Question

15．在探究“光從空氣射入水和油時，哪種液體對光的偏折本領較大”的實驗中，小明提出如下實驗方案：先讓一束入射光從空氣直接射入透明的空水槽中，記錄下光斑位置（如圖甲所示）；接著分別倒入水和油，記錄對應的光斑位置，再通過分析就可得到實驗結論．經(jīng)討論，同學們認為這一方案是可行的，于是進行了探究實驗．
（1）要實現(xiàn)探究目標，它們應選擇圖乙中的B、D（選填字母序號）兩圖進行實驗．
（2）某小組同學正確實驗后，所記錄的三次光斑的相對位置如圖丙所示，經(jīng)分析可知：光從空氣斜射入水和油時，油對光的偏折本領較大．
（3）水槽底部選用了較粗糙的材料制作，這樣就可以使站在不同角度的同學都能看見水槽底部的光斑，是因為光在水槽底部發(fā)生了漫反射（選填“鏡面反射”或“漫反射”）．
（4）實驗完成后，保持入射光線的位置和角度不變，繼續(xù)向水槽中加入液體，會發(fā)現(xiàn)水槽底部的光斑將向右移動（選填“向左移動”或“向右移動”或“不動”）．

Answer 1

分析 （1）實驗的目的是探究水和油對光的偏折本領，因此需要控制入射角和液面的高度相同；
（2）通過記錄的位置，和空氣中照射點光斑相比較，距離空氣中光斑越遠，說明對光的偏折本領越大．
（3）鏡面反射后的光線射向同一方向，正好處在這一方向上時，獲得的光線很強，其他方向上幾乎沒有反射光線；漫反射時反射光線射向各個方向，所以我們能從各個不同方向看到本身不發(fā)光的物體．
（4）容器內(nèi)加液體后，就會發(fā)生折射現(xiàn)象，根據(jù)光的折射規(guī)律可知當光從空氣斜射入水中時，折射光線靠近法線，折射角小于入射角，然后分析光斑的移動情況．

解答 解：（1）根據(jù)控制變量法的思想，要探究水和油對光的偏折本領大小，必須控制入射角和液面的高度相同，只改變光線傳播的介質(zhì)，因此符合條件的有B、D兩圖；
（2）根據(jù)記錄，油中光斑的位置距離空氣比較遠，因此油對光線的偏折程度大，對光的偏折本領較大．
（3）水槽底部選用了較粗糙的材料制作，這樣就可以使站在不同角度的同學都能看見水槽底部的光斑，是因為光在水槽底部發(fā)生了漫反射；
（4）當容器內(nèi)加液體時，由光的折射規(guī)律可知，光線將發(fā)生折射現(xiàn)象，折射光線靠近法線，即向下偏折，也就是在容器底的光斑向右移動，當液體加滿后，光斑就停止移動．
故答案為：（1）B、D；（2）油；（3）漫反射；（4）向右移動．

點評 此題主要考查光的折射規(guī)律，注意光從空氣斜射入水中時，折射角小于入射角，折射光線是靠近法線的，折射光線向下偏折．