人教版八年级物理上册《4.4 光的折射》 同步练习 含答案

4.4
光的折射
一．选择题
1．如图所示，一束光从介质甲射向介质乙，两种介质中有一种是空气，另一种是玻璃，MN是其分界面。则图中的折射角和甲介质的种类分别是（　　）
A．50°，空气
B．50°，玻璃
C．60°，空气
D．60°，玻璃
2．一束激光在某透明界面发生反射和折射现象，如图所示。其中∠AOB＝∠AOC，则OA、OB、OC三束光中能量（　　）
A．OA最大
B．OB最大
C．OC最大
D．一样大
3．如图所示，从长方体水槽右侧某一高度斜射一束激光，在水槽底部产生一个光斑O，下列操作可使光斑O向左移动的是（　　）
A．保持水面高度和射入角度不变，使激光笔向右平移
B．保持激光笔位置和射入角度不变，缓缓放出一些水
C．保持水面高度和入射点不变，使激光的入射角减小
D．保持水面高度和入射点不变，使入射光线绕入射点逆时针转动
4．一束平行光从水中射入空气，OA是其中一条反射光线，如图所示，若OA与水面夹角为60°，关于入射角α、折射角β的说法中正确的是（　　）
A．α＝60°，β＜60°
B．α＝60°，β＞60°
C．α＝60°，β＜30°
D．α＝30°，β＞30°
5．如图所示，一束光从空气斜射入水中，同时发生反射和折射，下列说法正确的是（　　）
A．入射角为60o，AB是法线
B．折射角为50o，NM是界面
C．折射角为40o，AB是界面
D．反射角为30o，NM是法线
6．小明同学学习了光现象知识后，归纳了下面一些规律，其中错误的是（　　）
A．在光的折射现象中，光路是可逆的
B．潜望镜利用了平面镜能改变光的传播方向的原理
C．在漫反射现象中，反射角不等于入射角
D．平面镜所成的像是由光的反射形成的
7．下列涉及光现象的民俗谚语，其中可用光的折射规律解释的是（　　）
A．井底之蛙，所见甚小
B．管中窥豹，略见一斑
C．海市蜃楼，虚无缥渺
D．摘不到的是镜中花，捞不到的是水中月
8．如图所示，筷子斜插入盛有水的碗中，我们看到筷子在水中的部分发生向上弯折的情况。筷子产生偏折的主要原理是（　　）
A．光的反射
B．光的折射
C．平面镜成像
D．光的漫反射
9．如图所示光路，正确的是（　　）
A．
B．
C．
D．
10．下列光学现象与其对应的规律不相符的是（　　）
A．小孔成像﹣﹣光的直线传播
B．海市蜃楼﹣﹣光的折射
C．人面桃花相映红﹣﹣光的折射
D．湖光镜月﹣﹣光的反射
二．填空题
11．光在水中的传播速度为空气中传播速度的
3/4，光在玻璃中的传播速度为空气中传播速度的
2/3，当光从空气中斜射入水中时，折射光线偏向法线；当光线从空气中斜射入玻璃中时，折射光线也偏向法线。你认为，当光线从水中斜射入玻璃中时，折射光线会　
　（选填“偏离”或“偏向”）法线。你猜想的理由是　
　。小明通过实验研究光从水中射入空气中的现象，如图是他根据实验现象画的光路图。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。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　
　。
12．如图所示，光从空气斜射向水面，一部分光线发生反射，一部分光线发生折射。若入射光线与水平面的夹角是45°，则入射角是　
　，此时入射光线与反射光线　
　（选填“垂直”、“重合”、“平行”）；折射角　
　45°
（选填“大于”、“小于”、“等于”）。
13．在光的反射现象和折射现象中，光路都是　
　的；教室里个别同学被前方高个子同学挡住，看不到黑板上的一些字，这是因为光　
　的缘故。
14．如图是小红在秀江河边看鱼，小红所看见的鱼是在　
　点处。（选填“A”或“B”）。所以，有经验的渔民知道，用鱼叉叉鱼时要朝着所看到的“鱼”更　
　（选填“深”或“浅”）一些的位置叉去，才能叉到鱼。
