考點(diǎn) 1　光的直線傳播考點(diǎn) 2　光的反射考點(diǎn) 3　平面鏡成像考點(diǎn) 4　光的折射考點(diǎn) 5　光的顏色
命題角度 1　光現(xiàn)象作圖命題角度 2　光路的分析和角度的計(jì)算
實(shí)驗(yàn) 1　探究光的反射定律實(shí)驗(yàn) 2　探究平面鏡成像的特點(diǎn)實(shí)驗(yàn) 3　探究光的折射規(guī)律
從教材到中考　光的反射和折射綜合
1.光的模型化(1)光源:能夠①　　　　 的物體. ⅰ.自然光源:太陽(yáng)、螢火蟲、磷火等.ⅱ.人造光源:點(diǎn)燃的火把、點(diǎn)燃的蠟燭、正在發(fā)光的電燈等.(2)光線:為了表示光的傳播情況,用一條帶有②　　　　的③　　　　表示光傳播的方向和徑跡.光線是一種物理模型.
1.初中物理中,光源常見的兩種理想模型:點(diǎn)光源和平行光源.(如圖)2.光線的概念是人為引入的,是對(duì)一束極細(xì)的光的抽象;光線是不存在的,而光是客觀存在的,是電磁波.
2.光的直線傳播(1)條件:光在④　　　　　　　中沿直線傳播. (2)應(yīng)用:激光準(zhǔn)直、站隊(duì)看齊、射擊瞄準(zhǔn)、日晷等.(3)光沿直線傳播的相關(guān)現(xiàn)象:ⅰ.影子:當(dāng)光照射到不透明的物體上時(shí),就會(huì)在不透明物體的另一側(cè)形成一個(gè)光照射不到的黑暗區(qū)域,形成影子.
ⅱ.日食和月食:發(fā)生日食時(shí),地球上能看到日食的地區(qū)處于月球的影子中;發(fā)生月食時(shí),月球處于地球的影子中.(如圖)
3.光速(1)真空中的光速:c≈⑦　　　 　m/s. (2)光既可以在真空中傳播,也可以在透明介質(zhì)中傳播.光在介質(zhì)中的傳播速度比在真空中的傳播速度⑧　　　　,一般來(lái)說(shuō),v玻璃＜v水＜v空氣＜c.(3)光年(l.y.):光在真空中傳播一年的距離.
1.正月十五的月亮⑨　　 (選填“是”或“不是”)光源,月亮靠⑩___________而被看到. 2.小孔成像時(shí),像的形狀與小孔的形狀? 　　　(選填“有關(guān)”或“無(wú)關(guān)”);物體通過(guò)小孔成的像可以是放大、等大或縮小的. 3.光年是天文學(xué)中常用的? 　　　　(選填“長(zhǎng)度”或“時(shí)間”)單位.
1.光的反射現(xiàn)象(1)定義:當(dāng)光射到介質(zhì)表面時(shí),返回原介質(zhì)的現(xiàn)象.(2)現(xiàn)象:倒影、梳妝鏡成像、太陽(yáng)灶、人看到不發(fā)光的物體等.
2.光的反射定律(1)反射光線、入射光線和法線在? 　 　　內(nèi); (2)反射光線和入射光線分別位于? 　　 　兩側(cè); (3)反射角? 　　 　入射角. 3.反射光路的可逆性:在反射現(xiàn)象中,光路是? 　 　　的.
4.鏡面反射和漫反射(1)鏡面反射:反射面平滑,平行光照射到反射面上,反射光仍是? 　　　　的.如光在鏡面、平靜的水面上的反射,黑板反光,城市玻璃幕墻造成的光污染等. (2)漫反射:反射面粗糙,平行光照射到反射面上,反射光不再平行,而是? 　　　　　　　　.如人能從不同方向看到不發(fā)光的物體等. (3)鏡面反射和漫反射都遵守? 　　　　　　　　　.
