3.4 探究光的折射规律—沪粤版八年级物理上册同步检测（word版，含答案）

3.4
探究光的折射规律
知识点一、光的折射
1．定义：光从一种介质_____射入另一种介质时，传播方向发生_____这种现象叫光的折射。
2．光从一种透明介质射入另一种透明介质时，下列说法正确的是（　　）
A．光的传播方向一定发生改变
B．光的传播方向一定不发生改变
C．光的传播方向不一定发生改变
D．在分界面处不发生反射
3．如图所示的现象中，由于光的折射形成的是（　　）
A．花朵在水珠中成像
B．丹顶鹤在水中的倒影
C．古老的艺术“皮影戏”
D．月食的形成
知识点二、光的折射规律
4．下列说法正确的是
A．光线从空气射入另一种介质中，传播方向一定改变
B．光线从空气斜射入另一种介质中，折射角一定小于入射角
C．光线发生折射时，若入射角变小，折射角一定也变小
D．光线发生反射时，不可能同时发生折射
5．小军同学在做探究光的反射和折射规律的实验（如图所示），通过实验得到如下数据。他分析表中数据得到以下结论，其中错误的是（　　）
入射角α
0°
15°
30°
45°
60°
反射角β
0°
15°
30°
45°
60°
折射角γ
0°
11.3°
22.1°
35.4°
40.9°
A．光由空气斜射向水中时，在分界面上会同时发生反射和折射现象
B．在光的反射现象中，反射角一定等于入射角
C．反射角和折射角都随入射角的增大而增大
D．垂直入射时，不发生折射和反射现象
6．某同学在做探究光的折射规律实验，图是光从空气射入水中时的光路。实验中发现，折射光线、入射光线和法线在同一平面内，折射光线和入射光线分别位于法线的两侧。通过实验还得到如下数据：
入射角α
0°
15°
30°
45°
60°
反射角β
0°
15°
30°
45°
60°
折射角γ
0°
11°
22.1°
35.4°
40.9°
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：折射角随入射角的增大而_________，且折射角_________（填大于、等于或小于）入射角。光从空气垂直射到水面时，折射角等于零；
(3)该同学根据上述实验中的发现和结论②，总结出了光的折射规律。请你对该同学通过上述探究实验得出光的折射规律的过程作出评价。该过程是否存在不足？答：_______（填是或否）；请简要说明理由：
______________。
知识点三、生活中和自然中的折射现象
7．下列光现象中，属于光的折射的是（　　）
A．太阳灶烧水
B．“折断”的铅笔
C．墙上的手影
D．水面的倒影
8．如图所示，站在岸边的人看到邕江水清澈见底便贸然跳下去游泳，很容易发生溺水事故，下列说法正确的是（　　）
A．该现象是光的反射产生的
B．该现象是光的直线传播产生的
C．在岸边看到的是变浅的水底的虚像
D．这是光从空气斜射到水中时发生的折射现象
9．如图甲所示是光射进不均匀大气层所发生的光的_______现象，夜晩看到的星星，实际上是星星的________像（填“虚”成“实”）。“后羿射日”的神话里，假如后羿神箭飞行的路径是笔直的（理想模型），那么后羿要能射到日，一定要___________（选填“偏视线上方”、“沿着视线方向”或“偏视线下方”）把箭射出。
巩固练习
1．小华在家做了这样一个实验:如图所示把一枚硬币放在一个空碗底,把碗放在桌子上并慢慢向远处推移,直到眼睛刚好看不到硬币为止。保持头部不动,妈妈帮着缓缓地向碗中倒水,慢慢地趣事出现了,小华又重新看到了碗底的硬币。则如图的四幅光路图中,能对上述现象做出正确解释的是
A．
B．
C．
D．
2．如图所示，光在玻璃或空气的界面MN同时发生了反射和折射，以下说法正确的是
