初中物理沪科版八年级上册第三章3.4探究光的折射规律练习题
一、单选题
从岸边看水中的鱼,看到“鱼”的位置与实际位置不同。下列示意图正确的是
A.
B.
C.
D.
如图所示的四种现象中,由于光的折射形成的是
A.
日全食
B.
亭桥在水中的倒影
C.
铅笔好像折断了
D.
墙上的手影
小明在平静的湖边游玩时看到“云在水中飘,鱼在云上游”,针对这一有趣的现象,下列说法正确的是
A.
他看到水中的云是光的折射形成的
B.
他看到水中的云是真实的云所成的虚像
C.
他看到水中的鱼是真实的鱼所成的实像
D.
他看到鱼水中的位置比真实的鱼的位置变深了
下列关于光学仪器成像原理及像的特点对应正确的一组是
A.
小孔成像--光的直线传播虚像
B.
平面镜成像--光的折射实像
C.
照相机成像--光的折射实像
D.
放大镜成像--光的反射虚像
以下描述中与光的折射现象有关的是
A.
形影相随,亲密无间
B.
海市蜃楼,虚无缥缈
C.
镜中生花,脱离实际
D.
水中捞月,一无所得
太阳光穿过地球大气层时会发生折射,如果没有这层大气,会出现
A.
日出会提前,日落会延迟
B.
日出和日落都会提前
C.
日出会延迟,日落会提前
D.
日出和日落都会延迟
如图所示,当一束光从空气中斜射向水面时,会同时发生反射和折射现象。下面哪一幅图能正确表示反射光线和折射光线的传播方向
A.
B.
C.
D.
如图所示的现象中,由于光的反射形成的是
A.
水中筷子变弯折
B.
用放大镜看蚂蚁
C.
手影游戏
D.
人在照镜子
下列现象不能通过光的折射解释的是
A.
放大镜可以把文字放大
B.
放在水里的筷子在水面处“折断”
C.
人在路灯下行走会“人影相随”
D.
沙漠里或大海上出现的“海市蜃楼”的美景
下列光现象与其成因对应正确的是
A.
雨后彩虹光的色散
B.
鱼翔浅底光的直线传播
C.
小孔成像光的反射
D.
镜花水月光的折射
二、填空题
如图所示,一束光斜射到平静的水面上,同时发生反射和折射,则反射光线与入射光线的夹角为______,折射角______填“大于”“小于”或“等于”入射角。
运用知识解决问题:
渔民叉鱼时为什么要瞄准鱼的下方才能把鱼叉到?
答:由于光的折射,水中鱼反射的光在水面处发生折射,折射光线______法线进入渔民眼中,渔民逆着折射光看到的是鱼的______像,而鱼在这个像的______“上方”或“下方”。
古诗词中有许多描述光学现象的诗句,如“潭清疑水浅”说的就是光的______现象,“池水照明月”说的就是光的______现象。
一束光从空气斜射到某液面上发生反射和折射,入射光线与液面成角如图,反射光线与折射光线的夹角为,则反射角的大小为______,折射角的大小为______。
三、作图题
如图所示,一束光从空气射向水面,请画出反射光线和折射光线。
四、实验探究题
某小组同学在“研究光的折射规律”的实验中,按正确的方法安装和调节好实验装置.他们使光从空气斜射入水中,按表一中的入射角i依次进行了三次实验,并将相应的折射角r记录在表一中.然后他们使光从空气斜射入玻璃中,重复上述实验,并将数据记录在表二中.
表一空气斜射入水
实验序号
入射角度
折射角度
1
2
3
表二空气斜射入玻璃
实验序号
入射角度
折射角度
4
5
6
分析比较实验序号______
数据中的入射角i与折射角r变化关系及相关条件,可得出的初步结论是:光从空气斜射入其它介质,折射角随入射角的增大而增大
分析比较实验序号1与或2与5、3与数据中的入射角i与折射角r的关系及相关条件,可得出的初步结论是:______
.
