4.4 光的折射 同步练习
一、单选题
1.(2022秋·河北保定·八年级统考期末)下列光学现象中与“海市蜃楼”的形成原因不同的是( )
A.用放大镜看地图
B.柳树在河面的倒影
C.池水看起来“变浅”
D.插入水中的筷子看上去好像折断了
2.(2022秋·河北石家庄·八年级期末)如图所示,是光在空气和水两种介质中传播情形,下列说法正确的是( )
A.BF是界面 B.AD的右边是水
C.入射角等于60° D.折射角等于30°
3.(2022秋·河北承德·八年级统考期末)人站在岸上看到水底的“鹅卵石”的光路图正确的( )
A. B.
C. D.
4.(2022秋·河北保定·八年级统考期末)如图所示,下列光现象与海市蜃楼形成原理相同的是( )
A.手影 B.小孔成像
C.池水变“浅” D.路口反光镜
5.(2022秋·河北石家庄·八年级统考期末)一束光从玻璃砖射入空气中,以下说法正确的是( )
A.一定是入射角大于折射角
B.入射角增大时,折射角也一定增大
C.折射光线和入射光线不在同一平面内
D.以上说法都不对
6.(2022秋·河北唐山·八年级统考期末)如图所示,一束光射入杯中,在杯底形成光斑。下列说法正确的是( )
A.折射角大于入射角
B.如果将入射光线适当顺时针偏转一个角度,杯底光斑会适当左移
C.如果光线垂直水面入射,折射角为90°
D.如果往杯中再继续加水,入射光线保持不变,杯底的光斑会向左移动
7.(2022秋·河北秦皇岛·八年级统考期末)在下列各现象中,属于光的折射的现象的是( )
A.在阳光照射下,人在地面上形成影子
B.筷子的一部分放在盛水的碗里,看上去向上弯折
C.用平面镜可以改变太阳光的传播方向,用来照亮室内的天花板
D.栽在河边上的树,能在水中形成“倒影”
二、多选题
8.(2022秋·河北唐山·八年级统考期末)小明在平静的湖边看到“云在水中飘,鱼在云上游”。关于这一现象,下列说法正确的是( )
A.云在水中飘是云在水中形成的实像
B.小明看到水中的鱼是鱼的虚像
C.水中“云”到水面的距离与“鱼”到水面的距离相等
D.水中的“云”是反射形成的,水中的“鱼”是折射形成的
9.(2022秋·河北唐山·八年级统考期末)小明在光学学习中了解到人眼看到的很多景象是虚像,在以下四个选项当中属于虚像的是( )
A.阳光穿过树叶缝隙在地面上形成清晰亮斑
B.“海市蜃楼”奇观
C.从镜子中看到自己的像
D.斜插入水中的筷子在水下的部分看起来向上弯折
三、填空题
10.(2022秋·河北邢台·八年级统考期末)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光的反射和折射(图中入射光线、反射光线和折射光线的方向均未标出),其中入射光线是 ,折射角是 度。
11.(2022秋·河北邢台·八年级统考期末)如图所示,将一枚硬币放在空碗底部,然后退到眼睛恰好看不到硬币的位置,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 (选填“实像”或“虚像”)。硬币上有A、B两点,先看到硬币上的 点。
12.(2022秋·河北保定·八年级统考期末)一束光线从空气斜射入水中,光的传播方向在水面发生突变,这种现象叫做 ,如图所示,已知折射角的度数为30°,折射光线和反射光线的夹角为105°,则入射角的度数为 度,反射角的度数为 度,请你在图中画出反射光线。当光从水中斜射入空气中时,折射角 (选填“大于”或“小于”)入射角,当光垂直射向介质表面时,传播方向 (选填“改变”或“不改变”)。
