八年级物理上册讲义(人教版)4.4 光的折射(含解析)

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八年级物理上册讲义(人教版)4.4 光的折射(含解析)

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第四章 《光现象》
4.4《光的折射》
【知识点梳理】
1.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,这种现象叫做光的折射。当发生折射现象时,一定也发生了反射现象。当光线垂直界面入射时,传播方向不变(入射角和折射角都等于0°)。
2.光的折射规律:
①在折射现象中,折射光线、入射光线和法线都在同一个平面内;
②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<入射角);
③光从水或其他介质中斜射入空气中时,折射光线向界面方向偏折(折射角>入射角);
④在折射现象中,光路是可逆的。在光的折射现象中,入射角增大,折射角也随之增大。
注 意:在光的折射现象中,光速大的介质中的角(入射角或折射角)大。(记住:常见的几种介质中的光速:v空气>v水>v玻璃)
常见的折射的现象:
(1)光从一种介质斜射入另一种介质时产生的折射现象:①从岸上向水中看,水好像很浅,沿着看见鱼的方向叉,却叉不到;②从水中看岸上的东西,好像变高了;③筷子在水中好像“折”了。
(2)光在不均匀的介质中传播时产生的折射现象:①海市蜃楼;②彩虹;③早晚的太阳实际上在地平线以下;④夜晚,天空中闪烁的星星。
【典型例题选讲】
一、单选题
1.生活中的一些实例和对应解释,正确的是(  )
A.在平静的湖面可以看到蓝天白云—光的折射
B.游泳池注水后,看上去好像变浅了—光的反射
C.阳光透过树叶间的缝隙射到地面上,形成圆形光斑—光的直线传播
D.早晨太阳还在地平线以下时人就可以看到它—光的反射
【答案】C
【详解】A.在平静的湖面可以看到蓝天白云,属于光的反射,故A错误;
B.游泳池注水后,看上去好像变浅了是光的折射现象,故B错误;
C.阳光透过树叶间的缝隙射到地面上,形成圆形光斑,是小孔成像现象,是由于光的直线传播形成的,故C正确;
D.早晨太阳还在地平线以下时人就可以看到它,是由于光在密度不均匀的介质中传播时发生折射现象引起的,故D错误。
2.光的色散实验不仅表明了太阳光是由各种色光混合而成,而且表明了不同色光通过棱镜后偏折的程度不同。如图所示,相距很近的两束平行的红光和紫光,间距为d,斜射到较厚的玻璃砖的上表面,并从玻璃砖的下表面射出,则下列现象可能的是(  )
A.两条出射光线仍平行,但距离大于d B.两条出射光线仍平行,但距离小于d
C.两条出射光线仍平行,但距离等于d D.两条出射光线不再平行
【答案】B
【详解】红光和紫光通过较厚的平行玻璃砖时,要发生两次折射,因为玻璃砖上下两个表面平行,上表面的折射角等于下表面的入射角,根据光路的可逆性,可知出射光线与入射光线一定平行;由于紫光的偏折程度大于红光的偏折程度,则紫光通过玻璃砖后光线的侧移较大,所以两条出射光线间距小于d。如图所示
故B符合题意,ACD不符合题意。
3.如图所示,光在玻璃或空气的界面CD同时发生了反射和折射,以下说法正确的是(  )
A.入射角为 60°,界面右侧是空气 B.折射角为 45°,界面右侧是玻璃
C.入射角为 30°,界面左侧是玻璃 D.入射角为 30°,界面右侧是玻璃
【答案】C
【详解】已知CD是界面,过入射点O作出法线,则由图可知,∠AOC=60°,BO为入射光线,OA为反射光线,OE为折射光线,反射角为
∠NOA=90°-60°=30°
根据反射规律,入射角为
∠NOB=30°
折射角
∠EOM=90°-45°=45°>30°
当光线从其它介质斜射入空气时,折射角大于入射角,所以CD的右侧是空气,左侧是玻璃,故C正确,ABD错误。
二、填空题
4.(1)下列现象中由于光沿直线形成的现象是:___________(填序号),由于光的折射形成的现象是:___________(填序号);
A.小孔成像; B.镜花水月; C.立竿见影;D.月食; E.雨后天空的彩虹;
F.看到水中的筷子弯折了; G.照相机的成像系统
(2)水中筷子弯折是由于光从___________中斜射入___________中时发生偏折。
【答案】 A、C、D E、F、G 水 空气
【详解】(1)[1][2]小孔成像、立竿见影、月食等现象是由于光在同一种均匀介质中沿直线传播形成的;
镜花水月属于平面镜成像,属于光的反射现象;
雨后天空的彩虹、看到水中的筷子弯折了是由于光从一种介质斜射入另一种介质时折射形成的;
照相机的镜头是一个凸透镜,可以成倒立缩小的实像,其实质是光的折射;
所以属于光沿直线形成的现象是A、C、D;属于光的折射形成的现象是E、F、G。
(2)[3][4]插入水中的筷子,由于筷子反射的光线从水中斜射入空气中时,传播方向发生了偏折,远离法线,折射角大于入射角,所以看到筷子在水中的部分是向上弯折。
5.天鹅湖公园“垂柳成荫”;水面“倒影如镜”。从物理学的角度来看,“垂柳成荫”的“成荫”是由于光的 _____形成的;“倒影如镜”的“倒影”是由光的 _____所形成的岸边柳树的 _____(选填“实像”或“虚像”)。这些“倒影”看起来比树木本身“暗”一些,主要是因为树木的光射到水面时,有一部分发生 _____进入水中。
【答案】 直线传播 反射 虚像 折射
【详解】[1]柳树的枝叶挡住了光线的传播,所以形成了“树荫”,所以“垂柳成荫”是由于光的直线传播形成的。
[2][3]平静的水面相当于平面镜,树反射的光经水面反射形成树的倒影,所以“倒影”是由光的反射形成的;由平面镜成像的特点可知,平面镜所成的像是虚像,所以“倒影”是树反射的光经水面反射形成的虚像。
[3][4]树反射的光在传播到水面时,一部分光发生了反射,另一部分光进入水中发生折射,才使“倒影”看起来比树木本身“暗”一些。
6.①岸边树在水中的倒影、②自己在阳光下的影子、③池水映明月、④海市蜃楼、⑤中午树荫下的亮斑。属于光的反射是________,属于光的折射是________,属于光的直线传播是________。(填序号)
【答案】 ①③ ④ ②⑤
【详解】①岸边树在水中的倒影属于平面镜成像,其原理是光的反射;
②自己在阳光下的影子是由于光的直线传形成的;
③池水映明月属于平面镜成像,其原理是光的反射;
④海市屋楼是由于光的折射造成的;
⑤中午树荫下的亮斑是由于光的直线传形成的。
[1][2][3]所以属于光的反射是①③,属于光的折射是④,属于光的直线传播是②⑤。
7.如图所示,一束光在空气和玻璃两种介质的界面上发生了反射和折射,请判断:___________是入射光线,___________是法线,玻璃在___________。(选填“AB面的左方”、“AB面的右方”、“CD面的上方”或“CD面的下方”)
【答案】 EO CD AB面的左方
【详解】[1][2][3]在光现象中,一束光在空气和玻璃两种介质的界面上发生了反射和折射,反射角等于入射角;如果是光从空气斜射入玻璃中时入射角大于折射角;如果光是从玻璃斜射入空气中时是入射角小于折射角;由反射和折射规律可得:反射光与折射光在法线的同侧,故CD是法线,EO是入射光线,OG是折射光线,因折射光远离法线,可得玻璃在AB面的左方。
8.如图一束光从空气斜射入平行玻璃砖(入射角为50°)后,再折射入空气。
(1)图甲、乙两图中,符合光的折射规律的是图_____(填“甲”或“乙”);
(2)光从玻璃斜射入空气中的折射角_____50°(填“大于”、“小于”或“等于”);
(3)把一块长方体玻璃砖压在有“科学”两字的书上,则“科学”两字是_____。
A.变浅的虚像   B.变浅的实像 C.变深的虚像   D.变深的实像
【答案】 甲 等于 A
【详解】(1)[1]光由空气斜射进入玻璃砖,折射光线、入射光线在空气和玻璃砖两种介质中,折射角小于入射角;当光再由玻璃砖斜射进入空气时,折射角大于入射角,根据光路的可逆性,最后的出射光线与最初的入射光线平行,故甲图符合光的折射规律。
(2)[2]因为最后的出射光线与最初的入射光线平行,已知一束光从空气斜射入平行玻璃砖(入射角为50°)后,再折射入空气,所以光从玻璃斜射入空气中的折射角等于50°。
(3)[3]将一块玻璃砖压在书上,透过玻璃砖看书上的字,眼睛看到的是字的虚像,像的位置比实际位置偏高了,即变浅了,这是由于从玻璃射向空气的光线在玻璃界面处发生折射的缘故,故A符合题意,BCD不符合题意。
三、作图题
9.为了探究“光折射时的特点”,如图所示。
(1)让光束沿射入杯中时,请画出光束进入水中后折射光线大致位置______;
(2)当一束光射入杯中时,会在杯底形成光斑。保持入射光束的方向不变,逐渐往杯中加水,观察到杯底的光斑向______(选填“左”或“右”)移动。
【答案】 左
【分析】本题考查光的折射规律的应用,光由水斜射入空气,折射角大于入射角;折射角随着入射角的增大而增大,入射角不变,折射角也不变。
【详解】(1)[1]由光的折射定律可知,光从空气斜射入水中或其他介质中时,折射角小于入射角,折射光线将向靠近法线方向偏折,由此画出折射光线。
(2)[2]光由空气斜射入水中,发生折射现象,折射角小于入射角,当逐渐往杯中加水,水面上升,入射角不变时,折射角也不变,折射光线与未加水时的折射光线平行,由图知光斑向左移动。
如图所示:

10.把一枚硬币放到空杯的底部,找一个角度,使你刚好看到硬币的最外侧,如图中的A点,然后保持眼和杯的位置不变,向杯内加一定量的水,当水面到达如图中的水面高度处时,刚好能看到图中的B点,继续加水至刚好看到图中的C点,做出此时的水面位置保留作图痕迹。
( )
【答案】
【详解】碗里无水时,人眼通过碗的边缘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,能通过边缘点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;通过C点做B的入射光线的平行线,该平行线为入射光线,如图:
11.如图所示,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。
【答案】
【详解】连接两点(空气中用虚线,水中用实线)与水面相交,则交点为入射点;连接即为入射光线,为折射光线,如下图所示:
12.一束白光斜射到三棱镜上的O点,经折射后白光被分解为七种颜色的单色光,如图甲所示(图中只标注了其中两种色光的光路)。当一束红光沿AO从空气斜射向玻璃时,其折射光线沿OA'射出,如图乙所示;若一束紫光也沿AO斜射向玻璃,请你在图乙中画出该紫光的折射光线OB的大致位置。
【答案】
【详解】从图甲可知,白光经三棱镜折射后变为七色光,光从空气射向三棱镜时,红光的折射角大于紫光的折射角,则图乙中,紫光沿AO射入后,折射光线与红光相比较,靠近法线,则其折射光线OB大致位置如答图所示
一、单选题
1.下列光现象中属于光的反射的是(  )
A.灯光下的手影 B.国家大剧院在水中的倒影
C.看上去水并不深 D.海市蜃楼
2.2022年北京冬奥会期间,北京皮影艺术剧院紧扣冬奥题材,精彩呈现皮影戏《寻找雪姑娘》,如图所示,下列情境中,与皮影戏原理相同的是(  )
A.运动员的影子 B.五环之光在冰块里偏折
C.雨后彩虹 D.大跳台在水中的倒影
3.如图所示,下列现象中没有利用平面镜成像原理的是(  )
A.演员对着镜子画脸谱
B.钢笔在玻璃砖后“错位”
C.潜水艇上借助潜望镜观察远方
D.“天空之境”形成水中倒影
4.下列物理现象中属于光的反射现象的是(  )
①能从不同方向看到本身不发光的物体 ②在岸上看水中的鱼
③岸上的树木在水中的倒影 ④岸上的人在阳光下的影子
A.①②③ B.③④ C.①③④ D.①③
5.阳光明媚的三月,旅游景点双溪曹大海(如图)游人如织,在游湖赏花过程中,游客用所学的物理知识对看到的一些美景进行分析,其中分析正确的是(  )
A.阳光下桃花和游人的影子是光的反射形成的
B.湖水中白云和柳树的倒影是光沿直线传播形成的
C.透过清澈的湖水看到湖底变浅,这是光的折射现象
D.湖畔桃花能被游人看到,是因为桃花表面发生了镜面反射
6.物理老师在实验室用某种方法于长方形玻璃缸内配制了一些白糖水。两天后,同学们来到实验室上课,一位同学用激光笔从玻璃缸的外侧将光线斜向上射入白糖水时发现了一个奇特的现象:白糖水中的光路不是直线而是一条向下弯折的曲线,如图所示。关于对这个现象同学们提出了以下猜想,其中能合理解释该现象的猜想是( )
A.玻璃缸对光的偏折作用 B.激光笔发出的光线不绝对平行
C.白糖水不是均匀的,越深密度越大 D.激光笔发出的各种颜色的光发生了色散
7.“迷你实验室”中有这样一个小实验,在一只不透明的杯子底部放一枚硬币。移动杯子,使眼睛刚刚看不到硬币。保持眼睛和杯子的位置不变,慢慢向杯子里倒水,当水达到一定深度时,刚才看不到的硬币又看见了。如图中,能合理解释这一现象的是(  )
A.B.C. D.