请进一步综合分析比较表一、表二中的数据及相关条件,并归纳得出结论______
.
同学意外发现:当光沿某方向从半圆玻璃砖射向空气时,折射光消失而反射光却变得更亮,如图,老师告诉他这是光的全反射现象。同学查阅资料并在老师的指导下展开探究实验,实验数据记录如下:
入射角
折射角
反射能量
该同学不断增大入射角的的目的是______。
根据题意和表格数据分析要发生全反射现象需要的条件是______。至少写出两点
根据光的折射规律,请猜想当光从空气斜射向玻璃时,不能发生全反射现象,原因是______。
如图甲是李阳学习光的折射的实验情景,图乙是示意图
实验前,点燃固定在盒盖下方的蚊香盖上盒盖打开亮度较亮的激光可清晰观察到沿直线传播的光路在透明塑料盒的右侧面上可看到一个亮点,之所以能够看清光路是利用了光的______知识。
向塑料盒中逐渐加入掺有少量牛奶的水达到一定高度后会观察到在右侧面原来亮点的上方出现一个亮点,这个亮点是因为光照射到水面时发生了光的______现象形成的还有一个在原来亮点的下方,这是由于光在______处传播方向发生改变而产生的。
为了研究入射角增大时折射角的变化情况结合图乙说明,应进行的操作是______。
李阳又联想到渔民叉鱼的情景,如图丙所示,渔民看到水中S处有一条鱼,为了叉到鱼,他们不是对准,而是对准位置更深的S叉去。因为S才是鱼真实的位置,处是鱼的像的位置。请你在丙图中作出一条由S发出,经过水面后射入人眼的光线。
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,实验数据如表:
实验序号
1
2
3
4
5
入射角i
折射角r
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______。
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。
让光从水射向空气,不断增大入射角,折射角也随之增大,其中先接近的是______。由此猜想:继续增大入射角,可能出现的现象是______。
答案和解析
1.【答案】D
【解析】解:看水中的鱼,是看到由鱼反射的光到达水面发生偏折进入人眼,
光由水中斜射入空气时,折射角大于入射角,折射光线远离法线,看到鱼的位置比其实际位置要浅。
故选:D。
要解决此题,需要掌握光的折射定律的内容:光在两种不同介质的分界面处发生折射时,折射光线与入射光线、法线在同一平面内,折射光线与入射光线分居法线的两侧,当光由空气斜射入水或其它介质中时,折射角小于入射角,当光从水或其他介质斜射入空气时,折射角大于入射角,即空气中的角始终是大的,并且折射光路是可逆的。要搞清看水中的“鱼”,是因为水中鱼发反射的光到达水面发生偏折进入人眼。
此题主要考查了光的折射现象,关键是搞清看到鱼的像是光从水中斜射入空气中。
2.【答案】C
【解析】解:A、日全食光是光在同一种均匀介质中是沿直线传播,不符合题意;
B、亭桥在水中的倒影是平面镜成像,其原理是光的反射,不符合题意。
C、铅笔在水面处“折断”,是光的折射现象,符合题意;
D、墙上的手影,是光的直线传播形成的,不符合题意;
故选:C。
光在同种均匀物质中沿直线传播,日食、月食、小孔成像和影子的形成等都表明光在同一种均匀介质中是沿直线传播的;
当光照射到物体界面上时,有一部分光被反射回来,例如:平面镜成像、水中倒影等;
当光从一种介质斜射入另一种介质时,传播方向的会偏折,发生折射现象,如:看水里的鱼比实际位置浅、铅笔在水中折断等。
本题列举了四个常见的光现象,综合了光学知识,要求判断哪个是由于光的折射形成的,这需要学生在平时学习和生活中多对相关的光现象进行思考。
