华师大版-八年级下册-第2章2 光的折射
一、单选题
1.(2022八下·鄞州期末)学校的录播教室被一种单向透视玻璃分隔成上课和观摩两个功能区,坐在观摩室的听课教师通过单向透视玻璃进行观察。下列说法正确的是( )
A.上课区域射向透视玻璃的光只发生了折射
B.听课教师能看到上课的情景,是由于上课区域的光通过透视玻璃发生反射
C.上课区域的光照强一些,观摩效果更好
D.因为光路可逆,所以学生通过玻璃也能看见听课教师
2.(2022八下·宁波期末)小明下自习到楼下后发现教室的灯还亮着,下列光路图能正确表示小明所观察到的实际情况的是( )
A. B.
C. D.
3.(2022八下·海曙期末)如图所示,小科在“观看水中的硬币”活动中,把一枚硬币固定在空杯的底部,找一个角度使自己刚好看不到硬币的最右端A点(如图一)。在同学逐渐把水加入到杯中的过程中,硬币上的B点(如图二)和C点(如图三)能先后被看到。下列判断错误的是( )
A.实验中应保持眼睛和杯子的位置不变
B.一开始“看不到A点”是由于光在均匀介质中沿直线传播
C.“又看见了”是由于光从空气斜射入水中时发生了折射
D.刚看到B点时的入射角αB等于刚看到C点时的入射角αC
4.(2022八下·海曙竞赛)如图所示,水池的宽度为L,在水池右侧距离池底高度H处有一激光束,水池内无水时恰好在水池的左下角产生一个光斑。已知L=H,现向水池内注水,水面匀速上升,则光斑( )
A.匀速向右移动,且移动速度小于水面上升的速度
B.匀速向右移动,且移动速度大于水面上升的速度
C.减速向右移动,但速度始终大于水面上升的速度
D.加速向右移动,但速度始终小于水面上升的速度
5.(2022八下·鄞州期中)在如图所示的四种现象中,由于光的折射形成的是( )
A.荷花在水中形成“倒影”
B.景物逆光形成“剪影”
C.景物在汽车观后镜中成像
D.透过放大镜观察植物
6.(2022八下·鄞州期中)当光从空气斜射到一块玻璃表面时,如图所示可以较全面地反映光传播路径的是( )
A. B.
C. D.
7.(2022八下·北仑期中)水中潜水员看到岸上的灯亮了,下图能正确表达该光路的是( )
A. B.
C. D.
8.(2022八下·余姚期中)一束光斜射到两种透明介质的界面上,光线与界面的夹角为20°,反射光线与折射光线恰好垂直,则折射角与反射角分别是( )
A.20° 70 B.20° 20° C.70° 20° D.70° 70°
9.(2022八下·余姚期中)目前,一种用于推毁人造卫星或空间站的激光武器已研制成功,如图所示,某空间站位于地平线上方,现准备用一束激光射击该空间站,由于大气层对激光的折射作用,应把激光器( )
A.沿视线对着看到的空间站瞄高一些
B.沿视线对着看到的空间站瞄低一些
C.沿视线对着看到的空间站直接瞄准
D.条件不足,无法判断
10.(2022八下·余姚期中)如图当光从空气斜射到一块玻璃表面时,以下可以较全面反映光传播路径的是( )
A. B.
C. D.
11.(2022八下·宁波月考)有一盛水的圆柱形敞口容器,水面的升降可由进水管和出水管调节。在其右侧某一高度朝确定方向射出一激光束,在容器底部中央产生一个光斑,如图所示,该光斑( )
A.是激光束经水面反射后形成的;若向右移动,表明水面上升
B.是激光束经水面反射后形成的;若向左移动,表明水面上升
C.是激光束经水面折射后形成的;若向左移动,表明水面下降
D.是激光束经水面折射后形成的;若向右移动,表明水面下降
12.(2022八下·宁波月考)如图是游客在公园观赏金鱼的场景。游客能看到水中的金鱼是因为眼睛接收到了金鱼反射出来的光。金鱼反射出来的光进入人眼的路径是( )
A. B.
C. D.
13.(2022八下·海曙期中)下列描述的现象与其成因的对应,正确的是( )
A.“镜花水月”——光的反射
B.“一叶障目,不见泰山”——光的反射
C.“波光粼粼”——光的折射
D.“鱼翔浅底”——光的直线传播
14.(2022八下·海曙期中)在玻璃杯(其厚度不计)的杯底放一枚硬币。装水后将杯子端到眼睛的高度,再慢慢下移。当杯子下移到某一位置时,如图所示,可以看到大小不同的“两枚硬币”。关于这个现象下列说法正确的是( )
A.看到水中的“小硬币”,是光从空气射向水时发生了折射
B.“小硬币”是物体成的实像
C.“大、小硬币”都是虚像
D.看到的“大硬币”是由光的反射形成的放大实像
15.(2021八下·北仑期中)最美人间四月天,宁波市的网红景点东钱湖之畔,百花争艳,百舸争流,白鹭低飞,一湖春水踏微风,向东奔流而去……下列说法中不正确的是( )
A.“水中的白鹭”比空中飞行的白鹭小一些
B.我们看到湖中游动的鱼是光的折射形成的
C.柳枝倒影是光的反射形成的
D.树下的亮斑是光沿直线传播形成的
二、填空题
16.(2022八下·鄞州期末)在“太空授课”中,女航天员王亚平制造了一个小水球,如图所示。我们看到了她在水球中一正一倒的两个像,这是由于光的 (填“反射"或“折射”)现象产生的:舱内的灯光照到王亚平衣服上发生了 (填“漫”或“镜面" )反射。
17.(2022八下·海曙期末)如图所示,当一束光斜射进入水中时,光的速度将 (填“变大”、“变小”或“不变”),并会在杯底形成光斑。保持入射光束不动,逐渐往杯中加水,观察到杯底的光斑向 (填“左”或“右”)移动,逐渐加水的过程中,所看到光斑的位置也将逐渐 (填“变高”、“变低”或“不变”)。
18.(2022八下·鄞州期中)如图所示为光从空气斜射入水中的光路图,则反射角等于 ,折射角等于
19.(2022八下·余姚期中)如图所示,AO为入射光线,反射光线OB与折射光线OC之间的夹角为 。
20.(2022八下·海曙期中)四位游客踏春郊游。甲看见太阳刚从山顶升起,则太阳实际的位置位于山顶 (选填:“上方”或“下方”);乙、丙、丁路过一水池,乙看到水池上方离水面6m处有一盏灯,发现灯在水中的倒影正好贴在池底上,则池中水的实际深度 6m(选填:“大于”、“小于”或“等于”);丙在水池边平地上以1m/s的速度向前行走时,丙映在平静水面的倒影相对其本人的速度是 m/s;丁走出一段距离后发现灯的倒影在平静水面中的位置是 (选填:“不变”、“变化”)的。
21.(2022八下·慈溪期中)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,其中折射光是 (用字母表示,注意字母的书写顺序),反射角等于 度。
22.(2021八下·镇海期中)“小荷才露尖尖角,早有蜻蜓立上头”,现有一蜻蜓荷尖上。一条大鱼从水中看到蜻蜓,如图是水中大鱼看到蜻蜓所在的位置,若从大鱼的位置射出一束光线,应该选择A,B,C哪条路线才有机会射中蜻蜓? 。
23.(2021八下·余姚期中)如图A、B两架飞机,一架是实际的飞机,一架是从潜艇观察口O点观察到的该飞机的像,则
选填“A”或“B”)架是实际飞机。
24.小华同学用激光笔照射水面,在水槽壁上出现两个红点A和B。若保持入射点O不变,欲使A点下移至A′,应使入射光线MO绕着点O沿 (选填“顺时针”或“逆时针”)方向转动;若保持入射光线不变,欲使B点下移至B′,应使水面 (选填“上升”或“下降”),在水面变化过程中,折射角 (选填“增大”“不变”或“减小”)。
25.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)请在图中分别作出入射角(用字母i表示)和折射角(用字母γ表示)。
(2)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____。
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,进行多次实验,测量每次实验的折射角,分析并得出结论
C.改变入射角,进行多次实验,测量每次实验的入射角和折射角,分析并得出结论
三、实验探究题
26.如图所示,在“观看水中的硬币”活动中,把一枚硬币固定在空杯的底部,找一个角度使你刚好看不到硬币的最右端A点。保持眼睛和杯子的位
置不变,在同学逐渐把水加入到杯中的过程中,硬币上的B点和C点能先后被你看到。
(1)你所看到的水中硬币是一个变 (选填“深”或“浅”)的虚像。
(2)图中画出了刚看到C点时光的传播示意图,入射角是αC;如果刚看到B点时的入射角是αB,则αB αC。
27.(2019八下·海曙期末)一束激光从某种玻璃中射向空气(如图一所示),保持入射点不动,改变入射角(每次增加0.2°),当入射角增大到41.8°时,折射光线消失(如图二所示),只存在入射光线与反射光线,这种现象叫做光的全反射,发生这种现象时的入射角叫做这种物质的临界角。当入射角大于临界角时,只发生反射,不发生折射。
(1)上述玻璃的临界角是 。
(2)折射光线消失后反射光线的亮度会增强,其原因是折射光消失后,入射光几乎全部变为 。
(3)一个三棱镜由上述玻璃构成,让一束光垂直于玻璃三棱镜的一个面射入(如图三所示),请在图中完成这束入射光的光路图。
28.(2021八下·慈溪月考)同学们学习了“光的折射”后,知道了光从空气斜射入玻璃中时,折射角小于入射角,入射角增大,折射角也增大。那么当光从空气斜射入玻璃中时,折射角与入射角大小是否成正比呢?
