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1、专题08 探究光的折射规律实验题抓住考点学本实验需要学的基本知识 1.光的折射现象：光从一种介质斜射入另一种介质时，传播方向发生偏折，这种现象叫做光的折射。当发生折射现象时，一定也发生了反射现象。当光线垂直射向两种物质的界面时，传播方向不变。2.光的折射规律：在折射现象中，折射光线、入射光线和法线都在同一个平面内；光从空气斜射入水中或其他介质中时，折射光线向法线方向偏折（折射角入射角）；光从水或其他介质中斜射入空气中时，折射光线向界面方向偏折（折射角入射角）。在折射现象中，光路是可逆的。在光的折射现象中，入射角增大，折射角也随之增大。在光的折射现象中，介质的密度越小，光速越大，与法线形成的角越
2、大。3.折射的现象实例：从岸上向水中看，水好像很浅，沿着看见鱼的方向叉，却叉不到；从水中看岸上的东西，好像变高了。筷子在水中好像“折”了。海市蜃楼。彩虹。N水空气O水空气ON图1入射角折射角折射角入射角从岸边看水中鱼N的光路图（图1）： 图中的N点是鱼所在的真正位置，N'点是我们看到的鱼，从图中可以得知，我们看到的鱼比实际位置高。像点就是两条折射光线的反向延长线的交点。在完成折射的光路图时可画一条垂直于介质交界面的光线，便于绘制。根据考点考【例题1】（2019贵州贵阳）光从空气斜射入水和玻璃时都会发生折射现象，但是水和玻璃的折射情况会相同吗？为了探究这个问题，小华选择了光屏、透明玻璃砖
3、、水槽、激光电筒等器材进行实验。他在光屏上画出互相垂直的NN'和MM'两条线段并相交于O点，如图甲所示。（1）小华将玻璃砖的一个表面与MM'齐平放置，让激光电筒发出的光线从A点到O点入射，他看到了如图乙所示的光路（AO、OC为同一直线），你认为出现光线OC是因为_所致，鉴于本实验的目的，此时最应该记录的两条光线是_。（2）接下来他要观察光从空气中进入水中的情况，他将光屏竖直放入水槽中，（使线段MM'水平）并向水槽中慢慢注水至水面与MM'齐平，入射光线应该从A点向O点射入，这是为了保证_，其实本实验小华还考虑了入射光线所在一侧的_相同。（3）小华最终在光屏
4、上记录下了如丙所示的光路图（OE为水中的折射光线），通过分析光路，你认为玻璃和水这两种介质对光的偏折能力较强的是_。（4）若用激光以相同的入射角分别从玻璃和水中斜射入空气中，则_射出的折射光线更远离法线。【答案】（1）有部分光线并没有通过玻璃砖，而依旧在空气中传播；AO和OB；（2）入射光线重合；入射角；（3）玻璃；（4）玻璃。【解析】（1）光线AO到OC，光的传播路线没有改变，说明光在同一种均匀介质中传播，所以可以判断有部分光线并没有通过玻璃砖，而依旧在空气中传播。本实验探究光的折射规律，要记录光的折射光线和入射光线，所以要记录的两条光线是AO和OB。（2）探究光在玻璃和水的折射能力，要控制
5、入射光线相同，入射角相同，观察折射光线和折射角的变化情况，所以入射光线应从A点向O点射入，这是为了保证入射光线重合，入射角相同。（3）如乙丙图，当光在空气中传播时AO入射，OC传播；当光线从空气斜射入水中，AO入射，OE传播；当光线从空气斜射入玻璃中，AO入射，OB传播，比较OB偏离OC更多，所以玻璃和水这两种介质对光的偏折能力较强的是玻璃。（4）光路是可逆的，光从空气斜射入玻璃偏折能力强，当光从玻璃斜射入空气中偏折能力也强，所以远离法线。【例题2】（2020湖北黄石模拟）某同学在做探究光的折射特点实验如图是光从空气射入水中时的光路实验中发现，入射光线、折射光线和法线在同一平面内，折射光线和入
6、射光线分别位于法线的两侧空气水O通过实验还得到如下数据：入射角0°15°30°45°60°反射角0°15°30°45°60°折射角0°11.3°22.1°35.4°40.9°（1）分析表中的数据，可得出的结论是：光从空气斜射到水面时，将同时发生_和_现象；光从空气斜射到水面时，折射角随入射角的变化关系是：_，且折射角_（大于/等于/小于）入射角；当光从空气垂直射到水面时，折射角等于零该同学根据上述实验中的发现和结论总结出了光的折射特点（2）请你对
