2.2光的折射现象及其应用（含答案）

2022年华师大版科学光的折射现象及其应用
一．选择题（共6小题）
1．如图中属于光的折射现象的是（　　）
A．小孔成像 B．水中“折断”的铅笔
C．水中的倒影 D．手影
2．如图所示有关光现象的说法正确的是（　　）
A．图（a）和图（c）中的光现象原理相同
B．图（b）中的手影是由于光的反射形成的
C．图（d）中的云在水中游，“云”是由于光的折射形成的
D．由图（e）可知，漫反射不遵循光的反射定律
3．在一个干枯的井底正中央趴着一只青蛙，井上有一只狗，青蛙恰好看不到狗，它能看到的视野范围如图所示。当降大雨时井中全部灌满水，假设青蛙和狗都保持原来位置不动，下面说法正确的是（　　）
A．发生了光的折射，青蛙的视野变小
B．发生了光的折射，青蛙一定能看到狗
C．发生了光的反射，青蛙的视野范围变小
D．发生了光的反射，狗一定能看到青蛙
4．为保护视力，课间同学们总会透过教室玻璃窗远眺，透过玻璃会看到远处的景物，蓝天、白云和楼房。关于上述现象，下列说法正确的是（　　）
A．看到的“楼房”是真实的楼房
B．看到的“楼房”是因反射所成的实像
C．看到的“楼房”是因折射所成的虚像
D．看到的“楼房”比真实的楼房要矮一些
5．如图所示，实验观察到激光束在没搅拌的浓糖水中的光路是弯曲的，许多地方都观察到过海市蜃楼景象。而光在均匀介质中是沿直线传播的，我们不难想象观察到光路弯曲是因为介质不均匀。下列关于光弯曲方向的猜想最合理的是（　　）
A．从密度小的区域向密度大的区域弯曲
B．从密度大的区域向密度小的区域弯曲
C．一般情况下总是向地面方向弯曲
D．弯曲方向是随机变化的，无法确定
6．在研究光现象的实验时，小红在玻璃杯中放入一根木棒，从侧面观察到如图甲所示，当他倒入一定量水后，从同样的角度观察这根木棒时，图中最符合实际情况的是（　　）
A． B．
C． D．
二．填空题（共9小题）
7．我国宋代诗人梅尧臣用“晨登日观峰，海水黄金熔。浴出车轮光，随天行无踪”来形容在泰山上观日出的壮观景象。由于地球周围大气层对太阳光的折射，当看见太阳刚从云海升起时，太阳实际的位置位于云海 　 　（选填“上方”或“下方”）。假设地球表面不存在大气层，那么人们观看到日出的时刻与实际存在大气层的情况相比将 　 　（选填“提前”或“延后”）。
8．如图所示的碗中，起初看起来是空的，当慢慢往碗中倒水后，就会发现碗中还有一枚硬币，前者看不到硬币，是因为光的 　 　，后者看到硬币，是因为光从 　 　（选填“空气射入水”或“水射入空气”）中发生 　 　（选填“反射”或“折射”），此时看见的硬币位置比硬币实际所在位置更 　 　（选填“高”或“低”）。聪明的小明由此联想到上次跟爷爷钓鱼的场景，应使用渔叉对准眼睛所看见 　 　（选填“鱼下方”或“鱼上方”）的位置才能叉到鱼。
9．如图所示，将一枚硬币放在空碗底部，然后后退到眼睛刚刚看不到硬币，保持眼睛、碗和硬币的位置不变，缓缓向碗里倒水，随着水面升高，又看到了“硬币”。其实看到的硬币是变浅的 　 　（实像/虚像）。硬币上有 A、B两点，先看到硬币上的 　 　点，先后看到这两点时折射角变化情况是 　 　。
10．小明站在岸边看到水中的“鱼”是由于光的　 　（选填“折射”或“反射”）形成的　 　（选填“虚”或“实”）像。根据光路可逆原理，在鱼的视觉中，看到岸边的人的身高比人的实际身高要　 　（选填“高”或“矮”）。
11．《康熙几暇格物篇》中记载：“置钱碗底，远视若无，及盛满水A时，则钱随水光而显现矣。”如图所示，把铜钱放在碗底B处后加适量水，从A处恰好看到铜钱的像在　 　处，用激光笔从A点向　 　处照射，可照亮铜钱。（均用图中字母表示）
12．古诗中有“大漠孤烟直，长河落日圆”的壮美诗句，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了 　 　而形成的 　 　像（填“虚”或“实”），太阳实际在图中的 　 　位置（填“甲”或“乙”）
