内容正文:
第四章光现象
第四节 光的折射
姓名:___________班级:___________
一、单选题
1.如图所示,对下列光学现象的描述或解释错误的是( )
A.图a中漫反射的光线尽管杂乱无章,但每条光线仍然遵循光的反射定律
B.图b中木工师傅观察木板是否平整,是利用了光的直线传播特点
C.图c所示,炎热夏天公路上的海市蜃楼景象,是由光的折射现象造成的
D.图d所示,渔民只有瞄准鱼的下方叉去才能叉到鱼,是利用光的反射规律
2.下列光学现象与日食形成原因相同的是( )
A.林下阴影 B.水中倒影
C.雨后彩虹 D.水中的铅笔“折了”
3.全红婵站在岸上看见家乡河水中的小鱼。能正确描述这一现象的光路图是( )
A. B.
C. D.
4.小明在海河公园游玩时,观察到一些光现象,其中属于实像的是( )
A.湖中凉亭的倒影 B.清澈湖水中游动的金鱼
C.平静的露天池水中有朵朵白云 D.太阳通过树缝在地面上形成的圆形光斑
5.许多诗词中蕴含着物理知识,下列说法正确的是( )
A.“坐地日行八万里,巡天遥看一千河”,这里的“日行八万里”是以地面为参照物的
B.“掬水月在手,弄香花满衣”,手中的“月”是光的反射形成的实像
C.“不敢高声语,恐惊天上人”,“高声语”指的是声音的音调
D.“潭清疑水浅”,“疑水浅”这是光的折射现象
6.下列关于光现象及其形成原因的说法,错误的是( )
A.黑板反光——光的反射
B.海市蜃楼——光的折射
C.树下光斑——光沿直线传播
D.小孔成像——光的反射
7.下列选项中, 由于光的折射形成的是( )
A.池水映明月 B.形影紧相依 C.潭清疑水浅 D.镜子正衣冠
8.当光从空气斜射到一块玻璃表面时, 图中能全面地反映光的传播路径的是( )
A. B. C. D.
9.下列诗词、俗语,蕴含的光学知识,对应错误的是( )
A.坐井观天,所见甚少--光的直线传播
B.猪八戒照镜子,里外不是人-平面镜成像原理
C.潭清疑水浅--光的折射现象
D.香炉初上日,瀑水喷成虹-光的反射现象
二、多选题
10.图是小明根据实验现象画出的光路图,他还总结出以下几条实验结论。其中正确的选项有( )
A.光在同种均匀物质中沿直线传播
B.光发生反射时,反射角等于入射角
C.光从空气斜射入玻璃时,折射角大于入射角
D.光从玻璃斜射入空气时,折射角小于入射角
三、填空题
11.如图所示,为光在玻璃和空气中发生光的反射和折射的光路图,由图可知,入射光线是 ,折射光线是 ;反射角 ,折射角 。
12.在容器中装入适量的水,一束激光与水平面成30°斜射入水中,在容器底部产生一个光斑O,如图所示。此时入射角为 ,若保持激光射入的角度不变,使水面上升,光斑位置向 (选填“左”或“右”)移。若保持激光射入的角度不变,垫高容器右侧,折射角 (选填“变大”“不变”或“变小”)。
13.如图所示,一束光在空气和玻璃两种介质的界面上发生了反射和折射,请判断: 是折射光线,反射角的大小是 ,玻璃在 (选填“AB面的左方”、“AB面的右方”、“CD面的上方”或“CD面的下方”)。
14.如图所示,当一束光斜射入水中时,折射角 入射角(选“大于”、“等于”或“小于”)。现在保持激光笔的位置不变,仅将水槽的左侧底部用小木块轻轻垫起,相应的折射角将 (选填“增大”、“不变”或“减小”)。
15.“两个黄鹂鸣翠柳,一行白鹭上青天。”杜甫的诗句描绘了成都草堂门前浣花溪秀丽的景色。我们能从各个方向看见黄鹂,是由于光发生了 反射,看到溪水中的鱼比实际位置浅,是光的 现象。
四、作图题
16.作图题:
(1)请画出图甲中反射光线并标出反射角的大小;
(2)作出图乙中物体在平面镜中的像;
(3)O为玻璃砖的圆心,是入射光线,请在图丙中画出它透过玻璃砖的折射光线大致路径。
17.请完成下列光路图。