1.要從三維的視角理解光的反射定律:(1)射到入射點(diǎn)O且入射角為α的光線可以有無(wú)數(shù)條,它們組成一個(gè)頂點(diǎn)在O點(diǎn)、以法線為軸的圓錐面;(2)不能把反射定律表述為“反射光線和入射光線在同一平面內(nèi)”,因?yàn)榉瓷涔饩€和入射光線兩線共點(diǎn),因此一定是共面的,這樣表述沒(méi)有物理意義,反射定律要表達(dá)的是反射光線在入射光線和法線所決定的平面內(nèi).
2.入射光線、入射角決定了反射光線、反射角;反射定律不僅說(shuō)明了反射角和入射角的大小關(guān)系,還闡述了二者的因果邏輯,因此不可把反射定律表述為“入射角等于反射角”.3.在討論鏡面反射時(shí),反射面的“平滑”不等同于宏觀上的“平面”,比如凹面鏡不是平的,但是是平滑的,能發(fā)生鏡面反射.
1.平面鏡成像的特點(diǎn)(1)平面鏡所成的像是? 　　　　像; (2)像與物關(guān)于鏡面? 　　　　:像是? 　　　　立的,像與物大小? 　　　　,像與物到鏡面的距離? 　　　　,像與物的連線與鏡面? 　　　　.
2.平面鏡成像的原理:? 　　　　　　　　.從物點(diǎn)發(fā)出的光線經(jīng)平面鏡反射后,所有反射光線的反向延長(zhǎng)線交于一點(diǎn),這個(gè)點(diǎn)就是該物點(diǎn)的像點(diǎn),如圖所示.像點(diǎn)與物點(diǎn)一一對(duì)應(yīng);所有像點(diǎn)組成物體的像. 3.平面鏡的應(yīng)用:潛望鏡、穿衣鏡、塔式太陽(yáng)能電站等.
4.球面鏡(1)凸面鏡:用球面的外側(cè)作反射面的球面鏡,對(duì)光線有? 　 　作用.可以用于擴(kuò)大視野,如汽車的后視鏡、路口的拐彎鏡. (2)凹面鏡:用球面的內(nèi)側(cè)作反射面的球面鏡,對(duì)光線有? 　 　作用.如太陽(yáng)灶、汽車前燈的反光裝置等.
1.折射現(xiàn)象的定義:光從一種介質(zhì)? 　　　　另一種介質(zhì)時(shí),傳播方向發(fā)生偏折的現(xiàn)象.
2.光的折射規(guī)律(1)折射光線、入射光線和法線在? 　　　　　　內(nèi). (2)折射光線和入射光線分別位于? 　　　　兩側(cè). (3)ⅰ.當(dāng)光從空氣斜射入水或其他介質(zhì)中時(shí),折射光線向法線方向偏折,折射角? 　　　　入射角;入射角增大時(shí),折射角? 　　　　. ⅱ.當(dāng)光從水或其他介質(zhì)斜射入空氣中時(shí),折射光線向遠(yuǎn)離法線方向偏折,折射角? 　　　　入射角. ⅲ.光從一種介質(zhì)垂直射入另一種介質(zhì)中時(shí),傳播方向? 　　　　.
3.折射光路的可逆性：在折射現(xiàn)象中,光路是? 　　　　的.
4.折射規(guī)律的應(yīng)用(1)從空氣中觀察水中的物體時(shí),會(huì)感到物體的位置? 　 　于實(shí)際位置(如圖).生活中的實(shí)例:池水看上去比實(shí)際的淺、插入水中的筷子看起來(lái)向上彎折、叉魚要瞄準(zhǔn)魚的下方等.
