實(shí)驗(yàn)04 探究光的折射特點(diǎn)（原卷版）

實(shí)驗(yàn)04探究光的折射特點(diǎn)基礎(chǔ)考點(diǎn)梳理1.實(shí)驗(yàn)?zāi)康模禾骄抗獾恼凵涮攸c(diǎn)。2.實(shí)驗(yàn)器材：激光筆、水槽、一個(gè)可折轉(zhuǎn)的光屏、一塊玻璃磚、刻度尺、量角器、支架等。（1）玻璃磚(或水)：發(fā)生光的折射。（2）激光筆：發(fā)出光（光學(xué)）。（3）可折轉(zhuǎn)的光屏：探究反射光線、入射光線和法線是否在同一平面。3.實(shí)驗(yàn)步驟步驟①如圖所示，讓光從空氣進(jìn)入水中，觀察折射光線、入射光線、法線之間的位置關(guān)系。步驟②比較折射角與入射角的大小。步驟③改變?nèi)肷浣堑拇笮。^察折射角的變化情況。步驟④換用玻璃磚，將上面的實(shí)驗(yàn)過(guò)程重復(fù)一次。步驟=5\*GB3⑤讓光從水中斜射到空氣中，觀察入射角和折射角的變化。4.實(shí)驗(yàn)結(jié)論(1)三線共面：折射光線與入射光線、法線在同一平面上。(2)兩線異側(cè)；折射光線和入射光線分居于法線的兩側(cè)。(3)角不等：折射角不等于入射角(空氣中角大)A.光從空氣斜射入水或其他介質(zhì)中時(shí)，折射角小于入射角，屬于近法線折射。B.光從水中或其他介質(zhì)斜射入空氣中時(shí)，折射角大于入射角，屬于遠(yuǎn)法線折射。5.實(shí)驗(yàn)補(bǔ)充（1）光能射入某種介質(zhì)，則這種介質(zhì)一定是透明的。否則光只會(huì)被反射。（2）在兩種介質(zhì)的交界面上，如果是透明的介質(zhì)交界面會(huì)發(fā)生兩種光現(xiàn)象：折射和反射。如果介質(zhì)不是透明的，比如鋼板等等，就只會(huì)發(fā)生“反射”。（3）光的折射傳播方向一般會(huì)發(fā)生變化，但特殊情況下，光垂直入射時(shí)，傳播方向?qū)⒉蛔兓簿褪钦f(shuō)，折射不一定都“折”?。?）在光的折射中角的變化規(guī)律:折射角隨著入射角的增大而增大，減小而減小。（5）在光的折射過(guò)程中，光路是可逆的。（6）我們會(huì)把河水看淺了，原理如圖所示：①如圖:s’是所有折射光線反向延長(zhǎng)線的交點(diǎn)，所以也是虛像。②光的傳播方向:由水中斜射入空氣，進(jìn)入人眼。（7）水中的魚會(huì)把我們看高了(原理如圖)：6.常考實(shí)驗(yàn)問(wèn)題如圖小剛用如圖的實(shí)驗(yàn)裝置探究光的折射特點(diǎn)，他讓一束光分別從空氣中以不同角度射入水（如圖甲）和玻璃（如圖乙）中，將入射角與折射角記錄在表一和表二中通過(guò)分析表一和表二中的數(shù)據(jù)可知：

