3.1 光的折射练习题 2024-2025学年苏科版八年级上册物理
2024-07-18
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内容正文:
3.1光的折射练习题(原卷版)
【考点1 光的折射规律】
【典例1-1】(2024·云南文山·期末)位于文山州广南县的坝美村,风景优美,被称为“世外桃源”,每年都吸引着许多旅游者前来休闲度假。如图是一位摄影爱好者拍下的风景照,下列叙述属于光的折射的是( )
A.游客看到水中鱼儿游来游去
B.水车在水中的倒影与水车相映成趣
C.树下光斑交错成辉
D.地面上树影婆娑
【变式1-1】(2024·广东汕头·期末)下列关于光现象的说法正确的是( )
A.如图中,手影是光沿直线传播在墙上成的实像
B.如图中,潜望镜利用光的折射来观察物体
C.如图中,光的色散现象表明太阳光是由多种色光组成的
D.如图中,铅笔“错位”是光从空气射入水中发生折射形成的
【典例1-2】(2024·安徽省蚌埠市·期末)一束光线AO与水面成30°角从空气射到平静的水面上(如图所示),同时发生了反射和折射.反射角 60°,折射角 60°.(以上两空选填“大于”、“小于”或“等于”)
【变式1-2】(2024·四川成都·期末)如图所示,光从玻璃射入空气中,在玻璃和空气的交界面上发生折射和反射,其中折射光线是 (选填“OA”、“OB”、“OC”或“NN′”),反射角的大小是 。
【典例1-3】(2024·福建福州·期中)小聪同学为探究光的折射规律设计了如图所示的实验装置,其中光屏F可绕直径NOM前后折转。
(1)实验时,光贴着光屏从空气斜射入水中,此时折射光线和入射光线 同一平面内。小聪同学将右侧半圆的F板向后折转一定的角度,则在F板上 看到折射光线;
(2)小聪同学将光屏F恢复原状,用另一支激光笔让光沿着BO射向水面时,可看到折射光沿OA射出,这说明 ;
(3)多次增大入射角α,记录入射角和折射角。实验数据如表:
次数
1
2
3
4
入射角α
0°
30°
45°
60°
折射角β
0°
17°
24°
30°
分析数据可得:
①当光从空气垂直射入水中时,传播方向 ;
②当光从空气斜射入水时,折射角 (选填“大于”“等于”或“小于”)入射角;
③当入射角增大时,折射角随之 (选填“增大”或“减小”)。
【变式1-3】(2024·四川广元·中考真题)“追梦”学习小组的同学用激光笔发出一束红光从空气斜射入水中的情景如图,图中AO为入射光线, 为折射光线;保持入射点O不动,在竖直平面内,顺时针缓慢旋转入射光线AO至图中虚线DO位置,反射角将 (选填“变大”“不变”或“变小”)。
【变式1-4】(23-24八年级下·河南周口·期末)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
【考点2 光的折射现象及其应用】
【典例2-1】(2024·江苏盐城·阶段练习)岸上的人看到水下的鱼,想用手里的激光笔照射到鱼,应该将激光笔射向 (“看到的鱼”、“看到的鱼上方”或“看到的鱼下方”下同);用鱼叉捕鱼应该对准 叉鱼,河水中的鱼看到岸上物体的高度比物体实际高度要 (填“高”或“低”)。
【变式2-1】(2024·全国·假期作业)如下图所示是一条鱼跃出水面,咬食荷花的情景,鱼在水中看到荷花,是因为此时光从 斜射入 中(前两空均选填“空气”或“水”);鱼要准确地咬到荷花,应该跃向看到的荷花的 (选填“下方”、“上方”或“本身”)位置。
【变式2-2】(2024·上海·期末)渔民在岸上看到的鱼是水中鱼的 像,这是因为鱼反射的光从水中射到空气中时发生了 现象的缘故。如图,如果渔民要在a处用手电筒的光照亮水里的鱼则手电筒的光应朝向 处。(选填b、c、d、e)
【考点3 作光的折射光路图】
【典例3-1】(2024·河南周口·三模)垂钓绿弯春,春深杏花乱。潭清疑水浅,荷动知鱼散。如图所示,A点为诗人看到水中鱼的像,请画出岸边的诗人(B表示眼睛位置)看到水中鱼的大致光路图。
【变式3-1】(2024·贵州遵义·期末)如图所示,一束光线由水中斜射入空气中,请在图中画出折射光线的大致位置。
【典例3-2】(2024·四川广安·中考真题)如图所示,请作出这束光从三棱镜斜面射出的折射光线的大致方向。
