4.4
光的折射同步练习
一.选择题。
1.光线从空气斜射到水面,若入射角逐渐增大( )
A.反射角不变,折射角逐渐增大
B.反射角和折射角都逐渐增大
C.反射角增大,折射角逐渐减小
D.反射角和折射角都逐渐减小
2.小王在研究光的有关规律时,根据光学现象画出图中的a、b、c三幅图,根据图中所显示的现象,不能得出的结论是( )
A.光发生反射现象时,反射角等于入射角
B.光从空气进入水中时,折射角小于入射角
C.光从空气进入玻璃时,玻璃比水对光的偏折能力大
D.光路是可逆的
3.一束光从空气中入射到上下表面平整且平行的玻璃砖上,最后又射向空气中,光路图如图所示。下列关于图中各角的关系错误的是( )
A.∠2等于∠1
B.∠3小于∠1
C.∠5等于∠1
D.∠5小于∠4
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,下列操作使光斑向右移动的是( )
A.保持水面高度不变使激光笔向左平移
B.保持激光射入角度不变使水面上升
C.保持激光射入角度不变使水面下降
D.保持水面高度和入射点不变使激光入射角减小
5.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
6.下列说法不正确的是( )
A.光的反射现象中光路是可逆的
B.光的折射现象中光路也是可逆的
C.镜面反射遵循光的反射定律
D.漫反射不遵循光的反射定律
7.如图所示,小明用鱼叉去叉所看到的鱼,老王则用手电筒去照亮所看到的鱼,有关两人的做法中正确的是( )
A.小明和老王都应对准“鱼”叉和照
B.小明应叉“鱼”的下方,老王应对准“鱼”照
C.小明和老王都应对准“鱼”的下方叉和照
D.小明应对准“鱼”叉,老王对“鱼”的下方照
8.在水中的人看到岸上的灯,他看到灯的像比实际位置( )
A.高一些
B.低一些
C.不变
D.无法判断
9.如图中属于光的折射现象的是( )
A.玻璃砖后的铅笔错位了
B.
匡衡凿壁借光
C.拱桥在水中的倒影
D.
日食
10.下列所示的四个现象中,属于光的折射的是( )
A.①②
B.①③
C.①②④
D.②③④
11.如图所示,一束激光AO由空气斜射入玻璃砖,折射后从另一侧面射出,其出射点可能是图中的( )
A.M点
B.N点
C.P点
D.Q点
12.能正确反映水中的筷子看起来向上偏折的光路是( )
A.
B.
C.
D.
13.如图,两块完全相同的直角三角形玻璃砖A和B放置在同一水平面内,斜边平行且相距一定距离。一条光线从空气中垂直于玻璃砖A的直角边射入从玻璃砖B的直角边射出,射出后的位置和方向可能是图中的( )
A.光线a
B.光线b
C.光线c
D.光线d
二.填空题。
14.一束光从水斜射入空气,若入射角逐渐增大,则折射角逐渐
(选填“增大”、“减小”或“不变”),光的传播方向
(选填“会”或“不会”)改变。
15.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的现象,其中折射光线是
,反射角等于
度,分界面的
侧是玻璃。
16.在光的反射现象和折射现象中,光路都是
的;教室里个别同学被前方高个子同学挡住,看不到黑板上的一些字,这是因为光
的缘故。
17.在光从空气射入水、玻璃等介质时的折射现象中,光路是
的,且折射角和入射角这两个角中,总是在空气中的角较
。
18.小华站在平静的湖边,看到水中的鱼在蓝天白云中游来游去,看到的鱼儿是由于光的
形成的虚像;水中的白云是由于光的
形成的。鱼的实际位置比看到的要
(填“高”或“低”)些。
19.光的折射定义:光从一种介质
入另一种介质时,传播方向一般会
,这种现象叫做光的折射现象。
20.如图,不透明容器底部A处有一光源,没倒水时在侧壁B处形成一个亮的光斑。当向容器中加水至EF处时,亮斑在B点的
(上方/下方/原处),当水面到达CD时,亮斑在B点的
(上方/下方/原处)。
21.如图所示,从位于空气中的点光源S发出的光线射到水面上,照亮水中的P点,图中PO1S,PO2S,PO3S三条光线的传播,正确的是
