摘要:
**基本信息**
本练习通过基础认知、技能应用、综合探究三层设计,覆盖光的折射现象、规律及应用,实现从概念理解到实验探究的进阶巩固,培养物理观念与科学思维。
**分层设计**
|层次|知识覆盖|设计特色|
|----|----------|----------|
|基础认知|折射现象辨析、规律识记|单选结合生活实例(如放大镜成像、筷子弯折),填空直接考查折射规律(三线共面、折射角与入射角关系)|
|技能应用|光路作图规范|作图题要求绘制空气-水界面反射与折射光线,强化科学推理能力|
|综合探究|现象解释与实验分析|计算题(井底之蛙视野变化)、实验题(折射角随入射角变化数据归纳),体现科学探究与问题解决能力|
内容正文:
4.4 光的折射 课时练习
一 、单选题(本大题共10小题,共30分)
1.(3分)如图所示的光现象中,由于光的折射形成的是
A. 放大镜把指纹放大了
B. 从梳妆镜里看到妆容
C. 水面上呈现天鹅的倒影
D. 晷面上呈现晷针的影子
2.(3分)当光从空气斜射进入玻璃中时,会发生折射,如图所示,画出的折射光路正确的是 ( )
A. B.
C. D.
3.(3分)光线从空气垂直射入水中,入射角是,则折射角是
A. B. C. D.
4.(3分)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所示,其中球心O与入射点 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
5.(3分)如图所示,是光从水中斜射入空气中时的一条反射光线,与水面夹角为。下列关于人射角、折射角的说法中正确的是( )
A. 、 B. 、
C. 、 D. 、
6.(3分)将刻度尺斜插入水中,从水面上看去,水中尺子的刻度情况
A. 变得疏了 B. 变得密了
C. 一部分变疏一部分变密 D. 疏密没有变化
7.(3分)下列现象中,由光的折射形成的是
A. 树荫下有许多圆形的光斑 B. 树木在河水中的倒影
C. 斜放在水中的筷子弯折了 D. 阳光下树木的影子
8.(3分)在杯子中放一枚硬币,眼睛刚好看不见,保持眼睛和杯子的位置不变,如图所示慢慢向杯中注水( )
A. 随着水的增多,眼睛能看到硬币,但位置比实际位置高
B. 随着水的增多,眼睛能看到硬币,但位置比实际位置低
C. 随着水的增多,眼睛能看到硬币,且位置没有改变
D. 注入水后仍看不见硬币
9.(3分)如图所示,一束激光沿直线射到空水槽底部O点,形成一个光斑,缓慢向水槽中注水,随着水面的上升,关于光在水面折射时的入射角与折射角的大小,说法正确的是( )
A. 入射角与折射角都改变 B. 入射角与折射角都不变
C. 入射角不变,折射角改变 D. 入射角改变,折射角不变
10.(3分)学校新建成一个喷水池,在池底的中央安装一只射灯。经过连续几天观察,晓霞同学发现:池内无水时,射灯发出的一束光照在池壁上,在点形成一个亮斑,如图所示;池内水面升至位置时,她在池旁看到亮斑的位置在点;水面升至位置时,她看到亮斑的位置在点。则
A. 点、点都在点的下方 B. 点、点都在点的上方
C. 点在点的下方,点在点的上方 D. 点在点的下方,点在点的上方
二 、填空题(本大题共6小题,共24分)
11.(4分)1.光的折射规律(如图):
(1)共面:折射光线、入射光线和法线在_______________内。
(2)异侧:折射光线、入射光线分别位于__________两侧。
(3)折射角与入射角不等.