【变式3-2】(2024·广东清远·一模)如图所示,一束光射向一块玻璃砖,画出这束光穿过玻璃砖的光路图。
一、单选题
1.(2024·安徽·中考真题)下列现象中由于光的反射形成的是( )
A.水面倒影 B.树下光斑
C.墙上留影 D.杯中“折”笔
2.(2024·贵州六盘水·期末)战国后期墨家著作《墨经》中较早记载了影子的形成等光学知识,下列现象与影子形成原理相同的是( )
A.汽车后视镜 B.日食现象
C.放大物体 D.雨后彩虹
3.(2024·辽宁·中考真题)如图,斜插入水中的筷子,看起来弯折了的原因是( )
A.光沿直线传播 B.光的反射
C.光的色散 D.光的折射
4.(2024·湖北恩施·期末)如图所示,实验观察到激光束在没搅拌的浓糖水中的光路是弯曲的,许多地方都观察到过海市蜃楼景象。而光在均匀介质中是沿直线传播的,我们不难想象观察到光路弯曲是因为介质不均匀。下列关于光弯曲方向的猜想最合理的是( )
A.从密度小的区域向密度大的区域弯曲
B.从密度大的区域向密度小的区域弯曲
C.一般情况下总是向地面方向弯曲
D.弯曲方向是随机变化的,无法确定
5.(2024·江苏苏州·阶段练习)小红通过实验探究光从水射入空气中的规律,他发现折射角随入射角的增大而增大。对“当入射角增大到一定程度时,将会出现的现象”有下列猜想,其中你认为合理的是()
A.折射角变为0 B.折射光线消失
C.折射角将大于90° D.没有任何光现象
6.(2024·山东枣庄·一模)如图所示,人眼在A点看见河里B点有一条小鱼,则水中的小鱼实际位置在( )
A.B点 B.B点上方 C.B点下方 D.B点右方
7.(2024·北京·阶段练习)水中工作的潜水员在水中看见岸上的路灯,下图是人看到路灯的光路示意图,符合实际的图是( )
A. B.
C. D.
8.(2024·贵州黔东南·阶段练习)古诗词中很多名句蕴含着丰富的物理知识,下列诗句从物理学角度解释正确的是( )
A.露湿醉巾香掩冉,月明归路影婆娑——月光下的“影”是由于光的直线传播造成的
B.大漠孤烟直,长河落日圆——诗人看到的“落日”是光经过大气发生反射而成的像
C.绿树阴浓夏日长,楼台倒影入池塘——“倒影”是光的折射形成的
D.床前明月光,疑是地上霜——“明月光”说明月亮是自然光源
9.(2024·湖北武汉·阶段练习)东湖绿道是武汉的一张生态名片,在这里人们可以旅游观光、休闲健身,欣赏优美的湖景。下列图片中的现象与湖面倒影成像原理相同的是( )
A.自行车尾灯反光
B.日晷针影
C.海市蜃楼
D.三棱镜分解太阳光
10.(2024·山东枣庄·阶段练习)有一圆柱形敞口容器,从其左侧某一高度斜射一束激光,在容器底部产生一个光斑O,如图所示。下列操作使光斑向左移动的是( )
A.保持水面高度不变,使激光笔向右平移
B.保持激光射入角度不变,向容器内加水
C.保持激光笔不移动且射入角度不变,使容器向左移动
D.保持水面高度和入射点不变,使激光束远离法线
二、填空题
1.(2024·四川广元·三模)小东用激光笔、半圆形玻璃块和带刻度的光具盘“探究光从玻璃斜射入空气的折射规律”。实验中,他同时观察到了光的折射现象和反射现象,如图所示。图中a、b、c三条光束中,反射光线是 ,折射角大小为 。
2.(2024·江苏无锡·一模)某小组选用了光源、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”;如图甲,将一束光线从空气中斜射入水中,发现折射角 入射角(填“>”、“=”或“<”),将右半光屏向后折,折射光线消失,该现象说明了: 。
3.(2024·安徽安庆·二模)冬冬在探究光的色散现象时,看到白光经三棱镜后,光屏上自上而下出现了红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫的色带,冬冬对产生的原因进行了思考。受此启发,在测量凸透镜的焦距时,冬冬想再进行一个实验:如果分别用红光和紫光平行于同一个凸透镜的主光轴射入,看它们的焦距是否相同。你觉得红光的焦距 紫光的焦距(选填“大于”、“等于”或“小于”),理由是 。
