4.3
光的折射同步练习
一、单选题
1.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
【答案】A
【解析】
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。
2.小明春游时在池塘边看到鱼在云中游的景观。如图所示,下列现象与小明看到水中鱼形成原因相同的是( )
A.海市蜃楼
B.小孔成像
C.立竿见影
D.水中倒影
【答案】A
【解析】
A.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,折射光线进入人眼,人眼会逆着折射光线的方向看去,就会觉得鱼变浅了;而我们看到的鱼,不是鱼的实际位置,而是变浅的鱼的虚像;海市蜃楼是由光的折射形成的,故A正确;
BC.小孔成像、立竿见影是由光的直线传播形成的,故BC错误;
D.水中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。
3.小明在一只空碗中放一枚硬币,后退到某处眼睛刚好看不到它.另一位同学慢慢往碗中倒水时,小明在该处又看到硬币.这种现象可以用下列哪个光路图来解释?
B.
C.
D.
【答案】B
【解析】
当我们用眼睛看到水中的硬币,是因为硬币反射的光进入到了我们的眼睛的缘故;根据光的折射定律的内容知道,光从水斜射入空气中时,折射光线向远离法线方向偏折,折射角大于入射角,且光线是从硬币上发出的,故B图正确.故选B.
4.一束光由水中斜射向空气,同时发生反射和折射,下列光路图中正确的是( )
A.
B.
C.
D.
【答案】C
【解析】
光的反射定律: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;
光的折射归律: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方向偏折,折射角大于入射角。
一束光由水中斜射向空气,同时发生反射和折射,反射角等于入射角,折射角大于入射角,故选C。
5.有一圆柱形敞口容器,从其左侧某一高度斜射一束激光,在容器底部产生一个光斑O,如图所示,下列操作使光斑向左移动的是:()
A.保持水面高度不变使激光笔向右平移
B.保持激光射入角度不变使水面上升
C.保持激光射入角度不变使水面下降
D.保持水面高度和入射点不变使激光入射角增大
【答案】B
【解析】
A.保持水面高度不变使激光笔向右平移,即入射光线向右平移,入射角不变,折射角也不变,所以在容器底部产生一个光斑也向右平移,故A项不符合题意;
B.保持激光射入角度不变使水面上升,则入射点向左移动,入射角不变,折射角也不变,折射光线与原光线平行向左平移,所以在容器底部产生一个光斑也向左平移,故B项符合题意;
C.保持激光射入角度不变使水面下降,则入射点向右移动,光线在容器底部产生一个光斑也向右平移,故C项不符合题意;
D.保持水面高度和入射点不变使激光入射角增大,则折射角也增大,折射光线远离法线,光线在容器底部产生一个光斑也向右平移,故D项不符合题意。故选B。
6.当光从光密介质(折射率大的介质)射向光疏介质(折射率小的介质)时。同时发生反射和折射,当入射角增大到某一角度,使折射角达到90°,折射光消失,只剩下反射光,这种现象叫做全反射,此时的入射角叫做临界角。当一束光线由空气射入水中,再由水中射入玻璃中,最后射入空气时如图所示,随着入射角逐渐增大,全反射可能发生在(玻璃的折射率比水大)( )
A.不会发生全反射
B.在玻璃和水的交界处
C.在水和空气的交界处
D.在空气与玻璃的交界处
【答案】D
【解析】
由题可知,折射角大于入射角时,才会发生全反射,故只有在空气与玻璃的交界处才有可能发生全反射。故ABC错误,D正确。故选D。
7.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
【答案】C
【解析】
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。
8.如图所示,是光在空气和玻璃两种介质中传播的情形,下列说法中正确的是( )
入射角等于30°
B.折射角等于50°
C.NN′是界面
D.MM′的右边是玻璃
【答案】D
【解析】
根据光的反射定律,入射光线与法线的夹角为入射角,反射光线与法线的夹角为反射角,并且反射角等于入射角;如图所示:由∠BOM=30°,可知∠BON=90°﹣30°=60°
而图中已知∠AON=60°。所以NN′为法线,则MM′为界面。
因为是光在空气和玻璃两种介质中传播的情形,当光线是从空气斜射入玻璃中的时候,折射角小于入射角,则∠CON′=90°﹣50°=40°
所以由图可知,AO是入射光线,BO是反射光线,OC为折射光线,∠AON为入射角,等于60°。∠CON′为折射角。则MM′的右边是玻璃。
综上分析,只有选项D正确。
9.光从空气进入圆球状小水滴,再从水滴射入空气。如图,其可能的光路是( )
A.ACDE
B.ACDF
C.BCDE
D.BCDF
【答案】D
【解析】
由折射规律可知:光从空气射入水或玻璃中时,折射角小于入射角,则入射光线BC的折射光线为CD,当光从水或其他介质斜射入空气中时,折射角大于入射角,则CD的折射光线为DF,所以可能的光路是BCDF。
故选:D。
10.如图所示,一束光照射到一个空的烧杯的底部,形成的光圈用虚线表示,若往烧杯中注满水,烧杯底部的光圈会变为
A.
