江苏省苏科版初二物理上学期第四章光的折射透镜第一节光的折射实验汇总.docx
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江苏省苏科版初二物理上学期第四章光的折射透镜第一节光的折射实验汇总
江苏省苏科版初二物理上学期
第四章光的折射透镜第一节光的折射实验汇总
1.小明用如图所示的装置探究光的折射规律,测到如下表所示的两组数据:
表一:
光从空气斜射入水中
序号
1
2
3
4
入射角i/°
20
40
60
30
折射角r/°
15
25
40
表二:
光从水中斜射入空气中
序号
1
2
3
入射角i/°
40
15
折射角r/°
60
40
20
（1）表二中有一个数据被遮挡住看不到,请综合分析两个表格中的数据,判断出这个数据应该是___________,判断的依据:
_________________.
（2）如果小明在探究光从空气斜射入水中的折射特点时,完成了第四次实验,入射角是30°,折射角可能是（）.
A.10° B.20° C.30° D.40°
2.在探究光的折射特点的实验中
（1）为了清楚地看到光在空气或水中传播的路径，可在水面上方喷些烟雾并在水中滴几点牛奶，其中利用的物理原理是______。
（2）在进行实验过程中，提醒大家不要将激光束射向人眼，激光会对眼睛造成伤害，严重时会导致失明!
这个提醒说明光具有______。
（3）在实验中，光从空气射向水中时，折射角小于入射角，如图a所示。
小明同学想若让光从水中射向空气，折射角是否还是小于入射角？
实验结果如图b所示。
图示实验a与b，说明光路具有______。
（4）如图b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（如图c，d所示），那么，当入射角增大到某一值时，可能会出现什么现象呢？
说出你的观点并解释：
______。
（5）小明为了验证自己的推测，设计如图所示的实验，实验过程中逐渐增大激光笔射向水面的入射角的角度，当增大到某一角度时，小明观察到______，证实了自己的推测。
3.如图所示，某同学在做探究“光的折射特点”实验，是光从一种介质斜射入另一种介质中时的光路图。
（1）从图中可知：
_____是界面，若这两种介质是玻璃和空气，则空气在介面的_______（填“上方”或“下方”或“左侧”或“右侧”）。
（2）实验中发现，折射光线、入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：
①光从空气斜射入水中时，将同时发生_____和______现象；②当光从空气垂直射到水面时，折射角等于________。
4.小阳用下图的实验装置探究光的折射特点，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。
（1）通过分析表一和表二中的数据可得出的初步结论是：
光从空气斜射入其他介质中时，折射角_______入射角，当入射角增大时，折射角_______；当光从空气垂直射入其他介质中时，折射角_______入射角；
（2）小阳如果用该装置继续探究在光的折射现象中光路是否可逆，接下来他应该让光从_______射向_______。
5.小明同学为探究光的折射规律设计了如图所示的实验装置，在玻璃水槽中竖直放置的光屏由E和F两个半圆形光屏组成，其竖直方向的直径NOM为两半圆的分界线，其中光屏F可绕直径NOM在水平面内前后折转。
（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。
小明将光屏F向后折转一定角度后，则在光屏F上小能看到折射光，这说明折射光和入射光____________（选填“在”或“不在”）同一平面内。
（2）保持入射点O不变，多次改变入射光AO与ON的夹角进行实验，他测量记录了如下表所示的数据。
分析这些数据得出的结论是________________________。
（写出一条即可）
（3）小明将光屏F调至与光屏E在同一平面内，然后在玻璃水槽底部用另一只激光笔让光贴着光屏F沿BO射向水面时，可看到折射光沿OA方向射出，这说明在光的折射现象中光路是____________。
入射角α
30°
45°
60°
折射角β
22°
32°
41°
6.在探究光的折射特点时，小明记录下光从空气射入水中时的光路并改变入射角多次实验。
通过实验得到如下数据：
入射角α
0°
15°
30°
45°
60°
反射角β
0°
15°
30°
45°
60°
折射角γ
0°
11°
22.1°
35.4°
40.9°
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。
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________（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________。
7.某同学在做“探究光折射时的特点”的实验。
如图所示，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：