13．如图所示的军事观察孔，图中间的虚空部分表示空气孔的观察范围，现在在孔中嵌入玻璃砖后观察的范围将　 　（选填“变大”、“不变”或“变小”），这是光的　 　（选填“直线传播”、“漫反射”或“折射”）现象。
14．如图所示，一只烧杯中装有半杯水，放在水平木板AB上，一束光线与水面成45°角斜射向水面，往杯里加水，则光斑移动的速度 　 　水位上升的速度（选填“＞”、“＝”或“＜”）。在B端下方垫一个小木块C，使木板倾斜一个小的角度，则折射光线 　 　（选填“顺时针方向旋转”、“方向不变”或“逆时针方向旋转”）。
15．在河边散步的小明（C点）发现，水中的鱼游到了“路灯罩”里，小明看到水中的灯是因为光由　 　点射向水面（选填“A”、“B”或“C”，下同），再射向　 　点形成的；看到水中的鱼是光由　 　射向　 　而形成的（填介质名称）。
2022年华师大版科学光的折射现象及其应用
参考答案与试题解析
一．选择题（共6小题）
1．如图中属于光的折射现象的是（　　）
A．小孔成像 B．水中“折断”的铅笔
C．水中的倒影 D．手影
【解答】解：A、蜡烛通过小孔成像，是光的直线传播形成的，故A错误；
B、铅笔好像在水面处折断了，是光的折射现象，故B正确；
C、水中的倒影属于平面镜成像，是光的反射现象，故C错误；
D、影子的形成，是光的直线传播形成的，故D错误。
故选：B。
2．如图所示有关光现象的说法正确的是（　　）
A．图（a）和图（c）中的光现象原理相同
B．图（b）中的手影是由于光的反射形成的
C．图（d）中的云在水中游，“云”是由于光的折射形成的
D．由图（e）可知，漫反射不遵循光的反射定律
【解答】解：
A、海市蜃楼、水中折断的铅笔是由于光的折射产生的，所以图（a）和图（c）中的光现象原理相同，故A正确；
B、图（b）中的手影是由于光沿直线传播形成的，故B错误；
C、图（d）中的云在水中游，“云”是由于光的反射形成的，故B错误；
D、漫反射遵循光的反射定律，故D错误。
故选：A。
3．在一个干枯的井底正中央趴着一只青蛙，井上有一只狗，青蛙恰好看不到狗，它能看到的视野范围如图所示。当降大雨时井中全部灌满水，假设青蛙和狗都保持原来位置不动，下面说法正确的是（　　）
A．发生了光的折射，青蛙的视野变小
B．发生了光的折射，青蛙一定能看到狗
C．发生了光的反射，青蛙的视野范围变小
D．发生了光的反射，狗一定能看到青蛙
【解答】解：当井里充满水后，光线从空气照射到水面会发生折射，青蛙在井底接收光线，由于光从空气射入水中，折射角小于入射角，因此青蛙看到的视野范围比没有水的时候大，青蛙一定能看到狗，故B正确，ACD错误；
故选：B。
4．为保护视力，课间同学们总会透过教室玻璃窗远眺，透过玻璃会看到远处的景物，蓝天、白云和楼房。关于上述现象，下列说法正确的是（　　）
A．看到的“楼房”是真实的楼房
B．看到的“楼房”是因反射所成的实像
C．看到的“楼房”是因折射所成的虚像
D．看到的“楼房”比真实的楼房要矮一些
【解答】解：
楼房反射的光线通过玻璃、空气进入人眼。光线在不同介质中传播时会发生折射现象，但是由于人眼有“视觉直进”的特点，即人眼会认为光线是沿直线传播的，故人眼看到的“楼房“是由实际光线的反向延长线会聚而成的虚像，且比真实的楼房要高一些。故ABD错误，C正确。
故选：C。
5．如图所示，实验观察到激光束在没搅拌的浓糖水中的光路是弯曲的，许多地方都观察到过海市蜃楼景象。而光在均匀介质中是沿直线传播的，我们不难想象观察到光路弯曲是因为介质不均匀。下列关于光弯曲方向的猜想最合理的是（　　）
A．从密度小的区域向密度大的区域弯曲
B．从密度大的区域向密度小的区域弯曲
C．一般情况下总是向地面方向弯曲
D．弯曲方向是随机变化的，无法确定
【解答】解：AB、由甲图可知，光由稀糖水射向浓糖水时相当于光由光疏介质射向光密介质，此时发生的是向浓糖水中弯曲的现象，故A正确，B错误；
