第四章 多彩的光第4节 光的折射现象 寒假巩固2025-2026学年初中物理人教版(2024)八年级上册
2026-01-25
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内容正文:
第四章 多彩的光第4节 光的折射现象
xix
快速定位题型
题 型 目 录
【题型1】光的折射现象及其应用 1
【题型2】探究光的折射规律 4
【题型3】光的折射规律及其应用 8
【题型4】利用光的折射规律作图 12
【题型5】光折射的可逆性 16
xix
夯实必备知识
新 知 梳 理
【题型1】光的折射现象及其应用
【典型例题】对如图四幅图呈现的现象形成的物理原因,解释正确的是( )
A.河道旁的树木在水中的倒影是光的折射
B.水杯中的铅笔好像弯折了是光的反射
C.秧苗被栽得整整齐齐利用了光的直线传播
D.我们能够看到美丽的花朵是发生了镜面反射
【答案】C
【解析】树木在水中的倒影是平面镜成像,属于光的反射现象,故A错误;
当光从空气斜射入水中或者其他介质中时,折射光线向法线方向偏折,出现了铅笔好像在水面处折断了的现象,故B错误;
秧苗被栽得整整齐齐是利用了光是沿着直线传播的原理,故C正确;
我们能够看到美丽的花朵是发生了漫反射,故D错误。
【举一反三1】下列词语中涉及的物理现象和对它的解释相符的是( )
A.镜花水月——光的直线传播
B.海市蜃楼——光的反射
C.一叶障目——光的折射
D.凿壁偷光——光的直线传播
【答案】D
【解析】镜花水月,是通过平面镜和水面成的是虚像,属于光的反射,故A错误;
海市蜃楼是光在不均匀的空气中传播时发生折射形成的,故B错误;
一叶障目是指一片叶子挡在眼前就看不见东西了,这是因为光沿直线传播造成的,故C错误;凿壁偷光是光线通过小孔传播到墙壁外侧,是利用了光的直线传播,故D正确。
【举一反三2】“海市蜃楼”在我国古书《史记》《梦溪笔谈》中都有记载,下列光现象中与“海市蜃楼”形成原理相同的是( )
A.树木在水中的倒影
B.池水看起来比实际的浅
C.树荫下圆形的光斑
D.阳光下人的影子
【答案】B
【解析】海市蜃楼是由于空气的密度不均匀,光在传播过程中发生折射产生的现象。
平静的水面相当于平面镜,倒影是平面镜成的像,这是利用光的反射原理,故A错误;
池底的光线由水中进入空气时,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B正确;
树荫下圆形的光斑,是小孔成像,可以用光沿直线传播来解释,故C错误;
阳光下的影子属于光沿直线传播现象,不是光的折射现象,故D错误。
【举一反三3】火把节是彝族、白族、纳西族、基诺族、拉祜族等民族的传统节日,有着深厚的民俗文化内涵,被称为“东方的狂欢节”。小明和家人在楚雄过火把节时,偶然发现了一个现象:通过火堆上方看对面的人,感觉对面的人好像在晃动。为什么会出现这种现象呢?小明根据学过的知识进行分析:火堆上方的空气被加热后,其疏密程度在不断发生变化,光进入这种不均匀的热空气时会发生折射,传播方向也在不断发生变化,因此看起来感觉对面的人在晃动。为了验证这种分析是否正确,回到家后,小明利用一支激光笔、一个喷壶、一个装有酒精的浅盘及火柴,进行了探究。首先,小明想要验证在家中光是否会发生折射,他将激光笔固定在小桌上沿水平方向照射,用喷壶向激光笔的前方喷水,看到激光笔发出的一束笔直的红光射向墙面,墙面上有一个红色光点保持不动,这说明光在均匀的空气中是沿直线传播的。如果要让这束红光穿过不均匀的空气,接下来小明的操作是 。如果小明的分析是正确的,他观察到的现象应该是 。
【答案】点燃浅盘中的酒精,让激光笔发出的红光在燃烧的酒精上方照射;墙面上的光点在晃动。
【举一反三4】如图是两位同学在水中呼喊救命的场景,我们在岸上观察,发现看到池塘的底比实际位置要________一些(选填“深”或“浅”)。这主要是由于光的________现象。
【答案】见解析图
