内容正文:
4.4� �光的折射
基础训练
知识点一 光的折射定律
1.当光从空气斜射入某种透明介质中,入射角为30°,折射角可能为( )
A.0° B.20° C.30° D.40°
2.一束光线与水面成锐角由空气斜射入水中时,入射角为,反射角为,折射角为,则、和之间的大小关系为( )
A. B.
C. D.
3.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使激光入射角增大
4.如图,面对清澈见底、看起来不过齐腰深的池水,不会游泳的人千万不要贸然下去,因为人们看到的池水深度和它的实际深度并不相同。下面四幅图能正确解释此现象的是( )
A. B.
C. D.
5.如图所示,一束光在空气和玻璃的分界面处发生反射和折射(图中入射光线、反射光线和折射光线的方向均未标出),折射角是 °,其中 (AB/CD)的 (上面/下面/左面/右面)是玻璃。
知识点二 光的折射现象
6.中国古诗词不仅文字优美、意境高远,还蕴含着丰富的科学知识。下列四幅图与诗句“掬水月在手,弄花香满衣”涉及的光现象相同的是( )
A.日晷计时 B.楼台倒影
C.筷子弯折 D.墙上留影
7.下列现象中能用光的折射解释的是( )
A.拱桥在水中的倒影
B.日晷
C.海市蜃楼
D.小孔成像
知识点三 光的折射作图
8.一束与水面成60°的光线从水中射向空气,在水面处同时发生了反射和折射,请在图中画出反射光线和折射光线的大致方向
9.如图所示,OB是一条反射光线,请作出入射光线AO和折射光线OC的大致方向。
10.某次潜水员在水面下观察岸上的一盏灯。如图所示,A点是潜水员的眼睛,B、C两点分别是潜水员看到的灯以及灯的实际位置,请完成潜水员在A点看到河岸上灯的光路图。
能力提升
11.将透明的薄壁(厚度忽略不计)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,水槽中未注水时,在侧壁上A处得到一个光点。
(1)向水槽中注水,水面达到如图所示位置时,光点移至B处,这是由于光在水面处发生了 现象,此时折射角 入射角(选填“大于”或“小于”);
(2)为使B处的光点移至C处,应使水槽中的水量 (选填“增加”或“减少”),若BC间距离为3cm,则水面高度的变化量Δh 3cm(选填“>”、“<”或“=”)。
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4.4� �光的折射
基础训练
知识点一 光的折射定律
1.当光从空气斜射入某种透明介质中,入射角为30°,折射角可能为( )
A.0° B.20° C.30° D.40°
【答案】B
【详解】由光的折射定律知道,光从空气斜射入水中时,折射角小于入射角,由于入射角等于30°,所以折射角小于30°,因为光从空气斜射入某种透明介质中,不是垂直射入,所以折射角不为0,故B符合题意,ACD不符合题意。
故选B。
2.一束光线与水面成锐角由空气斜射入水中时,入射角为,反射角为,折射角为,则、和之间的大小关系为( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【详解】在光的反射现象中,反射角等于入射角;光从空气斜射入水中时,折射角小于入射角,所以,、和之间的大小关系为
故A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
3.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使激光入射角增大
【答案】B
【详解】A.保持水面高度不变使激光笔向右平移,光斑右移,故A不符合题意;
B.保持激光射入角度不变,使水面上升,会导致激光提前到达水面,光斑向左移动,故B符合题意;
C.保持激光射入角度不变,使水面下降,光斑会向右移动,故C不符合题意;
D.保持水面高度和入射点不变使激光入射角增大,折射角变大,光斑右移,故D不符合题意。
故选B。
4.如图,面对清澈见底、看起来不过齐腰深的池水,不会游泳的人千万不要贸然下去,因为人们看到的池水深度和它的实际深度并不相同。下面四幅图能正确解释此现象的是( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【详解】
A.人们看到的池水深度和它的实际深度并不相同,是因为光线从水中斜射入空气中,折射光线进入人的眼睛,而图中表示的是光从空气斜射入水里,当光从空气斜射入水里或其它透明介质中时,折射角小于入射角,而图中是折射角大于入射角,故A不符合题意;
B.人们看到的池水深度和它的实际深度并不相同,是因为光线从水中斜射入空气中,折射光线进入人的眼睛,而图中表示的是光从空气斜射入水里,故B不符合题意;
