逐渐增大。那么，当入射角增大到某一值时，会不会…… （1）请你补充小杭的推测：　 　。 （2）当光从空气射向水中时，也会出现“看不见”的现象吗?请写出你的观点并解释：　 　 7．在探究“光的折射规律”中，小明意外发现：当光沿某方向从半圆玻璃砖射向空气时，折射光消失而反射光却变得更亮，老师告诉他这是光的全反射现象。课后，小明查到光从玻璃射向空气时的一些数据如下表。 入射角i 0° 10° 20° 30° 40° 41.2° 41.8° 42° 折射角γ 0° 15.2° 30.9° 48.6° 74.6° 81° 90° / 反射能量 5% 7% 26% 43% 77% 84% 100% 100% （1） 当入射角i≥　 　时，不发生折射现象；图象中的图线　 　反映了上述实验中的两角关系。 （2）光从玻璃斜射向空气时，反射能量随着入射角的增大而增大，当折射角γ=　 　时反射能量达到100%，就发生了全反射现象。 （3）根据光路可逆，当光从空气斜射向玻璃时，折射角　 　(选填“大于”“等于”或“小于”)入射角，因此折射光线不能消失，则　 　(选填“能”“不能”)发生全反射现象。 8．如图某同学探究光的折射规律，经过多次实验并记录了数据： 入射角α 折射角β 20.7° （1）该同学先用沿MN可折叠的光屏探究光从空气斜射入水中时的光路如图甲。实验时，入射光AO贴着光屏从空气斜射入水中，将F板向后折转一定的角度，则在F板上　 　(填“能”或“不能”)看到折射光OB。 （2）该同学又利用乙图研究光从空气斜射入玻璃中的光路并记录如上表数据，由表格中的数据还可以判断：当光以55°的入射角从空气射入玻璃中时，其折射角　 　(填“等于”“小于”或“大于”)30°。 （3）当光以30°的入射角从玻璃斜射入空气中时，其折射角度数为　 　 9．探究光的折射规律时，使用如下器材：两支能发绿光的激光笔(带有固定吸盘)、有机玻璃球壳制成的透明容器（上部让中央开有一孔）、牛奶、适量的水和圆形底座转盘，将器材组装为如图所示的实验装置，并将该装置置于水平桌面上。请回答下列问题。 （1）实验时将水注入容器中，再滴入牛奶并搅拌均匀，在液面上方充入适量的烟雾。接着打开位于透明容器上部正中央的激光笔A并使绿光垂直照射到О点，该束绿光充当　 　。 （2）打开右侧的激光笔B，此时可以观察到光从空气斜射入水中的过程中，光在两种介质的分界面上发生折射。随后再沿透明容器的外表面向下移动右侧激光笔B，可以观察到折射光逐渐远离法线，由此可以得出的结论是　 　。 （3）慢慢转动底座转盘，直至观察到　 　的现象时，即可说明光在发生折射时，折射光线、入射光线和法线在同一平面内。 10．在探究“光从空气斜射入水和油时，哪种液体对光的偏折本领较大”的实验中，小明提出如下实验方案：先让一束入射光从空气直接斜射入透明的空水槽中，记录下光斑位置(如图甲所示)；接着分别倒入水和油，记录对应的光斑位置，再通过分析就可得到实验结论。经讨论，同学们认为这一方案是可行的，于是进行了探究实验。 （1）要实现探究目标，他们应选择图乙中的　 　(填字母)两图进行实验，这样选择的目的是　 　。 （2）某小组同学正确实验后，所记录的三次光斑的相对位置如图丙所示，经分析可知：光从空气斜射入水和油时，　 　，对光的偏折本领较大。 11．“海市蜃楼”是一种光学自然现象，如图甲、乙是夏天炎热路面上形成此现象的图解。 资料1：光在不均匀物质中传播时会发生弯折。 资料2：一般情况下，光从密度较大的介质斜射入密度较小的介质时，会偏离法线而改变传播方向。 资料3：夏天，酷热的路面使得路面上方空气的温度升高，越靠近路面的空气越热，密度越小。 （1）图甲中，你看到的是虚像还是实像?　 　。 （2）对图甲成因的解释：近路面空气比路上方空气温度高，密度小，远处物体射出的光进入密度不断变小的空气时，发生连续折射，折射角会逐渐　 　，进入人的眼睛，而人总以为光是沿直线传播的，所以在人的前方会出现“海市蜃楼现象”；图丙是海面上出现的“海市蜃楼现象”，据图甲的成因可推断近海面处空气的密度　 　。 