初中物理沪教版八年级上册2.2 光的折射练习

第二章光的折射实验题巩固练习（2）2021-2022学年沪教版物理八年级上册

姓名：___________班级：___________

一、实验题

1．请完成以下光学问题∶

（1）如图甲是探究“平面镜成像特点”的实验装置图。实验中，将蜡烛A远离玻璃板一段距离，蜡烛的像的大小将_（选填“变大”、“变小”或“不变”）；如果玻璃板没有与桌面垂直，而是如图所示倾斜，蜡烛的像对应图乙中____（选填“A1”“A2”“A3”）。

（2）如图丙所示，小明用激光笔照射水面，在水槽底部出现一个亮点A，若保持入射光线不变，使水面上升至虚线位置，则亮点会向________（选填“左侧“或“右侧”）移动，并在图丙中作图加以说明___。

2．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）分析表中的数据，可得出的结论是：

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_______。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：____；请简要说明理由：_____。

3．小明用如图所示的装置探究光的折射规律，测得如下表所示的两组数据：

表一：光从空气斜射入水中

表二：光从水中斜射入空气中

（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：_____，你判断的依据是：_____。

（2）如果小明在探究光从空气斜射入水中折射特点时，完成了第4次实验，入射角是30°，折射角可能是__

A．10°       B．20°        C．25°       D．45°。

4．甲、乙两个小组开展研究性学习活动，探究“光的折射现象中射入角i与折射角r的数量关系”。如图1所示，在研究光从空气斜射入水的实验中，对于实验数据，他们做了如下处理。

(1)分析两组根据，可得出探究结论：_____；

(2)请在图2的坐标纸上画出sini与sinr的关系图象；（________）

(3)某学校组织去青岛海底世界参观，表演大厅中水缸、天花板、地面激光射灯的位置如图3所示，水缸的前后壁的距离为1m，水缸的玻璃厚度不计。激光灯沿与地面70的方向射向水缸，正好照亮水缸后壁附近一条鱼的头部，此时在激光灯的正上方3m处的天花板上有一个光点。请根据以上表格中相应的数据，求出这条鱼头部距离地面的高度（请写出具体的运算过程）。（________）

5．在探究光的折射规律的实验中。

（1）为了看清光在水中的传播路径，甲实验小组采取向水中注入几滴牛奶的方法，请分析这样做的原因___。

（2）乙实验小组将光从空气分别射入水和玻璃，测得数据如下表：

分析表格中的数据，你肯定能得出一些规律。请写出三条：

①_____。

②_____。

③_____。

（3）小明通过实验研究光从水中射入空气中的现象，如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着入射角的增大而增大。你猜想，当入射角增大到一定程度时，可能出现的现象是什么？_________

6．小明同学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，折射光消失而反射光却变得更亮，如图所示，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所示：

（1）分析上表中的数据可知：光从玻璃射向空气时，折射角随入射角的增大而__________；光从玻璃斜射向空气时，反射的能量随着入射角的增大而_______（均选填“增大”、“减小”或“不变”）；

（2）光从玻璃斜射向空气时，当入射角i≥_________°时，反射能量达到100%，就发生了“全反射现象”；

（3）根据光路可逆的原理，请猜想：当光从空气斜射向玻璃时，_______（选填“能”或“不能”）发生“全反射现象”，其理由是____________________。

7．小华在实验室探究光的折射规律．如图1所示，实验前，在空水槽中喷洒烟雾，打开激光笔，可清晰观察到激光传播的光路．

（1）用烟雾显示光路，利用了光的_____（选填“漫反射”或“镜面反射”）原理；

（2）向塑料盒中逐渐加入掺有少量牛奶的水，会观察到右侧面的亮点A发生移动，保持入射光和水槽不动，当水面_____（选填“上升”、“下降”或“不变”）时，发现水下右侧面的亮点会向下移动；若将水槽的右底部慢慢抬起，激光的折射角将_____，反射角将_____．（以上两空均选填“增大”、“不变”或“减小”）

