一、光的折射(专项训练)物理苏科版2024八年级上册
2025-10-20
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资源信息
| 学段 | 初中 |
| 学科 | 物理 |
| 教材版本 | 初中物理苏科版八年级上册 |
| 年级 | 八年级 |
| 章节 | 一、光的折射 |
| 类型 | 题集-专项训练 |
| 知识点 | 光的折射 |
| 使用场景 | 同步教学-新授课 |
| 学年 | 2025-2026 |
| 地区(省份) | 全国 |
| 地区(市) | - |
| 地区(区县) | - |
| 文件格式 | ZIP |
| 文件大小 | 5.87 MB |
| 发布时间 | 2025-10-20 |
| 更新时间 | 2025-10-20 |
| 作者 | 理化课代表~ |
| 品牌系列 | 学科专项·举一反三 |
| 审核时间 | 2025-10-20 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/54457163.html |
| 价格 | 4.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
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内容正文:
一、光的折射
一.光的折射的概念和现象(共6小题)
二.从水面看向水中(共6小题)
三.从水中看向水面(共5小题)
四.筷子在水中的弯折(共6小题)
五.探究光的折射特点实验(共4小题)
六.不同介质入射角、反射角与折射角的大小关系(共6小题)
七.光折射的光路作图(共4小题)
八.辨析水面高度变化和水底光斑变化(共3小题)
九.根据光路图区分入射、反射和折射光线(共4小题)
十.光的折射规律的应用(共5小题)
一.光的折射的概念和现象(共6小题)
1.下列的光现象中,属于光的折射形成的是( )
A.池水变浅 B.水中倒影 C.树荫下的光斑 D.立竿见影
2.如图所示,斜插入水中的筷子看起来在水面处“折断”的原因是( )
A.光沿直线传播 B.光的反射
C.光的折射 D.光的色散
3.如图所示的光现象中,由光的折射形成的是( )
A.墙上的手影
B.水中倒影
C.人透过水球所成的像
D.树荫下的光斑
4.如图所示,一只水鸟站在水中觅食,图中的黑影是由于光的 形成的,倒影是因光的反射形成的 像,且倒影看起来要“暗”一些,是因为有一部分光在水面处发生了 而进入水中。
5.诗句“大漠孤烟直,长河落日圆”展现了一幅美丽的画卷,诗人观察到太阳在图中的甲位置,但这并非太阳的实际位置,太阳实际处在图中的乙位置,这是因为太阳光在经过不均匀的大气层时发生了 现象。
6.如图所示,小江家新买了一个鱼缸,他和妹妹从鱼缸的斜上方观察水中的小鱼,他们观察到的小鱼的位置比小鱼的实际位置要 (选填“深”或“浅”)一些,这是由于光从 (选填“水中斜射入空气中”或“空气中斜射入水中”)时发生光的 现象。
二.从水面看向水中(共6小题)
7.关于光现象,下列说法正确的是( )
A.看到池子里的水深比实际的浅是由于光的折射所致
B.用磨砂玻璃做教室的黑板是为了克服漫反射
C.雨后天空出现彩虹是由于光的反射形成的
D.光的色散现象说明彩色光是由白光组成的
8.如图甲所示,在水中A处有一条鱼,但岸上的人却看到这条鱼在B处。在如图乙所示的四幅光路图中,能正确说明产生这一现象原因的光路图的是( )
A. B. C. D.
9.如图所示,水池底部有一个小射灯,当池中无水时,岸上的人观察到池壁上的点S被照亮,当池中水面达到a时,人眼观察到池壁上点P(未画出)被照亮,则下列说法正确的是( )
A.点P在点S上方 B.点P在点S下方
C.点P和点S是同一个点 D.无法确定点P的位置
10.如图为北山中学小琪与同学做的家庭实验,将一枚硬币放在空碗底部,观察者能看到碗中的硬币是因为硬币反射的光 (选填“进入”或“不进入”)了人的眼睛。然后小琪将碗移到观察者刚好看不到硬币的位置,保持观察者的眼睛、碗和硬币的位置不变,小琪缓缓向碗里倒水,随着水面升高,观察者 (选填“能”或“不能”)重新看到“硬币”,这是由于光的 的缘故。
11.小明在岸边透过水面看见河底一白色“鹅卵石”,他看到的“鹅卵石”是由光的 形成的虚像,若小明用激光手电对准看到的“鹅卵石”照射,则手电发出的光 (选填“能”或“不能”)照射到河底真实的鹅卵石上。
12.柳宗元在《小石潭记》中写道:“潭中鱼可百许头,皆若空游无所依。”他看见的潭水中的鱼,实际上是光从 斜射向 时发生 而形成的,像的位置比实际鱼的位置要 (选填“高”或“低”)一些。
三.从水中看向水面(共5小题)
13.小明站在游泳池的浅水区中,观察水面下自己的腿,发现自己的腿好像“变短了”,下列光路图中能解释这一现象的是( )
A. B.
C. D.
14.如图,小美站在湖边刚好能看见湖对岸一棵树在水中完整的像,下列说法正确是( )
A.小美所看到树的倒影和看到水里的鱼成像原理相同
B.小美所看到树的倒影和看到水里的鱼的都是实像
C.小美若想看到旁边更高的树完整的像,要继续向岸边走
D.小美看湖底比实际的浅是因为光线从空气射入水中发生折射
15.如图甲所示,潜水员在潜水时,抬头看到水面上有一只飞翔的小鸟。图乙中能正确反映这一过程光路图的是( )
A. B.
C. D.
16.人在鱼池边上搅动池水发出声响时,鱼儿会慌忙游窜,这说明 能传声,鱼儿看到岸上的人是光从 (选填“空气射向水”或“水射向空气”)时发生折射所成的虚像,像的位置比实际的人位置要 (选填“高”或“低”)。
17.通过写字台上的玻璃板观察玻璃板下的文字所看到的文字的位置往往比实际位置 (选填“高”或“略低”)一些,潜水员在水中看到岸边汽车的高度比车的实际高度要 (选填“高”或“略低”)一些。
四.筷子在水中的弯折(共6小题)
18.如图所示的四种现象中,属于光的折射现象的是( )
A.山的倒影 B.月食
C.水中筷子“弯折” D.汽车后视镜
19.如图所示,插入水中的筷子看起来好像向上弯折,能正确表示所看到现象的光路图是( )
