光的折射实验专题.doc

光的折射实验专题
1.（2010安徽）如图是研究光的折射规律的实验原理图；下表中记录了不同的入射角和对应的折射角的实验测量数据。
入射角i
10°
20°
30°
40°
50°
60°
70°
80°
折射角γ
6.7°
13.3°
19.6°
25.2°
30.7°
35.1°
38.6°
40.6°

（1）请你结合图，以光从空气进入到玻璃中的情况为例，分析实验数据（光从空气进入其他透明介质中也可得到具有相同规律的实验数据），对光从空气进入其他透明介质中的折射规律加以总结（补充完整）：
a．折射光线跟入射光线和法线在同一平面内，并且分别位于法线两侧；
b．________。
（2）请定量比较实验数据，把你新的发现写在下面：________________。
答案：（1）入射角增大，折射角也增大；但折射角总是小于入射角；（2）入射角较小时，入射角i与折射角γ近似成正比关系；当入射角较大时，正比关系不再成立．
2.（1）某实验小组在探究光的折射规律时，将光从空气分别射入水和玻璃，测得数据如下表：
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°
 　　分析表格中的数据，你肯定能得出一些规律。请写出两条：                ；            
  （2）小明做了这样一个实验：潜入游泳池中，看游泳池旁边的路灯，觉得路灯不在原来的位置。       你认为这个实验结论是：看到的电灯的位置        电灯的实际位置。（填“高于”或“低于”） 小明用作图方法说明这个结论，下面四幅光路图中，正确的是（       ）

答案：（1）折射角随着入射角增大而增大 ； 相同入射角时玻璃的折射角比水的折射角小，或玻璃比水对光的偏折能力强；入射角为0°，折射角为0°；从空气斜射入不同介质中，折射角不同 （2） 高于 ； A

3. 光从一种介质斜射入另一种介质中会发生折射现象，那么折射角r与入射角i之间究竟有什么关系

4. 表中是光在几种不同介质中的传播速度，如图甲、乙、丙是光在这几种介质中发生折射的光路图。

(1)分析表中的数据可以得出的结论是： _____
(2)分析表中的数据和甲、乙、丙的光路图可以得出的结论是_____；
(3)由分析的结论可知，光从水中斜射入玻璃中，折射角_____（选填“大于”或“小于”）入射角。
（4医学中常用超声波击碎人体内的结石，这是利用了声音可以传递___________。超声波从空气中斜射入人体类似光一样发生折射，如图8所示，超声波进入人体击碎结石时，入射点应在O点的____侧（选填“左”或“右”），此时入射角____折射角（填“大于”或“小于”）。
答案（1）由表中数据得出：光在不同介质中的传播速度一般不同．
（2）甲图中，光在真空中的速度大于在空气中的传播速度，折射角小于入射角；
乙图中，光在空气中的速度大于在水中的传播速度，折射角小于入射角；
乙图中，光在玻璃中的速度大于在空气中的传播速度，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．
（3）由表中数据知道，光在水中的速度大于在玻璃中的传播速度，因此折射角小于入射角．
故答案为：（1）光在不同介质中的传播速度一般不同；
（2）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；
（3）小于． 4 ）；右；大于。
5小红同学已经学习了光的直线传播现象和反射现象，以及光在反射时所遵守的规律--光的反射规律，这些现象都是光在同一种均匀介质中的传播现象．那么光从一种介质射向另外一种介质时，又将如何传播呢？小红同学利用以下实验来探究并观察光的折射现象及其规律．如图所示，其中圆形白色屏E是由2cm厚的塑料板做成的．边缘标有均匀的刻度，中间开有长方形口，恰好将长方形的玻璃容器放进去．容器中装有适量的水．并在水中插有可转动的白色屏F，F用树脂板做成，在白色屏E和F上可显示光束传播的路径，圆周上有一可移动的光源S．（1）探究一：使白色屏E和F在同一平面上，让光从空气斜射向水面，观察折射光线和入射光线，在白色屏F上出现了折射光线，当把白色屏F分别向前、向后折，并保持入射光线位置不动，再观察折射光线，此时F屏上没有折射光线，这说明_______________。
（2）探究二：使白色屏E和F在同一平面上．让光从空气斜射向水面，观察折射光线和折射角，使光源S逆时针转动时，折射光线也逆时针转动，则可得出的结论是：
①_______________。
②_______________。
（3）探究三：移动光源S，让光垂直射向水面，当光线垂直射向介质表面时，观察到的现象是光的传播方向______________。（选填“改变”或“不变”）此时入射角为_____________度，折射角为_____________度．
（4）探究四：先让光由空气射入水中，记下入射光线、入射点和折射光线的位置，再让光线逆着折射光线方向射入，通过观察，发现光线逆着原入射光线的方向．结论是______________。
答案：（1）线、入射光线和法线在同一平面内；（2）①折射光线与入射光线分居在法线两侧；②折射角随着入射角的改变而改变；
（3）不变；0；0；（4）在折射现象中光路是可逆的．
6. ）小明在学了光的折射后，想知道光进入不同介质时，弯曲程度是否相同（折射角是否相等），如不同，弯曲程度跟什么因素有关？老师帮他设计了下面的实验：用一厚玻璃缸盛一定量的水，让一激光手电筒射出的光束从空气中斜射入水中，从水中进入玻璃，再次进入空气中，其光路如图所示．小明上网查出一些介质的其他参数如下表．
物质
密度/（kg/m3）
光速/（m/s）
空气
1.29
3.0×108
水
1.0×103
2.25×108
玻璃

