【重难点易错练】光学重难点题型汇编(光路图、光斑动态移动、求角度等问题)(含解析)--2026-2027学年浙教版科学八年级上册

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【重难点易错练】光学重难点题型汇编(光路图、光斑动态移动、求角度等问题)(含解析)--2026-2027学年浙教版科学八年级上册

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八上 光学重难点题型汇编(光路图、光斑动态移动、求角度等问题)
题型一:光路图
1.(2026·定海模拟)某湿地公园中,一只灰鹭全神贯注盯着水面。平静的水面映出它的身姿(如图 1)。下列选项中能正确表示人看到灰鹭倒影的光路是()
A. B.
C. D.
2.(2026·余杭模拟)我们看见水中的鱼是由于光的折射形成的像。下图能正确解释“岸边的人看到水中的鱼”的光路图是(  )
A. B.
C. D.
3.(2026·舟山模拟)下列是小科在完成平面镜成像实验后画出的成像光路图,其中正确的是(  )
A. B.
C. D.
4.(2026八上·嵊州期末)如图所示,小科将一枚硬币放在不透明的杯子底部,然后向后退到恰好看不到硬币的位置;小林向杯中缓缓注水后,小科又能看到硬币了。下列光路图能解释此现象的是
A. B.
C. D.
5.(2026·拱墅模拟)诗句“潭清疑水浅”描述了池底看起来比实际浅的现象。下列光路图能解释这一现象的是
A.B.C. D.
6.(2026九下·舟山月考)如图所示,将硬币放在碗底,然后后退至恰好看不到硬币的位置停下。向碗中缓缓注水,当水面上升到一定高度时,刚好再次看到硬币右端A点。下列选项中能解释这一现象的是(  )
A.B.C. D.
题型二:光斑动态移动问题
1.(2026八上·义乌开学考)要使图中的反射光线射中墙上的目标,在激光笔不动的情况下,可将平面镜(  )
A.水平向左移动
B.水平向右移动
C.竖直向上移动
D.竖直向下移动
2.(2025八上·杭州月考)一束激光以入射角照射液面,其反射光在固定的水平光屏上形成光斑B,如图。如果反射光的光斑位置在光屏上向左移动了2cm,则可判断液面可能(  )
A.上升了1cm B.上升了2cm C.下降了2cm D.下降了1cm
3.(2025八上·义乌期中)如图所示,一束光在平面镜上发生反射,反射光恰好照在光屏的A处,若要让反射光照在光屏的B处,则下列方法中可行的是(  )
①只将光屏向左移动一段距离 ②只将平面镜绕入射点 O 顺时针转过一定角度 (<90°)
③只将平面镜向左移动一段距离 ④只将入射光线绕入射点O顺时针转过一定角度(<90°)
A.只有①④ B.只有②③ C.只有①② D.只有③④
4.(2025八上·永康期中)如图所示,有一注水的圆柱形敞口容器,用激光笔从其左侧某一高度斜射一束激光,在容器底部产生一个光斑O,下列操作能使光斑向右移动的是 (  )
A.保持水面高度不变,使激光笔向左平移
B.保持水面高度和入射点不变,使激光入射角减小
C.保持激光入射角度不变,使水面下降
D.保持激光入射角度不变,使水面上升
5.(2025八上·宁波期中)如图所示,一束光沿AO射向水面,方向保持不变,反射光线在水平光屏 EF 上形成光点Q,打开水阀K,水流出,水位下降,光点在光屏上移动,当容器中的水位已下降10cm时,光点移动了( )
A.20cm B.10cm C. D.