①定性:如图,∠r__________∠i。
②变性:折射角随着入射角的增大而-增大
(4)当光从空气垂直射入水中或其他介质中时,传播方向__________
(5)可逆性:在光的折射现象中,光路__________
12.(4分)如图所示,光斜射到空气和玻璃的分界面时发生折射现象,以为界面,______选填“”、“”、“”或“”为折射角,的 ______选填“左”或“右”侧是空气。
13.(4分)如图所示,、和是射到空气和玻璃界面上的入射光线、反射光线和折射光线三条光线,则 ______是入射光线,______是反射光线,反射角为 ______度,折射角为 ______度,分界面是 ______选“”或“”,界面的 ______边是玻璃。选填“左”或“右”
14.(4分)“大漠孤烟直,长河落日圆”的诗句中,诗人观察到的落日并非太阳的实际位置,而是光线经过不均匀大气时发生_______________而形成的像。如图所示,站在A点的人恰好看到地平线上的太阳,他所看到的太阳的实际位置应是图中的_______________(选填“甲”或“乙”)位置。
15.(4分)小华同学用激光笔照射水面,在水槽壁上出现两个红点和。
若保持入射点的位置不变,欲使点下移至,应使入射光线绕着点沿______选填“顺时针”或“逆时针”方向转动;若保持入射光线不变,欲使点下移至,应使水面______选填“上升”或“下降”,在水面变化过程中,折射角______选填“增大”、“不变”或“减小”。
16.(4分)南京鼓楼区煤炭港的天空上出现一大一小两个太阳,光学专家解释,当天空中伴有半透明的薄薄云层,空气中有不少漂浮物,这些漂浮物沾上云层中的水汽后,类似于多棱镜,使太阳光发生了 ______选填“折射”或“反射”现象,所以产生了“两个太阳”,形成的太阳是 ______选填“实”或“虚”像。
三 、作图题(本大题共2小题,共12分)
17.(6分)一束光从空气斜射到水面上,请画出反射光线和折射光线的大致位置。
18.(6分)如图所示,光从水里射向空气.请画出其反射光线的准确方向及对应的折射光线的大致方向.
四 、计算题(本大题共1小题,共12分)
19.(12分)“井底之蛙”这个成语大家都很熟悉。如图所示,在一个干枯的井底正中央点有一只青蛙,它的视野范围如图所示。大雨将井全部灌满水,若青蛙仍在点,请你在图中画出青蛙视野发生变化后的大致情况。
五 、实验题(本大题共1小题,共6分)
20.(6分)小明同学在探究“光的折射规律”时,通过查阅资料知道光在水中的传播速度为光在真空中传播速度的,在玻璃中的传播速度是光在真空中传播速度的,下面是该小组同学通过实验测得的有关数据。
表格一 光从空气斜射入水中 表格二 光从玻璃斜射入空气中
实验次数
入射角
折射角
实验次数
入射角
折射角
分析表格中的数据,可以得出的结论:
______。
______。
答案和解析
1.【答案】A;
【解析】解:
、用放大镜看指纹时,指纹放大了,属于凸透镜成像,是由于光的折射形成的,故正确;
、从梳妆镜里看到妆容属于平面镜成像,是由于光的反射形成的,故错误;
、水面上呈现天鹅的倒影属于平面镜成像,是由于光的反射形成的,故错误;
、晷面上呈现晷针的影子由于光的直线传播形成的,故错误。
故选:。
光在同种、均匀、透明介质中沿直线传播,产生的现象有小孔成像、激光准直、影子的形成、日食和月食等;
光线传播到两种介质的表面上时会发生光的反射现象,例如水面上出现岸上物体的倒影、平面镜成像、玻璃等光滑物体反光都是光的反射形成的;
光线在同种不均匀介质中传播或者从一种介质斜射入另一种介质时,就会出现光的折射现象,例如水池底变浅、水中筷子变弯、海市蜃楼、凸透镜成像等都是光的折射形成的。
此题通过几个日常生活中的现象考查了对光的折射、光的直线传播、光的反射的理解,在学习过程中要善于利用所学知识解释有关现象。
2.【答案】C;
3.【答案】A;
【解析】解:光线从空气射入水中,若入射角为,说明光线垂直射向水面,此时光的传播方向不变,因此入射光线、折射光线与法线重合,则入射角、折射角都为。
故选:。
