10. 小聪在探究光的折射规律实验中,让光从空气分别射入水和玻璃中,测出相应的入射角、折射角,记录在表格中,分析数据,可以得出:
|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o/°|0|19|28|35|


(1)光从一种介质垂直射入另一种介质时,传播方向
(2)光从空气斜射入其他介质时,折射角随入射角的增大而
(3)光以28°的入射角从玻璃射向空气时,折射角大小为
(4)分析表中数据猜想,光从水中斜射入空气中,逐渐增大入射角,
(5)小聪对实验进行拓展,保证入射光传播方向不变,若把容器的右侧略微抬高,折射角
|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o/°|0|19|28|35|
(1)光从一种介质垂直射入另一种介质时,传播方向
不变
;(2)光从空气斜射入其他介质时,折射角随入射角的增大而
增大
;(3)光以28°的入射角从玻璃射向空气时,折射角大小为
45°
;(4)分析表中数据猜想,光从水中斜射入空气中,逐渐增大入射角,
折射角
(选填“入射角”或“折射角”)先达到90°;(5)小聪对实验进行拓展,保证入射光传播方向不变,若把容器的右侧略微抬高,折射角
不变
(选填“变大”“变小”或“不变”)。答案
(1)不变 (2)增大 (3)45° (4)折射角 (5)不变
解析
【分析】
1. 对于第(1)问,观察表格中入射角为0°(垂直入射)时的折射角数据,可直接得出光垂直入射时的传播方向变化情况;
2. 第(2)问,对比表格中入射角增大时,水和玻璃中折射角的变化趋势,总结折射角随入射角的变化规律;
3. 第(3)问,利用光的折射中光路可逆的原理,结合表格中光从空气以45°入射角射入玻璃时的折射角数据,反向推导光从玻璃射向空气的折射角;
4. 第(4)问,根据表格中光从空气斜射入水时折射角小于入射角的规律,结合光路可逆,分析光从水斜射入空气时折射角与入射角的大小关系,进而判断哪个角先达到90°;
5. 第(5)问,考虑容器右侧抬高后,水的液面仍保持水平,入射角不变,根据折射规律判断折射角的变化。
【解析】
(1) 由表格数据可知,当空气中的入射角$i = 0°$(垂直入射)时,水中的折射角$r$和玻璃中的折射角$o$均为0°,说明光从一种介质垂直射入另一种介质时,传播方向不变;
(2) 观察表格数据,当空气中的入射角从30°增大到60°时,水中的折射角从22°增大到40°,玻璃中的折射角从19°增大到35°,由此可得:光从空气斜射入其他介质时,折射角随入射角的增大而增大;
(3) 根据光的折射光路可逆原理,表格中显示光从空气以45°的入射角射入玻璃时,折射角为28°,因此光以28°的入射角从玻璃射向空气时,折射角大小为45°;
(4) 由表格数据可知,光从空气斜射入水中时,折射角小于入射角,根据光路可逆,光从水中斜射入空气中时,折射角大于入射角,因此逐渐增大入射角时,折射角的增长幅度更大,折射角先达到90°;
(5) 把容器的右侧略微抬高,由于水具有流动性,液面仍保持水平,入射光线与法线的夹角(入射角)不变,根据光的折射规律,折射角不变。
【答案】
(1) 不变
(2) 增大
(3) 45°
(4) 折射角
(5) 不变
【知识点】
光的折射规律、光路可逆性
【点评】
本题通过实验数据探究光的折射规律,既考查了对基础折射规律的理解,又涉及光路可逆原理的应用和实验情境的分析,需要学生结合表格数据进行推理,注重培养数据分析能力和知识迁移应用能力。
【难度系数】
0.7
1. 对于第(1)问,观察表格中入射角为0°(垂直入射)时的折射角数据,可直接得出光垂直入射时的传播方向变化情况;
2. 第(2)问,对比表格中入射角增大时,水和玻璃中折射角的变化趋势,总结折射角随入射角的变化规律;
3. 第(3)问,利用光的折射中光路可逆的原理,结合表格中光从空气以45°入射角射入玻璃时的折射角数据,反向推导光从玻璃射向空气的折射角;
