人教版八年级物理上册 专项练习（4）探究光的反射、光的折射规律

（4）探究光的反射、光的折射规律

一、实验题

1.如图为“探究光的反射规律”实验装置：
 

（1）实验时，纸板应与镜面______放置，为了完成实验，需要的测量工具是______。

（2）当入射光线靠近平面镜时，反射角______（填“增大”或“减小”）。

（3）如果让光沿方向入射，反射光将沿方向射出。这表明，在反射现象中，光路是______的。

（4）保持入射光线位置不变，以法线为轴，将纸板的右半面向后折，则在纸板上______（选填“能”或“不能”）看到反射光线，实验现象说明______。

2.在“探究光的反射规律”实验中，某小组实验步骤如下：

A.把一个平面镜放在水平桌面上，再把一张硬纸板竖直地立在平面镜上，纸板上的直线垂直于镜面，如图甲所示。
 

B.让一束红光贴着硬纸板沿着某一角度射到O点，经平面镜反射，沿着另一方向射出，在纸板上用笔描出入射光线和反射光线的径迹，改变光束入射的角度，多测几次，换用不同颜色的笔记录每次光的径迹。

C.取下硬纸板，用量角器测量两侧的和，将数据记录在表中。

D.纸板是用两纸板A和B连接起来的，把纸板B向前折或向后折，观察反射光线。

根据上述实验步骤，回答下列问题：

（1）该实验中硬纸板显示出反射光线与入射光线位于_______两侧。

（2）将一束光贴着纸板A沿射到O点，将纸板B向前或向后折，目的是探究反射光线与入射光线是否在_______内；向前或向后折的过程中，在纸板B上_______（选填“能”或“不能”）看到反射光线。

（3）由实验步骤C可以得到的规律是反射角_______（选填“>”“=”或“<”）入射角。

（4）在甲图中，如果将光线沿着射向平面镜时，你还会发现的规律是_______。

（5）如果实验中硬纸板放得没有与平面镜垂直，稍有倾斜，则当入射光贴着硬纸板射向镜面上的O点后，在硬纸板上_______（选填“能”或“不能”）看到反射光线。

3.为了探究光反射时反射角和入射角的关系，某同学将一个平面镜放在水平桌面上，再把纸板放置在平面镜上，如图甲所示。
 

（1）使一束光贴着纸板沿某一角度入射到O点，纸板上没有观察到反射光，原因可能是________（写出一条）。

（2）正确操作实验，并在纸板上记录每次光的径迹，如图乙所示。取下纸板，接下来进行的操作是________，将数据记录在表格中，并比较________。得到的结论是________。

（3）本次实验多次测量的目的是________。

①求平均值减小误差

②得到普遍规律

4.小明利用如图装置探究光的反射与折射规律，塑料板由两部分组成，F部分可绕接缝向后翻折，塑料板上有刻度，在塑料板上安装一支可在塑料板平面内自由移动的激光笔，下方容器中可装水，是法线所在位置。
 

（1）小明将一束激光贴着塑料板E沿射至P点，在容器底部形成一个光斑，向容器内慢慢注水，容器底部光斑的位置将_______（选填“向左移动”“向右移动”或“不动”），这说明光从空气斜射入水中时，传播方向_______（选填“会”或“不会”）发生偏折。当入射光线沿纸板E靠近法线时，反射光线会_______（选填“靠近”或“远离”）法线。

（2）小明发现光在水面处同时发生折射和反射现象。当入射光线沿射向水面时，小明将纸板F向后翻折，这样做是为了验证_______。

（3）小明移动激光笔，使入射角为60°，测得折射角为40°。由此就得出“光发生折射时，折射角小于入射角”的结论。同组的小刚认为不妥，原因是_______。

（4）下表是小明的实验数据，分析数据你能得出：光在反射时，反射角_______入射角；入射角增大时，折射角_______。

（5）当入射光线垂直水面入射时，折射角是_______度，小明此时没有发现反射光原因是______________。

5.某同学做探究光的折射特点实验，如图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，通过实验还得到如表数据：

（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。

（2）若用激光沿方向从水中射入空气，激光在空气中传播的光路是________（选填“”或“”）；激光经过水面反射时的反射角大小等于________（选填“α”“β”或“γ”）。

（3）折射光线和入射光线位于________的介质中。

6.小龙同学在探究光折射的规律时，意外发现：当光沿某方向从半圆玻璃砖射向空气时，折射光消失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：

（1）根据光的折射规律：补充上面第二行第一个空_______。

分析以上数据可知光从玻璃射向空气时，折射角随入射角的变化关系：______________。

（2）光从玻璃斜射向空气时，反射能量随着入射角的增大而_______，当入射角_______时，反射能量达到_______，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”或“b”）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，折射角_______（选填“大于”或“等于”或“小于”）入射角，因此折射光线不能消失，则_______（选填“能”或“不能”）发生全反射现象。

7.某小组选用了图甲中光源、水、水槽、可折转的光屏（带刻度）等器材，用于完成探究“光从空气射入水中时的折射规律”。
 

（1）在图乙中，使用可折转的光屏，是为了观察折射光线、入射光线和法线是否________。

（2）光从空气射入水中，入射点为O点，不断改变入射角，读出刻度盘上对应的折射角，将实验结果画在图丙中，其中1和和和和分别表示各次入射光线和对应的折射光线的位置。由此可得出，光从空气斜射入水中时，折射角随入射角的增大而________，且折射角________（选填“大于”“等于”或“小于”）入射角；当光从空气垂直射入水中时，折射角等于________度。

