期末必刷常考题:光的折射 --2024-2025学年上学期初中物理(北师大版)八年级上册
2024-11-18
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内容正文:
2024-2025学年上学期初中物理北师大版八年级期末必刷常考题之光的折射
一.选择题(共8小题)
1.(2024秋•滨湖区期中)如图所示,小明在尚贤河湿地公园的水塘边拍到白鹤停憩的照片。下列说法中正确的是( )
A.能看到白鹤a是因为它是光源
B.能看到白鹤的影子b,是由于光的反射形成的
C.能看到白鹤的倒影c,是由于光沿直线传播形成
D.白鹤的“倒影”比物体“暗淡”,主要是因为水面只反射了部分光
2.(2024•同心县模拟)沈括在《梦溪笔谈》中关于“海市蜃楼”的记载:登州海中,时有云气,如宫室、台……冠盖,历历可见,谓之“海市”。下列现象与其形成原理相同的是( )
A.小孔成像 B.水中倒影
C.立竿见影 D.潭深疑水浅
3.(2024•市北区二模)一辆玩具车的车轮放入水中,如图所示,看起来浸入水中的车轮变“扁”了,下列光路图能正确反映其成因的是( )
A. B.
C. D.
4.(2023秋•子洲县期末)下列现象中与“海市蜃楼”原理相同的是( )
A.日晷上针的影子
B.皮影戏中的皮影
C.鸟巢在水中的倒影
D.筷子水面处弯折
5.(2023秋•呼兰区校级期末)盛夏的哈尔滨大剧院的湿地中荷花盛开,大树拖着长长的影子,江鸥从平静的水面轻快掠过,水中的鱼儿欢快嬉戏。下列对此情景的解释正确的是( )
A.树荫下的圆形光斑是光的直线传播形成的实像
B.江鸥在水中的倒影是光的折射形成的虚像
C.看见水中的鱼儿是光的反射形成的虚像
D.多彩的荷花是因为阳光在荷花表面发生色散现象
6.(2023秋•海安市期末)如图所示的光现象中,形成原理与其它三个不同的是( )
A.“错位”的铅笔 B.白色的色散
C.壮观的“日食” D.放大的图片
7.(2024秋•常州期中)用鱼叉刺向水里的鱼往往刺不中,下列光路图能正确解释人眼看到鱼,却不容易刺到鱼的是( )
A. B.
C. D.
8.(2024•东海县二模)水池的侧壁A点处安装一盏射灯,B点是它在水中像的位置,射灯发出一束光经水面折射后在池底C点形成光斑。下列水位位置及大致光路图正确的是( )
A. B.
C. D.
二.填空题(共5小题)
9.(2024秋•碑林区期中)如图所示,一束光与水平面成35°角斜射到平静的水面上,则反射角为 ,若入射角增大5°,则反射光线和入射光线夹角为 ,当逐渐增大入射角时,折射光线将 (选填“靠近”或“远离”)法线。
10.(2024秋•天宁区校级期中)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),其中入射光线是 ,折射光线是 ,反射角等于 度,折射角 度。
11.(2024秋•滨湖区期中)如图甲所示,将一束光斜射到容器底面点O处。向容器中缓慢注水,在水面上升过程中,光斑向 移动,折射角 (选填“变大”、“变小”或“不变”),如图乙所示,向水槽中注水,使水面恰好通过背景屏的圆心O。将一束光从空气经圆心O射入水中,观察背景屏上显示的光路。当光垂直于水面入射,折射角大小为 °。逆时针转动激光笔,折射角大小 (选填“变大”、“不变”或“变小”)。
12.(2024秋•合肥期中)下列光现象中,属于光的折射现象的有 。(填序号)
①插入水中的筷子变“弯折”
②坐井观天,所见甚小
③漫步湖边,看到水中的“鱼儿”
④“猪八戒”照镜子
13.(2024秋•吴江区期中)如图,一束激光斜射到空水槽底部O点,形成一个光斑。现向水槽中注入适量水后,水槽底部光斑移到O点的 (左/右)侧;继续沿水槽壁缓慢注水,折射角将 (增大/不变/减小);达到一定水量后,将水槽右端适当垫高,折射角将 (增大/不变/减小)。
三.作图题(共1小题)
14.(2023秋•无锡期末)如图是一束光线从空气中斜射到水面,试画出折射光线并标出入射角α。
四.实验探究题(共1小题)
15.(2024秋•鼓楼区期中)如图甲所示,在“探究光的折射特点”实验中:
(1)光与水面成45°射入杯中时,会在杯底形成光斑,若入射光束AO沿逆时针方向转动一定的角度,水中的折射角将 (选填“变大”、“变小”或“不变”);
(2)保持入射光线不变,向杯中继续注水,杯底的光斑将向 (选填“左”或“右”)移动,水位上升过程中折射角将 (选填“变大”、“变小”或“不变”);
(3)如图乙所示,站在清澈的游泳池里,在岸上的人会发现泳池里人的腿变短,能描述此现象的光路是图丙中的 (填序号)。
2024-2025学年上学期初中物理北师大版八年级期末必刷常考题之光的折射
参考答案与试题解析
一.选择题(共8小题)
1.(2024秋•滨湖区期中)如图所示,小明在尚贤河湿地公园的水塘边拍到白鹤停憩的照片。下列说法中正确的是( )
A.能看到白鹤a是因为它是光源
B.能看到白鹤的影子b,是由于光的反射形成的
C.能看到白鹤的倒影c,是由于光沿直线传播形成
D.白鹤的“倒影”比物体“暗淡”,主要是因为水面只反射了部分光
【考点】折射现象伴随反射现象.版权所有
【专题】光的传播和反射、平面镜成像;分析、综合能力.