12．某小组在探究光的折射规律时意外发现：当光沿某方向从半圆玻璃砖射向空气时，折射光消失而只剩下了反射光，如图甲所示。老师说这是光的全反射现象，于是他们从网上查到光从玻璃射向空气时的一些数据如表： 入射角α 0° 10° 20° 30° 40° 41.2° 折射角β 0° 15.2° 30.9° 48.6° 74.6° 81° / （1）分析表中数据可知当光从玻璃射向空气时，折射角随入射角的增大而　 　(填“增大”或“减小”)。 （2）当光从玻璃斜射向空气时折射光线消失，只有反射光线，这种现象叫做全反射。当入射角>　 　时，就发生了全反射现象。 （3）为了更好的研究全反射现象，该小组同学又制作了一个“水流光纤”，如图乙。若实验成功，预期能观察到的实验现象为　 　。实验中随着瓶内液面下降，出水管流出的水越来越靠近瓶身，说明　 　。 13．小金在做“探究光的折射规律”的实验，如图所示为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，通过实验还得到了如表所示的数据。 入射角α/° 0 15 30 45 60 反射角β/° 0 15 30 45 60 折射角γ/° 0 11 22.1 35.4 40.9 （1）当光从空气斜射到水面时，折射角随入射角的变化关系是　 　。 （2）当光从空气垂直射到水面时，折射角的大小为　 　度。 （3）将激光从水射入空气中，小金作出推测：入射角增大到一定角度时，折射光线会消失。小金的推测是　 　(填“正确”或“错误”)的。 14．同学们学习“光的折射”后，知道了光从空气斜射入玻璃中时，折射角小于入射角；当入射角增大时，折射角也增大。那么当光从空气斜射入玻璃中时，折射角与入射角的大小是否成正比呢? 【建立猜想】折射角与入射角的大小可能成正比。 【实验探究】同学们测得了四组实验数据。 第2次实验如图所示，请将实验数据填入表格中。 实验序号 1 2 3 4 入射角 折射角 　 　 【实验结论】折射角与入射角大小　 　(填“成正比”或“不成正比”)。 【评价与交流】根据实验数据，还可以得出的结论是　 　。 15．小明利用激光笔、水、水槽、可折转的光屏（带量角刻度）、记号笔等器材，验证光的折射规律（图甲）。 （1）使用可折转的光屏（图乙），是为了验证　 　； （2）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，1和1'、2和2'、3和3'、4和4'分别表示各次入射光线和对应的折射光线。根据图丙，可得出光从空气斜射入水中时的相关结论有（写出一点即可）：　 　。 16．小金探究光的折射特点时，观察到光从空气射入水中的光路。 （1）根据光路的特点，小金确认反射角为　 　(选填“α”“β”或“γ”)。 （2）通过实验还得到如表数据，由数据可知①处为　 　度。 （3）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增大，且折射角　 　（选填“大于”“等于”或“小于”）入射角。由此可推测，②处的数据θ范围是　 　。 A.11.3°＜θ＜35.4° B.11.3°＜θ＜30° C.30°＜θ＜35.4° D.15°＜θ＜45° 17．小怡利用如图所示的实验装置探究光的折射。在玻璃水槽中竖直放置的光屏是由E和F两个半圆形光屏组成的，NOM为两个半圆形光屏的分界线，其中光屏F可绕直径NOM前后折转。实验测量数据如表所示。 入射角 0° 30° 45° 60° 折射角 0° 22° 32° 41° （1）通过分析表格数据，你能得出什么结论：　 　； （2）如图所示，若小怡将光屏F绕直径NOM前后折转一定角度，在光屏F上　 　（选填“能”或“不能”）看到折射光线； （3）据所学知识及表格数据，当光与水面成68°角从水射入空气时，折射角等于　 　度； （4）为了更好地显示实验时光在水中的传播路径，请你给小怡提供一个合理的措施　 　。 18．