4.4光的折射暑假专项练习 -2026-2027学年人教版物理八年级上册
2026-07-20
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摘要:
**基本信息**
以现象辨析-规律探究-作图应用为逻辑主线,系统覆盖光的折射核心知识点,通过生活实例与实验探究培养物理观念和科学思维。
**专项设计**
|模块|题量/典例|题型特征|知识逻辑|
|----|-----------|----------|----------|
|知识点01|约11题|生活现象辨析(如河水变浅、海市蜃楼)|从具体现象切入,建立光的折射初步认知|
|知识点02|约9题|实验数据分析与规律应用(折射角与入射角关系)|通过实验探究深化折射规律理解,培养科学探究能力|
|知识点03|约10题|光路作图(虚实像、折射路径绘制)|从规律到应用,提升模型建构与科学思维能力|
内容正文:
►第三章 光现象
第4节光的折射
■知识点01 光的折射现象
■知识点02 探究光的折射规律
■知识点03 光的折射作图
知识点01 光的折射现象
一.单项选择题
1.在防溺水安全教育中,老师提醒同学们:清澈的河水看起来往往比实际深度要浅。“河水变浅”蕴含的光现象是( )
A.光的直线传播 B.光的反射
C.光的折射 D.光的色散
【答案】C
【解答】解:在防溺水安全教育中,老师提醒同学们:清澈的河水看起来往往比实际深度要浅。河底反射的光线从水中斜射入空气中时,会发生光的折射,折射角大于入射角,折射光线向水面偏折;人眼逆着折射光线看时,认为光沿直线传播,因此看到的是比实际位置更浅的河底虚像,所以河水看起来比实际浅,该现象属于光的折射。
故选:C。
2.如图所示的“海市蜃楼”在《史记》、《汉书》、《梦溪笔谈》等古籍中均有记载。下列选项与该现象原理相同的是( )
A.用放大镜观察文物
B.对镜梳妆
C.小孔成像
D.国家大剧院的倒影
【答案】A
【解答】解:海市蜃楼是因为光在不均匀的空气中发生折射形成的虚像。
A、放大镜是凸透镜,利用的是光的折射原理,当物体位于凸透镜一倍焦距内时,成正立、放大的虚像,与海市蜃楼原理相同,故A正确。
B、镜子属于平面镜,利用的是光的反射原理,成等大的虚像,与海市蜃楼原理不同,故B错误。
C、小孔成像是利用光的直线传播原理,成倒立的实像,与海市蜃楼原理不同,故C错误。
D、国家大剧院的倒影属于平面镜成像,是光的反射形成的,与海市蜃楼原理不同,故D错误。
故选:A。
3.夏天,看远处高温的柏油路面好像有“一滩水”,走近看这“一滩水”消失了,与此现象原理相同的是( )
A.小孔成像 B.杯弓蛇影 C.立竿见影 D.海市蜃楼
【答案】D
【解答】解:夏天,当光照射到柏油马路面上,从远处看格外光亮,该现象是光通过不均匀的空气发生的折射现象。
A、小孔成像,是由于光沿直线传播形成的,故A不符合题意;
B、杯弓蛇影属于光的反射现象,故B不符合题意;
C、立竿见影,是由于光沿直线传播形成的,故C不符合题意;
D、海市蜃楼是光在密度不均匀的大气层中传播时,发生折射形成的,故D符合题意。
故选:D。
4.中国古诗词不仅文字优美、意境高远,还蕴含着丰富的科学知识。下列四幅图与诗句“潭清疑水浅,荷动知鱼散”涉及的光现象原理相同的是( )
A.日晷计时 B.楼台倒影
C.筷子弯折 D.林间光斑
【答案】C
【解答】解:“潭清疑水浅”是由于光的折射现象,当光从水中斜射入空气中时,折射角大于入射角,人眼逆着折射光线看去,会觉得水变浅了。
A.日晷计时是影子的形成,是由于光的直线传播,故A不符合题意;
B.楼台倒影是平面镜成像,属于光的反射,故B不符合题意;
C.筷子弯折是光从水中斜射到空气中时发生了偏折,属于光的折射现象,故C符合题意;
D.林间光斑是阳光透过树叶的缝隙形成的,是由于光的直线传播,故D不符合题意。
故选:C。
5.如图,看到水中的鱼“变大了”,与此光现象形成原因相同的是( )
A.立竿见影 B.镜花水月
C.日晷计时 D.池水“变浅”
【答案】D
【解答】解:看到水中的鱼“变大了”,是因为圆形鱼缸相当于凸透镜,光从水中斜射入空气中时发生折射,形成了放大的虚像。
