内容正文:
【第四章光的世界】
第4节光的折射
一、单选题
1.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.
2.如图所示,人眼在A点看见河里B点有一条小鱼,若从A点射出一束激光,该激光应射向( )
A.B点上方 B.B点 C.B点下方 D.B点左方
3.沈括在《梦溪笔谈》中记有“海市蜃楼”的奇景,下列现象与其形成原理相同的是( )
A.杯弓蛇影 B.小孔成像 C.潭清疑水浅 D.月食现象
4.下列光现象中与其他三个不同的是( )
A.看到黑板上的字 B.白云在水中的倒影
C.观察水中的鱼 D.看到黑板反光
5.诗句“潭清疑水浅”,下列光路图能描述这一现象的是( )
A. B.
C. D.
6.下列图片中的物理现象与所对应的物理知识相符的是( )
A.手影游戏﹣﹣光的色散
B.小孔成像﹣﹣光的折射
C.照镜子﹣﹣光的反射
D.鱼在哪里﹣﹣光沿直线传播
7.一束白光经三棱镜折射后,形成一条七彩光带,如图甲所示,根据此图中红、蓝光折射的情况做下列判断:直线MN左半侧由红色绘成,右半侧由蓝色笔绘成,分界点为O,如图乙所示,将三棱镜放在MN上后,透过三棱镜(人眼视线如图丙所示)观察到的应是下列中的
A. B.
C. D.
二、多选题
8.如图所示的四个光现象中,与“凿壁偷光”的原理相同的是( )
A.小孔成像
B.墙上的手影
C.日食
D.水中的筷子弯折
9.我国的古诗词和民间俗语中往往包含着物理知识的运用。从物理知识运用的角度看,下列对于诗句或俗语的理解、解释正确的是( )
A.“一叶障目,不见泰山”——说明光沿直线传播
B.“潭清疑水浅”——光的漫反射
C.“不敢高声语,恐惊天上人”——“高声”指的是声音的音调很高
D.“响鼓也要重锤敲”——声音是由物体振动产生的,且振幅越大响度越大
10.下列说法正确的是( )
A.光总是沿直线传播的
B.一束光线垂直照射到平面镜上,入射角是90°
C.渔民叉鱼时,要把鱼叉对准看到鱼的下方叉去
D.光照到穿衣镜的镜面上和镜框上发生的反射都遵循光的反射定律
11.如图所示,位于成都市东安湖体育中心的火炬塔,塔高31米,寓意第31届世界大学生夏季运动会。暮色降临,流光溢彩,纤细的火炬塔映照在东安湖面,美不胜收的夜景尽现眼前。下列有关说法正确的是( )
A.小美坐观光车环湖观景时,发现有时水面上无法看到塔尖,是由于塔太高,在水面上不能成完整的像
B.无论是从岸上看水中还是从水中看岸上的物体,看到的像都在物体实际位置的上方
C.月光沿直线传播到达火炬塔
D.火炬塔下的小美的影子是光沿直线传播所形成的实像
12.如图列出我们能够看到的现象中,属于光的反射的是( )
A.杯弓蛇影
B.玩具在镜中的像
C.海市蜃楼
D.桥在水中的倒影
13.有一圆柱形敞口容器,从其左侧某一高度斜射入一束激光,在容器底部产生一个光斑O( )
A.保持水面的高度和入射点不变,使激光的入射角减小
B.保持水面的高度不变,使激光笔向左平移
C.保持激光射入的角度不变,使水面上升
D.保持激光射入的角度不变,使水面下降
14.描绘纯美青春的《再别康桥》的诗句中蕴含了丰富的物理知识,下列说法正确的是( )
A.“河畔的金柳是夕阳中的新娘”,“金柳”的影子是光沿直线传播形成的
B.“撑一支长篙向青草更青处漫溯”,看到水中的“长篙”是光从空气射向水中时发生折射
C.“波光里的艳影在我心头荡漾”,湖面波光粼粼是光的反射造成的
D.“我挥挥衣袖不带走一片云彩”,看到天上的云彩是由于云彩反射了太阳光
15.将铅笔放入盛水的烧杯中,下列现象符合事实的是( )