【建立猜想】折射角与入射角大小可能成正比。
【实验探究】同学们测得了四组实验数据。
第2次实验如图所示,请将实验数据填入表格中。
实验序号 1 2 3 4
入射角 20° 40° 60° 80°
折射角 13° 35° 41°
【实验结论】折射角与入射角大小 (选填“成正比”或“不成正比”)。
【评价与交流】根据实验数据,还可以得出的结论是 .
四、解答题
29.(2022八下·余姚期末)光在水和空气的界面会同时发生折射和反射。
(1)如图所示,当光垂直射向界面,此时,折射角为 度。
(2)若将此光线绕着入射点顺时针旋转20度,此时,反射角为 度。
(3)旋转后,折射角 入射角(填“大于”、“小于”或“等于”)。
30.(2022八下·鄞州期中)
(1)用平面镜成像的特点画出物体AB在平面镜中所成的像。
(2)如图为一束光从空气中斜射进入水中,请完成光路。
31.(2021八下·镇海期末)作出下列各图的入射光线或折射光线。
(1)作出图平面镜的入射光线。
(2)乙图是一条光线从水中斜射入空气,作出其折射光线。
32.(2021八下·慈溪月考)如图所示是光在空气和玻璃两种介质中传播的路线,据图分析:两种介质的界面是 (选项“MM'”或“NN'”), 光的反射角度是 ,光的折射角度是 。
33.(2019八下·慈溪期中)如图所示,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后,反射光线经过A点,水中的折射光线经过P点,请你作出入射光线、反射光线和折射光线。(保留作图痕迹)
答案解析部分
1.【答案】C
【知识点】光的反射;光的折射现象及应用
【解析】【分析】根据光的反射和折射的知识分析判断。【解答】A.从上课区域射向透视玻璃的光在玻璃上会发生折射和反射,故A错误;
B.听课教师能看到上课的情景,是由于上课区域的光通过透视玻璃发生折射,故B错误;
C.上课区域的光照强一些,会有更多的光线透过单向透视玻璃,看起来会更清晰,观摩效果更好,故C正确;
D.由于听课教师光线较暗,且几乎没有光线透过玻璃射入上课区域,因此学生不能通过玻璃看到听课教师,故D错误。
故选C。
2.【答案】B
【知识点】光的折射现象及应用
【解析】【分析】根据看到灯光的光路分析判断。
【解答】小明看到教室内的灯,即教室内的灯发出的光线,从教室内射入玻璃,此时折射角小于入射角;再从玻璃射入空气,此时折射角大于入射角,进而到达我们的眼睛,故B正确,而A、C、D错误。
故选B。
3.【答案】C
【知识点】光的直线传播及应用;光的折射规律;光的折射现象及应用
【解析】【分析】根据光的直线传播和光的折射的知识分析。
【解答】A.实验中,应该保持眼睛刚好看不到杯子中的硬币的最右端A点的位置不变,故A正确不合题意;
B.开始时,A点发出的光线在沿直线传播的过程中被杯子的内壁挡住,因此看不到它,故B正确不合题意;
C.当杯子中有水时,光线从水射入空气中时会传播方向发生改变,即发生光的折射,因此能够看到,故C错误符合题意;
D.当刚好能够看到B点或C点时,到达眼睛的折射光线的位置是相同的,即折射角相同。根据光的折射规律可知,此时它们的入射角也相等,故D正确不合题意。
故选C。
4.【答案】A
【知识点】光的折射现象及应用
【解析】【分析】根据光的折射规律,利用等腰直角三角形的性质,分析光斑移动的速度和水面上升的速度的大小关系。【解答】(1)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,所以光斑是由光的折射形成的;
当水面上升时,折射光路的变化如上图,可见,水面上升,折射点右移,光斑右移。
水面上升的距离h与光斑移动的距离s成正比:s=h(1-tana)(其中a为折射角),所以当水面匀速上升,光斑必然匀速移动,而不是变速运动。
(2)因为L=H,所以激光与水面成45度角入射,所以由图可知,光斑再怎么移也不可能和法线重合,所以速度比水面上升的速度小。
故选A。
5.【答案】D
【知识点】光的折射现象及应用
【解析】【分析】光从一种介质斜射入另一种介质后,光的传播方向发生改变,这就是光的折射,据此分析判断。
【解答】A.荷花在水中形成“倒影”,是荷花发出的光线在水面发生反射形成的虚像,故A不合题意;
B.景物逆光形成“剪影” ,是光沿直线传播形成的影子,故B不合题意;
C.景物在汽车观后镜中成像,是光的反射形成的虚像,故C不合题意;
D.透过放大镜观察植物,是光从空气射入玻璃,再从玻璃射入空气时发生折射形成的,故D符合题意。
故选D。
6.【答案】C
【知识点】光的反射定律;光的折射规律
【解析】【分析】根据光的反射定律和折射规律分析判断。
【解答】当光射到玻璃表面上时,根据光的反射定律可知,此时反射角等于入射角。当光从空气斜射入玻璃时,折射角小于入射角,故C正确,而A、B、D错误。
故选C。
7.【答案】A
【知识点】作光的折射光路图
【解析】【分析】根据光的折射规律分析判断。
【解答】水中的潜水员看到岸上的路灯亮了,则路灯发出的光从空气斜射入水中,此时折射角小于入射角,即折射光线靠拢法线偏折,故A正确,而B、C、D错误。
故选A。
8.【答案】A
【知识点】光的反射定律;光的折射规律
【解析】【分析】根据光的反射定律和折射规律分析解答。
【解答】因为入射光线与界面的夹角等于20°,
所以入射角为90°-20°=70°;
又因为反射角等于入射角,
所以反射角为70°;
因为反射光线与折射光线恰好垂直,即反射光线与折射光线的夹角等于90°,
所以反射角与折射角之和等于90°,
故折射角为180°-90°-70°=20°。
故选A。
9.【答案】C
【知识点】光的折射现象及应用
【解析】【分析】根据光的折射规律和光路的可逆性分析解答。【解答】由于光的折射,光线如图所示,即看见的空间站位置S′比实际位置S略高。但武器发射出的激光经过大气层的边缘时也要发生折射,由光路可逆原理知,视线与激光束会发生相同的弯曲,故激光器沿视线对准空间站直接瞄准。
故选C。
10.【答案】C
【知识点】光的反射定律;光的折射规律
【解析】【分析】根据光的反射定律和折射规律分析判断。
【解答】光从空气斜射到玻璃表面时会发生反射,此时反射角等于入射角。还会发生折射,此时折射角小于入射角,故C正确,而A、B、D错误。
故选C。
11.【答案】C
【知识点】光的折射现象及应用
【解析】【分析】根据光的折射规律分析判断。
【解答】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,所以光斑是由光的折射形成的。
当水面上升时,入射角不会发生变化折射角也不会发生变化,折射光路的变化如图:
可见,水面上升,折射点右移,光斑右移;
同理,水面下降,折射点左移,光斑左移。
故选C。
12.【答案】A
【知识点】光的折射现象及应用
【解析】【分析】根据光的折射的知识分析判断。
【解答】游客看到的鱼,其实是鱼发出的光线,从水射入空气时发生折射形成的虚像,此时折射角大于入射角,故A正确,而B、C、D错误。
故选A。
13.【答案】A
【知识点】光的直线传播及应用;光的反射;光的折射现象及应用
【解析】【分析】根据光的直线传播、反射和折射的知识判断。
【解答】A.“镜花水月”,是“花”或“月”发出的光线经过水面反射形成的,故A正确;
B.“一叶障目,不见泰山,原理是光沿直线传播,故B错误;