(1)如图所示,物体AO放置在水平面上,A'O 是AO在平面镜中的像,且A'O 垂直于AO。请在图中画出平面镜的位置,并标出镜面与水平面夹角的大小;
(2)画出垂直于玻璃砖的光线OP 经过玻璃砖射出后的大致光路图。
18.按要求作图。
(1)如图,一束光从空气射向水面时,请画出反射光线和折射光线;
(2)如图,请在图中画出光路反射现象的平面镜位置(保留作图痕迹);
(3)如图,A'B'是物体AB在平面镜中的像,请你在平面镜前作出实际物体AB;
(4)如图,小明通过镜子,看到了挡板前的小凯,请用平面镜成像原理,作图找出小凯的位置S,并补充完整光路图。
五、实验题
19.小明用如图所示的实验装置(光具盘固定不能转折)探究光的折射特点。
(1)他让一束光沿背景屏表面斜射入水中,从水中能看到折射光。小明再移到如图甲所示装置的右侧,眼睛从偏向左侧和偏向右等角度观察水中的折射光,小明这样做的目的是验证 ;
(2)他让一束光分别从空气中以不同角度射入水(如图甲)和玻璃(如图乙)中,将入射角与折射角记录在表一和表二中。
表一:光从空气射入水中
入射角/°
0
30
45
60
折射角/°
0
21
35
40
表二:光从空气射入玻璃中
入射角/°
0
30
45
60
折射角/°
0
17
24
30
分析表一和表二中的数据可知:光从空气斜射入其他介质中时,折射角 (选填“大于”“小于”或“等于”)入射角。入射角不为0°的情况下,折射角随入射角的增大而 (选填“增大”“减小”或“不变”);
(3)对比表一和表二数据可知,当入射角相同,光从空气斜射入玻璃的折射角 (选填“大于”“小于”或“等于”)光从空气斜射入水的折射角,因此光从空气斜射入介质时折射角与 有关。若一束光从玻璃斜射入空气中,入射角是24°,则折射角是 ,这是因为 。
参考答案:
题号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
答案
D
A
B
D
D
D
C
C
D
AB
1.D
【详解】A.图a中漫反射的光线尽管杂乱无章,但每条光线仍然遵循光的反射定律,即反射光线、入射光线分居法线两侧,反射角等于入射角,故A正确,A不符合题意;
B.图b中木工师傅观察木板是否平整,是利用了光的直线传播特点,若有突出,则无法看到另一边,故B正确,B符合题意;
C.图c所示,炎热夏天公路上的海市蜃楼景象,空气由于受热,导致不均匀,光并不沿直线传播,是由光的折射现象造成的,故C正确,C不符合题意;
D.图d所示,渔民只有瞄准鱼的下方叉去才能叉到鱼,是利用光的折射规律,故D错误,D符合题意。
故选D。
2.A
【详解】日食现象是由光的直线传播形成的;
A.林下阴影是由于阳光在沿直线传播过程中,被树叶遮挡住,无法继续传播到树叶下方的地面,因此在地面形成了阴影,故A符合题意;
B.水中倒影是平面镜成像的一种,是由于光的反射形成的,故B不符合题意;
C.雨后彩虹是太阳光通过悬浮在空气中细小的水珠折射而成的,故C不符合题意;
D.插入水中的铅笔“折了”是由光的折射形成的虚像,故D不符合题意。
故选A。
3.B
【详解】人站在岸上看到水中的小鱼会变浅,这是因为鱼反射的光是由水斜射向空气中时,折射光线远离法线偏折,折射角大于入射角。A图中光是由空气中斜射入水中;C图中折射角小于入射角;D图中光是由空气中斜射入水中,且折射角大于入射角。故B正确,ACD错误。
故选B。
4.D
【详解】A.湖中凉亭的倒影是平面镜成像现象,成的是凉亭的虚像,故A不符合题意;
B.小明看到清澈湖水中游动的金鱼是光的折射现象,看到的是金鱼的虚像,故B不符合题意;
C.小明看到平静的露天池水中有朵朵白云是光的反射现象,成的是白云的虚像,故C不符合题意;
D.太阳通过树缝在地面上形成的圆形光斑是小孔成像现象,是光的直线传播形成的实像,故D符合题意。
故选D。
5.D
