3.4探究光的折射规律练习（4）2021-2022学年沪粤版物理八年级上册第三章 （含答案）

3.4探究光的折射规律练习（4）2021-2022学年沪粤版物理八年级上册第三章
姓名：___________班级：___________
一、实验题
1．实验小组分别探究了“光从空气射入水中”和“光从水射入空气中”的折射现象，实验数据记录在表一、表二中。
表一
序号 1 2 3 4
入射角/° 60 40 20 0
折射角/° 40 29 15 ①
表二
序号 1 2 3
入射角/° 15 29 40
折射角/° 20 ② 60
(1)表一中“①”处的数据是______，表二中“②”处的数据是______；
(2)分析数据可知：光从空气斜射到水面时，折射角随入射角的增大而______（选填“增大”、“减小”或“不变”），且折射角______（选填“大于”、“等于”或“小于”）入射角。
2．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：
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°
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。
3．一束光从空气斜射入水中，光将怎样传播呢？小阳带着这个问题，找来一支激光笔，一个盛有适量水的长方形玻璃缸，进行了如图所示（示意图）的实验：
（1）该实验中，入射光a进入水中后的传播路径大致为_________；
（2）接着把一枚硬币放入玻璃缸偏右侧的容器底，小阳在玻璃缸的左上方看到硬币的位置比它实际的位置要偏______。
4．某小组同学在研究光的折射规律时，记录的实验数据如下表所示：
序号 传播路径 入射角 折射角 序号 传播路径 入射角 折射角
1 空气到水 30° 20° 6 空气到 玻璃 30° 18°
2 45° 30° 7 45° 25°
3 60° 45° 8 60° 38°
4 水到 空气 20° 30° 9 玻璃到 空气 25° 45°
5 30° 45° 10 38° 60°
请仔细观察并分析上表的实验数据，归纳实验结论。
(1)分析实验序号1、2或3（或6、7或8）可以得出的初步结论是：当光从一种介质斜射入另一种介质时，______；
(2)分析比较实验序号1、2和3（或6、7和8）中折射角随入射角的变化关系，可得出的初步结论是当光从空气斜射入其它介质时，______；
(3)分析比较实验序号1、2或3（或6、7或8）中折射角与入射角的大小关系，可得出的初步结论是当______；
(4)分析实验序号1与4或2与5或8与10中的数据，可以发现______。
5．小林在探究光的折射规律时发现：当光由空气沿半圆玻璃砖边缘垂直射入圆心处，在玻璃砖的下表面发生反射和折射时，不断加大入射角会发生折射光消失而反射光却变得更亮的情况，如图所示，老师告诉他这是光的全反射现象。课后，小林查到光从玻璃射向空气时的一些数据如下表：
入射角 0° 10° 20° 30° 40° 41.2° 41.8° 42°
折射角 0° 15.1° 30.9° 60° 74.6° 81° 90°
反射能量 5% 7% 26% 43% 77% 84% 100% 100%
(1)分析比较折射角与入射角的大小关系，得到初步结论：光从玻璃斜射向空气时，______；
(2)分析比较反射能量、折射角随入射角的变化关系，得出初步结论光从玻璃斜射向空气时，折射角、反射能量随着入射角的增大而______。当入射角达到_________°时，反射能量达到100%，就发生了全反射现象。
6．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：
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β 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一种介质时，传播方向______ （填“改变”或“不改变”）；
(2)光从空气斜射到水面时，折射角随入射角的变化关系是______；分析表中数据猜想，光从空气射入其他介质时，折射角______ （“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，在不同材料的介质中的偏折程度不同；可以猜想，当光从水中射入玻璃时，折射角______（填“大于”“小于”或“等于”）入射角。
7．在“探究光现象”的学习活动中，小明做了以下实验：
(1)如图所示是“探究光的反射定律”的实验装置：
①如图乙所示平面镜放在水平桌面上，标有刻度（图中未画出）的白色纸板，能绕垂直于的轴翻转，在纸板上安装一支可在纸板平面内自由移动的激光笔。实验时，从光屏前不同的方向都能看到光的传播路径，这是因为光在光屏上发生了______反射；移动激光笔，使入射角为，测得反射角也为。 “由此就得出光反射时，反射角等于入射角”的结论，你认为有何不妥之处？______。
②如图丙所示，将纸板右半部分绕向后翻转任意角度，发现纸板上均无反射光束呈现。此现象说明了：______。
(2)如图甲，小明将一束激光射至点，形成一个光斑，向水槽内慢慢注水，水槽底部光斑的位置将______（向左移动、向右移动、不动）。
8．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。
i 10° 20° 30° 40° 50° 60° 70° 80°
