课时提升作业
光的折射
(30分钟 40分)
一、选择题(本大题共5小题,每小题3分,共15分)
1.(2013·天津中考)下列现象由光的折射形成的是( )
A.桥在水中形成“倒影” B.手在灯光下形成影子
C.池水看起来比实际浅 D.汽车后视镜可扩大视野
【解析】选C。本题考查了光的折射现象。桥 ( http: / / www.21cnjy.com )在水中形成“倒影”,是水面成像,属于光的反射现象;手在灯光下形成影子,是光的直线传播形成的;池水看起来比实际浅,是由光的折射造成的,看到的是变高了的池底的虚像;汽车后视镜是凸面镜,利用了凸面镜对光线的发散作用,扩大视野,属于光的反射现象。故选C。
2.(2013·泸州中考)已知玻璃的折射率 ( http: / / www.21cnjy.com )大于空气的折射率,当一束激光AO由空气斜射入平行玻璃砖的上表面,经两次折射后从玻璃砖的下表面射出,下列所作的四个折射光路图中,可能正确的是( )
( http: / / www.21cnjy.com )
【解析】选B。本题主要考查折射定律。当光从 ( http: / / www.21cnjy.com )空气斜射入玻璃时,根据光的折射规律可知,折射角小于入射角,所以折射光线比入射光线更靠近法线;当光线从玻璃斜射入空气中时,折射角大于入射角,所以折射光线相对于入射光线要远离法线。故选B。
3.如图是两个并排而且深度 ( http: / / www.21cnjy.com )相同的水池,一个装水,另一个未装水,在两池的中央各竖立着一只长度相同而且比池深略高的标杆。当阳光斜照时就会在池底形成杆的影子,下列说法正确的是( )
( http: / / www.21cnjy.com )
A.装水的池中标杆影子较长
B.未装水的池中标杆影子较长
C.两池中标杆影子长度相同
D.装水的池中标杆没有影子
【解析】选B。从杆的顶端射过的光线到达 ( http: / / www.21cnjy.com )水面处会发生折射,由于光从空气斜射入水中时,折射角小于入射角,即折射光线比原来的光线(沿直线传播的情况)更靠近杆,故此时影子的长度会变小。故选B。
4.如图所示,有一束光线斜射入盛水的容器中,在容器底部形成光斑,保持入射光的方向不变,逐渐放掉容器中的水,容器底部的光斑将( )
( http: / / www.21cnjy.com )
A.向右移动 B.向左移动 C.保持不动 D.无法判断
【解析】选B。当水位在a处时,一束 ( http: / / www.21cnjy.com )光线斜射入盛水的容器中,由光的折射定律可知,在容器底部形成一个光斑在P点,当打开阀门,容器里的水逐渐流出的过程中,入射点逐渐降低到b,由光的折射定律可知,在容器底部形成的光斑在P′点,所以在水逐渐流出的过程中,光斑将向左移动,如图所示。
5.(2013·上海中考)光从空气射入水中,入射角为0°,折射角为( )
A.0° B.30° C.45° D.60°
【解析】选A。本题考查光的折射规律 ( http: / / www.21cnjy.com )。当入射角为0°时,说明光线垂直射向水面,此时光的传播方向不变,因此入射光线、折射光线与法线重合,所以入射角、折射角都为0°。故选A。
二、填空题(本大题共2小题,每空1分,共4分)
6.(2013·吉林中考)如图所示,不透明的容器中有一只铁制玩
具青蛙,人的眼睛在S位置时刚好看不到青蛙,这是
的缘故;向容器中注入适量的水,眼睛就能够看到青蛙了,这
是 造成的。
【解析】本题考查光的直线传播、光的折射。由于 ( http: / / www.21cnjy.com )光在同种均匀介质中是沿直线传播的,玩具青蛙发出的光被容器的上边缘挡住,使人刚好看不到青蛙;当注入水,光在水面发生折射,使光能进入人的眼睛中,会看见青蛙。
答案：光的直线传播 光的折射
7.一束光从空气斜射到某液 ( http: / / www.21cnjy.com )面上发生反射和折射,入射光线与液面成30°角(如图),反射光线与折射光线的夹角为83°,则反射角的大小为 ,折射角的大小为 。
【解析】本题考查光的反射 ( http: / / www.21cnjy.com )和折射。光的入射角等于90°-30°=60°,根据反射定律,反射角等于入射角,所以反射角等于60°,故反射光线与液面的夹角为
30°;反射光线与折射光线的夹角为83°,折射光线与液面夹角为83°-30°=
53°,所以折射角是90°-53°=37°。
答案：60° 37°
三、作图题(本大题共2小题,共6分)