。
22.光从水中斜射入空气中的光路如图所示,若光沿BO方向射入水中,则折射光线将会沿
(填“OA”“OA左侧”或“OA右侧”)方向传播。
三.作图题。
23.一束光线AO从玻璃斜射到玻璃和空气分界面上,(如图所示)请在图中作出该束光线在界面上的反射光线和折射光线的大致光路。
24.请画出哪吒在空中看到水中鱼的光路图并标出鱼在水中所成像的位置。
25.将一平面镜斜放在装有一定量水的水槽中,有一束光线垂直射向水面,如图所示,请画出这束光线进入水中的光线和入射到平面镜后的反射光线。
26.空气中有一束光垂直射向直角形玻璃砖,如图所示,请作出这束光线射入玻璃砖后并从斜边射出的大致方向。
27.图甲所示,光源S发出的一条光线射向水面,在水面处发生反射和折射,反射光线经过点A,折射光线经过点P,请你作出入射光线、反射光线和折射光线。
28.如图,空杯底部有一枚硬币A,由于杯壁的遮挡,眼睛在B处看不到硬币,逐渐往杯中加水至图示位置时,眼睛在B处恰好能够看到硬币,请画出人眼看到硬币的光路图(画出1条入射光线及其折射光线即可)。
4.4
光的折射同步练习参考答案与试题解析
一.选择题。
1.光线从空气斜射到水面,若入射角逐渐增大( )
A.反射角不变,折射角逐渐增大
B.反射角和折射角都逐渐增大
C.反射角增大,折射角逐渐减小
D.反射角和折射角都逐渐减小
【分析】(1)在光的反射现象中,反射角始终等于入射角,所以反射角会随着入射角的增大而增大;
(2)在光的折射现象中,当光线从空气斜射到水中时,折射角始终小于入射角,但折射角会随着入射角的增大而增大。
【解答】解:当一束光线从空气斜射到水面时,会同时发生反射和折射,在光的反射现象中,反射角等于入射角,所以反射角随着入射角的增大而增大;
当光线由空气斜射入水中时,折射角小于入射角;如果入射角逐渐增大,则折射角也会逐渐增大,但总是小于入射角。
故选:B。
【点评】在光的反射现象和折射现象中,入射光线是因,反射光线和折射光线是果,两者都随着入射光线的变化而变化,从而出现了反射角和折射角随着入射角的增大而增大的现象。
2.小王在研究光的有关规律时,根据光学现象画出图中的a、b、c三幅图,根据图中所显示的现象,不能得出的结论是( )
A.光发生反射现象时,反射角等于入射角
B.光从空气进入水中时,折射角小于入射角
C.光从空气进入玻璃时,玻璃比水对光的偏折能力大
D.光路是可逆的
【分析】①光的反射定律的内容:反射光线与入射光线、法线在同一平面上;反射光线和入射光线分居在法线的两侧;反射角等于入射角;
②光的折射定律的内容: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别位于法线两侧,当光线从空气射入其它透明介质时,折射角小于入射角;当光线从其它介质斜射入空气时,折射角大于入射角;
【解答】解:A、根据三个图可知,在发生反射时,反射角始终等于入射角,故A正确;
B、根据a、b图可知,光线从空气中斜射入水中时,折射光线靠近法线,即折射角小于入射角,故B正确;
C、比较b和c可知,光线从空气中斜射入水或玻璃中时,入射角相同,玻璃中的折射角小,这说明玻璃比水对光的偏折能力大,故C正确;
D、三个图中没有让光线从玻璃或水中斜射入空气中,无法获得光路可逆的结论,故D错误。
故选:D。
【点评】本题考查了光的折射现象、光的反射现象,利用好控制变量法是解题的关键。
3.一束光从空气中入射到上下表面平整且平行的玻璃砖上,最后又射向空气中,光路图如图所示。下列关于图中各角的关系错误的是( )
A.∠2等于∠1
B.∠3小于∠1
C.∠5等于∠1
D.∠5小于∠4
【分析】这束光通过玻璃砖要发生两次折射:
第一次是从空气斜射进入玻璃砖,折射光线会向法线偏折,折射角小于入射角,画出进入玻璃砖的折射光线;
第二次是光由从玻璃砖内部斜射到玻璃砖的下表面,折射光线远离法线偏折,折射角大于入射角,画出从玻璃砖射出的折射光线;
因为玻璃砖上下表面平行,所以第一次折射的折射角等于第二次折射的入射角,所以第二次折射的折射角一定等于第一次折射的入射角,这样玻璃砖上下表面外侧的光线一定平行。