A. B. C. D.
20.下列四种现象中,属于光的折射现象的是( )
A.林间光线 B.镜中花
C.水中筷子 D.水中桥
21.如图所示,我们可以从各个方向看到筷子,是因为光在筷子表面发生了 反射,而插入水里的筷子似乎在水面处折断,是光的 造成的。
22.“月掩火星”是地球、月亮和火星三者在一条直线上而出现的视觉现象。日食现象、交警服上的反光条反光、斜放在水中的筷子弯折三个现象中,与“月掩火星”奇观成因相同的是 。
23.如图所示,插入水中的筷子看起来向上弯折。请画出能够说明该现象成因的一条光路图。
五.探究光的折射特点实验(共4小题)
24.小明同学在探究“光的折射规律”时利用了如图所示的装置。由E和F两个半圆形组成的光屏竖直放置在玻璃水槽中,NOM为两半圆的分界线。
(1)实验时,先让光屏EF位于同一平面内,一束激光贴着光屏沿AO从空气斜射入水中,为了更清晰地看到折射光线,我们可以在水中加入适量的 。
(2)小明将光屏F向后折转一定角度进行观察是为了验证 是否在同一平面内。
(3)小明测量的数据如表所示,由此他得出结论:在光的折射现象中,折射角总是小于入射角。你认为小明的结论是 (选填“正确”或“不正确”)的;分析数据及实验过程后你的理由是 。
实验次数
第一次
第二次
第三次
第四次
入射角
15°
30°
45°
60°
折射角
11°
22°
32°
40°
25.某小组同学设计了如图甲所示的实验装置探究光的折射规律,在玻璃水槽中竖直放置的光屏由E和F两个半圆形光屏组成,其竖直方向的直径NOM为两半圆的分界线,其中光屏F可绕直径NOM在水平面内前后折转。
(1)将光屏F调至与光屏E在同一平面内,保持入射点O不变,多次改变入射光线AO与ON的夹角进行实验,该小组同学将测量结果记录在下表中。
入射角α
0°
15°
30°
45°
60°
折射角β
0°
11.3°
22.1°
35.4°
40.9°
①分析数据得出的结论是: (写出一条即可)。
②当光从空气垂直射入水中时,光的传播方向 (选填“改变”或“不改变”)。
(2)该小组同学在玻璃水槽底部用另一支激光笔让光贴着光屏F沿BO射向水面时,可看到折射光线沿OA方向射出,这说明在光的折射现象中,光路是 的。
(3)另一小组的小华在做光的折射实验时,将一束光以相同的入射角从空气分别斜射入水和玻璃中,如图乙所示。分析实验现象可知,不同介质对光的折射本领是 (选填“不同”或“相同”)的,水对光的折射本领 (选填“大于”“等于”或“小于”)玻璃对光的折射本领。
(4)在日常生活中,我们经常会有“潭清疑水浅”的错觉,而水底变浅是因为我们看到的水底是 像。
26.某小组利用如图所示器材探究“光从空气射入水中时的折射规律”。
(1)实验应在 (选填“较暗”或“较亮”)的环境中完成较好;让光贴着圆盘入射,同学们发现从圆盘前不同方向都能看到光的径迹,这是因为光在圆盘上发生 ;
(2)为探究入射光线、法线和折射光线是否在同一平面内,保持入射光线的位置不变,将光屏右侧绕NN'向后转折一定角度,发现右侧光屏上没有看到折射光线,这说明光在折射时 。此时,折射光 (选填“存在”或“不存在”),如何通过实验验证此时折射光是否存在? ;
(3)将实验结果画在图丙中,其中1 和1'、2和 和3'、4 和 分别表示各次入射光线和对应的折射光线的位置。由此可得出,光从空气斜射入水中时,折射角随入射角的增大而 ,且折射角小于入射角;当光从空气垂直射入水中时,折射角等于 度,光的传播方向不变;
(4)图丙中当激光从水中沿4'方向射入O 点时,折射光线沿着4的方向射出,说明折射现象中光路是 的。
27.某同学用如图所示的装置探究光的反射和折射特点,在水槽中竖直放置光屏由E和F两个半圆形光屏组成。NOM为两半圆光屏的分界线,光屏F可绕直径NOM前后折转,向水槽中加水后,当E和F两个半圆形光屏在同一平面时的某次实验光路如图所示。
(1)光从空气斜射到水中时,将同时发生 和 现象;其中 光线最亮(选填:AO、OB、OC);
(2)实验过程中,将光屏F绕直径NOM向后多次折转不同角度,发现光屏F上始终没有反射光线和折射光线,说明 ;
(3)角度测量数据如下表所示,分析表中数据,可得出结论:
入射角
0°
15°
30°
45°
60°
反射角
0°
15°
30°
45°
60°
折射角
0°
11°
22.1°
35.4°
40.9°
① ;
② ;
③ ;
(4)若入射光线沿BO方向从水中射入空气,则折射光线沿 射出,此现象说明折射时光路是 的。
六.不同介质入射角、反射角与折射角的大小关系(共6小题)
28.如图所示,一束光沿着AO斜射入装有水的水槽。入射光线将在水中发生偏折。若在水槽的左侧垫了一块小石头,保持光线AO斜射方向不变,当水面恢复平静时,以下说法正确的是( )
A.入射角将增大 B.折射角将减小 C.折射角不变 D.折射角将增大
29.如图所示,OA是光从水中射入空气的一条反射光线,若OA与水面夹角60°,关于入射角α、折射光线与法线的夹角β的说法正确的是( )
A.α=60°,β<60° B.α=60°,β>60°
C.α=30°,β<30° D.α=30°,β>30°
30.一束光在空气和玻璃的分界面发生反射和折射,一位同学很粗心仅画了三条光线,没有标出光的传播方向,如图,请帮助判断,其中反射光线是 折射角大小是 。
31.如图所示,光在水和空气的界面CD同时发生反射和折射,反射角为 度,折射角为 度,界面CD下面的介质是 。
32.如图,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:折射角为 ,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”),若减小入射角,则反射光线与折射光线的夹角 。(选填“增大”、“减小”或“不变”)
33.一束光由空气斜射入水中,请在图中画出反射光线及折射光线的大致位置,并标出反射角的大小。
七.光折射的光路作图(共4小题)
34.从发光点S发出一束激光投射到水面上,在水面处经折射和反射后,分别在水槽底部A点和天花板上的B点形成光斑(如图所示)。请画出入射光线、反射光线和折射光线(保留作图痕迹)。
35.如图所示,一束光在空气和水的分界面AB上同时发生了反射和折射现象,画出反射光线、折射光线的大致位置。
36.如图,澄池底部有一条小金鱼在A处,站在岸边的小滨看到小金鱼在A'处,请画出小滨看到小金鱼的光路图(标明入射光线和折射光线)。
37.清澈池塘底部有一石块A,站在岸边的小强(假设小强的眼睛在C处)看到石块在B处,请画出小强看到石块A的光路图。(保留作图痕迹)
八.辨析水面高度变化和水底光斑变化(共3小题)
38.有一圆柱形敞口容器,从其左侧某一高度斜射一束激光,在容器底部产生一个光斑O,如图所示,下列操作使光斑向左移动的是 ( )
A.保持水面高度不变使激光笔向右平移
B.保持激光射入角度不变,使水面上升
C.保持激光射入角度不变,使水面下降
