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人教版(2024)八年级上册第4节 光的折射精练
展开一、单选题
1.春秋战国时期墨子和他的学生做了世界上第一个小孔成倒像的实验,这种现象说明了光沿直线传播。如图所示的光现象是由于光的直线传播形成的是( )
A.墙壁上的手影B.桥在水中的倒影
C.雨后的彩虹D.笔在水面处“折断”
2.“十一”假期,小明在大明湖畔看到“船儿在水面荡漾,鸟儿在水面飞翔,青山在水中摇曳”。在这些景物中,由于光的折射形成的是( )
A.船儿B.白云C.鱼儿D.青山
3.如图,2022年11月,同安区铜鱼池入选了《福建省第一批河湖文化遗产名单》,当一束光从空气斜射入铜鱼池水时,下列结论中正确的是( )
A.反射角可能等于折射角B.折射角一定大于入射角
C.折射角一定小于入射角D.折射角可能等于入射角
4.如图一束光线射向平静的水面,若光线与水面的夹角为60°,折射角应为( )
A.20°B.30°C.60°D.70°
5.如图所示,水平桌面上有杯水,一束光斜射到水面上,保持入射光方向不变,只将杯子的左侧抬高30°,则( )
A.入射角变大,折射角变小
B.入射角变小,折射角变小
C.入射角变大,折射角变大
D.入射角不变,折射角不变
6.如图所示,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
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,老王对“鱼”的下方照
7.下列现象中,由光的折射形成的是( )
A. 水中倒影
B. 筷子“折断”
C. 树下光斑
D. 拐弯镜中的像
8.如图所示,东南亚地区生活着一种射水鱼,它发现水面上的小昆虫后,能从口中快速喷出一束水柱,将昆虫击落水中,实现捕食,下列光路图能表示射水鱼观察水面上小昆虫的( )
A.B.
C.D.
9.拍摄BBC自然历史系列《蓝色星球Ⅱ》的工作人员听说在塞舌尔海岸附近人们看到了巨大的特瓦利鱼在捕猎海鸟。如图是在平静的海面上,一条特瓦利鱼突然跃出海面捕食乌燕鸥的情景。特瓦利鱼在水中看到水面上方的乌燕鸥的实质是( )
A.乌燕鸥的虚像,像在乌燕鸥的上方
B.乌燕鸥的虚像,像在乌燕鸥的下方
C.乌燕鸥的实像,像在鸟燕鸥的上方
D.乌燕鸥的实像,像在乌燕鸥的下方
10.有一圆柱形敞口容器,从其左侧某上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.保持水面的高度和入射点不变,使激光的入射角增大
B.保持激光射入的角度不变,使水面上升
C.保持水面的高度不变,使激光笔向右平移
D.保持激光射入的角度不变,使水面下降
11.如图所示,一固定光源向水池发出一束激光,在水面同时发生了反射和折射现象,并在光电屏和池底分别留下光斑P和Q,据图分析可知( )
A.反射角为50°B.反射角为80°
C.若水面上升,光斑P将向右移D.若水面下降,光斑Q将向右移
12.如图所示,是光在水和空气两种介质中传播时发生的现象,则( )
A.PQ下侧是水B.MN左侧是水
C.入射角是30°D.折射角是60°
13.如图所示,一只烧杯中装有半杯水,放在水平木板AB上,一束光线竖直向下照在水面上。现在A端下方垫一个小木块C,使木板倾斜一个小的角度,则此时( )
A.反射光线顺时针方向旋转
B.反射光线逆时针方向旋转
C.折射光线的方向不变
D.折射光线顺时针方向旋转
14.下列成语中与光的折射现象有关的是( )
A.海市蜃楼B.坐井观天C.镜花水月D.一叶障目
15.《梦溪笔谈》是北宋一部涉及中国古代自然科学、工艺技术及社会历史现象的综合性笔记体著作,该书被评价为“中国科学史上的里程碑”。作者沈括在书中记载了海市蜃楼的大自然奇观,如图是海市蜃楼形成的原理图。下列说法中正确的是( )
A.由于光的直线传播,楼阁C发出的光沿直线传播到A点观察处
