内容正文:
4.4 光的折射
姓名:___________班级:___________
一、大气对光的折射
1.夜晚,人们常看到星星在夜空中闪烁,这是因为星星发出的光( )
A.是断断续续的结果
B.被其他星体不断遮挡的结果
C.被密度均匀的大气层反射的结果
D.被密度不稳定的大气层折射的结果
2.常说“眼见为实,耳听为虚”, 但是我们眼见的未必就是真实的,比如诗句“大漠孤烟直,长河落日圆”给我们展现了一幅美丽的画卷,其实诗人观察到的落日并非太阳的实际位置(如图所示),太阳实际在图中 (选填 “甲”或“乙”)的位置,因为诗人看到的是太阳光经过不均匀的大气层发生了 所成的像。
二、从水面看向水中
3.从水面看水中的物体的光路图正确的是( )
A. B. C. D.
4.如图所示,将透明的薄壁厚度可忽略不计方形水槽水平放置,固定在水槽底部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)如图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 角选填“大于”“等于”或“小于”;
(2)为使B处的光点移至C处,则应使水槽中的水量 ,若BC间距离为2cm,则水面高度的变化量 选填“”“”或“”;
(3)如图所示,小彬将激光笔移至虚线框内向水槽底部照射,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 选填“①”②”或“③”内.
5.如图所示,水面下有灯S,a是S发出的光线,b是a射出水面后的折射光线,SO是另外一条射向水面的光线,其对应的折射光线可能是 (选填“1”、“2”),判断的依据是: ;图中垂直水面的入射光线c对应的入射角∠i= ,请在图中画出光线c射出水面后的光路。( )
三、从水中看向水面
6.潜在水中的潜水员能看到岸上的路灯,下列说法中错误的是( )
A.潜水员看到灯的位置比实际位置要高些
B.潜水员看到路灯是光从水中传播到空气中的
C.潜水员潜在水中看到灯的亮度比在空气中看到的亮度要暗些
D.潜水员潜在水中用激光手电筒对准看到的路灯照射,则激光手电筒的光能照到路灯
四、入射、折射、反射光线的位置关系
7.如图所示,一束光在空气和玻璃的分界面上同时发生反射和折射,其光路如图所示,则下列判断正确的是( )
A.AO是入射光线,入射角为67.5°
B.AO是入射光线,反射角为45°
C.CO是入射光线,折射角为22.5°
D.CO是入射光线,反射角为45°
8.如图所示,一束光在空气和玻璃两种介质的界面上同时发生反射和折射,下列说法正确的是( )
A.入射角为60°
B.EF为界面,上方为空气
C.MN为界面,左侧为空气
D.光线CO为入射光线
9.如图所示光线在空气和玻璃中传播的情形其中NN′⊥MM′,∠3=∠6,指出入射光线是 ,折射光线 ,界面 入射角是 ,反射角是 ,折射角是 ,空气在界面的 侧.
10.如图是光在空气和玻璃两种物质中传播的路线,请用箭头标出光线的传播方向,由图可知:AB是 ,CD是 ,空气在 的 侧,入射角的大小是 ,折射角的大小是 .
11.如图所示,一束光在两种介质的分界面处同时发生了光的反射和折射,分析题图可知:两种介质的分界面为 (选填“AD”或“BF”),折射角大小为 (填度数),反射角大小为 (填度数);若入射角变为20°,则反射光线和折射光线的夹角 (选填“大于”、“小于”或“等于”)100°。
12.如图所示,一束光在空气和玻璃两种介质的界面上同时发生反射和折射的光路,其中 是入射光线(用字母表示),折射角为 度.如果入射角增大,折射角将 (选填“增大”或“减小”),界面的 边是玻璃。(选填“上”“下”“左”“右”)
13.在图中,一束光在空气和玻璃的界面处同时发生了反射和折射现象.由图中信息可知: 为界面, 为入射光线,折射角为 °;入射光线所在的介质是 (选填“空气”或“玻璃”)。
五、不同介质对光的偏折能力
14.某同学在做光的折射实验时,将光线以相同的入射角从空气斜射入水和玻璃中,如图所示.实验表明,不同介质对光的折射本领是 的,水对光的折射本领 (选填“大于”或“小于”)玻璃对光的折射本领.
