4.1第1课时　光的折射及其特点 ---2023-2024学年苏科版物理八年级上学期

第四章　光的折射　透镜 一、 光的折射 第1课时　光的折射及其特点 1. 如图所示,建筑物在清澈的湖水中的“倒影”是由于光的　　　　所形成的虚像,这 些“倒影”看起来比建筑物本身“暗”一些,主要是因为有一部分光通过　　　 进入水中.  　　　 2. (2021·连云港)如图所示,一支固定好的激光笔向空水槽底部固定点O发出一束激光. 向水槽内加水使水面上升至A点,此时光斑在O点　　　侧,这是因为发生了________现象.打开水槽底部水龙头缓慢放水,同时观察到水槽底部光斑向　　　　移动.  反射 折射 左 光的折射 右 3. 当光从一种介质射入另一种介质时,下列说法中,正确的是 (　　) A. 折射角大于入射角 B. 折射角小于入射角 C. 折射角等于入射角 D. 以上情况都有可能 4. (2022·无锡)如图所示,一束光斜射向水面,请画出它的反射光线及折射光线的大致 位置. D 如图所示 5. (2022·镇江)光从水射向空气时,入射点O和反射光线如图所示.请画出入射光线和 折射光线的大致位置. 如图所示 6. 光在空气和水的分界面处同时发生反射和折射的光路如图所示,折射角 为∠　　 　(1/2/3),分界面为　　　　(①/②),分界面的　　　　方 为水,当入射角减小时,反射光线与折射光线的夹角将变　　　　.  2 ② 上 大 [解析]图中∠1=∠3,∠1与∠3两角共边相邻,据光的反射定律可知,①为法线,则②为分界面.图中OA、OB位于法线的同侧,据光的反射定律和折射特点可知,CO为入射光线,OA为反射光线,OB为折射光线,∠3为入射角,∠1为反射角,∠2为折射角.图中∠2>∠3,据光的折射特点可知,分界面上方为水,下方为空气.据光的反射定律和折射特点可知,当∠3减小时,∠1和∠2都随之减小,则∠AOB增大. 7. 手电筒发出的光以如图所示的方式照射到一个空烧杯底部,光投射到烧杯底部形成 一个圆形光斑,若再向烧杯中注水到一定高度,则烧杯底部的光斑会变为 (　　) B [解析]当光从空气斜射入水中时,折射角小于入射角,如图为最左边和最右边光线折射的光路(注意带双箭头的光线表示没有发生折射时的光线,带单箭头的光线表示折射后的光线).从图中可以看出,折射光线在原来光线的内侧,由此可以联想到周围光线都是如此,故B图为正确的图形. 8. 如图所示为一条光线从透明玻璃砖的一面垂直入射,玻璃砖的截面为等腰三角形,顶 角为120°,请结合几何知识画出这条光线经玻璃砖从另外两个面射出的光路图. 如图所示 [解析]首先光从空气垂直入射到玻璃砖的表面,所以传播方向不变.光传播到玻璃砖下表面时,一部分光从玻璃砖斜射入空气中,根据折射角大于入射角,画出折射光线;另一部分光被下表面反射,根据在反射现象中,反射角等于入射角,画出在玻璃砖内的反射光线,由题图知法线平分顶角,根据几何知识可知该反射光线垂直于玻璃砖的右侧表面,所以传播方向不变. 9. (2022·自贡)如图所示,一束光线斜射入玻璃砖中,请画出光线经过玻璃砖的光路图. 如图所示 [解析]第一次折射,先过入射点(光线与玻璃砖上表面的交点),垂直于玻璃砖的上表面作出法线,再在玻璃砖内部法线的另一侧作出折射光线,注意折射角小于入射角;第二次折射,先过入射点(光线与玻璃砖下表面的交点),垂直于玻璃砖的下表面作出法线,再在玻璃砖的下侧空气中作出折射光线,注意折射角大于入射角,折射光线与玻璃砖上表面的入射光线平行. 10. 将一矩形玻璃砖从中间斜切后,向左、右沿水平直线拉开一小段距离,如图所示.一 条光线从左侧面垂直射入,请画出这条光线从右侧玻璃砖射出的折射光路图(保留 作图痕迹). 如图所示 [解析]据光的折射特点可知,光线从左侧玻璃砖的右侧面射出时,折射角γ大于入射角α;据光路的可逆性原理可知,光线射入右侧玻璃砖的左侧面时,入射角为γ、折射角为α,右侧玻璃砖中的光线与左侧玻璃砖中的光线平行;据光的折射特点可知,光线射出右侧玻璃砖的右侧面时,入射角、折射角都为0°. 