8.人站在岸上看到水底的“鹅卵石”的光路图正确的(  )
A.B.C. D.
9.“中国诗词大会”节目一度热播。下列与诗句有关的光学知识说法正确的是(  )
A.“人有悲欢离合,月有阴晴圆缺”——月亮是自然光源
B.“欲穷千里目,更上一层楼”——利用光的直线传播
C.“池水照明月”——由于光的折射
D.“潭清疑水浅”——由于光的反射
10.光从水中进入空气时(  )
A.光的传播速度一定发生改变 B.折射角一定大于入射角
C.光的传播方向一定发生改变 D.折射角不可能等于入射角
11.下列关于光的折射现象的叙述中,正确的是(  )
A.光从一种介质射入另一种介质时,传播方向一定改变
B.当光从空气射入水中时,折射角一定小于入射角
C.当光从水射入空气中时,折射角一定大于入射角
D.在光的折射现象中,折射角有可能等于入射角
12.有关右图中的描述正确的是(  )
A.a是入射光、b是反射光、c是折射光、QP是法线
B.a是入射光、b是反射光、d是折射光、QP是法线
C.a是入射光、e是反射光、c是折射光、MN是法线
D.a是入射光、b是反射光、e是折射光、QP是法线
13.一束光线由空气斜射入水中,当入射角逐渐增大时,折射角(  )
A.逐渐增大,且总是大于入射角 B.逐渐增大,且总是小于入射角
C.逐渐减小,且总是小于入射角 D.逐渐减小,且总是大于入射角
14.某校新建成一个喷水池,在池底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;如果水面升至b位置时,人看到亮斑的位置在Q点,则(  )
A.P点在S点的下方,Q点和S点重合 B.P点在S点的上方,Q点在S点的下方
C.P点在S点的上方,Q点在S点的上方 D.P点在S点的下方,Q点在S点的上方
15.如图所示,一束光线通过容器的玻璃侧壁斜射到容器中,在P处形成一光斑,在向容器里加满水的过程中,光斑将(  )
A.一直向左移动然后停止 B.先向左移动再向右移回到P点
C.一直向右移动然后停止 D.先向右移动再向左移回到P点
16.光线从水斜射入空气中,若入射角为30°,则折射角可能为(  )
A.0° B.23° C.30° D.45°
17.光从水中进入空气时(  )
A.光的传播方向一定发生改变
B.光的传播速度一定发生改变
C.折射角一定小于入射角
D.折射角不可能等于入射角
18.在杯底放一枚硬币,把杯子移动到眼睛刚好看不到硬币的地方,保持眼睛和杯子的位置不变,向杯中缓慢注水,又再次看到硬币,对此解释正确的是(  )
A.看到硬币是眼睛发出的光照到了硬币上 B.这是光的直线传播形成的
C.硬币浮起来了 D.这是光的折射现象
19.下列有关光现象的说法正确的是(  )
A.雨后天边彩虹是光的色散现象
B.光从空气斜射向平静的水面,反射角等于入射角,但折射角大于入射角
C.验钞机利用红外线辨别钱币真伪
D.不论是反射现象,还是折射现象,光路都是不可逆的
20.如图所示,是光在空气和玻璃两种介质中传播情形,下列说法正确的是(  )
A.入射角等于60° B.折射角等于60° C.BF是界面 D.AD的左边是玻璃
二、填空题
21.如图所示,一支固定好的激光笔向空水槽底部固定点0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点的______(选填“左”或“右”)侧,比实际位置___(选填“深”或“浅”)一些;所以鱼儿在清澈的水中游动,沿着你看见鱼的方向去叉它,________(选填“能”或“不能”)插到鱼。
22.在碗底放置一枚硬币,视线移动到碗的侧上方,使我们无法看到硬币,然后慢慢向碗内加水,由于光的___________,我们又会再次看到硬币,如图所示。这时我们看到的硬币位置会比它实际位置___________(填“高一些”或“低一些”)。
23.①岸边树在水中的倒影、②自己在阳光下的影子、③池水映明月、④海市蜃楼、⑤中午树荫下的亮斑。属于光的反射是________,属于光的折射是________,属于光的直线传播是________。(填序号)
24.小明同学站在平静的湖边看到“云在水中飘,鱼在云上游”的奇景,看见的白云是光的___________所成的虚像,看见水中的鱼是光从水中传播到空气中发生了___________所成的虚像。
25.炎炎夏季阳光透过浓密的树荫,在树下形成了许多光斑,这些光斑的形成原因是________。如图所示,有一束光线射入杯中,在杯底形成光斑,逐渐往杯中加水,光斑将向________移动(填“左”或“右”)。
26.一束光线在玻璃和空气的界面上同时发生反射和折射,其光路如图所示。由图可知:________是入射光线,________是两种介质的界面(均填字母)。
27.如图所示,光在玻璃和空气的界面MN同时发生了反射和折射,根据图中的信息可判断:反射光线为_________,折射角的大小为_________,MN的_________(选填“上方”或“下方”)是空气。改变入射角,折射角变为30°,则反射光线与入射光线的夹角将_________60°(选填“大于”、“等于”或“小于”)。
28.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_________,反射角是_________度,折射角是_________度,玻璃在_________。(选填“PQ上侧”或“PQ下侧”或“MN左侧”或“MN右侧”)
29.绿水青山就是金山银山。如图所示,小桥、树木在水中的倒影是光在水面发生___________形成的,小桥的倒影看起来比它本身暗,这是由于射向水面的一部分光发生___________进入水中造成的。从水中看岸边的树木看起来的高度要比实际高度要___________ (选填“略高”或“略浅”)一些。
30.“九寨沟”的镜海中有着“鱼在天上飞,鸟在水中游”的美境奇观,这水中画面的“鱼”是由于光的___________形成的___________像,“鸟”是由于光的___________形成的___________像。(选填“虚”或“实”)
31.如图所示为一束光从空气斜射到某液面上,与液面的夹角为30°,且反射光与折射光相互垂直,则反射角是_______,折射角是________。
32.如图所示,1和2是空气中的两条入射光线,3和4是水中的折射光线,则入射光线1对应的折射光线是___________(选填“3”或“4”),判断的依据是:___________。图中垂直水面的入射光线c对应的入射角∠i=___________,请在图中画出光线c在空气中的折射光线。___________
33.如图所示,是一束光线在空气和玻璃表面发生反射和折射时的情形,则法线是_________,入射光线是_________,折射光线是_________,分界面_________(选填“上”、“下”、“左”“右”)侧是空气。
34.如图所示,是小明在岸上看到水中鱼的光路(光的传播方向未标出)。A点为小明的眼睛,S和S′分别为水中的鱼和小明看到鱼的虚像。图中的折射光线是 _____(填“OS”或“OA”),入射角的大小为 _____。
35.如图是光在空气和玻璃的界面上同时发生反射和折射的光路图,入射光线是______(选填“a”“b”或“c”)。反射角大小是______。
36.如图所示,是光在空气和水的分界面处同时发生反射和折射的光路,其中折射角为 ___________(填“∠1”、“∠2”或“∠3”),法线是 ___________(填“MN”、“EF”)。当入射角减小时,反射光线与折射光线的夹角将变 ___________。
37.如图所示是一束光从介质A入射到介质B中的情形,MN是 A、B两种介质的分界面,其中一种介质是空气,则介质_____(选填“A”或“B”)是空气,折射角为_____度,这束光在发生反射时,其传播方向改变了_____度。
38.一束光线从空气斜射入水中,光的传播方向在水面发生突变,这种现象叫做___________,如图所示,已知折射角的度数为30°,折射光线和反射光线的夹角为105°,则入射角的度数为___________度,反射角的度数为___________度,请你在图中画出反射光线。当光从水中斜射入空气中时,折射角___________(选填“大于”或“小于”)入射角,当光垂直射向介质表面时,传播方向___________(选填“改变”或“不改变”)。
39.小明同学在水塘中看到形状特殊的“虾”,如图所示,他看到的“虾”并不是真正的虾,其实是由于光的_________而形成的_________(填“实”或“虚”)像,真正的虾在水中_________(填“C”“D”“E”或“F”)点,他用激光笔从A点向_________(填“B”“C”“D”“E”或“F”)处射出光束,即可把虾照亮。
40.如图所示,人眼在A处看见河里B处有一条鱼,人眼看到的鱼是光的 _____所成的 _____(选填“实像”或“虚像”),实际鱼的位置在 _____。若从A处射出一束激光,要使激光照射到鱼身上,则激光应对着 _____射出(以上两空均选填“B点”或“B点的上方”、“B点的下方”)。
41.(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(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___________。(用字母表示),反射角的度数为___________,界面的 ___________方(上/下/左/右)是空气。
(2)某校新建喷水池,在池底的中央安装了一只射灯,池内无水时,射灯发出的一束光线照在池壁上,在S点形成一光斑,如图所示,现往池内注水,水面升至a位置时,站在池旁的人看到光斑的位置在P点,如果水面上升至b位置时,人看到的亮斑的位置在Q点,则P点在S点的________(选填“上方”或“下方”),Q点在S点的_________(选填“上方”或“下方”)。
42.如图所示为光线在空气和水中传播的情况,其中∠3=∠2.那么,反射光线是______、折射光线是______、法线是______、入射角是______、折射角是______,光从______射向__________.