A. B.
C. D.
三、填空题
16.如图所示,是光在空气和水之间发生折射的光路图,从图中可以看出,空气在界面的 方,折射角的大小是 。
17.潜水员在水中看岸上的路灯灯杆比其实际位置要 (选填“高”或“低”)。若水深5m,岸边的路灯离水面3m,则路灯在水中的像离水面 m。
18.如图所示,一束光在空气和玻璃两种介质的界面上同时发生反射和折射(图中入射光线、反射光线和折射光线的方向均未标出)。反射角等于 °,界面的 侧是空气。
19.在古书《史记》《梦溪笔谈》中都有关于海市蜃楼的记载,这种现象是由于光的 形成的;光污染中的白亮污染是由光的 形成的.
20.如图所示是光在空气和玻璃两种介质中传播的路径,由图可知:NN'是 ,MM'是 ,(法线、界面)空气在 的 侧,入射角的大小是 ,折射角大小是 。
21.一束光从空气斜射到某容器中的液面上发生反射和折射,入射光线与液面成30°角,反射光线与折射光线的夹角为80°,则折射角的大小为 ;若保持入射光线不动,将容器右侧下方垫一木块,使容器倾斜30°,则此时反射角 (增大/不变/减小) 。
四、计算题
22.如图2.97所示,一上下表面平行的玻璃砖,折射率n=,厚度为h。某单色光以入射角i=60°从上表面的O点射入,试画出光线穿过玻璃砖的光路图,并计算光线穿出玻璃砖时的偏移量。
五、作图题
23.站在岸上的人看到平静水面下有一静止的物体,如图所示,请画出该物体实际所在的大致位置(保留作图痕迹)。
24.在岸上的人会发现站在泳池里人的腿变短了,如图甲是在水中站立时的情景,图乙中A点代表观察者的眼睛,B点代表小女孩的脚的像,请在图乙中画出观察者看到的小女孩的“脚”的光路图,并确定小女孩脚的大致位置(用C表示)。
六、实验探究题
25.如图甲是学习光的折射的实验情景,图乙是示意图.
(1)实验前,点燃固定在盒盖下方的蚊香,盖上盒盖,打开亮度较亮的激光,可清晰观察到沿直线传播的光路,在透明塑料盒的右侧面上可看到一个亮点,之所以能够看清光路是利用了光的 知识;
(2)向塑料盒中逐渐加入掺有少量牛奶的水,达到一定高度后会观察到在右侧面原来亮点的上方出现一个亮点,这个亮点是因为光照射到水面时发生了光的 现象形成的,还有一个在原来亮点的下方,这是由于光在 处传播方向发生改变而产生的;
(3)保持入射光不动,继续加水,会看到原来的两个亮点移动的方向是
A.两个亮点都向上 B.两个亮点都向下
C.上面的亮点向上,下面的亮点向下 D.上面的亮点向下,下面的亮点向上
(4)为了研究入射角增大时折射角的变化情况,结合图乙说明,应进行的操作是 ,注意观察的现象是
七、综合题
26.如图所示,小明将一枚硬币放在碗的底部,眼睛在A处恰好看不到它.
(1)小明看不到硬币,这是因为光在均匀介质中沿 传播;
(2)将平面镜放到碗边适当的位置,小明在A处通过平面镜看到了硬币的虚像,这是利用了光的 现象;
(3)沿碗壁缓缓向碗中加水,小明在A处也能看到硬币的虚像,这是利用了光的 现象.
