2020-2021学年江苏省宝应县苏科版八年级第一学期物理素养训练第4章-1、光的折射实验(无答案)

2020-2021学年宝应县苏科版八年级第一学期物理
素养训练第4章-1、光的折射实验
1、光从空气斜射入水和玻璃时都会发生折射现象，但是水和玻璃的折射情况会相同吗？为了探究这个问题，小华选择了光屏、透明玻璃砖、水槽、激光电筒等器材进行实验．他在光屏上画出互相垂直的和两条线段并相交于O点，如下图甲所示．
小华将玻璃砖的一个表面与齐平放置，让激光电筒发出的光线从A点到O点入射，他看到了如图乙所示的光路、OC为同一直线，你认为出现光线OC是因为________所致，鉴于本实验的目的，此时最应该记录的两条光线是________．
接下来他要观察光从空气中进入水中的情况，他将光屏竖直放入水槽中，使线段
水平并向水槽中慢慢注水至水面与齐平，入射光线应从A点向O点射入，这是为了保证________，其实本实验小华还考虑了入射光线所在一侧的________相同．小华最终在光屏上记录下了如图丙所示的光路图为水中的折射光线通过分析光路，你认为玻璃和水这两种介质对光的偏折能力较强的是________．
若激光以相同的入射角分别从玻璃和水中斜射入空气中，则________射出的折射光线更远离法线．
如下图所示，将透明的薄壁厚度可忽略不计方形水槽水平放置，固定在水槽底部的激光笔沿图示方向发出一细光束，小彬通过缓慢改变水槽中的水量来探究光的传播现象。

(5)图1水槽中未注水时可在侧壁上A处得到一个光点，注入一定量的水后，光点移至B 处，这是由于光在水面处发生了光的折射现象，此时入射角______角角为折射角，选填“大于”“等于”或“小于”；
(6)为使B处的光点移至C处，则应使水槽中的水量_____，若BC间距离为2cm，则水面高度的变化量___选填“”“”或“”；
(7)如图2所示，小彬将激光笔移至虚线框内向水槽底部照射，为使光束第一次从水面射出后沿DE方向传播，则激光笔照射的方向应满足的条件是____________________________，且激光笔照射在水槽底部的位置必须在区________选填“”“”或“”内。

2、小明到泳池发现池底比不注水时要浅。

小明探究“水中物体的深度和它的像的深度有什么关系”时，利用两个完全相同的小灯泡a和b、刻度尺，实验步骤如下：
A．把灯泡a放在水中某处。

B．将灯泡b放在水面上方，调整其位置，使它的像与灯泡a的像重合。

C．用刻度尺测量灯泡b到水面的距离。

D．将刻度尺竖直插入水中，使看到的零刻度线与灯泡a的像重合，读出刻度尺在水面处的示数。

（1）b的像到水面距离（大于/等于/小于）b到水面距离，a的像到水面的距离（大于/等于/小于）b到水面的距离。

（2）步骤D中，刻度尺在水面处的示数表示（a到水面距离/a的像到水面距离）。

（3）小明每次都从灯泡a的正上方观察，测得灯泡a到水面距离u和
灯泡a的像到水面距离v的对应关系如表所示。

根据表中数据，请在坐标中
描点画出v﹣u的关系图线。

u/mm 30.0 60.0 90.0 120.0 150.0 180.0
v/mm 22.5 45.0 67.5 90.0 112.5 135.0
（4）根据上面的实验结果，看起来水深0.6m的水坑，其实际深度是m，因此看起来不深的水不能贸然下去，以免危险。

3、在探究“光从空气斜射入水和油中时，哪种液体对光的偏折本领较大”的实验中，小明提出如下实验方案：先让一束入射光从空气直接斜射入透明的空水槽中，记录光斑位置(如图甲所示)，接着分别倒入适量的油和水(如图乙所示)，再用一束光斜射入油和水中，记录对应的光斑位置，通过分析就可得到实验结论.
（1）实验时，同学们在水槽底部贴上一把自制纸质刻度尺，这样做的目的是________. （2)经讨论，同学们认为这一方案是可行的，于是进行了探究实验，要实现探究目标，他们应选择图中的（选填字母序号）两图实验
（3）某小组同学根据修改后正确的实验方案进行实验后，所记录的三次光斑的相对位置如图丙所示，经分析可知：光从空气斜射入水和油中时，________对光的偏折本领较大（4）小明根据修改后正确的实验方案进行实验后，丁图中c点为实验C所形成的光斑，请在括号内用字母a标出第一次实验A分别所形成的光斑的对应位置.
4、甲、乙、丙、丁四组同学在实验室做光学实验。

（1）图中是甲组同学设计的探究“光的反射定律”的实验装置，同学们将一张白纸B放在水平桌面上，将一个平面镜A垂直白纸放置，用激光手电贴着______（选填“A”或“B”）照射，经过多次实验并记录下了反射角和入射角的度数如下表。

甲组同学多次实验的目的是：___________________________________。

（2）其他三组同学都探究光的折射规律，乙、丙两组同学根据实验现象作出了光路图。

对比光路图可以发现，当光以相同的入射角斜射入________（选填“相同的”或“不同的”）介质中时，折射角不同。

折射角的大小可能与什么因素有关？同学们展开了热烈的讨论，你的猜想是：折射角的大小可能与_________有关。

（3）丁组同学意外发现：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，如图，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。

①分析以上数据可知光从玻璃射向空气时，折射角随入射角的变化关系是：
_______________。

②光从玻璃斜射向空气时，反射能量随着入射角的增大而________，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：图中的图线_______（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，______（选填“能”或“不能”）发生全反射现象
5、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θ0°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（选填“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，光从空气射入其他介质时，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 ； (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 （填“大”或“小”）；
(5)该同学在得出以上结论后想要继续研究光在其他透明介质的分界面折射时有什么规律。

表中是光在几种不同介质中的传播速度，如图是光在这几种介质中发生折射的光路： 介质 水 玻璃
冰 空气 酒精 光速（m/s ） 2.25×108
2.0×108 2.3×108
3.0×108 2.2×108
综合分析表中的数据和图中的光路图可以得出的结论是：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 （选填“大于”或“小于”或“等于”）入射角。

6、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 ▲ （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24°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“水凸透镜”，与外观尺寸相同的玻璃凸空气中的入射角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°
透镜相比，“水凸透镜”的焦距更▲（大/小）。

7、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。

8、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____________。