内容正文:
专题16 光的折射
6大高频考点概览
考点01 光的折射的概念和现象(共7小题)
考点02 探究光的折射特点的实验(共5小题)
考点03 不同介质入射角、反射角与折射角的大小关系(共7小题)
考点04 光在空气和介质中传播的光路作图(共5小题)
考点05 根据光路图区分入射、反射和折射光线(共7小题)
考点06 光的折射规律的应用(共8小题)
地 城
考点01
光的折射的概念和现象
1.学习光的折射时,为理解“渔民叉鱼”现象,现自制一套装置。如图不透明圆管是一根方向固定且不易形变的直管,将它固定在铁架台上,将小鱼模型固定在水中。下列说法正确的是( )
A.调整直管方向,直到从直管看到水中的“鱼”,这是鱼的实像
B.用一根足够长的铁丝(鱼叉)沿直管叉向看到的“鱼”,可以叉到鱼
C.改用激光笔从A点沿着直管对着看到的“鱼”照射,光可以照到鱼身上
D.若从装置上方向水中望去,看到的鱼在实际鱼的下方
2.如图所示,MN为水面,PQ为法线,水面下A处有潜水员,水面上方B、C处分别有小明和小红。他们分别通过水面观察对方的像,以下说法正确的是( )
A.潜水员和小红看到的小明的像都是实像
B.潜水员看到小明的像是由于光的反射形成的
C.小红观察到小明像的光路中,OC是入射光线
D.潜水员和小明能互相看到对方的像,说明折射时光路是可逆的
3.细心的小明注意到这样的现象:若打开窗户直接观察远处的高架电线,则电线呈规则的下弯弧形;而若隔着窗户玻璃观察,则电线虽然整体上也呈弧形,但电线上的不同部位有明显的不规则弯曲,而且轻微摆动头部让视线移动时,电线上不规则弯曲的部位也在移动。这是因为玻璃上( )
A.不同部位对视线的阻挡情况不同 B.各部分的透光度不相同
C.各部分的厚度不均匀 D.不同部位对光的反射不一样
4.关于光现象说法正确的是( )
A.筷子斜插入水中,从水面向下看,会看到“筷子”向水底弯折
B.反射现象中光路是可逆的,折射现象中光路是不可逆的
C.我们能够看到各种各样的物体是因为光在物体表面发生了镜面反射
D.光线是为了描述光现象而人为构建的物理模型,不是真实存在的
5.同学们在教室里,能从不同方向看到老师在黑板上所写的粉笔字,这是因为光发生了 反射的缘故.在空碗里放一枚硬币,当碗内盛满水时,看上去碗底的硬币要比实际的深度 些(选填“深”或“浅”),这是由于光从 进入 时发生折射的缘故。
6.小宁同学坐在学校的荷花池边,荷花池边有一棵大树,池里面有很多鱼游来游去。她望向荷花池,看到“树叶在水中晃动,鱼在树叶间游来游去”。已知池塘深2m,岸上的树叶距离水面3.5m,则“池中的树叶”和实际树叶之间的距离是 m,看到的鱼距离水面 (选填“大于”、“小于”、“等于”)2m。看到的鱼和水中的树叶,是鱼和树叶所成的像,关于这两个像,下列判断正确的是 (选填字母)。
A.鱼是实像,树叶是虚像 B.都是实像 C.都是虚像
7.古诗词是中国文化的瑰宝,其中有不少有关物理现象的描写,如《渡荆门送别》一诗中有名句:“月下飞天镜,云生结海楼”(注释:江面月影好似天上飞来的明镜,空中云雾升起结成海市蜃楼的幻象),则“云生结海楼”,是光的 现象。又如《春题湖上》写到“湖上春来似画图,乱峰围绕水平铺”,“乱峰”倒映在西湖湖面的像是 像(选填“实”或“虚”)。
地 城
考点02
探究光的折射特点的实验
8.在探究光的折射特点的实验中:
(1)如图甲所示,光从空气斜射入水中,将入射角、折射角记录在下表中。本实验多次改变入射角的目的是 ,当光以32°的入射角从水中射入空气中时,折射角为 °;
入射角a
0°
15°
30°
45°
60°
折射角β
0°
11°
22°
32°
41°
(2)如图乙所示,将透明的薄壁厚度可忽略不计方形水槽水平放置,激光笔沿图示方向发出一束光,侧壁上A处出现一个光斑,水槽中注入一定量的水后,侧壁上B处出现一个光斑,为使光斑由B移至C处,应使水槽中水面的高度 选填“增加”“减少”或“不变”,水面高度的变化量 选填“大于”“小于”或“等于”BC间的距离;
(3)如图丙所示,小明将激光笔移至虚线框内向水槽底部照射,为使光束沿DE方向射出,则激光笔照射在水槽底部的位置必须在 选填“①”“②”或“③”区域内,且激光笔射出的入射光的方向应 。
9.在“探究光的折射规律”时,从水面上方看水中的物体变浅了,为了确定水中物体所成像的位置,某学习小组进行了实验探究,步骤如下:
(1)A.把一个防水小灯泡a放在水中某处,观察灯泡所成像的位置;
B.将另一个相同的小灯泡b放在水面上方,调整其位置,使它的像与 (灯泡a/灯泡a的像)重合;
C.用刻度尺测量灯泡b到水面的距离。灯泡a的像到水面的距离与灯泡b到水面的距离一定相等,这依据物理知识是 ;
(2)测量时,如果直接将刻度尺竖直插入水中,使看到的零刻度线与灯泡a的像重合,则刻度尺在水面处的示数 (填“大于”“小于”或“等于”)灯泡a的深度;
(3)某小组实验时,测得灯泡a到水面的距离u和灯泡a的像到水面的距离v的对应关系如表所示:
u/毫米
30.0
60.0
90.0
120.0
150.0
180.0
v/毫米
22.5
45.0
67.5
90.0
112.5
135.0
根据表中数据推测,看起来1.2米深的水坑,其实际深度可达 米,因此看起来不太深的水也不能贸然下去,以免危险!
