4.4光的折射（解析版）

4.4光的折射参考答案与试题解析一．基础过关（共4小题）1．光的折射：光从一种介质斜射入另一种介质时，传播方向发生偏折的现象。【答案】偏折。【解答】解：光的折射是指光从一种介质斜射入另一种介质时，传播方向发生偏折的现象。故答案为：偏折。2．折射现象中的基本概念（1）入射点：入射光线与界面的交点O。（2）入射光线：从一种介质射向另一种介质的光线AO。（3）折射光线：进入另一种介质的光线OB。（4）法线：经过入射点与界面垂直的直线MN。（5）入射角：入射光线与法线的夹角∠i。（6）折射角：折射光线与法线的夹角∠r。【答案】（2）AO；（3）OB；（5）法线；i；（6）法线；r【解答】解：（2）入射光线：从一种介质射向另一种介质的光线AO；（3）折射光线：进入另一种介质的光线OB；（5）入射角指的是入射光线与法线之间的夹角，即∠i。（6）折射角指的是折射光线与法线之间的夹角，即∠r。故答案为：（2）AO；（3）OB；（5）法线；i；（6）法线；r。3．光的折射规律（定律）：（1）折射光线、入射光线和法线在同一平面内；（2）折射光线、入射光线分别位于法线两侧；（3）当光从空气斜射入水中（或其他介质）时，折射光线向法线方向偏折，折射角小于入射角；当光线从水或其他介质斜射入空气中时，折射光线远离法线，折射角大于入射角；（4）在光的折射现象中，光路是可逆的。【答案】（1）同一平面内；（2）两侧；（3）小于；大于；（4）可逆的。【解答】解：（1）在探究光的折射规律实验中，将有折射光线的半个光屏向后折转一个角度，光屏上的折射光线没有了，说明折射光线、入射光线和法线在同一平面内；（2）在探究光的折射规律实验中，由折射光路图知，折射光线、入射光线分别位于法线两侧；（3）在探究光的折射规律实验中，当光从空气斜射入水中（或其他介质）时，由折射光路图知，折射光线向法线方向偏折，比较折射角与入射角大小知，折射角小于入射角大小；由以上分析和光路的可逆性知，当光线从水或其他介质斜射入空气中时，折射光线远离法线，折射角大于入射角；（4）当光沿折射光线的相反方向射入，则在光沿原入射光线的方向射出，说明在光的折射现象中，光路是可逆的。故答案为：（1）同一平面内；（2）两侧；（3）小于；大于；（4）可逆的。4．下列光现象中，属于光的折射现象的有①⑤。①插入水中的筷子变“弯折”；②湖面上波光粼粼；③坐井观天，所见甚小；④“猪八戒”照镜子；⑤漫步湖边，看到水中的“鱼儿”；⑥树荫下的圆形光斑。【答案】①⑤【解答】解：①插入水中的筷子看起来变“弯折”了，属于光的折射现象，故①符合题意；②湖面上波光粼粼是由于光的反射形成的，故②不符合题意；③坐井观天，所见甚小是光沿直线传播形成的，故③不符合题意；④“猪八戒”照镜子，是平面镜成像，是由光的反射形成的，故④不符合题意；⑤漫步湖边，看到水中的“鱼儿”，是光的折射形成的虚像，故⑤符合题意；⑥树荫下的圆形光斑属于小孔成像，是由光的直线传播形成的，故⑥不符合题意。故答案为：①⑤。二．试题（共13小题）5．下列现象中，由于光的反射而形成的是（）A．鸟的倒影 B．手影游戏 C．筷子好像在水面处弯折 D．日食【答案】A【解答】解：A、鸟的倒影是平面镜成像，成像原理是光的反射，故A正确；BD、手影游戏、日食是由光的直线传播形成的，故BD错误；C、筷子好像在水面处弯折，是由于光在不同介质中产生的折射现象，故D错误。故选：A。6．下列说法正确的是（）A．光从空气斜射到玻璃表面时，有可能不发生折射 B．光从空气斜射入玻璃时，传播的速度一定不变 C．在岸上观察鱼塘中漫游的鱼，看到的“鱼”是由光的折射形成的实像 D．光从空气斜射入水中时，折射角一定小于入射角【答案】D【解答】解：A、光从空气斜射到玻璃表面时，会发生折射，当光线垂直于玻璃面入射时，光线的传播方向不变，故A错误；B、光从空气斜射入玻璃时，传播的速度会减小，故B错误；C、水中的鱼反射的光线由水中斜射入空气时，在水面处发生折射，折射光线远离法线向水面偏折，折射光线进入人的眼睛，人们便看到了水中的鱼，人们看物体的时候总是认为光是沿直线传播的。我们认为鱼在折射光线的反向延长线上，由于光的折射，实际上我们看到的“鱼”是鱼的虚像，它比鱼的实际位置高，故C错误；D、光从空气斜射入水中时，折射光线会靠近法线，折射角一定小于入射角，故D正确。