【解答】解:如图所示:
;
A、第一次折射发生在o点,此时ao为入射光线,ob为反射光线,oo′为折射光线,所以∠1是入射角;∠2是反射角,根据光的反射规律可知,这两个角相等,故A正确;
B、∠3是折射角,由于光从空气中斜射入玻璃中,折射光线靠近法线,故∠3一定小于∠1,故B正确;
CD、第二次的折射点是o′,此时∠4是入射角,∠5是折射角,由于光从玻璃中斜射入空气中,折射光线远离法线,故∠5一定大于∠4;且由于玻璃砖上下表面外侧的光线一定平行,故∠5一定等于∠1,故C正确,D错误。
故选:D。
【点评】光的折射定律:折射光线、入射光线、法线在同一个平面内,折射光线、入射光线分居法线两侧,当光由空气斜射进入水中或其它透明介质中时,折射光线向法线偏折,折射角小于入射角;当光由水中或其它透明介质斜射进入空气中时,折射光线远离法线偏折,折射角大于入射角。
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,下列操作使光斑向右移动的是( )
A.保持水面高度不变使激光笔向左平移
B.保持激光射入角度不变使水面上升
C.保持激光射入角度不变使水面下降
D.保持水面高度和入射点不变使激光入射角减小
【分析】(1)光斑的形成原因,激光由空气斜射进入水中,光线要发生偏折;
(2)光斑的移动原因,水面上升或下降,入射角不会发生变化折射角也不会发生变化,但折射点要发生移动,折射光线要发生平行移动,所以找到折射点与水面升降的关系的变化规律,即可找到光斑移动与水面升降的变化关系。
【解答】解:A、保持水面高度不变使激光笔向左平移,光斑左移,故A错误;
BC、向水槽内注水,水位升高;光的折射的光路图分别如B、A图所示:
比较可知,水位升高,光斑向左移动,水位下降,光斑右移,故B错误;C正确;
D、保持水面高度和入射点不变使激光入射角减小,折射角减小,光斑左移,故D错误。
故选:C。
【点评】光的折射定律:折射光线、入射光线、法线在同一个平面内,折射光线、入射光线分居法线两侧,当光由空气斜射进入水中或其它透明介质中时,折射光线向法线偏折,折射角小于入射角;当光由水中或其它透明介质斜射进入空气中时,折射光线远离法线偏折,折射角大于入射角。入射角大小不变时,折射角大小不变。
5.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
【分析】渔民在叉鱼时,是对着看到的鱼的下方叉,这是由于光从水中斜射到空气中发生了折射的缘故。
从水面上能看到鱼,光的折射中光路是可逆的,要想从水面上照到鱼,正对着鱼射击。
【解答】解: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。
故选:A。
【点评】此题主要考查光的折射现象,理解掌握光的折射规律是解决此类折射问题的关键;有时可以利用折射时光路可逆帮助解题,属于基础题。
6.下列说法不正确的是( )
A.光的反射现象中光路是可逆的
B.光的折射现象中光路也是可逆的
C.镜面反射遵循光的反射定律
D.漫反射不遵循光的反射定律
【分析】①在光的各种现象中光路都是可逆的。
②镜面反射和漫反射都遵守光的反射定律。
【解答】解:
A、B、在光的反射现象和折射现象中光路都是可逆的。此两选项均正确;
C、D、镜面反射遵循光的反射定律,漫反射也遵循光的反射定律。选项C正确,选项D不正确。
故选:D。
【点评】此题考查光的反射,漫反射,光的折射的可逆性等,难度不大,属于基础知识的考查,要熟练掌握。
7.如图所示,小明用鱼叉去叉所看到的鱼,老王则用手电筒去照亮所看到的鱼,有关两人的做法中正确的是( )
A.小明和老王都应对准“鱼”叉和照
B.小明应叉“鱼”的下方,老王应对准“鱼”照
C.小明和老王都应对准“鱼”的下方叉和照
D.小明应对准“鱼”叉,老王对“鱼”的下方照
【分析】从鱼反射出去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,看到是鱼的虚像,比鱼的实际位置高一些。