(2)海市蜃樓:由于不同高度的空氣的疏密程度不同,光線連續(xù)折射,逐漸彎向地面,進(jìn)入觀察者的眼睛;觀察者逆著光望去,就看見了遠(yuǎn)處的物體.(如圖)
判斷以下命題的正誤.1.物體靠近平面鏡時(shí),所成的像變大. ?(　 )2.平面鏡所成的像不能用光屏承接. ?(　 )3.湖邊樹木在湖水中的倒影是等大、倒立的虛像. ?(　 )4.光射到兩種透明介質(zhì)的分界面時(shí),只發(fā)生折射,不發(fā)生反射. ?( 　)5.光從一種介質(zhì)射入另一種介質(zhì)時(shí),傳播方向一定改變. ?( 　)6.光在同種介質(zhì)中傳播時(shí),傳播方向一定不變. ?(　 )
1.光的色散:太陽(yáng)光經(jīng)過(guò)棱鏡后被分解成紅、橙、黃、綠、藍(lán)、靛、紫七種色光,其原理是不同色光的折射程度不同.雨后彩虹是常見的色散現(xiàn)象.2.物體的顏色(1)透明物體的顏色是穿過(guò)它的色光的顏色;(2)不透明物體的顏色是它反射的色光的顏色.3.光的三基色(三原色):? 　　 　　. 4.看不見的光(1)紅外線:紅光外側(cè)的輻射稱為紅外線.應(yīng)用:遙控器、夜視儀、測(cè)溫槍等.(2)紫外線:紫光外側(cè)的輻射稱為紫外線.應(yīng)用:滅菌、鈔票防偽等.
例1　(1)如圖所示,一束激光a斜射向半圓形玻璃磚的圓心O,結(jié)果在屏幕MN上出現(xiàn)兩個(gè)光斑,請(qǐng)畫出形成兩個(gè)光斑的光路圖. 【思路分析】　請(qǐng)先思考:兩個(gè)光斑分別是怎樣形成的?
(2)根據(jù)平面鏡成像的特點(diǎn),作出△ABC在平面鏡中的像.
(3)如圖所示,a、b是點(diǎn)光源S發(fā)出的光經(jīng)平面鏡MN反射后的兩條反射光線,請(qǐng)?jiān)趫D中標(biāo)出點(diǎn)光源S和像點(diǎn)S′的位置,并完成反射光路圖.【思路分析】　與作相等的角相比,作對(duì)稱點(diǎn)要更容易、更準(zhǔn)確;此類題不建議直接利用光的反射定律作圖,建議利用平面鏡成像的特點(diǎn)作圖.
(4)如圖所示,A′是站在岸上的人看到的水中的發(fā)光物體A經(jīng)光的折射所成的虛像.請(qǐng)?jiān)趫D中作出物體A發(fā)出的光射到人眼的光路圖.
光路圖的作法1.反射光線的作法(1)找入射點(diǎn):入射光線與界面的交點(diǎn)即為入射點(diǎn).(2)作法線:根據(jù)法線與界面垂直作出法線,標(biāo)注垂足.(3)畫線:根據(jù)光的反射定律作出反射光線.
2.折射光路的作法(1)找一點(diǎn):找到入射點(diǎn).(2)定兩角:根據(jù)折射規(guī)律確定折射角和入射角的大小關(guān)系.(3)作三線:根據(jù)折射規(guī)律作出入射光線、法線、折射光線.
3.平面鏡成像光路的作法方法1:利用平面鏡成像的特點(diǎn)(物體在平面鏡中所成的像與成像物體關(guān)于鏡面是對(duì)稱的)作圖,如圖甲所示,分別作出物體兩端點(diǎn)關(guān)于鏡面的對(duì)稱點(diǎn),用虛線連接,得到物體的像.
方法2:利用平面鏡成像的原理(光的反射定律)作圖,如圖乙、丙、丁所示.先作出從物點(diǎn)S射出的任意兩條入射光線SA、SB;根據(jù)光的反射定律,作出兩條入射光線的反射光線AC、BD(要借助法線);作出兩條反射光線的反向延長(zhǎng)線,二者的交點(diǎn)S′就是物點(diǎn)S的像點(diǎn).
4.作光路圖時(shí)要注意:(1)實(shí)際光線必須用帶箭頭的實(shí)線表示,箭頭表示光的傳播方向;(2)虛像、法線、輔助線以及光的反向延長(zhǎng)線均用虛線表示;(3)作圖時(shí)利用的物點(diǎn)、像點(diǎn)一般應(yīng)描出;垂足處應(yīng)標(biāo)注垂直符號(hào).
