物理八年级上册第四章 光的折射 透镜4.1 光的折射随堂练习题

4.1 光的折射

一．选择题

1．下列成语所描述的情景中，属于光的折射现象的是（　　）

A．镜花水月 B．海市蜃楼 C．坐井观天 D．立竿见影

2．下列光现象中，由光的折射形成的是（　　）

A．日食和月食           B．电视机画面上的丰富色彩

C．月亮在水中的倒影    D．泳池的池底看起来变浅了

3．下列图示的光现象中，属于光的折射形成的是（　　）

A．水中倒影     B．雨后彩虹   C．树荫下的光斑    D．汽车后视镜

4．下列现象中由光的折射形成的是（　　）

A．在平静的湖面可以看到“蓝天白云”

B．射击瞄准时要做到“三点一线”

C．人在月光下，地面上会出现影子

D．游泳池注水后，看上去好像变浅了

5．下列现象中不属于光的折射的是（　　）

A．潭清疑水浅

B．太阳光经过三棱镜后可以产生彩色光带

C．阳光透过树叶的缝隙照到地面上，形成圆形光斑

D．海市蜃楼

6．光从空气倾斜射入玻璃中，入射角为60°，折射角可能为（　　）

A．0°             B．35°        C．60°            D．90°

7．如图所示的现象中，由于光的折射形成的是（　　）

A．树荫下的光斑 B．手影 C．月亮的“倒影” D．笔“折断”了

8．如图，小强在水中练习潜水，则能正确反映岸上教练看到水下小强的光路图是（　　）

A． B． C． D．

9．如图所示，两块完全相同的直角三角形玻璃砖A和B放置在同一水平面内，斜边平行且相距一定距离．一条光线从空气中垂直于玻璃砖A的直角边射入，从玻璃砖B的直角边射出，射出后的位置和方向可能是图中的（　　）

A．光线a B．光线b C．光线c D．光线d

10．如图为在空气与水面处发生光的反射和折射的示意图，如果逐渐减小入射角，则（　　）

A．折射角增大 B．折射光线将靠拢法线

C．反射角增大 D．反射光线将远离法线

11．如图所示的四种现象中，属于光的折射现象的是（　　）

A．叶子经露珠成放大的像 B．荷花在水中形成倒影

C．笔直的光线射入树林中 D．日全食现象

12．如图所示，现有一个盛有适量水的透明玻璃杯和一支吸管．小明同学将一支吸管斜插入盛有适量水的透明玻璃杯中，透过玻璃杯的侧面俯视水杯（如图所示），可能看到的是以下哪种情况（　　）

A． B． C． D．

13．“测定玻璃的折射率”的实验中，在白纸上放好玻璃砖，aa′和bb′分别是玻璃砖与空气的两个界面，如图所示，在玻璃砖的一侧插上两枚大头针P1和 P2，用“+”表示大头针的位置，然后在另一侧透过玻璃砖观察，并依次插上大头针P3和P4．在插P3和P4时，应使（　　）

A．P3只挡住P1的像       B．P4只挡住P2的像

C．P3同时挡住P1、P2的像   D．以上做法均不完备

二．填空题

14．一束光在空气与某透明物质的界面处发生了反射和折射现象，其光路如图所示．界面上方为　   　（选填“空气”或“透明物质”）；反射角=　   　．

15．如图所示，小明将一枚硬币放在碗底，眼睛在A处恰好看不到它，沿碗壁缓缓向碗中加水，小明在A处又能看到“硬币”．这是因为光从　   　斜射入　   　中时发生了　   　现象．

16．如图所示为光在空气和玻璃间传播的情况，由图可知，入射光线是　   　，折射角是　   　，玻璃在　   　侧．

17．早晨一束阳光从空气中斜射入某液体中，在液面上发生反射和折射，入射光线与液面成30°反射光线恰好与折射光线垂直，则折射角为　   　．随着时间的推移，从早晨到中午，折射角将　   　（选填“增大”、“不变”或“减小”）．

18．如图所示，一平行光束从空气中照射到平行玻璃砖的上表面经折射后从下表面射出，射出的光线　   　（“平行”或“不平行”），物理学中把光从真空射入介质发生折射时入射角i与折射角r的正弦之比n叫做介质的“绝对折射率”，简称“折射率”，若图中的α=60°，β=30°，空气可以近似看成真空，玻璃砖的折射率为　   　．

19．春暖花开，天气晴朗，蓝天飘着朵朵白云．小芳和爸爸妈妈在公园游玩，发现水里的鱼好像在云中游．如图所示我们所看到的鱼是由于光的折射形成的　   　像（选填“实”或“虚”），像的位置比鱼的实际位置　   　些（选填“深”或“浅”）．

20．如图所示，用激光笔向容器底部投射光斑O之后，保持入射光线的位置不变，沿着容器内壁缓慢地向容器中注入清水，随着水位的逐渐上升，光斑会逐渐向O点的　   　边移动（选填“左”或“右”），光线在水中的折射角的大小会　   　（选填“变大”、“变小”或“不变”）．

21．暑假，小明一家去海滨旅游，他看到在靠岸近海岸的潜水区有色彩鲜艳的水草、小鱼、珊瑚…小明看到的是物体的　   　（虚/实）像；因为光线在水面发生了　   　现象．由于水面波动不息，小明看到的水下的景物晃动不停、甚至有的会变形．此时小明注意到一些人在玩“浮潜”．借助潜水面镜和呼吸管，“浮潜”者可以将头部潜入水中观察，其身体与一般的游泳者一样浮在水面，据小明对他们的咨询，了解到他们看到的景物比较清楚没有晃动和变形，这是由于　   　而造成的．

三．作图题（共10小题）

22．如图SA是由水底射灯射出的一条光线，请画出SA的折射光线和被平面镜反射处的光线．

23．如图所示，一束光线从空气斜射入玻璃砖中，请你画出该入射光线在玻璃中的折射光线

24．如图所示，一束光从半球面上的A点沿半径方向射入半球形玻璃，已知半球形玻璃的球心为O，请画出这束光线在半球形玻璃左侧平面发生的折射、反射光路图．

25．潜水员在水中A点，看到岸边物体B的像B′，请在图中画出B′的大致位置，并画出光路图

26．如图所示，一束光从空气斜射到玻璃的表面，请画出进入玻璃的折射光线．

27．如图，人眼在E处通过碗的边缘D点刚好能看到空碗底部硬币的左边缘A点．现在向碗里缓慢加水，当水面到达C处时，人眼仍在E处，但能通过D点看到硬币的右边缘B点．用一条光线示意以上光学现象（并画出水面、法线）．