（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______（大于/等于/小于）入射角；当光从空气垂直射入水中时，传播方向不改变；
（2）为了使得出的实验结论具有普遍性，接下来的操作是：
_____________________________________________________。
8.在探究光的折射规律实验中，某小组将光从空气分别射入水和玻璃中，并记录了如下数据：
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θ
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______（填“改变”或“不变”）。
（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______（填“增大”或“减小”）；分析表中数据猜想，光从空气射入水中时，折射角______（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时，折射角等于______°，依据是______。
（4）根据表中数据分析，用塑料薄膜和水制成一个“水凸透镜”，与外观尺寸相同的玻璃凸透镜相比，“水凸透镜”的焦距更______（大/小）。
9.如图是小明“探究光的折射规律”的实验装置，在水中竖直放置一块自制的刻有角度的圆形量角器，圆心O位于空气和水分界面处．
（1）小明在实验前先在水中滴几滴牛奶，这样做的目的是为了______________．
（2）量角器由可以绕接缝MN转折的E、F两部分组成，这样做的实验目的是为了探究_____________．若以接缝MN为轴线，将量角器的F面绕法线MN向后旋转，此时折射光线的位置_______（选填“发生”或“不发生”）变化．
（3）小明测得如下表所示的两组数据：
①表二中“◆”数据被遮挡住看不到，由表中信息可知这个数据是：
______．
②如果小明在探究光从空气斜射入水中折射规律时，完成了第4次实验，入射角是40°，折射角可能是
A．20° B．28° C．35° D．60°
③写出②中选择的理由____________________________________________．
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°
10.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：
（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：
_________________，且折射角小于入射角．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：
___（是/否）；请简要说明理由：
_______________________．
1.【答案】
（1）25；在折射现象中，光路是可逆的；
（2）B
【解析】【分析】
本题研究光的折射规律及光的可逆性，对学生的思维能力要求较高，有一定难度，为一好题。
（1）在折射现象中，光路是可逆的，结合表一中数据分析；
（2）由表一数据知，当光从空气斜射入水中时，折射角小于入射角，且折射角随入射角的增大（减小）而增大（减小），据此分析回答。
【解答】
（1）由表一中的数据知，光从空气斜射入水中，当入射角为40°时，反射角为25°，因在折射现象中，光路是可逆的，当光从水中斜射入空气中，折射角为40°时，对应的入射角一定为25°；
（2）由表一数据知，当光从空气斜射入水中时，折射角小于入射角，且折射角随入射角的增大（减小）而增大（减小）；
入射角为20°时，折射角为15°，入射角为40°时，折射角为25°，故当入射角是30°时，对应的折射角小于25°大于15°，故折射角只可能为20°，故B正确，ACD错误。
故选B。
故答案为：
（1）25；在折射现象中，光路是可逆的；
（2）B。
2.【答案】漫反射；能量；可逆性；看不到折射光线；光从水中斜射入空气中，折射角大于入射角；折射光线消失
【解析】解：
（1）为了便于观察光束的路径，在水面上方喷些烟雾和在水中滴几滴牛奶。
这是利用光的漫反射现象来显示光路，
（2）激光会对眼睛造成伤害，严重时会导致失明!
这个提醒说明光具有能量；
（3）光从空气射向水中时，折射角小于入射角；光从水中射向空气，由图可知，折射角小于入射角，光会从原来的路径射出，这表明光路具有可逆性。
（4）（5）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，可能会发现折射光线消失；在实验中逐渐增大激光笔射向水面的入射角的角度，当增大到某一角度时，若观察不到折射光线，则能证明推测是正确的。
故答案为：
（1）漫反射；
（2）能量；（3）可逆性；（4）看不到折射光线；光从水中斜射入空气中，折射角大于入射角；（5）折射光线消失。
（1）根据光的反射现象分析；
（2）光具有能量；
（3）在光的折射中，光路是可逆的；
（4）（5）由于光从水中斜射向空气时，折射角大于入射角，根据折射角的变化分析。