【答案】D
【分析】(1)本身能够发光的物体叫光源;
(2)光在同种均匀介质中沿直线传播,光沿直线传播的例子有:小孔成像、影子的形成、日食和月食现象等;
(3)光线传播到两种介质的表面上时会发生光的反射现象,例如水面上出现岸上物体的倒影、平面镜成像、玻璃等光滑物体反光都是光的反射形成的;
(4)光线在同种不均匀介质中传播或者从一种介质斜射入另一种介质时,就会出现光的折射现象,例如水池底变浅、水中筷子变弯、海市蜃楼等都是光的折射形成的。
【解答】解:A、白鹤本身不会发光,不是光源,故A错误;
B、影子是由光的直线传播形成的,故B错误;
C、“倒影”属于平面镜成像,是由光的反射形成的,故C错误;
D、白鹤反射的光射到水面时,一部分光发生折射进入了水中,所以倒影看起来比白鹤本身暗一些,故D正确。
故选:D。
【点评】本题考查了光源、光的直线传播、光的反射和折射,属于基础题目。
2.(2024•同心县模拟)沈括在《梦溪笔谈》中关于“海市蜃楼”的记载:登州海中,时有云气,如宫室、台……冠盖,历历可见,谓之“海市”。下列现象与其形成原理相同的是( )
A.小孔成像 B.水中倒影
C.立竿见影 D.潭深疑水浅
【考点】光的折射现象.版权所有
【专题】光的折射、光的色散;理解能力.
【答案】D
【分析】海市蜃楼是由光的折射形成的虚像;逐项分析各情景利用的光学知识进行作答。
【解答】解:海市蜃楼是一种因光的折射而形成的自然现象,是地球上物体反射的光经大气折射而形成的虚像。
A.小孔成像是由于光在同种均匀介质中沿直线传播在光屏上形成倒立的实像,故A不正确;
B.水中倒影是平面镜成像的一种,是由于光的反射形成的。当光线照射到水面上时,水面会像一个平面镜一样反射光线,形成物体的虚像,故B不正确;
C.立竿见影是由于光在同种均匀介质中沿直线传播,当光线遇到不透明的物体(如竹竿)时,会在其后面形成一个没有光线照射的黑暗区域,即影子,故C不正确;
D.潭深疑水浅是由于光的折射造成的。当光线从水中斜射入空气中时,由于光在不同介质中的传播速度不同,光线会发生偏折,使得我们看到的物体位置比实际位置要高,故D正确。
故选:D。
【点评】本题考查了光的反射和折射以及光的直线传播,属于光学基础题。
3.(2024•市北区二模)一辆玩具车的车轮放入水中,如图所示,看起来浸入水中的车轮变“扁”了,下列光路图能正确反映其成因的是( )
A. B.
C. D.
【考点】光折射的光路图.版权所有
【专题】作图题;光的折射、光的色散;应用能力.
【答案】B
【分析】光从一种介质斜射入另一种介质时,光的传播方向会发生偏折,这种现象叫光的折射;光从水中斜射入空气时,传播方向将远离法线,折射角大于入射角。
【解答】解:车轮反射的光从水中斜射入空气时,在水与空气的交界面上发生折射,进入空气中的折射光线向水面偏折(偏离法线),人眼沿直线看到车轮位置在折射光线的反向延长线上,像的位置比实际位置偏高,看起来车轮浸入水中的部分变“扁”了,故B正确,ACD错误。
故选:B。
【点评】本题考查运用折射规律解释生活中的现象,正确判断光的传播方向以及折射角与入射角大小关系,这是解答此题的关键。
4.(2023秋•子洲县期末)下列现象中与“海市蜃楼”原理相同的是( )
A.日晷上针的影子
B.皮影戏中的皮影
C.鸟巢在水中的倒影
D.筷子水面处弯折
【考点】光的折射现象.版权所有
【专题】光的折射、光的色散;应用能力.
【答案】D
【分析】(1)光在同种、均匀、透明介质中沿直线传播,产生的现象有小孔成像、影子的形成、日食和月食等;
(2)光线传播到两种介质的界面上时会发生光的反射现象,例如水面上出现岸上物体的倒影、平面镜成像、玻璃等光滑物体反光都是光的反射形成的;
(3)光线在同种不均匀介质中传播或者从一种介质斜射入另一种介质时,就会出现光的折射现象,例如水池底变浅、水中筷子变弯、海市蜃楼等都是光的折射形成的。
【解答】解:海市蜃楼是光在不均匀的空气中传播发生的折射现象。
A.日晷上针的影子利用了光在同种均匀介质中沿直线传播,故A不符合题意;
B.皮影戏中的皮影利用了光在同种均匀介质中沿直线传播,故B不符合题意;
C.鸟巢在水中的倒影是平面镜成像现象,平面镜成像原理是光的反射,故C不符合题意;
D.筷子水面处弯折是光的折射现象,故D符合题意。
故选:D。
【点评】现实生活中有很多与光有关的现象,平时要注意多观察,多思考,并用所学光学知识去解释观察到的光学现象,这能提高我们运用所学知识解决实际问题的能力。
5.(2023秋•呼兰区校级期末)盛夏的哈尔滨大剧院的湿地中荷花盛开,大树拖着长长的影子,江鸥从平静的水面轻快掠过,水中的鱼儿欢快嬉戏。下列对此情景的解释正确的是( )
A.树荫下的圆形光斑是光的直线传播形成的实像
B.江鸥在水中的倒影是光的折射形成的虚像
C.看见水中的鱼儿是光的反射形成的虚像
D.多彩的荷花是因为阳光在荷花表面发生色散现象
【考点】光的折射现象;光沿直线传播的现象;光的反射现象.版权所有
【专题】光的传播和反射、平面镜成像;光的折射、光的色散;应用能力.