1.[2020宣城六中模擬]一束光從空氣斜射入水中,徑跡如圖甲所示.請(qǐng)利用光學(xué)知識(shí)在圖乙中畫出光從水中斜射到水面時(shí)發(fā)生反射和折射的光路圖,并在圖上標(biāo)出反射角和折射角的大小.
2.[2020滁州一模]如圖所示,S為點(diǎn)光源,從S發(fā)出的一條光線射到兩種物質(zhì)的分界面上,同時(shí)發(fā)生反射和折射,其中反射光線過(guò)A點(diǎn),折射光線過(guò)B點(diǎn).請(qǐng)畫出相應(yīng)的入射光線、反射光線和折射光線.
3.[2020山東棗莊]如圖所示,小明利用一塊平面鏡使此時(shí)的太陽(yáng)光沿水平方向射入隧道內(nèi),請(qǐng)你通過(guò)作圖畫出平面鏡,并在圖中標(biāo)出反射角的度數(shù).
4.[2020河南信陽(yáng)九中模擬]如圖所示,將長(zhǎng)方形玻璃磚沿某一平面切開,然后分開一小段距離,切面C、C′保持平行;一束光從左側(cè)面A垂直射入,從右側(cè)面B射出.請(qǐng)畫出大致的光路圖.
5.[2019滁州一模]如圖所示,水平地面上有一正方體障礙物ABCD,較大的平面鏡MN在某一高度水平放置,試通過(guò)作圖找出眼睛位于O點(diǎn)時(shí)從平面鏡中所能看到的障礙物右側(cè)地面的范圍.
光路的分析和角度的計(jì)算
例2　如圖所示,一束激光射到空水槽底部O點(diǎn),形成一個(gè)光斑,向水槽中注入適量水后,水槽底部的光斑應(yīng)移動(dòng)到O點(diǎn)　　　(選填“左”或“右”)側(cè).繼續(xù)沿水槽壁緩慢注水,在此過(guò)程中,折射角　　　(選填“增大”“減小”或“不變”),光斑　　　(選填“左”或“右”)移. 【思路分析】　在圖中畫出兩個(gè)不同高度的水面,作出折射光線.
例3　一束光從空氣斜射到玻璃表面(如圖),同時(shí)發(fā)生反射和折射,若已知反射光線與折射光線垂直,且折射角是入射角的一半,則反射角的大小為　　　　,折射角的大小為　　　　. 【思路分析】　先作出光路圖,然后利用各角的大小之間的關(guān)系,列出式子或方程組求解.
6.[2021預(yù)測(cè)]一束光射到平面鏡上,與平面鏡的夾角是30°,則反射角的大小是　　　　　;如果入射光線的方向不改變,平面鏡轉(zhuǎn)過(guò)10°,則反射光線與入射光線的夾角改變　　　　　.
7.[2020江蘇蘇州期末]如圖是一束光由空氣斜射入某種透明介質(zhì)時(shí)在界面上發(fā)生反射和折射的光路,則入射光線是　　　　,入射角的大小為　　　　.
8.[2019江蘇無(wú)錫]若要使圖中的反射光線射中墻壁上的目標(biāo),在激光筆不動(dòng)的情況下,可將平面鏡 (　　)A.水平向左移動(dòng)B.水平向右移動(dòng)C.豎直向上移動(dòng)D.豎直向下移動(dòng)
例4　[2009安徽,18]如圖,探究光的反射規(guī)律時(shí),在平面鏡的上方垂直放置一塊光屏,光屏由可以繞ON折轉(zhuǎn)的E、F兩塊板組成.讓一束光貼著光屏左側(cè)的E板沿AO方向射到O點(diǎn),在右側(cè)F板上能看到反射光OB.實(shí)驗(yàn)時(shí)從光屏前不同的方向都能看到光的傳播路徑,這是因?yàn)楣庠诠馄辽习l(fā)生了　　　　(選填“鏡面”或“漫”)反射.若將F板向后折轉(zhuǎn)一定的角度, 則在F板上_________(選填“能”或“不能”)看到反射光,此時(shí)反射光線和入射光線、法線　　　　(選填“在”或“不在”)同一平面內(nèi).