15．一个晴朗周末的午后，小明陪同妈妈在河边散步，只见水中的鱼儿在“白云”里欢畅的游动。实际上小明看到的鱼儿是光的　
　射形成的虚像，而水中的“白云”则是光的　
　射形成的虚像。而小明想起了课堂上的小孔成像，则是由于光的直线传播形成的　
　像（选填“实”或“虚”）。
16．人们把光的反射分为　
　和　
　两类，坐在电影院的每个位置上都可以看到银幕上的画面，这是因为发生了　
　反射。用久的黑板会发生反光，这是因为黑板发生了　
　反射。在“镜花水月、坐井观天、海市蜃楼”三个成语所反映的情景中，能说明光的反射的是　
　，能说明光的折射的是　
　。能说明光的直线传播的是　
　。
17．如图所示，在平静的湖面上方有一盏路灯，潜水员在水下E处看到了路灯的像，图中A、B两点　
　（选填“A”或“B”）是像所在的位置，路灯的像是　
　（选填“实像”或“虚像”）。在图中画出水下E处的潜水员看到路灯的光路图。
三．综合能力题
18．阅读下面短文，并回答问题。
光纤的奥秘
光纤电缆是本世纪最重要的发明之一。光纤电缆利用玻璃清澈、透明的性质，使用光来传送信号光可以从弯曲的玻璃光纤的一端传到另一端，而不会“溜”出玻璃纤维，这是为什么呢？
如图甲所示，以某种玻璃为例，让一束光沿半圆形玻璃砖的半径射到平面上，可以看到一部分光线从玻璃砖的平面上折射到空气中，此时折射角大于入射角；另一部分光线反射入玻璃砖内；逐渐增大光的入射角，将看到折射光线离法线越来越远，且越来越弱，反射光线越来越强。当入射角增大到41.8°，使折射角达到90°时，折射光线就消失了，只剩下反射光线，如图丙所示，这种现象叫做全反射。
并非光线在任何界面都会发生全反射现象，这种现象只有在光从一种介质射向另一介质折射角大于入射角时才能发生。
光纤通信就是利用光的全反射原理，光导纤维在结构上有内芯和包层两种不同的透明介质，光从内芯传播时遇到光纤包层处，会发生全反射现象，从而保证光线不会泄露到光纤外，这样光就只能在玻璃中传播，而不会“溜”出玻璃光纤，如图丁所示。
（1）图甲中，光线从玻璃斜射向空气时，反射角　
　（选填“大于”“小于”或“等于”）折射角。
（2）图乙中，当入射角逐渐增大时　
　
A．折射角逐渐增大，反射角逐渐减小
B．折射角逐渐减小，反射角逐渐增大
C．折射光线逐渐增强，反射光线逐渐减弱
D．折射光线逐渐减弱，反射光线逐渐增强
（3）光从空气进入玻璃时，增大入射角　
　（选填“有可能”或“不可能”）发生全反射。
（4）光线从光导纤维的包层斜射向内芯时　
　
A．折射角大于入射角，可能会发生全反射
B．折射角小于入射角，可能会发生全反射
C．折射角大于入射角，不可能会发生全反射
D．折射角小于入射角，不可能会发生全反射
（5）如图戊所示，三棱镜由图甲中玻璃制成，让一束光垂直于玻璃三棱镜的一个面射入，请在图戊中完成这束入射光的光路图。
四．解答题
19．如图，起初茶碗看起来是空的，但当你慢慢往茶碗中倒水时，就会发现碗中原来还藏着一枚硬币。看到的硬币是由于光线在水面发生　
　位置变高了的硬币的　
　（填“实像”或“虚像”），试画出眼睛看到硬币的光路图。
20．如图所示，是一束从水斜射向空气的光线。请在图中标出入射角α与折射角γ的位置，并画出折射光线（大致方向）。
21．如图一束光射向半圆形玻璃砖的圆心O，完成光进入和射出玻璃的折射光路图。
22．说明下列事例的科学道理：
例：“土电话”：说明固体能够传声
（1）在炎热的沙漠中出的“海市蜃楼”：　
　
（2）奇妙的天文景观“日食”：　
　
（3）猴子打捞水中的月亮，却一场空：　
　。
23．小明做了如下实验：照图那样，让一束光沿半圆形玻璃砖的半径射到直边上，可以看到一部分光线从玻璃砖的直边上折射到空气中，此时折射角　
　入射角，另一部分光反射玻璃砖内。逐渐增大光的入射角，将看到折射光线离法线越来越　