小科学完光学知识后回家进行了实验，先根据课本介绍将铅笔放入水中观察到了预期的现象(图甲)，后又发现将铅笔竖直放入盛有水的圆柱形的杯子当中，观察到水中的铅笔变粗并错位。将铅笔由水杯中间向两边移动，发现水中的铅笔错位更加明显，快到水杯边上时，水中的铅笔竟然“消失”了，如图乙。 于是小科在老师的指导下，查阅了一些资料，并且将实验现象画成简图。 资料一：若界面为弧形，可以将折射点及反射点的切面视为该点的折射面(图丙)。 资料二：光从水中射向空气中折射角与入射角的变化规律如下表。 入射角 0° 10° 20° 30° 40° 50° 60° 折射角 0° 13.4° 27.1° 41.7° 58.7° 无 无 （1）请在图丙中画出入射光线ao大致的折射光线。　 　 （2）当铅笔放入盛有水的圆柱形杯子当中，水杯相当于凸透镜，铅笔的位置小于一倍焦距成正立放大的　 　(填“虚”或“实”)像，因此筷子变粗。 （3）分析表中数据，反射的光线通过折射面射入人眼，折射角大于入射角，进一步分析可得到折射角之间的差值，随着入射角的增大而　 　，因此铅笔错位更加厉害。 （4）图表中还可发现入射角大于一定角度时(如大于50°时)，铅笔会“消失”在视野中，发生这个现象的原因是因为此时的光线　 　的缘故。 19．小科在学习光的折射时发现，折射角会随着入射角的增大而增大。 【提出问题】折射角与入射角在数值上有怎样的关系? 【探究】①把玻璃砖放在木板上，下面垫一张白纸； ②在白纸上描出玻璃砖的两个边α和α’； ③用红光以一定的入射角透过玻璃砖，在入射光线上垂直纸面插入A、B两枚大头针； ④在眼睛这一侧再插第三个大头针C，使它把A、B都挡住，插第4个大头针D，使它把 ★ 都挡住。 ⑤在白纸上描出光线的路径，测量相应的角度。 【数据】 序号 入射角 折射角 入射角的正弦值 折射角的正弦值 1 15° 10° 0.259 0.174 2 30° 19° 0.500 0.326 3 45° 28° 0.707 0.469 【思考与分析】 （1）步骤④中“★”处应填：　 　。 （2）小科进一步了解发现：光从介质1射入介质2发生折射时，入射角与折射角的正弦之比叫做介质2相对介质1的折射率，简称相对折射率，则该实验中的相对折射率的大小为　 　。(小数点后保留一位) （3）实验结束后，小科用紫光重复了上述实验，发现紫光从空气射向玻璃的折射率　 　(填“>”“=”或<”)红光从空气射向玻璃的折射率 答案解析部分 1．【答案】（1）增大 （2）昏暗；变暗 （3）内芯 【知识点】光的反射定律；光的折射规律 【解析】【分析】（1）根据表格数据确定光从玻璃射向空气时折射角随入射角的变化规律； （2）①周围环境越暗，其中的光学现象会更明显； ②光斑越大亮度越小，光斑越小亮度越大； （3）根据题目描述中全反射发生的条件分析。 【解答】（1）根据表格数据可知，光从玻璃斜射入空气时，折射角随入射角的增大而增大。根据光路的可逆性可知，光从空气斜射入玻璃时，折射角还是随入射角的增大而增大； （2）① 图乙实验来模拟演示光纤原理， 为了避免周围环境的光线对实验的影响，小新应该选择昏暗的实验环境。 ② 实验时，水流进入脸盆处有一光斑，这一光斑的亮度随着水流弯曲程度增大而变暗，因为此时光斑变大而使光线分散； （3）根据图片可知，光线在内芯发生全反射现象。根据题意可知，此时必须是光从光密介质射向光疏介质，那么光密介质做成内芯。 2．【答案】（1）小于 （2）水 （3）当其他条件相同时，光从空气斜射入酒精时，蓝色光的偏折比小于红色光 （4） 【知识点】光的折射规律 【解析】【分析】（1）根据甲图比较折射角和入射角大小； （2）根据图片可知，当光线从空气斜射入液体中时，容器底部的光点到A点的距离越大，则折射角越大，那么偏折比越小； （3）根据乙图分析实验中蓝色光和红色光的偏折比大小即可； （4）根据“在介质种类相同时，入射角大小不变，折射角的大小也不变，即“偏折比”不变”确定折射角的大小，进而完成作图。 【解答】（1）根据图片可知，光从空气斜射入水中时，B点在A点右侧，说明此时折射角小于入射角 故填：小于。 （2）根据乙图可知， 当光从空气分别斜射入水中时光点在B点，光从空气斜射入酒精时光点在C点，则此时前者的折射角更小，那么偏折比更大，故填：水。 （3）根据乙图可知，D点比C点更靠右，则蓝色光的折射角比红色光的折射角大，则偏折比更小，那么得到结论：当其他条件相同时，光从空气斜射入酒精时，蓝色光的偏折比小于红色光。 故填：当其他条件相同时，光从空气斜射入酒精时，蓝色光的偏折比小于红色光。 （4）根据题意可知， 在介质种类相同时，入射角大小不变，折射角的大小也不变。则当水面升高后，入射点上移，但是折射角不变，即与原来的折射光线平行，如下图所示： 3．【答案】（1）0 （2）当光由空气斜射入玻璃中时，折射角小于入射角 （3）C 【知识点】光的反射定律；光的折射规律 【解析】【分析】（1）光的折射基本规律：当光垂直从一种介质射入另一种介质时，传播方向不发生改变，此时入射角为 0°，对应的折射角也为 0°。 （2）光从空气斜射入玻璃的折射规律：光从空气斜射入玻璃这类光密介质时，折射光线会靠近法线，折射角小于入射角；且随着入射角不断增大，折射角也会同步增大。 （3）光的全反射与光的反射规律：①全反射条件：光从玻璃（光密介质）射向空气（光疏介质），且入射角大于等于临界角时，折射光线消失，只发生光的反射；本题玻璃临界角为 41.8°；②光的反射定律：发生反射时，反射角等于入射角；③光垂直界面入射传播方向不变。 【解答】(1) 表格中对应入射角 α=0°，代表光线垂直从空气射入玻璃；根据折射规律，光线垂直入射介质时传播方向不变，折射角为 0°，因此表格 “？” 处数值为 0。 故填：0。 (2)观察表格全部数据：入射角从 15° 逐步增大至 90°，对应的折射角同步从 9.8° 增大到 41.8°；且每一组折射角数值均小于对应入射角。任选一条规律作答即可，例如：光由空气斜射入玻璃时，折射角小于入射角（或光从空气斜射入玻璃，入射角越大，折射角越大）。 故填：当光由空气斜射入玻璃中时，折射角小于入射角。 (3) 光线垂直射入三棱镜左侧直角边，垂直入射时光线传播方向不变，直线到达三棱镜斜边界面； 三棱镜斜边处，光线从玻璃射向空气，此时入射光线与法线夹角为 45°，已知该玻璃临界角为 41.8°，45°＞41.8°，满足全反射条件，不会发生折射，只发生光的反射； 根据光的反射定律，反射角等于入射角 45°，反射光线垂直向下到达三棱镜下方直角边； 光线垂直下方直角边射出玻璃进入空气，传播方向不变，对应光路图为 C，A、B 存在折射光线错误，D 反射光路错误。 故填：C。 （1）光线从空气中垂直射入水中，光线的方向不发生改变，入射角等于0°，折射角等于0°，表格中“？”处的数据是0。 （2）由表中数据可知，折射角随入射角的增大而增大，但折射角小于入射角；可得结论：当光由空气斜射入玻璃中时，折射角小于入射角。 （3）由于光由一种介质垂直射入另一种介质中，不发生折射，因此光线垂直射到三棱镜的直角边后，传播方向不变，直接到达三棱镜的斜边，入射角为45°；由于光从玻璃射向空气，入射角增大到41.8°时，折射光线消失，只存在入射光线与反射光线，因此光线在三棱镜斜边只发生反射，根据反射现象中，反射角等于入射角可知，反射光线垂直另一个直角边，从另一个直角边垂直射出，故C正确，ABD错误。 故选C。 4．【答案】（1）Ⅱ （2）折射光束在白纸上的光点像离A点的距离 （3）增加 【知识点】光的折射规律 【解析】【分析】（1）当变化的体积相同时，容器的横截面积越大，高度变化越不明显； （2）光线的折光能力变化可以通过判断与原位置之间的距离进行判断； （3）液面高度的变化可以直接影响折射位置的变化； 【解答】（1）为了减小加入蔗糖后液面高低变化对实验结果的影响，应选择装置Ⅱ。装置Ⅱ的特点是有一个溢流口，可以保持液面高度不变。当加入蔗糖时，溶解后溶液体积会略微增加，但多余的液体会从溢流口排出，从而保持液面高度恒定。这样，光在溶液中的传播路径长度（液面高度）不会因加入蔗糖而改变，确保实验结果的准确性； （2）实验中，小明通过光点位置的变化来判断光的偏折能力： 1. 