周周测练习(三)　第二章 光——光的折射规律与应用（含答案）

滚动训练(三)　光的折射规律与应用
一、选择题
1.下列光现象中,可用光的折射规律解释的是 (　　)
A.立竿见影 B.潭清疑水浅
C.池水映明月 D.一叶障目
2.手电筒发出的光竖直向下照射到一个空烧杯底部,光线投射到烧杯底部形成一个圆形光斑(如图BG-3-1中虚线所示),若再向烧杯中注水到一定高度时,烧杯底部的光斑会变为图BG-3-2中的 (　　)
　图BG-3-1
图BG-3-2
3.小刚和小红共同完成了如下实验:把一枚硬币放在一个没有盛水的杯子底部,然后把杯子放在水平桌面上,小刚注视着硬币慢慢向远处移动,到眼睛刚好看不到硬币时停止移动。小刚保持头部不动,此时小红缓缓地向杯中倒水,小刚又重新看到杯底的硬币。图BG-3-3所示的光路图中,能对上述实验现象作出正确解释的是 (　　)
图BG-3-3
4.如图BG-3-4所示,小明用鱼叉去叉所看到的鱼,老王则用手电筒去照亮所看到的鱼,有关两人的做法中正确的是 (　　)
图BG-3-4
A.小明应叉“鱼”的下方,老王应对准“鱼”照
B.小明和老王都应对准“鱼”叉和照
C.小明和老王都应对准“鱼”的下方叉和照
D.小明应对准“鱼”叉,老王应对准“鱼”的下方照
5.如图BG-3-5所示,水槽的右壁竖直放着一面平面镜。无水时,射灯从S点发出的光经平面镜反射后,左壁上会出现一个光点P。往水槽内加水,当水面分别处于a、b、c、d四个位置时,左壁上分别出现Pa、Pb、Pc、Pd四个光点(不考虑水面对光的反射),则四个光点在左壁上的排列从下往上依次为(　　)
A.Pa、Pb、Pc、Pd B.Pd、Pc、Pb、Pa
C.Pc、Pd、Pa、Pb D.Pb、Pa、Pd、Pc

图BG-3-6 图BG-3-5
6.在探究光的折射规律时,小明让一束激光沿白纸板照射,把手指放于S点时刚好接收到红色的亮点。然后将玻璃砖放于白纸板上,激光经玻璃砖向右侧照射,如图BG-3-6所示。他将手指放于哪一点才可能接收到红色的亮点 (　　)
A.放于S点 B.放于A点
C.放于B点 D.无论哪一点都可以
二、填空题
7.图BG-3-7中有一束光线从空气射入某种透明介质,在界面处发生反射和折射,∠4=∠5,则　　　　是反射光线,折射角是　　　　,法线是　　　　。?
图BG-3-7
8.在苏州、常州等地,曾经有不少市民看到天空出现了“两个太阳”,甚至“三个太阳”。“三个太阳”实际上是一种幻日现象,在天空高层的半透明薄云里有许多六角形柱状的冰晶体,有时候它们会整整齐齐地垂直排列在空中,当太阳光射在这些六角形冰柱上就会发生　　　　　
现象,周围看起来就像出现了多个太阳,体型较小的“太阳”实际上是太阳的　　　　(填“实”或“虚”)像。?
9.如图BG-3-8所示,让一束光从半球形玻璃射向空气,保持入射点O不动,当入射角较小时,在界面处既发生了反射,又发生了折射;增大入射角,反射角和折射角也增大;当入射角增大到40°时,折射角增大到90°,折射光线恰好消失,此时只有入射光线和反射光线。回答下列问题:
图BG-3-8
(1)图中,光线　　　　是入射光线,光线　　　　是反射光线,光线　　　　　是折射光线。?
(2)实验中光线OB顺时针旋转时,光线OA旋转方向为　　　　　(填“顺时针”或“逆时针”)。?
(3)当入射角等于30°时,反射角　　　　　30°,折射角　　　　　30°。(均填“大于”“小于”或“等于”)?
(4)若光从空气射向半球形玻璃的O点,不断增大入射角,折射角　　　　　(填“能”或“不能”)达到90°。?
三、作图题
10.如图BG-3-9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,其中点　　　是路灯,点　　　　是路灯的像点。请你在图中画出水下E处的潜水员看到路灯的光路图。?

