2020年八年级物理上册探究光的折射规律

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2020年八年级物理上册探究光的折射规律

3.4 探究光的折射规律图3-4-1一 光的折射光由一种介质进入另一种介质时____________发生改变的现象,叫做光的折射。二 光的折射规律1.如图3-4-2所示,用PQ表示空气和水的分界面,O点是光线的入射点,AO是入射光线,NN′是过O点的法线,∠AON是入射角,OB是进入水中的________光线,∠BON′是________角。图3-4-212 2.探究光的折射规律实验器材:玻璃水槽、激光笔、硬纸板、量角器和一块玻璃砖。实验步骤:(1)让光线斜射入空气和水的分界面,比较折射角和入射角的大小,折射角________入射角;(2)改变入射角的大小,观察折射角的变化:当入射角增大时,折射角将________;当入射角减小时,折射角将________;若让光垂直射向水面,则进入水中的光线方向________;(3)把水槽换成玻璃砖,重复上述实验。实验结论:光折射时,折射光线、入射光线、法线三者在同一平面内;折射光线和入射光线分别位于________两侧。光从空气斜射入水或玻璃表面时,折射光线向法线偏折,折射角________入射角;入射角增大,折射角也________;光垂直射到水或玻璃表面时,在水或玻璃中的传播方向________。实验评估:(1)实验中硬纸板的作用可显示入射光线和折射光线,如果硬纸板可转折,同样可以验证折射光线、入射光线和法线在同一平面内;(2)实验用水和玻璃砖进行多次实验,得出的实验结论具有普遍性。三 生活中和自然中的折射现象1.从空气中看水中的物体,或从水中看空气中的物体,看到的其实都不是物体本身,而是由于光的折射形成的、比实际位置都________的虚像。2.光在同一种不均匀的物质中,传播方向不断改变,也是折射现象。海市蜃楼、星星眨眼等现象都是由于折射使光的传播路径发生弯曲形成的。类型一 生活中的折射现象例12017·苏州如图3-4-3所示的光现象中,由于光的折射形成的是(  )图3-4-3[易混辨析]解答这类问题时,要结合生活实例与光的三个基本规律进行分析。光的折射涉及两种介质或同一种不均匀介质;光的反射发生在同一种介质中,且必须有反射面;光沿直线传播发生在同一种均匀介质中,但不存在反射面的问题。类型二 探究光的折射规律例2某同学在做探究光的折射特点实验,如图3-4-4所示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,通过实验还得到下表数据:12 图3-4-4入射角α0°15°30°45°60°反射角β0°15°30°45°60°折射角γ0°11°22.1°35.4°40.9°  (1)分析表中数据,可得出结论:①光从空气斜射到水面时,将同时发生________和________现象。②光从空气斜射到水面时,折射角随入射角的变化关系是:折射角随入射角的增大而________(选填“增大”“不变”或“减小”),且折射角________(选填“大于”“等于”或“小于”)入射角。当光从空气垂直射到水面时,折射角大小等于________度。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)若用激光沿CO方向从水中射入空气,激光在空气中传播的光路是________(选填“OA”或“OB”);激光经过水面反射时的反射角大小等于________(选填“α”“β”或“γ”)。[全品导学号:47732037][方法指导]光的折射角和入射角的大小比较发生光的折射时,空气中的光线与法线的夹角比较大,即光从空气中斜射入水或玻璃中时,折射角小于入射角;光从水或玻璃中斜射入空气中时,折射角大于入射角。类型三 光的折射作图例3如图3-4-5所示,在平静的湖边上方有一盏路灯,潜水员在水下E处看到了路灯的像,图中A、B两点,其中一点是路灯的发光点,另一点是路灯的像点。请你区分发光点、像点,在图中画出水下E处的潜水员看到路灯的光路图。[全品导学号:47732038]图3-4-5[易错警示]可以按照空气中的角大去作折射光线或入射光线,作图时注意入射光线和折射光线用实线画,折射光线的反向延长线用虚线画,另外光线箭头很容易画错。人眼看到的物体,都是物体发出或反射的光线进入人眼,一定要注意光线的方向。类型四 光的折射规律的应用例42016·玉林如图3-4-6所示,渔夫叉鱼时,应瞄准哪个方向才能叉到鱼[全品导学号:47732039](  )图3-4-6A.看到的鱼的前方B.看到的鱼的方向12 C.看到的鱼的上方D.看到的鱼的下方[易错警示]无论是从水中看岸上的物体,还是从岸上看水中的物体,看到的都是位置升高的虚像。12 课堂反馈(十二)[探究光的折射规律]                         1.以下现象与光的折射无关的是(  )A.雨后彩虹B.杯弓蛇影C.