【答案】A
【分析】(1)光在同种均匀介质中沿直线传播,产生的现象有小孔成像、激光准直、影子的形成、日食和月食等;
(2)光线传播到两种介质的表面上时会发生光的反射现象,例如水面上出现岸上物体的倒影、平面镜成像、玻璃等光滑物体反光都是光的反射形成的;
(3)光线在同种不均匀介质中传播或者从一种介质斜射入另一种介质时,就会出现光的折射现象,例如看到水池底比实际变浅、水中筷子看起来变弯、海市蜃楼等都是光的折射形成的。
【解答】解:A、树荫下的圆形光斑属于小孔成像,是光的直线传播形成的实像,故A正确;
B、江鸥在水中的倒影属于平面镜成像,是光的反射形成的虚像,故B错误;
C、看见水中的鱼儿是光的折射形成的虚像,故C错误;
D、多彩的荷花是因为阳光在鲜花表面发生了反射现象,鲜花只能反射与它相同颜色的光,故D错误。
故选:A。
【点评】本题考查了光的直线传播、光的反射和折射,属于基础知识。
6.(2023秋•海安市期末)如图所示的光现象中,形成原理与其它三个不同的是( )
A.“错位”的铅笔 B.白色的色散
C.壮观的“日食” D.放大的图片
【考点】光的折射现象;光沿直线传播的现象.版权所有
【专题】光的传播和反射、平面镜成像;光的折射、光的色散;应用能力.
【答案】C
【分析】(1)光线在同种不均匀介质中传播或者从一种介质斜射入另一种介质时,就会出现光的折射现象,例如水池底变浅、水中筷子变弯、海市蜃楼等都是光的折射形成的;
(2)光在同一均匀介质中沿直线传播,光沿直线传播的例子有:小孔成像、影子的形成、日食和月食现象等。
【解答】解:A、“错位”的铅笔是由光的折射形成的;
B、白色的色散,属于光的折射现象;
C、壮观的“日食”是由光的直线传播形成的;
D、放大的图片属于凸透镜成像,是由光的折射形成的;
综上所述,C形成原理与ABD不同.
故选:C。
【点评】本题考查了光的折射和光的直线传播,属于基础题目。
7.(2024秋•常州期中)用鱼叉刺向水里的鱼往往刺不中,下列光路图能正确解释人眼看到鱼,却不容易刺到鱼的是( )
A. B.
C. D.
【考点】判断折射光路图.版权所有
【专题】作图题;光的折射、光的色散;应用能力.
【答案】D
【分析】从鱼身上反射出的光线由水中进入空气时,在水面上发生折射,折射角大于入射角,折射光线进入人眼,人眼会逆着折射光线的方向看去,就会觉得鱼变浅了。
【解答】解:水中鱼反射出的光,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,看到的是变浅的鱼的虚像。所以有经验的渔民应该用鱼叉瞄准看到鱼的下方位置,才能将鱼叉到;只有选项D中的光路图符合题意。
故选:D。
【点评】此题主要考查光的折射现象,理解掌握光的折射规律是解决此类折射问题的关键,无论是从水中看岸上的物体,还是从岸上看水中的物体,看到的都是升高的虚像。
8.(2024•东海县二模)水池的侧壁A点处安装一盏射灯,B点是它在水中像的位置,射灯发出一束光经水面折射后在池底C点形成光斑。下列水位位置及大致光路图正确的是( )
A. B.
C. D.
【考点】光折射的光路图.版权所有
【专题】应用题;图析法;光的折射、光的色散;应用能力.
【答案】A
【分析】平面镜成像时,像与物体关于镜面是对称的,据此做出水面的位置;光从空气中斜射入水中时,折射光线会靠近法线。
【解答】解:B点是A在水中像的位置,根据平面镜成像的特点可知,A和B关于水面是对称的,线段AB的中垂线为水面的位置;
A发出的一束光经水面折射后会靠近法线,所以折射点在AC连线的右侧,如图所示:
故A正确,BCD错误。
故选:A。
【点评】本题考查了平面镜成像的光路图和光的折射的光路图的做法,明确平面镜成像的特点和光的折射规律是解题的关键。
二.填空题(共5小题)
9.(2024秋•碑林区期中)如图所示,一束光与水平面成35°角斜射到平静的水面上,则反射角为 55° ,若入射角增大5°,则反射光线和入射光线夹角为 120° ,当逐渐增大入射角时,折射光线将 远离 (选填“靠近”或“远离”)法线。
【考点】光折射规律的应用;反射角与入射角的计算.版权所有
【专题】光的传播和反射、平面镜成像;光的折射、光的色散;应用能力.
【答案】55°;120°;远离。
【分析】(1)反射角是反射光线和法线的夹角,入射角是入射光线和法线的夹角;
(2)光由空气斜射进入水中时,折射光线向法线偏折,折射角小于入射角,折射角随入射角的减小而减小。
【解答】解:(1)一束光与镜面成35°角入射在平面镜上,则入射角为90°﹣35°=55°,反射角也为55°;
若入射角增大5°,则入射角变为55°+5°=60°,反射角总是等于入射角,则反射角也是60°;则反射光线和入射光线夹角为60°+60°=120°;
(2)当逐渐增大入射角时,则折射角将随之增大,远离法线。
故答案为:55°;120°;远离。
【点评】本题考查了光的反射定律和光的折射规律的应用,属于基础题。
10.(2024秋•天宁区校级期中)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),其中入射光线是 EO ,折射光线是 OG ,反射角等于 30 度,折射角 45 度。
【考点】光折射的一点、三线、二角;光折射的角度计算;反射角与入射角的计算.版权所有
【专题】应用题;光的传播和反射、平面镜成像;光的折射、光的色散;应用能力.