10. 在探究光的折射特点的实验中:
(1)如图甲所示,光从空气斜射入水中,将入射角、折射角记录在下表中。分析表格中的数据,你能得出的结论(写出一条即可): 。当光以32°的入射角从水射入空气中时,折射角为 °;
入射角α
0°
15°
30°
45°
60°
折射角β
0°
11°
22°
32°
41°
(2)如图乙所示,将透明的薄壁(厚度可忽略不计)方形水槽水平放置,激光笔沿图示方向发出一束光,侧壁上A处出现一个光斑,水槽中注入一定量的水后,侧壁上B处出现一个光斑,为使光斑由B移至C处,应使水槽中水面的高度 (选填“增加”“减少”或“不变”),水面高度的变化量 (选填“大于”、“小于”或“等于”)BC间的距离;
(3)如图丙所示,小明将激光笔移至虚线框内向水槽底部照射,为使光束沿DE方向射出,则激光笔照射在水槽底部的位置必须在 (选填“①”“②”或“③”)区域内,且激光笔射出的入射光的方向应 。
11.探究光的折射规律的实验装置如图所示,竖直放置的光屏EF可绕其上MN所在直线前后折转。
(1)实验时小兰让光束沿AO射入水中,光束进入水中后折射光线会向 (选填“靠近”或“远离”)法线的方向偏折,说明光从空气斜射入水中时传播方向发生了改变;
(2)接着小兰让光束贴着光屏从空气斜射入水中,当小芳将F板向后折转一定角度时,在F板上 (选填“能”或“不能”)看到折射光,此时折射光线和入射光线 (选填“在”或“不在”)同一平面内;
(3)小兰和小芳多次改变入射光线AO与ON的夹角进行实验,测量结果如表所示。分析数据可得:光从空气斜射入水中,入射角增大时,折射角 (选填“增大”或“减小”)。
入射角α
0°
15°
30°
45°
60°
折射角β
0°
11.3°
22.1°
35.4°
40.9°
12.小明为探究光的折射规律设计了下面两个实验装置:如图甲所示的实验装置,其中光屏F可绕直径前后折转。
(1)实验时,先让光屏E、F位于同一平面内,一束激光贴着光屏E从空气斜射入水中,在光屏F上可以看到折射后的光束,观察发现折射光线和入射光线位于法线 ;小明将光屏F向后折转一定角度后,在光屏F上不能看到折射光,说明折射光线、入射光线和法线 (选填“在”或“不在”)同一平面内;
(2)小明将光屏F恢复原状,保持入射光不动,继续加水,会看到杯底的亮斑B向 (选填“左”、“右”或“上”)移动;
(3)小明继续用另一支激光笔让光沿着射向水面时,可看到折射光沿射出,这说明在光的折射现象中光路是 ;
(4)小明让一束光强不变的激光从某玻璃斜射向空气(如图乙、丙),不断调整入射角的大小,通过实验得到如下表格:
①光的折射现象一般都会伴随着反射现象的发生,当入射角增大时,折射角 (选填“增大”、“减小”或“不变”),折射光线的能量 (选填“增大”、“减小”或“不变”);
②当入射角≥41.8°时,折射光线消失,反射光线会变得更亮,即发生光的全反射现象。图像丁中的图线 (选填真“a”或“b”)反映了上述实验中的两角关系。
入射角
0°
10°
20°
30°
40°
41.8°
50°
折射角
0°
15.2°
30.9°
48.6°
81°
90°
反射能量
5%
7%
26%
43%
84%
100%
100%
地 城
考点03
不同介质入射角、反射角与折射角的大小关系
13.如图是光在空气和玻璃的界面上同时发生反射和折射的光路图,下列说法正确的是( )
A.光是从空气中斜射入玻璃中,折射角大小是60°
B.光是从空气中斜射入玻璃中,折射角大小是30°
C.光是从玻璃中斜射入空气中,折射角大小是60°
D.光是从玻璃中斜射入空气中,折射角大小是30°
14.一束光从空气斜射到某液面上发生反射和折射,如图所示,入射光线与液面成30°角,反射光线与折射光线的夹角为83°,则( )
A.入射角为30° B.反射角为30° C.折射角为53° D.折射角为37°
15.如图所示,OA是光从水中斜射入空气中时的一条反射光线,OA与水面的夹角为60°。下列关于入射角α、折射角γ的说法中正确的是( )
A. B.
C. D.
16.如图是光在空气和水的界面处发生反射和折射的光路图,,下列判断正确的是( )
A.是入射光线、是反射角,是折射光线
B.是入射光线、为法线、为界面,上方介质是空气
C.入射角为30°,为法线、为界面,右侧介质是空气
D.入射角为60°,为法线、为界面,左侧介质是空气
17.如图所示为光从空气射向玻璃时发生折射的光路图,由图可知,折射光线是 ,入射角是 度,界面的 (选填“上”“下”“左”“右”)侧是空气。当入射角减小时,反射光线与折射光线的夹角将 。(填“变大”“变小”或“不变”)
18.如图所示,这是光在空气和水两种介质中传播的光路图,其中水在 (选填“AD左边”“AD右边”“BF上面”或“BF下面”),折射角大小为 。
19.如图,一束光在空气和玻璃两种介质的界面处发生反射和折射,此时折射角大小为 度。若入射角变为20°,则反射光线和折射光线的夹角将 (选填“大于”、“等于”或“小于”)110°, (选填“BF上方”“BF下方”“AD左方”“AD右方”)为玻璃。
地 城
考点04
光在空气和介质中传播的光路作图
20.如图所示,a、b是河岸上灯泡L发出的光进入水中的情形。如果有位潜水员从水中观察河岸上的灯泡,那么他所观察到的灯泡L在什么位置,请作图表示。
21.甲图为小猫叉鱼的情景,可简化为图乙所示, A点为小猫眼睛的位置,请在乙图中画出小猫看到鱼的光路图。
22.请作出水族箱前站立的小女孩看到水中鱼眼点S的成像光路图。
23.如图所示,玻璃棱镜的截面为等腰梯形;光线a与梯形的底平行,从空气中射入棱镜后,在点或点发生了一次反射,然后从面射出棱镜。请画出光线a通过棱镜的光路图。
24.通过鱼缸右侧上方的平面镜可观察到鱼缸中的小鱼,补充画出人眼P通过平面镜看到水中小鱼S的光路图(保留作图痕迹)。
地 城
考点05
根据光路图区分入射、反射和折射光线
25.如图所示,一束光在空气和玻璃的分界面上发生反射和折射现象,形成了OA、OB和OC三条光线(箭头未画出)以下说法正确的是( )
A.PQ的下边是玻璃 B.MN的右边是玻璃 C.折射角为38° D.入射角为30°
26.如图所示,水面上方有一发光点S,a、b、c、d是S发出的四束光线,其中一束光线射入水中经过M点。已知光线b的延长线经过M点,则该束光线可能是( )
A.a B.b C.c D.d
27.如图,一束光在玻璃、空气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)其中折射光线是 (用字母表示),反射角等于 。光是从 (空气斜射入玻璃,玻璃斜射空气)。
28.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),其中入射光线是 (用字母表示),折射角等于 。
