期末必刷常考题:光的折射 --2024-2025学年上学期初中物理(沪科版)八年级上册
2024-11-19
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内容正文:
2024-2025学年上学期初中物理沪科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•通州区期中)下列光现象中,属于光的折射的是( )
A.后方的车辆在后视镜中的像
B.阳光下,手在红墙上的影子
C.楼台在平静的水面上形成的倒影
D.插入水中的筷子看上去“折断”了
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秋•商河县期中)人眼看到斜插入水中的筷子发生弯折如图甲,能正确说明这一现象产生原因的是图乙中的( )
A.A B.B C.C D.D
4.(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
5.(2023秋•邗江区期末)如图,小华同学用激光笔照射水面,在水槽壁上出现两个红点A和B,下列说法正确的是( )
A.若保持入射点O的位置不变,欲使A点下移至A1,应使入射光线MO绕着点O沿逆时针方向转动
B.入射光线MO绕着点O沿顺时针方向转动,能观察到另一亮点B点会移动到点B2
C.若保持入射光线不变,欲使B点下移至B2,应使水面上升
D.当水面上升时,折射角增大
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•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
8.(2024秋•南通期中)如图甲所示,将一束光照射到一个空烧杯的底部。当烧杯中注满水时,杯底被照亮的范围用虚线圈出(如图乙)。若只有半杯水,烧杯底部被光照亮的范围是( )
A. B.
C. D.
二.填空题(共5小题)
9.(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”)。
10.(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
11.(2024秋•滨湖区期中)如图甲所示,有一圆柱形玻璃杯放在有字的卡片上,杯内注水近满,小明由杯口向下观察,发现杯内文字看上去变近了,其原因是光发生了 ;如图乙所示,小明将一根筷子从水面中心位置竖直插入杯中,并从侧面观察,如图乙所示,观察水面以下的筷子 了,且 (选填“有”或“没有”)偏折。
12.(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)。
13.(2024秋•南通期中)如图所示,将硬币放在碗底,后退至恰好看不到,然后保持眼睛、硬币和碗的位置不变。另一名同学向碗中缓慢注水,当水面上升到一定高度时,硬币上的 点(选填“A”或“B”)先被看到,此时光从 (选填“水”或“空气”)斜射入另一种介质,所看到的“硬币”是一个变 (选填“深”或“浅”)的 像。
三.作图题(共1小题)
14.(2024秋•琼山区校级期中)在图中画出其入射光线的大致方向。
四.实验探究题(共1小题)
15.(2024秋•吴江区期中)如图甲是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数据。在表中:
入射角α
10°
30°
45°
60°
折射角β
7.1°
20.7°
30°
37.8°
(1)分析表格中的数据,你能得出的结论(写出一条即可): ;
(2)由表格中的数据还可以判断:当光以50°的入射角从空气射入玻璃中时,其折射角 30°(等于/小于/大于);
(3)当光以30°的入射角从玻璃斜射入空气中时,其折射角是 ,你的依据是 ;
(4)在利用图乙探究光从空气斜射入水中时,光贴着光屏从空气斜射入水中,将F板沿MN向后折转一定的角度,则在F板上 (能/不能)看到折射光,此时折射光线和入射光线 (在/不在)同一平面内。
2024-2025学年上学期初中物理沪教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•通州区期中)下列光现象中,属于光的折射的是( )
A.后方的车辆在后视镜中的像
B.阳光下,手在红墙上的影子
C.楼台在平静的水面上形成的倒影
D.插入水中的筷子看上去“折断”了
【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】D
【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、后方的车辆在后视镜中的像,属于凸面镜成像,是由光的反射形成的,故A错误;
B、阳光下,手在红墙上的影子,是由光的直线传播形成的,故B错误;
C、楼台在平静的水面上形成的倒影,属于平面镜成像,是由光的反射形成的,故C错误;
D、插入水中的筷子看上去“折断”了,是由光的折射形成的,故D正确。
故选:D。
【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。
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秋•商河县期中)人眼看到斜插入水中的筷子发生弯折如图甲,能正确说明这一现象产生原因的是图乙中的( )
A.A B.B C.C D.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.
