19.某同学利用图9所示的实验装置探究光的反射定律和光的折射规律。在玻璃水槽中竖直放置的光屏是由E和F两个半圆形光屏组成的,NM为两半圆的分界线,其中光屏F可绕直径NM前后折转。实验测得的数据如下表所示。


(1)当光从空气射入水中时,传播方向
(2)由表中数据可知,光从空气斜射入水中时,折射角
(3)由表中数据可知,当光从水中以$41°$入射角射入空气中时,折射角为
(1)当光从空气射入水中时,传播方向
不一定
(选填“一定”或“不一定”)发生改变。(2)由表中数据可知,光从空气斜射入水中时,折射角
小于
(选填“大于”“小于”或“等于”)入射角,且折射角随着入射角的增大而增大
。(3)由表中数据可知,当光从水中以$41°$入射角射入空气中时,折射角为
60°
。答案
19. (1)不一定
(2)小于;增大
(3)$60°$
(2)小于;增大
(3)$60°$
解析
【分析】
要解决这道题,需结合光的折射规律和光路可逆原理分析:
1. 第一问:光从空气射入水中分垂直入射和斜射两种情况,垂直入射时传播方向不变,斜射时改变,因此传播方向不一定改变。
2. 第二问:观察实验数据,对比入射角和对应折射角,可得出折射角与入射角的大小关系,以及折射角随入射角的变化规律。
3. 第三问:利用光路可逆性,光的折射光路可逆,即光从空气斜射入水中的入射角和折射角互换时,反过来从水中斜射入空气的角度也互换,由此得出结果。
【解析】
(1) 当光从空气垂直射入水中时,传播方向不改变;当光从空气斜射入水中时,传播方向发生改变,因此光从空气射入水中时,传播方向不一定发生改变。
(2) 由表中数据可知,光从空气斜射入水中时,入射角为30°、40°、50°、60°,对应的折射角为22°、29°、35°、41°,可见折射角小于入射角;且入射角增大时,折射角也随之增大。
(3) 根据光路可逆原理,当光从空气斜射入水中时,入射角60°对应折射角41°,因此光从水中以41°入射角射入空气中时,折射角为60°。
【答案】
(1)不一定;(2)小于;增大;(3)60°
【知识点】
光的折射规律,光路可逆原理
【点评】
本题围绕光的折射定律展开,通过实验数据考查对折射角与入射角关系的理解,以及光路可逆的应用,属于基础实验题,重点考查学生对实验数据的分析能力和规律的运用能力。
【难度系数】
0.6
要解决这道题,需结合光的折射规律和光路可逆原理分析:
1. 第一问:光从空气射入水中分垂直入射和斜射两种情况,垂直入射时传播方向不变,斜射时改变,因此传播方向不一定改变。
2. 第二问:观察实验数据,对比入射角和对应折射角,可得出折射角与入射角的大小关系,以及折射角随入射角的变化规律。
3. 第三问:利用光路可逆性,光的折射光路可逆,即光从空气斜射入水中的入射角和折射角互换时,反过来从水中斜射入空气的角度也互换,由此得出结果。
【解析】
(1) 当光从空气垂直射入水中时,传播方向不改变;当光从空气斜射入水中时,传播方向发生改变,因此光从空气射入水中时,传播方向不一定发生改变。
(2) 由表中数据可知,光从空气斜射入水中时,入射角为30°、40°、50°、60°,对应的折射角为22°、29°、35°、41°,可见折射角小于入射角;且入射角增大时,折射角也随之增大。
(3) 根据光路可逆原理,当光从空气斜射入水中时,入射角60°对应折射角41°,因此光从水中以41°入射角射入空气中时,折射角为60°。
【答案】
(1)不一定;(2)小于;增大;(3)60°
【知识点】
光的折射规律,光路可逆原理
【点评】
本题围绕光的折射定律展开,通过实验数据考查对折射角与入射角关系的理解,以及光路可逆的应用,属于基础实验题,重点考查学生对实验数据的分析能力和规律的运用能力。
【难度系数】
0.6
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