29.如图所示,一束光由介质A斜射入介质B,MN是A、B两种介质的分界面,两种介质分别是玻璃和空气,则介质 (选填“A”或“B”)是空气,折射角为 度,若入射光线绕入射点顺时针转动5°角,则折射光线将绕入射点 (选填“顺时针”或“逆时针”)转动,且转动角度 (选填“大于”“等于”或“小于”)5°。
30.光在空气和玻璃的分界面处同时发生反射和折射的光路图如图所示,则折射角的大小是 度,分界面的 (选填“上”、“下”、“左”或“右”)方为玻璃。当入射角增大时,反射光线与折射光线的夹角将变 (选填“小”或“大”)。
31.如图所示的是光在空气和玻璃两种介质中传播的情形。
(1)由图可知,分界面的 侧是空气(选填“上”或“下”或“左”或“右”);
(2)若光沿图中的CO入射,折射光线将沿 (选填“OE”或“OG”)射出,此时折射角为 度。
地 城
考点06
光的折射规律的应用
32.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,如图所示,下列说法正确的是( )
A.保持水面高度不变使激光笔向右平移,光斑向左移动
B.保持激光射入角度不变,使水面上升,光斑向右移动
C.将水槽的左侧底部缓慢抬起,反射角将增大
D.保持水面高度和入射点不变,使激光入射角增大,折射角将增大
33.下列说法中正确的是( )
①渔民沿看见鱼的方向可以叉到鱼
②渔民沿看见鱼的下方可以叉到鱼
③沿看见池底小石子的方向用激光笔照射可以照亮小石子
④沿看见池底小石子的下方用激光笔照射可以照亮小石子
A.①③ B.①④ C.②③ D.②④
34.如图所示,入射光线与平面镜成30°角入射到镜面,则下列说法正确的是( )
A.入射角是30°
B.反射角是60°
C.反射光线与镜面的夹角是60°
D.若入射角减小5°,则反射角减小10°
35.如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,其中错误的是( )
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,入射角小于折射角
D.光从玻璃斜射入空气时,折射角大于入射角
36.如图所示是光在空气和玻璃两种介质中传播的路线,据图分析:两种介质的界面是 (选项“”或“”),入射光线是 ,光的折射角大小是 度。
37.如图所示,小华同学用激光笔照射水面,在水槽壁上出现两个红点A和B。
(1)若保持入射点O的位置不变,欲使A点下移至A1,应使入射光线MO绕着点O沿 (选填“顺时针”或“逆时针”)方向转动;同时观察到另一亮点B点会移动到点 (选填“B1”或“B2”)
(2)若保持入射光线不变,欲使B点下移至B2,应使水面 (选填“上升”、“下降”或“不变”)。
38.如图,游泳池底镶嵌平面镜,左侧壁上固定射灯,发出的一束光经反射,又经水面折射后,在右侧竖壁上形成亮斑。
(1)将到的光路图补充完整。
(2)已知,被反射时反射角大小为 。
(3)若水面上升,则右侧竖壁(足够长)上的亮斑将向 移动,水面上升高度与亮斑移动距离的关系为 (选填“>”“=”或“<”)。
39.如图所示,固定在横坐标点的激光笔沿图示方向发出一束细光束,小明将宽为的长方形透明玻璃砖按如图位置放置,观察光的传播现象。
(1)图中未放玻璃砖时激光束通过纵坐标点,放玻璃砖后,光束经过点与纵坐标交于点,这是光的折射现象,此时折射角 角(选填“>”、“=”或“<”);
(2)图中其它条件不变,若换上宽度为的玻璃砖,光束与纵坐标的交点为,则点在B点的 (选填“上方”或“下方”),且BD 0.5d(选填“>”、“=”或“<”);
试卷第1页,共3页
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专题16 光的折射
6大高频考点概览
考点01 光的折射的概念和现象(共7小题)
考点02 探究光的折射特点的实验(共5小题)
考点03 不同介质入射角、反射角与折射角的大小关系(共7小题)
考点04 光在空气和介质中传播的光路作图(共5小题)
考点05 根据光路图区分入射、反射和折射光线(共7小题)
考点06 光的折射规律的应用(共8小题)
地 城
考点01
光的折射的概念和现象
1.学习光的折射时,为理解“渔民叉鱼”现象,现自制一套装置。如图不透明圆管是一根方向固定且不易形变的直管,将它固定在铁架台上,将小鱼模型固定在水中。下列说法正确的是( )
A.调整直管方向,直到从直管看到水中的“鱼”,这是鱼的实像
B.用一根足够长的铁丝(鱼叉)沿直管叉向看到的“鱼”,可以叉到鱼
C.改用激光笔从A点沿着直管对着看到的“鱼”照射,光可以照到鱼身上
D.若从装置上方向水中望去,看到的鱼在实际鱼的下方
【答案】C
【详解】A.人眼从A处透过直管看向水里,看到的鱼是由于光的折射形成的虚像,因为光线从水中斜射入空气中时发生了折射,人眼逆着折射光看去,看到的是鱼的虚像,故A错误;
B.用铁丝沿直管叉向看到的鱼,由于鱼的虚像位置比实际位置高,所以铁丝不能叉到鱼,故B错误;
C.激光笔的光可以穿透水,沿直线传播,所以可以照到鱼,故C正确;
D. 鱼的虚像位置比实际位置高,所以看到的鱼在实际鱼的上方,故D错误。
故选C。
2.如图所示,MN为水面,PQ为法线,水面下A处有潜水员,水面上方B、C处分别有小明和小红。他们分别通过水面观察对方的像,以下说法正确的是( )
A.潜水员和小红看到的小明的像都是实像
B.潜水员看到小明的像是由于光的反射形成的
C.小红观察到小明像的光路中,OC是入射光线
D.潜水员和小明能互相看到对方的像,说明折射时光路是可逆的
【答案】D
【详解】A.潜水员看到小明的像,是小明身上的光经水面折射后进入潜水员眼睛形成的,属于虚像;小红看到小明的像,为平面镜成像(水面反射),形成的也是虚像,实像需由实际光线会聚而成,此处均不满足,故A错误;
B.潜水员在水面下,小明在水面上,潜水员看到小明的像,是小明身上的光穿过水面发生折射后进入潜水员眼睛形成的,并非光的反射,故B错误;
C.小红观察小明的像,入射光线应是从小明(B处)发出,射向水面的光线,而OC是BO照射到水面上形成的反射光线,故C错误;
D.潜水员能看到小明的像,是小明的光折射进入水中;小明能看到潜水员的像,是潜水员的光折射进入空气中,这一过程说明光在折射时,光路是可逆的,故D正确。
故选D。
3.细心的小明注意到这样的现象:若打开窗户直接观察远处的高架电线,则电线呈规则的下弯弧形;而若隔着窗户玻璃观察,则电线虽然整体上也呈弧形,但电线上的不同部位有明显的不规则弯曲,而且轻微摆动头部让视线移动时,电线上不规则弯曲的部位也在移动。这是因为玻璃上( )
A.不同部位对视线的阻挡情况不同 B.各部分的透光度不相同
C.各部分的厚度不均匀 D.不同部位对光的反射不一样
【答案】C
【详解】A.若隔着窗户玻璃观察,玻璃上不同部位对光的折射程度可能不同,而不是玻璃上不同部位对视线的阻挡情况不同,故A不符合题意;
B.若玻璃各部分的透光度不相同,看到电线的亮度不同,而不会出现弯曲,故B不符合题意;