C.“波光粼粼”,其实是光线在水面发生漫反射形成的,故C错误;
D.“鱼翔浅底”,即鱼或池底发出的光线,从水射入空气发生折射形成的,故D错误。
故选A。
14.【答案】C
【知识点】光的折射现象及应用
【解析】【分析】根据光的折射的知识分析判断。
【解答】无论从哪个角度看到硬币,都是光从水中斜射入空气中时发生折射形成的,它们都是折射光线反向延长线的交点,因此成的都是虚像,故C正确,而A、B、D错误。
故选C。
15.【答案】A
【知识点】光的直线传播及应用;光的反射;光的折射现象及应用
【解析】【分析】根据光的直线传播、反射和折射的知识分析判断。
【解答】A.物体在平面镜中所成的像与物体的大小相等,因此“水中的白鹭”与空中飞行的白鹭大小相同,故A错误符合题意;
B.我们看到湖中游动的鱼是光从水中射入空气中发生光的折射形成的虚像,故B正确不合题意;
C.柳枝倒影是光的反射形成的平面镜成像,故C正确不合题意;
D.树下的亮斑是光沿直线传播形成的小孔成像,故D正确不合题意。
故选A。
16.【答案】折射;漫
【知识点】镜面反射与漫反射;光的折射现象及应用
【解析】【分析】(1)根据凸透镜成像的成因和特点解答;
(2)光在凸凹不平的表面上发生漫反射,反射光线射向四面八方;光在光滑平整的表面上发生镜面反射,反射光线集中在某个范围。
【解答】(1)水球的中间厚边缘薄,相当于一个凸透镜,我们看到了她在水球中一正一倒的两个像,这是由于光的折射现象产生的:
(2)衣服表面粗糙不平,则舱内的灯光照到王亚平衣服上发生了漫反射。
17.【答案】变小;左;变高
【知识点】光的折射现象及应用
【解析】【分析】(1)光在真空中的传播速度最大,在水中传播的速度大约为真空中速度的3/4;
(2)光由空气斜射入水中,发生折射现象,折射角小于入射角,当入射角不变时,折射角也不变;
(3)从空气中看水中的物体时,看到物体的虚像比实际的位置偏高;且水的深度越大,虚像的位置越高。
【解答】(1)如图所示,当一束光斜射进入水中时,光的速度将变小。
(2)保持入射光束的方向不变,逐渐往杯中加水,光线从空气中斜射入水中,会发生折射,折射角小于入射角,由于液面升高,入射点会向左移动,所以光斑会向左移动;
(3)逐渐加水的过程中,水的深度不断增大,则所看到光斑的位置也将逐渐变高。
18.【答案】50;35
【知识点】光的反射定律;光的折射规律
【解析】【分析】根据光的折射规律和反射定律分析解答。
【解答】根据图片可知,入射角为:90°-40°=50°。根据“反射角等于入射角”可知,反射角为50°。折射光线和水面的夹角为55°,则折射角为:90°-55°=35°。
19.【答案】110°
【知识点】光的反射定律;光的折射规律
【解析】【分析】根据反射定律和光的折射规律分析计算。
【解答】如下图所示:
根据反射定律可知,反射角等于入射角,即∠NOB=∠AON=40°;
则反射光线和折射光线之间的夹角∠BOC=180°-40°-30°=110°。
20.【答案】下方;大于;0;不变
【知识点】平面镜成像特点、原理和现象;光的折射现象及应用
【解析】【分析】(1)根据光的折射的折射分析;
(2)根据平面镜成像的特点和光的折射规律分析;
(3)根据平面镜成像的特点分析解答。
【解答】(1)地面上方的大气密度并不均匀,因此阳光穿过大气时会发生折射,即它沿曲线传播。我们看到的太阳不是它本身,而是折射形成的像。由于所成的像在实际位置的上方,因此看到太阳从山顶升起时,它的实际位置位于山顶下方。
(2)根据平面镜成像的“物像等距”规律可知,灯泡在水中的像到水面的距离等于灯到水面的距离,即等于6m。由于灯的像贴在池底上,因此看到池底的像到水面的距离为6m。根据光的折射规律可知,我们看到池底的像会偏浅,即池底在看到的像的下方,因此池水的深度大于6m。
(3)根据平面镜成像的对称性可知,丙的像和丙始终关于水面对称,即二者之间位置保持不变,也就是相对静止状态,因此倒影相对与本人的速度为0m/s。
丁走出一段距离后,由于灯的位置不变,因此灯的倒影的位置保持不变。
21.【答案】OG;30
【知识点】光的反射定律;光的折射规律
【解析】【分析】根据光的反射规律和折射规律分析解答。
【解答】在光的反射现象中,反射角等于入射角。在图片中,∠FOC=∠EOC,则二者为反射角和入射角,那么OG肯定是折射光线。根据“折射光线和入射光线分居在法线两侧”可知,EO为入射光线,OF是反射光线,则反射角FOC=30°。
22.【答案】C
【知识点】作光的折射光路图
【解析】【分析】根据光的折射规律分析。
【解答】水中的大鱼可以看到空气中的蜻蜓,是空中蜻蜓反射的光斜射入水中时发生折射,折射光线进入了大鱼的眼睛形成的虚像。由光的折射定律知,此时折射角小于入射角,大鱼逆着折射光线沿直线看到了蜻蜓的像在B点,由于像的位置比蜻蜓的实际位置偏高,则蜻蜓的实际位置在C点,所以大鱼应选择C路线才有机会捕获蜻蜓。
23.【答案】B
【知识点】光的折射现象及应用
【解析】【分析】根据光的折射规律作图分析。
【解答】从水中看空气中的飞机时,飞机发出的光线从空气斜射入水中,此时折射角小于入射角。折射光线进入我们的眼睛后,我们沿相反方向望过去,会看到成在实际位置上方的飞机的虚像,因此上面的A为虚像,下面的B为实际飞机,如下图所示:
24.【答案】顺时针;上升;不变
【知识点】光的反射定律;光的折射规律
【解析】【分析】(1)在光的反射现象中,反射角等于入射角,据此分析入射光线的旋转方向;
(2)水面始终在水平方向,而入射光线不变,即入射角不变,那么折射光线肯定是平行的,据此作图分析水面的高度变化;
(3)根据光的折射规律分析折射角的变化。
【解答】(1)原来的反射光线为OA,后来的反射光线为OA',而法线的位置保持不变,那么入射角增大了。根据反射角等于入射角可知,入射角必须增大,即MO沿顺时针方向转动;
(2)连接OB,这就是原来的折射光线,然后通过B'作OB的平行线,延长MO,二者相交为新的入射点,如下图所示,应该使水面上升;
(3)根据光的折射规律可知,在水面变化的过程中,入射角的大小保持不变,因此折射角的大小也保持不变。
25.【答案】(1)解:如答图所示。
(2)C
【知识点】光的折射规律
【解析】【分析】(1)在光的折射现象中,法线肯定与界面垂直;折射光线和入射光线分居法线两侧;入射光线和法线的夹角为入射角,据此分析解答。
(2)探究折射角和入射角的关系时,入射角为自变量,而折射角为因变量,应该先改变入射角,再测量二角的大小关系,据此分析判断。
【解答】(1)首先通过入射点作水面的垂线,这就是法线。当光从空气斜射入水中时,水中的那条光线肯定为折射光线。折射光线在法线的右侧,根据“二线分居”的规律可知,入射光线肯定在法线的左侧,即左上角的光线为入射光线,它和法线的夹角为入射角,如下图所示:
(2)为了探究光从空气斜射入水中时折射角和入射角的关系,
A.只测量图中的入射角和折射角,分析并得出结论,这样实验次数太少,得出的结论不够客观,故A错误;
B.保持入射角不变,那么对应的折射角也会保持不变,即使进行多次实验,得到的也是一组数据,那么得出的结论也不够准确,故B错误;
C.改变入射角,进行多次实验,测量每次实验的入射角和折射角,分析并得出结论,这样得到的结论会更准确,故C正确。
故选C。
26.【答案】(1)浅
(2)=
【知识点】光的折射规律
