沪科版八年级物理全一册培优练习题 光的折射1.docx
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沪科版八年级物理全一册培优练习题光的折射1
《光的折射》培优练习
1．某小组同学在“研究光的折射规律”的实验中，选用不同颜色的光（红光、黄光和紫光），分别以不同的入射角i从空气射入玻璃砖中，如图所示，每次的入射点均为O点，然后测出折射光线对应的折射角r并记录在下表中。
实验过程中，他们通过网上查阅相关物理资料发现不同颜色的光在同种介质中的传播速度是不同的，对于红、黄、紫三种颜色的光，红光在玻璃中的传播速度最快，黄光次之，而紫光在玻璃中传播速度最慢。
表一（红光光源实验）
实验
序号
入射角i
（度）
折射角r（度）
1
0
0
2
25
16.4
3
50
30.7
4
75
40.1
表二（黄光光源实验）
实验
序号
入射角i
（度）
折射角r
（度）
5
0
0
6
25
15.7
7
50
29.4
8
75
38.3
表三（紫光光源实验）
实验
序号
入射角i
（度）
折射角r
（度）
9
0
0
10
25
15.1
11
50
28.2
12
75
36.6
（1）初步分析三个表中的数据，可以看出，当光从一种介质进入另一种介质中时，光的传播方向 （选填“一定”或“不一定”）发生改变。
（2）分析比较实验序号 的数据及相关条件，可以得到初步结论：
不同颜色的光从空气中以相同的入射角斜射入另一种介质时，光在这种介质中传播速度越慢，折射角越小。
（3）请进一步综合分析比较表一、表二、表三中的数据及相关条件，并归纳得出结论。
①综合分析比较表一（或表二或表三）中的数据及相关条件，可以得出结论：
同种颜色的光从空气斜射入同种介质中时， ；
②综合分析比较表一、表二和表三中的数据及相关条件，可以得出结论：
不种颜色的光从空气斜射入同种介质中时， 。
2．如图所示，小华同学用激光笔照射水面，在水槽壁上出现两个红点A和B。
（1）若保持入射电O的位置不变，欲使A点下移至A1，应使入射光线MO绕着点O沿 （选填“顺时针”或“逆时针”）方向转动；同时观察到另一亮点B点会移动到点 （选填“B1”或“B2”）
（2）若保持入射光线不变，欲使B点下移至B2，应使水面 （选填“上升”、“下降”或“不变”），在水面变化过程中，折射角 （选填“增大”、“不变”或“减小”）。
3．小王在A点看到水中物体S的像在S′点，请你画出一条看到物体像S′的光路图。
4．小明在学了光的折射后，想知道光射入不同介质中时弯曲程度是否不同（折射角是否相等）？
如果不同，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，让激光器射出的一束光从空气中斜射入水中，再从水中射人玻璃，最后射入空气中。
其光路如图所示，小明上网査出一些介质的其他参数如下：
物质
密度/（kg/m3）
其中光速/（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
试回答：
分析光路图可得出什么结论 ？
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 （填“大”或“小”）。
（3）你能得出光斜射入不同介质中时，折射角变化的规律吗 ？
5．上物理课时，老师用激光笔在A处发射一束激光，水中的小鱼刚好在B点看到激光，画出激光从A射到B的光路图。
答案和解析
1．某小组同学在“研究光的折射规律”的实验中，选用不同颜色的光（红光、黄光和紫光），分别以不同的入射角i从空气射入玻璃砖中，如图所示，每次的入射点均为O点，然后测出折射光线对应的折射角r并记录在下表中。
实验过程中，他们通过网上查阅相关物理资料发现不同颜色的光在同种介质中的传播速度是不同的，对于红、黄、紫三种颜色的光，红光在玻璃中的传播速度最快，黄光次之，而紫光在玻璃中传播速度最慢。
表一（红光光源实验）
实验
序号
