14. 为了探究光从空气中斜射入各种介质时折射角的大小与哪些因素有关,创新实验小组的同学们利用激光笔、玻璃砖、水、光具盘等进行了如图所示的实验探究,先让光从空气中斜射入玻璃砖中,分别测出入射角和折射角的大小,记录在下表中。

|实验序号|介质种类|入射角/°|折射角/°|
| ---- | ---- | ---- | ---- |
|1|水|60|40.5|
|2|透明树脂|60|35.3|
|3|透明树脂|45|28.1|
|4|透明树脂|30|19.5|
|5|玻璃|60|31.7|
(1)如图所示是某次实验时的情形,此次实验的入射角是°。

(2)分析序号为的三次实验数据,可初步得出结论:光从空气斜射入某种透明介质中时,折射角随入射角的减小而。
(3)分析序号为1、2、5的三次实验数据可知,当入射角相同时,光从空气斜射入玻璃中的折射角(填“大于”“小于”或“等于”)光从空气斜射入水中的折射角,因此,光从空气斜射入其他介质时,折射角大小还与有关。和水相比,玻璃对光的折射本领较(填“强”或“弱”)。

14.(1)30
(2)2、3、4 减小
(3)小于 介质种类 强

【分析】
本题考查光的折射规律的实验探究，需结合入射角定义、控制变量法分析实验数据。
(1) 入射角是入射光线与法线的夹角，结合实验对应数据可确定此次实验的入射角；
(2) 探究折射角与入射角的关系时，需控制介质种类不变，改变入射角，据此选择实验序号并分析数据变化；
(3) 对比入射角相同、介质不同的实验数据，分析折射角的差异，进而得出折射角的影响因素及不同介质的折射本领强弱。
【解析】
(1) 根据入射角的定义：入射角是入射光线与法线的夹角，结合实验数据可知，此次实验的入射角为30°；
(2) 要探究折射角随入射角的变化关系，需保持介质种类相同，因此选择介质均为透明树脂的2、3、4组数据；分析这三组数据：入射角从60°减小到45°再到30°，对应的折射角从35.3°减小到28.1°再到19.5°，因此可得结论：光从空气斜射入某种透明介质中时，折射角随入射角的减小而减小；
(3) 对比序号1（介质为水，入射角60°，折射角40.5°）和序号5（介质为玻璃，入射角60°，折射角31.7°）的实验数据，可知当入射角相同时，光从空气斜射入玻璃中的折射角小于斜射入水中的折射角；由此说明光从空气斜射入其他介质时，折射角大小还与介质种类有关；相同入射角下，玻璃的折射角更小，说明玻璃对光的偏折程度更大，即折射本领比水强。
【答案】
(1)30；(2)2、3、4；减小；(3)小于；介质种类；强
【知识点】
光的折射规律；控制变量法；折射角的影响因素
【点评】
本题通过实验探究光的折射规律，重点考查控制变量法的应用，要求学生能准确分析实验数据、总结实验结论，属于初中物理光学部分的基础实验题，注重对实验探究能力的考查。
【难度系数】
0.6

15. 在“探究光从空气斜射入水和油中时，哪种液体对光的偏折本领较大”的实验中，小明提出如下实验方案：先让一束入射光从空气斜射入透明的空水槽中，记录光斑位置（如图甲所示），接着在水槽中分别倒入水和油，记录对应的光斑位置，再通过分析就可得到实验结论。经讨论，同学们认为这一方案是可行的，于是进行了探究实验。

(1)要实现探究目标，他们应选择图乙中的（填字母序号）两图做实验。
(2)由A、D两图的实验（填“能”或“不能”）得出结论，原因是。
(3)某小组同学正确实验后，所记录的三次光斑的相对位置如图丙所示。经分析可知：光从空气斜射入水和油中时，对光的偏折本领较大。

