2023-2024学年鲁教版（五四制）物理八上同步教学 3.4 光的折射 同步练习（含解析）

3.4 光的折射
一、多选题
1．如图甲所示的碗中，起初看起来是空的；当慢慢往碗中倒水后，就会发现碗中还藏着一枚硬币（如图乙所示）。则（　　）
A．前者看不到硬币是因为光的折射
B．前者看不到硬币是因为光的直线传播
C．后者能看到硬币是因为光的折射
D．后者能看到硬币是因为光的直线传播
2．如图所示，从水下向水面看，看到一条鱼b及其所成的像a。下列说法中正确的是（　　）
A．a是b通过光的反射成的虚像
B．a是b通过光的折射成的虚像
C．能看到b是利用了光在均匀介质中沿直线传播
D．能看到a是利用了光在均匀介质中沿直线传播
3．如图所示是光在空气和玻璃两种物质中传播的路线，下列说法正确的是（　　）
A．反射角的大小为60度 B．入射光线为CO
C．光线在空气中发生了反射 D．折射角的大小为55度
二、单选题
4．如图所示的现象中，由于光的折射形成的是（　　）
A．小孔成像
B．阳光经物体表面到人眼
C．凸透镜成像
D．简易潜望镜
5．下列光现象由光的折射形成的是（　　）
A．墙上的手影 B．水中的倒影
C．树荫下的光斑 D．水中的筷子
6．下列正确表示光从空气斜射到水面的光路是（　　）
A． B．
C． D．
三、综合题
7．如图所示，处于水中的点光源S，发出的其中一条光线从水中斜射入空气中，完成下列问题：
（1）声和光在真空中的传播速度分别为______、______km/s；
（2）画出点光源S关于水面所成像的位置点；
（3）在图中作出这条入射光线的反射光线与折射光线的大致位置______。（提示：（2）（3）小题在同一图上作答）
8．“井底之蛙”这个成语大家都很熟悉，如图所示。
（1）图甲中，在一个干枯的井底正中央P点有一只青蛙，请你作出它所能观察到的视野范围______；
（2）图乙中，大雨将井灌满水，若青蛙仍在P点，则它所能观察到的视野范围将______（选填“变大”、“变小”或“不变”）。请你在图乙中画出青蛙视野发生变化后的大致情况______。
四、简答题
9．一不透明的杯子，在杯底放一硬币，你向后退到恰好看不见硬币，然后请另一同学向杯中缓缓注水，当水升到一定高度时，你又看见硬币了。你能解释这个现象吗？可通过作图辅助说明。
10．如图所示。在桌面上放一个盛水脸盆、用激光笔让一束光斜射在脸盆的水面上，这样会在竖直的墙壁上出现一个光斑，用手轻轻敲击桌面、光斑就会随着颤动。请你回答：
(1)用手轻轻敲击桌面，墙上光斑会随着颤动可以说明什么问题？
(2)看到墙上光斑的亮度和激光笔发光的亮度相比是有什么变化？原因是什么？
11．如图所示，湖边漫步，欣赏美丽风景，水面呈现岸边树木的倒影。细心观察会发现，倒影比实际物体暗一些。请结合物理知识解释倒影形成的原因以及倒影比实际物体暗的原因。
五、作图题
12．如图所示，根据点光源S发出的入射光线，画出经平面镜MN的反射光线及进入水中的折射光线。
13．如图所示，请在图中大致画出小明在岸上B点观察池底A点的光路图。
14．如图所示，一束光斜射到空气和玻璃砖的交界面上，画出光经过玻璃砖并再次进入空气中的大致光路。
六、实验题
15．在“探究光从玻璃斜射入空气的折射规律”的实验中，小东借助激光笔、半圆形玻璃块和带刻度的光具盘完成了实验，观察到如图所示的1、2、3三条光束，并在光具盘上用笔描出了对应的光路。
（1）图中的折射角大小为___________；
（2）根据实验现象初步发现，光从玻璃斜射入空气时，折射角___________（选填“>”、“=”或“<”）入射角；
