浙教版八年级科学期末专题复习:光的折射

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浙教版八年级科学期末专题复习:光的折射

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八年级科学期末专题复习:光的折射
一、选择题
1.一束光射向一块等腰直角三角形透明介质,在斜边反射和折射,其光路如图所示。三个角i、r、β的大小关系是 (  )
A.β>i>r B.β>i=r C.i>β=r D.i=r>β
2.吹镖由一根细长管和一枚金属镖头组成。“胜哥”想用它射击地面上的目标。如图所示,A点与细长管位于同一条虚线上。若忽略镖头运动过程中的空气阻力,为了能让镖头准确射中A点,下列做法可行的是(  )
A.沿虚线快速将标头吹出 B.沿虚线慢速将标头吹出
C.朝向A 点左侧将标头吹出 D.朝向A 点右侧将标头吹出
3.泳池中一束光从水底斜射向水面,在水面发生折射,如图所示。不改变灯光的位置和角度,随着泳池匀速放水,水面下降过程中(水深始终在光源上方),折射角的变化趋势正确的是(  )
A.变大 B.变小 C.不变 D.无法判断
4.“胜哥”静立在平静的水中时可以看到“胜哥”的两个“影”——影子和倒影,如图所示。下列分析正确的是(  )
A.“胜哥”的影子是由于光的直线传播形成的
B.“胜哥”的倒影是由于光的折射形成的
C.“胜哥”跳离水面时,倒影会变小
D.“胜哥”在水中的倒影是实像
5.如图所示,对于下面四幅图涉及的物理知识,下列说法中正确的是(  )
A.甲图中人观察地平线位置的日出时,太阳实际在图中a位置
B.乙图中光发生了漫反射,不遵循光的反射定律
C.丙图中平面镜成的虚像,是反射光线实际相交而成的
D.丁图表示太阳光经过三棱镜,色散后的光带排列情况
6.如图所示,“胜哥”在“观看水中的硬币”活动中,把一枚硬币固定在空杯的底部,找一个角度使自己刚好看不到硬币的最右端A点(如图一)。在小科逐渐把水加入到杯中的过程中,硬币上的B点(如图二)和C点(如图三)能先后被看到。下列判断错误的是(  )
A.实验中应保持眼睛和杯子的位置不变
B.一开始“看不到A点”是由于光在均匀介质中沿直线传播
C.“又看见了”是由于光从空气斜射入水中时发生了折射
D.刚看到B点时的入射角α。等于刚看到C点时的入射角α。
7.泳池中一束光从水底斜射向水面,在水面发生折射,如图所示。不改变灯光的位置和角度,随着泳池匀速注水,水面上升过程中,折射角的变化趋势正确的是 (  )
A. B.
C. D.
8.“胜哥”周末常去附近的一些胜地戏水。但戏水时要注意安全,因为看似水底很浅,实际却很深。若S表示河底,S'表示河底的像,下列光路图能正确解释这一现象的是( )
A. B.
C. D.
9.如图所示,“胜哥”将一束光斜射入盛水的容器中,在容器底形成一个光斑,保持入射光路不变,慢慢放出容器中的水,则容器底的光斑将(  )
A.向左移动 B.保持不动 C.向右移动 D.无法确定
二、填空题
10.如图,“胜哥”让一束太阳光照射三棱镜,再让射出的光射到竖直放置的白屏上。
(1)如图太阳光通过三棱镜后,在白屏上形成一条彩色的光带,这是光的    (选填“色散”或“反射”)现象。
(2)下列应用中:①遥控器②验钞机③医院杀菌消毒柜。属于紫外线应用的是   (填序号) 。
(3)光线经过三棱镜后是向它的底边偏折,可以用来类比说明凸透镜对光的会聚作用,对于同一凸透镜,   (选填“红光”或“紫光”)的焦距更大。
11.小科和爷爷在岸上看到水中有一条鱼在云朵里游泳,如图所示,其中看到的“白云”是   (填“虚像”或“实像”)。用鱼叉叉鱼时人看到的“鱼”是由光的    形成的像,只有瞄准所看到“鱼”的   (选填“下方”或“上方”)才能叉到鱼。
12.下表是光在几种不同介质中的传播速度;图甲是光在这几种介质中发生折射的光路:
介质 水 玻璃 冰 空气 酒精
光速(m/s)
(1)综合分析表中的数据和图甲的光路图可以得出的结论是:光束从传播速度大的介质中斜射入传播速度小的介质中时,折射角   入射角。(选填“>”、“=”或“<”)
(2)现代医学中常用超声波击碎人体内的结石,其中一种超声波每秒钟振动 1 千万次,则这种超声波的频率为   Hz。已知超声波和光一样作为一种波,从空气中斜射入人体后也要发生折射,且遵循类似光的折射规律。那么如图乙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”)。
13.当一架无人机掠过水面时,岸边的人可以在水中看到无人机的倒影,其成像光路图正确的是   (选填图1“甲”或“乙”或“丙”或“丁”);在水中潜游的人可以看到无人机的像,其成像光路图正确的是   (选填图2“A”或“B”或“C”或“D”);两次所成的像   (选填“前虚像后实像”或“前实像后虚像”或“都是虚像”或“都是实像”)。
14.2025年9月3日,为了纪念抗战胜利80周年,在北京天安门广场隆重举行了阅兵仪式。
(1)①观众能从不同角度看到国旗,是因为光射到国旗上发生了   (选填“漫”或“镜面”)反射;②阅兵仪式上红旗检阅车两侧的后视镜用的是   (填“凸透镜”、“凹透镜”、“平面镜”、“凸面镜”或“凹面镜”)。