B.
C.
D.
【答案】B
【解析】
当光从空气斜射入水中时,折射角小于入射角,如图是最左边和最右边折射光的光路,外部两条光表示没有折射时的光,里面两条光表示折射后的光,从图中可以看出,折射光在原来光的内侧,由此可以知周围光都是如此,因此注水后烧杯底部的光圈会缩小,故选B。
11.将一长方形玻璃砖沿对角线切开,并分开一段距离放置,所图所示.四条光线沿图示位置入射,能得到右边出射光线的只可能是
A.光线a
B.光线b
C.光线c
D.光线d
【答案】C
【解析】
光线垂直于界面入射时,光线的传播方向不变;光从左侧玻璃中斜射入空气中时,折射角大于入射角,故从左侧玻璃中出来的折射光线会向上偏折;
光从空气中斜射入右侧玻璃中时,折射角小于入射角(此时的折射角等于左侧玻璃中的入射角),故折射光线与原入射光线平行射出,即最后射出的光线如上图所示;d光线由于未垂直界面入射,因此无法垂直射出,故选C.
12.学校新建成一个喷水池,在池底的中央安装一只射灯.经过连续几天观察,晓霞同学发现:池内无水时,射灯发出的一束光照在池壁上,在S点形成一个亮斑,如图所示;池内水面升至a位置时,她在池旁看到亮斑的位置在P点;水面升至b位置时,她看到亮斑的位置在Q点.则( )
A.P点在S点处
B.P点在S点的上方
C.Q点在S点的上方
D.Q点在S点的下方
【答案】C
【解析】
(1)往池内注水,水面升至a位置时,发生折射,根据折射定律,P点如下图所示:
(2)水面上升至b位置时,光线先在水池壁反射,再折射出水面,根据反射定律和折射定律,Q点如下图所示:
通过画图可知:P点在S点的下方,Q点在S点的上方.故选C.
填空题
13.光线垂直入射到平面镜上时,反射角为______度。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,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______。
【答案】060°37°
【解析】
[1]因为入射光线垂直射到平面镜上,入射光线和法线重合,所以入射角等于,而反射角等于入射角,即反射角为。
[2][3]根据光的反射定律和折射的规律作图。
设入射角为,折射角为,则
由题意知,入射光线与液面成角,则入射角为
反射角等于入射角等于。
则折射角。
14.如图所示,一束光在空气和玻璃两种介质分界面上同时发生反射和折射,其中________是折射光线,反射角等于________.