【答案】D
【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:当光从水中射入空气时,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,位置降低,而我们认为光是沿直线传播的,我们看到的筷子位置在折射光线的反向延长线上,从而位置比实际位置偏高,看起来筷子向上弯折,A、B选项中,光的传播方向错误,C选项中光线从水中斜射入空气中,应该是折射角大于入射角,而图中折射角小于入射角了,故C错误,只有选项D正确。
故选:D。
【点评】此题考查了光的折射现象的解释,要知道光从水中斜射入空气中时,折射角大于入射角,这是解答此题的关键。
4.(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。
5.(2023秋•邗江区期末)如图,小华同学用激光笔照射水面,在水槽壁上出现两个红点A和B,下列说法正确的是( )
A.若保持入射点O的位置不变,欲使A点下移至A1,应使入射光线MO绕着点O沿逆时针方向转动
B.入射光线MO绕着点O沿顺时针方向转动,能观察到另一亮点B点会移动到点B2
C.若保持入射光线不变,欲使B点下移至B2,应使水面上升
D.当水面上升时,折射角增大
【考点】水面变化对折射光路的影响;入射角增大,折射角增大.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】C
【分析】(1)根据光的反射规律知,当入射角变大时,反射角也变大,且反射角等于入射角。
(2)根据光的折射规律知,当光从空气斜射入水中时,折射角小于入射角,当入射角变大时,折射角也变大,但折射角总小于入射角。
【解答】解:
AB、当光从空气斜射到水面时,同时会发生反射和折射现象,反射角等于入射角,折射角小于入射角;如图所示:
现保持入射点O的位置不变,欲使光点A下移至A1处,则反射光线偏离法线,反射角增大,根据反射角等于入射角,则入射角也需增大,故使入射光线绕着O点沿顺时针方向转动。同时,入射角增大,折射角也会相应增大,因此,会观察到另一亮点B 点会移动到点B1,如图所示:
,故AB错误;
C、在水面变化过程中,由于入射光线不变,即入射角不变,则折射也不发生改变,保持入射光线不变,使B点下移至B2,应使水面上升,故C正确;
D、在水面变化过程中,入射角大小不变,折射角不变,故D错误;
故选:C。
【点评】本题考查了光的反射定律和折射规律的理解与运用,难度不大。
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•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。
8.(2024秋•南通期中)如图甲所示,将一束光照射到一个空烧杯的底部。当烧杯中注满水时,杯底被照亮的范围用虚线圈出(如图乙)。若只有半杯水,烧杯底部被光照亮的范围是( )
A. B.
C. D.
【考点】光折射规律的应用.版权所有
【专题】应用题;光的折射、光的色散;应用能力.
【答案】A
【分析】光的折射定律:光从空气斜射入其它透明介质时,折射光线、入射光线和法线在同一平面内,折射光线、入射光线分居法线两侧,折射光线靠近法线偏折,折射角小于入射角;通过最左边和最右边的两条折射光线我们可以想象出光圈的变化。
【解答】解:当烧杯中注满水时,光从空气斜射入水中,折射角小于入射角,下图为最左边和最右边折射光线的光路:
此时烧杯底部被光照亮的范围如上图红线区域所示;
只有半杯水时(即水面下降),虽然入射光线方向不变,折射角也不变,但水面部分被照亮的区域增大,经水折射后,烧杯底部被光照亮的范围也会增大,且仍然为圆形,故A图为正确图形。
故选:A。
【点评】本题考查光的折射定律的内容,属于光学作图的基本考查,关键是需要具备一定的空间思维能力。
二.填空题(共5小题)
9.(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。
10.(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。
11.(2024秋•滨湖区期中)如图甲所示,有一圆柱形玻璃杯放在有字的卡片上,杯内注水近满,小明由杯口向下观察,发现杯内文字看上去变近了,其原因是光发生了 折射 ;如图乙所示,小明将一根筷子从水面中心位置竖直插入杯中,并从侧面观察,如图乙所示,观察水面以下的筷子 变粗 了,且 没有 (选填“有”或“没有”)偏折。
【考点】光的折射现象.版权所有
【专题】应用题;解题思想;光的折射、光的色散;应用能力.