4.(2024·四川泸州·一模)如图所示是一种液面升降监测装置的原理图。 一束光从空气射到某液面上的 O 点,经折射后,照射到液体中 B 点的鹅卵石上, A 为反射光在容器壁上形成的光点,则光点 A 在液体中的像到液面的距离为 cm ;岸上的人们看到的鹅卵石 (选填“在B 点上方 ”“在 B 点下方 ”或“就在 B 点 ”);若保持入射光方向不变,仅使液面下降,则 A 点的位置会 (选填“ 向上移动 ”“ 向下移动 ”或“保持不变 ”)。
三、作图题
1.(2024·湖南衡阳·模拟预测)请在图中作出光线由玻璃斜射入空气后折射光线的大致路径。
2.(2024·山东枣庄·阶段练习)由于光的折射,池水看起来比实际浅,夏季要特别注意防范溺水事故。用A、A'分别表示池底和看到的“池底”,请在图中画出人眼看到的池底的光路图。
四、实验题
1.(2024·山西晋中·三模)在探究光的反射定律实验中,实验装置如图所示;
(1)实验时,应在较 (选填“黑暗”或“明亮”)的环境中进行,如果将光线沿AO入射,反射角是 ;
(2)将光线沿AO入射,在纸板上看到了反射光线OB,如果把半面纸板NOF以ON为轴向前折或向后折,这时在NOF上看不到反射光线,说明 ;
(3)下列成语中所描述的情景与此实验原理相同的是 (填字母序号)。
A.海市蜃楼 B.镜花水月 C.坐井观天 D.凿壁借光
2.(2024·安徽合肥·二模)某同学做“探究光的折射规律”实验,她把半圆形玻璃砖固定在圆盘中心,让激光束沿圆盘半径入射到玻璃砖圆心处,激光束经玻璃砖折射后从半圆弧边射出(如图所示)。旋转圆盘,多次改变激光束入射角度,观察折射光线方向并记录数据,如下表所示。
实验次数
1
2
3
4
5
入射角
20°
30°
45°
60°
75°
折射角
13°
19°
28°
35°
40°
(1)实验中,圆盘除了能读出入射角和折射角大小外,还可以利用光的 ,显示出光路;
(2)分析实验数据,请你将光在发生折射时,折射角和入射角的关系补写完整:当光从空气斜射到玻璃表面时,折射角小于入射角,且 。
试卷第1页,共3页
试卷第1页,共3页
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3.1光的折射练习题(解析版)
【考点1 光的折射规律】
【典例1-1】(2024·云南文山·期末)位于文山州广南县的坝美村,风景优美,被称为“世外桃源”,每年都吸引着许多旅游者前来休闲度假。如图是一位摄影爱好者拍下的风景照,下列叙述属于光的折射的是( )
A.游客看到水中鱼儿游来游去
B.水车在水中的倒影与水车相映成趣
C.树下光斑交错成辉
D.地面上树影婆娑
【答案】A
【详解】A.因为鱼儿是在水中的实际物体,是由于光线从水中通过空气折射进入了人的眼睛,我们看到水中的鱼,其实看到的是鱼的虚像,是由光的折射形成的,故A符合题意;
B.水车在水中的倒影与水车相映成趣,水中的倒影是平面镜成像,是由于光的反射形成的,不是光的折射形成的,故B不符合题意;
C.树下光斑属于小孔成像,是由于光的直线传播形成的,不是光的折射形成的,故C不符合题意;
D.地面上树影婆娑,这是影子的形成,其实质是光的直线传播形成的,不是光的折射形成的,故D不符合题意。
故选A。
【变式1-1】(2024·广东汕头·期末)下列关于光现象的说法正确的是( )
A.如图中,手影是光沿直线传播在墙上成的实像
B.如图中,潜望镜利用光的折射来观察物体
C.如图中,光的色散现象表明太阳光是由多种色光组成的
D.如图中,铅笔“错位”是光从空气射入水中发生折射形成的
【答案】C
【详解】A.手影是光沿直线传播形成的阴影,故A错误;
B.潜望镜是两块平行的平面镜,是利用光的反射来观察物体,故B错误;
C.彩虹是典型的色散现象,光的色散现象表明太阳光是由多种色光组成的,故C正确;
D.铅笔“错位”是光从水中斜射入空气中发生折射形成的,故D错误。
故选C。
【典例1-2】(2024·安徽省蚌埠市·期末)一束光线AO与水面成30°角从空气射到平静的水面上(如图所示),同时发生了反射和折射.反射角 60°,折射角 60°.(以上两空选填“大于”、“小于”或“等于”)
【答案】 等于 小于
【详解】如图所示,入射光线与水面的夹角为30°,所以入射角等于90°-30°=60°,过入射点作出法线.根据光的反射规律:反射光线和入射光线分居法线两侧,反射角等于入射角.即反射角等于60°;
根据光的折射规律:光从空气斜射入水中,折射光线与入射光线分居法线两侧,折射角小于入射角,即折射角小于60°.