C.若玻璃上各部分厚度不同,则对光的偏折能力也不同,所以如果隔着玻璃看,电线虽然整体上也呈现弧形,但是电线上的不同部位有明显的不规则弯曲,当轻微摆动头部让视线移动时,电线上的不规则弯曲情景也在移动,故C符合题意;
D.因为如果隔着玻璃看,玻璃上不同部位对光的折射情况不同,而不是反射情况不同,故D不符合题意。
故选C。
4.关于光现象说法正确的是( )
A.筷子斜插入水中,从水面向下看,会看到“筷子”向水底弯折
B.反射现象中光路是可逆的,折射现象中光路是不可逆的
C.我们能够看到各种各样的物体是因为光在物体表面发生了镜面反射
D.光线是为了描述光现象而人为构建的物理模型,不是真实存在的
【答案】D
【详解】A.筷子斜插入水中,由于光的折射,从水面向下看,会看到水中的筷子向水面弯折,故A错误;
B.无论是反射现象还是折射现象,光路都是可逆的,故B错误;
C.生活中大部分物体表面都会发生漫反射,我们能够看到各种各样的物体是因为光在物体表面发生了漫反射,故C错误;
D.光线是为了描述光现象而人为构建的物理模型,用来表示光的传播径迹和方向,不是真实存在的,故D正确。
故选D。
5.同学们在教室里,能从不同方向看到老师在黑板上所写的粉笔字,这是因为光发生了 反射的缘故.在空碗里放一枚硬币,当碗内盛满水时,看上去碗底的硬币要比实际的深度 些(选填“深”或“浅”),这是由于光从 进入 时发生折射的缘故。
【答案】 漫反射 浅 水 空气
【详解】[1]粉笔字表面不光滑,光照射到上面时会向各个方向反射,这种反射称为漫反射,正是因为漫反射,教室里不同位置的同学才能从不同方向看到黑板上的粉笔字,故此处为漫反射。
[2]碗内盛满水后,硬币反射的光从水中传播到空气中时发生折射,折射光线会远离法线;人眼逆着折射光线看去,看到的是硬币的虚像,这个虚像的位置比硬币实际位置更高,所以看上去硬币比实际深度浅,故此处为浅。
[3]光的折射现象发生在两种不同的透明介质之间,此处硬币的光先在水中传播,再进入另一种介质,所以光首先从水这种介质出发,故此处为水。
[4]结合光的传播路径,硬币的光从水传播出来后,进入的是空气这种介质,进而发生折射形成虚像,故此处为空气。
6.小宁同学坐在学校的荷花池边,荷花池边有一棵大树,池里面有很多鱼游来游去。她望向荷花池,看到“树叶在水中晃动,鱼在树叶间游来游去”。已知池塘深2m,岸上的树叶距离水面3.5m,则“池中的树叶”和实际树叶之间的距离是 m,看到的鱼距离水面 (选填“大于”、“小于”、“等于”)2m。看到的鱼和水中的树叶,是鱼和树叶所成的像,关于这两个像,下列判断正确的是 (选填字母)。
A.鱼是实像,树叶是虚像 B.都是实像 C.都是虚像
【答案】 7 小于 C
【详解】[1]平静的水面相当于平面镜,根据平面镜成像的特点,像与物到平面镜的距离相等,树叶离水面的距离为3.5m,所以“池中的树叶”离水面的距离为3.5m,像离水面的距离与水的深度无关,则“池中的树叶”和树叶之间的距离是7m。
[2]看到鱼在池中游动,看到的鱼是由于光的折射形成的虚像,像比物高,池深为2m,则看到的鱼距离水面小于2m。
[3]看到的水中鱼,是由光的折射形成的虚像;池中的树叶,是由光的反射形成的虚像,所以这两个像都是虚像,故AB错误,C正确。
故选C。
7.古诗词是中国文化的瑰宝,其中有不少有关物理现象的描写,如《渡荆门送别》一诗中有名句:“月下飞天镜,云生结海楼”(注释:江面月影好似天上飞来的明镜,空中云雾升起结成海市蜃楼的幻象),则“云生结海楼”,是光的 现象。又如《春题湖上》写到“湖上春来似画图,乱峰围绕水平铺”,“乱峰”倒映在西湖湖面的像是 像(选填“实”或“虚”)。
【答案】 折射 虚
【详解】[1]“云生结海楼”即海市蜃楼是由于光经过不均匀的大气层,发生折射所形成的虚像。
[2]水面类似于镜面,“乱峰”倒映在西湖湖面的像类似于平面镜成像,成正立、等大的虚像。
地 城
考点02
探究光的折射特点的实验
8.在探究光的折射特点的实验中:
(1)如图甲所示,光从空气斜射入水中,将入射角、折射角记录在下表中。本实验多次改变入射角的目的是 ,当光以32°的入射角从水中射入空气中时,折射角为 °;
入射角a
0°
15°
30°
45°
60°
折射角β
0°
11°
22°
32°
41°
(2)如图乙所示,将透明的薄壁厚度可忽略不计方形水槽水平放置,激光笔沿图示方向发出一束光,侧壁上A处出现一个光斑,水槽中注入一定量的水后,侧壁上B处出现一个光斑,为使光斑由B移至C处,应使水槽中水面的高度 选填“增加”“减少”或“不变”,水面高度的变化量 选填“大于”“小于”或“等于”BC间的距离;
(3)如图丙所示,小明将激光笔移至虚线框内向水槽底部照射,为使光束沿DE方向射出,则激光笔照射在水槽底部的位置必须在 选填“①”“②”或“③”区域内,且激光笔射出的入射光的方向应 。
【答案】(1) 得出普遍性的规律 45
(2) 增加 大于
(3) ② 与DE方向平行
【详解】(1)[1]一次实验得出的实验结论具有偶然性,为了排除偶然性,得出具有普遍性规律的结论,实验时应多次改变入射角获得多组数据。
[2]在光的折射现象中,光路是可逆的,由表中数据可知,当光线以45°的入射角从空气斜射入水中时,折射角为32°,所以当光线以32°的入射角从水射入空气中时,折射角为45°。
(2)[1]当水槽中的水增加时,图像如图所示:
则为使光斑由B移至C处,应使水槽中水面的高度增加。
[2]因入射角不变,所以折射光线相互平行,由上图可知,水面高度的变化量大于BC间的距离。
(3)[1][2]光从空气斜射入水中,又从水中斜射向空气中,经过两次折射,最后的折射光线与原入射光线相平行,所以激光笔射出的入射光的方向应与DE方向平行。光从空气中斜射入水中时,入射角大于折射角,从水中斜射入空气中时,入射角小于折射角,如图所示:
由图可知,激光笔照射在水槽底部的位置必须在②区域内。
9.在“探究光的折射规律”时,从水面上方看水中的物体变浅了,为了确定水中物体所成像的位置,某学习小组进行了实验探究,步骤如下:
(1)A.把一个防水小灯泡a放在水中某处,观察灯泡所成像的位置;
B.将另一个相同的小灯泡b放在水面上方,调整其位置,使它的像与 (灯泡a/灯泡a的像)重合;
C.用刻度尺测量灯泡b到水面的距离。灯泡a的像到水面的距离与灯泡b到水面的距离一定相等,这依据物理知识是 ;
(2)测量时,如果直接将刻度尺竖直插入水中,使看到的零刻度线与灯泡a的像重合,则刻度尺在水面处的示数 (填“大于”“小于”或“等于”)灯泡a的深度;
(3)某小组实验时,测得灯泡a到水面的距离u和灯泡a的像到水面的距离v的对应关系如表所示:
u/毫米
30.0
60.0
90.0
120.0
150.0
180.0
v/毫米
22.5
45.0
67.5
90.0
112.5
135.0
根据表中数据推测,看起来1.2米深的水坑,其实际深度可达 米,因此看起来不太深的水也不能贸然下去,以免危险!