【答案】EO;OG;30;45
【分析】首先根据反射角和入射角相等,找出法线,从而确定界面,然后根据折射光线和入射光线的位置关系确定出折射光线、入射光线、反射光线以及入射角和折射角的度数。
【解答】解:
由图可知,∠BOE=60°,所以∠COE=90°﹣60°=30°,而∠COF=∠COE=30°,因反射角等于入射角,则可知CD为法线,AB为界面;
而折射光线和入射光线分别位于法线两侧,则OG一定为折射光线,EO为入射光线,OF为反射光线;入射角为∠EOC=30°,折射角为∠GOD=45°。
故答案为:EO;OG;30;45。
【点评】此题考查了光的反射定律、光的折射规律的应用;解答时,需要根据反射角与入射角之间的大小关系确定法线,从而确定界面,然后根据折射光线与入射光线的位置关系确定折射光线和入射光线,最后确定反射光线。
11.(2024秋•滨湖区期中)如图甲所示,将一束光斜射到容器底面点O处。向容器中缓慢注水,在水面上升过程中,光斑向 左 移动,折射角 不变 (选填“变大”、“变小”或“不变”),如图乙所示,向水槽中注水,使水面恰好通过背景屏的圆心O。将一束光从空气经圆心O射入水中,观察背景屏上显示的光路。当光垂直于水面入射,折射角大小为 0 °。逆时针转动激光笔,折射角大小 变大 (选填“变大”、“不变”或“变小”)。
【考点】光折射的光斑移动.版权所有
【专题】光的折射、光的色散;分析、综合能力.
【答案】左;不变;0;变大。
【分析】根据光的折射现象可知,光从一种介质斜射入另一种介质时,其传播方向一定发生改变;光从水中斜射入空气中时,折射角大于入射角;折射角随入射角的改变而改变;当光垂直入射时,折射光线与入射光线在同一直线上,传播方向不变。
【解答】解:当向容器中缓慢注水时,光从空气斜射入水中,会发生折射现象。根据光的折射规律,光从空气斜射入水中时,折射光线向法线偏折。在图甲中,原来光斜射到容器底面点O处,注水后,光线在水面处发生折射,折射光线会偏向法线,所以折射光线在容器底面上的光斑会向O点的左侧移动;
随着水面上升,光始终是从空气斜射入水中,且入射角不变(因为光源和入射点的相对位置不变,入射光线方向不变),根据光的折射规律,当光从空气斜射入同种介质(这里是水)时,在入射角不变的情况下,折射角也不变。所以在水面上升过程中,折射角不变;
当光垂直于水面入射时,即入射角为0°,根据光的折射规律,当光垂直入射时,折射光线与入射光线在同一直线上,传播方向不变,此时折射角也为0°;
当逆时针转动激光笔时,光从空气斜射入水中,此时入射角增大,根据光的折射规律,光从空气斜射入水中,入射角增大时,折射角也随之增大,所以逆时针转动激光笔,折射角大小变大。
故答案为:左;不变;0;变大。
【点评】本题考查光的折射规律的应用,属于中档题。
12.(2024秋•合肥期中)下列光现象中,属于光的折射现象的有 ①③ 。(填序号)
①插入水中的筷子变“弯折”
②坐井观天,所见甚小
③漫步湖边,看到水中的“鱼儿”
④“猪八戒”照镜子
【考点】光的折射现象.版权所有
【专题】应用题;光的传播和反射、平面镜成像;光的折射、光的色散;应用能力.
【答案】①③。
【分析】(1)光从一种介质斜射入另一种介质时,光的传播方向会发生偏折,如:透镜的应用、池水变浅了等;
(2)光在同一均匀介质中是沿直线传播的,应用的实例有:小孔成像、影子的形成、日食和月食现象;
(3)光的反射是指光线遇到障碍物被反射回来的现象,比如我们平时看到的物体,平面镜成像等。
【解答】解:①插入水中的筷子变“弯折”,属于光的折射现象,故①符合题意;
②坐井观天,所见甚小是光沿直线传播形成的,故②不符合题意;
③漫步湖边,看到水中的“鱼儿”,是光的折射形成的虚像,故③符合题意;
④“猪八戒”照镜,是平面镜成像,是由光的反射形成的,故④不符合题意。
故答案为:①③。
【点评】光的反射、折射、光的直线传播等相关的现象在生活中均非常常见,且有一定的相似性,我们应把握其实质,在理解的基础上加以区分才行。
13.(2024秋•吴江区期中)如图,一束激光斜射到空水槽底部O点,形成一个光斑。现向水槽中注入适量水后,水槽底部光斑移到O点的 左 (左/右)侧;继续沿水槽壁缓慢注水,折射角将 不变 (增大/不变/减小);达到一定水量后,将水槽右端适当垫高,折射角将 不变 (增大/不变/减小)。
【考点】光折射的光斑移动.版权所有
【专题】光的折射、光的色散;理解能力.
【答案】左;不变;不变
【分析】光在同种、均匀、透明介质中沿直线传播;光从一种介质斜射入另一种介质时,光的传播方向发生改变,称为光的折射。
【解答】解:向水槽中注入适量水后,激光由空气斜射入水中,光线发生折射,折射角小于入射角,所以折射光线向法线偏折,故水槽底部光斑移到O点的左侧。
激光由空气斜射入水中,继续沿水槽壁缓慢注水,入射角不变,则折射角大小不变。
达到一定水量后,将水槽右端适当垫高,入射角不变,则折射角大小仍不变。
故答案为:左;不变;不变。
【点评】本题考查光的直线传播和光的折射,属于光学基础的考查,比较简单。
三.作图题(共1小题)
14.(2023秋•无锡期末)如图是一束光线从空气中斜射到水面,试画出折射光线并标出入射角α。
【考点】光在不同介质中的折射作图.版权所有
【专题】作图题;光的折射、光的色散;应用能力.