15.(1)B、D
(2)不能 水面与油面的高度不同
(3)油

【分析】
要探究水和油对光的偏折本领，需运用控制变量法，保证入射光的入射角、液面高度等变量一致，才能通过光斑位置变化判断偏折程度。需逐一分析各图的变量控制情况，结合实验要求推导结论。
【解析】
（1）探究液体对光的偏折本领，需控制入射光的入射角相同、液面高度相同。图乙中，B和D的入射光角度一致，液面高度相同，分别为水和油，符合实验的控制变量要求，因此选B、D。
（2）A、D两图中，液体种类不同，但液面高度也不同，存在两个不同变量，不符合控制变量法的单一变量原则，因此不能得出结论。
（3）光从空气斜射入液体时，偏折程度越大，光斑偏离原位置越远。从丙图的光斑相对位置可知，油对应的光斑偏折程度更大，说明油对光的偏折本领较大。
【答案】
(1)B、D；(2)不能；水面与油面的高度不同；(3)油
【知识点】
光的折射；控制变量法
【点评】
本题通过探究实验考查光的折射规律的应用，核心是控制变量法的正确使用，需明确实验中需保持的不变量，才能准确分析实验结果，是初中光学的典型探究题。
【难度系数】
0.6

16. 阅读短文，回答问题。
光的全反射
一束激光从某种玻璃斜射向空气中（如图甲所示）时，保持入射点不动，改变入射角
（每次增加0.2°），当入射角增大到41.8°时，折射光线消失，只存在入射光线与反射光线，这种现象叫作光的全反射。发生这种现象时的入射角叫作这种物质的临界角。当入射角大于临界角时，只发生反射，不发生折射。

（第16题图）
(1)上述玻璃的临界角是。
(2)折射光线消失后反射光线的亮度会增强，其原因是折射光线消失后，入射光线几乎全部被。
(3)当光从空气中射向玻璃中时，（填“会”或“不会”）发生光的全反射现象。
(4)一个三棱镜由上述玻璃构成，让一束光垂直于玻璃三棱镜的一个面射入（如图乙所示），请在图中完成这束入射光的光路图。

16.(1)41.8°
(2)反射
(3)不会
(4)如图所示：
【解析】(1)根据题意可知,当入射角为41.8°时,折射光线消失了,所以这种玻璃的临界角为41.8°。
(2)当入射光线从一种介质斜射入另一种介质时,会发生折射,同时也发生反射,所以反射光线要比入射光线暗一些。光从小于临界角向临界角靠近,当折射光线消失后,发生了全反射,光线全部变为反射光线,所以反射光线亮度增强了。
(3)光只有从水或玻璃斜射向空气中时,才会发生全反射,所以当光从空气射向玻璃中时,折射光线不可能完全消失。
(4)光从空气进入玻璃中时,因为是垂直照射,所以方向不变;当光从玻璃斜射入空气中时,其入射角为45°,大于临界角,所以发生全反射,最终要从玻璃垂直射向空气中。

【分析】
1. 第(1)问：根据题目中“当入射角增大到41.8°时，折射光线消失，此时的入射角叫作这种物质的临界角”，直接提取对应数值即可。
2. 第(2)问：全反射时折射光线消失，入射光线几乎全部转化为反射光线，因此反射光线亮度增强，原因是入射光线几乎全部被反射。
3. 第(3)问：全反射的前提是光从光密介质斜射入光疏介质，空气是光疏介质、玻璃是光密介质，光从空气到玻璃不满足该条件，故不会发生全反射。
4. 第(4)问：光垂直入射三棱镜界面时传播方向不变；到达斜边时入射角为45°，大于临界角41.8°，发生全反射，据此绘制光路。
【解析】
(1) 由题意可知，当入射角为41.8°时，折射光线消失，此时的入射角即为玻璃的临界角，因此玻璃的临界角是41.8°。
(2) 光从玻璃斜射入空气时，原本同时发生折射和反射；折射光线消失后发生全反射，入射光线几乎全部被反射，所以反射光线的亮度会增强。
(3) 全反射的发生条件是光从光密介质斜射入光疏介质，空气是光疏介质，玻璃是光密介质，光从空气射向玻璃时不满足该条件，因此不会发生光的全反射现象。
(4) 光路绘制：① 光垂直入射三棱镜的竖直直角边，传播方向不变进入玻璃；② 光在玻璃内到达斜边时，入射角为45°，大于临界角41.8°，发生全反射，反射光线垂直向下射出，光路如图所示：
【答案】
(1)41.8°；(2)反射；(3)不会；(4)如图所示：
【知识点】
光的全反射、光的折射、光的反射
【点评】
本题考查光的全反射的概念、条件及光路绘制，需准确理解全反射的定义和发生条件，结合几何角度分析光路，属于基础应用类题目。
【难度系数】
0.5