D.保持水面高度和入射点不变,使激光入射角增大
39.某校新建成一个喷水池,在池底中央安装了一只射灯。射灯发出的一束光照在右边的池壁上,当池内无水时,站在池旁左边的人,看到在S点形成一个亮斑,如图所示。现往池内灌水,水面升至a位置时,人看到亮斑的位置在P点:如果水面升至b位置时,人看到亮斑的位置在Q点。则( )
A.P点在S点的上方,Q点在S点的下方 B.P点在S点的下方,Q点在S点的下方
C.P点在S点的上方,Q点在S点的上方 D.P点在S点的下方,Q点在S点的上方
40.如图所示,被固定好的激光源L发射的一束激光照射到容器中的水平液面上,入射角为。这束激光经液面反射后,照射到光电转换器M的点上,光电转换器M能够将接收到的光信号转换成电信号,从而指示出容器中液面的高度。经过一段时间,如果光信号由点移至点,已知之间距离为10cm,说明容器中的液面 (选填“升高”或“降低”)了 cm,此过程折射入水照到杯底的光点向 移,激光常被用来测距是利用它 的特性。
九.根据光路图区分入射、反射和折射光线(共4小题)
41.如图所示是光在空气和玻璃两种介质中传播的情形,下列说法中正确的是( )
A.是界面 B.入射角等于30°
C.的右边是玻璃 D.折射角等于50°
42.如图所示,光在玻璃和空气的界面同时发生了反射和折射,以下说法正确的是( )
A.入射角为60°,界面右侧是空气 B.折射角为50°,界面左侧是玻璃
C.反射角为30°,界面左侧是空气 D.折射角为40°,界面左侧是玻璃
43.如图所示,光在水和空气的界面CD同时发生反射和折射,折射角为 度,界面CD上面的介质是 。
44.一束光从空气和玻璃的分界面上发生反射和折射。一位同学粗心地仅画了三条光线,如图所示,没有标出光的传播方向,根据图中的情形可知道: 是折射光线,反射角大小是 ,折射射角大小是 。
十.光的折射规律的应用(共5小题)
45.如图所示,是射向玻璃砖的光线,是离开玻璃砖的光线。下列说法正确的是( )
A.光线射向界面时只发生折射
B.光线在玻璃砖中的传播路径远离法线
C.光线从A到D的传播过程是光的直线传播
D.∠1与∠2大小相等
46.如图所示,小琴同学用一只新买的激光笔沿MO方向照射平静的水面,在竖直白墙上出现了两个红色亮点A和B,小琴继续实验,则下列说法正确的是( )
A.亮点A是由光的折射形成的,亮点B是由光的反射形成的
B.若水面下降,则亮点A和亮点B同时往下移动
C.欲使亮点A下移至处,可以使入射光线MO绕着点O逆时针旋转一定的角度
D.欲使亮点B下移至处,可以使入射光线MO绕着点O逆时针旋转一定的角度
47.如图,固定在水面上方的光源S发出一束光经水面反射后在光屏上有一个光斑A,经水面折射后在水底有一个光斑B。已知光束与水面的夹角为40°,是光源经水面反射所成的像。下列说法正确的是( )
A.反射角大小为40°
B.当水面升高时,到水面的距离将变大
C.当水面下降时,折射角会变大
D.当水面升高时,光斑A和B都会向左移动
48.《康熙几暇格物篇》中记载:“置钱碗底,远视若无,及盛满水时,则钱随水光而显现矣。”如图所示,把铜钱放在碗底B处后加适量水,从A处恰好看到铜钱的像在E点,用激光笔从A点向 (用图中字母表示)处照射,可照亮铜钱。
49.如图所示,光在玻璃和空气的界面处同时发生了反射和折射,入射角等于 。折射角等于 。界面的左侧是 (“空气”或者“玻璃”)
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一、光的折射
一.光的折射的概念和现象(共6小题)
二.从水面看向水中(共6小题)
三.从水中看向水面(共5小题)
四.筷子在水中的弯折(共6小题)
五.探究光的折射特点实验(共4小题)
六.不同介质入射角、反射角与折射角的大小关系(共6小题)
七.光折射的光路作图(共4小题)
八.辨析水面高度变化和水底光斑变化(共3小题)
九.根据光路图区分入射、反射和折射光线(共4小题)
十.光的折射规律的应用(共5小题)
一.光的折射的概念和现象(共6小题)
1.下列的光现象中,属于光的折射形成的是( )
A.池水变浅 B.水中倒影 C.树荫下的光斑 D.立竿见影
【答案】A
【详解】A.池水变浅是光从水中斜射入空气中时发生折射现象,故A符合题意;
B.水中倒影是光的反射现象,故B不符合题意;
C.树荫下的光斑是光沿直线传播所形成的小孔成像现象,故C不符合题意;
D.立竿见影是光沿直线传播现象,故D不符合题意。
故选A。
2.如图所示,斜插入水中的筷子看起来在水面处“折断”的原因是( )
A.光沿直线传播 B.光的反射
C.光的折射 D.光的色散
【答案】C
【详解】斜插入水中的筷子,看起来弯折了是光的折射现象形成的,故ABD不符合题意,C符合题意。
故选C。
3.如图所示的光现象中,由光的折射形成的是( )
A.墙上的手影
B.水中倒影
C.人透过水球所成的像
D.树荫下的光斑
【答案】C
【详解】AD.手影和树荫下的光斑都是光的直线传播形成的,故AD不符合题意;
B.水中倒影属于平面镜成像,其原理是光的反射现象,故B不符合题意;
C.人透过水球所成的像属于凸透镜成像,是光的折射现象,故C符合题意。
故选C。
4.如图所示,一只水鸟站在水中觅食,图中的黑影是由于光的 形成的,倒影是因光的反射形成的 像,且倒影看起来要“暗”一些,是因为有一部分光在水面处发生了 而进入水中。
【答案】 直线传播 虚 折射
【详解】[1]水鸟的黑影属于影子,是由于光的直线传播形成的。
[2]水鸟的倒影属于平面镜成像,平面镜成像是由于光的反射形成的,成的像是虚像。
[3]光射到水面时,一部分光线发生了反射,另一部分发生了折射而进入水中,所以这些“倒影”看起来“暗”一些。
5.诗句“大漠孤烟直,长河落日圆”展现了一幅美丽的画卷,诗人观察到太阳在图中的甲位置,但这并非太阳的实际位置,太阳实际处在图中的乙位置,这是因为太阳光在经过不均匀的大气层时发生了 现象。
【答案】折射
【详解】由于大气分布不均匀,下部空气密度大,上部空气密度小,落日发出的光在不均匀的空气中传播时发生折射,折射光线不断向下偏折,我们逆着折射光线看去所看到的落日位置比实际位置高,太阳实际在图中的乙位置,我们看到的“落日”是由于光的折射而形成的太阳的虚像。
6.如图所示,小江家新买了一个鱼缸,他和妹妹从鱼缸的斜上方观察水中的小鱼,他们观察到的小鱼的位置比小鱼的实际位置要 (选填“深”或“浅”)一些,这是由于光从 (选填“水中斜射入空气中”或“空气中斜射入水中”)时发生光的 现象。
【答案】 浅 水中斜射入空气中 折射
【详解】[1][2][3]水中的鱼反射的光由水斜射入空气时,在水面上发生折射,折射角大于入射角,折射光线远离法线,向水面偏折,人眼逆着折射光线的方向看去,看到的“鱼”比鱼的实际位置浅一些,如图所示,A点是鱼,点是人看到的“鱼”。
二.从水面看向水中(共6小题)
7.关于光现象,下列说法正确的是( )
A.看到池子里的水深比实际的浅是由于光的折射所致
