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文档简介
4.4光的折射(专题训练)【五大题型】
【题型1光的折射现象及其应用】...........................................
【题型2光的折射规律的应用】.................................................................8
【题型3探究光折射的特点】..................................................................14
【题型4作光的折射光路图】..................................................................20
【题型5光学实验设计与探究】................................................................26
一专残发型制像
【题型1光的折射现象及其应用】
1.(2023•东台市模拟)鸟儿白天会将玻璃幕墙看成蓝天白云,黄昏会透过玻璃看到明亮室
内的绿色植物,导致其贸然飞往撞击受伤,鸟儿在如图所示位置所见情景,是因为在玻
C.光的反射,光的反射D.光的折射,光的折射
【答案】A
【分析】(1)光在传播到不同物质时,在分界面上改变传播方向又返回原来物质中的现
象;
(2)折射现象是指光从一种介质斜射入另一种介质时,传播方向发生改变的现象;
(3)光在同一种均匀介质中沿直线传播。
【解答】解:鸟儿白天会将玻璃幕墙看成蓝天白云,这是因为远处的蓝天白云反射的光
在玻璃与空气分界处发生了反射进入了鸟的眼睛,是光的反射现象;
鸟儿在黄昏时会透过玻璃看到明亮室内的绿色植物,这是室内绿色植物反射的光通过玻
璃与空气分界处发生了折射进入了鸟的眼睛,是光的折射现象。
故选:Ao
2.(2023•兴宁区校级四模)如图所示的四种情景中,属于光的折射现象的是()
【答案】A
【分析】解答此题从以下知识点入手:
(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斜射入另一种介质时,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、渔民看见水里的鱼,是光的折射形成的,符合题意。
B、猫在镜中的像,是平面镜成像,是光的反射形成的,不符合题意。
C、倒映在江中的“桥”是倒影,倒影是平面镜成像,是光的反射形成的,不符合题意。
D、透过树林的阳光,是光的直线传播形成的,不符合题意。
故选:Ao
3.(2022秋•沐阳县期末)面对清澈见底、看起来不过齐腰深的池水,不会游泳的人千万不
要贸然下去,因为人们看到的池水深度和它的实际深度并不相同,下面四幅图能正确解
释此现象的是()
【答案】C
【分析】光的折射定律:折射光线与入射光线和法线在同一平面内;折射光线与入射光
线分居法线两侧;当光从空气斜射入水里或其它透明介质中时,折射光线向法线方向偏
折,折射角小于入射角。
【解答】解:
ABD、人们在岸上看到池水深度和它的实际深度并不相同,是因为光线从水中斜射入空
气中,折射光线进入人的眼睛,图ABD的光线都是由空气射入水中,故不合题意;
C、图中表示的是光从水中斜射入空气,在水面处发生了折射,折射角大于入射角,折射
光线进入人眼,人只能沿直线过去,所以逆着折射光线看到的是变浅的池底的虚像,故
C符合题。
故选:Co
4.(2023•吉林模拟)下列四种情景中,属于光的折射现象的是()
A.水中的倒影B.日食的形成
C.露珠下叶脉的像D.手影游戏
【答案】C
【分析】(1)光在同种均匀介质中是沿直线传播的。影子、日食、月食、小孔成像等都
属于光的直线传播。
(2)光射到物体的表面会改变传播方向回到原来介质中的现象叫光的反射。平面镜成像、
水中景物的倒影都属于光的反射。
(3)光从一种介质斜射到另一种介质时,传播方向通常会发生改变,这种现象叫光的折
射。水中“折筷”、海市蜃楼、池水变浅都属于光的折射。
【解答】解:A.水中的倒影,属于平面镜成像,是光的反射现象,故A不正确;
B.日食的形成,是光沿直线传播现象,故B不正确;
C.露珠相当于凸透镜,露珠下叶脉的像,是光的折射现象,故C正确;
D,手影游戏,是光沿直线传播现象,故D不正确。
故选:Co
5.(2023春•莱西市校级月考)(多选)下列属于光的折射的是()
A.树荫下地上有很多光斑
B.人在河边看到“白云”在水中飘动
C.奇妙的“海市蜃楼”景观
D.从侧面看鱼瓶中的鱼
【答案】CD
【分析】(1)光在同种均匀介质中沿直线传播,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斜射入另一种介质时,就会出现光的
折射现象,例如水池底变浅、水中筷子看起来变弯、海市蜃楼等都是光的折射形成的。
【解答】解:A、树荫下地上有很多光斑,属于小孔成像,是由光的直线传播形成的,故
A错误;
B、人在河边看到“白云”在水中飘动,属于平面镜成像,是由光的反射形成的,故B
错误;
C、海市蜃楼是由光的折射形成的,故C正确;
D、从侧面看鱼瓶中的鱼,属于凸透镜成像,是由光的折射形成的,故D正确。