CD.池底反射出的光,在水面处发生了折射,折射角大于入射角,人认为光是沿直线传播的,所以逆着折射光线看上去,看到的是变浅的池底的虚像,即池水的实际深度比看到的池底要深,而图中池底的位置在看到的池底虚像的上方,故C符合题意,故D不符合题意。
故选C。
5.如图所示,一束光在空气和玻璃的分界面处发生反射和折射(图中入射光线、反射光线和折射光线的方向均未标出),折射角是 °,其中 (AB/CD)的 (上面/下面/左面/右面)是玻璃。
【答案】 60 AB 左面
【详解】[1][2][3]如图所示
由图可知
∠EOD=∠FOD=75°
根据反射角和入射角相等可知,在AB的右边发生了光的反射,则AB是界面,CD是法线,左边的OG一定是折射光线;根据入射光线与反射光线、折射光线分居在法线的两侧可知,EO是入射光线,OF是反射光线;根据入射角、反射角和折射角的定义可知,入射角∠EOD=75°,反射角∠FOD=75°,折射角
∠COG=90°﹣30°=60°
由于折射角小于入射角,所以AB的左面是玻璃、右面是空气。
知识点二 光的折射现象
6.中国古诗词不仅文字优美、意境高远,还蕴含着丰富的科学知识。下列四幅图与诗句“掬水月在手,弄花香满衣”涉及的光现象相同的是( )
A.日晷计时 B.楼台倒影
C.筷子弯折 D.墙上留影
【答案】B
【详解】诗句“掬水月在手,弄花香满衣”所包含的物理知识有:“掬水月在手”是光的反射现象。
A.日晷计时利用了光的直线传播,故A不符合题意;
B.楼台倒影是平面镜成像,是由光的反射形成的,故B符合题意;
C.碗中的筷子看起来往上折,这是由于水中筷子反射出的光线经水面发生折射形成的,故C不符合题意;
D.墙上留影是光在同种均匀物质中沿直线传播形成的,故D不符合题意。
故选B。
7.下列现象中能用光的折射解释的是( )
A.拱桥在水中的倒影
B.日晷
C.海市蜃楼
D.小孔成像
【答案】C
【详解】A.拱桥在水中倒影是平面镜成像现象,是光的反射形成的,故A不符合题意;
B.日暑上呈现针的影子是由光的直线传播形成的,故B不符合题意;
C.海市蜃楼是光在不均匀的空气中传播时发生折射形成,故C符合题意;
D.小孔成像是由于光沿直线传播形成的现象,故D不符合题意。
故选C。
知识点三 光的折射作图
8.一束与水面成60°的光线从水中射向空气,在水面处同时发生了反射和折射,请在图中画出反射光线和折射光线的大致方向
【答案】
【详解】由图中可知,入射光线与水面的夹角为60°,则入射光线与法线的夹角为30°,即入射角为30°,由光的反射规律可知,反射角等于入射角,等于30°,光线从水中斜射入空气中时,会发生折射,折射光线远离法线,如图所示
9.如图所示,OB是一条反射光线,请作出入射光线AO和折射光线OC的大致方向。
【答案】
【详解】由图可知,法线已画出,根据反射角等于入射角作出入射光线AO;光从水中斜射入空气中时,折射角大于入射角,在法线右侧空气中作出折射光线OC,如图所示:
10.某次潜水员在水面下观察岸上的一盏灯。如图所示,A点是潜水员的眼睛,B、C两点分别是潜水员看到的灯以及灯的实际位置,请完成潜水员在A点看到河岸上灯的光路图。
【答案】
【详解】连接AB两点(空气中用虚线,水中用实线)与水面相交;连接C点和入射点,用箭头标出光的传播方向
能力提升
11.将透明的薄壁(厚度忽略不计)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,水槽中未注水时,在侧壁上A处得到一个光点。
(1)向水槽中注水,水面达到如图所示位置时,光点移至B处,这是由于光在水面处发生了 现象,此时折射角 入射角(选填“大于”或“小于”);
(2)为使B处的光点移至C处,应使水槽中的水量 (选填“增加”或“减少”),若BC间距离为3cm,则水面高度的变化量Δh 3cm(选填“>”、“<”或“=”)。
【答案】 折射 小于 增加 >
【详解】(1)[1]水槽中未加水时,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,光点下移至B处,这是由于光在水面处发生光的折射现象引起的。
[2]当光从水斜射入空气中时,折射角大于入射角,即入射角小于折射角。
(2)[3]当水槽中的水量增加或减少时,入射光线不变,法线与水面始终垂直,则入射角和折射角都不变,要使B处的光点向上移到C处,由下图可知应使水槽中的水量增加。
[4]若BC间距离为3cm,因两次折射光线是平行的,如下图所示,则可知水面高度的变化量Δh大于3cm。
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