4. 第(4)问,根据表格中光从空气斜射入水时折射角小于入射角的规律,结合光路可逆,分析光从水斜射入空气时折射角与入射角的大小关系,进而判断哪个角先达到90°;
5. 第(5)问,考虑容器右侧抬高后,水的液面仍保持水平,入射角不变,根据折射规律判断折射角的变化。
【解析】
(1) 由表格数据可知,当空气中的入射角$i = 0°$(垂直入射)时,水中的折射角$r$和玻璃中的折射角$o$均为0°,说明光从一种介质垂直射入另一种介质时,传播方向不变;
(2) 观察表格数据,当空气中的入射角从30°增大到60°时,水中的折射角从22°增大到40°,玻璃中的折射角从19°增大到35°,由此可得:光从空气斜射入其他介质时,折射角随入射角的增大而增大;
(3) 根据光的折射光路可逆原理,表格中显示光从空气以45°的入射角射入玻璃时,折射角为28°,因此光以28°的入射角从玻璃射向空气时,折射角大小为45°;
(4) 由表格数据可知,光从空气斜射入水中时,折射角小于入射角,根据光路可逆,光从水中斜射入空气中时,折射角大于入射角,因此逐渐增大入射角时,折射角的增长幅度更大,折射角先达到90°;
(5) 把容器的右侧略微抬高,由于水具有流动性,液面仍保持水平,入射光线与法线的夹角(入射角)不变,根据光的折射规律,折射角不变。
【答案】
(1) 不变
(2) 增大
(3) 45°
(4) 折射角
(5) 不变
【知识点】
光的折射规律、光路可逆性
【点评】
本题通过实验数据探究光的折射规律,既考查了对基础折射规律的理解,又涉及光路可逆原理的应用和实验情境的分析,需要学生结合表格数据进行推理,注重培养数据分析能力和知识迁移应用能力。
【难度系数】
0.7
11. 人在B处观察到一个彩色玻璃球沉在水池底A处,如图所示。B处用激光射到玻璃球上,则激光应对着(
A. A点
B. A点的上方些
C. A点的下方些
D. A点的左侧

A
)A. A点
B. A点的上方些
C. A点的下方些
D. A点的左侧
答案
A
解析
【分析】
首先明确人看到池底A处玻璃球的原理:玻璃球反射的光从水中斜射入空气中时,折射角大于入射角,人眼逆着折射光线看到的是A的虚像,虚像位置比实际A偏高。现在要从B处用激光射到实际的A处,根据光路可逆原理,当激光从空气斜射入水中时,其折射光路与玻璃球反射光的入射光路可逆,所以只需对着看到的A点(虚像位置)发射激光,激光经折射后会准确射到真实的A处的玻璃球上。
【解析】
人在B处观察到池底A处的玻璃球,是由于玻璃球反射的光线从水中斜射入空气中发生折射,折射角大于入射角,人眼逆着折射光线的反向延长线看到的是A点的虚像,虚像位置比实际A点偏高。
根据光路可逆原理,若从B处用激光射向看到的A点(虚像位置),激光从空气斜射入水中时,折射光线会沿原反射光的入射路径传播,最终射到实际的A处玻璃球上。因此激光应对着A点,故选A。
【答案】
A
【知识点】
光的折射规律、光路可逆原理
【点评】
本题通过实际场景考查光的折射规律与光路可逆的应用,核心是理解水中物体虚像的成因,以及利用光路可逆性确定激光的入射方向,需要学生能将光的折射规律与可逆性结合分析问题。
【难度系数】
0.6
首先明确人看到池底A处玻璃球的原理:玻璃球反射的光从水中斜射入空气中时,折射角大于入射角,人眼逆着折射光线看到的是A的虚像,虚像位置比实际A偏高。现在要从B处用激光射到实际的A处,根据光路可逆原理,当激光从空气斜射入水中时,其折射光路与玻璃球反射光的入射光路可逆,所以只需对着看到的A点(虚像位置)发射激光,激光经折射后会准确射到真实的A处的玻璃球上。
【解析】
人在B处观察到池底A处的玻璃球,是由于玻璃球反射的光线从水中斜射入空气中发生折射,折射角大于入射角,人眼逆着折射光线的反向延长线看到的是A点的虚像,虚像位置比实际A点偏高。
根据光路可逆原理,若从B处用激光射向看到的A点(虚像位置),激光从空气斜射入水中时,折射光线会沿原反射光的入射路径传播,最终射到实际的A处玻璃球上。因此激光应对着A点,故选A。
【答案】
A
【知识点】
光的折射规律、光路可逆原理
【点评】
