第4节 光的折射 基础巩固
一、选择题
1.光从空气斜射到水中,若入射光线与法线的夹角为50°,则折射角应为( )
A.小于50°
B.等于50°
C.大于50°
D.等于100°
2.下列关于光的说法中,正确的是( )
A.光发生折射时,折射角一定小于入射角
B.光在同种介质中一定沿直线传播
C.入射角变大时,折射角可能变小
D.在折射现象中,光路是可逆的
二、非选择题
3.如图,化学老师在做“稀释浓硫酸”的演示实验时,发现用于搅拌的玻璃棒“折断”了,这是因为光从________斜射入________中时________发生了现象。
4.某同学为探究光的折射规律设计了如图所示的实验装置,其中光屏F可绕直径NOM前后折转。
(1)实验时,先让光屏EF位于同一平面内,如图所示,该同学将光屏F向后折转定角度后,则在光屏F上不能看到折射光,这说明______________________
________________________________________。
(2)接下来该同学将光屏F恢复原状,若他保持入射光不动,继续加水,会看到亮点B移动的方向是________。
A.向左
B.向右
C.向上
(3)实验过程中,该同学将入射光从空气垂直射入水中时,其传播方向________。
5.在图中画出光线AO穿过玻璃砖的大致传播方向。
6.如图,小帆在湖边看到平静的湖水中有一条小鱼在B处,请画出小帆看到小鱼的光路图(A处为小帆的眼睛)。
7.一个晴朗周末的午后,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”)。
8.排纵队时,如果你看到前面一位同学挡住了前面所有的人,队就排直了,这可以用光的______来解释;渔民在用鱼叉捕鱼时,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,这是由于光在水面上发生______,而使渔民看到的鱼比鱼的实际位置______(填“深”或“浅”)些的缘故。
参考答案
1.A
2.D
3.硫酸溶液;空气;折射
解析:用于搅拌的玻璃棒在硫酸溶液中时,来自玻璃棒的光线会从硫酸溶液中斜射入空气中从而发生折射,看起来溶液中的部分会比实际位置高一些,所以就会看起来“折断”了。
4.(1)折射光和入射光在同一平面内(2)A(3)不变
解析:(1)当光屏F向后折转一定的角度后,则呈现折射光线的光屏F和呈现入射光线的光屏E不在同一平面内,所以在光屏F上不能看到折射光;这说明折射光和入射光在同一平面内。
(2)当光从空气斜射入水中时,折射角小于入射角,保持入射光不动,继续加水,入射点向左移动,会看到亮点B向左移动。
(3)实验过程中,该同学将入射光从空气垂直射入水中时,其传播方向不变。
5.
6.
7.折;反;实
解析:(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。
8.直线传播;折射;浅。
解析:①排纵队时,如果你看到自己前面的一位同学挡住了前面所有的人,说明队就排直了,这是因为光是沿直线传播的,当队伍排直的时候,该同学就会挡住前面所有同学射向自己眼中的光。
②水中鱼反射的光,在水面发生了折射,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。
第4节 光的折射 能力提升
一、选择题
1.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
2.一盏探照灯的灯光射向水池,如图所示,在没有水的池底C处形一个光斑。在逐步注水的过程中,B处的人看到池底的光斑会( )
A.在原地不动
B.先向左移再向右移
C.向左移动
D.向右移动
3.下列四项有关光学的现象,与其它三项不同的一项是( )
A.立竿见影
B.海市蜃楼
C.—叶障
D.管中窥豹
4.为了观察光的直线传播,将一束单色光从玻璃槽的外侧由左侧倾斜向上射入盐水中,但光在盐水中并不是沿着直线传播,而是发生了弯曲,如图所示。这是由于( )
A.光从空气到玻璃发生了折射
B.盐水不均匀使光发生了弯曲
C.光发生了色散
D.光从玻璃到盐水发生了折射
5.我国的语言文字丰富多彩。下列成语所描述的光现象与其成因对应正确的是( )
A.“镜花水月”—光的折射
B.“一叶障目”—光的折射
C.“立竿见影—光的直线传播
D.“海市蜃楼”—光的直线传播
二、非选择题
6.某同学进入泳池前以为池水很浅,踩下去后却有一种“踏空”的感觉,即水的实际深度要比看上去的________(选填“深”或“浅”)一些,这是光的________现象造成的。
7.如图,有一束光线从空气射入某种透明介质,在分界处发生反射和折射,则________是反射光线,折射角是________。
8.如图所示,画出光线AO斜射入半圆形玻璃砖的光路图。(O为圆心)
参考答案
1.A
2.D
解析:在没有注水时,根据光的直线传搔,人直接能看到C点,当注水后,探照灯射出的光线到水面发生折射,折射光线靠拢法线照射到C点,人看C点时,C点射出的光线到水面再次发生折射,折射光线远离法线进入人眼,眼睛逆着光线看来感觉光线是从C"射出的,所以人看到光斑向右移动
故选D。
3.B
解析:A、立竿见影中影子的形成说明光是沿直线传播的,由于光的直线传播,被物体挡住后,物体后面就会呈现出阴影区域,就是影子;
B、海市蜃楼是光在沿直线方向传播时,在密度不均匀的空气层中,经过折射造成的结果;
C、一叶障目是由于光沿直线传播形成的;
D、管中窥豹利用了光的直线传播规律;所以B与其他三个不同。
故选:B。
4.B
解析:盐水不均匀,越深密度越大,光在不均匀的盐水里传播时就会发生折射,故B正确,ACD错误。
故选:B。
5.C
解析:A、“镜花水月”属于平面镜成像,是由光的反射形成的,故A错误;
B、“一叶障目”,是由光的直线传播形成的,故B错误;
C、“立竿见影”,是由光的直线传播形成的,故C正确;
D、“海市蜃楼”,是光在不均匀的空气中传播形成的,属于光的折射,故D错误故选:C。
6.深;折射
7.HD;∠1
8.
