3.4 光的折射规律-【拔尖特训】2024-2025学年新教材八年级上册物理(沪粤版2024)

34 3.4　光的折射规律 ▶ “答案与解析”见P13 1. 我们夜晚看到的星星并不是星星本身,而是 星星的 (选填“实”或“虚”)像。原因 是地球表面覆盖着疏密不等的大气层,光线 穿过大气层时会发生 。 2. 如图甲所示,一束激光AO 从空气斜射入玻 璃砖,折射后从另一面射出,其出射点可能为 (填字母);若增大入射角,出射点会 (选填“往左”“往右”或“不变”)移 动。如图乙所示,为保护餐桌往往在餐桌上 放上玻璃垫,当我们吃饭时,看到桌子上的花 纹会比实际花纹的位置 (选填“高” “低”或“不变”)。 (第2题) 答案讲解 3. (新情境)(2022·扬州)在天宫课堂 中,航天员王亚平将空气注入水球, 形成的气泡球与水球的球心都在O 点。一束光线从空气射入水球的光路如图所 示,其中球心O 与入射点O1的连线为法线。 则进入气泡球的折射光线可能为 ( ) (第3题) A. ① B. ② C. ③ D. ④ 4. 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(图中入射光线、 反射光线和折射光线的方向均未标出),其中 反射光线是 (用字母表示),反射角 为 °,界面的 侧是玻璃。 (第4题) (第5题) 5. 如图所示,将一把刻度尺的刻度面朝上斜插 进水中,由水面看去,刻度尺位于水中的部分 (选填“向上”或“向下”)偏折,原 因 是光从水中斜射入空气中,折射光线 (选填“偏离”或“偏向”)法线方向, 导致观察到的刻度尺水中部分变短,刻度变 (选填“密”或“疏”)。 6. 如图所示,人眼在A 处看见河里B 点处有一 白色鹅卵石,若想使A 处激光手电筒的激光 照在白色鹅卵石上,则激光束应对着 ( ) (第6题) A. B 点 B. B 点的上方 C. B 点的下方 D. 都可以 7. ★(2022·十堰)在“预防溺水”主题班会课上, 主持人小明用光路图来解释“水池变浅”的道 理:池底A 点射出的光线经过水面折射进入 B 点的人眼,C 点是人眼看到的池底A 点像 的位置。请你在图中画出入射光线、折射光 线,并标出折射角r。 (第7题) 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 物理(沪粤版)八年级上 实 验 视 频 35 8. 小聪同学为探究光的折射规律设计了如图甲 所示的实验装置,其中光屏 F 可绕直径 NOM 前后折转。 (第8题甲) (1) 实验时,光贴着光屏从空气射入水中,小 聪同学将光屏F 向后折转一定的角度,则在 光屏F 上 (选填“能”或“不能”)看 到折射光线,此时折射光线和入射光线 (选填“在”或“不在”)同一平面内。 (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) 小聪同学保持入射光不动,继续加水,会 看到亮斑B 向 (选填“左”“右”或 “上”)移动。 (4) 让一束激光从某种玻璃中射向空气(如 图乙)。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,这种现象叫做 光的全反射,如图丙所示。此时的入射角叫 做这种物质的临界角。当入射角大于临界角 时,只发生反射,不发生折射,根据以上内容 可判断: (第8题) ① 当光从空气射向玻璃时 (选填 “会”或“不会”)发生光的全反射现象。 ② 一个三棱镜由上述玻璃制成,一束光垂直 于三棱镜的一个面射入,如图丁所示。则关 于这束光经过三棱镜后的光路描述,下列图 中正确的是 (填字母)。 A. B. C. D. 9. (核心素养·科学推理)红光和紫光是两种不 同颜色的色光。当它们以相同的入射角射入 玻璃时,折射角的大小是不同的。如图,当一 束红光与一束紫光相距d平行入射到一块平 行玻璃砖上时,再由玻璃折射后 (选 填“仍然平行”或“不再平行”),它们之间的距 离d会 (选填“改变”或“不改变”)。 (第9题) 10. 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° (第10题) (第11题) 答案讲解 11. 如图所示为两个并排而且深度相 同的水池,一个未装水,另一个装 水,在两池的中央各竖立着一根长 度相同且比池深略高的杆。