第4节光的折射同步训练2024－2025学年人教版物理八年级上册

第4节 光的折射同步训练 姓名：___________班级：___________ 一、单选题 1．中华古诗词和俗语中蕴含着丰富的光学知识，我们要不断学习、继承和弘扬中华优秀传统文化；下列诗词或俗语中有关光学知识的理解正确的是（　　） A．“举杯邀明月，对影成三人”，影子的形成是光的反射现象 B．“潭清疑水浅，荷动知鱼散”，水变浅是光的折射现象 C．“掬水月在手，弄花香满衣”，水中月的形成是光的直线传播现象 D．“但愿人长久，千里共婵娟”，人们能看到月亮是因为月亮是自然光源 2．如图所示小邹正站在平面玻璃制的地铁安全门外候车，下列说法正确的是（　　） A．小邹通过安全门成像的原理是光的折射 B．若小邹以1m/s的速度靠近安全门，她的像大小不变 C．若小邹以1m/s的速度靠近安全门，她的像也以1m/s的速度靠近她 D．若安全门向两侧打开时小邹不动，她在安全门中成的像将不再完整 3．如图所示一束光在空气和水两种介质间同时发生反射和折射，则下列说法正确的是（　　） A．MN是界面 B．反射角是30° C．EF右侧是空气 D．折射光线和反射光线之间的夹角是80° 4．2024巴黎奥运会张雨霏勇夺6枚奖牌，如图中能表示张雨霏在水下看到岸上终点线的光路图是（　　） A． B． C． D． 5．如图所示的三角形是一个三棱镜的截面。三棱镜的右侧有一个物体P，若你在三棱镜的左侧观察，则所看到的物体的像大致在（　　） A．A点 B．B点 C．C点 D．D点 6．如图，固定在水面上方的光源S发出一束光经水面反射后在光屏上有一个光斑A，经水面折射后在水底有一个光斑B。已知光束与水面的夹角为40°，是光源经水面反射所成的像。下列说法正确的是（　　） A．反射角大小为40° B．当水面升高时，到水面的距离将变大 C．当水面下降时，折射角会变大 D．当水面升高时，光斑A和B都会向左移动 7．小宇将一枚硬币放在碗底，然后后退至眼睛恰好看不到硬币的位置，如图甲所示，请另一位同学向碗中缓缓注水（硬币的位置未移动），当水面上升到一定高度时，小宇就能再次看到碗中的硬币，如图乙所示。图丙中能反映小宇的眼睛所在位置的范围是（  ） A．范围①或范围⑦ B．范围②或范围⑥ C．范围③或范围⑤ D．范围④ 8．如图所示，小琴同学用一只新买的激光笔沿MO方向照射平静的水面，在竖直白墙上出现了两个红色亮点A和B，小琴继续实验，则下列说法正确的是（    ） A．亮点A是由光的折射形成的，亮点B是由光的反射形成的 B．若水面下降，则亮点A和亮点B同时往下移动 C．欲使亮点A下移至处，可以使入射光线MO绕着点O逆时针旋转一定的角度 D．欲使亮点B下移至处，可以使入射光线MO绕着点O逆时针旋转一定的角度 9．如图所示，光在玻璃和空气的界面同时发生了反射和折射，以下说法正确的是（    ） A．入射角为60°，界面右侧是空气 B．折射角为50°，界面左侧是玻璃 C．反射角为30°，界面左侧是空气 D．折射角为40°，界面左侧是玻璃 10．如图所示是一只蚂蚁在河边喝水时的情景，则下列说法正确的是（    ） A．蚂蚁在水中的倒影是蚂蚁的影子 B．蚂蚁在水中的倒影比蚂蚁本身暗一些 C．蚂蚁远离水面，蚂蚁的倒影变小 D．在远离水面的过程中蚂蚁和倒影相对静止 11．如图所示的光学知识，描述正确的是（　　） A．朝天门来福士广场夜晚的光柱是光的反射形成的 B．美丽的鹅公岩大桥与倒影交相呼应，倒影的形成是光的反射现象 C．白天我们能看到建川博物馆的标志性建筑，是因为该建筑是光源 D．江津中山古镇的游客看到水面下的石块位置变浅是由于光的直线传播 12．