11. 某同学在做探究光的折射特点实验,如图所示为光从空气射入水中时的光路.实验 中发现,折射光线、入射光线和法线在同一平面内,折射光线和入射光线分别位于 法线的两侧.通过实验还得到如下数据: 入射角α 0° 15° 反射角β 0° 15° 折射角γ 0° 11.3° (1) 分析表中数据,可得出结论: ① 光从空气斜射到水面时,将同时发生　　　　和　　　　现象.  ② 光从空气斜射到水面上时,折射角随入射角的变化关系是_______________________ 　　　　　　　　　　 　　　　　　　,且折射角　　　　(大于/等于/小于)入射角.当光从空气垂直射到水面时,折射角等于零.该同学根据上述实验中的发现和结论②总结出了光的折射特点.  (2) 请你对该同学通过上述探究实验得出光的折射特点的过程作出评价. 是否存在不足?答:　　　　(是/否);请简要说明理由:　   　 .  反射 折射 折射角随入射角的增大而 增大(或折射角随入射角的减小而减小) 小于 是 探究过程不完整,还应该做其他 多种透明介质之间的折射实验(答案合理即可) [解析](1) ① 当光斜射到水面上时,一部分光又回到原来的介质中,这是反射现象;还有一部分光进入水中,但传播方向发生改变,这是折射现象.因此光斜射到水面上时,将同时发生反射和折射现象.② 从题表中的实验数据可以看出折射角随入射角的增大而增大,且折射角小于入射角.(2) 把②的结论当作光的折射特点存在不足,因为只做了光从空气中斜射入水中的实验,偶然性太大,为了使结论更具有普遍性,应换用多组透明介质进行实验. 12. 红光和紫光是两种不同颜色的色光.当它们以相同的入射角射入玻 璃时,折射角的大小是不同的.如图所示,当一束红光与一束紫光相 距d平行入射到一块玻璃砖上时,再由玻璃折射出后　　　 　(仍 然平行/不再平行),它们之间的距离d会　　　　(变大/不变/变小).  仍然平行 变小 [解析]由于玻璃砖的两侧表面平行,根据光路可逆原理可知,当光线从空气射入玻璃砖再次射入空气中时,出射光线与开始的入射光线平行,只是发生了侧移,所以红光和紫光再次折射出后,仍然平行.由于紫光的折射程度比红光大,所以从玻璃砖中再次折射出后,两光之间的距离会变小. 13. 如图甲所示,将透明的薄壁(厚度可忽略不计)方形水槽水平放置,固定在水槽中的 激光笔沿图示方向发出一细光束,小彬通过缓慢改变水槽中的水量来探究光的传播 现象. (1) 图甲的水槽中未注水时可在侧壁上A处得到一个光点,注入一定量的水后,光点 移至B处,这是由于光在水面处发生了光的　　　　现象,此时入射角　　　 　(大 于/等于/小于)角θ.  (2) 为使B处的光点移至C处,则应使水槽中的水量　　 　　,若BC的长为2cm,则水 面高度的变化量Δh　　　　(>/=/<)2cm.  折射 小于 增加 > (3) 如图乙所示,小彬将激光笔移至虚线框内后向水槽底部照射,为使光束第一次从水面射出后沿DE方向传播,则激光笔照射的方向应满足的条件是　　　　　,且激光笔照射在水槽底部的位置必须在区域　　　　(①/②/③)内.  平行于DE ② [解析](1) 图甲水槽中未注水时,由于光在空气中沿直线传播,可在侧壁上A处得到一个光点;注入一定量的水后,由于光在水面处发生光的折射现象,入射角小于角θ,光点移至B处.(2) 如答图(a)所示,由于水面变化时,入射角不变,折射角也不变,所以折射光线相互平行,B处的光点移至C处,水面上升,图中Δh>C'B'=CB=2cm. (3) 图乙中透明的薄壁方形水槽和其中的水对光的作用相当于一块上、下表面平行的玻璃砖,如答图(b)所示,根据光的折射特点和折射现象中光路的可逆性可知,最后的出射光线DE与最初的入射光线FG平行同向;因为DE的反向延长线正好过区域①②的分界点,光由空气斜射入水中时,折射角小于入射角,所以激光笔照射在水槽底部的位置在区域②内. $$