8.(3分)如图所示,一束光射向玻璃三棱镜,画出这束光进入玻璃和离开玻璃后的径迹(注意标出法线)。
( http: / / www.21cnjy.com )
【解析】当光从空气斜射入玻璃时,折射光线靠近法线,折射角小于入射角;反之当光从玻璃斜射入空气时,折射光线远离法线,折射角大于入射角。
答案：
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9.(3分)(2013·哈尔滨中考)在 ( http: / / www.21cnjy.com )碗底放一枚硬币S,向碗里倒水后,会观察到“硬币”上升,如图所示。请将眼睛看到硬币的像S′的光路图补充完整。
【解析】本题考查学生对光的折射知识的应 ( http: / / www.21cnjy.com )用。当水升高到一定高度后,看到了硬币。产生这种现象的原因是由硬币反射的光经水面折射,折射光线远离法线向下偏折,当光线射入人眼,人凭光沿直线传播的感觉,认为硬币在折射光线的反向延长线上,其实人看到的是硬币的虚像S′。
答案：如图所示
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四、实验探究题(本大题共2小题,共15分)
10.(7分)小宇利用如图所示装置将一细光束斜射到空气中,用于探究“光的折射规律”。
(1)为了更清晰地观察水中的光路。可以采用的办法是
。
实验中, (选填“能”或“不能”)看见反射光线。
(2)实验的折射光路如图所示,可以 ( http: / / www.21cnjy.com )判定折射角 (选填“大于”“小于”或“等于”)入射角。增大入射角观察到折射角在 (选填“增大”或“减小”)。若不断增大光在水中的入射角,会观察到的现象是入射角到一定值时,
。
【解析】(1)由于水是无色的,光是看不见 ( http: / / www.21cnjy.com )的,故可加入几滴红墨水,使水变成红色,就能看到水中的光路。因为光遇到水面、玻璃以及其他许多物体的表面都会发生反射,所以实验中,能看见反射光线。
(2)入射光线与法线的夹角叫入射角, ( http: / / www.21cnjy.com )折射光线与法线的夹角叫折射角,从题图中可看出折射角大于入射角,当入射角增大时,折射角也增大,当入射角增大到一定值时只存在反射光线,折射光线消失。
答案：(1)滴入几滴红墨水 能
(2)大于 增大 折射光线消失
11.(8分)在探究“光从空气斜射入水 ( http: / / www.21cnjy.com )和油中时,哪种液体对光的偏折本领较大”的实验中,小明提出如下实验方案：先让一束入射光从空气直接斜射入透明的空水槽中,记录下光斑位置(如图甲所示);接着分别倒入水和油,记录对应的光斑位置,再通过分析就可得到实验结论。经讨论,同学们认为这一方案是可行的,于是进行了探究实验。
(1)要实现探究目标,他们应选择图乙中的 (选填字母序号)两图实验。
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(2)实验时,同学们在水槽底部贴上一把自制纸质刻度尺,这样做的目的是
。
(3)某小组同学正确实验后,所记录的三次光斑的相对位置
如图丙所示,经分析可知：光从空气斜射入水和油中时,
对光的偏折本领较大。
【解析】(1)做此探究实验时,水和油的深度要相同且入射角相同,所以选B和D。
(2)同学们在水槽底部贴上一把自制纸质刻度尺,这样做的目的是得到光斑位置的准确的数据。
(3)从题图丙中可以看出,相对于空气中光斑的位置,在油中光斑的位置偏转得更大,所以油对光的偏折本领较大。
答案：(1)B、D (2)测得光斑偏转的准确位置 (3)油
【变式训练】如图是研究光的折射规律的实验原理图;表中记录了不同的入射角和对应的折射角的实验测量数据。
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入射角i 10° 20° 30° 40° 50° 60° 70° 80°
折射角r 6.7° 13.3° 19.6° 25.2° 30.7° 35.1° 38.6° 40.6°
(1)请你结合图,以光从空气进 ( http: / / www.21cnjy.com )入到玻璃中的情况为例,分析实验数据(光从空气进入其他透明介质中也可得到具有相同规律的实验数据),对光从空气进入其他透明介质中的折射规律加以总结(补充完整)。
a.折射光线跟入射光线和法线在同一平面内,并且分别位于法线两侧;