【解析】【分析】(1)根据光的折射规律分析即可;
(2)根据眼睛和杯子的位置不变,可知折射光线方向不变,折射角也不变,然后结合折射规律判断。
【解答】(1)当沿杯子壁缓缓向碗中加水时,来自硬币的光线会从水中斜射入空气中从而发生折射。当折射光线进入人眼时,人眼逆着折射光线看去,看到的虚像成在硬币的上方,即看到的是变浅的虚像。
(2)保持眼睛和杯子的位置不变,那么光从水中进入人的眼睛时那条唯一的折射光线的传播方向不变,折射角不变,所以根据光的折射规律,从B点和C点射出的入射光线的入射角不变的,即αB=αc。
27.【答案】(1)41.8°
(2)反射光
(3)
【知识点】平面镜成像的相关作图;光的折射规律
【解析】【分析】(1)根据临界角的定义分析;
(2)一般情况下,入射光的能量=折射光的能量+反射光的能量,据此判断;
(3)首先计算出光线到达斜面时的入射角的度数,然后与玻璃的临界角进行比较,从而确定是否发生全反射即可。
【解答】(1)临界角是发生全反射现象时最小的入射角;因为当入射角达到41.8°时,就会发生全反射现象,所以上述玻璃的临界角是41.8°。
(2)折射光线消失后反射光线的亮度会增强,其原因是折射光消失后,入射光几乎全部变为反射光;
(3)如下图所示,当让一束光垂直于玻璃三棱镜的一个面射入时,传播方向不变。当它到达三棱镜的斜面时,此时的入射角为45°>41.8°,所以会发生全反射现象,因此只要根据反射角等于入射角做出反射光线即可,如下图所示:
28.【答案】25°;不成正比;光从空气斜射入玻璃中时,折射角的增加量小于入射角的增加量(合理即可)
【知识点】光的折射规律
【解析】【分析】(1)【实验探究】根据图片确定分度盘上每格表示的度数,然后根据折射光线所在的位置读出折射角即可;
(2)【实验结论】分别计算出每组数据中折射角和入射角的比值,然后判断比值是否相等即可;
(3)【评价与交流】比较每组中折射角和入射角的增加量的大小变化规律。
【解答】(1)【实验探究】根据图片可知,0°~90°被平均分成9份,每格表示10°,那么折射角为10°×2.5=25°;
(2)【实验结论】每组中折射角和入射角的比值分别为0.65、0.625、0.58,那么它们的比值不等,因此折射角与入射角的大小不成正比;
(3)【评价与交流】将第1和第2组数据相减得到,入射角的增大量为20°,折射角的增大量为5°,因此得到结论:光从空气斜射入玻璃中时,折射角的增加量小于入射角的增加量。
29.【答案】(1)0
(2)20
(3)大于
【知识点】光的折射规律
【解析】【分析】(1)根据光的折射规律解答;
(2)根据“反射角等于入射角”计算;
(3)根据光从水斜射入空气中的折射规律解答。
【解答】(1)如图所示,当光垂直射向界面时,光的传播方向不发生改变,即折射光线与法线重合,那么此时折射角为0°。
(2)若将此光线绕着入射点顺时针旋转20度,此时入射角为20°,根据“反射角等于入射角”可知,此时反射角为20°。
(3)旋转后,光从水斜射入空气中,此时折射光线远离法线偏折,即折射角大于入射角。
30.【答案】(1)解:如图所示:
(2)解:如图所示:
【知识点】作光的反射光路图;平面镜成像特点、原理和现象;作光的折射光路图
【解析】【分析】(1)根据平面镜成像的对称性完成作图;
(2)根据光的反射定律和折射规律完成作图。
【解答】(1)①通过A点作镜面的垂线,然后根据“物像等距”在镜面另一侧这条直线上找到像点A';
②同理,找到B点的像点B';
③连接像点A'B’,如下图所示:
(2)①通过入射点作垂直于分界面的法线,然后根据“反射角等于入射角”在法线的左侧画出反射光线;
②当光从空气斜射入水中时,折射角小于入射角,据此在水里法线左侧画出对应的折射光线,如下图所示:
31.【答案】(1)解;如图所示:
(2)解;如图所示:
【知识点】作光的反射光路图;作光的折射光路图
【解析】【分析】(1)根据光的反射定律完成作图;
(2)根据光的折射规律完成作图。
【解答】(1)首先通过入射点作垂直与镜面的法线,然后根据“反射角等于入射角”在法线右侧作出对应的入射光线,如下图所示;
(2)首先通过入射点作垂直于分界面的法线,然后根据“折射角大于入射角”在空气里面法线右侧作出对应的折射光线,如下图所示:
32.【答案】MM;70°;40°
【知识点】光的反射定律;光的折射规律
【解析】【分析】首先根据“反射角等于入射角”确定入射光线和反射光线,进而确定折射光线,推测出界面和法线,然后再结合几何知识计算对应角的度数。
【解答】设入射点为O,因为∠NOA=∠NOB,所以这两个角为入射角和反射角,则OC为折射光线,MM'为界面,NN'为法线,那么折射角∠CON'=90°-50°=40°。“折射光线和入射光线分居法线两侧”,那么BO为入射光线,OA为反射光线,那么反射角∠∠NOA=入射角∠NOB=70°。
33.【答案】
【知识点】光的反射;作光的折射光路图
【解析】【分析】平面镜所成的像是所有反射光线反向延长线的交点,既然这条反射光线经过A点也经过像点,那么就将这两个点连接起来,就可以找到对应的入射点,最后将对应点连接即可得到光路。
【解答】首先通过S点作水面的垂线,然后根据“物像等距”在水里找到对应的像点S'的位置,接下来将S'与A点连接起来,与水面的交点就是入射点。将这个点与S相连,就是入射光线;将这个点与A点相连,就是反射光线;将这个点与P点相连,就是折射光线,如下图所示:
1 / 1华师大版-八年级下册-第2章2 光的折射
一、单选题
1.(2022八下·鄞州期末)学校的录播教室被一种单向透视玻璃分隔成上课和观摩两个功能区,坐在观摩室的听课教师通过单向透视玻璃进行观察。下列说法正确的是( )
A.上课区域射向透视玻璃的光只发生了折射
B.听课教师能看到上课的情景,是由于上课区域的光通过透视玻璃发生反射
C.上课区域的光照强一些,观摩效果更好
D.因为光路可逆,所以学生通过玻璃也能看见听课教师
【答案】C
【知识点】光的反射;光的折射现象及应用
【解析】【分析】根据光的反射和折射的知识分析判断。【解答】A.从上课区域射向透视玻璃的光在玻璃上会发生折射和反射,故A错误;
B.听课教师能看到上课的情景,是由于上课区域的光通过透视玻璃发生折射,故B错误;
C.上课区域的光照强一些,会有更多的光线透过单向透视玻璃,看起来会更清晰,观摩效果更好,故C正确;
D.由于听课教师光线较暗,且几乎没有光线透过玻璃射入上课区域,因此学生不能通过玻璃看到听课教师,故D错误。
故选C。
2.(2022八下·宁波期末)小明下自习到楼下后发现教室的灯还亮着,下列光路图能正确表示小明所观察到的实际情况的是( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【知识点】光的折射现象及应用
【解析】【分析】根据看到灯光的光路分析判断。
【解答】小明看到教室内的灯,即教室内的灯发出的光线,从教室内射入玻璃,此时折射角小于入射角;再从玻璃射入空气,此时折射角大于入射角,进而到达我们的眼睛,故B正确,而A、C、D错误。
故选B。
3.(2022八下·海曙期末)如图所示,小科在“观看水中的硬币”活动中,把一枚硬币固定在空杯的底部,找一个角度使自己刚好看不到硬币的最右端A点(如图一)。在同学逐渐把水加入到杯中的过程中,硬币上的B点(如图二)和C点(如图三)能先后被看到。下列判断错误的是( )