（3）现在要探究光的折射现象中光路是否可逆，具体的操作是___________，如果看到___________现象，就可证明光路是可逆的。
16．小华偶然间整直向下看到放在玻璃砖下面的字发生了错位。
（1）他想光斜射时才发生偏折，才会出现“池底变浅”的现象,那么光在垂直入射时,光线不再偏折,还会有“池底变浅”的现象吗？上述过程在科学探究中做___________（选填“设计实验”“提出问题”或“分析论证”）。
（2）①联想到“平面镜成像”找像位置的方法，于是他按如图所示将玻璃砖紧贴物体摆放在水平桌面上的一张白纸上，标记出物体的位置。按照图乙的方式沿水平方向观察物体（观察盒上的条形码）。当看到物体经玻璃砖成的像时，前后移动小卡片，使小卡片与像在同一个平面上，将小卡片此时的位置标记在白纸上，这样就找到了放置一块玻璃砖时___________的位置。
②随后，他将玻璃砖离开物体向观察者移动一小段距离后进行观察，发现像的位置不变，说明玻璃砖与物体的距离___________影响成像位置（选填“会”或“不会”）。
（3）为了观察不同厚度玻璃的成像情况，他将第二块相同玻璃砖紧贴在第一块后面，如图丙所示，观察并记录像的位置；他再将第三块相同玻璃砖紧贴在前两块后面，如图丁所示，观察并记录像的位置。记录数
①分析图的数据可知，用一块玻璃砖观察时，像与物体的距离是___________cm；
②三次实验都说明了光在垂直入射时，像的位置会___________观察者（选填“靠近”或“远离”）。
（4）从图的实验数据还可以得出：玻璃的厚度越厚，像与物的距离越___________。
（5）从以上探究可知，从竖直方向看到的池底比它的实际位置___________（选填“浅”或“深”）。
17．如图甲所示，小明和小华在探究“光的折射现象"时，将一束入射角为50 的光斜射人杯中的水里，更换杯中的介质时他们发现光的偏折程度不同。为了定量反映这种差异，小明将“折射角与入射角的比值”定义为“偏折比”，并根据所学物理知识和生活经验，对影响“偏折比”大小的因素提出以下猜想：
猜想1：“偏折比"与液面的高度有关；
猜想2：“偏折比"与液体的种类有关；
猜想3：“偏折比"与人射光的颜色有关．
（1）小华认为猜想1是错误的，其理由是_______；
（2）为了验证猜想2，小明只将图甲中的水换成油。如图乙所示，油的高度小于水的高度，杯底光斑的位置恰与图甲实验时光斑的位置重合，对比可知：在相同条件下，油对光的“偏折比”_______（选填“大于”、“等于"或“小于”）水对光的“偏折比”；
（3）为了探究猜想3，小明用图甲装置先后射人绿色和紫色的激光，杯底光斑位置如图丙所小，则_______的“偏折比”大，光的“偏折比”大将其中的一束激光穿过如图丁所示的玻璃砖，若光在玻璃砖上表面折射时的“偏折比”为0.8，则光在下表面折射时的“偏折比”为_______；
（4）根据小明的操作和计算结果，小华认为，应该将“偏折比”定义为“光线在空气中与法线的夹角和光线在介质中与法线的夹角之比”。经过对多组不同玻璃砖的实验，测得数据如表
玻璃砖A 玻璃砖B 玻璃砖C
光线在空气中与法线夹角 30.0 ° 45.0 ° 60.0 ° 30.0 ° 45.0 ° 60.0 ° 30.0 ° 45.0 ° 60.0 °
光线在玻璃中与法线夹角 22.0 ° 32.0 ° 40.5 ° 17.0 ° 24.4 ° 30.4 ° 20.0 ° 28.9 ° 36.3 °
1.36 1.41 1.48 1.76 1.84 1.97 1.50 1.58 1.65
根据表格中的数据，分析可得：光在空气与另一种透明介质中传播时，对于不同的人射角，“偏折比”_______（选填“相等”或“不相等”）；对于相同的人射角，“偏折比”越大，介质对光的折射程度越_______（选填“高”或“低”）。