故选:CDo
6.(2023•炎陵县模拟)(多选)在神农湖边,小明看到了平静的湖水中金鱼游弋于蓝天白云
之间,他看到的()
A.金鱼是经水面折射而成的像,且像在实际位置上方
B.金鱼是经水面折射而成的像,且像在实际位置下方
C.白云是经水面反射而成的像,且像到水面的距离大于湖水深度
D.白云是经水面反射而成的像,且像到水面的距离等于湖水深度
【答案】AC
【分析】(1)我们看到水中的物体,其实看到的是物体的虚像,是由光的折射形成的;
(2)平面镜成像是由于光的反射形成的,像和物体到镜面的距离相等。
【解答】解:AB.因为金鱼是在水中的实际物体,是由于光线从水中通过空气折射进入
了人的眼睛,我们看到水中的鱼,看到的是鱼的虚像,是由光的折射形成的,且像在实
际位置上方,故A正确、B错误;
CD.水中的白云,所以“白云”是在水中形成的像,即平面镜成像,故看到水中的白云
是由光的反射形成的与物体等大的虚像,像到水面的距离等于白云到水面的距离,大于
湖水深度,故C正确、D错误。
故选:ACo
7.(2023春•攸县月考)(多选)下列词语中涉及的物理现象和对它的解释相符的是()
A.清澈见底一一光的反射B.坐井观天一一光的折射
C.海市蜃楼一一光的折射D.波光粼粼一一光的反射
【答案】CD
【分析】光在自然界中存在三种光现象:
(1)光在同种均匀物质中沿直线传播,在日常生活中,激光准直、小孔成像和影子的形
成等都表明光在同一种均匀介质中是沿直线传播的;
(2)当光照射到物体表面上时,有一部分光被反射回来,例如:平面镜成像、水中倒影
等;
(3)当光从一种介质斜射入另一种介质时,传播方向会偏折,发生折射现象,如:看水
里的鱼比实际位置浅等。
【解答】解:A、池底反射的光线穿过水面,在水面处发生折射,折射角大于入射角,即
人眼逆着折射光线的方向看去,看到的是池底经水面折射所成的虚像,且虚像在实际池
底的上方,所以池水看起来比实际的浅。即清澈见底--光的折射,故A错误;
B、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B错
、口
沃;
C、海市蜃楼是光在密度不均匀的大气层中传播时,方向发生偏折形成的,这是光的折射
现象,故c正确;
D、阳光下,微风吹拂的河面,波光粼粼,光在两种介质表面传播时会发生反射,这是光
的反射现象,故D正确。
故选:CDo
8.(2022秋•萍乡期末)2022年4月18日,我国某地出现了“日晕”奇观(如图),它是由
于气温低,云中的水滴变
成六棱柱状的小冰晶,此过程发生了凝固(物态变化名称),太阳光穿过云层即在
小冰晶上发生折射(选填“折射”或“反射”或“光沿直线传播”),看上去在太阳
的周围出现一个圆圈,由内而外呈光谱色,这就是“日晕
【答案】凝固;折射。
【分析】液态水变成固态的小冰晶属于凝固;太阳光穿过云层进入人的视野发生折射。
【解答】解:由于气温低,云中的水滴变成六棱柱状的小冰晶,是由液态变成固态,叫
凝固;
太阳光穿过云层进入人的视野发生折射,使人看上去在太阳的周围出现一个圆圈一一这
就是“日晕”。
故答案为:凝固;折射。
9.(2023•濮阳t模)春天的金堤河湿地公园,鸟语花香、水清见鱼,是濮阳人游玩的好去
处。游人听到的“鸟语”是通过空气传播的:看到水中的“鱼”是由于光的折
形成的鱼的像。
【答案】空气;折射。
【分析】声音的传播需要介质,声音能在固体、液体和气体中传播;光在两种介质表面
会发生反射现象;光从一种介质斜射入另一种介质时,会发生折射现象,据此解答。
【解答】解:游人听到的“鸟语”是通过空气传播的。
鱼是在水中的实际物体,是由于鱼反射的光从水中通过空气折射进入了人的眼睛,我们
看到水中的鱼,是逆着折射光线看过去,其实看到的是鱼的虚像。
故答案为:空气;折射。
10.(2023•蓬江区模拟)小明在家为弟弟表演了一个“变硬币”的魔术,如图所示,将不透
明的杯子放在弟弟面前,弟弟看到杯中无硬币。然后缓慢向杯中注入水,弟弟惊讶地看
到了“硬币”。弟弟看到的“硬币”是由于光的折射(选填“直线传播”、“反射”
或“折射”)形成的虚(选填“实”或“虚”)像,像的位置比实际硬币的位置
(选填“深”或“浅”)。
【答案】折射;虚;浅。
【分析】光的折射规律: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,折射角小于入射角;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,折射角小于入射角。
【解答】解:缓慢向杯中注入水,硬币反射的光线从水中斜射入空气中时,在水面处发
生折射,折射角小于入射角,折射光线远离法线方向,人眼逆着折射光线看去,看到的
是变浅的硬币的虚像。
故答案为:折射;虚;浅。
11.(2023•全椒县一模)如图所示,一支固定好的激光笔向空水槽底部固定点O打出一束
激光。向水槽内加水使水面上升至A点,此时光斑在O点左侧(选填“左”或“右”),
这是因为发生了光的折射现象(选填“光沿直线传播”、“光的反射”或“光的折射”)。
【分析】根据光的折射现象可知,光从一种介质斜射入另一种介质时,其传播方向一定
发生改变;光从空气中斜射入水中时,折射角小于入射角。