【答案】OA40°
【解析】
根据反射光线、入射光线与法线之间的夹角相等,所以EO、OC中一条为入射光线,一条为反射光线,图中GD为法线;再根据折射光线与入射光线在法线两侧、且在两种介质中,所以OA、EO一条为入射光线,一条为折射光线,图中的BF是界面;总之,EO一定是入射光线,OC是反射光线,OA是折射光线,所以反射角为∠DOC=40°.如图:
15.如图所示是光在空气和玻璃两种介质中传播的路线,据图分析:两种介质的界面是___________(选填“AB”或“CD”),光的折射角度是____。
【答案】AB40°
【解析】
[1]从图中可以看到,界面AB左端的应该是入射光线和反射光线,而界面AB右端的是折射光线,根据光的折射规律可知,入射光线和折射光线分居法线两侧,所以界面CD下端应该是入射光线,所以两种介质的界面是AB;
[2]由上述可知,界面AB右端的是折射光线,其折射角大小是
16.如图,一束激光与水平方向成45°角斜射到空水槽底部O
点,形成一个光斑,现向水槽中注入适量水,水槽底部光斑将移到O点的______(选填“左”或“右”)侧。继续沿水槽壁缓慢注水,则折射角将______,反射角将______(以上两空选填“增大”“不变”或“减小”),与未注水时相比光斑亮度______(填“变亮”“不变”或“变暗”),若水位上升的速度为v,则水槽底部光斑移动的速度______v(选填“大于”“等于”或“小于”)。
【答案】左不变不变变暗小于
【解析】
[1]水槽内没有注水时,光沿直线传播,照射到O点;当向水槽内注入适量的水后,光从空气斜射入水中发生折射,折射角小于入射角,因此光线移动到O点左侧;
[2][3]继续沿水槽壁缓慢注水,折射光线逐渐向左偏折,但是入射角不变,折射角和反射角的大小也不变;
[4]
此时由于一部分光被反射到空气中,所以与未注水时相比,光斑变暗;
[5]由于发生了折射,折射光线靠近法线,所以在相同时间内水槽底部光斑运动的距离小于水位上升的距离,故水槽底部光斑移动的速度小于v。
17.如图所示,小华同学用激光笔照射水面,在水槽壁上出现两个红点A和B。
(1)若保持入射点O的位置不变,欲使A点下移至A1,应使入射光线MO绕着点O沿______(选填“顺时针”或“逆时针”)方向转动;同时观察到另一亮点B会移动到点______(选填“B1”或“B2”)。
(2)若保持入射光线不变,欲使B点下移至B2,应使水面______(选填“上升”“下降”或“不变”),在水面变化过程中,折射角______(选填“增大”“不变”或“减小”)。
【答案】顺时针B1上升不变
【解析】
(1)[1]当光从空气斜射到水面时,同时会发生反射和折射现象,反射角等于入射角,折射角小于入射角。现保持入射点O的位置不变,欲使光点A下移至A1处,则反射光线偏离法线,反射角增大,入射角也需增大,所以入射光线应绕着O点沿顺时针方向转动。
[2]入射角增大,折射角也会相应增大,因此,会观察到另一亮点B会上升,移动到点B1。
(2)[3][4]在水面变化过程中,由于入射光线不变,即入射角不变,则折射角也不发生改变,因此过B2点作OB的平行线即光点下移的折射光线,会发现入射点应右移,即欲使B点下移至B2,水面需上升。
18.人潜入水中看岸上的景物,要比实际的位置_____些。(填“低”或“高”)这是由于光从_______到______发生______的缘故
【答案】高空气水折射
【解析】光从空气中斜射入水中时,在水面处发生了折射,折射角小于入射角,所以我们在水中看到了岸上景物的虚像。比其实际位置高一些。
点睛:首先要知道什么是光的折射:光从一种介质斜射入另一种介质时,传播方向通常会发生变化,了解一些光的折射现象。
19.如图所示,是光由玻璃射入空气时发生折射的不完整的光路图,在图中,折射角是________,MN的________是玻璃.
?
【答案】角1上面
【解析】
因为由光射向空气,根据光的反射定律,入射光线折射光线分居法线两侧,且入射角应小于折射角,所以角1为折射角,角3为入射角,PQ为法线,MN上面为玻璃.