三、作图题
43.画出图中射入空气的折射光线的大致方向。
44.一束光从空气斜射入水面,请在下图中画出它的反射光线和折射光线大致方向。
45.如图所示,小明潜水时在水下处看到了小鸟的像,图中A、B两点,其中一点是小鸟,另一点是小鸟的像,请在图中画出水下E处的小明看到小鸟的光路图。
46.如图所示,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。
47.在图中画出的光线OP从空气垂直入射到玻璃砖,并经过玻璃砖两次折射到空气中的光路图。
48.如图所示,小凤在看方形鱼缸中的金鱼时,看到在鱼缸箱内S'点有一条鱼。图中A点表示小凤的眼睛,S点是鱼的实际位置,请在图中画出小凤看到鱼的光路图。
49.一点光源S发出两束光,分别照射到容器水中的M、N点,其中M点在点光源S的正下方,N点在其右侧的水底,请画出光线分别射到这两点的光路图。
50.如图所示,光源S发出的一条光经墙上的平面镜反射后射入游泳池水中。请画出光线经平面镜发生反射及进入水中发生折射的光路。
51.如图所示,B是人眼在A处透过水面看见的一条大鱼的像,鱼所在的大概位置是在E处,若用作图的方式解释,请你在该图中画出完整的光路图。
52.如图所示,一束光从空气斜射向玻璃砖,请完成光路图。
53.承德避暑山庄湖景如画,如图甲所示。小玉同学在岸边,通过平静的湖面,既可看到建筑物的倒影,又可看到水中的鲤鱼。图乙中,A点代表建筑物的顶点,B点代表小玉看到的鱼,C点代表小玉的眼睛。请在图乙中画出:
(1)A点在水中的像A';
(2)小玉看到A'的光路;
(3)鱼的大致位置B'并完成看到B'的光路图。
54.如图,罗庄道德广场清澈池塘底部有一石块A,站在岸边的小强(假设小强的眼睛在C处)看到石块在B处(图中用虚线连接),请画出小强看到石块A的光路图(标明入射光线和折射光线)。
55.星期天,小明和爸爸妈妈一起到公园游玩,当他站在池水旁观赏游鱼时,看到水中点有一条鱼的同时,恰好看见有一只“小鸟”从它下边飞过。请你画出小明此时看见的鱼的实际大致位置B和“小鸟”位置的光路图(保留必要的作图痕迹)。
56.如图,小雨用激光笔对着水槽中的水面O处照射。在水槽底部A处形成了一个光斑。请作出激光笔发出的光从空气进入水中的光路图。
57.如图甲所示,小红在平静的湖边看到“鸟在水中飞,鱼在鸟上游”。在图乙中,A表示小红看到的鱼,B表示小红看到的鸟,请在图乙中画出小红看到此现象的光路。
58.鱼在水下A点看岸上的物体蜻蜓,图中B、C两点,有一点是蜻蜓,有一点是鱼在水下看到蜻蜓的像点,请在图中作出其光路图(保留作图痕迹)。
59.一束光照射到半球形玻璃砖上,如图,请你在图中画出光线经两次折射后,射出半球形玻璃砖的光路图。
60.(1)如图所示,一个玻璃三棱镜的截面为等腰直角△ABC,∠A为直角,一束红光平行于BC边从S点射入三棱镜,经AB面折射后,又在BC面发生反射,然后恰好从P点折射后射出,请画出这个传播过程的光路图。( )
(2)一束激光a斜射向半圆形玻璃砖圆心O,结果在屏幕上出现两个光斑,请画出形成两个光斑的光路图。( )
61.小明(O点)在平静的湖面上看见树上的小鸟恰好“落”水中的鱼(B点)身上,试确定鱼的大致位置(C点)、小鸟的位置(A点)及通过水面上看到小鸟的光路。
62.如图所示,一块下表面镀银的平行玻璃砖,放在水平面上,右侧竖直放置一光屏。一束光线以60°的入射角射向玻璃砖的上表面,经玻璃砖上表面和下表面各一次反射后,在光屏上形成两个光斑A、B。请将形成光班B的光路补充完整,并标明射向B的光线与玻璃砖上表面夹角的度数( )
63.如图,潜水员的眼睛在水面以下A处,看水面上的物体B,会看到B的像。图中的B1、B2点,一处是物的位置,一处是像的位置。请在图中作出光路图,确定像、物的位置,并加以解释。
( )
解释: ___________________
64.如图所示,起初茶碗看起来是空的,但当你慢慢往茶碗中倒水时,就会发现碗中原来还藏着一枚硬币。这是为什么?请在图中画出眼睛(A)看到水中硬币虚像的光学原理图。
( )
65.(1)如图,一束光从水中斜射入空气,请在图中作出它大致的折射光线。
( )
(2)一束光经平面镜反射后,射向凹透镜,请画出射向平面镜的入射光线与经过凹透镜的折射光线。
( )
(3)如图甲为一辆轿车的俯视图,O点为司机眼睛位置,司机通过后视镜MN(看作平面镜)看到车尾S点,简化图如图乙所示。根据平面镜成像规律在图乙中画出司机看到S点的光路图。
( )
66.如图所示为光从空气斜射入水中的光路图,请在图中画出并标明分界线与法线。
( )
67.如图所示,水里的光源O发出的一条光线射向水面,在水面处发生反射和折射,反射光线经过P点,折射光线经过A点,请在答题卡图中先通过虚线作图找出水面处的反射点,再作出入射光线、反射光线和折射光线。
68.(1)“猴子捞月”的故事同学们耳熟能详.如图所示,若猴子的眼睛用点A表示,空中的月亮用点B表示,请画出猴子看见水中月亮的光路图,并保留必要的作图痕迹.
(2)水池里有盏小射灯,如图所示,已经画出了小射灯射向水面的一条光线,请完成下列要求:
①画出射入空气的折射光线的大致方向;②标出入射角i.
69.如图所示,一条光线射到水中的气泡表面P点,O为球形气泡的球心,请画出光线进入气泡,又出射到水中的光路,不要求画反射光线____.
70.如图,S为发光点,试作出三条射向水面的入射光线SO、SA和SB的折射光线.并说明折射光线反向延长交点的意义.