初始光点A是激光在空气中直接照射到白纸上的位置。 2. 加入清水后，光发生折射，光点位置从A移动到B。 3. 加入蔗糖后，溶液浓度增大，折射率增大，光的偏折能力增强，光点位置进一步从B移动到C、D。 通过比较光点A、B、C、D之间的距离变化，可以判断光的偏折能力与溶液浓度的关系； （3）若要增大B、C、D三个光点之间的距离，使实验现象更明显，可以降低液面的高度。这是因为： 1. 光的偏折程度与光在溶液中的传播路径长度（液面高度）有关。 2. 降低液面高度后，光在溶液中的传播路径变短，但折射率（由浓度决定）不变，因此偏折角度不变。 3. 由于偏折角度不变而路径变短，光点的水平位移会减小，但不同浓度下的光点位置差异（B、C、D之间的距离）会相对更明显； 故答案为：（1）Ⅱ； （2）折射光束在白纸上的光点像离A点的距离； （3）增加。 5．【答案】（1）反射和折射； （2）4、5 （3）20° 【知识点】光的折射规律 【解析】【分析】（1）光的反射与折射：光从水斜射入空气时，在分界面会同时发生反射现象和折射现象；入射角指入射光线与法线夹角，折射角是折射光线与法线夹角。由放大刻度读出，入射角 20° 时折射角为 27°。 （2）全反射现象：当光从光密介质（水）射向光疏介质（空气），入射角大于等于临界角，折射光线消失，只存在反射光线，即为全反射。光纤的工作原理是光的全反射。表格中 4、5 组无折射光，发生全反射，对应水流导光实验原理。 （3）光能量分配规律：入射光线能量分为反射光能量与折射光能量。折射光越亮，代表折射出去的光越多，光的损失越小。入射角 20° 时折射光亮度最高，此时光损失最小。 【解答】（1）激光射到水面，同时出现反射光线和折射光线，因此同时发生反射和折射；观察量角器刻度，入射角 20° 对应的折射角为 27°； （2）水流模拟光纤利用光的全反射，此时不存在折射光，表格中实验序号 4、5 无折射光，发生全反射； （3）光损失最小意味着折射光亮度最大，对比表格，入射角 20° 时折射光最亮； 故答案为：（1）反射和折射；27°； （2）4、5； （3）20°。 6．【答案】（1）折射光线将消失 （2）不会，因为光从空气射向水时，折射角小于入射角，无论入射角多大，折射光线总能进入水中，因此不会发生全反射现象。 【知识点】光的折射规律；光的折射现象及应用 【解析】【分析】（1）折射光线消失，该现象称为全反射现象。 （2）光的折射：折射光线与入射光线分居法线两侧，入射光线、折射光线和法线位于同一平面内，空气中的角角度更大，无论作为入射角还是折射角。 【解答】（1）光从水中射向空气时，折射角大于入射角，当入射角逐渐增大时，折射角也逐渐增大。那么，当入射角增大到某一值时，没有光线从水中射出，故猜测：当入射角增大到某一值时，折射光线会消失。 （2）光从空气射向水时，折射角小于入射角，无论入射角多大，折射光线总能进入水中，因此不会发生全反射现象，即折射光线不会消失，不会出现“看不见”的现象。 7．【答案】（1）41.8°；a （2）90° （3）小于；不能 【知识点】光的折射规律；光的折射现象及应用 【解析】【分析】（1）（2）根据表中数据进行分析，当反射能量达到100%时，发生全反射，不再有折射。 （3）光的折射：折射光线与入射光线分居法线两侧，入射光线、折射光线和法线位于同一平面内，空气中的角角度更大，无论作为入射角还是折射角。 【解答】（1） 根据题目描述，当光从半圆玻璃砖射向空气时，折射光消失而反射光变得更亮的现象称为全反射。从表格数据可以看出，当入射角i≥41.8°时，折射角γ为90°，且反射能量达到100%，此时不再发生折射现象。 由表中数据可知，折射角随入射角的增大而增大，且折射角始终大于入射角，可知图线a可以反映折射角与入射角的关系。 （2） 从表格数据可以看出，当折射角γ=90°时，反射能量达到100%，此时发生了全反射现象。 （3） 根据光路可逆原理，当光从空气斜射向玻璃时，光线的传播方向与从玻璃射向空气时相反。