6.(2025八上·杭州期中)如图所示,一束光在平面镜上发生反射,反射光恰好照在光屏的A 处, 若要让反射光照在光屏的B 处,则下列方法中可行的是(  )
①只将光屏向左移动一段距离
②只将平面镜绕入射点O 顺时针转过一定角度
③只将平面镜向左移动一段距离
①只将入射光线绕入射点O 顺时针转过一定角度
A.只有①④ B.只有②③ C.只有①② D.只有③④
7.(2025八上·慈溪期中)如图所示,有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
8.(2025八上·义乌月考)一段废弃的竖直地下管道底部有一盏检修灯。管道内无水时,灯光在管道内壁的“形成光斑。雨后,管道内开始积水,当水面达到位置a时,检修人员从管口看到水面____的光斑在P点;当积水更深,达到位置b时,看到水面上的光斑在Q点。据此判断(  )
A.P点在 S 点的下方,Q点在 S 点的上方
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 点和 S 点重合
二、填空题
9.小南在学习光的折射规律时,设计了如图所示的装置。容器内无水时,射灯发出的一束光照在右壁上,在S点形成一个亮斑。现往池内注入密度均匀的水,水面升至图中的a 位置时,右池壁上亮斑的位置在 S 点的   (填“上方”或“下方”);水面从a 位置升至b 位置的过程中,右池壁上亮斑的位置距S 点的距离   (填“变大”或“变小”)。
10.(2026八上·浙江期末)如图所示是一种液面升降监测装置的原理图,光源S发出的一束激光与水平液面成30°角射向平静的液面,经反射后,在液面上方的水平标尺上形成光斑S'。
(1)激光在液面发生了   (填“镜面反射”或“漫反射”)。
(2)入射光线与反射光线的夹角为   。
(3)当发现光斑S'向左移动时,说明液面高度   (填“下降”、“升高”或“不变”)。
11.(2026八上·余杭期末)如图所示是一种液面升降监测装置的原理图,光源S发出的一束激光与水平液面成40°角射向平静的液面,则反射角是   (填写序号1、2、3、4)。入射光线与反射光线的夹角度数为   。光经液面反射后射到液面上方水平标尺上的S点,当发现光点S向右移动时,说明液面高度   (选填:升高、降低、不变)。
12.(2025八上·杭州月考)如图所示,一束光与水面成45°的角斜射入盛水的容器中,同时发生了反射和折射(反射光线、折射光线未画出),打开阀门K水缓慢流出的过程中,反射角大小   (选填“变大”、“变小”或“不变”),当水槽中水面下降5cm时,容器底的光斑移动的距离   5cm(选填“>”“=”或“<”)。
13.(2025八上·温州月考)如图所示,小科同学用一支新买的激光笔照射水面,在竖直白墙上出现两个红点A和B,现在保持入射点 O的位置不变,欲使A 点下移至.A',应使入射光线 MO绕着点O沿   方向转动;现在保持入射光线不变,欲使B 点下移至B', 应使水面   (填“上升”或“下降”)
题型三:求入射角、反射角、折射角问题
1.(2026八上·镇海区期末)如图所示为光在空气和玻璃的分界面上发生反射和折射的情况,由图可判断,入射光线是   ,折射角的大小是   ,空气在分界面的   侧。(选填“上”、“下”、“左”或“右”)。
2.(2026八上·义乌期末)如图所示是光线在两种介质的界面处发生反射和折射的光路图,O点是入射点,介质是空气和玻璃。折射角的度数为     ,反射角的度数为     ,玻璃在界面的     侧(选填“上”“下”“左”或“右”)。
3.(2025八上·余姚期中)如图所示,是一束光在空气和玻璃两种介质的界面处同时发生反射和折射的光路图,0为入射点   是折射光线,反射角为    度,界面的    (选填“上”、“下”、“左”或“右”)边是玻璃。
4.(2025八上·长兴期中)如图所示,一束光在空气和玻璃的界面上同时发生反射和折射,入射光线是   ,入射角的度数为   ,折射角的度数为   ,界面AB   (填“左”或“右”)方是空气。
5.(2026八上·萧山期末)如图所示,当入射光线与镜面的夹角为30°时,反射角为   °;若光线AO绕O点顺时针旋转15°,则反射光线与入射光线的夹角将   (填“增大”或“减小”)到   。
6.(2025八上·龙湾月考)某同学用激光笔发出一束红光从空气斜射入水中的情景如右图所示,图中AO为入射光线,   为折射光线;保持入射点O不动,在竖直平面内,顺时针缓慢旋转入射光线AO至图中虚线DO位置,反射角   (填“变大”“变小’或“不变”),若此时DO与水面的夹角为 则反射角的大小为   。
