光的折射
一、单选题
1.下列各种光现象中,解释错误的是( )
A.日食和月食的形成是由于光在同种均匀介质中是沿直线传播的
B.我们能看见不发光的物体是因为物体反射的光进入了人眼
C.斜插入水中的筷子看似弯折是由于光的折射所形成的
D.白天在浓密树荫下出现的圆形光斑是太阳通过小孔成的虚像
2.下列光现象中,由于光的折射形成的是( )
A.路灯下人在地面上的“影子” B.湖边的树在湖水中的“倒影”
C.从水面上看到水中的“鱼” D.在平面镜前看到镜中的“自己”
3.光从室外透过玻璃进人室内,下列光路图中正确的是( )
A. B.C. D.
4.图所示的四种现象中,由于光的折射形成的是( )
A.景物在水中形成“倒影”
B.水平日暮面上指针的影子
C.从汽车后视镜中看到的车辆
D.筷子在水面处的“折断”
5.五一假期阳光明媚,小红和妈妈一同来到株洲万丰湖边散步,看到湖中柳影摇曳,鱼儿戏水。下列说法正确的是( )
A.看到的柳影是光的反射形成的虚像 B.看到的柳影是光的折射形成的虚像
C.看到的鱼儿是光的反射形成的虚像 D.看到的鱼儿是光的折射形成的实像
6.下列四幅光路图能正确解释生活中现象的是( )
A.水中的潜水员看见岸上的物体
B.光从室外透过窗户玻璃进入室内
C.太阳在树荫下形成的圆形光斑
D.人观察对岸的树木在水中倒影
7.下列光现象与物理知识对应正确的是( )
A.在平静的湖面看到蓝天白云——光的直线传播
B.游泳池注水后看上去好像变浅了——光的反射
C.日出时,看到在地平线以下的太阳——光的折射
D.阳光透过树叶间的缝隙射到地面上,形成圆形光斑——光的反射
8.下列光现象中成因相同的一组是( )
①钢笔“错位”②山的“倒影”③水中“折筷”④墙上“手影”
A.①③ B.①④ C.②③ D.②④
9.水星凌日是一种天文现象,当水星运行到太阳和地球之间时,如果三者能连成直线,便会发生“水星凌日”现象,其道理和日食类似。它的形成与下列光现象原理相同的是( )
A.猴子捞水中月 B.看到池塘里的水变浅了
C.雨后天空中出现彩虹 D.太阳在树底下形成的圆形光斑
10.2021年5月26日,我国部分地区第一次也是今年唯一能看到“超级红月”和“月全食”这一天文景象。下列关于“月全食”的说法正确的是( )
A.月球挡住太阳光形成的 B.地球挡住太阳光形成的
C.月球表面反射太阳光形成的 D.太阳光经大气层折射后形成的
11.日晷是我国古代劳动人民用来计时的一种工具。如图所示,通过观察直杆在太阳下影子的位置就可知道时间。下列现象与日晷工作原理相同的是( )
A.池水映明月 B.形影紧相依
C.潭清疑水浅 D.镜子正衣冠
12.如图中能正确表示光从空气进入玻璃中的光路是( )
A. B. C. D.
13.为弘扬中华传统文化,镇江市举办了中学生汉字听写大赛。下列词语中涉及的物理现象和对它的解释相符的是( )
A.镜花水月——光的直线传播 B.海市蜃楼——光的反射
C.杯弓蛇影——光的折射 D.一叶障目——光的直线传播
14.如图所示,一束光在空气和玻璃的分界面上同时发生反射和折射,其光路如图所示,则下列判断正确的是( )
A.AO是入射光线,入射角为67.5° B.AO是入射光线,反射角为45°
C.CO是入射光线,折射角为22.5° D.CO是入射光线,反射角为45°
15.小红通过实验探究光从水射入空气中的规律,他发现折射角随入射角的增大而增大。对“当入射角增大到一定程度时,将会出现的现象”有下列猜想,其中你认为合理的是()
A.折射角变为0 B.折射光线消失
C.折射角将大于90° D.没有任何光现象
二、多选题
16.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( )
A.入射角等于30° B.折射角等于50° C.NN′是法线 D.MM′的右边是玻璃
17.下列关于光现象的论述,正确的是( )
A.光总是沿直线传播的
B.光从空气射入水中,传播速度变小
C.自行车的尾灯是靠光的折射来引起后方车辆司机注意的
D.刚下过雨的夜晚,人们在坑洼的路面迎着月亮行走,看到发亮的地方是水
18.如图所示,关于四幅图片的描述正确的是( )
A.甲图:凸透镜只对平行于主光轴的光有会聚作用
B.乙图:把纸板NOF向后折,在纸板上看不到反射光
C.丙图:小女孩照镜子时成的是实像
D.丁图:我们看到铅笔在水面处“断折”是因为看到的是“水中部分铅笔”的虚像
