内容正文:
新版科学八上 第一章 第四节 光的反射和折射
(第三课时)
基础练习:
1.如图的四种现象中,由于光的折射形成的是( )
A.河面上桥的倒影 B.阳光下树的影子
C.镜中小狗的像 D.水中折断的铅笔
2.如图所示的广告图中有一处科学性的错误,它违背了光的某种规律,下面哪幅原理图能说明它违背的规律( )
A. B.
C. D.
3.如图所示,用该视力表进行测试时,被测者需距离视力表5 m,因受到场地限制,可利用平面镜来增距。以下是某同学检查视力时的情景,下列说法中正确的是( )
A.镜中视力表的像是实像
B.该同学应距离视力表2 m处进行测试
C.该同学应距离视力表1 m处进行测试
D.镜中视力表的像是由光的折射形成的
4.现今,一些大厦用许多大块的平板镀膜玻璃做外墙(俗称“玻璃幕墙”)。这种墙既能反射光线也能透过光线。下列选项中,能真实反映光通过“玻璃幕墙”进入室内传播途径的是( )
A B C D
5.如图所示,当玻璃杯中没有水时,在A处发出一束光,在杯壁上的B处形成一个光斑。在不考虑杯壁对光的反射的条件下,当往杯中加水时,下列说法正确的是( )
A.当水面至CD时,光斑仍在B处
B.当水面至EF时,光斑仍在B处
C.当水面至CD时,光斑移至B的上方
D.当水面至EF时,光斑移至B的上方
6.如图所示,一束光斜射到容器中的水面上,发生反射和折射。若将容器右端抬高一些,则下列说法中正确的是( )
A.入射角和反射角都增大 B.反射角增大,折射角减小
C.入射角不变,反射角增大 D.反射角和折射角都不变
7.如图所示,一束激光射到空水槽底部O点,形成一个光斑,沿水槽壁向水槽中缓慢注水,在此过程中,下列说法正确的是( )
A.水槽底部光斑向O点左侧移动,折射角逐渐变大
B.水槽底部光斑向O点右侧移动,折射角逐渐变大
C.水槽底部光斑向O点左侧移动,折射角保持不变
D.水槽底部光斑向O点右侧移动,折射角逐渐变小
8.如图所示,从长方体水槽右侧某一高度斜射一束激光,在水槽底部产生一个光斑O,下列操作可使光斑O向左移动的是( )
A.保持水面高度和射入角度不变,使激光笔向右平移
B.保持激光笔位置和射入角度不变,缓缓放出一些水
C.保持水面高度和入射点不变,使激光的入射角减小
D.保持水面高度和入射点不变,使入射光线绕入射点逆时针转动
9.如图所示为河对岸的树在水中的倒影。下列光路图中能正确解释这一现象产生的原因的是( )
A. B.
C. D.
10.一束光线从一种透明介质斜射到另一种透明介质的表面时,同时发生了反射和折射,若光线与界面夹角是40°,反射光线与折射光线夹角为120°,则反射角和折射角度数分别为( )
A.40°;40° B.50°;40° C.40°;10° D.50°;10°
11.一束光从空气中斜射到水面上时发生了反射和折射,入射光线与水面成30°角,则入射角的大小为 ,反射角的大小为 ,折射角 (选填“等于”“大于”或“小于”)入射角。请在图中完成光路图(反射、折射光线都要画)。
12.如图所示,在平静的湖边上方有一盏路灯,潜水员在水下E处看到了路灯的像,图中A、B两点,其中一点是路灯的发光点,另一点是路灯的像点。在图中画出水下E处的潜水员看到路灯的光路图,通过光路图区分发光点和像点。
13.在“观看水中的硬币”活动中,把一枚硬币固定在空杯的底部,当水位如图位置时,眼睛恰好可以看到硬币的B点位置
(1)此时眼睛所看到的水中硬币是一个变浅的______像。(填“实”或“虚”)
(2)如图,再往碗里不断地加水,眼睛可以看到的区域往______(填“A”或“C”)移动
14.如图1所示,将透明的薄壁(厚度可忽略不计)方形水槽水平放置;固定在水槽底部的激光笔沿图示方向发出一细光束,小彬通过缓慢改变水槽中的水量来探究光的传播现象。