20.如图所示,一密闭激光发射器从水槽侧壁射出一束激光,激光沿直线射到空水槽底部O点,形成一个光斑.向水槽中缓慢注入水,当水面与M点相平时,水槽底部光斑移动到O点的______(选填“左”或“右”或“仍在O点”)侧.继续沿水槽壁缓慢注水,当水面与N点相平时,水槽底部光斑移动到O点的
________(选填“左”或“右”或“仍在O点”)侧.
【答案】左仍在O点
【解析】
因光从空气斜射入水或某透明介质中时,折射角小于入射角,故向水槽中缓慢注入水,当水面与M点相平时,水槽底部光斑移动到O点的左侧.继续沿水槽壁缓慢注水,当水面与N点相平时,光由发射器射出后在同种均匀介质中传播,故水槽底部光斑仍在O点.
实验题
21.小明在探究光的折射规律时,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,如图所示,老师告诉他这是光的全反射现象。课后,小明查到光从玻璃射向空气时的一些数据如下表:
入射角i
0°
30°
39°
39°30′
40°
50°
折射角r
0°
51°
79°
82°
90°
反射的能量
4.7%
6.8%
36%
47%
100%
100%
(1)光从玻璃斜射向空气时,反射能量与入射角的关系是_______。
(2)当入射角i≧_______时,发生光的全反射现象。
(3)如果光从空气射向玻璃,则_______
(选填“能”成“不能”)发生全反射现象。
【答案】反射能量随着入射角的增大而增大40°不能
【解析】
(1)[1]从表格中的数据可以看到,入射角增大,那么反射能量也在增大,所以说反射能量与入射角的关系是反射能量随着入射角的增大而增大;
(2)[2]从表格中的数据可以看到,当入射角等于40°,反射能量是100%,这时光发生全反射现象,所以说当入射角i≧40°时,发生光的全反射现象;
(3)[3]如果光从空气射向玻璃,根据光的折射规律可知,折射角小于入射角,即使入射角接近90°,折射角也不会达到90°,折射光线不会消失,所以说不能发生全反射现象。
22.阅读短文,回答问题
眼镜的秘密
据相关调查,我国中学生近视率已高达60%以上,厚重的眼镜让人感到不适.形状相同的镜片中心与边缘的厚度差跟近视度数、镜片的折射率有关.度数越大、折射率越小的镜片厚度差越大.
折射率为光在真空(因为在空气中与在真空中的传播速度差不多,所以一般用在空气的传播速度)中的速度与光在该材料中的速度之比.材料的折射率越高,使入射光发生折射的能力越强,光的传播方向改变就越大.当光从折射率小的物质进入折射率大的物质时,折射光线会偏向法线.
(1)如下图所示,甲乙两种物质中折射率较大的是________;
(2)如下图所示,如果丙物质折射率小于丁物质,则下列光路正确的是________;
(3)不同材料的折射率与该材料中的光速________(成/不成)正比;
(4)如下图所示的制作的近视度数相同、中心厚度相同的眼镜中,所用材料折射率大的是________;
(5)若下图所示的中心厚度相同近视眼镜是由相同材料制作的,则眼镜度数大的是________.
【答案】乙C不成ab
【解析】
(1)由题可知,材料的折射率越高,使入射光发生折射的能力越强,光的传播方向改变就越大;
在图1中,光线以相同的入射角射入甲、乙中时,光线在乙中传播方向改变较大(偏折程度更大),所以折射率较大的是乙;
(2)由题可知,当光从折射率小的物质进入折射率大的物质时,折射光线会靠近法线;
如果丙物质折射率小于丁物质,则光从丙斜射入丁中时,折射光线更靠近法线,故C图正确;
(3)已知折射率为光在真空中的速度与光在该材料中的速度之比,即:;
由于光在真空中的速度为定值,则折射率与材料中的光速成反比,不同材料的折射率与该材料中的光速不成正比;
(4)由题意可知,眼镜度数相同时,折射率越小的镜片厚度差越大;
图3所示的a、b两眼镜的近视度数相同、中心厚度相同,a边缘与中心的厚度差小于b的厚度差,厚度差越小,折射率越大,故a的折射率大于b的折射率;
(5)由题意可知,中心厚度相同、材料相同时,厚度差越大的镜片度数越大;
由相同材料制成中心厚度相同的近视镜,厚度差越大的,眼镜的度数越大,b的厚度差大于a的厚度差,故b眼镜的度数大.