15.在探究光从空气斜射入水和油时,哪种液体对光的偏折本领较大的实验中,小明提出如下实验方案:先让一束入射光从空气直接斜射入透明的空水槽中,记录下光斑位置(如图甲所示);接着分别倒入水和油,记录对应的光斑位置,再通过分析就可得到实验结论。经讨论,同学们认为这一方案是可行的,于是进行了探究实验。
(1)要实现探究目标,他们应选择图乙中的 两图示实验;(选填字母序号)
(2)某小组同学正确实验后,所记录的三次光斑的相对位置如图丙所示,经分析可知:光从空气斜射入水和油时, 对光的偏折本领较大。
六、水底光斑的变化
16.如图所示,一束激光斜射进盛水的圆柱形敞口容器,观察到容器底部有一个光斑O,有可能使光斑向左移动的操作是
A.保持水面高度不变,向右平移激光笔
B.保持激光射入角度不变,使水面上升
C.保持激光射入角度不变,使水面下降
D.保持水面高度和入射点不变,增大入射角
17.有一圆柱形敞口容器,装入适量的水,从其左侧某一高度处斜射入一束激光,在容器底部产生一个光斑0,如图所示。下列说法正确的是( )
A.保持入射点不变,垫高容器左侧,入射角增大
B.保持水面的高度不变,使激光笔向右平移,光斑位置左移
C.保持入射点不变,使激光的入射角增大,光斑位置左移
D.保持激光射入的角度不变,使水面下降,光斑位置右移
18.如图所示,一只烧杯中装有半杯水,放在水平木板AB上,一束光线与水面成角斜射向水面,往杯里加水,则光斑移动的速度 水位上升的速度(选填“>”、“=”或“<”)。在B端下方垫一个小木块C,使木板倾斜一个小的角度,则折射光线 (选填“顺时针方向旋转”、“方向不变”或“逆时针方向旋转”)。
七、实验探究折射规律
19.某小组选用了图甲中光源、水、水槽、可折转的光屏(带刻度)等器材,用于完成探究“光从空气射入水中时的折射规律”:图丙是光从空气射入水中,入射点为O点,不断改变入射角,读出刻度盘上对应的折射角,将实验结果画在图丙中,其中1和1′、2和2′、3和3′、4和4′分别表示各次入射光线和对应的折射光线的位置。试问:
(1)甲图中一束光从空气射入水中,各个方向的同学都能观察到此现象,是因为光发生了 反射;
(2)当光从空气垂直射到水面时,折射角等于 度;
(3)图乙中的把光屏向后翻的目的是为了 ;
(4)由图丙可以得到:光从空气斜射入水中时,折射角随入射角的增大而 。
20.小宇用如图所示装置将一细光束斜射到空气中,用于探究“光的折射规律”。
(1)为了更清晰地观察水中的光路,可以采用的办法是: ,实验中 (选填“能”或“不能”)看见反射光线;
(2)实验的折射光路如图所示,可以判定折射角 (选填“大于”“小于”或“等于”)入射角。增大入射角,观察到折射角在 (选填“增大”或“减小”);
(3)他通过查阅资料发现,若不断增大光在水中的入射角,会观察到的现象是:入射角增大到一定值时, 。
入射角
0
10
20
30
40
48.6
50
折射角
0
13.4
27.0
41.7
58.7
90
试卷第1页,共3页
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4.4 光的折射
姓名:___________班级:___________
一、大气对光的折射
1.夜晚,人们常看到星星在夜空中闪烁,这是因为星星发出的光( )
A.是断断续续的结果
B.被其他星体不断遮挡的结果
C.被密度均匀的大气层反射的结果
D.被密度不稳定的大气层折射的结果
【答案】D
【详解】星光绝大部分是宇宙中的恒星发射出来的光,恒星的发光是持续不断的,星光传播到地球表面前,除了要通过浩瀚的宇宙真空区域,还要穿过包围着地球的大气层,星光从真空进入大气层时,要产生反射和折射,我们在地面所看到的星光是经过大气层折射后的那部分光.当星光穿过不同密度的空气层时也要发生折射,一般说来,空气相对于地面不是静止的,总是在流动,随着空气的流动,在观察者注视的区域内,空气的密度会时大时小,因此穿过该区域的星光被折射,会有所不同,于是,折射光线就会不停的颤动、摇摆.