　，而且越来越弱，反射光越来越强。当入射角增大到某一角度，使折射角达到90°时，　
　光线就消失了，只剩下　
　光线。他把这个发现与小刚进行了交流，最后他们去请教老师，老师告诉他们这种现象叫做全反射。折射角变成了90°时的入射角，叫临界角。他又用水进行了实验，得出了同样的结论。
（1）根据小明和小刚的探究，判断下列说法是否正确（填“√”或“×”）
①当光以任何角度从玻璃射到空气中时都能发生全反射　
　；
②当光从空气射到水中时，也会发生全反射　
　。
（2）根据上面小明的探究和已经学过的知识，请你总结一下发生全反射的条件是：
①　
　；②　
　。
参考答案
一．选择题
1．解：已知MN是界面，过入射点O垂直于界面作出法线EF，如下图所示：
由图知，∠AOM＝∠BON＝40°，则∠AOF＝∠BOF＝90°﹣40°＝50°，
根据“反射角等于入射角、折射光线和入射光线分别位于法线EF的两侧”可知，BO是入射光线，OA为反射光线，OC为折射光线，
折射光线CO与法线EF的夹角为折射角，则折射角∠COF＝90°﹣30°＝60°；
由图可知，折射角∠COE大于入射角∠BOF，由光的折射规律可知，光是从玻璃斜射入空气，则介质甲是玻璃。
故选：D。
2．解：由图可知，∠AOB＝∠AOC，则O为折射点或反射点；若入射光线为BO或CO，OA为折射光线，则∠BOC的平分线即法线与OA是重合的，不符合光的折射定律；
所以只能是AO为入射光线，由于入射分成两条路径，所以AO的能量是最大的，故A正确。
故选：A。
3．解：
A、保持水面高度不变使激光笔向右平移，则光斑也向右平移，故A错误；
B、保持激光笔位置和射入角度不变，缓缓放出一些水，水面下降，入射点向左移动，入射角不变，则折射角不变，而光斑会向左平移，故B正确；
C、保持水面高度和入射点不变，使激光的入射角减小，由光的折射定律可知，折射角也减小（折射光线靠近法线），则光斑向右平移，故C错误；
D、保持水面高度和入射点不变，使入射光线绕入射点逆时针转动，入射角减小，折射角也减小，则光斑向右平移，故D错误。
故选：B。
4．解：
（1）根据光的反射定律的内容，作出其入射光线BO，反射光线与水面的夹角为60°，则反射角为90°﹣60°＝30°，因为反射角等于入射角，所以入射角为α为30°。
（2）光从水中斜射入空气中时，要发生折射，折射光线OC如图所示，因为折射角大于入射角，所以折射角β＞30°。
故选：D。
5．解：如下图所示，
∠DON＝90°﹣30°＝60°，
根据反射角等于入射角，折射光线和入射光线分别位于法线两侧，所以MN为法线，AB为界面，OE为折射光线；
入射光线与法线的夹角为入射角，入射角∠CON＝60°，
反射光线与法线的夹角为反射角，反射角∠DON═60°，
折射光线与法线的夹角为折射角，折射角∠EOM＝90°﹣50°＝40°。
综上所述，选项C正确，ABD错误。
故选：C。
6．解：A、在光的折射现象中，光路是可逆的，故A选项正确，但不符合题意；
B、潜望镜的构造主要是两块平行的与水平面成45°的平面镜组成，其原理是利用了平面镜能改变光的传播方向的原理，故B选项正确，但不符合题意；
C、因为漫反射同样遵守光的反射定律，所以在漫反射现象中，反射角等于入射角，故C选项错误，但符合题意；
D、平面镜成像原理是光的反射，故D选项正确，但不符合题意。
故选：C。
7．解：A、井底之蛙，所见甚小是由于光沿直线传播形成的，故A不合题意；
B、管中窥豹，略见一斑是由于光沿直线传播形成的，故B不合题意；
C、海市蜃楼是一种由光的折射产生的现象，是由于光在密度不均匀的物质中传播时，发生折射而引起的，故C符合题意；
D、“镜中花”、“水中月”是平面镜成像现象，是由于光的反射形成的，故D不符合题意。
故选：C。