【解答】解:水槽内没有注水时,光沿直线传播,照射到O点;当向水槽内注入适量的
水后,光从空气斜射入水中发生折射,折射角小于入射角,折射光线偏向法线,因此水
槽底部光斑移动到O点的左侧,该现象属于光的折射现象。
故答案为:左;光的折射。
12.(2022秋•武侯区期末)阅读下面材料,完成小题
海市蜃楼
海市蜃楼是一种奇幻的自然现象,其产生原因是太阳使地面温度上升后形成的一种气温
梯度,由于空气密度不同,光线会在气温梯度分界处发生折射,形成的自然现象。
海市蜃楼最易形成在平静的海面、大江江面、湖面、雪原、沙漠或戈壁等地方。远处的
物体发出的光线射向空中时,由于不断被折射,越来越偏离法线方向,进入上层的入射
角不断增大,以致发生全反射,光线反射回地面,人们逆着光线看去,就会看到远方的
景物悬在空中。沙漠里的行人常被这种景象所迷惑,以为前方有水源而向前去,但总是
可望而不可及。
(1)海市蜃楼产生的原因是太阳使地面温度上升后形成的一种气温梯度,由于空
气密度不同,光线发生折射,形成的自然现象。
(2)结合材料分析,早晨看到太阳在地平线附近,此时看到的是太阳的虚(选填
“虚”或“实”)像,而太阳实际位置在地平线下方。
【答案】(1)气温梯度;折射;(2)虚;下。
【分析】(1)阅读材料即可解答此题;
(2)光线在介质不均匀时,光路就会改变,由于大气层的不均匀,所以我们早晨看到的
太阳是由于折射形成的是虚像。
【解答】解:(1)由文中材料可知,海市蜃楼的产生原因是太阳使地面温度上升后形成
的一种气温梯度,由于空气密度不同,光线会在气温梯度分界处发生折射,形成的自然
现象;
(2)由于大气层上疏下密,光线穿过不均匀的大气连续发生折射,早晨当阳光的折射光
线沿水平线进入人眼时,而此时的入射光线还在地平线以下,即虽然看到了太阳的虚像,
但真实的太阳还在地平线以下。
故答案为:(1)气温梯度;折射;(2)虚;下。
13.(2022秋•石阡县期末)学生溺水死亡在学生突发危险事件中占很大比例,学校和家长
在防溺水方面已经多角度对学生进行安全教育。最近,喜欢冬泳的小明发现一些奇妙的
现象:(1)看起来水没那么深,跳下去后竟然没过了头顶;(2)站在河边,看着流动的
河水,突然间感觉原本静止的自己不断地在向上游运动。请用对应的物理知识解释相关
问题:
(1)为什么河水实际很深看起来会“变浅”?
(2)为什么感觉原本静止的自己不断地在向上游运动?
【答案】(1)河底反射的光线从水中斜射入空气时发生折射,折射角大于入射角,折射
光线进入人眼,人眼逆着折射光线的方向看去,就会觉得河水变浅;
(2)站在河边,看着流动的河水,以河水为参照物,人和河水的位置发生了变化,就会
感觉原本静止的自己不断地在向上游运动。
【分析】光线从一种介质斜射入另一种介质时会发生折射,由此形成的现象有:雨后彩
虹、池水变浅、水中筷子折断、海市蜃楼等;
判断物体运动还是静止,观察物体和参照物之间的位置是否发生变化。
【解答】答:(1)河底反射的光线从水中斜射入空气时发生折射,折射角大于入射角,
折射光线进入人眼,人眼逆着折射光线的方向看去,就会觉得河水变浅;
(2)站在河边,看着流动的河水,以河水为参照物,人和河水的位置发生了变化,就会
感觉原本静止的自己不断地在向上游运动。
【题型2光的折射规律的应用】
14.(2023•涪城区一模)一束平行光从水中射入空气,OP是其中的一条反射光线,如图所
示。能正确反映光线OP的光路图是(
【答案】B
【分析】光发生反射时,反射光线、入射光线、法线在同一个平面内,反射光线、入射
光线分居法线两侧,反射角等于入射角。
光从水中斜射入空气中,折射光线和入射光线分居于法线的两侧,折射角大于入射角。
【解答】解:由题知,OP是一束平行光从水中射入空气时的一条反射光线,所以入射光
线应在法线右侧的水中,因为反射角等于入射角,所以入射光线和反射光线与水平面的
夹角也相等(均为60°);根据光的折射规律,折射光线应在法线左侧的空气中,且折射
角大于入射角;由以上分析可知,B图正确。
故选:Bo
15.(2023•赫山区一模)如图所示,MN为水面,PQ为法线,水面下A处有潜水员,水面
上方B、C处分别有小明和小红。他们三人都通过水面相互观察,以下说法正确的是
潜水员
A.小明看到小红的像是由于光的折射形成的
B.潜水员看到小明的像是由于光的反射形成的
C.小明观察小红的像所对应的光路中,B0是入射光线
D.潜水员观察小明的像所对应的光路中,折射角为37°
【答案】D
【分析】(1)当光照射到物体表面上时,有一部分光被反射回来发生反射现象,例如:
平面镜成像、水中倒影等。
(2)当光从一种介质斜射入另一种介质时,传播方向会偏折,发生折射现象,如:看水
里的鱼比实际位置浅等。
(3)入射角是入射光线与法线的夹角。
(4)折射角是折射光线与法线的夹角。
【解答】解:A、小红反射的光线经水面后发生反射后,射入小明的眼睛,所以小明看到
小红的像,是由于光的反射形成的。故A错误;
B、潜水员看到的是小明变高的虚像,是光的折射形成的。故B错误;
C、小明观察小红的像对应的光路中,CO是入射光线,.故C错误;
D、潜水员观察小明的像对应的光路中,OA是折射光线,折射角为37°.故D正确。
故选:D。
16.(2023•自贡)一束光线由空气斜射入水中,入射角为a,反射角为氏折射角为丫,贝1J()