海市蜃楼D.鱼翔浅底2.如图12-1所示,一束光从空气斜射入水中,MN为法线,由图可知折射角是(  )图12-1A.∠1B.∠2C.∠3D.∠43.下列关于光的折射的说法中错误的是(  )A.折射光线一定在法线和入射光线所确定的平面内B.入射光线和法线与折射光线一定不在一个平面内C.折射角可能小于入射角D.光线从空气斜射入玻璃时,折射角小于入射角4.如图12-2所示,小明将一枚硬币放在碗底,眼睛在A处恰好看不到它,沿碗壁缓缓向碗中加水,小明在A处又能看到“硬币”。这是因为光从________斜射入________中时发生了________现象。图12-25.我们都知道小马过河的故事,如图12-3所示是小马过河的图片。小马斜着看水中东西,会发生折射。根据光的折射规律,小马看到的河底位置比实际位置要________(选填“深”或“浅”)。图12-36.如图12-4所示,一束光从水中斜射向水面,请画出折射光线。图12-412 课时作业(十二)[第三章 3.4 探究光的折射规律]一、选择题1.2016·通辽如图12-K-1所示的四种光现象中,属于光的折射现象的是(  )图12-K-12.2017·黔东南州下列成语所描述的情景中,属于光的折射现象的是(  )A.镜花水月B.海市蜃楼C.坐井观天D.立竿见影3.一束光从空气斜射入水中时,若入射角增大,则(  )A.反射角和折射角都增大,折射角大于入射角B.反射角和折射角都增大,折射角小于入射角C.反射角不变,折射角增大,折射角小于入射角D.反射角不变,折射角增大,折射角大于入射角4.能正确表示光从空气斜射入水中的光路图是(  )图12-K-25.2016·钦州如图12-K-3所示是人眼看到池底某点的光路,其中正确的是(  )图12-K-36.潜入游泳池水中的运动员仰头看体育馆墙壁上的灯,他看到的灯的位置(  )A.比实际位置高B.比实际位置低12 C.与实际位置一样高D.条件不足,无法判断二、填空题7.如图12-K-4所示为光在空气和玻璃两种介质中传播的路线,其中________是入射光线,______是反射光线,________是折射光线,反射角为________度,折射角为________度。这束光从________射到________。图12-K-48.如图12-K-5所示,小明将一枚硬币放在碗的底部,眼睛在A处恰好看不到它。(1)小明看不到硬币,这是因为光在同种均匀介质中沿________传播。(2)将平面镜放到碗边适当的位置,小明在A处通过平面镜看到了硬币,这是利用了光的______原理。(3)沿碗壁缓缓向碗中加水,小明在A处也能看到硬币,这是利用了光的________原理。图12-K-59.你能解释“坐井观天,所见甚小”吗?请你在图12-K-6中用光学知识画图说明。若井中有水,井底青蛙的位置不变,由于____________,青蛙观察到的井上范围将________(选填“变大”“变小”或“不变”)。图12-K-610.2016·揭阳夏季,当你在河岸边漫步时,有时会看到“鱼在云中游”的美景。你看到的鱼是由于光的________形成的像,水中的云是由于光的________形成的像。三、作图题11.2017·徐州如图12-K-7所示,光从空气射入水中,请在图中画出折射光线。图12-K-712.如图12-K-8所示,已知光在水面处的反射光线OB,O为入射点。请作出其入射光线和进入水中的折射光线。12 图12-K-813.2017·阜新请你画出如图12-K-9所示人眼看到水中鱼A的大致光路(A′为鱼A的虚像)。图12-K-9四、实验探究题14.某同学做“探究光的折射特点”实验,他将光从空气射入水中,如图12-K-10所示是他根据观察到的实验现象画出的光路图,他还通过实验得到如下表所示的数据。图12-K-10入射角α0°15°30°45°60°反射角β0°15°30°45°60°折射角γ0°11°22.1°35.4°40.9°(1)根据实验现象,可初步得到如下结论:①光从空气斜射向水中时,在水面处会发生____________现象。②光从空气斜射向水中时,折射角随入射角的变化关系:____________________________,且折射角________(选填“大于”“等于”或“小于”)入射角。③当光从空气垂直射向水中时,折射角等于________度。(2)除上述得到的结论外,你还能初步得到哪些结论?请写出其中一条:________________________________________________________________________________________________________________________________________________。15.如图12-K-11甲所示是做光的折射实验的情景,图乙是示意图。12 图12-K-11(1)实验前,点燃固定在盒盖下方的蚊香,盖上盒盖,打开亮度较亮的激光,可清晰观察到沿直线传播的光路,在透明塑料盒的右侧面上可看到一个亮点,之所以能够看清光路是利用了光的________知识。