【作图题】6 光的传播特点实验(考点梳理+强化练习)—2021中考物理二轮专题复习讲义(含答案)

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【作图题】6 光的传播特点实验(考点梳理+强化练习)—2021中考物理二轮专题复习讲义(含答案)

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2021中考物理二轮考点过关:光的传播特点实验
考点梳理
1.光的反射定律的应用
(1)反射光线、入射光线、法线都在同一个平面内;
(2)反射光线、入射光线分居法线两侧;
(3)反射角等于入射角。
(4)光在反射时光路是可逆的
2.光的折射规律的应用
折射定律是几何光学的基本定律之一。是在光的折射过程中,确定折射光线与入射光线之间关系的定律。光从一种介质斜射入另一种介质中时,传播方向一般发生变化,这种现象叫做光的折射。
光的折射规律:
(1)光从空气斜射入水或其它透明介质中时:
①折射光线与入射光线、法线在同一个 平面上;
②折射光线和入射光线分居法线两侧;
③折射角小于入射角;
④入射角增大时,折射角也随着增大;
⑤当光线垂直射向介质表面时,传播方向不改变。2)光从水或其它透明介质斜射入空气中,折射角大于入射角。
强化练习
1.光的反射定律的应用
下面是小明在研究光的反射规律时的主要步骤:
实验次数 入射角∠i 反射角∠r
1 30° 30°
2 42° 42°
3 60° 60°
(1)请根据如图(甲)所示实验装置,把下面的操作按正确顺序排列出来:   ;
A.改变光束的入射方向,再重做一次,换另一种颜色的笔,记录光的径迹;
B.取下纸板,用量角器测量ON两侧的入射角∠i和反射角∠r,并记入表中;
C.把一个平面镜放在水平桌面上,再把用NOE和NOF两块纸板连接成一张纸板ENF竖直地立在平面镜上,纸板上的轴线ON垂直于镜面,如图甲所示;
D.让一束光贴着纸板沿某角度入射到O点,经平面镜反射,沿另一个方向射出,在纸板上用笔描出入射光和反射光的径迹;
(2)正确操作所测得的数据如表所示,分析表中的数据所得的结论是   。
(3)光在纸板NOE上发生的是   反射。如图乙所示,把纸板NOF向前折或向后折,这样操作的目的是为了验证   是否在同一平面内。
(4)在实验中,如果让光逆着反射光路的方向射到平面镜,那么反射光恰好与入射光路重合,这说明在反射时,光路是   。
(5)在甲图实验中,将纸板ENF沿纸板与平面镜的交线向后倾倒,保持一束光贴着纸板NOE沿某角度入射到O点,此时   (选填“仍存在”或“不存在”)反射光线。
2.在“探究光的反射规律”时,小明进行如图所示的实验。
(1)如图甲,小明先将平面镜平放在水平桌面上,再把表面   (光滑/粗糙)些的白色硬纸板   放在平面镜上。
(2)小明让一束光贴着纸板E射到平面镜上,在纸板F上会看到反射光线,然后将纸板F绕ON向后折,如图乙,在纸板F上   (看到/看不到)反射光线,此时,反射光   (存在/不存在)。
(3)为了进一步确定反射光线的位置,小明将纸板F沿PQ剪开,把上半部分向后折,如图丙,发现在纸板F   (上/下)半部分会看到反射光线.说明反射光线,入射光线和法线   (在/不在)同一平面。
3.在“探究光的反射定律”的实验中。
(1)如图甲,先将平面镜A放在水平桌面上,再将硬纸板B   放置于平面镜A上,让激光紧贴纸板射
向O点;
(2)为了显示光路,纸板的表面应   (选填“光滑”或“粗糙”)些;
(3)如果垂直射向镜面,则入射角为   度,接着多次改变入射光的方向,测得了几组数据如表所示,由此可得出:光反射时,   。
(4)接下来老师进行了如下演示:先用加湿器使整个教室充满雾气,将平面镜放在一能转动的水平圆台上,在柱M上固定一红色激光笔,使其发出的光垂直射向平面镜上的O点,其作用是为了显示   的位置。然后打开固定在柱N上的绿色激光笔,使绿色激光射向O点,出现了如图乙所示的情景。老师水平方向缓缓转动圆台,当我们只能观察到一条光线时,可判断   。
序号 入射角 反射角
1 30° 30°
2 45° 45°
3 60° 60°
4.在“探究光的反射规律”的实验中,平面镜水平放置,白色纸板竖直立在平面镜上,纸板由E、F两部分组成,可绕竖直接缝ON翻转,如图所示。
实验次数 入射角 反射角
1 30° 30°
2 45° 45°
3 60° 60°
(1)实验中还需要的器材是:   、激光笔和铅笔。
(2)将一束光贴着纸板E沿AO射到O点,纸板F上会显示出反射光束OB;为探究反射光和入射光是否在同一平面内,下一步的操作是:   。
(3)使光束以不同角度入射进行实验,测量数据如上表所示.由此可得:在反射现象中,   。
(4)实验中将一束光紧贴纸板沿BO的方向入射,观察到沿OA方向射出,由此说明光反射时光路   。
5.小杰同学在探究“光的反射规律”时将一块平面镜放在水平桌面上,再把一张硬纸板竖直放在平面镜上,让一束光线贴着纸板沿EO方向入射,如图甲所示;
(1)小杰想探究反射光线、入射光线和法线是否在同一平面内,应将纸板   (选填“A”或“B”)绕ON向前或向后弯折;