入射光线与法线的夹角为入射角,折射光线与法线的夹角为折射角;当光线垂直射向介质表面时,传播方向不改变。
此题主要考查了光的折射规律的内容,同时还要熟练掌握入射角的概念。
4.【答案】A;
5.【答案】C;
【解析】根据光的反射定律可知,入射光线与水面的夹角也为,入射角,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,所以折射角大于。
6.【答案】B;
【解析】解:将刻度尺斜插入水中,从水中的尺子上反射出的光线由水中斜射入空气时,在水面上发生折射,折射角大于入射角,折射光线进入人眼,人眼会逆着折射光线的方向看去,就会觉得尺子变短了,所以水中尺子的刻度看起来变得密了。
故选:。
光从水中斜射入空气中时,在水面上发生折射,折射光线向远离法线方向偏折,折射角大于入射角,会造成从水面上看水中的物体变短了。
该题考查生活中的折射现象,要求学生能学以致用,将物理知识应用于生活实践,考查了理论联系实际的能力。
7.【答案】C;
【解析】解:、树荫下有许多圆形的光斑,是由于光沿光的直线传播形成的,故不符合题意;
、树木在河水中的倒影,与平面镜成像原理相同,是由于光的反射形成的,故不符合题意;
、斜放在水中的筷子弯折了,是由光的折射形成的,故符合题意;
、阳光下树木的影子,是由于光沿直线传播形成的,故不符合题意。
故选:。
光在同种均匀物质中沿直线传播,在日常生活中,激光准直、小孔成像和影子的形成等,都表明光在同一种均匀介质中是沿直线传播的;
当光照射到物体界面上时,有一部分光被反射回来的现象是光的反射,例如:平面镜成像、水中倒影都是由光的反射形成的;
当光从一种介质斜射入另一种介质时,传播方向会发生偏折,这就是光的折射,复色光发生折射时,会出现色散现象,如:海市蜃楼、看水里的鱼比实际位置浅、雨后天空中的彩虹等都是光的折射形成的。
此题通过几个日常生活中的现象考查了对光的折射、光的直线传播、光的反射的理解与掌握,在学习过程中要善于利用所学知识解释有关现象,达到学以致用的目的。
8.【答案】A;
9.【答案】B;
10.【答案】C;
【解析】解:往池内注水,水面升至位置时,发生折射,根据折射定律,点如下图所示:
水面上升至位置时,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,点如下图所示:
通过画图可知:点在点的下方,点在点的上方。
故选:。
光在同种、均匀、透明介质中沿直线传播,从一种介质斜射入另一介质时,光的传播方向发生改变,产生折射现象;
水面升至位置时,光从水斜射入空气中时,入射光线、折射光线以及法线在同一平面内,折射角大于入射角,确定折射光线的方向;
水面上升至位置时,光线先在水池侧壁发生反射,反射角等于入射角,反射光线再从水中斜射入空气里发生折射,折射角大于入射角。
本题重点考查的是作反射光线和折射光线,理解并掌握光的反射定律和折射定律是解决此题的关键。此题通过作图说明,学生一目了然,效果更好。
11.【答案】同一平面;法线;小于; 不变;可逆;
12.【答案】2 右;
【解析】解:如图所示,光斜射到两种透明物质时发生折射的现象。以为界面,则为法线,入射光线与法线之间的夹角为入射角,即为入射角;折射光线与法线之间的夹角为折射角,即为折射角;
当光从玻璃中斜射入空气中时,折射角大于入射角,则的右侧是空气。
故答案为:;右。
光的折射定律:折射光线、入射光线和法线都在同一平面内,折射光线、入射光线分居法线两侧,当光从空气斜射入玻璃中时,折射角小于入射角,而当光从玻璃中斜射入空气中时,折射角大于入射角。
此题主要考查了光的反射定律和折射规律的应用,难度不大,要掌握。
13.【答案】OC OB 30 60 YY′ 右;
【解析】解:因为在光的反射现象中,反射光线和入射光线分居于法线两侧,在光的折射现象中,折射光线和入射光线分居于法线两侧,所以入射光线可能是或中的一条;
又因为在光的反射现象中,反射角等于入射角,则只能是为入射光线,为反射光线,为折射光线;
由图可知:界面为,法线为,则反射角为;折射角为;
又折射角大于入射角,所以界面右边是玻璃介质;