此时，折射角小于入射角（因为光从光疏介质进入光密介质时，折射角小于入射角）。由于折射角始终小于入射角，折射光线不会消失，因此不能发生全反射现象。 8．【答案】（1）不能 （2）大于 （3）45° 【知识点】光的折射规律 【解析】【分析】（1）根据光的折射中“三线共面”的规律分析； （2）根据表格数据分析折射角和对应入射角的大小变化规律，据此推断入射角为55°时对应折射角的大小范围； （3）根据光路的可逆性分析解答。 【解答】（1） 当入射光AO贴着光屏从空气斜射入水中时，折射光OB与入射光AO在同一平面内（即光屏所在的平面）。若将F板向后折转一定角度，折射光OB将不在F板上，因此不能在F板上看到折射光。这说明折射光线、入射光线和法线在同一平面内。 （2） 由表格数据可知，光从空气斜射入玻璃时，折射角β随入射角α的增大而增大，但折射角始终小于入射角。当入射角为45°时，折射角为30°；入射角为60°时，折射角为37.8°。55°介于45°和60°之间，因此对应的折射角应介于30°和37.8°之间，可以进一步判断其折射角大于30°。 （3） 根据光路可逆性，当光以30°的入射角从玻璃斜射入空气时，其折射角等于光从空气以30°折射角斜射入玻璃时的入射角。由表格数据可知，光从空气以45°入射角斜射入玻璃时，折射角为30°，则当入射角为30°（玻璃→空气），因此折射角应为对应空气→玻璃时的入射角，即45°。 9．【答案】（1）法线 （2）光在折射时，折射角随入射角的改变而改变，入射角增大时，折射角也增大 （3）右侧的激光笔发出的光被正中央的激光笔发出的光挡住（看不见右侧激光笔发出的光 或 所有光线都重合） 【知识点】光的折射规律 【解析】【分析】（1）掌握光的折射规律：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；折射角小于入射角； （2）光从空气斜射入水中时，入射角增大，折射角也随之增大；入射角增大到一定程度时，折射角先达到90。 【解答】（1）实验时将水注入容器中，再滴入牛奶并搅拌均匀，目的是激光照射到水中时能够呈现出明显的光路。接着打开位于圆球正中央的激光笔并使绿光垂直照射到O点，该束绿光充当法线。但此时无法看见液面上方的光束，为了解决这一问题，你将采取的办法是在玻璃球后面贴一张白纸作为背景。 （2）接着再打开右侧的激光笔，此时可以观察到光从空气斜射入水中的过程中，光在两种介质上发生折射。随后再沿圆球的外表面向下移动右侧激光笔可以观察到折射光逐渐远离法线，由此可以得出的结论是光在折射时，折射角随入射角的改变而改变，入射角增大时，折射角也增大。 （3）慢慢转动底座转盘，直至观察到右侧的激光笔发出的光被正中央的激光笔发出的光挡住（看不见右侧激光笔发出的光）时，即可说明光在发生折射时折射光线、入射光线和法线在同一平面内。 10．【答案】（1）BD；保证其他因素不变， 只改变光线传播的介质 （2）油 【知识点】光的折射规律；光的折射现象及应用 【解析】【分析】（1）控制变量法是，研究一个量与另一个量的关系时，只改变自变量，其余量控制不变。 （2）当光从空气斜射入水或其他介质时，折射光线向法线偏折，在油中，折射光线向法线偏折的更厉害，即油对光的偏折本领大。 【解答】（1）为了探究光从空气斜射入水和油时，哪种液体对光的偏折本领较大，要控制水和油的体积相同，种类不同，故BD符合题意，这样做的目的是保证其他因素不变， 只改变光线传播的介质。 （2）从图像中可以看出，油对光线的折射能力较大。 11．【答案】（1）虚像 （2）变大；大 【知识点】光的折射规律；光的折射现象及应用；实像与虚像 【解析】【分析】光的折射‌是指光从一种透明介质斜射入另一种透明介质时，传播方向一般会发生变化的现象。由于光在两种不同的物质里传播速度不同，故在两种介质的交界处传播方向发生变化。折射光进入另一种介质，通常改变了原来传播方向。 【解答】（1） “海市蜃楼”是一种光学现象，由于光线在不均匀介质中发生连续折射，最终进入人眼的光线看起来像是从某个位置发出的，但实际上并没有真实的光源或物体在该位置。