（1）光從空氣斜射入其他介質(zhì)中時(shí)，折射角

小于入射角；

（2）對(duì)比表一和表二可知：入射角不為0的情況下，對(duì)光偏折角度較大的是

玻璃。

（3）若一束光從玻璃斜射入空氣中，入射角是24°，根據(jù)光路可逆，則折射角是

45°。精選真題匯編1．（2023?赤峰）探究光折射時(shí)折射角與入射角的關(guān)系，如圖所示，使一束光從甲介質(zhì)斜射入乙介質(zhì)，測(cè)量并記錄入射角和折射角大小；改變光束射向O點(diǎn)的角度，進(jìn)行多次實(shí)驗(yàn)，數(shù)據(jù)如表所示：實(shí)驗(yàn)次數(shù)1234入射角10°20°30°40°折射角15.1°30.7°48.6°73.8°（1）光從甲介質(zhì)斜射入乙介質(zhì)發(fā)生折射時(shí)，折射角入射角；折射角隨著入射角的增大而。（2）做完第4次實(shí)驗(yàn)后，同學(xué)們又使一束光從乙介質(zhì)中以73.8°的入射角射入甲介質(zhì)，測(cè)得折射角恰好為40°，這說(shuō)明在折射現(xiàn)象中，。2．（2023?攀枝花）某同學(xué)利用半圓形玻璃磚和量角器探究光的反射和折射規(guī)律，玻璃磚和量角器按如圖所示放置，圓心重合在O點(diǎn)。入射光線AO沿圖示位置從玻璃磚內(nèi)射向玻璃磚和空氣的分界面。（1）請(qǐng)?jiān)趫D中作出入射光線AO的反射光線和折射光線。（2）若入射光線AO繞O點(diǎn)順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)5°，則反射角的大小為。3．（2022?棗莊）如圖是某同學(xué)利用光具盤探究光從空氣斜射入玻璃中時(shí)的光路，經(jīng)過(guò)多次實(shí)驗(yàn)并記錄了如下數(shù)據(jù)：入射角α10°30°45°60°折射角β7.1°20.7°30°37.8°（1）實(shí)驗(yàn)中，光具盤除了能讀出入射角和折射角大小外，還具有的作用；（2）分析表格中的數(shù)據(jù)，你能得出的結(jié)論（寫出一條即可）：。（3）根據(jù)表格中的數(shù)據(jù)還可以判斷：當(dāng)光以35°的入射角從空氣射入玻璃中時(shí)，其折射角30°（選填“大于”、“小于”或“等于”）；（4）當(dāng)光以30°的入射角從玻璃射入空氣中時(shí)，其折射角是。4．（2022?河池）某同學(xué)做“探究光的折射規(guī)律”實(shí)驗(yàn)，她把半圓形玻璃磚固定在圓盤中心，讓激光束沿圓盤半徑入射到玻璃磚圓心處，激光束經(jīng)玻璃磚折射后從半圓弧邊射出（如圖所示）。旋轉(zhuǎn)圓盤，多次改變激光束入射角度，觀察折射光線方向并記錄數(shù)據(jù)，如下表所示。實(shí)驗(yàn)次數(shù)12345入射角20°30°60°75°折射角13°19°28°35°40°（1）做第三次實(shí)驗(yàn)時(shí)，忘了記錄入射角的數(shù)據(jù)，結(jié)合圖可知，此時(shí)的入射角為°；（2）分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可知：當(dāng)光從空氣斜射到玻璃表面時(shí)，折射角入射角，折射角隨入射角增大而。5．（2022?云南）小華偶然間豎直向下看到放在玻璃磚下面的字發(fā)生了錯(cuò)位。（1）他想光斜射時(shí)才發(fā)生偏折，才會(huì)出現(xiàn)“池底變淺”的現(xiàn)象。那么，光在垂直入射時(shí)，光線不再偏折，還會(huì)有“池底變淺”的現(xiàn)象嗎？上述過(guò)程，在科學(xué)探究中叫做（選填“設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)”“提出問(wèn)題”或“分析論證”）。（2）①聯(lián)想到“平面鏡成像”找像位置的方法，于是他按如圖甲所示將玻璃磚緊貼物體擺放在水平桌面上的一張白紙上，標(biāo)記出物體的位置。按照?qǐng)D乙的方式沿水平方向觀察物體（觀察盒上的條形碼）。當(dāng)看到物體經(jīng)玻璃磚成的像時(shí)，前后移動(dòng)小卡片，使小卡片與像在同一個(gè)平面上，將小卡片此時(shí)的位置標(biāo)記在白紙上，這樣就找到了放置一塊玻璃磚時(shí)的位置。