28．请你画出如图所示人眼看到水中鱼A的大致光路（A'为鱼A的虚像）．

29．如图所示，一束光射向玻璃三棱镜并穿过三棱镜，请画出这束光进入三棱镜和离开三棱镜后的光线（画出法线）．

30．运钞车车厢内，人眼挨着玻璃砖观察车外，请通过光路作图（保留痕迹），标出人眼看到车外的范围．

31．如图所示，水面上方有一个发光点A1，水中另有一个发光点A2．人在空气中看到A2在水中的位置就是A1在水中的像的位置．请画出：

（1）A1发出的光经水面反射进入人眼的光路图；

（2）A2发出的光进入人眼的光路图．

四．实验探究题

32．如图所示的实验装置，可以用来研究光从水中斜射到与空气的分界面时所发生的光现象．

（1）使入射角i在一定范围内由小变大，会发现折射角γ　   　（填写变化规律），且折射角总是大于相应的入射角；

（2）当入射角i增大到某一值时，折射角γ会达到最大值，该最大值是　   　；

（3）若继续增大入射角i，将会发现不再有　   　光线，而只存在　   　光线．

33．在观察小孔成像特点时，小波发现：光屏到小孔的距离越远，所成的像越大，像的大小与该距离有什么定量关系？于是他在光线较暗的环境中进一步探究：

1．用发光二极管按“F”字样拼装在不透明的纸板上，如图1甲所示．

2．将“F”字样纸板、带小孔的不透明纸板、半透明塑料板（光屏）依次置于光具座的A、B、C位置，使“F”正立面对小孔，如图1乙所示．

请你回答下列问题：

（1）给二极管通电，随即在光屏上呈现出“F”的像，小波观察到光屏上呈现的像是图2中的　   　（填写序号）．

（2）由于小孔成像的原理是光的　   　，所以这个像是　   　（选填“实像”或“虚像”）

（3）保持“F”字样纸板，小孔位置不变，只改变光屏到小孔的距离（像距），用刻度尺逐次测量像高，记录数据如表所示：

根据表中的数据，请你用一个数学表达式来表示h与v的关系　   　

（4）于是小波得出结论：小孔成像时，同一物体像的大小与相距成正比，你认为这一结论需要补充的条件是　   　．

34．某同学在做探究光的折射特点实验，如图是光从空气射入水中时的光路，实验中发现，入射光线、折射光线和法线在同一平面内，折射光线和入射光线分别位于法线的两侧．通过实验还得到如下数据：

（1）分析表中数据，可得出结论：

光从空气斜射到水面时，将同时发生反射和折射现象；光从空气斜射到水面时，折射角随入射角的变化关系是：　   　，且折射角　   　（大于/等于/小于）入射角．当光从空气垂直射到水面时，折射角等于零．

该同学根据以上结论总结出了光的折射定律．

（2）请你指出该同学上述探究实验过程存在的不足：　   　．

35．陶瓷茶杯底部放有一枚硬币，人移动到某一位置时恰好看不见硬币（如图甲），往茶杯中倒入一些水后，又能够看见硬币了（如图丙）．

（1）倒入一些水后看到硬币的是　   　（选填“实”或“虚”）像，比硬币实际的位置　   　（选填“高”或“低”）．

（2）在图乙中，大致画出所示光线所对应的折射光线．

（3）在图丙中，通过图示和标注的形式说明为什么能看到硬币．

36．某同学用两个硬纸筒探究小孔成像，如图所示．

（1）该同学发现蜡烛和小孔的位置固定后，像离小孔越远，像就　   　．他测出了不同距离时像的高度，并将实验结果填在了表格中，根据表中的数据可以得到的结论是：蜡烛和小孔的位置固定后，像的高度h与像到小孔的距离s成　   　（选填“正比”或“反比”）．

（2）我们除了发现像的大小与像到小孔的距离有关外，还与物体到小孔的距离有关吗？在进行探究的过程中，我们应控制　   　到小孔的距离不变，只改变物体到小孔的距离．

（3）该同学知道树荫下的圆形光斑就是太阳通过树叶间的小孔在地面上成的像，他测出了某一个光斑的直径为1.4cm，光斑到小孔的距离为1.5m，从书上查到太阳到地球的距离为1.5×1011m，由此可以估算太阳的直径为　   　 m．

五．解答题

37．某校新建成一个喷游水池，在池底的中央安装了一只射灯．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．现往池内注水，水面升至a位置时，站在池旁的人看到亮斑的位置在P点；如果水面上升至b位置时，人看到亮斑的位置在Q点，请作图并说明P点，Q点所在的位置．

38．将一矩形玻璃砖从中间斜切后，向左右沿水平直线拉开一小段距离，如图所示，一条光从左侧面垂直射入，画出这条光线从右侧玻璃砖射出的折射光路图（保留作图痕迹）．

39．如图所示，一束光线垂直射到玻璃砖的一个面．请你在图中作出这束光线进入玻璃砖内的径迹和离开玻璃砖后的大致径迹．

40．

红灯停，绿灯行

    红灯停，绿灯行，这是人所共知的，能否将红绿灯的作用互换一下呢？

    我们平时见到的太阳光是白光，它是由红、橙、绿、蓝、靛、紫等色光组成的，白光叫复色光，各种颜色的光叫单色光．单色光的颜色是由频率决定的，红光频率最低，波长最长；紫光频率最高，波长最短．光在空气中传播时，会遇到大气分子、水蒸气微粒以及尘埃微粒等障碍物．当光照射到这些微小的障碍物上，障碍物会将光波的一部分能量散射出去，而另一部分能量将穿过障碍物继续向前传播，光散射的强度与光波波长有关，波长越短，被散射出去的能量越多，穿过的能量越少，在相同条件下，红、橙光穿过的能量多，蓝、绿光被散射出去的能量多，早晚我们看见太阳时，见到的主要是太阳光中穿透厚厚大气层的红光、橙光，所以朝阳、落日是红色的．晴朗的天空，见到的主要是阳光中被大气散射的蓝、绿光，所以天空呈蓝色．

    正因为红光在空气中散射最弱，穿透能力强，可以传到较远的地方，使车辆和行人在远处就能发现，及早做好准备，所以用红灯表示停止和危险信号．雾天行车，车上要开黄色警示灯，也是这个道理．可见红绿灯的作用是不能互换的．

阅读上文，回答下列问题：

（1）请你概括指出光散射遵循的规律．

（2）试着运用上文提到的知识解释大海为什么是蓝色的？

参考答案与试题解析

一．选择题

1．（2017•黔东南州）下列成语所描述的情景中，属于光的折射现象的是（　　）

A．镜花水月 B．海市蜃楼 C．坐井观天 D．立竿见影

【分析】（1）光在同种、均匀、透明介质中沿直线传播，产生的现象有小孔成像、激光准直、影子的形成、日食和月食等；

（2）光线传播到两种介质的表面上时会发生光的反射现象，例如水面上出现岸上物体的倒影、平面镜成像、玻璃等光滑物体反光都是光的反射形成的；

（3）光线在同种不均匀介质中传播或者从一种介质进入另一种介质时，就会出现光的折射现象，例如水池底变浅、水中筷子变弯、海市蜃楼等都是光的折射形成的．

【解答】解：A、镜花水月是指花在镜子中成像，月亮在水中成像，都属于平面镜成像，是光的反射造成的，故A不符合题意；

B、海市蜃楼是光在不均匀的大气中传播形成的光的折射现象，故B符合题意；

C、坐井观天指在井中看到的天空只有井口那么大，这是光的直线传播造成的，故C不符合题意；

D、立竿见影只在地上树立一个竿子就可以看到它的影子，这是光沿直线传播形成的，故D不符合题意．

故选B．

【点评】此题通过几个词语考查学生对光的折射、光的直线传播、光的反射的理解，解题的关键是理解词语反应的物理情境，一定程度上考查了学生的语文知识，在学习过程中要善于利用所学知识解释有关现象．