3.【答案】B
【解析】解: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。
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,因此他看到鱼水中的位置比真实的鱼的位置变浅了,故ACD错误,B正确。
故选:B。
要解决此题,需要掌握平面镜成的像是与物体等大的虚像,知道平面镜成像是由于光的反射形成的。
同时要掌握光的折射现象。我们看到水中的物体,其实看到的是物体的虚像,是由光的折射形成的。
此题主要考查了通过同一幅画面考查了光的反射和光的折射现象。特别是看到的现象同是在水中,很容易搞错。相同之处还有,都是虚像,不同之处是,成像原理不同,做题时一定要仔细、认真。
4.【答案】C
【解析】解:
A、小孔成像是由光的直线传播形成的实像,故A错误;
B、平面镜成像属于光的反射,形成的是虚像,故B错误;
C、照相机成像属于凸透镜成像,利用的是光的折射形成的实像,故C正确;
D、放大镜成像属于凸透镜成像,利用的是光的折射形成的虚像,故D错误。
故选:C。
光在同一均匀介质中沿直线传播。光沿直线传播的实例有:小孔成像、激光准直、影子、日食和月食等;
光照在不同介质面上时,会发生反射现象,平面镜成像就是具体应用;
光从一种介质斜射入另一种介质时,光的传播方向就会发生偏转,即光的折射现象。
本题考查光沿直线传播现象、光的反射现象以及光的折射现象的掌握情况,对常见光学现象分类记忆,会很容易解答本类题型。
5.【答案】B
【解析】
【分析】
此题通过几个词语考查学生对光的折射、光的直线传播、光的反射的理解,解题的关键是理解词语反应的物理情境,一定程度上考查了学生的语文知识,在学习过程中要善于利用所学知识解释有关现象。
【解答】
A.影子是光沿直线传播形成的,故A不符合题意;
B.海市蜃楼是光在不均匀的大气中发生光的折射形成的,故B符合题意;
C.镜中生花是指花在镜子中成像,属于平面镜成像,是光的反射形成的,故C不符合题意;
D.水中捞月是指月在“镜子”中成像,属于平面镜成像,是光的反射形成的,故D不符合题意。
故选B。
6.【答案】C
【解析】解:由于大气层的存在太阳光会发生折射,我们会看到地平线以下的太阳,则有大气层时,我们会早看到日出,晚看到日落;如果没有这层大气,则会晚看到日出,早看到日落,故C正确,ABD错误。
故选:C。
太阳光从真空进入大气层时,会产生折射现象。
本题考查光的折射现象难度不大。
7.【答案】B
【解析】
【分析】
光由空气斜射入水中时,会发生反射和折射。
反射光线与入射光线分居法线两侧;在同一种介质中;反射角等于入射角。
折射光线与入射光线也分居法线两侧;在不同种介质中;由空气斜射入水中,折射角小于入射角。
解此类问题,要深刻理解反射定律和折射定律的内容,特别容易出错的地方是光线的方向、位置和角度的大小。
【解答】
A、图中光从空气斜射入水中时,折射光线向远离法线方向偏折了,故A不正确;
B、符合光的反射定律和折射定律,故B正确;
C、图中入射光线和折射光线在法线的同侧,故C不正确;
D、图中入射角大于反射角,故D不正确。
故选B。
8.【答案】D
【解析】
【分析】
此题主要考查了:光的反射、光的折射、光的直线传播现象,平时要注意各个现象的形成原因并注意区分,生活中与之相关的现象非常多,我们应该学会辨别。
光在同一均匀介质中沿直线传播。光沿直线传播的实例有:小孔成像、激光准直、影子、日食和月食等;?
光照在不同介质面上时,会发生反射现象,平面镜成像就是具体应用;?