本题通过实际场景考查光的折射规律与光路可逆的应用,核心是理解水中物体虚像的成因,以及利用光路可逆性确定激光的入射方向,需要学生能将光的折射规律与可逆性结合分析问题。
【难度系数】
0.6
12. 在“探究光折射时的特点”实验中,让光源发出的一束光从水中以不同的角度射入空气,观察到光束在水中和空气中的径迹如图所示。回答以下问题(填字母):
(1)此现象说明______。
A. 光路可逆
B. 光在水面只发生了折射
C. 光在水面只发生了反射
D. 光在水面既发生了折射,又发生了反射
(2)增大这一束光与竖直方向的夹角,发现射入空气的光的径迹与竖直方向的夹角也增大,此现象说明______。
A. 入射角增大,折射角减小
B. 入射角增大,折射角增大
C. 折射角的大小与入射角的大小成正比
D. 折射角的变化值与入射角的变化值相等
(3)让这一束光垂直于水面射入空气,传播方向______。
A. 向右偏
B. 向左偏
C. 不偏

(1)
(2)
(3)
(1)此现象说明______。
A. 光路可逆
B. 光在水面只发生了折射
C. 光在水面只发生了反射
D. 光在水面既发生了折射,又发生了反射
(2)增大这一束光与竖直方向的夹角,发现射入空气的光的径迹与竖直方向的夹角也增大,此现象说明______。
A. 入射角增大,折射角减小
B. 入射角增大,折射角增大
C. 折射角的大小与入射角的大小成正比
D. 折射角的变化值与入射角的变化值相等
(3)让这一束光垂直于水面射入空气,传播方向______。
A. 向右偏
B. 向左偏
C. 不偏
(1)
D
(2)
B
(3)
C
答案
(1)D (2)B (3)C
解析
【分析】
(1)先观察题图中的光线径迹,可看到水面处既有返回水中的光线,又有进入空气的光线,以此判断光在水面发生的现象;
(2)明确入射角是入射光线与法线(竖直方向为法线)的夹角,折射角是折射光线与法线的夹角,结合入射角增大时折射角的变化情况分析选项;
(3)根据光的折射规律中垂直入射的特殊情况,判断光的传播方向。
【解析】
(1)由图可知,光从水中射入空气时,在水面处同时存在回到水中的反射光线和进入空气的折射光线,说明光在水面既发生了折射,又发生了反射,故选D;
(2)入射光与竖直方向的夹角为入射角,射入空气的光与竖直方向的夹角为折射角,当入射角增大时,折射角也随之增大。A选项结论错误;C选项中折射角与入射角并非成正比关系;D选项中折射角的变化值和入射角的变化值不相等,故选B;
(3)根据光的折射规律,当光垂直于水面射入空气时,光的传播方向不发生偏转,故选C。
【答案】
(1)D;(2)B;(3)C
【知识点】
光的折射规律、光的反射现象
【点评】
本题考查光的折射与反射的特点,需结合实验现象和折射规律分析,明确入射角、折射角的定义是解题核心。
【难度系数】
0.6
(1)先观察题图中的光线径迹,可看到水面处既有返回水中的光线,又有进入空气的光线,以此判断光在水面发生的现象;
(2)明确入射角是入射光线与法线(竖直方向为法线)的夹角,折射角是折射光线与法线的夹角,结合入射角增大时折射角的变化情况分析选项;
(3)根据光的折射规律中垂直入射的特殊情况,判断光的传播方向。
【解析】
(1)由图可知,光从水中射入空气时,在水面处同时存在回到水中的反射光线和进入空气的折射光线,说明光在水面既发生了折射,又发生了反射,故选D;
(2)入射光与竖直方向的夹角为入射角,射入空气的光与竖直方向的夹角为折射角,当入射角增大时,折射角也随之增大。A选项结论错误;C选项中折射角与入射角并非成正比关系;D选项中折射角的变化值和入射角的变化值不相等,故选B;
(3)根据光的折射规律,当光垂直于水面射入空气时,光的传播方向不发生偏转,故选C。
【答案】
(1)D;(2)B;(3)C
【知识点】
光的折射规律、光的反射现象
【点评】
本题考查光的折射与反射的特点,需结合实验现象和折射规律分析,明确入射角、折射角的定义是解题核心。
【难度系数】
0.6
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