B.由于光的反射,楼阁B在C处形成楼阁虚像
C.由于光的折射,楼阁B在C处形成楼阁虚像
D.此现象说明光在空气中不能沿直线传播
16.如图所示,小林将一枚硬币放在不透明杯子的底部,并向后退到恰好看不见硬币的位置,此时向杯中缓慢注水,小林又重新看到了硬币。关于该现象说法正确的是( )
A.人眼看硬币是光从人眼传到硬币
B.重新看到的是硬币的实像
C.重新看到的硬币比实际位置高
D.重新看到的硬币是光沿直线传播现象
二、填空题
17.香格里拉景区里,青山绿水,风景如画,湖水如镜,有“鱼”在“云”中游的美景,如图所示。我们看到的“鱼”是由光的 形成的,湖水中的“云”是由光的 形成的。(均选填“直线传播”、“反射”或“折射”)
18.当光传播到空气和水的分界面上时,入射角为30°,折射角为45°,那么反射角为 ,光是 (选填“从空气射向水”或“从水射向空气”)。
19.如图所示,是光在空气和玻璃之间发生折射的光路图,从图中可以看出,空气在界面的 侧,折射角的大小是 ,此过程中还有部分发生了反射,反射角的大小是 .
20.唐诗“潭清疑水浅,荷动知鱼散”,如图所示,诗人看到的潭底和水中的鱼都是 像,这是光的 现象,是光从 中斜射入 中时发生的。
21.如图所示,空碗底部放一枚硬币,移动空碗,使眼睛刚刚看不到硬币,保持眼睛和碗的位置不变,慢慢向碗里倒水,随着水面升高,又看到了“硬币”,这是由于光从 到 中发生了折射现象,硬币上有A、B两点,先后看到这两点时的入射角变化情况是 (选填“变小”“不变”或“变大”)。
22.如图是人类首次拍到猩猩使用工具捕猎的情景。为了捉到一条鱼,猩猩用矛拼命地刺向水里却没有成功,这主要是因为猩猩看到水中的鱼是光从 射入 中而成;若人用激光枪射鱼,应该使激光对准看到的 (鱼/鱼上方/鱼下方)照射。
23.我们在平面镜中看到自己的像相对很清晰,而在水面看自己的像则相对较暗,这是因为光射在水面上时发生 的缘故;如果光与水面成30°角射到水面上,反射光线与折射光线的夹角刚好是80°,则折射角为 度。
24.如图所示,一盏探照灯的灯光与水平面保持50°夹角射向水池,在没有水的池底B处形成一个光斑,从不同方位都可以看到这个光斑是因为发生了光的 反射。在逐渐注水的过程中,池底的光斑将 (选填“不会”、“向左”或“向右”)移动。
25.如图是光在空气和玻璃两种介质中传播时同时发生反射和折射的光路图,其中 是入射光线,入射角的大小为 ,折射角的大小是 ,界面的 (选填“上”、“下”、“左”或“右”)侧是空气。
26.如图所示,一盏探照灯的灯光与水平面成50°角射向水池,在没有水的池底C处形成一个光亮,在逐步向水池注水的过程中,B处的人将看到池底的光斑 (填“不会”、“向左”或“向右”)移动。同时,光入水后的传播速度将 (变大/变小/不变)。
三、作图题
27.如图所示,一束光从玻璃斜射入空气中,请画出折射光线并标出折射角γ。
28.一束光线从空气斜射到平静的水面上,请在图中画出该入射光线的反射光线和折射光线的大致方向。
29.如图,ABC为一直角三角形玻璃砖的横截面。一束光线垂直于AB入射,在AC面上同时发生反射和折射,请画出这束光线在AC面上的反射光线和折射光线。
30.图甲为游客看到的北极熊“泳池分身术”的情景。图乙是简化图,其中A为游客眼睛的位置,是游客看到北极熊水中“身体”的位置。请在图乙中画出游客看到水中“身体”的光路图,并画出北极熊身体的大致位置(用B表示)。
31.如图所示水面上方有一发光点A,水中另有一发光点B,人眼在P点看到B在水中的位置就是A在水中的像的位置。请画出:
①A发出的光经水面反射进入人眼的光路图;
②B发出的光进入人眼的光路图。
32.图S点是水中位置,S’点是人的眼A的置请完成人眼在 A处看到鱼的光路图,并画出该光线在水面发生反射的反射光线。
33.如图所示,一块较厚的玻璃砖,现有一束激光斜射至玻璃砖表面,请画出光进入玻璃砖和射出玻璃砖的大致折射光线。
