内容正文:
4.4 光的折射 同步训练
姓名
[学习目标]
1、了解光的折射现象,知道折射光线和折射角;
2、了解光的折射规律;
3、了解光折射中光路的可逆性。
一、知识点梳理:
知识点、光的折射
1、光从一种介质斜射到另一种介质时,传播方向会发生 ,这种现象叫做光的折射;
2、图3-56中,PQ 是空气和水的分界面,O 点是一束光的入射点,AO 是入射光线,NN′是通过 O 点的法线,∠AON(即α)为 角,OC 是进入水中传播的 光线,折射光线跟法线的夹角 (即 γ)叫做折射角。
3、光由空气射向水和玻璃中时折射的规律:光从空气斜射入水或玻璃中时,折射光线向法线偏折,折射角
入射角。入射角增大时,折射角 。光 射到水或玻璃中时,折射光线与入射光线在同一直线上。
4、从上方看水、玻璃等透明介质中的物体,我们感到物体的位置要比实际的位置 一些,这是光的
引起的。
5、海市蜃楼:海市蜃楼是一种由光在 物质中传播时发生弯折而产生的现象,这是一种光的 现象。
6、一束光斜射到某透明物体表面时,会发生 和 等现象。
二、例题讲解
例题1、下列光现象中成因相同的一组是( )
A.①③ B.①④ C.②③ D.②④
例题2、一群小鸟在湖面上嬉戏,当它们掠过湖面时,惊讶地发现自己竟然在湖水中和鱼嬉戏,以下关于湖水中鸟和鱼的像,说法正确为是( )
A.这是光的反射现象,“鸟”和“鱼”都是虚像
B.这是光的折射现象,“鸟”是虚像,“鱼”是实像
C.“鸟”是光的反射形成的虚像,而“鱼”是光的折射形成的实像
D.“鸟”是光的反射形成的虚像,而“鱼”是光的折射形成的虚像
例题3、手电筒发出的光竖直向下照射到一个空烧杯底部,光线投射到烧杯底部形成一个圆形光斑(如图中虚线所示),若再向烧杯中注水到一定高度时,烧杯底部的光圈会变为如图中的( )
A. B. C. D.
例题4、请用学过的光学知识回答下列问题。
(1)如图甲是人类首次拍到猩猩使用工具捕猎的情景。为了捉到一条鱼,猩猩用矛拼命地刺向水里却没有成功,这主要是由于光的 现象,猩猩看到水中的鱼比实际位置要 (填“深”或“浅”)。
(甲) (乙)
(2)如图乙是光线在两种介质的界面处发生反射和折射的光路图,O点是入射点,介质是空气和玻璃。则界面的 边是空气,折射角的度数为 ,反射角的度数为 。
例题5、在“初识光的折射现象”和“探究光的折射特点”的实验中:
(1)如图甲所示,小明将一束激光射至P点,形成一个光斑,向水槽内慢慢注水,水槽底部光斑的位置将 (填“向左移动”“向右移动”或“不动”),这说明光从空气斜射入水中时,传播方向 (填“会”或“不会”)发生偏折。实验中光在空气中的传播路径并不清晰,为解决此问题,他在水面上方喷了一些 。
(2)如图乙所示,小明继续探究“光从空气中射入水中时的折射特点”,他使用可折转的光屏,是为了研究折射光线、入射光线和法线是否 。如图丙所示,他将光沿着AO方向射向水面上的O点,光在水中沿着OB方向射出,调整激光笔使入射光逐步偏向法线,折射光线也逐步偏向法线,说明光从空气中斜射入水中时,入射角减小,折射角随之 (填“增大”“减小”或“不变”)。当光沿着NO方向射入水中时会沿ON'方向射出,此时折射角为 度。
三、随堂练习:
1、如图所示的四种现象中,属于光的折射现象的是()
