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文档简介
3.1光的折射
目录
考点过关练
...................................
考点01光的折射的概念及现象....................................................2
考点02光的折射的角度问题.......................................................3
考点03作图题...................................................................5
考点04光路图的应用(玻璃砖、半圆形砖、三棱镜等)..............................7
考点05分析光的折射在生活中的应用.............................................1()
考点06光的折射与光的反射综合..................................................12
考点07光斑移动、水面升高或降低等动态问题.....................................14
考点08实验题综合(选择题+实验题)............................................16
1提升实战练
................20
重难创新练
.............................................29
考点过关练
考点01光的折射的概念及现象
1.光从一种介质斜射入另一种介质时,传播方向发生的现象,叫做
【答案】改变光的折射现象
【详解】[1]⑵当光从一种介质斜射入另一种介质时,传播方向会发生改变,其中一部分发生反射,同时要
有一部分光线进入另一种透明介质里,方向发生改变,这种现象叫做光的折射.
2.光的折射
(1)光从一种介质入另一种介质中时,传播方向一般会发生变化,这种现象叫做光的折射。在折射时
光路是的。
(2)光的折射规律:当光从一种介质斜射入另一种介质中时,折射光线与入射光线、法线在平面内;
折射光线和入射光线分居两测;入射角增大时,折射角随之o
光从空气斜射入水或其他透明介质中时折射角于入射角;当光从水或其他透明介质斜射入空气中时,
折射角于入射角;当光线垂直射向介质表面时,传播方向o
【答案】斜射可逆同一法线增大小大不改变
【详解】(1)⑴⑵当光从空气斜射到水或玻璃中时,传播方向一般会发生变化,这种现象叫做光的折射。
而且在折射时光路是可逆的。
⑵⑶⑷⑸光的折射规律:光折射时,折射光线、入射光线、法线在同一平面内:折射光线和入射光线分
别位于法线的两侧;折射光线靠近法线,折射角小于入射角,入射角增大时,折射角增大。
⑹⑺⑻光从空气斜射入水或其他透明介质中时折射角小于入射角;当光从水或其他透明介质斜射入空气中
时,折射角大于入射角;当光垂直射到水或玻璃的表面时,在水和玻璃中的传播方向不变。
【答案】C
【详解】A."鸟巢”倒影,属于平面镜成像,是由于光的反射形成的,故A不符合题意;
B.赛车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,故B不符合题意;
C.铅笔好像在水面处折断了,是由光经过水中和空气中折射形成的,是折射现象,故C符合题意:
D.树林间的光线说明光是沿直线传播的,故D不符合题意。
故选C
4.海市蜃楼、插入水中的筷子折断、星星眨眼睛等这些光的传潘方向发生—的现象都属于折射现象.
【答案】偏折
【详解】海市蜃楼、插入水中的筷子折断、星星眨眼睛等这些光的传播方向发生偏折的现象都属于折射现
象.
【点睛】根据光的折射现象去解释.
5.下列光现象:①树荫下的圆形光斑;②池水变“浅”了;③水面倒影如镜;④海市蜃楼;⑤在潜水艇
中用潜望镜观察水面上的情况;⑥用激光引导掘进方向;⑦用照相机拍摄美丽的风景.属于光的折射而形
成的是(填序号).
【答案】②④⑦
【详解】①树荫下的圆形光斑是小孔成像,属于光的直线传播;②池水变“浅”了是光线由水中射入空气中
折射造成的,属于光的折射现象;③水面倒影如镜是平面镜成像,属于光的反射现象;④海市蜃楼是光线
在不均匀介质中发生折射造成的,属于光的折射现象:⑤在潜水艇中用潜望镜观察水面上的情况,是平面
镜成像,属「光的反射现象;⑥用激光引导掘进方向属于光的直线传播;⑦用照相机拍摄美丽的风景是凸
透镜成像,属于光的折射现象.故属于光的折射而形成的是②④⑦.
【点睛】①光从一种介质斜射入另一种介质时,光的传播方向会发生偏折,如:透镜的应用、池水变浅了
等;②光在同一均匀介质中是沿直线传播的,应用的实例有:小孔成像、影子的形成、日食和月食现象;
③光的反射是指光线遇到障碍物被反射回来的现象,比如我们平时看到的物体,平面镜成像等.