故选D.
【点睛】由于介质的疏密不断变化,折射光线会连续偏折,在日常生活中形成了很多奇观,如海市蜃楼、沙漠蜃景等.
2.常说“眼见为实,耳听为虚”, 但是我们眼见的未必就是真实的,比如诗句“大漠孤烟直,长河落日圆”给我们展现了一幅美丽的画卷,其实诗人观察到的落日并非太阳的实际位置(如图所示),太阳实际在图中 (选填 “甲”或“乙”)的位置,因为诗人看到的是太阳光经过不均匀的大气层发生了 所成的像。
【答案】 乙 折射
【详解】[1][2]落山的太阳发出的光线通过大气层时发生折射,我们所看到的太阳实际上是折射后形成的虚像,此时太阳的实际位置在地平线下,即乙的位置。
二、从水面看向水中
3.从水面看水中的物体的光路图正确的是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【详解】A.从水面看水中的物体,是来自水中的物体的光由水中进入空气,A图中光是由空气进入水中,故A错误;
BCD.光由水中斜射入空气中时,折射角大于入射角,故B图正确;故CD错误。
故选B。
4.如图所示,将透明的薄壁厚度可忽略不计方形水槽水平放置,固定在水槽底部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)如图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 角选填“大于”“等于”或“小于”;
(2)为使B处的光点移至C处,则应使水槽中的水量 ,若BC间距离为2cm,则水面高度的变化量 选填“”“”或“”;
(3)如图所示,小彬将激光笔移至虚线框内向水槽底部照射,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 选填“①”②”或“③”内.
【答案】 折射 小于 增加 平行于DE ②
【详解】(1)[1][2]水槽中未加水水时,由于光的直线传播,激光射到侧壁上的A点;当水槽中加水时,光点下移到B点位置,这是由于光的折射现象引起的,当光从水中射入空气中时,折射角大于入射角,此时入射角小于角Q;
(2)[3]入射角和折射角都不变,所以要使B处的光点移到C处,则应使水槽中的水量增加;
[4]若BC间距离为2cm,因为两次的折射光线是平行的,光斑移动的竖直高度小于水面上升的高度,故水面高度的变化量大于2cm;
(3)[5]光从空气中进入水中,再从水中射出到空气中,发生折射时,折射角一次减小,一次增大,最终的入射光线与折射光线是平行的,即激光笔照射的方向应满足的条件是:平行于DE;
[6]且因为第一次折射进入水中时,折射角小于入射角,则激光笔应该与激光笔照射在水槽底部的位置必须在区②内.
【点睛】重点是根据光的折射定律的应用,关键是记清楚光由空气斜射入水或玻璃中时,折射角小于入射角,反之折射角大于入射角,可根据光路可逆的特征进行记忆.