如图所示，将筷子插入盛有水的圆柱形的透明玻璃中，观察到筷子在水中发生了“折断”，以下四幅光路图中，能正确说明产生这一现象的原因的是（　　） A． B． C． D． 二、填空题 13．如图所示，弟弟在A处看不到硬币。小明向杯中缓缓注水后，弟弟能看到硬币了，这是由于光从 （选填“空气中射到水中”或“水中射到空气中”）中时发生 （选填“反射”或“折射”）造成的，此时折射角 （选填“大于”“等于”或“小于”）入射角。 14．手电筒发出的光投射到烧杯底部的光路如图中虚线所示。若将手电筒竖直向上移动一小段距离，烧杯底部的光圈会 ；再向烧杯中注水到水面A的位置，烧杯底部的光圈会 （均选填“变大”、“变小”或“不变”）。 15．如图所示是光在空气和玻璃两种物质中传播的路线，则入射光线是 （填字母），入射角的大小是 度，折射角的大小是 度。 三、作图题 16．按要求完成下列光路图 (1)室内有一吸顶灯S，人从平面镜MN中能够看到吸顶灯。请在图中画出人眼A经平面镜MN看到吸顶灯的完整光路图。 (2)如图所示，OP为手电筒的一束光线射进池底的折射光线。若光线射入方向不变，当往池中灌水从A到B水位时，画出这束光线的折射光线的大致位置。 四、实验题 17．某同学在做“探究光的折射特点”实验，如图是光从空气射入水中时的光路。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： 入射角α 0° 15° 30° 45° 60° 反射角β 0° 15° 30° 45° 60° 折射角γ 0° 11° 22.1° 35.4° 40.9° (1)分析表中数据，可得出结论： ①光从空气中斜射到水面时，将同时发生 和 现象； ②光从空气斜射到水面时，折射角随入射角的增大而 （选填“增大”或“减小”），且折射角 （选填“大于”、“等于”或“小于”）入射角。当光沿着原来的折射光线方向入射时，光会沿着之前的入射光线路径折射出去，说明在光的折射现象中，光路是 的。当光从空气垂直射到水面时，折射角等于零。 (2)该同学根据上述实验中的发现和结论②总结出了光的折射特点。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？答： （填“是”或“否”）；请简要说明理由： 。 18．少江偶然间竖直向下看到放在玻璃砖下面的字发生了错位。 （1）他想到光斜射时才发生偏折，出现“池底变浅”的现象，那么光在垂直入射时，光线不再偏折，还会有“池底变浅”的现象吗？基于这个猜想他进行了如下的探究； （2）联想到“平面镜成像”实验中找像的位置的方法，于是他按如图1甲所示将玻璃砖紧贴物体摆放在水平桌面上的一张白纸上，在白纸上标记出物体的位置，按照图1乙的方式沿水平方向观察物体（观察盒上的条形码），当看到物体经玻璃砖成的像时，前后移动小卡片，使小卡片与像在同一个平面上，将小卡片此时的位置标记在白纸上，这样就找到了放置一块玻璃砖时像的位置； （3）为了观察不同厚度玻璃砖的成像情况，他将第二块相同玻璃砖紧贴在第一块后面，如图1丙所示，观察并记录像的位置；他再将第三块相同玻璃砖紧贴在前两块后面，如图1丁所示，观察并记录像的位置，记录数据如图2所示； ①分析图2的数据可知，用一块玻璃砖观察时，像与物体的距离是 cm； ②三次实验都说明了光在垂直入射时，像的位置会 （选填“靠近”或“远离”）观察者； （4）从图2的实验数据还可以得出：玻璃砖的厚度越厚，像与物的距离越 ；（选填“远”或“近”） （5）从以上探究可知，从竖直方向看到的池底比它的实际位置 （选填“浅”或“深”）。 五、科普阅读题 19．阅读短文，回答问题。 光的全反射 光从一种介质斜射入另一种介质时，入射角增大到某一个值（临界角），折射角增大到90°时，折射光线完全消失，只剩下反射光线，这种现象叫做光的全反射。