2．（2017•大连）下列光现象中，由光的折射形成的是（　　）

A．日食和月食 B．电视机画面上的丰富色彩

C．月亮在水中的倒影 D．泳池的池底看起来变浅了

【分析】自然界中存在三种光现象：

1、光在同种均匀介质中沿直线传播，激光准直、小孔成像、影子、日食、月食都是光的直线传播形成的．

2、光的反射现象，平面镜成像、水中倒影等是光的反射形成的．

3、光的折射现象，池水及水中物体看起来比实际位置浅、彩虹等都是光的折射形成的．

【解答】解：

A、日食和月食是光的直线传播形成的，故A错误；

B、彩色电视机荧屏上呈现各种颜色是由红绿蓝三色色光合成的，红、绿、蓝三种色光叫色光的三原色，不属于折射，故B错误；

C、月亮在水中的倒影是平面镜成像，是光的反射形成的，故C错误；

D、池水看起来比实际浅是光的折射形成的，故D正确．

故选D．

【点评】此题主要考查了光的反射、光的折射、光的直线传播现象，平时要注意各个现象的形成原因并注意它们间的区分．

3．（2017•苏州）下列图示的光现象中，属于光的折射形成的是（　　）

A．水中倒影     B．雨后彩虹   C．树荫下的光斑    D．汽车后视镜

【分析】（1）光在同种、均匀、透明介质中沿直线传播，产生的现象有小孔成像、激光准直、影子的形成、日食和月食等；

（2）光线传播到两种介质的表面上时会发生光的反射现象，例如水面上出现岸上物体的倒影、平面镜成像、玻璃等光滑物体反光都是光的反射形成的；

（3）光线在同种不均匀介质中传播或者从一种介质进入另一种介质时，就会出现光的折射现象，例如水池底变浅、水中筷子变弯、海市蜃楼等都是光的折射形成的．

【解答】解：A、湖水中景物的倒影是平面镜成像，是光的反射现象，故A错误．

B、雨后彩虹的形成属于光的色散，是光的折射现象，故B正确；

C、光在均匀介质中沿直线传播，在遇到不透明的树叶时，便在物体后形成影子，而没有树叶的地方光沿直线传播，在地面上形成光斑．故C错误．

D、汽车观后镜是凸面镜，通过后视镜看到车后的景物是利用光的反射而成的虚像．故D错误．

故选B．

【点评】此题通过几个日常生活中的现象考查了对光的折射、光的直线传播、光的反射的理解，在学习过程中要善于利用所学知识解释有关现象，达到学以致用的目的．

4．（2017•天津）下列现象中由光的折射形成的是（　　）

A．在平静的湖面可以看到“蓝天白云”

B．射击瞄准时要做到“三点一线”

C．人在月光下，地面上会出现影子

D．游泳池注水后，看上去好像变浅了

【分析】（1）光在同一均匀介质中沿直线传播．光沿直线传播的实例有：小孔成像、激光准直、影子、日食和月食等；

（2）光照在不同介质面上时，会发生反射现象，平面镜成像和水中“倒影”就是具体应用；

（3）光从一种介质斜射入另一种介质时，光的传播方向就会发生偏转，即光的折射现象．

【解答】解：

A、在平静的湖面可以看到蓝天白云，这是光的反射现象，故A错误；

B、射击瞄准时要做到“三点一线”，这是利用了光的直线传播，故B错误；

C、人在月光下，地面上会出现影子，是由于光的直线传播形成的，故C错误；

D、注水的游泳池看上去好像变浅了，是由于光在界面发生折射形成的，故D正确．

故选D．

【点评】此题主要考查了光的直线传播、光的折射、光的反射现象，是一道综合性较强的好题．

5．（2017•常德）下列现象中不属于光的折射的是（　　）

A．潭清疑水浅

B．太阳光经过三棱镜后可以产生彩色光带

C．阳光透过树叶的缝隙照到地面上，形成圆形光斑

D．海市蜃楼

【分析】要解决此题需要掌握：

（1）光在同一均匀介质中沿直线传播．光沿直线传播的实例有：小孔成像、激光准直、影子、日食和月食等；

（2）光照在不同介质面上时，会发生反射现象，平面镜成像就是具体应用；

（3）光从一种介质斜射入另一种介质时，光的传播方向就会发生偏转，即光的折射现象，凸透镜成像就是具体应用．

【解答】解：A、“潭清疑水浅”指的是池底看起来要比实际的位置变浅了，看到的池底是真实池底的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．故A不合题意．

B、白光是由多种色光混合而成的，所以太阳光经过三棱镜后可以产生彩色光带就是光的色散现象，实质为光的折射，故B不符合题意．

C、阳光透过树叶间的缝隙射到地面上，形成圆形光斑，是由于光的直线传播，故C符合题意．

D、海市蜃楼是由于介质的不均匀使光路发生改变的缘故，因此属于光的折射现象，故D不符合题意．

故选C．

【点评】此题通过几个日常生活中的现象考查了对光的折射、光的直线传播、光的反射的理解，在学习过程中要善于利用所学知识解释有关现象，达到学以致用的目的．

6．（2017•上海）光从空气倾斜射入玻璃中，入射角为60°，折射角可能为（　　）

A．0° B．35° C．60° D．90°

【分析】光的折射定律：折射光线、入射光线和法线在同一平面内，折射光线、入射光线分居法线两侧，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；光由水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．

【解答】解：根据从空气斜射入水中时，入射角为60°，折射角小于入射角．故B可能正确，ACD一定错误．

故选B．

【点评】本题的关键是掌握光的折射规律，明确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，折射角小于入射角是解答此题的关键．

7．（2017•扬州）如图所示的现象中，由于光的折射形成的是（　　）

A．树荫下的光斑 B．手影 C．月亮的“倒影” D．笔“折断”了

【分析】（1）光的折射是指光线从一种介质斜射入另一种介质时，光的传播方向发生改变的现象，比如透镜成像、水变浅了、水中的筷子折断了等；

（2）光的反射是指光线在传播的过程中遇到障碍物被反射出去的现象，比如平面镜成像；

（3）要掌握光沿直线传播现象，知道影子的形成、日月食的形成、小孔成像都是光沿直线传播形成的．

【解答】解：树荫下的光斑、手影都是光沿直线传播形成的，月亮在水中的倒影是平面镜成像现象，故属于光的反射，笔“折断”了属于光的折射现象．

故选：D．

【点评】影子、小孔成像、树下的光斑、日晷、日月食是光的直线传播原理形成的现象；倒影、照镜子、潜望镜是光的反射原理形成的现象；透镜、看水下的物体变高，光在不均匀介质中不沿直线传播等是光的折射形成的现象．

8．（2017•天水）如图，小强在水中练习潜水，则能正确反映岸上教练看到水下小强的光路图是（　　）

A． B． C． D．

【分析】光的折射定律的内容：折射光线、入射光线、法线在同一个平面内，折射光线与入射光线分居法线两侧，当光由空气斜射入水中时，折射角小于入射角，当光由水斜入空气中时，折射角大于入射角．据此分析即可解答．

【解答】解：（1）岸上教练看到水下小强，光线是由水里发出的，故光线的传播方向应该是从水里射向空气，且当光由水斜射入空气中时，折射光线与入射光线分居法线两侧，而C中折射光线与入射光线在法线同侧，故AC错误；

（2）根据光的折射定律可知，当光由水斜射入空气中时，折射光线与入射光线分居法线两侧，折射角大于入射角；而B中折射角小于入射角，故B错误、D正确．

故选D．

【点评】此题考查光的折射定律的应用，关键是明确光线的传播方向．难度不大，属于基础题．

9．（2017•绵阳）如图所示，两块完全相同的直角三角形玻璃砖A和B放置在同一水平面内，斜边平行且相距一定距离．一条光线从空气中垂直于玻璃砖A的直角边射入，从玻璃砖B的直角边射出，射出后的位置和方向可能是图中的（　　）