此题通过光从水或玻璃中斜射入空气中时，折射角大于入射角的特点，得出当入射角增大到某一角度时，折射现象消失，发生全反射现象，拓展了学生的知识面。
3.【答案】
（1）MN；上方
（2）①反射；折射
②0°
【解析】【分析】
此题考查光的折射定律，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，注意为了实验结论的普遍性，应利用多种介质进行实验。
（1）此题首先根据反射角和入射角相等，找出法线，从而确定界面，然后根据折射光线和入射光线的关系确定出空气在介面的哪一侧；
（2）光在水面处会同时发生反射和折射；光的折射规律：
折射光线、入射光线和法线在同一平面内，折射光线和入射光线分居法线两侧，光从空气斜射入其它透明介质时，折射角小于入射角，光从其它介质斜射入空气中时，折射角大于入射角。
【解答】
（1）由图可知，∠α=∠β，根据反射角等于入射角，所以PQ为法线，MN为界面，
折射光线和入射光线分别位于法线两侧，折射角r小于入射角α，因此界面上方为空气，下方为玻璃；
（2）光在水面处会同时发生反射和折射；
光的折射规律：
折射光线、入射光线和法线在同一平面内，折射光线和入射光线分居法线两侧，光从空气斜射入其它透明介质时，折射角小于入射角，光从其它介质斜射入空气中时，折射角大于入射角；且折射角随入射角的增大而增大；
当光从空气垂直射到水面时，传播方向不改变，入射角为0°，因为折射角等于入射角，所以折射角也为0°。
故答案为：
（1）MN；上方；
（2）①反射；折射；②0°。
4.【答案】
（1）小于；也增大；等于；
（2）水；空气
【解析】【分析】
本题主要考查学生对光的折射规律的实验的探究，以及从实验数据中得出结论的能力。
同时也培养学生的动手操作能力。
（1）由表中数据可以看出，光从传播速度大的介质斜射入传播速度小的介质中时，折射角的与入射角的大小关系。
（2）根据光路可逆分析。
【解答】
（1）由图知，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，但在水中的折射角要大于在玻璃中的折射角，因此可知，光以相同的入射角从空气斜射入不同的介质中，折射角是不相同的。
由表中的数据分子可知：
入射角由30°增加到60°，折射角由21°增加到40°，折射角随着入射角的增大而增大，而且折射角总小于入射角；
当光从空气垂直射入其他介质中时，光的传播方向不变，折射角等于入射角，都为0°；
（2）为了验证折射现象中光路是否可逆，也可以另用一束光从水中斜射入空气中。
故答案为：
（1）小于；也增大；等于；
（2）水；空气。
5.【答案】
（1）在；
（2）折射角随入射角的增大而增大（或者折射角小于入射角）；
（3）可逆的
【解析】【分析】
此题考查的是我们对光的折射规律探究过程及分析数据得出结论的能力，属于基本技能的考查，难度不大，是一道基础题。
（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）分析数据得到结论；
（3）根据折射光线和反射光线的位置互换进行实验，观察折射光线与原来入射光线的关系得出光路的可逆性。
【解答】
（1）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；这说明折射光和入射光在同一平面内；
（2）分析表格数据可得到：
光从空气斜射入水中时，入射角增大，折射角也随之增大（或者折射角小于入射角）；
（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，这说明在光的折射现象中，光路是可逆的。
故答案为：
（1）在；
（2）折射角随入射角的增大而增大（或者折射角小于入射角）；（3）可逆的。
6.【答案】
（1）反射；折射；
（2）折射角随入射角的增大而增大；小于；0°
【解析】【分析】
此题考查光的折射定律的探究实验，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。
光从空气斜射到水面时，将同时发生反射和折射现象；折射光线、入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；折射角小于入射角，折射角随入射角的改变而改变；当光线垂直入射时，传播方向不变。
【解答】
观察光折射的光路图可以看出，光从空气射入水中时，折射光线、入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；
（1）光从空气斜射到水面时，将同时发生反射和折射现象；
（2）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；当光从空气垂直射到水面时，折射角等于0oC。
故答案为：
（1）反射；折射；
（2）折射角随入射角的增大而增大；小于；0°。
7.【答案】
（1）①反射；折射；
②折射角随入射角的增大而增大；小于；
（2）改用其它透明物质多次试验
【解析】【分析】
本题考查了探究光的折射特点实验，难度不大。
（1）光从空气斜射入水或其他介质中时，将同时发生光的反射和折射；
发生折射时，折射角小于入射角，折射角随入射角的改变而改变；
当光从空气垂直射到水面时，传播方向不变；