7.(2025八上·杭州月考)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光的反射和折射(图中入射光线、反射光线和折射光线的方向均未标出),其中反射光线是   ,折射角是   度。
8.(2025八上·义乌月考)如图所示,一束光在界面处发生反射和折射,AB和CD 相互垂直,从图中可以看出   是界面,   是反射光线,折射角的大小是   。
9.(2025八上·兰溪期中)一束光线从空气斜射到玻璃中,在界面处发生了反射和折射。如图甲所示,反射角是   度,空气在界面的   侧。(填“上”“下”“左”或“右”)
题型一:光路图 答案解析部分
1.【答案】B
【知识点】平面镜成像的相关作图
【解析】【分析】 水面映出灰鹭的倒影属于平面镜成像,原理是光的反射,据此分析判断即可。
【解答】根据题意可知,灰鹭身上发出的光在水面发生反射,反射光线射入我们的眼睛后,我们沿反方向看回去,会看到它成在水面里的虚像,这就是看到的“倒影”。
AB.综上所述,灰鹭的虚像和眼睛应该在同一直线上,故A错误,B正确;
CD. 灰鹭倒影属于光的反射现象,不是折射现象,故CD错误。
故选B。
2.【答案】B
【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: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】岸边的人看到水中的鱼,是因为有光线进入人的眼睛。当光从水(光密介质)斜射入空气(光疏介质)时,折射角大于入射角,折射光线会远离法线,看到的像在鱼真实位置的上方。
故答案为:B。
3.【答案】D
【知识点】平面镜成像的相关作图
【解析】【分析】平面镜成像是光的反射形成的,成的是正立、等大的虚像,据此分析判断。
【解答】AC.蜡烛成的虚像都是正立的,故AC错误;
BD.蜡烛火焰发出的光在平面镜上发生反射,反射光线的交点就是火焰成的虚像,故B错误,D正确。
故选D。
4.【答案】D
【知识点】光的折射现象及应用;作光的折射光路图
【解析】【分析】(1)当光从一种介质斜射入另一种介质时,传播方向会发生偏折,这就是光的折射。当光从水(光密介质)斜射入空气(光疏介质)时,折射光线会远离法线,折射角大于入射角;人眼看到物体,是物体反射的光线进入人眼,因此光路的传播方向是从物体(水中)射向人眼(空气中)。
(2)光在同种均匀介质中沿直线传播,因此没注水时,硬币反射的光被杯子挡住,人眼看不到硬币;注水后,硬币反射的光在水面发生折射,折射光线偏离法线,进入人眼,人眼逆着折射光线看去,就看到了硬币的虚像。
【解答】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水下硬币反射的光经水面折射,折射光线远离法线向下偏折(折射角大于入射角),当光线射入人眼,人逆着折射光线,沿直线看到的是硬币的虚像。
A、图折射角小于入射角,故A错误;
B、图光由空气进入水中,传播方向错误,故B错误;
C、图光由空气进入水中,传播方向错误,故C错误。
D、图折射时,折射光线远离法线,故D正确;
故答案为:D。
5.【答案】B
【知识点】光的折射规律;作光的折射光路图
【解析】【分析】(1)本题考查光的折射现象及其应用。池底看起来变浅,是因为池底反射的光从水中斜射入空气中时,发生折射。
(2)根据光的折射规律:当光从水(光密介质)斜射入空气(光疏介质)时,折射光线会远离法线,折射角大于入射角。
(3)人眼逆着折射光线看去,会认为光是沿直线传播的,因此看到的是池底的虚像,虚像的位置比实际位置偏高,所以池底看起来比实际浅。
(4)分析光路图时,要注意光线的传播方向是从池底(水中)射向空气,且折射角大于入射角。
【解答】A、图中折射光线靠近法线,折射角小于入射角,不符合光从水斜射入空气的折射规律,A 不符合题意;
B、图中光线从水中斜射入空气中,折射光线远离法线,折射角大于入射角,符合光的折射规律,能解释池底变浅的现象,B 符合题意;
C、图中光线从空气斜射入水中,传播方向与实际情况相反,C 不符合题意;
D、图中折射光线靠近法线,折射角小于入射角,且传播方向也不符合实际情况,D 不符合题意。
故答案为:B。
6.【答案】B
【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: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可以再次看到硬币,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中,折射角大于入射角,即折射光线偏离法线,故B正确,D错误。
故答案为:B。