A．光线a B．光线b C．光线c D．光线d

【分析】光线垂直于界面入射时，光线的传播方向不变；光从空气中斜射入玻璃中时，折射小于入射角；光从玻璃中斜射入空气中时，折射角大于入射角．

【解答】解：光线垂直于界面入射时，光线的传播方向不变；光从玻璃中A斜射入空气中时，折射角大于入射角，故从A出来的折射光线会向上偏转，在图中虚线的上部；

光从空气中斜射入B中时，折射角小于入射角（此时的折射角等于A中的入射角），故折射光线与入射光线平行射出B，如图：

．

故选：B．

【点评】此题主要考查了光的折射光线的画法，首先要熟练掌握光的折射定律的内容，关键是搞清折射角与入射角的关系．特别注意垂直入射时，光的传播方向不变．

10．如图为在空气与水面处发生光的反射和折射的示意图，如果逐渐减小入射角，则（　　）

A．折射角增大 B．折射光线将靠拢法线

C．反射角增大 D．反射光线将远离法线

【分析】光遇到水面、玻璃以及其他许多物体的表面都会发生反射；当光从一种介质斜射入另一种介质时，传播方向发生偏折，这种现象叫做光的折射．

在光的反射现象中，反射角始终等于入射角，所以反射角会随着入射角的增大而增大，减小而减小．

【解答】解：当逐渐减小入射角时，反射角减小，折射角也随之减小，折射光线和反射光线都会靠拢法线．

故选：B．

【点评】在光的反射现象和折射现象中，入射光线是因，反射光线和折射光线是果，两者都随着入射光线的变化而变化，从而出现了反射角和折射角随着入射角的增大而增大的现象．

11．如图所示的四种现象中，属于光的折射现象的是（　　）

A．叶子经露珠成放大的像     B．荷花在水中形成倒影

C．笔直的光线射入树林中     D．日全食现象

【分析】（1）光在同一均匀介质中沿直线传播．光沿直线传播的实例有：小孔成像、激光准直、影子、日食和月食等；

（2）光照在不同介质面上时，会发生反射现象，平面镜成像就是具体应用；

（3）光从一种介质斜射入另一种介质时，光的传播方向就会发生偏转，即光的折射现象，凸透镜成像就是具体应用；

【解答】解：A、叶子经露珠成放大的像，是光的折射现象；

B、荷花在水中形成倒影是光的反射现象；

C、笔直的光线射入树林中是光的直线传播现象；

D、日全食现象是光的直线传播形成的．

故选A．

【点评】此题通过几个日常生活中的现象考查了对光的折射、光的直线传播、光的反射的理解，在学习过程中要善于利用所学知识解释有关现象，达到学以致用的目的．

12．如图所示，现有一个盛有适量水的透明玻璃杯和一支吸管．小明同学将一支吸管斜插入盛有适量水的透明玻璃杯中，透过玻璃杯的侧面俯视水杯（如图所示），可能看到的是以下哪种情况（　　）

A． B． C． D．

【分析】本题有两种光学现象：

一是玻璃杯从侧面看中间厚边缘薄，相当于放大镜，对铅吸管起到放大作用；

二是吸管反射的光由水斜射进入空气中，光线要发生折射，满足：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，当光由水中斜射进入空气中时，折射光线远离法线偏折，折射角大于入射角．

【解答】解：本题从三个方面考虑：

一是水杯起到放大作用，看到水中的吸管的像比实际吸管变粗；

二是由于光的折射会出现错位现象，刚进入水中的吸管错位，A点的像应在B点，如图：

水杯底部的吸管，C点的像在D点，如图：

所以从侧面看到斜插入玻璃杯水中吸管的像如图：

故选D．

【点评】凸透镜中间厚边缘薄，当物距小于焦距时，凸透镜成正立放大的虚像；

光的折射定律：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．

13． “测定玻璃的折射率”的实验中，在白纸上放好玻璃砖，aa′和bb′分别是玻璃砖与空气的两个界面，如图所示，在玻璃砖的一侧插上两枚大头针P1和 P2，用“+”表示大头针的位置，然后在另一侧透过玻璃砖观察，并依次插上大头针P3和P4．在插P3和P4时，应使（　　）

A．P3只挡住P1的像 B．P4只挡住P2的像

C．P3同时挡住P1、P2的像 D．以上做法均不完备

【分析】根据实验的原理，连接P1、P2表示入射光线，连接P3、P4表示出射光线，连接两光线与玻璃砖的交点，即为折射光线．

【解答】解：

根据实验的原理，连接P1、P2表示入射光线，连接P3、P4表示出射光线，连接两光线与玻璃砖的交点，即为折射光线．实验的过程中，要先在白纸上放好玻璃砖，在玻璃砖的一侧插上两枚大头针P1和P2，然后在玻璃砖另一侧观察，调整视线使P1的像被P2的像挡住，接着在眼睛所在一侧相继又插上两枚大头针P3、P4，使P3挡住P1、P2的像，使P4挡住P3和P1、P2的像．故ABD错误，C正确．

故选：C．

【点评】用插针法测定玻璃砖折射率时，大头针间的距离和入射角都应适当大些，可减小角度引起的相对误差，提高精度．

二．填空题

14．（2017•济宁）一束光在空气与某透明物质的界面处发生了反射和折射现象，其光路如图所示．界面上方为　空气　（选填“空气”或“透明物质”）；反射角=　40°　．

【分析】（1）光的反射定律的内容：反射光线与入射光线、法线在同一平面上；反射光线和入射光线分居在法线的两侧；反射角等于入射角．

（2）光的折射定律的内容：入射光线、法线、折射光线在同一平面内，折射光线和入射光线分别位于法线两侧，当光线从空气射入其它透明介质时，折射角小于入射角；当光线从其它介质斜射入空气时，折射角大于入射角．

【解答】解：由图可知，上面的两条线在同一种介质内，故应该是反射光线和入射光线；反射光线和入射光线间的夹角的角平分线是法线，法线与界面垂直，故入射角为90°﹣50°=40°；下面的那条线为折射光线，折射光线与法线间的夹角即折射角为90°﹣70°=20°，折射角小于入射角，故下方为透明物质，上方为空气．

故答案为：空气；40°．

【点评】此题考查了光的反射定律、光的折射定律的应用，首先要掌握定律的内容，根据法线和界面的关系确定反射角与入射角之间的关系．

15．（2017•南京）如图所示，小明将一枚硬币放在碗底，眼睛在A处恰好看不到它，沿碗壁缓缓向碗中加水，小明在A处又能看到“硬币”．这是因为光从　水　斜射入　空气　中时发生了　折射　现象．

【分析】光从一种介质斜射入另一介质时，光的传播方向会发生偏折，折射光线进入人眼，人眼逆着折射光线就看到了物体的虚像．

【解答】解：当沿碗壁缓缓向碗中加水时，来自硬币的光线会从水中斜射入空气中从而发生折射，当折射光线进入人眼时，人眼逆着折射光线看去，看到的便是由于光的折射而形成的虚像（虚像的位置比物体的实际位置偏高），所以小明在A处也能看到硬币的虚像，这是利用了光的折射现象．

故答案为：水；空气；折射．

【点评】此题主要考查光的折射现象及其应用，难度不大，属于基础知识，光的反射和光的折射，二者容易混淆，要注意区分．

16．如图所示为光在空气和玻璃间传播的情况，由图可知，入射光线是　CO　，折射角是　30°　，玻璃在　右　侧．

【分析】光线从一种介质斜射向另一种介质时，在界面将发生反射和折射，由光的反射定律和折射规律可知，折射光线、反射光线、入射光线及法线都在同一平面内；反射角等于入射角；从空气斜射入玻璃中时，折射角小于入射角； 入射光线和反射光线具有对称性，在界面的同侧，入射光线和折射光线不对称，分别在界面的两侧．

