内容正文:
第四章第4节《光的折射》分层练习题
题量:15题 建议用时:40分钟
分层说明: 基础层(1—5题)侧重概念辨析;提高层(6—11题)侧重规律应用与作图;拓展层(12—15题)侧重实验探究与迁移应用。
说明: 作图题请用直尺和量角器规范作图,箭头表示光的传播方向。
一、选择题(基础层)
1. 暑假到溪边游玩时,小明看到水中的石块比实际位置浅。下列说法正确的是( )
A.石块发出的光从水中斜射入空气时发生折射,折射角大于入射角
B.石块发出的光从空气斜射入水中时发生折射,折射角大于入射角
C.人眼看到的是石块反射光线形成的实像
D.水中石块位置变浅是由于光沿直线传播
2. 下列现象中,属于光的折射现象的是( )
A.树在水中的倒影
B.日食现象
C.插入水中的筷子看起来像被折断
D.平面镜中的人像
3. 在探究光的折射规律时,将光屏的右半部分向后折转,在右半部分看不到折射光线。这个现象说明( )
A.折射光线消失了
B.折射光线、入射光线和法线在同一平面内
C.光路是可逆的
D.折射光线与入射光线一定垂直
4. 一束光从空气斜射入水中,若入射角逐渐增大,则折射角( )
A.逐渐减小
B.保持不变
C.逐渐增大,但始终小于入射角
D.逐渐增大,并始终大于入射角
二、填空题(基础—提高层)
5. 光从一种介质斜射入另一种介质时,传播方向通常会发生________,这种现象叫做光的________。光从空气斜射入水中时,折射角________入射角。
6. 如图所示,光从空气垂直射入水中。此时入射角为________,折射角为________,光的传播方向________(选填“改变”或“不变”)。
7. 某同学测得光从空气射入水中的数据如下:
入射角
10°
30°
45°
60°
折射角
7.1°
20.7°
30°
37.8°
由表中数据可知:当入射角由30°增大到45°时,折射角________;当光以35°的入射角从空气射入水中时,折射角________30°(选填“大于”“小于”或“等于”)。
8. 小明在游泳池边看到池底的硬币,想用竹竿准确地触碰硬币。他应将竹竿对准看到的硬币位置的________方(选填“上”或“下”),因为水中硬币反射的光从水中斜射入空气时,折射光线________法线偏折,人眼看到的是硬币的________像。
三、画图题(提高层)
9. 如图所示,光从空气斜射到水面上的O点。请在图中画出:
(1)过O点的法线;
(2)进入水中的折射光线,并标出传播方向;
(3)标出入射角α和折射角β,并比较α与β的大小。
10. 如图所示,光从水中斜射向空气。请在图中画出折射光线,并标出传播方向。若入射角为30°,请定性判断折射角与30°的大小关系。
11. 请在图中用虚线反向延长进入人眼的折射光线,确定人眼看到的水下物体的虚像位置,并用文字说明虚像相对于实际物体的位置关系。
四、实验题(拓展层)
12. 小华利用激光笔、水槽、水和可折转光屏探究光的折射规律。
(1)光屏表面较粗糙,主要是利用光的________反射显示光路。
(2)将右侧光屏向后折转,在右侧光屏上看不到折射光线,说明折射光线、入射光线和法线在________。
(3)若让光沿原折射光线方向从水中射向空气,观察到折射光线沿原入射光线方向射出,这说明光路是________的。
13. 某小组记录光从空气斜射入水中的实验数据:
入射角
15°
30°
45°
60°
折射角
11°
22°
32°
40°
(1)分析数据可得:折射角________入射角;入射角增大时,折射角________。
(2)若入射角为50°,折射角应________40°(选填“大于”“小于”或“等于”)。
(3)若只用空气和水进行上述实验,就归纳出“光从一种介质斜射入另一种介质时折射角一定小于入射角”,这样的结论是否严密?为什么?