34.在图中画出折射光线。
35.如图所示,平面镜与水平方向成45°角,OA是光线经过平面镜反射后的反射光线,请画出OA对应的入射光线,并将光线OA穿过半圆形玻璃砖后的光路补充完整。
36.如图,小文给同学们表演趣味小实验,她将一块厚玻璃砖竖立在桌面上,让小明站在玻璃砖右侧进行观察。小文将一枚硬币缓慢移至玻璃砖左侧某一位置时,小明惊奇地发现,硬币“进入”了玻璃砖内。请画出从A点出发的一条光线,经过玻璃砖进入眼睛的完整光路。
四、实验题
37.如图是小明同学利用光具盘探究光从空气斜射入玻璃中时的规律,经过多次实验并记录了如下数据:
(1)实验中,光具盘除了能读出入射角和折射角大小外,还具有 的作用;
(2)由表中数据可知,光从空气斜射入玻璃中时,折射角 (选填“大于”、“等于”或“小于”)入射角,且折射角随着入射角的增大而 ;
(3)根据光路可逆判断:当光以30°的入射角从玻璃射入空气中时,其折射角是 。
38.小光在做“探究光的折射特点”的实验时,如图是光从空气射入水中时的光路。通过实验得到如下数据:
(1)分析表中数据,可得出结论:
①光从空气斜射到水面时,将同时发生 和 现象;
②光从空气斜射到水面时,折射角随入射角的变大而 ,且折射角始终 (选填“大于”“等于”或“小于”)入射角。当光从空气垂直射到水面时,折射角等于 (注意:填角度大小);
(2)拓展应用:
小光去游泳,观察到深水区并不深,原因是他看到的池底是由光的折射形成的 (选填“实像”或“虚像”),在实际位置的上方。
39.小华利用图所示的实验装置,做“探究光的折射特点”的实验。
(1)在实验中,她用激光笔发出一束光从空气射向水面,多次改变入射光的方向,记录的实验数据如下表。通过分析实验数据,关于光的折射现象,你能归纳出的结论是 (写出一条即可);
(2)从表中的实验数据可推知:本实验中,若让光从水射向空气,当入射角为32°时,则光在空气中的折射角为 ;
40.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光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,记录如下:
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 。
41.小明同学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,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表
(1)分析以上数据可知光从玻璃射向空气时,折射角随入射角的变化关系是 ;光从玻璃斜射向空气时,反射能量随着入射角的增大而 ;当光从空气斜射向玻璃时,入射角为81°时,折射角为 ;
(2)分析表中数据可知,光从玻璃斜射向空气时,当入射角≥ 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,请猜想:若光从空气斜射向玻璃, (选填“能”或“不能”)发生全反射,理由是 。
42.如图甲所示,小明和小华在探究“光的折射现象”时,将一束入射角为50°的光斜射入杯中的水里,更换杯中的介质时他们发现光的偏折程度不同。为了定量反映这种差异,小明将“折射角与入射角的比值”定义为“偏折比”,并根据所学物理知识和生活经验,对影响“偏折比”大小的因素提出以下猜想:
猜想1:“偏折比”与液面的高度有关;
猜想2:“偏折比”与液体的种类有关;
猜想3:“偏折比”与入射光的颜色有关。
(1)小华认为猜想1是错误的,其理由是 。根据小明的定义,图甲实验中,测得折射角为40°,则此时的“偏折比”为 。
(2)为了验证猜想2,小明只将图甲中的水换成油。如图乙所示,油的高度小于水的高度,杯底光斑的位置恰与图甲实验时光斑的位置重合,对比可知:在相同条件下,油对光的“偏折比” (选填“大于”、“等于”或“小于”)水对光的“偏折比”。