8．解：筷子斜插入装满水的碗中，光线从水中斜射入空气中时，折射光线偏离法线，我们可以观察到筷子在水中的部分会向上偏折。故筷子产生偏折的主要原理是光的折射。
故选：B。
9．解：A、光从空气斜射入水中，应该是折射角小于入射角，入射光线和法线分居法线两侧，而图中的折射角大于入射角，故A错误；
B、图中入射光线和折射光线都在法线的同侧，不符合光的折射规律，故B错误；
C、图中入射光线和折射光线分居法线两侧，且折射角小于入射角，符合光的折射规律，故C正确；
D、图中光线从空气进入水中时并未发生偏折，不符合光的反射规律，故D错误。
故选：C。
10．解：A、小孔成像是由于光的直线传播形成的，故该选项不符合题意；
B、海市蜃楼是由于光的折射造成的，故该选项不符合题意；
C、人面桃花相映红是由于光的反射形成的，故该选项符合题意；
D、湖光镜月是由于光的反射形成的，故该选项不符合题意。
故选：C。
二．填空题
11．解：光在水中的传播速度为空气中传播速度的3/4，即光在空气中传播速度快、在水中传播速度慢；当光从空气中斜射入水中时，折射光线偏向法线；
根据题意还可知：光在空气中传播速度快、在玻璃中传播速度慢，当光线从空气中斜射入玻璃中时，折射光线也偏向法线；
由此可猜想：当光从传播速度大的介质斜射向传播速度小的介质中时，折射光线偏向法线；
由图知，光从水中斜射入空气中时，折射角大于入射角，入射角增大折射角也增大。
所以当入射角增大到一定程度，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：偏向；当光从传播速度大的介质斜射向传播速度小的介质中时，折射光线偏向法线；
折射光线消失（或光线全部反射回水中，折射角等于90°或折射光线沿水面前进）；
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°等。
12．解：（1）入射光线与水平面的夹角是45°，则入射角是90°﹣45°＝45°；根据反射定律，反射角也等于45°，入射光线和反射光线的夹角是45°+45°＝90°，两光线垂直。
（2）根据折射定律，光从空气斜射入水中时，折射角小于入射角，因此折射角小于45°。
故答案为：45°；垂直；小于。
13．解：通过实验可知，在光的反射现象和折射现象中，光路都是可逆的。
教室里个别同学被前方高个子同学挡住，看不到黑板上的一些字，
这是因为光在同种均匀介质中沿直线传播的缘故。
故答案为：可逆；在同种均匀介质中沿直线传播。
14．解：鱼反射的光线由水中进入空气时，在水面上发生折射，折射角大于入射角，折射光线进入眼睛，而眼睛是逆着折射光线的方向看去，就会觉得鱼变浅了，所以这条鱼的实际位置在A点，看到的是偏高的鱼的虚像，即B点。鱼的实际位置在看到像的下面，有经验的渔民叉鱼时，要对着看到的鱼的下面叉去。
故答案为：B；深。
15．解：
（1）从鱼发出的光线由水中进入空气时，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，就会觉得鱼变浅了，所以小明看到的鱼儿是光的折射形成的虚像；
（2）当光遇到水面时会发生反射，此时水面相当于一平面镜，水中的“云”则是光通过水面成虚像；
（3）小孔成像是光沿直线传播形成的实像。
16．解：根据物体反射面的光滑程度，将反射分为镜面反射和漫反射，为使用电影院的每个位置上都可以看到银幕上的画面，就应选择发生漫反射的白色银幕做反射面；用久的黑板会反光，因为黑板的某些部位由于反复摩擦，使其表面变得光滑，也就发生了镜面反射，造成了黑板反光现象。
镜花水月属于平面镜成像，是由光的反射形成的。
海市蜃楼是由于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，出现光的折射现象。
坐井观天是由于光是沿直线传播的，所以青蛙看到的范围很小。