【解答】解:(1)水中的鱼反射的光由水斜射入空气时发生折射,折射角大于入射角,折射光线远离法线,向水面偏折,小明逆着折射光线看去,看到的“鱼”实际上是由于光的折射形成的鱼的虚像,比鱼的实际位置浅,因此叉鱼要对准“鱼”的下方。
(2)在光的折射中,光路是可逆的,因此老王将电筒光对着看到的“鱼”射入,就能照亮真实的鱼;
综上所述,B正确。
故选:B。
【点评】本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。
8.在水中的人看到岸上的灯,他看到灯的像比实际位置( )
A.高一些
B.低一些
C.不变
D.无法判断
【分析】灯发出的光从空气斜射入水中,发生折射,折射角小于入射角,折射光线靠近法线,向下偏折,所以水中的人看到的路灯的位置比
实际位置偏高。
【解答】解:在水中的人看见岸上的灯,是灯的光斜射到水面时,发生折射进入水中后靠近法线,进入人的眼睛,而人逆着光的方向看上去形成的虚像,所以比实际位置高。
故选:A。
【点评】此题主要考查光的折射现象,理解掌握光的折射规律是解决此类折射问题的关键;有时可以利用折射时光路可逆帮助解题,属于基础题。
9.如图中属于光的折射现象的是( )
A.玻璃砖后的铅笔错位了
B.
匡衡凿壁借光
C.拱桥在水中的倒影
D.
日食
【分析】(1)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、影子的形成、日食和月食等;
(2)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;
(3)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、海市蜃楼等都是光的折射形成的。
【解答】解:A.铅笔错位是因为光从空气斜射入玻璃、又从玻璃斜射入空气时,发生了两次折射而形成的,属于光的折射现象,故A符合题意;
B.匡衡凿壁借光说明光是沿直线传播的,故B不符题意;
C.拱桥在水中的倒影属于平面镜成像,其原理是光的反射,故C不符合题意;
D.日食是沿直线传播的形成的,故D不符合题意。
故选:A。
【点评】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。
10.下列所示的四个现象中,属于光的折射的是( )
A.①②
B.①③
C.①②④
D.②③④
【分析】(1)光由一种介质斜射入另一种介质时,传播方向改变,称为折射,若介质不均匀,光在传播时也会发生偏折。
(2)光在同种均匀介质中沿直线传播,日食、月食、影子都是光的直线传播形成的现象。
(3)光照射到物体表面时,会发生反射现象,平面镜成像就是光的反射形成的。
【解答】解:①海市蜃楼是由于空气不均匀,产生的折射现象;
②日环食是由于光沿直线传播形成的现象;
③水中的筷子上折,是光的折射形成的;
④鸟的倒影是由于光的反射形成的虚像。
故属于光的折射形成的是①③。
故ACD错误,B正确。
故选:B。
【点评】准确区分生活中的三种光现象,是解答此题的关键。
11.如图所示,一束激光AO由空气斜射入玻璃砖,折射后从另一侧面射出,其出射点可能是图中的( )
A.M点
B.N点
C.P点
D.Q点
【分析】光线通过玻璃砖再进入空气发生两次折射:第一次是从空气斜射进入玻璃砖,折射光线应该靠近法线偏折,折射角小于入射角;第二次是从玻璃砖斜射进入空气,折射光线应该远离法线偏折,折射角大于入射角。
【解答】解:光线从O点斜射入玻璃中发生折射现象,折射光线向靠近法线方向偏折,折射角小于入射角,如图所示:
所以从玻璃砖再射出,射出点可能是图中的N点。
故选:B。
【点评】本题主要考查光的折射定律:折射光线、入射光线和法线在同一平面内,折射光线、入射光线分居法线两侧,光由空气斜射进入水中或其它透明介质中时,折射光线向法线偏折,折射角小于入射角。
12.能正确反映水中的筷子看起来向上偏折的光路是( )
A.