【答案】(1) a在水中的像 平面镜成像,像和物体到镜面的距离相等 (2)等于 (3)1.6
【详解】(1)[1]将另一个相同的小灯泡b放在水面上方,灯泡b的像在水面下方,灯泡a在水面上方,灯泡a的像在水面下方,所以,调整其位置,使它的像与a在水中的像重合,以便间接测量a在水中的像到水面的距离。
[2]水面起到了平面镜的作用,灯泡b的像属于平面镜成像,像和物体到镜面的距离相等,灯泡b的像与灯泡a在水中的像重合,所以,灯泡a的像到水面的距离与灯泡b到水面的距离一定相等。
(2)看到零刻度的像与灯泡a的像重合,真实0刻度与灯泡a重合;所以在测量时,如果直接将刻度尺竖直插入水中,看到的水中零刻度线的像与灯泡a的像重合,则刻度尺在水面处的示数等于灯泡a的深度。
(3)根据表格数据可知,v与u成正比,并且,因此有
故看起来1.2m深的水坑,其实际深度可达
10. 在探究光的折射特点的实验中:
(1)如图甲所示,光从空气斜射入水中,将入射角、折射角记录在下表中。分析表格中的数据,你能得出的结论(写出一条即可): 。当光以32°的入射角从水射入空气中时,折射角为 °;
入射角α
0°
15°
30°
45°
60°
折射角β
0°
11°
22°
32°
41°
(2)如图乙所示,将透明的薄壁(厚度可忽略不计)方形水槽水平放置,激光笔沿图示方向发出一束光,侧壁上A处出现一个光斑,水槽中注入一定量的水后,侧壁上B处出现一个光斑,为使光斑由B移至C处,应使水槽中水面的高度 (选填“增加”“减少”或“不变”),水面高度的变化量 (选填“大于”、“小于”或“等于”)BC间的距离;
(3)如图丙所示,小明将激光笔移至虚线框内向水槽底部照射,为使光束沿DE方向射出,则激光笔照射在水槽底部的位置必须在 (选填“①”“②”或“③”)区域内,且激光笔射出的入射光的方向应 。
【答案】(1) 光从空气斜射入水中,折射角小于入射角 45
(2) 增加 大于
(3) ② 与DE方向平行
【详解】(1)[1] [2]由表格数据知道,当入射角等于45°时折射角为32°,当光由空气斜射入水中时,随着入射角的增大,折射角也增大,根据在光的折射中,光路是可逆的,当光由水射入空气时,入射角小于折射角,且当入射角等于32°时,折射角为45°。
(2)[1]因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。
[2]因两次折射光线是平行的,如下面图所示,则水面高度的变化量大于BC的距离
(3)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,如下图
11.探究光的折射规律的实验装置如图所示,竖直放置的光屏EF可绕其上MN所在直线前后折转。
(1)实验时小兰让光束沿AO射入水中,光束进入水中后折射光线会向 (选填“靠近”或“远离”)法线的方向偏折,说明光从空气斜射入水中时传播方向发生了改变;
(2)接着小兰让光束贴着光屏从空气斜射入水中,当小芳将F板向后折转一定角度时,在F板上 (选填“能”或“不能”)看到折射光,此时折射光线和入射光线 (选填“在”或“不在”)同一平面内;
(3)小兰和小芳多次改变入射光线AO与ON的夹角进行实验,测量结果如表所示。分析数据可得:光从空气斜射入水中,入射角增大时,折射角 (选填“增大”或“减小”)。
入射角α
0°
15°
30°
45°
60°
折射角β
0°
11.3°
22.1°
35.4°
40.9°
【答案】(1)靠近
(2) 不能 在
(3)增大
【详解】(1)小兰让光束沿AO射入水中,光束进入水中后,由于折射角要小于入射角,则折射光线会向法线方向偏折,说明光从空气斜射入水中时传播方向发生了改变。
(2)[1][2]因折射光线 和入射光线和法线在同一平面内,所以,光贴着光屏从空气射入水中,该小组同学将F板向后折转一定角度,则在F板上不能看到折射光,此时折射光线和入射光线在同一平面内。
(3)根据表格中的数据可知,光从空气中斜射入水中时,折射角小于入射角;入射角增大,折射角也增大。
12.小明为探究光的折射规律设计了下面两个实验装置:如图甲所示的实验装置,其中光屏F可绕直径前后折转。
(1)实验时,先让光屏E、F位于同一平面内,一束激光贴着光屏E从空气斜射入水中,在光屏F上可以看到折射后的光束,观察发现折射光线和入射光线位于法线 ;小明将光屏F向后折转一定角度后,在光屏F上不能看到折射光,说明折射光线、入射光线和法线 (选填“在”或“不在”)同一平面内;
(2)小明将光屏F恢复原状,保持入射光不动,继续加水,会看到杯底的亮斑B向 (选填“左”、“右”或“上”)移动;
(3)小明继续用另一支激光笔让光沿着射向水面时,可看到折射光沿射出,这说明在光的折射现象中光路是 ;
(4)小明让一束光强不变的激光从某玻璃斜射向空气(如图乙、丙),不断调整入射角的大小,通过实验得到如下表格:
①光的折射现象一般都会伴随着反射现象的发生,当入射角增大时,折射角 (选填“增大”、“减小”或“不变”),折射光线的能量 (选填“增大”、“减小”或“不变”);
②当入射角≥41.8°时,折射光线消失,反射光线会变得更亮,即发生光的全反射现象。图像丁中的图线 (选填真“a”或“b”)反映了上述实验中的两角关系。
入射角
0°
10°
20°
30°
40°
41.8°
50°
折射角
0°
15.2°
30.9°
48.6°
81°
90°
反射能量
5%
7%
26%
43%
84%
100%
100%
【答案】(1) 两侧 在
(2)左
(3)可逆的
(4) 增大 减小 a
【详解】(1)[1][2]实验时,先让光屏E、F位于同一平面内,一束激光贴着光屏E从空气斜射入水中,在光屏F上可以看到折射后的光束,即AO为入射光线,OB为反射光线,NM为法线,这说明折射光线和入射光线位于法线两侧;当F板向后折转一定的角度后,则呈现折射光线的F板和呈现入射光线的E板不在同一平面内,在F板上不能看到折射光,说明折射光线、入射光线和法线在同一平面内。
(2)若杯中的水增多,如图所示:可见,当水增多时,液面升高,入射角不变,折射角也不变,入射点向左移,则杯底亮斑也会向左移动。
(3)另一支激光笔让光线沿着BO射向水面时,可看到折射光线沿OA射出,与原光路重合,这说明:在光的折射现象中,光路是可逆的。
(4)①[1][2]由表中数据可知:当入射角增大时,折射角也随着增大,反射光线能量增大,则折射光线的能量减小。
②[3]由表格数据可知:折射角随着入射角的增大而增大,但折射角总大于入射角,而图线b中,当入射角等于45°时,折射角也等于45°,a图线中的折射角始终大于入射角,因此图线a反映了实验中折射角与入射角的关系。
地 城
考点03
不同介质入射角、反射角与折射角的大小关系
