Question

介紹一個有趣的實驗：
在長方形玻璃水槽底部放一塊（比槽底略小、鏡面朝上的）平面鏡，然后向水槽中注入適量的水，再向水槽底部的鏡面上均勻地撒一層砂糖．不攪動，讓水槽平靜地放置幾個小時，待砂糖慢慢地全部溶解，這時用玩具激光器L在水槽側壁靠近底部的D處（如圖所示），向糖液中發射一束激光，可以觀察到激光束在糖液中的傳播路徑好似乒乓球在水面桌面上彈跳著向前的運動軌跡．
這個實驗能給我們帶來怎樣的思考與啟示呢？
（1）平靜的水槽中的糖液，它的各部分的密度具有怎樣的特征呢？

B

A．各處都是均勻的
B．由下往上，密度漸漸變小
C．由下往上，密度漸漸變大
D．從左到右，0、A、B、C是糖液密度變化的轉折點
（2）光在糖液中的弧形傳播路徑，給我們的啟示是

B

A．由于糖的作用，使槽底的平面鏡對光有了吸引作用
B．光在密度不均勻介質中傳播時，總是向著密度大的方向偏折
C．糖液是液體，糟底和平面鏡是固體，光在傳播時總是向著有固體的方向偏折
D．光在密度不均勻介質中傳播時，總是向著密度小的方向偏折
（3）下列現象中，與上述實驗所觀察到的現象很類似的是

B

A．在河岸上觀察水中的魚，所看到的魚的位置比實際位置偏高的現象
B．早晨，太陽還在地平線以下，人就能觀察到日出的現象
C．光透過三棱鏡，向三棱鏡底邊偏折的現象
D．陽光透過濃密樹葉的縫隙，在地面上出現圓形光斑的現象．

Answer 1

分析：（1）因為光在同種均勻介質中沿直線傳播，光在密度不均勻介質中傳播時，總是向著密度大的方向偏折，根據實驗現象“向糖液中發射一束激光，可以觀察到激光束在糖液中的傳播路徑好似乒乓球在水面桌面上彈跳著向前的運動軌跡”可知水槽中的糖液，它的各部分的密度特征．
（2）根據“光在糖液中的弧形傳播路徑”結合光沿直線傳播的條件可得到啟示．
（3）形成“上述實驗所觀察到的現象”的原因是光在密度不均勻介質中傳播時，總是向著密度大的方向偏折，然后再對4個現象的原理進行逐一分析即可得出結論．

解答：解：（1）由“激光束在糖液中的傳播路徑好似乒乓球在水面桌面上彈跳著向前的運動軌跡”可知水槽中的糖液，它的各部分的密度是由下往上，密度漸漸變小的．
故選B．
（2）光沿直線傳播的條件是同種均勻介質，當光在密度不均勻介質中傳播時，傳播方向要發生偏折，而且總是向著密度大的方向偏折，所以光在糖液中的傳播路徑
是弧形的．
故選B．
（3）A、在河岸上觀察水中的魚，所看到的魚的位置比實際位置偏高的現象，是因為光線從水中斜射入空氣中發生的折射，是遠離密度小（空氣）的方向偏折，故本選項不符合題意．
B、覆蓋著地球表面的大氣，越接近地表越稠密，折射角也越小．即光在密度不均勻介質中傳播時，總是向著密度大的方向偏折，所以早晨，太陽還在地平線以下，人就能觀察到日出的現象，故本選項與實驗現象很類似．
C、光透過三棱鏡，向三棱鏡底邊偏折的現象，是因為光線從玻璃中斜射入空氣中發生的折射，是遠離密度小（空氣）的方向偏折，故本選項不符合題意．
D、太陽光通過樹葉間的小孔，在地面上形成一個倒立的、太陽的實像，像和太陽的形狀是一樣的，是圓形，是光沿直線傳播形成的．故本選項不符合題意
故選B．

點評：本體通過一個有趣的實驗考查光的折射現象及其應用，有一定的難度，屬于難題，學習物理一定要密切的聯系生活；要將學到的知識應用到生活中去．