当阳光斜射时 就会在池底形成杆的影子,下列说法中,正 确的是 ( ) A. 装水的池中杆没有影子 B. 装水的池中杆影子较短 C. 未装水的池中杆影子较短 D. 两池中杆影子长度相同 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 第三章　光和眼睛 [解析]先根据平面镜成像时像与物关 于平面镜对称,作出点光源S 的像点 S',连接S'与物体的右上点并延长交 地面于点O1;连接S与物体的左上点 并延长交平面镜于点D,连接S'D 并 延长交地面于点O2,则O1O2 区域为 不透明物体右侧能被S 照亮的范围, 其中 SC、SD 为 入 射 光 线,CO1、 DO2为反射光线。 10. (1) 广告牌 自己的位置 (2) 自己与玻璃屏蔽门 (3) 刻度尺 (4) 相等 (5) 能 [解析](1) 小严 相对于玻璃屏蔽门前后移动直到观察 到自己的像与广告牌重合,记下自己 的位置。(2) 量出自己与玻璃屏蔽门 的距离。(3) 除记录工具外,需要测 量距离,故要完成上述实验还需要的 测量仪器是刻度尺。(4) 步骤(2)中 量得的距离就是玻璃屏蔽门到广告牌 之间的距离d,物理依据是平面镜成 像时,像与物体到平面镜的距离相等。 (5) 平面镜成像的原理是光的反射。 测量完毕,刚好有一列车进站,停在广 告牌前,在玻璃屏蔽门还没有打开前, 小严能看到自己的虚像。 根据平面镜成像特点计算距离 平面镜所成的像与物体大小 相同,像和物体关于平面镜对称, 像到平面镜的距离与物体到平面 镜的距离相等。当小严的像呈现 在广告牌上时,说明广告牌在小严 像的位置处,用刻度尺测量小严到 玻璃屏蔽门的距离,即可求出广告 牌和玻璃屏蔽门之间的距离。 11. 15 [解析]根据平面镜成像的特 点和原理作出光路图,如图所示,人的 脸宽为 AB=20cm,两眼为C、D, CD=10cm。如果用左眼看完整的像 需用PR 之间的平面镜,如果用右眼 看完整的像需用QS 之间的平面镜, 所以无论闭上左眼或右眼都能看到完 整的像需用PS之间的平面镜。因为 PS是梯形CDB'A'的中位线,所以 PS= 12 × (A'B'+CD)。因 为 A'B'=AB=20cm,CD=10cm,所以 PS=12× (20cm+10cm)=15cm。 (第11题) 12. C [解析]如图所示,根据平面镜 成像的规律,像与物关于镜面对称,以 水面为平面镜作出灯S 在水中的像 S',因为SD=3m,所以S'D=3m; 连接S'B 与水面交于A 点,BC 为人 的眼睛到地面的距离,AC 为人到池 子的距离,由题意可知,Rt△DAS'与 Rt△CAB 相似,DS'=3m,DA= 5m,BC=1.8m,相似三角形的对应 边成比例,所以DS' BC= DA AC 。人到池子 的 最 远 距 离 AC = BCDS'×DA = 1.8m 3m ×5m=3m 。 (第12题) 13. B [解析]电铃反射的光入射到 A 处和B 处,经过平面镜反射到b和 c两处,为了总能看到电铃通过仪容 镜所成的像O',小强同学所在的区间 是bc,故选项B正确。 14. C [解析]如图所示,画出甲、乙 两人在平面镜里成的像的位置,过乙 的像的头顶和脚底分别作两条直线到 甲的眼睛,过甲的像的头顶和脚底分 别作两条直线到乙的眼睛,由这四条 直线与天花板的交点即可确定出所需 最小平面镜的位置应为bd,故选项C 正确。 (第14题) 3.4　光的折射规律 1. 虚 折射 2. C 往右 高 3. A 4. OG 30 左 [解析]由图可知, ∠AOG=60°,所以∠GOF=90°- 60°=30°,而∠EOF=30°,根据反射 角等于入射角可知,CF 为法线,AD 为界面,而折射光线和入射光线分别 位于法线两侧,则OB 一定为折射光 线,EO 为入射光线,OG 为反射光线, 反射角是30°;折射角为∠COB=50°, 根据折射角大于入射角可知界面AD 的右侧是空气,左侧是玻璃。 5. 向上 偏离 密 [解析]将一把 刻度尺的刻度面朝上斜插进水中,从 水中的尺子上反射出的光线由水中斜 射入空气时,在水面上发生折射,折射 光线偏离法线方向,折射角大于入射 角,折射光线进入人眼,人眼逆着折射 光线的方向看去,刻度尺位于水中的 部分向上偏折,就会觉得尺子变短了, 所以水中部分刻度看起来比水面上刻 度要密一些。 