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沪教版(上海)八年级上册物理2.2光的折射同步习题(含答案)

一、1.光的折射现象

1.光的折射现象是自然界中常见的物理现象之一。当光线从一种介质进入另一种介质时，由于光速的变化，光线会发生方向的改变，这种现象称为折射。例如，当光线从空气进入水中时，由于光在水中的传播速度比在空气中慢，光线会向法线方向发生偏折。这种现象可以通过斯涅尔定律来描述，斯涅尔定律指出，入射角和折射角的正弦值之比等于两种介质的折射率之比。例如，当光线从空气（折射率约为1.00）进入水（折射率约为1.33）时，入射角为30°的光线在水中折射后，折射角会小于30°，具体角度可以通过斯涅尔定律计算得出。

2.光的折射现象在日常生活中有着广泛的应用。例如，凸透镜和凹透镜就是利用光的折射原理制成的光学元件。凸透镜可以使光线会聚，常用于放大镜和眼镜；凹透镜则使光线发散，常用于远视镜和太阳镜。此外，光纤通信技术也依赖于光的折射原理。光纤是一种特殊的光导纤维，其内外层的折射率不同，能够使光线在光纤中发生全内反射，从而实现远距离的信息传输。光纤通信具有传输速度快、容量大、抗干扰能力强等优点，是现代通信技术的重要组成部分。

3.在光学实验中，光的折射现象可以通过实验装置进行直观观察。例如，使用一个透明的容器，将容器中注入不同密度的液体，如水、酒精和盐水，然后将激光笔的光线从容器一侧射入，观察光线在不同液体中的折射情况。实验结果表明，光线在密度大的液体中折射程度更大，折射角更小。这一现象符合斯涅尔定律，可以用来验证光的折射规律。通过此类实验，学生可以加深对光的折射现象的理解，同时培养科学探究和实验操作能力。

二、2.折射规律与折射定律

1.折射规律揭示了光线从一种介质进入另一种介质时，其传播方向发生改变的现象。根据折射规律，当光线从空气斜射入水中时，折射角小于入射角；当光线从水中斜射入空气时，折射角大于入射角。这一规律可以通过实验观察和数学公式来描述。

2.折射定律，也称为斯涅尔定律，是描述光的折射现象的基本定律。斯涅尔定律指出，入射角和折射角的正弦值之比等于两种介质的折射率之比。用数学公式表示为：n1*sin(θ1)=n2*sin(θ2)，其中n1和n2分别是两种介质的折射率，θ1和θ2分别是入射角和折射角。通过这个公式，可以计算出光线在两种介质交界处折射后的角度。

3.折射定律在光学设计和光学器件中具有重要作用。例如，在设计凸透镜和凹透镜时，需要根据折射定律计算出透镜的形状和尺寸，以实现光线聚焦或发散的效果。在光纤通信技术中，折射定律同样发挥着关键作用，光纤的设计需要确保光线在光纤内部发生全内反射，从而实现长距离的信息传输。折射定律的应用不仅限于光学领域，它在物理学、工程学等多个学科中都有广泛的应用。

三、3.折射的应用

1.折射现象在光学仪器中有着广泛的应用。以望远镜为例，望远镜的物镜和目镜都是利用折射原理设计的。物镜通过折射收集远处物体的光线，形成一个缩小的实像，然后目镜再次对实像进行折射，使其放大并清晰地呈现给观察者。以哈勃太空望远镜为例，其主镜直径达2.4米，利用高折射率的玻璃材料制成，能够收集来自宇宙深处的微弱光线，从而观测到遥远的星系和星云。

2.折射在光纤通信技术中扮演着至关重要的角色。光纤是一种由高折射率的核心和低折射率的包层组成的介质，当光线从核心进入包层时，由于折射率的变化，光线会在包层与核心的界面处发生全内反射，从而在光纤中传播。光纤通信的传输速率可以达到数十吉比特每秒，远远超过传统的铜线通信。例如，中国的“京沪干线”光通信线路，全长约1800公里，利用光纤通信技术实现了高速、大容量的数据传输。

3.折射在生物医学领域也有着重要的应用。例如，在眼科检查中，验光师会使用折射仪来测量患者的屈光度，从而确定患者是否需要佩戴眼镜。验光师将光线通过一系列的透镜组合，根据光线折射后的位置和强度来计算出患者的屈光度。此外，在手术中，医生也会使用折射原理设计的手术显微镜，通过精确控制显微镜中的透镜，实现对手术区域的放大和清晰观察，提高手术的精确度。

四、4.练习与思考

1.为了巩固对光的折射现象的理解，以下是一些练习题。假设光线从空气进入水中，入射角为45°，请计算折射角。已知空气的折射率为1.00，水的折射率为1.33。此外，请思考，如果入射角逐渐增大，折射角会如何变化？当入射角达到90°时，会发生什么现象？

2.在实际应用中，光的折射现象常常与光的反射现象结合出现。例如，在观察水中的物体时，常常会出现物体位置偏移的现象。请设计一个实验，通过改变观察角度和水的深度，来观察并记录这种偏移现象。在实验报告中，分析产生这种现象的原因，并讨论如何校正这种视差。

3.光的折射在光学设计中也具有重要意义。设想你正在设计一个光