题型二:光斑动态移动问题答案解析部分
1.【答案】C
【知识点】光的反射定律
【解析】【分析】根据光的反射定律中反射角等于入射角的知识分析判断。
【解答】平面镜始终沿水平方向,激光笔的角度不变,即入射角的大小不变,根据“反射角等于入射角”可知,此时反射角不变,因此反射光线和原来的反射光线是平行的。而反射光线和入射光线的交点就是入射点。由此可知,入射点需要向上移动,因此平面镜要向上移动,故C正确,而A、B、D错误。
故选C。
2.【答案】A
【知识点】光的反射;光的反射定律
【解析】【分析】(1)本题依据光的反射定律:反射角大小与入射角相等;入射光线方向保持不变时,液面发生升降,相当于反射面平移,入射点随之移动,光屏上光斑位置发生改变。
(2)入射角为 45°,结合几何关系可构成等腰直角三角形。液面上升,入射点左移,光屏光斑向左移动;液面下降,入射点右移,光屏光斑向右移动。光斑向左移动 2cm,通过等腰直角三角形几何推导,液面上升高度为光斑移动距离的一半。
【解答】若液面下降,根据反射定律,如果反射光的光斑位置在B的右侧D处,如图所示:
此种情况不符合题意;若液面上升,根据反射定律,反射光的光斑位置在B的左侧处G处,如图所示:
在图中,入射角i=45°,根据反射角等于入射角,故∠COF=45°,由几何知识,∠EOF=90°,则△EOF为等腰直角三角形,由几何知识,CO垂直平分EF,因BFEG为平行四边形,而且反射光的光斑位置在光屏上向左移动了2cm,故EF=BG=2cm
由于入射角i=45°,△EOC为等腰直角三角形,则EC=OC=1cm
因此故液面上升了1cm,故A符合题意,BCD不符合题意。
故答案为:A。
3.【答案】D
【知识点】光的反射
【解析】【分析】光的反射是指当光射到物体表面时,被反射回来的现象。光的反射定律:①在反射现象中,反射光线、入射光线、法线都在同一个平面内;②反射光线、入射光线分居法线两侧;③反射角等于入射角。
【解答】① 只将光屏向左移动一段距离,移动光屏不会改变反射光的方向,则入射光线不变,则反射光线也不会改变,但光斑会向下移动,故① 不符合题意;
② 只将平面镜绕入射点顺时针转过一定角度(<90),旋转平面镜会改变法线的方向,入射角变小,根据反射角等于入射角可知,反射角也随之变小,反射光线不可能经过B点,故② 不符合题意;
③ 只将平面镜水平向左移动一段距离,平移平面镜不会改变反射光的方向,则入射角不变,并且入射点相对应O点向上移动,因此反射光线的位置向上移动,故③符合题意;
④ 只将入射光线绕入射点O逆时针转过一定角度(<90),旋转平面镜会改变法线的方向,入射角变大,根据反射角等于入射角可知,反射角也随之变大,反射光线可能经过B点,故④ 符合题意;
故正确答案为:D。
4.【答案】C
【知识点】光的折射规律;作光的折射光路图
【解析】【分析】(1)光的折射规律:当光从空气斜射入水(或其他透明介质)中时,折射光线向法线偏折,折射角小于入射角;入射角是入射光线与法线的夹角,折射角是折射光线与法线的夹角。
(2)光斑的移动与折射光线的传播方向有关:折射光线向某一方向偏折,光斑会向对应方向移动。
【解答】A、保持水面高度不变,使激光笔向左平移:入射点左移,且入射角不变,折射光线的方向不变但入射点左移,光斑会向左移动,故该选项错误。
B、保持水面高度和入射点不变,使激光入射角减小:入射角减小,折射角也减小(折射光线更靠近法线),光斑会向左移动,故该选项错误。
C、保持激光入射角度不变,使水面下降:水面下降后,入射点下移,由于入射角不变,折射光线的方向不变但入射点下移,光斑会向右移动,故该选项正确。
D、保持激光入射角度不变,使水面上升:水面上升后,入射点上移,折射光线方向不变但入射点上移,光斑会向左移动,故该选项错误。
故答案为:C。
5.【答案】A
【知识点】光的反射;光的反射定律
【解析】【分析】利用光的反射定律(反射角等于入射角),结合入射光线方向不变的条件,分析水位下降时入射点的移动对反射光线光点位置的影响。关键要点:入射光 AO 与水面夹角为 45°,因此入射角和反射角均为 45°;水位下降时,新的水面与原水面平行,反射光线方向不变,仅入射点下移,光点移动距离与入射点下移距离的关系可通过几何关系推导。
【解答】入射光 AO 与水面夹角为 45°,根据光的反射定律,反射角等于入射角,因此反射光线与水面的夹角也为 45°;当容器中水位下降 10cm 时,入射点会随水面下移 10cm。由于新水面与原水面平行,反射光线的方向保持不变,仅整体平行移动;结合 45° 角的几何特点,入射点下移 10cm 时,反射光线的水平移动距离为入射点下移距离的 2 倍;因此,光点在光屏上移动的距离为 2×10 cm=20 cm。
故答案为:A。