【详解】A.以地面为参照物,人的相对位置不变,是静止的,不可能“日行八万里”,故A错误;
B.“掬水月在手,弄香花满衣”,水面相当于平面镜,手中的“月”是平面镜成像,成的是虚像,故B错误;
C.“不敢高声语,恐惊天上人。”“高”是指声音的响度大,故C错误;
D.“潭清疑水浅”指的是水比较清澈,水底看起来比较浅,这是由于光的折射形成的,看水底是逆着光的传播方向看的,即逆着折射光线看,由于错觉,我们始终认为光是沿直线传播的,所以看到的位置比实际位置浅,故D正确。
故选D。
6.D
【详解】A.黑板反光是由于黑板太光滑,光在这里发生镜面反射,故A正确,不符合题意;
B.海市蜃楼是光在不均匀的大气中传播时发生折射形成的,故B正确,不符合题意;
C.树下光斑是小孔成像,说明光在同种均匀介质中沿直线传播,故C正确,不符合题意;
D.小孔成像是光沿直线传播形成的,不是光的反射,故D错误,符合题意。
故选D。
7.C
【详解】A.池水映明月,是明月在水中成像,光的反射现象,故A不符合题意;
B.形影紧相依,影子是光的直线传播形成的,故B不符合题意;
C.潭清疑水浅,是光从水中斜射向空气中时发生偏转,逆着折射光线看,觉得池水变浅了,光的折射形成的,故C符合题意;
D.镜子正衣冠,是利用平面镜成像来正衣冠的,光的反射现象,故D不符合题意。
故选C。
8.C
【详解】光从空气斜射入玻璃时,同时发生反射和折射,反射角等于入射角,折射角小于入射角。
A.没有反射光路,故A不符合题意;
B.没有折射光路,故B不符合题意;
C.同时发生反射和折射,反射角等于入射角,折射角小于入射角,故C符合题意;
D.图中折射角大于入射角,故D不符合题意。
故选C。
9.D
【详解】A.坐井观天,由于光沿直线传播被井沿遮挡,所以看到的范围较小,故A正确,不符合题意;
B.由平面镜成像特点可知,像与物关于平面镜对称,所以猪八戒照镜子时,像与物都是猪的样子,故B正确,不符合题意;
C.潭清疑水浅,是因为光从水射向空气中时,发生折射,折射光线远离法线,人眼逆着折射光线看过去感觉水底变浅了,是光的折射现象,故C正确,不符合题意;
D.瀑水喷成虹,是光的色散现象,太阳光经过折射,形成七种色光,故D错误,符合题意。
故选D。
10.AB
【详解】A.光在同一种均匀介质中沿直线传播,故A正确;
B.由反射定律知道,光发生反射时,反射角等于入射角,故B正确;
C.由折射定律知道,光从空气射入玻璃时,入射角大于折射角,故C错误;
D.由折射定律知道,光从玻璃射入空气时,折射角大于入射角,故D错误。
故选AB。
11. OB OC 60 40
【详解】[1][2]因为入射光线和反射光线在同一平面内,并且反射角等于入射角, 从图中可以看出,EF左侧的两条光线OB、OA与OM的夹角相等,因此EF为界面,MN为法线,BO为入射光线,OA为反射光线,而入射光线和折射光线分居法线的两侧,故OC是折射光线。
[3]OA是反射光线,∠AOM是反射角,则反射角
∠AOM=90°-30°=60°
[4]OC是折射光线,折射角为∠CON,则折射角
∠CON=90°-50°=40°
12. 60° 左 不变
【详解】[1]入射角是入射光线与法线的夹角,激光与水平面成30°斜射入水中,则入射角是
i=90°-30°=60°
[2]保持激光射入的角度不变,使水面上升,入射点左移,折射角不变,故光斑位置左移。
[3]保持激光射入的角度不变,垫高容器右侧,水面仍然水平,法线仍然与水面垂直,故入射光线与法线的夹角不变,入射角的大小不变,,则折射角的大小不变。
13. OG 30° AB面的左方
【详解】[1][2][3]在光现象中,一束光在空气和玻璃两种介质的界面上发生了反射和折射,反射角等于入射角;如果是光从空气斜射入玻璃中时入射角大于折射角;如果光是从玻璃斜射入空气中时是入射角小于折射角。由反射和折射规律可得:反射光与折射光在法线的同侧,故CD是法线,EO是入射光线,OG是折射光线,OF是反射光线,所以反射角的大小为30°,因折射光远离法线,可得玻璃在AB面的左方。