故选：D。7．“海市蜃楼“在我国古书《史记》《梦溪笔谈》中都有记载，下列光现象中与“海市蜃楼”形成原理相同的是（）A．树木在水中的倒影 B．池水看起来比实际的浅 C．树荫下圆形的光斑 D．阳光下人的影子【答案】B【解答】解：海市蜃楼是由于空气的密度不均匀，光在传播过程中发生折射产生的现象。A、平静的水面相当于平面镜，倒影是平面镜成的像，这是利用光的反射原理，故A错误；B、池底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，就会觉得池底变浅了，故B正确；C、树荫下圆形的光斑，是小孔成像，可以用光沿直线传播来解释，故C错误；D、阳光下的影子属于光沿直线传播现象，不是光的折射现象，故D错误。故选：B。8．小红在平静的湖边看到“鸟在水中飞，鱼在鸟上游”，如图所示，对画面中的现象解释正确的是（）A．水中的“鸟”是由光的折射形成的 B．水中的“鸟”是实像 C．看到的“鱼”比实际位置深 D．看到的“鱼”是虚像【答案】D【解答】解：AB、看到水中的“鸟”属于平面镜成像，是由光的反射形成的与物体等大的虚像，故A错误，B错误；CD、水中的鱼反射的光线斜射入空气中时，发生折射，人逆着折射光线的方向看去，看到水中的鱼比实际位置要浅一些，是鱼的虚像，故C错误，D正确。故选：D。9．如图所示，一束激光AO由空气斜射入玻璃砖，折射后从另一侧面射出，其出射点可能是图中的（）A．M点 B．N点 C．P点 D．Q点【答案】B【解答】解：光线从O点斜射入玻璃中发生折射现象，折射光线向靠近法线方向偏折，折射角小于入射角，如图所示：所以从玻璃砖再射出，射出点可能是图中的N点。故选：B。10．如图所示，一束光线在空气和水的交界面处发生反射和折射，已知折射光线为OC，请画出大致的入射光线AO和反射光线OB。【答案】【解答】解：先过折射点O垂直水面作出法线，根据折射角大于入射角，在法线左侧的水中画出入射光线，方向指向入射点；然后再根据反射角等于入射角做出反射光线，如图所示：11．如图所示，一束光在水和空气两种介质的界面上发生了反射和折射，请判断：AD是界面。入射角的大小是30°，折射角的大小是60°，水在AD的右方。（选填“AD的右方”“AD的左方”“BF的下方”“BF的上方”）【答案】AD；30°；60°；AD的右方。【解答】解：仔细分析题图，先分析哪是界面，BO、CO、DO不可能是界面，只有BF和AD是界面，设界面是BF，那么AD就是法线，利用光的反射定律，入射光线、反射光线必在同一种介质内，并且折射光线和入射光线分居在法线的两侧，CO应是入射光线，OE是反射光线，OG是折射光线，反射角（∠EOD）和入射角（∠COD）不相等，不符合光的反射定律，假设不成立；因此只有AD是界面，BF是法线，则GO是入射光线，OE是反射光线，OC是折射光线。根据折射角大于入射角可知，AD的右侧是水，左侧是空气，因为∠AOG＝60°，则入射角∠GOF＝90°﹣60°＝30°，又因为∠COD＝30°，则折射角∠BOC＝90°﹣30°＝60°。故答案为：AD；30°；60°；AD的右方。12．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折射所成的像，太阳实际在图中乙（选填“甲”或“乙”）的位置。【答案】折射；乙【解答】解：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（即观察到的落日），此时，太阳的实际位置在图中的乙位置。故答案为：折射；乙。13．如图所示，请画出激光束从三棱镜折射入空气时，法线的位置和折射光线的大致位置。【答案】见试题解答内容【解答】解：激光束从三棱镜折射入空气时，此时的折射角要大于入射角，首先做出法线，根据折射角和入射角的关系做出折射光线，如图所示：14．图甲是渔民叉鱼的情境，有经验的渔民都知道叉鱼时不能瞄准看到的“鱼”A的位置，而应该对着“鱼”A稍向下的地方.请你在图乙中画出渔民看到水中的鱼的光路图.【答案】见解答【解答】解：人看到的鱼在水中，光是从水中斜射入空气中进入了船上的人的眼睛，当光从水、玻璃等透明介质斜射入空气中时，折射角大于入射角，船上的人感觉光是沿直线传播的，逆着光看去，好像是从光的反向延长线的交点处来的，比实际位置偏高，所以像在实际与的上方，故直接连接眼睛与鱼的像A，与水面的交点即为入射点O，从O点作出法线，连接点A的下方的一点B与点O即为入射光线，如图所示：15．