（3）如图2，一束光从空气斜射到某液面上发生反射和折射，入射光线与液面成60°角，反射光线与折射光线的夹角为93°，则反射角的大小为_____°，折射角的大小为_____°．

8．在“探究光的折射”实验中：

(1)如图甲，小明将一束激光射至P点，形成一个光斑，向水槽内慢慢注水，水槽底部光斑的位置将_____（选填“向左移动”“向右移动”或“不动”），这说明光从空气斜射入水中时，传播方向_____（选填“会”或“不会”）发生偏折。实验中光在空气中的传播路径并不清晰，为解决此问题，他在水面上方喷了一些_____；

(2)如图乙，小明继续探究“光从空气射入水中时的折射特点”，他使用可折转的光屏，是为了研究_____；

(3)如图丙，他将光沿着AO方向射向水面上的O点，光在水中沿着OB方向射出，调整激光笔使入射光逐渐靠近法线，折射光也逐渐靠近法线，说明光从空气斜射入水中时，入射角减小，折射角随之_____（选填“增大”“减小”或“不变”）。当光沿着NO方向射入时会沿ON′方向射出，此时折射角为_____度。

9．在探究光的折射规律实验中，某一小组同学将光分别射入水和玻璃中，并记录了如下数据：

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一种介质时，传播方向_____（填“改变”或“不改变”）。

(2)光从空气射入其他介质时，折射角随着入射角的增大而______（填“增大”或“减小”）。

分析表中数据可得：光从空气射入水或玻璃中时，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，折射角是________ 。

(4)从表中数据看出，同一光线，在不同材料介质中的偏折程度不同。可以判断，当光从水中斜射入玻璃时，折射角_______（填“大于”或“小于”或“等于”）入射角。

10．某同学做“探究光的折射特点”实验，他将光从空气射入水中，如图所示是他根据观察到的实验现象画山的光路图，他还通过实验得到如表数据：

根据实验现象，可初步得到如下结论：

光从空气斜射向水中时，在水面处会发生___________现象。

光从空气斜射向水中时，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。

当光从空气垂直射向水中时，折射角等于___________度。光折射时___________是可逆的。

11．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。

(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______；

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；

③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总结出了光的折射特点；

(2)该同学通过上述探究实验得出光的折射特点的过程中存在一些不足，请简要说明其不足之处：______。

参考答案

1．不变    A2    左侧       

【详解】

（1）[1][2]在平面镜成像中，像与物的大小相等，将蜡烛A远离玻璃板一段距离后物的大小不变，蜡烛的像的大小将不变；如果玻璃板没有与桌面垂直，而是如图所示倾斜，由于物与像关于平面镜对称，蜡烛的像会偏上，对应图乙中A2。

（2）[3][4]如图丙所示，小明用激光笔照射水面，在水槽底部出现一个亮点A，若保持入射光线不变，使水面上升至虚线位置，入射点左移，折射率不变，则亮点会向左侧移动，如图所示：

。

2．反射    折射    折射角随入射角的增大而增大    小于    0    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   

【分析】

（1）光在水面处会同时发生反射和折射；

（2）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；

（3）为得出普遍性的结论，应用不同的介质进行实验。

【详解】

(1)[1][2]①光从空气斜射到水面时，将同时发生反射和折射现象；

[3][4]②光从空气斜射到水面时，折射角随入射角的增大（或减小）而增大（或减小），且折射角小于入射角；

[5]当光从空气垂直射到水面时，折射光线与法线的夹角等于0°，折射角等于0°；

(2)[6][7]该同学只通过一次实验便得出结论，这样结论具有片面性，应利用其它透明介质多做实验。

3．25    在折射现象中，光路是可逆的    B   

【解析】

【分析】

（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。

【详解】

(1)由表一中的数据知,光从空气斜射入水中,当入射角为时,折射角为,因在折射现象中,光路是可逆的,当光从水中斜射入空气中,折射角为时,对应的入射角一定为；

(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)；入射角为时,折射角为,入射角为时,折射角为,故当入射角是时,对应的折射角小于大于,故折射角只可能为，选B。

