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为了探究光的反射和折射规律,小名设计并且进行了如图所示的实验:把一束激光从某种玻...

为了探究光的反射和折射规律,小名设计并且进行了如图所示的实验:把一束激光从某种玻璃中射向空气,保持入射角不动,改变入射角(每次增加5°),观察反射光线和折射光线的方向变化,并且记录入射角α、反射角β、折射角γ.实验过程中小名发现了一个奇特的现象:当他把入射角增大到45°时发现折射光线突然消失了,把入射角减小为40°时折射光线又出现了.
他以为是实验仪器发生了什么问题,经检查,仪器一切正常.又试了几次,结果还是一样,但又有了新发现:当折射光线消失后反射光线的亮度比有折射光线是时明显增强了.这是怎么一回事呢?小名请教了物理教师.老师告诉他:光从玻璃,水等介质射向空气并且当入射角大于某一个值时确实会发生这种现象,发生这种现象时的入射角叫做临界角λ.听了老师的话,小名产生了浓厚的兴趣,他还想知道:这种玻璃的临界角是多少呢?玻璃和水的临界角相等吗?于是他重新进行了实验(从40°开始,入射角每次增加0.2°).下面是小名的实验数据.
表1光从玻璃射向空气时入射角与反射角、折射角的关系
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表2光从水射向空气时入射角与反射角、折射角的关系
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仔细考查小名的探究过程和实验数据,回答下列问题:
(1)请你针对“光从玻璃、水等介质射向空气并且当入射角增大到某一个值时折射光线突然消失”这样一个物理现象,给它一个合适的名称.
(2)玻璃和水的临界角分别是多少?
(3)为什么折射光线消失后反射光线的亮度会增加?
(4)如图是一块玻璃三棱镜,一束光垂直于上述玻璃做的三棱镜一个直角面射向三棱镜,画出这束入射光线的光路图.这种情况下的三棱镜相当于什么光学器件?

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(1)光由光密(即光在此介质中的折射率大的)介质射到光疏(即光在此介质中折射率小的)介质的界面时,全部被反射回原介质内的现象,叫做全反射. (2)由表1光从玻璃射向空气时入射角与反射角、折射角的关系,可知当入射角为42°时,折射光线消失了. 由表2光从水射向空气时入射角与反射角、折射角的关系,可知当入射角为50°时,折射光线消失了. (3)当入射光线从一种介质斜射入另一种介质时,会发生折射,同时也发生反射. (4)当光从空气垂直射入玻璃时,光线方向不变,在玻璃的另一个面发生全反射. 【解析】 (1)光从玻璃、水等介质射向空气并且当入射角增大到某一个值时折射光线突然消失时, 说明光被全部反射回来了,故答案为:全反射. (2)由表1可以知道,当入射角为42°时,折射光线消失了,所以玻璃的临界角为42°, 由表2可以知道,当入射角为50°时,折射光线消失了,所以水的临界角为50°. (3)当入射光线从一种介质斜射入另一种介质时,会发生折射,同时也发生反射, 所以反射光线要比入射光线暗一些,而当折射光线消失后,发生了全反射,所以反射光线亮度增强了. (4)当光从空气垂直射入玻璃时,光线方向不变,在玻璃的另一个面发生全反射.如图所示: 因此时光线会聚了,因凸透镜对光线有会聚作用,所以相当于凸透镜这一光学器件.
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考点分析:
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如图,是小玮探究平面镜成像特点的实验装置.
(1)用玻璃板代替平面镜,主要是利用玻璃板透明的特点,便于______
(2)如果有3mm厚和2mm厚的两块玻璃板,则小玮应选择______mm厚的玻璃板做实验;
(3)如果玻璃板没有放正,将对实验产生什么影响?______
(4)小玮把点燃的蜡烛放在玻璃板前,确定像的位置后测出了一组物距和像距的数值,即得出实验结论:“像距与物距相等”.你认为小玮的做法是否合理?______
理由是:______

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在“探究平面镜成像的特点”实验中,某同学用玻璃板、相同的两个棋子A和B、刻度尺、白纸、橡皮泥等器材进行实验,如如图所示.
(1)在寻找棋子A的像的位置时,眼睛应该在棋子______(选填“A”或“B”)这一侧观察,移动玻璃板后的棋子B,使它与棋子A在玻璃板中所成的像重合;
(2)实验中使用刻度尺,是为了测量______
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“关爱生命,安全出行,争当安全模范公民”的教育活动,在全国各地轰轰烈烈地展开.“红灯停,绿灯行”是公民的基本素质.
交通信号灯用红、绿灯,而不用蓝色、紫色等其它颜色的灯.对此,小明、小华、小宇三位同学展开讨论.
小明说:人的眼睛对红色光、绿色光比较敏感.用红绿灯作为交通指挥灯,容易引起视觉反应,可以提高人们的警惕性,减少交通事故的发生.
小华说:红光穿透能力比蓝色、紫色等其它的色光强,很远处就能看到;人的眼睛对绿色光敏感.
小宇说:红绿灯作为交通指挥灯,是国际通用的,并不具有科学依据.
(1)雾天,小明、小华和小宇一起在远处观看路口的红绿灯,收集有关“红色光穿透能力强”的证据.小明和小宇看到红灯亮时,小华却认为红灯不亮.此事实说明红色光引起的视觉效果与______有关;三位同学向路口的红灯走近,都感到红色光强度逐渐增强,表明色光的穿透能力与______有关.影响色光穿透能力的因素还有______(至少答出一条).
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______
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(4)随着科技创新,传统的红、绿灯逐渐被超高亮度的发光二极管(LED)所替代.LED灯具有亮度高、颜色纯、耗电少、寿命长等特点,简述LED灯的广泛使用可能会给人们的生活与环境带来的影响.(回答一条即可)______
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如图,画出字母B在平面镜中的像.
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画出图中的入射光线.
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试题属性
  • 题型:解答题
  • 难度:中等

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