13.如图是光在空气和玻璃的界面上同时发生反射和折射的光路图,下列说法正确的是( )
A.光是从空气中斜射入玻璃中,折射角大小是60°
B.光是从空气中斜射入玻璃中,折射角大小是30°
C.光是从玻璃中斜射入空气中,折射角大小是60°
D.光是从玻璃中斜射入空气中,折射角大小是30°
【答案】C
【详解】因为折射光线与反射光线在法线同侧,与入射光线分居法线两侧,且入射光线与反射光线在界面同侧,故PQ上方为光线射入方向,又因为入射角、折射角均为入射光线、折射光线与法线的夹角,因此入射角大小为
折射角大小为
入射角小于折射角,故光是从光密介质射入光疏介质,即从玻璃射入空气中,故C正确,ABD错误。
故选C。
14.一束光从空气斜射到某液面上发生反射和折射,如图所示,入射光线与液面成30°角,反射光线与折射光线的夹角为83°,则( )
A.入射角为30° B.反射角为30° C.折射角为53° D.折射角为37°
【答案】D
【详解】根据光的反射定律和折射的规律作图,如下:
设入射角为,折射角为,由题意知,入射光线与液面成,则入射角为;根据光的反射定律知:反射角等于入射角等于,则折射角
故ABC不符合题意,D符合题意。
故选D。
15.如图所示,OA是光从水中斜射入空气中时的一条反射光线,OA与水面的夹角为60°。下列关于入射角α、折射角γ的说法中正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【详解】 是光从水中斜射入空气中时的一条反射光线,则光路图如下图所示。由光路图可知,反射角等于入射角,所以入射角为 ,即 ,根据光的折射规律,光由水中斜射入空气中时折射角大于入射角,即 。
故选C。
16.如图是光在空气和水的界面处发生反射和折射的光路图,,下列判断正确的是( )
A.是入射光线、是反射角,是折射光线
B.是入射光线、为法线、为界面,上方介质是空气
C.入射角为30°,为法线、为界面,右侧介质是空气
D.入射角为60°,为法线、为界面,左侧介质是空气
【答案】C
【详解】由图可知,∠AOS=60°,所以∠AOP=90°﹣60°=30°
而∠COP与∠AOP是相等的,根据反射角等于入射角,所以PQ为法线,RS为界面,而折射光线和入射光线分别位于法线两侧,则OB一定为折射光线,AO为入射光线,OC为反射光线;由图可知,折射角要大于入射角,因当光线从水中斜射入空气时,折射角大于入射角;所以这束光线是由水进入空气;即分界面的右侧是空气,故C正确,ABD错误。
故选C。
17.如图所示为光从空气射向玻璃时发生折射的光路图,由图可知,折射光线是 ,入射角是 度,界面的 (选填“上”“下”“左”“右”)侧是空气。当入射角减小时,反射光线与折射光线的夹角将 。(填“变大”“变小”或“不变”)
【答案】 OB 60 左 变大
【详解】[1][2][3]由于反射角等于入射角,所以MN是界面,PQ为法线,而入射光线和折射光线分居法线的两侧,CO是入射光线,OA是反射光线,OB是折射光线,所以入射角为
光从空气射向玻璃时,折射角小于入射角,所以界面MN的左侧是空气。
[4]当入射角减小时,反射角减小,折射角减小,反射光线靠近法线,折射光线靠近法线,据图可知,反射光线与折射光线的夹角将变大。
18.如图所示,这是光在空气和水两种介质中传播的光路图,其中水在 (选填“AD左边”“AD右边”“BF上面”或“BF下面”),折射角大小为 。
【答案】 AD右边 60°
【详解】[1][2]由图知∠AOG=60°,则∠GOF=90°-60°=30°=∠EOF
根据反射角等于入射角可知,此时的法线为BF,界面为AD;反射光线、折射光线均与入射光线分居在法线的两侧,所以GO为入射光线,OC为折射光线,OE为反射光线。折射光线与法线的夹角为折射角,由图可知,折射角为∠BOC=90-30°=60°
折射角大于入射角,则光应由水斜射入空气中,所以界面AD的左侧是空气,右侧是水。
19.如图,一束光在空气和玻璃两种介质的界面处发生反射和折射,此时折射角大小为 度。若入射角变为20°,则反射光线和折射光线的夹角将 (选填“大于”、“等于”或“小于”)110°, (选填“BF上方”“BF下方”“AD左方”“AD右方”)为玻璃。
【答案】 60 大于 AD右方
【详解】[1][3]根据光的反射定律,反射角等于入射角,由图观察,图中符合反射角、入射角定义且有可能相等的两个角,只有、。根据光的反射定律和光的折射定律,则可确定BF为法线,AD为界面,GO为入射光线,OE为反射光线,OC为折射光线,为入射角,为反射角,为折射角。
由题意,入射角
则反射角
则折射角
因为折射角大于入射角,所以界面AD右方为玻璃,左方为空气。
[2]由图可知,当入射角为时,反射光线OE与界面AD的夹角为
反射光线和折射光线的夹角
若入射角变为,则反射角也变为,则反射光线OE与界面AD的夹角
由于入射角从减小到,减小了,折射角随着入射角减小而减小,而折射角大于入射角,则折射角减小的幅度要大于,即折射角,则折射光线CO与界面AD的夹角,反射光线和折射光线的夹角,即
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考点04
光在空气和介质中传播的光路作图
20.如图所示,a、b是河岸上灯泡L发出的光进入水中的情形。如果有位潜水员从水中观察河岸上的灯泡,那么他所观察到的灯泡L在什么位置,请作图表示。
【答案】
【详解】将图中a和b两条光线反向延长相较于,该点是灯泡的位置,潜水员在水中逆着光线看到的灯泡的位置在处,如图所示:
21.甲图为小猫叉鱼的情景,可简化为图乙所示, A点为小猫眼睛的位置,请在乙图中画出小猫看到鱼的光路图。
【答案】
【详解】小猫能看到水中的鱼,是由鱼反射的光线经水面折射后进入小猫的眼中,鱼的像是逆着折射光线看到的,所以连接AS',与水面的交点即为入射点O;连接S和O即为入射光线,OA为折射光线,OS'为折射光线的反向延长线,为虚线。如图所示:
22.请作出水族箱前站立的小女孩看到水中鱼眼点S的成像光路图。
【答案】
【详解】观察水中鱼眼S时,鱼眼S反射的光线斜射入空气中时,发生折射,折射角大于入射角,折射光线远离法线,眼睛逆着折射光线看上去,人看到的“鱼眼”在点,比鱼眼S的实际位置偏高,如图所示:
23.如图所示,玻璃棱镜的截面为等腰梯形;光线a与梯形的底平行,从空气中射入棱镜后,在点或点发生了一次反射,然后从面射出棱镜。请画出光线a通过棱镜的光路图。
【答案】
【详解】光线a与梯形的底平行,从空气中射入棱镜后,在M点或M′点发生了一次反射,由于光从空气斜射入玻璃,折射角小于入射角,向下偏转到M'点,反射时反射角等于入射角,根据光路具有可逆性,此时入射角等于第一次的折射角,故第二次的折射角等于第一次的入射角,最终水平向右射出,如图所示:
24.通过鱼缸右侧上方的平面镜可观察到鱼缸中的小鱼,补充画出人眼P通过平面镜看到水中小鱼S的光路图(保留作图痕迹)。
【答案】
【详解】根据光的反射定律可知,反射角等于入射角,过入射点作法线与平面镜垂直,根据反射角等于入射角确定入射光线,标上反射现象中入射光线的箭头,入射光线与水面的交点为折射的入射点,过入射点作法线与水面垂直,反射现象中的入射光线为折射现象中的折射光线,根据光的折射规律可知,光从水射向空气,折射角大于入射角,因此折射现象中的入射光线向法线靠拢,标上折射现象中入射光线的箭头,如图所示:
地 城
考点05
根据光路图区分入射、反射和折射光线
25.如图所示,一束光在空气和玻璃的分界面上发生反射和折射现象,形成了OA、OB和OC三条光线(箭头未画出)以下说法正确的是( )
A.PQ的下边是玻璃 B.MN的右边是玻璃
C.折射角为38° D.入射角为30°
【答案】C
【详解】光的反射现象中反射角等于入射角,由图得,
则PQ为法线,MN为界面。反射光线、折射光线均与入射光线分居在法线的两侧,则OA为折射光线、OB为反射光线、CO为入射光线,则入射角60°,折射角为38°,则折射角小于入射角,故MN的左边是玻璃,故ABD错误,C正确。
故选C。
26.如图所示,水面上方有一发光点S,a、b、c、d是S发出的四束光线,其中一束光线射入水中经过M点。已知光线b的延长线经过M点,则该束光线可能是( )
A.a B.b C.c D.d
【答案】A
【详解】首先,假设没有水时,光线沿直线传播,光线b的延长线经过M点,当有水时,光从空气斜射入水中,会发生折射。根据折射规律,折射光线会向法线方向偏折。我们看光线a、b、c、d,光线a入射到水面时,折射后能向法线偏折,从而经过M点;而光线b、c、d不符合折射后经过M点的情况。故A符合题意,BCD不符合题意。
故选 A。
27.如图,一束光在玻璃、空气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)其中折射光线是 (用字母表示),反射角等于 。光是从 (空气斜射入玻璃,玻璃斜射空气)。
【答案】 OG 60° 空气斜射入玻璃
【详解】[1]由图知道,,所以,
而,根据反射角等于入射角可知, CD为法线,AB为界面。而折射光线和入射光线分别位于法线两侧,反射光线和入射光线也分别位于法线两侧,则OG一定为折射光线,EO为入射光线,OF为反射光线;反射角为∠DOF=60°
[2]由以上分析知道,折射角是,根据折射角小于入射角知道,光是从空气斜射入玻璃。
28.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),其中入射光线是 (用字母表示),折射角等于 。
【答案】 EO 45°
【详解】[1][2]由图可知,∠BOE=60°,所以∠COE=90°-60°=30°
而∠COF=30°,根据反射角等于入射角,所以CD为法线,AB为界面,而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;折射角为∠DOG=45°。
29.如图所示,一束光由介质A斜射入介质B,MN是A、B两种介质的分界面,两种介质分别是玻璃和空气,则介质 (选填“A”或“B”)是空气,折射角为 度,若入射光线绕入射点顺时针转动5°角,则折射光线将绕入射点 (选填“顺时针”或“逆时针”)转动,且转动角度 (选填“大于”“等于”或“小于”)5°。
【答案】 B 60 顺时针 大于
【详解】[1][2]直线MN为界面,过入射点先作出法线EF,如图所示:
入射角是入射光线与法线的夹角,反射角是反射光线与法线的夹角,折射角是折射光线与法线的夹角。
由图可知,入射光线与界面的夹角为40°,则入射角为90°-40°=50°
根据光的反射定律可知,反射角=入射角=50°, 图中的折射角为90°-30°=60°
当光线从其它透明介质斜射入空气时,折射角大于入射角。因为图中的折射角大于入射角,故光线从其它透明介质斜射入空气中,则上方介质B为空气。
[3][4]若入射光线绕入射点顺时针转动5°角,入射角减小,折射角也减小,则折射光线将绕入射点顺时针转动,由于折射角大于入射角,假如都转动到入射角0度时,折射光线转动的角度较大,因而折射光转动角度大于5°。
30.光在空气和玻璃的分界面处同时发生反射和折射的光路图如图所示,则折射角的大小是 度,分界面的 (选填“上”、“下”、“左”或“右”)方为玻璃。当入射角增大时,反射光线与折射光线的夹角将变 (选填“小”或“大”)。
【答案】 35 右 小
【详解】[1][2]结合光的反射定律和光的折射规律,由图知道,∠BOM′=30°,同理∠AON=60°,所以MM′的左侧发生了光的反射,NN′为法线,则OC一定为折射光线,OA为反射光线,BO为入射光线。由图可知,入射角∠BON=60°
法线与折射光线的夹角为折射角,即∠CON′为35°,此时的折射角小于入射角,由光的折射规律知道,光是从空气中斜射入玻璃中,法线左侧为空气,右侧为玻璃。
[3]当入射角增大时,反射角增大,折射角也增大,反射光线与界面的夹角减小,折射光线与界面的夹角减小,所以反射光线与折射光线的夹角将变小。
31.如图所示的是光在空气和玻璃两种介质中传播的情形。
(1)由图可知,分界面的 侧是空气(选填“上”或“下”或“左”或“右”);
(2)若光沿图中的CO入射,折射光线将沿 (选填“OE”或“OG”)射出,此时折射角为 度。
【答案】(1)左
(2) OG 30
【详解】(1)根据题图可知
∠GOF=90°-60⁰=30°=∠EOF
两角共边,说明在AD的右侧发生了光的反射现象,水平方向的直线BF为法线,竖直方向的直线AD为界面,因反射光线、折射光线与入射光线分居法线的两侧,所以GO为入射光线,OE为反射光线,OC为折射光线,则∠GOF为入射角,∠COB为折射角,且
∠COB=90°-30°=60°
此时的折射角大于入射角,则空气在界面的左侧。
(2)[1][2]根据光路具有可逆性,若光沿图中的CO入射,折射光线将沿OG射出,此时折射角为30度。
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考点06
光的折射规律的应用
32.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,如图所示,下列说法正确的是( )
A.保持水面高度不变使激光笔向右平移,光斑向左移动
B.保持激光射入角度不变,使水面上升,光斑向右移动
C.将水槽的左侧底部缓慢抬起,反射角将增大