(3)为了探究猜想3,小明用图甲装置先后射入绿色和紫色的激光,杯底光斑位置如图丙所示,则 光的“偏折比”大。将其中的一束激光穿过如图丁所示的玻璃砖,若光在玻璃砖上表面折射时的“偏折比”为0.8,则光在下表面折射时的“偏折比”为 。
(4)根据小明的操作和计算结果,小华认为,应该将“偏折比”定义为“光线在空气中与法线的夹角α和光线在介质中与法线的夹角β之比”。如图丁所示,经过对多组不同玻璃砖的实验,测得数据如表所示:
根据表格中的数据,分析可得:光在空气与另一种透明介质中传播时,对于不同的入射角,“偏折比” (选填“相等”或“不相等”);对于相同的入射角,“偏折比”越大,介质对光的折射程度越 (选填“高”或“低”),因此我们认为小华对“偏折比”定义的优点是 。
入射角
10°
30°
45°
60°
折射角
7.1°
20.7°
30°
37.8°
入射角
0
15
30
45
60
反射角
0
15
30
45
60
折射角
0
11
22.1
35.4
40.9
∠AON/°
0
15
30
45
60
75
80
∠CON/°
0
15
30
45
60
75
80
∠BOM/°
0
11
22
32
40.5
46.5
47.5
入射角i
10°
20°
30°
40°
50°
60°
70°
80°
85°
折射角r
8°
15°
22°
29°
35°
41°
45°
47°
48°
折射光线亮度
亮→暗
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%
玻璃砖A
玻璃砖B
玻璃砖C
光线在空气中与法线夹角α
30.0°
45.0°
60.0°
30.0°
45.0°
60.0°
30.0°
45.0°
60.0°
光线在玻璃中与法线夹角β
22.0°
32.0°
40.5°
17.0°
24.4°
30.4°
20.0°
28.9°
36.3°
1.36
1.41
1.48
1.76
1.84
1.97
1.50
1.58
1.65
参考答案:
1.A
【详解】A.墙壁上的手影形成原因是因为光在同种均匀介质中沿直线传播,故A符合题意;
B.桥在水中的倒影,其原理是光的反射,故B不符合题意;
C.雨后的彩虹,是光的色散现象,其原理是光的折射,故C不符合题意;
D.笔在水面处“折断”,是笔反射的从一种介质斜射入另一种介质中时发生了折射,故D不符合题意。
故选A。
2.C
【详解】青山、白云在水中的倒影属于平面镜成像,由光的反射形成的虚像;我们看到船儿在水面荡漾是因为小船反射的光线进入我们的眼睛;我们看到水中的鱼,其实是鱼反射的光线经水和空气折射进人的眼睛形成的虚像,故C符合题意,ABD不符合题意。
故选C。
3.C
【详解】由光的折射规律可知,当一束光从空气斜射入铜鱼池水时,折射角小于入射角。因为反射角等于入射角,所以折射角小于反射角,故C正确,ABD错误。
故选C。
4.A
【详解】入射光线与水面的夹角和入射角为互余,入射光线与水面的夹角为60°,则入射角为30°,根据折射定律知,光从空气斜射入水中时,折射角小于入射角,故A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
5.D
【详解】只将杯子的左侧抬高30°,水面仍然是水平的,即法线方向仍然是竖直方向,故入射角不变,所以折射角也不变化,故ABC不符合题意,D符合题意。
故选D。
6.A
【详解】岸上的人看见水中的鱼,是鱼的反射光线从水中斜射入水中时,发生折射现象,折射角大于入射角,在岸上的人逆着这条折射光线看过去,鱼就在真实位置的正上方,一次用鱼叉去叉所看到的鱼,应该叉“鱼”的下方,才是真正鱼的位置;
老王则用手电筒去照亮所看到的鱼,根据光的可逆性,手电筒的光线又会逆着原来的折射光线斜入到水中,在水中沿原来的入射光线折射后,照在真正鱼的位置,因此老王应对准“鱼”照,正确选A.