13.(2022秋·河北石家庄·八年级统考期末)如图所示,在不透明的杯底部画一个黑点A,向杯中倒入适量水,眼睛位于P点看到A点的像A'点。A'点是由光发生 形成的 (选填“虚”或“实”)像。用激光笔对准像A'点照射,光 (选填“能”或“不能”)照到杯底A点。
14.(2022秋·河北唐山·八年级统考期末)周末小华在湖边散步,平静的湖面上倒映着湛蓝的天空、白白的云朵以及观赏的游客,鱼儿在水中自由自在的游动,一幅美丽的景象。小华看到水中的“云朵”是光的 现象,看到水中的“鱼儿”是光的 现象,他看到的鱼比实际位置 (选填“深”、“浅”)。
四、作图题
15.(2022秋·河北石家庄·八年级统考期末)一束光射向一块玻璃砖,画出这束光进入玻璃砖和离开玻璃后的光路图。
16.(2022秋·河北廊坊·八年级统考期末)请在图中完成小高看到水中石块A的像A′的光路图。
17.(2022秋·河北承德·八年级统考期末)如图所示,一束光沿AO方向从水中射向空气中。画出它的反射光线和折射光线。
18.(2022秋·河北石家庄·八年级期末)空中A处有一只小鸟,水中B处有一条鱼,小鸟与鱼的像重合了,如图所示,请画出小明看到鱼的光路图。
19.(2022秋·河北衡水·八年级统考期末)一束光从空气射向玻璃砖,并穿过玻璃砖;画出这束光进入和离开玻璃砖的折射光线。
20.(2022秋·河北唐山·八年级统考期末)如图所示,一束光射向三棱镜,画出这束光两次折射的大致光路。
五、实验题
21.(2022秋·河北唐山·八年级统考期末)小明用如图所示装置将一细光束从水中斜射到空气中,用于探究“光的折射规律”实验测得的数据如表。
入射角/° 0 10 20 30 40 48.6 50
折射角/° 0 13.4 27.0 41.7 58.7 90
(1)当入射角为0°时,折射角大小为0°,说明当光从水中垂直射入空气中时,传播方向 ;
(2)分析实验数据可知:入射角增大时,折射角 (填“增大”或“减小”),且折射角 (填“大于”、“小于”或“等于”)入射角;
(3)当入射角为48.6°,折射角大小为90°,若再增大入射角,则折射光线消失,只发生反射,这种现象称为全反射,所以当入射角为50°时会发生 现象;
(4)若光线从空气斜射入水中,入射角为58.7°,则折射角大小为 ,这是因为在光的折射现象中,光路都具有 性。增大入射角,观察折射角的变化,我们发现 (选填“会”或“不会”)发生全反射现象。
22.(2022秋·河北保定·八年级统考期末)小光在做“探究光的折射特点”的实验时,如图是光从空气射入水中时的光路。通过实验得到如下数据:
入射角
反射角
折射角
(1)分析表中数据,可得出结论:
①光从空气斜射到水面时,将同时发生 和 现象;
②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 (选填“大于”、“等于”或“小于”)入射角。当光从空气垂直射到水面时,折射角等于 ;
(2)拓展应用:
小光去游泳,观察到深水区并不深,原因是他看到的池底是由光的折射形成的 (选填“实像”或“虚像”)。
23.(2022秋·河北唐山·八年级统考期末)某小组同学在研究光的折射规律时,记录的实验数据如下表所示:请仔细观察并分析下表的实验数据,归纳实验结论。
序号 传播路径 入射角 折射角 序号 传播路径 入射角 折射角
1 空气到水 30° 20° 6 空气到玻璃 30° 18°
2 45° 30° 7 45° 25°
3 60° 45° 8 60° 38°
4 水到空气 20° 30° 9 玻璃到空气 25° 45°
5 30° 45° 10 38° 60°
(1)当光从一种介质斜射入另一种介质时, ;
(2)当光从空气斜射入玻璃或水时,折射角 入射角;(选填“大于”或“小于”)