23.某小组选用了图1甲中光源、水、水槽、可折转的光屏(带刻度)等器材,用于完成探究“光从空气射入水中时的折射规律”.
(1)使用可折转的光屏,是为了观察折射光线和入射光线是否_____.
(2)光从空气射入水中,入射点为O点,不断改变入射角,读出刻度盘上对应的折射角,将实验结果画在图丙中,其中1和1'、2和2′…4和4′分别表示各次入射光线和对应的折射光线的位置.由此可得出,光从空气斜射入水中时,折射角随入射角的增大而_____,且折射角_____(选填“大于”、“等于”“小于”)入射角;当光从空气垂直射入水中时,折射角等于_____度.
(3)在探究中,小组成员小明同学提出了一个猜想:光从空气斜射进入不同透明介质发生的折射程度是否都相同?
于是小明提出如下实验方案:先让一束入射光从空气直接斜射入透明的空水槽中,记录下光斑位置(如图丁所示);接着分别倒入水和油,记录对应的光斑位置,再通过分析就可得到实验结论.经讨论,同学们认为这一方案是可行的,于是进行了探究实验.
a.要实现探究目标,他们应选择图戊中的_____和_____(选填字母序号)两图示实验;
b.实验时,同学们在水槽底部贴上一把自制纸质刻度尺,这样做的目的是为了_____.
c.某小组同学正确实验后,所记录的三次光斑的相对位置如图己所示,经分析可知:光从空气斜射入_____.
【答案】在同一平面内增大小于0BD便于确定折射光线的位置不同透明介质发生的折射程度是不同的
【解析】
(1)[1]使用可折转的光屏,是为了观察折射光线和入射光线是否在同一平面内;
(2)[2][3][4]从图丙可以看到,从1到4,入射角不断增大,从1'到4′,它的折射角也不断增大,还能看出入射光线2的入射角是大于对应折射光线2′的折射角,同理3和3′、4和4′,由此可得出光从空气斜射入水中时,折射角随入射角的增大而增大,且折射角小于入射角;观察入射光线1和折射光线1'可知,当光从空气垂直射入水中时,折射角等于0°;
(3)[5][6]要实现探究目标,要保持液体深度一样,入射光线方向一样,两种液体是不同的,从图戊中可以看到,应该选择B和D两图示实验;
[7]实验时,同学们在水槽底部贴上一把自制纸质刻度尺,这样做的目的是为了便于确定折射光线的位置;
[8]所记录的三次光斑的相对位置都不相同,由此可知道,光从空气斜射入不同透明介质发生的折射程度是不同的。
24.某小组同学发现当光从水斜射入空气中时,一部分光线反射回水中,另一部分光线折射进入空气中,如图(a)所示。他们保持入射点O位置不变,将入射光线转过一定角度,观察到反射和折射光线如图(b)所示。
(1)由图(a)或(b)可以发现______在同一平面内。图(c)为图13(a)、(b)重合后的示意图,请猜想:两个平面相交的线MN是___________。
(2)他们确定了入射角、反射角和折射角,并分别进行实验,测量并记录了光从水或玻璃斜射入空气中的实验数据,如表一、表二所示。
表一:光从水斜射入空气中表二:光从玻璃斜射空气中
实验
序号
入射角(度)
反射角(度)
折射角(度)
实验
序号
入射角(度)
反射角(度)
折射角(度)
1
10
10
13
7
10
10
15
2
20
20
27
8
20
20
31
3
30
30
42
9
30
30
49
4
40
40
59
10
40
40
76
5
45
45
70
11
45
45
无折射
6
50
50
无折射
12
50
50
无折射
(a)分析比较表一或表二的第2列和第3列,可以得到的初步结论是:_______。