B.
C.
D.
【分析】光从一种介质斜射入另一种介质时,光的传播方向会发生偏折,这种现象叫光的折射;
光从水中斜射入空气时,传播方向将远离法线,折射角大于入射角。
【解答】解:(1)水中的筷子看起来向上偏折,是光线从水中射入空气发生折射造成的,而BD图都是光从空气射向水里,故BD错误;
(2)当光从水中射入空气时,在水与空气的交界面上发生折射,进入空气中的折射光线远离法线,折射角大于入射角,
而我们认为光是沿直线传播的,我们看到的筷子位置在折射光线的反向延长线上,从而位置比实际位置偏高,看起来筷子向上弯折,而A图折射角小于入射角。故C正确。
故选:C。
【点评】此题考查了光的折射现象的理解,要知道光从水中斜射入空气中时,折射角大于入射角,这是解答此题的关键。
13.如图,两块完全相同的直角三角形玻璃砖A和B放置在同一水平面内,斜边平行且相距一定距离。一条光线从空气中垂直于玻璃砖A的直角边射入从玻璃砖B的直角边射出,射出后的位置和方向可能是图中的( )
A.光线a
B.光线b
C.光线c
D.光线d
【分析】光线垂直于界面入射时,光线的传播方向不变;光从空气中斜射入玻璃中时,折射小于入射角;光从玻璃中斜射入空气中时,折射角大于入射角。
【解答】解:
光线垂直于界面入射时,光线的传播方向不变;光从玻璃砖A中斜射入空气中时,折射角大于入射角,故从A出来的折射光线会向下偏折,在图中虚线的下部;
光从空气中斜射入B中时,折射角小于入射角(此时的折射角等于A中的入射角),故折射光线与原入射光线平行射出,即最后射出的可能是光线c,如图所示:
。
故选:C。
【点评】此题主要考查了光的折射光线的画法,首先要熟练掌握光的折射定律的内容,关键是搞清折射角与入射角的关系。特别注意垂直入射时,光的传播方向不变。
二.填空题。
14.一束光从水斜射入空气,若入射角逐渐增大,则折射角逐渐
增大 (选填“增大”、“减小”或“不变”),光的传播方向
会 (选填“会”或“不会”)改变。
【分析】在光的折射现象中,当光线从水中斜射到空气中时,折射角始终大于入射角,但折射角会随着入射角的变化而变化。
【解答】解:在光的折射现象中,折射角随着入射角的增大而增大,因此若入射角逐渐增大,那么折射角也增大,光的传播方向会改变。
故答案为:增大;会。
【点评】此题主要涉及到光的折射规律,难度不大。
15.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的现象,其中折射光线是 OG ,反射角等于 30 度,分界面的 左 侧是玻璃。
【分析】要解决此题需要掌握光的反射定律和折射定律的内容。
光的反射定律的内容:反射光线与入射光线、法线在同一平面上;反射光线和入射光线分居在法线的两侧;反射角等于入射角。
光的折射定律的内容:入射光线、法线、折射光线在同一平面内,折射光线和入射光线分别位于法线两侧,当光线从空气射入其它透明介质时,折射角小于入射角;当光线从其它介质斜射入空气时,折射角大于入射角。
此题首先根据反射角和入射角相等,找出法线,从而确定界面,然后根据折射光线和入射光线的关系确定出折射光线、入射光线、反射光线。
【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。
由图可知,折射角为:∠GOD=45°.因当光线从其它介质斜射入空气时,折射角大于入射角。
所以这束光线是由玻璃进入空气。
所以AB左侧是玻璃。
故答案为:OG;30;左。