71.在公园的海洋馆里,人们可以透过厚厚的玻璃看到海底景观,请作出图中AB光线透过玻璃的光路.(已知v空气>v水>v玻璃)
四、实验题
72.小江为探究“光的折射规律”设计了如图甲所示的实验装置。
(1)通过实验得到如表数据,分析表中数据,可得出结论:______;
入射角α 0° 15° 30° 45° 60°
折射角β 0° 11° 22.1° 35.4° 40.9°
①细心的小江在实验探究中发现:水中看到的光线没有空气中的粗且亮,其原因是______;
②小江联想到,暑假去泳池游泳时,从水面上观察,感觉深水区并不深,原因是他看到的池底是由光的______现象形成的______像(选填“实”或“虚”);
(2)实验时,小江保持入射光不动,继续加水,会看到杯底的亮斑B向______(选填“左”或“右”)移动;
(3)小江知道了上述规律后,他想知道:光在其他透明介质的分界面折射时,有什么规律呢?他做了如下实验:让激光笔射出的光束从水斜射入玻璃,再从玻璃依次斜射入冰、空气中,其光路如图乙所示,然后老师又告诉他,光在一些透明介质中的传播速度,如表:
物质 光速(米/秒)
水 2.25×108
玻璃 2.0×108
冰 2.30×108
空气 3.0×108
酒精 2.2×108
①针对提出的问题,请你仔细观察图中的光路,对照上表中的数据进行分析,可以得出结论:______;
②根据你得出的结论,判断:光从玻璃中斜射入酒精中,折射角______入射角(填“大于”、“小于”或等于)。
73.如图甲所示,某兴趣小组在探究光的折射现象时,将一束入射角为的光斜射入杯内水中,在杯底形成光斑S。该小组对实验中光偏折程度产生了兴趣,为了定量反映这种偏折程度,小组成员定义“”。根据所学物理知识和生活经验,他们对影响“偏折比”大小的因素提出以下猜想。
猜想1:“偏折比”大小可能与液体的深度有关;
猜想2:“偏折比”大小可能与液体的种类有关。
(1)请你在图甲中作出折射光线并且标出折射角∠r;______
(2)图甲实验中,测得折射角为,则此时的“偏折比”为______;
(3)为了验证猜想1,小组成员向杯中缓慢加水至虚线AB位置,发现折射角大小不变,请你推测杯底光斑会______(选填“向左”、“向右”、“不”)移动;
(4)为了验证猜想2,小组在横截面完全相同的乙杯中加油,光线的入射点都是在杯子的中轴线与液面的交点处,如图乙,当油的深度小于水的深度,此时杯底光斑的位置恰与图甲中光斑的位置重合,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”。
74.如图甲所示,某同学做“探究光的折射特点”的实验。
(1)在探究中,该同学在清水中滴入几滴牛奶并搅拌,在水面上方的空气中熏了点烟雾_________;
(2)实验中,可以看到光从空气斜射到水面时,将同时发生光的折射和_________现象。若入射光线与水面夹角为,则入射角为_________;
(3)折射现象生活中的应用很多:
①如图乙所示,钻石闪闪发光的奥秘在于控制切割钻石的角度,使入射光线不穿透下部亭部面,再折射出去。图丙为光线经钻石传播的部分光路图,请补充光传播到E处后的折射光线;_________
②在锥形烧瓶里注满水,用胶塞塞紧,用墨汁将锥形烧瓶外面半边涂黑,如图丁所示。把这个烧瓶倒立在阳光下,并使窄缝斜对太阳,_________(“能”或“不能”)检测到温度的上升;红光以外的区域有红外线,请举出一个红外线应用的实例_________。
75.小明利用如图所示的实验装置探究光的折射规律。
(1)如图甲所示,小明将一束激光射到P点,形成一个光斑,向水槽内慢慢注水,水槽底部光斑的位置将 ___________(选填“向左移动”、“向右移动”或“不动”),在此过程中,折射角 ___________(选填“增大”、“不变”或“减小”);
(2)如图乙所示,在玻璃水槽中竖直放置的光屏是由E和F两个半圆形光屏组成的,NOM为两半圆的分界线,其中光屏F可绕直径NOM前后折转。
①实验时,先让光屏E、F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F上可以看到折射光:小明将光屏F向后折转一定角度后,在光屏F上不能看到折射光,说明 ___________;
②多次改变入射角进行实验,测量并记录的数据如下表所示。分析数据得出的结论是:光从空气斜射入水中时,折射角 ___________入射角(选填“大于”或“小于”)。在实验过程中,多次改变入射角的目的是 ___________。
入射角 15° 30° 45° 60°
折射角 11° 22.1° 35.4° 40.9°
76.瑶瑶利用图所示的实验装置探究光的反射规律,实验装置由激光笔、平面镜、带有量角器的半圆形纸板组成,半圆形纸板的一半可以向后转动。
(1)将实验器材竖直放置在________桌面上。打开激光笔,调整入射方向,使入射点与量角器圆心重合,根据光的传播路径,可以读出入射角和反射角的大小;
(2)改变入射角大小,多次实验后,得到如下表几组数据。根据表中的数据可以得到反射角和入射角满足的规律是:在反射现象中________;
实验次数 1 2 3 4
入射角/° 20 30 45 60
反射角/° 20 30 45 60
(3)将半圆形纸板的左边一半向后转动,在该纸板上________(选填“能”或“不能”)看到反射光线,说明反射光线与入射光线________(选填“在”或“不在”)同一平面;
(4)实验结束后,瑶瑶继续探究光的折射特点。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:分析表中数据,可得出结论:
入射角α 0° 15° 30° 45° 60°
反射角β 0° 15° 30° 45° 60°
折射角γ 0° 11.3° 22.1° 35.4° 40.9°
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化关系是:_______________,且折射角_________(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________度。
77.为了研究光从空气斜射入各种透明介质时折射角的大小与哪些因素有关,小华同学利用激光笔、玻璃、水、量角器等进行实验探究。他先让光从空气斜射入水中,分别测出入射角和折射角的大小,记录在表一中。然后他又让光从空气斜射入玻璃中,重复上述实验,将数据记录在表二中。
表一光从空气斜射入水
实验序号 入射角 折射角
1 30° 22°
2 45° 32°
3 60° 41°
表二光从空气斜射入玻璃
实验序号 入射角 折射角
4 30° 19°
5 45° 28°
6 60° 35°
(1)分析比较实验序号1或2或3或4或5或6中的数据可知:当光从空气斜射入其他透明介质时,_________;
(2)分析比较实验序号1与2与3或4与5与6中的数据可知:_________;
(3)分析比较实验序号_________中的数据可知:当光从空气中以相同入射角斜射入不同介质中时,折射角不同;
(4)从上述实验分析,可得出的初步结论是:光从空气斜射入各种透明介质时折射角的大小与_________和_________有关;
(5)在上述实验研究中所用到的科学方法叫_________,物理学家_________在研究摆的摆动快慢的过程中也主要用到了这个科学方法。
78.某小组同学在学习了光的折射规律之后,通过上网查阅相关物理资料,发现光在不同介质中传播的速度是不同的。他们猜想不同介质对光的折射情况可能与光在该介质中的传播速度有关。于是他们让光分别从酒精斜射入另一种介质中进行实验(光在酒精中的传播速度为2.21×108米/秒),并将实验数据记录在下表中。
实验序号 入射角 光在另一种介质中的传播速度(×108米/秒) 折射角
1 20° 金刚石1.24 11°
2 20° 玻璃1.87 17°
3 20° 水2.25 21°
4 20° 空气2.99 27°
5 30° 空气2.99 42°
6 40° 空气2.99 61°
(1)分析比较实验序号______的数据,可得出的初步结论:当______时折射角小于入射角;
(2)小李同学根据表中的实验数据认为光从一种介质斜射入另一种介质时,传播方向可能不变,你认为这种可能是否存在。若存在,请写出产生这种现象的条件,若不存在,请说明理由:______;
(3)分析比较实验序号4与5与6中折射角随入射角的变化关系,可得出的初步结论:当光从酒精斜射入空气中时,______;
(4)小王同学分析比较实验序号4与5与6中折射角随入射角变化的趋势,认为经过推理可得出的初步结论:当光从传播速度较小的质斜射入传播速度较大的介质时,______;
(5)小明同学认为小王所依据的实验数据有限,初步结论未必足以使人信服,应该用更多的实验数据进行验证。于是他决定改变入射角进一步研究,在下列的介质中,你认为小明选用______情况进行实验,可为小王的结论提供有力的依据。
A.光从金刚石斜射入水
B.光从空气斜射入水
C.光从水中斜射入玻璃
D.光从玻璃斜射入空气
79.小明用如图所示装置将一细光束从水中斜射到空气中,用于探究“光的折射规律”实验测得的数据如表。
入射角/° 0 10 20 30 40 48.6 50
折射角/° 0 13.4 27.0 41.7 58.7 90
(1)当入射角为0°时,折射角大小为0°,说明当光从水中垂直射入空气中时,传播方向 ___________;
(2)分析实验数据可知:入射角增大时,折射角 ___________(填“增大”或“减小”),且折射角 ___________(填“大于”、“小于”或“等于”)入射角;
(3)当入射角为48.6°,折射角大小为90°,若再增大入射角,则折射光线消失,只发生反射,这种现象称为全反射,所以当入射角为50°时________(会/不会)发生全反射现象;
(4)若光线从空气斜射入水中,入射角为58.7°,则折射角大小为 ___________,这是因为___________。
80.小明在学了光的折射后,想知道光进入不同介质时,弯曲程度是否相同(折射角是否相等),如不同,弯曲程度跟什么因素有关?老师帮他设计了下面的实验:用一厚玻璃缸盛一定量的水,让一个激光手电筒射出的光束从空气中斜射入水中,从水中进入玻璃,再次进入空气中,其光路如图所示。小明上网查出一些介质的其他参数如下表。
物质 密度/(kg/m3) 光速/(m/s)
空气 1.29 3.0×108
水 1.0×103 2.25×108
玻璃 2.5×103 2.0×108
植物油 0.8×103
(1)分析光路图(a)可得出结论:______;
(2)分析光路图(a)和表中数据可得出折射角变化的规律:______;
(3)你认为光在植物油中传播的速度比在水中的传播速度______(填“大”或“小”);
(4)现代医学治疗中常用超声波击碎人体内的结石,当超声波斜射入人体时,能发生类似光一样的折射。如图(b)所示,超声波进入人体击碎结石时,入射点应在O点的______侧。(选填“左”或“右”)
81.甲、乙、丙、丁四组同学在实验室做光学实验.
(1)图中是甲组同学设计的探究“光的反射定律”的实验装置,同学们将一张白纸B放在水平桌面上,将一个平面镜A垂直白纸放置,用激光手电贴着______(选填“A”或“B”)照射,经过多次实验并记录下了反射角和入射角的度数如下表.甲组同学多次实验的目的是:________.
(2)其他三组同学都探究光的折射规律,乙、丙两组同学根据实验现象作出了光路图.对比光路图可以发现,当光以相同的入射角斜射入________(选填“相同的”或“不同的”)介质中时,折射角不同.折射角的大小可能与什么因素有关?同学们展开了热烈的讨论,你的猜想是:折射角的大小可能与_________有关.
(3)丁组同学意外发现: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,如图,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下表.
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:___________ .
②光从玻璃斜射向空气时,反射能量随着入射角的增大而________,当入射角i≥ _______°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:图中的图线________(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,当光从空气斜射向玻璃时,______(选填“能”或“不能”)发生全反射现象.
82.我们已知光在空气和水分界面发生折射时的规律,光在其他透明介质的分界面发生折射时有什么规律呢?为了研究这个问题,小明做了如下实验:让一激光手电筒射出的光束从水斜射入玻璃,再从玻璃依次斜射入冰、空气中,其光路如图所示。然后老师又告诉他光在一些透明介质中的传播速度,如下表。
(1)针对小明提出的问题,仔细观察图甲中的光路,对照表格中的数据进行分析,可以得出结论:________。
(2)根据你得出的结论,请在图乙中画出光由玻璃斜射入酒精时,折射光线的大致位置_______________。
(3)物理老师在实验室用某种方法在长方形玻璃缸内配制了一些白糖水。两天后,同学们来到实验室上课,一位同学用激光笔从玻璃缸的外侧将光线斜向上射入白糖水,发现了一个奇特的现象:白糖水中的光路不是直线,而是一条向下弯曲的曲线,如图丙所示。关于对这个现象的解释,同学们提出了以下猜想,其中能合理解释该现象的猜想是________
A.玻璃缸的折射作用 B.激光笔发出的光线不绝对平行
C.白糖水的密度不是均匀的,越深密度越大 D.激光笔发出的各种颜色的光发生了色散
83.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,小彬通过缓慢改变水槽中的水量来探究光的传播现象.