图BG-3-10 图BG-3-9
11.如图BG-3-10所示,一条光线从透明玻璃砖的一面垂直入射,玻璃砖的截面为等腰三角形,顶角为120°,请结合几何知识画出这条光线经玻璃砖从另外两个面射出的光路图。
12.“坐井观天,所见甚小”,青蛙在枯井和有水的井中“观天”的范围大小是不同的。如图BG-3-11所示,一只青蛙在井底(井中有水)中央,请用光路图作出井底之蛙“观天”的最大范围。
图BG-3-11
13.如图BG-3-12甲所示,潜水员眼睛在水下方A点处,看到浮在水面上B点的小鸭子与飞在天空中C点的小鸟“撞”在了一起。请在图乙中画出能说明人眼看到小鸟的一条入射光线及对应的折射光线。
图BG-3-12
四、实验探究题
14.[2019·绍兴] 同学们学习了“光的折射”后,知道了光从空气斜射入玻璃中时,折射角小于入射角,入射角增大,折射角也增大。那么当光从空气斜射入玻璃中时,折射角与入射角大小是否成正比呢?
[建立猜想]折射角与入射角大小可能成正比。
[实验探究]同学们测得了四组实验数据。第2次实验如图BG-3-13所示,请将实验数据填入表格中。
图BG-3-13
实验序号
1
2
3
4
入射角
20°
40°
60°
80°
折射角
13°
　　?
35°
41°
[实验结论] 折射角与入射角大小　　　　　(填“成正比”或“不成正比”)。?
[评价与交流] 根据实验数据,还可以得出的结论是:　 。?
15.在“初识光的折射现象”和“探究光的折射特点”实验中:
(1)如图BG-3-14甲所示,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　　　　　　(填“向左移动”“向右移动”或“不动”),这说明光从空气斜射入水中时,传播方向　　　　(填“会”或“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　　　　。?
图BG-3-14
(2)如图乙所示,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　　　　　　。如图丙所示,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线逐步偏向法线,折射光线也逐步偏向法线,说明光从空气斜射入水中时,入射角减小,折射角随之　　　　(填“增大”“减小”或“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。?
教师详解详析
1.B　[解析] “立竿见影”是指把竿竖在阳光下,可以看到竿的影子,这是由于光沿直线传播形成的;“潭清疑水浅”指的是池底看起来要比实际位置浅,看到的池底是真实池底反射的光线在由水中进入空气时发生折射而形成的虚像,是光的折射现象;“池水映明月”指的是看到水中的月亮,这是平面镜成像现象,它是由于光的反射形成的;由于光在空气中沿直线传播,光线不能绕到叶子后面,则造成“一叶障目”。
2.B
3.B　[解析] 眼睛看到水中的硬币,是由于硬币反射的光进入我们的眼睛;根据光的折射规律可知,光从水中斜射入空气中时,折射光线向远离法线方向偏折,折射角大于入射角,且光线是从硬币处发出的。
4.A　5.A　
6.B　[解析] 光在空气中沿直线传播。光从空气进入玻璃,折射光线向法线方向偏折。光从玻璃进入空气中时,折射光线远离法线。经玻璃砖折射后的出射光线与入射光线平行。如图所示。
7.HD　∠1　CG
[解析] AE或CG有可能是界面,根据∠4和∠5相等,可确定CG是法线, AE是界面,则BH为入射光线,HD为反射光线,HF为折射光线,故∠1是折射角。
8.折射　虚
9.(1)CO　OB　OA
(2)逆时针　
(3)等于　大于　(4)不能
[解析] (1)仔细分析题图,利用光的反射规律,反射光线、入射光线必在同一种介质内,并且折射光线和入射光线分别位于法线的两侧,则CO应是入射光线,OB是反射光线,OA是折射光线。(2)实验中光线OB顺时针旋转时,即反射角减小,因为反射角等于入射角,所以入射角减小,折射角也减小,OA沿着逆时针方向旋转。(3)当入射角等于30°时,反射角等于30°;因为光从玻璃中斜射入空气中,所以折射角大于30°。(4)只有当折射角大于入射角时,才会发生全反射现象,折射角才能达到90°;因此发生全反射的条件之一为折射角大于入射角,即光从玻璃斜射入空气中可以发生全反射,而光从空气射向半球形玻璃时不会发生全反射,折射角不能达到90°。
10.A　B　如图所示
[解析] 连接EB,与界面的交点即为入射点,连接A与入射点即得入射光线,入射点与E的连线即为折射光线。
11.如图所示
12.如图所示
13.如图所示
[解析] 根据光在同种均匀介质中沿直线传播的规律作出潜水员观察小鸭子的光路图;根据光从空气中进入水中时折射角小于入射角的规律作出潜水员观察小鸟的光路图。(1)直接连接BA,光线方向从B指向A,光线BA即为潜水员观察小鸭子的光路图;(2)看到浮在水面上B点的小鸭子与飞在天空中C点的小鸟“撞”在了一起,说明来自小鸟的光线的入射点在B点,连接CB即为入射光线,BA为折射光线,逆着折射光线看去,看到了浮在水面上B点的小鸭子与飞在天空中C点的小鸟的像C'在一条直线上。
14.25°　不成正比
光从空气斜射入玻璃中时,折射角的增加量小于入射角的增加量
[解析] (1)由图知,折射角为90°-65°=25°。
(2)由表格数据可知,折射角和入射角的比值分别为:13°20°=0.65,25°40°=0.625,35°60°≈0.583,41°80°=0.5125,
则折射角和入射角的比值不是定值,所以折射角和入射角大小不成正比。
(3)观察表格数据知,
入射角:20°→40°→60°→80°,每次入射角都增加20°,
折射角:13°→25°→35°→41°,折射角大小依次增加12°、10°、6°,
所以,光从空气斜射入玻璃中时,折射角的增加量小于入射角的增加量。
15.(1)向左移动　会　烟雾(或水雾,合理即可)
(2)在同一平面内　减小　0
[解析] (1)光从空气斜射入水中,折射角小于入射角;如果按照图示中的角度照射激光,同时向水槽内慢慢注水,水槽底部光斑的位置将向左移动,这说明光从空气斜射入水中时,传播方向会发生偏折;向水面上方喷些烟雾,这时光通过烟雾时发生漫反射,会使光在空气中的传播路径变清晰。(2)使用可折转的光屏是为了观察折射光线、入射光线和法线是否在同一平面内。因为当入射光线偏向法线时,折射光线也随之偏向法线,所以可以说明光从空气斜射入水中时,入射角减小,折射角随之减小。当光沿着NO方向射入时会沿ON'方向射出,即入射光线垂直入射,折射光线与法线重合,则此时折射角为0度。