2020-2021学年4 探究光的折射规律练习题

这是一份2020-2021学年4 探究光的折射规律练习题，共9页。试卷主要包含了实验题等内容，欢迎下载使用。

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．如图所示，小明用激光笔探究光现象中的一些规律．
(1)如图甲，在空水槽中，要使激光束照射后的亮点与事先设置的A点重合，激光笔必须“对准”A点照射，这个操作的物理依据是______，若要显示激光的传播路径，可以进行的操作有______（仅要求写出一种方法）；
(2)保持入射光和水槽不动，向水槽中注水，当水面超过A点时（如图乙），激光照射的亮点将出现在A点______（选填“上方”、“下方”或“重合位置”），随着水面上升，亮点的位置将______（选填“上升”、“下降”或“不变”）；
(3)保持入射光、水槽和水面高度不变，若将水糟的左底部慢慢抬起，激光束的折射角将______，反射角将______（以上两空均选填“增大”、“不变”或“减小”）。
3．某小组选用了图甲中光源、水、水槽、可折转的光屏（带刻度）等器材，用于完成探究“光从空气射入水中时的折射规律”。
（1）使用可折转的光屏，是为了观察______；
（2）光从空气射入水中，入射点为O点，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，其中1和1'、2和、3和、4和4'分别表示各次入射光线和对应的折射光线的位置。由此可得出，光从空气斜射入水中时，折射角随入射角的增大而______，且折射角______（填“大于”、“等于”或“小于”）入射角；
（3）光从空气斜射到水面时，将同时发生反射和折射现象。为了更清晰地观察到水中光路，可以采用的方法是______；
（4）图丙中当激光笔从水中沿4'方向射入O点，则折射光线将会沿着______（填“1”“2”“3”或“4”）的方向射出，说明______的；
（5）一束光从空气斜射向一块玻璃砖，并穿过玻璃进入空气中。请在图丁中面出这束光进入玻璃和离开玻璃后的光线______。
4．科学探究是初中物理课本内容的重要组成部分，探究的形式可以是多种多样的。
（一）探究平面镜成像的特点
爱好物理的“620”创新小组的同学们，发现手机有一种“镜子”功能。于是，激起了他们探究平面镜成像特点的兴趣。
（设计实验）
由于用手机中的“镜子”作平面镜进行实验，无法找到像的位置。于是他们选用了玻璃板、规格相同的两个棋子、白纸等，组装成如图所示的实验装置。
（进行实验与收集证据）
(1)小华同学将棋子A移到玻璃板前某位置不动，小普同学在玻璃板另一侧帮忙移动棋子B，无论小普在水平桌面上怎样移动棋子B，小华都看不到棋子B与棋子A的像重合，善于观察的小林同学发现这是因为玻璃板与桌面______，调整后，小华便能看到棋子B与棋子A的像完全重合。
(2)把棋子A在玻璃板前移动多次，同时调整玻璃板后棋子B的位置，每次都使得棋子B与棋子A的像的位置重合，这不仅可以找到像的位置，还可以比较出像与物的______关系。
(3)实验中还需要______，用来测量像与物到玻璃板的______。
（分析与论证）
平面镜成像的特点中有关“物距和像距的关系”与“像与物的大小关系”可以概括为一句话：像与物关于镜面______。
（二）探究光的折射规律
小明同学要探究光从空气射入不同介质发生折射时的规律。她将光从空气射入水、玻璃后发生折射实验数据记录在下表中：
(4)比较数据中第一行，得出结论是：______。
(5)比较表中数据，可初步得出的结论：当光以相同入射角斜射入不同介质时，在介质中的传播速度越大，折射角______。
5．图甲是学习光的折射的实验情景，图乙是示意图。
（1）实验前，点燃固定在盒盖下方的蚊香，盖上盒盖，可清晰观察到如图乙的光路，在透明塑料盒的右侧面上可看到一个亮点（如图乙B点），实验中能看清光路是利用了光的_____知识。
（2）向塑料盒中逐渐加入掺有少量牛奶的水，达到一定高度后会观察到在右侧面原来亮点B的上方出现一个亮点C，还有一个在原来亮点的下方D处，这是由于光_____产生的。
（3）保持入射光不动，继续加水，下面的亮点向_____移动（均选填“上”或“下”），折射角大小_____（选填“增大”、“不变”或“减小”）。
（4）为了研究入射角增大时折射角的变化情况，结合图甲、乙说明，应进行的操作是保持水位不变，改变入射角大小，注意观察_____。
（5）如图丙，一束激光与水平方向成45°角斜射到空水槽底部O点，形成一个光斑。若水位上升的速度为v，则水槽底部光斑移动的速度_____v（选填“大于”、“等于”或“小于”）。
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．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：_____。
8．小兰和小芳设计了如图所示的实验装置探究光的折射规律，其中竖直放置的光屏可绕其上所在直线前后折转。
（1）实验时小兰让光束沿射入水中，光束进入水中后折射光线会向______方向偏折，说明光从空气斜射入水中时传播方向发生了改变；