27.某小组选用了如图甲中器材完成探究“光从空气射入水中时的折射规律”。
(1)使用可折转的光屏,是为了观察折射光线、入射光线和法线是否 。
(2)光从空气射入水中,入射点为O点,不断改变入射角,将实验结果画在图丙中,可见:光从空气斜射入水中时,折射角随入射角的增大而 ;当光从空气垂直射入水中时折射角等于 度。
答案解析部分
1.【答案】D
【解析】【解答】射水鱼在水中看猎物,是由于水面上的猎物“发出”的光射向水面,发生折射,再进入射水鱼的眼睛中,因此光的传播路线是由空气→水中.ABC不符合题意.
D、根据光的折射定律可知,光从空气中斜射入水中时,折射光线向法线偏折,折射角小于入射角,D符合题意,且符合折射规律.
故答案为:D.
【分析】水中物体看到空气中的物体,光线从空气向水中;折射光线靠近法线。
2.【答案】B
3.【答案】C
【解析】【解答】 “海市蜃楼”是因为光的折射形成的;
A、杯弓蛇影的成像原理是光的反射现象,故A不符合题意;
B、小孔成像是光的直线传播形成的,故B不符合题意;
C、潭清疑水浅是光的折射形成的,故C符合题意;
D、月食现象是光的直线传播形成的,故D不符合题意。
故选:C。
【分析】 光的折射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,从而使光线在不同介质的交界处发生偏折的现象。
4.【答案】C
【解析】【解答】看到黑板上的字,白云在水中的倒影,看到黑板反光,三者都是光的反射现象。 观察水中的鱼,即光从水面斜射入空气中发生光的折射,故C符合题意,而A、B、D不合题意。
故选C。
【分析】分析各个选项中包含的光学原理即可。
5.【答案】B
6.【答案】C
【解析】【解答】A、光被手遮挡后,在后边形成一个黑色的区域,叫做影子,即手影,是光的直线传播形成的.故A错误;
B、小孔成像原理是光的直线传播.故B错误;
C、照镜子,这是平面镜成像,利用的原理是光的反射.故C正确;
D、看到水中的鱼是光的折射;故D错误。
故选C。
【分析】影子是由于光照射到不透明的物体形成的阴影部分,是由于光的直线传播形成的。
因在同一种介质中光沿直线传播,所以光线穿过小孔时光源上下部分交换,但成像形状不变,像与光源形状相同。
光在传播的过程中遇到障碍,就会发生光的反射,平面镜成像的原理就是光的反射,我们能够看到不发光的物体也是由于光的反射。
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,这种现象叫做光的折射。
7.【答案】B
8.【答案】A,B,C
9.【答案】A,D
【解析】【解答】A.光在同种均匀介质中沿直线传播,泰山反射的光遇到叶阻挡后不能进入人的眼睛,所以会看不到泰山,这是光沿直线传播形成的,A符合题意;
B.“潭清疑水浅”指人看到水底形成的虚像,像的位置比物体的实际位置要浅,是光的折射现象,B不符合题意;
C.“不敢高声语,恐惊天上人”中的“高声”指的是声音的响度很大,C不符合题意;
D.“响鼓也要重锤敲”说明声音是由物体振动产生的,且振幅越大响度越大,D符合题意。
故答案为:AD。
【分析】一叶障目说明光沿直线传播;空气中看到水变浅,是折射现象;声音的大小指响度;声音的大小和发声体振动的振幅有关。
10.【答案】C,D
【解析】【解答】A.光只有在同种均匀透明介质中才是沿直线传播的,A不符合题意;
B.一束光线垂直照射到平面镜上,入射角是0°,B不符合题意;
C.水中鱼反射出的光,在水面处发生了折射,折射光线向远离法线的方向偏折。我们看到的是变浅的鱼的虚像。渔民叉鱼时,要把鱼叉对准看到的鱼的下方叉去,C符合题意;
D.光照到穿衣镜的镜面上的反射是镜面反射,光照到镜框上发生的反射是漫反射,无论是镜面反射还是漫反射,都遵守光的反射定律,D符合题意。
故答案为:CD。
【分析】各种各样的倒影、平面镜成像对应光的反射,潭清疑水浅、铅笔折断、海市蜃楼、凸透镜成像对应的光的折射。
11.【答案】B,C
12.【答案】A,B,D
13.【答案】A,B,C
【解析】【解答】A.当水面的高度和入射点不变,激光的入射角减小,折射角减小,折射光线向左移,A符合题意;
B.当水面的高度不变,使激光笔向左平移,入射点向左移动,折射光线向左移动,B不符合题意;
C.保持激光射入的角度不变,当水面上升时,入射点左移,折射光线向左移动,C符合题意;
D.激光射入的角度不变,使水面下降,入射点向右移动,折射光线向右,D不符合题意。
故答案为:ABC.