光从一种介质斜射入另一种介质时,光的传播方向就会发生偏转,即光的折射现象,凸透镜成像就是具体应用。
【解答】
A.插入水中的筷子弯折,这是筷子反射的光经过水面时发生了折射,故A不符合题意。
B.用放大镜看蚂蚁是凸透镜成像,属于光的折射,故B不符合题意。
C.墙上的手影是手挡住射向墙壁的光出现的,是一种光的直线传播现象,故C不符合题意。
D.人照镜子,属于平面镜成像,是由光的反射形成的,故D符合题意。
故选D。
9.【答案】C
【解析】解:
A、放大镜是凸透镜,对光线具有会聚作用,可以把文字放大,利用的是光的折射,故A不符合题意;
B、筷子“弯折”是由于筷子反射的光从水中进入空气中发生了折射,折射光线进入人眼,人眼逆着光线看去,所看到的是筷子的虚像,像比物体的位置高,属于光的折射,故B不符合题意;
C、路灯下行走的人,由于光的直线传播,当光照到不透明的人上,在人后面形成一个光线射不到的黑色区域就是影子,所以出现人影相随,故C符合题意;
D、沙漠里或大海上出现的“海市蜃楼”是由于光在不均匀的大气中发生折射形成的虚像,故D不符合题意;
故选:C。
光在同种、均匀、透明介质中沿直线传播,产生的现象有小孔成像、激光准直、影子的形成、日食和月食等;
光线传播到两种介质的表面上时会发生光的反射现象,例如水面上出现岸上物体的倒影、平面镜成像、玻璃等光滑物体反光都是光的反射形成的;
光线在同种不均匀介质中传播或者从一种介质进入另一种介质时,就会出现光的折射现象,例如水池底变浅、水中筷子变弯、海市蜃楼等都是光的折射形成的。
本题通过几个日常生活中的现象考查了对光的折射、光的直线传播、光的反射的理解,考查了学生理论联系实际的能力,在学习过程中要善于利用所学知识解释有关现象。
10.【答案】A
【解析】
【分析】
本题考查了日常生活中的光现象,会分析各种现象的成因,是解题的关键。
当光从一种介质斜射入另一种介质时,传播方向会发生偏折,这就是光的折射,如:海市蜃楼、看水里的鱼比实际位置浅都是由光的折射形成的;复色光发生折射时,会出现色散现象,例如雨后天空中的彩虹是光的色散现象形成的;
光在同种均匀物质中沿直线传播,在日常生活中,如小孔成像和影子的形成等,都表明光在同一种均匀介质中是沿直线传播的;
当光照射到物体界面上时,有一部分光被反射回来的现象是光的反射,例如:平面镜成像、水中倒影都是由光的反射形成的。
【解答】
A.雨后彩虹是光的色散形成的,故A正确;
B.鱼翔浅底是光的折射形成的,故B错误;
C.小孔成像是光的直线传播形成的,故C错误;
D.镜花水月是光的反射形成的虚像,故D错误。
故选A。
11.【答案】;小于
【解析】解:读图可知,入射光线与界面的夹角为,则入射角为反射角也为,则反射光线与入射光线的夹角为,
光线是从空气斜射入水中,折射光线向法线偏折,折射角小于入射角。
故答案为:;小于。
入射角是入射光线与法线的夹角,据此可求出入射角的大小;然后可知反射光线与入射光线的夹角;
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,折射角随入射角的减小而减小。
明确入射角是入射光线与法线的夹角,知道光由空气斜射进入水中或其它透明介质中时,折射光线向法线偏折,折射角小于入射角,而光由水中或其它透明介质中斜射进入空气时,折射角大于入射角。
12.【答案】远离?
虚?
下方
【解析】解:水中鱼反射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,折射光线进入渔民眼中,渔民逆着折射光看到的是变浅的鱼的虚像,则鱼在这个虚像的下方。
故答案为:远离;虚;下方。
水中鱼反射的光由水中斜射入空气时,在水面处发生折射,折射光线远离法线折射角大于入射角,折射光线进入人眼,人眼会逆着折射光线的方向看去,就会觉得鱼的位置偏高,变浅了。
此题主要考查了光的折射规律的应用,难度不大,是一道基础题。
13.【答案】折射
?