【点评】此题考查了光的反射定律、光的折射定律的应用,首先要掌握定律的内容,根据反射角与入射角之间的关系确定法线,从而确定界面,则可首先确定出折射光线,根据折射光线与入射光线的关系确定出入射光线,最后确定反射光线。
16.在光的反射现象和折射现象中,光路都是 可逆 的;教室里个别同学被前方高个子同学挡住,看不到黑板上的一些字,这是因为光 在同种均匀介质中沿直线传播 的缘故。
【分析】(1)在光反射和折射现象中,光路都是可逆的;
(2)光在同种均匀介质中是沿直线传播的。
【解答】解:通过实验可知,在光的反射现象和折射现象中,光路都是可逆的。
教室里个别同学被前方高个子同学挡住,看不到黑板上的一些字,
这是因为光在同种均匀介质中沿直线传播的缘故。
故答案为:可逆;在同种均匀介质中沿直线传播。
【点评】本题主要考查了光路的可逆性和光沿直线传播现象,属于基础知识的考查,应熟练掌握。
17.在光从空气射入水、玻璃等介质时的折射现象中,光路是 可逆 的,且折射角和入射角这两个角中,总是在空气中的角较 大 。
【分析】①在折射现象中,光路是可逆的;
②光从空气斜射入水,折射角小于入射角;光从水斜射入空气,折射角大于入射角。
【解答】解:如图,①如果光沿着原来的折射光线入射,折射光线会与原来的入射光线重合,即在折射现象中光路是可逆的;
②光从空气斜射入玻璃(水),折射角小于入射角;光从玻璃(水)斜射入空气,折射角大于入射角,总之,折射角和入射角这两个角中,总是在空气中的角较大。
故答案为:可逆的;大。
【点评】在反射现象和折射现象中,光路都是可逆的。
18.小华站在平静的湖边,看到水中的鱼在蓝天白云中游来游去,看到的鱼儿是由于光的
折射 形成的虚像;水中的白云是由于光的
反射 形成的。鱼的实际位置比看到的要
低 (填“高”或“低”)些。
【分析】(1)平面镜成的像是与物体等大的虚像,知道平面镜成像是由于光的反射形成的;
(2)我们看到水中的物体,其实看到的是物体的虚像,是由光的折射形成的。
【解答】解:水中的白云,所以“白云”是在水中形成的像,即平面镜成像,故看到水中的白云是由光的反射形成的与物体等大的虚像;
因为鱼儿是在水中的实际物体,是由于光线从水中通过空气折射进入了人的眼睛,我们看到水中的鱼,看到的是鱼的虚像,是由光的折射形成的,由于折射角大于入射角,所以鱼的实际位置要比看到的位置要低。
故答案为:折射;反射;低。
【点评】反射与折射都能形成虚像,主要区别是反射形成的虚像关于反射面对称,平面镜成像就是最典型的例子。
19.光的折射定义:光从一种介质
斜射 入另一种介质时,传播方向一般会
发生改变 ,这种现象叫做光的折射现象。
【分析】当光射到两种透明介质的界面时传播方向一般会发生改变,其中一部分发生反射,同时要有一部分光线进入另一种透明介质里发生折射,只有垂直入射时传播方向不变。
【解答】解:光从一种介质斜射入另一种介质时,传播方向一般会发生偏折,这种现象叫光的折射。
故答案为:斜射;发生改变。
【点评】本题考查光的折射现象,折射现象是光在两种介质里传播时发生的,注意垂直入射时传播方向不变。
20.如图,不透明容器底部A处有一光源,没倒水时在侧壁B处形成一个亮的光斑。当向容器中加水至EF处时,亮斑在B点的 下方 (上方/下方/原处),当水面到达CD时,亮斑在B点的 原处 (上方/下方/原处)。
【分析】(1)光在同种、均匀、透明介质中沿直线传播,从一种介质进入另一介质时,光的传播方向发生改变,产生折射现象。