(2)改变入射角大小做三次实验后得出数据如下表,结论为   ;当入射光垂直于镜面入射时,此时反射角为   度。
(3)另一同学也把一束光贴着纸板A射到O点(如图乙所示),但纸板并未与平面镜垂直,此时反射光线、入射光线和法线   (选填“在”或“不在”)同一平面内,此时   (选填“能”或“不能”)在纸板B上观察到反射光线。
实验次数 入射角 反射角
1 15° 15°
2 30° 30°
3 70° 70°
6.如图,探究光的反射规律时,在平面镜上垂直放置一块光屏,光屏由可绕ON折转的E、F两块板组成,让一束光贴着光屏左侧的E板沿AO方向射到O点,在右侧F板上能看到反射光线OB。
实验次数 入射角 反射角
1 15° 75°
2 30° 60°
3 45° 45°
(1)实验时,能从光屏前各个不同方向看到光的传播路径,这是因为光在光屏上发生了   (填“镜面反射”或者“漫反射”);
(2)若将F板向后折转一定角度,则在F板上   (填“能”或者“不能”)看到反射光,说明   。
(3)某同学利用该套实验器材,选择入射角分别为15°、30°、45°的光线进行实验,结果得到了不同的数据,如表所示,经检查,三次实验中的测量值都是准确的,但总结的规律却与反射定律相违背,你认为其中的原因是   。
7.小明利用图中的实验装置探究光的反射规律,纸板A和纸板B垂直于平面镜且可绕ON折转。
(1)除图中器材外,小明实验中还必须用到的测量仪器是   。
(2)小明改变入射角大小,多次实验后,小明得到如下几组数据:
实验次数 1 2 3 4
入射角/° 20 30 40 60
反射角/° 20 30 50 60
①分析发现表格中的第   次数据是错误的,出现错误的原因是将反射光线与   的夹角当作了反射角(选填“平面镜”或“法线”);
②根据表中的正确数据可知,反射角   入射角(选填“大于”、“小于”或“等于”);
③实验中小明发现从硬纸板前的不同角度都能看到反射光线,这是因为光在硬纸板上发生了   反射(选填“漫”或“镜面”)。
(3)接着小明进行了如下实验:
①让激光笔在纸板B上沿着FO的方向射向O点,反射光会沿着OE方向射出。这表明在光的反射现象中,光路是   的;
②将激光笔在纸板A上沿EO的方向射向O点,并将纸板B绕ON向后折转,在纸板B上不能观察到反射光线,这说明在光的反射现象中,反射光线、入射光线和法线   同一平面内(选填“在”或“不在”)。
8.如图是“探究光反射时的规律”的装置示意图,白色硬纸板EF垂直于平面镜M放置,能沿ON转折,ON垂直于平面镜。
次数 1 2 3 4 5
入射角i 80° 70° 60° 45° 30°
反射角r 80° 70° 60° 45° 30°
(1)让入射光贴着纸板EF沿AO射向平面镜上的O点,观察并描绘光的径迹,量出入射角和反射角。多次改变入射光的方向进行实验,记录的数据如上表。比较得出:光反射时,反射角   入射角;
(2)当入射光沿着NO入射,反射光会   射出,此时入射角等于   ;
(3)纸板EF右侧没有沿ON转折时,能观察到发射光;有转折时,观察不到反射光。这说明:光反射时,反射光线、入射光线和法线   ;
(4)让一束光贴着纸板EF沿BO射到O点,光沿图中的OA方向射出。这说明:光反射时,光路是   的。
2.光的折射规律的应用
9.小强同学利用如图所示的实验装置探究“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,NOM为两半圆的分界线,其中光屏F可绕直径NOM前后折转。实验测量数据如表所示:
空气中的入射角α 0° 30° 45° 60°
水中的折射角β 0° 22° 32° 41°
(1)实验时,先让光屏E、F位于同一平面内,一束激光贴着光屏E从空气斜射入水中,在光屏F上可以看到折射后的光束,这说明折射光线和入射光线位于法线   ;小强将光屏F向后折转一定角度后,在光屏F上不能看到折射光,此时   (选填“有”或“没有”)折射光,说明折射光线和入射光线   (选填“在”或“不在”)同一平面内。
(2)当光从空气垂直射入水中时,光的传播方向   (填“改变”或“不改变”)。
(3)由表中数据可知,光从空气斜射入水中时,折射角   (选填“大于”“等于”或“小于”)入射角,且折射角随着入射角的增大而   。
(4)实验过程中,小强发现在水面处发生光的折射现象的同时还伴有光的   现象。
(5)若将光沿着如图所示BO方向射向空气时,光在空气中沿OA方向射出,若保持入射点位置不变,不断增大入射角的度数,折射光线   (选填“会”或“不会”)消失。
10.如图所示为探究光折射时的特点的实验,让光束斜射入装有水的杯中。
(1)若光束沿AO斜射入水中,请在图中大致画出折射后的光线。
(2)当这束光斜射入杯中时,会在杯底形成光斑。保持入射光束的方向不变,逐渐往杯中加水,折射角   (选填“变大”、“变小”或“不变”),观察到杯底的光斑   (选填“向左”“向右”)移动。
(3)若AO绕O点逆时针转动,则折射光线将沿   (选填“顺时针”或“逆时针”)方向转动。