A.立竿见影是光的直线传播现象,故A不合题意;
B.镜花水月属于平面镜成像,是由光的反射形成的,故B不合题意;
C.日晷计时利用的是光在同种均匀介质中沿直线传播,故C不合题意;
D.池水“变浅”池底反射的光线从水中斜射入空气中时发生折射形成的,是光的折射现象,故D符合题意。
故选:D。
6.如图中的白鹤静立在平静的水中,在岸边可以看到它的两个“影”——影子和倒影。下列分析正确的是( )
A.影子是由于光的直线传播形成的
B.倒影是由于光的折射形成的
C.白鹤飞离水面时,倒影会变小
D.白鹤在水中的倒影暗淡,是因为没有发生反射
【答案】A
【解答】解:A.白鹤的影子是由于光的直线传播形成的,故A正确;
B.白鹤的倒影是平面镜成像,由于光的反射形成的,故B错误;
C.白鹤飞离水面时,大小没变,在平面镜成像中,物和像等大,所以像的大小也不变,故C错误;
D.白鹤反射的光射到水面时,一部分光发生折射进入了水中,所以倒影看起来比白鹤本身暗一些,故D错误。
故选:A。
二.填空题
7.光从空气斜射入水面时,光的传播方向发生了改变,有一部分光反射回空气中,这种现象叫做光的 ,还有一部分光进入了水中,光的传播方向发生 ,这种现象叫光的 ,这两个现象是 发生的。
【答案】反射;偏折;折射;同时
【解答】解:由于光从空气斜射入水中时,同时要发生反射和折射,所以光的传播方向发生了改变,有一部分光被反射回空气,这是光的反射现象,还有一部分光线进入水中传播方向发生偏折,这是光的折射现象;这两个现象是同时发生的。
故答案为:反射;偏折;折射;同时。
8.如图是一张在湖边拍摄的照片。因为湖水平静,岸上景物与湖中倒影在照片上十分相似不容易辨别。小王说岸上景物反射的光射到水面时,有一部分发生了 进入水中,所以看起来 (选填“暗”或“亮”)一些是倒影,光由空气进入水中,光的传播速度 (填“变大”、“不变”、“变小”)。
【答案】折射;暗;变小
【解答】解:照片的明暗与进入相机的光线强度有关,岸上景物反射的光线是直接进入相机的,而从岸上景物反射到水面的光线会有一部分折射进入水中,一部分反射进入相机中,所以看起来暗一些的是倒影;
光在水中的传播速度比在空气中小,所以光由空气进入水中,光的传播速度变小。
故答案为:折射;暗;变小。
9.光从一种介质进入另一种介质时,可同时发生反射和折射。下图是光从空气进入水中的光路图,但没有标明光的传播方向,图中入射光线应该是 (填“AO”“CO”“BO”);以“O”界点为分界线, 侧为水,填(“上”“下”“左”“右”)
【答案】BO;下
【解答】解:利用光的反射定律,入射光线、反射光线必在同一种介质内,并且折射光线和入射光线分居在法线的两侧,反射角等于入射角;根据光的折射定律知:OA和OB在同一种介质中,故OA或OB一个是入射光线,一个是反射光线,OA与OB的角平分线是法线;根据“入射光线和折射光线分居法线的两侧”知OB是入射光线,则OA是反射光线;OC在另一种介质中,故OC一定是折射光线,当光从空气斜射入水中时,折射角小于入射角,故OC为折射光线,故以“O”界点为分界线,下侧为水。
故答案为:BO;下。
10.如图所示,一束光线斜射到平静的水面上与水面成30度角,同时发生反射和折射,则入射角为 度,反射光线与入射光线的夹角为 度,折射光线与法线的夹角 (大于/小于/等于)入射角。
【答案】60;120;小于
【解答】解:根据反射定律和折射定律,图示的入射光线的反射光线和折射光线如图:
入射角为入射光线与法线的夹角等于90°﹣30°=60°,反射角等于入射角也为60°,反射光线与入射光线之间的夹角为60°+60°=120°;
光由空气斜射进入水中时,折射光线向法线偏折,折射角小于入射角。
故答案为:60;120;小于。
11.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 ,入射角是 度,折射光线是 ,AB的 是空气(左边/右边)。
【答案】EO;30;OG;右边
【解答】解: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,入射角∠COE=30°,反射角∠COF=30°,折射角为∠DOG=45°。