【答案】见试题解答内容
【分析】(1)光的折射规律:折射光线、入射光线、法线在同一个平面内,折射光线、入射光线分居法线两侧,当光由空气斜射进入水中或其它透明介质中时,折射光线向靠近法线方向偏折,折射角小于入射角;当光由水中或其它透明介质斜射进入空气中时,折射光线向远离法线法线偏折,折射角大于入射角,画出折射光线。
(2)入射角是入射光线与法线的夹角。
【解答】解:光由空气斜射进入水中时,折射光线向靠近法线方向偏折,折射角小于入射角,据此画出折射光线;
入射角是入射光线与法线的夹角,据此标明入射角,如下图所示:
【点评】本题考查折射光路图的画法,属于基础题目,难度不大。需要注意的是哪些线是实线、哪些线是虚线,另外不要把方向标反了。
四.实验探究题(共1小题)
15.(2024秋•鼓楼区期中)如图甲所示,在“探究光的折射特点”实验中:
(1)光与水面成45°射入杯中时,会在杯底形成光斑,若入射光束AO沿逆时针方向转动一定的角度,水中的折射角将 变大 (选填“变大”、“变小”或“不变”);
(2)保持入射光线不变,向杯中继续注水,杯底的光斑将向 左 (选填“左”或“右”)移动,水位上升过程中折射角将 不变 (选填“变大”、“变小”或“不变”);
(3)如图乙所示,站在清澈的游泳池里,在岸上的人会发现泳池里人的腿变短,能描述此现象的光路是图丙中的 ② (填序号)。
【考点】探究光折射时的特点.版权所有
【专题】光的折射、光的色散;分析、综合能力.
【答案】(1)变大;(2)左;不变;(3)②。
【分析】(1)根据光的折射规律分析。
(2)光由空气斜射入水中,发生折射现象,折射角小于入射角,当入射角不变时,折射角也不变,根据入射点移动的方向或作图可以知道光斑移动方向。
(3)脚部反射的光线从水中斜射入空气中时发生折射现象,此时折射光线远离法线。
【解答】解:(1)若AO绕O点逆时针转动,入射光线与法线之间的夹角变大,入射角增大,则折射角也会变大;
(2)若杯中的水增多,液面升高,因入射光束的方向不变,则入射角不变,折射角也不变,入射点会向左移动,则光斑向左移动;
沿水槽壁缓慢注水,折射光线逐渐向左偏折,但是入射角不变,折射角和反射角的大小也不变;
(3)人的脚反射的入射光线射到水面上会发生光的折射,折射角大于入射角,折射光线进入岸上人的眼睛,岸上的人逆着折射光线看去,人脚的入射光线会向上偏折,所以岸上的人看到站在游泳池里人的腿是变短的,故选:②。
故答案为:(1)变大;(2)左;不变;(3)②。
【点评】本题考查了光的折射规律的应用,记住:光由空气斜射入水,折射角小于入射角;光由水斜射入空气,折射角大于入射角;折射角随着入射角的增大而增大,入射角不变,折射角也不变。
考点卡片
1.光沿直线传播的现象
【知识点的认识】
光沿直线传播的例子和现象:
1.小孔成像:用一个带有小孔的板遮挡在屏幕与物之间,屏幕上就会形成物的倒像,我们把这样的现象叫小孔成像。
2.影子的形成:光从光源传播出来,照射在不透光的物体上,不透光的物体把沿直线传播的光挡住了,在不透光的物体后面受不到光照射的地方就形成了影子。
3.日食:又作日蚀,在月球运行至太阳与地球之间时发生。这时对地球上的部分地区来说,月球位于太阳前方,因此来自太阳的部分或全部光线被挡住,因此看起来好像是太阳的一部分或全部消失了。
4.月食:当月球运行至地球的阴影部分时,在月球和地球之间的地区会因为太阳光被地球所遮闭,就看到月球缺了一块。此时的太阳、地球、月球恰好(或几乎)在同一条直线上。
5.激光准直:激光束作为基准线,在被测点上设置激光束的接收装置,求得准直点偏离值的一种测量方法。
【命题方向】
考查光沿直线传播的现象。
例:下列光现象中,属于光的直线传播的是( )
A.雨后的彩虹
B.月食的形成
C.放大镜成像
D.水中树的倒影
分析:光在自然界中存在三种光现象:
(1)光在同种均匀物质中沿直线传播,在日常生活中,激光准直、小孔成像和影子的形成等都表明光在同一种均匀介质中是沿直线传播的;
(2)当光照射到物体表面上时,有一部分光被反射回来,例如:平面镜成像、水中倒影等;
(3)当光从一种介质斜射入另一种介质时,传播方向会偏折,发生折射现象,如:看水里的鱼比实际位置浅等。
解析:解:A、雨后彩虹,是利用了光的折射,故A不符合题意;
B、月食的形成,是利用光沿直线播形成的现象,故B符合题意;
C、放大镜成像,是利用了光的折射,故C不符合题意;
D、水中倒影,是利用了光的反射,故D不符合题意。
故选:B。
点评:本题列举了四个常见的光现象,综合了光学知识,需要学生在平时学习和生活中多对相关的光现象进行思考。
【解题方法点拨】
光的直线传播是几何光学的基础,它解释了如何通过光线传播来确定物体和像的位置。这一原理在人眼视觉和各种光学仪器中起着关键作用。
2.反射角与入射角的计算
【知识点的认识】
(1)法线.反射光线.入射光线在同一平面内.
(2)反射光线与入射光线分居在法线两侧.
(3)反射角等于入射角.
(4)反射角和入射角分别是反射光线和入射光线与法线的夹角.