(1)如图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,这是由于光在水面处发生了光的______现象,此时入射角______角选填“大于”“等于”或“小于”;
(2)为使B处的光点移至C处,则应使水槽中的水量______,若BC间距离为2cm,则水面高度的变化量______选填“”“”或“”;
(3)如图所示,小彬将激光笔移至虚线框内向水槽底部照射,为使光束第一次从水面射出后沿DE方向传播,则激光笔照射的方向应满足的条件是______,且激光笔照射在水槽底部的位置必须在区______选填“①”②”或“③”内.
参考答案:
1.B
【详解】A.灯光下的手影是光沿直线传播形成的,故A不符合题意;
B.国家大剧院在水中的倒影属于平面镜成像,是由光的反射形成的,故B符合题意;
C.光从一种介质斜射入另一种介质中时,会发生折射现象,如池底变浅,杯中筷子弯折等,故C不符合题意;
D.海市蜃楼,是空气由于受热等因素变得不再是均匀介质,光在不均匀介质中发生了折射形成的,故D不符合题意。
故选B。
2.A
【详解】皮影戏原理是光在同种均匀介质中沿直线传播;
A.运动员的影子属光在同种均匀介质中沿直线传播,故A符合题意;
B.五环之光在冰块里偏折属光的折射现象,故B不符合题意;
C.雨后彩虹是光的色散,属光的折射现象,故C不符合题意;
D.大跳台在水中的倒影是平面镜成像,属光的反射现象,故D不符合题意。
故选A。
3.B
【详解】A.演员对着镜子画脸谱,镜子就是平面镜,利用平面镜成像原理,故A不符合题意;
B.钢笔在玻璃砖后“错位”,是因为光线经过玻璃砖时发生折射造成的,没有利用平面镜成像原理,故B符合题意;
C.潜水艇上借助潜望镜观察远方,潜望镜中有两个平面镜,改变光路,利用了平面镜成像原理,故C不符合题意;
D.“天空之境”形成水中倒影,平静的水面相当于是一个平面镜,利用了平面镜成像原理,故D不符合题意。
故选B。
4.D
【详解】①能从不同方向看到本身不发光的物体,是因为物体发生了漫反射现象,属于光的反射,故①符合题意;
②在岸上看水中的鱼时,鱼反射的光线经过水面后会发生折射,看到的是鱼的虚像,故②不符合题意;
③岸上的树木在水中的倒影,属于平面镜成像,是由于光的反射形成的,故③符合题意;
④岸上的人在阳光下的影子,是由于某种光的直线传播形成的,故④不符合题意。
故D符合题意,ABC不符合题意。
故选D。
5.C
【详解】A.光在同一种均匀介质中是沿直线传播的,当光射到不透明的物体上,由于物体挡住了一部分光线的传播,所以光照射不到的地方就形成了影子。阳光下桃花和游人的影子是光的直线传播形成的,故A错误;
B.平静的湖面相当于平面镜,湖水中白云和柳树的倒影属于平面成像,是由光的反射形成的,故B错误;
C.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,就会觉得池底变浅了,故C正确;
D.一束光线照射到光滑的表面上,会被平行地反射,这种反射叫镜面反射,它可以把平行光沿特定的方向反射出去,如果人眼接收到反射光感觉很强;凹凸不平的表面会把平行的入射光线向四面八方反射,这种反射叫漫反射,人在各个角度都能接收到反射光线。游人能观赏到美丽的桃花,而且接收的反射光不是太强,是光在桃花表面发生漫反射的结果,故D错误。
故选C。
6.C
【详解】光只有在同一均匀介质中才沿直线传播,在不均匀的介质中会发生折射现象;激光是单色光,不能发生色散。
A.由于玻璃缸的折射,光线只能在空气和玻璃缸的界面上传播路径改变,故A不符合题意;
B.光在同一均匀介质中沿直线传播,激光笔发出的光线是平行的,故B不符合题意;
C.白糖水放置久了后,就变的不均匀了;由图可知,光的传播路径会向下弯曲,这表明光线是从密度大的糖水射向密度小的糖水,入射角小于折射角,所以越深密度越大,故C符合题意;
D.激光笔发出的光是单色光,不能发生色散,故D不符合题意。
故选C。
7.D
【详解】A.当我们用眼睛看水中物体时,物体所反射的光从水中斜射入空气中,折射光偏离法线,进入到了我们的眼睛,我们才能看清物体,图A中折射角小于入射角,故A不符合题意;
BC.光的传播方向错误,故BC不符合题意;
D.光是从硬币上反射出的,又因为光从水中斜射入空气中时,折射角大于入射角,故D符合题意。
故选D。
8.A
【详解】BD.鹅卵石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,看到“鹅卵石”的位置升高了。图中光从空气射入水中,光的传播方向错误,故BD错误;
C.图中折射角小于入射角,故C错误;
A.该图中,光由水中斜射入空气中,且折射角大于入射角,故A正确。
故选A。
9.B
【详解】A.本身能发光的物体叫光源,月亮是靠反射太阳光而“发光”,月亮不是光源,故A错误;
B.“欲穷千里目,更上一层楼”,站得高看得远,这是光的直线传播,故B正确;
C.“池水照明月”,是光在水面发生的反射现象,故C错误;
D.“疑水浅”是因为光线从水中射入空气时,光线的传播方向发生改变所形成的现象,属于光的折射现象,故D错误。
故选B。
10.A
【详解】光从水中斜射入空气时,折射角大于入射角;光从水中垂直射入空气中时,光的传播方向不变,折射角等于入射角,都为0°;光在水中的传播速度大约是在空气里的;所以光从水中进入空气时,光的传播速度会增大,故A符合题意;BCD不符合题意。
故选A。
11.D
【详解】A.当光线垂直射向介质表面时,传播方向不改变,此时折射角等于入射角,故A错误;
B.当光从空气斜射入水中时,折射角小于入射角,当光从空气垂直射入水中时,折射角等于入射角,故B错误;
CD.当光从水中斜射入空气中时,折射角大于入射角,当光从水中垂直射入空气中时,折射角等于入射角,故C错误,D正确。
故选D。
12.B
【详解】由光路图知,QP与空气和水的界面垂直,因此QP是法线;由图知,a与b在同种介质中,a射向介质界面,因此a是入射光线;b背离介质界面射出,因此b是反射光线;由图知:光由空气斜射入水,则折射角小于入射角,折射光线在水中,且与入射光线a分别位于法线QP的两侧,由图知d是折射光线。故ACD不正确,B正确。
故选B。
13.B
【详解】根据光的折射定律知,一束光线从空气斜射入水中时,折射角总小于入射角,且折射角随着入射角的增大而增大,故B符合题意,ACD不符合题意。
故选B。
14.D
【详解】当往池内注水,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
当水面上升至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
通过画图可知:P点在S点的下方,Q点在S点的上方。故D符合题意,ABC不符合题意。
故选D。
15.B
【详解】当容器内加水,水没浸没光线之前,因为光从空气斜射入水中时,折射角小于入射角,折射光线靠近法线,故光斑左移,随着加水量的增加,入射点左移,入射角不变,折射角也不变,故容器底的光斑不断向左移动,如下左图所示:
当水加满后,如上右图所示,光完全在水中传播,水是均匀介质,故光沿直线传播,光斑会移回到P点。故ACD不符合题意,B符合题意。
故选B。
16.D
【详解】由光的折射定律可知:光线从空气斜射入水中,折射角小于入射角;光从水中斜射入空气中时,折射角大于入射角。若入射角为30°,则折射角大于30°,故ABC不符合题意,D符合题意。
故选D。
17.B
【详解】ACD.光从水中进入空气时,折射角大于入射角,光从空气垂直射入水中时,光的传播方向不变,故ACD不符合题意;
B.光在越稀疏的介质中传播越快,在真空中最快,光在水中的传播速度大约是在空气里的;所以光从水中进入空气时,光的传播速度会增大,故B符合题意。
故选B。
18.D
【详解】A.人眼看到物体是由于物体反射的光进入人的眼睛,而不是眼睛发出光线,故A错误;
B.注水之前,根据光的直线传播,已经把杯子移动到眼睛刚好看不到硬币的地方了,注水后能看见硬币,是水中硬币的反射光线,从水中进入空气,发生折射进入人眼的,故B错误;
C.硬币的密度比水大,不会浮起来,故C错误;
D.向杯中缓慢注水,又再次看到硬币,是因为水中硬币的反射光从水中斜射入空气,发生折射进入人眼的,故D正确。
故选D。
19.A
【详解】A.雨过天晴天空会出现彩虹是光的色散现象,其实质是由折射形成的,故A正确;
B.光从空气斜射向平静的水面,反射角等于入射角,但折射角小于入射角,故B错误;
C.紫外线能使荧光物质发光,验钞机利用紫外线辨别钱币真伪,故C错误;
D.不论是反射现象,还是折射现象,光路都是可逆的,故D错误。
故选A。
20.B
【详解】入射光线与法线的夹角为入射角,反射光线与法线的夹角为反射角,折射光线与法线的夹角为折射角。根据光的反射定律可知反射角等于入射角,如图所示:∠AOG=60°,则
∠GOF=90°-60°=30°
已知∠EOF=30°,则
∠GOF=∠EOF=30°
所以在AD的右侧发生了光的反射,则AD为界面,BF为法线,因折射光线和入射光线分别位于法线两侧,所以GO为入射光线,OE为反射光线,OC为折射光线,入射角∠GOF为30°,折射角
∠BOC=90°-30°=60°
根据光的折射定律可知,光从玻璃斜射入到空气中时,折射角比入射角要大,所以AD的右边为玻璃,故ACD错误,B正确。
故选B。
21. 左 浅 不能
【详解】[1]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。
[2][3]叉鱼时,看到的水中的鱼是由于水中鱼反射出的光,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鱼的虚像,所以叉鱼时要朝着所看到的“鱼”位置插去,不能插到鱼。
22. 折射 高一些
【详解】[1]在碗底放置一枚硬币,视线移动到碗的侧上方,使我们无法看到硬币,然后慢慢向碗内加水,是由于硬币反射的光从水中进入空气中,光线发生偏折。
[2]光从水中折射入空气中,折射角大于入射角,当折射光线进入眼睛时,眼睛以为光是沿直线传播的,眼睛看到的硬币的像在折射光线反向延长线上,是虚像,我们看到的硬币位置会比它实际位置高一些。
23. ①③ ④ ②⑤
【详解】①岸边树在水中的倒影属于平面镜成像,其原理是光的反射;
②自己在阳光下的影子是由于光的直线传形成的;
③池水映明月属于平面镜成像,其原理是光的反射;
④海市屋楼是由于光的折射造成的;
⑤中午树荫下的亮斑是由于光的直线传形成的。