(b)分析比较实验序号1~5或7~10中折射角随入射角的变化关系,可以得到的初步结论是:光从水或玻璃斜射入空气时,_____________。
(3)从表一、表二数据中,他们发现光从水或玻璃斜射入空气时,当入射角增大到一定程度,就不再有折射光线。如果光从玻璃斜射入空气中,折射光线恰好消失时的入射角为a,为了得到a的大小,应该在入射角为_______的范围内继续实验。
【答案】反射光线、折射光线、入射光线法线反射角等于入射角入射角增大,折射角也增大40~45
【解析】
(1)[1]由图(a)知道,折射光线、反射光线、入射光线在同一平面内,保持入射点O位置不变,将入射光线转过一定角度,如图(b)所示,观察到折射光线、反射光线、入射光线仍然在同一平面内;由此可知,折射光线、反射光线、入射光线始终在同一平面内;
[2]由图(c)知道,两个平面相交的线MN是法线;
(2)[3]分析比较表一或表二的第2列和第3列,可以得到的初步结论是:光从水或玻璃斜射入空气中时,反射角等于入射角;
[4]分析比较实验序号1-5或7~10中折射角随入射角的变化关系,可以得到的初步结论是:光从水或玻璃斜射入空气中时,折射角随入射角的增大而增大;
(3)[5]从表一、表二数据中,他们发现光从水或玻璃斜射入空气时,当入射角增大到一定程度,就不再有折射光线。如果光从玻璃斜射入空气中,折射光线恰好消失时的入射角为a,为了得到a的大小,应该在最大折射角与折射角消失之间进行实验,由表二数据知道,应在入射角为40°~45°的范围内继续实验。4.3
光的折射同步练习
一、单选题
1.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
2.小明春游时在池塘边看到鱼在云中游的景观。如图所示,下列现象与小明看到水中鱼形成原因相同的是( )
A.海市蜃楼
B.小孔成像
C.立竿见影
D.水中倒影
3.小明在一只空碗中放一枚硬币,后退到某处眼睛刚好看不到它.另一位同学慢慢往碗中倒水时,小明在该处又看到硬币.这种现象可以用下列哪个光路图来解释?
B.
C.
D.
4.一束光由水中斜射向空气,同时发生反射和折射,下列光路图中正确的是( )
A.
B.
C.
D.
5.有一圆柱形敞口容器,从其左侧某一高度斜射一束激光,在容器底部产生一个光斑O,如图所示,下列操作使光斑向左移动的是:()
A.保持水面高度不变使激光笔向右平移
B.保持激光射入角度不变使水面上升
C.保持激光射入角度不变使水面下降
D.保持水面高度和入射点不变使激光入射角增大
6.当光从光密介质(折射率大的介质)射向光疏介质(折射率小的介质)时。同时发生反射和折射,当入射角增大到某一角度,使折射角达到90°,折射光消失,只剩下反射光,这种现象叫做全反射,此时的入射角叫做临界角。当一束光线由空气射入水中,再由水中射入玻璃中,最后射入空气时如图所示,随着入射角逐渐增大,全反射可能发生在(玻璃的折射率比水大)( )
A.不会发生全反射
B.在玻璃和水的交界处
C.在水和空气的交界处
D.在空气与玻璃的交界处
7.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
8.如图所示,是光在空气和玻璃两种介质中传播的情形,下列说法中正确的是( )
入射角等于30°
B.折射角等于50°
C.NN′是界面
D.MM′的右边是玻璃
9.光从空气进入圆球状小水滴,再从水滴射入空气。如图,其可能的光路是( )
A.ACDE
B.ACDF
C.BCDE
D.BCDF
10.如图所示,一束光照射到一个空的烧杯的底部,形成的光圈用虚线表示,若往烧杯中注满水,烧杯底部的光圈会变为
A.