5.如图所示,水面下有灯S,a是S发出的光线,b是a射出水面后的折射光线,SO是另外一条射向水面的光线,其对应的折射光线可能是 (选填“1”、“2”),判断的依据是: ;图中垂直水面的入射光线c对应的入射角∠i= ,请在图中画出光线c射出水面后的光路。( )
【答案】 1 折射角随入射角的减小而减小 0°
【详解】[1][2]光从水中斜射入空气中会发生折射,折射角大于入射角,且折射角随入射角的减小而减小;如图所示,a是S发出的光线,b是a射出水面后的折射光线,SO是另外一条射向水面的光线,由图可知,SO光线的入射角小于a光线的入射角,所以SO光线折射后的折射角应该小于b光线的折射角,所以其对应的折射光线可能是1;判断的依据是:折射角随入射角的减小而减小。
[3][4]光从水中垂直射入空气中,入射角为0°,所以图中垂直水面的入射光线c对应的入射角∠i=0°,经水面后传播方向不变,故光线c射出水面后的光路如下图所示。
三、从水中看向水面
6.潜在水中的潜水员能看到岸上的路灯,下列说法中错误的是( )
A.潜水员看到灯的位置比实际位置要高些
B.潜水员看到路灯是光从水中传播到空气中的
C.潜水员潜在水中看到灯的亮度比在空气中看到的亮度要暗些
D.潜水员潜在水中用激光手电筒对准看到的路灯照射,则激光手电筒的光能照到路灯
【答案】B
【详解】AB.水中潜水员看见岸上的路灯,是路灯的光斜射到水面时,发生折射进入水中后靠近法线,进入潜水员眼睛,而潜水员逆着光的方向看上去形成的虚像,所以比实际位置高,故A正确,不符合题意;B错误,符合题意;
C.光照射到水面上时会发生反射和折射现象,使得折射的光线的亮度变弱,所以潜水员潜在水中看到灯的亮度比在空气中看到的亮度要暗些,故C正确,不符合题意;
D.潜水员潜在水中用激光手电筒对准看到的路灯照射,根据光路可逆可知,激光手电筒的光能照到路灯,故D正确,不符合题意。
故选B。
四、入射、折射、反射光线的位置关系
7.如图所示,一束光在空气和玻璃的分界面上同时发生反射和折射,其光路如图所示,则下列判断正确的是( )
A.AO是入射光线,入射角为67.5°
B.AO是入射光线,反射角为45°
C.CO是入射光线,折射角为22.5°
D.CO是入射光线,反射角为45°
【答案】C
【详解】解:
AB.若AO是入射光线,OC是反射光线时,OB为折射光线,此时的入射角为135°=67.5°,反射角为67.5°,如图
;
则OA和OB在法线的同侧,不符合光的折射规律;OB是反射光线时,OC为折射光线,此时的入射角为90°=45°,反射角为45°,此时折射光线OC与法线重合了,不符合光的折射规律,故AB错误;
CD.若CO是入射光线,OA是反射光线时,OB为折射光线,此时的入射角为135°=67.5°,反射角为67.5°,则OB和OC在法线的异侧,符合光的折射、反射规律,如图
;
由图可知MN是法线,PQ是界面;折射角为∠BON
∠AOQ=∠MOQ﹣∠AOM=90°﹣67.5°=22.5°
∠BOQ=∠AOB﹣∠AOQ=90°﹣22.5°=67.5°
所以折射角为
∠BON=∠NOQ﹣∠BOQ=90°﹣67.5°=22.5°
由图可知
∠COB=360°﹣135°﹣90°=135°
∠COA和∠COB相等,则OB为反射光线时的情形与OA是反射光线时的情形相同,此时的反射角为67.5°,故C正确,D错误。
故选C。
8.如图所示,一束光在空气和玻璃两种介质的界面上同时发生反射和折射,下列说法正确的是( )
A.入射角为60°
B.EF为界面,上方为空气
C.MN为界面,左侧为空气
D.光线CO为入射光线
【答案】C
【详解】ABD.由图可知,因为∠BON=60°,所以
∠AOF=∠BOF=30°
在光的反射现象中,反射角等于入射角,则可知EF为法线,入射光线为AO,入射角为
∠AOF=30°
故ABD错误;
C.折射光线和入射光线分别位于法线两侧,则OC一定为折射光线,OB为反射光线,折射角为
∠COE=60°
此时的折射角大于入射角,所以MN的左侧为空气,故C正确。
故选C。
9.如图所示光线在空气和玻璃中传播的情形其中NN′⊥MM′,∠3=∠6,指出入射光线是 ,折射光线 ,界面 入射角是 ,反射角是 ,折射角是 ,空气在界面的 侧.
