小明做了如下实验:照图那样,让一束光沿半圆形玻璃砖的半径射到直边上,可以看到一部分光线从玻璃砖的直边上折射到空气中,此时折射角 入射角,另一部分光反射玻璃砖内.逐渐增大光的入射角,将看到折射光线离法线越来越 ,而且越来越弱,反射光越来越强.当入射角增大到某一角度,使折射角达到90°时, 光线就消失了,只剩下 光线.他把这个发现与小刚进行了交流,最后他们去请教老师,老师告诉他们这种现象叫做全反射.折射角变成了90°时的入射角,叫临界角.他又用水进行了实验,得出了同样的结论.
(1)根据小明和小刚的探究,判断下列说法是否正确(填“√”或“×”)
①当光以任何角度从玻璃射到空气中时都能发生全反射 ;
②当光从空气射到水中时,也会发生全反射 .
(2)根据上面小明的探究和已经学过的知识,请你总结一下发生全反射的条件是:
① ;② .
在研究光的折射时,小明知道了光从空气斜射入水中时,折射角小于入射角;光从水斜射入空气中时,折射角大于入射角。小明想:光在其他透明介质的分界面发生折射时有什么规律呢?即什么条件下折射角小于入射角,什么条件下折射角大于入射角?为了研究这个问题,他在老师的指导下做了如下实验:让一激光手电筒射出的光束从水斜射入玻璃,再从玻璃依次斜射入冰、空气中,其光路如图1所示。然后老师又告诉他光在一些透明介质中的传播速度,如图2所示,试回答:
(1)针对小明提出的问题,仔细观察图1中的光路,对照图2中的数据进行分析,你能得出什么结论?
(2)根据你得出的结论,请在图3中画出光由玻璃斜射入酒精时,折射光线的大致位置。
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: 。
在探究光的折射规律时,从水面上方看水中的物体变浅了,为了确定水物体所成像的位置,某学习小组进行了如下探究:
A、把一个小灯泡a放在水中某处,观察灯泡所成像的位置.
B、将另一个相同的小灯泡b放在水面上方,调速其位置,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.
(1)测量时,把刻度尺的零刻度线对准灯泡b,水面处对应的刻度如图甲所示,则灯泡b到水面的距离为
mm.
(2)灯泡a的像到水面的距离与灯泡b到水面的距离一定相等,依据是平面镜所成的像 .
A、是虚像
B、和物体大小相等
C、和物体到镜面的距离相等
D、和物体的连线与镜面垂直
(3)测量时,如果直接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,则刻度尺在水面处的示数表示 .
(4)某小组实验时,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的对应关系如下表所示:
u/mm |
30.0 |
60.0 |
90.0 |
120.0 |
150.0 |
180.0 |
v/mm |
23.0 |
45.0 |
67.0 |
90.0 |
113.0 |
134.0 |
根据表中数据,请在图乙坐标中描点作出v﹣u的关系图线,由图线可知,v和u的定量关系是 .
(1)如图甲所示,用弹簧测力计水平拉动木块,使它沿着水平的长木板做匀速直线运动,木块在水平木板上受到的滑动摩擦力的大小等于 ,要研究滑动摩擦力的大小与接触面所受压力的关系,一定要保持接触面的粗糙程度相同,改变木块对长木板的压力,这种研究问题的思维方法运用在许多物理实验中,请列举一例: .
(2)如图乙所示,在“探究光折射时的特点”的实验中,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?你的猜想是: .
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,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,因此折射光线不能消失,则 (选填“能”或“不能”)发生全反射现象.
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:
⑴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____(大于/等于/小于)入射角;当光从空气垂直射到水面时,折射角等于零.
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.
⑵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:_____________.
小雨在吃烤肉串时,偶然发现了一个现象:通过烤炉上方看对面的人,感觉对面的人好像在晃动.为什么会出现这种现象呢?小雨根据学过的知识进行分析:火炉上方的空气被加热后,变得不均匀,此时它的疏密程度会不断发生变化,光进入这种不均匀的热空气,传播方向就不一定是沿直线的了,因此看起来感觉对面的人在晃动.为了验证这种分析是否正确,回到家后,小雨利用一支激光笔、一个装有酒精的浅盘及火柴进行了如下的探究.
(1)如图所示,将激光笔固定在小桌上沿水平方向照射,看到墙面上有一红色光点保持不动,这个现象 ▲ (“能”或“不能”)说明此时光在均匀的空气中沿直线传播.
(2)如果要让这束红光穿过不均匀的空气,接下来小雨的做法应该是: ▲ .
(3)如果小雨的分析是正确的,他观察到的现象应该是: ▲ .
研究凸透镜成像的实验中:
(1)光具座上应放有凸透镜、光屏和蜡烛, 应放在其它两种器材之间;为了使烛焰的像成在光屏的中央,要调整凸透镜和光屏的高度,使它们的中心 。
(2)当光屏上得到一个清晰,缩小的实像时,蜡烛的位置应在透镜的 ;若想得到一个清晰放大的实像,蜡烛应向 方向移动。像的大小是逐渐变 ;如无论怎样移动光屏都不能接收到蜡烛的像,说明蜡烛处在 的范围了。
(3)利用凸透镜在光屏上已得到蜡烛清晰的像,若此时用黑纸遮住透镜的下半部分,则光屏上的像( )
A.上半部分没有了 | B.下半部分没有了 | C.像缩小了 | D.像变暗了 |
在探究“凸透镜成像规律”的实验中:
(1)我们需要让蜡烛、凸透镜、光屏的中心在同一高度,这样做的目的是 .
(2)其中的一次实验情景如图所示,凸透镜的焦距是15cm,为了得到清晰的像,光屏应向 透镜的方向移动(“远离”或“靠近”).