(1)圖示情景中,實(shí)驗(yàn)小組用鉛筆描出光線AO和OB,然后用________測(cè)出入射角∠　　　和反射角∠　　　的大小,發(fā)現(xiàn)兩角大小相等,于是得出實(shí)驗(yàn)結(jié)論:反射角等于入射角.這樣得出結(jié)論不合理,原因是_______________________________________. (2)若將一束光貼著F板沿BO射到O點(diǎn),光將沿OA方向射出,這說(shuō)明在光的反射現(xiàn)象中光路是　　　　的.
只由一組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)得出的結(jié)論不具有普遍性
(3)在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中,若將光屏傾斜,如下圖所示,讓光線仍貼著E板射向O點(diǎn),此時(shí)反射光線與入射光線、法線_______(選填“在”或“不在”)同一平面內(nèi),反射光線與入射光線、ON　　　　(選填“在”或“不在”)同一平面內(nèi),在F板上 _________(選填“能”或“不能”)看到反射光線.(4)實(shí)驗(yàn)中,光在平面鏡上發(fā)生的是　　　　(選填“鏡面”或“漫”)反射.
實(shí)驗(yàn)器材與裝置1.實(shí)驗(yàn)器材:平面鏡、連接的兩塊紙板、激光筆、量角器、筆等.2.紙板的作用:顯示光路,光在紙板上發(fā)生的是漫反射.3.量角器的作用:測(cè)量入射角和反射角.4.器材的組裝要求:紙板與平面鏡垂直放置.5.實(shí)驗(yàn)環(huán)境:在較暗環(huán)境下進(jìn)行,實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象更明顯.
實(shí)驗(yàn)操作6.記錄光路的方法:光貼著紙板射向反射點(diǎn),用筆在紙板上準(zhǔn)確標(biāo)記出入射光光路與反射光光路上的各至少一個(gè)點(diǎn),然后用直線分別連接標(biāo)記的點(diǎn)與反射點(diǎn).7.“三線共面”的判定:將用來(lái)顯示反射光線的紙板向前或向后折,觀察到該紙板上不能顯示反射光線.8.“光路可逆”的判定:讓光線逆著原來(lái)的反射光線的方向入射,觀察到反射光線與原來(lái)的入射光線重合.9.多次測(cè)量的目的:保證實(shí)驗(yàn)結(jié)論的普遍性.
實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理10.數(shù)據(jù)表的設(shè)計(jì):記錄入射角和反射角的數(shù)據(jù);需要多次實(shí)驗(yàn).11.錯(cuò)誤數(shù)據(jù)分析:若反射角與入射角互余,可能是將入射光線(或反射光線)與平面鏡的夾角記錄成了入射角(或反射角).實(shí)驗(yàn)結(jié)論:反射光線、入射光線和法線在同一平面內(nèi);反射光線和入射光線分別位于法線兩側(cè);反射角等于入射角;反射現(xiàn)象中光路是可逆的.
例5　[2020安慶模擬]在“探究平面鏡成像特點(diǎn)”實(shí)驗(yàn)中,除圖中的器材以外,小明還選用了刻度尺和筆.(1)實(shí)驗(yàn)中,準(zhǔn)確確定像的位置至關(guān)重要,下列一些做法中,與此目的無(wú)關(guān)的是　　　　.(填序號(hào))
A.用薄玻璃板替代平面鏡B.選用兩支完全相同的蠟燭C.將薄玻璃板豎直放置在白紙上D.將沒(méi)有點(diǎn)燃的蠟燭B在玻璃板后面移動(dòng),直至與蠟燭A的像完全重合
(2)實(shí)驗(yàn)中,小明將蠟燭B換成一張白紙放在蠟燭A的像的位置,當(dāng)他越過(guò)玻璃板直接觀察白紙時(shí),發(fā)現(xiàn)白紙上并沒(méi)有像,這說(shuō)明平面鏡成的是　　　　像.(3)小明做了三次實(shí)驗(yàn),每次都用筆在白紙上記下蠟燭和像對(duì)應(yīng)點(diǎn)的位置,用刻度尺測(cè)量出它們到鏡面的距離,并將數(shù)據(jù)記錄在下表,得出的實(shí)驗(yàn)結(jié)論是:_______________________________________.