11.小华在研究光的折射现象时,发现折射角会随着入射角的增大而增大,但增加的角度并不相等,谁的增加量更大呢?小华想通过实验对这一问题进行研究,实验步骤如下:
①将半圆形玻璃砖放在标有角度的圆盘上,使二者的圆心重合,如图甲所示。
②将一束激光射向圆心O,激光在O处发生折射
③读出入射角和折射角的大小,并记录在表格中
实验次数 1 2 3 4
入射角 0° 30° 45° 60°
折射角 0° 21° 30° 38°
④逐渐增大入射角,重复②③步骤数次
⑤对记录的数据进行处理,得出结论。
(1)甲图中光线的入射角大小为   °。
(2)分析表格中的数据,可以发现   角增加量更大。光垂直入射时,光的传播路径   (选填“不改变”或“偏转”)。
(3)根据表中数据推测,图乙中光线从玻璃射向空气时折射角为   °。
12.某小组同学在研究光的折射规律时,记录的实验数据如表所示:
请仔细观察并分析下表的实验数据,归纳实验结论。
序号 传播路径 入射角 折射角 序号 传播路径 入射角 折射角
1 空气到水 30° 20° 6 空气到玻璃 30° 18°
2
45° 30° 7
45° 25°
3
60° 45° 8
60° 38°
4 水到空气 20° 30° 9 玻璃到空气 25° 45°
5
30° 45° 10
38° 60°
(1)当光从一种介质斜射入另一种介质时,   ;
(2)当光从空气斜射入玻璃或水时,折射角   入射角;(选填“大于”或“小于”)
(3)当入射光线逐渐远离法线时,入射角增大,折射角   ;(选填“增大”或“减小”)
(4)   (选填“玻璃”或“水”)对光的折射本领强;
(5)分析实验序号1与4、2与5、7与9、8与10中的数据,可以发现折射时   。
13.小明在“探究光的折射规律”实验中,意外发现:下部水槽装满水,当光从水斜射向空气时(如图甲),随着入射角增大到一定角度,空气中的折射光会突然消失同时反射光变得更亮(如图乙)。课后,小明在老师的帮助下,改变入射角的数值进行了一系列实验,得到如表的数据。分析数据可知:
入射角i 0° 8° 15° 24° 30° 35.2° 40° 45° 46.8° 50°
折射角r 0° 10° 20° 30° 40° 50° 60° 70° 90° /
(1)光从水斜射向空气时,折射角随着入射角的增大而   (选填“不变”“减小”或“增大”),当入射角i>   °时,折射光线消失,只发生反射现象。
(2)根据光路可逆的特性,当光从空气斜射向水时,折射角   (选填“大于”、“等于”或“小于”)入射角,因此随着入射角增大时,折射光线   (选填“会”或“不会”)消失。
(3)小明推断:当光从   (选填“玻璃斜射向空气”或“空气斜射向玻璃”),随着入射角的增大,折射光线也会消失,只发生反射现象。小明进一步查资料了解到,原来这种现象是光纤通讯的基本原理﹣﹣全反射,光纤通信的发展以及光纤宽带的普及都带动了互联网速的提升和网络环境的改善,而这一切的理论基础仅仅来源于这个简单的光学实验。
14.小明和小华利用如图所示的实验装置探究“光的折射规律”,其中竖直放置的光屏右侧可绕NN'所在直线前后折转。
(1)如图所示,小明让光束贴着光屏从空气斜射入水中,当他将光屏右侧向后折转一定角度时,在右侧板上   (能/不能)看到折射光,这说明:折射光线、入射光线和法线   (在/不在)同一平面内。
(2)图中入射角∠α为∠   (用字母表示),折射角∠γ为∠   (用字母表示)。
(3)小明多次改变入射光线AO与ON的夹角进行实验,测量记录如表格所示。分析数据得出的结论是:
①光从空气垂直射入水中,传播方向   (改变/不变);
②光从空气斜射入水中,折射光线   (偏向/偏离)法线;
③   。
入射角∠α 0° 15° 30° 45° 60°
折射角∠γ 0° 11.3° 22.1° 35.4° 40.9°
(4)小华将光线贴着光屏从水斜射入空气中,当入射角为22.1°时,折射光线与入射光线的夹角为   °。
15.小龙同学在探究光的折射规律时,意外发现:当光沿某方向从半圆形玻璃砖射向空气时,折射光消失(折射角达到90°),而反射光却变得更亮,老师告诉他这是光的全反射现象,课后,小龙查到光从玻璃射向空气时的一些数据如表。
入射角i 0° 10° 20° 30° 40° 41.2° 41.8° 42°
折射角γ
15.2° 30.9° 48.6° 74.6° 81° 90° /
反射能量 5% 7% 26% 43% 77% 84% 100% 100%
(1)根据光的折射定律:补充上面第二行第一个空   ;
(2)光从玻璃斜射向空气时,反射能量随着入射角的增大而增大,当入射角i≥   时,折射角达到90°,反射能量达到100%,就发生了全反射现象;
(3)由表格数据可知:如图中图线   (选填“a”、“b”或“c”)反映了上述实验中的两角关系;
(4)根据光路可逆,当光从空气斜射向玻璃时,   (选填“能”或“不能”)发生全反射现象。
2021中考物理二轮考点过关:光的传播特点实验
参考答案
下面是小明在研究光的反射规律时的主要步骤:
实验次数 入射角∠i 反射角∠r
1 30° 30°