(5)当入射光线垂直射向物体时反射光线与入射光线与法线三线合一
【命题方向】
根据已知条件或者图象信息,来计算反射角和入射角的读数。
例:一束光线射到平面镜上,当入射角增大20°时,入射光线与反射光线恰好垂直,则原来的入射角是( )
A.15°
B.25°
C.30°
D.35°
分析:根据“一束光射到一面镜子上后使入射角增大20°时,入射光线与反射光线恰好垂直”。利用光的反射定律中的反射角始终等于入射角可求出现在的反射角的度数,然后即可得出结论。
解析:解:由“一束光射到一面镜子上后使入射角增大20°时,入射光线与反射光线恰好垂直”,可知此时的入射角为=45°;
则原来反射角为45°﹣20°=25°。
故选:B。
点评:本题考查光的反射定律的应用,属于基础题。
【解题方法点拨】
要注意入射角和反射角的识别,入射角和反射角不是与反射面的夹角,是与法线的夹角,这一点在计算过程中容易出错。
3.光的反射现象
【知识点的认识】
一种光学现象。指光在传播到不同物质时,在分界面上改变传播方向又返回原来物质中的现象。光遇到水面、玻璃以及其他许多物体的表面都会发生反射。
【命题方向】
给出一些光的现象(光的直线传播、光的反射、光的折射)来判断是否是光的那种现象,属于光的反射,应当属于哪类?镜面反射和漫反射是否遵循反射定律?是命题方向。
例:下列现象中由于光的反射形成的是( )
A.水面倒影
B.树下光斑
C.墙上留影
D.杯中“折”笔
分析:(1)光在同一均匀介质中沿直线传播。光沿直线传播的实例有:小孔成像、激光准直、影子、日食和月食等;
(2)光照在不同介质面上时,会发生反射现象,平面镜成像就是具体应用;
(3)光从一种介质斜射入另一种介质时,光的传播方向就会发生偏转,即光的折射现象。
解析:解:A、水中倒影,属于平面镜成像现象,是由于光的反射形成的,故A正确;
B、树荫下圆形光斑是由于光沿直线传播形成的,故B错误;
C、手影是由于光沿直线传播形成的,故C错误;
D、铅笔在水面处弯曲,是由于光的折射形成的,故D错误。
故选:A。
点评:此题主要考查了光的反射、光的折射、光的直线传播现象,平时要注意各个现象的形成原因,同时还考查了光的色散,知道色散是由光的折射形成的。
【解题方法点拨】
知道光的反射现象的定义及分类,熟记特点。
4.光的折射现象
【知识点的认识】
光的折射现象是指光从一种介质斜射入另一种介质时,传播方向发生改变的现象。这种现象发生在两种介质的交界处,其中折射光线进入到另一种介质中,而反射光线则返回原介质中。光的折射与光的反射不同,反射光的光速与入射光线相同,而折射光线的光速与入射光线不同。在两种介质的交界处,不仅会发生折射,同时也发生反射。这是因为光在不同物质中的传播速度不同,导致在两种介质的交界处传播方向发生变化。
光的折射现象在日常生活中有很多应用和体现,例如:
水杯里的秘密:当你从杯口向杯中加水时,你会注意到光线似乎在弯曲,这是因为光线从空气进入水时发生了折射。
消失的硬币:在某些角度下,你会看到水中的硬币似乎消失了,这也是因为光线从空气进入水时发生了折射。
海市蜃楼:这是一种特殊的光学现象,远处物体的光线经过大气折射,使得人们在视觉上看到物体的像,而实际上物体并不在那里。
5.折射现象伴随反射现象
【知识点的认识】
当光线从一个介质射向另一个介质时,不仅会发生折射,同时也会发生反射。这意味着,在两种介质的交界处,既发生折射,同时也发生反射。这种伴随的反射现象是光的折射现象的一个重要特征
【命题方向】
考查折射现象伴随反射现象,倒影比物体要暗一些的原因。
例:小刚发现平静的湖面上有树的倒影,倒影是由于光的 反射 形成的 虚 (选填“实”或“虚”)像,树的倒影比树本身暗一些,这是由于来自树的光射到水面时,有一部分光 折射 (选填“反射”或“折射”)进入水中。
分析:光线在同种不均匀介质中传播或者从一种介质斜射入另一种介质时,就会出现光的折射现象,例如水池底变浅、水中筷子变弯、海市蜃楼等都是光的折射形成的;
光线传播到两种介质的表面上时会发生光的反射现象,例如水面上出现岸上物体的倒影、平面镜成像、玻璃等光滑物体反光都是光的反射形成的。
解析:解:小刚发现平静的湖面上有树的倒影,倒影属于平面镜成像,是由光的反射形成的虚像;
倒影是景物反射的光线到水面,并且在水面处发生折射,一部分光被折射到水里再反射出来,所以在观察水边风景照片,总发现景物的“倒影”比本身暗一些,是因为光一部分反射到空气中,一部分折射入水中。
故答案为:反射;虚;折射。
点评:本题考查了光的反射和折射,属于基础知识。
【解题方法点拨】
有折射一定有反射 有反射不一定有折射 因为有可能是全反射
6.光折射的一点、三线、二角
【知识点的认识】
一点:入射点
三线:①法线:经过入射点并垂直于介质分界面的直线;②入射光线;③折射光线
两角:①入射角:入射光线与法线的夹角
②折射角:折射光线与法线的夹角
【命题方向】
通过图像,判断一点,三线,二角是哪一条直线。
例:如图所示是光在空气和玻璃中传播时的情形,下列说法正确的是( )
A.NN′是界面
B.CO是入射光线
C.OB是反射光线
D.∠M'OB是折射角
分析:光的反射定律的内容:反射光线与入射光线、法线在同一平面上;反射光线和入射光线分居在法线的两侧;反射角等于入射角。
光的折射规律的内容:折射光线与入射光线、法线在同一平面内,折射光线和入射光线分别位于法线两侧;当光线从空气斜射入其它透明介质时,折射角小于入射角;当光线从其它介质斜射入空气时,折射角大于入射角。
解析:解:根据光的反射定律知,反射光线和入射光线关于法线对称,从图中看出AO和BO是关于MM'对称,故NN'是法线,MM'为界面,根据折射光和入射光在法线两侧,则CO为入射光线,OA为反射光线,OB为折射光线,∠N'OB是为折射角,故A正确,BCD错误。
