内容正文:
第三章 光的折射 透镜
一、光的折射
1. [2023扬州]下列光现象与物理知识对应正确的是( )
A.水中的倒影——光的直线传播
B.潭清疑水“浅”——光的反射
C.树荫下的光斑——光的反射
D.海市蜃楼——光的折射
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D
2. [2023北京]一束单色光从空气斜射入水中的情境如图所示。下列说法正确的是( )
A.BO是入射光,OA是反射光
B.AO是入射光,OC是折射光
C.∠AOM是入射角,∠BON是反射角
D.光若沿CO入射,将沿OA和OB射出
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B
3. 光从室外透过玻璃进入室内,下列光路中正确的是( )
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B
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4. 人在岸上透过池水看池塘底部,下列光路图正确的是( )
D
5. 如图为一束光从空气斜射入水中的部分光路图,则图中折射角的大小为________。若一束光沿着BO方向入射,则在空气中折射光线恰好沿________方向传播。
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30°
OA
6. [2023乐山]如图所示,一条光线从水中斜射向水面时发生了折射,OA为折射光线,请在图中作出大致的入射光线并标出折射角的度数。
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解:如图所示。
7. 王伟同学在做“探究光的折射特点”实验。如图所示的是将一束光从空气经圆心O射入水中时的光路。实验中发现,入射光线、折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(见表格)。
入射角α 0° 15° 30° 45° 60°
反射角β 0° 15° 30° 45° 60°
折射角γ 0° 11.3° 22.1° 35.4° 40.9°
(1)分析表中的数据,可得出的结论:
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时,折射角随入射角的变化关系是____________________________,且折射角________(填“大于”“等于”或“小于”)入射角;当光从空气垂直射到水面时,折射角________(填“大于”“等于”或“小于”)入射角。
反射
折射
折射角随入射角的增大而增大
小于
等于
(2)根据表格中数据还能得到反射角________(填“大于”“等于”或“小于”)入射角。
(3)王伟同学说根据上述实验中的发现和结论②就能总结出光的折射特点。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?请简要说明理由。
答:___________;理由:_________________________
____________________________________。
等于
存在不足
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
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8. 如图是光源S发出的光从水中斜射入空气中的光路图,下列关于人在岸上观察到光源S所成像的说法正确的是( )
A.光源S所成的像不是虚像
B.光源S所成的像在直线②上
C.光源S所成的像在直线①上
D.光源S所成的像在直线①与②之间
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C
9. 如图所示,一支固定好的激光笔向空水槽底部固定点O打出一束激光。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____________。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。
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左
光的折射
右
10. [2023南京建邺区期末]如图甲所示,将透明的薄壁(厚度可忽略不计)长方体水槽水平放置,固定在水槽底部的激光笔沿图示方向发出一细光束,小明通过缓慢改变水槽中的水量来探究光的折射现象。
(1)水槽中注入一定量的水后,侧壁上B处得到一个光点,为使B处的光点移至C处,则应使水槽中的水量________(填“增加”“减少”或“不变”),若BC间距离为2 cm,则水面高度的变化量Δh________(填“大于”“小于”或“等于”)2 cm。
增加
大于
点拨:入射角不变,折射角不变,则两次折射光线相互平行,要使B处的光点向上移到C处,则应使水槽中的水量增加;若BC间距离为2 cm,两次折射光线是平行的,如图甲所示,则水面高度的变化量大于2 cm。
(2)如图乙所示,小明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________(填“①”“②”或“③”)区内。
平行于DE
②
点拨:将激光笔移至虚线框内向水槽底部(厚度可忽略不计)照射,根据光的折射特点和光路可逆可知,最终的折射光线与最初的入射光线是平行的,激光笔应该平行于DE照射到②区内,才能实现,如图乙所示。
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11. 在图中画出垂直于玻璃砖的光线OP经过玻璃砖射出的光路图。
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解:如图所示。
12. 如图是某同学利用光具盘探究光从空气斜射入玻璃中时的光路,经过多次实验并记录了如表所示数据:
入射角α 10° 30° 45° 60°
折射角γ 7.1° 20.7° 30° 37.7°
(1)实验中,光具盘除了能读出入射角和折射角大小外,还具有__________的作用。
(2)分析表格中的数据,你能得出的结论:__________________________________________________________。(写出一条即可)
显示光路
当光从空气斜射入玻璃中时,折射角小于入射角
(合理即可)
(3)根据表格中的数据还可以判断:当光以35°的入射角从空气射入玻璃中时,其折射角________(填“大于”“小于”或“等于”)30°。
(4)当光以30°的入射角从玻璃射入空气中时,其折射角是________。
小于
45°
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13. 阅读短文,回答下列问题。
光的全反射
一束激光从某种玻璃中射向空气(如图甲所示),保持入射点不动,改变入射角(每次增加0.2°)。当入射角增大到41.8°时,折射光消失,只存在入射光与反射光,这种现象叫作光的全反射,发生这种现象时的入射角叫作这种物质的临界角。当入射角大于临界角时,只发生反射,不发生折射。
(1)上述玻璃的临界角是________。
(2)折射光消失后反射光的亮度会增强,其原因是_________________________________________。
(3)当光从空气斜射向玻璃时,________(填“会”或“不会”)发生光的全反射现象。
41.8°
折射光消失后,入射光几乎全部变为反射光
不会
点拨:当光从空气斜射向玻璃时,因为折射角始终小于入射角,所以不会发生光的全反射现象。
(4)一个三棱镜由上述玻璃构成,让一束光垂直于三棱镜的一个面射入(如图乙所示),请在图中完成这束入射光的光路图。
解:如图所示。
点拨:光垂直于三棱镜的一个面射入玻璃中时,传播方向不变,光射到三棱镜斜面时,入射角为45°,大于临界角41.8°,发生全反射,作出反射光线,反射光线射出玻璃时,与三棱镜的另一个面垂直,传播方向不变,竖直向下射出。
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