7.B
【详解】A.水中倒影是光的反射现象,故A不符合题意;
B.筷子“折断”是光线从水中斜射入空气中,是光的折射现象,故B符合题意;
C.树下光斑是小孔成像,是光沿直线传播,故C不符合题意;
D.拐弯镜是凸面镜,是光的反射成像,故D不符合题意。
故选B。
8.D
【详解】射水鱼观察水面上小昆虫时,小昆虫在空气中,射水鱼在水中,光由空气射入水中,在水面处发生折射,折射角小于入射角,故D符合题意,ABC不符合题意。
故选D。
9.A
【详解】特瓦利鱼在水中看见水面上方的乌燕鸥,是乌燕鸥反射的光斜射到水面时发生折射,由于折射角小于入射角,折射光线进入特瓦利鱼眼睛,特瓦利鱼逆着光的方向看到的是乌燕鸥变高了的虚像。故特瓦利鱼在水中看到水面上方的乌燕鸥的实质是乌燕鸥的虚像,像在乌燕鸥的上方;故A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
10.B
【详解】A.保持水面高度和入射点不变,使激光的入射角增大,激光束远离法线时,折射角随之变大,光斑会向右移动,故A不符合题意;
BD.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;同理使水面下降,入射点向右移动,则光斑向右移动,故B符合题意,D不符合题意;
C.保持水面高度不变,使激光笔向右平移,则入射光线和折射光线都向右平移,所以光斑右移,故C不符合题意。
故选B。
11.D
【详解】AB.已知入射光线和反射面的夹角为50°,所以入射角大小为
根据光的反射定律知:反射角与入射角相等,所以该光线的反射角为40°,故AB不符合题意;
C.若水面上升,入射点向左移动,入射角与反射角大小均不变,因此光斑P将向左移,故C不符合题意;
D.若水面下降,入射点向右移动,入射角与折射角大小均不变,因此光斑P将向右移,故D符合题意。
故选D。
12.B
【详解】A.如图所示,假设入射点是O,若PQ下侧是水,根据光的反射定律可知,则可判断PQ是界面,MN是法线,AO是入射光线,OB是反射光线, OC是折射光线,反射角等于入射角,由图可知,入射角是60°,反射角的大小应该是60°,但图上可以判断反射角的大小是30°,故A不符合题意;
B.若MN左侧是水,则根据光的反射定律和折射特点可知,光是从空气斜射入水中,MN是界面,PQ是法线,CO是入射光线,OB 是反射光线,OA是折射光线,反射角等于入射角,折射角小于入射角。由图可知,入射角是60°,反射角是60°,折射角是30°小于入射角,故B符合题意;
C.若入射角是30°,根据图中信息可知,∠AOQ是入射角,则QP是法线,MN是界面,根据光的反射定律可知,反射光线和入射光线分居法线两侧,反射光线应该在QP的下方,MN的左侧,由图可知,图中信息错误,同理判断∠CON是入射角,也不符合反射定律,故C不符合题意;
D.若折射角是60°,根据光的折射特点可知,入射角应在PQ的下方MN的左侧,由图可知,图中信息错误,故D不符合题意。
故选B。
13.C
【详解】一只烧杯中装有半杯水,放在水平木板AB上,一束光线竖直向下照在水面上,入射角为0度,反射角也为0度,光线在水面处不折射,进入水中后仍沿竖直方向传播;在A端下方垫一个小木块C,使木板倾斜一个小的角度,此时烧杯也将倾斜,水面仍沿水平方向,所以入射光线仍与水面垂直,入射角不变,故反射光线和折射光线的方向都不变。故ABD不符合题意,C符合题意。
故选C。
14.A
【详解】A.海市蜃楼是光线经过不均匀空气时发生折射形成的,属于光的折射现象,故A符合题意;
B.坐井观天是因光线直线传播导致观察范围较小,属于光的直线传播,故B不符合题意;
C.镜花水月属于平面镜成像,属于光的反射现象,故C不符合题意;
D.一叶障目是光线经过不透明物体时被遮挡的一种现象,属于光的直线传播,故D不符合题意。
故选A。
15.C
【详解】A.楼阁C是实际光线的反向延长线会聚形成的虚像,故A错误;
BC.由于光的折射,楼阁B在C处形成虚像,故B错误,C正确;
D.此现象不能说明光在空气中不能沿直线传播,光在均匀空气中是沿直线传播的,故D错误。
故选C。
16.C
【详解】A.人眼看硬币是硬币反射的光线进入人眼,故A错误;