b. 。
(2)请定量比较实验数据。把你新的发现写在下面：
。
【解析】本题考查光的折射规律及学生分析实验数据总结实验结论的能力。
(1)由表中数据可知,当光从空气斜射入 ( http: / / www.21cnjy.com )其他透明介质中,入射角增大时,折射角也增大,但折射角总小于入射角;(2)对比前几组数据,当入射角增大几倍时,折射角也大致增大几倍,即入射角i与折射角r近似成正比关系;后几组数据中,入射角增大时,折射角也增大,但不再有正比关系。
答案：(1)入射角增大,折射角也增大;但折 ( http: / / www.21cnjy.com )射角总是小于入射角 (2)入射角较小时,入射角i与折射角r近似成正比关系;当入射角较大时,正比关系不再成立
【培优训练】
(2013·宁波中考)如图所 ( http: / / www.21cnjy.com )示,水槽的右壁竖直放着一面平面镜。无水时,射灯从S点发出的光经平面镜反射后,左壁上会出现一个光点P。往水槽内加水,当水面处于a、b、c、d四个位置时,左壁上分别出现Pa、Pb、Pc、Pd四个光点(不考虑水面对光的反射)。则四个光点在左壁上的排列从下往上依次为( )
A.Pa、Pb、Pc、Pd B.Pd、Pc、Pb、Pa
C.Pc、Pd、Pa、Pb D.Pb、Pa、Pd、Pc
【解析】选A。本题考查了光的反射和光的 ( http: / / www.21cnjy.com )折射现象。分别画出当水面处于a、b、c、d四个位置时的光路图是解答此题的关键。往水槽内加水,当水面处于a时,光线经水面发生折射,此时折射角大于入射角,当折射光线射到右壁上,再发生反射,射到左壁的Pa点上;同理,当水面处于b时,光线经水面发生折射,此时折射角大于入射角,当折射光线射到右壁上,再发生反射,射到左壁的Pb点上;当水面处于c、d时,先发生反射,再发生折射,射到左壁的Pc、Pd上,如图所示,故选A。练基础·达标检测
1.(2013·莆田中考)如图的四种情景,属于光的折射现象的是( )
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【解析】选C。本题通过几个日常生活中的现象 ( http: / / www.21cnjy.com )考查了对光的折射、光的直线传播、光的反射的理解。树荫下形成圆形光斑,是小孔成像,是光的直线传播形成的;斑马倒影,是平面镜成像,是光的反射形成的;水面“折”枝是光由水射向空气时发生折射形成的,是光的折射现象;日全食是月球挡住了太阳光,在地球上看不到太阳的现象,是光的直线传播形成的。故选C。
2.一束与水面成50°夹角的光线从空气斜射入水中,则折射角( )
A.小于50° B.大于50°
C.大于40° D.小于40°
【解析】选D。本题考查光的折射规律。入 ( http: / / www.21cnjy.com )射光线与水面的夹角为50°,入射角为90°-50°=40°,光线从空气射入水中,折射角小于入射角,则折射角小于
40°,故选D。
3.关于光的折射,下列说法错误的是( )
A.光从一种介质进入另一种介质时,传播方向一定发生改变
B.光从水中斜射入空气中时,折射角大于入射角
C.光从空气中斜射入水中,当入射角增大时,折射角也随着增大,但总小于入射角
D.和光的反射现象一样,折射光路也是可逆的
【解析】选A。光从一种介质斜射入另 ( http: / / www.21cnjy.com )一种介质时,传播方向会改变,但垂直射入时,传播方向不变,光从空气中斜射入水中,折射光线向法线偏折,因而折射角小于入射角,折射角随着入射角增大而增大。由于在光的折射中光路是可逆的,所以反过来不难理解,光从水中斜射入空气中时,折射角大于入射角。
4.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,其出射光的出射点可能是图中的( )
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A.M点 B.N点 C.P点 D.Q点
【解析】选C。本题主要考查光的折 ( http: / / www.21cnjy.com )射定律。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;第二次是折射光线再次从玻璃砖斜射进入空气,对应的空气中的折射光线应该远离法线偏折,折射角大于入射角,如图所示。
所以从玻璃砖再射出,射出点可能是图中的P点,故选C。