【解答】解：因为入射光线和反射光线在同一平面内，并且反射角等于入射角，

从图中可以看出，MN左侧的两条光线OC、OA与OP的夹角相等，因此MN为界面，O′P为法线

CO、AO中应是反射光线和入射光线，而入射光线和折射光线分居法线的两侧，

故CO是入射光线，OA是反射光线，OB是折射光线，

由于∠COM=30°，所以入射角为∠COP=90°﹣30°=60°，

而折射角∠Q′OB=30°，从而可知折射角小于入射角，

所以是从空气斜射入玻璃中，玻璃在右侧．

故本题答案为：CO，30°，右．

【点评】当光线射向两种介质的界面上时，会同时发生反射和折射．光的反射中，反射角等于入射角；当光从空气斜射入玻璃中时，折射光线将向靠近法线的方向偏折，即折射角小于入射角．

17．早晨一束阳光从空气中斜射入某液体中，在液面上发生反射和折射，入射光线与液面成30°反射光线恰好与折射光线垂直，则折射角为　30°　．随着时间的推移，从早晨到中午，折射角将　减小　（选填“增大”、“不变”或“减小”）．

【分析】（1）要解决此题，首先要掌握光的反射定律的内容，知道反射角等于入射角．同时要掌握光的折射的规律，知道反射光线和折射光线垂直根据各角的关系可以解得．

（2）确定早晨到中午入射光线的入射方向的变化，确定入射角的变化，从而分析出反射角的变化．

【解答】解：（1）由题意知，入射光线与液面成30°角，则入射角为90°﹣30°=60°，反射角也为60°，由题知，反射光线恰好与折射光线垂直，设折射角为β，则折射角β=180°﹣60°﹣90°=30°．

（2）从早晨到开始，随着时间的推移，太阳越升越高，阳光与地面间的夹角越来越大，入射角逐渐变小，到达正午时，光线垂直射向地面，反射光线和折射光线向法线靠近；折射角是折射光线和法线的夹角，因此折射角将减小；

故答案为：30°；减小．

【点评】此题主要考查了光的反射和折射定律及其有关的计算．解决此题最关键的是根据题意画出对应的光路图，根据反射定律的内容和已知条件进行计算；光的反射定律的内容以及反射角与入射角的关系，重点是搞清入射角与反射角的概念．

18．如图所示，一平行光束从空气中照射到平行玻璃砖的上表面经折射后从下表面射出，射出的光线　平行　（“平行”或“不平行”），物理学中把光从真空射入介质发生折射时入射角i与折射角r的正弦之比n叫做介质的“绝对折射率”，简称“折射率”，若图中的α=60°，β=30°，空气可以近似看成真空，玻璃砖的折射率为　1.732　．

【分析】因为平行玻璃砖的上下两个表面平行，故在两个面上折射时第一次折射的折射角是第二次折射的入射角，根据折射定律，第一次的入射角等于第二次的折射角，故射出光线应平行．根据折射定律求解折射率．

【解答】解：根据折射定律做出光路图如图：

因为上下两个表面平行，故在两个面上折射时第一次折射的折射角是第二次折射的入射角，根据折射定律，第一次的入射角等于第二次的折射角，故射出光线应平行．

根据折射定律得：玻璃砖的折射率为 n===1.732．

故答案为：平行；1.732．

【点评】该题考查了光的折射，正确作图是解决该类题目的基基础，并能结合几何知识进行分析．

19．春暖花开，天气晴朗，蓝天飘着朵朵白云．小芳和爸爸妈妈在公园游玩，发现水里的鱼好像在云中游．如图所示我们所看到的鱼是由于光的折射形成的　虚　像（选填“实”或“虚”），像的位置比鱼的实际位置　浅　些（选填“深”或“浅”）．

【分析】我们能看到鱼，是鱼反射的光线从水中斜射入空气中，进入人眼，人看到的不是真实的鱼，而是偏高的鱼的虚像，是由于折射形成的．

【解答】解：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．

故答案为：虚；浅．

【点评】反射与折射都能形成虚像，主要区别是反射形成的虚像关于反射面对称，物像分布在反射面的两侧；折射形成的虚像，像和物在界面的同一侧．

20．如图所示，用激光笔向容器底部投射光斑O之后，保持入射光线的位置不变，沿着容器内壁缓慢地向容器中注入清水，随着水位的逐渐上升，光斑会逐渐向O点的　左　边移动（选填“左”或“右”），光线在水中的折射角的大小会　不变　（选填“变大”、“变小”或“不变”）．

【分析】根据光的折射规律，分别作出水槽内水位低时、水位高时的光的折射的光路图，两者比较得出结论．

【解答】解：光从空气斜射入水中，折射角小于入射角；

刚开始向水槽内注水，水位低，注入水的体积增加时，水位升高；光的折射的光路图分别如B、A图所示：

比较可知，在注水的过程中光斑向左移动．

由于入射角不变，故折射角不变．

故答案为：左；不变．

【点评】在做光路图时，前后两次由于入射角不变，所以要保证折射角不变．

21．暑假，小明一家去海滨旅游，他看到在靠岸近海岸的潜水区有色彩鲜艳的水草、小鱼、珊瑚…小明看到的是物体的　虚　（虚/实）像；因为光线在水面发生了　折射　现象．由于水面波动不息，小明看到的水下的景物晃动不停、甚至有的会变形．此时小明注意到一些人在玩“浮潜”．借助潜水面镜和呼吸管，“浮潜”者可以将头部潜入水中观察，其身体与一般的游泳者一样浮在水面，据小明对他们的咨询，了解到他们看到的景物比较清楚没有晃动和变形，这是由于　光沿直线传播　而造成的．

【分析】（1）从水中物体上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，就会觉得水中物体变浅了；

（2）光在同种均匀介质中沿直线传播．

【解答】解：水中物体反射出的光，在水面处发生了折射，折射光线向远离法线的方向偏折，我们看到的是变浅的水中物体的虚像．“浮潜”者在水中观察水中的物体，光都是在水中传播，没有发生折射是沿直线传播的，所以他们看到的景物比较清楚没有晃动和变形．

故答案为：虚； 折射； 沿直线传播的．

【点评】（1）在观察折射现象中的物体时，首先要明确物体和观察者所处的不同介质，然后明确光的传播路径，最后根据光的折射规律（密度小的介质中的角大）判断物体像的变化情况．

（2）光在同种均匀介质中沿直线传播．

三．作图题（共10小题）

22．（2017•通辽）如图SA是由水底射灯射出的一条光线，请画出SA的折射光线和被平面镜反射处的光线．

【分析】光由水中斜射进入空气中时的折射光线远离法线偏折，折射角大于入射角画出折射光线．反射光线与入射光线在同一平面内，反射光线、入射光线分居法线两侧，反射角等于入射角，根据这一内容作出反射光线．

【解答】解：过A点垂直于水面画出法线，在法线右侧的空气中画出折射光线，注意折射角大于入射角；折射光线照射到平面镜上时会发生反射，反射角等于入射角，据此作出反射光线，如图所示：

．

【点评】作光路图时一定要注意：反射光线、折射光线都应与入射光线分居法线两侧，注意角度的变化，法线要用虚线，要用箭头标出光的传播方向．

23．（2017•贵阳）如图所示，一束光线从空气斜射入玻璃砖中，请你画出该入射光线在玻璃中的折射光线

【分析】根据光的折射定律作图：当光从空气斜射入水或玻璃等透明介质中时，折射角小于入射角；当光从水或玻璃等透明介质斜射入空气中时，折射角大于入射角．

【解答】解：图中法线已画出，光从空气斜射入玻璃中时，折射角小于入射角，由此在法线右侧的玻璃中作出折射光线，如图所示：

．

【点评】光的折射作图，要记住角的大小关系：由空气斜射入水，折射角小，由水斜射入空气，折射角大．即空气中的光线和法线的夹角总是大的．

24．（2017•大庆）如图所示，一束光从半球面上的A点沿半径方向射入半球形玻璃，已知半球形玻璃的球心为O，请画出这束光线在半球形玻璃左侧平面发生的折射、反射光路图．