【变式1-2】(2024·四川成都·期末)如图所示,光从玻璃射入空气中,在玻璃和空气的交界面上发生折射和反射,其中折射光线是 (选填“OA”、“OB”、“OC”或“NN′”),反射角的大小是 。
【答案】 OC 50°
【详解】[1][2]由图可知,∠AON和∠BON大小相等,都为
90°﹣40°=50°
又反射光线与入射光线关于法线对称,故NN′是法线;由于反射光线和入射光线分居在法线的两侧,折射光线和入射光线分居在法线的两侧,则AO是入射光线,OB是反射光线,OC是折射光线,入射角为50°,折由于反射角等于入射角,所以反射角为50°。
【典例1-3】(2024·福建福州·期中)小聪同学为探究光的折射规律设计了如图所示的实验装置,其中光屏F可绕直径NOM前后折转。
(1)实验时,光贴着光屏从空气斜射入水中,此时折射光线和入射光线 同一平面内。小聪同学将右侧半圆的F板向后折转一定的角度,则在F板上 看到折射光线;
(2)小聪同学将光屏F恢复原状,用另一支激光笔让光沿着BO射向水面时,可看到折射光沿OA射出,这说明 ;
(3)多次增大入射角α,记录入射角和折射角。实验数据如表:
次数
1
2
3
4
入射角α
0°
30°
45°
60°
折射角β
0°
17°
24°
30°
分析数据可得:
①当光从空气垂直射入水中时,传播方向 ;
②当光从空气斜射入水时,折射角 (选填“大于”“等于”或“小于”)入射角;
③当入射角增大时,折射角随之 (选填“增大”或“减小”)。
【答案】 在 不能 光的折射现象中,光路是可逆的 不变 小于 增大
【详解】(1)[1][2]因折射光线、入射光线和法线在同一平面内,所以实验时,光贴着光屏从空气斜射入水中,此时折射光线和入射光线在同一平面内;小聪同学将右侧半圆的F板向后折转一定的角度,则在F板上不能看到折射光。
(2)[3]用另一支激光笔让光线沿着BO射向水面时,可看到折射光线沿OA射出,这说明在光的折射现象中,光路是可逆的。
(3)[4]由表中数据可知,当光从空气垂直射到水面时,即入射角等于0°,此时折射角也等于0°,说明光从空气垂直射到水面时传播方向不会改变。
[5]由表中数据可知,当光从空气斜射入水时,折射角小于入射角。
[6]由表中数据可知,当入射角增大时,折射角随之增大。
【变式1-3】(2024·四川广元·中考真题)“追梦”学习小组的同学用激光笔发出一束红光从空气斜射入水中的情景如图,图中AO为入射光线, 为折射光线;保持入射点O不动,在竖直平面内,顺时针缓慢旋转入射光线AO至图中虚线DO位置,反射角将 (选填“变大”“不变”或“变小”)。
【答案】 OC 变小
【详解】[1]光从一种介质斜射入另一种介质时,光的传播路径会发生偏折,则图中AO为入射光线,OC为折射光线。
[2]保持入射点O不动,在竖直平面内,顺时针缓慢旋转入射光线AO至图中虚线DO位置,入射角变小,则反射角也变小。
【变式1-4】(23-24八年级下·河南周口·期末)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。
【考点2 光的折射现象及其应用】
【典例2-1】(2024·江苏盐城·阶段练习)岸上的人看到水下的鱼,想用手里的激光笔照射到鱼,应该将激光笔射向 (“看到的鱼”、“看到的鱼上方”或“看到的鱼下方”下同);用鱼叉捕鱼应该对准 叉鱼,河水中的鱼看到岸上物体的高度比物体实际高度要 (填“高”或“低”)。
【答案】 看到的鱼 看到的鱼下方 高
【详解】[1][2][3]光从一种介质射入另一种介质中,光路会发生改变,所以看到水中的鱼是由光的折射形成的,看到与的位置比实际位置高,如果想要手里的激光笔照射到鱼,根据光路是可逆的,应该将激光笔射向看到的鱼,用鱼叉捕鱼则应该对着看到的鱼的下方;岸上的物体反射太阳光进入水中后发生折射,河水中的鱼看到岸上物体的高度比物体实际高度要高。