（5）通过对比可以发现：光线在空气和介质中与法线的夹角一定时，光线无论从介质射向空气还是从空气射向介质，_______（选填“小明"或“小华”）定义的“偏折比”是一定值。
七、填空题
18．如图所示，小明看到水中A处有一个圆形“物块”，他看到的“物块”是光从水射入空气中而成的 ___________（选填“实像”或“虚像”）。物块实际位置可能在B、C、D三点中的 ___________处。
19．如图所示的两架飞机，一架是实际飞机，另一架是小明从潜水艇上观察到的该飞机的像，则_____是实际飞机，这是因为光从_______（选填“水中射向空中”或“空中射向水中”）发生了折射。
20．一束光从空气斜射入水中，若反射光线与水面的夹角为30°，则入射角为 ___________，此时折射角 ___________（选填“大于”、“小于”或“等于”）入射角。
参考答案：
1．BC
【解析】
【详解】
AB．由于光的直线传播，不透明的碗会挡住光线，硬币的光线无法进入人眼，前者看不到硬币是因为光的直线传播，故A不符合题意，B符合题意；
CD．光从水中斜射入空气中时，根据光的折射规律，折射光线会远离法线，偏折进入人眼，眼睛就看到了来自硬币的光线，后者能看到硬币是因为光的折射，故C符合题意，D不符合题意。
故选BC。
2．AC
【解析】
【详解】
由题意可知，从水下向水面看人，在水下，鱼也在水下，所以是在同一介质中，因此可判断为反射，不是折射；此时水面相当于镜面，而人在水下，鱼也在水下，所以下面的b应该是鱼，能看到b是利用了光在均匀介质中沿直线传播，而上面的a应该是鱼通过水面光发生反射成的虚像，故AC正确，BD错误。
故选AC。
3．BD
【解析】
【详解】
光在空气和玻璃两种物质中的折射率不同，根据光反射时反射角大小等于入射角，及入射角是入射光线与法线间的夹角，可知MN为反射面，PQ为法线，入射角、反射角大小为90度-60度=30度；根据入射光线与折射光线位于法线两侧可知入射光线为CO，折射光线为OB，折射角为90度-35度=55度可知，MN左侧为玻璃，光线在玻璃中发生了反射。
故选BD。
4．C
【解析】
【详解】
A．小孔成像是由光的直线传播形成的，故A不符合题意；
B．阳光在物体表面反射进入人眼，人便看见了物体，这是光的反射现象，故B不符合题意；
C．光线从空气斜射入凸透镜中，又从凸透镜中射入空气中，实际上是发生了两次折射，因此凸透镜成像原理是光的折射，故C符合题意；
D．简易潜望镜内部放置了两面镜子，是利用光的反射原理制成的，故D不符合题意。
故选C。
5．D
【解析】
【详解】
A．墙上的手影是光的直线传播形成的，故A不符合题意；
B．水中的倒影属于平面镜成像，属于光的反射现象，故B不符合题意；
C．树荫下的光斑属于小孔成像，由光的直线传播形成的，故C不符合题意；
D．水中的筷子看起来变弯了，是由于筷子反射的光线从水中斜射入空气中时，传播方向发生了偏折， 远离法线，折射角大于入射角，所以看到筷子在水中的部分是向上弯折，属于光的折射现象，故D符合题意。
故选D。
6．C
【解析】
【详解】
A．光从空气斜射到水中，折射光线向法线偏转，折射角小于入射角，图中折射角大于入射角，是错误的，故A不符合题意；
B．光从空气斜射到水面一部分光会发生反射现象，反射光线和入射光线分居法线两侧，图中反射光线与入射光线在法线的一侧，是错误的，故B不符合题意；
C．光从空气斜射到水面一部分光会发生反射现象，入射光线和反射光线分居法线的两侧，反射角等于入射角，另一部分光会发生折射现象，折射光线和入射光线分居法线两侧，折射角小于入射角，图中光路图是正确的，故C符合题意；