因此，人眼看到的是光线的反向延长线形成的像，属于虚像。 故答案为： 虚像 。 （2） 光从密度较大的介质（下方较冷空气）斜射入密度较小的介质（上方较热空气）时，折射角会大于入射角，即光线会偏离法线。由于越靠近路面空气密度越小，光线在连续折射过程中，折射角会逐渐增大，最终形成向上弯曲的路径，进入人眼。 海面上的“海市蜃楼”，其成因与图甲类似但方向相反。海面附近空气温度较低（密度较大），而上方空气温度较高（密度较小）。光线从上方密度较小的空气斜射入下方密度较大的空气时，折射角会小于入射角（向法线偏折），形成向下弯曲的路径，因此近海面处空气的密度比上方空气大。 故答案为：变大；大。 12．【答案】（1）增大 （2）41.8° （3）光线沿水流传播；光在水流中的全反射角度随水流位置变化而变化 【知识点】光的折射规律 【解析】【分析】（1）根据表格数据分析折射角随入射角的变化规律解答； （2）当折射角等于90°时对应的入射角就是发生全反射的临界角； （3）根据光在水流中发生全反射的现象分析解答。 【解答】（1） 从表格数据可以看出，随着入射角α从0°增大到41.8°，折射角β从0°增大到90°，因此折射角随入射角的增大而增大。 （2） 从表中数据可知，当入射角为41.8°时，折射角达到90°（光线沿介质表面传播），此时再增大入射角，折射光完全消失，仅剩反射光，即发生全反射。因此，全反射的临界角为41.8°，入射角超过此值就会发生全反射。 （3） 为了更好的研究全反射现象，该小组同学又制作了一个“水流光纤”，如图乙。若实验成功，预期能观察到的实验现象为光线沿水流传播。实验中随着瓶内液面下降，出水管流出的水越来越靠近瓶身，说明光在水流中的全反射角度随水流位置变化而变化。 13．【答案】（1）入射角越大，折射角越大 （2）0 （3）正确 【知识点】光的折射规律；光的折射现象及应用 【解析】【分析】（1）根据表中数据进行分析，可知折射角随入射角的增大而增大。 （2）垂直入射时，光线不发生偏折，折射光线、入射光线和反射光线三线合一。 （3）光从水中斜射入空气可能会发生全反射，但光从空气斜射入水中时，不会发生全反射，因为折射角小于入射角，可知折射角不可能大于或等于90°。 【解答】（1）由表中数据可知，当光从空气斜射到水面时，入射角越大，折射角越大。 （2）当光从空气垂直射到水面时，折射光线和入射光线重合，可知折射角的大小为0°。 （3）由表中数据可知， 当光从空气斜射到水面时，入射角大于折射角，光路可逆，可知当光从水中斜射入空气中时，入射角小于折射角，则当入射角增大到一定角度后，折射角大于90°，折射光线将会消失，发生全反射，可知小金的推测是正确的。 14．【答案】25°；不成正比；光从空气斜射入玻璃中时，折射角增大值小于入射角增大值 【知识点】光的折射规律；光的折射现象及应用；作光的折射光路图 【解析】【分析】光的反射和折射是光学中的两个基本现象。光的反射：当光线从一种介质射入另一种介质的分界面时，一部分光会被反射回原介质，反射光线与入射光线、法线处在同一平面内，且反射角等于入射角。 光的折射：另一部分光会进入第二种介质，光线在不同介质中传播时会改变方向，这种现象称为折射。 【解答】 （1）第2次实验如图所示，请将实验数据填入表格中。 读出来的折射角的大小为25°； （2）折射角与入射角大小不成正比。 （3）根据实验数据，还可以得出的结论是光从空气斜射入玻璃中时，折射角增大值小于入射角增大值； 故答案为：25°；不成正比；光从空气斜射入玻璃中时，折射角增大值小于入射角增大值 15．【答案】折射光线、法线和入射光线在同一平面内；光从空气中斜射入水中时，折射角随入射角的增大而增大 【知识点】光的折射规律 【解析】【分析】（1）根据光的折射中“三线共面”的规律解答； （2）根据丙图比较折射角和入射角大小，从而得到光从空气斜射入玻璃时的折射规律。 【解答】（1）当左右光屏在同一平面内时，可以同时看到入射光线、法线和折射光线。