【变式2-1】(2024·全国·假期作业)如下图所示是一条鱼跃出水面,咬食荷花的情景,鱼在水中看到荷花,是因为此时光从 斜射入 中(前两空均选填“空气”或“水”);鱼要准确地咬到荷花,应该跃向看到的荷花的 (选填“下方”、“上方”或“本身”)位置。
【答案】 空气 水 下方
【详解】[1][2][3]荷花反射的光由空气斜射入水中时,在水面处发生折射,折射角小于入射角,折射光线进入鱼的眼睛,鱼逆着折射光线看去,看到的荷花变高了,所以鱼要准确地咬到荷花,应该跃向看到的荷花的下方位置。
【变式2-2】(2024·上海·期末)渔民在岸上看到的鱼是水中鱼的 像,这是因为鱼反射的光从水中射到空气中时发生了 现象的缘故。如图,如果渔民要在a处用手电筒的光照亮水里的鱼则手电筒的光应朝向 处。(选填b、c、d、e)
【答案】 虚 折射 b
【详解】[1][2]渔民在叉鱼时,真实的鱼是在渔夫看到的鱼的下方,是虚像,这是因为,鱼反射的光从水中射到空气中发生了折射现象的缘故
[3]看到水中的鱼,是鱼身上的光折射入人眼,所以根据光路是可逆的,要用手电筒照鱼的话,直接对准所看到的鱼照射,即b处。
【考点3 作光的折射光路图】
【典例3-1】(2024·河南周口·三模)垂钓绿弯春,春深杏花乱。潭清疑水浅,荷动知鱼散。如图所示,A点为诗人看到水中鱼的像,请画出岸边的诗人(B表示眼睛位置)看到水中鱼的大致光路图。
【答案】
【详解】A点为诗人看到水中鱼的像,连接AB,与水面交点为折射点,光从水中斜射入空气中,远离法线折射,鱼在像的下方,如下图所示:
【变式3-1】(2024·贵州遵义·期末)如图所示,一束光线由水中斜射入空气中,请在图中画出折射光线的大致位置。
【答案】
【详解】由图知,入射光线位于法线的左侧,光从水中斜射入空气中时,折射光线远离法线偏折,折射角大于入射角,由此在法线右侧的空气中作出对应的折射光线。如图所示:
【典例3-2】(2024·四川广安·中考真题)如图所示,请作出这束光从三棱镜斜面射出的折射光线的大致方向。
【答案】
【详解】光从三棱镜斜射入空气中时,折射光线和入射光线位于法线两侧,折射角大于入射角,如下图示数:
【变式3-2】(2024·广东清远·一模)如图所示,一束光射向一块玻璃砖,画出这束光穿过玻璃砖的光路图。
【答案】
【详解】光由空气进入玻璃,发生折射,折射角小于入射角,因此折射光线应向法线靠拢;再次折射时,光由玻璃进入空气,折射角大于入射角,因此折射光线远离法线射出。如图所示
一、单选题
1.(2024·安徽·中考真题)下列现象中由于光的反射形成的是( )
A.水面倒影 B.树下光斑
C.墙上留影 D.杯中“折”笔
【答案】A
【详解】A.平静水面上的倒影,属于平面镜成像,是由于光的反射形成的,故A符合题意;
B.阳光透过密密的树丛在地面上形成一个个圆形的光斑,属于小孔成像现象,这是光的直线传播形成的,故B不符合题意;
C.墙上留影是由光的直线传播形成的,故C不符合题意;
D.杯中折笔是光由水中斜射入空气中时发生了偏折,由光的折射形成的,故D不符合题意。
故选A。
2.(2024·贵州六盘水·期末)战国后期墨家著作《墨经》中较早记载了影子的形成等光学知识,下列现象与影子形成原理相同的是( )
A.汽车后视镜 B.日食现象
C.放大物体 D.雨后彩虹
【答案】B
【详解】影子的形成原理是光的直线传播。
A.汽车后视镜是凸面镜,成像原理是光的反射,故A不符合题意;
B.日食是光的直线传播形成的,故B符合题意;
C.放大镜能够把物体放大,属于光的折射现象,故C不符合题意;
D.雨后彩虹是光的色散,其原理是光的折射形成的,故D不符合题意。
故选B。
3.(2024·辽宁·中考真题)如图,斜插入水中的筷子,看起来弯折了的原因是( )
A.光沿直线传播 B.光的反射
C.光的色散 D.光的折射