(2)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),而是太阳光经过大气层发生光的折射所成的像,太阳实际在图中   (选填“甲”“乙”)的位置。
15.下列光现象中,由光的折射而形成的是   由光的反射而形成的是   。(填写序号)
16.如图所示,在清澈的池水中,小科看到鱼在慢慢游动,池底有鱼留下的黑色影子。
(1)水底的黑色影子是光的   造成的。
(2)看到的“鱼”其实是鱼的像,其比鱼的实际位置   (填“深”或“浅”)。
(3)傍晚时,吹来一阵微风,我们会看到水面波光粼粼,这是由于光发生了   (填“漫”或“镜面”)反射。
17.如图所示的“幻日”奇观,是由太阳光经过大气中的小冰晶发生   (选填“反射”或“折射”)形成的。诗人高骈在《山亭夏日》中写道“绿树阴浓夏日长,楼台倒影入池塘”,诗人看到“绿树”是由于它   (选填“反射”或“吸收”)了绿光;若透过红色滤光镜(只能透过红光)看绿叶,则看到的叶子为   色。
18.小科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   (选填“直线传播”、“反射”或“折射”)形成的   (选填“实”或“虚”)像,像的位置比实际硬币的位置   (选填“深”或“浅”)。
19.“小荷才露尖尖角,早有蜻蜓立上头”。现有一蜻蜓立于距水面的荷尖上,一条大鱼准备跃出水面捕捉蜻蜓,如图是水中大鱼看到蜻蜓所在的位置。请回答:
(1)大鱼应该选择图中   (选填“A”、“B”或“C”)路线跃起才有机会捕获蜻蜓。
(2)蜻蜓立于距水面0.6m处的荷尖上,池中水深2m,则蜻蜓在水中的像距水面   m。
20.如图一束激光射到空水槽底部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O点的   (选填“左”或“右”)侧。继续沿水槽壁缓慢注水,在此过程中,折射角   (选“增大”、“不变”或“减小”)。
21.如图所示,在一只烧杯中装半杯水。现当水结冰后,在A端下方垫一个小木块C,使木板倾斜,则此时的折射光线会   旋转(填“顺时针”、“不会”或“逆时针”)。
三、实验与探究题
22.“胜哥”在探究“光在不同介质之间的折射规律”时,用到的器材及实验装置如图甲所示。他先探究了光由空气进入玻璃的情形,并将得到的实验数据记录在表中:
入射角α/° 0 15 30 45 60 75 90
折射角γ/° 9.8 19.7 28.3 35.3 40.6 41.8
(1)表格中“ ”处的数据是   。
(2)根据表格中的实验数据可以得出的结论是   (任写一点)。
(3)调整玻璃砖与激光笔的位置,使光线由玻璃进入空气;当入射角为30°时,根据光路可逆的特点,分析可知此时折射角γ的大小范围大致在   之间。
(4)“胜哥”实验时发现,当光从玻璃射向空气,且入射角增大到41.8°时,折射光线消失,只存在入射光线与反射光线,即出现光的全反射,此时的入射角叫做这种物质的临界角。现有一个三棱镜由上述玻璃制成,一束光垂直于三棱镜的一个面射入,如图乙所示,则关于这束光经过三棱镜后的光路图,其中正确的是   (填字母编号)。
23.“海市蜃楼”是一种光学自然现象,如图甲、乙是夏天炎热路面上形成此现象的图解。
资料1:光在不均匀物质中传播时会发生弯折。
资料2:一般情况下,光从密度较大的介质斜射入密度较小的介质时,会偏离法线而改变传播方向。
资料3:夏天,酷热的路面使得路面上方空气的温度升高,越靠近路面的空气越热,密度越小。
(1)图甲中,你看到的是虚像还是实像    。
(2)对图甲成因的解释:近路面空气比路上方空气温度高,密度小,远处物体射出的光进入密度不断变小的空气时,发生连续折射,折射角会逐渐   ,进入人的眼睛,而人总以为光是沿直线传播的,所以在人的前方会出现“海市蜃楼现象”;图丙是海面上出现的“海市蜃楼现象”,据图甲的成因可推断近海面处空气的密度   。
24.三棱镜是种重要的光学元件,光通过三棱镜的传播路线是怎样的呢 小科用红光以一定角度斜射到三棱镜上,光路如图1所示。改变斜射角度,光路如图2、图3所示。回答问题:
(1)分析图1、2或3可知,当光线从玻璃中折射向空气中时,折射角   入射角(选填“大于”、“等于”或“小于”)。
(2)经过两次折射后,红光均向三棱镜的    (选填“顶角 A”或“底面 BC”)偏折。
(3)了解了小科的探究后,老师建议小科把凸透镜分割成两部分进行思考,如图4所示。小科经过分析和综合,理解了凸透镜对光具有   作用的原因。
(4)小科还利用三棱镜进行了光的色散实验,得到红上紫下的彩色光带。为什么是红上紫下而不是紫上红下排列 小科经过思考,发现其原因是不同色光的折射角度不同造成的。从相同角度斜射入玻璃时,   的折射角会更大一些(选填“红光”或“紫光”)。
四、作图题
25.一条鱼(用“●”表示)在一个大型水族箱的A 处,水族箱下的小科看到鱼的像 A'(用“●”表示),请在图中画出小科看到 A 的大致光路图。(水族箱玻璃的厚度不计)