故答案为:;;;;;右。
在光的反射现象中,反射光线和入射光线分居于法线两侧,在光的折射现象中,折射光线和入射光线分居于法线两侧,据此解答。
此题主要考查光的反射、光的折射的知识,掌握光的反射规律和光的折射规律是解答本题的关键。
14.【答案】折射;乙;
15.【答案】顺时针;上升;不变;
【解析】解: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;如图所示:
现保持入射点的位置不变,欲使光点下移至处,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。
在水面变化过程中,由于入射光线不变,即入射角不变,则折射也不发生改变,因此过点做的平行线即为光点下移的折射光线,如图所示:
显然入射光线不变,欲使点下移至,水面需上升。
故答案为:顺时针;上升;不变。
根据光的反射规律知,当入射角变大时,反射角也变大,且反射角等于入射角。
根据根据光的折射规律知,当光从空气斜射入水中时,折射角小于入射角,当入射角变大时,折射角也变大,但折射角总小于入射角。
此题主要考查了光的反射定律和折射规律:
光的折射规律:折射光线、入射光线、法线在同一平面内,折射光线和入射光线分居法线的两侧,且当光从空气斜射入水中时,折射角小于入射角,当光从水中斜射入空气中时,折射角大于入射角;
光的反射定律:反射光线、入射光线、法线在同一平面内,反射光线和入射光线分居法线的两侧,反射角等于入射角。
16.【答案】折射 虚;
【解析】解:漂浮物沾上云层中的水汽后,类似于多棱镜,所以当光线通过其表面时,会发生光的反射与折射而成虚像,这就是人们看到的“小太阳”。
故答案为:折射;虚。
光从一种介质斜射入另一种介质时,光的传播方向就会发生偏转,这就是光的折射现象。
此题主要考查了光的折射现象的应用,难度不大,要掌握。
17.【答案】解:
先过入射点作出法线,在空气中法线的另一侧作出反射光线,注意反射角等于入射角;再在水中法线的另一侧作出折射光线,注意折射角小于入射角,如图所示:
;
【解析】
根据反射定律:反射光线、入射光线、法线在同一个平面内,反射光线与入射光线分居法线两侧,反射角等于入射角,作出反射光线;
根据光由空气斜射进入水中折射光线向法线偏折,折射角小于入射角作出折射光线。
在两种透明介质的界面上,折射和反射一般是同时发生的,反射光线与入射光线在同种介质中,折射光线和入射光线在不同种介质中。
18.【答案】;
19.【答案】解:当井里灌满水后,光线照到水面会发生折射现象,由于光是从空气射向水,所以入射角大于折射角,因此井底之蛙看到的视野范围比没水时会看到更大;
变化的大致范围如图中两条入射光线之间的阴影区域所示:
;
【解析】
青蛙之所以坐在井里,只能看到很小的一片天,就是因为光是沿直线传播的缘故。
当井中灌满水时,光由空气进入水中,在水面上要发生折射,根据折射定律画出大致的光线传播路径,确定青蛙的视野范围。
解决此类实际问题,要结合光的传播进行处理分析。在点放一点光源,根据折射定律,作出两条经过井口两顶点的两条折射光线,根据光路可逆,箭头方向改为相反即可。
20.【答案】入射角增大时,折射角也增大 当光从传播速度大的介质斜射入传播速度小的介质中时,折射角要小于入射角;
【解析】解:
由表格一、表格二中的数据可知,当入射角增大时,折射角也增大;
根据表格一中的数据可知,当光从空气斜射入水中时,即光从传播速度大的介质斜射入传播速度小的介质中时,折射角小于入射角;
根据表格二中的数据可知,当光从玻璃斜射入空气中时,即光从传播速度小的介质斜射入传播速度大的介质中时,折射角大于入射角。
故答案为:入射角增大时,折射角也增大;当光从传播速度大的介质斜射入传播速度小的介质中时,折射角要小于入射角合理即可。
结合表格中的入射角和折射角的关系进行总结规律,看入射角增大,折射角如何变化或同样的入射角射入不同介质中的折射情况。
这道题主要考查学生利用表格进行分析,总结光的折射规律的能力。
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