因为折射角∠DOG大于入射角∠COE,所以AB的右边是空气。
故答案为:EO;30;OG;右边。
知识点02 探究光的折射规律
一.单项选择题
1.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
【解答】解:鱼反射的光线从水斜射向空气中时,在水面处发生折射,折射光线进入眼睛,因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。
故选:A。
2.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
【解答】解:(1)光发生折射时,光路是可逆的,故(1)正确;
(2)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;
(3)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;
(4)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。
故选:C。
二.多项选择题
3.探究光的反射规律的实验装置如图甲,探究光的折射规律的实验装置如图乙,关于两个实验下列说法正确的是( )
A.两个实验都是利用光屏的漫反射显示光路的
B.甲图将光屏F沿着ON向后折F光屏上没有反射光路是因为此时没有反射光
C.只利用乙图装置进行多次实验可以得到具有普遍性的结论
D.两个实验都会发现随着入射角的增大,反射角和折射角也随着增大
【答案】AD
【解答】解:A、实验时从光屏前不同的方向都能看到光的传播路径,是由于光屏表面凹凸不平,光在这里发生了漫反射的缘故,故A正确;
B、把纸板NOF绕ON向后折,此时纸板F与入射光线不在同一平面内,在纸板上看不到反射光,说明在反射现象中,反射光线、入射光线和法线都在同一平面内,故B错误;
C、利用图甲改变入射光的位置进行多次实验同样得到具有普遍性的结论,故C错误;
D、由光的反射定律知,反射角应等于入射角,则反射角随着入射角的增大而增大;当光线从空气斜射入其它透明介质时,折射角小于入射角,并且折射角随着入射角的增大而增大,但折射角总小于入射角,故D正确。
故选:AD。
三.填空题
4.如图所示,B'是人眼在A处透过水面看见的河底的一块白色鹅卵石所成的虚像。若在A处用激光灯对准虚像B'照射,则激光灯发出的光 (选填“能”或“不能”)照射到河底的那块鹅卵石上,这个现象说明光折射时,光路是 。
【答案】能;可逆的。
【解答】解:根据折射定律可得,看到水中的鹅卵石是光的折射现象;根据光路的可逆性,A处的激光灯发出的光能射到河底的鹅卵石上。
故答案为:能;可逆的。
5.《康熙几暇格物编》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,从A处看,恰好看不到铜钱,这是因为 ;若在碗中加满水,从A处恰好看到铜钱的像在E处,用激光笔从A点向 处(用图中字母表示)照射,可照亮真正的铜钱。
【答案】光沿直线传播;E。
【解答】解: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;
据题意可知,把铜钱放在碗底B处后加适量水,由于光的折射,从A处恰好看到铜钱的虚像在E处;根据在光的折射中光路是可逆的可知,他用激光笔从A点向E处射出光束时,光线会原路返回(光束会折射到B处),即可把铜钱照亮。
故答案为:光沿直线传播;E。
6.如图所示是绘制的光学知识结构图,A、B两处应分别填写的物理原理是 和 ;(上两空选填“光的直线传播”或“光路可逆”)图中表示光沿直线传播的物理模型是 。
【答案】光的直线传播;光路可逆;光线。
【解答】解:由图可知,与A相连的有光线、小孔成像、光速,小孔成像是由于光的直线传播形成的,故A处填“光的直线传播”,那么B处应填“光路可逆”。
在物理学中,我们用光线来表示光的传播路径,因此表示光沿直线传播的物理模型是光线。