2.0×108
植物油
0.8×103

(1)分析光路图，你能得出什么结论？
(2)分析表中数据猜想：①玻璃的密度比水的密度________；②光在植物油中的传播速度比在水中的传播速度________．
(3)你能得出折射角的变化规律吗？

答案（1）进入不同介质中弯曲程度不同；（从一种介质斜射入另一种介质时，传播方向一般会发生变化 ）大．大。光速大的介质斜射入光速小的介质中时，折射角小于入射角．
7如图所示，直线AB是光滑木板与棉布的分界线（木板与棉布处在同一水平面上），然后使一个小线轴（如缝纫机上的线轴）沿着与直线AB成一角度的方向PO匀速滚动，可以看到，线轴在棉布上滚动的方向发生了改变．如图所示，一束光从空气斜射入玻璃中时传播方向也发生了改变．

（1）由图可知当线轴的甲轮刚接触到棉布时，其速度的大小将______（变小/不变/变大），此时乙轮速度的大小将______（变小/不变/变大）
（2）从图中两种类似现象可知，光由空气斜射入玻璃时而发生折射现象的原因可能是___．
（3）如图，小明从家A点到达学校C点必须经过一片平地和一片沙地（平地行走速度大于沙地行走速度），他应选择怎样的路径最快捷？小明利用光学知识确定应从______处由平地进入沙地（选填“B点”、“B点左侧”或“B点右侧”），请你大致画出他的行进路线．

答案：（1）变小、不变（2）光速发生了变化（3）B点右侧
8.同学要探究光从空气射入不同介质发生折射时，折射角与介质的关系，你的猜想是：光以相同的入射角从空气斜射入不同介质（如水、玻璃）中时，折射角是__________的（填“相同”或“不同”），小丽同学将一束光从空气中射入水、玻璃后发生折射的实验数据如表
入射角
水中折射角
玻璃中折射角
0
0
0
10
12.9
6.7
20
21.4
13.3
30
28.5
19.6