6.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
【详解】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Co
考点02光的折射的角度问题
7.太阳光垂直照在厚玻璃板上,入射角为°,反射角为°,折射角为°。
【答案】000
【详解】[1]⑵⑶太阳光垂直照在厚玻璃板上,入射光线和法线重合,所以入射角为0。,根据光的反射定律,
反射角等于入射角,即反射角为0°,光由空气垂直射入玻璃板,光的传播方向不变,所以折射角为0°。
8.当光从玻璃斜射入空气中时,入射角为30。,则折射角可能是()
A.0°B.15°C.30°D.50°
【答案】D
【详解】由光的折射定律可知:光从玻璃斜射入空气中时,折射角大于入射角,由于入射角等于303所以
折射角大于30。,故ABC不符合题意,D符合题意。
故选Do
9.光从空气射入玻璃时,下列关于折射角与入射角的说法中,正确的是()
A.折射角一定小于入射角B.折射角有可能等于入射角
C.折射角随入射角的减小而增大D.折射角不可能小于入射角
【答案】B
【详解】根据折射规律,光从空气中斜射入玻璃时,折射角小于入射角,折射角随着入射角的减小而减小。
但当光从空气垂直入射玻璃时,折射角和反射角都等于0°,此时折射角等于入射角,故B正确.ACD错误。
故选Bo
10.一束光从空气中斜射向平静的水面,当光与水面的夹角是30。时,折射角可能为()
A.0°B.40°C.60°D.70°
【答案】B
【详解】A.当光垂直入射时,光沿直线传播进入水中,折射角等于0。,故A不符合题意;
BCD.一束光从空气中斜射向平静的水面,当光线与水面的夹角是30。时,则入射角是60%从空气斜射入水,
折射角小于入射角,故B符合题意:CD不符合题意;
故选B。
11.小红通过实验探窕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”杓下列猜想,具中你认为合理的是()
A.折射角变为0B.折射光线消失
C.折射角将大于90°D.没有任何光现象
【答案】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,疔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Bo
12.一入射光线与镜面的夹角是30。,则反射角是度,若入射光线与镜面的夹角减小,则反射角
将(填"增大"或"减小"或“不变如果入射光线垂直入射到水面.匕那么反射角是度,
折射角为度。
【答案】60增大30
【详解】⑴⑵入射光线与镜面的夹角是30。,则入射角为
90°-30°=60°
根据光的反射定律可知,反射角等于入射角,反射角也等于60。.若入射光线与镜面的夹角减小,入射角将
增大,则反射角也将随之增大。
⑶如果入射光线垂直射到水面上,入射光线与法线的夹角为0。,所以入射角为0。,则根据光的反射定律可
知,反射角也为0°。
⑷如果入射光线垂直射入水中时,光的传播方向不变,故折射角为0。。
13.如图所示,一束光从空气斜射入水中,此时入射角为一度,折射角—入射角(选填“大于〃、”等于〃
或“小于");增大入射角时,折射用一(选填"增大〃、"不变"或"减小")。
【答案】30小于增大
【详解】⑴入射角是入射光线与法线的夹角,由图可知入射角为30。。
⑵当光从空气斜射入水中时,折射角小于入射角。
⑶折射现象中折射角随着入射角的增大而增大。
14.一束光垂直照射在水面上,发生反射和折射,下列说法中正确的是()
_____1空气
水
A.从入射光线到反射光线,光的传播方向不变
B.入射角、反射角、折射角都是0。
C.入射角、反射角、折射角都是90。
D.顺时针旋入射光使得入射角为30。,则反射角、折射角也变至30°
【答案】B
【详解】ABC.入射光垂直入射界面时,入射光线与法线夹角即入射角为0。,那么反射光线与法线夹角即反
射角也为0。,所以反射光线与入射光线重合,方向相反,折射光的传播方向和入射光一致,均垂直于界面,
入射角和折射角都是故AC错误,B正确;
D.入射角为30。时,根据光的反射定律,反射角等于入射角为303光从空气入射到水中时,光线发生偏折,
折射光靠近法线偏折,即折射角小于入射角,所以折射角小于30。,故D错误。
考点03作图题
15.如图所示,一束光线由水中斜射入空气中,请在图中画出折射光线的大致位置。
【详解】由图知,入射光线位于法线的左侧,光从水中斜射入空气中时,折射光线远离法线偏折,折射角
大于入射角,由此在法线右侧的空气中作出对应的折射光线。如图所示:
16.如图所示,一束光线A0斜射到水面上,请画出对应的折射光线和反射光线。
【详解】图中法线已经画出,根据反射光线与入射光线分居法线两侧,反射角等于入射角;再根据折射光