D．光从空气斜射到水中，折射光线向法线偏转，折射角小于入射角，图中折射角等于入射角，是错误的，故D不符合题意。
故选C。
7． 0 3×105
【解析】
【详解】
[1]真空不能传声，因此声在真空中的传播速度为0，光在真空中的传播速度为3×105km/s。
[2][3]根据平面镜成像特点作光源S关于水面的对称点，即为S经水面成的像S'；过入射点作垂直水面的法线，根据反射角等于入射角，在法线左侧的水中作出反射光线；根据光从水中斜射入空气中时，折射角大于入射角，在法线左侧的空气中作出折射光线；如图所示
8． 变大
【解析】
【详解】
（1）[1]根据光沿直线传播，光线方向是从外指向青蛙眼睛，故作图如下所示：
（2）[2][3]当井里灌满水后，光线照到水面会发生折射现象，由于光是从空气射向水，所以入射角大于折射角，因此井底之蛙看到的视野范围比没水时会看到更大；青蛙视野发生变化后的大致情况如图所示：
9．
【解析】
【分析】
【详解】
当水升到一定高度后，看到了硬币。产生这种现象的原因是由于从硬币发出的漫反射光经水面折射，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。如图所示：
10．(1)见解析；(2)见解析
【解析】
【分析】
(1)物体发声时振动。(2)入射光线斜射到水面，有一部分发生反射，有一部分发生折射。
【详解】
(1)用手轻轻敲击桌面，桌面振动，桌面振动引起水的振动，水的振动引起反射光线变化，引起光斑颤动，实验说明物体发声时振动。
(2)墙上的光斑亮度小于激光笔发光的亮度。激光笔发出的光线斜射到水面，有一部分发生反射，反射光线照射到墙上，有一部分发生折射，折射光线照射到水底，所以墙上的光斑亮度小于激光笔发光的亮度。
11．射到水面的光一部分发生反射，另一部分折射入水里的缘故
【解析】
【详解】
来自物体的光线在水面同时发生反射和折射，如图所示：
其中反射光线使我们看到了物体在水中的倒影（像），而折射光线部分进入了水中；所以来自物体的光线只有反射光线才进入了我们的眼中，而折射光线却没有进入我们的眼中，故看到的物体在水中的倒影要比实际物体本身要暗一些就是这个道理。
12．
【解析】
【详解】
从入射点垂直于镜面画出法线，根据反射角等于入射角画出反射光线；光斜射向水面时，过入射点垂直于水面画出法线，光由空气斜射入水中时，折射角小于入射角，据此在法线左侧的水中作出大致的折射光线，如图所示：
13．
【解析】
【详解】
池底A点的光斜射入空气中，折射后进入B点的人眼，折射角大于入射角，连接AB与水面交于一点，在这个点的右侧合适的位置选择一点O作为入射点，连接AO为入射光线，OB为折射光线，如图所示：
14．
【解析】
【详解】
先画出法线，当光从空气斜射入玻璃时，折射光线和入射光线分居法线的两侧，折射角小于入射角。当光从玻璃斜射入空气时，折射光线和入射光线分居法线的两侧，折射角大于入射角。据此完成光路图，如下图所示：
15． 80° > 让入射光沿光路2射入 折射光从光路1射出
【解析】
【详解】
（1）[1]由图可知，光束1是入射光，光束3是反射光，光束2是折射光。光束1和3中间所夹的直线为法线，与玻璃砖底面一致的直线为界面，折射光线与法线的夹角为折射角，则折射角为80°。
（2）[2]由图可知，反射角约为40°，由光的反射定律可知，反射角等于入射角，则入射角为40°，因此折射角大于入射角。
（3）[3][4]要探究光的折射现象中光路是否可逆，则只需让入射光沿折射光（光路2）入射到玻璃砖，若看到折射光沿光路1射出，就能说明折射现象中光路是可逆的。
