4.4 光的折射
一、填空题
1.光从玻璃斜射入空气中,折射角___________入射角,光从空气中斜射入水中折射角___________入射角。(填“大于”、“小于”或“等于”)。
2.如图是人类首次拍到猩猩使用工具捕猎的情景。为了捉到一条鱼,猩猩用矛拼命地刺向水里却没有成功,这主要是由于光的______现象,猩猩看到水中的鱼比实际位置要______一些(选填“深”或“浅”)。
3.下列光现象中,属于光的折射现象的有___________
①插入水中的筷子变“弯折”; ②湖面上波光粼粼;③坐井观天,所见甚小; ④“猪八戒”照镜子;⑤漫步湖边,看到水中的“鱼儿”; ⑥树荫下的圆形光斑;
4.从长方体水槽右侧某一高度斜射一束激光,在水槽底部O点形成一个光斑,要使光斑向右移动到应________(选填“注水”或“排水”)。在此过程中,折射角________(选填“增大”“不变”或“减小”)。
5.漫步沬水河畔,可以看到清澈河水中的鱼儿在欢快地游来游去。我们看到的“鱼儿”是由于光的折射形成的___________(选填“实”或“虚”)像,它比实际位置要________(选填“深”或“浅”)一些。
6.将铅笔插在盛有清水的透明玻璃杯中,发现铅笔好象在水面折断了,如图。这一现象属于光的________现象;我们能从不同方向看到本身不发光的物体,是由于光射到物体上时,发生了________的缘故。
7.在研究光的折射规律时,如图所示,小明在水中放置一密闭的薄壁透明长方体容器(容器中有空气),当一束光从容器左侧的水中斜射入容器中时,光的传播速度将 ______ (选填变大/变小/不变),折射角 ______ (选填>/=)入射角,最后 光从容器中射出后再次进入水中的光线可能是图中的 ______ (选填a/b/c/d)线。
8.诗句“大漠孤烟直,长河落日圆”给我们展现了一幅美丽的画卷。其实诗人观察到的落日并非太阳的实际位置(如图所示),而是太阳光经过不均匀的大气层发生了______所成的像,太阳实际在图中______(选填“甲”或“乙”)的位置。人眼所看到的太阳是______(选填“实”或“虚”)像。
二、选择题
9.一束光从空气斜射入水中,若入射角为45°,则折射角可能为( )
A.60° B.50° C.45° D.28°
10.当光从一种介质射向另一种介质时,下列说法中正确的是( )
A.传播方向一定会发生改变 B.折射角一定小于入射角
C.传播方向不一定会发生偏折 D.反射和折射不会同时发生
11.下列成语包含的光现象中,与彩虹形成原理相同的是( )
A.一叶障目 B.海市蜃楼 C.杯弓蛇影 D.立竿见影
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.如图是光在空气和水的界面发生反射和折射的光路图,∠AOS=60°,下列说法不正确的是( )
A.图中的入射光线是AO
B.反射角大小是30°
C.PQ是界面
D.光是从水中斜射入空气中
14.如图所示的光现象中,属于光的折射形成的是( )
A.水中的铅笔“弯折了” B.水中倒影
C.树荫下的光斑 D.汽车后视镜
15.下列实例中,属于光的折射现象的是( )
A.日食和月食的形成 B.树木在水中的倒影
C.注水后的游泳池看起来池底变浅 D.用平面镜改变光的传播方向
16.有一圆柱形敞口容器,从其左侧某一高度斜射入一束激光,在容器底部产生一个光斑O,如图所示。下列操作将使光斑向左移动的是( )
A.保持水面的高度和入射点不变,使激光的入射角增大
B.保持水面的高度不变,使激光笔向右平移
C.保持激光射入的角度不变,使水面上升
D.保持激光射入的角度不变,使水面下降
17.小明在平静的湖边看到“云在水中飘,鱼在云上游”的美丽景象。对于这一有趣现象的形成,下列关于小明在湖中看到的云和鱼说法正确的是( )
A.都是实像 B.都是虚像
C.都是由光的反射形成的 D.都是由光的折射形成的
18.“鱼戏莲叶东,鱼戏莲叶西,鱼戏莲叶南,鱼戏莲叶北…”我们能看见水中的鱼,是因为( )
A.光的直线传播 B.光的反射
C.平面镜成像 D.光的折射
19.在平静的湖面能看到“鱼在白云中穿梭,鸟在水草中翱翔”的美丽奇观。在下列光路图中,能正确描述人看见水中的“鱼”或“鸟”的光路图的是( )