平面鏡成像時(shí),像與物到鏡面的距離相等
(4)若實(shí)驗(yàn)中有厚度相同的茶色玻璃板和無(wú)色玻璃板可供選擇,則應(yīng)選用_______玻璃板.
(5)實(shí)驗(yàn)中將蠟燭A固定在不同位置,通過(guò)移動(dòng)蠟燭B總能使蠟燭B與蠟燭A的像完全重合,說(shuō)明__________________________;當(dāng)蠟燭A遠(yuǎn)離玻璃板時(shí),蠟燭A成的像的大小將　　　　.
蠟燭A的像與蠟燭A大小相等
(6)如下圖所示是三次實(shí)驗(yàn)中小明在白紙上標(biāo)記的蠟燭A和B的位置,為了得到更多的實(shí)驗(yàn)結(jié)論,他接下來(lái)將像和物位置的對(duì)應(yīng)點(diǎn)相連接,其目的是_________________________________. (7)實(shí)驗(yàn)中多次測(cè)量的目的是 .
判斷物與像的連線是否和鏡面垂直
實(shí)驗(yàn)原理1.平面鏡成像的原理:光的反射定律.實(shí)驗(yàn)器材與裝置2.實(shí)驗(yàn)環(huán)境與器材:選擇較暗的實(shí)驗(yàn)環(huán)境,選用兩支完全相同的蠟燭A和B、玻璃板、刻度尺、白紙等.3.關(guān)于蠟燭:選用兩支完全相同的蠟燭是為了便于比較像與物的大小關(guān)系(等效替代法——用未點(diǎn)燃的蠟燭B代替完全相同的點(diǎn)燃的蠟燭A,與蠟燭A的像比較).4.關(guān)于玻璃板:用玻璃板代替平面鏡是為了便于確定像的位置.
5.器材的組裝:白紙鋪在水平桌面上,玻璃板豎直放置在白紙上(目的是使像和物在同一水平面內(nèi));玻璃板前的蠟燭A點(diǎn)燃,玻璃板后的蠟燭B不點(diǎn)燃.
實(shí)驗(yàn)操作6.觀察蠟燭A的像的方法:在蠟燭A一側(cè)透過(guò)玻璃板觀察蠟燭A的像.7.判斷像的大小和位置的方法:移動(dòng)玻璃板后的蠟燭B,使其與蠟燭A的像完全重合,蠟燭B的位置和大小就是蠟燭A的像的位置和大小.8.收集數(shù)據(jù)的方法:(1)在白紙上標(biāo)記蠟燭A和蠟燭B的位置,用刻度尺測(cè)量?jī)芍灎T到玻璃板的距離并比較是否相等;(2)連接兩支蠟燭的位置,判斷連線與玻璃板是否垂直.9.改變蠟燭A的位置,多次實(shí)驗(yàn)的目的:使實(shí)驗(yàn)結(jié)論具有普遍性.
實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理10.數(shù)據(jù)表的設(shè)計(jì):記錄物距、像距、物像大小關(guān)系;需要記錄多次實(shí)驗(yàn)的數(shù)據(jù).實(shí)驗(yàn)結(jié)論:平面鏡成的像與成像物體大小相等;像和物體到平面鏡的距離相等;像和物體的連線與平面鏡垂直.
1.用光屏代替蠟燭B,視線越過(guò)玻璃板直接觀察光屏,不能觀察到蠟燭A的像,說(shuō)明平面鏡成的像是虛像.2.將白板放在玻璃板和蠟燭B之間,透過(guò)玻璃板仍能看到蠟燭A的像,說(shuō)明像是由反射形成的,不是由實(shí)際光線會(huì)聚而成的,也能說(shuō)明平面鏡成的像是虛像.3.玻璃板的選擇:選用薄玻璃板可以減小玻璃板前后兩個(gè)面各自反射成像形成“重影”對(duì)實(shí)驗(yàn)的影響,還可以減小折射對(duì)測(cè)量像距的影響;茶色玻璃板可以減弱玻璃板后面的物體的透射光,使成像更明顯.
