主题六 光现象及其应用 第一节 光的折射和全反射（解析版）

主题六光现象及其应用第一节光的折射和全反射（解析版）一、选择题1.如图所示，水中铅笔会变“折”，这是一种常见的光学现象，下列诗句中也蕴含此种现象的是（

）【答案】D【解析】插入水中的铅笔，由于铅笔反射的光线从水中斜射入空气中时，传播方向发生了偏折，远离法线，折射角大于入射角，所以看到铅笔在水中的部分是向上弯折。此时看到的“铅笔”实际上是铅笔的像，是光的折射形成的。A、看到明月光是由光的直线传播形成的，故A错误；B、溪边照影行，天在清溪底，是倒影，属于平面镜成像，是光的反射现象，故B错误；C、通过酒看到月亮是光的反射形成的，故C错误；D、看到水底和水中的鱼是光的折射现象，故D正确。

二、填空题2.如图，一束光在空气和玻璃两种介质分界面上同时发生发射和折射，其中___是折射光线，反射角等于__

，MM'上方是___

（选填“空气”或“玻璃”）。【答案】OC；30°；空气【解析】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；根据定律反射光线和入射光线与法线的夹角一定相等，由此可确定入射光线和反射光线。折射定律：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，折射光线向法线偏折，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，折射光线远离法线偏折，折射角大于入射角。解：因为反射光线、入射光线与法线之间的夹角相等，所以AO、BO中一条为入射光线，一条为反射光线，图中NN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OC为折射光线，那么AO为为入射光线，OB为反射光线，图中的是MM'界面；则则∠BON"为反射角等于30°。由于折射角大于入射角，图中MM'上方是空气，下方是玻璃。故答案为：OC；30°；空气。

三、作图题3.平静水面上的小鸟和水中的小鱼，某时刻的实际位置如图所示，水面一侧C点的人眼恰好看到它们在水中的像重合，以小鸟眼睛A点代表小鸟，以小鱼眼睛B点代表小鱼，请画出小鸟在水中像的位置以及人眼看到小鱼的光路图。（保留作图痕迹）【答案】【解析】（1）小鸟属于平面镜成像。平面镜成像的特点：像与物的大小相等、像与物到平面镜的距离相等、像与物的连线与镜面垂直。根据平面镜成像的特点便可以画出在水中像的位置；（2）根据光从水中进入空气中时折射角大于入射角的规律作出人眼看到小鱼的光路图。解：（1）找出小鸟关于水面的对称点A'，便为小鸟的像位置.连接A'C，与水面交于点O，连接AO即为入射光线，OC为反射光线；（2）看到水中的鱼与飞在天空中的小鸟在水中的像重合，说明小鸟和小鱼处光线的入射点都在O点，连接BO即为入射光线，OC为折射光线，逆着折射光线看上去，看到了水中的鱼与飞在天空中的小鸟在一条直线上，如图所示：

四、实验探究题4.某小组选用了图甲中光源、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。【答案】（1）在同一平面内；（2）增大；小于；0。【解析】（1）将光屏的半部分向前后翻折，就不会看到折射光线，只有当整个光屏为一平面时，才能够看到折射光线，说明入射光线、折射光线、法线共面。这说明使用可折转的光屏，是为了观察折射光线和入射光线是否在同一平面内。（2）由图丙可以看出，当入射角逐渐减小，则折射角逐渐减小，入射角增大时，折射角也随着增大。即：光从空气斜射入水中时，折射角随入射角的增大而增大，随入射角的减小而减小，且折射角小于入射角。当光从空气垂直射到水面时，传播方向不变，此时入射角等于0度，折射角等于0度。

五、解答题5.如图甲是学习光的折射的实验情景，图乙是示意图。（1）实验前，点燃固定在盒盖下方的蚊香，盖上盒盖，打开亮度较亮的激光，可清晰观察到沿直线传播的光路，在透明塑料盒的右侧面上可看到一个亮点，之所以能够看清光路是利用了光的___知识；（2）向塑料盒中逐渐加入掺有少量牛奶的水，达到一定高度后会观察到在右侧面原来亮点的上方出现一个亮点，这个亮点是因为光照射到水面时发生了光的____现象形成的，还有一个在原来亮点的下方，这是由于光在___处传播方向发生改变而产生的；（3）保持入射光不动，继续加水，会看到原来的两个亮点移动的方向是__（4）为了研究入射角增大时折射角的变化情况，结合图乙说明，应进行的操作是

，注意观察的现象是

。【答案】（1）漫反射；（2）反射；水面；（3）C；（4）增大入射角；折射角的变化。【解析】解：（1）烟是固体颗粒，光遇到空气中小的固体颗粒发生漫反射，反射的光进入人的眼睛，人能看到光的传播路线。（2）向塑料盒中逐渐加入掺有少量牛奶的水，达到一定高度后会观察到在右侧面原来亮点的上方出现一个亮点，这个亮点是因为光照射到水面时发生了光的反射现象形成的，还有一个在原来亮点的下方，这是由于光在水面处发生折射传播方向发生改变而产生的。（3）保持入射光不动，继续加水，入射点向左移动，会看到上面的亮点向上移动，下面的亮点向下移动。（4）为了研究入射角增大时折射角的变化情况，应将AO绕O点逆时针旋转，增大入射角，同时注意观察折射角的变化。6.一束激光从某种玻璃中射向空气（如图1所示），保持入射点不动，改变入射角（每次增加0.2°），当入射角增大到引41.8°时，折射光线消失，只存在入射光线与反射光线，这种现象叫做光的全反射，发生这种现象时的入射角叫做这种物质的临界角．当入射角大于临界角时，只发生反射，不发生折射．（1）上述玻璃的临界角是_________．（2）折射光线消失后反射光线的亮度会增强，其原因是折射光消失后，入射光几乎全部变为________________．（3）当光从空气射向玻璃，_____________（选填“会”或“不会”）发生光的全反射现象．（4）一个三棱镜由上述玻璃构成，让一束光垂直于玻璃三棱镜的一个面射入（如图2所示），请在图中完成这束入射光的光路图。【答案】（1）41.8；（2）反射光；（3）不会；（4）见下图【解答】解：（1）由题意可以知道，当入射角为41.8°时，折射光线消失了，所以玻璃的临界角为41.8°，

（2）当入射光线从一种介质斜射入另一种介质时，会发生折射，同时也发生反射，所以反射光线要比入射光线暗一些，而当光从小于临界角向临界角靠近，当折射光线消失后，发生了全反