【解析】池底反射出的光,在水面处发生了折射,折射光线向远离法线的方向偏折。所以人看到的是变浅的池底的虚像。
【举一反三5】渔夫大明的眼睛在A处看到B处有一条鱼,眼睛看到的是________(选填“C”或“D”)处鱼的________(选填“虚像”或“实像”),这是由于发生光的折射,折射角________(选填“小于”“等于”或“大于”)入射角导致的。若在A处发射一束光照亮水中的鱼,光束应朝向________(选填“B”“C”或“D”)处。
【答案】见解析图
【解析】看到水中的鱼,是鱼反射的光线经过水面折射后进入人的眼睛,由于折射角大于入射角,人的眼睛逆着光线看去,看到的是变高的鱼的虚像;所以眼睛看到的是D处鱼的虚像;
若在A处发射一束光照亮水中的鱼,根据光路可逆可知,光束应朝向B处。
【题型2】探究光的折射规律
【典型例题】如图所示,A在水面上方,B在水面下方,ABD垂直于水面,垂足分别是C和D,AB连线与水面相交于E点,若从A处射出一束激光,要使激光能够照射到B点,则射出的激光在水面上的入射位置是( )
A.E点
B.D点
C.D与E之间的某一个点
D.C与E之间的某一个点
【答案】C
【解析】光从A斜射入水面,到达B点,折射角小于入射角,如图所示:
所以若从A处射出一束激光,要使激光能够照射到B点,则射出的激光在水面上的入射位置是D与E之间的某一个点。故选C。
【举一反三1】在探究“光的折射规律”的实验时,小米同学将呈现折射光线的活动月牙板向后折,发现在月牙板上看不到折射光线,如图所示,就此现象可以说明( )
A.当月牙板向后折时,折射光线消失了
B.折射光线与入射光线分居在法线两侧
C.光发生折射时,光路是可逆的
D.折射光线、入射光线和法线在同一平面内
【答案】D
【解析】(1)在光的折射中,折射光线、入射光线、法线在同一平面内,当月牙板向后折时,看不到折射光线,但折射光线仍然存在,故A错误; (2)将呈现折射光线的活动月牙板向后折,发现在月牙板上看不到折射光线,就此现象可以说明折射光线、入射光线和法线在同一平面内. 尽管B选项折射光线与入射光线分居在法线两侧,以及C选项光发生折射时,光路是可逆的都是正确的,但就此现象不能说明,故BC不符合题意.
【举一反三2】如图甲是小明同学利用透明的薄壁(厚度可忽略不计)方形水槽水和光具盘探究光从空气斜射入玻璃中时的光路,经过多次实验并记录了表格数据:
(1)分析表格中的数据,你能得出的结论(写出一条即可): ;
(2)当光以30°的入射角从玻璃斜射入空气中时,其折射角是 ,你的依据是 ;
(3)如图乙,小明将激光笔移至虚线框内向水槽底部照射,为使光束从水面射出后沿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 (选填“①”“②”或“③”)区内。
【答案】(1)当光从空气斜射入玻璃中时,折射角小于入射角 (2)45° 在光的折射中,光路是可逆的 (3)与DE平行 ②
【解析】(1)由表格数据可知,当光从空气斜射入玻璃中时,折射角小于入射角。(2)当光以45°的入射角从空气斜射入玻璃中时,其折射角是30°。根据在光的折射中,光路是可逆的,当光以30°的入射角从玻璃斜射入空气中时,其折射角是45°。(3)将激光笔移至虚线框内向水槽底部照射(厚度可忽略不计),光从空气斜射进入水中和从水斜射进入空气中,发生两次折射,一次折射角减小,一次折射角增大,根据几何知识可知,第一次折射的折射角等于第二次折射的入射角,根据折射光线可逆可知最终的折射光线与最初的入射光线是平行的,如图
因此为使光束从水面射出后沿DE方向传播则激光笔照射的方向应满足的条件是与DE平行,且激光笔照射在水槽底部的位置必须在②区内。
【举一反三3】如图甲所示,小明在探究光折射现象时,将一束入射角为50°的光线斜射入杯中,在杯底形成光斑,然后逐渐往杯中加水,观察杯底光斑的位置变化。他对实验中光偏折程度的差异产生了兴趣。为了定量反映这种差异,他将“折射角与入射角的比值”定义为“偏折比”。根据所学知识和生活经验,小明对影响“偏折比”大小的因素提出如下猜想:
猜想1:与液体深度有关;
猜想2:与液体种类有关;
猜想3:与入射光的颜色有关;
(1)图甲实验中,测得折射角为35°,则此时的“偏折比”为___________,加水过程中,杯底光斑将向___________(填“左”或“右”)移动;
(2)实验中通过观察分析认为猜想1不正确,水面上升(下降),入射角和折射角都不变;为了继续探究猜想2,小明只将图甲中的水换成油,当油的深度小于水的深度(如图乙所示),杯底光斑位置恰与图甲实验时光斑位置重合。对比可知:在相同条件下,油对光的“偏折比”比水对光的“偏折比”___________(选填“大”或“小”);
(3)为了探究猜想3,小明用图甲装置先后入射红、蓝色激光,杯底光斑位置如图丙所示,则___________光的“偏折比”大;
(4)将一束激光穿过如图丁所示的玻璃砖,若光在玻璃砖上表面折射时的“偏折比”为0.8,则光在下表面折射时的“偏折比”为 ___________。
【答案】(1)0.7 右 (2)小 (3)红 (4)1.25
【解析】(1)图甲实验中,测得折射角为35°,已知入射角为50°,则偏折比==0.7;
当容器内逐渐加水时,光的折射程度不变,但入射点逐渐抬高且向右移动,由光的折射规律作出的折射光线照射在容器底的光斑会逐渐向右移动;
(2)将图甲中的水换成油,当油的深度小于水的深度,杯底光斑位置恰与图甲实验时光斑位置重合,如图1(为便于比较,在同一幅图中进行对比),
由图1可知:在油中折射光线更靠近法线,即油中的折射角小于水中的折射角,由于入射角相同,且偏折比是折射角与入射角的比值,所以在相同条件下,油对光的“偏折比”比水对光的“偏折比”小;
(3)光线的入射角和入射点不变,红、蓝色激光的折射光线,如图2,
由图2可知:红色激光的折射角大于蓝色激光的折射角,由于入射角相同,则根据“偏折比”的定义可知:红光的“偏折比”大;
(4)将一束激光穿过如图丁所示的玻璃砖,若光在玻璃砖上表面折射时入射角为r,折射角为i,如图3,
此时“偏折比”为0.8,即:=0.8;
当光在下表面折射时如图3中,则此时入射角为r′,折射角为i′,根据几何知识可知:∠r′=∠i,∠i′=∠r,
所以,光在下表面折射时的“偏折比”为:====1.25。
【题型3】光的折射规律及其应用
【典型例题】如图,一束光射入杯中(入射点为O),在杯底形成光斑A点,逐渐往杯中加水,观察到的光斑将会( )
A.向左移动
B.向右移动
C.向上移动
D.向下移动
【答案】A
【解析】保持入射光束的方向不变,逐渐往杯中加水,光线从空气中斜射入水中,会发生折射,折射角小于入射角,由于液面升高,折射点会向左移动,所以光斑会向左移动,光路图如图所示:
故A符合题意,BCD不符合题意。
【举一反三1】(2023·广东江门一模)如图所示,装有水的容器左上方有一支激光笔,沿笔身倾角的方向对准着容器底部的O点,此时打开激光笔,欲使激光照射到O点,以下可行的操作是( )
A.保持笔身倾角和位置不变,直接打开激光笔
B.保持笔身倾角不变,向右平移激光笔
C.保持笔身倾角不变,向左平移激光笔
D.保持激光笔的位置不变,增大笔身倾角
【答案】B
【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,折射光线偏向法线,因此水槽底部光斑移动到O点的左侧。保持笔身倾角和位置不变,直接打开激光笔,不能使激光照射到O点;保持笔身倾角不变,向右平移激光笔,能使激光照射到O点;保持激光笔的位置不变,增大笔身倾角θ,入射角更小,折射角也更小,不能使激光照射到O点。
【举一反三2】小李同学用一支新买的激光笔照射水平水面,在竖直白墙上出现了两个红色亮点A和B,如图所示。现保持入射点O的位置不变,使入射光线MO绕着点O沿顺时针方向转动,竖直白墙上的红色亮点A和B将如何变化( )
A.红色亮点A和B的位置都不改变
B.红色亮点A下移、B上移