B.用磨砂玻璃做教室的黑板是为了克服漫反射
C.雨后天空出现彩虹是由于光的反射形成的
D.光的色散现象说明彩色光是由白光组成的
【答案】A
【详解】A.池底反射的光在射向空气时要发生折射,折射光远离法线,我们逆着折射光看去,好像在池底上方发出,所以我们看到池子里的水深要比实际的浅些,故A正确;
B.磨砂玻璃凸凹不平,可以使光线发生漫反射,这样可以从不同角度看黑板上的字,是利用了漫反射,故B错误;
C.雨后天空出现彩虹是光的色散现象,是由光的折射形成的,故C错误;
D.光的色散现象证明了白光是复色光,由七种单色光组成,故D错误。
故选A。
8.如图甲所示,在水中A处有一条鱼,但岸上的人却看到这条鱼在B处。在如图乙所示的四幅光路图中,能正确说明产生这一现象原因的光路图的是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【详解】岸上的人看水中A处的鱼,光从水中的鱼反射经过水和空气发生折射,水中的入射角小于空气中的折射角,故ABC不符合题意,D符合题意。
故选D。
9.如图所示,水池底部有一个小射灯,当池中无水时,岸上的人观察到池壁上的点S被照亮,当池中水面达到a时,人眼观察到池壁上点P(未画出)被照亮,则下列说法正确的是( )
A.点P在点S上方 B.点P在点S下方
C.点P和点S是同一个点 D.无法确定点P的位置
【答案】B
【详解】无水时,射灯发出的光沿直线传播,光照在池壁上的点S位置;往池内注水,水面升至a位置时,光由水中斜射入空气中,折射角大于入射角,所以P点在S点下方,故B符合题意,ACD不符合题意。
故选B。
10.如图为北山中学小琪与同学做的家庭实验,将一枚硬币放在空碗底部,观察者能看到碗中的硬币是因为硬币反射的光 (选填“进入”或“不进入”)了人的眼睛。然后小琪将碗移到观察者刚好看不到硬币的位置,保持观察者的眼睛、碗和硬币的位置不变,小琪缓缓向碗里倒水,随着水面升高,观察者 (选填“能”或“不能”)重新看到“硬币”,这是由于光的 的缘故。
【答案】 进入 能 折射
【详解】[1]人能看到不发光的物体,是因为物体将光反射到眼睛里,观察者能看到碗中的硬币是因为硬币反射的光进入了人的眼睛。
[2][3]随着水面升高,观察者能重新看到“硬币”,是因为水中的硬币反射的光线从水中射入空气中时,在水面处发生折射,折射光线远离法线,人逆着折射后的光线,看到的是硬币的虚像,像的位置比硬币的实际位置浅。
11.小明在岸边透过水面看见河底一白色“鹅卵石”,他看到的“鹅卵石”是由光的 形成的虚像,若小明用激光手电对准看到的“鹅卵石”照射,则手电发出的光 (选填“能”或“不能”)照射到河底真实的鹅卵石上。
【答案】 折射 能
【详解】[1]鹅卵石反射的光从水中射向空气中,在经过水面时,发生了折射,折射光线远离法线,折射角大于入射角,小明逆着折射光看到的是鹅卵石的虚像“鹅卵石”,因此这是由光的折射形成的。
[2]在光的折射现象中,光路是可逆的,若小明用激光手电对准看到的“鹅卵石”照射,则手电发出的光能照射到河底真实的鹅卵石上。
12.柳宗元在《小石潭记》中写道:“潭中鱼可百许头,皆若空游无所依。”他看见的潭水中的鱼,实际上是光从 斜射向 时发生 而形成的,像的位置比实际鱼的位置要 (选填“高”或“低”)一些。
【答案】 水 空气 折射 高
【详解】[1][2][3]看到水中的“鱼”,是鱼反射的光线从水中斜射进入空气中时发生折射形成的虚像。
[4]从水面上看水中鱼A的像A'的位置,如图所示:
根据图解,鱼反射的光线斜射到水面发生折射,折射角大于入射角,鱼的像在折射光线的反向延长线A'上,成的是偏高的虚像,像的位置在真实鱼的上方。
三.从水中看向水面(共5小题)
13.小明站在游泳池的浅水区中,观察水面下自己的腿,发现自己的腿好像“变短了”,下列光路图中能解释这一现象的是( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【详解】小明的腿反射的光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,折射光线远离法线,向水面偏折,人逆着折射光线看去游泳运动员腿变短了。
A.光由水中斜射入空气时,折射光线靠近法线,折射角小于入射角,故A不符合题意;
BC.光由空气斜射入水中,故BC不符合题意;
D.光由水中斜射入空气时,折射光线远离法线,折射角大于入射角,故D符合题意。
故选D。
14.如图,小美站在湖边刚好能看见湖对岸一棵树在水中完整的像,下列说法正确是( )
A.小美所看到树的倒影和看到水里的鱼成像原理相同
B.小美所看到树的倒影和看到水里的鱼的都是实像
C.小美若想看到旁边更高的树完整的像,要继续向岸边走
D.小美看湖底比实际的浅是因为光线从空气射入水中发生折射
【答案】C
【详解】AB.平静的水面相当于平面镜,树的倒影是由光的反射形成的正立等大的虚像,属于平面镜成像;在水面看到水中的鱼是由光的折射形成的变浅的虚像,故AB错误;
C.首先作出G、H两点关于水面的对称点G'、H',即树HG在水中的虚像;因为反射光线的反向延长线会通过像点,所以,把人眼和H'连接起来作出反射光线,与水面的交点为入射点,再将H与入射点连接起来作出入射光线,如图所示:
由图可知,若要看到更高更完整的像,小美需要继续向岸边走,故C正确;
D.湖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,故D错误。
故选C。
15.如图甲所示,潜水员在潜水时,抬头看到水面上有一只飞翔的小鸟。图乙中能正确反映这一过程光路图的是( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【详解】潜水员看到水面上的小鸟是小鸟反射的光线从空气斜射入水中时发生折射形成的,故A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
16.人在鱼池边上搅动池水发出声响时,鱼儿会慌忙游窜,这说明 能传声,鱼儿看到岸上的人是光从 (选填“空气射向水”或“水射向空气”)时发生折射所成的虚像,像的位置比实际的人位置要 (选填“高”或“低”)。
【答案】 液体(或水) 空气射向水 高
【详解】[1]在鱼池边上搅动池水发出声响时,鱼儿能够听到,会慌忙游窜,这说明液体能传声。
[2]人在水面上的空气中,鱼看到水面上方的人是人反射的光从空气射向水时发生折射所成的虚像。
[3]光从空气中斜射入水中,空气中的入射角大于水中的折射角,而鱼以为像在折射光线的反向延长线上,则人经过折射形成的虚像比实际的人位置高。
17.通过写字台上的玻璃板观察玻璃板下的文字所看到的文字的位置往往比实际位置 (选填“高”或“略低”)一些,潜水员在水中看到岸边汽车的高度比车的实际高度要 (选填“高”或“略低”)一些。
【答案】 高 高
【详解】[1]光从玻璃折射到空气中,空气中的折射角大于玻璃中的入射角,由于眼睛以为光沿直线传播,因此通过写字台上的玻璃板观察玻璃板下的文字所看到的文字的位置往往比实际位置高。