【答案】 BO OA MM′ ∠4 ∠5 ∠2 左
【分析】考查对光的反射和光的析射的理解.根据和.判断界面和法线.根据折射光线判断入射光线和反射光线。解法顺推法。
光从空气斜射入水中时,会发生光的反射和折射现象。解答此题的依据就是光的反射定律与折射规律。内容如下:
①反射光线、法线、入射光线在同一个平面内
②反射光线、入射光线分居在法线的两侧
③反射角等于入射角
④折射光线与入射光线法线在同一平面内;
⑤折射光线和入射光线分居于法线的两侧
⑤当光从空气斜射入水或其它透明介质中时,折射角小于入射角
⑦当光从其它介质斜射入空气中时,折射角大于入射角
③当光线垂直射向界面时,折射角跟入射角相等,都为零度
思维流程图如下:
【详解】图中NN′⊥MM′,可以确定此两条线,一条为界面,一条为法线;
因为反射时,反射角等于入射角,所以先根据此特点进行判断,因为∠3=∠6,所以∠4=∠5,据此可得,CO、BO为入射或反射光线;
再根据折射定律,折射光线和入射光线分居在法线的两侧,可以确定OA为折射光线,BO为入射光线;
故NN′为法线,MM′为界面,折射角为∠2,∠2<∠4,根据折射定律可知,MM′界面左侧为空气,右侧为水,OC为反射光线,∠4为入射角,∠5为反射角,∠2为折射角.
【点睛】重点是根据光的反射和折射定律作图,关键是记清楚光由空气斜射入水或玻璃中时,折射角小于入射角,反之折射角大于入射角,可根据光路可逆的特征进行思考.
10.如图是光在空气和玻璃两种物质中传播的路线,请用箭头标出光线的传播方向,由图可知:AB是 ,CD是 ,空气在 的 侧,入射角的大小是 ,折射角的大小是 .
【答案】 法线 界面 CD 右 60 30
【详解】因为入射光线和反射光线在同一平面内,并且入射角等于反射角,从图中可以看出,AB上下侧的两条光线与CD的夹角相等,则此两条光线应为入射和反射光线,因此CD为界面,AB为法线;
则反射角等于入射角为;90°-30°=60°;
CD左侧的光线为折射光线,与AB的夹角,即折射角等于30°;
由于折射角小于入射角,根据折射规律知,右侧为空气.
【点睛】重点是光的反射和折射定律的应用,关键是记清楚光由空气斜射入水或玻璃中时,折射角小于入射角,反之折射角大于入射角,可根据光路可逆的特征进行记忆.
11.如图所示,一束光在两种介质的分界面处同时发生了光的反射和折射,分析题图可知:两种介质的分界面为 (选填“AD”或“BF”),折射角大小为 (填度数),反射角大小为 (填度数);若入射角变为20°,则反射光线和折射光线的夹角 (选填“大于”、“小于”或“等于”)100°。
【答案】 AD 60° 30° 大于
【详解】[1]在光的折射中,入射光线与折射光线分居在法线两侧,在光的反射中,入射光线与反射光线分居法线两侧,且反射角等于入射角,由图可知,界面是AD,法线是BF,GO是入射光线,OE是反射光线,OC是折射光线。
[2]折射角是折射光线与法线间的夹角,故折射角为
90°-30°=60°
[3]反射角是反射光线与法线间的夹角,故折射角为
90°-60°=30°
[4]图中反射光线和折射光线的夹角为若入射角变为20°,则反射角也为20°,即OE向法线靠近10°,而折射角也会随着入射角的减小而减小,但折射角大于入射角,所以折射角减小的幅度大于入射角,则CD间的夹角会大于40°,即OC向法线移动的角度大于10°,所以反射光线和折射光线的夹角会大于100°。
12.如图所示,一束光在空气和玻璃两种介质的界面上同时发生反射和折射的光路,其中 是入射光线(用字母表示),折射角为 度.如果入射角增大,折射角将 (选填“增大”或“减小”),界面的 边是玻璃。(选填“上”“下”“左”“右”)
【答案】 CO 60 增大 右
【详解】[1][2]因为在光的反射时,反射角等于入射角,且反射光线和入射光线分居在法线两侧,光在折射时,折射光线和入射光线分居在法线的两侧,所以根据图中线的位置可知,CO是入射光线,OB是反射光线,OA是折射光线,入射角为
90°-60°=30°
折射角为60°。
[3][4]根据光的折射规律可知,如果入射角增大,折射角将增大;因为入射角小于折射角,所以光线是从玻璃射向空气,因此界面的右边是玻璃。
13.在图中,一束光在空气和玻璃的界面处同时发生了反射和折射现象.由图中信息可知: 为界面, 为入射光线,折射角为 °;入射光线所在的介质是 (选填“空气”或“玻璃”)。
【答案】 EF CO 30 空气
【详解】[1]由图可知,∠AOB=90°,因为∠AOF=60°,所以
∠BOF=90°-60°=30°
因MN垂直于EF,故
∠BON=∠FON-∠FOB=90°-30°=60°
∠CON=∠EON-∠EOC=90°-30°=60°
则有∠BON=∠CON,根据反射角等于入射角,所以MN为法线,EF为界面。
[2]折射光线和入射光线分别位于法线两侧,则OA一定为折射光线,CO为入射光线,OB为反射光线。
[3][4]由[1]可知,入射角为60°,折射角
∠AOM=90°=60°=30°
折射角小于入射角,因此上方为玻璃,下方为空气,即入射光线所在的介质是空气。
五、不同介质对光的偏折能力
14.某同学在做光的折射实验时,将光线以相同的入射角从空气斜射入水和玻璃中,如图所示.实验表明,不同介质对光的折射本领是 的,水对光的折射本领 (选填“大于”或“小于”)玻璃对光的折射本领.