C.红色亮点A上移、B下移
D.红色亮点B都下移
【答案】B
【解析】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O的位置不变,使得入射光线顺时针旋转,即入射角变大,所以反射角会变大,故A点会下移;同时,该过程中的折射角也会变大,所以B点也会上移。所以红色亮点A下移、B上移。
【举一反三3】如图所示是一束光在空气和玻璃两种介质的界面上发生了反射现象和折射现象,折射角为 度,界面AD的 边是空气。
【答案】60 左
【解析】根据光的反射定律,入射光线、反射光线分居法线的两侧,在同种介质中,反射角等于入射角,可知,GO、OE一条为入射光线,一条为反射光线,又因发生光的折射现象中,入射光线和折射光线分居法线两侧,且在不同介质中,可确定GO为入射光线、OE为反射光线,OC为折射光线,OC与法线的夹角为折射角,此时折射角为,此时折射角大于入射角,说明光线从传播速度慢的介质中折射进入传播速度快的介质中,因此可以确定界面AD的左侧是空气,右侧是玻璃。
【举一反三4】如图所示,一束激光沿 斜射到空水槽底部O点,形成一个光斑,向水槽中注入适量水后,水槽底部光斑移动到O点的 (选填“左侧”或“右侧”);若慢慢抬起水槽左端,在此过程中,折射角 (选填“增大”“不变”或“减小”)。
【答案】直线;右;不变
【解析】由于光在同种均匀介质中是沿直线传播的,所以一束激光沿直线斜射到空水槽底部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点右侧;
若慢慢抬起水槽左端,在水面仍然是水平的,入射光线与水面之间的夹角不变,入射角不变,折射角不变。
【举一反三5】小王同学在研究光的折射规律时根据实验现象画出了如图所示的a、b、c三图,根据图中所示现象,可以得到的初步结论是 ______ .
【答案】当光从空气斜射入透明介质时折射角小于入射角,且当入射角减小,折射角也减小.
【解析】(a)(b)(c)三幅图可知:光从空气斜射入水或玻璃中时,折射角都比入射角小;当入射角减小时,折射角也跟着减小.
【题型4】利用光的折射规律作图
【典型例题】人在水面下看到岸边景物的正确光路是( )
A.
B.
C.
D.
【答案】C
【解析】人在水面下看到岸边景物,是景物反射的光由空气射到水面上发生折射后进入了人的眼睛,由光的折射定律知,折射角小于入射角,故ABD错误、C正确。
【举一反三1】如图所示,小明在一空碗中放一枚硬币,后退到某处时眼睛刚好看不到它。另一名同学慢慢往碗中倒水时,小明在该处又看到硬币。能解释这种现象的光路是( )
A.
B.
C.
D.
【答案】B
【解析】当我们用眼睛看到水中的硬币,是因为硬币反射的光进入到了我们的眼睛的缘故;根据光的折射定律的内容知道,光从水斜射入空气中时,折射光线向远离法线方向偏折,折射角大于入射角,且光线是从硬币上出发的,故只有B图正确。
【举一反三2】小东为了研究光的反射和折射现象,将刻度尺竖直插入容器的水中,如图所示。从A处向水中看去,看到刻度尺上B点水中所成的像位于C点,同时看到水中D点的像也位于C点,D点的像是 像。据此请完成以下作图:
(1)用虚线画出水面位置;
(2)完成看到B点的光路图。
【答案】虚;(1)(2)见解析。
【解析】光从水中斜射入空气中时折射角大于入射角,当折射光线射入人眼时,人凭光沿直线传播的感觉,认为D点在折射光线的反向延长线上的C点,人看到的是D点的虚像;
(1)为测量容器中水的深度,一同学将刻度尺竖直插入水中,如图所示。从A处向水中看去,看到刻度尺上B点在水中所成的像位于C点,根据平面镜成像时,像与物到镜面的距离相等,则水面在BC的中点处,根据BC长度为30.0cm﹣10.0cm=20.0cm,则水面在20.0cm刻度处,如图所示;
(2)看到水中D点的像也位于C点,连接AC与水面相交点O是入射点,连接BO是入射光线,OA是反射光线,如图所示:
【举一反三3】射水鱼有非常独特的捕食本领,当搜索到停歇在水面附近草叶上的猎物后,会选择合适的角度瞄准目标,喷射出1m多高的水柱,将昆虫击落水中吃掉如图1。
(1)射水鱼在水下向水面上的小虫喷水时,喷射的方向应该是对准看到小虫 (选填“下方”“上方”),这是光的 现象引起的。
(2)射水鱼的眼睛在B处观察空气中昆虫A,在A′处看到物体的像,如图2所示。请在图中画出折射光路图。
【答案】(1)下方;折射;(2)见解析图
【解析】(1)射水鱼在水中看到水面上方的昆虫等猎物,是因为水面上方的昆虫等猎物“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。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,所以鱼看到是变高的虫子的像,故它在水下向小虫喷水时,喷射方向应该是看到的小虫的下方。
(2)射水鱼的眼睛在B处观察空气中昆虫A,在A′处看到物体的像,说明折射光在直线A'B上,据此确定折射点,画出入射光线,如图所示:
【举一反三4】(2023·黑龙江绥化·校考模拟预测)小王在游泳池里潜泳时在A处向岸边看B处的物体,请画出小王看到的B物体所成像B'的大致位置。
【答案】
【解析】如图所示,B处物体反射的光线从空气斜射入水中,发生折射,折射角小于入射角,折射光线靠近法线,向下偏折,射入小王的眼睛,而小王逆着折射光线的方向看上去,看到的位置在B',比实际位置B偏高,如图所示:
【举一反三5】(2023·湖北十堰·统考中考真题)小明将装有硬币A的空杯放在弟弟面前,弟弟的眼睛在P点看不到硬币,如图甲。小明向杯中缓缓注满水,弟弟眼睛在P点看到了硬币在B点,如图乙。请你在图乙中画出弟弟看到硬币的入射光线、折射光线,并标出折射角r(保留作图痕迹)。
【答案】
【解析】人眼看到的池底A点像的位置,连接人眼与B,与水面的交点O为入射点,连接AO为入射光线,O到人眼为折射光线,过O点画出法线,折射光线与法线的夹角为折射角,如图所示:
【题型5】光折射的可逆性
【典型例题】关于光现象,下列说法正确的个数有( )
(1)光发生折射时,光路是可逆的
(2)人远离平面镜时,平面镜中的像越来越小
(3)光从空气射入水中时,传播方向一定改变
(4)漫反射也遵循光的反射定律
A.0个
B.1个
C.2个
D.3个
【答案】C
【解析】光发生折射时,光路是可逆的,故(1)正确;平面镜所成的像与物体大小相等,与物体到平面镜的距离无关,故(2)错误;光从一种介质斜射入另一种介质时,传播方向要发生改变,当光从空气垂直射入水中时,传播方向不改变,故(3)错误;镜面反射和漫反射都遵守光的反射定律,故(4)正确,有2个正确。
【举一反三1】将一支普通的筷子AB放入水中,看起来筷子发生了弯折如图中所示,关于该现象下列说法正确的是( )
A.我们看到筷子的A端是利用光的直线传播
B.我们看到筷子的端是利用光的反射
C.筷子看起来变弯是光从空气射入水中发生了折射
D.筷子的B端在的下方
【答案】D
【解析】我们看到不发光的物体是光的反射,故A错误;
B端在水中,光在两种不同的介质中传播,会发生的是折射,故B错误;
看水里的筷子,是筷子反射的光从水中射入空气了,发生了折射,故C错误;
光从水中射入空气中,折射角大于入射角,所以筷子的B端在的下方,故D正确。
故选D。
【举一反三2】渔民用激光枪射鱼,应该使激光对准( )
A.看到的鱼
B.看到的鱼的上方
C.看到的鱼的下方
D.看到的鱼的左上方
【答案】A
【解析】鱼射出的光线在水面处发生折射,折射光线进入眼睛,光的折射中光路是可逆的,从看到鱼的位置正对鱼照射,能把鱼照亮,所以渔民应瞄准看到“鱼”的开始射击。
【举一反三3】如图所示,B′是人眼在A处透过水面看见的河底一白色鹅卵石的虚像,这虚像是由光的 ______ 形成的.若在A处用激光手电对准虚像B′照射,则手电发出的光 ______ (选填“能”或“不能”)照射到河底的白色鹅卵石上.