线与入射光线分居法线两侧,折射角小于入射角,在水中法线的另一侧作出折射光线,如图所示:
17.如图所示,请作出这束光从三棱镜斜面射出的折射光线的大致方向。
【详解】光从三棱镜斜射入空气中时,折射光线和入射光线位于法线两侧,折射角大于入射角,如下图示
考点04光路图的应用(玻璃砖、半圆形砖、三棱镜等)
18.以下光的反射、折射的光路图,正确的是()
【答案】A
【详解】反射角等于入射角,反射光线与入射光线在同一介质中,折射光线与入射光线在不同介质中,空
气中的入射角大于水中的折射角,故A正确,BCD错误。
故选Ao
19.图是光从空气射入半圆形玻璃瓶,再由玻璃砖射入空气的光路图,。点是半圆形玻璃砖的圆心.下列光
路图正确的是()
甲乙丙丁
A.①③B.②④C.①④D.②③
【答案】D
【详解】①②光从空气斜射入玻璃中时,折射角小于入射角,光沿圆的半径射到玻璃砖的圆面上时,入射
光线垂直于圆面,射入空气时不折射,故①错误,②正确;③④入射光线的延长线为圆的半径时,入射
光垂直于圆面,进入玻璃时不折射,光从玻璃斜射入空气中时,折射角大于入射角,故③正确,④错误;
故D符合题意,ABC不符合题意。
故选Do
20.一束光从空气中入射到上下表面平整且平行的玻璃砖上,最后乂射向空气中,光路图如图所示。下列
关于图中各角的关系错误的是()
C.团5等于团1D.05力、于回4
【答案】D
【详解】如图所示:
A.第一次折射发生在。点,此时为入射光线,。人为反射光线,00'为折射光线,所以团1是入射角;02
是反射角,根据光的反射规律可知,这两个角相等,故A正确,不符合题意;
B.羽是折射角,由于光从空气中斜射入玻璃中,折射光线靠近法线,故团3一定小于团1,故B正确,不符
合题意;
CD.第二次的折射点是。,此时04是入射角,(35是折射角,由于光从玻璃中斜射入空气中,折射光线远离
法线,故05一定大于团4;且由于玻璃砖上下表面外侧的光线一定平行,故朋一定等于如,故D错误,符合
题意,C正确,不符合题意。
故选D.
21.如图所示,光线射到由玻璃制成的三棱镜上后经玻璃和空气的两个界面折射后形成的光路图,其中正
确的是()
【答案】D
【详解】玻璃中的折射角小于空气中的入射角;空气中的折射角大于玻璃中的入射角,故ABC错误,D正
确。
故选Do
22.如图所示,A。是射向玻璃砖的光线,CO是离开玻璃砖的光线。下列说法正确的是()
A.光线A0射向界面MN时只发生折射
B.光线40在玻璃砖中的传播路径远离法线
C.光线从人到。的传播过程是光的直线传播
D.光线若沿。C方向射向界面PQ最终将沿04方向射出
【答案】D
【详解】A.光线4。射向界面MN时同时发生反射和折射,A错误。
B.根据光的折射规律可知,光从空气射向玻璃或其他介质时,折射角小于入射角,因此光线A。在玻璃瓶
中的传播路径靠近法线,B错误。
C.光线从A到。的传播过程是光先沿直线传播,经过界面MN时发生折射,然后在玻璃砖中再次沿直线传
播,到达界面尸。时再次发生折射进入空气中,接着在空气中沿直线传播,C错误。
D.光线若沿0c方向射向界面P。,根据光路的可逆性可知,最终将沿OA方向射出,D正确,
故选Do
考点05光的折射在生活中的应用
23.如图所示,在水中4处有一条鱼,但岸上的人却看到这条鱼的像在4的上方,在下图四个选项中,能
正确说明产生这一现象的光路图是()
【答案】B
【详解】鱼反射的光由水中斜射入空气时,在水面处发生折射,折射角大于入射角,折射光线远离法线,
向水面偏折,人逆着折射光线看去,“鱼”的位置升高了。
AC.光从空气射入水中,故AC不符合题意;
B.光由水中斜射入空气中,折射角大于入射角,故B符合题意;
D.光由水中斜射入空气中,折射角小于入射角,故D不符合题意。
故选Bo
24.鱼儿在清澈的河水里游动,有经验的渔民看到鱼后,可以用鱼叉将鱼叉到,下列说法不正确的是()
A.渔民看到水中的鱼比实际位置浅是因为人眼发出的光从空气射入水中发生折射造成的
B.渔民看到的鱼是光的折射形成的虚像
C.渔民能看到水中的鱼是因为水中的鱼反射的光经折射后,进入了人的眼睛
D.渔民应该用鱼叉瞄准鱼的下方位置,才能将鱼叉到
【答案】A
【详解】A.渔民看到水中的鱼,是因为水中的鱼反射的光经折射进入人眼,而不是人眼发出的光,故A
错误,A符合题意;
BC.水中的鱼反射的光经水面折射进入人眼,由于光的折射,人眼看到的是水中的鱼经光的折射形成的虚
像,故BC正确,BC不符合题意;
D.水中的鱼经光的折射形成的虚像在鱼的上方一点,故叉鱼时要瞄准鱼的下方位置.,才能又到鱼,故D正
确,D不符合题意。
故选Ao
25.《康熙几暇格物编》中记载:“置钱碗底,远视若无,及盛满水时,则钱随水光而显现矣。〃,解释造成“看
不见”的原因是光的。如图所示把铜钱放在碗底8处后加适量水,从人处恰好看到铜钱的像在七处,