【答案】折射;变粗;没有
【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:将圆柱形玻璃杯放在有字的卡片上,杯内注水近满,字反射的光线经过水面折射后进入小明的眼睛,小明由杯口向下观察,会发现杯内文字看上去变近了;
将一根筷子从水面中心位置竖直插入杯中,并从侧面观察,且装水的玻璃杯是圆柱形的,如下图所示,
水中筷子反射的光线沿杯子的半径方向从水中射入空气,该入射光线垂直杯子与空气的界面,其传播方向不变,所以看到的筷子没有偏折,但水和杯壁相当于放大镜,所以观察到水面以下的筷子变粗了。
故答案为:折射;变粗;没有。
【点评】本题考查了光的折射现象和放大镜成像的特点,属于基础题。
12.(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。
13.(2024秋•南通期中)如图所示,将硬币放在碗底,后退至恰好看不到,然后保持眼睛、硬币和碗的位置不变。另一名同学向碗中缓慢注水,当水面上升到一定高度时,硬币上的 A 点(选填“A”或“B”)先被看到,此时光从 水 (选填“水”或“空气”)斜射入另一种介质,所看到的“硬币”是一个变 浅 (选填“深”或“浅”)的 虚 像。
【考点】光折射规律的应用;像与实际位置的关系.版权所有
【专题】定性思想;光的折射、光的色散;应用能力.
【答案】A;水;浅;虚。
【分析】光从一种介质斜射入另一种介质时,传播方向会发生偏折,光从水中斜射入空气中时折射角大于入射角。
【解答】解:人看到水中的硬币是由于硬币反射的光线由水中斜射入空气时,在水面处发生折射,折射角大于入射角,折射光线进入人眼,人会认为光是沿直线传播的,会逆着折射光线的方向看去,就会看到硬币的虚像,比实物变浅了,所以看到硬币是由于光线折射时,折射角大于入射角造成的,由图可知,先看到硬币的A点。
故答案为:A;水;浅;虚。
【点评】本题利用了光从水中斜射入空气中时发生了折射,且此时折射角大于入射角来解释池变浅的原因。
三.作图题(共1小题)
14.(2024秋•琼山区校级期中)在图中画出其入射光线的大致方向。
【考点】光折射的光路图.版权所有
【专题】光的折射、光的色散.
【答案】见试题解答内容
【分析】要解决此题,需要掌握光的折射规律:折射光线与入射光线和法线在同一平面内;折射光线与入射光线分居法线两侧;当光从空气斜射入水里或其它透明介质中时,折射光线向法线方向偏折,折射角小于入射角。
【解答】解:过入射点画出法线,因为折射光线在水中,所以入射光线在空气中,然后根据光从空气斜射入水中入射角大于折射角,画出入射光线。故答案为:
【点评】在作光的折射光路图时要注意:不管光从哪种介质斜射向哪种介质,在光疏质(密度比较小的物质)里面的角(入射角或折射角)较大;在光密质(密度比较大的物质)里面的角(入射角或折射角)较小,即“疏大密小”。角度越小,光线越靠近法线。
四.实验探究题(共1小题)
15.(2024秋•吴江区期中)如图甲是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数据。在表中:
入射角α
10°
30°
45°
60°
折射角β
7.1°
20.7°
30°
37.8°
(1)分析表格中的数据,你能得出的结论(写出一条即可): 当光从空气斜射入玻璃中时,折射角小于入射角 ;
(2)由表格中的数据还可以判断:当光以50°的入射角从空气射入玻璃中时,其折射角 大于 30°(等于/小于/大于);
(3)当光以30°的入射角从玻璃斜射入空气中时,其折射角是 45° ,你的依据是 在光的折射中,光路是可逆的 ;
(4)在利用图乙探究光从空气斜射入水中时,光贴着光屏从空气斜射入水中,将F板沿MN向后折转一定的角度,则在F板上 不能 (能/不能)看到折射光,此时折射光线和入射光线 在 (在/不在)同一平面内。
【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)当光从空气斜射入玻璃中时,折射角小于入射角;(2)大于;(3)45°;在光的折射中,光路是可逆的;(4)不能;在。
【分析】(1)(2)据入射角和折射角的特点分析判断即可解决;
(3)据光路的可逆性分析判断即可解决;
(4)光在折射时,折射光线、入射光线、法线在同一平面内。
【解答】解:(1)由表格数据可知,当光从空气斜射入玻璃中时,折射角小于入射角;
(2)由表格数据可知,当光由空气斜射入玻璃中时,随着入射角的增大,折射角也增大,当入射角等于45°时折射角为30°,当入射角等于60°时折射角为37.8°,所以当入射角等于50°时折射角30°<β<37.8°;
(3)根据在光的折射中,光路是可逆的,当光由玻璃射入空气时,入射角小于折射角,且当入射角等于30°时,折射角为45°。
(4)因折射光线和入射光线和法线在同一平面内,所以光贴着光屏从空气射入水中,该小组同学将F板向后折转一定角度,则在F板上不能看到折射光,此时折射光线、入射光线与法线在同一平面内。