【答案】 不同 小于
【详解】(1)由图可知,在入射角相同的情况下,在水中的折射角为900−700=200;
在酒精中的折射角为900−750=150,则在水中的折射角大于在酒精中的折射角,因此不同介质对光的折射本领是不同的;(2)由在水中的折射角要大于在玻璃中的折射角,可知,水对光的折射本领小于玻璃对光的折射本领.
点睛:不同介质对光的折射本领不同,水对光的折射本领小于玻璃对光的折射本领.
15.在探究光从空气斜射入水和油时,哪种液体对光的偏折本领较大的实验中,小明提出如下实验方案:先让一束入射光从空气直接斜射入透明的空水槽中,记录下光斑位置(如图甲所示);接着分别倒入水和油,记录对应的光斑位置,再通过分析就可得到实验结论。经讨论,同学们认为这一方案是可行的,于是进行了探究实验。
(1)要实现探究目标,他们应选择图乙中的 两图示实验;(选填字母序号)
(2)某小组同学正确实验后,所记录的三次光斑的相对位置如图丙所示,经分析可知:光从空气斜射入水和油时, 对光的偏折本领较大。
【答案】 BD 油
【详解】(1)[1]由题意可知,要探究光从空气斜射入水和油时,哪种液体对光的偏折本领较大时,就要控制其他因素不变,观察图乙,存在液体的高度不同,入射光的入射角不同,需要控制液体的高度相同,入射光的入射角相同,而液体的种类不同,那么只有BD合适,BD是两种不同的液体,液体的高度相同,入射光的入射角相同,这种情况符合题意,所以要实现探究目标,他们应选择图乙中的BD。
(2)[2]根据记录可知,油中光斑的位置距离空气中的光斑比较远,比水的还要远,因此油对光线的偏折程度大,油对光的偏折本领较大。
六、水底光斑的变化
16.如图所示,一束激光斜射进盛水的圆柱形敞口容器,观察到容器底部有一个光斑O,有可能使光斑向左移动的操作是
A.保持水面高度不变,向右平移激光笔
B.保持激光射入角度不变,使水面上升
C.保持激光射入角度不变,使水面下降
D.保持水面高度和入射点不变,增大入射角
【答案】B
【详解】向右移动激光笔,光斑向右移动,故A错误;保持激光射入角度不变,使水面上升,入射角不变,入射点向左移动,光斑向左移动,故B正确;保持激光射入角度不变,使水面下降,入射角不变,入射点向右移动,光斑向右移动,故C错误;保持水面高度和入射点不变,增大入射角,折射角增大,光斑向右移动,故D错误.