A．入射角为60°，界面右侧是空气
B．折射角为60°，界面右侧是玻璃
C．入射角为30°，界面左侧是空气
D．折射角为60°，界面左侧是玻璃
3．如图所示，人眼在A点看见河里B点有一条小鱼，若从A点射出一束激光，要使激光能照射到小鱼，该激光应射向(
)
A．B点
B．B点上方
C．B点下方
D．B点左方或右方
4．在“探究光折射时的特点”的实验中，让一束光从空气斜射入水中，光束在空气中和水中的径迹如图所示，下列说法错误的是（
）
A．为了显示光的传播路径，可在空气中喷些烟雾，水里滴些牛奶
B．光从空气斜射入水中，折射角小于入射角
C．实验中发现折射光线比入射光线要暗一些，原因是有一部分光线发生反射，一部分光线发生折射，折射光线少于入射光线的缘故
D．先将一束红色激光由空气斜射入水中，再将另一束绿色激光对准红色激光的折射光线逆着射回去，则红、绿两条光路重合
5．光从空气斜射入玻璃中，入射角为
60°，则折射角可能
A．等于0°
B．小于60°
C．等于
60°
D．大于60°
6．水中有一个点光源S，发出的一条光线从水中射入空气中，光路图如图所示。人在岸上观察到点光源S成的像为S'，则（　　）
A．S'在①直线上
B．S'在②直线上
C．成像S'是光线发生了光的反射
D．成像S'是光线发生了光的折射
7．如图所示，当光从水中斜射入空气中时，在两者界面处会同时发生了反射和折射，则折射角______入射角（选填“大于”“等于”或“小于”），当入射光线与液面的夹角为55°，则反射角是______°，当入射角增大时，折射角______（选填“增大”、“不变”、“减小”）。
8．鱼在清澈的水中游动，有经验的渔民都知道要用鱼叉瞄准看到鱼的稍_______（填“上方”或“下方”）才能叉到鱼。这是由于光的___________现象形成的______像（选填“虚”或“实”）。
9．小夏探究光的折射规律，将一束光从空气斜射入水中发生折射，实验数据如下表：
实验序号
1
2
3
4
5
入射角i
15°
30°
45°
60°
75°
折射角r
11°
22°
32°
40°
46°
(1)分析数据，可以得到结论：光从空气斜射入水中时，折射角______入射角；当入射角逐渐减小时，折射角逐渐______；
(2)让光从水斜射向空气，入射角选用表中的折射角的度数，折射角恰好等于表中相应的入射角的度数，说明光路是________的；
(3)让光从水射向空气，不断增大入射角，折射角也随之增大，其中先接近90°的是______。由此猜想：继续增大入射角，可能出现的现象是______________。
10．在“探究光的折射”实验中：
(1)如图甲，小明将一束激光射至P点，形成一个光斑，向水槽内慢慢注水，水槽底部光斑的位置将_____（选填“向左移动”“向右移动”或“不动”），这说明光从空气斜射入水中时，传播方向_____（选填“会”或“不会”）发生偏折。实验中光在空气中的传播路径并不清晰，为解决此问题，他在水面上方喷了一些_____；
(2)如图乙，小明继续探究“光从空气射入水中时的折射特点”，他使用可折转的光屏，是为了研究_____；
(3)如图丙，他将光沿着AO方向射向水面上的O点，光在水中沿着OB方向射出，调整激光笔使入射光逐渐靠近法线，折射光也逐渐靠近法线，说明光从空气斜射入水中时，入射角减小，折射角随之_____（选填“增大”“减小”或“不变”）。当光沿着NO方向射入时会沿ON′方向射出，此时折射角为_____度。
参考答案
1．斜
偏转
【详解】
[1][2]折射的前提是必须是斜射且光从一种介质进入另一种介质，传播方向才会发生偏转。
2．C
【详解】