19.有一圆柱形敞口容器,从其左侧某一高度斜射入一束激光,在容器底部产生一个光斑O,如图所示。下列操作将使光斑向左移动的是( )
A.保持激光射入的角度不变,使水面上升
B.保持水面的高度不变,使激光笔向右平移
C.保持水面的高度和入射点不变,使激光的入射角减小
D.保持激光射入的角度不变,使水面下降
20.小明在平静的湖边看到“云在水中飘,鱼在水中游”,对于这一有趣现象的形成,下列说法正确的是( )
A.云和鱼都是虚像
B.云是虚像,鱼是实像
C.云是光的反射形成的,鱼是光的折射形成的
D.云是光的折射形成的,鱼是光的反射形成的
三、作图题
21.甲图是渔民叉鱼的场景,请在乙图中完成渔民看到鱼在水中的像的光路图,同时标出入射角i;其中B代表渔民看到的鱼,A代表鱼的实际位置。
22.请画出发光点S经平面镜MN反射后过P点的光路图,并画出过P点的反射光线在水面发生折射时,折射光线的大致方向。
四、实验题
23.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1,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°
10°
20°
30°
40°
41.2°
41.8°
42°
折射角r
0°
15.2°
30.9°
48.6°
74.6°
81°
90°
/
反射能量
5%
7%
26%
43%
77%
84%
100%
100%
(1)分析以上数据可知光从玻璃射向空气时,折射角随入射角的增大而___________,从玻璃斜射向空气时,反射能量随着入射角的增大而___________。
(2)光从玻璃射向空气时,当入射角i≥___________°时,反射能量达到100%,就发生了全反射现象。
(3)由表格数据可知:图2中图线___________(选填“a”或“b”)反映了上述实验中的两角关系。
(4)根据光路可逆,当光从空气斜射向玻璃时,折射角___________(选填“大于”或“等于”或“小于”)入射角,因此___________(选填“能”或“不能”)发生全反射现象。
24.某同学做探究光的折射特点的实验,如图是光从空气斜射入水中的光路图。
(1)在探究中,该同学在清水中滴入几滴牛奶并搅拌,在水面上方的空气中熏了点烟雾,这是为了______;
(2)实验中发现,折射光线,入射光线和法线在______(选填“同一”或“不同”)平面内;
α
0°
15°
30°
β
0°
15°
30°
γ
0°
11°
22.1°
(3)分析表中数据,可得出结论:
①光______入射到水中时,折射角为0°;
②光从空气斜射到水面时,将同时发生光的______和______现象;
③光从空气斜射时水面时,折射角随入射角的增大而______,且折射角始终______(选填“小于”,“大于”或“等于”)入射角。
参考答案
1.D
详解:
A.日食和月食的形成是由于月球或地球挡住了光线形成的,这是光在同种均匀介质中直线传播的原因,故A正确,不符合题意;
B.我们看见的任何物体都是因为物体上的光射入我们眼睛所致,我们能看见不发光的物体是因为物体反射的光进入了人眼,故B正确,不符合题意;
C.斜插在水中的筷子,看上去在水下的部分弯折了,是由于光的折射作用,故C正确,不符合题意;
D.白天在浓密树荫下出现的圆形光斑是太阳通过小孔形成的,是光线实际射到地面的现象,不是虚像,是实像,故D错误,符合题意。
故选D。
2.C
详解:
A.路灯下人在地面上的“影子”是光的直线传播形成的,故A不符合题意;
B.湖边的树在湖水中的“倒影”是光的反射形成的,故B不符合题意;
C.从水面上看到水中的“鱼”,光线从水中射入空气中,故是光的折射,故C符合题意;
D.在平面镜前看到镜中的“自己”,是光的反射,故D不符合题意。
故选 C。
3.B
详解:
光从室外透过玻璃进人室内,光从空气折射进入玻璃,折射角小于入射角;再从玻璃折射进入空气,折射角大于入射角;由于光路可逆,空气中的两条光线平行,故ACD错误,B正确。
故选B。
4.D
详解:
A.景物在水中形成“倒影”属于平面镜成像,是光的反射现象,故A不符合题意;
B.水平日晷面上晷针的影子,是光的直线传播形成的,故B不符合题意;
C.从汽车后视镜中看到车辆,是凸面镜成像,属于光的反射现象,故C不符合题意;
D.筷子好像在水面处向上弯折,属于光的折射现象,故D符合题意。
