3.4探究光的折射规律基础巩固（2）2021-2022学年沪粤版物理八年级上册第三章（含答案）

3.4探究光的折射规律基础巩固（2）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．小明利用如图装置“探究光的反规律”实验。
(1)实验时，要让激光平行紧贴着纸板入射，这是为了______
(2)小明根据上面的数据便得出：“反射角等于入射角”的结论。请你对此进行评价____。
(3)若要探究并得出“在反射现象中，反射光线、入射光线和法线在同一平面内”的结论，小明接下的操作应当是_______
(4)如果光线逆着FO入射，会发现光线沿OE射出，这说明_________。
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：
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°
（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．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___。
4．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”）
5．某同学做探究光的折射特点的实验，如图是光从空气射入水中时的光路，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。通过实验还得到表一中的数据：
入射角α 0° 15° 30°
反射角β 0° 15° 30°
折射角γ 0° 11° 22.1°
(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，上面做法是为了_____________________________；
(2)分析表一中数据，可得出结论：
①光从空气斜射到水面时，将同时发生光的______和_____现象；
②光从空气斜射到水面时，折射角随入射角的增大而______，且折射角始终______（填“大于”、“等于”或“小于”）入射角。
6．小明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1，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：
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%
（1）分析以上数据可知光从玻璃射向空气时，折射角随入射角的增大而___________，从玻璃斜射向空气时，反射能量随着入射角的增大而___________。
（2）光从玻璃射向空气时，当入射角i≥___________°时，反射能量达到100%，就发生了全反射现象。
（3）由表格数据可知：图2中图线___________（选填“a”或“b”）反映了上述实验中的两角关系。
（4）根据光路可逆，当光从空气斜射向玻璃时，折射角___________（选填“大于”或“等于”或“小于”）入射角，因此___________（选填“能”或“不能”）发生全反射现象。
7．某同学在“探究光的反射和折射特点”实验时：
（1）探究“光的反射规律”时，将一块平面镜放在水面桌面上,再把一张硬纸板竖直放在平面镜上,让一束光线贴着纸板沿EO方向入射,如图甲所示：
①小宇想探究反射光线、入射光线和法线是否在同一平面内,应将纸板______（选填“A”或“B”）绕ON向前或向后弯折；
②改变入射角大小做三次实验后将测得的数据记录在表一中,根据数据得出结论_____。多次实验的目的是_____；
次数 入射角 反射角
1 20℃ 20℃
2 40℃ 40℃
3 60℃ 60℃
③另一同学也把一束光贴着纸板A射到O点(如图乙所示),纸板A与纸板B仍在同一平面内，但并未与平面镜垂直,他______（选填“能”或“不能”）在纸板B上看到反射光线。
（2）探究“光的折射规律”时，让激光笔发出的光从空气斜射入水中,发现进入水中的光的传播方向发生偏折（如图丙所示）：
①光发生折射时,折射光线、入射光线和法线在______,折射光线和入射光线分别位于法线的_____。
②多次改变入射光线AO与ON的夹角进行实验,测量并记录的数据如表二所示，分析数据得出的结论是：光从空气斜射入水中时,折射角______（选填“大于”或“小于”）入射角,且折射角随着入射角的增大而_____。当光由空气垂直射入水中,传播方向_____。
③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. 你认为该同学通过上述探究实验得出光的折射特点的过程是否存在不足？为什么？_________。
入射角α ０° 15° 30° 45° 60°
折射角γ ０° 11° 22.1° 35.4° 40.9°
8．小明为探究光的折射规律设计了如图甲所示的实验装置，其中光屏F可绕直径NOM前后折转。
(1)实验时，光贴着光屏从空气射入水中，小明将F板向后折转一定的角度，则在F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。