ABC．当光线垂直入射到两种介质的分界面上时，传播方向不变。若光线从一种介质斜射入另一种介质时，则传播方向会发生改变。故AB错误，C正确；
D．光从一种介质射入到另一种介质时，在分界面处同时发生折射和反射，故D错误。
故选C。
3．A
【详解】
A．
花朵在水珠中成像，属于凸透镜成像，是由于光的折射形成的，故A符合题意；
B．
丹顶鹤在水中的倒影是平面镜成像，是由于光的反射形成的，故B不符合题意；
C．“皮影戏”中影子的形成说明光是沿直线传播的，故C不符合题意；
D．
月球运行至地球与太阳之间时，在月球和地球之间的地区会因为太阳光被地球所遮闭，就看到月球缺了一块，故月食的形成是由于光的直线传播造成的，故D不符合题意。
故选A。
4．C
【详解】
A、光垂直于界面入射时，传播方向不变，A错误；B、光线从空气斜射入真空中时，折射角大于入射角，B错误；C、发生折射时，若入射角变小，折射角也变小，C正确；D、光在透明物体的表面会同时发生反射和折射，D错误．故选C．
5．D
【详解】
A．光由空气斜射向水中时，一方面水面会发生反射，另一方面空气和水是不同介质，会发生折射现象，A正确，不合题意；
B．从表中数据可以看到，反射角是等于入射角的，B正确，不合题意；
C．从表中数据可以看到，入射角在增大，反射角和折射角都在增大，C正确，不合题意；
D．垂直入射时，也会发生折射和反射现象，折射光线传播方向不变，反射光线沿原路返回，D错误，符合题意。
故选D。
6．折射
反射
增大
小于
是
不具有普遍性，还应做光在空气和其他透明介质之间的折射实验
【详解】
(1)[1][2]光从空气斜射到水面时，将同时发生反射和折射现象。
(2)[3][4]由表中数据可知，光从空气斜射到水面时，随入射角的不断增大，折射角也随之增大，且折射角小于入射角。
(3)[5][6]评价：存在不足，探究过程不完整，还应该做其他多种透明介质之间的折射实验，这样得出的结论将更具有普遍性。
7．B
【详解】
A．太阳灶烧水是利用光的反射，A项不合题意；
B．“折断”的铅笔，这是由于光从水中斜射入空气中时，发生折射形成的，选项B符合题意；
C．墙上的手影是由于光的直线传播形成的，C项不合题意；
D．水面的倒影是由于光在水面发生反射形成的，D项不合题意。
故选B。
8．C
【详解】
水底反射的光线射向人的眼睛时，在水面处发生折射，折射光线远离法线，人逆着折射光线看过去，看到的是水底的虚像，位置比实际位置浅，所以，站在岸边的人看到江水清澈见底便贸然跳下去游泳，很容易发生溺水事故，故C正确。
故选C。
9．折射
虚
偏视线下方
【详解】
[1]大气层上疏下密，类似于光由空气斜射进入水或其它透明介质，光线将不断偏折，这是光的折射现象。
[2]如图展示的是光射进不均匀大气层所发生的现象，夜晚看到的星星，实际上是星星的虚像。
[3]由图可知，由于光的折射，太阳的虚像应该在图中进入人眼的折射光线的反向延长线上，即虚线的端点处的像，而真正的太阳在虚像的下方，所以假如神箭飞行的路径是笔直的，应该射向看到的太阳的下方。
巩固练习
1．B
【详解】
根据光的折射定律可知，当光从水中斜射入空气中时，折射光线向远离法线方向偏折。
AC．当我们看水中物体时，物体所反射的光经水面折射后再进入到了我们的眼睛，才看清物体。故选项AC光的传播方向错误；
BD．光的传播方向正确，但D选项折射光线没有发生偏折，故D错误；只有选项B中光从水中斜射入空气中，光线向远离法线方向偏折，故B正确。
2．D
【详解】
已知MN是界面，过入射点O作出法线，则由图可知，∠AOM＝60°，则∠BON＝60°，所以入射角∠BOE＝90°-60°＝30°，而∠COM＝30°，则折射角∠COF＝90°-30°＝60°；因折射角大于入射角，所以MN的右边是空气，左边是玻璃．故选D．