（2）接着小兰让光束贴着光屏从空气射入水中，当小芳将板向后折转一定角度时，在板上______（选填“能”或“不能”）看到折射光，此时折射光线和入射光线______（选填“在”或“不在”）同一平面内；
（3）小兰和小芳多次改变入射光线与的夹角进行实验，测量记录如表所示。分析数据得出的结论是：______（写出一条即可）。
9．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：
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__________（选填“改变”或“不变”）；
(2)光从空气斜射入水或玻璃中时，折射角随着入射角的增大而________（选填“增大”或“减小”）；分析表中数据可以推理得出：光从空气射入水或玻璃中时，折射角__________（选填“可以”或“不可以”）达到90°；
(3)当光线以17°入射角从玻璃中射向空气时，折射角等于__________；
(4)根据表中数据分析，用塑料薄膜和水制成一个与外观尺寸相同的玻璃相比，“水”的焦距更__________（选填“大”或“小”）。
10．某实验小组在探究光的折射规律时获得了下列数据，表格中表示的是光从空气分别射入水和玻璃时的入射角和折射角．
（1）通过分析实验数据，你肯定能得出一些规律，请写出一条： _________ ．
（2）小组又通过实验研究光从水中射入空气中的现象，图中是根据实验现象画出的光路图，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 _______ ．
（3）如图甲所示，笔在水中发生了“折断”，在图乙所示四幅光路图中，能正确说明产生这一现象的原因是_________（填选项中的字母）
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。通过实验还得到如表数据:
（1）在探究中，该同学在清水中滴入几滴牛奶并搅匀,在水面上方的空气中熏了点烟雾,这一做法是为了_____.
（2）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”、“小于”或“等于”）入射角。当光从空气垂直射到水面时，折射角等于_____度。
③光在空气和水之间折射时，_____（选填“空气”或者“水”）中的角总是更大。
12．小明利用图示仪器研究光从玻璃射向空气时的特点，实测数据如表：
(1)分析表中数据可知：当光从玻璃射向空气时，折射角随着入射角的增大而______；
(2)当入射角增大到一定值时，折射角等于90°，几何光学中把这时的入射角叫做临界角。由表中数据可知，光从玻璃射向空气时，临界角大小为______；
(3)当入射角超过临界角，发现光会全部反射回来，这就是全反射现象；若光从空气斜射向玻璃，______（选填“会”或“不会”）发生光的全反射现象。
入射角
水中折射角
玻璃中折射角
光速
0°
0°
0°
c为光在真空中的传播速度
v空气＝c，v水＝c，v玻＝c
10°
8.9°
6.7°
20°
17.4°
13.3°
30°
21.5°
19.6°
40°
26.3°
25.2°
50°
33.5°
30.7°
入射角i
0°
10°
20°
30°
40°
41.2°
41.8°
42°
折射角r
0°
15.2°
30.9°
48.6°
74.6°
81°
90°
/
反射能量
5%
7%
26%
43%
77%
84%
100%
100%
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°
入射角
0°
15°
30°
45°
60°
折射角
0°
11.3°
22.1°
35.4°
40.9°
空中的入射角i
0°
30°
45°
60°
水中的折射角
0°
22°
32°
40°
玻璃中的折射角
0°
17°
24°
30°
入射角i
空气
0
30°
45°
60°
折射角γ
水
0
22°
32°
40°
折射角γ
玻璃
0
17°
24°
30°
人射角a
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°
入射角
0°
10°
20°
30°
40°
41.2°
41.8°
42°
折射角
0°
15.2°
30.9°
48.6°
74.6°
81°
90°
/
参考答案
1．不变 A2 左侧
2．光在均匀介质中是沿直线传播的 在光的传播路径上喷水雾 下方 下降 不变 不变
3．折射光线和入射光线、法线是否在同一平面内 增大 小于 水中滴几滴牛奶 4 折射现象中光路可逆
4．不垂直 大小 刻度尺 距离 对称 垂直入射时，光不改变传播方向 越大
5．漫反射 折射 下 不变 D点的变化 小于
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”
7．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
8．法线 不能 在 光从空气中斜射入水中时，折射角小于入射角
9．不变 增大 不可以 30° 大
10．详见解析 折射光线会消失掉 C
11．更好的显示光路 反射 折射 折射角随入射角的增大而增大 小于 零 空气
12．增大 41.8℃ 不会