内容正文:
3.4 光的折射与透镜
一、单选题
1.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
2.下列光现象及应用中,能够用光的折射来解释的是( )
A.炎热的夏天,校园里的大树可以为同学们遮阳
B.司机利用后视镜观察车后方的路况
C.清澈的河水看起来比实际浅
D.晴朗的天气我们会看到鸭绿江水面波光闪闪
3.如图所示,属于凹透镜的是( )
A.①②③ B.①②④⑤ C.①③⑤ D.②④⑥
4.沈括在《梦溪笔谈》中记有“海市蜃楼”的奇景,下列现象与其形成原理相同的是( )
A.杯弓蛇影 B.小孔成像
C.潭清疑水浅 D.日食现象
5.将一束单色激光射向长方体玻璃砖,不考虑反射光线,下列光路图(图中白色玻璃砖中的折射光线未画出)中可能正确的是( )
A. B.
C. D.
二、填空题
6.小明在做“研究光的直线传播”实验,他在玻璃缸中装大半缸清水,再沿缸壁轻轻注入浓糖水,用激光笔对着侧壁的 (选填“A”或“B”)点向玻璃缸内水平照射,可以看到如图所示的光的路径,这属于光的 (选填“反射”“折射”或“色散”)现象。充分搅拌玻璃缸中的水,待水稳定以后,观察到光的路径呈 (选填“直线”或“曲线”)。
7.如图所示,桥在水中的倒影形成的原理是光的 ;桥比倒影清晰,是因为光在水面也发生了 ;远处水中深处有一条小鱼,小明用激光笔斜对准看到的小鱼照射,他 (能或不能)照射到小鱼。
8.小明给弟弟变了个魔术,他将装有一枚硬币的杯子放在弟弟面前,如图所示,弟弟在A处看不到硬币,这是因为光沿 传播。小明向杯中缓缓注水后,弟弟能看到硬币了,这是由光的 产生的现象。
9.如图所示,一束光经过一个透镜后会聚于主光轴上的点A,取下透镜后,光会聚于B点,则该透镜起到 (选填“会聚”或“发散”)作用,是 透镜。由此说明,能将光线会聚于一点的透镜 (选填“一定”或“不一定”)是凸透镜。
三、作图题
10.根据光线经过一个透镜前后的情况,在下图方框中填入适当的透镜。
11.如图,ABC为一直角三角形玻璃砖的横截面。一束光线垂直于AB入射,在AC面上同时发生反射和折射,请画出这束光线在AC面上的反射光线和折射光线。
四、实验题
12.在学习了“光的折射”后,小明提出了新的问题:不同物质对光的折射能力不同,折射由什么因素决定的呢?
+
物质
水
玻璃
冰
空气
酒精
光速
2.25
2.0
2.30
3.0
2.2
(1)为了解决疑问,小明查阅到如图所示和如表所示的相关信息,仔细观察图中的光路,并对照表中的数据,可以得出结论:光从传播速度大的介质斜射入传播速度小的介质,折射角 入射角;光从传播速度小的介质斜射入传播速度大的介质,折射角 入射角;
(2)表格中提供的五种物质中, 对光的折射能力最强;
(3)光从酒精斜射入玻璃时,折射光线 法线(选填“偏向”或“偏离”)。
13.如图甲所示,小明和小华在探究“光的折射现象”时,将一束入射角为50°的光斜射入杯中的水里,更换杯中的介质时他们发现光的偏折程度不同。为了定量反映这种差异,小明将“折射角与入射角的比值”定义为“偏折比”,并根据所学物理知识和生活经验,对影响“偏折比”大小的因素提出以下猜想:
猜想1:“偏折比”与液面的高度有关;
猜想2:“偏折比”与液体的种类有关;
猜想3:“偏折比”与入射光的颜色有关。
(1)小华认为猜想1是错误的,其理由是 。根据小明的定义,图甲实验中,测得折射角为40°,则此时的“偏折比”为 。
(2)为了验证猜想2,小明只将图甲中的水换成油。如图乙所示,油的高度小于水的高度,杯底光斑的位置恰与图甲实验时光斑的位置重合,对比可知:在相同条件下,油对光的“偏折比” (选填“大于”、“等于”或“小于”)水对光的“偏折比”。
(3)为了探究猜想3,小明用图甲装置先后射入绿色和紫色的激光,杯底光斑位置如图丙所示,则 光的“偏折比”大。将其中的一束激光穿过如图丁所示的玻璃砖,若光在玻璃砖上表面折射时的“偏折比”为0.8,则光在下表面折射时的“偏折比”为 。
(4)根据小明的操作和计算结果,小华认为,应该将“偏折比”定义为“光线在空气中与法线的夹角α和光线在介质中与法线的夹角β之比”。如图丁所示,经过对多组不同玻璃砖的实验,测得数据如表所示:
玻璃砖A
玻璃砖B
玻璃砖C
光线在空气中与法线夹角α
30.0°
45.0°
60.0°
30.0°
45.0°
60.0°
30.0°
45.0°
60.0°
光线在玻璃中与法线夹角β
22.0°
32.0°
40.5°
17.0°
24.4°
30.4°
20.0°
28.9°
36.3°
1.36
1.41
1.48
1.76
1.84
1.97
1.50
1.58
1.65
根据表格中的数据,分析可得:光在空气与另一种透明介质中传播时,对于不同的入射角,“偏折比” (选填“相等”或“不相等”);对于相同的入射角,“偏折比”越大,介质对光的折射程度越 (选填“高”或“低”),因此我们认为小华对“偏折比”定义的优点是 。
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