2026年科学实验活动册八年级上册浙教版第11页答案
活动过程
1. 制作带孔矿泉水瓶并检验其功能。
(1)用尖嘴钳夹住铁钉在酒精灯火焰上加热,然后对准瓶身距离底部约35 mm高度处烫出一个直径约5 mm的孔。
注意
打孔的位置尽可能平整,避开沟槽部位。避免高温的铁钉烫伤人体皮肤。
(2)用剪刀剪出一小段长度为5~10 cm的吸管(直径约5 mm)插入小孔中,接口处用橡皮泥或热熔胶密封并固定。在矿泉水瓶中装满水,拧紧瓶盖时小孔没有水流喷射,拧开瓶盖后,水能从小孔喷射出并形成一段弯曲的水流。
2. 实验操作。
(1)选择一个光照较暗的环境或暗室,将制作好的矿泉水瓶放置在水平实验台上,再将激光笔固定在支架上,放置于矿泉水瓶未打孔一侧,距矿泉水瓶约5 cm的位置。将水槽放置在实验台下方,在矿泉水瓶吸管一侧距离矿泉水瓶约20 cm的位置放置一块光屏,
图1-11 实验装置
(2)用手堵住吸管上的小孔,向瓶中倒入混有1~2滴牛奶的水,拧紧瓶盖。打开激光笔,调整光束方向,使光束恰好穿过吸管,在吸管一侧的
光屏处形成光斑,观察激光在矿泉水瓶中的光路。
(3)拧开瓶盖,使水从小孔流出并形成一段喷射的水流,保持激光始终射向吸管,观察激光离开瓶后沿水流传播的路径,并将路径图绘制在下面方框中。
(4)分析液面高度对光在水流中传播路径以及光斑位置的影响,并结合“拓展研究”的内容解释光沿水流传播的原理。

答案

解:
(3)光路绘制:在方框内绘制从吸管口出发、向下弯曲呈抛物线状的喷射水流,在水流内部绘制连续折线,折线的所有拐点都落在水流的水-空气侧壁界面上,代表光线在界面处发生反射,光线始终不从水流侧壁穿出,沿水流走向传播,最终从水流的末端射出。
(4)液面高度对传播路径和光斑位置的影响:
瓶内液面高度越高,小孔处水的压强越大,喷出水流的初速度越大,水流的弯曲程度越小、水平射程越远,光在水流中的传播路径更长,发生全反射的次数更多,最终光斑的位置距离矿泉水瓶更远、竖直高度更低;
瓶内液面高度逐渐降低时,小孔处水的压强减小,喷出水流的初速度减小,水流的弯曲程度变大、水平射程变短,光在水流中的传播路径更短,发生全反射的次数更少,最终光斑的位置距离矿泉水瓶更近、竖直高度更高。
光沿水流传播的原理:
水属于光密介质,水流外侧的空气属于光疏介质,光在水流内部传播射向水和空气的分界面时,入射角大于光从水射入空气的临界角,发生全反射现象,光无法从水流侧壁射出,只能在水流的两个侧壁之间不断发生全反射,从而沿着弯曲的水流向前传播。