4.4光的折射
同步测试
一.选择题(共10小题)
1.下列现象中,属于光的折射现象的是( )
A.海市蜃楼
B.坐井观天
C.一叶障目
D.水中捞月
2.光线从水斜射入空气中,若入射角为30°,则折射角可能为( )
A.0°
B.23°
C.30°
D.45°
3.一束光线由空气斜射入水中,如图能正确反映折射光线偏折方向的是( )
A.
B.
C.
D.
4.一束光从空气斜射入玻璃砖中,若入射角为45°,则折射角可能为( )
A.60°
B.50°
C.45°
D.28°
5.小明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,小明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.
6.小明和爷爷到池塘捕鱼,小明将钢叉向看到的鱼方向投掷,总是叉不到鱼。下列所示的四幅光路图中,能正确说明叉不到鱼的原因是( )
A.
B.
C.
D.
7.当光从一种介质射入另一种介质时,下列说法中正确的是( )
A.折射角大于入射角
B.折射角小于入射角
C.折射角等于入射角
D.以上说法都不对
8.下列关于光现象的说法中正确的是( )
A.太阳光进入地球大气层后,其传播路径会发生弯曲
B.光从水斜射入空气时,折射角小于入射角
C.光垂直射到平面镜上时,其反射角为90度
D.人离平面镜较远时,在镜中所成的像比人要小
9.潜水员在水中看见岸上的景物,实质是( )
A.物体的实像,像在物体的上方
B.物体的实像,像在物体的下方
C.物体的虚像,在物体的上方
D.物体的虚像,像在物体的下方
10.如图所示,在容器底部倾斜固定放置的防水激光笔发射出一束激光,激光束在水面发生折射后射在上方水平放置的光屏上形成光斑小明慢慢向容器中加水(未满)的过程中,随着水面上升,光斑位置将( )
A.向左移动
B.向右移动
C.先向左移动再向右移动
D.先向右移动再向左移动
二.填空题(共5小题)
11.夏天阳光通过树叶间的缝隙射到地面上,形成圆形光斑,这是由于光的
现象造成的;游泳池注水后,看上去好像游泳池变浅了,这是由于光的
现象造成的。(两空选填“直线传播”、“反射”或“折射”)
12.小明在平静的湖边看到“云在水中飘,鱼在云上游”,小明看到的“鱼”是
(虚/实)像,是光的
(反射/折射)形成的;看到的“云”是光的
(反射/折射)形成的。
13.如图所示,小明将一枚硬币放在碗的底部,眼睛在A处恰好看不到它。沿碗壁缓缓向碗中加水,小明在A处又能看到“硬币”,这是因为光从水中斜射入
中时发生了
现象。
14.如图所示为一束光从空气斜射到某液面上,与液面的夹角为30°,且反射光与折射光相互垂直,这个现象中,折射角是
。(填度数)。如果让入射角变大,那么折射角
(选填“变大”、“变小”或“不变”)
15.如图所示,OA、OB和OC是射到空气和玻璃界面上的入射光线、反射光线和折射光线三条光线,则
是空气和玻璃的交界面,界面的右侧为
(选填“空气”或“玻璃”),入射角为
度,折射角为
度。
三.作图题(共2小题)
16.如图所示,AO表示从水中斜射向空气中的一条入射光线,请在图中作出其完整的光路图;
17.如图所示,光从空气斜射入水中,请在大致正确的位置画出折射光线,并标出折射角
四.实验探究题(共2小题)
18.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)实验中,看不到水中光路,可以在水中
,同时也能看到空气中的光路,可以在容器上方盖上玻璃片,在水面上方
。
(2)实验的折射光路如图中所示,可以判定折射角
入射角(填“大于”、“小于”或“等于”).增大入射角,观察到折射角在
(填“增大”或“减小”)。
(3)若光从空气斜射到水中,折射角
(选填“大于”、“小于”或“等于”)入射角。
19.小明通过实验研究光从水中射入空气中的现象,图5是他根据实验现象画出的光路图。改变入射角的大小,他发现空气中的折射光线与法线的夹角随入射角的增大而增大。请你猜想:当入射角增大到一定程度时,会出现的现象是
,你猜想的依据是
。
参考答案
1.解:
A、海市蜃楼是由于光在不均匀大气中传播时发生折射形成的,故A正确;
B、坐井观天指在井中看到的天空只有井口那么大,这是光的直线传播造成的,故B错误;
C、一片叶子挡在眼前会让人看不到外面的广阔世界,是由于光沿直线传播形成的,故C错误;
D、水中捞月,是指到水中去捞月亮,这里说的“月亮”是空中月亮在水中的倒影,属于平面镜成像,是由光的反射形成的,故D错误。
故选:A。
2.解:由光的折射定律可知:光线从空气斜射入水中,折射角小于入射角;光从水中斜射入空气中时,折射角大于入射角。
若入射角为
30°,则折射角大于30°,故D正确。
故选:D。
3.解:光从空气斜射入水中,折射光线和入射光线分居在法线的两侧,折射光线向法线偏折,折射角小于入射角,故B图正确。
故选:B。
4.解:由光的折射定律可知:光从空气斜射入水中时,折射角小于入射角,由于入射角等于45°,所以折射角小于45°,故ABC选项不符合题意;只有D符合题意。