当右侧的光屏弯折后，只能看到入射光线和法线，不能看到折射光线，则使用可折转的光屏是为了验证折射光线、法线和入射光线在同一平面内。 （2）根据图丙可以得到的结论是：光从空气中斜射入水中时，折射角随入射角的增大而增大。 16．【答案】（1）β （2）0 （3）小于；B 【知识点】光的反射定律；光的折射规律 【解析】【分析】（1）（2）反射定律：反射光线、入射光线、法线在同一个平面内，反射光线与入射光线分居法线两侧，反射角等于入射角；根据定律反射光线和入射光线与法线的夹角一定相等，由此可确定入射光线和反射光线； （3）光从空气斜射入水或其他介质中时，折射角小于入射角，折射角随入射角的改变而改变，根据表中信息分析。 【解答】（1）已知法线，界面，因为反射光线、折射光线都位于法线的同一侧，∠γ是折射角，∠β是反射角，∠α是入射角； （2）反射角等于入射角，通过实验还得到如表数据，由数据可知①处为0度； （3）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。 当入射角为30°时的折射角的数值应在入射角15°和小于30°的入射角之间的范围内，即11.3°＜γ＜30°故答案为：B。 17．【答案】（1）当光从空气射向水中时，折射角随着入射角增大而增大，且入射角大于折射角。 （2）不能 （3）30 （4）在水中滴入少量牛奶或墨水 【知识点】光的折射规律 【解析】【分析】光从一种介质斜射到另一种介质时，传播方向会发生偏折，这种现象叫 做光的折射。光从空气斜射人水或玻璃中时，折射光线向法线偏 折，折射角小于入射角。入射角增大时，折射角也增大。光垂直射到水或玻 璃中时，折射光线与人射光线在同一直线上。 【解答】（1）通过分析表格数据， 可得当光从空气射向水中时，折射角随着入射角增大而增大，且入射角大于折射角。 （2）若小怡将光屏F绕直径NOM前后折转一定角度，由于折射关系与入射光线不在同一个平面上，在光屏F上不能看到折射光线 ； （3）当光与水面成68°角从水射入空气时 ，则入射角为22度，由上表可得此时折射角等于30度。 （4）在水中滴入少量牛奶或墨水使光线发生色散，就能更好地显示实验时光在水中的传播路径。 18．【答案】（1） （2）虚 （3）增大 （4）只有反射，没有折射，光线消失无法进入人眼(全反射) 【知识点】光的折射规律 【解析】【分析】（1）根据光的折射规律分析作图； （2）根据凸透镜的成像规律解答； （3）根据表格数据分析折射角随入射角的变化规律； （4）根据表格数据可知，当入射角大于等于50°时，折射光线消失，此时只有反射光线，据此分析解答。 【解答】（1）根据光的折射规律可知，光从水中斜射入空气中时，折射角大于入射角，折射光线会偏离法线，如图所示： ； （2）水杯相当于凸透镜，铅笔的位置小于一倍焦距时，成正立、放大的虚像，因此筷子变粗； （3）分析表中数据，反射的光线通过折射面射入人眼，折射角大于入射角；进一步分析可得到折射角之间的差值，随着入射角的增大而增大，因此铅笔错位更加厉害； （4）入射角大于一定角度时（如大于50°时），铅笔会“消失”视野中，折射因为此时的光线发生了全反射的缘故。 19．【答案】（1）A、B、C （2）1.5 （3）> 【知识点】光的折射规律 【解析】【分析】（1）根据A、B的位置可以确定入射光的位置，根据C、D的位置可以确定折射光的位置。当D将A、B、C都挡住时，说明D在折射光线上，即C、D相连得到折射光线的位置。 （2）将每组中入射角的正弦和折射角的正弦值作比即可； （3）根据紫光和红光发生折射时偏折角度大小分析。 【解答】（1）④在眼睛这一侧再插第三个大头针C，使它把A、B都挡住，插第4个大头针D，使它把 A、B、C 都挡住。 （2）将表格中每组数据中的入射角正弦值和折射角正弦值作比，比值为1.5，因此实验中的相对折射率为1.5。 （3）当紫光从空气中斜射入玻璃中时，它的偏折角度更大，即折射角更小，那么折射角的正弦值更小。根据相对折射率的定义可知，紫光从空气射向玻璃时的折射率大于红光从空气射入玻璃时折射率。 学科网（北京）股份有限公司 $