26.“珍爱生命,注意安全”是我们应具备的安全意识。由于光的折射,池水看起来比实际的浅,夏季要特别注意防范溺水事故。用A、A'分别表示池底和看到的“池底”,请在图中画出人眼看到的池底的光路图。
27.如图甲所示,“胜哥”在潜水时,抬头看到水面上有一只飞翔的小鸟。A 点为小鸟实际的位置,B点为“胜哥”眼睛的位置,请在图乙中画出反映这一过程的光路图,并画出“胜哥”所看到的“小鸟”的大致位置。
答案解析部分
1.【答案】B
2.【答案】C
3.【答案】C
4.【答案】A
5.【答案】D
6.【答案】C
7.【答案】D
8.【答案】B
9.【答案】A
10.【答案】(1)色散
(2)②③
(3)红光
11.【答案】虚像;折射;下方
12.【答案】(1)<
(2)107;左
13.【答案】乙;A;都是虚像
14.【答案】(1)漫;凸面镜
(2)乙
15.【答案】②③;①④
16.【答案】(1)直线传播
(2)浅
(3)镜面
17.【答案】折射;反射;黑
18.【答案】折射;虚;浅
19.【答案】(1)C
(2)0.6
20.【答案】左;不变
21.【答案】顺时针
22.【答案】(1)0°
(2)当光由空气斜射入玻璃中时,折射角小于入射角(光从空气进入玻璃时,折射角随着入射角的增大而增大,合理即可)
(3)45°~60°
(4)C
23.【答案】(1)虚像
(2)变大;大
24.【答案】(1)大于
(2)底面BC
(3)会聚
(4)红光
25.【答案】
26.【答案】
27.【答案】
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八年级科学期末专题复习:光的折射
一、选择题
1.一束光射向一块等腰直角三角形透明介质,在斜边反射和折射,其光路如图所示。三个角i、r、β的大小关系是 (  )
A.β>i>r B.β>i=r C.i>β=r D.i=r>β
【答案】B
【知识点】光的反射定律;光的折射规律
【解析】【分析】 光的折射规律可概括为“三线同面,两线分居”,当光从空气斜射入水或其他介质中时,折射角小于入射角,折射角随入射角的减小而减小;当光从水或其他介质斜射入空气中时,折射角大于入射角;在光的反射中,反射角等于入射角。
【解答】 由图可知,入射光线照射到斜边上时,同时发生了反射和折射现象,入射角为i,反射角是r,折射角是β;根据光的反射定律可知,反射角等于入射角,即i=r;光从玻璃中斜射入空气中时,折射角大于入射角,即β>i,所以三个角的大小关系为:β>i=r。
故答案为B。
2.吹镖由一根细长管和一枚金属镖头组成。“胜哥”想用它射击地面上的目标。如图所示,A点与细长管位于同一条虚线上。若忽略镖头运动过程中的空气阻力,为了能让镖头准确射中A点,下列做法可行的是
A.沿虚线快速将标头吹出 B.沿虚线慢速将标头吹出
C.朝向A 点左侧将标头吹出 D.朝向A 点右侧将标头吹出
【答案】C
【知识点】光的折射规律;光的折射现象及应用
【解析】【分析】 力是改变物体运动状态的原因;惯性是物体保持原来运动状态的性质。对镖头进行受力分析,可得其运动情况,从而判断结果。
【解答】 小镖头以一定速度正对着目标A点吹出后,镖头由于惯性继续朝A运动,此过程中,忽略镖头运动时所受的空气阻力,镖头只受到重力这一个力的作用(非平衡力),所以镖头还会沿重力方向向下运动,故镖头做斜向下的曲线运动,由此可知镖头会落在A的右侧。因此要想射中A点,必须朝着A点左侧吹出,故C正确。
故答案为C。
3.泳池中一束光从水底斜射向水面,在水面发生折射,如图所示。不改变灯光的位置和角度,随着泳池匀速放水,水面下降过程中(水深始终在光源上方),折射角的变化趋势正确的是(  )
A.变大 B.变小 C.不变 D.无法判断
【答案】C
【知识点】光的折射规律
【解析】【分析】光的折射规律:折射光线、入射光线与法线在同一平面内;折射光线和入射光线分别位于法线两侧;当光从空气斜射入水中,入射角大于折射角。当改变容器位置,水面总是水平的,入射光线不变,则折射光线不变。
【解答】 不改变灯光的位置和角度,随着泳池匀速放水,但水面总是水平的,且法线与水面垂直,所以入射光线与水面的夹角不变,即入射角大小不变,则折射光线的方向不变,故折射角不变,故C正确。
故答案为:C。
4.“胜哥”静立在平静的水中时可以看到“胜哥”的两个“影”——影子和倒影,如图所示。下列分析正确的是(  )
A.“胜哥”的影子是由于光的直线传播形成的
B.“胜哥”的倒影是由于光的折射形成的
C.“胜哥”跳离水面时,倒影会变小
D.“胜哥”在水中的倒影是实像
【答案】A
【知识点】光的直线传播及应用;光的反射;平面镜成像特点、原理和现象;光的折射规律
【解析】【分析】光在同一种均匀介质中沿直线传播;平面镜成像是光的反射,平面镜成等大的虚像,与物体到镜面的距离无关。
【解答】A.“胜哥”的影子是由于光的直线传播形成的,故A正确;
B.“胜哥”的倒影是平面镜成像,由于光的反射形成的,故B错误;
C.“胜哥”跳离水面时,“胜哥”的倒影是平面镜成像,成像大小与物体等大,倒影不会变小,故C错误;
D.“胜哥”在水中的倒影是平面镜成的虚像,故D错误。
故答案为:A。
5.如图所示,对于下面四幅图涉及的物理知识,下列说法中正确的是(  )
A.甲图中人观察地平线位置的日出时,太阳实际在图中a位置