反射
【解析】解:“潭清疑水浅”指的是,水比较清澈,水底看起来比较浅,这是由于光的折射形成的,看水底是逆着光的传播方向看的,即逆着折射光线看,由于错觉,我们始终认为光是沿直线传播的,所以看到的位置比实际位置浅;
“池水照明月”就是水面出现月亮的像,属于平面镜成像现象,是光的反射形成的。
故答案为:折射、反射。
光线在同种不均匀介质中传播或者从一种介质进入另一种介质时,就会出现光的折射现象,例如水池底变浅、水中筷子变弯、海市蜃楼等都是光的折射形成的;
光线传播到两种介质的表面上时会发生光的反射现象,例如水面上出现岸上物体的倒影、平面镜成像、玻璃等光滑物体反光都是光的反射形成的。
在物理题中,将古诗文中提到的情景与我们学过的物理知识相联系的题目很多,如:“两岸猿声啼不住,轻舟已过万重山”与机械运动相联系;“姑苏城外寒山寺,夜半钟声到客船”与声现象相联系;“黄河远上白云间”、“不尽长江滚滚来”与机械能相联系等等,这也是考试的一个热点。
14.【答案】?
【解析】解:过入射点作出法线,然后根据反射角等于入射角作出反射光线,入射光线与液面成角,则入射角为,则反射角为;
根据光从空气斜射入其它介质时,折射角小于入射角作出折射光线。
如图所示:
;
因反射角为,则反射光线与水面之间的夹角为;
已知反射光线与折射光线的夹角为,则折射光线与水面的夹角为:,折射角为。
故答案为:;。
要解决此题,首先要掌握光的反射定律的内容,知道反射角等于入射角。
同时要掌握光的折射的规律,知道光从空气斜射入其它介质时,折射角小于入射角。
此题主要考查了光的反射和折射定律及其有关的计算,难度不大。
15.【答案】解:由图知,入射光线与水面的夹角为,则入射角等于;反射角是反射光线与法线的夹角,反射角等于入射角也为,根据反射角等于入射角,在法线右侧画出反射光线。
光由空气斜射进入水中时,折射光线向靠近法线方向偏折,折射角小于入射角,据此完成光路,如下图所示:
【解析】反射定律:反射光线、入射光线、法线在同一个平面内,反射光线与入射光线分居法线两侧,反射角等于入射角;
折射定律:折射光线、入射光线、法线在同一个平面内,折射光线、入射光线分居法线两侧,当光由空气斜射进入水中或其它透明介质中时,折射光线向靠近法线方向偏折,折射角小于入射角;当光由水中或其它透明介质斜射进入空气中时,折射光线向远离法线法线偏折,折射角大于入射角,画出折射光线。
本题考查反射定律和折射定律,是中考热点之一,要求学生不仅要会根据反射定律和折射定律由入射光线画反射光线和折射光线,而且要会根据反射或折射画出入射光线。
16.【答案】、2、或4、5、;
光从空气斜射入水、玻璃中,当入射角一定时,在玻璃中的折射角总是小于水中的折射角;
不同介质对光的偏折程度不相同.
【解析】
【分析】
本题考查光的折射规律,难点是第小题的综合分析。
【解答】
由表一或表二可得,入射角逐渐增大时,折射角随之增大,因此根据序号1、2、或4、5、可以得出光从空气斜射入其它介质,折射角随入射角的增大而增大;
分析比较实验序号1与或2与5、3与数据可得:光从空气斜射入水、玻璃中,当入射角一定时,在玻璃中的折射角总是小于水中的折射角;
分析表一或表二中入射角和折射角的关系可以发现,入射角相同时,折射角不同,说明不同介质对光的偏折程度不相同。
17.【答案】找到发生全反射现象的规律?
光从玻璃斜射入空气;入射角大于或等于?