(1)图 1 水槽中未注水时可在侧壁上 A 处得到一个光点,注入一定量的水后,光点移至 B 处。为使 B 处的光点移至 C 处,则应使水槽中的水量______, 若 BC 间距离为 2 cm,则水面高度的变化量h______2 cm(填“ > ”、“= ”或“ < ”)
(2)如图 2 所示,小彬将激光笔移至虚线框内向水槽底部照射,为使光束第一次从水面射出后沿DE 方向传播,则激光笔照射的方向应满足的条件是______, 且激光笔照射在水槽底部的位置必须在区______(填“①”、“②”或“③”)内
提高训练:
15.如图所示,把由同种玻璃制成的正方体玻璃砖A和半球形玻璃砖B放在报纸上,若正方体的边长和半球的半径相同,则从正上方沿图中虚线(中心线)方向往下看中心线对准的文字( )
A.A和B中看到的都比实际的高
B.A中看到的比实际的高,B中看到的比实际的低
C.A中看到的比实际的高,B中看到的与实际的一样高
D.A和B看到的都与实际一样高
16.如图所示,水槽的右壁竖直放着一面平面镜。无水时,射灯从S点发出的光经平面镜反射后,左壁上会出现一个光点P。往水槽内加水,当水面处于a、b、c、d四个位置时,左壁上分别出现、、、四个光点(不考虑水面对光的反射)。则四个光点在左壁上的排列从下往上依次为( )
A.、、、 B.、、、
C.、、、 D.、、、
17.甲、乙、丙、丁四组同学在实验室做光学实验。
(1)图一是甲组同学探究了“光的反射定律”,他们将一张白纸B放在水平桌面上,将一块平面镜A垂直白纸放置,用激光手电贴着_____(填“A”或“B”)照射进行实验。
(2)其他三组同学都探究了光的折射规律,乙、丙两组同学根据实验现象作出了光路图,如图二和图三所示。对比光路图可以得出折射角的大小与_______有关
(3)丁组同学意外发现:当光沿某方向从半圆玻璃砖射向空气时,折射光消失而反射光变得更亮,如图四,老师告诉他这是光的全反射现象。小明查到光从玻璃射向空气时的一些数据如下表。
入射角i
0°
10°
20°
30°
40°
41.2°
41.8°
42°
折射角r
0°
15.2°
30.9°
48.6°
74.6°
81°
90°
反射能量
5%
7%
26%
43%
77%
84%
100%
100%
①分析以上数据可知光从玻璃射向空气时,折射角随入射角的增大而______。
②光从玻璃斜射向空气时,当入射角______时,反射能量达到100%,就发生了全反射现象。
③由表格数据可知图五中的图线_____(选填“a”或“b”)反映了上述实验中的两角关系。
18.小明在探究光的折射规律时,意外发现:当光沿某方向从半圆玻璃砖射向空气时,折射光消失而反射光却变得更亮(如图1),老师告诉他这是光的全反射现象。课后,小明查到光从玻璃射向空气时的一些数据如下表所示:
入射角i
0°
10°
20°
30°
40°
41.2°
41.8°
42°
折射角r
0°
15.2°
30.9°
48.6°
74.6°
81°
90°
/
反射能量
5%
7%
26%
43%
77%
84%
100%
100%
(1)分析以上数据可知光从玻璃射向空气时,折射角随入射角的变化关系是:折射角随入射角的增大而___________。
(2)光从玻璃射向空气时,当入射角i≥___________°时,反射能量达到100%,就发生了全反射现象。
(3)由表格数据可知:图2中图线___________(选填“a”或“b”)反映了上述实验中的入射角与折射角之间的关系。
(4)当光从空气斜射向玻璃时,不能发生全反射现象。原因是折射角___________入射角。(选填“>”“=”或“<")
参考答案:
1.D
【详解】
A.河面上桥的倒影,是平面镜成像现象,属于光的反射,不符合题意。
B.阳光下树的影子是光的直线传播,不符合题意。
C.平面镜成正立、等大的虚像,属于光的反射原理,不符合题意。