A.a>p>yB.a<p<yC.a=P<yD.a=P>y
【答案】D
【分析】(1)在光的反射中,反射角等于入射角;据此可判断入射角与反射角的关系;
(2)当光从空气斜射入水中时,折射角小于入射角,据此判断折射角与入射角的关系。
【解答】解:(1)一束光线由空气斜射入水中时,由光的反射定律可知,反射角等于入
射角,即0=凹
(2)当光从空气斜射入水中时,由光的折射定律可知,折射角小于入射角,即y<a;
综上所述,三个角之间的关系为:a=0>y,故D正确。
故选:D。
17.(2022秋•大埔县期末)如图所示,一束激光由空气入射到空水槽底部O点,形成一个
光斑。向水槽中注入适量水后,水槽底部光斑移动到O点的左(选填“左”或“右”)
侧。继续沿水槽壁缓慢注水,在此过程中,入射角不变,折射角不变(后两
空选填“增大”“减小”或“不变”)。
激光笔
0
【答案】左;不变;不变。
【分析】光从一种介质斜射入另一种介质时,光的传播方向发生改变,称为光的折射。
光从空气斜射入水中时,折射角小于入射角。
【解答】解:当向水槽内注入适量的水后,光从空气斜射入水中发生折射,折射角小于
入射角,因此光线移动到0点左侧;继续沿水槽壁缓慢注水,折射光线逐渐向左偏折,
但是入射角不变,折射角和反射角的大小也不变。
故答案为:左;不变;不变。
18.(2022秋•承德县期末)如图所示是一束光从空气斜射入玻璃时的光路图,其中光线OB
是折射光线,反射角是60°,界面是MM',界面的左(选填“上”、
“下”、“左”或“右”)边是空气。
【答案】折射;60;MM';左。
【分析】首先根据反射角和入射角相等,找出法线,从而确定界面,然后根据折射光线
和入射光线的关系确定出折射光线、入射光线、反射光线以及折射角的度数,根据折射
角和入射角的关系确定那边是空气。
【解答】解:由图可知,ZAOM'=30°,则/AON=90°-30°=60°,所以NAON
=/CON=60°,根据反射角等于入射角可知,NN为法线,MM,为界面;
折射光线和入射光线分别位于法线两侧,则OB一定为折射光线,AO为入射光线,OC
为反射光线;
/AON是入射角,/CON是反射角,/BON'是折射角,
折射角为/BON=90°-60°=30°,根据折射角小于入射角可知,界面MM,的左边是
空气,右边是玻璃。
故答案为:折射;60;MM';左。
19.(2022秋•卢龙县期末)一束光从空气斜射到某液面上同时发生反射和折射,入射光线
与液面成37°角,如图所示。若反射光线与折射光线的夹角为83。,则入射角的大小为
53°反射角的大小为53°,折射角的大小为44°
【答案】53°;53°;44°o
【分析】根据光的反射定律和折射的规律作图,先求得入射角,然后可知反射角的大小,
再根据反射光线与折射光线的夹角为93。,可求得折射角的大小。
【解答】解:根据光的反射定律和折射的规律作图。
设入射角为a,折射角为0,则NAOD=/DOB=a。
由题意知,入射光线与液面成37°角,则反射角等于入射角a=90。-37。=53°;
则折射角0=180°-53°-83°=44°。
故答案为:53°;53°;44°。
20.(2023•紫金县校级开学)阅读短文,回答问题。
光纤的奥秘
光纤电缆是本世纪最重要的发明之一、发明光纤电缆的,就是被誉为“光纤之父”的华
人科学家、诺贝尔奖获得者一一高银。光纤电缆利用玻璃清澈、透明的性质,使用光来
传送信号。光可以从弯曲的玻璃光纤的一端传到另一端,而不会“溜”出玻璃光纤,这
是为什么呢?原来,光从玻璃射入空气时,折射角大于入射角(如图1甲)。当入射角增
大时,折射角也增大(如图1乙)如果让一束激光从某种玻璃中射向空气(如图2
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41.8°时,折
射光线消失,只存在入射光线与反射光线,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,这种现象叫做光的全反射(如
图1丙)。这样光就在玻璃中传播,而不会“溜”出玻璃光纤(如图3),它只有在折射时
折射角是大于入射角的现象中才可能发生。所以,一般弯曲的光学纤维(简称光纤),只
要它的玻璃芯的透明高度、均匀,并且芯与外皮层之间大的铜“线”,为目前的信息高速
公路奠定了基础,数以万计的光学纤维构成的光学纤维束,它不仅能传导光能,也能将
图象从一端传到另一端。能传光的纤维束称传光束,同时能传图象的纤维束称传像束。
(1)完成上文中的空格。
(2)上述玻璃的临界角是41.8°o
(3)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
变为反射光。
(4)当光从空气射向玻璃,不会(选填“会”或“不会”)发生光的全反射现象。
(5)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4所
示),请在图中完成这束入射光的光路图。
【答案】见试题解答内容
【分析】(1)在光的折射中,折射角随入射角的增大而增大;
(2)由题意知光从玻璃射向空气时入射角与反射角、折射角的关系,可知当入射角为
41.8°时,折射光线消失了。
(3)根据光的反射和折射规律可以判断,当光从小于临界角向临界角靠近时,其光线强