BCD.硬币反射的光被杯壁遮挡住,光线进入不到眼睛,这说明了光在均匀介质中是沿直线传播的,缓慢注水,又可以看到硬币,是来自硬币的光线从水中斜射入空气中从而发生折射,人眼逆着折射光线看去,所以在原位置也能看到硬币的虚像,故BD错误,C正确。
故选C。
17. 折射 反射
【详解】[1]鱼儿是在水中的实际物体,从鱼身上反射的光线从水到空气的过程中发生了折射并进入了人的眼睛,我们看到的“鱼”,其实看到的是鱼的虚像,是由折射光线的反向延长线会聚而形成的。
[2]水面相当于平面镜,所以湖水中的“云”是通过水面发生反射形成的虚像。
18. 30° 从水射向空气
【详解】[1]当光传播到空气和水的分界面上时,入射角为30°,根据光的反射定律可知,此时的反射角是30°。
[2]此时折射角是45°,故入射角小于折射角,所以可以判断光线是从水射向空气。
19. 左 35 60
【详解】不论是光的反射还是光的折射,法线与界面都是垂直的,从图中可以看出折射角是小于入射角的,所以光是从空气射向玻璃的,所以界面的左侧是空气,折射角等于90-55=35,入射角为90-30=60,所以反射角大小是60.
20. 虚 折射 水 空气
【详解】[1][2][3][4]“潭清疑水浅,荷动知鱼散”指的是,水底和水中鱼反射出的光,从水中斜射入空气时,在水面处发生了折射,折射光线向远离法线的方向偏折。所以诗人看到的是变浅池底和鱼的虚像。
21. 水 空气 不变
【详解】[1][2]人看到水中的硬币是由于硬币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,人会认为光是沿直线传播的,会逆着折射光线的反向看去,就会看到硬币的虚像,比实物变浅了,所以看到硬币是由于光线折射时,折射角大于入射角造成的。
[3]由图可知,先看到硬币的A点;先后看到这两点时,折射光线的方向不变,且法线的方向也不变(与水面垂直),所以折射角不变,则入射角也不变。
22. 水中 空气 鱼
【详解】[1][2]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,折射光线进入猩猩眼睛,而猩猩眼睛是逆着折射光线的方向看去,就会觉得鱼变浅了,这实际上看到的是偏高的鱼的虚像。
[3]鱼射出的光线在水面处发生折射,折射光线进入眼睛,光的折射中光路是可逆的,从看到鱼的位置正对鱼照射,能把鱼照亮,所以应瞄准看到“鱼”的开始射击。
23. 折射 40
【详解】[1]在水面看自己的像相对较暗,这是因为光射到水面时,既发生了反射也发生了折射。
[2]由题意知,入射光线与水面成30°角,则反射角等于入射角,为
90°-30°=60°
则折射角为
180°-60°-80°=40°
24. 漫 向右
【详解】[1]从不同方位都可以看到这个光斑是因为发生了光的漫反射,反射光线射向四面八方。
[2]在没有注水时,根据光的直线传播,人直接能看到B点;当注水后,探照灯射出的光线到水面发生折射,折射光线靠拢法线,向右移动,照射到B'点,人看B'点时,B'点射出的光线到水面再次发生折射,折射光线远离法线进入人眼,眼睛逆着光线看,感觉光线是从B'点右侧射出的,所以人看到光斑向右移动。
25. BO 60° 35° 左
【详解】[1][2][3][4]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。光的折射规律的内容:折射光线、法线、入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。由图可知,∠BOM′=30°,同理∠AON=60°,所以MM′的左侧发生了光的反射,NN′为法线,则OC一定为折射光线,OA为反射光线,BO为入射光线。由图可知,入射角∠BON=60°;法线与折射光线的夹角为折射角,即∠CON′,为35°,此时的折射角小于入射角,由光的折射规律可知光是从空气中斜射入玻璃中,法线左侧为空气,右侧为玻璃。
26. 向右 变小
【详解】[1]在没有注水时,根据光的直线传播,人直接能看到C点;当注水后,探照灯射出的光线到水面发生折射,折射光线靠拢法线照射到C'点,人看C'点时,C'点射出的光线到水面再次发生折射,折射光线远离法线进入人眼,眼睛逆着光线看来感觉光线是从C''射出的,所以人看到光斑向右移动。
[2]光在水中的传播速度小于光在空气中的传播速度,光入水后的传播速度将变小。
27.