【答案】D
【详解】斜插入水中的筷子,看起来弯折了是光的折射现象形成的,故ABC不符合题意,D符合题意。
故选D。
4.(2024·湖北恩施·期末)如图所示,实验观察到激光束在没搅拌的浓糖水中的光路是弯曲的,许多地方都观察到过海市蜃楼景象。而光在均匀介质中是沿直线传播的,我们不难想象观察到光路弯曲是因为介质不均匀。下列关于光弯曲方向的猜想最合理的是( )
A.从密度小的区域向密度大的区域弯曲
B.从密度大的区域向密度小的区域弯曲
C.一般情况下总是向地面方向弯曲
D.弯曲方向是随机变化的,无法确定
【答案】A
【详解】AB.由甲图可知,光由稀糖水射向浓糖水时相当于光由光疏介质射向光密介质,此时发生的是向浓糖水中弯曲的现象,故A符合题意,B不符合题意;
CD.由乙图可知,人站在地面上,远处的高楼反射的太阳光经过高处密度大的空气介质传到低处空气密度小的介质中发生折射,一般向密度大的方向偏折,即向高处弯曲,故CD不符合题意。
故选A。
5.(2024·江苏苏州·阶段练习)小红通过实验探究光从水射入空气中的规律,他发现折射角随入射角的增大而增大。对“当入射角增大到一定程度时,将会出现的现象”有下列猜想,其中你认为合理的是()
A.折射角变为0 B.折射光线消失
C.折射角将大于90° D.没有任何光现象
【答案】B
【详解】光从水斜射入空气的折射规律是折射角大于入射角,折射角随入射角的增大而增大,由此猜想,入射角增大到一定程度时,会出现的现象是只发生反射,不发生折射。因为当入射角增大到一定程度时,折射角就会达到90°,所以折射光线在空气中就没有了。
故选B。
6.(2024·山东枣庄·一模)如图所示,人眼在A点看见河里B点有一条小鱼,则水中的小鱼实际位置在( )
A.B点 B.B点上方 C.B点下方 D.B点右方
【答案】C
【详解】水中的“小鱼”是小鱼反射的光线从水中进入空气发生折射形成的虚像,看到的小鱼(虚像)在实际小鱼位置的上方,则实际小鱼的位置在B点的下方,如下图
故选C。
7.(2024·北京·阶段练习)水中工作的潜水员在水中看见岸上的路灯,下图是人看到路灯的光路示意图,符合实际的图是( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【详解】水中工作的潜水员在水中看岸上的路灯时,路灯发出的光线从空气中斜射入水中,在水面处发生折射,折射角小于入射角, 人逆着折射后的光线看到的是路灯的虚像,所以正确的C项中的光路图,故C符合题意,ABD不符合题意。
故选C。
8.(2024·贵州黔东南·阶段练习)古诗词中很多名句蕴含着丰富的物理知识,下列诗句从物理学角度解释正确的是( )
A.露湿醉巾香掩冉,月明归路影婆娑——月光下的“影”是由于光的直线传播造成的
B.大漠孤烟直,长河落日圆——诗人看到的“落日”是光经过大气发生反射而成的像
C.绿树阴浓夏日长,楼台倒影入池塘——“倒影”是光的折射形成的
D.床前明月光,疑是地上霜——“明月光”说明月亮是自然光源
【答案】A
【详解】A.月光下的“影”是由光的直线传播形成的影子,故A正确;
B.“落日”是由于大气分布不均匀,下部空气密度大,上部空气密度小,落日发出的光在不均匀的空气中传播时发生折射,折射光线不断向下偏折,我们逆着折射光线看去所看到的落日位置比实际位置高,我们看到的“落日”是由于光的折射而形成的太阳的虚像,故B错误;
C.楼台的倒影清晰地映入了平静的池塘,“倒影”是平面镜成像现象,是由光的反射形成的,故C错误;
D.月亮是反射的太阳的光,月亮不是光源,故D错误。
故选A。
9.(2024·湖北武汉·阶段练习)东湖绿道是武汉的一张生态名片,在这里人们可以旅游观光、休闲健身,欣赏优美的湖景。下列图片中的现象与湖面倒影成像原理相同的是( )
A.自行车尾灯反光
B.日晷针影
C.海市蜃楼
D.三棱镜分解太阳光