用激光笔从A点向(填字母)处照射,可照亮铜钱:加满水,从A处看到像的位置将(选填“变
B
【答案】直线传播E变高
【详解】口「置钱碗底,远视若无〃中“看不见〃的原因是铜钱反射的光被碗挡住了,无法进入人的眼睛,说明
光是沿直线传播的。
⑵把铜钱放在碗底8处后加适量水,从A处恰好看到铜钱的像在E处:根据光路的可逆性可得,用激光笔
从A点向E处射出光束时,光线会原路返回,即可把铜钱照亮。
⑶由光的折射规律可知,他看到的铜钱是因为光的折射而形成的变高的虚像;加满水后,由于入射点升高,
人眼逆着射来的光线看去,看到像的位置将变高。
26.诗句"大漠孤烟直,长河落日圆”给我们展现了一幅美丽的画卷。其实诗人观察到的落日并非太阳的实际
位置(如图所示),而是太阳光经过不均匀的大气层发生了所成的像,太阳实际在图中(选填"甲"
或“乙〃)的位置。人眼所看到的太阳是(选填“实”或"虚")像。
【答案】折射乙虚
【详解】[1]⑵⑶太阳落山时,太阳的实际位置在地平线下面,但太阳光经过不均匀的大气层时发生了折射,
通过折射我们看见了太阳的虚像(即观察到的落H),此时,太阳的实际位置在图中的乙位置。
27.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
【答案】B
【详解】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,故选九
考点06光的折射与光的反射综合
28.爱思考的小明同学总结了实像和虚像的异同点,他发现;实像是由光会聚而成的,可以用光屏承接:
若去掉光屏,用眼睛直接看到。虚像是由反射光线或折射光线的反向延长线相交而成的,用
光屏承接,能用眼睛直接看到(两空均选填“能"或"不能”)。
【答案】能不能
【详解】口]实像是由光会聚而成的,可以用光屏承接;若去掉光屏,能用眼睛直接看到。
⑵虚像是由反射光线或折射光线的反向延长线相交而成的,不能用光屏承接,能用眼睛直接看到。
29.小王在研究光的有关规律时,根据实验现象画出了如图中的a、b、c三图,根据图中所示现象,不能
得到的结论是()
A.光发生反射现象时,反射角等于入射角
B.光从空气进入水中时,折射角小于入射角
C.光从空气进入时,玻璃比水对光的偏折能力大
D.光路是可逆的
【答案】D
【详解】A.由a可知,入射角等于60。、反射角等于60。,图be可知,入射角等于45。、反射角等于45。,
所以可以得出光发生反射现象时,反射角等于入射角,故A正确,A不符合题意;
B.由图a可知,入射角等于60。、折射角等于41。,图b可知,入射角等于45。、折射角等于32。,则可以
得出光从空气进入水中时,折射角小于入射角,故B正确,B不符合题意;
C.由图be可知,当入射角相同时,进入玻璃时,折射角较小,即偏折能力较大,故C正确,C不符合题意;
D.图abc都是光从空气射入其它介质中,并没有沿反射光线或折射光线射过来,所以得不出光路是可逆的
这一现象,故D错误,D符合题意。
故选D。
30.一束光在空气和玻璃两种介质的界面上同时发生反射和折射(图中入射光线、反射光线和折射光线的
方向均未标出),其中折射光线是,入射角等于,折射角等于v
【答案】OG30045°
【详解】⑴⑵⑶由图可知,0BOf=6O0,所以
配。£=90°-60°=30°
而(iCOF=30。,根据反射角等于入射角,所以C。为法线,48为界面,反射角等于入射角都等于30。;而折射
光线和入射光线分别位于法线两恻,则OG一定为折射光线,折射角为(3GOD=45。。
31.小军同学在做探究光的反射和折射规律的实验(如图所示),通过实验得到如下数据。他分析表中数据
得到以下结论,其中惇误的是()
空气X
y
入射角a0°15°30°45’60°
反射角60°15°30°45,60°
折射角y0°11.3°22.1°35.4°40.9°
A.光由空气斜射向水中时,在分界面上会同时发生反射和折射现象
B.在光的反射现象中,反射角一定等于入射角
C.反射角和折射角都随入射角的增大而增大
D.垂直入射时,不发生折射和反射现象
【答案】D
【详解】A.光由空气斜射向水中时,一方面水面会发生反射,另一方面空气和水是不同介质,会发生折射
现象,A正确,不合题意;
B.从表中数据可以看到,反射角是等于入射角的,B正确,不合题意;
C.从表中数据可以看到,入射角在增大,反射角和折射角都在漕大,C正确,不合题意;
D.垂直入射时,也会发生折射和反射现象,折射光线传播方向不变,反射光线沿原路返回,D错误,符合
题意。
故选Do
考点07光斑移动、水面升高或降低等动态问题
32.有一圆柱形散口容器,从其右侧某一高度斜射一束激光,在容器底部产生一个光斑0,如图所示,下
列操作使光斑向右移动的是()