（1）比较数据中的第一行，可得的结论是：____________________________
（2）比较第二列或第三列与第一列的数据变化，可探究出的结论是：
__________________________________________
（3）比较第2行或第3行中或第4行中各个数据，及与光在它们中传播速度的大小可探究出的结论是：当光以相同入射角从空气斜射入不同介质时，折射角的大小与_____________有关，关系是：________________________
答案为：不同；（1）光从一种介质垂直射入另一种介质时光的传播方向不变（2）射角随入射角的增大而增大。（3）光在该介质中的传播速度；光在该介质中的传播速度越小，折射光线越靠近法线，折射角越小。
9小通过实验研究光从水中射入空气中的现象，图是他根据实验现象画的光路图．改变入射角的大小，他发现空气中的折射光线与法线的夹角随入射角的增大而增大．你猜想，当入射角增大到一定程度时，会出现的现象是______；
你猜想的依据是______．

答案：折射光线消失；折射角等于90度；折射光线沿水面前进；光线全部反射回水中。
（2）折射角大与入射角，入射角增大时，折射角先增大到90度。
10（2014江西抚州）小文在探究光的折射规律时，将光从空气分别射入玻璃和水中．其实验过程如下：
实验一：将光从空气射入玻璃中
（1）将半圆形玻璃砖放在标有角度的圆盘上．如图1所示；
（2）将一束激光从空气射向玻璃砖的圆心O处，激光在O处发生折射．记录入射角和折射角；
（3）逐渐增大入射角，重复步骤（2）；
实验所测数据如表格一所示：
表格一
实验次数
1
2
3
4
入射角i
0°
30°
45°
60°
水中折射角r
0°
17°
24°
30°
实验二：将光从空气射入水中
（1）将标有角度的圆盘按图2所所示安放；
（2）将一束激光从空气射向水面O处，激光在O处发生折射，记录入射角和折射角；
（3）逐渐增大入射角，重复步骤（2）；
实验所测数据如表格二所示：
表格二
实验次数
1
2
3
4
入射角i
0°
30°
45°
60°
玻璃中折射角r
0°
22°
35°
40°
分析以上数据可得：
①当光从空气垂直入射到其它透明介质时，传播方向______．
②当光从空气斜射入玻璃或水中时，折射角______（选填“大于”、“等于”或“小于”）入射角；
③当光以相同的入射角斜射入不同的介质中时，折射角______（选填“相等”或“不相等”）．
11（2013苏州）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________（填“大于”“等于”或“小于”）入射角。
当光从空气垂直射到水面时，折射角等于零。
该同学根据上述实验中的发现和结论②总结出了光的折射特点。
（2）请你对该同学通过上述探究实验得出光的折射特点的过程作出评价。是否存在不足？
答：________（填“是”或“否”）；请简要说明理由：________。
答案： (1)①折射  反射
②折射角随入射角的增大而增大（或折射角随入射角的减小而减小）  小于
(2)是  探究过程不完整，还应该做其他多种透明介质之间的折射实验（回答合理均得分）
12. 小明做了如下实验：

如图所示，让一束光沿半圆形玻璃砖的半径射到直边上，可以看到一部分光线从玻璃砖的直边上折射到空气中，此时折射角________入射角，另一部分光反射到玻璃砖内．逐渐增大光的入射角，将看到折射光线离法线越来越________，而且越来越弱，反射光越来越强．当入射角增大到某一角度，使折射角达到90°时，________光线就消失了，只剩下________光线．他把这个发现与小刚进行了交流，最后他们去请教老师，老师告诉他们这种现象叫做全反射．折射角变成了90°时的入射角，叫临界角．他又用水进行了实验，得出了同样的结论．
（1）根据小明和小刚的探究，判断下列说法是否正确．
   ①当光以任何角度从玻璃射到空气中时都能发生全反射．（　　）
   ②当光从空气射入水中时，也会发生全反射．（　　）
（2）根据上面小明的探究和已经学过的知识，请你总结一下发生全反射的条件：
   ①______________；②______________．

答案：（1）大于；远；折射；反射．（2）①×；②×（3）①光线从玻璃或水等射入空气；②入射角大于或等于临界角．