[2]车反射的光从空气中折射到水中,水中的折射角较小,由于眼睛以为光沿直线传播,因此潜水员在水中看到岸边汽车的高度比车的实际高度要高一些。
四.筷子在水中的弯折(共6小题)
18.如图所示的四种现象中,属于光的折射现象的是( )
A.山的倒影 B.月食
C.水中筷子“弯折” D.汽车后视镜
【答案】C
【详解】A.山在水中的倒影是“平面镜”成的像,属于光的反射现象,故A不符合题意;
B.月食是由于地球挡住太阳的光线,由光沿直线传播形成的,故B不符合题意;
C.筷子“折断”,这是光从水射入空气时发生的折射现象,故C符合题意;
D.汽车观后镜的是凸面镜,可以扩大视野,利用了光的反射,故D不符合题意。
故选C。
19.如图所示,插入水中的筷子看起来好像向上弯折,能正确表示所看到现象的光路图是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【详解】水中筷子反射的光线从水中进入空气时发生折射,折射角大于入射角,折射光线远离法线,人眼逆着折射光线的方向看到筷子的像向上弯折,故B符合题意,ACD不符合题意。
故选B。
20.下列四种现象中,属于光的折射现象的是( )
A.林间光线 B.镜中花
C.水中筷子 D.水中桥
【答案】C
【详解】A.林间透过树叶缝隙的光线是直的,说明光沿直线传播的原理,故A不符合题意;
B.镜中花属于平面镜成像,平面镜成像是光的反射形成的,故B不符合题意;
C.水中筷子弯折,是光的折射现象形成,故C符合题意;
D.拱桥倒影是平面镜成的像,这是利用光的反射原理,故D不符合题意。
故选C。
21.如图所示,我们可以从各个方向看到筷子,是因为光在筷子表面发生了 反射,而插入水里的筷子似乎在水面处折断,是光的 造成的。
【答案】 漫 折射
【详解】[1]我们可以从各个方向看到筷子,是因为光在筷子表面发生了漫反射,反射光线射向四面八方,反射光线能从不同的方向进入眼睛。
[2]插入水里的筷子似乎在水面处折断,是筷子反射的光线从水中进入空气时发生折射,折射角大于入射角形成的,是光的折射现象。
22.“月掩火星”是地球、月亮和火星三者在一条直线上而出现的视觉现象。日食现象、交警服上的反光条反光、斜放在水中的筷子弯折三个现象中,与“月掩火星”奇观成因相同的是 。
【答案】日食现象
【详解】“月掩火星”是由于光的直线传播形成的,是月球挡住了火星反射到地球的光线;日食现象是由于光的直线传播形成的,是月球挡住了太阳射向地球的光线;交警服上的反光条反光是利用了光的反射;斜放在水中的筷子弯折,是光的折射形成的虚像,所以,与“月掩火星”奇观成因相同的是日食现象。
23.如图所示,插入水中的筷子看起来向上弯折。请画出能够说明该现象成因的一条光路图。
【答案】
【详解】筷子上一点A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),人眼沿直线看到筷子位置在折射光线的反向延长线上,像点为A′,像的位置比实际位置偏高,看起来筷子向上弯折,如图所示
五.探究光的折射特点实验(共4小题)
24.小明同学在探究“光的折射规律”时利用了如图所示的装置。由E和F两个半圆形组成的光屏竖直放置在玻璃水槽中,NOM为两半圆的分界线。
(1)实验时,先让光屏EF位于同一平面内,一束激光贴着光屏沿AO从空气斜射入水中,为了更清晰地看到折射光线,我们可以在水中加入适量的 。
(2)小明将光屏F向后折转一定角度进行观察是为了验证 是否在同一平面内。
(3)小明测量的数据如表所示,由此他得出结论:在光的折射现象中,折射角总是小于入射角。你认为小明的结论是 (选填“正确”或“不正确”)的;分析数据及实验过程后你的理由是 。
实验次数
第一次
第二次
第三次
第四次
入射角
15°
30°
45°
60°
折射角
11°
22°
32°
40°
【答案】(1)牛奶(或墨水、粉笔末等)
(2)入射光线、法线和折射光线
(3) 不正确 没有设计光从水中斜射入空气中
【详解】(1)为了更清晰地显示光路(看到折射光线),可以在水中加入牛奶(或墨水、粉笔末等) 。因为这些物质可以使水变得不透明,光在传播过程中遇到这些微小颗粒会发生漫反射,从而让我们能从各个方向更清楚地看到光的传播路径(折射光线)。
(2)在光的折射实验中,将光屏向后折转一定角度后,在上看不到折射光线,就说明折射光线、入射光线和法线在同一平面内,只有当、在同一平面时才能看到折射光线,所以这样操作是为了验证折射光线、入射光线和法线是否在同一平面内。
(3)[1][2]小明只做了“光从空气斜射入水中”这一种情况的实验,就得出“折射角总是小于入射角”的普遍结论,不具有科学性。因为光从其他介质斜射入空气中时(如光从水斜射入空气),折射角会大于入射角;而且仅通过“光从空气斜射入水”这一组介质、一种光线方向(斜射)的实验,不能涵盖所有光的折射情境(比如垂直入射时,折射角等于入射角)。要得到普遍规律,需要设计光从水中射入空气等情况多次实验 。
25.某小组同学设计了如图甲所示的实验装置探究光的折射规律,在玻璃水槽中竖直放置的光屏由E和F两个半圆形光屏组成,其竖直方向的直径NOM为两半圆的分界线,其中光屏F可绕直径NOM在水平面内前后折转。
(1)将光屏F调至与光屏E在同一平面内,保持入射点O不变,多次改变入射光线AO与ON的夹角进行实验,该小组同学将测量结果记录在下表中。
入射角α
0°
15°
30°
45°
60°
折射角β
0°
11.3°
22.1°
35.4°
40.9°
①分析数据得出的结论是: (写出一条即可)。
②当光从空气垂直射入水中时,光的传播方向 (选填“改变”或“不改变”)。
(2)该小组同学在玻璃水槽底部用另一支激光笔让光贴着光屏F沿BO射向水面时,可看到折射光线沿OA方向射出,这说明在光的折射现象中,光路是 的。
(3)另一小组的小华在做光的折射实验时,将一束光以相同的入射角从空气分别斜射入水和玻璃中,如图乙所示。分析实验现象可知,不同介质对光的折射本领是 (选填“不同”或“相同”)的,水对光的折射本领 (选填“大于”“等于”或“小于”)玻璃对光的折射本领。
(4)在日常生活中,我们经常会有“潭清疑水浅”的错觉,而水底变浅是因为我们看到的水底是 像。
【答案】(1) 光从空气斜射入水中时,折射角小于入射角,入射角增大,折射角也随之增大 不改变 (2)可逆 (3不同 小于 (4)虚
【详解】(1)[1]分析表中实验数据可得结论:当光从空气斜射入水中时,折射角小于入射角,入射角增大,折射角也随之增大。
[2]当光从空气垂直射入水中时,入射角和折射角都为0°,此时入射光线、折射光线、法线三线重合,光的传播方向不改变。
(2)该小组同学用一束光沿着BO射向水面时,观察到折射光线沿OA方向射出,这说明在光的折射现象中光路是可逆的。
(3)[1][2]由图乙可知:第一个图中的折射角为
90°﹣70°=20°
第二个图中的折射角为
90°﹣75°=15°