当光从空气斜射向玻璃时,折射角小于入射角,折射角小于,因此折射光线不能消失
【解析】解:
由题意可知,该同学是要探究光的全反射现象,所以该同学不断增大入射角的目的是找到发生全反射现象的规律。
由表格中的数据可知,发生全反射的条件是:光从玻璃斜射入空气;入射角大于或等于;
由光的折射规律可知,当光从空气斜射向玻璃时,折射角小于入射角,折射角小于,因此折射光线不能消失,则不能发生全反射现象。
故答案为:找到发生全反射现象的规律;
光从玻璃斜射入空气;入射角大于或等于;
当光从空气斜射向玻璃时,折射角小于入射角,折射角小于,因此折射光线不能消失。
根据题意分析不断增大入射角的目的。
根据表格中的数据分析即可;
光从空气斜射向玻璃,折射角小于入射角,假设发生全反射,折射角等于,那入射角必大于,不符合实际。
本题考查了光的折射规律以及全反射的实验,全反射实验通过实验效果一步步引导学生,由表格中的实验数据得出全反射的条件及结论,是考查学生创新能力的一道好题。
18.【答案】漫反射
?
反射
?
水面
?
增大入射角,观察折射角的变化
【解析】解:烟是固体颗粒,光遇到空气中小的固体颗粒发生漫反射,反射的光进入人的眼睛,人能看到光的传播路线。
向塑料盒中逐渐加入掺有少量牛奶的水,达到一定高度后会观察到在右侧面原来亮点的上方出现一个亮点,这个亮点是因为光照射到水面时发生了光的反射现象形成的,还有一个在原来亮点的下方,这是由于光在水面处发生折射传播方向发生改变而产生的;
为了研究入射角增大时折射角的变化情况,应将AO绕O点逆时针旋转,增大入射角,同时注意观察折射角的变化。
人之所以能看到水中的鱼,是由鱼反射的光线经水面折射后进入人眼,因此光的传播方向大致为;鱼的像是人眼逆着折射光线看到的,所以直接连接,与水面的交点即为入射点;连接S和入射点即为入射光线,如图所示:
故答案为:漫反射;反射;水面;增大入射角,观察折射角的变化;如图。
空气是透明的,不能反射光,没有光线进入人的眼睛,人不能看到光的传播路径,当空气中有灰尘、小水珠、或其它固体颗粒时,颗粒发生漫反射现象,反射的光线能进入人眼,人能看到光路。
当光线射向两种介质的界面上时,会同时发生反射和折射。
在光的折射中,折射角随入射角的增大而增大。
人看到的鱼在水中,光是从水中折射入空气中进入了船上的人的眼睛,当光从水、玻璃等透明介质斜射入空气中时,折射角大于入射角,船上的人感觉光是沿直线传播的,逆着光看去,好像是从光的反向延长线的交点处来的,比实际位置偏高。
此题主要考查光的折射规律,注意光从空气斜射入水中时,折射角小于入射角,折射光线是靠近法线的,折射光线向下偏折。
19.【答案】小于?
减小?
可逆?
折射角?
全反射
【解析】解据表格数据可知,光从空气斜射入水中时折射角小于入射角;
据光的折射规律的特点分析可知,不管是从哪种介质斜射向哪种介质,入射角发生改变,折射角也会发生改变,即入射角变大,折射角也会变大,入射角变小,折射角也会变小;
让光从水斜射向空气,入射角大小等于光从空气斜射入水中时折射角大小,根据实验结果可以说明在光的折射现象中光路是可逆的。
当入射角增大到某值时小于,折射角会增大到因此不断增大入射角,折射角也随之增大,其中先接近的是折射角。若继续增大入射角,光线全部反射回玻璃,这种现象叫做光的全反射。
故答案为:减小;可逆;折射角;全反射。
据图中的数据特点分析即可判断;
据光的折射规律的特点分析可知,不管是从哪种介质斜射向哪种介质,入射角发生改变,折射角也会发生改变,即入射角变大,折射角也会变大,入射角变小,折射角也会变小;
据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分析即可判断。
若入射角增大时,折射角也随之增大,当入射角增大到某值时小于,折射角会增大到若继续增大入射角,此时空气中没有折射光射出,光线全部反射回玻璃,这种现象叫做光的全反射。
本题主要考查学生利用表格进行分析,总结光的折射规律的能力。光从水斜射入空气的折射规律,折射光线和入射光线分居法线两侧,折射角大于入射角,折射角随入射角的减小而减小。
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