2 42° 42°
3 60° 60°
(1)请根据如图(甲)所示实验装置,把下面的操作按正确顺序排列出来: CDAB ;
A.改变光束的入射方向,再重做一次,换另一种颜色的笔,记录光的径迹;
B.取下纸板,用量角器测量ON两侧的入射角∠i和反射角∠r,并记入表中;
C.把一个平面镜放在水平桌面上,再把用NOE和NOF两块纸板连接成一张纸板ENF竖直地立在平面镜上,纸板上的轴线ON垂直于镜面,如图甲所示;
D.让一束光贴着纸板沿某角度入射到O点,经平面镜反射,沿另一个方向射出,在纸板上用笔描出入射光和反射光的径迹;
(2)正确操作所测得的数据如表所示,分析表中的数据所得的结论是 在光的反射现象中,反射角等于入射角 。
(3)光在纸板NOE上发生的是 漫 反射。如图乙所示,把纸板NOF向前折或向后折,这样操作的目的是为了验证 反射光线、入射光线和法线 是否在同一平面内。
(4)在实验中,如果让光逆着反射光路的方向射到平面镜,那么反射光恰好与入射光路重合,这说明在反射时,光路是 可逆的 。
(5)在甲图实验中,将纸板ENF沿纸板与平面镜的交线向后倾倒,保持一束光贴着纸板NOE沿某角度入射到O点,此时 仍存在 (选填“仍存在”或“不存在”)反射光线。
【解答】解:(1)研究光的反射规律,要先布好器材,做出第一组入射光线和反射光线,然后改变入射角再做出第二组,最后取下纸板获得数据,并将数据填入表中进行分析,所以顺序是CDAB;
(2)根据表中的数据可以得出的结论是:在光的反射现象中,反射角等于入射角;
(3)纸板NOE凹凸不平,光在纸板NOE上发生的是漫反射,从各个方向看到光的传播路径;
如图乙所示,把纸板NOF向前折或向后折,这时,在NOF上看不到反射光线,说明反射光线、入射光线和法线在同一平面内;
(4)如果让光逆着反射光路的方向射到平面镜,那么反射光恰好与入射光路重合,这说明在反射时,光路是可逆的;
(5)保持一束光贴着纸板NOE沿某角度入射到O点,虽然在纸板上不能观察到反射光线,此时反射光线也是存在的。
故答案为:(1)CDAB;(2)在光的反射现象中,反射角等于入射角;(3)漫;反射光线、入射光线和法线;(4)可逆的;(5)仍存在。
2.在“探究光的反射规律”时,小明进行如图所示的实验。
(1)如图甲,小明先将平面镜平放在水平桌面上,再把表面 粗糙 (光滑/粗糙)些的白色硬纸板 竖直 放在平面镜上。
(2)小明让一束光贴着纸板E射到平面镜上,在纸板F上会看到反射光线,然后将纸板F绕ON向后折,如图乙,在纸板F上 看不到 (看到/看不到)反射光线,此时,反射光 存在 (存在/不存在)。
(3)为了进一步确定反射光线的位置,小明将纸板F沿PQ剪开,把上半部分向后折,如图丙,发现在纸板F 下 (上/下)半部分会看到反射光线.说明反射光线,入射光线和法线 在 (在/不在)同一平面。
【解答】解:(1)如果纸板没有与平面镜垂直放置,由于法线与镜面垂直,且反射光线、入射光线、法线在同一平面内,因此,当光贴着纸板沿EO入射时,不能在纸板上看到反射光;所以硬纸板放在平面镜上时,要保持与镜面垂直;
为了看清楚纸板上的光路,白色的纸板材质应较粗糙些,光线射在上面发生了漫反射,反射光线射向各个方向,无论从哪个角度看,都能看得清楚;
(2)光在反射时,反射光线、入射光线、法线在同一平面内,将纸板绕ON向后折,如图乙所示,此时在NOF面上看不到反射光线,此时反射光线存在;
(3)小李将纸板沿PQ剪开,将纸板的上半部分向后折,如图丙所示,发现在纸板右侧的下部会看到反射光线,而上部不会看到反射光线,此实验现象说明反射光线、入射光线和法线在同一平面。
故答案为:(1)粗糙;竖直;(2)看不到;存在;(3)下;在。
3.在“探究光的反射定律”的实验中。
(1)如图甲,先将平面镜A放在水平桌面上,再将硬纸板B 垂直 放置于平面镜A上,让激光紧贴纸板射
向O点;
(2)为了显示光路,纸板的表面应 粗糙 (选填“光滑”或“粗糙”)些;
(3)如果垂直射向镜面,则入射角为 0 度,接着多次改变入射光的方向,测得了几组数据如表所示,由此可得出:光反射时, 反射角等于入射角 。
(4)接下来老师进行了如下演示:先用加湿器使整个教室充满雾气,将平面镜放在一能转动的水平圆台上,在柱M上固定一红色激光笔,使其发出的光垂直射向平面镜上的O点,其作用是为了显示 法线 的位置。然后打开固定在柱N上的绿色激光笔,使绿色激光射向O点,出现了如图乙所示的情景。老师水平方向缓缓转动圆台,当我们只能观察到一条光线时,可判断 反射光线、入射光线和法线在同一平面内 。
序号 入射角 反射角
1 30° 30°
2 45° 45°
3 60° 60°
【解答】解:
(1)为了使光的传播路径能呈现在硬纸板上,应让硬纸板B垂直放置在平面镜A上,让激光紧贴纸板射向O点;
(2)为了看清楚纸板上的光路,纸板的表面应是较粗糙的,光线射在上面发生了漫反射,反射光线射向各个方向,无论从哪个角度看,都能看得清楚;
(3)如果光垂直射向镜面,反射光线、法线、入射光线重合,此时入射角为0°;
由表中数据可知,光反射时,反射角等于入射角;