所以以相同的入射角射向不同介质时,折射角大小不同;由于在水中的折射角要大于在玻璃中的折射角,所以水对光的折射本领小于玻璃对光的折射本领。
(4)在日常生活中,我们经常会遇到“潭清疑水浅”的现象,这种错觉的产生是因为光线的折射原理。当水底反射得光线从水中进入空气时,由于两种介质的光速不同,光线会发生折射。这意味着,当我们从水面上方看水底时,我们看到的水底位置实际上是光线折射后形成的虚像,这个虚像的位置比水底的实际位置要浅。因此,我们的大脑会根据这个视觉信息判断水底比实际深度要浅。
26.某小组利用如图所示器材探究“光从空气射入水中时的折射规律”。
(1)实验应在 (选填“较暗”或“较亮”)的环境中完成较好;让光贴着圆盘入射,同学们发现从圆盘前不同方向都能看到光的径迹,这是因为光在圆盘上发生 ;
(2)为探究入射光线、法线和折射光线是否在同一平面内,保持入射光线的位置不变,将光屏右侧绕NN'向后转折一定角度,发现右侧光屏上没有看到折射光线,这说明光在折射时 。此时,折射光 (选填“存在”或“不存在”),如何通过实验验证此时折射光是否存在? ;
(3)将实验结果画在图丙中,其中1 和1'、2和 和3'、4 和 分别表示各次入射光线和对应的折射光线的位置。由此可得出,光从空气斜射入水中时,折射角随入射角的增大而 ,且折射角小于入射角;当光从空气垂直射入水中时,折射角等于 度,光的传播方向不变;
(4)图丙中当激光从水中沿4'方向射入O 点时,折射光线沿着4的方向射出,说明折射现象中光路是 的。
【答案】(1) 较暗 漫反射
(2)折射光线、入射光线和法线在同一平面内 存在 把光屏折回原来位置光屏上又能看到折射光
(3)增大 0
(4)可逆
【详解】(1)[1]实验中为了便于观察光路,应在较暗的环境中进行。
[2]同学们发现从圆盘前不同方向都能看到光的径迹,说明光线在圆盘上发生漫反射。
(2)[1][2][3]保持入射光线的位置不变将光屏右侧绕NN'向后转折一定角度,此时入射光线所在的平面和光屏右侧不在同一平面内,无法观察到折射光线,若要知道折射光线是否存在,可以把光屏折回原来位置,且在光屏上又能看到折射光,说明折射光线存在,同理也可得出:折射光线、入射光线和法线在同一平面内。
(3)[1]丙图中入射光线与法线的夹角逐渐变大,即入射角变大,其对应的折射光线与法线的夹角也逐渐变大,即折射角变大,但折射角始终小于入射角,因此可得出:光的折射现象中,折射角随入射角的增大而增大,且
折射角小于入射角。
[2]当入射光线处于1位置,即垂直入射时,光的传播方向不变,此时入射角为0度,折射角为0度。
(4)当激光从水中沿4'方向射入O点时,折射光线沿着4的方向射出,即从折射光线方向射入,从原射入方向射出,说明光的折射现象中,光路是可逆的。
27.某同学用如图所示的装置探究光的反射和折射特点,在水槽中竖直放置光屏由E和F两个半圆形光屏组成。NOM为两半圆光屏的分界线,光屏F可绕直径NOM前后折转,向水槽中加水后,当E和F两个半圆形光屏在同一平面时的某次实验光路如图所示。
(1)光从空气斜射到水中时,将同时发生 和 现象;其中 光线最亮(选填:AO、OB、OC);
(2)实验过程中,将光屏F绕直径NOM向后多次折转不同角度,发现光屏F上始终没有反射光线和折射光线,说明 ;
(3)角度测量数据如下表所示,分析表中数据,可得出结论:
入射角
0°
15°
30°
45°
60°
反射角
0°
15°
30°
45°
60°
折射角
0°
11°
22.1°
35.4°
40.9°
① ;
② ;
③ ;
(4)若入射光线沿BO方向从水中射入空气,则折射光线沿 射出,此现象说明折射时光路是 的。
【答案】(1) 反射 折射 AO
(2)反射光线、折射光线和法线在同一平面内
(3) 反射角等于入射角 折射角小于入射角 折射角随入射角的增大而增大
(4) OA 可逆
【详解】(1)[1][2][3]光从空气斜射到水中时,一部分光线被水面反射,一部分光线折射入水中,所以入射光线AO最亮。
(2)实验过程中,将光屏F绕直径NOM向后多次折转不同角度,折转后光屏E、F不在同一平面,发现光屏F上始终没有反射光线和折射光线,说明反射光线、折射光线和法线在同一平面内。
(3)[1][2][3]分析表格数据可知:反射角等于入射角;折射角小于入射角,且折射角随入射角的增大而增大。
(4)[1][2]若入射光线沿BO方向从水中射入空气,则折射光线沿OA射出,传播方向与之前完全相反,此现象说明折射时光路是可逆的。
六.不同介质入射角、反射角与折射角的大小关系(共6小题)
28.如图所示,一束光沿着AO斜射入装有水的水槽。入射光线将在水中发生偏折。若在水槽的左侧垫了一块小石头,保持光线AO斜射方向不变,当水面恢复平静时,以下说法正确的是( )
A.入射角将增大 B.折射角将减小 C.折射角不变 D.折射角将增大
【答案】C
【详解】在水槽的左侧垫了一块小石头时,水会在重力作用下重新分布,当水面恢复平静时,前后两个水面相平,保持光线AO斜射方向不变,则入射角不变,所以折射角也不变,故C正确,ABD错误。
故选C。
29.如图所示,OA是光从水中射入空气的一条反射光线,若OA与水面夹角60°,关于入射角α、折射光线与法线的夹角β的说法正确的是( )
A.α=60°,β<60° B.α=60°,β>60°
C.α=30°,β<30° D.α=30°,β>30°
【答案】D
【详解】若OA与水面夹角60°,则反射角为
90°-60°=30°
根据光的反射定律,反射角等于入射角,因此入射角为α=30°,同时当光从水中斜射入空气中时,要发生折射,折射角大于入射角,所以折射角β>30°,故ABC错误,D正确。
故选D。
30.一束光在空气和玻璃的分界面发生反射和折射,一位同学很粗心仅画了三条光线,没有标出光的传播方向,如图,请帮助判断,其中反射光线是 折射角大小是 。
【答案】 OF 45°
【详解】[1][2]由图可知:∠BOE=60°, 可得∠COE=90°-60°=30°
又因为∠COF=30°,根据反射角等于入射角,可知CD为法线,AB为分界面; 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;∠COF为反射角,折射角为∠DOG=45°
31.如图所示,光在水和空气的界面CD同时发生反射和折射,反射角为 度,折射角为 度,界面CD下面的介质是 。
【答案】 30 42 水
【详解】[1][2][3]根据光的反射和折射规律的内容知道:入射光线、法线、折射光线在同一平面内,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。
由图知道,CD是界面,界面CD下面的介质是水。反射光线与界面夹角为60度,所以反射角是30度。折射光线与界面夹角为48度,所以折射角是42度。