A.保持水面高度不变使激光笔向左平移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.保持水面高度利入射点不变使激光入射角增大
【答案】B
【详解】A.持水面高度不变使激光笔向左平移,入射点左移,入射角不变,折射角也不变,则入射光线和
折射光线都向左平移,所以光斑左移,故A不符合题意;
B.保持激光射入角度不变使水面上升,入射点向右上方移动,入射光线及入射角不变,折射光线向右移,
所以光斑右移,故B符合题意;
C.保持激光射入角度不变使水面下降,入射点向左下方移动,入射光线及入射角不变,折射光线向左移,
所以光斑左移,故c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,光斑左移,故D不符合题意。
故选Bo
33.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,如图所示。下
列操作将使光斑向右移动的是()
A.保持水面的高度和入射点不变,使激光的入射角减小
B.保持水面的高度不变,使激光笔向左平移
C.保持激光射入的角度不变,使水面上升
D.保持激光射入的角度不变,使激光笔向上平移
【答案】D
【详解】A.保持水面高度和入射点不变,使激光的入射角减小,激光束靠近法线时,折射角随之变小,光
斑会向左移动,故A不符合题意;
B.保持水面高度不变,使激光笔向左平移,则入射光线和折射此线都向左平移,所以光斑左移,故B不符
合题意;
CD.保持激光射入的角度不变,使水面上升,如下图所示
入射点向左移动,则光斑向左移动:使激光笔向上平移,入射点向右移动,则光斑向右移动,故D符合题
意,C不符合题意。
故选Do
34.某校新建成一个喷水池,在池底中央安装了一只射灯。射灯发出的一束光照在右边的池壁上,当池内
无水时,站在池旁左边的人,看到在S点形成一个亮斑,如图所示,现往池内灌水,水面升至a位置时,人
看到亮斑的位置在。点;如果水面升至方位置时,人看到亮斑的位置在。点,则()
A.P点在S点的上方,0点与S点重合
B.P点在S点的下方,Q点与S点重合
C.尸点在5点的上方,Q点在S点的上方
D.。点在S点的下方,Q点在S点的上方
【答案】D
【洋解】如图所示,往池内灌水,水面升至〃位置时,光从水中斜射到空气发生折射,折射角大于入射角,
折射光线向远离法线的方向偏折,所以人看到亮斑的位置尸点在S点的下方;如果水面升至。位置时,光
在同种介质中沿直线传播,光点仍然落在S点,但这个光点在水下,由于光从水里斜射到空气中要发生折
射现象,所以岸上的人看到的光点是在折射光线的反向延长线上,故人看到亮斑的位置。点在S点的上方。
故ABC不符合题意,D符合题意。
故选Do
35.如图,固定在水面上方的光源S发出一束光线经水面反射后在光屏上有一个光斑A,经水面折射后在水
底有一个光斑Bo已知光束与水面的夹角为40。,S是光源经水面反射所成的像。下列说法正确的是()
A.反射角的大小为40°
B.当水面升高时,反射角和折射角都将变大
C.当水面升高时,光斑人和光斑8都将向右移动
D.当水面升高时,3到水面的距离变小
【答案】D
【详解】A.光束与水面的夹角为40。,则入射角为
90°-40°=50°
因为反射角等于入射角,因此反射角的大小为50。,故A错误;
B.当水面升高时,入射光线与法线的夹角不变,即入射角不变,则反射角大小不变;光束依然从空气斜射
入水中,因为折射角随入射角变化而变化,入射角不变,折射角不变。故B错误;
C.当水面升高时入射点向左移动,因为入射角与反射角大小不变,因此光斑4向左移动,入射角与折射角
大小不变,光斑8向左移动;故C错误;
D.由平面镜成像特点可知,物与像关于平面镜成轴对称关系,当水面升高时,S到水面的距离变小,故D
正确。
故选A
考点08实验题综合(选择题+实验题)
36.在"探究光折射时的特点"实验中,在玻璃槽中盛水,使一束与水面成20。夹角的单色光从空气射入水中,
光束在空气中和水中的径迹如图所示。下列说法中正确的是()
A.为了显示光路,可在空气中喷烟雾,在水里滴牛奶
B.。是反射光,c,是折射光
C.这束光被反射时,反射角等于20°
D.此时折射角大于入射角
【答案】A
【详解】A.为了显示光的传播路径,更好的看清光线,可以在空气中喷些烟雾,水里滴些牛奶,使光发生
漫反射。故A正确;
B.在光的反射中,入射光线和反射光线分居在法线两侧,在光的折射中,入射光线和折射光线分居在法线
两侧,所以a是入射九线:折射光线和入射九线、反射光线分布在两种介质中,所以c•是折射九线,故B
错误;
C.已知光与水面成20。夹角,所以入射角为
90°-20°=700
根据反射定律可知,反射角等于入射角,也等于70。,故C错误;
D.光从空气斜射入水中时,折射角小于入射角,故D错误。
故选A。
37.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”:
激光笃
\N
苗可/_龙屏?2\了
2水1|出;
*N’2*
甲乙肉
(1)使用光屏,是为了使光发生一________显示光路,用可折转的光屏,便于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。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,、3和3,4和染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(填“大于”、“等于〃或"小
于")入射角;折射角的增大值(填“大于〃、"等于"或"小于")入射角的增大值,当光从空气垂直
射入水中时,折射角等于度;
(3)图丙中当激光笔从水中沿3,方向射入。点,则折射光线将会与(选填“1〃、"2〃、”3〃或"4”)重
合,说明折射时光路是的。
【答案】漫反射在同一平面内增大小于小于03可逆
【详解】(1)[1]使用光屏,是为了使光发生漫反射时能显示光路。
⑵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•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)[3H4]由图丙可知,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,即当
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。
⑸由图内可知,折射角的增大值小于入射角的增大值。
⑹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。度,折射角等于。度。
(3)[7]⑻图丙中当激光笔从水中沿3,方向射入。点,则折射光线将会与3重合,说明折射时光路是可逆的。
38.如图是小宇“探究光的反射与折射规律〃的实验装置通过多次实验得到如表数据:
激光笔
入射角0°15°30°45°60°
反射角0°15°30°45°60°
折射角0°11°22°32。40°
(1)多次实验表明:在光的反射过程中,反射角入射角(选填”大于〃小于"或"等于〃);
(2)当光从空气斜射入水中时,折射角入射角(选"大于”“小于〃或"等于"),入射角增大,折射角
(选填"增大""减小"或"不变”);当光从空气垂直射入水中时,折射角等于°;
(3)小宇让一束光沿着图中4。方向入射向水面时,当入射光线以22。的入射角从水中射入空气时,折射
角等于°:这表明:光的折射现象中,光路是的;
(4)小宇接着又完成了光从空气斜射进玻璃和从玻璃斜射入空气的实验,他这样进行多次实验的目的是为
T____
【答案】等于小于增大030可逆使结论具有普遍规律,防止实验的
偶然性
【详解】(1)[1]由表格中的数据可知,在光的反射现象中,反射角始终等于入射角。
(2)[2][3]⑷由表中数据可知,当光从空气斜射入水中时,折射角小于入射角,随着入射角的增大,折射角
也在增大,当光从空气垂直射入水中时,入射角等于0°,折射角也等于
(3)[5][6]因为在光的折射现象中,光路是可逆的,当光从空气斜射入水中时,折射角是22。,入射角是30。,
那么当光从水中斜射入空气中时,入射角是22。,折射角是30。。
(4)⑺换用不同的介质多次实验的目的是避免偶然性,使实验结论更具有普遍性。
39.如图是“探究光的折射规律”的实验光路:
(1)如图,将有折射光线的半个无屏向后折转一个角度,观察到光屏上无折射光线,得出结论:折射光线、
入射光线与法线;折射光线、入射光线法线两侧;
(2)改变入射角的大小,观察折射光线和折射角的变化情况,无录如下:
入射角i10°20°30°40°50°60°70°80°85。
天射角「8°15°22°29°35。41°45°47°43°
折射光线亮度亮与暗
分析实验数据发现:光从空气斜射入水时,折射角入射角,折射角随入射角增大而_________:
(3)由表格数据猜想,随着入射角的增大,反射光线的亮度变化情况为,产生这种情况的原因可
能是o
【答案】在同一平面内分别位于小于增大变亮见解析
【详解】(1)[1]将有折射光线的半个光屏向后折转一个角度,则入射光线与折转的那部分光屏不在同一平
面内,光屏上无法接收到折射光线,说明折射光线、入射光线与法线在同一平面内。
⑵根据光的反射定律:在反射现象中,反射光线、入射光线分别位于法线两侧。
(2)⑶[4]根据表格数据可知,当光从空气斜射入水时,随着入射角的增大,折射角也增大,但折射角始终
小于入射角。
(3)⑸⑹由表格数据可知,随着入射角的增大,折射角也随着漕大,折射光线亮度随着入射角的增大由亮
变暗,这说明随着入射角的增大,折射光线变少,则反射光线增多,因此反射光会越来越亮。