故选:B。
点评:此题考查了光的反射定律、光的折射规律的应用,难度不大。
【解题方法点拨】
(1)在界面分布不同。反射光线与入射光线在界面的同侧,折射光线与入射光线却在界面的两侧。
(2)角大小不同。反射角等于入射角,折射角与入射角大小不一定相等。
(3)方向不一定改变。光垂直入射两种物质界面时:反射光线方向改变,光返回原来的物质中。折射光线却进入另一种物质,方向不变。
(4)折射是光穿过介质界面进入另一个介质了,反射是光没有穿过界面,还是在同一种介质中
7.光折射的角度计算
【知识点的认识】
一点:入射点
三线:①法线:经过入射点并垂直于介质分界面的直线;②入射光线;③折射光线
两角:①入射角:入射光线与法线的夹角
②折射角:折射光线与法线的夹角
【命题方向】
根据图像写出折射角的度数,以及根据入射角的度数判断折射角的度数。
例:一束光线从水中入射到空气中,若折射角为30°,则入射角可能约为( )
A.0°
B.20°
C.30°
D.40°
分析:光从水或其它透明介质斜射入空气中,折射角大于入射角。
解析:解:A.只有当光线垂直射入时,入射角等于折射角,都为0°,故A不正确;
BCD.由光的折射规律可知:光从水中入射到空气中,折射角大于入射角,由于折射角等于30°,入射角小于30°,故CD不正确,B正确。
故选:B。
点评:此题考查了折射规律的应用,属于基础知识。
【解题方法点拨】
(1)在界面分布不同。反射光线与入射光线在界面的同侧,折射光线与入射光线却在界面的两侧。
(2)角大小不同。反射角等于入射角,折射角与入射角大小不一定相等。
(3)方向不一定改变。光垂直入射两种物质界面时:反射光线方向改变,光返回原来的物质中。折射光线却进入另一种物质,方向不变。
(4)折射是光穿过介质界面进入另一个介质了,反射是光没有穿过界面,还是在同一种介质中
8.探究光折射时的特点
【知识点的认识】
实验器材:光源(激光笔)、水槽、一个可折叠的光屏、一块玻璃砖。
实验步骤:
1.如图所示,让光从空气进入水中,观察折射光线、入射光线、法线之间的位置关系;
2.比较折射角与入射角的大小;
3.改变入射角的大小,观察折射角的变化情况;
4.换用玻璃砖,将上面的实验过程重复一次;
5.让光从水中斜射到空气中,观察入射角和折射角的变化。
实验结论:
光的折射规律:光在折射时,折射光线、入射光线、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;折射角随入射角的改变而改变,入射角增大时,折射角也增大;入射角减小时,折射角也减小。
【命题方向】
考查探究光折射时的特点的实验,包括实验原理,实验器材,实验步骤,实验方法,数据分析,注意事项等内容。
例:如图甲所示,这是七初探究光的反射定律和光的折射规律的装置,纸板A和B可沿折痕a和b向前或向后翻折。在圆盘中心,放置了一块半圆形玻璃砖的圆心O′与O重合,并使玻璃砖上边沿CD与NN'垂直。
实验次数
1
2
3
4
入射角(度)
60
45
30
反射角(度)
60
45
30
折射角(度)
43
32
21
(1)在实验进行时,各个方向的同学都能观察到现象,是因为发生了 漫反射 。(选填“镜面反射”、“漫反射”)
(2)如图甲,使一束光贴着纸板射向O点,观察入射光对应的反射光线和折射光线。改变光束入射角度,多做几次,描绘每次光的径迹,量出入射角、反射角和折射角,记录如表。比较反射角和入射角,可以得出结论, 反射中,反射角等于入射 ;
(3)如图乙,将纸板A和B向后翻折,在翻折的面板上看不到光路,则说明发生反射时 反射光线、入射光线和法线在同一平面内 ;
(4)第4次实验的入射角、反射角、折射角如丙图,与表中第 1 次实验对比可得:“光在折射时,光路可逆”。
(5)七初同学在进行完实验后进行了反思,以下关于实验分析错误的是 B 。
A.多次实验的目的是为了找普遍规律。
B.进行此次实验时有小组的数据入射角为60度时,反射角为30度,是光路有误
C.折射角不一定小于入射角
D.入射角增大,折射角也增大,反射角也增大,折射、反射增大的角度不相同
分析:(1)在不同方向都能看到光的传播路径,是由于光在光屏上发生了漫反射而进入我们的眼里。
(2)根据表格数据得出角度关系;
(3)反射光线、入射光线和法线在同一平面内;
(4)光路具有可逆性;
(5)根据光的反射定律和折射规律,逐项分析。
解析:解:(1)实验时从光屏前不同的方向都能看到光的传播路径,是由于光屏表面凹凸不平,光在这里发生了漫反射的缘故。
(2)根据表格知反射角和入射角,可以得出结论,光反射中,反射角等于入射;
(3)由题意得,当显示入射光线、反射光线的纸板在同一平面上时,入射光线、反射光线都能同时看见;当把显示反射光线的纸板A向前折或向后折,这时在纸板上看不到反射光,说明反射光线、入射光线和法线在同一平面上;
(4)丙图中折射为60度,入射角为43度,与第一次的数据交换了入射角和折射角,说明折射时光路具有可逆性;
(5)A.多次实验的目的是为了找普遍规律,故A正确;
B.进行此次实验时有小组的数据入射角为60度时,反射角为30度,是把反射光线与界面的夹角看成了反射角,不是光路有误,故B错误。
C.光从水中射入空气,折射角大于入射角,折射角不一定小于入射角,故C正确;
D.根据表格数据知,入射角增大,折射角也增大,反射角也增大,折射、反射增大的角度不相同,故D正确。
故选:B。
故答案为:(1)漫反射;(2)反射中,反射角等于入射;(3)反射光线、入射光线和法线在同一平面内;(4)1;(5)B。
点评:本题考查光的反射与折射规律的探究,属于中档题。
【解题方法点拨】
1.如果实验改为光从空气斜射入水中,则显示水中光路的做法:在水中添加牛奶等。
2.折射光线偏暗的原因:有部分光在界面处发生了反射。