(2)水面升至EF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,进一步确定亮斑位置。
(3)水面上升至CD位置时,光在水中进行传播,可利用光沿直线传播,进一步确定亮斑位置。
【解答】解:(1)往池内注水,水面升至EF位置时,光发生折射,根据折射定律可知,此时折射角大于入射角,
所以亮斑在B的下方。如图1中B′所示:
(2)容器内没有水的时候,光沿直线传播从A点射向B点,
当水面上升至CD位置时,光只在水中进行传播,并且光在水中是沿直线传播的,
所以亮斑在B的原处。如图2中B″所示:
故答案为:下方;原处。
【点评】本题主要考查的是光的直线传播和光的折射,理解并掌握光的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。
21.如图所示,从位于空气中的点光源S发出的光线射到水面上,照亮水中的P点,图中PO1S,PO2S,PO3S三条光线的传播,正确的是 PO3S 。
【分析】光进入水中,发生折射,折射光线和入射光线也分居法线两侧,分居在两种介质中,折射角小于入射角。
依据这样的分析,分别过O1、O2、O3作法线,然后比较一下入射角和折射角即可找出正确的折射光线。
【解答】解:根据光的折射定律,光进入水中,发生折射,折射光线和入射光线也分居法线两侧,折射角小于入射角。
分别过O1、O2、O3作法线,由下图可知则经过O1的光线,折射角大于入射角,所以错误;
经过O2的光线,折射角等于入射角,显然错误;只有经过O3的光线折射角小于入射角,所以这是正确的传播光线。
故答案为:PO3S。
【点评】此题主要考查学生对折射定律的理解和掌握,解答此题的关键是分别过O1、O2、O3作法线,通过比较其入射角和折射角的关系很容易得出正确答案。
22.光从水中斜射入空气中的光路如图所示,若光沿BO方向射入水中,则折射光线将会沿 OA (填“OA”“OA左侧”或“OA右侧”)方向传播。
【分析】在光的折射中,光路是可逆的,据此分析。
【解答】解:由图可知,光线沿着AO入射到空气和水的界面上,从OB射出;根据光路可逆可知,当光沿BO方向射入水中,则折射光线将会沿OA射出。
故答案为:OA。
【点评】本题考查了折射现象中的光路可逆,属于基础知识,要熟记。
三.作图题。
23.一束光线AO从玻璃斜射到玻璃和空气分界面上,(如图所示)请在图中作出该束光线在界面上的反射光线和折射光线的大致光路。
【分析】根据入射光线、反射光线以及法线在同一平面内,反射角等于入射角,画出反射光线;
根据入射光线、折射光线以及法线在同一平面内,光由玻璃斜射入空气中时,折射角大于入射角,画出折射光线。
【解答】解:已知入射光线与界面的夹角为60°,则入射角为90°﹣60°=30°,
图中已经过入射点O作垂直于界面的法线,根据反射角等于入射角,等于30°,在法线右侧空气中画出反射光线OB;
光由玻璃斜射入空气中时,折射角大于入射角,在法线右侧的空气中画出折射光线OC,如图所示:
【点评】本题主要考查应用反射定律和折射定律作图,注意实际光线用实线、法线用虚线画出,光线不要忘了画箭头。
24.请画出哪吒在空中看到水中鱼的光路图并标出鱼在水中所成像的位置。
【分析】光由水斜射进入空气时,折射光线远离法线偏折,折射角大于入射角,先作法线,后作出折射光线的反向延长线即可。
【解答】解:从鱼反射出的两条光线由水斜射进入空气,先过折射点垂直于界面作出法线,根据光由水斜射进入空气时,折射光线远离法线偏折,折射角大于入射角,作出折射光线,
