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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

表2光从水射向空气时入射角与反射角、折射角的关系

仔细考察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？

解：（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．
分析：（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．
点评：本题主要考查了光的折射现象以及光的全反射现象的实验．

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相关习题

科目：初中物理 来源： 题型：

小明为了探究光的反射规律，设计了如图所示的实验，M是一块小的平面镜．
（1）实验时，第一步需要改变

入射光线

的方向，观察反射光线的移动方向，并分别测出反射光线与法线ON的夹角和入射光线与法线ON的夹角，由此可以得出的结论是：光在反射时，

反射角等于入射角

．
（2）小明将纸面折向后方，出现了如图乙所示的情景，由此可以得出的结论是：

反射光线、入射光线与法线在同一平面内

．

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科目：初中物理 来源： 题型：阅读理解

（1）为了探究光的反射规律，同学们进行如图1所示的实验．

①如果让光线逆着OF的方向射向镜面，会发现反射光线沿着OE方向射出，这表明

光的反射中，光路是可逆的

．
②小红探究反射光线与入射光线是否在同一平面内时．她将纸板B向后折，纸板B上

不能

（能/不能）看到反射光线．
（2）同学们要探究“凸透镜成像规律”．选择的器材有凸透镜、蜡烛、光屏、光具座、火柴．
①某同学先将凸透镜正对着太阳光，调整凸透镜和白纸间的距离，直到太阳光在白纸上会聚成一个最小、最亮的点，如图2所示，这一操作的目的是

测量凸透镜的焦距

；
②将凸透镜、蜡烛和光屏放在光具座上进行实验时，某同学点燃蜡烛，沿光具座移动光屏，发现光屏上的像不完整（如图3所示），接下来的操作是

光屏向上移动

．
③问题解决后，王聪经过规范操作，测量准确，实验记录如下表：

序号	物距u/cm	像距v/cm	像的性质
1	30.00	10.91	a
2	16.00	16.00	倒立，等大，实像
3	12.00	24.00	b
4	6	/	正立、放大、虚像

根据上表信息可知凸透镜的焦距f=

cm；
表格中有几项内容漏写了，请你帮助填补：a

倒立、缩小的实像

；b

倒立、放大的实像

；
在第4次实验时，所成的像是虚像，无论怎样移动光屏，光屏上始终得不到像．为了观察到此时的像，眼睛和蜡烛应该在凸透镜的

异

（“同”或“异”）侧．
④完成实验后，某同学拿一个近视眼镜放在蜡烛和透镜之间并调节光屏，使光屏上出现烛焰清晰的像（如图4所示），而拿走近视眼镜则烛焰的像变得模糊．那么在拿走近视眼镜后，下列操作能使光屏上重新得到清晰像的是

A．将光屏适当远离凸透镜
B．将蜡烛适当远离凸透镜
C．将光屏适当移近凸透镜或将蜡烛适当移近凸透镜
D．同时将光屏和蜡烛适当远离凸透镜．

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科目：初中物理 来源： 题型：

为了探究光的反射规律和平面镜成像规律，小明进行如图所示的实验．
（1）如果让光线逆着OF的方向射向镜面，会发现反射光线沿着OE方向射出，这表明

光路是可逆的

．
（2）小明探究反射光线与入射光线是否在同一平面内时，她将纸板B向后折，

不能

（填“能”或“不能”）看到反射光线．
（3）小明利用透明玻璃板、两段完全相同的蜡烛等器材探究平面镜成像的特点．选取两段完全相同的蜡烛的目的是

便于比较像与物的大小

．选用玻璃板的目的是

容易确定像的位置

．
（4）如果将点燃的蜡烛远离玻璃板，则像将

远离玻璃板

移动．

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科目：初中物理 来源： 题型：

（1）为了探究光的反射规律，同学们进行如图1所示的实验．
①如果让光线逆着OF的方向射向镜面，会发现反射光线沿着OE方向射出，这表明

光路是可逆的

．
②小红探究反射光线与入射光线是否在同一平面内时，她将纸板B向后折，

不能

（填“能”或“不能”）看到反射光线．
（2）小章同学在做“探究平面镜成像”的实验时，将一块玻璃板竖直架在水平台上，再取两段完全相同的蜡烛A和B，点燃玻璃板前的蜡烛A，小心地移动蜡烛B，直到与蜡烛A的像重合，如图2所示．在此实验中：选取两段完全相同的蜡烛是为了比较像与物的

大小

关系；移去蜡烛B，并在其位置上放一光屏，则光屏上

不能

接收到蜡烛A烛焰的像（选填“能”或“不能”）；小章将蜡烛逐渐远离玻璃板时，蜡烛所成像的大小

不变

（选填“变大”、“变小”或“不变”）．

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科目：初中物理 来源： 题型：

为了探究光的反射规律，小丽进行了如下探究：
（1）在暗室里，按如图所示那样，把小平面镜放在桌面上，把白色硬纸板（白色纸板上画有角度，由E、F 两块粘接起来，可绕接缝ON转动，ON垂直于镜面）竖立在镜面上．
（2）使E、F两块纸板在同一平面，让入射光线沿纸板射向镜面上的O点，观察从镜面反射的光线的方向，记录入射角和反射角的大小．
（3）重复步骤（2）多记录几组数据，实验数据如表：

实验次数	入射角（度）	反射角（度）
1	30	30
2	45	45
3	60	60

（4）把纸板F向前折，发现纸板上没有反射光．
（5）把纸板F向后折，发现纸板上依然没有反射光．
总结结论：
a、分析表中数据可得出结论

b、分析实验步骤（4）、（5）、可得出结论

．

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