A.实验中应保持眼睛和杯子的位置不变
B.一开始“看不到A点”是由于光在均匀介质中沿直线传播
C.“又看见了”是由于光从空气斜射入水中时发生了折射
D.刚看到B点时的入射角αB等于刚看到C点时的入射角αC
【答案】C
【知识点】光的直线传播及应用;光的折射规律;光的折射现象及应用
【解析】【分析】根据光的直线传播和光的折射的知识分析。
【解答】A.实验中,应该保持眼睛刚好看不到杯子中的硬币的最右端A点的位置不变,故A正确不合题意;
B.开始时,A点发出的光线在沿直线传播的过程中被杯子的内壁挡住,因此看不到它,故B正确不合题意;
C.当杯子中有水时,光线从水射入空气中时会传播方向发生改变,即发生光的折射,因此能够看到,故C错误符合题意;
D.当刚好能够看到B点或C点时,到达眼睛的折射光线的位置是相同的,即折射角相同。根据光的折射规律可知,此时它们的入射角也相等,故D正确不合题意。
故选C。
4.(2022八下·海曙竞赛)如图所示,水池的宽度为L,在水池右侧距离池底高度H处有一激光束,水池内无水时恰好在水池的左下角产生一个光斑。已知L=H,现向水池内注水,水面匀速上升,则光斑( )
A.匀速向右移动,且移动速度小于水面上升的速度
B.匀速向右移动,且移动速度大于水面上升的速度
C.减速向右移动,但速度始终大于水面上升的速度
D.加速向右移动,但速度始终小于水面上升的速度
【答案】A
【知识点】光的折射现象及应用
【解析】【分析】根据光的折射规律,利用等腰直角三角形的性质,分析光斑移动的速度和水面上升的速度的大小关系。【解答】(1)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,所以光斑是由光的折射形成的;
当水面上升时,折射光路的变化如上图,可见,水面上升,折射点右移,光斑右移。
水面上升的距离h与光斑移动的距离s成正比:s=h(1-tana)(其中a为折射角),所以当水面匀速上升,光斑必然匀速移动,而不是变速运动。
(2)因为L=H,所以激光与水面成45度角入射,所以由图可知,光斑再怎么移也不可能和法线重合,所以速度比水面上升的速度小。
故选A。
5.(2022八下·鄞州期中)在如图所示的四种现象中,由于光的折射形成的是( )
A.荷花在水中形成“倒影”
B.景物逆光形成“剪影”
C.景物在汽车观后镜中成像
D.透过放大镜观察植物
【答案】D
【知识点】光的折射现象及应用
【解析】【分析】光从一种介质斜射入另一种介质后,光的传播方向发生改变,这就是光的折射,据此分析判断。
【解答】A.荷花在水中形成“倒影”,是荷花发出的光线在水面发生反射形成的虚像,故A不合题意;
B.景物逆光形成“剪影” ,是光沿直线传播形成的影子,故B不合题意;
C.景物在汽车观后镜中成像,是光的反射形成的虚像,故C不合题意;
D.透过放大镜观察植物,是光从空气射入玻璃,再从玻璃射入空气时发生折射形成的,故D符合题意。
故选D。
6.(2022八下·鄞州期中)当光从空气斜射到一块玻璃表面时,如图所示可以较全面地反映光传播路径的是( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【知识点】光的反射定律;光的折射规律
【解析】【分析】根据光的反射定律和折射规律分析判断。
【解答】当光射到玻璃表面上时,根据光的反射定律可知,此时反射角等于入射角。当光从空气斜射入玻璃时,折射角小于入射角,故C正确,而A、B、D错误。
故选C。
7.(2022八下·北仑期中)水中潜水员看到岸上的灯亮了,下图能正确表达该光路的是( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【知识点】作光的折射光路图
【解析】【分析】根据光的折射规律分析判断。
【解答】水中的潜水员看到岸上的路灯亮了,则路灯发出的光从空气斜射入水中,此时折射角小于入射角,即折射光线靠拢法线偏折,故A正确,而B、C、D错误。
故选A。
8.(2022八下·余姚期中)一束光斜射到两种透明介质的界面上,光线与界面的夹角为20°,反射光线与折射光线恰好垂直,则折射角与反射角分别是( )
A.20° 70 B.20° 20° C.70° 20° D.70° 70°
【答案】A
【知识点】光的反射定律;光的折射规律
【解析】【分析】根据光的反射定律和折射规律分析解答。
【解答】因为入射光线与界面的夹角等于20°,
所以入射角为90°-20°=70°;
又因为反射角等于入射角,
所以反射角为70°;
因为反射光线与折射光线恰好垂直,即反射光线与折射光线的夹角等于90°,
所以反射角与折射角之和等于90°,
故折射角为180°-90°-70°=20°。
故选A。
9.(2022八下·余姚期中)目前,一种用于推毁人造卫星或空间站的激光武器已研制成功,如图所示,某空间站位于地平线上方,现准备用一束激光射击该空间站,由于大气层对激光的折射作用,应把激光器( )
A.沿视线对着看到的空间站瞄高一些
B.沿视线对着看到的空间站瞄低一些
C.沿视线对着看到的空间站直接瞄准
D.条件不足,无法判断
【答案】C
【知识点】光的折射现象及应用
【解析】【分析】根据光的折射规律和光路的可逆性分析解答。【解答】由于光的折射,光线如图所示,即看见的空间站位置S′比实际位置S略高。但武器发射出的激光经过大气层的边缘时也要发生折射,由光路可逆原理知,视线与激光束会发生相同的弯曲,故激光器沿视线对准空间站直接瞄准。
故选C。
10.(2022八下·余姚期中)如图当光从空气斜射到一块玻璃表面时,以下可以较全面反映光传播路径的是( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【知识点】光的反射定律;光的折射规律
【解析】【分析】根据光的反射定律和折射规律分析判断。
【解答】光从空气斜射到玻璃表面时会发生反射,此时反射角等于入射角。还会发生折射,此时折射角小于入射角,故C正确,而A、B、D错误。
故选C。
11.(2022八下·宁波月考)有一盛水的圆柱形敞口容器,水面的升降可由进水管和出水管调节。在其右侧某一高度朝确定方向射出一激光束,在容器底部中央产生一个光斑,如图所示,该光斑( )
A.是激光束经水面反射后形成的;若向右移动,表明水面上升
B.是激光束经水面反射后形成的;若向左移动,表明水面上升
C.是激光束经水面折射后形成的;若向左移动,表明水面下降
D.是激光束经水面折射后形成的;若向右移动,表明水面下降
【答案】C
【知识点】光的折射现象及应用
【解析】【分析】根据光的折射规律分析判断。
【解答】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,所以光斑是由光的折射形成的。
当水面上升时,入射角不会发生变化折射角也不会发生变化,折射光路的变化如图:
可见,水面上升,折射点右移,光斑右移;
同理,水面下降,折射点左移,光斑左移。
故选C。
12.(2022八下·宁波月考)如图是游客在公园观赏金鱼的场景。游客能看到水中的金鱼是因为眼睛接收到了金鱼反射出来的光。金鱼反射出来的光进入人眼的路径是( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【知识点】光的折射现象及应用
【解析】【分析】根据光的折射的知识分析判断。