故答案为:(1)当光从空气斜射入玻璃中时,折射角小于入射角;(2)大于;(3)45°;在光的折射中,光路是可逆的;(4)不能;在。
【点评】本题主要考查学生利用光路图进行分析,总结光的折射规律的能力。光从水斜射入空气的折射规律,折射光线和入射光线分居法线两侧,折射角大于入射角,折射角随入射角的增大而增大。
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.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。
3.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。
4.像与实际位置的关系
【知识点的认识】
光的折射现象是光从一种介质斜射入另一种介质时,其传播方向会发生偏折的现象。当光线从空气斜射入其他介质时,折射角小于入射角;反之,当光线从其他介质斜射入空气时,折射角大于入射角。这一现象在观察水中的物体时尤为明显,因为光从空气进入水中时,会发生折射,导致折射角小于入射角。因此,我们观察到的水中的物体并不是真实的物体位置,而是物体的虚像。物体的实际位置在像的下方,这是由于光的折射规律所导致的视觉误差
【命题方向】
考查由于光的折射,水中的物体像与实际的位置不同。
例:如图所示来自池底A点的光,从水中斜射向空气时,在水面处发生 折射 现象;当岸上的人眼睛位于B处时,逆着射入眼睛的光看去,感觉A升高到A′的位置,即池水看起来比实际的 浅 (填“深”或“浅”)。
分析:池底的光线由水中斜射到空气中时,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,就会觉得池底变浅了。
解析:解:透过水池中的水看池底,是池底反射的光斜射到水面时,发生折射远离法线后进入眼睛,而我们逆着光的方向看见的池底的虚像,所以看上去比实际位置浅;
故答案为:折射;浅。
点评:本题考查的是光的折射现象,属于基础题。
【解题方法点拨】
光的折射现象导致我们看到的水中物体的位置与实际位置存在差异,物体的实际位置位于我们看到的虚像的下方
5.入射角增大,折射角增大
【知识点的认识】
(1)当光线从空气斜射入其它介质时,折射角小于入射角;当光线从其他介质斜射入空气时,折射角大于入射角;入射光线垂直界面入射时,折射角等于入射角等于0°。
(2)在相同的条件下,折射角随入射角的增大(减小)而增大(减小)。
【命题方向】
考查折射角与入射角的变化关系,当入射角变化时,折射角怎么变化。
例:如图所示,一束光从空气斜射到水面,若入射方向由BO变到AO,则( )
A.反射角减小,折射角增大
B.反射角增大,折射角减小
C.反射角减小,折射角减小
D.反射角增大,折射角增大
分析:入射光线与法线的夹角叫入射角,反射光线与法线的夹角叫反射角,折射光线与法线的夹角叫折射角。
解析:解:光线入射方向由BO变到AO,入射光线向法线方向靠拢,入射光线与法线的夹角减小,即入射角减小,根据光的反射定律,反射角也会减小;折射光线也会向法线方向靠拢,折射光线与法线的夹角减小,即折射角减小。
故选:C。
点评:此题考查了光的反射定律和光的折射规律的应用。
【解题方法点拨】
基础性知识,了解入射角、反射角、折射角之间的关系。
6.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
7.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
8.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。
9.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
10.水面变化对折射光路的影响
【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:一束激光由空气斜射入水中,形成的光路如图,当水面下降时( )
A.反射角变小
B.A点向左移
C.折射角变小
D.A点向右移
分析:光的反射定律: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;
根据折射现象进行分析,光点的移动方向。
解析:解:AC、当水面下降时,入射光线的方向不变,则入射光线与法线的夹角不变,即入射角不变,则由光的反射和折射规律可得,反射角和折射角也不变,故AC错误;
BD、当水面下降时,入射光线与水面的交点O将向右移动,因折射角不变,则折射点A将向右移动,故D正确。
故选:D。
点评:本题考查光的反射以及折射的相关问题,熟记光的反射规律以及折射规律,是解题关键。
【解题方法点拨】
抓住题目的关键点,无论水面的上升还是下降,入射光线的角度不变,折射光线的角度也不会变,据此分析。
11.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。
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