弱的变化。
(4)根据折射角和入射角的关系进行分析,即当折射角大于入射角时,并且入射角又等
于临界角时,才会发生全反射现象。
(5)当光从一种透明介质垂直射入另一种透明介质时,传播方向不变。若入射角大于等
于玻璃的临界角,则会发生全反射,若入射角小于玻璃的临界角,则根据光的折射规律
画出其折射光线,据此画出光路图。
【解答】解:(1)在光的折射中,入射角增大时,折射角会增大。
(2)由题可知,当入射角增大到41.8°时,折射光线消失,因此该玻璃的临界角为41.8。。
(3)折射光线消失,也就是所有的光线都经过反射变成反射光线,所以其亮度会增强。
(4)光只有从水或玻璃射向空气时,才会发生全反射,所以光从空气射向玻璃,入射角
增大,折射光不可能完全消失;
(5)光垂直于玻璃三棱镜的一个面射入时传播方向不变,当入射光射向三棱镜的斜边时,
因为入射角45。>41.8°时,所以,由题意可知此时折射光线消失,只存在入射光线与
反射光线,根据反射角等于入射角画出反射光线,又因为此时的反射光线与三棱镜的底
边垂直,则它的传播方向不变,如下图所示:
故答案为:(1)增大;(2)41.8°;(3)反射光;(4)不会;(5)见解答。
【题型3探究光折射的特点】
21.(2022秋•如皋市期末)如图所示,将透明的薄壁(厚度可忽略不计)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,只通过缓慢改变水槽中的水量
来探究光的折射现象。水槽中未注水时可在侧壁上A处得到一个光点,注入一定量的水
后,光点移至B处,此时入射角小于(大于/等于/小于)角仇为使B处的光点移
至C处,则应使水槽中的水量增加(增加/减少/不变),若BC间距离为3cm,则水
面高度的变化量Ah大于(大于/等于/小于)3cm。
激光笔
【答案】见试题解答内容
【分析】根据光的折射现象可知,光从一种介质斜射入另一种介质时,其传播方向一定
发生改变;光从水中斜射入空气中时,折射角大于入射角。折射角随入射角的改变而改
变;
要使B点的光移到C处,则应使水槽内的水量增加,若BC间距离为3cm,由几何关系
可知水面高度的变化量应大于3cm。
【解答】解: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,光点下移到B点位置,这是由于光的折射现象引起的,当光从水中射入空气中
时,折射角大于入射角,此时入射角小于角8;
因入射角和折射角都不变,要使B处的光点向上移到C处,则应使水槽中的水量增加;
若BC间距离为3cm,因两次折射光线是平行的,如下图所示,根据几何知识可知,水
面高度的变化量大于3cm。
激光笔
22.(2023•长沙模拟)如图是研究光的折射规律的实验原理图;下表中记录了不同的入射角
和对应的折射角的实验测量数据。
入射角i10°20°30°40°50°60°70°80°
折射角Y6.7°13.3°19.6°25.2°30.7°35.1°38.6°40.6°
请你结合图,以光从空气进入到玻璃中的情况为例,分析实验数据(光从空气进入其他
透明介质中也可得到具有相同规律的实验数据),对光从空气进入其他透明介质中的折射
规律加以总结:
a.折射光线跟入射光线和法线在同一平面内,并且分别位于法线两侧;
b.入射角增大,折射角增大(选填“增大”、“减小”或“不变”):但折射角总是小
于入射角(选填“大于”、“小于”或“等于”)。
N
【分析】光从空气进入到玻璃中,折射角随着入射角的增大而增大,但折射角总小于入
射角;分析表格中的数据可得出结论。
【解答】解:由折射规律可知,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,当光线从空气斜射入其它透明介质时,折射角小于入射角;
并且折射角随着入射角的增大而增大,但折射角总小于入射角;所以当光线从空气斜射
入其它透明介质时,折射角小于入射角;折射角随着入射角的增大而增大,但总小于入
射角。
故答案为:增大;小于。
23.(2023•安化县二模)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:
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,反射角等于入射角(选填“大于”“小于”
或“等于”);
(2)当光从空气斜射入水中时,折射角随入射角的增大而增大(选填“增大”“减
小”或“不变”);
(3)小宇让一束光沿着图中BO方向入射向水面时,发现光线沿着OA方向折射进入空
气,这表明:光的折射现象中,光路是可逆的:
(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
次实验的目的是为了B(选填序号)。
A.减小误差
B.寻找普遍规律
G
【答案】(1)等于;(2)增大;(3)可逆;(4)Bo
【分析】(1)在光的反射中,反射角等于入射角。
(2)在光的折射中,折射角随入射角的增大而增大。
(3)在光的反射和折射中,光路是可逆的。
(4)在研究光的折射规律中,进行多次实验的目的是寻找普遍规律。
【解答】解:(1)由表中数据可知,在光的反射过程中,反射角始终与入射角相等。