【答案】折射;能
【解析】看到水中的鹅卵石是光的折射现象,是鹅卵石的虚像;根据光路的可逆性,A处的手电发出的光能射到河底的鹅卵石上.
【举一反三4】渔民在叉鱼时,真实的鱼是在渔夫看到鱼的 ______ 像(选填“实”或“虚”)的 ______ (选填“上方”或“下方”),这是因为鱼反射的光从 ______ 射到 ______ 中在水面发生了折射现象的缘故.渔夫看到鱼时,鱼也看到渔夫,这是因为在光的 ______ 中光路是 ______ 的.
【答案】虚;下方; 水;空气;折射现象; 可逆.
【解析】(1)渔民在叉鱼时,真实的鱼是在渔夫看到的鱼的下方,是虚像,这是因为鱼反射的光从水中射到空气中发生了折射现象的缘故. (2)渔夫看到鱼时,鱼也看到渔夫,这是因为在光在折射现象中光路是可逆的.
【举一反三5】如图所示,人眼在A处看见河里B处有一白色鹅卵石,若从A处用激光手电筒的激光束能照射到白色鹅卵石上,请画出从A处射出的激光束照射到白色鹅卵石上的光路图.
【答案】
【解析】根据光路的可逆性,人眼在A点能够看到B处鹅卵石的像,是因为B的光线由水进入空气时,发生折射,人眼顺着折射光线的反向延长线,就看到物体的像B的位置.根据光路的可逆性 ,连接AB,过折射点做法线,根据光从空气斜射入水中,折射角小于入射角画出折射光线的位置,再根据鹅卵石在B的下方,确定鹅卵石的位置在“石”处.如图所示:
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第四章 多彩的光第4节 光的折射现象
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快速定位题型
题 型 目 录
【题型1】光的折射现象及其应用 1
【题型2】探究光的折射规律 3
【题型3】光的折射规律及其应用 5
【题型4】利用光的折射规律作图 7
【题型5】光折射的可逆性 9
xix
夯实必备知识
新 知 梳 理
【题型1】光的折射现象及其应用
【典型例题】对如图四幅图呈现的现象形成的物理原因,解释正确的是( )
A.河道旁的树木在水中的倒影是光的折射
B.水杯中的铅笔好像弯折了是光的反射
C.秧苗被栽得整整齐齐利用了光的直线传播
D.我们能够看到美丽的花朵是发生了镜面反射
【举一反三1】下列词语中涉及的物理现象和对它的解释相符的是( )
A.镜花水月——光的直线传播
B.海市蜃楼——光的反射
C.一叶障目——光的折射
D.凿壁偷光——光的直线传播
【举一反三2】“海市蜃楼”在我国古书《史记》《梦溪笔谈》中都有记载,下列光现象中与“海市蜃楼”形成原理相同的是( )
A.树木在水中的倒影
B.池水看起来比实际的浅
C.树荫下圆形的光斑
D.阳光下人的影子
【举一反三3】火把节是彝族、白族、纳西族、基诺族、拉祜族等民族的传统节日,有着深厚的民俗文化内涵,被称为“东方的狂欢节”。小明和家人在楚雄过火把节时,偶然发现了一个现象:通过火堆上方看对面的人,感觉对面的人好像在晃动。为什么会出现这种现象呢?小明根据学过的知识进行分析:火堆上方的空气被加热后,其疏密程度在不断发生变化,光进入这种不均匀的热空气时会发生折射,传播方向也在不断发生变化,因此看起来感觉对面的人在晃动。为了验证这种分析是否正确,回到家后,小明利用一支激光笔、一个喷壶、一个装有酒精的浅盘及火柴,进行了探究。首先,小明想要验证在家中光是否会发生折射,他将激光笔固定在小桌上沿水平方向照射,用喷壶向激光笔的前方喷水,看到激光笔发出的一束笔直的红光射向墙面,墙面上有一个红色光点保持不动,这说明光在均匀的空气中是沿直线传播的。如果要让这束红光穿过不均匀的空气,接下来小明的操作是 。如果小明的分析是正确的,他观察到的现象应该是 。
【举一反三4】如图是两位同学在水中呼喊救命的场景,我们在岸上观察,发现看到池塘的底比实际位置要________一些(选填“深”或“浅”)。这主要是由于光的________现象。
【举一反三5】渔夫大明的眼睛在A处看到B处有一条鱼,眼睛看到的是________(选填“C”或“D”)处鱼的________(选填“虚像”或“实像”),这是由于发生光的折射,折射角________(选填“小于”“等于”或“大于”)入射角导致的。若在A处发射一束光照亮水中的鱼,光束应朝向________(选填“B”“C”或“D”)处。