发生全反射时仍然遵循光的反射定律。光在真空中的传播速度与光在该介质中的传播速度之比叫做折射率，光从折射率大的介质入射到折射率小的介质才有可能发生全反射现象。折射率较大的称为光密介质，折射率较小的称为光疏介质，光密介质和光疏介质是相对而言的，例如：水晶对水来说就是光密介质，而对金刚石来说就是光疏介质。 其实在生活中也有许多利用光的全反射的例子，如自行车尾灯、光纤通信等。光导纤维在结构上有内芯和包层两种不同的透明介质，光从内芯传播时遇到光纤包层处，会发生全反射现象，从而保证光线不会泄漏到光纤外，这样光就只能在玻璃中传播，而不会“溜”出玻璃光纤，如图所示。 (1)折射率越大，光在这种介质中的传播速度就越 （选填“大”或“小”）； (2)光在空气（真空）中的传播速度大于在其他介质中的传播速度，所以任何介质的折射率都 （选填“大于”“小于”或“等于”）1； (3)光导纤维的内芯相对于包层，内芯是 （选填“光疏介质”或“光密介质”）； (4)自行车尾灯是由一个个有机玻璃制成的全反射棱镜组成，其横截面为等腰直角三角形。光在玻璃和空气的分界面发生全反射的临界角为42°。夜晚，它能让在自行车后面的汽车驾驶员看到，有效避免交通事故的发生。自行车尾灯的光路图为________； A． B． C． D． (5)光导纤维全长为L，光在空气和光纤内芯中的传播速度分别为、，则关于光在光纤中传播的时间t，正确的是________。 A． B． C． D． 试卷第1页，共3页 试卷第1页，共3页 学科网（北京）股份有限公司 参考答案： 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 B B D D C D B D B B 题号 11 12 答案 B C 1．B 【详解】A．影子是由于光的直线传播形成的，故A错误； B．水变浅是由于水底反射的光线射入空气中时在水面处发生折射形成了虚像，故B正确； C．水中月是由于光的反射形成的虚像，故C错误； D．人们能看到月亮是因为月亮反射了太阳光，故D错误。 故选B。 2．B 【详解】A．在安全门中成像属于平面镜成像，其原理是光的反射，故A错误； B．物像大小相等，像与物到平面镜的距离相等，小邹以1m/s的速度靠近安全门，则她在安全门中成的像靠近安全门，她的大小不变，像的大小不变，故B正确； C．若小邹以1m/s的速度靠近安全门，她在安全门中成的像以1m/s的速度靠近安全门，她的像以2m/s的速度靠近她，故C错误； D．当安全门向两侧打开时，小邹不动，在两侧安全门中成的像仍是完整的像，故D错误。 故选B。 3．D 【详解】根据光的反射定律，入射光线与反射光线分居法线的两侧，反射角等于入射角，且入射光线与反射光线在同种介质中，因此可以确定EF是界面，MN是法线，反射角是 根据光的折射定律，入射光线与折射光线分居法线的两侧，且在不同的介质中，可以确定BO是入射光线、OA是反射光线、OC是折射光线，由于入射角大于折射角，可以确定EF左侧是空气，右侧是水，由图可知，折射光线和反射光线之间的夹角是 故D正确，ABC错误。 故选D。 4．D 【详解】人在水下看到岸上终点线，是岸上的终点线反射的光由空气中斜射入水中进入人的眼睛，光由空气中斜射入水中时，折射角应小于入射角，折射光线偏向法线偏折。 故选D。 5．C 【详解】光经过三棱镜时发生折射，折射角小于入射角，光线又从另一侧经折射后射出三棱镜，人眼看到光线，以为光线是沿直线传播的，所以所看到的物体的像大致在C点，如图所示 故选C。 6．D 【详解】A．光束与水面的夹角为40°，则入射角为 反射角等于入射角，因此反射角也为50°，故A错误； B．