入射角i
（度）
折射角r（度）
1
0
0
2
25
16.4
3
50
30.7
4
75
40.1
表二（黄光光源实验）
实验
序号
入射角i
（度）
折射角r
（度）
5
0
0
6
25
15.7
7
50
29.4
8
75
38.3
表三（紫光光源实验）
实验
序号
入射角i
（度）
折射角r
（度）
9
0
0
10
25
15.1
11
50
28.2
12
75
36.6
（1）初步分析三个表中的数据，可以看出，当光从一种介质进入另一种介质中时，光的传播方向 不一定 （选填“一定”或“不一定”）发生改变。
（2）分析比较实验序号 2、6、10或3、7、11或4、8、12 的数据及相关条件，可以得到初步结论：
不同颜色的光从空气中以相同的入射角斜射入另一种介质时，光在这种介质中传播速度越慢，折射角越小。
（3）请进一步综合分析比较表一、表二、表三中的数据及相关条件，并归纳得出结论。
①综合分析比较表一（或表二或表三）中的数据及相关条件，可以得出结论：
同种颜色的光从空气斜射入同种介质中时， 折射角小于入射角，且折射角随着入射角的增大而增大 ；
②综合分析比较表一、表二和表三中的数据及相关条件，可以得出结论：
不种颜色的光从空气斜射入同种介质中时， 在介质中传播传播速度越快，折射角越大 。
【分析】
（1）光沿直线传播的条件，以及光从一种介质垂直射入另一种介质的时候，传播方向不改变。
（2）根据题目结论：
不同颜色的光从空气中以相同的入射角斜射入另一种介质时，光在这种介质中传播速度越慢，折射角越小可确定实验序号。
（3）①每一次记录的数据都是折射角小于入射角。
②从表格中数据可以看出，光在红光在玻璃中的传播速度最快，黄光次之，而紫光在玻璃中传播速度最慢。
再结合折射角的大小得出结论
【解答】解：
（1）光在均匀介质中一定沿直线传播；光从一种介质传播到另一种介质，传播方向不一定发生改变，因为光从一种介质垂直射入另一种介质的时候，传播方向不改变，即不发生折射。
（2）因实验结论：
不同颜色的光从空气中以相同的入射角斜射入另一种介质时，光在这种介质中传播速度越慢，折射角越小。
所以由表中数据可知，分析比较实验序号2、6、10或3、7、11或4、8、12的数据即可。
（3）①从表格中数据可以看出，折射角随着入射角的增大而增大，而且每一次记录的数据都是折射角小于入射角，。
②由表格中数据可以看出，红光在玻璃中的传播速度最快，黄光次之，而紫光在玻璃中传播速度最慢。
同样的入射角入射时，在传播速度较大的红光中，折射角也大，故说明不同颜色的光从空气斜射入同种介质中时，在介质中传播传播速度越快，折射角越大。
故答案为：
（1）不一定；
（2）2、6、10或3、7、11或4、8、12；
（3）①折射角小于入射角，且折射角随着入射角的增大而增大；②在介质中传播传播速度越快，折射角越大。
2．如图所示，小华同学用激光笔照射水面，在水槽壁上出现两个红点A和B。
（1）若保持入射电O的位置不变，欲使A点下移至A1，应使入射光线MO绕着点O沿 顺时针 （选填“顺时针”或“逆时针”）方向转动；同时观察到另一亮点B点会移动到点 B1 （选填“B1”或“B2”）
（2）若保持入射光线不变，欲使B点下移至B2，应使水面 上升 （选填“上升”、“下降”或“不变”），在水面变化过程中，折射角 不变 （选填“增大”、“不变”或“减小”）。
【分析】
（1）根据光的反射规律知，当入射角变大时，反射角也变大，且反射角等于入射角。
（2）根据根据光的折射规律知，当光从空气斜射入水中时，折射角小于入射角，当入射角变大时，折射角也变大，但折射角总小于入射角。
结合图象可分析解答。
【解答】解：
（1）当光从空气斜射到水面时，同时会发生反射和折射现象，反射角等于入射角，折射角小于入射角；如图所示：
现保持入射点O的位置不变，欲使光点A下移至A1处，则反射光线偏离法线，反射角增大，根据反射角等于入射角，则入射角也需增大，故使入射光线绕着O点沿顺时针方向转动。