B.乙图中光发生了漫反射,不遵循光的反射定律
C.丙图中平面镜成的虚像,是反射光线实际相交而成的
D.丁图表示太阳光经过三棱镜,色散后的光带排列情况
【答案】D
【知识点】光的反射定律;镜面反射与漫反射;光的折射现象及应用
【解析】【分析】折射现象是指当光由一种介质(比如水)斜射入第二介质(比如空气)时,在界面上部分光发生偏离原来路线而与原来路线产生夹角的现象。
漫反射的光线尽管杂乱无章,但每条光线仍然遵循光的反射定律。
平面镜成像的实质是光的反射。
太阳光经过三棱镜色散后,紫光的偏折程度应最大,应在上方。
【解答】A.地球表面上有不均匀的大气层,太阳光射入不均匀的大气层时会发生折射现象,人观察地平线位置的日出时,太阳实际在图中b位置,故A错误;
B.乙图光发生了漫反射,但每条光线仍然遵循光的反射定律,故B错误;
C.平面镜成像的实质是物体发出的光被平面镜反射后,反射光线的反向延长线相交而成,但不是光线实际相交而成的,故C错误;
D.太阳光经过三棱镜色散后,红光偏折程度最小,应在下方,紫光的偏折程度应最大,应在上方,故D正确。
故答案为:D。
6.如图所示,“胜哥”在“观看水中的硬币”活动中,把一枚硬币固定在空杯的底部,找一个角度使自己刚好看不到硬币的最右端A点(如图一)。在小科逐渐把水加入到杯中的过程中,硬币上的B点(如图二)和C点(如图三)能先后被看到。下列判断错误的是(  )
A.实验中应保持眼睛和杯子的位置不变
B.一开始“看不到A点”是由于光在均匀介质中沿直线传播
C.“又看见了”是由于光从空气斜射入水中时发生了折射
D.刚看到B点时的入射角α。等于刚看到C点时的入射角α。
【答案】C
【知识点】光的直线传播及应用;光的折射现象及应用
【解析】【分析】 光在均匀介质中是沿直线传播的;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,据此对各个选项分析判断即可。
【解答】A. 为了观察加水前后硬币的可见性变化,必须保持观察角度和杯子的位置不变,否则无法比较,故A正确不合题意;
B. 空杯时,光在空气中沿直线传播,A点的光被杯子边缘阻挡,无法到达眼睛,故B正确不合题意;
C. 光从水中斜射入空气时发生折射(光从光密介质到光疏介质,折射角大于入射角),此时折射光线能够射入眼睛,因此我们能看到硬币,故C错误符合题意;
D. 保持眼睛和杯子的位置不变,光从水中进入人的眼睛的传播方向不变,折射角不变,所以根据光的折射规律,从B点和C点射出的入射光线的入射角不变的,即αB=αc, 故D正确不合题意。
故选C。
7.泳池中一束光从水底斜射向水面,在水面发生折射,如图所示。不改变灯光的位置和角度,随着泳池匀速注水,水面上升过程中,折射角的变化趋势正确的是 (  )
A. B.
C. D.
【答案】D
【知识点】光的折射规律;作光的折射光路图
【解析】【分析】光的折射规律:折射光线、入射光线与法线在同一平面内;折射光线和入射光线分别位于法线两侧;当光从空气斜射入水中,入射角大于折射角。当改变容器位置,水面总是水平的,入射光线不变,则折射光线不变。
【解答】不改变灯光的位置和角度,随着泳池匀速放水,但水面总是水平的,且法线与水面垂直,所以入射光线与水面的夹角不变,即入射角大小不变,则折射光线的方向不变,故折射角不变,故D正确。
故答案为:D。
8.“胜哥”周末常去附近的一些胜地戏水。但戏水时要注意安全,因为看似水底很浅,实际却很深。若S表示河底,S'表示河底的像,下列光路图能正确解释这一现象的是( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【知识点】光的折射规律;作光的折射光路图
【解析】【分析】光的折射:折射光线与入射光线分居法线两侧,入射光线、折射光线和法线位于同一平面内,空气中的角角度更大,无论作为入射角还是折射角。
【解答】AC、看到水底是因为有光线进入人的眼睛,故AC错误;
BD、光从水中斜射入空气时发生折射,在空气中的折射角大于水中的入射角,人眼以为光沿直线传播,所以看到的水底的像在水底真实位置的上方,故B正确,D错误。
故答案为:B。
9.如图所示,“胜哥”将一束光斜射入盛水的容器中,在容器底形成一个光斑,保持入射光路不变,慢慢放出容器中的水,则容器底的光斑将(  )
A.向左移动 B.保持不动 C.向右移动 D.无法确定
【答案】A
【知识点】光的折射规律;作光的折射光路图
【解析】【分析】光发生折射时的规律:光从空气斜射入其它透明介质时,折射光线会靠近法线。当打开阀门,容器里的水逐渐流出的过程中,但入射点逐渐降低且向左移动,折射光线照射在容器底的光斑会逐渐向左移动。
【解答】当水位在a时,一束光线斜射入盛水的容器中,由光的折射定律可知,在容器底部形成一个光斑在P点,当打开阀门,容器里的水逐渐流出的过程中,但入射点逐渐降低到b时,由光的折射定律可知,在容器底部形成的光斑在P'点,所以在水逐渐流出的过程中,光斑将向左移动,如图所示:
故答案为:A。
二、填空题
10.如图,“胜哥”让一束太阳光照射三棱镜,再让射出的光射到竖直放置的白屏上。
(1)如图太阳光通过三棱镜后,在白屏上形成一条彩色的光带,这是光的    (选填“色散”或“反射”)现象。