[1][2][3]所以属于光的反射是①③,属于光的折射是④,属于光的直线传播是②⑤。
24. 反射 折射
【详解】[1]平静的湖面可视为平面镜,看见的白云是光由于反射所成的虚像。
[2]鱼生活在水里,鱼反射的光线由水中斜射入空气中时,在水面发生折射,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,就会觉得鱼变高了,所以看到了鱼的虚像。
25. 光的直线传播 左
【详解】[1]树荫下的地面上出现的圆形光斑,是太阳光通过浓密的树叶中的小孔所成的太阳的像,是实像,是由光的直线传播形成的。
[2]当杯中的水增多时,作图如下
水增多时液面升高,但入射光线的角度没变,折射光线的角度也不变,由图可知光斑向左移动。
26. CO DE
【详解】[1][2]由图示知
∠BOG=∠DOG-∠DOB=90°-40°=50°

∠BOG=∠COG
据光的反射定律:反射角等于入射角,则CO及OB中,一条是入射光线,另一条的反射光线;据光的折射定律:折射光线及反射光线分居法线两侧,所以OA为折射光线,CO为入射光线,OB为反射光线。FG为法线,DE为两种介质的界面。
27. OB 50 上方 小于
【详解】[1]由反射定律知,光反射时,反射角等入射角,可知OC为折射光线,折射光线与入射光线在法线两侧,故AO为入射光线,OB为反射光线。
[2]折射光线CO与法线的夹角为折射角,由图知为50°。
[3]发生折射时空气一侧的角更大,故上方为空气。
[4]若折射角为30°,则此时入射角小于折射角30°,故入射光线与反射光线夹角小于30°。
28. CO 60 30 MN右侧
【详解】[1][2]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,由图知道,MN左侧的两条光线OC、OA与OP的夹角相等,因此MN为界面,QP为法线,CO、OA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,∠COP是入射角,OA是反射光线,∠POA是反射角,大小为
[3][4]OB是折射光线,而折射角∠QOB=30°,由于折射角小于入射角,所以,光线是从空气斜射入玻璃中,且玻璃在MN右侧。
29. 反射 折射 略高
【详解】[1]小桥、树木在水中的倒影属于平面镜成像,是光在水面发生反射形成的。
[2]光射到水面时,一部分光线发生了反射,另一部分发生了折射而进入水中,小桥的的倒影看起来比实际物体本身“暗”一些。
[3]岸边的树木反射的光,从空气射入水中,发生折射时折射角小于入射角,所以从水中看岸边的树木时,看起来的高度要比实际高度要略高一些。
30. 折射 虚 反射 虚
【详解】[1][2]“鱼在天上飞”,鱼反射的光线经过水面的折射进入人眼,是由光的折射形成的虚像。
[3][4]“鸟在水中游”,鸟和人都处在同一种介质中,鸟反射的光线经过水面的反射进入人眼,是由光的反射形成的虚像。
31. 60° 30°
【详解】[1]如图所示,入射光线与界面的夹角是30°,所以入射角为
∠i=90°-30°=60°
反射角等于入射角也为60°。
[2]反射光线与界面的夹角为30°。由于折射光线与反射光线垂直,所以折射光线与界面的夹角为
∠r=90°-30°=60°
因此折射角为

32. 4 折射角随入射角的减小而减小 0°
【详解】[1][2]光从水中斜射入空气中会发生折射,折射角大于入射角,且折射角随入射角的减小而减小;由图可知,2光线的入射角小于1光线的入射角,所以2光线折射后的折射角应该小于1光线的折射角,所以光线1对应的折射光线是4;判断的依据是:折射角随入射角的减小而减小。
[3][4]光从水中垂直射入空气中,入射角为0°,所以图中垂直水面的入射光线c对应的入射角∠i=0°,经水面后传播方向不变,故光线c射出水面后的光路如下图所示:
33. MN CO OA 左
【详解】[1][2][3]由图可知,OB和OC关于MN对称,可知MN是法线,AO与OC分居法线两侧,可知,CO为入射光线,OA为折射光线,OB为反射光线。
[4]由图可知,折射光线与法线的夹角为60°,则折射角为60°,入射光线与法线的夹角为
可知折射角大于入射角,所以分界面左侧是空气。
34. OA 30°
【详解】[1]观察水中鱼时,鱼反射的光线斜射入空气中时,发生折射,折射角大于入射角,折射光线远离法线,折射光线进入人的眼睛,所以OA为折射光线。
[2]由图可知,入射光线与水面之间的夹角为120°,入射角为入射光线与法线之间的夹角,法线与界面垂直,则入射角为
35. a 30°
【详解】[1]由题图作虚线得如下图所示:
根据反射角等于入射角,所以为法线,为界面,折射光线和入射光线分别位于法线两侧,则c一定为折射光线,a为入射光线,b为反射光线。
[2]入射光线与法线的夹角为入射角,所以入射角为
反射角等于入射角,为。
36. ∠2 MN 大
【详解】[1][2]在光的反射中,反射角等于入射角;由图可知,∠1等于∠3,所以在EF的上方发生了光的反射,则EF是界面,MN是法线,下方的OB为折射光线,在光的折射中,折射光线和入射光线分居法线的两侧,所以CO是入射光线,OA是反射光线,所以∠2为折射角。
[3]因反射角等于入射角,所以当入射角变小时,反射角变小,折射角也会减小,则结合图示可知,反射光线与折射光线的夹角将变大。
37. B 60 80
【详解】[1][2]直线MN为分界面,过入射点O作MN的垂线EF,即为法线,如图所示:
入射角是入射光线XO与法线EF的夹角,反射角是反射光线OY与法线EF的夹角,折射角是折射光线OZ与法线EF的夹角;由图可知,入射光线XO与界面MN的夹角为40°,则入射角为
90°﹣40°=50°
根据光的反射定律可知,反射角等于入射角,即反射角等于50°;图中的折射角为
90°﹣30°=60°
当光线从空气斜射入其它透明介质时,折射角小于入射角;当光线从其它透明介质斜射入空气时,折射角大于入射角;因为图中的折射角大于入射角,故光线从其它透明介质斜射入空气中,则上方介质B为空气。
[3]光在发生反射时,反射光线OY与入射光线XO之间的夹角为
50°+50°=100°
则反射光线OY传播方向改变了
180°﹣100°=80°
38. 光的折射 大于 不改变
【详解】[1]光由一种介质射向另一种介质时,在两种介质的交界面发生偏折的现象叫光的折射。
[2][3]由下图可知
反射角折射角
又知折射角为,所以反射角为
根据光的反射规律,则入射角也等于;完整的光路如图所示
[4]由上面的分析可知,光由空气以的入射角射向水中,其折射角为,即折射角小于入射角;当光由水射向空气中时,依据光路的可逆性可知,折射角大于入射角。
[5]当光垂直射向介质表面时,当光线垂直射向介质表面时, 折射光线、入射光线和法线重合,光的传播方向不变。
39. 折射 虚 E B
【详解】[1]鱼反射的光线经过水面时,发生偏转,人眼逆着折射光线的反向延长线看过去,才看到的像,故是光的折射。
[2]他看到的“虾”是因折射光线的反向延长线形成的,并不是实际光线会聚而成,故是虚像。
[3]根据光的折射定律,折射角大于入射角,故真正的虾在水中更深的位置,即在E处。
[4]根据光路的可逆性,他用激光笔从A点向B处射出光束,即可把虾照亮。
40. 折射 虚像 B点的下方 B点
【详解】[1][2][3][4]水中的“鱼”是鱼反射的光线从水中进入空气发生折射形成的虚像;看到的鱼(虚像)在实际鱼位置的上方,则实际鱼的位置在B点的下方;连接AB,过折射点做法线,根据光从空气斜射入水中,折射角小于入射角画出折射光线的位置,虽然人看到的B点是鱼的虚像,鱼的实际位置在B点的正下方,根据光路可逆,激光在进入水的时候也会发生折射,所以照着B点,激光也就刚好落在鱼上了。如图所示:
41. OG 30°
右 下方 上方
【详解】1)[1][2]由图可知,∠BOE=60°,所以
∠COE=90°-60°=30°
而∠COF=30°,根据反射角等于入射角,所以CD为法线,AB为界面,而折射光线和入射光线分别位于法线两侧,则OG一定为折射光线,EO为入射光线,OF为反射光线,反射角为30°。
[3]由图可知,折射角为:∠GOD=45°。因当光线从其它介质斜射入空气时,折射角大于入射角。所以这束光线是由玻璃进入空气,则界面的右侧是空气。
(2)[4]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:
通过画图可知:P点在S点的下方。
[5]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:
通过画图可知:Q点在S点的上方。
42. OD OE AA` ∠2 ∠6 空气 水
【详解】根据光的反射定律,入射光线与法线的夹角为入射角,反射光线与法线的夹角为反射角,由∠3=∠2可得知,BB′是界面,AA′是法线,又因为入射光线和折射光线在法线两侧,所以CO是入射光线,OD是反射光线,OE是折射光线,∠2为入射角;折射光线与法线的夹角为折射角,则∠6为折射角,由折射角小于入射角可知,光从空气射向水中.故答分析:知道入射光线、反射光线和折射光线的关系,会根据光路图识别入射光线、反射光线或折射光线,并且会求入射角、反射角或折射角.
43.
【详解】过入射点作法线,根据光由水中斜射入空气中时,折射光线和入射光线分居在法线两侧,折射角大于入射角,在法线右侧的空气中画出折射光线,如图所示:
44.
【详解】过入射点作出法线,然后在空气中法线的另一侧作出反射光线,使反射角等于入射角,再在水中法线的另一侧作出折射光线,注意折射角小于入射角,在光线上标出箭头表示光传播的方向,如下图所示:
45.
【详解】连接眼睛处的E点与点B,EB与界面的交点即为入射点O,OE就是折射光线,连接AO,AO就是入射光线,即可完成水下E处的小明看到小鸟的光路图。如图所示:
46.
【详解】连接两点(空气中用虚线,水中用实线)与水面相交,则交点为入射点;连接即为入射光线,为折射光线,如下图所示:
47.
【详解】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,如下图所示:
48.
【详解】观察水中鱼时,鱼反射的光线斜射入空气中时,发生折射,折射角大于入射角,折射光线远离法线,眼睛逆着折射光线看上去,人看到的“鱼”在S′点,比鱼的实际位置偏高,即鱼的实际位置S应在S′的下方,连接S′A,与界面的交点O即为入射点,连接SO为入射光线,OA为折射光线,如图所示:
49.