32.如图,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:折射角为 ,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”),若减小入射角,则反射光线与折射光线的夹角 。(选填“增大”、“减小”或“不变”)
【答案】 60 AB面的左方 增大
【详解】[1]由图可知
∠FOC=30°
∠EOC=90°-60°=30°
所以
∠FOC=∠EOC
由反射定律可知CD为法线,入射光线为EO,反射光线为OF,折射光线为OG; 又因为
∠AOG=30°
所以折射角
∠GOD=90°-30°=60°
[2]因为
∠EOC<∠GOD
当光从玻璃中斜射入空气中时,折射角才会大于入射角,所以玻璃在AB面的左方。
[3]若减小入射角,反射角和折射角都随之减小,则反射光线OF逆时针转动靠近法线CD,折射光线为OG顺时针转动靠近法线CD,故反射光线与折射光线的夹角会增大。
33.一束光由空气斜射入水中,请在图中画出反射光线及折射光线的大致位置,并标出反射角的大小。
【答案】
【详解】根据光的反射可知,先垂直于水面作出法线,用虚线表示,标上垂足;根据题意可知,水面和入射光线的夹角是30°,则入射角是
90°-30°=60°
由反射角等于入射角,画出反射角,并标注60°;光从水面到水中,会发生折射,根据折射角小于入射角画出折射光线,如图所示:
七.光折射的光路作图(共4小题)
34.从发光点S发出一束激光投射到水面上,在水面处经折射和反射后,分别在水槽底部A点和天花板上的B点形成光斑(如图所示)。请画出入射光线、反射光线和折射光线(保留作图痕迹)。
【答案】
【详解】根据平面镜成像特点,像与物关于平面镜对称。首先过发光点S作平面镜的垂线并延长,在垂线上截取S',使S'到平面镜的距离等于S到平面镜的距离,S' 即为S在平面镜中的像点。反射光线的反向延长线必过像点,因此连接S'与天花板上的光斑B点,该连线与平面镜的交点即为反射光线的入射点,连接S与该入射点得到入射光线,连接入射点与B点得到反射光线。
折射光线是从入射点射向水槽底部的A点,直接连接入射点与A点即可得到折射光线。如图所示:
35.如图所示,一束光在空气和水的分界面AB上同时发生了反射和折射现象,画出反射光线、折射光线的大致位置。
【答案】
【详解】由图可知,入射光线在水中,故光在水面下方会发生反射现象,根据光的反射定律,反射角等于入射角,入射光线和反射光线分居法线两侧,入射光线、反射光线和法线在同一平面内;而光从水中斜射入空气中,根据光的折射定律,反射角大于入射角,入射光线和折射光线分居法线两侧,入射光线、折射光线和法线在同一平面内,故反射光线、折射光线的大致位置如下图所示:
36.如图,澄池底部有一条小金鱼在A处,站在岸边的小滨看到小金鱼在A'处,请画出小滨看到小金鱼的光路图(标明入射光线和折射光线)。
【答案】
【详解】水中的光线从A出发,穿过水面进入空气时,入射角应该小于折射角,这时候,人眼逆着光线看回去,会觉得物体在更高的位置,也就是A的正上方某个位置。因此连接、B,与水面交点O,即为入射点,连接、O,即为入射光线,为折射光线。如图所示:
37.清澈池塘底部有一石块A,站在岸边的小强(假设小强的眼睛在C处)看到石块在B处,请画出小强看到石块A的光路图。(保留作图痕迹)
【答案】
【详解】来自A的光线从水中斜射向空气时在水面发生折射,折射角大于入射角,人逆着折射光线的方向看到的是A的虚像,即B点;连接眼睛C点和B点,与水面的交点即为入射点O;则AO为入射光线,OC为折射光线,如图
八.辨析水面高度变化和水底光斑变化(共3小题)
38.有一圆柱形敞口容器,从其左侧某一高度斜射一束激光,在容器底部产生一个光斑O,如图所示,下列操作使光斑向左移动的是 ( )
A.保持水面高度不变使激光笔向右平移
B.保持激光射入角度不变,使水面上升
C.保持激光射入角度不变,使水面下降
D.保持水面高度和入射点不变,使激光入射角增大
【答案】B
【详解】
A.保持水面高度不变使激光笔向右平移,则折射光线也右移,即光斑向右移动,故A错误;
B.保持激光射入角度不变,使水面上升,如图,则折射光线左移,即光斑向左移动,故B正确;
C.保持激光射入角度不变,使水面下降,则折射光线右移,即光斑向右移动,故C错误;
D.保持水面高度和入射点不变,使激光入射角增大,则折射角也增大,光斑向右移动,故D错误。
故选 B。
39.某校新建成一个喷水池,在池底中央安装了一只射灯。射灯发出的一束光照在右边的池壁上,当池内无水时,站在池旁左边的人,看到在S点形成一个亮斑,如图所示。现往池内灌水,水面升至a位置时,人看到亮斑的位置在P点:如果水面升至b位置时,人看到亮斑的位置在Q点。则( )
A.P点在S点的上方,Q点在S点的下方 B.P点在S点的下方,Q点在S点的下方
C.P点在S点的上方,Q点在S点的上方 D.P点在S点的下方,Q点在S点的上方
【答案】D
【详解】往池内注水,水面升至a位置时,发生折射,根据折射定律,P点如下图所示:
水面上升至b位置时,光线先在水池壁反射,再折射出水面,根据反射定律和折射定律,Q点如下图所示:
通过画图可知:P点在S点的下方,Q点在S点的上方。故D符合题意,ABC不符合题意。
故选D。
40.如图所示,被固定好的激光源L发射的一束激光照射到容器中的水平液面上,入射角为。这束激光经液面反射后,照射到光电转换器M的点上,光电转换器M能够将接收到的光信号转换成电信号,从而指示出容器中液面的高度。经过一段时间,如果光信号由点移至点,已知之间距离为10cm,说明容器中的液面 (选填“升高”或“降低”)了 cm,此过程折射入水照到杯底的光点向 移,激光常被用来测距是利用它 的特性。
【答案】 降低 5 右 方向性好
【详解】[1][2]由于入射光线是固定的,且光在水面上发生的是镜面反射,当水面发生变化时,故反射光线的方向与原来的反射光线是平行的,入射角均为。如图所示
故反射到光电转换器M的光信号从D1点移至D2点,液面下降距离是D1D2之间距离的一半,即容器中的液面降低了5cm。
[3]因为入射光线与折射光线分居在法线两侧,且入射点在水平方向上向右移动,所以此过程折射入水照到杯底的光点向右移。
[4]激光具有很好的方向性,发散角度小,当激光束发射出去后,它会沿直线传播并在物体上产生反射,故用激光来测距的精度很高。
九.根据光路图区分入射、反射和折射光线(共4小题)
41.如图所示是光在空气和玻璃两种介质中传播的情形,下列说法中正确的是( )
A.是界面 B.入射角等于30°
C.的右边是玻璃 D.折射角等于50°
【答案】C
【详解】A.如图所示:
根据光的反射定律,入射光线与法线的夹角为入射角,反射光线与法线的夹角为反射角,并且反射角等于入射角;如图,由∠BOM=30°可知,∠NOB=90°-30°=60°,图中已知∠AON=60°,所以NN'为法线,则MM'为界面,故A错误;
B.因为折射光线和入射光线分居在法线的两侧,所以由图可知,AO是入射光线,OB是反射光线,OC为折射光线,则∠AON为入射角,等于60°,故B错误;