【详解】光从玻璃斜射入空气中时发生折射,折射角大于入射角,由此在法线右侧的空气中画出折射光线,折射光线与法线的夹角即为折射角γ,如图所示
28.
【详解】一束光线从空气斜射到平静的水面上,根据光的反射定律,反射光线和入射光线分居法线两侧,反射角等于入射角;所以反射光线在法线右侧,并且使反射角等于入射角。根据光的折射定律可知,折射光线和入射光线分居法线两侧,所以折射光线在法线的右侧,光线从空气斜射到水面上,折射角小于入射角。光路图如下图所示:
29.
【详解】光线垂直于AB入射,光的传播方向不变,沿原来的方向传播到界面AC,过AC面入射点作出法线,根据反射角等于入射角在法线的另一侧画出反射光线;在空气中法线的另一侧作出折射光线,注意折射角大于入射角,如图所示:
30.
【详解】经分析,因为人的眼睛和虚像在同一条直线上,所以连接北极熊水中像到游客眼睛A的连接,与水面的交点O为入射点,OA为折射光线;过入射点O画出法线,根据光从水中进入空气中时折射角大于入射角,画出入射光线,北极熊在入射光线上,且高于的位置,如图所示:
31.
【详解】根据像与物体关于平面镜对称画出A点在水中的像点,标记为A′;连接PA′,即得反射光线,PA′与水面的交点为入射点,连接A与入射点可得入射光线;人眼在P点看到B在水中的位置就是A在水中的像的位置,则反射光线也为此时的折射光线,连接B点与入射点,可得此时的入射光线,如图所示:
32.
【详解】人之所以能看到水中的鱼,是由鱼反射的光线经水面折射后进入人眼,因此光的传播方向大致为S-A;鱼的像是人眼逆着折射光线看到的,所以直接连接AS',与水面的交点即为入射点O;连接S和入射点O即为入射光线;根据光的反射定律,法线与反射面垂直,入射光线与反射光线分居法线两侧,反射角等于入射角,从而作出反射光线,如图:
33.
【详解】根据光的折射定律,当光从空气进入其他介质时,折射光线偏向法线偏折,从而作出光进入玻璃砖时的折射光线;当光从其他介质进入空气时,折射光线偏离法线偏折,从而作出光射出玻璃砖的大致折射光线,如图所示:
34.
【详解】光先从空气斜射入玻璃,折射角小于入射角,光线会靠近法线;光线又从玻璃中斜射向空气时,折射角大于入射角,光线会远离法线,如图所示:
35.
【详解】由图知,反射角等于
根据光的反射定律,则入射角等于45°,又知平面镜与水平面的夹角为45°,反射光线与入射光线的夹角为90°,从点O作OA的垂线BO,即为OA对应的入射光线;反射光线垂直射入半圆形玻璃砖,根据光的折射定律可知光线方向不变,从弧面的入射点作法线,因光从其它介质斜射入空气,折射角大于入射角,据此在空气中法线的下方作折射光线,如图所示:
36.