(2)由表中数据可知,当光从空气斜射入水中时,随着入射角的增大折射角也在增大。
(3)让一束光沿着图中BO方向入射向水面时,发现光线沿着0A方向折射进入空气,
此时光路和从A0射入水中的光线重合,因此可以说明:光的折射现象中,光路是可逆
的。
(4)多次改变入射角的大小,是为了探究反射角与入射角,折射角与入射角的大小关系,
避免偶然性,使实验结论更具普遍性,故选B。
故答案为:(1)等于;(2)增大;(3)可逆;(4)Bo
24.(2023•赤峰)探究光折射时折射角与入射角的关系,如图所示,使一束光从甲介质斜射
入乙介质,测量并记录入射角和折射角大小;改变光束射向O点的角度,进行多次实验,
数据如表所示:
实验次数1234
入射角10°20°30°40°
折射角15.1°30.7°48.6°73.8°
(1)光从甲介质斜射入乙介质发生折射时,折射角大于入射角;折射角随着入射
角的增大而增大。
(2)做完第4次实验后,同学们又使一束光从乙介质中以73.8°的入射角射入甲介质,
测得折射角恰好为40°,这说明在折射现象中,光路是可逆的。
【答案】(1)大于;增大;(2)光路是可逆的。
【分析】(1)分析表格数据回答问题;
(2)将折射光线和入射光线的位置互换进行实验,观察折射光线与原来入射光线的关系
得出光路的可逆性。
【解答】解:(1)分析表格数据,得出结论是:光从甲介质斜射入乙介质发生折射时,
折射角大于入射角;折射角随着入射角的增大而增大;
(2)使一束光从乙介质中以73.8°的入射角射入甲介质,测得折射角恰好为40°,对照
表格数据可说明在光的折射现象中,光路是可逆的。
故答案为:(1)大于;增大;(2)光路是可逆的。
25.(2023•新民市校级模拟)在探究光的折射规律时,从水面上方看水中的物体变浅了,为
了确定水中物体所成像的位置,某学习小组进行了如下探究:
A.把一个小灯泡a放在水中某处,观察灯泡所成像的位置。
B.将另一个相同的小灯泡b放在水面上方,调整其位置,使它的像与灯泡a的像重合。
C.用刻度尺测量灯泡b到水面的距离。
(1)测量时,把刻度尺的零刻度线对准灯泡b,水面处对应的刻度如图甲所示,则灯泡
b到水面的距离为81.2mm。
(2)灯泡a的像到水面的距离与灯泡b到水面的距离一定相等,依据是平面镜所成的像
CO
A.是虚像B.和物体大小相等
C.和物体到镜面的距离相等D.和物体的连线与镜面垂直
(3)测量时,如果直接将刻度尺竖直插入水中,使看到的零刻度线与灯泡a的像重合,
则刻度尺在水面处的示数表示灯泡a到水面的距离。
【答案】见试题解答内容
【分析】(1)根据刻度尺的分度值读出灯泡b离水面的距离,注意估读到分度值的下一
位;
(2)平面镜成正立、等大的虚像,像到平面镜的距离和物到平面镜的距离相等;
(3)像到平面镜的距离称为像距。
【解答】解:(1)根据图甲可知,灯泡b到水面的距离为8.12cm=81.2mm;
(2)在水面上方观察到灯泡b的像是由光的反射形成的,观察到灯泡a的像是光从水斜
射入空气中发生折射形成的,此时灯泡b的像与灯泡a的像重合,光路图如下;由平面
镜成像的特点可知,像到平面镜的距离和物到平面镜的距离相等,所以灯泡a的像到水
面的距离与灯泡b到水面的距离一定相等;故选C;
(3)测量时,如果直接将刻度尺竖直插入水中,使看到的零刻度线与灯泡a的像重合,
此时真实的零刻度线与灯泡a的实际位置也是重合的,所以刻度尺在水面处的示数表示
灯泡a到水面的距离;
故答案为:(1)81.2;
(2)C;
(3)灯泡a。
26.(2022秋•平遥县期末)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。通过实验还得到如表数据:
(1)分析表中数据,可得出结论:光从空气斜射到水中时,折射角小于(大于、
等于、小于)入射角。
(2)当光从水斜射入空气,入射角为11.3°时,则折射角为1水。
(3)细心的小明发现,光从空气斜射到水面时,光不但会发生折射现象,还会发生反
射现象,反射角等于(大于、等于、小于)入射角。
入射角a0°15°30°45°60°
反射角00°15°30°45°60°
折射角Y0°11.3°22.1°35.4°40.9°
【答案】(1)小于;(2)15°(3)反射;等于。
【分析】(1)分析表格数据填空;
(2)光折射时光路是可逆的;
(3)光从空气斜射到水面时,将同时发生反射和折射现象。
【解答】解:(1)由表格数据可知,光从空气斜射到水中时,折射角小于入射角;
(2)光折射时光路是可逆的。由图可知,当光从空气斜射入水中,入射角为15°时,折
射角为11.3°,则当光从水斜射入空气,入射角为11.3。时,则折射角为15°;
(3)光从空气斜射到水面时,同时发生反射和折射现象,因为反射角等于入射角。
故答案为:(1)小于;(2)15°(3)反射;等于。
【题型4作光的折射光路图】
27.(2023•盐都区三模)将一枚硬币放在空碗的底部,小明向后退到恰好看不到硬币的位置,
小华向碗里缓缓注水,小明的眼睛、碗、硬币的位置不移动,当水面升高到AB位置时,
小明看到硬币的左边缘;小华继续加水到CD位置时,小明又看到硬币的右边缘。下列
图中虚线表示看到硬币左边缘的光路,能正确表示实际看到硬币右边缘的光路图是
c\_____q__/D
c
c'D
D.