第4节 光的折射 能力提升
一、实验探究题
1.探究光的折射规律探究准备
实验器材:激光笔、带角度的可折叠的塑料板、水槽
探究装置
组装器材:按如图所示组装实验器材,让标有角度的塑料板紧贴水槽,向水槽内注入适量的水,使水面和90°线相平。
探究过程
探究1:光折射时的特点是什么?
(1)光从空气斜射入水中时的实验操作及对应现象。
实验操作
实验现象
1
照
使一束光紧贴着塑料板沿某一角度从O点射向水面
①在塑料板上________(选填“能”或“不能”)观察到折射光线
②折射光线相对于入射光线始终在法线的________(选填“同侧”或“异侧”)
③入射光线靠近法线,折射光线________(选填“靠近”或“远离”)法线
④折射光线相对于入射光线更________(选填“靠近”或“远离”)法线
2
变
改变光束入射的角度,使入射光线逐渐靠近法线
3
比
比较折射光线和入射光线相对于法线的关系
在塑料板上________(选填“能”或“不能”)观察到折射光线
4
折
把塑料板的右半边向后折叠
实验结论:
①折射光线、入射光线和法线在________。
②折射光线、入射光线分别位于法线的________。
③折射角随着入射角的减小而________。
④折射角始终________入射角。
(2)使一束光紧贴着塑料板垂直于水面入射,光的传播方向________(选填“增大”“不变”或“减小”)。
探究2:在折射现象中,光路可逆吗?
(1)重装器材:让标有角度的塑料板紧贴水槽,使水面和90线相平。
(2)使激光紧贴着塑料板从水中逆着某一条折射光的方向射入空气,在塑料板上观察到折射光线逆着________的方向射出。
(3)实验结论:在折射现象中,光路________。
延伸思考
(1)若光从水中或其他介质斜射入空气中时,折射角和入射角大小关系如何?
(2)为了使实验结论具有普遍性,应该怎么做?
2.生活中的折射现象
(1)池水变“浅”:从空气中看水中的物体时,光从水中斜射入空气中,折射光线________法线,折射光线的反向延长线的交点位置(像)比物体本身的位置________,人眼感觉到光是从像发出的。
(2)岸物变“高”:从水中看岸上的物体时,光从空气中斜射入水中,折射光线________法线,折射光线的反向延长线的交点位置(像)比物体本身的位置________,人眼感觉到光是从像发出的。
(3)由于像不是实际光线会聚而成的,所以看到的是物体折射形成的_______像。
二、综合提升题
3.光从空气斜射入水或玻璃时都会发生折射现象,但是水和玻璃的折射情况会相同吗?:为了探究这个问题,小华选择了光屏、透明玻璃砖、水;槽、激光电筒等器材进行实验。他在光屏上画出互相垂直的false和false两条线段并相交于O点,如图甲所示。
(1)小华将玻璃砖的一个表面与false齐平放置,让激光电筒发出的光线从A点到O点入射,他看到了如图乙所示的光路(AO、OC为同一直线),你认为出现光线OC是因为________________________________________。鉴于本实验的目的,此时最应该记录的两条光线是________。
(2)接下来他要观察光从空气斜射入水中的情况。他将光屏竖直放入水槽中(使线段MM′水平)并向水槽中慢慢注水至水面与MM齐平。入射光线应从A点向O点射入,这是为了保证________;其实本实验中小华还考虑了入射光线所在侧的________相同。
(3)小华最终在光屏上记录下了如图丙所示的光路图(OE为水中的折射光线),通过分析光路,你认为玻璃和水这两种介质对光的偏折能力较强的是________。
(4)若激光以相同的入射角度分别从玻璃和水中斜射入空气中,则从________射出的折射光会更远离法线。
参考答案
1.