3．A
【详解】
光从空气斜射入水中，折射光线向法线靠拢，折射角小于入射角，可知人看到的是鱼的虚像．连接AB，过折射点做法线，根据光从空气斜射入水中，折射角小于入射角画出折射光线的位置，虽然人看到的B点是鱼的虚像，鱼的实际位置在B点的正下方，因为激光在进入水的时候也会发生折射，所以照着B点，激光也就刚好落在鱼上了．如图所示：
故选A．
4．D
【详解】
A．在“探究光折射时的特点”的实验中，为了能够看清楚反射光线、折射光线的传播路径，可以在空气中喷些烟雾，水里滴些牛奶。故A正确，不符合题意；
B．光从空气斜射入其他介质中时，折射光线偏向发现，即折射角小于入射角，故B正确，不符合题意；
C．实验中，光线照射到水面，由于一部分光线发生反射，一部分光线发生折射，导致折射光线、反射光线少于入射光线，所以折射光线比入射光线要暗一些，故C正确，不符合题意；
D．先将一束红色激光由空气斜射入水中，因为红、绿光发生折射时的偏折程度不同，再将另一束绿色激光对准红色激光的折射光线逆着射回去，所以红、绿两条光路不会重合，故D错误，符合题意。
故选D。
5．B
【解析】
根据折射定律解答．
光从空气斜射入玻璃中时，折射角小于入射角，所以当入射角为
60°，折射角小于60°．
故B正确，ACD错误．
6．AD
【详解】
点光源S发出的光线在界面处发生折射，空气中的折射角大于入射角，点光源S成的像为S'在折射线的反向延长线上，故S'在①直线上；故A、D符合题意。
故选AD。
7．大于
35
增大
【详解】
[1]当光从水中斜射入空气中时，在两者界面处会同时发生了反射和折射，由光的折射规律分析可知此时折射角大于入射角。
[2]当入射光线与液面的夹角为55°，由图分析可知此时入射角为35°，由光的反射定律可知，反射角是35°。
[3]由光的折射规律分析可知当入射角增大时，折射角增大。
8．下方
折射
虚
【详解】
[1][2][3]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，因此用鱼叉捕鱼时，不是将鱼叉对准他看到的鱼，而是瞄准所看到的鱼的下方位置叉去。
9．小于
减小
可逆
折射角
折射光线消失
【详解】
(1)[1]由表格数据可知光从空气斜射入水中时，折射角小于入射角。
[2]由表格数据可知折射角随入射角的减小而减小。
(2)[3]让光从水斜射向空气，入射角选用表中的折射角的度数，折射角恰好等于表中相应的入射角的度数，即与原光路重合，因此可得光路是可逆的。
(3)[4][5]光从水中斜射入空气中，折射角大于入射角，因此先接近90°的是折射角，入射角增大到一定程度时，折射角达到90°，在空气中就没有折射光线了。
10．向左移动
会
烟雾（或水雾）
折射光线、入射光线和法线是否在同一平面内
减小
0
【详解】
(1)[1][2]水槽内无水时，激光在空气中沿直线传播，往水槽中注入水后，激光从空气斜射入水中时，传播方向会发生偏折，且此时的折射角小于入射角，所以水槽底部的光斑会向左移动。
[3]激光在均匀空气中传播路径并不清晰，在水上方喷一些烟雾（或水雾），一部分激光遇到烟雾会发生漫反射，于是有光进入眼睛，故此时可以明显看到光的传播路径。
(2)[4]在探究中使用可折转的光屏，是为了研究折射光线、法线和入射光线是否在同一个平面，因为当光屏未折转之前，三线是共面的，但折转之后，即两面光屏不在同一平面，便不能在光屏上同时看到三条光线了。
(3)[5]在探究中，光从空气斜射入水中时，入射角减小，折射角也减小。
(4)[6]当光沿NO方向射入，即入射光线竖直射入水中时，光的传播方向不改变，故光线会沿ON′方向射出，故折射角为0度。