14. 小于 不变
【详解】[1]根据光的折射规律,当光从空气中斜射入水中时,折射角小于入射角,即折射光线靠近法线。
[2]无论将哪边垫高,液面均与之前的液面相互平行,入射光线方向不变,入射角不变,则折射角也不变。
15. 漫 折射
【详解】[1]能从各个方向看见黄鹂,是由于黄鹂的表面比较粗糙,光射到黄鹂表面上发生了漫反射,反射光线射向各个方向的缘故。
[2]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,折射光线向远离法线的方向偏折;我们看到水中的鱼比实际位置浅,是由光的折射形成的虚像,在折射光线的反向延长线上,因此这就导致了我们看到的鱼的位置比实际位置要浅。
16.(1)
(2)
(3)
【详解】(1)入射角为入射光线与法线的夹角,为50°,根据光的反射定律,反射角等于入射角,等于50°,画出反射光线,反射角指的是反射光线与法线的夹角,故如图所示:
(2)根据像与物体关于平面镜对称,过A点作平面镜的对称点,即为像点A’,过B点作平面镜对称点B’,也是B的像点B’,由于平面镜成的像是虚像,故用虚线连接A’B’,故如图所示:
(3)光从空气中斜射入玻璃中,折射角小于入射角,折射光线更靠近法线,故画出折射光线,光线垂直射出,传播方向不变,故如图所示:
17.(1)
(2)
【详解】(1)根据平面镜成像特点,像与物关于镜面对称,故作的角平分线即为镜面的位置,因A'O垂直于AO,故镜面与水平面夹角的大小为
如下图所示:
(2)光线OP垂直射入玻璃砖时,传播方向不变,从玻璃砖射入空气时,发生折射,折射角大于入射角,作图如下:
18.(1)
(2)
(3)
(4)
【详解】(1)根据光的反射定律,反射角等于入射角,反射光线与入射光线分居法线两侧,据此作出反射光线;根据光的折射定律,当光由空气射向水中时,折射光线靠近法线偏折,折射角小于入射角,如图所示:
(2)根据光的反射定律,反射角等于入射角,反射光线与入射光线分居法线两侧,由此作出法线,法线与镜面垂直,由此作出平面镜,如图所示:
(3)根据平面镜成像的特点,像与物关于镜面对称,因此先作出端点A'、B'关于平面镜的对称点A、B,用实线连接A、B即为物体AB,如图所示:
(4)先将两条反射光线AB、CD反向延长交于一点S',再通过平面镜成像的特点作出S'的对称点S,即为发光点的位置,并连接SA、SC画出入射光线,如图所示:
19.(1)见解析
(2) 小于 增大
(3) 小于 介质的种类 45 在折射现象中,光路是可逆的
【详解】(1)让一束光沿背景屏表面斜射入水中,从水中能看到折射光是因为折射光线、入射光线和法线在同一平面内,眼睛从偏向左侧和偏向右等角度观察水中的折射光,小明这样做的目的是验证折射光线、入射光线和法线是否在同一平面内。
(2)[1]由表中数据可知,光不管是从空气斜射入水中,还是从空气斜射入玻璃中,折射光线都要靠近法线,折射角都小于入射角。
[2]由表一和表二可知,当入射角不为0的情况下,当入射角增大时,折射角也增大,则射角随入射角的增大而增大。
(3)[1][2]对比表一和表二数据可知,当入射角相同,光从空气斜射入玻璃的折射角小于光从空气斜射入水的折射角。即光从空气斜射入介质时折射角的大小与介质的种类有关。
[3]折射现象中光路是可逆的,则用一束光沿折射光线的反方向由玻璃射向空气,发现此时的折射光线与原入射光线重合,由表二知,若一束光从玻璃斜射入空气中,入射角是24°,则折射角是45°。
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