CD、由乙图可知，人站在地面上，远处的高楼反射的太阳光经过高处密度大的空气介质传到低处空气密度小的介质中发生折射，一般向密度大的方向偏折，即向高处弯曲，故C、D均错误；
故选：A。
6．在研究光现象的实验时，小红在玻璃杯中放入一根木棒，从侧面观察到如图甲所示，当他倒入一定量水后，从同样的角度观察这根木棒时，图中最符合实际情况的是（　　）
A． B．
C． D．
【解答】解：图甲所示，当他倒入一定量水后，木棒反射的光从水中斜射入空气中，类似通过厚玻璃砖看物体，光线传播方向在玻璃杯与空气界面发生了偏折，远离法线，折射角大于入射角，所以看上去木棒发生“错位”，人看到的是木棒的虚像。
把看到的杯子当成平面图象，筷子在正中央位置是不变的，如果水上的部分偏左，水下的就更偏左。如果水上的部分偏右，水下的就更偏右。
综上所述，故A正确，BCD错误。
故选：A。
二．填空题（共9小题）
7．我国宋代诗人梅尧臣用“晨登日观峰，海水黄金熔。浴出车轮光，随天行无踪”来形容在泰山上观日出的壮观景象。由于地球周围大气层对太阳光的折射，当看见太阳刚从云海升起时，太阳实际的位置位于云海 　下方　（选填“上方”或“下方”）。假设地球表面不存在大气层，那么人们观看到日出的时刻与实际存在大气层的情况相比将 　延后　（选填“提前”或“延后”）。
【解答】解：
从地表到高空，海拔越高，空气越稀薄，介质的密度是一直在变化的；地球的大气层外是接近真空的环境，因此在太阳光穿过大气层到达地表的过程中，光路是一直在发生偏折的，人逆着折射光线的方向看，看到初升的太阳比实际位置变高了，所以当我们看到太阳刚升起时，它的实际位置还在云海下方；
分析第二空，我们首先要清楚，地球上的日出和日落是由于地球自转引起的，如下图所示，假设地球上有一地点为A，地球自转方向是往A点的右侧方向转，若像左图中没有大气的情况下，太阳光会沿直线传播，此时A点还没有被阳光覆盖，处于夜晚，也就是此时还不能观察到日出；若如右图中地球有大气覆盖的情况，太阳光穿过大气层发生的折射现象，可以使原本看不到太阳的A点地区提前看到太阳，因此如果没有这层大气，日出会延迟，反之日落会提前。
故答案为：下方；延后。
8．如图所示的碗中，起初看起来是空的，当慢慢往碗中倒水后，就会发现碗中还有一枚硬币，前者看不到硬币，是因为光的 　直线传播　，后者看到硬币，是因为光从 　水射入空气　（选填“空气射入水”或“水射入空气”）中发生 　折射　（选填“反射”或“折射”），此时看见的硬币位置比硬币实际所在位置更 　高　（选填“高”或“低”）。聪明的小明由此联想到上次跟爷爷钓鱼的场景，应使用渔叉对准眼睛所看见 　鱼下方　（选填“鱼下方”或“鱼上方”）的位置才能叉到鱼。
【解答】解：
把一枚硬币放在一个没有水的碗里，碗中没有水，此时看不到硬币是因为硬币反射的光线被挡住了，属于光的直线传播；
慢慢往碗内倒水时，保持眼睛和碗的位置不变，硬币反射的光线从水中斜射入空气中时，在水面处发生折射，折射光线远离法线，人眼逆着折射光线沿直线看去，看到的是变高的硬币的虚像；
由于光的折射，会使水中的物体看起来变浅，所以看到的鱼的高度比实际鱼的位置要高，因此应该瞄准看到的鱼的下方才能叉到鱼。
故答案为：直线传播；水射入空气；折射；高；鱼下方。
9．如图所示，将一枚硬币放在空碗底部，然后后退到眼睛刚刚看不到硬币，保持眼睛、碗和硬币的位置不变，缓缓向碗里倒水，随着水面升高，又看到了“硬币”。其实看到的硬币是变浅的 　虚像　（实像/虚像）。硬币上有 A、B两点，先看到硬币上的 　A　点，先后看到这两点时折射角变化情况是 　不变　。
【解答】解：人看到水中的硬币是由于硬币的光线由水中进入空气时，在水面上发生折射，折射角大于入射角，折射光线进入人眼，人会认为光是沿直线传播的，会逆着折射光线的反向看去，就会看到硬币的虚像，比实物变浅了，所以看到硬币是由于光线折射时，折射角大于入射角造成的；