【分析】（1）根据反射定律的内容可知，光反射时，反射光线、入射光线与法线在同一 平面内，入射光线和反射光线分居法线两侧，反射角等于入射角．

（2）由光的折射规律可知，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居法线的两侧，且当光从空气斜射入玻璃中时，折射角小于入射角．光从玻璃中斜射入空气时，折射角大于入射角．

【解答】解：过球心的光线不发生折射，过O点垂直于半球形玻璃左侧平面作出法线，然后根据反射角等于入射角，在玻璃内画出反射光线，根据光线在光从玻璃中斜射入空气时，折射角大于入射角画出折射光线．如下图所示：

【点评】此题主要考查了光的反射、折射光线的画法，记熟光的折射定律的内容，并要搞清折射角与入射角的关系是解答此题关键．

25．（2017•辽阳）潜水员在水中A点，看到岸边物体B的像B′，请在图中画出B′的大致位置，并画出光路图

【分析】掌握光的折射规律，知道光从空气斜射入水中时，折射角小于入射角．

人能看到岸物体的虚像，是因为光从物体反射出经过折射进入水中达到人眼，所以可以先根据虚像和人眼的位置确定折射光线，再根据折射规律大体画出入射光线．

【解答】解：若连接BA，与水面相交于一点，而折射点在此点的左侧，这样可大致找到折射点，并确定出折射光线．通过折射点做出法线，连接折射点与B点，做出入射光线，此时折射角小于入射角．如图所示：

【点评】此题考查了有关折射光路的画法，首先确定光从哪种介质斜射入哪种介质，根据折射规律确定入射角与折射角的大小关系即可解决．

26．（2017•大连）如图所示，一束光从空气斜射到玻璃的表面，请画出进入玻璃的折射光线．

【分析】根据光的折射定律作图：当光从空气斜射入水或玻璃等透明介质中时，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，折射角小于入射角；当光从水或玻璃等透明介质斜射入空气中时，折射角大于入射角．

【解答】解：题中已经作出法线，当光从空气斜射入玻璃等透明介质中时，折射角小于入射角，所以，在法线右侧的玻璃中作出折射光线，折射光线向法线靠近．如图所示：

【点评】作光路图时一定要注意：折射光线应与入射光线分居法线两侧，注意角度的变化，法线要用虚线，要用箭头标出光的传播方向．

27．（2017•随州）如图，人眼在E处通过碗的边缘D点刚好能看到空碗底部硬币的左边缘A点． 现在向碗里缓慢加水，当水面到达C处时，人眼仍在E处，但能通过D点看到硬币的右边缘B点．用一条光线示意以上光学现象（并画出水面、法线）．

【分析】当我们用眼睛看水中物体时，是物体所反射的光进入到了我们的眼睛，才看清物体；

光的折射规律是当光从空气斜射入水中或其他介质中时，折射光线向法线方向偏折；光从水或者其他介质斜射入空气中时，折射光线向远离法线的方向偏折．

【解答】解：碗里无水时，人眼在E处通过碗的边缘D点刚好能看到空碗底部硬币的左边缘A点；

沿碗壁缓缓向碗中加水时，当水面到达C处时，能通过D点看到硬币的右边缘B点，说明由B点射向水面的光线折射后进入了人的眼睛；

所以，作图方法为：过C点作水平直线（即水面），与AE交于O点（O为入射点），再过O点作法线，连接BO即为入射光线，则OD为折射光线，如图所示：

【点评】本题来源于生活中的折射现象，要求能够判断出折射现象，并且会根据折射定律判断光路是否正确，重点考查学生知识应用与实践的能力．

28．（2017•阜新）请你画出如图所示人眼看到水中鱼A的大致光路（A'为鱼A的虚像）．

【分析】由于光的折射，人看到的鱼是鱼在水的像，比原来的位置要浅一点，故可先连接眼睛与A′，与水面的交点即为入射点，再连接入射点和A，标出光的传播方向．

【解答】解：

人之所以能看到水中鱼A，是由A射向水面的光线经水面折射后进入人眼，因此光的传播方向为A→眼睛；

A′是人眼逆着折射光线看到的虚像，所以直接连接眼睛和A′，与水面的交点即为入射点O；

连接A和入射点O即为入射光线，如图所示：

【点评】本题通过光的折射现象的作图，说明了为什么感觉水中的物体看起来变浅的原因．

29．（2017•赤峰）如图所示，一束光射向玻璃三棱镜并穿过三棱镜，请画出这束光进入三棱镜和离开三棱镜后的光线（画出法线）．

【分析】先画出法线，根据光的折射规律画出所给光线的折射光线．光线再由玻璃射出来时，原来的折射光线此时又变成了入射光线，同样根据光的折射规律再做折射光线．光线在空气与玻璃之间发生两次折射．

【解答】解：光由空气进入玻璃，折射角小于入射角，因此折射光线应向法线靠拢；再次折射时，光由玻璃进入空气，折射角大于入射角，因此折射光线远离法线射出．

【点评】光学作图题比较复杂，考查的知识点也比较多，所以要多做相关的训练，并且作图的时候要仔细，不要在细节问题上出错．

30．（2017•常州）运钞车车厢内，人眼挨着玻璃砖观察车外，请通过光路作图（保留痕迹），标出人眼看到车外的范围．

【分析】当光从空气进入水、玻璃等透明介质时，折射角小于入射角；由此分析作图．

【解答】解：

人眼挨着玻璃砖观察车外情况，先画出由玻璃砖左右两侧射向人眼的光线，即折射光线，过折射点画法线，再根据光从空气斜射入玻璃时，折射角小于入射角画出入射光线，两入射光线之间的区域就是人眼看到车外的范围，如图所示：

．

【点评】本题考查了根据折射定律作图，关键掌握好当光从空气进入水、玻璃等透明介质时，折射角小于入射角；当光从水、玻璃进入空气中时，折射角大于入射角．

31．如图所示，水面上方有一个发光点A1，水中另有一个发光点A2．人在空气中看到A2在水中的位置就是A1在水中的像的位置．请画出：

（1）A1发出的光经水面反射进入人眼的光路图；

（2）A2发出的光进入人眼的光路图．

【分析】经过审题我们得知，人在空气中看到A2在水中的位置就是A1在水中的像的位置，所以找到A1在水中的像的位置是解决本题的第一关键，又因为A1发出的光经水面反射进入人眼，所以找到此光线的入射点是解决本题的第二关键，这两个问题得到解决，本题也就基本完成了，剩余的就是连接A1、A2点以及人眼与光线的入射点之间的连接问题了，连接时注意连线的虚实和光线的方向问题即可．

【解答】解：①根据平面镜成像的特点作出A1关于水面的像点A1′，连接A1′与人眼，交于水面一点O，过O点垂直水面作出法线，A1到O为入射光线，O到人眼为反射光线，如图所示；