潜水员的眼睛在水面以下A处，观察岸上的物体。图中的两个B1和B2分别是物、像的位置，请在图中作出潜水员观察物体的光路图和入射角i。【答案】【解答】解：连接AB2两点（空气中用虚线，水中用实线）与水面相交，则交点O为入射点；连接B1O即为入射光线，OA为折射光线，法线和B1O的夹角即为i，如下图所示：16．如图甲是王楠同学利用光具盘探究光从空气斜射入玻璃中时的光路，经过多次实验并记录了数据：入射角α10°30°45°60°折射角β7.1°20.7°30°37.8°（1）实验中，光具盘除了能读出入射角和折射角大小外，还具有显示光路的作用。（2）分析表格中的数据，你能得出的结论（写出一条即可）：当光从空气斜射入玻璃中时，折射角小于入射角。（3）由表格中的数据还可以判断：当光以55°的入射角从空气射入玻璃中时，其折射角大于30°（选填“等于”、“小于”或“大于”）。（4）当光以30°的入射角从玻璃斜射入空气中时，其折射角是45°，你的依据是在光的折射中，光路是可逆的。（5）同班的陈新同学利用图乙探究光从空气斜射入水中时的光路。实验时，光贴着光屏从空气斜射入水中，将F板向后折转一定的角度，则在F板上不能（选填“能”或“不能”）看到折射光，此时折射光线和入射光线在（选填“在”或“不在”）同一平面内。（6）保持图乙的入射光不动，继续往水槽里加适量的水，会看到水槽底部的亮斑B向左移动。【答案】（1）显示光路；（2）当光从空气斜射入玻璃中时，折射角小于入射角；（3）大于；（4）45°；在光的折射中，光路是可逆的；（5）不能；在；（6）左。【解答】解：（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）由表格数据可知，当光从空气斜射入玻璃中时，折射角小于入射角；（3）由表格数据可知，当光由空气斜射入玻璃中时，随着入射角的增大，折射角也增大，当入射角等于45°时折射角为30°，当入射角等于60°时折射角为37.8°，所以当入射角等于55°时折射角30°＜β＜37.8°；（4）根据在光的折射中，光路是可逆的，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°。（5）因折射光线和入射光线和法线在同一平面内，所以光贴着光屏从空气射入水中，该小组同学将F板向后折转一定角度，则在F板上不能看到折射光，此时折射光线、入射光线与法线在同一平面内；（6）当光从空气斜射入水时，折射角小于入射角，保持入射光不动，继续加水，入射点向左移动，会看到亮点B向左移动。故答案为：（1）显示光路；（2）当光从空气斜射入玻璃中时，折射角小于入射角；（3）大于；（4）45°；在光的折射中，光路是可逆的；（5）不能；在；（6）左。17．在探究“光从空气斜射入水和油时，哪种液体对光的偏折本领较大”的实验中，小明提出如下实验方案：先让一束入射光从空气直接斜射入透明的空水槽中，记录下光斑位置（如图所示）；接着分别倒入水和油，记录对应的光斑位置，再通过分析就可得到实验结论。经讨论，同学们认为这一方案是可行的，于是进行了探究实验。（1）要实现探究目标，他们应选择图乙中的BD（选填字母序号）两图示实验；（2）由AD两图的实验不能（能/不能）得出结论，原因是没有控制液面的高度相同。（3）某小组同学正确实验后，所记录的三次光斑的相对位置如图所示，经分析可知：光从空气斜射入水和油时，油对光的偏折本领较大。【答案】见试题解答内容【解答】解：（1）根据控制变量法的思想，要探究水和油对光的偏折本领大小，必须控制入射角和液面的高度相同，符合条件的有B、D两图；（2）在探究“光从空气斜射入水和油时，哪种液体对光的偏折本领较大”的实验中，要用到控制变量法，A图中是水，D图中是油，物质种类不同，液面高度不相同，因此由AD两图的实验不能得出结论；（3）根据记录，油中光斑的位置距离空气比较远，因此油对光线的偏折程度大，对光的偏折本领较大。故答案为：（1）BD；（2）不能；没有控制液面的高度相同；（3）油。三．能力提升（共1小题）18．“索菲亚广场”建成一个喷水池，在池底固定安装一只射灯。池内无水时，射灯发出的一束光照在池壁上S点形成