将两条折射光线反向延长,其交点S′即为鱼在水中所成像的位置,如图所示:
【点评】在作光的折射光路图时要注意:不管光从哪种介质斜射向哪种介质,在光疏质(密度比较小的物质)里面的角(入射角或折射角)较大;在光密质(密度比较大的物质)里面的角(入射角或折射角)较小,即“疏大密小”。角度越小,光线越靠近法线。
25.将一平面镜斜放在装有一定量水的水槽中,有一束光线垂直射向水面,如图所示,请画出这束光线进入水中的光线和入射到平面镜后的反射光线。
【分析】①光线垂直射向水面,此时光线的方向是不变的,垂直射入是折射的一个特例。
②光在水中射到平面镜上被反射,反射要遵循反射定律,入射光线和反射光线分居法线的两侧,反射角等于入射角。
【解答】解:①先画出光线垂直射入水中,此时光线方向不变。
②接着画光在平面镜上的反射光线:先画法线,然后反射光线和入射光线分居法线的两侧,反射角等于入射角。如图所示:
【点评】画光路图时,不管是光的反射还是光的折射,都要先把法线画出来。
26.空气中有一束光垂直射向直角形玻璃砖,如图所示,请作出这束光线射入玻璃砖后并从斜边射出的大致方向。
【分析】要解决此题,需要掌握光的折射定律的内容:入射光线、法线、折射光线在同一平面内,折射光线和入射光线分别位于法线两侧。当光线垂直入射时,折射光线、法线和入射光线在同一直线上。当光线从空气斜射入其它透明介质时,折射角小于入射角;当光线从其它介质斜射入空气时,则折射角大于入射角。
【解答】解:首先光从空气垂直入射到玻璃的表面,所以传播方向不变。然后光从玻璃斜射入空气中,首先过入射点画出法线,然后根据折射角大于入射角,画出折射光线,如图所示:
【点评】此题主要考查了光的折射光线的画法,首先要熟练掌握光的折射定律的内容,关键是搞清折射角与入射角的关系。特别注意垂直入射时,光的传播方向不变。
27.图甲所示,光源S发出的一条光线射向水面,在水面处发生反射和折射,反射光线经过点A,折射光线经过点P,请你作出入射光线、反射光线和折射光线。
【分析】先利用平面镜成像的特点和平面镜成像的光路图确定入射点,据反射光线的反向延长线要过像点、折射光线经过点P可确定入射光线、反射光线、折射光线。
【解答】解:
根据平面镜成像的规律,作出点光源S在水中成的像S′,由于反射光线的反向延长线要过像点S′,所以连接AS′,其与水面的交点就是入射点O。
分别连接SO、OA、OP,可以确定入射光线、反射光线、折射光线。如下图所示:
【点评】本题考查平面镜成像和折射的光路图的画法,注意实线虚线要分清,一般情况下只有实际光线画成实线,实际光线的反向延长线、法线都要画虚线表示。
28.如图,空杯底部有一枚硬币A,由于杯壁的遮挡,眼睛在B处看不到硬币,逐渐往杯中加水至图示位置时,眼睛在B处恰好能够看到硬币,请画出人眼看到硬币的光路图(画出1条入射光线及其折射光线即可)。
【分析】光从一种介质斜射入另一介质时,光的传播方向会发生偏折,折射光线进入人眼,人眼逆着折射光线就看到了物体的虚像。
【解答】解:逐渐往杯中加水至如图所示位置时,眼睛在B处恰好能够看到硬币,说明此时的折射光线会沿着杯子右侧的上沿进入人的眼睛,所以连接B点和杯子右侧的上沿可画出折射光线,折射光线与水面的交点为折射点,连接A点和折射点可作出入射光线,如图所示:
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【点评】本题综合考查了光的直线传播和光的折射,关于光的传播历来就是考试的一个考点,所以该题属于常见题,一定要掌握。