I提升实战练
一、单选题
1.如图所示,一束光在空气和玻璃两种介质的界面上同时发生反射和折射,下列说法正确的是()
B.EF为界面,上方为空气
C.MN为界面,左侧为空气
D.光线CO为入射光线
【答案】C
【详解】ABD.由图可知,因为鼬ON=60。,所以
0AOF=[3BOF=3O°
在光的反射现象中,反射角等于入射角,则可知E尸为法线,入射光线为40,入射角为
^AOF=30°
故ABD错误;
C.折射光线和入射光线分别位于法线两侧,则0C•定为折射光线,为反射光线,折射角为
0COE=6O°
此时的折射角大于入射角,所以例N的左侧为空气,故C正确。
故选C。
2.如图所示,一束方向不变的光线从右方斜射向水面。这时反射角是口,折射角是八若把水槽左端稍垫
高一点,等水面重新平静后,反射角是折射角是则()
A.P'<PY<yB.S/=7
C./r</iy>7D.y>y
【答案】B
【详解】由图可知,把左边水槽垫高,当水面重新平静时,法线的方向不改变,而入射光线的方向不变,
那么入射角不变,根据光的反射定律可得,反射角也不变,即住”;根据光的折射定律,入射角不变,那
么折射角也不变,即M
故选Bo
3.物理实验室天花板下方固定一块厚薄不均匀的玻璃,其背面涂有一层不透明的金属薄膜,玻璃横截面图
如图所示。小明在玻璃下S点固定放置一光源,光源朝着玻璃射出不同角度的光,其中一部分光从空气射
入玻璃后,经金属薄膜反射后再从玻璃射入空气。则光源射出的光中()
天花板
不透明金属薄膜
■
S
A.只有一条光线能返回到5点
B.只有两条光线能返回到S点
C.只有三条光线能返回到S点
D.不可能有光线能返回到S点
【答案】A
【详解】若从5点处发射的光经过玻璃折射后垂直射入金属薄膜,反射光线将垂直金属薄膜返回,根据光
路的可逆性原理,此光线将返回S点,但仅有一条光线,故A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
4.如图,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6,下列说法正确的是()
A.若保持入射点。的位置不变,欲使A点下移至A,应使入射光线用O绕着点。沿逆时针方向转动
B.入射光线MO绕着点。沿J旗时针方向转动,能观察到另一亮点3点会移动到点当
C.若保持入射光线不变,欲便8点下移至生,应使水面上升
D.当水面上升时,折射角增大
【答案】C
【详解】A.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0的位置不变,欲使光点A下移至A/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。点沿顺时针方向转动,故A错误;
B.入射光线M0绕着点0沿顺时针方向转动,入射角增大,折射角也会相应增大,因此,会观察到另一凫
点B会上升,移动到点Bi,故B错误;
C.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&点作0B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8点下移至以,水面需上升,故C正确;
D.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,故D错误。
故选C。
5.如图所示,豆豆在空水槽底部安装了一微型光源S,S发出一束光。在水槽右侧壁上形成一光斑,豆豆在
光斑处固定了一小块橡皮泥P,接着他往水槽内缓慢加水至水面上升到“位置,期间冰冰一直在左上方观察,
她看到右壁上一直有光斑,在豆豆加水过程中关于光斑位置的变化情况,下列说法中正确的是()
A.冰冰观察到光斑从尸缓慢F移到某一位置后再缓慢上移,最终静止在橡皮泥P上方某处
B.冰冰观察到光斑从。迅速下移到某一位置后再缓慢上移,最终光斑和橡皮泥P重合
C.缓慢加水至水面上升到P点以下的位置期间,光斑从。处缓慢下移再缓慢上移
D.当水面升至a时,冰冰看到的光斑静止在橡皮泥下方某处
【答案】B
【详解】往水槽内注水,发生折射,水面升至。点以下的〃位置时,根据折射规律,光斑位置在如图
所示:
水面上升至P点以上的。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规律,光斑
位置在5”,如图所示团
由图可知⑦在加水过程中,由于开始时水很少,光斑会迅速下移到尸点以下的某一位置,然后随着水的增多
光斑再缓慢上移;由于水面上升到P点上方后人眼看水中的橡皮泥也是虚像,虚像的位置也在£'处:当水
面升到橡皮泥处时,光斑和橡皮泥P重合。综上所述,只有B正确。
故选Bo
二、填空题
6.小明在课余时间创作了一部侦探小说,其中描述了这样的一个情节,目击者在录口供时对警察说道:"我