4.厚玻璃板會(huì)導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)中觀察到兩個(gè)像,一般應(yīng)使蠟燭B與較明顯的像重合,同時(shí)將玻璃板靠近蠟燭A的面記錄為玻璃板的位置.5.實(shí)驗(yàn)中可能出現(xiàn)的異?，F(xiàn)象:蠟燭A會(huì)燃燒變短,導(dǎo)致蠟燭A的像比蠟燭B短;若玻璃板沒(méi)有豎直放置,會(huì)導(dǎo)致蠟燭A的像高于或低于蠟燭B;實(shí)驗(yàn)環(huán)境較暗時(shí)可能看不清蠟燭B,此時(shí)可適當(dāng)給蠟燭B補(bǔ)光.6.實(shí)驗(yàn)中可以用方格紙代替白紙,好處是便于測(cè)量物和像的位置.
例6　[2020合肥廬陽(yáng)區(qū)模擬]為了探究“光折射的特點(diǎn)”,同學(xué)們做了如圖所示的實(shí)驗(yàn).(1)讓光束沿AO射入水中,請(qǐng)畫出光束進(jìn)入水中后的折射光束的大致位置.
(2)一束光射入杯中時(shí),會(huì)在杯底形成光斑.保持入射光束的方向不變,逐漸往杯中加水,將觀察到杯底的光斑向　　　　(選填“左”或“右”)移動(dòng).
①請(qǐng)你結(jié)合實(shí)驗(yàn),以光從空氣進(jìn)入水中的情況為例,分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)(光從空氣進(jìn)入其他透明介質(zhì)中也可得到具有相同規(guī)律的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)),對(duì)光從空氣進(jìn)入其他透明介質(zhì)中的折射規(guī)律加以總結(jié)(補(bǔ)充完整).a.折射光線跟入射光線和法線在同一平面內(nèi),并且分別位于法線兩側(cè);b._______________________________________________.②請(qǐng)定量比較實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),把你新的發(fā)現(xiàn)寫在下面:______________________________________________________________________________.
入射角增大,折射角也增大,但折射角總是小于入射角
(3)[2010安徽,19改編]下表中記錄了不同的入射角和對(duì)應(yīng)的折射角的實(shí)驗(yàn)測(cè)量數(shù)據(jù).
入射角較小時(shí),入射角i與折射角r近似成正比關(guān)系;當(dāng)入射角較大時(shí),正比關(guān)系不再成立
(4)某次實(shí)驗(yàn)中,實(shí)驗(yàn)小組的小安同學(xué)讓一束光沿著折射光線的方向從水中射向空氣,發(fā)現(xiàn)這束光折射后與原來(lái)的入射光線重合,說(shuō)明折射現(xiàn)象中_____________. (5)小安逐漸增大這束光的入射角,發(fā)現(xiàn)折射角逐漸　　　　,同時(shí)折射光不斷減弱、反射光不斷增強(qiáng);當(dāng)入射角增大到48.8°時(shí),折射角增大到　　　　°;繼續(xù)增大入射角,他將觀察到　　　　　　　　　　　　.
沒(méi)有折射光,只有反射光
實(shí)驗(yàn)器材與裝置1.實(shí)驗(yàn)器材:激光筆、玻璃磚(或水槽和水)、量角器等.實(shí)驗(yàn)操作2.觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象:折射光線與入射光線、法線是否在同一平面內(nèi);折射光線與入射光線在法線的同側(cè)還是異側(cè);折射光線的偏折方向等.3.測(cè)量數(shù)據(jù):折射角和入射角的大小.4.驗(yàn)證光路可逆:使激光逆著折射光線射入,觀察折射光線是否與原來(lái)的入射光線重合.5.多次改變?nèi)肷浣沁M(jìn)行實(shí)驗(yàn)的目的:使實(shí)驗(yàn)結(jié)論具有普遍性.