CD.∠NOC为折射角,且折射角∠NOC=90°-50°=40°<60°,由题知,图中是光在空气和玻璃两种介质中传播的情形,因折射角小于入射角,所以该图反映的是光从空气射入玻璃,则MM'的右边是玻璃,故C正确,D错误。
故选C。
42.如图所示,光在玻璃和空气的界面同时发生了反射和折射,以下说法正确的是( )
A.入射角为60°,界面右侧是空气 B.折射角为50°,界面左侧是玻璃
C.反射角为30°,界面左侧是空气 D.折射角为40°,界面左侧是玻璃
【答案】B
【详解】由图可知,左侧两条光线为入射光线和反射光线,右侧光线为折射光线,水平线为法线,所以折射角为
90°-40°=50°
又光在折射时,折射光线和入射光线分居法线两侧,所以左下的光线为入射光线,则左上光线为反射光线,反射角为
90°-60°=30°
根据光的反射定律知,入射角也为30°,小于折射角,由光的折射规律可知,光是从玻璃斜射入空气中,所以左侧为玻璃,右侧是空气。故B正确,ACD错误。
故选B。
43.如图所示,光在水和空气的界面CD同时发生反射和折射,折射角为 度,界面CD上面的介质是 。
【答案】 42 空气
【详解】[1][2]如图所示,光在水和空气的界面CD同时发生反射和折射,折射角是折射光线与法线的夹角。由图可知,折射光线与界面的夹角为48°,则折射角为90°-48°=42°
由图可知,反射光线与界面的夹角为60°,根据光的反射定律可知,则入射角等于反射角为90°-60°=30°
因为入射角小于折射角,所以光是从水中斜射向空气中的,则界面CD上面的介质是空气。
44.一束光从空气和玻璃的分界面上发生反射和折射。一位同学粗心地仅画了三条光线,如图所示,没有标出光的传播方向,根据图中的情形可知道: 是折射光线,反射角大小是 ,折射射角大小是 。
【答案】 OF 45° 60°
【详解】[1][2][3]由图可知:∠DOE=45°, 可得
∠COD=90°-45°=45°
又因为∠BOC=45°,根据反射角等于入射角,可知CG为法线,AB为分界面; 折射光线和入射光线分别位于法线两侧, 则OF一定为折射光线,则OB为入射光线,OD为反射光线,∠COD为反射角,折射角为∠GOF=60°。
十.光的折射规律的应用(共5小题)
45.如图所示,是射向玻璃砖的光线,是离开玻璃砖的光线。下列说法正确的是( )
A.光线射向界面时只发生折射
B.光线在玻璃砖中的传播路径远离法线
C.光线从A到D的传播过程是光的直线传播
D.∠1与∠2大小相等
【答案】D
【详解】A.光线射向界面时,会同时发生光的反射和光的折射,故A错误;
B.根据光的折射规律可知,光从空气射入玻璃时,折射角小于入射角,因此光线AO在玻璃砖中的传播路径靠近法线,故B错误;
C.光线从A到D的传播过程是光先沿直线传播,经过界面MN时发生折射,然后在玻璃砖中再次沿直线传播,到达界面PQ时再次发生折射进入空气中,接着在空气中沿直线传播,不是一直沿直线传播的,故C错误;
D.光的折射过程,光路具有可逆性,光线到达界面PQ时再次发生折射时的入射角等于经过界面MN时发生折射时的折射角,则光线到达界面PQ时再次发生折射时的折射角酒等于经过界面MN时发生折射时的入射角,即∠1与∠2大小相等,故D正确。
故选D。
46.如图所示,小琴同学用一只新买的激光笔沿MO方向照射平静的水面,在竖直白墙上出现了两个红色亮点A和B,小琴继续实验,则下列说法正确的是( )
A.亮点A是由光的折射形成的,亮点B是由光的反射形成的
B.若水面下降,则亮点A和亮点B同时往下移动
C.欲使亮点A下移至处,可以使入射光线MO绕着点O逆时针旋转一定的角度
D.欲使亮点B下移至处,可以使入射光线MO绕着点O逆时针旋转一定的角度
【答案】D
【详解】A.当激光笔沿MO方向照射平静的水面时,部分光线会按照反射定律反射到竖直白墙上形成亮点A,这是光的反射现象,同时,部分光线会按照折射定律折射进入水中,然后在水面下方再次折射,形成亮点B,这是光的折射现象,故A错误;
B.若水面下降,由于反射光线仍然遵循反射定律, 亮点A会随之下降。然而,对于折射光线,由于水面下降导致折射点左移,入射角不变,折射角不变,则折射光线与墙壁的交点上移,故B错误;
C.使入射光线MO绕着点O逆时针旋转一定的角度,此时入射角会变小,根据光的反射定律,反射角会变小,反射光线会靠近法线,与墙壁的交点会上升,故C错误;
D.使入射光线MO绕着点O逆时针旋转一定的角度,此时入射角会变小,根据光的折射定律,折射角会变小,折射光线会靠近法线,折射光线与墙壁的交点下降,故D正确。
故选D。
47.如图,固定在水面上方的光源S发出一束光经水面反射后在光屏上有一个光斑A,经水面折射后在水底有一个光斑B。已知光束与水面的夹角为40°,是光源经水面反射所成的像。下列说法正确的是( )
A.反射角大小为40°
B.当水面升高时,到水面的距离将变大
C.当水面下降时,折射角会变大
D.当水面升高时,光斑A和B都会向左移动
【答案】D
【详解】A.光束与水面的夹角为40°,则入射角为
反射角等于入射角,因此反射角也为50°,故A错误;
B.光源经水面反射所成的像到水面的距离等于光源到水面的距离,当水面升高时,光源与水面间的距离变小,所以到水面的距离也将变小,故B错误;
C.当水面下降时,入射光线的方向不变,即入射角不变,由光的折射规律可知,折射角也不变,故C错误;
D.当水面升高时,入射点向左移,入射角不变,则反射角和折射角都不变,因此反射光线与折射光线都水平向左移,因此光斑A和B都会向左移动,故D正确。
故选D。
48.《康熙几暇格物篇》中记载:“置钱碗底,远视若无,及盛满水时,则钱随水光而显现矣。”如图所示,把铜钱放在碗底B处后加适量水,从A处恰好看到铜钱的像在E点,用激光笔从A点向 (用图中字母表示)处照射,可照亮铜钱。
【答案】E
【详解】把铜钱放在碗底B处,当向碗中加水时,硬币反射的光线从水斜射入空气中发生折射,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虚像(虚像的位置比物体的实际位置偏高),所以从A处看到铜钱的像在E处。根据光路的可逆性可得,若用激光笔从A点向E处射出光束时,光线会原路返回,即可把铜钱照亮。
49.如图所示,光在玻璃和空气的界面处同时发生了反射和折射,入射角等于 。折射角等于 。界面的左侧是 (“空气”或者“玻璃”)
【答案】 30° 45° 玻璃
【详解】[1][2][3]由图中光的传播方向可知,CD是界面,过入射点垂直于界面作出法线,如下图所示:
由图可知,AO为入射光线,OB为反射光线,OE为折射光线, 由图可知∠BOC=60°,则反射角∠BOM=90°-60°=30°
根据光的反射定律可知入射角也为30°, 而∠COE=45°,则折射角为90°-45°=45°>30°
因折射角大于入射角,所以界面的右边是空气,左边是玻璃。
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