（2）实验次数较少，结论具有偶然性，多次测量是为了获取多组数据，得出普遍性的结论，换用其他透明介质再做此实验，得出的结论更具有普遍性。
【解答】
（1）
①光从空气斜射到水面时，将同时发生光的反射和折射；
②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；当光从空气垂直射到水面时，折射角等于零；
（2）应该换用其他透明介质再做此实验，这样得出的结论将更具有普遍性。
故答案为：
（1）①反射；折射；②折射角随入射角的增大而增大；小于；
（2）改用其它透明物质多次试验。
8.【答案】不变；增大；不可能；45；在光的折射中，光路是可逆的；大
【解析】解：
（1）当空气中的入射角i为0°时，水中的折射角r和玻璃中的折射角β都为0°，故当光从一种介质垂直射入到另一种介质时，传播方向不变；
（2）由表格中的数据可知：
当空气中的入射角i逐渐增大时，折射角也随之增大；但折射角始终小于入射角，故光从空气射入其它介质时，折射角不可能达到90°；
（3）光的折射中，光路是可逆的，由表格可知，当光线以32°入射角从水中射向空气时，则折射角是45°；
（4）由表格可知，入射角相同时，光射入玻璃的折射角为24°，光射入水中时折射角为32°，玻璃对光的偏折能力更强。
所以两个外形完全一样的水凸透镜和玻璃凸透镜，玻璃凸透镜的焦距应更短，水凸透镜”的焦距更大。
故答案为：
（1）不变；
（2）增大；不可能；（3）45；在光的折射中，光路是可逆的；（4）大。
（1）根据表格中入射角i为0°的情况进行分析；
（2）根据表格中入射角和折射角的大小分析；
（3）在光的折射中，光路是可逆的；
（4）根据表中数据分析，入射角相同时，光射入玻璃和水中时折射角的大小关系，由此分析。
本题主要考查学生利用表格进行分析，总结光的折射规律的能力。
光从水斜射入空气的折射规律，折射角大于入射角，折射角随入射角的增大而增大，增大到一定程度发生全反射。
9.【答案】
（1）显示水中的光路；
（2）折射光线、入射光线和法线是否在同一平面内；不发生；
（3）①32° ；
②B；
③折射角随入射角的增大而增大，入射角为40°，介于30°~45°之间，折射角也应介于22°~32°之间。
【解析】【分析】
本题研究光的折射规律及光的可逆性，对学生的思维能力要求较高，有一定难度，为一好题。
（1）在实验中，水里加几滴牛奶，这样做能较明显地显示光路，使实验现象更容易观察；
（2）实验要探究折射光线、入射光线、法线是否共面；
（3）在折射现象中，光路是可逆的，结合表一中数据分析；由表一数据知，当光从空气斜射入水中时，折射角小于入射角，且折射角随入射角的增大（减小）而增大（减小），据此分析回答。
【解答】
（1）小明在实验前先在水中滴几滴牛奶，这样做的目的是为了较明显地显示水中的光路；
（2）量角器由可以绕接缝MN转折的E、F两部分组成，这样做的实验目的是为了探究折射光线、入射光线与法线是否在同一平面内；
若以接缝MN为轴线，将量角器的F面绕法线MN向后旋转，此时折射光线的位置不发生变化，因为折射光线是由入射光线决定的；
（3）①由表一中的数据知，光从空气斜射入水中，当入射角为45°时，折射角为32°，因在折射现象中，光路是可逆的，当光从水中斜射入空气中，折射角为45°时，对应的入射角一定为32°；
②③由表一数据知，当光从空气斜射入水中时，折射角小于入射角，且折射角随入射角的增大（减小）而增大（减小）；
入射角为30°时，折射角为22°，入射角为45°时，折射角为32°，故当入射角是40°时，对应的折射角小于32°大于22°，故折射角只可能为28°，选B。
故答案为：
（1）显示水中的光路；
（2）折射光线、入射光线和法线是否在同一平面内；不发生；（3）①32° ；②B；③折射角随入射角的增大而增大，入射角为40°，介于30°~45°之间，折射角也应介于22°~32°之间。
10【答案】
（1）①反射；②折射角随入射角的增大而增大；
（2）是；没有换用其他透明介质做此实验
【解析】【分析】
（1）①光从空气斜射到水面时，将同时发生反射和折射现象；
②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；
（2）实验次数较少，结论具有偶然性，多次测量是为了获取多组数据，得出普遍性的结论，换用其他透明介质再做此实验，得出的结论更具有普遍性。
此题考查光的折射定律及归纳法的应用，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。
【解答】
（1）①光从空气斜射到水面时，将同时发生反射和折射现象；
②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②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．当光从空气垂直射到水面时，折射角等于零；
（2）评价：
存在不足，应该换用其他透明介质再做此实验，这样得出的结论将更具有普遍性。
故答案为：
（1）①反射；②折射角随入射角的增大而增大；
（2）是；没有换用其他透明介质做此实验。
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