(3)当入射光线逐渐远离法线时,入射角增大,折射角 ;(选填“增大”或“减小”)
(4) (选填“玻璃”或“水”)对光的折射本领强;
(5)分析实验序号1与4、2与5、7与9、8与10中的数据,可以发现折射时 。
六、简答题
24.(2022秋·河北承德·八年级统考期末)请你用简洁的语言说明漫画系列图中蕴含的物理知识: 。
。
参考答案:
1.B
【详解】“海市蜃楼”是由光的折射形成的;
A.用放大镜看地图,属于凸透镜成像,是由光的折射形成的,故A不符合题意;
B.柳树在河面的倒影,属于平面镜成像,是由光的反射形成的,故B符合题意;
C.池水看起来“变浅”,是由光的折射形成的,故C不符合题意;
D.插入水中的筷子看上去好像折断了,是由光的折射形成的,故D不符合题意。
故选B。
2.B
【详解】A.由图可知
∠GOF=90°-60°=30°
已知∠EOF=30°,可知
∠GOF=∠EOF=30°
反射角等于入射角,反射光线和入射光线关于法线对称,所以BF为法线,AD为界面,故A错误;
BCD.折射光线和入射光线分别位于法线两侧,反射光线和入射光线分居在法线的两侧,所以GO为入射光线,OE为反射光线,OC为折射光线,入射角∠GOF=30°,折射角
∠BOC=90°-30°=60°
光从水中斜射入空气时,折射角大于入射角,则AD的左侧是空气,右侧是水,故B正确,CD错误。
故选B。
3.A
【详解】BD.鹅卵石反射的光由水中斜射入空气时,在水面处发生折射,折射角大于入射角,折射光线远离法线,向水面偏折,人逆着折射光线看去,看到“鹅卵石”的位置升高了。图中光从空气射入水中,光的传播方向错误,故BD错误;
C.图中折射角小于入射角,故C错误;
A.该图中,光由水中斜射入空气中,且折射角大于入射角,故A正确。
故选A。
4.C
【详解】海市蜃楼是光的折射形成的。
A.手影是光的直线传播形成的,故A不符合题意;
B.小孔成像是光的直线传播形成的,故B不符合题意;
C.池水变浅是光由空气斜射向水面时,发生了折射形成的,故C符合题意;
D.路口的反光镜是凸面镜,光在凸面镜上发生了反射,故D不符合题意。
故选C。
5.B
【详解】由光的折射规律可知,光从玻璃砖斜射入空气中时,折射光线远离法线,折射角大于入射角,折射角随入射角的增大而增大,折射光线跟入射光线和法线在同一平面内;当光线垂直于玻璃面入射时,光线的传播向下不变,入射角、折射角都为0°。综上所述,B正确,ACD错误。
故选B。
6.B
【详解】A.根据光的折射规律可知,光由空气斜射入水中,折射角小于入射角,故A错误;
B.如果将入射光线适当顺时针偏转一个角度,此时的入射角增大,折射角随着入射角的增大而增大,所以杯底光斑会适当左移,故B正确;
C.光线垂直水面入射,光的传播方向不变,此时的折射角为0°,故C错误;
D、当杯子内逐渐加水时,光的折射程度不变,但是水面上升,入射点会向右移动,所以光斑将向右移动,故D错误。
故选B。
7.B
【详解】A.阳光下地上呈现人的影子是由光的直线传播形成的,故A不符合题意;
B.筷子反射的光线从水中斜射入空气时,发生折射,折射角大于入射角,折射光线向水面偏转,筷子看上去好像在水面处折断了,是光的折射形成的,故B符合题意;
C.平面镜反射光线改变了光的传播方向,这是光的反射现象,故C不符合题意;
D.平静的水面相当于平面镜,栽在河边上的树,形成岸旁景物清晰的“倒影”,这是光的反射现象,故D不符合题意。
故选B。
8.BD
【详解】A.云在天上,所以“白云”是在水中形成的像,即平面镜成像,故看到水中的白云是由光的反射形成的与物体等大的虚像,故A错误;
