Question

3．某科技興趣小組為了探究光從空氣斜射入介質(zhì)時折射角的大小與什么因素有關(guān)，他們將光從空氣分別斜射入水和玻璃，測得數(shù)據(jù)如表：

空氣中的入射角i	0°	30°	45°	60°
水中的折射角r	0°	22°	32°	40°
玻璃中的折射角β	0°	17°	24°	30°

（1）張華同學(xué)根據(jù)表中數(shù)據(jù)進行歸納，發(fā)現(xiàn)在入射角相同的情況下，光在水中的折射角比光在玻璃中的大，說明折射角的大小與介質(zhì)有關(guān)．
（2）陳林同學(xué)提出：如果讓光從玻璃斜射入空氣，會是怎樣的呢？于是，他讓一束光按圖1所示射向半圓型玻璃磚，并不斷改變?nèi)肷浣堑拇笮�，記錄的�?shù)據(jù)如表：

入射角i	0°	30°	35°	39°	40°	41°	45°	50°
折射角r	0°	51°	63°	79°	90°	無折射光	無折射光	無折射光

他把記錄的數(shù)據(jù)和張華進行了交流，最后去請教老師，老師告訴他們這種現(xiàn)象叫全反射，折射角變成了90⁰的入射角，叫臨界角．光發(fā)生全反射的必要條件之一就是入射角≥臨界角（填“≤”“≥”或“=”），根據(jù)這種現(xiàn)象，人類制造出了傳輸光信號的介質(zhì)，這種介質(zhì)叫做光纖（光導(dǎo)纖維）．
（3）李涵同學(xué)聯(lián)想到應(yīng)用光的折射而成像的凸透鏡，在做“凸透鏡成像規(guī)律”實驗時，他發(fā)現(xiàn)像距v和物距u是一一對應(yīng)的．在圖2所示的四條圖線中，能正確反映凸透鏡成像規(guī)律的應(yīng)該是D
A．圖線A    B．圖線B       C．圖線C    D．圖線D

Answer 1

分析 （1）由表中數(shù)據(jù)可以看出，光從傳播速度大的介質(zhì)斜射入傳播速度小的介質(zhì)中時，折射角的與入射角的大小關(guān)系．
（2）要發(fā)生全反射現(xiàn)象，需要光從光密介質(zhì)射向光疏介質(zhì)，并且入射角需要達到或大于臨界角，此時折射光線消失，只剩下反射光線；
（1）①首先看清圖象中的橫軸表示物距，縱軸表示像距，根據(jù)凸透鏡成像規(guī)律中的u=2f時，物距v=2f，求出其焦距．
②凸透鏡成像時，像距、物距和焦距三者之間是有一定的聯(lián)系的，若用一個公式表示，就是：$\frac{1}{u}$+$\frac{1}{v}$=$\frac{1}{f}$（其中u表示物距，v表示像距，f表示焦距），
③將ABCD4個圖線中的物距、像距數(shù)值，分別代入$\frac{1}{u}$+$\frac{1}{v}$=$\frac{1}{f}$逐一分析即可得出結(jié)論．

解答 解：（1）由圖知，光不管是從空氣斜射入水中，還是從空氣斜射入玻璃中，折射光線都要靠近法線，折射角都小于入射角，但在水中的折射角要大于在玻璃中的折射角，因此可知，光以相同的入射角從空氣斜射入不同的介質(zhì)中，折射角是不相同的．
（2）光發(fā)生全反射的必要條件之一就是入射角≥臨界角，根據(jù)這種現(xiàn)象，人類制造出了傳輸光信號的介質(zhì)，這種介質(zhì)叫做光纖（光導(dǎo)纖維）．
（3）A、因為A圖線中，物距和像距始終相等，不符合凸透鏡成像規(guī)律中的物距和像距的關(guān)系．故本選項不能正確反映凸透鏡成像規(guī)律；
B、B圖線中，隨著物距的不斷增大，像距在不斷減小，不符合凸透鏡成像規(guī)律中的物距和像距的關(guān)系．故本選項不能正確反映凸透鏡成像規(guī)律；
C、圖線C，當(dāng)物距為15cm時，像距為15cm，由凸透鏡成像規(guī)律可知，u=2f，v=2f，此時f=7.5cm，當(dāng)物距為35cm時，像距為5cm，代入$\frac{1}{u}$+$\frac{1}{v}$≠$\frac{1}{f}$，故本選項不能正確反映凸透鏡成像規(guī)律；
D、圖線D，當(dāng)物距為10cm時，像距為10cm，由凸透鏡成像規(guī)律可知，u=2f，v=2f，此時f=5cm，當(dāng)物距為30cm時，像距為6cm，代入$\frac{1}{u}$+$\frac{1}{v}$=$\frac{1}{f}$，故本選項能正確反映凸透鏡成像規(guī)律．
故答案為：（1）介質(zhì)；
（2）≥；光纖（光導(dǎo)纖維）；
（3）D．

點評 此題主要考查了學(xué)生根據(jù)現(xiàn)象和數(shù)據(jù)總結(jié)結(jié)論的能力，同時還考查了對新知識的應(yīng)用，要解決此題最基本的要掌握光的折射定律的內(nèi)容．