故答案为:光的直线传播;光路可逆;光线。
四.综合题
7.如图所示是某同学利用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如下数据:
入射角α
10°
30°
45°
60°
折射角β
7.1°
20.7°
30°
37.8°
(1)实验中,光具盘除了能读出入射角和折射角大小外,还具有 的作用;
(2)分析表格中的数据,你能得出的结论:①光从空气斜射入玻璃发生折射时,折射角 入射角,②折射角随着入射角的增大而 ;
(3)当光以37.8°的入射角从玻璃射入空气中时,其折射角是 。这说明在光的折射现象中,光路是 。
【答案】(1)显示光路;(2)小于;增大;(3)60°;可逆的。
【解答】解:(1)该实验中,光沿着光具盘表面传播,可以显示光路,同时可以读出入射角和折射角的大小。
(2)分析表格中的数据可知,每次实验时折射角都小于对应的入射角,说明光从空气斜射入玻璃发生折射时,折射角小于入射角;
分析实验数据可知,入射角增大时,折射角也随之增大,即折射角随着入射角的增大而增大。
(3)在光的折射现象中,光路是可逆的,则当光以37.8°的入射角从玻璃射入空气中时,由第四次实验数据可知,其折射角是60°。
故答案为:(1)显示光路;(2)小于;增大;(3)60°;可逆的。
8.小强同学利用如图所示的实验装置探究“光的反射和折射规律”。在玻璃水槽中竖直放置的光屏是由E和F两个半圆形光屏组成的,NOM为两半圆的分界线,其中光屏F可绕直径NOM前后折转。实验测量数据如表所示:
入射角α
0°
30°
45°
60°
反射角γ
0°
30°
45°
60°
折射角β
0°
22°
32°
41°
(1)当光从空气射入水中时,传播方向 (选填“一定”或“不一定”)发生改变。
(2)由表中数据可知,光从空气斜射入水中时,折射角 (选填“大于”“等于”或“小于”)入射角,且折射角随着入射角的增大而 。
(3)由表中数据可知,当光从水中以41°入射角斜射到空气中时,折射角为 °。
(4)小明同学在实验时,当他沿AO方向射入一束光,F光屏上没有反射光和折射光,可能原因是 。
【答案】(1)不一定;(2)小于;增大;(3)60;(4)F光屏绕直径NOM向前或者向后折转了一定角度
【解答】解:
(1)当光从空气中垂直射入水中时,传播方向不变;当光从空气中斜射入水中时,传播方向发生改变。故光从空气射入水中时的传播方向不一定发生改变;
(2)由表中数据(或由光的折射规律)可知,光从空气斜射入水中时,折射角小于入射角;且折射角随着入射角的增大而增大;
(3)从表格中数据可得,当空气中的入射角为60°时,水中的折射角为41°。由光路可逆得,当光从水中射向空气,若入射角为41°,则光在空气中的折射角为60°;
(4)根据光的反射和折射规律,入射光线、折射光线、反射光线始终处于同一平面内。因为光线AO是贴着E光屏入射的,所以只要F光屏与E光屏在同一平面内,在F光屏上就能看到反射光线和折射光线。而题中F光屏上没有反射光和折射光,说明F光屏与E光屏并不在同一平面,原因是F光屏绕直径NOM向前或者向后折转了一定角度。
故答案为:(1)不一定;(2)小于;增大;(3)60;(4)F光屏绕直径NOM向前或者向后折转了一定角度。
9.创新实验小组为了探究“光从空气斜射入各种介质时折射角大小与哪些因素有关”,同学们利用激光笔、玻璃、水、光具盘等进行如图1所示的实验探究。先让光从空气斜射入玻璃,分别测出入射角和折射角的大小,记录在表中。
实验序号
介质种类
入射角/°
折射角/°
1
水
60
40.5
2
透明树脂
60
35.3
3
透明树脂
45
28.1
4
透明树脂
30
19.5
5
玻璃
60
31.7
(1)如图﹣1所示是某次实验情形,此次实验的入射角是 度;
(2)分析序号为 的三次实验数据可得初步结论:光从空气斜射入某种透明介质中时,折射角随入射角的减小而 ;
(3)分析序号为1、2、5的三次实验数据可知,当入射角相同时,光从空气斜射入玻璃的折射角 (选填“大于”“小于”或“等于”)光从空气斜射入水的折射角,因此,光从空气斜射入其他介质时,折射角大小还与 有关;和水相比玻璃对光的折射本领较 ;