【解答】游客看到的鱼,其实是鱼发出的光线,从水射入空气时发生折射形成的虚像,此时折射角大于入射角,故A正确,而B、C、D错误。
故选A。
13.(2022八下·海曙期中)下列描述的现象与其成因的对应,正确的是( )
A.“镜花水月”——光的反射
B.“一叶障目,不见泰山”——光的反射
C.“波光粼粼”——光的折射
D.“鱼翔浅底”——光的直线传播
【答案】A
【知识点】光的直线传播及应用;光的反射;光的折射现象及应用
【解析】【分析】根据光的直线传播、反射和折射的知识判断。
【解答】A.“镜花水月”,是“花”或“月”发出的光线经过水面反射形成的,故A正确;
B.“一叶障目,不见泰山,原理是光沿直线传播,故B错误;
C.“波光粼粼”,其实是光线在水面发生漫反射形成的,故C错误;
D.“鱼翔浅底”,即鱼或池底发出的光线,从水射入空气发生折射形成的,故D错误。
故选A。
14.(2022八下·海曙期中)在玻璃杯(其厚度不计)的杯底放一枚硬币。装水后将杯子端到眼睛的高度,再慢慢下移。当杯子下移到某一位置时,如图所示,可以看到大小不同的“两枚硬币”。关于这个现象下列说法正确的是( )
A.看到水中的“小硬币”,是光从空气射向水时发生了折射
B.“小硬币”是物体成的实像
C.“大、小硬币”都是虚像
D.看到的“大硬币”是由光的反射形成的放大实像
【答案】C
【知识点】光的折射现象及应用
【解析】【分析】根据光的折射的知识分析判断。
【解答】无论从哪个角度看到硬币,都是光从水中斜射入空气中时发生折射形成的,它们都是折射光线反向延长线的交点,因此成的都是虚像,故C正确,而A、B、D错误。
故选C。
15.(2021八下·北仑期中)最美人间四月天,宁波市的网红景点东钱湖之畔,百花争艳,百舸争流,白鹭低飞,一湖春水踏微风,向东奔流而去……下列说法中不正确的是( )
A.“水中的白鹭”比空中飞行的白鹭小一些
B.我们看到湖中游动的鱼是光的折射形成的
C.柳枝倒影是光的反射形成的
D.树下的亮斑是光沿直线传播形成的
【答案】A
【知识点】光的直线传播及应用;光的反射;光的折射现象及应用
【解析】【分析】根据光的直线传播、反射和折射的知识分析判断。
【解答】A.物体在平面镜中所成的像与物体的大小相等,因此“水中的白鹭”与空中飞行的白鹭大小相同,故A错误符合题意;
B.我们看到湖中游动的鱼是光从水中射入空气中发生光的折射形成的虚像,故B正确不合题意;
C.柳枝倒影是光的反射形成的平面镜成像,故C正确不合题意;
D.树下的亮斑是光沿直线传播形成的小孔成像,故D正确不合题意。
故选A。
二、填空题
16.(2022八下·鄞州期末)在“太空授课”中,女航天员王亚平制造了一个小水球,如图所示。我们看到了她在水球中一正一倒的两个像,这是由于光的 (填“反射"或“折射”)现象产生的:舱内的灯光照到王亚平衣服上发生了 (填“漫”或“镜面" )反射。
【答案】折射;漫
【知识点】镜面反射与漫反射;光的折射现象及应用
【解析】【分析】(1)根据凸透镜成像的成因和特点解答;
(2)光在凸凹不平的表面上发生漫反射,反射光线射向四面八方;光在光滑平整的表面上发生镜面反射,反射光线集中在某个范围。
【解答】(1)水球的中间厚边缘薄,相当于一个凸透镜,我们看到了她在水球中一正一倒的两个像,这是由于光的折射现象产生的:
(2)衣服表面粗糙不平,则舱内的灯光照到王亚平衣服上发生了漫反射。
17.(2022八下·海曙期末)如图所示,当一束光斜射进入水中时,光的速度将 (填“变大”、“变小”或“不变”),并会在杯底形成光斑。保持入射光束不动,逐渐往杯中加水,观察到杯底的光斑向 (填“左”或“右”)移动,逐渐加水的过程中,所看到光斑的位置也将逐渐 (填“变高”、“变低”或“不变”)。
【答案】变小;左;变高
【知识点】光的折射现象及应用
【解析】【分析】(1)光在真空中的传播速度最大,在水中传播的速度大约为真空中速度的3/4;
(2)光由空气斜射入水中,发生折射现象,折射角小于入射角,当入射角不变时,折射角也不变;
(3)从空气中看水中的物体时,看到物体的虚像比实际的位置偏高;且水的深度越大,虚像的位置越高。
【解答】(1)如图所示,当一束光斜射进入水中时,光的速度将变小。
(2)保持入射光束的方向不变,逐渐往杯中加水,光线从空气中斜射入水中,会发生折射,折射角小于入射角,由于液面升高,入射点会向左移动,所以光斑会向左移动;
(3)逐渐加水的过程中,水的深度不断增大,则所看到光斑的位置也将逐渐变高。
18.(2022八下·鄞州期中)如图所示为光从空气斜射入水中的光路图,则反射角等于 ,折射角等于
【答案】50;35
【知识点】光的反射定律;光的折射规律
【解析】【分析】根据光的折射规律和反射定律分析解答。
【解答】根据图片可知,入射角为:90°-40°=50°。根据“反射角等于入射角”可知,反射角为50°。折射光线和水面的夹角为55°,则折射角为:90°-55°=35°。
19.(2022八下·余姚期中)如图所示,AO为入射光线,反射光线OB与折射光线OC之间的夹角为 。
【答案】110°
【知识点】光的反射定律;光的折射规律
【解析】【分析】根据反射定律和光的折射规律分析计算。
【解答】如下图所示:
根据反射定律可知,反射角等于入射角,即∠NOB=∠AON=40°;
则反射光线和折射光线之间的夹角∠BOC=180°-40°-30°=110°。
20.(2022八下·海曙期中)四位游客踏春郊游。甲看见太阳刚从山顶升起,则太阳实际的位置位于山顶 (选填:“上方”或“下方”);乙、丙、丁路过一水池,乙看到水池上方离水面6m处有一盏灯,发现灯在水中的倒影正好贴在池底上,则池中水的实际深度 6m(选填:“大于”、“小于”或“等于”);丙在水池边平地上以1m/s的速度向前行走时,丙映在平静水面的倒影相对其本人的速度是 m/s;丁走出一段距离后发现灯的倒影在平静水面中的位置是 (选填:“不变”、“变化”)的。
【答案】下方;大于;0;不变
【知识点】平面镜成像特点、原理和现象;光的折射现象及应用
【解析】【分析】(1)根据光的折射的折射分析;
(2)根据平面镜成像的特点和光的折射规律分析;
(3)根据平面镜成像的特点分析解答。
【解答】(1)地面上方的大气密度并不均匀,因此阳光穿过大气时会发生折射,即它沿曲线传播。我们看到的太阳不是它本身,而是折射形成的像。由于所成的像在实际位置的上方,因此看到太阳从山顶升起时,它的实际位置位于山顶下方。
(2)根据平面镜成像的“物像等距”规律可知,灯泡在水中的像到水面的距离等于灯到水面的距离,即等于6m。由于灯的像贴在池底上,因此看到池底的像到水面的距离为6m。根据光的折射规律可知,我们看到池底的像会偏浅,即池底在看到的像的下方,因此池水的深度大于6m。
(3)根据平面镜成像的对称性可知,丙的像和丙始终关于水面对称,即二者之间位置保持不变,也就是相对静止状态,因此倒影相对与本人的速度为0m/s。
丁走出一段距离后,由于灯的位置不变,因此灯的倒影的位置保持不变。
21.(2022八下·慈溪期中)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,其中折射光是 (用字母表示,注意字母的书写顺序),反射角等于 度。
【答案】OG;30
【知识点】光的反射定律;光的折射规律
【解析】【分析】根据光的反射规律和折射规律分析解答。