(4)加湿器使整个教室充满雾气,这样能显示出光的传播路径;法线与平面镜是垂直的,红色激光笔发出的光垂直射向平面镜上的O点,可以显示法线的位置;
沿水平方向缓慢转动圆台,当我们观察到入射绿光、入射红光和反射绿光看起来重合时(即只能观察到一条光线时),可根据光的传播路径来判断反射光线,入射光线和法线在同一平面内。
故答案为:(1)垂直;(2)粗糙;(3)0;反射角等于入射角;(4)法线;反射光线、入射光线和法线在同一平面内。
4.在“探究光的反射规律”的实验中,平面镜水平放置,白色纸板竖直立在平面镜上,纸板由E、F两部分组成,可绕竖直接缝ON翻转,如图所示。
实验次数 入射角 反射角
1 30° 30°
2 45° 45°
3 60° 60°
(1)实验中还需要的器材是: 量角器 、激光笔和铅笔。
(2)将一束光贴着纸板E沿AO射到O点,纸板F上会显示出反射光束OB;为探究反射光和入射光是否在同一平面内,下一步的操作是: 将纸板F沿ON向后折(向前折),看其上是否有反射光线 。
(3)使光束以不同角度入射进行实验,测量数据如上表所示.由此可得:在反射现象中, 反射角等于入射角 。
(4)实验中将一束光紧贴纸板沿BO的方向入射,观察到沿OA方向射出,由此说明光反射时光路 可逆 。
【解答】解:(1)因为实验时为了验证光的反射定律,需要测量反射角和入射角的度数,所以必须有量角器;
(2)将纸板F沿ON向后折(向前折),看其上是否有反射光线,转动后,若不能看到反射光线,说明反射光线与入射光线是在同一平面内;
(3)使光束以不同角度入射进行实验,由表格中的数据可知,反射角始终等于入射角;
(4)实验中将一束光紧贴纸板沿BO的方向入射,观察到沿OA方向射出,这表明在光的反射中,光路是可逆的。
故答案为:(1)量角器;(2)将纸板F沿ON向后折(向前折),看其上是否有反射光线;(3)反射角等于入射角;(4)可逆。
5.小杰同学在探究“光的反射规律”时将一块平面镜放在水平桌面上,再把一张硬纸板竖直放在平面镜上,让一束光线贴着纸板沿EO方向入射,如图甲所示;
(1)小杰想探究反射光线、入射光线和法线是否在同一平面内,应将纸板 B (选填“A”或“B”)绕ON向前或向后弯折;
(2)改变入射角大小做三次实验后得出数据如下表,结论为 反射角等于入射角 ;当入射光垂直于镜面入射时,此时反射角为 0 度。
(3)另一同学也把一束光贴着纸板A射到O点(如图乙所示),但纸板并未与平面镜垂直,此时反射光线、入射光线和法线 在 (选填“在”或“不在”)同一平面内,此时 不能 (选填“能”或“不能”)在纸板B上观察到反射光线。
实验次数 入射角 反射角
1 15° 15°
2 30° 30°
3 70° 70°
【解答】解:(1)若想探究反射光线、入射光线和法线是否在同一平面内,应将纸板B绕ON向前或向后弯折,若纸板上不能显示光线,则可以证明三线是共面的;
(2)改变入射角大小做三次实验后将测得的数据记录在右表中,根据数据可得出结论反射角等于入射角;当入射光垂直于镜面入射时,入射角为0°,反射角等于入射角,反射角为0°;
(3)若纸板并未与平面镜垂直,把一束光贴着纸板A射到O点,法线将会不在硬纸板上,所以在硬纸板上不能看到反射光线。但此时反射光线、入射光线和法线仍在同一平面内。
故答案为:(1)B;
(2)反射角等于入射角;0;
(3)在;不能。
6.如图,探究光的反射规律时,在平面镜上垂直放置一块光屏,光屏由可绕ON折转的E、F两块板组成,让一束光贴着光屏左侧的E板沿AO方向射到O点,在右侧F板上能看到反射光线OB。
实验次数 入射角 反射角
1 15° 75°
2 30° 60°
3 45° 45°
(1)实验时,能从光屏前各个不同方向看到光的传播路径,这是因为光在光屏上发生了 漫反射 (填“镜面反射”或者“漫反射”);
(2)若将F板向后折转一定角度,则在F板上 不能 (填“能”或者“不能”)看到反射光,说明 入射光线、反射光线、法线在同一平面内 。
(3)某同学利用该套实验器材,选择入射角分别为15°、30°、45°的光线进行实验,结果得到了不同的数据,如表所示,经检查,三次实验中的测量值都是准确的,但总结的规律却与反射定律相违背,你认为其中的原因是 该同学测量的是反射光线与平面镜之间的夹角 。
【解答】解:(1)实验时从光屏前不同的方向都能看到光的传播路径,是由于光屏表面凹凸不平,光在这里发生了漫反射的缘故;
(2)若将F板向后折转一定的角度,则在F板上不能看到反射光,在光屏上不能看到反射光,但此时的入射光线、反射光线仍在同一平面内;
(3)根据反射定律,反射角等于入射角,反射角是反射光线与法线的夹角,入射角是入射光线与法线的夹角,当入射角分别为15°、30°、45°时,反射光线与法线的夹角,即反射角也应分别是15°、30°、45°,不是75°,60°45°,而75°,60°,45°正好是反射光线与镜面的夹角。
故答案为:(1)漫反射;(2)不能;入射光线、反射光线、法线在同一平面内;(3)该同学测量的是反射光线与平面镜之间的夹角。
7.小明利用图中的实验装置探究光的反射规律,纸板A和纸板B垂直于平面镜且可绕ON折转。
(1)除图中器材外,小明实验中还必须用到的测量仪器是 量角器 。