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5.(2013·三明中考)如图所示,岸边的渔民看到水中的
“鱼”,实际上是由于光的 形成的鱼的像;有经
验的渔民知道,用鱼叉叉鱼时要朝着所看到的“鱼”更
(选填“深”或“浅”)一些的位置叉去,才能叉
到鱼。
【解析】本题考查光的折射现象及其应用。 ( http: / / www.21cnjy.com )渔民叉鱼时,看到的水中的鱼是由于水中鱼反射出的光,在水面处发生了折射,折射光线向远离法线的方向偏折,我们看到的是变浅的鱼的虚像,所以渔民叉鱼时要朝着所看到的“鱼”更深一些的位置叉去,才能叉到鱼。
答案：折射 深
6.(2014·安徽芜湖期末)湖边 ( http: / / www.21cnjy.com )的树木在水中的“倒影”是由光的 所形成的,这些“倒影”往往看起来比树木本身“暗”一些,主要是因为树木的光射到水面时,有一部分发生 进入了水中。
【解析】光从空气射到水面上时既发生反 ( http: / / www.21cnjy.com )射也发生折射,水面上的倒影是由光的反射现象形成的,由于一部分光发生折射进入水中,所以水面倒影部分比景物本身暗一些。
答案：反射 折射
7.(2013·茂名中考)如图所示,一束光从水中斜射到水面,请画出反射光线和折射光线的大致方向。
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【解析】本题考查光的反射规律、折射规律 ( http: / / www.21cnjy.com )及光学作图。过入射点作法线,从而确定了入射光线位于法线的左侧,并确定了入射角的大小。然后利用光的反射规律作出对应的反射光线。光从水中斜射入空气,折射角大于入射角,由此可以作出对应的折射光线。
答案：如图所示
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8.研究光的折射规律时,小王根据实验现象画出了如图甲所示的a、b、c三图,根据图中所示现象,可以得到的信息或初步结论是
( http: / / www.21cnjy.com )
( http: / / www.21cnjy.com )
(1)结论一：光从空气斜射入另一种透明物质时, ;
(2)结论二：光从空气斜射入水时,入射角越大, ;
(3)比较图c和图 可得结论：对光的折射能力较强的是 (选填“水”或“玻璃”);
(4)根据已给出三个图的信息,在图乙中画出：光以32°的入射角从水斜射进空气时,在空气中的传播径迹。(要求在图上标出折射角及其度数)
【解析】本题考查了光的折射规律及折射光路的可逆性。
(1)在a、b、c三个图 ( http: / / www.21cnjy.com )中,光线从空气分别斜射入水和玻璃中时,光线不再沿直线传播,其传播方向都发生了改变。故可得结论：光从空气斜射入另一种透明物质时,传播方向会发生改变。
(2)在图a中入射角为60°,对应 ( http: / / www.21cnjy.com )的折射角为41°;在图b中,入射角为45°,对应的折射角为32°,由此可知,折射角随着入射角的增大而增大。
(3)如图b和图c所示,光从空气斜射入水中时,45°入射角对应的折射角是
32°;光从空气斜射入玻璃中时,45°入射角对应的折射角是28°,由此可知玻璃对光的折射能力较强。
(4)在图b中,光从空气 ( http: / / www.21cnjy.com )斜射入水中,入射角为45°,其对应的折射角为32°;根据光路可逆的理论,当光从水中斜射入空气中时,入射角为32°,对应的折射角应该是45°。
答案：(1)传播方向会发生改变
(2)折射角也越大
(3)b 玻璃
(4)如图所示
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【一点通】找找你容易错在哪里
如图所示,湖底A点发出一束光斜射向水面。请画出该束光进入空气后的大致光路图,并标出折射角r。
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【学生自答】
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【教师点评】
①法线正确;
②折射光线错误,应远离法线;
③折射角标错,应是折射光线与法线的夹角。
【正确作图】
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