4．光线从空气斜射入水的实验中，入射角与折射角的正弦之比为一定值        2.5m   

【详解】

(1)[1]分析两组根据，在光的折射现象中随着射入角i增大折射角r也增大，保持为1.32~1.34之间且变化很小，可得出探究结论：光线从空气斜射入水的实验中，入射角与折射角的正弦之比为一定值。

(2)[2]采用描点法，得到sini与sinr的关系图象如图所示：

(3)[3]激光射灯在水缸前壁发生反射，根据反射角等于入射角，可知激光的入射点距地面高度为

激光射灯在水缸前壁发生折射，入射角为70，查表可知此时的折射角为45，由于正好照亮水缸后壁附近一条鱼的头部，由几何关系可知，鱼的头部位于入射点以上的高度等于水缸前后壁的距离即1m，则这条鱼头部距离地面的高度为

5．在光进入水中的传播路径上，射向牛奶小颗粒的光发生漫反射进入人眼，人就可以借助这个光看到光在水中的传播路径    光从空气斜射入水或玻璃时，折射角小于入射角    入射角减小折射角也减小    以同样的入射角斜射入水和玻璃中时，在玻璃中的折射角较小    折射光线沿水面射出或没有折射光线，只有返回水中的反射光线   

【解析】

【详解】

(1)在光进入水中的传播路径上，射向牛奶小颗粒的光发生漫反射进入人眼，人就可以借助这个光看到光在水中的传播路径。 (2)由表中的数据分析可得出结论：①光从空气斜射入水或玻璃时，折射角小于入射角；②入射角减小折射角也减小；③以同样的入射角斜射入水和玻璃中时，在玻璃中的折射角较小； (3)由图知，光从水中斜射入空气中时，折射角大于入射角，入射角增大折射角也增大。所以当入射角增大到一定程度,折射光线可能与水面平行,即折射角首先为并消失；若入射角再增大，光线有可能全部反射回水中。

所以折射光线沿水面射出或没有折射光线，只有返回水中的反射光线。

【点睛】

（1）看到光是有物体发出或反射的光进入人的眼中，在光的传播路径上没有任何物质人是看不到光的传播的；我们知道光在稍浑的乳浊液中传播，会有被稍浑的乳浊液反射的光进入人眼，于是看到光的传播路径．（2）观察表格中的数据，比较折射角和入射角的关系，比较入射角变化时，折射角是怎样变化的，以及在入射角相等时，水和玻璃对光的折射程度的不同等．（3）折射光线和法线的夹角是折射角，入射光线和法线的夹角是入射角．光从其他透明介质斜射入空气，折射角大于入射角，折射角随入射角的增大而增大，入射角增大到一定程度时，看不到折射光线．

6．增大    增大    41.8    不能    光从空气斜射入玻璃，折射角小于入射角，折射光线始终不会消失，因此不会出现“全反射现象”   

【详解】

(1)[1][2]由表中数据可知，当入射角增大时，折射角随之增大，则光从玻璃射向空气时，折射角随入射角的增大而增大，反射能量比例逐渐增大，则光从玻璃斜射向空气时，反射的能量随着入射角的增大而增大；

(2)[3]由表中第七次数据可知，当入射角大于等于41.8°时，反射能量达到100%，发生“全发射现象”；

(3)[4][5]由于光路是可逆的，则当光从空气斜射入玻璃时，由于折射角始终小于入射角，则折射光线不会消失，不能发生“全反射现象”。

7．  漫反射  上升  不变  不变  60  37

【解析】解：（1）烟是固体颗粒，光遇到空气中小的固体颗粒发生漫反射，反射的光进入人的眼睛，人能看到光的传播路线．（2）如下图所示，光从空气斜射入水中，折射角小于入射角，