②隨后，他將玻璃磚離開物體向觀察者移動(dòng)一小段距離后進(jìn)行觀察，發(fā)現(xiàn)像的位置不變，說(shuō)明玻璃磚與物體的距離影響成像位置（選填“會(huì)”或“不會(huì)”）。（3）為了觀察不同厚度玻璃的成像情況，他將第二塊相同玻璃磚緊貼在第一塊后面，如圖丙所示，觀察并記錄像的位置；他再將第三塊相同玻璃磚緊貼在前兩塊后面，如圖丁所示，觀察并記錄像的位置。記錄數(shù)據(jù)如圖戊所示。①分析圖戊的數(shù)據(jù)可知，用一塊玻璃磚觀察時(shí)，像與物體的距離是cm；②三次實(shí)驗(yàn)都說(shuō)明了光在垂直入射時(shí)，像的位置會(huì)觀察者（選填“靠近”或“遠(yuǎn)離”）。（4）從圖戊的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)還可以得出：玻璃的厚度越厚，像與物的距離越。（5）從以上探究可知，從豎直方向看到的池底比它的實(shí)際位置（選填“淺”或“深”）。6．（2022?宜昌）在“探究光從玻璃斜射入空氣的折射規(guī)律”的實(shí)驗(yàn)中，小東借助激光筆、半圓形玻璃塊和帶刻度的光具盤完成了實(shí)驗(yàn)，觀察到如圖所示的1、2、3三條光束，并在光具盤上用筆描出了對(duì)應(yīng)的光路。（1）圖中的折射角大小為。（2）根據(jù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象初步發(fā)現(xiàn)，光從玻璃斜射入空氣時(shí)，折射角（選填“＞”“＝”或“＜”）入射角。（3）現(xiàn)在要探究光的折射現(xiàn)象中光路是否可逆，具體的操作是，如果看到現(xiàn)象，就可證明光路是可逆的。7．（2019?綿陽(yáng)）在“探究光折射時(shí)的特點(diǎn)”實(shí)驗(yàn)中，讓光源發(fā)出的一束光從水中以不同的角度射入空氣，觀察到光束在水中和空氣中的徑跡如圖所示。回答以下問(wèn)題：（1）此現(xiàn)象說(shuō)明（選填序號(hào)）A．光路可逆B．光在水面只發(fā)生了折射C．光在水面只發(fā)生了反射D．光在水面既發(fā)生了折射又發(fā)生了反射（2）增大這一束光與豎直方向的夾角，發(fā)現(xiàn)射入空氣的光的徑跡與豎直方向的夾角也增大，此現(xiàn)象說(shuō)明（選填序號(hào)）A．入射角增大，折射角減小B．入射角增大，折射角增大C．折射角的大小與入射角的大小成正比D．折射角的正弦值與入射角的正弦值成正比（3）讓這一束光垂直于水面射入空氣。傳播方向（選填序號(hào)）。A．向右偏B．向左偏C．不偏8．（2019?沈陽(yáng)）如圖所示，在“探究光折射時(shí)的特點(diǎn)”的實(shí)驗(yàn)中。（1）有一束光從空氣斜射入水中，MN為法線，請(qǐng)你畫出折射光線的大致方向。（2）當(dāng)入射光線靠近水面時(shí)，折射光線將（選填“靠近”或“遠(yuǎn)離”）水面。9．（2019?泰州）在“初識(shí)光的折射現(xiàn)象”和“探究光的折射特點(diǎn)”實(shí)驗(yàn)中：（1）如圖甲，小明將一束激光射至P點(diǎn)，形成一個(gè)光斑，向水槽內(nèi)慢慢注水，水槽底部光斑的位置將（向左移動(dòng)/向右移動(dòng)/不動(dòng)），這說(shuō)明光從空氣斜射入水中時(shí)，傳播方向（會(huì)/不會(huì)）發(fā)生偏折。實(shí)驗(yàn)中光在空氣中的傳播路徑并不清晰，為解決此問(wèn)題，他在水面上方噴了一些。（2）如圖乙，小明繼續(xù)探究“光從空氣射入水中時(shí)的折射特點(diǎn)”，他使用可折轉(zhuǎn)的光屏，是為了研究折射光線、入射光線和法線是否。如圖丙，他將光沿著AO方向射向水面上的O點(diǎn)，光在水中沿著OB方向射出，調(diào)整激光筆使入射光逐步偏向法線，折射光也逐步偏向法線，說(shuō)明光從空氣斜射入水中時(shí)，入射角減小，折射角隨之（增大/減小/不變）。當(dāng)光沿著NO方向射入時(shí)會(huì)沿ON′方向射出，此時(shí)折射角為度。10．（2021?益陽(yáng)）利用激光筆和水槽等器材觀察光從空氣進(jìn)入水中發(fā)生的折射現(xiàn)象，如圖是光束在空氣和水中傳播的徑跡。請(qǐng)完成下列問(wèn)題：（1）請(qǐng)?jiān)趫D中標(biāo)出入射角和折射角。