初中物理光的折射现象及其应用实验题

运用知识解决问题：

（1）叉鱼时要瞄准鱼的下方，因为水中的鱼反射的光在水面发生折射，折射光线　　法线，人逆着折射光线看到水中鱼的虚像在其　　（填“上方”或“下方” $)$。

（2）请画出图1中经凹透镜折射后的光线。

（3）如图2是 $200g$冰的熔化图象，它在 $\mathit{CD}$段吸收的热量是多少？（请写出计算过程）

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（AO、OC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丙所示的光路图（OE为水中的折射光线）通过分析光路，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。

【浙江省湖州市2015年中考科学试题物理部分】小明喝水时，偶然发现透过水面看不见玻璃水杯外侧的手指，他感到很惊奇；玻璃和水都是透明物质，为什么光却不能透过呢？小明决定找出原因，下面是小明的探究过程：
根据光经过的路径，首先想到了这种现象与光的折射有关，为此他根据光从水中射向空气的光路进行了推测，如下图，光从水中射向空气时，折射角大于人射角，当入射角逐渐增大时，折射角也逐渐增大，那么，当人射角增大到某一值时，会不会…

（1）小明的推测是                                                 。
（2）小明为了验证自己的推测，进行了如下图所示的实验，实验过程中逐渐增大激光笔射向水面的入射角的角度，当增大到某一角度时，小明观察到            ，证实了自己的推测。

（3）当光从空气射向水中时，也会出现“看不见”的现象吗？说出你的观点并解释：            。

（1）如图所示，小明将一枚硬币放在碗的底部，眼睛在A处恰好看不到它，这是因为光的   现象。沿碗壁缓缓向碗中加水，小明在A处又看到硬币，这是利用了光的     现象，此时小明看到的是硬币的      (选填“虚”或“实”）像。

（2）如图所示，在水平桌面上放置一个硬币并沿箭头所示方向吹气，发现有几次“硬币起飞”了，小明思考产生这一现象的原因：通过硬币上部空气流速大，压强       ；而硬币下面没有气流通过，下方气压始终是p₀，从而产生压力差，给硬币一个向上的动力。
（3）“硬币起飞”的条件是什么呢？查寻规律：在地面附近同一高度或高度差不显著的情况下，空气流速v与压强p的关系可表示为1/2ρv²＋p = p₀（其中ρ表示空气密度，p₀是常数，表示没有气流时的环境气压）。本研究需要知道硬币的质量m（或重力G）和硬币上（或下）表面面积S。
（4）小明同学用如图所示的方法测定硬币表面面积，图中刻度尺的示数为     cm ，由此测得硬币的直径，算出硬币的表面积S。
（5）先利用天平称出多个硬币的总质量，然后计算出单个硬币的质量。(4)(5)两次实验中用了同一种方法测物理量，这样做的目的是                         。
（6）请导出刚好将硬币吹起时吹气速度v的表达式 v=_____ ____（用ρ、S、m表示）。

小敏学习了“光的折射”后，想知道光进入不同介质时，弯曲程度是否相同(折射角是否相等)，如不同，弯曲程度与什么因素有关。
老师帮她设计了下面的实验：
用一厚玻璃缸盛一定量的水，让一激光手电筒射出的光束从空气中斜射入水中，从水中再进入玻璃，然后再进入空气中，其光路图如图2-4-12所示。小敏还上网查出了一些介质的其他参数，如下表：

物质	空气	水	玻璃	植物油
密度（kg/m3）	1.29	1000
	3×10^5	2.25×10^8	2×10^8

(1)分析光路图，你能得出什么结论?
(2)分析表中数据猜想：①玻璃的密度比水的密度___________；②光在植物油中的传播速度比在水中的传播速度___________。
(3)你能得出折射角的变化规律吗?

给你一个圆柱形平底玻璃杯、一桶水、一支笔、一张纸、一小勺奶粉、一把激光手电筒。请你选择以上器材设计出二个不同的光学实验，并按以下要求填写

器材	简要操作方法	可能观察到的现象	简单解释
例如：杯、水、笔	①将杯盛满水 ②将笔放在玻璃杯一侧，从另一侧看笔	笔被放大了	盛水玻璃杯相当于放大镜

 

根据题目要求，从下列器材中选取需要的器材，设计两个实验并填写下表。
器材有:鸡蛋、纸片、食盐、水、玻璃杯、筷子

器材	实验内容	操作方法	发生的现象
示例：玻璃杯、纸片	研究物体的惯性	把纸片放在玻璃杯和桌面之间，迅速抽出纸片	玻璃杯保持静止
	研究光的折射现象
	研究物体的浮沉条件

小雨在吃烤肉串时，偶然发现了一个现象：通过烤炉上方看对面的人，感觉对面的人好像在晃动．为什么会出现这种现象呢?小雨根据学过的知识进行分析：火炉上方的空气被加热后，变得不均匀，此时它的疏密程度会不断发生变化，光进入这种不均匀的热空气，传播方向就不一定是沿直线的了，因此看起来感觉对面的人在晃动．为了验证这种分析是否正确，回到家后，小雨利用一支激光笔、一个装有酒精的浅盘及火柴进行了如下的探究．

(1)如图所示，将激光笔固定在小桌上沿水平方向照射，看到墙面上有一红色光点保持不动，这个现象  ▲ （“能”或“不能”）说明此时光在均匀的空气中沿直线传播．
(2)如果要让这束红光穿过不均匀的空气，接下来小雨的做法应该是：  ▲ ．
(3)如果小雨的分析是正确的，他观察到的现象应该是：  ▲ ．