(4)如图﹣1、图﹣2两种组装器材的方式中,小明认为更合理的是图﹣2,理由是此种组装方式能更方便地测出 。
【答案】(1)30;(2)2、3、4;减小;(3)小于;介质的种类;强;(4)入射角与折射角的大小。
【解答】解:(1)入射角为入射光线与法线的夹角,由图可知,此时的入射角为90°﹣60°=30°。
(2)在探究折射角大小与入射角大小关系时,需要选择同种介质,所以应选择2、3、4实验,从实验数据可知,在同种介质中,折射角随入射角的增大而增大,减小而减小。
(3)分析1、2、5实验可知,入射角大小相等,都为60°,介质的种类不同,光从空气斜射入玻璃的折射角为31.7°,光从空气斜射入水的折射角为40.5°,所以光从空气斜射入玻璃的折射角小于光从空气斜射入水的折射角,因此可知折射角大小与介质种类有关,可知玻璃对光的折射本领比水强。
(4)入射角和折射角分别为入射光线和折射光线与法线的夹角,图﹣2中,入射光线和折射光线在量角器对应的刻度线能直接表示入射角与折射角的大小,故图﹣2装置更为合理。
故答案为:(1)30;(2)2、3、4;减小;(3)小于;介质的种类;强;(4)入射角与折射角的大小。
知识点03 光的折射作图
一.单项选择题
1.在水中有一条鱼,但岸上的人看到的实际上是它位置偏浅的虚像。下面四个光路图能正确说明产生这一现象的原因的是( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【解答】解:A、光由水中斜射入空气中,光的传播方向反了,故A错误;
B、光由水中斜射入空气中,折射角大于入射角,而图中折射角小于入射角,故B错误;
C、光由空气斜射入水中,光的传播方向反了,故C错误;
D、光由水中斜射入空气中,折射角大于入射角,光路图正确,故D正确。
故选:D。
2.因为折射,水中的鱼儿看到空中的昆虫位置会发生改变,图中能正确表示鱼儿看到昆虫的光路图是( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【解答】解:AC.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反射或发出的光射向水面,发生折射,再进入鱼的眼睛中,因此光的传播路线是由空气传播到水中,故AC错误;
BD.根据光的折射规律可知,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B错误,D正确。
故选:D。
3.如图所示,有一束光斜射入盛水的容器中,在容器底形成一个光斑,保持入射光线不变,慢慢放出容器中的水,下列说法正确的是( )
A.光斑向左移动,折射角不变
B.光斑向右移动,折射角不变
C.光斑向左移动,折射角减小
D.光斑向右移动,折射角减小
【答案】A
【解答】解:当打开阀门时,容器里的水逐渐流出,水的质量减小,入射点逐渐降低且向左移动,由于水面始终水平方向,即保持入射光线不变,入射角不变,折射角不变,则在容器底部形成的光斑也随之将向左移动,即在水逐渐流出的过程中,光斑将向左移动,故A正确,BCD错误。
故选:A。
4.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O向左移动
B.保持激光入射角不变,使水面上升,光斑O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
【解答】解:A、保持水面高度不变使激光笔向右平移,光斑右移,故A错误;
B、保持激光射入角度不变,使水面上升,折射点向左偏移,由于入射角不变,折射角不变,所以折射光线向左偏移,光斑左移,故B错误;
C、将水槽的左侧底部缓慢抬起,入角度不变,则反射角不变,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,折射角也随之增大,折射光线会向右移动,光斑右移,故D正确。
故选:D。
5.如图所示,一束激光由空气射入装有水的容器中,折射后射在容器底部的B点,利用注射器往容器中加水,其他条件不变,则激光射在容器底部的位置( )