【分析】发生折射时,入射角减小,折射角减小;入射点向左移动,折射光线向左移动。
14.【答案】A,C,D
15.【答案】A,B,C
16.【答案】上;40°
17.【答案】高;3
【解析】【解答】水中看岸岸变高,光线从水中射入空气时,折射光线远离法线,所以看路灯比实际位置高;平面镜成像的特点为物到平面距离等于像到平面镜的距离,所以 岸边的路灯离水面3m , 灯在水中的像离水面 也为3m。
综上:第1空为高;第2空为3
【分析】根据光的折射、光的反射填空。
1、光的反射:光在同一种介质中传播中,遇到反射面,将一部分光反射回来的现象叫做光的反射,常见例子有:平面镜反射,湖面反射,平面镜成像的特点为物到平面距离等于像到平面镜的距离。
2、光的折射:光经过不同介质时,传播方向会发生偏折的现象,如:海市蜃楼、彩虹的形成、岸面看水水变浅,光线从水中射入空气时,折射光线远离法线。
18.【答案】30;右
【解析】【解答】根据光的反射定律和光的折射定律分析,法线是CD,入射光线是EO,OF是反射光线,OE是折射光线,所以∠COF=30o为反射角,空气与玻璃的分界面是AB,由于折射光线是远离法线的,所以可判断出界面的右侧是空气。
【分析】根据光的反射定律和光的折射定律可得:法线是CD,空气与玻璃的分界面是AB,入射光线是EO,OF是反射光线,OG是折射光线,折射光线是远离法线的,是从玻璃射向空气.
19.【答案】折射;反射
【解析】【解答】解:海市蜃楼是由于光在不均匀的空气中传播时发生折射形成的;
建筑物的玻璃幕墙、釉面砖墙、磨光大理石等表面光滑,太阳光射到上面时,发生镜面反射,反射光线从同一方向射出,光线很强,会给人们的生活工作等造成很大的不便,称为白亮污染.
故答案为:折射;反射.
【分析】光在不均匀的空气中传播时会发生折射现象;平行光射到玻璃幕墙、釉面砖墙、磨光大理石等反射面时,反射光线射向同一方向,会造成光污染.
20.【答案】法线;界面;界面;左;60°;40°
21.【答案】40°;不变
【解析】【解答】 根据光的反射定律和折射的规律作图.
由题意知,入射光线与液面成30°角,则入射角为90°-30°=60°;则反射角∠DOB也为 60°,而反射光线与折射光线的夹角为80°即∠BOC=80°,则折射角∠COE=180°-∠DOB-∠BOC=180°-60°-80°=40°.
将容器右侧下方垫一木块,使容器倾斜30°,但因为水面始终水平,所以入射角不变,则反射角也不变。
故答案为:40°;不变。
【分析】 本题主要考查学生对光的反射和折射定律及其有关的计算的掌握情况.解决此题最关键的是 根据题意画出对应的光路图,根据反射定律的内容和已知条件进行计算.