【解答】在光的反射现象中,反射角等于入射角。在图片中,∠FOC=∠EOC,则二者为反射角和入射角,那么OG肯定是折射光线。根据“折射光线和入射光线分居在法线两侧”可知,EO为入射光线,OF是反射光线,则反射角FOC=30°。
22.(2021八下·镇海期中)“小荷才露尖尖角,早有蜻蜓立上头”,现有一蜻蜓荷尖上。一条大鱼从水中看到蜻蜓,如图是水中大鱼看到蜻蜓所在的位置,若从大鱼的位置射出一束光线,应该选择A,B,C哪条路线才有机会射中蜻蜓? 。
【答案】C
【知识点】作光的折射光路图
【解析】【分析】根据光的折射规律分析。
【解答】水中的大鱼可以看到空气中的蜻蜓,是空中蜻蜓反射的光斜射入水中时发生折射,折射光线进入了大鱼的眼睛形成的虚像。由光的折射定律知,此时折射角小于入射角,大鱼逆着折射光线沿直线看到了蜻蜓的像在B点,由于像的位置比蜻蜓的实际位置偏高,则蜻蜓的实际位置在C点,所以大鱼应选择C路线才有机会捕获蜻蜓。
23.(2021八下·余姚期中)如图A、B两架飞机,一架是实际的飞机,一架是从潜艇观察口O点观察到的该飞机的像,则
选填“A”或“B”)架是实际飞机。
【答案】B
【知识点】光的折射现象及应用
【解析】【分析】根据光的折射规律作图分析。
【解答】从水中看空气中的飞机时,飞机发出的光线从空气斜射入水中,此时折射角小于入射角。折射光线进入我们的眼睛后,我们沿相反方向望过去,会看到成在实际位置上方的飞机的虚像,因此上面的A为虚像,下面的B为实际飞机,如下图所示:
24.小华同学用激光笔照射水面,在水槽壁上出现两个红点A和B。若保持入射点O不变,欲使A点下移至A′,应使入射光线MO绕着点O沿 (选填“顺时针”或“逆时针”)方向转动;若保持入射光线不变,欲使B点下移至B′,应使水面 (选填“上升”或“下降”),在水面变化过程中,折射角 (选填“增大”“不变”或“减小”)。
【答案】顺时针;上升;不变
【知识点】光的反射定律;光的折射规律
【解析】【分析】(1)在光的反射现象中,反射角等于入射角,据此分析入射光线的旋转方向;
(2)水面始终在水平方向,而入射光线不变,即入射角不变,那么折射光线肯定是平行的,据此作图分析水面的高度变化;
(3)根据光的折射规律分析折射角的变化。
【解答】(1)原来的反射光线为OA,后来的反射光线为OA',而法线的位置保持不变,那么入射角增大了。根据反射角等于入射角可知,入射角必须增大,即MO沿顺时针方向转动;
(2)连接OB,这就是原来的折射光线,然后通过B'作OB的平行线,延长MO,二者相交为新的入射点,如下图所示,应该使水面上升;
(3)根据光的折射规律可知,在水面变化的过程中,入射角的大小保持不变,因此折射角的大小也保持不变。
25.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)请在图中分别作出入射角(用字母i表示)和折射角(用字母γ表示)。
(2)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____。
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,进行多次实验,测量每次实验的折射角,分析并得出结论
C.改变入射角,进行多次实验,测量每次实验的入射角和折射角,分析并得出结论
【答案】(1)解:如答图所示。
(2)C
【知识点】光的折射规律
【解析】【分析】(1)在光的折射现象中,法线肯定与界面垂直;折射光线和入射光线分居法线两侧;入射光线和法线的夹角为入射角,据此分析解答。
(2)探究折射角和入射角的关系时,入射角为自变量,而折射角为因变量,应该先改变入射角,再测量二角的大小关系,据此分析判断。
【解答】(1)首先通过入射点作水面的垂线,这就是法线。当光从空气斜射入水中时,水中的那条光线肯定为折射光线。折射光线在法线的右侧,根据“二线分居”的规律可知,入射光线肯定在法线的左侧,即左上角的光线为入射光线,它和法线的夹角为入射角,如下图所示:
(2)为了探究光从空气斜射入水中时折射角和入射角的关系,
A.只测量图中的入射角和折射角,分析并得出结论,这样实验次数太少,得出的结论不够客观,故A错误;
B.保持入射角不变,那么对应的折射角也会保持不变,即使进行多次实验,得到的也是一组数据,那么得出的结论也不够准确,故B错误;
C.改变入射角,进行多次实验,测量每次实验的入射角和折射角,分析并得出结论,这样得到的结论会更准确,故C正确。
故选C。
三、实验探究题
26.如图所示,在“观看水中的硬币”活动中,把一枚硬币固定在空杯的底部,找一个角度使你刚好看不到硬币的最右端A点。保持眼睛和杯子的位
置不变,在同学逐渐把水加入到杯中的过程中,硬币上的B点和C点能先后被你看到。
(1)你所看到的水中硬币是一个变 (选填“深”或“浅”)的虚像。
(2)图中画出了刚看到C点时光的传播示意图,入射角是αC;如果刚看到B点时的入射角是αB,则αB αC。
【答案】(1)浅
(2)=
【知识点】光的折射规律
【解析】【分析】(1)根据光的折射规律分析即可;
(2)根据眼睛和杯子的位置不变,可知折射光线方向不变,折射角也不变,然后结合折射规律判断。
【解答】(1)当沿杯子壁缓缓向碗中加水时,来自硬币的光线会从水中斜射入空气中从而发生折射。当折射光线进入人眼时,人眼逆着折射光线看去,看到的虚像成在硬币的上方,即看到的是变浅的虚像。
(2)保持眼睛和杯子的位置不变,那么光从水中进入人的眼睛时那条唯一的折射光线的传播方向不变,折射角不变,所以根据光的折射规律,从B点和C点射出的入射光线的入射角不变的,即αB=αc。
27.(2019八下·海曙期末)一束激光从某种玻璃中射向空气(如图一所示),保持入射点不动,改变入射角(每次增加0.2°),当入射角增大到41.8°时,折射光线消失(如图二所示),只存在入射光线与反射光线,这种现象叫做光的全反射,发生这种现象时的入射角叫做这种物质的临界角。当入射角大于临界角时,只发生反射,不发生折射。
(1)上述玻璃的临界角是 。
(2)折射光线消失后反射光线的亮度会增强,其原因是折射光消失后,入射光几乎全部变为 。
(3)一个三棱镜由上述玻璃构成,让一束光垂直于玻璃三棱镜的一个面射入(如图三所示),请在图中完成这束入射光的光路图。
【答案】(1)41.8°
(2)反射光
(3)
【知识点】平面镜成像的相关作图;光的折射规律
【解析】【分析】(1)根据临界角的定义分析;
(2)一般情况下,入射光的能量=折射光的能量+反射光的能量,据此判断;
(3)首先计算出光线到达斜面时的入射角的度数,然后与玻璃的临界角进行比较,从而确定是否发生全反射即可。
【解答】(1)临界角是发生全反射现象时最小的入射角;因为当入射角达到41.8°时,就会发生全反射现象,所以上述玻璃的临界角是41.8°。
(2)折射光线消失后反射光线的亮度会增强,其原因是折射光消失后,入射光几乎全部变为反射光;
(3)如下图所示,当让一束光垂直于玻璃三棱镜的一个面射入时,传播方向不变。当它到达三棱镜的斜面时,此时的入射角为45°>41.8°,所以会发生全反射现象,因此只要根据反射角等于入射角做出反射光线即可,如下图所示:
28.(2021八下·慈溪月考)同学们学习了“光的折射”后,知道了光从空气斜射入玻璃中时,折射角小于入射角,入射角增大,折射角也增大。那么当光从空气斜射入玻璃中时,折射角与入射角大小是否成正比呢?