14. 如图,甲、乙两次实验中入射光线与法线的夹角相同,但分别射入水和玻璃中。
(1)小组想探究“折射角是否与介质种类有关”,应控制的变量是________,改变的变量是________。
(2)若两次测得的折射角不同,说明折射角与________有关。
(3)请再提出一个与本实验有关、可以通过改变入射角研究的科学问题。
15. 在研究光从水射向空气时,小组得到部分数据:
入射角
0°
10°
20°
30°
40°
41.2°
折射角
0°
15.2°
30.9°
48.6°
74.6°
81°
反射角
0°
10°
20°
30°
40°
______
(1)表中空白处应填________。
(2)当光从水射向空气时,折射角随入射角增大而________,且折射角通常________入射角。
(3)生活中从水下向水面斜看,可能看到水面像镜子一样发亮。请用反射和折射知识解释这一现象。
参考答案与解析
1. A
光从水中斜射入空气时,折射光线远离法线,折射角大于入射角。人眼逆着折射光线反向延长,看到的是石块的虚像,虚像位置比实际位置浅,因此A正确。
2. C
筷子反射的光从水中斜射入空气时,在水面处发生折射,进入人眼的光线方向改变,所以筷子看起来像被折断。A、D属于光的反射,B是光的直线传播。
3. B
折射光线并未消失,只是偏离了折转后的光屏平面,说明折射光线、入射光线和法线在同一平面内。
4. C
光从空气斜射入水中时,折射光线向法线偏折,折射角小于入射角;入射角增大时,折射角也随之增大。
5. 改变;折射;小于
光的折射定义是光从一种介质斜射入另一种介质时,传播方向发生改变的现象。空气的折射率小于水,光由空气斜射入水中时向法线偏折,所以折射角小于入射角。
6. 0°;0°;不变
入射角和折射角都是光线与法线的夹角。垂直入射时入射光线与法线重合,两个角均为0°,传播方向不变。
7. 增大;小于
由表中数据可知,入射角增大时折射角也增大。35°介于30°和45°之间,所以对应折射角应介于20.7°和30°之间,小于30°。
8. 下;远离;虚
水中物体发出的光从水中斜射入空气时远离法线偏折,人眼逆着折射光线反向延长,看到的虚像位置比实际位置高。因此竹竿应对准看到位置的下方。
9. 作图要点:过O点作界面的垂线为法线;水中的折射光线位于入射光线和法线的另一侧,并向法线偏折;箭头指向水中;标出α为入射光线与法线夹角,β为折射光线与法线夹角,且β<α。
法线必须垂直于界面;折射光线和入射光线分居法线两侧,光由空气进入水中时折射光线向法线偏折,因此折射角小于入射角。
10. 作图要点:折射光线与入射光线分居法线两侧,且由水射向空气时远离法线;箭头由水面指向空气;折射角大于30°。
光从水中斜射入空气时,折射光线远离法线,折射角大于入射角,因此折射角大于30°。
11. 作图要点:将进入人眼的折射光线反向延长,延长线的交点为虚像位置;虚像在实际物体的上方,距离水面更近。
人眼接收到的是从水中射向空气并发生折射后的光线。人眼沿进入眼睛的光线反向延长,延长线交于水中较浅的位置,形成虚像,所以看到的物体位置比实际位置高。
12. (1)漫;(2)同一平面内;(3)可逆
粗糙光屏使光发生漫反射,便于从各个方向观察光路。折转光屏后看不到光线,说明三线共面。逆向照射后光路重合,说明折射现象中的光路具有可逆性。
13. (1)小于;增大;(2)小于;(3)不严密;只研究了光从空气射入水中的一种情况,还应更换玻璃等透明介质,并改变光的传播方向,进行多次实验。
由表中数据可知,在空气射入水的条件下折射角始终小于入射角,且随入射角增大而增大。50°介于45°和60°之间,对应折射角介于32°和40°之间,所以小于40°。实验结论不能脱离实验条件,应改变介质种类和入射方向以获得更有普遍性的规律。
14. (1)入射角;介质种类;(2)介质种类;(3)示例:当介质种类一定时,折射角是否随入射角的变化而变化?
探究介质种类对折射角的影响时,应保持入射角等条件相同,只改变介质种类。若折射角不同,说明折射角与介质种类有关。第(3)问答案合理即可,如研究入射角变化时折射角如何变化。
15. (1)41.2°;(2)增大;大于;(3)水下光斜射向水面时,一部分光发生折射进入空气,另一部分光被水面反射回水中;当入射角较大时,反射光较明显,水面会呈现类似镜面的效果。
反射角等于入射角,因此空白处为41.2°。由表格可知,入射角增大时折射角也增大,且水到空气时折射角大于入射角。水面既能让一部分光折射出去,也能把一部分光反射回水中;斜射且入射角较大时,反射光增强,水面会呈现镜面反射效果。
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