(2)下列应用中:①遥控器②验钞机③医院杀菌消毒柜。属于紫外线应用的是   (填序号) 。
(3)光线经过三棱镜后是向它的底边偏折,可以用来类比说明凸透镜对光的会聚作用,对于同一凸透镜,   (选填“红光”或“紫光”)的焦距更大。
【答案】(1)色散
(2)②③
(3)红光
【知识点】光的色散;光的折射规律
【解析】【分析】 (1)太阳光经过三棱镜折射后可以分散成七种颜色的光,分别是红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫,这就是光的色散现象。
(2)在红光以外看不见的光为红外线,紫光以外看不见的光为紫外线。红外线可用于遥控器、夜视仪等;紫外线可以使荧光物质发光,可用于验钞机、消毒灭菌等;
(3)从太阳光经过三棱镜被分解后发现,不同光的折射程度不同,红光的折射程度最小,紫光的折射程度最大,据此判断。
【解答】 (1)图中太阳光通过三棱镜后,在白屏上形成一条彩色的光带,这是光的色散现象;
(2)紫外线可以使荧光物质发光,可用于验钞机、消毒灭菌等,因此,属于紫外线应用的是②验钞机,③ 医院杀菌消毒柜 ;属于红外线应用的是①遥控器;
(3)由光的色散现象可知,红光的折射程度小,紫光的折射程度大,因此,如果用三棱镜来类比说明凸透镜对光的会聚作用,对于同一凸透镜,红光的焦距更大。
故答案为:(1)色散;(2)②③;①;(3)红。
11.小科和爷爷在岸上看到水中有一条鱼在云朵里游泳,如图所示,其中看到的“白云”是   (填“虚像”或“实像”)。用鱼叉叉鱼时人看到的“鱼”是由光的    形成的像,只有瞄准所看到“鱼”的   (选填“下方”或“上方”)才能叉到鱼。
【答案】虚像;折射;下方
【知识点】光的折射规律;光的折射现象及应用
【解析】【分析】 我们看到水中的”白云“是光的反射现象,是平面镜成像原理;水中的鱼,并不是鱼的实际位置,而是由于光的折射形成的鱼的虚像。所以渔民叉鱼时要瞄准像的下方。
【解答】 水中的白云是平面镜成像,是由光的反射形成的虚像; 渔民叉鱼时,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,所以渔民叉鱼时要朝着所看到的“鱼”更深一些的位置插去,即看到鱼的下方,才能叉到鱼。
故答案为:虚像;折射;下方。
12.下表是光在几种不同介质中的传播速度;图甲是光在这几种介质中发生折射的光路:
介质 水 玻璃 冰 空气 酒精
光速(m/s)
(1)综合分析表中的数据和图甲的光路图可以得出的结论是:光束从传播速度大的介质中斜射入传播速度小的介质中时,折射角   入射角。(选填“>”、“=”或“<”)
(2)现代医学中常用超声波击碎人体内的结石,其中一种超声波每秒钟振动 1 千万次,则这种超声波的频率为   Hz。已知超声波和光一样作为一种波,从空气中斜射入人体后也要发生折射,且遵循类似光的折射规律。那么如图乙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”)。
【答案】(1)<
(2)107;左
【知识点】超声波与次声波;光的折射规律;光的折射现象及应用
【解析】【分析】(1)根据表中数据判断不同介质中的光速,结合图甲判断入射角和折射角的大小,入射角和折射角指的是对应光线与法线之间的夹角。
(2)声音在不同介质中传播速度不同,在固体中传播速度最快,在空气中最慢,在液体中传播速度居中。
【解答】(1)由图可知,光从水中斜射入玻璃中时,入射角大于折射角,光在水中传播的速度大于在玻璃中传播的速度,故可得: 光束从传播速度大的介质中斜射入传播速度小的介质中时,折射角
(2)频率的定义是单位时间内的振动次数,单位为赫兹(Hz), 超声波每秒钟振动1千万次,则这种超声波的频率为1千万赫兹,即 107 赫兹。
超声波进入人体后,传播速度变快,由(1)可知,折射角将大于入射角,折射声波偏离法线,要是超声波击碎结石,入射点应在O点的左侧。
13.当一架无人机掠过水面时,岸边的人可以在水中看到无人机的倒影,其成像光路图正确的是   (选填图1“甲”或“乙”或“丙”或“丁”);在水中潜游的人可以看到无人机的像,其成像光路图正确的是   (选填图2“A”或“B”或“C”或“D”);两次所成的像   (选填“前虚像后实像”或“前实像后虚像”或“都是虚像”或“都是实像”)。
【答案】乙;A;都是虚像
【知识点】光的反射;平面镜成像特点、原理和现象;光的折射规律
【解析】【分析】倒影属于平面镜成像,是光的反射形成,人看见倒影是光进入人眼;水中人看见填上的物体是光的折射,且折射角小于入射角;平面镜成虚像,光的折射看见的也是虚像。
【解答】当一架无人机掠过水面时,岸边的人可以在水中看到无人机的倒影,是无人机反射光经水面反射进入人的眼睛,故其成像光路图正确的是乙图,在水中潜游的人可以看到无人机的像,是光的折射,且看起来变高了,故其成像光路图正确的是A;两次所成的像都是进入人眼的光线反向延长形成的虚像。
14.2025年9月3日,为了纪念抗战胜利80周年,在北京天安门广场隆重举行了阅兵仪式。
(1)①观众能从不同角度看到国旗,是因为光射到国旗上发生了   (选填“漫”或“镜面”)反射;②阅兵仪式上红旗检阅车两侧的后视镜用的是   (填“凸透镜”、“凹透镜”、“平面镜”、“凸面镜”或“凹面镜”)。