A. B. C. D.
2、光从空气倾斜射入玻璃中,入射角为60°,折射角可能为 ( )
A. 0° B. 35° C. 60° D. 90°
3、下列关于图中所示光学现象的描述或解释正确的是( )
A.图甲中,小孔成的是倒立的虚像
B.图乙中,人配戴的凹透镜可以矫正远视眼
C.图丙中,白光通过三棱镜会分解成红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫七色光
D.图丁中,漫反射的光线杂乱无章,不遵循光的反射定律
4、一束光由空气斜射入玻璃,发生反射和折射现象,如图所示。以下对各光线判断正确的是( )
A.b是入射光线,a是反射光线 B.a是入射光线,b是反射光线
C.c是入射光线,b是折射光线 D.b是入射光线,c是折射光线
(第4题图) (第5题图)
5、陶瓷茶杯底部放有一枚硬币,人移动到某一位置时看不见硬币(如图甲),往茶杯中倒入一些水后,又能够看见硬币了(如图乙)。下列理解正确的是( )
A.加水前看不见硬币,是因为光在杯口全部折射了
B.加水前看不见硬币,是因为眼睛发射出的光线没有照射到杯底
C.加水后看得见硬币,是因为光在两种介质表面发生了反射
D.加水后看得见硬币,是因为硬币表面反射的光经过折射进入了人眼
6、小华得到了冬奥会吉祥物“冰墩墩”。他和“冰墩墩”一起完成了几个光学实验,下列描述与实验情景不相符的是( )
A.平面镜中的像由光的反射形成 B.通过放大镜看到的像是实像
C.小孔成像是因为光沿直线传播 D.岸上看到水中的虚像比物体位置高
7、如图,人眼在A点看见河里B点的小鱼,若要使从A点射出一束激光能照射到小鱼,该激光应射向 ( )
A. B点 B. B点上方 C. B点下方 D. B点左方或右方
(第7题图) (第8题图)
8、某同学在做探究光的折射特点实验,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:
(1)分析表中数据,可得出结论:
入射角
0°
15°
30°
45°
60o
反射角
0°
15°
30°
45°
60°
折射角
0°
11.3°
22.1°
35.4°
40.9°
①当光从空气斜射到水面时,将同时发生_____和_____现象;
②当光从空气斜射到水面时,折射角随入射角的变化关系是:_____,且折射角_____(填“大于” “小于”或“等于”)入射角.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:
。
四、课后巩固:
1、下列光现象中,由于光的反射形成的是( )
A.激光准直 B.水面“倒影” C.海市蜃楼 D.铅笔“折断”
2、如图所示,在南美原始森林的河流里有一种射水鱼,它在水中看到水面上方的树枝上停留的昆虫等猎物后,便向猎物射水,使猎物落在水面上后进行捕杀,下面能反映射水鱼看到猎物的光路图是( )
A. B.C. D.
3、把一枚硬币固定在空杯的底部,一直保持眼睛位置不变。当水位如图时,眼睛恰好可以看到硬币的B点。下列说法正确的是( )
A.此时看到B点只是因为光的反射 B.此时看到的硬币比实际位置要高
C.如果没有水,眼睛仍可以看到B点 D.如果再加水,眼睛就看不到B点
(第3题图) (第4题图) (第5题图)
4、如图所示,一束激光AO由空气斜射入玻璃砖,折射后从另一侧面射出,其出射点可能是图中的( )
A.M点 B.N点 C.P点 D.Q点
5、如图所示,男孩做出了错误的判断。以下四幅光路图中,能正确说明产生这一错觉的原因是( )