A. B.
C. D.
20.下列光现象中成因相同的一组是( )
①钢笔“错位”②山的“倒影”
③水中“折筷”④墙上“手影”
A.①③ B.①④ C.②③ D.②④
三、实验题
21.某小组同学探究光的折射规律,他们分别测量并记录了光从空气斜射入玻璃和光从玻璃斜射入空气时的入射角和折射角,实验数据如表一、表二所示。
①分析比较实验序号1~5可得:当光从空气斜射入玻璃时,折射角________入射角;分析比较实验序号6~10可得:当光从玻璃斜射入空气时,折射角______入射角;(均选填“大于”或“小于”)
②分析比较表一中折射角随入射角的变化关系,可得出的初步结论是:当光从空气斜射入玻璃中时,_____;
③分析比较实验序号1与6或2与7或3与8可得:当_________;
表一:光从空气斜射入玻璃中 表二:光从玻璃斜射入空气中
实验 序号 入射角 (度) 折射角 (度) 实验 序号 入射角 (度) 折射角 (度)
1 20 13 6 13 20
2 30 19 7 19 30
3 40 25 8 25 40
4 50 31 9 28 45
5 60 35 10 33 55
④他们增大入射角继续研究,表三为光从空气斜射入玻璃时的实验数据,表四中的入射角为当光从玻璃斜射入空气时拟进行实验的数据。小王分析了表三的数据,结合之前得到的实验结论,认为表四中实验序号______中拟定的入射角会找不到折射光线。
表三:光从空气斜射入玻璃中 表四:光从玻璃斜射入空气中
实验 序号 入射角 (度) 折射角 (度) 实验 序号 入射角 (度) 折射角 (度)
11 65 37 15 40
12 70 39 16 50
13 80 41 17 60
14 89 42 18 70
22.小明在学了光的折射后,想知道光进入不同介质时,弯曲程度是否相同(折射角是否相等),如不同,弯曲程度跟什么因素有关?老师帮他设计了下面的实验:用一厚玻璃缸盛一定量的水,让一激光手电筒射出的光束从空气中斜射入水中,从水中进入玻璃,再次进入空气中,其光路如图所示。小明上网查出一些介质的其他参数如下表。
物质 密度/(kg/m3) 光速/(m/s)
空气 1.29 3.0×108
水 1.0×103 2.25×108
玻璃 2.0×108
植物油 0.8×103
(1)分析光路图(a)可得出结论:______;
(2)分析表中数据猜想玻璃的密度比水的密度______(填“大”或“小”);
(3)分析光路图(a)和表中数据可得出折射角变化的规律:______;
(4) 你认为光在植物油中传播的速度比在水中的传播速度______(填“大”或“小”);
(5)现代医学治疗中常用超声波击碎人体内的结石,当超声波斜射入人体时,能发生类似光一样的折射。如图(b)所示,超声波进入人体击碎结石时,入射点应在O点的______侧。(选填:“左”或“右”)
23.某实验小组在探究光的折射规律时,让一束光从空气斜射入玻璃水槽内的水中,看到如图所示的现象:
(1)为了探究光从空气斜射入水中时折射角和入射角的关系,以下方案中正确的是: ___________ (选填“A”、“B”或“C”)。
A 只测量图中的入射角和折射角,分析并得出结论
B 保持入射角不变,进行多次试验,测量入射角和每次试验的折射角,分析并得出结论
C 改变入射角,进行多次试验,测量每次试验的入射角和折射角,分析并得出结论
(2)通过实验还得到如下数据:
入射角α 0° 15° 30° 45° 60°
反射角β 0° 15° 30° 45° 60°
折射角γ 0° 11° 22.1° 35.4° 40.9°
分析表中数据,可得出结论:光从空气斜射到水面时,折射角随入射角的变化关系是:___________ ,且折射角___________ (大于/等于/小于)入射角。当光从空气垂直射到水面时,折射角等于零。
(3)该同学根据上述实验,总结出了光的折射特点。请你对该同学通过上述探究实验得出光的折射特点的过程作出评价。是否存在不足?答:___________ (是/否);请简要说明理由:___________
四、作图题
24.如图所示,请大致画出光线AB从空气射入玻璃,以及再从玻璃射入空气的光路图。
25.(1)如图所示,一个玻璃三棱镜的截面为等腰直角△ABC,∠A为直角,一束红光平行于BC边从S点射入三棱镜,经AB面折射后,又在BC面发生反射,然后恰好从P点折射后射出,请画出这个传播过程的光路图。
(2)一束激光a斜射向半圆形玻璃砖圆心O,结果在屏幕上出现两个光斑,请画出形成两个光斑的光路图。
26.人在B处看到一个彩色玻璃球沉在C处,A点是球的实际位置,请完成人看到玻璃球在水中像的光路图,同时标出折射角r。
参考答案
1.大于 小于
2.折射 浅
3.①⑤
4.注水 不变
5.虚 浅
6.折射 反射
7.变大 > a
8.折射 乙 虚
9.D
10.C
11.B
12.C
13.C
14.A
15.C
16.C
17.B
18.D
19.D
20.A
21.小于 大于 折射角随入射角的增大而增大 光发生折射时,光路是可逆的 16、17、18
22.光从一种介质斜射入另一种介质,传播方向发生了偏折 大 光从光速大的介质斜射入光速小的介质时,折射角小于入射角 大 右
23.C 折射角随入射角的增大而增大 小于 是 没有换用其他透明介质做此实验
24.
25.
26.答案第6页,共9页
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