(2)小明改变入射角大小,多次实验后,小明得到如下几组数据:
实验次数 1 2 3 4
入射角/° 20 30 40 60
反射角/° 20 30 50 60
①分析发现表格中的第 3 次数据是错误的,出现错误的原因是将反射光线与 平面镜 的夹角当作了反射角(选填“平面镜”或“法线”);
②根据表中的正确数据可知,反射角 等于 入射角(选填“大于”、“小于”或“等于”);
③实验中小明发现从硬纸板前的不同角度都能看到反射光线,这是因为光在硬纸板上发生了 漫 反射(选填“漫”或“镜面”)。
(3)接着小明进行了如下实验:
①让激光笔在纸板B上沿着FO的方向射向O点,反射光会沿着OE方向射出。这表明在光的反射现象中,光路是 可逆 的;
②将激光笔在纸板A上沿EO的方向射向O点,并将纸板B绕ON向后折转,在纸板B上不能观察到反射光线,这说明在光的反射现象中,反射光线、入射光线和法线 在 同一平面内(选填“在”或“不在”)。
【解答】解:(1)探究光的反射规律时,需要用量角器测量反射角和入射角的大小,故需要用到量角器;
(2)①根据光的反射定律,反射角等于入射角,反射角是反射线与法线的夹角,入射角是入射线与法线的夹角,其中有一组数据测错了,这组数据是第4次实验的,原因可能是将反射光线与镜面的夹角当成反射角;
②由表格中的数据可知,反射角等于入射角;当入射角逐渐增大时,反射角随之逐渐增大;
③实验时从硬纸板前不同的方向都能看到入射光线,是由于硬纸板表面凹凸不平,光在这里发生了漫反射的缘故;
(3)①让光沿着FO的方向射向O点,反射光会沿着OE方向射出;多次进行反向入射实验,光路均沿原路径传播。这表明,在反射现象中,光路是可逆的;
②让入射光沿EO方向射向镜面,在纸板B上可以看到反射光;若将纸板B向后折,后折不同角度均不能在纸板上观察到反射光,这说明反射光线、入射光线和法线在同一平面内。
故答案为:(1)量角器;(2)①3;平面镜;②等于;③漫;(3)①可逆;②在。
8.如图是“探究光反射时的规律”的装置示意图,白色硬纸板EF垂直于平面镜M放置,能沿ON转折,ON垂直于平面镜。
次数 1 2 3 4 5
入射角i 80° 70° 60° 45° 30°
反射角r 80° 70° 60° 45° 30°
(1)让入射光贴着纸板EF沿AO射向平面镜上的O点,观察并描绘光的径迹,量出入射角和反射角。多次改变入射光的方向进行实验,记录的数据如上表。比较得出:光反射时,反射角 等于 入射角;
(2)当入射光沿着NO入射,反射光会 ON 射出,此时入射角等于 0° ;
(3)纸板EF右侧没有沿ON转折时,能观察到发射光;有转折时,观察不到反射光。这说明:光反射时,反射光线、入射光线和法线 在同一平面内 ;
(4)让一束光贴着纸板EF沿BO射到O点,光沿图中的OA方向射出。这说明:光反射时,光路是 可逆 的。
【解答】解:(1)根据表格中的数据可知,光反射时,反射角等于入射角;
(2)当入射光沿着NO入射,入射光线垂直射到平面镜上,反射光线会沿ON射出,反射光线、入射光线和法线重合,所以入射角等于0°,而反射角等于入射角,即反射角为0°;
(3)在实验过程中,将纸板向前或向后折,是为了验证反射光线与入射光线在同一平面内,此时把半面纸板F向前或向后折,不能看到反射光线,说明反射光线与入射光线及法线ON在同一平面内;
(4)将一束光贴着纸板EF沿BO射到O点,光沿图中的OA方向射出,这表明在光的反射中,光路是可逆的。
故答案为:(1)等于;(2)ON;0°;(3)在同一平面内;(4)可逆。
9.小强同学利用如图所示的实验装置探究“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,NOM为两半圆的分界线,其中光屏F可绕直径NOM前后折转。实验测量数据如表所示:
空气中的入射角α 0° 30° 45° 60°
水中的折射角β 0° 22° 32° 41°
(1)实验时,先让光屏E、F位于同一平面内,一束激光贴着光屏E从空气斜射入水中,在光屏F上可以看到折射后的光束,这说明折射光线和入射光线位于法线 两侧 ;小强将光屏F向后折转一定角度后,在光屏F上不能看到折射光,此时 有 (选填“有”或“没有”)折射光,说明折射光线和入射光线 在 (选填“在”或“不在”)同一平面内。
(2)当光从空气垂直射入水中时,光的传播方向 不改变 (填“改变”或“不改变”)。
(3)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”“等于”或“小于”)入射角,且折射角随着入射角的增大而 增大 。
(4)实验过程中,小强发现在水面处发生光的折射现象的同时还伴有光的 反射 现象。
(5)若将光沿着如图所示BO方向射向空气时,光在空气中沿OA方向射出,若保持入射点位置不变,不断增大入射角的度数,折射光线 会 (选填“会”或“不会”)消失。
【解答】解:(1)在光屏F上可以看到折射后的光束,折射光线和入射光线位于法线的两侧;当F板向后折转一定的角度后,则呈现折射光线的F板和呈现入射光线的E板不在同一平面内,所以在F板上不能看到折射光;这说明折射光和入射光在同一平面内;