實(shí)驗(yàn)結(jié)論:折射光線、入射光線和法線在同一平面內(nèi);折射光線和入射光線分別位于法線兩側(cè);入射角增大時(shí),折射角增大;當(dāng)光從空氣斜射到水或其他介質(zhì)中時(shí),折射角小于入射角;當(dāng)光從水或其他介質(zhì)斜射到空氣中時(shí),折射角大于入射角;光從一種介質(zhì)垂直射入另一種介質(zhì)中時(shí),傳播方向不變;在折射現(xiàn)象中光路是可逆的.
【教材情景】　[人教版八上P81] 讓一束光從空氣以不同的角度射入水中(圖4.4-1),觀察光束在空氣中和水中的徑跡.
圖4.4-1　光射入水中時(shí)的折射現(xiàn)象
【教材提升1】　光路分析1.在圖4.4-1所示的情景中,光在水面同時(shí)發(fā)生反射和折射,反射角　　　　(選填“大于”“小于”或“等于”)折射角;當(dāng)入射角為53°時(shí),反射光線和折射光線恰好垂直,則折射角的大小是　　　.
【教材提升2】　實(shí)驗(yàn)分析2.在圖4.4-1所示的探究光的折射實(shí)驗(yàn)中:(1)保持光在水面上的入射點(diǎn)的位置不變,要增大入射角,則需使光從水槽左側(cè)入射的位置________(選填“升高”或“降低”). (2)實(shí)驗(yàn)記錄了光以15°、30°、45°、60°的入射角射入水中時(shí)折射角的大小,若還要探究不同液體對(duì)
光的折射能力的規(guī)律,應(yīng)該____________________________________________________________________________________________________________________________.
將水換成其他液體,測(cè)量并記錄光以15°、30°、45°、60°的入射角射入其他液體中時(shí)折射角的大小,比較入射角相等時(shí)折射角的大小
【中考真題1】[2015安徽,18]某實(shí)驗(yàn)小組在探究光的折射規(guī)律時(shí),讓一束光從空氣斜射入玻璃水槽內(nèi)的水中,看到如圖所示的現(xiàn)象:(1)請(qǐng)?jiān)趫D中分別作出入射角(用字母i表示)和折射角(用字母r表示).
(2)為了探究光從空氣斜射入水中時(shí)折射角和入射角的關(guān)系,以下方案中正確的是:________ (選填“A”“B”或“C”). A.只測(cè)量圖中的入射角和折射角,分析并得出結(jié)論B.保持入射角不變,進(jìn)行多次實(shí)驗(yàn),測(cè)量入射角和每次實(shí)驗(yàn)的折射角,分析并得出結(jié)論C.改變?nèi)肷浣?進(jìn)行多次實(shí)驗(yàn),測(cè)量每次實(shí)驗(yàn)的入射角和折射角,分析并得出結(jié)論
【教材拓展】　逆光路分析3.在圖4.4-1所示的情景中,若讓光逆著反射光線或折射光線入射,會(huì)看到怎樣的情景?請(qǐng)?jiān)趫D甲和圖乙中分別畫出對(duì)應(yīng)的光路圖.(需作出法線;圖中虛線表示圖4.4-1中的光路)
【中考真題2】[2019安徽,10]光從空氣斜射到水面時(shí),一部分光射進(jìn)水中,另一部分光返回到空氣中,其光路如圖甲所示.現(xiàn)在讓光逆著折射光線的方向從水中斜射到與空氣的分界面,請(qǐng)?jiān)趫D乙中畫出相應(yīng)的折射光線和反射光線.
【拓展提升】　全反射現(xiàn)象4.實(shí)驗(yàn)小組的同學(xué)讓一束光從水中斜射到與水面時(shí),觀察到折射角總是________(選填“大于”“小于”或“等于”)入射角,且隨著入射角的增大,光線的偏折程度也逐漸增大;可以預(yù)料,若逐漸增大入射角,　　　　(選填“入射角”或“折射角”)會(huì)先達(dá)到90°.

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