【答案】A
【详解】湖面倒影属于平面镜成像,是由光的反射形成的。
A.自行车尾灯反光是由光的反射形成的,故A符合题意;
B.日晷针影是光的直线传播形成的,故B不符合题意;
C.海市蜃楼是光的折射形成的,故C不符合题意;
D.三棱镜分解太阳光属于光的色散,是由光的折射形成的,故D错误。
故选A。
10.(2024·山东枣庄·阶段练习)有一圆柱形敞口容器,从其左侧某一高度斜射一束激光,在容器底部产生一个光斑O,如图所示。下列操作使光斑向左移动的是( )
A.保持水面高度不变,使激光笔向右平移
B.保持激光射入角度不变,向容器内加水
C.保持激光笔不移动且射入角度不变,使容器向左移动
D.保持水面高度和入射点不变,使激光束远离法线
【答案】B
【详解】A.保持水面高度不变,使激光笔向右平移,光斑O也会向右移动,故A不符合题意;
B.保持激光射入角度不变,向容器内加水,入射点向左移动,光斑也会向左移动,故B符合题意;
C.保持激光笔不移动且射入角度不变,使容器向左移动,光斑位置不变,故C不符合题意;
D.保持水面高度和入射点不变,使激光束远离法线,则入射角变大,折射角也会变大,光斑会向右移动,故D不符合题意。
故选B。
二、填空题
1.(2024·四川广元·三模)小东用激光笔、半圆形玻璃块和带刻度的光具盘“探究光从玻璃斜射入空气的折射规律”。实验中,他同时观察到了光的折射现象和反射现象,如图所示。图中a、b、c三条光束中,反射光线是 ,折射角大小为 。
【答案】 c 80°
【详解】[1][2]由图可知,光束b是入射光,光束c是反射光,光束a是折射光。水平的直线为法线,竖直的直线为分界面,折射光线与法线的夹角为折射角,则折射角为80°。
2.(2024·江苏无锡·一模)某小组选用了光源、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”;如图甲,将一束光线从空气中斜射入水中,发现折射角 入射角(填“>”、“=”或“<”),将右半光屏向后折,折射光线消失,该现象说明了: 。
【答案】 < 入射光线、折射光线、法线在同一平面内
【详解】[1]光在水中的速度小于空气中的速度,如图甲,将一束光线从空气中斜射入水中,发现折射角小于入射角。
[2]将光屏的右半部分向后翻折,就不会看到折射光线,只有当整个光屏为一平面时,才能够看到折射光线,说明入射光线、折射光线、法线在同一平面内。
3.(2024·安徽安庆·二模)冬冬在探究光的色散现象时,看到白光经三棱镜后,光屏上自上而下出现了红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫的色带,冬冬对产生的原因进行了思考。受此启发,在测量凸透镜的焦距时,冬冬想再进行一个实验:如果分别用红光和紫光平行于同一个凸透镜的主光轴射入,看它们的焦距是否相同。你觉得红光的焦距 紫光的焦距(选填“大于”、“等于”或“小于”),理由是 。
【答案】 大于 玻璃对红光的偏折角度较小
【详解】[1][2]根据三棱镜对光线的偏折情况,可以得出,红光被偏折的程度小,紫光被偏折的程度大,当红光和紫光分别平行于凸透镜的主光轴射向相同的凸透镜时,红光的会聚点,也就是红光的焦点距离透镜远,而紫光的焦点离透镜近,所以,红光的焦距大。
4.(2024·四川泸州·一模)如图所示是一种液面升降监测装置的原理图。 一束光从空气射到某液面上的 O 点,经折射后,照射到液体中 B 点的鹅卵石上, A 为反射光在容器壁上形成的光点,则光点 A 在液体中的像到液面的距离为 cm ;岸上的人们看到的鹅卵石 (选填“在B 点上方 ”“在 B 点下方 ”或“就在 B 点 ”);若保持入射光方向不变,仅使液面下降,则 A 点的位置会 (选填“ 向上移动 ”“ 向下移动 ”或“保持不变 ”)。
【答案】 15 在B 点上方 向下移动
