1. 如图所示,小明将一枚硬币放在碗底,眼睛在P处恰好看不到它。沿着碗壁缓缓向碗中加水,当水面上升到一定高度,在P处就能看到“硬币”。关于这个实验说法正确的是(  )

A. 加水后看到硬币是因为光从空气斜射到水中,折射光线向法线偏折 B. 加水后看到硬币是因为光从水斜射到空气中,折射光线向界面偏折 C. 此时用激光笔在P处对着看到的“硬币”照射,可以照到硬币 D. 用筷子在P处对着看到的“硬币”下方插下去,可能插到硬币
【考点】
光的折射规律;
【答案】

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1. 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、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,如下图甲所示。

(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(AOC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)小华最终在光屏上记录下了如图丙所示的光路图(OE为折射光线),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。如图所示,将透明的薄壁(厚度可忽略不计)方形水槽水平放置,固定在水槽底部的激光笔沿图示方向发出一细光束,小彬通过缓慢改变水槽中的水量来探究光的传播现象;

(5)图1水槽中未注水时可在侧壁上A处得到一个光点,注入一定量的水后,光点移至B处,这是由于光在水面处发生了光的折射现象,此时入射角 角θ(θ为折射角,选填“大于”“等于”或“小于”)

(6)为使B处的光点移至C处,则应使水槽中的水量 ,若BC间距离为2cm,则水面高度的变化量Δh 2cm(选填“>”“=”或“<”);

(7)如图2所示,小彬将激光笔移至虚线框内向水槽底部照射,为使光束第一次从水面射出后沿DE方向传播,则激光笔照射的方向应满足的条件是 ,且激光笔照射在水槽底部的位置必须在区 (选填“①”“②”或“③”)内。

实验探究题 困难
3. 某小组同学发现当光从水斜射入空气中时,一部分光线反射回水中,另一部分光线折射进入空气中,如图(a)所示.他们保持入射点O位置不变,将入射光线转过一定角度,观察到反射和折射光线如图(b)所示.

(1)由图(a)或(b)可以发现 在同一平面内.图(c)为图13(a)、(b)重合后的示意图,请猜想:两个平面相交的线MN是

(2)他们确定了入射角、反射角和折射角,并分别进行实验,测量并记录了光从水或玻璃斜射入空气中的实验数据,如表一、表二所示.

表一:光从水斜射入空气中 表二:光从玻璃斜射空气中

实验

序号

入射角(度)

反射角(度)

折射角(度)

实验

序号

入射角(度)

反射角(度)

折射角(度)

1

10

10

13

7

10

10

15

2

20

20

27

8

20

20

31

3

30

30

42

9

30

30

49

4

40

40

59

10

40

40

76

5

45

45

70

11

45

45

无折射

6

50

50

无折射

12

50

50

无折射

(a)分析比较表一或表二的第2列和第3列,可以得到的初步结论是:

(b)分析比较实验序号1~5或7~10中折射角随入射角的变化关系,可以得到的初步结论是:光从水或玻璃斜射入空气时,

(3)从表一、表二数据中,他们发现光从水或玻璃斜射入空气时,当入射角增大到一定程度,就不再有折射光线.如果光从玻璃斜射入空气中,折射光线恰好消失时的入射角为a,为了得到a 的大小,应该在入射角为 的范围内继续实验.

实验探究题 困难