光源经水面反射所成的像到水面的距离等于光源到水面的距离，当水面升高时，光源与水面间的距离变小，所以到水面的距离也将变小，故B错误； C．当水面下降时，入射光线的方向不变，即入射角不变，由光的折射规律可知，折射角也不变，故C错误； D．当水面升高时，入射点向左移，入射角不变，则反射角和折射角都不变，因此反射光线与折射光线都水平向左移，因此光斑A和B都会向左移动，故D正确。 故选D。 7．B 【详解】当水面上升到一定高度时，小宇就能再次看到碗中的硬币，这是因为光照射到硬币上发生了反射，反射光线由水斜射入空气时发生折射，折射角大于入射角，折射光线向水面偏折，折射光线进入人的眼睛，看到了硬币，看到的硬币实际是光的折射形成的虚像，光路图如图所示： 由图可知，图丙中能反映小宇的眼睛所在位置的范围是范围②或范围⑥，故B符合题意，ACD不符合题意。 故选B。 8．D 【详解】A．当激光笔沿MO方向照射平静的水面时，部分光线会按照反射定律反射到竖直白墙上形成亮点A，这是光的反射现象，同时，部分光线会按照折射定律折射进入水中，然后在水面下方再次折射，形成亮点B，这是光的折射现象，故A错误； B．若水面下降，由于反射光线仍然遵循反射定律， 亮点A会随之下降。然而，对于折射光线，由于水面下降导致折射点左移，入射角不变，折射角不变，则折射光线与墙壁的交点上移，故B错误； C．使入射光线MO绕着点O逆时针旋转一定的角度，此时入射角会变小，根据光的反射定律，反射角会变小，反射光线会靠近法线，与墙壁的交点会上升，故C错误； D．使入射光线MO绕着点O逆时针旋转一定的角度，此时入射角会变小，根据光的折射定律，折射角会变小，折射光线会靠近法线，折射光线与墙壁的交点下降，故D正确。 故选D。 9．B 【详解】由图可知，左侧两条光线为入射光线和反射光线，右侧光线为折射光线，水平线为法线，所以折射角为 90°－40°＝50° 又光在折射时，折射光线和入射光线分居法线两侧，所以左下的光线为入射光线，则左上光线为反射光线，反射角为 90°－60°＝30° 根据光的反射定律知，入射角也为30°，小于折射角，由光的折射规律可知，光是从玻璃斜射入空气中，所以左侧为玻璃，右侧是空气。故B正确，ACD错误。 故选B。 10．B 【详解】A．蚂蚁在水中的倒影是蚂蚁的像，是平面镜所成的虚像，不是光沿直线传播形成的影子，故A错误； B．当光线照到水面上时，它会同时发生反射和折射。反射光线使我们看到了物体在水中的倒影（虚像），而折射光线部分进入了水中。因此，来自物体的光线只有反射光线进入了我们的眼睛，导致倒影看起来比实物本身暗一些，所以蚂蚁在水中的倒影比蚂蚁本身暗一些，故B正确； C．根据平面镜成像特点中像与物等大可知，蚂蚁远离水面，蚂蚁的倒影大小不变，故C错误； D．在远离水面的过程中蚂蚁和倒影均远离水面，因此像与物具体逐步增大，并非相对静止，故D错误。 故选B。 11．B 【详解】A．朝天门来福士广场夜晚的光柱是光的直线传播形成的，故A错误； B．美丽的鹅公岩大桥与倒影交相呼应，倒影的形成属于平面镜成像，是光的反射现象，故B正确； C．建筑本身不能发光，所以不属于光源，故C错误； D．江津中山古镇的游客看到水面下的石块位置变浅是由于光的折射，故D错误。 故选B。 12．C 【详解】AB．我们能看到筷子是因为有光线进入我们的眼睛，光线应该从水中进入空气，故AB不符合题意； CD．光从水中斜射入空气中时，折射角大于入射角，即折射光线偏离法线，故C符合题意，D不符合题意。 故选C。 13． 水中射到空气中 折射 大于 【详解】[1][2][3]小明向杯中缓缓注水后，弟弟能看到硬币了，这是由于硬币反射的光从水中射到空气中时发生折射造成的，此时折射角大于入射角，折射光线向远离法线的方向偏折，人逆着折射后的光线看到的是硬币的虚像，位置比硬币的位置浅。 