7、该同学通过上述探究实验得出光的折射特点的过程作出评价是否存在不足？答：_；请简要说明理由：_【答案】（1）折射反射折射角随入射角的增大而增大（或折射角随入射角的减小而减小） 小于（2）是 探究过程不完整，还应该做其他多种透明介质之间的折射实验。【解析】（1）光从空气斜射到水面时，在空气中发生反射现象，在水中发生折射现象。通过观察表格数据，光从空气斜射到水面时，折射角随入射角的变化关系是：入射角增大，折射角增大，且折射角小于入射角；当光从空气垂直射到水面时，折射角等于零（2）该实验存在不足之处。探究过程不完整，还应该做其他多种透明介质之间的折射实验。比如还可以做光从空气射入玻璃中，探究折射角和入
8、射角的关系。结合考点练1.小柯分别探究了光从空气射入水中和从水射人空气中的折射规律，并记录了表一，表二两组数据。表一 序号1234入射角（O）6040200折射角（O）402915？表二序号123入射角（O）152940折射角（O）20？60（1）表一中“？”处的数据是_。（2）表二中“？”处的数据模不清，请综合分析两个表格中的数据，判断出这个数据应该是_。【答案】（1）0°；（2）40°。【解析】（1）光由空气垂直射入其他透明介质，不发生折射现象，即入射角为0O时，折射角为0O；（2）当光从水射入空气中发生折射时，当入射角时29O时，由于光路是可逆的，对照光从空气射入水中
9、时的折射角为29O时，入射角为40O，因此此时的折射角为40O。2.某同学在做探究光的折射特点实验如图是光从空气射入水中时的光路实验中发现，入射光线、折射光线和法线在同一平面内，折射光线和入射光线分别位于法线的两侧空气水O通过实验还得到如下数据：入射角0°15°30°45°60°反射角0°15°30°45°60°折射角0°11.3°22.1°35.4°40.9°（1）分析表中的数据，可得出的结论是：光从空气斜射到水面时，将同时发生_和_现象；光从
10、空气斜射到水面时，折射角随入射角的变化关系是：_，且折射角_（大于/等于/小于）入射角；当光从空气垂直射到水面时，折射角等于零该同学根据上述实验中的发现和结论总结出了光的折射特点（2）请你对该同学通过上述探究实验得出光的折射特点的过程作出评价是否存在不足？答：_；请简要说明理由：_【答案】（1）折射反射折射角随入射角的增大而增大（或折射角随入射角的减小而减小） 小于（2）是 探究过程不完整，还应该做其他多种透明介质之间的折射实验。【解析】（1）光从空气斜射到水面时，在空气中发生反射现象，在水中发生折射现象。通过观察表格数据，光从空气斜射到水面时，折射角随入射角的变化关系是：入射角增大，折射角增
11、大，且折射角小于入射角；当光从空气垂直射到水面时，折射角等于零（2）该实验存在不足之处。探究过程不完整，还应该做其他多种透明介质之间的折射实验。比如还可以做光从空气射入玻璃中，探究折射角和入射角的关系。3.在探究光的折射规律的实验中。 （1）为了看清光在水中的传播路径，甲实验小组采取向水中注入几滴牛奶的方法，请分析这样做的原因。_ （2）乙实验小组将光从空气分别射入水和玻璃，测得数据如下表：分析表格中的数据，你肯定能 得出一些规律。请写出三条： _。 _ 。 _。 （3）小明通过实验研究光从水中射人空气中的现象，如图是他根据实验现象画的光路图，改变入射角的大小，他发现空气中的折射光线与法线的夹角随着入射角的增大而增大。你猜想，当入射角增大到一定程度时，可能出现的现象是什么?_【答案】见解析。【解析】（1）在光进入水中的传播路径上，射向牛奶小颗粒的光发生漫反射进入人眼，人就可以借助这个光看到光在水中的传播路径。（2）光从空气斜射入水或玻璃时，折射角小于入射角；入射角减小折射角也减小；以同样的入射角斜射入水和玻璃中时，在玻璃中的折射角较小；当垂直入射时，折射角等于入射角都为0°（3）折射光线沿水面射出或没有折射光线，只有返回水中的反射光线。