【探究过程】
探究1
(1)能;异侧;靠近;靠近;不能;同一平面内;两侧;减小;小于(2)不变探究2(2)原来入射光(3)可逆
【延伸思考】
(1)当光从水中或其他介质斜射入空气中时,折射角大于入射角。入射角增大时,折射角也增大。
(2)①改变入射角,进行多次测量。
②将介质换成其他介质进行实验。
2.(1)远离;浅(2)靠近;高(3)虚
3.(1)有部分光线并没有通过玻璃砖,而依旧在空气中传播;AO和OB(2)入射角相同;介质(3)玻璃(4)玻璃
解析:本题考查了“基于实验得出结论”的探究能力素养和“分析综合、推理论证”等科学思维素养。(1)光线AO到OC,光的传播路径没有改变,说明光在同一种均匀介质中传播,所以出现光线OC的原因是有部分光线并没有通过玻璃砖,而是在玻璃砖下方的空气中传播。本实验探究光的折射规律,要记录折射光线和入射光线,所以要记录的两条光线是AO和OB。(2)探究光在玻璃和水中的折射情况,要控制入射角和入射光线所在一侧的介质相同,观察折射光线和折射角的变化情况;(3)如乙、丙图,当光在空气中传播时沿AO入射,沿OC传播;当光线从空气斜射入水中时,沿AO入射,沿OE传播;当光线从空气斜射入玻璃中时,沿AO入射,沿OB传播,比较可知OB偏离OC更多,所以玻璃和水这两种介质对光的偏折能力较强的是玻璃;(4)因为光发生折射时,光路是可逆的,玻璃比水对光的偏折能力强,当光以相同的入射角分别从玻璃和水中斜射入空气中,从玻璃射出的折射光线会更远离法线。
第4节 光的折射 真题汇编
一、选择题
1.(2018辽宁辽阳中考,2,★☆☆)如图所示的光现象中,属于光的折射的是( )
A.舞台激光束
B.错位的“铅笔”
C.反光镜中的像
D.水中的“倒影”
2.(2015秋?抚松县期末)下列说法不正确的是( )
A.光的反射现象中光路是可逆的
B.光的折射现象中光路也是可逆的
C.镜面反射遵循光的反射定律
D.漫反射不遵循光的反射定律
3. (2020?遵义)在平静的湖水中,看到“云在水中飘,鱼在云上游”,对于该现象中的云和鱼,下列说法正确的是( )
A.云和鱼都是光的反射形成的像
B.云和鱼都是光的折射形成的像
C.云是光的反射形成的像,鱼是光的折射形成的像
D.云是光的折射形成的像,鱼是光的反射形成的像
4.(2020?吉林三模)叉鱼时,只有瞄准鱼的下方才能叉到鱼。如图所示,光路图正确规范的是( )(S表示鱼,S'表示鱼的像)
A.
B.
C.
D.
二、非选择题
5.(2019江苏泰州中考,44,★★☆)在“初识光的折射现象”和“探究光的折射特点”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_____________(向左移动/向右移动/不动),这说明光从空气斜射入水中时,传播方向__________(会/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,是为了研究折射光线、入射光线和法线是否______________________。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步偏向法线,折射光也逐步偏向法线,说明光从空气斜射入水中时,入射角减小,折射角随之__________(增大/减小/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
一、选择题
1.B
解析:舞台激光束是光的直线传播现象;“铅笔”错位是光的折射现象;反光镜中的像和水中的倒影,均为光的反射现象。
2.D
解析:A、B、在光的反射现象和折射现象中光路都是可逆的。此两选项均正确;
C、D、镜面反射遵循光的反射定律,漫反射也遵循光的反射定律。选项C正确,选项D不正确。故选:D。
3.C
解析:(1)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”是由光的反射现象形成的云的虚像;(2)鱼生活在水里,鱼反射的光线由水中斜射入空气时,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,就会觉得鱼变高了,所以看到了鱼的虚像;
可见,ABD错误、C正确。故选:C。
4.D
解析:AB、叉鱼时,渔民看到鱼的像,光线是从水中斜射向空气,然后进入人眼,图中光线传播方向画反了。故AB错误;CD、叉鱼时,渔民看到鱼的像,光线是从水中斜射向空气再进入人眼,根据光的折射规律可知,光从水中斜射向空气中时,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,且像为虚像,因此看到像的光线应该用虚线,故C错误,D正确。故选:D。
二、非选择题
5.(1)向左移动;会;水雾(合理即可)
(2)在同一平面内;减小;0
解析:(1)光从一种介质斜射入另一种介质时,传播方向会发生偏折,这种现象叫做光的折射。向水槽内慢慢注水后,激光束到达水面会发生折射且折射角小于入射角,因此折射光线会向靠近法线的方向偏折,故水槽底部光斑的位置会向左移动。为了看清光在空气中的传播路径,就需要使光在空气中能够发生漫反射,因此可以向空气中喷洒水雾或释放烟雾。
(2)折转光屏前,光屏在同一平面内,此时可以观察到折射光线;将光屏折转后,观察不到折射光线。这说明折射光线、入射光线和法线在同一平面内。故使用可折转的光屏是为了研究折射光线、入射光线和法线是否在同一平面内。入射光偏向法线,入射角减小,折射光也偏向法线,折射光线与法线之间的夹角即折射角随之减小。当光沿着NO方向射入时会沿ON'方向射出,此时折射光线与法线之间的夹角为0°,即折射角为0°。