【详解】[1]由平面镜成像的特点可知,鹅卵石A到水面的距离为
45cm-30cm=15cm
因为鹅卵石A点的像到水面的距离等于鹅卵石A到水面的距离,所以光点 A 在液体中的像到液面的距离为15cm。
[2]鹅卵石反射出的光,在水面处发生了折射,折射光线向远离法线的方向偏折,入射角小于折射角,岸上的人们逆着折射光线看到的是变浅的鹅卵石的虚像,这个像在鹅卵石的上方,即在B 点上方。
[3]入射光线方向不变,当液面下降时,入射点向下移动,入射角和折射角都不变,A点的位置会向下移动,如图所示
三、作图题
1.(2024·湖南衡阳·模拟预测)请在图中作出光线由玻璃斜射入空气后折射光线的大致路径。
【答案】
【详解】折射光线从折射点O在法线上方的空气中斜向上画出,折射角大于入射角,如图所示:
2.(2024·山东枣庄·阶段练习)由于光的折射,池水看起来比实际浅,夏季要特别注意防范溺水事故。用A、A'分别表示池底和看到的“池底”,请在图中画出人眼看到的池底的光路图。
【答案】
【详解】眼睛观察到的A′点在A点的上方,然后连接A′与眼睛,与界面的交点为折射点O,在图中A′点是A点的像,光由A点发出,经水面射入空气中时发生折射,折射角大于入射角而射入眼睛。点A′就在折射光线的反向延长线上,如图所示:
四、实验题
1.(2024·山西晋中·三模)在探究光的反射定律实验中,实验装置如图所示;
(1)实验时,应在较 (选填“黑暗”或“明亮”)的环境中进行,如果将光线沿AO入射,反射角是 ;
(2)将光线沿AO入射,在纸板上看到了反射光线OB,如果把半面纸板NOF以ON为轴向前折或向后折,这时在NOF上看不到反射光线,说明 ;
(3)下列成语中所描述的情景与此实验原理相同的是 (填字母序号)。
A.海市蜃楼 B.镜花水月 C.坐井观天 D.凿壁借光
【答案】 黑暗 40° 反射光线、入射光线和法线在同一平面内 B
【详解】(1)[1][2]光线和环境亮度的对比度越大,光线越清晰,所以要使光线更加明显,实验应在较暗的环境下进行;图中入射光线与平面镜的夹角是50°,入射角为
则反射角是40°。
(2)[3]当把半面纸板NOF向前折或向后折, NOE和NOF不在同一个平面内,这时,在NOF上看不到反射光线,没有对折前,NOE和NOF在同一个平面内,可以看到反射光线,说明反射光线、入射光线和法线在同一平面内。
(3)[4]A.海市蜃楼是光的折射现象,故A不符合题意;
B.镜花水月是平面镜成像,其原理是光的反射,故B符合题意;
CD.坐井观天和凿壁借光的原理都是光的直线传播现象,故CD不符合题意。
故选B。
2.(2024·安徽合肥·二模)某同学做“探究光的折射规律”实验,她把半圆形玻璃砖固定在圆盘中心,让激光束沿圆盘半径入射到玻璃砖圆心处,激光束经玻璃砖折射后从半圆弧边射出(如图所示)。旋转圆盘,多次改变激光束入射角度,观察折射光线方向并记录数据,如下表所示。
实验次数
1
2
3
4
5
入射角
20°
30°
45°
60°
75°
折射角
13°
19°
28°
35°
40°
(1)实验中,圆盘除了能读出入射角和折射角大小外,还可以利用光的 ,显示出光路;
(2)分析实验数据,请你将光在发生折射时,折射角和入射角的关系补写完整:当光从空气斜射到玻璃表面时,折射角小于入射角,且 。
【答案】 漫反射 折射角随着入射角的增大而增大
【详解】(1)[1]光发生漫反射时,光向四面八方反射,因此实验中,圆盘除了能读出入射角和折射角大小外,还可以利用光的漫反射来显示出光路。
(2)[2]由表格数据和图示知道,光从空气斜射到玻璃表面时,折射光线向法线偏折,折射角小于入射角。当入射角增大时,折射角增大,即折射角随着入射角的增大而增大。
试卷第1页,共3页
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