B.因为鱼儿是在水中的实际物体,是由于来自鱼的光线从水中通过空气折射进入了人的眼睛,人眼逆着折射光线的反向延长线看到的是在真实的鱼上方的虚像,故B正确;
C.根据平面镜成像规律,水中“云”到水面的距离等于云到水面的距离,根据折射规律,“鱼”到水面的距离比真实的鱼到水面的距离还要小,很显然,云到水面的距离远大于鱼到水面的距离,故C错误;
D.通过以上的分析,水中的“云”是光的反射形成的,水中的“鱼”是光的折射形成的,故D正确。
故选BD。
9.BCD
【详解】A.阳光穿过树叶缝隙在地面上形成清晰亮斑,是小孔成像,所成的是太阳的实像,故A不符合题意;
B.海市蜃楼是光的折射形成的虚像,故B符合题意;
C.从镜子中看到自己的像,是平面镜成像,所成的是虚像,故C符合题意;
D.斜插入水中的筷子水下的部分看起来向上弯折,这是光的折射形成的虚像,故D符合题意。
故选BCD。
10. EO 60
【详解】[1][2]由图知道,∠BOE=60°,所以
∠COE=90°﹣60°=30°
而∠COF=30°,根据反射角等于入射角,所以CD为法线,AB为界面,而折射光线和入射光线分别位于法线两侧,则OG一定为折射光线,EO为入射光线,OF为反射光线。由图知道,折射角为
∠GOD=60°
11. 虚像 A
【详解】[1]人看到水中的硬币是由于硬币反射的光线由水中斜射入空气时,在水面处发生折射,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,会逆着折射光线的方向看去,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。
[2]先后看到的两点的折射光线的方向不变,法线的方向不变,所以折射角大小不变,则入射角大小不变,所以随着水面升高,先看到硬币的A点。
12. 光的折射 大于 不改变
【详解】[1]光由一种介质射向另一种介质时,在两种介质的交界面发生偏折的现象叫光的折射。
[2][3]由下图可知
反射角折射角
又知折射角为,所以反射角为
根据光的反射规律,则入射角也等于;完整的光路如图所示
[4]由上面的分析可知,光由空气以的入射角射向水中,其折射角为,即折射角小于入射角;当光由水射向空气中时,依据光路的可逆性可知,折射角大于入射角。
[5]当光垂直射向介质表面时,当光线垂直射向介质表面时, 折射光线、入射光线和法线重合,光的传播方向不变。
13. 折射 虚 能
【详解】[1][2]由A点反射的光线从水中斜射入空气中时,在水面发生折射,由于折射角大于入射角,折射光线将远离法线,人在P点观察,看到的是变高了的虚像A′,因此像A′是由于光发生折射形成的虚像。
[3]根据在光的折射中,光路是可逆的,在P点用激光笔对准像A′照射,光从空气斜射入水中发生折射,光能照到杯底A点。
14. 反射 折射 浅
【详解】[1][2][3]水中的云朵是天空中云朵在水中形成的像,水面相当于平面镜,平面镜成像是光的反射现象;人眼看到的水中鱼儿位置不是鱼真正的位置,是真正的鱼反射的光线从水中斜射到空气中发生折射,折射光线远离法线向水面偏折,人眼逆着折射光线看过去,看到是水中鱼的像,人看到的水中鱼的位置比实际位置要浅。
15.
【详解】首先过入射点画法线;,然后根据从空气进入玻璃时,折射角小于入射角,从玻璃进入空气时折射角大于入射角作出折射光线,并且进入玻璃砖的光线和离开玻璃砖的光线平行,如图所示:
16.
【详解】A反射的光由水斜射入空气后进入人眼,人眼逆着折射光线看到A的像点A′,连接人眼与A′交水面于点O,过O点垂直于水面作出法线,连接AO即入射光线,连接O与人眼即折射光线,如图所示:
17.