(2)小明将光屏F恢复原状，保持入射光不动，继续加水，会看到杯底的亮斑B向 ___________ （选填“左”、“右”或“上”）移动。
(3)小明继续用另一只激光笔让光沿着BO射向水面时，可看到折射光沿OA射出，这说明 ___________ 。
(4)让一束激光从某玻璃斜射向空气（如图乙）。保持入射点不动，改变入射角（每次增加0.2°），当入射角增大到41.8°时，折射光消失，只存在入射光与反射光，这种现象叫做光的全反射，如图丙所示。此时的入射角叫做这种物质的临界角。当入射角大于临界角时，只发生反射，不发生折射，根据以上内容可判断：
①当光从空气射向玻璃时 ___________ （填“会”或“不会”）发生光的全反射现象；
②一个三棱镜由上述玻璃制成，一束光垂直于三棱镜的一个面射入，如图丁所示。则关于这束光经过三棱镜后的光路描述，下图中正确的是 （______）
A． B． C． D．
9．在探究光的折射规律实验中，某小组同学意外发现：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，老师解释说这是光的全反射现象。课后，同学们查到光从某种玻璃射向空气时的一些数据如表1：
表1
玻璃中的入射角i 0 10° 20° 30° 40° 41.2° 41.8° 42°
空气中的折射角γ 15.2° 30.9° 48.6° 74.6° 81° 90°
反射能量 5% 7% 26% 43% 77% 84% 100% 100%
结合光的折射规律和表中信息，回答下列问题：
(1)上表中第二行第一个空格中折射角是______；
(2)光从这种玻璃斜射向空气时，入射角增大，折射角______ （选填 “增大”、“减小”或“不变”）；当入射角i≥______时，反射能量达到100%，就发生了全反射现象；
为了搞清楚不同物质对光的折射能力为什么不同，同学们又查到了光在不同物质中的传播速度数据如表2：
表2
物质 玻璃 酒精 水 冰 空气
光速（m/s） 2.0×108 2.2×108 2.25×108 2.30×108 3.0×108
结合光的折射规律和表中信息，回答下列问题：
(3)折射现象中光路也是可逆的，当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______入射角 （选填“大于”、“小于”或“等于”）。
10．某小组同学探究光的折射规律，他们分别测量并记录了光从空气斜射入玻璃和光从玻璃斜射入空气时的入射角和折射角，实验数据如表一、表二所示。
表一：光从空气斜射入玻璃中
序号 入射角 折射角
1 20 13
2 30 19
3 40 25
4 50 31
5 60 35
表二：光从玻璃斜射入中空气
序号 入射角 折射角
6 13 20
7 19 30
8 25 40
9 28 45
10 33 55
①分析比较实验序号1~5可得:当光从空气斜射入玻璃时，折射角_____入射角；分析比较实验序号6~10可得:当光从玻璃斜射入空气时，折射角_____入射角。（均选填大于或小于）
②分析比较实验序号1与6或2与7或3与8可得:当_____。
③他们增大入射角继续研究，表三为光从空气斜射入玻璃时的实验数据，表四中的入射角为当光从玻璃斜射入空气时拟进行实验的数据。
表三：光从空气斜射入玻璃中
序号 入射角 折射角
11 65 37
12 70 39
13 80 41
14 89 42
表四：光从玻璃斜射入中空气
序号 入射角 折射角
15 40
16 50
17 60
18 70
小王分析了表三的数据，结合之前得到的实验结论，认为表四中实验序号_____中拟定的入射角会找不到折射光线，理由是_____。
11．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______。
试卷第1页，共3页
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参考答案
1．显示光路 只有一组数据，结论具有偶然性 将硬纸板 F沿ON向后或向前折 在反射现象中，光路是可逆的
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
3．不变 A2 左侧
4．在水中加入少许牛奶 能 否
5．更好地显示光路 反射 折射 折射角随入射角的增大而增大 小于
6．增大 增大 41.8 a 小于 不能
7．B 反射角等于入射角 使实验结论具有普遍性 不能 同一平面内 两侧 小于 增大 不发生改变 见详解
8．不能 在 左 光的折射现象中，光路是可逆的 不会 D
9．0° 增大 41.8° 小于
10．小于 大于 光在空气和玻璃的界面发生折射时，光路是可逆的 16、17和18 光在空气和玻璃的界面发生折射时，光在玻璃中角度的变化小于空气中角度的变化，当在玻璃中的角度为42度时，空气中的角度为89度，当空气中角度增大到90度时，玻璃中角度应小于43度。反之，当玻璃中角度为50度时，空气中对应的角度应大于90度，不可能
11．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
答案第1页，共2页
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