【题型2】探究光的折射规律
【典型例题】如图所示,A在水面上方,B在水面下方,ABD垂直于水面,垂足分别是C和D,AB连线与水面相交于E点,若从A处射出一束激光,要使激光能够照射到B点,则射出的激光在水面上的入射位置是( )
A.E点
B.D点
C.D与E之间的某一个点
D.C与E之间的某一个点
【举一反三1】在探究“光的折射规律”的实验时,小米同学将呈现折射光线的活动月牙板向后折,发现在月牙板上看不到折射光线,如图所示,就此现象可以说明( )
A.当月牙板向后折时,折射光线消失了
B.折射光线与入射光线分居在法线两侧
C.光发生折射时,光路是可逆的
D.折射光线、入射光线和法线在同一平面内
【举一反三2】如图甲是小明同学利用透明的薄壁(厚度可忽略不计)方形水槽水和光具盘探究光从空气斜射入玻璃中时的光路,经过多次实验并记录了表格数据:
(1)分析表格中的数据,你能得出的结论(写出一条即可): ;
(2)当光以30°的入射角从玻璃斜射入空气中时,其折射角是 ,你的依据是 ;
(3)如图乙,小明将激光笔移至虚线框内向水槽底部照射,为使光束从水面射出后沿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 (选填“①”“②”或“③”)区内。
【举一反三3】如图甲所示,小明在探究光折射现象时,将一束入射角为50°的光线斜射入杯中,在杯底形成光斑,然后逐渐往杯中加水,观察杯底光斑的位置变化。他对实验中光偏折程度的差异产生了兴趣。为了定量反映这种差异,他将“折射角与入射角的比值”定义为“偏折比”。根据所学知识和生活经验,小明对影响“偏折比”大小的因素提出如下猜想:
猜想1:与液体深度有关;
猜想2:与液体种类有关;
猜想3:与入射光的颜色有关;
(1)图甲实验中,测得折射角为35°,则此时的“偏折比”为___________,加水过程中,杯底光斑将向___________(填“左”或“右”)移动;
(2)实验中通过观察分析认为猜想1不正确,水面上升(下降),入射角和折射角都不变;为了继续探究猜想2,小明只将图甲中的水换成油,当油的深度小于水的深度(如图乙所示),杯底光斑位置恰与图甲实验时光斑位置重合。对比可知:在相同条件下,油对光的“偏折比”比水对光的“偏折比”___________(选填“大”或“小”);
(3)为了探究猜想3,小明用图甲装置先后入射红、蓝色激光,杯底光斑位置如图丙所示,则___________光的“偏折比”大;
(4)将一束激光穿过如图丁所示的玻璃砖,若光在玻璃砖上表面折射时的“偏折比”为0.8,则光在下表面折射时的“偏折比”为 ___________。
【题型3】光的折射规律及其应用
【典型例题】如图,一束光射入杯中(入射点为O),在杯底形成光斑A点,逐渐往杯中加水,观察到的光斑将会( )
A.向左移动
B.向右移动
C.向上移动
D.向下移动
【举一反三1】(2023·广东江门一模)如图所示,装有水的容器左上方有一支激光笔,沿笔身倾角的方向对准着容器底部的O点,此时打开激光笔,欲使激光照射到O点,以下可行的操作是( )
A.保持笔身倾角和位置不变,直接打开激光笔
B.保持笔身倾角不变,向右平移激光笔
C.保持笔身倾角不变,向左平移激光笔
D.保持激光笔的位置不变,增大笔身倾角
【举一反三2】小李同学用一支新买的激光笔照射水平水面,在竖直白墙上出现了两个红色亮点A和B,如图所示。现保持入射点O的位置不变,使入射光线MO绕着点O沿顺时针方向转动,竖直白墙上的红色亮点A和B将如何变化( )
A.红色亮点A和B的位置都不改变
B.红色亮点A下移、B上移
C.红色亮点A上移、B下移
D.红色亮点B都下移
【举一反三3】如图所示是一束光在空气和玻璃两种介质的界面上发生了反射现象和折射现象,折射角为 度,界面AD的 边是空气。
【举一反三4】如图所示,一束激光沿 斜射到空水槽底部O点,形成一个光斑,向水槽中注入适量水后,水槽底部光斑移动到O点的 (选填“左侧”或“右侧”);若慢慢抬起水槽左端,在此过程中,折射角 (选填“增大”“不变”或“减小”)。
【举一反三5】小王同学在研究光的折射规律时根据实验现象画出了如图所示的a、b、c三图,根据图中所示现象,可以得到的初步结论是 ______ .