16． 提出问题 像 不会 2.13 远离 大 深
【解析】
【详解】
（1）[1]光在垂直入射时,光线不再偏折,还会有“池底变浅”的现象吗？这是在提出问题，所以该过程在科学探究中属于提出问题。
（2）①[2]当看到物体经玻璃砖成的像时，前后移动小卡片，使小卡片与像在同一个平面上，将小卡片此时的位置标记在白纸上，这样用小卡片的位置代替了像的位置，所以找到了放置一块玻璃砖时像的位置。
②[3]移动玻璃砖，像的位置不变，说明玻璃砖与物体的距离不会影响成像位置。
（3）①[4]由图中的数据可知，用一块玻璃砖观察时，像与物体的距离是2.13cm。
②由三次实验数据可知，光在垂直入射时，像距越来越大，与观察者的距离变大，说明像的位置会远离观察者。
（4）从图示的实验数据还可以得出：随着玻璃砖厚度的增加，像距增加的更多，说明玻璃的厚度越厚，像与物体之间的距离越大。
（5）从以上探究可知，从竖直方向看,由于光不会发生折射，所以看到的池底比它的实际位置深。
17． 液面的高度改变，入射角、折射角的大小不变，“偏折比”不变 小于 绿 1.25 不相等 高 小华
【解析】
【详解】
（1）[1]改变水面的高度，无论上升或者下降，入射角和折射角都不变，则折射角与入射角的比值，即“偏折比”也不变，说明了“偏折比”与液面的高度无关。
（2）[2]当图甲中的水换成油，当油的液面低于水的液面时，杯底光斑的位置与图甲中水的光斑位置重合，
通过观察发现水中的折射角大于油中的折射角，由于入射角相同，在相同条件下，油对光的“偏折比”比水对光的“偏折比”小。
（3）[3]光线的入射角和入射点不变，绿色和紫色的激光的偏折路线不同，由图丙可知绿色激光的折射角大于紫色激光的折射角，由于入射角相同，根据“偏折比”得定义可知绿光的“偏折比”大。
[4]将一束激光穿过如图丁所示的玻璃砖，若光在玻璃砖上表面折射时入射角为，折射角为，此时的“偏折比”为0.8，即，若下表面的入射角为，折射角为，根据几何知识可知，，所以光在下表面折射时的“偏折比”为
（4）[5]分析玻璃砖A（或玻璃砖B或玻璃砖C）的数据可知，光在空气与另一种透明介质中传播时，对于不同的入射角，“偏折比”不相等。
[6]分析表中玻璃砖A（或玻璃砖B或玻璃砖C）的数据可知，当光线在空气中与法线夹角都是30°时，光线分别在A、B、C三种玻璃中与法线的夹角越大，“偏折比”越大，说明介质对光的折射程度越高。
（5）[7]从表中玻璃砖A（或玻璃砖B或玻璃砖C）的数据分析可知，光从空气射入玻璃砖时为定值，当光从玻璃砖射入空气时，根据几何知识可知，“光线在空气中与法线的夹角和光线在介质中与法线的夹角之比”，即不变，所以在相同条件下，光线无论从介质射向空气还是从空气射向介质，小华这种定义的比值是一定的。
18． 虚 B
【解析】
【详解】
[1][2]从空气中看水中的物体，看到的物体在实际物体的上方，这是光的折射现象引起的。看到水中的物体在A处，实际的物体应A的下方，图中C处的光在进入人眼时没有发生偏折，所以实际的物体应在B处。
19． B 空中射向水中
【解析】
【详解】
[1][2]飞机反射的光线从空中斜射入水中，在水面处发生折射，折射角小于入射角，折射光线向法线方向偏折，小明逆着折射光线看去，看到的飞机的位置比飞机的实际位置高，因此B是实际飞机，A是飞机的像。
20． 60° 小于
【解析】
【详解】
[1]光由空气斜射向水时，光在水面发生反射和折射。反射光线与水面的夹角为30°，则反射角
∠i=90°-30°=60°
在光的反射现象中，反射角等于入射角，所以入射角为 60°。
[2]光由空气斜射入水中时，折射角小于入射角。
试卷第9页，共9页