r 7.5° 15° 22° 29° 35° 40.5° 45° 48°
甲 1.33 1.33 1.36 1.38 1.43 1.48 1.56 1.67
乙 sini 0.174 0.342 0.500 0.643 0.766 0.866 0.939 0.985
sinr 0.131 0.259 0.375 0.485 0.574 0.649 0.707 0.743
1.33 1.32 1.33 1.33 1.34 1.33 1.33 1.33
(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）。（________）
9．某小组探究光的折射规律中折射角和入射角的大小关系，小组合作完成以下实验。让激光以不同的入射角分别从玻璃和水斜射入空气，观察光线偏折的方向，测量入射角大小及对应的折射角大小，记录在表格中。
表一：当光从空气斜射入玻璃
入射角 折射角 角度大小比较
23° 15° 折射角小于入射角
36° 23° 折射角小于入射角
51° 31° 折射角小于入射角
表二：当光空气斜射入水
入射角 折射角 角度大小比较
23° 18° 折射角小于入射角
36° 27° 折射角小于入射角
51° 37° 折射角小于入射角
根据表格中的数据可得到初步结论：
①当光从空气斜射入玻璃或水时，折射角______入射角。（选填 “大于”、“等于” 或“小于”）
②当入射光线逐渐远离法线时，入射角______，折射角______。（均选填 “增大”或“减小”）
③______（选填“玻璃”或“水”）对光的折射本领强。
10．某同学做探究光的折射特点的实验，如图是光从空气斜射入水中时的光路图
α 0° 15° 30°
β 0° 15° 30°
γ 0° 11° 22.1°
分析表中数据，可得出结论：
(1)光____入射到水中时，折射角为0°。
(2)光从空气斜射到水面时，将同时发生光的____和____现象。
(3)光从空气斜射时水面时，折射角随入射角的增大而____，且折射角始终____（选填“小于”，“大于”或“等于”）入射角。
11．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．
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°
（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）
12．小明利用如图所示装置将一细光束斜射到空气中，用于探究“光的折射规律”。
(1)为了更清晰地观察水中的光路。可以采用的办法： ______ ，实验中， ______ （填“能”或“不能”）看见反射光线。
(2)实验的折射光路如图中所示，可以判定折射角大于入射角。增大入射角观察到折射角在增大。若不断增大光在水中的入射角，请你判断，折射光线是否会一直存在？ ______ 。（选填“是”或“否”）
13．小阳用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)从表一和表二可知，当入射角相同，光从空气斜射入玻璃的折射角 ______ （选填“大于”“小于”或“等于”）光从空气斜射入水的折射角，因此光从空气斜射入介质时折射角与 ______ 有关；
表一光从空气射入水中
入射角/ 0 30 45 60
折射角/ 0 21 35 40
表二光从空气射入玻璃中
入射角/ 0 30 45 60
折射角/ 0 17 24 30
(3)在学习了光的折射知识之后，小明就想，是不是井里灌满水时会对青蛙的视野产生影响呢？于是他在课后对此进行了探究。实验过程如下：
①他取个圆柱形 _______ （选填“不锈钢杯”或“透明玻璃杯”），在杯底放置了一个防水性很好的小点光源当做青蛙的眼睛，在杯子的上方放置了一块半透明纸片，用来记录光斑的大小，如图甲所示；
②在杯中倒满水，半透明纸片记录光斑的大小，如图乙所示。通过比较甲乙两图所观察到的现象，可以观察到 ________ 图中的光斑较大，他所得出的结论是：井里灌满水时 ________ （选填“会”或“不会”）对青蛙的视野产生影响，青蛙的视野 ________ （选填“增大”、“减小”或“不变”）。他的推测依据了光路 ________ 性；
③请你在图b中用光路图作出处于P点的井底之蛙“观天”的最大范围。 （_______）
试卷第1页，共3页
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参考答案
1．0 40 增大 小于
2．折射 入射角增大折射角也增大 小于 0 光路
3．① 高
4．传播方向发生改变 折射角随着入射角的增大而增大 光从空气斜射入其它介质时，折射角小于入射角 折射时光路是可逆的
5．折射角大于入射角 增大 41.8
6．不变 折射角随着入射角的增大而增大 不可能 45° 小于
7．漫 一次实验得到的结论具有偶然性 反射光线、入射光线和法线在同一平面内 向左移动
8．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
9．小于 增大 增大 玻璃
10．垂直 反射 折射 增大 小于
11．详见解析 折射光线会消失掉 C
12．在水中加入少许牛奶 能 否
13．小于 增大 等于 小于 光在介质中的传播速度 不锈钢杯 乙 会 增大 可逆性
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