(2)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),而是太阳光经过大气层发生光的折射所成的像,太阳实际在图中   (选填“甲”“乙”)的位置。
【答案】(1)漫;凸面镜
(2)乙
【知识点】镜面反射与漫反射;凸面镜和凹面镜;光的折射现象及应用
【解析】【分析】(1)光在光滑物体表面发生镜面反射,在粗糙物体表面发生漫反射,镜面反射和漫反射均遵循光的反射定律。
(2)若没有大气层,太阳落山会更早一点,因为没有光的折射,地平线以下的太阳将不再被观察到。
【解答】(1)漫反射是指光线在粗糙表面反射后向各个方向散射的现象,使得人们可以从不同角度看到物体。国旗表面较为粗糙,因此发生的是漫反射。
汽车后视镜通常使用凸面镜,因为凸面镜具有更广的视野范围,可以扩大驾驶员对车后情况的观察范围,提高行车安全性。
(2) 由于地球大气层的折射作用,太阳光从真空进入大气层时会发生偏折(折射角小于入射角),导致我们看到的太阳位置比实际位置更高。因此,实际太阳位置(乙)比看到的像(甲)更低。
15.下列光现象中,由光的折射而形成的是   由光的反射而形成的是   。(填写序号)
【答案】②③;①④
【知识点】光的反射;光的折射现象及应用
【解析】【分析】一般情况下,光线经过透镜时发生折射,在面镜上发生反射,据此分析解答。
【解答】①自制潜望镜的主要结构为两个平面镜,光线在上面发生反射成像;
②由于空气密度不均匀,光在空气中传播时不断改变方向,即发生光的折射形成海市蜃楼;
③用放大镜看手指时,光线从空气射入玻璃再射入空气,因此发生光的折射;
④太阳光射到地面上的书上发生反射,反射光线射入眼睛,我们就能看到它们。
由光的折射而形成的是 ②③;
由光的反射而形成的是 ①④。
16.如图所示,在清澈的池水中,小科看到鱼在慢慢游动,池底有鱼留下的黑色影子。
(1)水底的黑色影子是光的   造成的。
(2)看到的“鱼”其实是鱼的像,其比鱼的实际位置   (填“深”或“浅”)。
(3)傍晚时,吹来一阵微风,我们会看到水面波光粼粼,这是由于光发生了   (填“漫”或“镜面”)反射。
【答案】(1)直线传播
(2)浅
(3)镜面
【知识点】光的直线传播及应用;镜面反射与漫反射;光的折射现象及应用
【解析】【分析】(1)影子形成的原理是光的直线传播,皮影戏的原理也是这个。
(2)不论是从岸上看水中的鱼,还是从水中看岸上的景物,看到的都是位置比物体实际位置更高的虚像。
(3)镜面反射时,反射光从一个方向射出,有较多的光线进入眼睛,所以感觉波光粼粼的。
【解答】(1)水底的黑色影子是由于光在传播过程中被鱼遮挡,无法到达池底,形成的暗区。这属于光的直线传播现象。
(2)从水面上看鱼时,光线从水中斜射入空气时发生折射(远离法线),人眼逆着折射光线的方向看去,会觉得鱼的位置比实际位置更浅。
(3)傍晚时,微风使水面形成许多小波纹,光线在水面发生不规则的反射,形成波光粼粼的效果。这种现象属于光的“镜面”反射(每个小波纹相当于一个小镜面反射光线)。
17.如图所示的“幻日”奇观,是由太阳光经过大气中的小冰晶发生   (选填“反射”或“折射”)形成的。诗人高骈在《山亭夏日》中写道“绿树阴浓夏日长,楼台倒影入池塘”,诗人看到“绿树”是由于它   (选填“反射”或“吸收”)了绿光;若透过红色滤光镜(只能透过红光)看绿叶,则看到的叶子为   色。
【答案】折射;反射;黑
【知识点】光的折射规律;光的折射现象及应用
【解析】【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;
物体的颜色是由它反射或透过的色光决定的,透明的物体的颜色是由透过它的色光决定的,不透明的物体是由它反射的色光决定的。
【解答】“幻日”奇观,是由于太阳光经过大气中的小冰晶发生了光的折射现象形成的‘
看到的“绿树”是由于绿叶反射绿色光;
红色滤光镜只能透过红光,而绿叶反射的绿光不能透过滤光镜,则看到叶子是黑色的。
18.小科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   (选填“直线传播”、“反射”或“折射”)形成的   (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
【知识点】光的直线传播及应用;光的折射现象及应用
【解析】【分析】光从一种介质斜射入另一种介质时,传播方向发生改变,这就是光的折射,据此分析解答。
【解答】 根据题意可知,缓慢向杯中注入水后,硬币反射的光线从水中斜射入空气中时发生折射,此时折射角小于入射角,即折射光线远离法线方向。折射光线射入我们的眼睛后,人眼逆着折射光线看去,看到的虚像成在实际位置上方,即 像的位置比实际硬币的位置浅。
19.“小荷才露尖尖角,早有蜻蜓立上头”。现有一蜻蜓立于距水面的荷尖上,一条大鱼准备跃出水面捕捉蜻蜓,如图是水中大鱼看到蜻蜓所在的位置。请回答:
(1)大鱼应该选择图中   (选填“A”、“B”或“C”)路线跃起才有机会捕获蜻蜓。
(2)蜻蜓立于距水面0.6m处的荷尖上,池中水深2m,则蜻蜓在水中的像距水面   m。