A.在D点右侧 B.B、C两点之间
C.C、D两点之间 D.在B点左侧
【答案】D
【解答】解:一束激光由空气射入装有水的容器中,折射后射在容器底部的B点,
使水面上升后,入射点向左移动,入射角不变,折射角不变,所以折射后的光斑将向左移动,在B点左侧。
故选:D。
二.填空题
6.如图甲是游客在海底隧道游览时的情景。请你在图乙中画出游客看到的水中鱼的光路图,其中A、B、C三点分别表示游客的眼睛、真实的鱼以及游客看到的鱼。
【答案】
【解答】解:上方水中鱼发出的光线由水斜射入下方空气发生折射后进入A处游客的眼睛,且折射角大于入射角,游客逆着折射光线看到鱼的虚像,所以鱼的实际位置在B处,人看到鱼的像在C处,连接CA与界面的交点为入射点,B与入射点的连线为入射光线,入射点与A的连线为折射光线,如图所示:
三.综合题
7.请根据图中的入射光线画出折射光线的大致位置。
【答案】
【解答】解:过折射点作出法线,在法线左侧的水中画出折射光线,方向指向水,注意折射角小于入射角,如图所示:
8.如图甲所示是小猫叉鱼的情景。已知S为鱼的实际位置,A为小猫眼睛的位置,请在图乙中画出小猫看见鱼的光路,并大致标出鱼的虚像位置。
【答案】
【解答】解:小猫看到的鱼在水中,光是从水中斜射入空气中进入了小猫的眼睛,当光从水、玻璃等透明介质斜射入空气中时,折射角大于入射角,小猫感觉光是沿直线传播的,逆着光看去,好像是从光的反向延长线的交点处来的,比实际位置要浅,所以小猫看到的湖水中游动的“鱼”,S'是鱼的虚像,虚像在实际鱼的上方,故直接连接眼睛A与S上方一点S',与水面的交点即为入射点O,连接SO即为入射光线,OA是折射光线,如下图所示:
9.如甲图所示是人在水边观察到水中鱼时的情景,在乙图中完成人看到水中鱼的光路图。(其中A表示鱼的位置,A'表示鱼像的位置,B表示人眼位置,可以不画法线,保留作图痕迹)
【答案】
【解答】解:先连接人眼和虚像,即连接B与A',找到折射点,A处的光射到折射点进入人眼,如图所示:
10.如图所示,一个透明的薄壁(厚度可忽略不计)方形水槽放置在水平桌面上。用固定在水槽底部的激光笔沿图示方向发出一细光束,水槽中未注水时侧壁上A处有一个光点,注入一定量的水后,光点移至B处,这是由于光在水面处发生了 现象,此时入射角 (选填“大于”“等于”或“小于”)角θ;为使B处的光点移至C处,应向水槽中 (选填“注水”或“抽水”),并在图中画出此时水面的位置。
【答案】折射;小于;注水;。
【解答】解:水槽未注水时,光沿直线传播照亮A点;注入水后,光从水斜射入空气,在水面发生折射现象,因此光点偏移到B点;
入射角是水中入射光线与法线的夹角,θ是空气中折射光线与法线的夹角。根据折射规律,光从水斜射入空气时,折射角大于入射角,因此入射角小于θ;
当水槽中的水量增加或减少时,入射光线不变,法线与水面始终垂直,则入射角和折射角都不变,要使B处的光点向上移到C处,由下图可知应向水槽中的注水。因在同种介质中,两次折射光线是平行的,新的折射光线与入射光线相交的点为C′点,即入射点,此时入射点就是水面处,如下图所示:
。
故答案为:折射;小于;注水;。
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►第三章 光现象
第4节光的折射
■知识点01 光的折射现象
■知识点02 探究光的折射规律
■知识点03 光的折射作图
知识点01 光的折射现象
一.单项选择题
1.在防溺水安全教育中,老师提醒同学们:清澈的河水看起来往往比实际深度要浅。“河水变浅”蕴含的光现象是( )
A.光的直线传播 B.光的反射
C.光的折射 D.光的色散
2.如图所示的“海市蜃楼”在《史记》、《汉书》、《梦溪笔谈》等古籍中均有记载。下列选项与该现象原理相同的是( )
A.用放大镜观察文物
B.对镜梳妆
C.小孔成像
D.国家大剧院的倒影
3.夏天,看远处高温的柏油路面好像有“一滩水”,走近看这“一滩水”消失了,与此现象原理相同的是( )
A.小孔成像 B.杯弓蛇影 C.立竿见影 D.海市蜃楼
