初中物理光的折射规律的应用实验题

利用激光笔和水槽等器材观察光从空气进入水中发生的折射现象，如图是光束在空气和水中传播的径迹。请完成下列问题：

（1）请在图中标出入射角和折射角。

（2）为了提高光在水中传播径迹的可见度，可采取的措施有① 　　； ② 　　。

如图1所示，为探究光折射时的特点，小华将一束激光射至空水槽底部的 $P$点，形成一个光斑，然后向水槽内慢慢注水，水槽底部光斑的位置将　       　（填“向左移动”“向右移动”或“不动”）。为了显示光的传播路径，小华自制了如图2所示的可折转光屏，利用它可以验证折射光线、入射光线和法线是否在　      　。

让一束光从某介质以不同角度射入空气中，观察光束在介质和空气中的径迹变化，得到光速在介质中的入射角 $i$及其正弦值 $\sin i$、折射角 $r$及其正弦值 $\sin r$的值如下表所示。从探究中我们可以得出：折射角总是　　入射角（选填“小于”、“等于”或“大于” $)$；采用多次测量求平均值的方法我们可以得到折射角的正弦与入射角的正弦之比等于　　（保留两位小数）。

次数 数据 物理量	1	2	3	4	5	6
$i$	$10°$	$20°$	$30°$	$40°$	$50°$	$60°$
$\sin i$	0.174	0.342	0.5	0.643	0.766	0.866
$r$	$15.1°$	$30.9°$	$48.7°$	$76.5°$	$------$	$-----$
$\sin r$	0.26	0.513	0.751	0.972	$------$	$-----$

小明探究“光的折射规律”时，做了两个实验，如图所示。对比两图，你有什么发现？　                    　。根据这两幅图，请你提出一个有探究价值的问题：　                          　。

如图所示为“探究光的反射定律”的实验装置。

（1）小强在用该实验装置进行实验时，除了要用到铁架台、可折转光屏和量角器外，还要用到　　和　　。

（2）小强用到的实验器材中，可折转光屏可以非常方便地绕轴线 $\mathit{ON}$向前或向后折转。这个实验中，小强选用可折转光屏的目的是为了探究反射光线是否在　　所决定的平面内。

（3）小强通过实验测得的数据如表一。

表一	实验次数	入射角 $/°$	反射角 $/°$
	1	30.0	29.8
	2	50.0	50.0
	3	70.0	70.3

分析表中的数据，可以得出的实验结论是：光反射时，　　。

（4）通过实验，小刚测得的数据如表二。

	实验次数	入射角 $/°$	反射角 $/°$
	1	30.0	28.8
	2	50.0	49.0
	3	70.0	69.2

据此他得出了“反射角小于入射角”的结论。

进行交流时，发现他的结论与其他组的结论不同，小刚又反复进行了多次测量，确定自己从读数到分析论证得出的结论都没有问题。

导致小刚得出“反射角小于入射角”的原因可能是：　　。

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NN′和MM′两条线段并相交于O点，如图甲所示。

（1）小华将玻璃砖的一个表面与MM′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（AO、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　      。

（2）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MM′水平）并向水槽中慢慢注水至水面与MM′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。

（3）小华最终在光屏上记录下了如丙所示的光路图（OE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　   　。

（4）若激光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。

同学们学习了“光的折射”后，知道了光从空气斜射入玻璃中时，折射角小于入射角，入射角增大，折射角也增大。那么当光从空气斜射入玻璃中时，折射角与入射角大小是否成正比呢？

【建立猜想】折射角与入射角大小可能成正比。

【实验探究】同学们测得了四组实验数据。

第2次实验如图所示，请将实验数据填入表格中。

实验序号	1	2	3	4
入射角	$20°$	$40°$	$60°$	$80°$
折射角	$13°$	$25°$	$35°$	$41°$

【实验结论】折射角与入射角大小　　（选填“成正比”或“不成正比” $)$。

【评价与交流】根据实验数据，还可以得出的结论是　　。

如图所示的实验装置，可以用来研究光从水中斜射到与空气的分界面时所发生的光现象。

（1）使入射角 $i$ 在一定范围内由小变大，会发现折射角 $\gamma$ 　    　（填写变化规律），且折射角总是大于相应的入射角；

（2）当入射角 $i$ 增大到某一值时，折射角 $\gamma$ 会达到最大值，该最大值是 　　；

（3）若继续增大入射角 $i$ ，将会发现不再有 　　光线，而只存在 　　光线。

【浙江省湖州市2015年中考科学试题物理部分】小明喝水时，偶然发现透过水面看不见玻璃水杯外侧的手指，他感到很惊奇；玻璃和水都是透明物质，为什么光却不能透过呢？小明决定找出原因，下面是小明的探究过程：
根据光经过的路径，首先想到了这种现象与光的折射有关，为此他根据光从水中射向空气的光路进行了推测，如下图，光从水中射向空气时，折射角大于人射角，当入射角逐渐增大时，折射角也逐渐增大，那么，当人射角增大到某一值时，会不会…

（1）小明的推测是                                                 。
（2）小明为了验证自己的推测，进行了如下图所示的实验，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。

（3）当光从空气射向水中时，也会出现“看不见”的现象吗？说出你的观点并解释：            。

一束光线从水中射向空气的光路如图所示，这束光线在水与空气的界面时发生了反射与折射，则入射光线是        ，折射光线是         ，反射角是           。

如图所示为研究光的反射规律的实验装置，其中O点为入射点，ON为法线，面板上每一格对应的角度均为10°．实验时，当入射光为AO时，反射光为OB；当入射光为CO时，反射光为OD；当入射光为EO时，反射光为OF．请完成下列表格的填写．

实验序号	入射光线	入射角	反射角
1	AO	50°
2	CO	40°
3	EO	20°

分析上述数据可得出的初步结论是：　　　　　　　　　　　．

现在，一些大厦都用许多大块的镀膜玻璃做外墙（俗称“玻璃膜墙”）.这种外墙既能透射光线也能反射光线.
（1）如图所示三幅图中，哪幅图能真实反反映太阳光线通过玻璃膜墙进入室内的传播途径.答：___________（填选项中的字母）

（2）小明同学路过某大厦楼前，从侧面往玻璃膜墙看去，发现该大厦前的旗杆在玻璃膜墙中的像有错位现象，如图所示.他经过分析，认为产生这种错位现象的主要原因是上下两块之间镀膜玻璃不在同一竖直平面所造成的.请你利用简易器材，运用模拟的方法设计一个实验来验证它，要求写出这个实验所需器材和简述实验过程.

（3）玻璃膜墙会给人们带来哪些负面影响？请举一例。
答：______________________________________________________.