【答案】(1)C
(2)0.6
【知识点】平面镜成像特点、原理和现象;光的折射规律;光的折射现象及应用
【解析】【分析】(1)光从空气斜射入水中时,折射角小于入射角,据此确定蜻蜓的实际位置,从而判断大鱼跃起的路线。
(2)平面镜所成像与物到镜面的距离相等。
【解答】(1)空中蜻蜓反射的光斜射入水中时发生折射,水中的大鱼才能看到空气中的蜻蜓,折射光线进入了大鱼的眼睛,此时折射角小于入射角,大鱼逆着折射光线沿直线看到了蜻蜓的像在B点,如下图所示,像的位置比蜻蜓的实际位置偏高,则蜻蜓的实际位置在C点,所以大鱼应选择C路线才有机会捕获蜻蜓。
(2)因平面镜成像时像距等于物距,蜻蜓立于距水面0.6m处的荷尖上,此时物距为0.6m,则像距也为0.6m。
20.如图一束激光射到空水槽底部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O点的   (选填“左”或“右”)侧。继续沿水槽壁缓慢注水,在此过程中,折射角   (选“增大”、“不变”或“减小”)。
【答案】左;不变
【知识点】光的折射规律;光的折射现象及应用;作光的折射光路图
【解析】【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。
【解答】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;
继续沿水槽壁缓慢注水,折射光线逐渐向左移动,但是入射角不变,折射角的大小也不变。
21.如图所示,在一只烧杯中装半杯水。现当水结冰后,在A端下方垫一个小木块C,使木板倾斜,则此时的折射光线会   旋转(填“顺时针”、“不会”或“逆时针”)。
【答案】顺时针
【知识点】光的折射规律;光的折射现象及应用
【解析】【分析】光的折射规律:光从一种介质斜射入另一种介质时,折射光线、入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两侧;当光垂直入射时,传播方向不变。本题中,木板倾斜后,入射光线的方向改变,进而影响折射光线的方向。
【解答】当在 A 端下方垫小木块 C 使木板倾斜时,入射光线的方向发生变化,相对于原来的入射情况,此时的折射光线会顺时针旋转。
三、实验与探究题
22.“胜哥”在探究“光在不同介质之间的折射规律”时,用到的器材及实验装置如图甲所示。他先探究了光由空气进入玻璃的情形,并将得到的实验数据记录在表中:
入射角α/° 0 15 30 45 60 75 90
折射角γ/° 9.8 19.7 28.3 35.3 40.6 41.8
(1)表格中“ ”处的数据是   。
(2)根据表格中的实验数据可以得出的结论是   (任写一点)。
(3)调整玻璃砖与激光笔的位置,使光线由玻璃进入空气;当入射角为30°时,根据光路可逆的特点,分析可知此时折射角γ的大小范围大致在   之间。
(4)“胜哥”实验时发现,当光从玻璃射向空气,且入射角增大到41.8°时,折射光线消失,只存在入射光线与反射光线,即出现光的全反射,此时的入射角叫做这种物质的临界角。现有一个三棱镜由上述玻璃制成,一束光垂直于三棱镜的一个面射入,如图乙所示,则关于这束光经过三棱镜后的光路图,其中正确的是   (填字母编号)。
【答案】(1)0°
(2)当光由空气斜射入玻璃中时,折射角小于入射角(光从空气进入玻璃时,折射角随着入射角的增大而增大,合理即可)
(3)45°~60°
(4)C
【知识点】光的折射规律
【解析】【分析】(1)根据光的折射规律分析解答;
(2)根据表格数据分析折射角随入射角的变化规律;
(3)根据光路的可逆性分析解答;
(4)当入射角大于临界角时会发生全反射,据此分析判断。
【解答】(1) 当入射角为0°时,光线垂直射入玻璃,不发生折射,因此折射角也为0°,则表格中“ ”处的数据是0°;
(2) 从表中数据可以看出,入射角(α)从15°增大到90°,折射角(γ)始终小于入射角,且折射角随入射角的增大而增大。
(3)根据表格数据可知,当入射角在45°~60°之间时,折射角肯定在28.3°~35.3°之间。而入射角为30°时,恰好在28.3°~35.3°之间,根据光路的可逆性可知,此时折射角应在45°~60°之间;
(4) 当光垂直射入三棱镜的一个面时,不折射,沿直线传播。当光到达斜边时,入射角为45°(假设三棱镜为等腰直角棱镜),而题目中临界角为41.8°,45° > 41.8°,因此会发生全反射,光线从另一侧直角边垂直射出(无折射)。
故选C。
23.“海市蜃楼”是一种光学自然现象,如图甲、乙是夏天炎热路面上形成此现象的图解。
资料1:光在不均匀物质中传播时会发生弯折。
资料2:一般情况下,光从密度较大的介质斜射入密度较小的介质时,会偏离法线而改变传播方向。
资料3:夏天,酷热的路面使得路面上方空气的温度升高,越靠近路面的空气越热,密度越小。
(1)图甲中,你看到的是虚像还是实像    。
(2)对图甲成因的解释:近路面空气比路上方空气温度高,密度小,远处物体射出的光进入密度不断变小的空气时,发生连续折射,折射角会逐渐   ,进入人的眼睛,而人总以为光是沿直线传播的,所以在人的前方会出现“海市蜃楼现象”;图丙是海面上出现的“海市蜃楼现象”,据图甲的成因可推断近海面处空气的密度   。