A. B. C. D.
6、下列关于光现象的说法正确的是( )
A. 月食是由于光的折射形成的 B. 光从空气射入水中,传播速度变小
C. 物体通过平面镜能成正立、等大的实像 D. 光发生漫反射时,不遵循光的反射定律
7、在水深1 m的湖面上空,一只画眉鸟停在岸边柳树距水面5 m高的树枝上婉转地唱歌;在距岸边2 m的水中,一条红色的小鲤鱼悠然地游动.静观湖面,“小鲤鱼” “画眉鸟”和“柳树”浑然一体,好一幅如诗如画的美景!关于上述情景,下列阐述错误的是( )
A. 水中的“画眉鸟”是树上的画眉鸟通过水面反射形成的一个虚像
B. 水中的“画眉鸟”距离水面1 m
C. 站在岸边看见的“小鲤鱼”到水面的距离肯定小于1 m
D. 我们看到水中的“画眉鸟”和“小鲤鱼”都是虚像
8、一只青蛙在井底的正中央不动,通过井口看外面的天空,如图所示。下列说法中正确的是( )
A. 无水时,青蛙看到的天空面积只有井口大 B. 无水时,青蛙看到的天空面积比井口小
C. 有水时,青蛙看到的天空面积比无水时小 D. 有水时,青蛙看到的天空面积比无水时大
(第8题图) (第9题图) (第10题图) (第11题图)
9、在天宫课堂中,航天员王亚平将空气注入水球,形成的气泡球与水球的球心都在O点。一束光线从空气射入水球的光路如图,其中球心O与入射点O1的连线为法线。则进入气泡球的折射光线可能为( )
A.① B.② C.③ D.④
10、一光源 S 发出的光经凸透镜后平行射出,若把凸透镜浸没在水中(如图),使光线仍平行射出,则( )
A.需把光源上移一些 B.需把光源下移一些 C.不需移动光源 D.条件不足,无法判断
11、一束光在空气和玻璃的分界面上同时发生了反射和折射现象,如图所示。据图回答:
(1)从图中分析可知,入射角的度数为 。
(2)折射光线是 。
12、如图一束光从空气斜射入平行玻璃砖(入射角为50°)后,再折射入空气:
(1)图甲、乙两图中,符合光的折射定律的是图 (填“甲"或“乙”);
(2)光从玻璃斜射入空气中的折射角 50°(填“大于"、“小于"或“等于”);
(3)把一块长方体玻璃砖压在有“科学'俩字的书上,则“科学"两字是____。
A.变浅的虚像 B.变浅的实像 C.变深的虚像 D.变深的实像
14、在探究“光从空气斜射入水和油时,哪种液体对光的偏折本领较大”的实验中,小明提出如下实验方案:先让一束入射光从空气直接斜射入透明的空水槽中,记录下光斑位置(如图甲所示);接着分别倒入水和油,记录对应的光斑位置,再通过分析就可得到实验结论。经讨论,同学们认为这一方案是可行的,于是进行了探究实验。
(1)要实现探究目标,他们应选择图乙中的 (填字母)两图进行实验,这样选择的目的是
。
(2)某小组同学正确实验后,所记录的三次光斑的相对位置如图丙所示,经分析可知:光从空气斜射入水和油时, ,对光的偏折本领较大。
15、小科学完光学知识后回家进行了实验,先根据课本介绍将铅笔放入水中观察到了预期的现象(图甲),后又发现将铅笔竖直放入盛有水的圆柱形的杯子当中,观察到水中的铅笔变粗并错位。将铅笔由水杯中间向两边移动,发现水中的铅笔错位更加明显,快到水杯边上时,水中的铅笔竟然“消失”了,如图乙。
于是小科在老师的指导下,查阅了一些资料,并且将实验现象画成简图。
资料一:若界面为弧形,可以将折射点及反射点的切面视为该点的折射面(图丙)。
资料二:光从水中射向空气中折射角与入射角的变化规律如下表。
入射角
0°
10°
20°
30°
40°
50°
60°
折射角
0°
13.4°
27.1°
41.7°
58.7°
无
无
(1)请在图丙中画出入射光线ao大致的折射光线。