故答案为：镜面反射；漫反射；漫；镜面；镜花水月；海市蜃楼；坐井观天。
17．解：
潜水员在水下看河岸上的路灯时，是路灯发出的光从空气斜射入水中，光发生折射时，折射角小于入射角，光线靠近法线，潜水员看到是的比实际位置变高了的路灯的虚像，所以图中B点是像所在的位置，路灯的像是虚像；
连接EB，EB与界面的交点即为入射点O，OE就是折射光线，连接AO，AO就是入射光线，即可完成水下E处的人看到路灯A的光路图，如图所示：
故答案为：B；虚像。光路图见解答。
三．综合能力题
18．解：（1）由光的折射定律可知，当光线从空气斜射入其它透明介质时，折射角小于入射角；当光线从玻璃斜射向空气时，入射角总是小于折射角。
因反射角等于入射角，所以反射角小于折射角。
（2）由“逐渐增大光的入射角，将看到折射光线离法线越来越远，且越来越弱，反射光线越来越强。”可知，当入射角逐渐增大时，折射光线逐渐减弱，反射光线逐渐增强；故选D；
（3）已知全反射现象只有在光从一种介质射向另一介质折射角大于入射角时才能发生。
如果光是从空气进入玻璃，根据折射规律，由折射角小于入射角，当入射角增大时，折射角也增大，但折射角不可能达到90°，故这种现象不会发生。
故选D；
（4）光线从空气垂直于玻璃入射，所以光的传播方向不变；当光射到玻璃的右表面时，由于入射角为45°，大于临界角41.8°，所以发生全反射（折射光线消失，只有反射光线），其大致路径如下图所示：
故答案为：（1）小于；（2）D；（3）不可能；（4）D；（5）见上图。
四．解答题
19．解：
保持眼睛和碗的位置不变，慢慢向空碗里倒水，硬币反射的光线从水中斜射入空气中时，在水面处发生折射，折射光线远离法线，人眼逆着折射光线沿直线看去，看到的是变高的硬币的虚像。
先连接S'与人眼，与水面的交点为入射点，再连接S与入射点、入射点与人眼，即为入射光线和折射光线，如图所示：
故答案为：折射；虚像；见上图。
20．解：过入射点O做法线，从而确定了入射光线位于法线的左侧，并确定了入射角的大小。然后利用光的折射定律，光从水中斜射入空气，所以折射角大于入射角，由此可以做出对应的折射光线。
答案如下图所示：
21．解：当光线垂直射向两种介质的界面上时，传播方向不改变；当光从玻璃斜射入空气中时，折射光线将向远离法线的方向偏折，即入射角小于折射角。如下图所示：
22．解：（1）在炎热的沙漠中出的“海市蜃楼”：就是太阳光遇到了不同密度的空气而出现的折射现象。
沙漠里，白天沙石受太阳炙烤，沙层表面的气温迅速升高。
由于空气传热性能差，
在无风时，沙漠上空的垂直气温差异非常显著，下热上冷，上层空气密度高，
下层空气密度低。当太阳光从密度高的空气层进入密度低的空气层时，光的速度发生了改变，
经过光的折射，便将远处的绿洲呈现在人们眼前了。
故答案为：说明光的折射现象；
（2）奇妙的天文景观“日食”：光在天体中沿直线传播的典型例证，
由于月球、地球运行的轨道都不是正圆，日、月同地球之间的距离时近时远，
所以太阳光被月球遮蔽形成的影子。故答案为：说明光沿直线传播的；
（3）猴子打捞水中的月亮，却一场空：根据在反射现象中，光路是可逆的，
当月光射到水平面上时，就会被反射后逆着原来的入射光的方向射出，射入眼睛里。
则猴子就以为月亮在水里，故答案为：说明光的反射现象。
23．解：（1）观察第一个图象，光从玻璃斜射入空气时，折射角大于入射角；
比较第一、二个图象，入射角增大，折射角也相应增大；
由第三个图象，入射角增大到某一角度，使折射角达到90°时，折射光线就消失了，只剩下反射光线。
故答案为：大于、远、折射、反射。
（2）只有入射角大于或等于临界角，才会发生全反射，因此①错误；光只有从水或玻璃射向空气时，才会发生全反射，因此②错误。
故答案为：①×；②×。
（3）根据探究和已学知识可以得出发生全反射的条件是：①光线从玻璃或水等射入空气；②入射角大于或等于临界角。