保持入射光和水槽不动，当水面由蓝色线上升到绿色线时，水下右侧面的亮点A会从A′向下移动到A″；

将水槽的右底部慢慢抬起，水面总保持相平，因为入射角不变，所以反射角也不变，折射角也不变．（3）根据光的反射定律和折射的规律作图．

设入射角为α，折射角为β，则∠AOD=∠DOB=α．由题意知，入射光线与液面成60°角，则入射角为90°﹣60°=60°；则折射角β=190°﹣60°﹣93°=37°．

8．向左移动    会    烟雾（或水雾）    折射光线、入射光线和法线是否在同一平面内    减小    0   

【分析】

本题考查光的折射规律。

【详解】

(1)[1][2]水槽内无水时，激光在空气中沿直线传播，往水槽中注入水后，激光从空气斜射入水中时，传播方向会发生偏折，且此时的折射角小于入射角，所以水槽底部的光斑会向左移动。

[3]激光在均匀空气中传播路径并不清晰，在水上方喷一些烟雾（或水雾），一部分激光遇到烟雾会发生漫反射，于是有光进入眼睛，故此时可以明显看到光的传播路径。

(2)[4]在探究中使用可折转的光屏，是为了研究折射光线、法线和入射光线是否在同一个平面，因为当光屏未折转之前，三线是共面的，但折转之后，即两面光屏不在同一平面，便不能在光屏上同时看到三条光线了。

(3)[5]在探究中，光从空气斜射入水中时，入射角减小，折射角也减小。

(4)[6]当光沿NO方向射入，即入射光线竖直射入水中时，光的传播方向不改变，故光线会沿ON′方向射出，故折射角为0度。

9．不改变    增大    不可能    45°    小于   

【详解】

（1）[1] 由表可知，光由一种介质垂直射入另一种介质时，入射角为0，折射角也为0，即传播方向不变。

（2）[2]由表可知，随着入射角的增大，折射角也增大。

[3]由表可知水和玻璃中的折射角恒小于入射角，而入射角不可能大于90°，故水和玻璃中的折射角就不可能达到90°。

（3）[4] 根据光折射时，光路可逆，故可直接由表中得到光以相应32度角,从水中射入空气时的折射角为45度。

（4）[5] 由表可知，光从空气斜射入水中比斜射入玻璃中的折射角要大，可以推断，光从水中斜射入玻璃中折射角小于入射角。

10．折射    入射角增大折射角也增大    小于    0    光路   

【详解】

[1]根据实验现象，光从空气斜射向水中时，在水面处会发生折射现象。

[2][3]光从空气斜射向水中时，入射角始终小于入射角，当入射角α增大时，折射角γ也增大，即折射角随入射角的变化关系是：入射角增大折射角也增大，且折射角小于入射角。

[4][5]当光从空气垂直射向水中时，入射角为0度，则折射角也等于0度，光折射时光路是可逆的；如果让折射光线从入射光线的位置互换，可以看到光路是可逆的，也就是说，如果在原来折射光线的位置上换成入射光线，则新的折射光线的位置就在原来入射光线的位置上，原来的折射角变成新的入射角，原来的入射角变成新的折射角。

11．反射    折射    折射角随入射角的增大而增大    小于    没有换用其他透明介质进行试验（没有研究光从水中射入空气中的情况）   

【详解】

(1)①[1]光从空气斜射到水面时，水面相当于一个平面镜，故发生发射现象。

[2]光从空气斜射到水面时，由一种介质进入到另一种介质中，故也发生折射现象。

②[3]由表可知，当入射角逐渐增大时，折射角的角度也增大，因此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。

[4]有表格分析可知，折射角小于入射角。

(2)[5]为了使实验结论更具有普遍性，可换用其他透明介质进行实验，或者根据光的可逆性，研究光从水中射入空气中的情况，来增加实验结论的可靠性。故存在一些不足为：没有换用其他透明介质进行实验或没有研究光从水中射入空气中的情况。