②A2到O为入射光线，O到人眼为折射光线，如图所示：

【点评】本题考查的是光从水中斜射向空气的折射规律和光在空气中发生反射的规律的综合应用，要熟记反射定律、折射定律、平面镜成像的特点，才能灵活解答本题．

四．实验探究题

32．（2017•安徽）如图所示的实验装置，可以用来研究光从水中斜射到与空气的分界面时所发生的光现象．

（1）使入射角i在一定范围内由小变大，会发现折射角γ　由小变大　（填写变化规律），且折射角总是大于相应的入射角；

（2）当入射角i增大到某一值时，折射角γ会达到最大值，该最大值是　90°　；

（3）若继续增大入射角i，将会发现不再有　折射　光线，而只存在　反射　光线．

【分析】（1）光在折射时，折射角随入射角的变化而变化，结合不同介质中的折射特点可做出解答；

（2）当入射角达到一定程度时，折射会增大到最大，其最大值为90°；

（3）折射角达到最大值后，继续增大入射角，则不再有折射光线．

【解答】解：（1）由光的折射规律可知，使入射角i在一定范围内由小变大，会发现折射角γ也由小变大，且折射角总是大于相应的入射角；

（2）当入射角i增大到某一值时，折射角γ会达到最大值，该最大值是90°；

（3）若继续增大入射角i，将会发现不再有折射光线，而只存在反射光线．

故答案为：（1）由小变大； （2）90°； （3）折射； 反射．

【点评】本题考查了光的折射规律的探究实验，考查的内容主要涉及两角的变化规律，是我们应该重点理解的．

33．（2017•贵阳）在观察小孔成像特点时，小波发现：光屏到小孔的距离越远，所成的像越大，像的大小与该距离有什么定量关系？于是他在光线较暗的环境中进一步探究：

1．用发光二极管按“F”字样拼装在不透明的纸板上，如图1甲所示．

2．将“F”字样纸板、带小孔的不透明纸板、半透明塑料板（光屏）依次置于光具座的A、B、C位置，使“F”正立面对小孔，如图1乙所示．

请你回答下列问题：

（1）给二极管通电，随即在光屏上呈现出“F”的像，小波观察到光屏上呈现的像是图2中的　②　（填写序号）．

（2）由于小孔成像的原理是光的　直线传播　，所以这个像是　实像　（选填“实像”或“虚像”）

（3）保持“F”字样纸板，小孔位置不变，只改变光屏到小孔的距离（像距），用刻度尺逐次测量像高，记录数据如表所示：

根据表中的数据，请你用一个数学表达式来表示h与v的关系　h=0.25v　

（4）于是小波得出结论：小孔成像时，同一物体像的大小与相距成正比，你认为这一结论需要补充的条件是　物体到小孔的距离一定　．

【分析】（1）要解决此题，需要掌握凸透镜成像的规律：

当u＞2f时，成倒立、缩小的实像．照相机、摄像机就是根据这个原理制成的．

当u=2f时，成倒立、等大的实像．

当f＜u＜2f时，成倒立、放大的实像．幻灯机、投影仪就是根据这个原理制成的，

当u＜f时，成正立、放大的虚像．放大镜就是根据这个原理制成的；

（2）物体发出或反射的光通过小孔后，在小孔后面的光屏上形成倒立的实像，这就是小孔成像；

（3）（4）算出表格中像的高度和像到小孔的距离的比值，可以看出比值是一个定值，由此得出像的高度和像到小孔的距离成正比；

【解答】解：（1）能用光屏承接的为实像，由凸透镜成像规律知：实像都是倒立的，故选②；

（2）蜡烛在塑料薄膜上所成的像是倒立的实像，其成像的原理是光的直线传播；

（3）由表格上的数据可知，像的高度随像到小孔距离的增大而增大，且像的高度与像到小孔距离的比值是一个定值，即==0.25，即h=0.25v；

（4）由（3）得在物距和物高一定时，物体经小孔所成像的高度和像距成正比．即小孔成像时，物体到小孔的距离一定，同一物体像的大小与相距成正比．

故答案为：（1）②；（2）直线传播；实像；（3）h=0.25v；（4）物体到小孔的距离一定．

【点评】此题考查的是凸透镜成像的规律，小孔成像现象，学会从实验表格数据分析并得出结论，同时要了解小孔成像的原理和特点，有一定的难度．

34．某同学在做探究光的折射特点实验，如图是光从空气射入水中时的光路，实验中发现，入射光线、折射光线和法线在同一平面内，折射光线和入射光线分别位于法线的两侧．通过实验还得到如下数据：

（1）分析表中数据，可得出结论：

光从空气斜射到水面时，将同时发生反射和折射现象；光从空气斜射到水面时，折射角随入射角的变化关系是：　折射角随入射角的增大而增大　，且折射角　小于　（大于/等于/小于）入射角．当光从空气垂直射到水面时，折射角等于零．

该同学根据以上结论总结出了光的折射定律．

（2）请你指出该同学上述探究实验过程存在的不足：　未换用其它透明介质进行实验　．

【分析】（1）光从空气斜射到水面时，将同时发生反射和折射现象；

光从空气斜射入水或其他介质中时，折射角小于入射角，折射角随入射角的改变而改变．

（2）实验次数较少，结论具有偶然性，多次测量是为了获取多组数据，得出普遍性的结论，换用其他透明介质再做此实验，得出的结论更具有普遍性．

【解答】解：

（1）由表中数据可知，光从空气斜射到水面时，当入射角不断增大时，折射角也随之增大，故折射角随入射角的变化关系是：折射角随入射角的增大而增大（折射角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，折射角等于零．

（2）该同学上述探究实验过程存在的不足：实验次数较少，结论具有偶然性，应该换用其他透明介质再做此实验，这样得出的结论将更具有普遍性．

故答案为：（1）折射角随入射角的增大而增大；小于；

（2）未换用其它透明介质进行实验．

【点评】此题考查光的折射定律及归纳法的应用，光从空气斜射入水或其他介质中时，折射角小于入射角，折射角随入射角的改变而改变．

35．陶瓷茶杯底部放有一枚硬币，人移动到某一位置时恰好看不见硬币（如图甲），往茶杯中倒入一些水后，又能够看见硬币了（如图丙）．

（1）倒入一些水后看到硬币的是　虚　（选填“实”或“虚”）像，比硬币实际的位置　高　（选填“高”或“低”）．

（2）在图乙中，大致画出所示光线所对应的折射光线．

（3）在图丙中，通过图示和标注的形式说明为什么能看到硬币．

【分析】（1）当我们用眼睛看水中物体时，是物体所反射的光进入到了我们的眼睛，才看清物体；

（2）光的折射规律是当光从空气斜射入水中或其他介质中时，折射光线向法线方向偏折；光从水或者其他介质斜射入空气中时，折射光线向远离法线的方向偏折．

【解答】解：（1）保持眼睛和杯子的位置不变，慢慢向杯子里倒水，随着水面的上升，将会看到硬币的虚像，这是由于光在水面发生了光的折射现象所形成的．随着杯中水面的不断上升，根据折射角大于入射角可知，硬币的像将向上移动，比硬币实际的位置高．

（2）光从水斜射入空气中时，折射光线向远离法线的方向偏折，折射角大于入射角，画出空气中的折射光线．如下图乙所示：

（3）根据光的折射规律，光从水斜射入空气中时，折射光线向远离法线的方向偏折，折射角大于入射角，人眼逆着光的传播方向看去，便可看到比硬币实际的位置高的像．如图丙所示．

故答案为：（1）虚；高；（2）（3）如上图所示．

【点评】本题来源于生活中的直线传播和折射现象，要求能够判断出折射现象，并且会根据折射定律判断光路是否正确，重点考查学生知识应用与实践的能力．

36．某同学用两个硬纸筒探究小孔成像，如图所示．

（1）该同学发现蜡烛和小孔的位置固定后，像离小孔越远，像就　越大　．他测出了不同距离时像的高度，并将实验结果填在了表格中，根据表中的数据可以得到的结论是：蜡烛和小孔的位置固定后，像的高度h与像到小孔的距离s成　正比　（选填“正比”或“反比”）．