(2)当光从空气垂直射入水中时,光的传播方向不会改变;
(3)由表中数据可知,光从空气斜射入水中时,折射角始终小于入射角,且折射角随着入射角的增大而增大;
(4)光从空气斜射到水面时,水面会反射光线,将同时发生反射和折射现象;
(5)如果光线沿着BO方向射向空气,在界面处发生折射,同时也会发生反射;若不断增大光在水中的入射角,增大到一定程度,看不到折射光线,产生了全发射;所以折射光线会消失,一定发生反射现象。
故答案为:(1)两侧;有;在;(2)不改变;(3)小于;增大;(4)反射;(5)会。
10.如图所示为探究光折射时的特点的实验,让光束斜射入装有水的杯中。
(1)若光束沿AO斜射入水中,请在图中大致画出折射后的光线。
(2)当这束光斜射入杯中时,会在杯底形成光斑。保持入射光束的方向不变,逐渐往杯中加水,折射角 不变 (选填“变大”、“变小”或“不变”),观察到杯底的光斑 左 (选填“向左”“向右”)移动。
(3)若AO绕O点逆时针转动,则折射光线将沿 逆时针 (选填“顺时针”或“逆时针”)方向转动。
【解答】解:(1)由光的折射定律可知,光从空气斜射入水中或其他介质中时,折射角小于入射角,折射光线将向靠近法线方向偏折;如图所示:

(2)若杯中的水增多,液面升高,入射角不变,折射角也不变,入射角会向左移动,则光斑向左移动;
(3)若AO绕O点逆时针转动,入射光线与法线之间的夹角变大,则折射角也会变大,则折射光线将沿逆时针方向转动。
故答案为:(1)如图;(2)不变;左;(3)逆时针。
11.小华在研究光的折射现象时,发现折射角会随着入射角的增大而增大,但增加的角度并不相等,谁的增加量更大呢?小华想通过实验对这一问题进行研究,实验步骤如下:
①将半圆形玻璃砖放在标有角度的圆盘上,使二者的圆心重合,如图甲所示。
②将一束激光射向圆心O,激光在O处发生折射
③读出入射角和折射角的大小,并记录在表格中
实验次数 1 2 3 4
入射角 0° 30° 45° 60°
折射角 0° 21° 30° 38°
④逐渐增大入射角,重复②③步骤数次
⑤对记录的数据进行处理,得出结论。
(1)甲图中光线的入射角大小为 30 °。
(2)分析表格中的数据,可以发现 入射 角增加量更大。光垂直入射时,光的传播路径 不改变 (选填“不改变”或“偏转”)。
(3)根据表中数据推测,图乙中光线从玻璃射向空气时折射角为 45 °。
【解答】解:(1)由图甲中的量角器上的数据可知,入射光线和法线之间的夹角为30°;
(2)分析表格中的数据,入射角都是增大15°,折射角增大的度数要小于入射角增大的度数,故入射角增加量更大;光垂直入射时,入射角为0°,折射角为0°,这表明光的传播路径不改变;
(3)当光线从玻璃射向空气时,入射角为30°,由于在光的折射中,光路是可逆的,则折射角为45°。
故答案为:(1)30;(2)入射;不改变;(3)45。
12.某小组同学在研究光的折射规律时,记录的实验数据如表所示:
请仔细观察并分析下表的实验数据,归纳实验结论。
序号 传播路径 入射角 折射角 序号 传播路径 入射角 折射角
1 空气到水 30° 20° 6 空气到玻璃 30° 18°
2
45° 30° 7
45° 25°
3
60° 45° 8
60° 38°
4 水到空气 20° 30° 9 玻璃到空气 25° 45°
5
30° 45° 10
38° 60°
(1)当光从一种介质斜射入另一种介质时, 光的传播方向发生偏折 ;
(2)当光从空气斜射入玻璃或水时,折射角 小于 入射角;(选填“大于”或“小于”)
(3)当入射光线逐渐远离法线时,入射角增大,折射角 增大 ;(选填“增大”或“减小”)
(4) 玻璃 (选填“玻璃”或“水”)对光的折射本领强;
(5)分析实验序号1与4、2与5、7与9、8与10中的数据,可以发现折射时 光路是可逆的 。
【解答】解:(1)当光从一种介质斜射入另一种介质时,折射角与入射角不相等,即光的传播方向发生偏折;
(2)根据表格中的数据可知,当光从空气斜射入玻璃或水时,折射角都小于入射角;
(3)根据表格中的数据可知,入射角变大时,折射角也会变大,当入射光线逐渐远离法线时,则入射角会增大,折射角增大;
(4)当入射角都为23°、36°、51°时,玻璃中的折射角为15°、23°、31°,在水中的折射角为18°、27°、37°,即玻璃对光的折射能力强;
(5)分析实验序号1与4、2与5、7与9、8与10中的入射角和折射角的大小可知,光发生折射时,光路是可逆的。
故答案为:(1)光的传播方向发生偏折;(2)小于;(3)增大;(4)玻璃;(5)光路是可逆的。
13.小明在“探究光的折射规律”实验中,意外发现:下部水槽装满水,当光从水斜射向空气时(如图甲),随着入射角增大到一定角度,空气中的折射光会突然消失同时反射光变得更亮(如图乙)。课后,小明在老师的帮助下,改变入射角的数值进行了一系列实验,得到如表的数据。分析数据可知:
入射角i 0° 8° 15° 24° 30° 35.2° 40° 45° 46.8° 50°
折射角r 0° 10° 20° 30° 40° 50° 60° 70° 90° /