(2)当铅笔放入盛有水的圆柱形杯子当中,水杯相当于凸透镜,铅笔的位置小于一倍焦距成正立放大的 (填“虚”或“实”)像,因此筷子变粗。
(3)分析表中数据,反射的光线通过折射面射入人眼,折射角大于入射角,进一步分析可得到折射角之间的差值,随着入射角的增大而 ,因此铅笔错位更加厉害。
(4)图表中还可发现入射角大于一定角度时(如大于50°时),铅笔会“消失”在视野中,发生这个现象的原因是因为此时的光线 的缘故。
参考答案:
一、知识点梳理:
知识点、
1、偏折 2、入射角 折射 ∠CON´
3、小于 也增大 垂直 4、高 折射
5、不均匀 折射 6、反射和折射
二、例题讲解:
例题1、A
解析:海市蜃楼是光的折射现象,水中倒影是光的反射现象,碗中折筷是光的折射现象,墙上手影是光沿直线传播现象,则成因相同的是①③,故A正确,而B、C、D错误。故A符合题意。
例题2、D
解析:小鸟在空中飞行,它发出的光在水面发生反射,于是在水里成正立等大的虚像,所以看到小鸟与鱼在水中嬉戏。鱼就在水中,它发出的光从水中射入空气中发生折射,折射光线射入眼睛后,我们会看到成在水中鱼的虚像,但是比实际位置较浅。故D符合题意。
例题3、B
解析:向烧杯中注水到一定高度时,光从空气斜射入水中发生折射,此时折射角小于入射角,即折射光线靠拢法线偏折,因此烧杯底部成的光斑会变小,故B正确,而A、C、D错误。故B符合题意。
例题4、(1)折射;浅(2)左;60°;35°
解析:(1)如图是人类首次拍到猩猩使用工具捕猎的情景。为了捉到一条鱼,猩猩用矛拼命地刺向水里却没有成功,这主要是由于光的折射现象,猩猩看到水中的鱼比实际位置要浅。
(2) 由图可知,
MM'为界面,DE为法线;∠MOB与∠M'OC的大小是相等的,则∠BOE和∠EOC也是相等的; 折射光线与入射光线分居在法线的两侧,反射光线与入射光线分居在法线的两侧,故OB为入射光线,OC为反射光线,OA 为折射光线。则折射角为∠DOA=90°-30°=60°,入射角为∠BOE=90°-55°=35°,大于入射角,故界面的左边是空气。
例题5、(1)向左移动;会;烟雾 (2)在同一平面内;减小;0
解析:(1)如图甲所示,小明将一束激光射至P点,形成一个光斑,向水槽内慢慢注水,根据“折射角小于入射角”可知,水槽底部光斑的位置将向左移动,这说明光从空气斜射入水中时,传播方向会发生偏折。实验中光在空气中的传播路径并不清晰,为解决此问题,他在水面上方喷了一些烟雾。(2)①如图乙所示,小明继续探究“光从空气中射入水中时的折射特点”,他使用可折转的光屏,是为了研究折射光线、入射光线和法线是否在同一平面内。②如图丙所示,他将光沿着AO方向射向水面上的O点,光在水中沿着OB方向射出,调整激光笔使入射光逐步偏向法线,折射光线也逐步偏向法线,说明光从空气中斜射入水中时,入射角减小,折射角随之减小。③当光沿着NO方向射入水中时会沿ON'方向射出,此时折射光线与法线重合,即折射角为0度。
三、随堂练习:
1、D 2、C 3、C 4、B 5、D 6、B 7、A
8、(1)①反射 折射 ②折射角随入射角的增大而增大(或折射角随入射角的减小而减小) 小于
(2) 是 探究过程不完整,还应该做其他多种透明介质之间的折射实验(回答合理即可)
四、课后巩固:
1、B 2、D 3、B 4、B 5、D 6、B 7、B 8、D 9、A 10、B
11、(1)30° (2)OG 12、(1)甲;(2)等于;(3)A
13、(1)甲(2)等于(3)A
14、(1)BD;保证其他因素不变, 只改变光线传播的介质(2)油
15、(1)(2)虚(3)增大 (4)只有反射,没有折射,光线消失无法进入人眼(全反射)
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