2020年八年级物理上册探究光的折射规律

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