(1)光从水斜射向空气时,折射角随着入射角的增大而 增大 (选填“不变”“减小”或“增大”),当入射角i> 46.8 °时,折射光线消失,只发生反射现象。
(2)根据光路可逆的特性,当光从空气斜射向水时,折射角 小于 (选填“大于”、“等于”或“小于”)入射角,因此随着入射角增大时,折射光线 不会 (选填“会”或“不会”)消失。
(3)小明推断:当光从 玻璃斜射向空气 (选填“玻璃斜射向空气”或“空气斜射向玻璃”),随着入射角的增大,折射光线也会消失,只发生反射现象。小明进一步查资料了解到,原来这种现象是光纤通讯的基本原理﹣﹣全反射,光纤通信的发展以及光纤宽带的普及都带动了互联网速的提升和网络环境的改善,而这一切的理论基础仅仅来源于这个简单的光学实验。
【解答】解:(1)由表中数据可知,光从水斜射向空气时,折射角随入射角的增大而增大;当入射角达到46.8°时,折射光线消失,只发生反射现象。
(2)当光从空气斜射向水时,折射角小于入射角,因此随着入射角增大时,折射光线不会消失。
(3)光从玻璃斜射向空气时,折射角大于入射角,故光从玻璃斜射向空气时,随着入射角的增大,折射光线也会消失,只发生反射现象。
故答案为:(1)增大;46.8;(2)小于;不会;(3)玻璃斜射向空气。
14.小明和小华利用如图所示的实验装置探究“光的折射规律”,其中竖直放置的光屏右侧可绕NN'所在直线前后折转。
(1)如图所示,小明让光束贴着光屏从空气斜射入水中,当他将光屏右侧向后折转一定角度时,在右侧板上 不能 (能/不能)看到折射光,这说明:折射光线、入射光线和法线 在 (在/不在)同一平面内。
(2)图中入射角∠α为∠ AON (用字母表示),折射角∠γ为∠ BON' (用字母表示)。
(3)小明多次改变入射光线AO与ON的夹角进行实验,测量记录如表格所示。分析数据得出的结论是:
①光从空气垂直射入水中,传播方向 不变 (改变/不变);
②光从空气斜射入水中,折射光线 偏向 (偏向/偏离)法线;
③ 光从空气斜射入水中,折射角小于入射角,入射角增大,折射角也增大 。
入射角∠α 0° 15° 30° 45° 60°
折射角∠γ 0° 11.3° 22.1° 35.4° 40.9°
(4)小华将光线贴着光屏从水斜射入空气中,当入射角为22.1°时,折射光线与入射光线的夹角为 172.1 °。
【解答】解:(1)因折射光线和入射光线和法线在同一平面内,所以,光贴着光屏从空气斜射入水中,当他将光屏右侧向后折转一定角度时,在右侧板上不能看到折射光;
(2)入射光线和法线的夹角叫做入射角,所以图中入射角是∠AON,折射光线和法线的夹角叫做折射角,所以折射角为∠BON';
(3)①光从空气垂直射入水中,入射角为0°,折射角为0°,所以传播方向不变;
②光束沿AO射入水中,光束进入水中后,由于折射角小于入射角,则折射光线会向法线方向偏;
③根据表格中的数据可知,光从空气中斜射入水中时,折射角小于入射角;入射角增大,折射角也增大;
(4)由于光路是可逆的,所以小华将光线贴着光屏从水斜射入空气中,当入射角为22.1°时,折射角为30°,折射光线与入射光线的夹角为:90°﹣30°+90°+22.1°=172.1°
故答案是:
(1)不能;在;(2)AON;BON';(3)①不变;②偏向;③光从空气斜射入水中,折射角小于入射角,入射角增大,折射角也增大;(4)172.1。
15.小龙同学在探究光的折射规律时,意外发现:当光沿某方向从半圆形玻璃砖射向空气时,折射光消失(折射角达到90°),而反射光却变得更亮,老师告诉他这是光的全反射现象,课后,小龙查到光从玻璃射向空气时的一些数据如表。
入射角i 0° 10° 20° 30° 40° 41.2° 41.8° 42°
折射角γ
15.2° 30.9° 48.6° 74.6° 81° 90° /
反射能量 5% 7% 26% 43% 77% 84% 100% 100%
(1)根据光的折射定律:补充上面第二行第一个空 0° ;
(2)光从玻璃斜射向空气时,反射能量随着入射角的增大而增大,当入射角i≥ 41.8° 时,折射角达到90°,反射能量达到100%,就发生了全反射现象;
(3)由表格数据可知:如图中图线 a (选填“a”、“b”或“c”)反映了上述实验中的两角关系;
(4)根据光路可逆,当光从空气斜射向玻璃时, 不能 (选填“能”或“不能”)发生全反射现象。
【解答】解:
(1)根据光的折射定律可知,当入射角为0°时,光的传播方向不变,则折射角为0°;
(2)根据表格中的数据可知,当入射角大于或等于41.8°时,反射能量达到100%,就发生了全反射现象;
(3)折射角随着入射角的增大而增大,但折射角总大于入射角,而图b中,当入射角等于45°时,反射角也等于45°,a图像中的折射角始终大于入射角,且入射角接近45度时,折射角为90度,因此图a反映了折射角与入射角的关系;
(4)根据光路可逆,当光从空气斜射向玻璃时,折射角小于入射角,因此折射光线不能消失,则不能发生全反射现象。
故答案是:(1)0°;(2)41.8°;(3)a;(4)不能。

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