【详解】当光线垂直于界面射入时,传播方向不发生改变,据此画出左边的折射光线;光从空气中斜射入水中,折射角小于入射角,据此画出右边的折射光线,如图所示:
50.
【详解】先过入射点垂直于镜面作出法线,根据反射角等于入射角作出其反射光线;再根据当光从空气斜射入水中时,折射角小于入射角,作出其折射光线,如下图所示:
51.
【详解】根据光从水中斜射入空气,折射角大于入射角,画出入射光线的位置,人眼逆着折射光线看到了E的像B,所以大鱼在B的下方E处,如图所示:
52.
【详解】过O点垂直上表面作出法线,第一次折射在玻璃砖内部法线的另一侧画出折射光线,折射角小于入射角,并交玻璃砖下表面于点O′;过O′垂直下表面作出法线,在玻璃砖表面下侧空气法线的另一侧画出折射光线,折射角大于入射角,特别注意折射光线与上表面的入射光线平行,如图所示:
53.
【详解】(1)作出建筑物的顶点A关于水面的对称点A',即为建筑物的顶点A在水中的像A'。
(2)连接A'和小玉的眼睛C的连线,交水面于O,OC为反射光线,连接AO为入射光线,即为小玉看到A'的光路。
(3)水中的鱼反射的光线斜射入空气中时,折射角大于入射角;折射光线进入人眼,人眼逆着折射光线看过去,看到鱼的虚像在鱼的实际位置的上方;连接BC交水面于O',过点O'作法线,O'C为折射光线,根据折射角大于入射角作出入射光线B' O',即为看到B'的光路图,鱼的大致位置B'在B的正下方,如图所示:
54.
【详解】来自石块A的光线从水面斜射入空气时会发生折射,折射角大于入射角,人逆着折射光线看到的是A的虚像,即B点;连接眼睛C点和B点,与水面的交点即为入射点O;则AO为入射光线,OC为折射光线,如图所示:
55.
【详解】(1)人能看到水中的鱼,是因为鱼折射的光线经水面折射后进入人眼,人眼看到的水中鱼是鱼的虚像,虚像在鱼的实际位置的上方,因此鱼的实际位置B在点下方,鱼的光折射后进入人眼,人眼沿直线看到鱼的像,连接,与水面的交界点O为折射点,连接OA即为折射光线,BO为入射光线;
(2)作出小鸟C关于水面的对称点,即小鸟的像,连接和人眼A的连线,交水面与,为反射光线,连接为入射光线。如图所示:
56.
【详解】根据题意,连接入射点O与水槽底部A为折射光线,过O点作法线,根据光从空气斜射入水中时,折射角小于入射角,在法线左侧的空气中作出入射光线,如图所示:
57.
【详解】由题意可知,平静的湖面相当于一块平面镜,鸟在水中飞是鸟在水中的像,鱼在鸟上游是鱼在水中成的虚像,平面镜所成的像关于镜面对称,先作出鸟在空中的位置B′,连接B到眼睛,与湖面交于O,由O到眼睛的方向标上箭头,为反射光线,连接B′O,标上指向O的箭头,为入射光线。连接A到眼睛,交湖面于E,由E到眼睛的方向标上箭头,为折射光线,光从水中斜射入空气中时,根据光的折射定律可知,折射角大于入射角,则鱼的实际位置在看到的位置A 的前下方,在D处,连接DE,沿由D到E的方向标上箭头表示入射光线。如图所示
58.
【详解】由于光的折射,岸上看向水中,觉得水底变浅了,而从水中看向岸上觉得岸上的物体变高了,所以B点是鱼在水下看到蜻蜓的像点,C点是蜻蜓所在的位置。那么连接BA与水面交于O点,O点即入射点。OA为折射光线,连接CO即为入射光线。OB是鱼逆着光线看到的像点,此像是虚像,所以OB段不是实际光线,用虚线表示。作图如下
59.
【详解】连接O与入射点连线,即法线,根据光线从空气斜射玻璃入时,折射角小于入射角,折射光线更靠近法线,画出进入玻璃的折射光线;进入玻璃的折射光线射向玻璃砖的下表面,先作法线,根据光由玻璃斜射入空气中时,折射角大于入射角,在法线右侧空气中作出射向空气的折射光线,如图所示:
60.

【详解】(1)[1]经S点折射的光线射到BC面上时发生反射,且反射光线恰好过P点,因为反射光线的延长线一定过像点,可以先作S点关于BC的对称点S',即S在BC中的像点,连接S'与 P的连线,与BC交于O点,OP即为反射到点P的反射光线,连接SO为经AB面的折射光线;过P点作法线,根据光从玻璃斜射入空气时,折射角大于入射角,在法线右侧的空气中作出射出的折射光线,如图所示,图中∠ SOB=∠ BOS'=∠POC,∠B=∠C,所以∠BSO=∠OPC,即光线SO与AB的夹角与OP与AC的夹角相等,而开始的入射光线与 BC平行,由光路的可逆性可知最后经三棱镜折射出的光线也与BC平行。
(2)[2]光线从空气斜射入玻璃砖时,会同时发生反射和折射现象,根据光的反射定律,过入射点在法线上方的空气中画出反射光线,注意反射角等于入射角;发生折射时,折射光线向法线偏折,折射角小于入射角,据此作出第一条折射光线;折射光线从玻璃砖射入空气中时,由于此光线是由圆心O射出,当经过第二个折射面时,正好与该入射点处的切线垂直,因此第二次折射光线的传播方向不变。如图所示:
61.
【详解】由题意知,小鸟通过水面(此时的水面相当于平面镜)在水中的像的位置与B点重合,B点即是小鸟在水中所成像的位置,连接OB与水面的交点,就是在O点看到小鸟的入射点,入射点与O的连线,即为看到小鸟的入射光线在水面的反射光线。过B点作水面的垂线,再据平面镜的成像特点:像与物到镜面的距离相等,可确定小鸟的位置A点,连接入射点与A点,即为眼睛看到小鸟时的入射光线。B点是水中的鱼由于光的折射所成的虚像的位置,所以入射点与O点的连线也为鱼身上的光线从水斜射向空气的折射光线。 据光的折射定律:光从水中斜射向空气中时,折射角大于入射角,大概确定对应的入射光线,且水中的鱼的实际位置要比像的位置深,进而大概确定鱼的位置C点。作图如下:
62.
【详解】玻璃砖中的入射光线在下表面发生反射,根据反射角等于入射角做出玻璃砖中的反射光线,该光线从玻璃砖中斜射入空气当中发生折射,根据光路可逆及光从玻璃斜射入空气,折射角大于入射角可知折射角为60°,则射向B的光线与玻璃砖上表面夹角的度数为
90°-60°=30°
如下图所示
63. 见解析
【详解】[1]连接人的眼和B1,与水面交于一点O,O即为入射点,再连接OB2,最后标上箭头,B1是像的位置,B2是物的位置。如下图所示:
[2]来自B2处物体的光在水面处发生折射,折射光线靠拢发生偏折,人逆着折线光线看到变高的B1处D的像。
64.
【详解】当水倒到一定高度后,看到了硬币,产生这种现象的原因是由于从硬币反射的光经水面发生了折射;当光从水中斜射入空气时,在水与空气的交界面上发生折射,折射角大于入射角,进入空气中的折射光线向水面偏折,而我们认为光是沿直线传播的,我们看到的硬币位置在折射光线的反向延长线上,看到的是硬币的虚像,比硬币的实际位置偏高,如图所示:

65.
【详解】(1) 首先画出法线,然后根据光从水中斜射入空气中,折射角大于入射角画出折射光线。如图所示:
(2)对着凹透镜异侧虚焦点入射的光线,经凹透镜折射后平行于主光轴射出;
过平面镜的入射点垂直于镜面作出法线,然后根据反射角等于入射角,在法线右侧作出入射光线,如下图:
(3)先延长MN,然后作S点关于MN的对称点S′,然后连接OS′与镜面MN交于一点,即入射点,连接入射点与点O即为反射光线,并标出反射光线的方向,再连接S点和入射点A,即为入射光线,并标出光线的方向,如图所示:
66.
【详解】由题意可知,上面的光线是入射光线,而下面两条光线是折射光线或反射光线,根据光的反射定律可知,入射光线和反射光线在分界线的同一侧;根据光的折射规律可知,折射光线和入射光线在分界线的两侧;由此可知,先作入射光线和反射光线的角平分线,此为法线,再作一条垂线垂直法线,这条垂线为空气和水的分界线,如下图所示;
67.
【分析】根据平面镜成像找入射点,作反射光线和入射光线。
【详解】根据平面镜成像的规律,作出点光源O关于水面的对称点,即点光源O在水面的像O′,由于反射光线的反向延长线要过像点O′,连接PO′,与水面的交点就是入射点M。
分别连接OM、MP、MA,可得入射光线、反射光线、折射光线.如图所示:
【分析】此类作图依据是平面镜成像的原理,如果根据反射定律是不能一次找准正好经过P点的反射光线的;而平面镜成像时,是反射光线的反向延长线相交形成物体的像,所以找出物体的像后,连接像点到P点,则MP一定为其中一条反射光线,进而可作入射光线、折射光线。
68.(1); (2)
【详解】(1)根据平面镜成像规律作图:
平面镜成等大的虚像,像与物到镜面的距离相等,像与物的连线与镜面垂直,即像和物关于平面镜对称.
所以首先画出B点关于水面的对称点B’,然后连接B’A,交水面于O点,再连接BO,则BO为入射光线,OA为反射光线,如图:
(2)根据折射定律作图:
光由水中斜射入空气中时,折射角大于入射角.
所以首先过O点作出垂直于水面的法线,入射角为入射光线与法线的夹角,再根据折射角大于入射角,大致画出折射光线,如图:
分析:第一小题中,作图依据是平面镜成像的原理,如果根据反射定律是不能一次找准正好经过A点的反射光线的;而平面镜成像时,是反射光线的反向延长线相交形成物体的像,所以找出物体的像后,连接像点到A点,则OA一定为其中一条反射光线.
69.见解析
【详解】过入射点P垂直界面作出法线(连接0P并延长),用虚线表示,当光由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.当光由空气斜射进入水中时,折射光线向法线偏折,折射角小于入射角,如图所示:
分析:重点是折射定律的应用,要牢记光由空气斜射入水中时,折射角小于入射角,由水中返回空气时,折射角大于入射角,可以根据光路可逆的特征记忆.