同时，入射角增大，折射角也会相应增大，因此，会观察到另一亮点B点会移动到点B1．如图所示。
（2）在水面变化过程中，由于入射光线不变，即入射角不变，则折射也不发生改变，因此过B2点做OB的平行线即为光点下移的折射光线，如图所示。
显然入射光线不变，欲使B点下移至B2，水面需上升。
故答案为：
顺时针；B1；上升；不变。
3．小王在A点看到水中物体S的像在S′点，请你画出一条看到物体像S′的光路图。
【分析】先确定折射点后，补出入射光线和折射光线，满足光由空气斜射进入水中时，折射光线向法线偏折，折射角小于入射角的规律。
【解答】解：
S的光由水进入空气后进入人眼，人眼逆着折射光线看到S的像点，连接AS′交水面于点O，过O点垂直水面作出法线，连接SO画出入射光线，连接OA画出折射光线，如图所示：
4．小明在学了光的折射后，想知道光射入不同介质中时弯曲程度是否不同（折射角是否相等）？
如果不同，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，让激光器射出的一束光从空气中斜射入水中，再从水中射人玻璃，最后射入空气中。
其光路如图所示，小明上网査出一些介质的其他参数如下：
物质
密度/（kg/m3）
其中光速/（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
试回答：
分析光路图可得出什么结论 光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 ？
分析表中数据猜想：
（1）玻璃的密度比水的密度 大 。
（2）光在植物油中的传播速度比在水中的传播速度 大 （填“大”或“小”）。
（3）你能得出光斜射入不同介质中时，折射角变化的规律吗 光由密度小的物质斜射入密度大的物质中时，折射角小于入射角 ？
【分析】仔细观察图中的光路，根据图中光的传播方向进行分析；
（1）物质的密度大，光在其中的传播速度较慢，物质密度小，光的传播速度就快，在根据表中数据光在水和玻璃中的传播速度可得出结论；
（2）通过比较物质的密度大小与传播速度的关系，可判断在植物油中传播速度的情况；
（3）根据光的折射规律：
折射光线、入射光线、法线在同一平面内，折射光线、入射光线分居在法线两侧；光从空气斜射入其他透明介质，折射角小于入射角；光从其他透明介质斜射入空气，折射角大于入射角。
仔细观察图中的光路，根据图中光的传播方向进行分析。
【解答】解：
由图中的光路可知，光从一种介质斜射入另一种介质时，传播方向不在沿直线传播，而发生了变化；
（1）由表中数据可知，光在水中的传播速度是2.25×108，大于在玻璃中的传播速度2.0×108，则说明玻璃的密度大于水的密度；
（2）对比空气、水、玻璃的密度与光速的关系，可以看出介质的密度越大，光传播的速度越慢，因此，可猜想光在植物油中的传播速度比在水中的传播速度要大；
（3）根据根据光的折射定律，作出法线比较一下折射角和入射角，然后可得光从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。
故答案为：
光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；
（1）大；
（2）大；（3）光由密度小的物质斜射入密度大的物质中时，折射角小于入射角。
5．上物理课时，老师用激光笔在A处发射一束激光，水中的小鱼刚好在B点看到激光，画出激光从A射到B的光路图。
【分析】光从一种介质斜射入另一种介质，光路会发生改变，所以看到水中的鱼是由光的折射形成的；从鱼上反射的光线会进入眼睛，由于光路是可逆的，所以A处发出的光会照射到B点的鱼上。
【解答】解：
故A点做一条斜射入水中的光线，与水面交于一点，过折射点做法线，根据光从空气斜射入水中，折射角小于入射角画出折射光线的位置。
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