【详解】首先画出法线,在发生反射时,反射角等于入射角;光从水中斜射入空气中,折射角大于入射角,折射光线远离法线,如图所示
18.
【详解】画出小鸟A关于水面的对称点A′,即为小鸟的像位置。连接A′C,与水面交于点O,连接AO即为入射光线,OC为反射光线;看到水中的鱼与飞在天空中的小鸟在水中的像重合,连接BO即为水中的入射光线,OC为折射光线,人眼逆着折射光线看上去,看到了水中的鱼与水中鸟的像重合了,如图所示:
19.
【详解】首先光从空气垂直进入玻璃砖,所以其传播方向不变;然后光从玻璃斜射入空气中,先过入射点垂直于界面画出法线,然后根据折射光线和入射光线分别位于法线两侧、折射角大于入射角,画出折射光线,如图所示
20.
【详解】光由空气斜射入玻璃时,折射光线向法线靠拢,故作图时先作出法线,作折射光线时,折射角小于入射角;当光从玻璃斜射入空气时,折射光线远离法线,故作折射光线时,折射角大于入射角,如图所示:
21. 不改变 增大 大于 全反射 40° 可逆 不会
【详解】(1)[1]由表格中数据得,当入射角为0°时,折射角大小为0°,说明当光从水中垂直射入空气中时,传播方向不改变。
(2)[2][3]分析实验数据可知:折射角随入射角增大而增大,且折射角大于入射角。
(3)[4]当入射角为50°大于48.6°,会发生全反射现象。
(4)[5][6]由表格中数据得,光线从水中斜射入空气中时,入射角为40°时,折射角为58.7°,根据光路的可逆性可知,若光线从空气斜射入水中,入射角为58.7°,则折射角大小为40°。
[7]此过程中,折射角小于入射角,增大入射角,观察折射角的变化,我们发现不会发生全反射现象。
22. 光的折射 光的反射 折射角随着入射角的增大而增大 小于 0° 虚
【详解】(1)①[1][2]光从空气斜射到水面时,一部分光反射回到空气中,发生反射,还有一部分光进入水中,发生折射,即光从空气斜射到水面时,同时发生反射现象和折射现象。
②[3][4]由表中数据可知,光从空气斜射到水面时,当入射角不断增大时,折射角也随之增大,并且每一次折射角都小于入射角。故折射角随入射角的变化关系是:折射角随入射角的增大而增大,且折射角小于入射角。
[5]当光从空气垂直射到水面时,入射角为0°,由表中数据可知,折射角也为0°。
(2)[6]池底反射的光线由水中斜射到空气中时,在水面上发生折射,折射角大于入射角,折射光线进入人眼,人眼会逆着折射光线的方向看去,就会觉得池底变浅了,人看到的实际上是折射光线反向延长线相交形成的虚像。
23. 会发生偏折 小于 增大 玻璃 光路可逆
【详解】(1)[1]分析实验序号1、2、3 (或6、 7、8)数据可知,当光从一种介质斜射入另一种介质时,折射角和入射角不相等,即当光从一种介质斜射入另一种介质时,会发生折射。
(2)[2]分析实验序号1、2、3 (或6、7、8)数据可知,光从空气斜射入水或玻璃中,折射角都小于入射角。
(3)[3]分析实验序号1、2、3(或6、7、8)数据可知,入射角变大,折射角也变大。
(4)[4]分析实验序号1与6(或2与7或3与8)数据可知,入射角相同,玻璃中的折射角更小,说明玻璃对光的折射能力强。
(5)[5]分析实验序号1与4、2与5、7与9、8与10中的数据可知,当光线逆着原折射光线的方向射入时,会发现折射光线逆着原入射光线的方向射出,这表明在折射现象中,光路是可逆的。
24.见解析
【详解】由于光的折射形成虚像,看起来池水变浅