D.保持水面高度和入射点不变,使激光入射角增大,折射角将增大
【答案】D
【详解】A.当水面高度不变,激光笔向右平移时,入射角不变,根据光的反射定律,反射角等于入射角,所以反射光线与原来平行。由于容器是圆柱形敞口的,那么光斑O会向右移动,故A错误;
B.保持激光射入角度不变,即入射角不变,当水面上升时,入射点会向左移动。根据光的反射定律,反射光线与原来平行,在容器底部形成的光斑O会向左移动,而不是向右移动,故B错误;
C.将水槽的左侧底部缓慢抬起时,水面仍然是水平的,即法线方向不变。因为入射光线方向不变,根据光的反射定律,反射角等于入射角,所以反射角大小不变,故C错误;
D.根据光的折射定律,光从一种介质斜射入另一种介质时,折射角随着入射角的增大而增大。所以保持水面高度和入射点不变,使激光入射角增大,折射角将增大,故D正确。
故选 D。
33.下列说法中正确的是( )
①渔民沿看见鱼的方向可以叉到鱼
②渔民沿看见鱼的下方可以叉到鱼
③沿看见池底小石子的方向用激光笔照射可以照亮小石子
④沿看见池底小石子的下方用激光笔照射可以照亮小石子
A.①③ B.①④ C.②③ D.②④
【答案】C
【详解】水中的鱼反射的光从水中进入岸上人的眼睛被看到发生折射,根据光的折射规律可知,折射光线向远离法线的方向偏折,所以看到的虚像的位置和实际位置相比是浅的,在叉鱼时,渔夫应瞄准看到的鱼的下方才能叉到鱼,故①错误,②正确;在岸上看到池底的小石子与看到鱼的原理相同,看到的是光的折射形成的虚像,根据光路的可逆性可知,沿看见池底小石子的方向用激光笔照射可以照亮小石子,故③正确,④错误。综上可知,②③正确,故C正确,ABD错误。
故选C。
34.如图所示,入射光线与平面镜成30°角入射到镜面,则下列说法正确的是( )
A.入射角是30°
B.反射角是60°
C.反射光线与镜面的夹角是60°
D.若入射角减小5°,则反射角减小10°
【答案】B
【详解】AB.由于入射光线与法线的夹角为入射角,图中入射光线与平面镜的夹角为30°,则入射角为60°,由光的反射定律可知,反射角是60°,故A错误,B正确;
C.已知反射角为60°,则反射光线与镜面的夹角是30°,故C错误;
D.在光的反射现象中,反射角随入射角的变化而变化,且始终相等,若入射角减小5°,则反射角减小5°,故D错误。
故选B。
35.如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,其中错误的是( )
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,入射角小于折射角
D.光从玻璃斜射入空气时,折射角大于入射角
【答案】C
【详解】A.根据光沿直线传播的条件可知,光在同一种均匀介质中沿直线传播,故A正确,不符合题意;
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,不符合题意;
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,符合题意;
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正确,不符合题意。
故选C。
36.如图所示是光在空气和玻璃两种介质中传播的路线,据图分析:两种介质的界面是 (选项“”或“”),入射光线是 ,光的折射角大小是 度。
【答案】 CO 40
【详解】[1][2][3]由图可知,∠AON=90°-20°=70°=∠CON
所以,水平方向的直线NN′为法线,竖直方向的直线MM′为界面,CO为入射光线,OA为反射光线,OB为折射光线,则∠CON为入射角,∠N′OB为折射角,所以折射角∠N′OB=90°﹣50°=40°
37.如图所示,小华同学用激光笔照射水面,在水槽壁上出现两个红点A和B。
(1)若保持入射点O的位置不变,欲使A点下移至A1,应使入射光线MO绕着点O沿 (选填“顺时针”或“逆时针”)方向转动;同时观察到另一亮点B点会移动到点 (选填“B1”或“B2”)
(2)若保持入射光线不变,欲使B点下移至B2,应使水面 (选填“上升”、“下降”或“不变”)。
【答案】(1) 顺时针 B1
(2)上升
【详解】(1)[1][2]当光从空气斜射到水面时,同时会发生反射和折射现象,反射角等于入射角,折射角小于入射角;现保持入射点的位置不变,欲使光点A下移至A1处,则反射光线偏离法线,反射角增大,根据反射角等于入射角,则入射角也需增大,故使入射光线绕着点沿顺时针方向转动。同时,入射角增大,折射角也会相应增大,因此,会观察到另一亮点点会移动到点,如图所示:
(2)在水面变化过程中,由于入射光线不变,即入射角不变,则折射角大小也不发生改变,保持入射光线不变,使点下移至B2,应使水面上升,如图所示:
38.如图,游泳池底镶嵌平面镜,左侧壁上固定射灯,发出的一束光经反射,又经水面折射后,在右侧竖壁上形成亮斑。
(1)将到的光路图补充完整。
(2)已知,被反射时反射角大小为 。
(3)若水面上升,则右侧竖壁(足够长)上的亮斑将向 移动,水面上升高度与亮斑移动距离的关系为 (选填“>”“=”或“<”)。
【答案】(1)
(2)
(3) 上 >
【详解】(1)过入射点O作法线,根据光的反射定律,反射角等于入射角,画出反射光线;光从水中斜射入空气,折射光线远离法线,折射角大于入射角,如图所示:
(2)
已知∠α=50°,SO被反射时反射角大小为。
(3)[1]水面上升,作出水上升后的折射光路图,由图可知右侧竖壁(足够长)上的亮斑P将向上移动。
[2]水面上升后,因为入射角不变,所以进入空气后的折射角不变,由数学知识可知原折射光线与后来的折射光线平行,如下图所示,由图可知。
39.如图所示,固定在横坐标点的激光笔沿图示方向发出一束细光束,小明将宽为的长方形透明玻璃砖按如图位置放置,观察光的传播现象。
(1)图中未放玻璃砖时激光束通过纵坐标点,放玻璃砖后,光束经过点与纵坐标交于点,这是光的折射现象,此时折射角 角(选填“>”、“=”或“<”);
(2)图中其它条件不变,若换上宽度为的玻璃砖,光束与纵坐标的交点为,则点在B点的 (选填“上方”或“下方”),且BD 0.5d(选填“>”、“=”或“<”);
【答案】(1)>
(2) 下方 <
【详解】(1)由图可知,折射角为BE与法线的夹角,大于角θ。
(2)[1]其它条件不变,若换上宽度为的玻璃砖,成像效果如图所示,光束与纵坐标的交点为D,则D点在B点的下方。
[2]因为入射角大小不变,所以折射角大小不变,两次的折射光线平行,在平行四边形BDEF中,。
试卷第1页,共3页
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