【答案】C
【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方向偏折。
【解答】解:当我们用眼睛看到水中的硬币,是因为硬币反射的光进入到了我们的眼睛
的缘故;根据光的折射规律的内容知道,光从水斜射入空气中时,折射光线向远离法线
方向偏折,折射角大于入射角,人逆着光线看去看到的是硬币的虚像,由于恰好再次看
到完整的硬币,所以硬币右侧“射向”水面的光线折射后恰好通过碗的右边缘,两次的
折射光线位置不变,折射角不变,则对应的入射角相同,因而看见左右边缘的入射光应
该平行,图中只有C的两个入射光平行。
故选:Co
28.(2023•常州)海洋公园内,北极熊站立在方形透明水族箱内,头在水面上、身体在水面
下。水族箱外的游客居然看到了北极熊“身首异处”的奇异场景,如图所示,游客看到
【答案】A
【分析】光从水中斜射入空气中时发生折射,折射角大于入射角,据此分析。
【解答】解:游客看到熊身体是熊反射的光线从水中斜射入空气中时发生折射,折射角
大于入射角,人逆着折射光线看,看到的是熊的虚像。故A正确、BCD错误。
故选:Ao
29.(2022秋•叶县期末)如图所示,鱼在清澈的水中游动,可以看得很清楚,然而当一同
学沿着看见鱼的方向去叉鱼时,却叉不到,在如图所示的光路图中,能正确说明叉不到
鱼原因的是()
【答案】C
【分析】从鱼身上反射出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。
【解答】解:水中鱼反射出的光,在水面处发生了折射,光由水斜射入空气时发生折射,
折射角大于入射角,人认为光是沿直线传播的,所以逆着折射光线看上去,看到的是变
浅的鱼的虚像。所以有经验的渔民应该用鱼叉瞄准看到鱼的下方位置,才能将鱼叉到;
由此可知,A、D选项光的传播方向错误;B选项折射角小于入射角,故错误;只有C
选项正确。
故选:Co
30.(2023•大冶市模拟)如图所示,在清水池底水平放置一平面镜,一束光射向水面的A
点,经水折射和平面镜反射后射向水面的B点,请作出该过程的光路图。
【分析】光线由A点斜射入水中时发生光的折射,要使射到水底平面镜的光反射后射向
水面B点,根据反射光线的延长线一定过像点,可选作A在平面镜中的像点,再连接像
与B的连接可得反射光线,再画出经A点的折射光线(射向平面镜的入射光线)即可。
【解答】解:
过平面镜做A点的对称点A',即A的像点,连接A'B交平面镜于一点,连接这个交
点与B的连线,即为反射光线,连接A与交点的连线,即为折射光线(也是0B对应的
入射光线),如图所示:
31.(2023•高新区校级一模)在图中画出垂直于空心三角形玻璃砖的光线经过玻璃砖射出的
【分析】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,当光垂
直从玻璃射入空气中时,方向不变。
【解答】解:当光线射入玻璃砖时,入射光线垂直于折射面时光的传播方向不变,图中
已经画出,当光线从空气斜射出玻璃砖时,过入射点作出法线,折射光线向靠近法线方
向偏折,折射角小于入射角,当光线从玻璃砖斜射入空气时,折射光线向远离法线方向
偏折,折射角大于入射角,如图所示:
32.(2022秋•东洲区期末)池底A点射出的光线经过水面折射进入B点的人眼,C点是人
眼看到的池底A点像的位置。请你在图中画出入射光线、折射光线。
【分析】光的折射规律: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。
【解答】解:C点是人眼看到的池底A点像的位置,连接BC,与水面的交点O为入射
点,连接AO为入射光线,OB为折射光线,如图所示:
33.(2023•徐州一模)如图所示,一束光从空气射入水中,请在图中大致准确的位置画出折
射光线。
【答案】见解答
【分析】光的折射定规律: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,折射光线向靠近
法线方向偏折,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
射光线向远离法线方向偏折,折射角大于入射角。
【解答】解:过入射点作法线,根据折射角小于入射角画出折射光线,如下图所示:
34.(2022秋•通许县期末)如图所示,一束激光从空气中射到半圆形玻璃砖上(O为圆心),
发生了反射和折射,请在图中画出反射光线和折射光线。
【分析】光的反射定律: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;
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玻璃中时,折射光线靠近法线,折射角小于入射角。
【解答】解:图中法线已经画出,根据反射角等于入射角,在法线上侧的空气中作出反
射光线;当光由空气斜射入玻璃中时,根据折射角小于入射角,在法线上侧的玻璃中作
出折射光线如图所示:
【题型5光学实验设计与探究】
35.(2022秋•大兴区期末)下列问题中,属于可探究的科学问题的是()
A.凹透镜对光线有什么作用?