【建立猜想】折射角与入射角大小可能成正比。
【实验探究】同学们测得了四组实验数据。
第2次实验如图所示,请将实验数据填入表格中。
实验序号 1 2 3 4
入射角 20° 40° 60° 80°
折射角 13° 35° 41°
【实验结论】折射角与入射角大小 (选填“成正比”或“不成正比”)。
【评价与交流】根据实验数据,还可以得出的结论是 .
【答案】25°;不成正比;光从空气斜射入玻璃中时,折射角的增加量小于入射角的增加量(合理即可)
【知识点】光的折射规律
【解析】【分析】(1)【实验探究】根据图片确定分度盘上每格表示的度数,然后根据折射光线所在的位置读出折射角即可;
(2)【实验结论】分别计算出每组数据中折射角和入射角的比值,然后判断比值是否相等即可;
(3)【评价与交流】比较每组中折射角和入射角的增加量的大小变化规律。
【解答】(1)【实验探究】根据图片可知,0°~90°被平均分成9份,每格表示10°,那么折射角为10°×2.5=25°;
(2)【实验结论】每组中折射角和入射角的比值分别为0.65、0.625、0.58,那么它们的比值不等,因此折射角与入射角的大小不成正比;
(3)【评价与交流】将第1和第2组数据相减得到,入射角的增大量为20°,折射角的增大量为5°,因此得到结论:光从空气斜射入玻璃中时,折射角的增加量小于入射角的增加量。
四、解答题
29.(2022八下·余姚期末)光在水和空气的界面会同时发生折射和反射。
(1)如图所示,当光垂直射向界面,此时,折射角为 度。
(2)若将此光线绕着入射点顺时针旋转20度,此时,反射角为 度。
(3)旋转后,折射角 入射角(填“大于”、“小于”或“等于”)。
【答案】(1)0
(2)20
(3)大于
【知识点】光的折射规律
【解析】【分析】(1)根据光的折射规律解答;
(2)根据“反射角等于入射角”计算;
(3)根据光从水斜射入空气中的折射规律解答。
【解答】(1)如图所示,当光垂直射向界面时,光的传播方向不发生改变,即折射光线与法线重合,那么此时折射角为0°。
(2)若将此光线绕着入射点顺时针旋转20度,此时入射角为20°,根据“反射角等于入射角”可知,此时反射角为20°。
(3)旋转后,光从水斜射入空气中,此时折射光线远离法线偏折,即折射角大于入射角。
30.(2022八下·鄞州期中)
(1)用平面镜成像的特点画出物体AB在平面镜中所成的像。
(2)如图为一束光从空气中斜射进入水中,请完成光路。
【答案】(1)解:如图所示:
(2)解:如图所示:
【知识点】作光的反射光路图;平面镜成像特点、原理和现象;作光的折射光路图
【解析】【分析】(1)根据平面镜成像的对称性完成作图;
(2)根据光的反射定律和折射规律完成作图。
【解答】(1)①通过A点作镜面的垂线,然后根据“物像等距”在镜面另一侧这条直线上找到像点A';
②同理,找到B点的像点B';
③连接像点A'B’,如下图所示:
(2)①通过入射点作垂直于分界面的法线,然后根据“反射角等于入射角”在法线的左侧画出反射光线;
②当光从空气斜射入水中时,折射角小于入射角,据此在水里法线左侧画出对应的折射光线,如下图所示:
31.(2021八下·镇海期末)作出下列各图的入射光线或折射光线。
(1)作出图平面镜的入射光线。
(2)乙图是一条光线从水中斜射入空气,作出其折射光线。
【答案】(1)解;如图所示:
(2)解;如图所示:
【知识点】作光的反射光路图;作光的折射光路图
【解析】【分析】(1)根据光的反射定律完成作图;
(2)根据光的折射规律完成作图。
【解答】(1)首先通过入射点作垂直与镜面的法线,然后根据“反射角等于入射角”在法线右侧作出对应的入射光线,如下图所示;
(2)首先通过入射点作垂直于分界面的法线,然后根据“折射角大于入射角”在空气里面法线右侧作出对应的折射光线,如下图所示:
32.(2021八下·慈溪月考)如图所示是光在空气和玻璃两种介质中传播的路线,据图分析:两种介质的界面是 (选项“MM'”或“NN'”), 光的反射角度是 ,光的折射角度是 。
【答案】MM;70°;40°
【知识点】光的反射定律;光的折射规律
【解析】【分析】首先根据“反射角等于入射角”确定入射光线和反射光线,进而确定折射光线,推测出界面和法线,然后再结合几何知识计算对应角的度数。
【解答】设入射点为O,因为∠NOA=∠NOB,所以这两个角为入射角和反射角,则OC为折射光线,MM'为界面,NN'为法线,那么折射角∠CON'=90°-50°=40°。“折射光线和入射光线分居法线两侧”,那么BO为入射光线,OA为反射光线,那么反射角∠∠NOA=入射角∠NOB=70°。
33.(2019八下·慈溪期中)如图所示,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后,反射光线经过A点,水中的折射光线经过P点,请你作出入射光线、反射光线和折射光线。(保留作图痕迹)
【答案】
【知识点】光的反射;作光的折射光路图
【解析】【分析】平面镜所成的像是所有反射光线反向延长线的交点,既然这条反射光线经过A点也经过像点,那么就将这两个点连接起来,就可以找到对应的入射点,最后将对应点连接即可得到光路。
【解答】首先通过S点作水面的垂线,然后根据“物像等距”在水里找到对应的像点S'的位置,接下来将S'与A点连接起来,与水面的交点就是入射点。将这个点与S相连,就是入射光线;将这个点与A点相连,就是反射光线;将这个点与P点相连,就是折射光线,如下图所示:
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