【详解】首先连接人的眼睛和虚像A',连线与玻璃砖右侧界面的交界点为折射点;光线从玻璃砖斜射入空气中,折射角大于入射角,据此做出玻璃砖中的入射光线;当光从空气斜射入玻璃砖中时,折射角小于入射角,据此做出硬币反射的光线,如图所示:
37. 显示光路 小于 增大 45°
【详解】(1)[1]利用光具盘表面的漫反射可以显示光路,同时能直接读出入射角和折射角的大小。
(2)[2] [3]由表格数据可知,当光由空气斜射入玻璃中时,折射角小于入射角,随着入射角的增大,折射角也增大。
(3)[4]根据光路的可逆性,当光由玻璃射入空气时,入射角小于折射角,且当入射角等于30°时,折射角为45°。
38. 光的反射 光的折射 变大 小于 0° 虚像
【详解】(1)①[1][2]由表中数据可知,光从空气射入水中时,入射角不为0°,能同时测量入射角和折射角,所以同时发生反射和折射现象。
②[3][4]由表中数据可知,光从空气斜射到水面时,入射角变大,折射角也变大,折射角小于入射角。
[5]当入射角为0°时,即光从空气垂直射到水面,折射角也为0°,说明光的传播方向不变。
(2)[6]池底反射的光线由水中斜射到空气中时,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,看到池底的虚像,在实际位置的上方。
39. 折射角随入射角的增大而增大
【详解】(1)[1]由表格中数据得,折射角随入射角的增大而增大、空气中的入射角大于水中的折射角。
(2)[2]从表中的实验数据得,当空气中的入射角为45°时,水中的折射角为32°,由光路可逆得,若让光从水射向空气,当入射角为32°时,则光在空气中的折射角为45°。
40. 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。
[2]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)[3][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)[5][6]由表格数据可知,随着入射角的增大,折射角也随着增大,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。
41. 折射角随入射角的增大而增大 增大 41.2° 41.8° a 不能 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
【详解】(1)[1][2]分析表中数据可知,光从玻璃斜射向空气时,入射角增大后折射角及反射能量都增大。
[3]由表中数据可知,光从玻璃斜射向空气时,入射角为41.2°时,折射角为81°。因为在光的折射现象中光路是可逆的,所以,当光从空气斜射向玻璃时,若入射角为81°,则此时折射角为41.2°。
(2)[4]根据表中数据可得,光从玻璃斜射向空气时,当入射角≥41.8°时,反射能量达到100%,就发生了全反射现象。
(3)[5]光从玻璃斜射向空气时,折射角随着入射角的增大而增大,且折射角总大于入射角。图线b中,当入射角等于45°时,折射角也等于45°;图线a中的折射角始终大于入射角,且入射角接近45°时,折射角达到90°(即发生全反射),符合题意,因此图线a反映了折射角与入射角的关系。
(4)[6][7]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。
42. 见解析 0.8 小于 绿 1.25 不相等 高 见解析
【详解】(1)[1]由图可知,水面上升或下降时,入射角和折射角都不变,则折射角与入射角的比值即偏折比也不变,由此说明偏折比与液体深度无关,故猜想1不正确。
[2]图甲实验中,测得折射角为40°,已知入射角为50°,则偏折比
(2)[3]将图甲中的水换成油,当油的深度小于水的深度,杯底光斑位置恰与图甲实验时光斑位置重合,如图1
由图1可知:水中的折射角大于油中的折射角,由于入射角相同,则在相同条件下,油对光的“偏折比”比水对光的“偏折比”小。
(3)[4]光线的入射角和入射点不变,绿、紫色激光的折光线,如图2
由图2可知:绿色激光的折射角大于紫色激光的折射角,由于入射角相同,则根据“偏折比”的定义可知:绿光的“偏折比”大。
[5]将一束激光穿过如图丁所示的玻璃砖,若光在玻璃砖上表面折射时入射角为r,折射角为i,如图3
此时“偏折比”为0.8,即
当光在下表面折射时如图3中,则此时入射角为r′,折射角为i′,根据几何知识可知
∠r′=∠i,∠i′=∠r
所以,光在下表面折射时的“偏折比”为
(4)[6][7][8]分析玻璃砖A(或玻璃砖B或玻璃砖C)的数据可知,光在空气与另一种透明介质中传播时,对于不同的入射角,“偏折比”不相等。分析表中数据,当光线在空气中与法线夹角都是30°时,光线分别在A、B、C三种玻璃中与法线的夹角越大,“偏折比”越大,说明介质对光的折射程度越高。从表中数据分析可知,在相同条件下,光线无论从介质射向空气还是从空气射向介质,小华这种定义的比值是一定的。
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