D.将筷子斜插入水中时,水面下的筷子看起来向上偏折。这是由于筷子水下的部分反射出的光线到达水面时,要发生折射而造成的,符合题意。
故选D。
2.B
【详解】
人看见勺子反射的光由水中斜射入空气,会发生折射,且折射角大于入射角,光路图如下
故ACD不符合题意,B符合题意。
故选B。
3. 【答案】B
【解析】镜子中的视力表所成的像是虚像,故A错误;
根据平面镜成像的对称性可知,视力表所成的像到平面镜的距离等于视力表到平面镜的距离3.5m。根据测试要求可知,人到视力表的像的距离应该为5m,则人到平面镜的距离为:5m-3.5m=1.5m,那么人到视力表的距离:3.5m-1.5m=2m,故B正确,而C错误;
镜中视力表的像是光的反射形成的,故D错误。 故选B。
4. 【答案】B
【解析】
光通过玻璃膜墙进入室内,经历了两次折射,第一次是从空气斜射入玻璃中,折射光线向靠近法线方向偏折;第二次是从玻璃斜射入空气中,折射光线向远离法线方向偏折。故选B。
5. 【答案】B
【解析】光从水中射入空气中时,折射角大于入射角,则当水面到达CD时,如下图所示:
此时光斑的位置再B的下方,故A、C错误;
当水面到达EF时,光始终在水中沿直线传播,不会发生折射,因此光斑的位置再次回到B处,故B
正确,D错误。 故选B。
6. 【答案】D
【解析】当容器右端抬高后,由于水受重力作用,因此水面始终在水平方向,即使水面高度发生改变,
但是水面的方向保持不变。因为入射光线的角度不变,所以入射角不变,根据“反射角等于入射角”可知,此时的反射角也不变。根据光的折射规律可知,此时的折射角也保持不变,故D正确,而A、B、C错误。 故选D。
7. 【答案】C
【解析】
水槽内没有注水时,光沿直线传播,照射到O点,当向水槽内注入适量的水后,光从空气斜射入水中发生折射,折射角小于入射角,因此光线移动到O点左侧;继续沿水槽壁缓慢注水,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,故C正确。故选:C。
8.B
【详解】
A.保持水面高度和射入角度不变,激光笔向右平移时,光斑将向右移动,故A不符合题意;
B.保持激光笔位置和射入角度不变,缓缓放出一些水,此时水面下降,入射点向左移动,则光斑向左移动,故B符合题意;
C.保持水面高度和入射点不变,使激光入射角减小,此时折射角减小,光斑右移,故C不符合题意;
D.保持水面高度和入射点不变,使入射光线绕入射点逆时针转动时,激光的入射角减小,此时折射角减小,光斑右移,故D不符合题意。
故选B。
9. 【答案】B
【解析】树木在水中倒影,是因为来自岸上树木的光线斜射到水面上发生反射,反射光线进入眼睛,所以才能观察到对岸的树木在水中的倒影,故B正确D错误,AC图中光线来自水中,且光是直线传播或发生光的折射,故AC错误。故选B。
10. D
【详解】
光线与界面的夹角为40°,所以入射角为
90°-40°=50°
根据光的反射定律,反射角等于入射角等于50°,反射光线与界面的夹角为
90°-50°=40°
反射光线与折射光线的夹角为120°,所以折射光线与界面的夹角为
120°-40°=80°
则折射角为
90°-80°=10°
故选D。
11. 【答案】60°;60°;小于;如图所示:
【解析】
由图知入射光线与水面成30°角,而入射光线与法线的夹角为入射角,故入射角的大小为:90°-30°=60°;根据光的反射定律,反射角等于入射角,则反射角的大小也为60°;当光从空气斜射入水中时,折射角小于入射角。故答案为:60°;60°;小于;如图所示:
12. 【答案】如图所示:
【解析】
连接EB,EB与界面的交点即为入射点O,OE就是折射光线,连接AO,AO就是入射光线,即可完成水下E处的人看到路灯A的光路图;如图所示:
13. 虚 A
【详解】