由图可知，先看到硬币的A点；先后看到这两点时，折射光线的方向不变，且法线的方向也不变（与水面垂直），所以折射角不变。
故答案为：虚像；A；不变。
10．小明站在岸边看到水中的“鱼”是由于光的　折射　（选填“折射”或“反射”）形成的　虚　（选填“虚”或“实”）像。根据光路可逆原理，在鱼的视觉中，看到岸边的人的身高比人的实际身高要　高　（选填“高”或“矮”）。
【解答】解：由光路图可以看出，鱼在A点发出的光，经水面折射进入空气中，人看到的虚像在A'点，看到的鱼比实际位置要高一些。
故答案为：折射；虚；高。
11．《康熙几暇格物篇》中记载：“置钱碗底，远视若无，及盛满水A时，则钱随水光而显现矣。”如图所示，把铜钱放在碗底B处后加适量水，从A处恰好看到铜钱的像在　E　处，用激光笔从A点向　E　处照射，可照亮铜钱。（均用图中字母表示）
【解答】解：把铜钱放在碗底B处，当向碗中加水时，铜钱反射的光线从水斜射入空气中发生折射，当折射光线进入人眼时，人眼逆着折射光线看去，看到的便是由于光的折射而形成的虚像（虚像的位置比物体的实际位置偏高），所以从A处看到铜钱的像在E处；
根据光路的可逆性可得，若用激光笔从A点向E处射出光束时，光线会原路返回，即可把铜钱照亮。
故答案为：E；E。
12．古诗中有“大漠孤烟直，长河落日圆”的壮美诗句，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了 　折射　而形成的 　虚　像（填“虚”或“实”），太阳实际在图中的 　乙　位置（填“甲”或“乙”）
【解答】解：由于大气分布不均匀，下部空气密度大，上部空气密度小，落日发出的光在不均匀的空气中传播时发生折射，折射光线不断向下偏折，我们逆着折射光线看去所看到的落日位置比实际位置高，太阳实际在图中的乙位置，我们看到的“落日”是由于光的折射而形成的太阳的虚像。
故答案为：折射；虚；乙。
13．如图所示的军事观察孔，图中间的虚空部分表示空气孔的观察范围，现在在孔中嵌入玻璃砖后观察的范围将　变大　（选填“变大”、“不变”或“变小”），这是光的　折射　（选填“直线传播”、“漫反射”或“折射”）现象。
【解答】解：由于光线从空气斜射入玻璃砖中发生折射，折射角小于入射角，所以眼睛通过空气孔看到的范围和通过玻璃看到的范围如图所示：
；
图中单箭头光线表示在空气中的光路，双箭头光线表示在嵌入玻璃砖后的光路，从图中可以看出，嵌入玻璃砖后观察的范围变大。
故答案为：变大；折射。
14．如图所示，一只烧杯中装有半杯水，放在水平木板AB上，一束光线与水面成45°角斜射向水面，往杯里加水，则光斑移动的速度 　＜　水位上升的速度（选填“＞”、“＝”或“＜”）。在B端下方垫一个小木块C，使木板倾斜一个小的角度，则折射光线 　方向不变　（选填“顺时针方向旋转”、“方向不变”或“逆时针方向旋转”）。
【解答】解：往杯里加水，入射角不变，折射角和反射角的大小也不变；由于发生了折射，折射光线靠近法线，所以在相同时间内水槽底部光斑运动的距离小于水位上升的距离，故水槽底部光斑移动的速度小于水位上升的速度；
在B端下方垫一个小木块C，使木板倾斜一个小的角度，但水面总是水平的，且法线与水面垂直，所以入射光线与法线的夹角不变，即入射角大小不变，则折射光线的方向不变。
故答案为：＜；方向不变。
15．在河边散步的小明（C点）发现，水中的鱼游到了“路灯罩”里，小明看到水中的灯是因为光由　A　点射向水面（选填“A”、“B”或“C”，下同），再射向　C　点形成的；看到水中的鱼是光由　水　射向　空气　而形成的（填介质名称）。
【解答】解：小明看到水中的灯是路灯通过水面形成的虚像；路灯从A点发出的光线经过水面反射后进入小明的眼睛C点，人眼逆着光线看去，就看到了路灯的像；
看到水中的鱼是变浅的虚像，是光由水中射向空气中发生折射而形成的。
故答案为：A；C；水；空气。