故选:D。
5.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。
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;
选项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。
故选:B。
6.解:水中鱼反射出的光,在水面处发生了折射,光由水斜射入空气时发生折射,折射角大于入射角,人认为光是沿直线传播的,所以逆着折射光线看上去,看到的是变浅的鱼的虚像。所以有经验的渔民应该用鱼叉瞄准看到鱼的下方位置,才能将鱼叉到;如图所示:
由此可知,A、D选项光的传播方向错误,B选项,折射角小于入射角,错误,只有C选项正确。
故选:C。
7.解:当光从一种介质射入另一种介质时,包括斜射和垂直射入,光从空气斜射入其他介质,折射角小于入射角;光从其他介质斜射入空气,折射角大于入射角;当光垂直射入时,折射角等于入射角,因此折射角与入射角的关系存在三种情况。
故选:D。
8.解:A、太阳光进入地球大气层后,会发生折射,其传播路径会发生弯曲,故A正确;
B、光从水斜射入空气时,折射角大于入射角,故B错误;
C、光垂直射到平面镜上时,其反射角为0度,故C错误;
D、人离平面镜较远时,在镜中所成的像与人大小相等,故D错误。
故选:A。
9.解:景物反射的光斜射到水面时,会发生折射,当光进入水中后靠近法线,射入潜水员眼睛,而潜水员由于错觉,认为光始终沿直线传播,逆着光的方向看上去而形成的虚像,所以比实际位置高,所以潜水员在水中看见岸上景物,实际是变高了的虚像。
故选:C。
10.解:小明慢慢向容器中加水,液面升高,则折射点会向右移动,由于水面始终是水平的,则折射光线与水面的夹角,即折射角保持不变,所以折射光线会向左移动,则光斑向左移动。
故选:A。
11.解:阳光透过树叶间的缝隙射到地面上,形成圆形光斑,是由于光的直线传播形成的;
游泳池注水后,看上去好像变浅了,是由于池底反射的光线经过水面后发生折射形成的,属于光的折射。
故答案为:直线传播;折射。
12.解:鱼生活在水里,鱼反射的光线由水中进入空气时,在水面处发生折射,折射角大于入射角,折射光线进入人眼,人眼会逆着折射光线的方向看去,就会觉得鱼变高了,所以看到了鱼的虚像;
当光遇到水面时会发生反射,此时水面相当于一平面镜,所以看见水中的“云”是由光的反射形成的虚像。
故答案为:虚;折射;反射。
13.解:当沿碗壁缓缓向碗中加水时,硬币反射的光线从水中斜射入空气,发生折射,当折射光线进入人眼时,人眼逆着折射光线看去,看到的是由于光的折射而形成的虚像(虚像的位置比物体的实际位置偏高),所以小明在A处也能看到硬币的虚像,这属于光的折射现象。
故答案为:空气;折射。
14.解:如图所示,入射光线与界面的夹角是30°,所以入射角为90°﹣30°=60°。
反射角等于入射角也为60°,所以反射光线与界面的夹角为30°。
因为折射光线与反射光线垂直,所以折射光线与界面的夹角为90°﹣30°=60°,
因此折射角为90°﹣60°=30°。
当光从玻璃斜射入空气中时发生折射,若入射角增大,则折射角增大。所以如果折射角不断增大,则入射角一定不断增大。
故答案为:30°;变大。
15.解:由于反射光线与入射光线关于法线对称,故NN′是法线,MM′是界面,则CO是入射光线,OB是反射光线,OA是折射光线,入射角为90°﹣60°=30°,折射角为60度。由于光从玻璃中斜射入空气中时,折射角大于入射角,故界面MM′左边是空气,右边是玻璃。
故答案为:MM′;玻璃;30;60。
16.解:首先做出法线,根据光由水中斜射进入空气中时,折射角大于入射角画出折射光线;
在法线右侧的水中画出反射光线,注意反射角等于入射角;如图所示:
17.解:首先过入射点垂直于界面作出法线,然后光从空气中斜射入水中,折射光线向法线偏折,折射角小于入射角,据此在法线左侧的水中作出折射光线,并标明折射角r,如图所示:
18.解:(1)为了更清晰地看到光路,使水稍微混浊一些,可以放入少量的牛奶,就能看到入射光线、反射光线;可以在容器上方盖上玻璃片,在水面上方空气中喷烟雾,就能看到空气中的光路。
(2)折射光线和法线的夹角是折射角,入射光线和法线的夹角是入射角。如图,当光从水斜射入空气中时,折射角大于入射角;增大入射角,折射角也增大。
(3)如图,当光从水斜射入空气中时,折射角大于入射角。利用光折射时光路的可逆性可知,如果光从空气斜射到水中,则折射角小于入射角。
故答案为:(1)放入少量的牛奶;喷烟雾;(2)大于;增大;(3)小于。
19.解:由图知,光从水中斜射入空气中时,折射角大于入射角,入射角增大时,折射角也增大。
所以,当入射角增大到一定程度时,折射光线可能与水面平行即折射角首先为90°并消失;若入射角再增大,光线有可能全部反射回水中。
故答案为:折射光线消失;光从水中射入空气中时折射角大于入射角,入射角增大时折射角先达到90°。