(1)[1]来自硬币的光线会从水中斜射入空气中从而发生折射,当折射光线进入人眼时,人眼逆着折射光线看去,看到的便是由于光的折射而形成的变浅的虚像(虚像的位置比物体的实际位置偏高)。
(2)[2]再往碗里不断地加水,如图所示:
液面升高,入射角不变,折射角不变,眼睛可以看到的区域往A移动。
14. 增加 > 平行于DE ②
【详解】
(1)[1][2]水槽中未加水时,由于光的直线传播,激光射到侧壁上的A点,当水槽中加水时,光点下移到B点位置,这是由于光的折射现象引起的,当光从水中射入空气中时,折射角大于入射角,此时入射角小于角θ。因水面方向、入射角和折射角都不变,要使B处的光点向上移到C处,则应使水槽中的水量增加。若BC间距离为2cm,因两次折射光线是平行的,如下面图1所示
则水面高度的变化量大于2cm。
(2)[3][4]将激光笔移至虚线框内向水槽底部(厚度可忽略不计)照射,因光从空气斜射进入水中和从水斜射进入空气中时,两次发生折射,一次折射角减小,另一次折射角增大,则最终的折射光线与最初的入射光线是平行的,所以激光笔应该与DE平行入射到区域②的位置,才能实现,如下面图2所示
则激光笔照射的方向应满足的条件是平行与DE,且激光笔照射在水槽底部的位置必须在区域②。
15.C
【详解】
从半球形玻璃砖B正上方沿图中虚线(中心线)方向往下看中心线对准的文字,字反射的光进入玻璃时都经过球心,沿法线传播,光的传播方向不变,光线的反向延长线的交点仍在字处,位置不变;但正方体玻璃砖A下的字反射的光除垂线那条外,都是斜射入玻璃砖中,在界面处会折射,折射光线反向延长线的交点就是字的像,比字的位置高。即:A中看到的比实际的高,B中看到的与实际的一样高。
故选C。
16.A
【详解】
往水槽内加水,当水面处于a时,光线经水面发生折射,此时折射角大于入射角,当折射光线射到右壁上,再发生反射,射到左壁的Pa点上(如图甲),同理,当水面处于b时,光线经水面发生折射,此时折射角大于入射角,当折射光线射到右壁上,再发生反射,射到左壁的Pb点上(如图乙),当c、d两点时,先发生反射,再发生折射,射到左壁的Pc,Pd上(如图丙、丁),四个光点在左壁上的排列从下往上依次为、、、。
故选A。
17. B 介质种类 增大 41.8° a
【详解】
(1)[1]探究“光的反射定律”的实验过程,将一个平面镜A垂直白纸放置,用激光手电贴着B照射到平面镜上,则入射光线和其反射光线的径迹同时在纸板上出现。
(2)[2]图中入射的介质分别是水和玻璃,所以光线射入的是不同的介质,在两种介质中的折射角度不同,因此可判断折射角的大小可能与介质种类有关。
(3)①[3]由表中数据可知,光从玻璃斜射向空气时,折射角、反射能量随着入射角的增大而增大。
②[4]当入射角达到41.8°时,反射能量达到100%,就发生了全反射现象。
③[5]折射角随着入射角的增大而增大,但折射角总大于入射角,而图b中,当入射角等于45°时,反射角也等于45°,a图象中的折射角始终大于入射角,因此图a反映了折射角与
入射角的关系;
18. 增大 41.8 a <
【详解】
(1)[1]根据表格可知,光从玻璃射向空气时,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。
(2)[2]根据表格可知,光从玻璃射向空气时,当入射角i≥41.8 °时,反射能量达到100%,就发生了全反射现象。
(3)[3]根据表格数据可知,折射角随入射角的增大而增大,但是二者之间不能正比关系,则它们的变化图像肯定不是一条直线,则图2中图线a反映了实验中的入射角与折射角之间的关系。
(4)[4]当光从空气斜射向玻璃时,不能发生全反射现象。原因是折射角<入射角。
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