故选D。
5.A
详解:
我们看到湖中的鱼儿是因为光从水中斜射入空气中时,发生折射形成的虚像;看到湖中的柳影,属于平面镜成像,是光在水面发生反射形成的虚像,故BCD错误,A正确。
故选A。
6.C
详解:
A.水中的潜水员看见岸上的物体,是岸上的物体反射的光经过空气和水折射入人的眼睛,故A不符合题意;
B.在折射中,空气中的入射角或折射角最大。光从室外透过窗户玻璃进入室内,空气中的入射角和折射角相等,且大于玻璃中的入射角和折射角,故B不符合题意;
C.太阳在树荫下形成的圆形光斑,是太阳光线经过树叶缝隙沿直线传播所成的像,是小孔成像,故C符合题意;
D.人观察对岸的树木在水中倒影,是岸上的树木反射的光经过水面反射后进入人的眼睛,故D不符合题意。
故选C。
7.C
详解:
A.在平静的湖面看到蓝天白云是光的反射现象,故A错误;
B.游泳池注水后看上去好像变浅了是光的折射现象,故B错误;
C.日出时,看到在地平线以下的太阳是光的折射现象,故C正确;
D.阳光透过树叶间的缝隙射到地面上,形成圆形光斑是光的直线传播现象,故D错误。
故选C。
8.A
详解:
①玻璃中的“断笔”是由于光从玻璃中通过空气进入人的眼睛时,光线的传播方向发生改变而形成,故属于光的折射现象;
②山的“倒影”属于平面镜成像,是由光的反射形成的;
③水中“折筷”,是光线从水中斜射入空气中发生折射的缘故;
④“手影”游戏,是由光的直线传播形成的;
综上所述,①③符合题意,故A正确。
故选A。
9.D
详解:
当水星转到太阳与地球中间且三者在一条直线上时,在地球上看到水星从太阳面上移过,这就是“金星凌日”现象,成因是光的直线传播。
A.猴子捞水中月是光的反射现象,故A不符合题意;
B.看到池塘里的水变浅了是光的折射现象,故B不符合题意;
C.雨后彩虹属干光的折射现象,故C不符合题意;
D.树荫下的圆形光斑是光沿直线传播形成的,故D符合题意。
故选D。
10.B
详解:
当太阳、地球、月球在同一直线上,地球位于太阳和月球之间时,太阳发出的沿直线传播的光被不透明的地球完全挡住,太阳光照不到地球上,在地球上完全看不到月球的现象叫“月全食”。故ACD错误,只有B正确。
11.B
详解:
日晷是我国古代劳动人民用来计时的一种工具,通过观察直杆在太阳下影子的位置就可知道时间,这是利用了光的直线传播。
A.池水映明月是光的反射,故A不符合题意;
B.形影紧相依是光的直线传播,故B符合题意;
C.潭清疑水浅是光的折射,故C不符合题意;
D.镜子正衣冠是光的反射,故D不符合题意。
故选B。
12.D
详解:
光从空气斜射入玻璃中,折射光线和入射光线分别位于法线两侧,且折射角小于入射角,故ABC错误,D正确。
故选D。
13.D
详解:
A.镜花水月是平面镜成像,属于光的反射,故A不符合题意;
B.海市蜃楼是光在不均匀的空气中传播时发生折射形成的,故B不符合题意;
C.杯弓蛇影是平面镜成像,属于光的反射,故C不符合题意;
D.一叶障目,是指一片叶子挡在眼前就看不见东西了,这是因为光的直线传播,故D符合题意。
故选D。
14.C
详解:
解:
AB.若AO是入射光线,OC是反射光线时,OB为折射光线,此时的入射角为falsefalse135°=67.5°,反射角为67.5°,如图
;
则OA和OB在法线的同侧,不符合光的折射规律;OB是反射光线时,OC为折射光线,此时的入射角为falsefalse90°=45°,反射角为45°,此时折射光线OC与法线重合了,不符合光的折射规律,故AB错误;
CD.若CO是入射光线,OA是反射光线时,OB为折射光线,此时的入射角为falsefalse135°=67.5°,反射角为67.5°,则OB和OC在法线的异侧,符合光的折射、反射规律,如图
;
由图可知MN是法线,PQ是界面;折射角为∠BON
∠AOQ=∠MOQ﹣∠AOM=90°﹣67.5°=22.5°
∠BOQ=∠AOB﹣∠AOQ=90°﹣22.5°=67.5°
所以折射角为
∠BON=∠NOQ﹣∠BOQ=90°﹣67.5°=22.5°
由图可知
∠COB=360°﹣135°﹣90°=135°
∠COA和∠COB相等,则OB为反射光线时的情形与OA是反射光线时的情形相同,此时的反射角为67.5°,故C正确,D错误。
故选C。
15.B
详解:
光从水斜射入空气的折射规律是折射角大于入射角,折射角随入射角的增大而增大,由此猜想,入射角增大到一定程度时,会出现的现象是只发生反射,不发生折射。因为当入射角增大到一定程度时,折射角就会达到90°,所以折射光线在空气中就没有了。
故选B。
16.CD
详解:
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。如下图所示,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°
为折射角。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。故AB错误,CD正确。
故选CD。
17.BD
详解:
A.光在同种均匀介质中或在真空中沿直线传播,故A错误;
B.光在空气中的传播速度大于光在水中的传播速度,故B正确;
C.自行车的尾灯是由互成直角的小平面镜组成,将汽车射来的光再沿原路反射回来,引起司机的注意,故C错误;
D.当人们在坑洼的路面迎着月亮行走,路面上有水的地方发生镜面反射进入人眼的光线,比路面上无水的地方发生漫反射进入人眼的光线多,人感觉水面亮,所以亮的地方是水,故D正确。
故选BD。
18.BD
详解:
A.平行于主光轴的光线经凸透镜折射后将过焦点,凸透镜并非只对平行于主光轴的光有会聚作用,故A错误;
B.由于射光线与反射光线在同一平面内,所以,把纸板NOF向后折,在纸板上不能看到反射光,故B正确;
C.人照镜子时,是利用光的反射,成的是虚像,故C错误;
D.铅笔插入杯中,光从水斜射入空气时发生折射,折射光线向水面偏折,使铅笔看起来“折断”了,是光由于折射形成的虚像,故D正确。
故选BD。
19.AC
详解:
A.保持激光射入的角度不变,使水面上升,入射点左移,折射光线向左平移,容器底部光斑O向左移动,故A符合题意;
B.保持水面的高度不变,使激光笔向右平移,入射点向右平移,折射光线向右平移,容器底部光斑O向右移动,故B不符合题意;
C.保持水面的高度和入射点不变,使激光的入射角减小,折射角也随之减小,容器底部光斑O向左移动,故C符合题意;
D.保持激光射入的角度不变,使水面下降,入射点右移,折射光线向右移,容器底部光斑O向右移动,故D不符合题意。
故选AC。
20.AC
详解:
水中飘动的云属于平面镜成像,是由光的反射形成的与物体等大的虚像;看到的水中的鱼,由于光的折射,从上面看时,会感到鱼的位置比实际位置高一些,是鱼的虚像;综上,故AC正确,BD错误。
故选AC。
21.
详解:
A点鱼发出的光从水中传播到空气中时发生折射,折射角大于入射角,此时人眼逆着折射光线看上去,看到的鱼的位置B比鱼的实际位置A要高,如下图所示:
22.
详解:
根据平面镜成像时,物与像关于平面镜对称作发光点S的像false,连接false与平面镜相交与入射点O,则SO为入射光线,OP为反射光线,延长反射光线OP与水面相交与折射点false,根据光从空气斜射入水中时发生折射,折射角小于入射角,作出大致折射光线。如图所示
23.增大 增大 41.8 a 小于 不能
详解:
(1)[1][2]由表格可知,光从玻璃射向空气时,入射角增大,折射角增大,反射能量随着入射角的增大而增大。
(2)[3]由表格可知,当入射角达到41.8°时,反射能量达到100%,就发生了全反射现象。
(3)[4]折射角随着入射角的增大而增大,但折射角总大于入射角,而图b中,当入射角等于45°时,反射角也等于45°,a图象中的折射角始终大于入射角,因此图a反映了折射角与入射角的关系。
(4)[5][6]当光从玻璃斜射向空气时,折射角大于入射角;根据光路可逆,当光从空气斜射向玻璃时,折射角小于入射角,因此折射光线不能消失,则不能发生全反射现象。
24.显现光路 同一 垂直 反射 折射 增大 小于
详解:
(1)[1]在清水中滴入几滴牛奶并搅匀,在水面上方的空气中熏了点烟雾,牛奶和烟雾可以反射光,此做法是为了显现光的传播路径,便于观察光路。
(2)[2]实验中转动纸板一定的角度后, 则呈现折射光线的纸板和呈现入射光线的纸板不在同一平面内,所以在纸板上不能看到折射光。这说明折射光和入射光在同一平面内。
(3)①[3]当光垂直于界面入射时,光不发生偏折,折射角等于0°。
②[4][5]由于水面相当于平面镜且透明,光从空气斜射到水面时,将同时发生反射和折射现象。
③[6][7]光从空气斜射到水面,折射光线靠近法线,由表中数据可知,当入射角不断增大时,折射角也随之增大,且折射角小于入射角。