（3）光从空气斜射到水面时，为了更精细地观察到水中光路，可以采用的方法是________。

（4）图丙中当激光从水中沿方向射入O点时，折射光线将会沿着________（选填“1”“2”“3”或“4”）的方向射出，说明折射现象中光路是________的。

参考答案

1.答案：（1）垂直；量角器

（2）增大

（3）可逆

（4）不能；反射光线、入射光线与法线在同一平面内

解析：（1）要使入射光线和反射光线的径迹同时在纸板上出现，纸板应与平面镜垂直；实验中还需要用量角器测量入射角和反射角的大小；

（2）当入射光线靠近平面镜时，入射角增大，因为反射角等于入射角，所以反射角也增大；

（3）让光逆着的方向射向镜面，反射光沿着方向射出，表明在反射现象中，光路是可逆的；

（4）当纸板在一个平面内时，可以看到入射光线和反射光线，将纸板向后折转一个角度后，看不到反射光线，由此说明反射光线、入射光线和法线在同一个平面内。

2.答案：（1）法线

（2）同一平面；不能

（3）=

（4）在光的反射现象中，光路是可逆的

（5）不能

解析：（1）反射光线与入射光线位于法线的两侧；

（2）将纸板B向前或向后折，是为了探究入射光线与反射光线是否在同一平面内，将纸板B向前或向后折，不能看到反射光线；

（3）反射角与入射角相等；

（4）将光线逆着反射光线的方向射向平面镜，会发现反射光线逆着原入射光线的方向射出；

（5）因为硬纸板倾斜后，反射光线与硬纸板不在同一平面内，故不能看到反射光线。

3.答案：（1）纸板与不在同一平面内（纸板没有与平面镜垂直放置）

（2）用量角器分别测量出入射角和对应反射角的大小；反射角与入射角的大小关系；反射角等于入射角

（3）②

解析：（1）纸板上没有观察到反射光，可能是纸板未与平面镜垂直放置或纸板与不在同一平面内；

（2）取下纸板后，应用量角器分别测出入射角和对应的反射角的度数，并记录在表格中，通过分析可知反射角等于入射角；

（3）本次实验多次测量的目的是得到普遍规律。

4.答案：（1）向左移动；会；靠近

（2）反射光线、入射光线和法线在同一平面内

（3）一次实验得到的结论具有偶然性

（4）等于；增大

（5）0；反射光线与入射光线重合

解析：（1）光从空气斜射入水或其他透明介质时，折射角小于入射角；小明将一束激光射至P点，形成一个光斑，向水槽内慢慢注水，光线在水面处发生折射，水槽底部光斑的位置将向左移动，说明光从空气斜射入水中时，传播方向会发生偏折；当入射光线沿纸板E靠近法线时，入射角减小，因反射角等于入射角，则反射角也减小，即反射光线会靠近法线；

（2）将纸板F向后翻折，发现纸板上无反射光线呈现，说明反射光线、入射光线和法线在同一平面内，此时纸板上看不到反射光线，但反射光线依然存在；

（3）因为一次实验得到的结论具有偶然性，所以不能只由一组数据就得出结论，应改变入射角的度数进行多次实验；

（4）分析表格中数据，可得出：光在反射时，反射角等于入射角；入射角增大，折射角增大；

（5）当光沿着方向射入时会沿方向射出，此时光线垂直入射不改变传播方向，则此时入射角和折射角都等于0度，反射光线与入射光线重合。

5.答案：（1）①反射；折射；②增大；小于；0

（2）

（3）不同

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，当入射角不断增大时，折射角也随之增大，故折射角随入射角的变化关系是：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，传播方向不改变，此时入射光线、折射光线与法线重合，则折射角等于零度；

（2）在光的折射现象中光路是可逆的，若用激光沿方向从水中射入空气，则激光在空气中的光路是，光从水中斜射入空气中，反射角等于入射角，所以反射角大小等于γ；

（3）折射光线和入射光线位于不同的介质中。

6.答案：（1）0°；折射角随入射角的增大而增大

（2）增大；41.8°；100%

（3）a

（4）小于；不能

解析：（1）根据光的折射规律可知，当入射角为0°时，光的传播方向不变，则折射角为0°，根据表格中的数据可知，光从玻璃斜射向空气时，折射角随着入射角的增大而增大；

（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，而图线b中，当入射角等于45°时，反射角也等于45°，图线a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°，因此图线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。

7.答案：（1）在同一平面内

（2）增大；小于；0

（3）向水中加几滴牛奶

（4）4；可逆

解析：（1）将光屏的右半部分向前或向后翻折，就不会看到折射光线，只有当整个光屏为一平面时，才能够看到折射光线，说明入射光线、折射光线和法线共面，这说明使用可折转的光屏，是为了观察折射光线和入射光线和法线是否在同一平面内；

（2）由图丙可以看出，当入射角逐渐减小，则折射角逐渐减小，入射角增大时，折射角也随着增大，即光从空气斜射入水中时，折射角随入射角的增大而增大，随入射角的减小而减小，且折射角小于入射角，当光从空气垂直射到水面时，传播方向不变，此时入射角等于0度，折射角等于0度；

（3）为了更清晰地看到光路，应使水稍微混浊一些，可以放入少量的牛奶，就能看到入射光线、折射光线；

（4）在图丙中将光沿着方向射入O点时，光在空气中沿着4方向射出，这说明折射光路具有可逆性。