B.
C.
D.
11.将一长方形玻璃砖沿对角线切开,并分开一段距离放置,所图所示.四条光线沿图示位置入射,能得到右边出射光线的只可能是
A.光线a
B.光线b
C.光线c
D.光线d
12.学校新建成一个喷水池,在池底的中央安装一只射灯.经过连续几天观察,晓霞同学发现:池内无水时,射灯发出的一束光照在池壁上,在S点形成一个亮斑,如图所示;池内水面升至a位置时,她在池旁看到亮斑的位置在P点;水面升至b位置时,她看到亮斑的位置在Q点.则( )
A.P点在S点处
B.P点在S点的上方
C.Q点在S点的上方
D.Q点在S点的下方
填空题
13.光线垂直入射到平面镜上时,反射角为______度。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,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______。
14.如图所示,一束光在空气和玻璃两种介质分界面上同时发生反射和折射,其中________是折射光线,反射角等于________.
15.如图所示是光在空气和玻璃两种介质中传播的路线,据图分析:两种介质的界面是___________(选填“AB”或“CD”),光的折射角度是____。
16.如图,一束激光与水平方向成45°角斜射到空水槽底部O
点,形成一个光斑,现向水槽中注入适量水,水槽底部光斑将移到O点的______(选填“左”或“右”)侧。继续沿水槽壁缓慢注水,则折射角将______,反射角将______(以上两空选填“增大”“不变”或“减小”),与未注水时相比光斑亮度______(填“变亮”“不变”或“变暗”),若水位上升的速度为v,则水槽底部光斑移动的速度______v(选填“大于”“等于”或“小于”)。
17.如图所示,小华同学用激光笔照射水面,在水槽壁上出现两个红点A和B。
(1)若保持入射点O的位置不变,欲使A点下移至A1,应使入射光线MO绕着点O沿______(选填“顺时针”或“逆时针”)方向转动;同时观察到另一亮点B会移动到点______(选填“B1”或“B2”)。
(2)若保持入射光线不变,欲使B点下移至B2,应使水面______(选填“上升”“下降”或“不变”),在水面变化过程中,折射角______(选填“增大”“不变”或“减小”)。
18.人潜入水中看岸上的景物,要比实际的位置_____些。(填“低”或“高”)这是由于光从_______到______发生______的缘故
19.如图所示,是光由玻璃射入空气时发生折射的不完整的光路图,在图中,折射角是________,MN的________是玻璃.
?
20.如图所示,一密闭激光发射器从水槽侧壁射出一束激光,激光沿直线射到空水槽底部O点,形成一个光斑.向水槽中缓慢注入水,当水面与M点相平时,水槽底部光斑移动到O点的______(选填“左”或“右”或“仍在O点”)侧.继续沿水槽壁缓慢注水,当水面与N点相平时,水槽底部光斑移动到O点的
________(选填“左”或“右”或“仍在O点”)侧.
实验题
21.小明在探究光的折射规律时,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,如图所示,老师告诉他这是光的全反射现象。课后,小明查到光从玻璃射向空气时的一些数据如下表:
入射角i
0°
30°
39°
39°30′
40°
50°
折射角r
0°
51°
79°
82°
90°
反射的能量
4.7%
6.8%
36%
47%
100%
100%
(1)光从玻璃斜射向空气时,反射能量与入射角的关系是_______。
(2)当入射角i≧_______时,发生光的全反射现象。
(3)如果光从空气射向玻璃,则_______
(选填“能”成“不能”)发生全反射现象。
22.阅读短文,回答问题
眼镜的秘密
据相关调查,我国中学生近视率已高达60%以上,厚重的眼镜让人感到不适.形状相同的镜片中心与边缘的厚度差跟近视度数、镜片的折射率有关.度数越大、折射率越小的镜片厚度差越大.