70.折射光线反向延长交点的意义是让人们知道折射后像的位置要比物体本身位置高
【详解】分别过入射点A、B作法线,然后根据折射角小于入射角作出其折射光线,折射角随入射角的增大而增大,光线SB比光线SA的入射角大,因此光线SB比光线SA的折射角大;
光线SO垂直入射传播方向不改变,图示如下:
折射光线反向延长交点的意义是让人们知道折射后像的位置要比物体本身位置高.
故答案为(1)
(2)折射光线反向延长交点的意义是让人们知道折射后像的位置要比物体本身位置高.
【分析】在光路图中,法线要画成虚线,画折射光路时,一定注意光从密介质进入疏介质,还是从疏介质进入密介质.
71.
【详解】在公园的海洋馆里,人们可以透过厚厚的玻璃看到海底景观,是海底景观从水中斜射入玻璃进而从玻璃再次斜射入空气中发生二次折射,光折射时,对应介质光的速度越大对应角度越大,故作图如图:
72. 光发生折射时,折射角随入射角的增大而增大 光线在水面同时发生了反射和折射现象 折射 虚 左 光从传播速度大的介质斜射入传播速度小的介质中时,折射角小于入射角 大于
【详解】(1)[1]根据表格中的数据可知,光发生折射时,折射角随入射角的增大而增大。
①[2]水中看到的光线没有空气中的粗且亮,其原因是光线在水面同时发生了反射和折射现象,使得进入水中的光线变少。
②[3][4]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,看到的池底是池底的虚像,会觉得池底变浅了。
(2)[5]当水增多时,液面升高,入射点向左移动,入射角不变,折射角也不变,光斑会向左移动。
(3)①[6]由图知,当光从水斜射入玻璃时,折射光线靠近法线,折射角小于入射角,从表格中可以看出光在玻璃中的传播速度小于在水中的传播速度;当光从玻璃斜射入冰时,折射光线远离法线,折射角大于入射角,从表格中数据可以看出,光在冰中的传播速度大于玻璃中的传播速度;当光从冰斜射入空气时,折射光线远离法线,从表格中数据可以看出,光在空气中的传播速度大于冰中的传播速度,由此可得:光从传播速度大的介质斜射入传播速度小的介质时,折射角小于入射角;光从传播速度小的介质斜射入传播速度大的介质时,折射角大于入射角。
②[7]由表格中数据可以看出,光在酒精中的传播速度大于在玻璃中的传播速度,所以光从玻璃斜射入酒精中时,折射角大于入射角。
73. 0.7 向右 大于
【详解】(1)[1]从空气进入水的时候,折射角是小于入射角的,如图所示:

(2)[2]测得折射角为,已知入射角为,根据题意可知,偏折比为折射角与入射角的比值,则偏折比为
即偏折比为0.7。
(3)[3]当容器内逐渐加水时,光的折射程度不变,但入射点逐渐抬高且向右移动,由光的折射规律作出的折射光线照射在容器底的光斑会逐渐向右移动。
(4)[4]在横截面完全相同的乙杯中加油,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,如下图,由图可知,水中的折射角小于油中的折射角,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要大。
(友情提示:这种折射率比水还要小的油估计是未来世界的发明,目前所知的各种油的折射率是比水要大的,液体中也只有很少的例如甲醇的折射率比水小)
74. 便于观察光路 反射 能 红外线加热器
【详解】(1)[1]在清水中滴入几滴牛奶并搅匀,是为了便于观察在水中的折射光路,在水面上方的空气中熏了点烟雾,此做法是为了便于观察空气中的反射光路。
(2)[2]光从空气斜射到水面时,将同时发生反射和折射现象。
[3]当入射光线与水面夹角为,则入射角是
(3)①[4]首先过折射点垂直于界面作出法线,然后根据光由钻石中斜射入空气中时,折射角大于入射角,在法线左侧的空气中画出折射光线,如图所示:

②[5][6]把烧瓶倒立在阳光下,并使窄缝斜对太阳,把非常灵敏的温度计分别放在不同颜色的光处,能检测到温度的上升。
应用红外线的热效应比较强,制成红外线加热器、电视遥控器。
75. 向左移动 不变 折射光线、法线和入射光线在同一平面内 小于 为了获得普遍的规律
【详解】(1)[1]光从空气斜射入水或其它透明介质时,折射角小于入射角;小明将一束激光射至P点,形成一个光斑,向水槽内慢慢注水,光线在水面处发生折射,折射角小于入射角,水槽底部光斑的位置将向左移动,说明光从空气斜射入水中时,传播方向会发生改变。
[2]继续沿水槽壁缓慢注水,在此过程中,虽然随着水面上升,折射点改变,但入射角大小不变,故折射角大小不变。
(2)①[3]当F板向后折转一定的角度后,则呈现折射光线的F板和呈现入射光线的E板不在同一平面内,所以在F板上不能看到折射光,但此时折射光线、法线和入射光线在同一平面内。
②[4][5]由表中数据可知,光从空气斜射入水中时,折射角始终小于入射角,且折射角随着入射角的增大而增大。在实验过程中,多次改变入射角的目的是为了能够进行多次实验,获得普遍的规律。
76. 水平 反射角等于入射角 不能 在 反射 折射 见解析 小于 0
【详解】(1)[1]实验中,应将实验器材竖直放置在水平桌面上,保证纸板与桌面垂直,确保纸板上能同时承接到入射光线和反射光线。
(2)[2]由表格数据知,每组对应的反射角与入射角相等,所以可得:在反射现象中,反射角等于入射角。
(3)[3][4]左边的纸板转动前,两块纸板在同一平面内,纸板上能同时看到入射光线的反射光线,将左边纸板向后转动,则左边的纸板和右边的纸板(承接入射光线的纸板)不在同一平面上,在左边纸板上不能看到反射光线。这说明反射光线与入射光线在同一平面内。
(4)①[5][6]由表格数据知,当入射角为不为0时,即光从空气斜射到水面时,能同时测量到反射角及折射角。说明光在发生折射的同时,也发生了反射。
②[7][8]由表格数据知,光从空气斜射到水面时,随着入射角增大,折射角也增大,且折射角总比入射角小。
[9]当入射角为0时,即光从空气垂直射到水面时,折射角也为0,说明光从空气垂直射到水面时,传播方向不改变。
77. 折射角小于入射角 光从空气斜射入相同介质时,入射角越大,折射角越大 1与4或2与5或3与6 入射角 介质种类 控制变量法 伽利略
【详解】(1)[1]由图知,光不管是从空气斜射入水中,还是从空气斜射入玻璃中,折射光线都要靠近法线,折射角都小于入射角。
(2)[2]分析比较实验序号1、2与3或4、5与6中的数据可知:折射角随入射角的改变而改变,光从空气斜射入同一介质时,入射角越大,折射角越大。
(3)[3]分析比较实验序号1、4或2、5或3、6中的数据可知:当入射角相同时,在水中的折射角要大于在玻璃中的折射角,因此可知,光以相同的入射角从空气斜射入不同的介质中,折射角是不相同的。
(4)[4][5]综上分析,光从空气斜射入各种透明介质时,入射角改变,折射角改变,介质种类不同,折射角不同,即折射角的大小与入射角和介质种类有关。
(5)[6]在上述实验研究中,用到了控制变量法。
[7]物理学家伽利略在研究摆的摆动快慢的过程中也主要用到了这个科学方法。
78. 1或2 光从传播速度较大的介质斜射入传播速度较小的介质 当光从两种传播速度相同的介质中斜射时传播方向不变 入射角越大,折射角也越大 折射角大于入射角 AD
【详解】(1)[1][2]由题目中的折射角小于入射角可知,实验分析的是1或2的数据;光在酒精中的传播速度为2.21×108米/秒,在金刚石和玻璃中的传播速度分别是1.24×108米/秒和1.87×108米/秒,可知光从传播速度较大的介质斜射入传播速度较小的介质时,折射角小于入射角。
(2)[3]由图中第三组的数据可以推测出,当光从两种传播速度相同的介质中斜射时传播方向不变,因此存在这种现象。
(3)[4]实验序号4与5与6中,三个实验光线都是从酒精射入空气中,在酒精中的入射角分别是20°、30°、40°,折射角分别是27°、42°、61°。可得入射角越大,折射角也越大。
(4)[5]根据光路是可逆的,结合实验序号4与5与6三个实验可知:当光从传播速度较小的质斜射入传播速度较大的介质时,折射角大于入射角。
(5)[6]由图表可知,光在金刚石、水、酒精、玻璃和空气中的传播速度分别是1.24×108米/秒、2.25×108米/秒、2.21×108米/秒、1.87×108米/秒和2.99×108米/秒,而结论中光是从酒精中射入空气中,在酒精中的速度小于在空气中的速度,因此小明在选择物质时应该选择光从速度小的物质射入速度大的物质中,故选择A和D。
79. 不改变 增大 大于 会 40° 光的折射现象中,光路是可逆的
【详解】(1)[1]由表格数据可知,当入射角为0°时,折射角大小也为0°,说明当光从水中垂直射入空气中时,传播方向不改变。
(2)[2] [3]当光束从水中斜射到空气中时,分析实验数据可知,入射角增大时,折射角增大,并且折射角大于入射角。
(3)[4]当入射角为48.6°,折射角大小为90°,若再增大入射角,则折射光线消失,只发生反射,这种现象为全反射现象,由于50°>48.6°,因此当入射角为50°时,会发生全反射现象。
(4)[5] [6]光线从水中斜射入空气中时,入射角为40°时,折射角为58.7°,根据光路的可逆性可知,若光线从空气斜射入水中,入射角为58.7°,则折射角大小为40°。
80. 光从一种介质斜射入另一种介质时,传播方向会发生变化 光从光速大的介质斜射入光速小的介质中时,折射角小于入射角 大 左
【详解】(1)[1]观察光路图(a),光线从空气进入水中时,传播方向发生改变,从水进入玻璃时,传播方向发生改变,从玻璃进入空气中时,传播方向也发生改变,由此可总结光从一种介质斜射入另一种介质时,传播方向会发生变化。
(2)[2]观察光路图(a),光从空气进入水中时,折射角小于入射角,而从表中数据可看到,空气中的光速大于水中的光速;再往下看,光从水进入玻璃中时,折射角小于入射角,而从表中数据可看到,水中的光速大于玻璃中的光速;由此可得出折射角变化的规律:光从光速大的介质斜射入光速小的介质中时,折射角小于入射角。
(3)[3]从表中数据可看到,光从空气进入水中时,折射角小于入射角,而

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