4.中国古诗词不仅文字优美、意境高远,还蕴含着丰富的科学知识。下列四幅图与诗句“潭清疑水浅,荷动知鱼散”涉及的光现象原理相同的是( )
A.日晷计时 B.楼台倒影
C.筷子弯折 D.林间光斑
5.如图,看到水中的鱼“变大了”,与此光现象形成原因相同的是( )
A.立竿见影 B.镜花水月
C.日晷计时 D.池水“变浅”
6.如图中的白鹤静立在平静的水中,在岸边可以看到它的两个“影”——影子和倒影。下列分析正确的是( )
A.影子是由于光的直线传播形成的
B.倒影是由于光的折射形成的
C.白鹤飞离水面时,倒影会变小
D.白鹤在水中的倒影暗淡,是因为没有发生反射
二.填空题
7.光从空气斜射入水面时,光的传播方向发生了改变,有一部分光反射回空气中,这种现象叫做光的 ,还有一部分光进入了水中,光的传播方向发生 ,这种现象叫光的 ,这两个现象是 发生的。
8.如图是一张在湖边拍摄的照片。因为湖水平静,岸上景物与湖中倒影在照片上十分相似不容易辨别。小王说岸上景物反射的光射到水面时,有一部分发生了 进入水中,所以看起来 (选填“暗”或“亮”)一些是倒影,光由空气进入水中,光的传播速度 (填“变大”、“不变”、“变小”)。
9.光从一种介质进入另一种介质时,可同时发生反射和折射。下图是光从空气进入水中的光路图,但没有标明光的传播方向,图中入射光线应该是 (填“AO”“CO”“BO”);以“O”界点为分界线, 侧为水,填(“上”“下”“左”“右”)
10.如图所示,一束光线斜射到平静的水面上与水面成30度角,同时发生反射和折射,则入射角为 度,反射光线与入射光线的夹角为 度,折射光线与法线的夹角 (大于/小于/等于)入射角。
11.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 ,入射角是 度,折射光线是 ,AB的 是空气(左边/右边)。
知识点02 探究光的折射规律
一.单项选择题
1.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
2.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
二.多项选择题
3.探究光的反射规律的实验装置如图甲,探究光的折射规律的实验装置如图乙,关于两个实验下列说法正确的是( )
A.两个实验都是利用光屏的漫反射显示光路的
B.甲图将光屏F沿着ON向后折F光屏上没有反射光路是因为此时没有反射光
C.只利用乙图装置进行多次实验可以得到具有普遍性的结论
D.两个实验都会发现随着入射角的增大,反射角和折射角也随着增大
三.填空题
4.如图所示,B'是人眼在A处透过水面看见的河底的一块白色鹅卵石所成的虚像。若在A处用激光灯对准虚像B'照射,则激光灯发出的光 (选填“能”或“不能”)照射到河底的那块鹅卵石上,这个现象说明光折射时,光路是 。
5.《康熙几暇格物编》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,从A处看,恰好看不到铜钱,这是因为 ;若在碗中加满水,从A处恰好看到铜钱的像在E处,用激光笔从A点向 处(用图中字母表示)照射,可照亮真正的铜钱。
6.如图所示是绘制的光学知识结构图,A、B两处应分别填写的物理原理是 和 ;(上两空选填“光的直线传播”或“光路可逆”)图中表示光沿直线传播的物理模型是 。
四.综合题
7.如图所示是某同学利用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如下数据:
入射角α
10°
30°
45°
60°
折射角β
7.1°
20.7°
30°
37.8°
(1)实验中,光具盘除了能读出入射角和折射角大小外,还具有 的作用;
(2)分析表格中的数据,你能得出的结论:①光从空气斜射入玻璃发生折射时,折射角 入射角,②折射角随着入射角的增大而 ;
(3)当光以37.8°的入射角从玻璃射入空气中时,其折射角是 。这说明在光的折射现象中,光路是 。
8.小强同学利用如图所示的实验装置探究“光的反射和折射规律”。在玻璃水槽中竖直放置的光屏是由E和F两个半圆形光屏组成的,NOM为两半圆的分界线,其中光屏F可绕直径NOM前后折转。实验测量数据如表所示:
入射角α
0°
30°
45°
60°
反射角γ
0°
30°
45°
60°
折射角β
0°
22°
32°
41°
(1)当光从空气射入水中时,传播方向 (选填“一定”或“不一定”)发生改变。
(2)由表中数据可知,光从空气斜射入水中时,折射角 (选填“大于”“等于”或“小于”)入射角,且折射角随着入射角的增大而 。
(3)由表中数据可知,当光从水中以41°入射角斜射到空气中时,折射角为 °。
(4)小明同学在实验时,当他沿AO方向射入一束光,F光屏上没有反射光和折射光,可能原因是 。
9.创新实验小组为了探究“光从空气斜射入各种介质时折射角大小与哪些因素有关”,同学们利用激光笔、玻璃、水、光具盘等进行如图1所示的实验探究。先让光从空气斜射入玻璃,分别测出入射角和折射角的大小,记录在表中。
实验序号
介质种类
入射角/°
折射角/°
1
水
60
40.5
2
透明树脂
60
35.3
3
透明树脂
45
28.1
4
透明树脂
30
19.5
5
玻璃
60
31.7
(1)如图﹣1所示是某次实验情形,此次实验的入射角是 度;
(2)分析序号为 的三次实验数据可得初步结论:光从空气斜射入某种透明介质中时,折射角随入射角的减小而 ;
(3)分析序号为1、2、5的三次实验数据可知,当入射角相同时,光从空气斜射入玻璃的折射角 (选填“大于”“小于”或“等于”)光从空气斜射入水的折射角,因此,光从空气斜射入其他介质时,折射角大小还与 有关;和水相比玻璃对光的折射本领较 ;
(4)如图﹣1、图﹣2两种组装器材的方式中,小明认为更合理的是图﹣2,理由是此种组装方式能更方便地测出 。
知识点03 光的折射作图
一.单项选择题
1.在水中有一条鱼,但岸上的人看到的实际上是它位置偏浅的虚像。下面四个光路图能正确说明产生这一现象的原因的是( )
A. B.
C. D.
2.因为折射,水中的鱼儿看到空中的昆虫位置会发生改变,图中能正确表示鱼儿看到昆虫的光路图是( )
A. B.
C. D.
3.如图所示,有一束光斜射入盛水的容器中,在容器底形成一个光斑,保持入射光线不变,慢慢放出容器中的水,下列说法正确的是( )
A.光斑向左移动,折射角不变
B.光斑向右移动,折射角不变
C.光斑向左移动,折射角减小
D.光斑向右移动,折射角减小
4.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O向左移动
B.保持激光入射角不变,使水面上升,光斑O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
5.如图所示,一束激光由空气射入装有水的容器中,折射后射在容器底部的B点,利用注射器往容器中加水,其他条件不变,则激光射在容器底部的位置( )
A.在D点右侧 B.B、C两点之间
C.C、D两点之间 D.在B点左侧
二.填空题
6.如图甲是游客在海底隧道游览时的情景。请你在图乙中画出游客看到的水中鱼的光路图,其中A、B、C三点分别表示游客的眼睛、真实的鱼以及游客看到的鱼。
三.综合题
7.请根据图中的入射光线画出折射光线的大致位置。
8.如图甲所示是小猫叉鱼的情景。已知S为鱼的实际位置,A为小猫眼睛的位置,请在图乙中画出小猫看见鱼的光路,并大致标出鱼的虚像位置。
9.如甲图所示是人在水边观察到水中鱼时的情景,在乙图中完成人看到水中鱼的光路图。(其中A表示鱼的位置,A'表示鱼像的位置,B表示人眼位置,可以不画法线,保留作图痕迹)
10.如图所示,一个透明的薄壁(厚度可忽略不计)方形水槽放置在水平桌面上。用固定在水槽底部的激光笔沿图示方向发出一细光束,水槽中未注水时侧壁上A处有一个光点,注入一定量的水后,光点移至B处,这是由于光在水面处发生了 现象,此时入射角 (选填“大于”“等于”或“小于”)角θ;为使B处的光点移至C处,应向水槽中 (选填“注水”或“抽水”),并在图中画出此时水面的位置。
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