【题型4】利用光的折射规律作图
【典型例题】人在水面下看到岸边景物的正确光路是( )
A.
B.
C.
D.
【举一反三1】如图所示,小明在一空碗中放一枚硬币,后退到某处时眼睛刚好看不到它。另一名同学慢慢往碗中倒水时,小明在该处又看到硬币。能解释这种现象的光路是( )
A.
B.
C.
D.
【举一反三2】小东为了研究光的反射和折射现象,将刻度尺竖直插入容器的水中,如图所示。从A处向水中看去,看到刻度尺上B点水中所成的像位于C点,同时看到水中D点的像也位于C点,D点的像是 像。据此请完成以下作图:
(1)用虚线画出水面位置;
(2)完成看到B点的光路图。
【举一反三3】射水鱼有非常独特的捕食本领,当搜索到停歇在水面附近草叶上的猎物后,会选择合适的角度瞄准目标,喷射出1m多高的水柱,将昆虫击落水中吃掉如图1。
(1)射水鱼在水下向水面上的小虫喷水时,喷射的方向应该是对准看到小虫 (选填“下方”“上方”),这是光的 现象引起的。
(2)射水鱼的眼睛在B处观察空气中昆虫A,在A′处看到物体的像,如图2所示。请在图中画出折射光路图。
【举一反三4】(2023·黑龙江绥化·校考模拟预测)小王在游泳池里潜泳时在A处向岸边看B处的物体,请画出小王看到的B物体所成像B'的大致位置。
【举一反三5】(2023·湖北十堰·统考中考真题)小明将装有硬币A的空杯放在弟弟面前,弟弟的眼睛在P点看不到硬币,如图甲。小明向杯中缓缓注满水,弟弟眼睛在P点看到了硬币在B点,如图乙。请你在图乙中画出弟弟看到硬币的入射光线、折射光线,并标出折射角r(保留作图痕迹)。
【题型5】光折射的可逆性
【典型例题】关于光现象,下列说法正确的个数有( )
(1)光发生折射时,光路是可逆的
(2)人远离平面镜时,平面镜中的像越来越小
(3)光从空气射入水中时,传播方向一定改变
(4)漫反射也遵循光的反射定律
A.0个
B.1个
C.2个
D.3个
【举一反三1】将一支普通的筷子AB放入水中,看起来筷子发生了弯折如图中所示,关于该现象下列说法正确的是( )
A.我们看到筷子的A端是利用光的直线传播
B.我们看到筷子的端是利用光的反射
C.筷子看起来变弯是光从空气射入水中发生了折射
D.筷子的B端在的下方
【举一反三2】渔民用激光枪射鱼,应该使激光对准( )
A.看到的鱼
B.看到的鱼的上方
C.看到的鱼的下方
D.看到的鱼的左上方
【举一反三3】如图所示,B′是人眼在A处透过水面看见的河底一白色鹅卵石的虚像,这虚像是由光的 ______ 形成的.若在A处用激光手电对准虚像B′照射,则手电发出的光 ______ (选填“能”或“不能”)照射到河底的白色鹅卵石上.
【举一反三4】渔民在叉鱼时,真实的鱼是在渔夫看到鱼的 ______ 像(选填“实”或“虚”)的 ______ (选填“上方”或“下方”),这是因为鱼反射的光从 ______ 射到 ______ 中在水面发生了折射现象的缘故.渔夫看到鱼时,鱼也看到渔夫,这是因为在光的 ______ 中光路是 ______ 的.
【举一反三5】如图所示,人眼在A处看见河里B处有一白色鹅卵石,若从A处用激光手电筒的激光束能照射到白色鹅卵石上,请画出从A处射出的激光束照射到白色鹅卵石上的光路图.
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