（2）為了提高光在水中傳播徑跡的可見度，可采取的措施有①；②。11．（2021?玉林）如圖所示，為了探究光折射時(shí)的特點(diǎn)，某實(shí)驗(yàn)小組將一束光斜射到一塊平行板玻璃磚的上表面，并讓其出射光線從玻璃磚下表面射出，他們得到以下結(jié)論：（1）當(dāng)入射角θ減小時(shí)，折射角也；（2）在光的折射現(xiàn)象中，光路是的；（3）這一束光進(jìn)入玻璃磚前的光線與離開玻璃磚后的光線的關(guān)系是的；（4）若透過(guò)平行板玻璃磚上表面觀看置于玻璃磚下表面的一枚硬幣，看到硬幣的位置比實(shí)際的（選填“深”或“淺”）。12．（2019?菏澤）小明探究“光的折射規(guī)律”時(shí)，做了兩個(gè)實(shí)驗(yàn)，如圖所示。對(duì)比兩圖，你有什么發(fā)現(xiàn)？。根據(jù)這兩幅圖，請(qǐng)你提出一個(gè)有探究?jī)r(jià)值的問(wèn)題：。13．（2019?貴陽(yáng)）光從空氣斜射入水和玻璃時(shí)都會(huì)發(fā)生折射現(xiàn)象，但是水和玻璃的折射情況會(huì)相同嗎？為了探究這個(gè)問(wèn)題，小華選擇了光屏、透明玻璃磚、水槽、激光電筒等器材進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。他在光屏上畫出互相垂直的NN′和MM′兩條線段并相交于O點(diǎn)，如圖甲所示。（1）小華將玻璃磚的一個(gè)表面與MM′齊平放置，讓激光電筒發(fā)出的光線從A點(diǎn)到O點(diǎn)入射，他看到了如圖乙所示的光路（AO、OC為同一直線），你認(rèn)為出現(xiàn)光線OC是因?yàn)樗?，鑒于本實(shí)驗(yàn)的目的，此時(shí)最應(yīng)該記錄的兩條光線是。（2）接下來(lái)他要觀察光從空氣中進(jìn)入水中的情況，他將光屏豎直放入水槽中，（使線段MM′水平）并向水槽中慢慢注水至水面與MM′齊平，入射光線應(yīng)從A點(diǎn)向O點(diǎn)射入，這是為了保證，其實(shí)本實(shí)驗(yàn)小華還考慮了入射光線所在一側(cè)的相同。（3）小華最終在光屏上記錄下了如丙所示的光路圖（OE為水中的折射光線）通過(guò)分析光路，你認(rèn)為玻璃和水這兩種介質(zhì)對(duì)光的偏折能力較強(qiáng)的是。（4）若激光以相同的入射角分別從玻璃和水中斜射入空氣中，則射出的折射光線更遠(yuǎn)離法線。14．（2019?紹興）同學(xué)們學(xué)習(xí)了“光的折射”后，知道了光從空氣斜射入玻璃中時(shí)，折射角小于入射角，入射角增大，折射角也增大。那么當(dāng)光從空氣斜射入玻璃中時(shí)，折射角與入射角大小是否成正比呢？【建立猜想】折射角與入射角大小可能成正比?！緦?shí)驗(yàn)探究】同學(xué)們測(cè)得了四組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。第2次實(shí)驗(yàn)如圖所示，請(qǐng)將實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)填入表格中。實(shí)驗(yàn)序號(hào)1234入射角20°40°60°80°折射角13°35°41°【實(shí)驗(yàn)結(jié)論】折射角與入射角大?。ㄟx填“成正比”或“不成正比”）。【評(píng)價(jià)與交流】根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，還可以得出的結(jié)論是。15．（2019?淄博）小明在“探究凸透鏡成像規(guī)律”的實(shí)驗(yàn)中，所用凸透鏡的焦距為15cm。（1）如圖甲所示，移動(dòng)光屏找到清晰的蠟燭的像，這個(gè)像是圖乙中的，利用此原理可以制成。（選填“照相機(jī)”、“幻燈片”、“放大鏡”）（2）小明把蠟燭依次放在A、B位置，在坐標(biāo)紙上記錄了光屏上像的大小。如圖丙所示（A′、B′分別表示蠟燭在A、B處所成的像）。跟同學(xué)們交流后發(fā)現(xiàn)：①成倒立放大像的條件是②成實(shí)像時(shí)，物距減小，像距（3）保持凸透鏡位置不動(dòng)，小明又把蠟燭放在距凸透鏡18cm處，在光具座上無(wú)論怎樣移動(dòng)光屏，都找不到清晰的像，原因可能是。聰明的小明拿起一