【答案】(1)虚像
(2)变大;大
【知识点】光的折射规律;光的折射现象及应用;实像与虚像
【解析】【分析】光的折射 是指光从一种透明介质斜射入另一种透明介质时,传播方向一般会发生变化的现象。由于光在两种不同的物质里传播速度不同,故在两种介质的交界处传播方向发生变化。折射光进入另一种介质,通常改变了原来传播方向。
【解答】(1) “海市蜃楼”是一种光学现象,由于光线在不均匀介质中发生连续折射,最终进入人眼的光线看起来像是从某个位置发出的,但实际上并没有真实的光源或物体在该位置。因此,人眼看到的是光线的反向延长线形成的像,属于虚像。 故答案为: 虚像 。
(2) 光从密度较大的介质(下方较冷空气)斜射入密度较小的介质(上方较热空气)时,折射角会大于入射角,即光线会偏离法线。由于越靠近路面空气密度越小,光线在连续折射过程中,折射角会逐渐增大,最终形成向上弯曲的路径,进入人眼。 海面上的“海市蜃楼”,其成因与图甲类似但方向相反。海面附近空气温度较低(密度较大),而上方空气温度较高(密度较小)。光线从上方密度较小的空气斜射入下方密度较大的空气时,折射角会小于入射角(向法线偏折),形成向下弯曲的路径,因此近海面处空气的密度比上方空气大。 故答案为:变大;大。
24.三棱镜是种重要的光学元件,光通过三棱镜的传播路线是怎样的呢 小科用红光以一定角度斜射到三棱镜上,光路如图1所示。改变斜射角度,光路如图2、图3所示。回答问题:
(1)分析图1、2或3可知,当光线从玻璃中折射向空气中时,折射角   入射角(选填“大于”、“等于”或“小于”)。
(2)经过两次折射后,红光均向三棱镜的    (选填“顶角 A”或“底面 BC”)偏折。
(3)了解了小科的探究后,老师建议小科把凸透镜分割成两部分进行思考,如图4所示。小科经过分析和综合,理解了凸透镜对光具有   作用的原因。
(4)小科还利用三棱镜进行了光的色散实验,得到红上紫下的彩色光带。为什么是红上紫下而不是紫上红下排列 小科经过思考,发现其原因是不同色光的折射角度不同造成的。从相同角度斜射入玻璃时,   的折射角会更大一些(选填“红光”或“紫光”)。
【答案】(1)大于
(2)底面BC
(3)会聚
(4)红光
【知识点】光的折射规律;光的折射现象及应用
【解析】【分析】(1)光从空气折射向玻璃,折射角小于入射角;光从玻璃折射向空气,折射角大于入射角;
(2)由图1、图2、图3分析可知,红光向哪个方向偏折;
(3)凸透镜可以看出是两个三棱镜,两个三棱镜底边BC重合,当光线传播到凸透镜上,光线会向BC偏折;
(4)不同颜色的光经玻璃的折射本领不同;
【解答】(1)分析图1、2或3可知,当光线从玻璃中折射向空气中时,折射角大于入射角;
(2)由图1、图2、图3分析可知,红光都向底面BC偏折;
(3)凸透镜可以看出是两个三棱镜,两个三棱镜底边BC重合,当光线传播到凸透镜上,光线会向BC偏折,即起到会聚作用;
(4)折射角是折射光线与法线的夹角,红光偏折弱就是更靠近空气中的光线的延长线,也就是折射角更大。
四、作图题
25.一条鱼(用“●”表示)在一个大型水族箱的A 处,水族箱下的小科看到鱼的像 A'(用“●”表示),请在图中画出小科看到 A 的大致光路图。(水族箱玻璃的厚度不计)
【答案】
【知识点】光的折射规律;光的折射现象及应用;作光的折射光路图
【解析】【分析】人能看到物体是因为物体的光进入了人的眼睛,根据光从水中斜射入空气中时折射角大于入射角的规律分析解答。
【解答】人能看到水中的鱼A是因为鱼反射的光由水进入空气再射入人的眼睛,光从水中斜射入空气中时,折射角大于入射角(折射光线远离法线),人逆着折射光线沿直线看到的是鱼A的像A'。
如图:
26.“珍爱生命,注意安全”是我们应具备的安全意识。由于光的折射,池水看起来比实际的浅,夏季要特别注意防范溺水事故。用A、A'分别表示池底和看到的“池底”,请在图中画出人眼看到的池底的光路图。
【答案】
【知识点】作光的折射光路图
【解析】【分析】画出人眼看到池底的光路图,需遵循光的折射规律(光从水斜射入空气时,折射角大于入射角)。
【解答】确定折射光线:连接人眼与看到的 “池底”A ',这条线为折射光线,与水面的交点为入射点O。画入射光线:连接池底实际位置A与入射点O,即为入射光线,并标注光线方向(从A到O为入射,从O到人眼为折射)。
27.如图甲所示,“胜哥”在潜水时,抬头看到水面上有一只飞翔的小鸟。A 点为小鸟实际的位置,B点为“胜哥”眼睛的位置,请在图乙中画出反映这一过程的光路图,并画出“胜哥”所看到的“小鸟”的大致位置。
【答案】
【知识点】光的折射现象及应用;作光的折射光路图
【解析】【分析】 根据光从空气中进入水中时折射角小于入射角的规律和折射光线的延长线过像点,作出潜水员观察鸟的光路图。
【解答】“胜哥”看到的小鸟是由光从空气中进入水中时发生折射形成的虚像,所看到的虚像A'在小鸟的上方,连接A'B与水面的交点即为入射点O,过入射点作出垂直于水面的法线,连接A 与入射点 O 即为入射光线,OB 为折射光线,如下图所示:
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