折射率为光在真空(因为在空气中与在真空中的传播速度差不多,所以一般用在空气的传播速度)中的速度与光在该材料中的速度之比.材料的折射率越高,使入射光发生折射的能力越强,光的传播方向改变就越大.当光从折射率小的物质进入折射率大的物质时,折射光线会偏向法线.
(1)如下图所示,甲乙两种物质中折射率较大的是________;
(2)如下图所示,如果丙物质折射率小于丁物质,则下列光路正确的是________;
(3)不同材料的折射率与该材料中的光速________(成/不成)正比;
(4)如下图所示的制作的近视度数相同、中心厚度相同的眼镜中,所用材料折射率大的是________;
(5)若下图所示的中心厚度相同近视眼镜是由相同材料制作的,则眼镜度数大的是________.
23.某小组选用了图1甲中光源、水、水槽、可折转的光屏(带刻度)等器材,用于完成探究“光从空气射入水中时的折射规律”.
(1)使用可折转的光屏,是为了观察折射光线和入射光线是否_____.
(2)光从空气射入水中,入射点为O点,不断改变入射角,读出刻度盘上对应的折射角,将实验结果画在图丙中,其中1和1'、2和2′…4和4′分别表示各次入射光线和对应的折射光线的位置.由此可得出,光从空气斜射入水中时,折射角随入射角的增大而_____,且折射角_____(选填“大于”、“等于”“小于”)入射角;当光从空气垂直射入水中时,折射角等于_____度.
(3)在探究中,小组成员小明同学提出了一个猜想:光从空气斜射进入不同透明介质发生的折射程度是否都相同?
于是小明提出如下实验方案:先让一束入射光从空气直接斜射入透明的空水槽中,记录下光斑位置(如图丁所示);接着分别倒入水和油,记录对应的光斑位置,再通过分析就可得到实验结论.经讨论,同学们认为这一方案是可行的,于是进行了探究实验.
a.要实现探究目标,他们应选择图戊中的_____和_____(选填字母序号)两图示实验;
b.实验时,同学们在水槽底部贴上一把自制纸质刻度尺,这样做的目的是为了_____.
c.某小组同学正确实验后,所记录的三次光斑的相对位置如图己所示,经分析可知:光从空气斜射入_____.
24.某小组同学发现当光从水斜射入空气中时,一部分光线反射回水中,另一部分光线折射进入空气中,如图(a)所示。他们保持入射点O位置不变,将入射光线转过一定角度,观察到反射和折射光线如图(b)所示。
(1)由图(a)或(b)可以发现______在同一平面内。图(c)为图13(a)、(b)重合后的示意图,请猜想:两个平面相交的线MN是___________。
(2)他们确定了入射角、反射角和折射角,并分别进行实验,测量并记录了光从水或玻璃斜射入空气中的实验数据,如表一、表二所示。
表一:光从水斜射入空气中表二:光从玻璃斜射空气中
实验
序号
入射角(度)
反射角(度)
折射角(度)
实验
序号
入射角(度)
反射角(度)
折射角(度)
1
10
10
13
7
10
10
15
2
20
20
27
8
20
20
31
3
30
30
42
9
30
30
49
4
40
40
59
10
40
40
76
5
45
45
70
11
45
45
无折射
6
50
50
无折射
12
50
50
无折射
(a)分析比较表一或表二的第2列和第3列,可以得到的初步结论是:_______。
(b)分析比较实验序号1~5或7~10中折射角随入射角的变化关系,可以得到的初步结论是:光从水或玻璃斜射入空气时,_____________。
(3)从表一、表二数据中,他们发现光从水或玻璃斜射入空气时,当入射角增大到一定程度,就不再有折射光线。如果光从玻璃斜射入空气中,折射光线恰好消失时的入射角为a,为了得到a的大小,应该在入射角为_______的范围内继续实验。