B.平面镜成像的大小与哪些因素有关?
C.为什么经常玩手机游戏会导致视力下降?
D.光在折射时,折射角会随入射角的增大而增大吗?
【答案】D
【分析】科学问题是指能够通过收集数据而回答的问题。一般而言,可以探究的科学问
题描述的是两个或多个变量之间的关系。
【解答】解:A.凹透镜对光线有什么作用,所提问题不具体,没有明确的探究方向,不
属于可探究的科学问题;
B.平面镜成像的大小与哪些因素有关,所提问题不具体,没有明确的探究方向,不属于
可探究的科学问题;
C.经常玩手机游戏肯定会导致视力下降,探究的意义不大,且其中的变量并不是可以测
量的,不属于可探究的科学问题;
D.光在折射时,折射角会随入射角的增大而增大吗?角的大小是可以测量和观察的,自
变量是入射角,因变量是折射角,实验可用简单的器材探究得出,所以属于可探究的科
学问题;
综上可知,只有D项符合题意。
故选:D。
36.(2022秋•无锡期末)小明的书桌放在靠南的窗边,冬日的暖阳斜射在玻璃圆镜上,在
房间竖直雪白的墙壁上留下块规则的光斑,他将一支铅笔放在玻璃圆镜正上方约10cm处,
墙上光斑中出现了两个黑色的阴影。
(1)光斑的形成是因为光的反射,影子的形成是由于光的直线造成的。
(2)若想将光斑位置下移,应使圆镜沿水平方向靠近(选填“远离”或“靠近”)
墙面。
(3)为什么墙上有两个黑影呢?小明进行了探究,发现如图甲和乙所示,当笔放在玻璃
圆镜上时,两个黑影紧挨着,改变铅笔和玻璃圆镜的距离,两个黑影距离增大,于是他
认为两个黑影中一个是铅笔的影子,另一个是铅笔通过平面镜所成的虚像(选填“虚”
或“实”)。他的猜想是否有道理否。(选填“是”或“否”)
甲乙
【答案】(1)反射;直线;(2)靠近;(3)虚;否。
【分析】(1)光照射到镜子上,镜子反射的光照在竖直墙壁上,出现光斑;光在同种、
均匀介质中沿直线传播;
(2)在光的反射中,反射角等于入射角,根据光斑的位置变化分析镜子的位置的变化;
(3)平面镜成虚像,物像等大、物像等距、物像连线与镜面垂直,虚像不能在光屏上呈
现,实像能够在光屏上成像。
【解答】解:(1)冬日的暖阳斜射在书桌玻璃台板上,在房间竖直雪白的墙壁上留下一
块规则的光斑,这个光斑是玻璃板反射的光照射在墙壁上形成的,属于光的反射现象;
影子是光的直线传播形成的。
(2)圆镜沿水平方向移动时,入射光线与镜面之间的夹角不变,入射角不变,反射角等
于入射角,反射角大小不变;光斑下移,这说明反射点靠近墙面,所以圆镜应沿水平方
向靠近墙面;
(3)两个黑影都是铅笔的影子,不可能是铅笔通过平面镜所成的像,因为平面镜成的是
虚像,虚像是不能在光屏(白墙)上呈现,所以猜想是没有道理的。
故答案为:(1)反射;直线;(2)靠近;(3)虚;否。
37.(2023•海陵区校级三模)在“制作小孔成像观察仪”活动中,小明把制作好的圆筒插入
易拉罐中,如图甲所示,圆筒的A端是半透明薄纸制成的光屏。
(1)在光屏上得到的像是倒立的,这说明了光光沿直线传播;
(2)用制成的小孔成像观察仪观察静物时,小明移动圆筒位置,增大光屏与小孔之间距
离,则光屏上像将变大(填“变大”、“不变”、“变小”);
(3)小明拿掉圆筒上的光屏,仍然像刚才那样观察,他能(选填“能”或“不能”)
观察到像;
(4)若把圆形小孔换成大小差不多的正方形或长方形小孔,则像将没有变化(选
填
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