(2)向塑料盒中逐渐加入掺有少量牛奶的水,达到一定高度后会观察到在右侧面原来亮点的上方出现一个亮点,这个亮点是由于光照射到水面时发生了光的________形成的,还有一个在原来亮点的下方,这是由于光在________处传播方向发生改变而产生的。(3)保持入射光不动,继续加水,会看到原来的两个亮点移动的方向是________。A.两个亮点都向上B.两个亮点都向下C.上面的亮点向上,下面的亮点向下D.上面的亮点向下,下面的亮点向上(4)为了研究入射角增大时折射角的变化情况,结合图乙说明,应进行的操作是________________________,同时应注意观察__________________________。12 详解详析【新知梳理】一、传播方向二、1.折射 折射2.实验步骤:(1)小于 (2)增大 减小 不变实验结论:法线 小于 增大 不变三、1.高【应用示例】例1 B [解析]水中景物的倒影是平面镜成像,属于光的反射现象,A错误。雨后彩虹的形成是光的色散,属于光的折射现象,B正确。光在同种均匀介质中沿直线传播,在遇到不透明的树叶时,便在物体后形成影子,而没有树叶的地方光沿直线传播,在地面上形成光斑,C错误。汽车观后镜是凸面镜,通过后视镜看到车后的景物是利用光的反射,D错误。例2 (1)①反射 折射 ②增大 小于 零(2)OA γ[解析](1)①光从空气斜射到水面时,将同时发生反射和折射现象;②由表中数据可知,光从空气斜射到水面,当入射角不断增大时,折射角也随之增大,故折射角随入射角的增大而增大,且折射角小于入射角。当光从空气垂直射到水面时,折射角的度数为零。(2)在光的折射现象中光路是可逆的,若用激光沿CO方向从水中射入空气,则激光在空气中的光路是OA,在水面处发生反射,反射角等于入射角,所以反射角大小等于γ。例3 如图所示[解析]光从空气中斜射入水中时,折射角小于入射角,潜水员在水下E处逆着光的传播方向看到路灯的像会比路灯本身偏高一点,所以B是路灯的虚像点,A是路灯的发光点。连接EB,EB与界面的交点即为入射点O,OE就是折射光线,连接AO,AO就是入射光线,即可完成水下E处的人看到路灯A的光路图。例4 D [解析]叉鱼时将钢叉对准看到的鱼,不能叉到鱼。这是因为从鱼身上发出的光线由水中斜射入空气时,在水面上发生折射,折射角大于入射角,折射光线进入人眼,人眼逆着折射光线的方向看去,眼睛看到的是鱼的虚像,在鱼的上方,所以叉鱼时要瞄准看到的鱼的下方。【课堂反馈】1.B 2.D 3.B4.水 空气 折射 5.浅6.如图所示【课时作业】1.D [解析]拱桥倒影是指桥在水面成像,属于平面镜成像,是光的反射造成的,故A错误;树叶间的光线说明光是沿直线传播的,故B错误;一叶障目,不见泰山是指树叶挡住光线,说明光是沿直线传播的,故C12 错误;钢笔错位是因为光从一种透明介质进入另一种透明介质时,光线的传播方向发生改变而形成的,属于光的折射现象,故D正确。2.B 3.B 4.C5.D [解析]光由池底某点发出,经水面射入人的眼睛,故光线是从水中到空气中,图A和图C光线的传播方向画错了;光由池底某点发出,经水面射入空气中时发生折射,折射角大于入射角而射入人眼;眼睛观察到的是该点的虚像,在折射光线的反向延长线上,图B错误,图D正确。6.A7.BO OA OC 60 35 空气 玻璃8.(1)直线 (2)反射 (3)折射9.如图所示 光的折射 变大10.[全品导学号:47732139]折射 反射11.如图所示12.如图所示13.如图所示14.(1)①反射和折射 ②折射角随入射角的增大而增大 小于 ③0(2)折射光线和入射光线分别位于不同的介质中(其余正确合理即可)[解析](1)①光从空气斜射到水面时,将同时发生反射和折射现象。②由表中数据可知,光从空气斜射到水面时,当入射角不断增大,折射角也随之增大,故折射角随入射角的变化关系:折射角随入射角的增大而增大,且折射角小于入射角。③当光从空气垂直射到水面时,折射角等于零。(2)除上述得到的结论外,还可以看出折射光线和入射光线分别位于不同的介质中。15.(1)漫反射 (2)反射 水面 (3)C (4)将AO绕点O12 逆时针旋转,增大入射角 折射角的变化[解析](1)烟是固体颗粒,光遇到空气中小的固体颗粒发生漫反射,反射的光进入人的眼睛,从而能看到光的传播路线。(2)向塑料盒中逐渐加入掺有少量牛奶的水,达到一定高度后会观察到在右侧面原来亮点的上方出现一个亮点,这个亮点是因为光照射到水面时发生了光的反射形成的,还有一个在原来亮点的下方,这是由于光在水面处发生折射传播方向发生改变而产生的。(3)保持入射光不动,继续加水,入射点向左移动,会看到上面的亮点向上移动,下面的亮点向下移动。(4)为了研究入射角增大时折射角的变化情况,应将AO绕O点逆时针旋转,增大入射角,同时注意观察折射角的变化。12
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