22.【答案】由折射定律知,在 O点折射时,折射角r满足sinγ= ,γ=30°。设光线从下表面的O'点穿出,则第二次折射的入射角为30° ,对应的折射角为60°,可知光线AO与O'B平行。光路图如图2.98所示。将光线O'B反向延长,设侧移量为d,则由图中几何关系,有d=OO'sin(i- γ),而OO'= ,即d= ,代人数据得d=
【解析】【分析】根据题意画出对应的光路图,根据折射定律n=计算出此时的折射角,然后根据光路的可逆性确定射入空气时的入射角和折射角,最后利用三角函数的知识计算光线穿出玻璃砖时的偏移量。
23.【答案】解:如图所示:
【解析】【解答】光从水斜射入空气中时,折射光线远离法线偏折,折射角大于入射角,物体反射的光线经水面折射后进入人眼,人眼看到的物体是虚像,物体在像的下方,如图所示:
【分析】当光发生折射时,根据光的折射规律,结合入射角和折射角的大小关系作图即可。
24.【答案】
25.【答案】(1)漫反射
(2)反射;水面
(3)C
(4)增大入射角;折射角的变化.
【解析】【解答】解:(1)烟是固体颗粒,光遇到空气中小的固体颗粒发生漫反射,反射的光进入人的眼睛,人能看到光的传播路线.
(2)向塑料盒中逐渐加入掺有少量牛奶的水,达到一定高度后会观察到在右侧面原来亮点的上方出现一个亮点,这个亮点是因为光照射到水面时发生了光的反射现象形成的,还有一个在原来亮点的下方,这是由于光在水面处发生折射传播方向发生改变而产生的;
(3)保持入射光不动,继续加水,入射点向左移动,会看到上面的亮点向上移动,下面的亮点向下移动.
(4)为了研究入射角增大时折射角的变化情况,应将AO绕O点逆时针旋转,增大入射角,同时注意观察折射角的变化.
故答案为:(1)漫反射;(2)反射;水面;(3)C;(4)增大入射角; 折射角的变化.
【分析】(1)空气是透明的,不能反射光,没有光线进入人的眼睛,人不能看到光的传播路径,当空气中有灰尘、小水珠、或其它固体颗粒时,颗粒发生漫反射现象,反射的光线能进入人眼,人能看到光路.
(2)当光线射向两种介质的界面上时,会同时发生反射和折射.
(3)亮点随入射点的移动而改变.
(4)在光的折射中,折射角随入射角的增大而增大.
26.【答案】(1)直线
(2)反射
(3)折射
【解析】【解答】解:(1)小明看不到硬币,是由于碗的边缘部分挡住了来自硬币的光线,光线进入不到眼睛,所以眼睛看不到硬币,这说明了光在均匀介质中是沿直线传播的;
(2)来自硬币的光经过平面镜会发生反射,反射光线进入人眼,人眼逆着反射光线看去,感觉光线好像是从镜子的后面射来的,这便是硬币的虚像(虚像是反射光线反向延长线的交点),所以小明通过平面镜看到了硬币的虚像,这是利用了光的反射现象;
(3)当沿碗壁缓缓向碗中加水时,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虚像(虚像的位置比物体的实际位置偏高),所以小明在A处也能看到硬币的虚像,这是利用了光的折射现象.
故答案为:(1)直线;(2)反射;(3)折射.
【分析】光在同一种介质中是沿直线传播的;光射到物体表面被反射回来的的现象叫光的反射,平面镜成像属于光的反射现象;光从一种介质斜射入另一种介质,传播方向发生偏折的现象叫光的折射.
27.【答案】(1)在同一平面内
(2)增大;0
【解析】【解答】折转光屏是为了观察折射光线、入射光线和法线是否在同一平面内。由丙图可知折射角随入射角的增大而增大。当光从空气中垂直入射水中时,光线传播方向不变即入射角为0度,那么折射角也等于0度。
【分析】(1)光在折射时,折射光线、入射光线和法线是否在同一平面内;(2)折射角随入射角的增大而增大。
学科网(北京)股份有限公司
$