6. A [解析]在光的折射现象中,光 路可逆,因此要照亮鹅卵石,激光束应 对着B 点。 7. 如图所示 (第7题) [解析]C 点是人眼看到的池底A 点 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 31 像的位置,连接BC,与水面的交点O 为入射点,连接AO、OB,则AO 为入 射光线、OB 为折射光线。 利用光的折射规律作图 光在同种均匀透明介质中沿 直线传播,光从水中斜射入空气中 时,折射光线、入射光线以及法线 在同一平面内,折射角大于入射 角,从而确定折射光线的方向。 8. (1) 不能 在 (2) 在光的折射现 象中,光路是可逆的 (3) 左 (4) ① 不会 ② D [解析](1) 由于 折射光线与入射光线在同一平面内, 当光屏F 向后折转一定的角度后,在 光屏F 上不能看到折射光线,此时折 射光线和入射光线仍在同一平面内。 (2) 小聪继续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,说明在光的折射现象 中,光路是可逆的。(3) 如图(a)所 示,水逐渐增多,液面随之升高,此时 入射角不变,折射角也不变,光斑会向 左移动。(4) ① 光从空气斜射向玻 璃,折射角总小于入射角,则折射角总 小于90°,所以不会发生全反射现象。 ② 光线从空气垂直于玻璃入射时,光 的传播方向不变;由题图丁可知,当光 射到玻璃的右表面时,入射角为45°, 大于临界角41.8°,所以会发生全反射 现象,此时折射光线消失,只有反射光 线,其光路图如图(b)所示,故选项D 正确。 (第8题) 9. 仍然平行 改变 [解析]光线通 过平行玻璃砖时,要发生两次折射,由 于平行玻璃砖上下两个表面平行,上 表面的折射角等于下表面的入射角, 由于折射光路可逆,所以下表面的折 射角等于上表面的入射角;由几何知 识可知,出射光线必定和入射光线平 行,由于入射角相同的红光、紫光在玻 璃中的折射角不同,所以两条光线的 折射光线之间的距离会改变。 10. C [解析]如图甲所示,若AO 为 入射光线,OB 为反射光线,则法线与 折射光线OC 重合,不符合光的折射 规律;如图乙所示,若AO 为入射光 线,OC为反射光线,则折射光线OB 与AO 在法线MN 同侧,不符合光的 折射规律;若CO 为入射光线,OA 为 反射光线,则 OB 与CO 位于法线 MN 两侧,符合光的反射与折射规律, 由图乙可知,入射角为135° 2 =67.5° , 反射角等于入射角,也为67.5°,折射 角为∠1,且∠1+∠BOQ=90°,∠2+ ∠BOQ=90°,则∠1=∠2,且∠2= 90°-67.5°=22.5°,即折射角为22.5°。 (第10题) 11. B [解析]如图所示,在没有装水 的情况下,由于光是沿直线传播的,故 在杆的左方会形成影子;但是对于装 水的情况来说,从杆的顶端射过的光 线到达水面处会发生折射,由于折射 角小于入射角,即折射光线比原来的 光线更靠近杆,故此时影子的长度会 变短。 (第11题) 3.5　奇妙的透镜 1. 凸透 焦点 2. 会聚 10.0 平行光聚焦法测定凸透镜的焦距 焦距是指从焦点到凸透镜光 心的距离,平行于凸透镜主光轴的 光线经凸透镜折射后会聚于焦点, 由于光路的可逆性,发光体在凸透 镜焦点处时,经凸透镜折射后形成 平行光线,据此也能测算出焦距。 3. B 4. 折射 凸透镜 5. 凹透镜 凸透镜 [解析]由图可 知,光线会聚于b点,光线经过甲透镜 后会聚在c点,与原来相比,光线推迟 会聚,说明甲透镜对光线有发散作用, 是凹透镜;同理可知,乙是凸透镜。 对“会聚”与“发散”作用的理解 凸透镜对光线起会聚作用,凹 透镜对光线起发散作用,经凸透镜 折射的光线向更靠近主光轴的方 向偏折,经凹透镜折射的光线向远 离主光轴的方向偏折,也可通过画 图分析,效果会更好。 6. B 凸 可能 [解析]要辨别两个 透镜的类型,可以分别将它们正对太 阳,即让透镜与太阳光垂直,所以操作 正确的是B;由凸透镜和凹透镜的特 点可知,形成甲光斑的透镜对光线起 会聚作用,形成乙光斑的透镜可能对 光线起发散作用,也可能是光线经凸 透镜会聚到焦点后,继续向前传播,形 成放大的光斑,因此形成甲光斑的一 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 41