（2）我们除了发现像的大小与像到小孔的距离有关外，还与物体到小孔的距离有关吗？在进行探究的过程中，我们应控制　屏　到小孔的距离不变，只改变物体到小孔的距离．

（3）该同学知道树荫下的圆形光斑就是太阳通过树叶间的小孔在地面上成的像，他测出了某一个光斑的直径为1.4cm，光斑到小孔的距离为1.5m，从书上查到太阳到地球的距离为1.5×1011m，由此可以估算太阳的直径为　1.4×109　 m．

【分析】（1）算出表格中像的高度和像到小孔的距离的比值，可以看出比值是一个定值，由此得出像的高度和像到小孔的距离成正比．

（2）根据实际情况可知，像的大小可能与多个因素有关，所以在探究像的大小可能与物体的距离有关时，必须控制屏到小孔的距离不变，改变物体到孔的距离；分析实验现象即可得出结论；

（3）根据像的直径和像到小孔的距离的比值等于物体的直径和物体到小孔的距离的比值，列式求解．

【解答】解：（1）由表格上的数据可知，像的高度随像到小孔距离的增大而增大，求出像的高度和像到小孔距离的比值，可以发现比值是一个定值．所以像的高度h与像到小孔的距离S成正比．

（2）我们除了发现像的大小与像到小孔的距离有关外，还与物体到小孔的距离有关吗？在进行探究的过程中，我们应控制屏幕到小孔的距离不变，只改变物体到小孔的距离，该方法称为控制变量法；

（3）光斑的直径与光斑到小孔的距离的比值是一个定值．根据光线传播的可逆性可知：太阳直径和太阳与小孔之间的距离的比值是一个定值，且和光斑的直径与光斑到小孔的距离的比值相等．

太阳的直径：d=×1.5×1011m=1.4×1011cm=1.4×109m．

故答案为：（1）越大；正比；（2）屏；（3）1.4×109．

【点评】此题考查的是小孔成像的知识，第二问和第三问是难点，要用物体所成像的直径和像到小孔距离的比值是一个定值来解答．是一道比较难的题目．

五．解答题

37．某校新建成一个喷游水池，在池底的中央安装了一只射灯．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．现往池内注水，水面升至a位置时，站在池旁的人看到亮斑的位置在P点；如果水面上升至b位置时，人看到亮斑的位置在Q点，请作图并说明P点，Q点所在的位置．

【分析】（1）光在同种、均匀、透明介质中沿直线传播，从一种介质进入另一介质时，光的传播方向发生改变，产生折射现象；

（2）水面升至a位置时，光从水斜射入空气中时，入射光线、折射光线以及法线在同一平面内，折射角大于入射角，确定折射光线的方向；

（3）水面上升至b位置时，光线先在水池侧壁发生反射，反射角等于入射角，反射光线再从水中斜射入空气里发生折射，折射角大于入射角．

【解答】解：（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：

【点评】本题重点考查的是作反射光线和折射光线，理解并掌握光的反射定律和折射定律是解决此题的关键．

38．将一矩形玻璃砖从中间斜切后，向左右沿水平直线拉开一小段距离，如图所示，一条光从左侧面垂直射入，画出这条光线从右侧玻璃砖射出的折射光路图（保留作图痕迹）．

【分析】当光从空气斜射入玻璃时，入射光线和折射光线分居法线的两侧，折射角小于入射角；当光从玻璃斜射入空气时，入射光线和折射光线分居法线的两侧，折射角大于入射角．

【解答】解：

光从空气垂直入射到玻璃界面上，传播方向不变，当光从玻璃斜射入空气中时，折射角大于入射角，折射光线将远离法线；当光从空气斜射入右侧玻璃砖时，传播规律相同．如图所示：

【点评】此题考查光的折射光路图的画法，完成折射光路图时，一定首先明确光从哪种介质到哪种介质．

39．如图所示，一束光线垂直射到玻璃砖的一个面．请你在图中作出这束光线进入玻璃砖内的径迹和离开玻璃砖后的大致径迹．

【分析】要解决此题，需要掌握光的折射定律的内容：入射光线、法线、折射光线在同一平面内，折射光线和入射光线分别位于法线两侧．当光线垂直入射时，折射光线、法线和入射光线在同一直线上．当光线从空气斜射入其它透明介质时，折射角小于入射角；当光线从其它介质斜射入空气时，则折射角大于入射角．

【解答】解：首先光从空气垂直入射到玻璃的表面，所以传播方向不变．

然后光从玻璃斜射入空气中，首先过入射点画出法线，然后根据折射角大于入射角，画出折射光线．

故答案为：

【点评】此题主要考查了光的折射光线的画法，首先要熟练掌握光的折射定律的内容，关键是搞清折射角与入射角的关系．特别注意垂直入射时，光的传播方向不变．

40．（2017•烟台）

红灯停，绿灯行

    红灯停，绿灯行，这是人所共知的，能否将红绿灯的作用互换一下呢？

    我们平时见到的太阳光是白光，它是由红、橙、绿、蓝、靛、紫等色光组成的，白光叫复色光，各种颜色的光叫单色光．单色光的颜色是由频率决定的，红光频率最低，波长最长；紫光频率最高，波长最短．光在空气中传播时，会遇到大气分子、水蒸气微粒以及尘埃微粒等障碍物．当光照射到这些微小的障碍物上，障碍物会将光波的一部分能量散射出去，而另一部分能量将穿过障碍物继续向前传播，光散射的强度与光波波长有关，波长越短，被散射出去的能量越多，穿过的能量越少，在相同条件下，红、橙光穿过的能量多，蓝、绿光被散射出去的能量多，早晚我们看见太阳时，见到的主要是太阳光中穿透厚厚大气层的红光、橙光，所以朝阳、落日是红色的．晴朗的天空，见到的主要是阳光中被大气散射的蓝、绿光，所以天空呈蓝色．

    正因为红光在空气中散射最弱，穿透能力强，可以传到较远的地方，使车辆和行人在远处就能发现，及早做好准备，所以用红灯表示停止和危险信号．雾天行车，车上要开黄色警示灯，也是这个道理．可见红绿灯的作用是不能互换的．

阅读上文，回答下列问题：

（1）请你概括指出光散射遵循的规律．

（2）试着运用上文提到的知识解释大海为什么是蓝色的？

【分析】（1）解答本题要抓住材料中的关键句子“光散射的强度与光波波长有关，波长越短，被散射出去的能量越多，穿过的能量越少”．

（2）太阳光由红、橙、黄、绿、青、蓝、紫七种颜色组成，这七种颜色的光，波长各不相同，从红光到紫光，波长逐渐变短，长波的穿透能力最强，最容易被水分子吸收，短波的穿透能力弱，容易发生反射和散射．

【解答】解：（1）根据文中的关键字句可知光散射遵循的规律：光散射的强度与光波波长有关，波长越短，被散射出去的能量越多，穿过的能量越少；

（2）我们能够看到大海是因为海水反射的光的进入我们的眼睛，射向水面的太阳光中波长较短的蓝光和紫光遇到较纯净的海水分子时就会发生强烈的散射和反射，于是人们所见到的海洋就呈现一片蔚蓝色或深蓝色了．

【点评】本题是一道阅读理解的题目，考查学生分析问题，解决问题的能力，从短文中获得对解题有用的信息是答题的关键．