3.在入射角相同时,不同介质中的折射角不同的原因:光在不同介质中的传播速度不同。
4.折射角的大小变化判断:入射角逐渐增大(或减小)时,折射角也随之增大(或减小),但变化幅度不相等
9.光折射规律的应用
【知识点的认识】
折射定律是几何光学的基本定律之一。是在光的折射过程中,确定折射光线与入射光线之间关系的定律。光从一种介质斜射入另一种介质中时,传播方向一般发生变化,这种现象叫做光的折射。
光的折射规律:
(1)光从空气斜射入水或其它透明介质中时:
①折射光线与入射光线、法线在同一个 平面上;
②折射光线和入射光线分居法线两侧;
③折射角小于入射角;
④入射角增大时,折射角也随着增大;
⑤当光线垂直射向介质表面时,传播方向不改变。
(2)光从水或其它透明介质斜射入空气中,折射角大于入射角。
【命题方向】
利用光的折射规律解题,包括实验探究,以及用光的折射解释生活中的一些简单现象。
例:一柱形玻璃容器里盛有适量的水,静置在水平桌面上的规则木板AB上,一束光线竖直向下照射在水面上,若在A端下方垫一个小正方体C,使木板倾斜适当的角度后,则( )
A.反射光线将沿逆时针方向适当旋转
B.反射光线将沿顺时针方向适当旋转
C.折射光线将沿顺时针方向适当旋转
D.反射和折射光线的方向都不会旋转
分析:光的反射定律的内容:反射光线、入射光线与法线在同一平面内;反射光线和入射光线分别位于法线两侧;反射角等于入射角。
当光线从一种透明介质垂直射入另一种透明介质时,传播方向不变。
解析:解:在A端下方垫一个正方体C,使木板倾斜一个小的角度,但水面总是水平的,所以入射光线与水面垂直,故反射光线和折射光线的方向都不变,故D正确。
故选:D。
点评:本题考查光的反射定律和光的折射规律;注意无论盛水的容器如何倾斜,水面永远是水平的。
【解题方法点拨】
注意理解熟记实验高度光的折射规律。
10.判断折射光路图
【知识点的认识】
光的折射规律:
(1)光从空气斜射入水或其它透明介质中时:
①折射光线与入射光线、法线在同一个 平面上;
②折射光线和入射光线分居法线两侧;
③折射角小于入射角;
④入射角增大时,折射角也随着增大;
⑤当光线垂直射向介质表面时,传播方向不改变。
(2)光从水或其它透明介质斜射入空气中,折射角大于入射角。
【命题方向】
根据生活中实际现象,判断哪个光路图是正确的,考查选择题为主。
例:如图所示为射水鱼射水捕小昆虫的画面,它能准确发现水面上方的小昆虫从而射水一击得以捕获美味。请用光学的知识判断,射水鱼“定位”小昆虫的正确光路图是( )
A.
B.
C.
D.
分析:光的折射规律:折射光线、入射光线、法线在同一个平面内,折射光线、入射光线分居法线两侧,当光由空气斜射进入水中或其它透明介质中时,折射光线向法线偏折,折射角小于入射角;当光由水中或其它透明介质斜射进入空气中时,折射光线远离法线偏折,折射角大于入射角,完成折射光路图。
解析:解:射水鱼在水中看到水面上方的昆虫等猎物,是因为水面上方的昆虫等猎物反射的光射向水面,发生折射,再进入射水鱼的眼睛中,因此光的传播路线是由空气→水中。
AB、根据光的折射规律可知,光从水中斜射入空气中时,折射光线远离法线,折射角大于入射角,故AB错误;
CD、光从空气中斜射入水中时,折射光线向法线方向偏折,折射角小于入射角,故C错误,D正确。
故选:D。
点评:本题考查了光的反射定律的应用,能根据光的折射规律判定像的性质是解题的关键。
【解题方法点拨】
①注意光的传播路线,不要反了
②注意光从空气斜射入水中时,折射角大于入射角;光从水中射入空气时,折射角小于入射角。
11.光折射的光斑移动
【知识点的认识】
当光线从空气斜射入水中时,折射光线会向法线偏折,导致折射角小于入射角。这意味着,当向容器中逐渐加水时,光线会发生折射现象,使得折射光线靠近法线,即向下偏折。因此,光斑会向左移动。当水加满后,由于折射光路的变化,光斑将停止移动。
【命题方向】
考查光折射规律在光路变化中的应用。
例:如图所示小明利用该装置研究光的折射规律,水里的激光笔发出的光从水中斜射入空气中,在放置在空气中的光屏上形成了光斑。实验过程中,保持入射点不变,逐渐增大激光笔射向水面的入射角,则折射角逐渐 增大 (选填“增大”或“减小”),光斑逐渐向 下 (选填“上”或“下”)移动。
分析:由于光从水中斜射向空气时,折射角大于入射角,随着入射角增大,折射增大,根据折射角的变化分析;
解析:解:实验过程中,保持入射点不变,逐渐增大激光笔射向水面的入射角的角度,则折射角逐渐变大,光屏上的光斑将逐渐向下移动。
故答案为:增大;下。
点评:本题考查光的折射规律的应用,属于中档题。
【解题方法点拨】
光从水中斜射向空气时,折射角大于入射角,随着入射角增大,折射增大,根据折射角的变化分析
12.光折射的光路图
【知识点的认识】
当光从空气斜射入水或其他介质中时,折射角小于入射角;
而当光从水或其他介质斜射入空气中时,折射角大于入射角。
13.光在不同介质中的折射作图
【知识点的认识】
当光从空气斜射入水或其他介质中时,折射角小于入射角;
而当光从水或其他介质斜射入空气中时,折射角大于入射角。
【命题方向】
考查光在不同介质中的折射作图题。
例:激光束AO由空气斜射向水面,请在图中画出对应的反射光线和折射光线(保留作图痕迹)。
分析:根据光的反射定律和折射定律作图即可。
解析:解:光在反射时,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。据此作图如下。
点评:本题考查了光的反射定律和折射定律的作图,属于基础题。
【解题方法点拨】
牢记一点:空气一侧的角度大(垂直入射时特殊)
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