白天在泳池游泳,听到响声,赶紧潜入水中,看到歹徒持枪进行偷盗,但是他看不到我,于是我不敢说话,
最终逃过一劫.”你认为目击者(选填“有〃或”没有〃)撒谎,你判断的依据是:。
【答案】有光在折射时,光路是可逆的
【详解】目击者通过水中看到歹徒,是歹徒身上反射的光经水折射后进入目击者眼中。由于光的折射
现象中,光路是可逆的,则目击者身上反射的光也会通过水折射进入到歹徒的眼中,因此歹徒也能看到目
击者,因此目击者撒谎了。
7.如图所示,一束光在空气和玻璃两种介质的界面上同时发生反射和折射的光路,其中是入射光线(用
字母表示),折射角为度.如果入射角增大,折射角将(选填"增大"或"减小〃),界质的边是
玻璃。(选填"上”"下左〃"右")
【答案】CO60增大右
【详解】[1]⑵因为在光的反射时,反射角等于入射角,且反射光线和入射光线分居在法线两侧,光在折射
时,折射光线和入射光线分居在法线的两侧,所以根据图中线的位置可知,CO是入射光线,是反射光
线,OA是折射光线,入射角为
90°-60°=300
折射角为60。。
⑶[4]根据光的折射规律可知,如果入射角增大,折射角将增大;因为入射角小于折射角,所以光线是从玻
璃射向空气,因此界面的右边是玻璃。
8.将透明的薄壁(厚度忽略不计)方形水槽水平放置,固定在水槽底部的激光笔沿图示方向发出一细光束,
水槽中未注水时,在侧壁上月处得到一个光点。
(1)向水槽中注水,水面达到如图所示位置时,光点移至B处,这是由于光在水面处发生了现象,
此时折射角入射角(选填“大于〃或“小于");
(2)为使3处的光点移至。处,应使水槽中的水量_____(选填"增力口"或"减少"),若3C间距离为3cm,
(选填“>"、"V"或"=")。
增加>
【详解】(1)口]水槽中未加水时,由于光的直线传播,激光射到侧壁上的A点;当水槽中加水时,光点下
移至B处,这是由于光在水面处发生光的折射现象引起的。
⑵当光从水斜射入空气中时,折射角大于入射角,即入射角小于折射角。
(2)⑶当水槽中的水量增加或减少时,入射光线不变,法线与水面始终垂直,则入射角和折射角都不变,
要使B处的光点向上移到C处,由下图可知应使水槽中的水量增加。
[4]若6c间距离为3cm,因两次犷射光线是平行的,如下图所示,则可知水面高度的变化量加入于3cm。
激光笔
三、实验题
9.如图是小明“探究光的折射规律,的实验装置,在水中竖直放置一块自制的刻有角度的圆形显角器,圆心
。位于空气和水分界面处。
(1)实验前先在水中滴几滴牛奶,这样做的目的是;
(2)量角器由可绕接缝MN转折的E、F两部分组成,这样做的目的是为了探究
(3)当入射光垂直水面入射时,传播方向;
(4)小明测得两组数据如下表:
表一:光从空气斜射入水中
序号123
入射角1/°304560
折肘角r/°223240
表二:光从水中斜射入空气
序号123
入射角。/°223240
折射角r/°3060
①表二中“或数据被遮挡,由表中信息可知这个数据是;
②若小明在探究光从空气斜射入水中的规律时,完成了第4次实验,入射角是40。,折射角可能是
A.20°B.28°C,35°D.60°
③写出②中选择的理由o
【答案】显示水中的光路折射光线,入射光线和法线是否在同一平面内不变45。B
因为45。>40。>30。,所以折射角大于22。且小于32。
【详解】(1)⑴在实验中,水里加几滴牛奶,这样做能较明显地显示光路,使实验现象更容易观察;
(2)[2]纸板由可以绕接缝ON转折的E、F两部分组成的,当F和E不在同一平面内时,不能看到反射光线,
这样做的实验目的是为了探究折射光线、入射光线与法线是否在同一平面内。
(3)⑶当光线垂直射向介质表面时,传播方向不改变,折射光线、入射光线和法线重合,入射角是入射光
线与法线的夹角,则入射角为0。。
(4)①⑷根据表格一中的数据,当入射角为45。时,折射角为32。,在光的折射现象中,光路是可逆的,
表格二中的入射角为32。时,折射角应为45。。
②③⑸⑹由表-数据知,当光从空气斜射入水中时,折射角小于入射角,折射角随入射角的增大而增大;
入射角为40。,介于30。〜45。之间,折射角也应介于22。〜32。之间,故选B。
10.小明为探究光的折射规律设计了下面两个实验装置:如图甲所示的实验装置,其中光屏厂可绕直径NOM
前后折转.
激光笔
/:
空气j,90卜厂彳
7.
三摹/卷斗\/;\
-------------------J、7•«’04590a/℃
甲乙丙丁
(1)实验时,先让光屏区尸位于同一平面内,一束激光贴着光屏E从空气斜射入水中,在光屏尸上可以
看到折射后的光束,观察发现折射光线和入射光线位于法线:小明将光屏/向后折转一定角度后,
在光屏厂上不能
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