17.有一圆柱形敞口容器,装入适量的水,从其左侧某一高度处斜射入一束激光,在容器底部产生一个光斑0,如图所示。下列说法正确的是( )
A.保持入射点不变,垫高容器左侧,入射角增大
B.保持水面的高度不变,使激光笔向右平移,光斑位置左移
C.保持入射点不变,使激光的入射角增大,光斑位置左移
D.保持激光射入的角度不变,使水面下降,光斑位置右移
【答案】D
【详解】A.保持入射点不变,垫高容器左侧,水面仍然是水平面,法线仍然与水面垂直,故入射光线与法线的夹角不变,入射角的大小不变,故A错误;
B.保持水面的高度不变,光从空气斜射入水中,使激光笔向右平移,偏折程度不变,光斑右移,故B错误;
C.保持入射点不变,使激光的入射角增大,入射光线远离法线,则折射光线也远离法线,故光斑位置右移,故C错误;
D.保持激光射入的角度不变,使水面下降,入射点右移,偏折程度不变,故光斑右移,故D正确。
故选D。
18.如图所示,一只烧杯中装有半杯水,放在水平木板AB上,一束光线与水面成角斜射向水面,往杯里加水,则光斑移动的速度 水位上升的速度(选填“>”、“=”或“<”)。在B端下方垫一个小木块C,使木板倾斜一个小的角度,则折射光线 (选填“顺时针方向旋转”、“方向不变”或“逆时针方向旋转”)。
【答案】 < 方向不变
【详解】[1]一束光线与水面成角斜射向水面,水位上升的高度等于前后入射点之间的水平距离,水底光斑移动的距离小于前后入射点之间的水平距离,故光斑移动速度小于水位上升的速度。
[2]在B端下方垫一个小木块C,使木板倾斜一个小的角度,水平面没有发生变化,折射光线方向不变。
七、实验探究折射规律
19.某小组选用了图甲中光源、水、水槽、可折转的光屏(带刻度)等器材,用于完成探究“光从空气射入水中时的折射规律”:图丙是光从空气射入水中,入射点为O点,不断改变入射角,读出刻度盘上对应的折射角,将实验结果画在图丙中,其中1和1′、2和2′、3和3′、4和4′分别表示各次入射光线和对应的折射光线的位置。试问:
(1)甲图中一束光从空气射入水中,各个方向的同学都能观察到此现象,是因为光发生了 反射;
(2)当光从空气垂直射到水面时,折射角等于 度;
(3)图乙中的把光屏向后翻的目的是为了 ;
(4)由图丙可以得到:光从空气斜射入水中时,折射角随入射角的增大而 。
【答案】 漫 0 验证三线共面 增大
【详解】(1)[1]甲图中一束光从空气射入水中,光线在光屏上传播时发生漫反射,各个方向的同学都能观察到此现象。
(2)当光从空气垂直射到水面时,由图丙1可知,入射角为0°,折射角等于0°,即垂直入射时,光在空气和水的界面不发生折射。
(3)[3]图乙中的把光屏向后翻折,不能在光屏上看到折射光线,目的是为了验证入射光线。折射光线、法线在同一平面内。
(4)[4]由图丙可知,入射角增大,折射角随着增大,可得结论:光从空气斜射入水中时,折射角随入射角的增大而增大。
20.小宇用如图所示装置将一细光束斜射到空气中,用于探究“光的折射规律”。
(1)为了更清晰地观察水中的光路,可以采用的办法是: ,实验中 (选填“能”或“不能”)看见反射光线;
(2)实验的折射光路如图所示,可以判定折射角 (选填“大于”“小于”或“等于”)入射角。增大入射角,观察到折射角在 (选填“增大”或“减小”);
(3)他通过查阅资料发现,若不断增大光在水中的入射角,会观察到的现象是:入射角增大到一定值时, 。
入射角
0
10
20
30
40
48.6
50
折射角
0
13.4
27.0
41.7
58.7
90
【答案】 向水中加几滴牛奶 能 大于 增大 折射光线消失
【详解】(1)[1][2]由于光线在无色的水中是看不到的,故可向水中加几滴牛奶,即可看到入射光线和反射光线。
(2)(3)[3][4][5]入射光线与法线的夹角叫入射角,折射光线与法线的夹角叫折射角,从图中可看出,光线从水中斜射入空气中时,折射角大于入射角。由表格数据可知,当入射角增大时,折射角也增大,当入射角到一定值时,只存在了反射光线,折射光线消失,这种现象叫全反射。
试卷第1页,共3页
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