14． 变大 变小 【详解】[1]光在均匀介质中沿直线传播，将手电筒竖直向上移动一小段距离，光线与烧杯底部的距离变大，烧杯底部的光圈会变大。 [2]光从空气中斜射入水中时会发生折射，折射角小于入射角，由图可知，烧杯底部的光圈会变小。 15． EO 30 45 【详解】[1][2][3]在光的反射中，反射角等于入射角，由图可知，光线EO与光线OF与CD间的夹角均为30°，说明反射角等于入射角等于30°，则CD是法线，AB是界面。在光的折射中，入射光线与折射光线分居在法线两侧，所以EO是入射光线，OG是折射光线，折射角为45°。 16．(1) (2) 【详解】（1）人眼A经平面镜MN看到吸顶灯，是由于吸顶灯发出的光经平面镜反射后进入人的眼睛，作点S关于平面镜的对称点S′，连接S′A与镜面的交点O即为入射点，连接SO即为入射光线，如图所示： （2）光由空气斜射入水中，发生折射现象，折射角小于入射角，当往池中灌水到B水位时，水面上升，入射角不变时，折射角也不变，折射光线与A水位时的折射光线平行，折射光线的大致位置如下图所示 17．(1) 反射 折射 增大 小于 可逆 (2) 是 探究过程不完整，实验次数太少，还应该做其他多种透明介质之间的折射实验，这样得出的结论将更具有普遍性 【详解】（1）①[1][2]光从空气斜射到水面时，将同时发生反射和折射现象。 ②[3][4]由表中数据可知，光从空气斜射到水面时，当入射角不断增大时，折射角也随之增大，故折射角随入射角的变化关系是：折射角随入射角的增大而增大，且折射角小于入射角。 [5]当光沿着原来的折射光线方向入射时，光会沿着之前的入射光线路径折射出去，说明在光的折射现象中，光路是可逆的。 （2）[1][2]存在不足。评价：存在不足，探究过程不完整，实验次数太少，还应该做其他多种透明介质之间的折射实验，这样得出的结论将更具有普遍性。 18． 2.13 靠近 远 浅 【详解】（3）①[1]由图中数据可知，用一块玻璃砖观察时，像与物体的距离是2.13cm。 ②[2]由三次实验数据可知，光在垂直入射时，像距越来越大，与观察者的距离变小，说明像的位置会靠近观察者。 （4）[3]分析数据发现，玻璃砖从一块增加到两块时，像距从2.13cm变为4.28cm，增加到三块玻璃砖时，像距变为 2.13cm+2.15cm+2.35cm=6.63cm 因此从图示的实验数据可以得出：随着玻璃砖的厚度增加，像距增加的更多，像与物的距离越远。 （5）[4]由②可知，光在垂直入射时，像的位置会靠近观察者，所以从竖直方向看到的池底比它的实际位置浅。 19．(1)小 (2)大于 (3)光密介质 (4)A (5)A 【详解】（1）由材料可知，光在真空中的传播速度与光在该介质中的传播速度之比叫做折射率，所以折射率大的介质，光在这种介质中的传播速度小。 （2）光在空气（真空）中的传播速度大于在其他介质中的传播速度，根据发生折射时，某种介质的折射率等于光在空气（真空）中的传播速度与光在这种介质中的传播速度之比，所以任何介质的折射率都大于1。 （3）光从内芯传播时遇到光纤包层处，会发生全反射现象，光从折射率大的介质入射到折射率小的介质才有可能发生全反射现象，所以内芯的折射率大，是光密介质。 （4）光线从空气垂直于玻璃入射，所以光的传播方向不变；当光射到玻璃的右表面时，由于入射角为45°，大于临界角42°，所以发生全反射（折射光线消失，只有反射光线），其大致路径如图所示： 故A符合题意，BCD不符合题意。 故选A。 （5）因为光在内芯不断反射向前传播，所以传播路程要大于L，所以时间t大于在内芯中直线传播时间，故A符合题意，BCD不符合题意。 故选A。 答案第1页，共2页 答案第1页，共2页 学科网（北京）股份有限公司 $$