6.【答案】D
【知识点】光的反射定律
【解析】【分析】B点在A点上方,则要求反射光线必须向上移动才行,要么使入射点上移,要么使反射光线上移,据此分析判断即可。
【解答】 ①入射光线不变时,只将光屏向左移动一段距离,则反射光线传播的距离减小,此时光斑会向下移动,故①不符合题意;
②根据图片可知,只将平面镜绕入射点O顺时针转过一定角度(<90°),入射角变小,根据反射角等于入射角可知,反射角也随之变小,则光斑会向下移动,不可能经过B点,故②不符合题意;
③根据图片可知,只将平面镜水平向左移动一段距离,则入射角不变,此时入射点向上移动,则反射光线的位置向上移动,那么光斑可能达到B点,故③符合题意;
④根据图片可知,只将入射光线绕入射点O逆时针转过一定角度(<90°),入射角变大,根据反射角等于入射角可知,反射角也随之变大,反射光线可能经过B点,故④符合题意。
故选D。
7.【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。
8.【答案】A
【知识点】光的折射规律;作光的折射光路图
【解析】【分析】(1)光在同种、均匀、透明介质中沿直线传播,从一种介质斜射入另一介质时,光的传播方向发生改变,产生折射现象;
(2)水面升至a位置时,光从水斜射入空气中时,入射光线、折射光线以及法线在同一平面内,折射角大于入射角,确定折射光线的方向;
(3)水面上升至b位置时,光线先在水池侧壁发生反射,反射角等于入射角,反射光线再从水中斜射入空气里发生折射,折射角大于入射角。
【解答】(1)往池内注水,水面升至a位置时,光在水面发生折射,根据折射定律,P点如下图所示:
(2)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。
故答案为:A。
9.【答案】下方;变小
【知识点】光的折射规律
【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】往池内注水,水面升至a位置时,光发生折射,根据光的折射规律,亮斑 P 点如解图甲所示,即在S 点的下方。同理,水面上升至b位置时,根据光的折射规律,亮斑P'点如解图乙所示,即在S点的下方,由图可知,水面从a 位置升至b位置的过程中,右池壁上亮斑的位置距S点的距离变小了。
10.【答案】(1)镜面反射
(2)120°
(3)升高
【知识点】光的反射定律
【解析】【分析】(1)镜面反射与漫反射区分:平整光滑的液面可以看作光滑反射面,平行光入射后反射光线依然平行,这种反射属于镜面反射;粗糙表面发生漫反射。
(2)光的反射定律计算夹角:入射光线与水平面夹角 30°,则入射光线与法线(竖直虚线)的入射角为90°-30°=60°;根据反射定律,反射角等于入射角也为 60°,
入射光线和反射光线夹角 = 入射角 + 反射角 =120°。
(3)液面变化对光斑的影响:激光入射方向固定,液面升高时,反射点向左平移,反射光线整体左偏,标尺上的光斑S'向左移动;液面下降时光斑向右移动。
【解答】(1)水面是光滑的反射面,激光在液面发生镜面反射。
(2)根据题意可知,激光与水平液面成30°角,则入射角为
根据“反射角等于入射角”,此时反射角也为60°,则入射光线与反射光线的夹角为
(3)当发现光点S'向左移动时,说明入射点也向左移动,即此时液面升高了。
(1)水面是光滑的反射面,激光在液面发生镜面反射。
(2)根据题意可知,激光与水平液面成30°角,则入射角为
根据“反射角等于入射角”,此时反射角也为60°,则入射光线与反射光线的夹角为
(3)当发现光点S'向左移动时,说明入射点也向左移动,即此时液面升高了。
11.【答案】3;100°;降低
【知识点】光的反射定律;作光的反射光路图
【解析】【分析】(1)光的反射定律核心知识点
反射角是反射光线与法线的夹角,入射角是入射光线与法线的夹角,反射角始终等于入射角;法线垂直于反射面(液面),是入射光线和反射光线的角平分线。
(2)入射光线与液面夹角和入射角的换算
入射光线与 水平面(液面) 的夹角,和入射角互余,即入射角 = 90° - 入射光线与液面的夹角,再根据反射角等于入射角,计算入射光线与反射光线的总夹角。
(3)液面升降对反射光线的影响规律
液面发生升降时,法线始终垂直液面,入射角大小不变;液面降低,入射点会向右移动,反射光线随之向右平移,标尺上的光点就会向右移动;液面升高则入射点左移,光点左移。
【解答】已知激光与水平液面成 40° 角入射,法线垂直于液面,因此入射角 = 90° - 40° = 50°。根据反射定律,反射角等于入射角,反射角是反射光线与法线的夹角,对应图中的序号3。
入射角为 50°,反射角也为 50°,入射光线与反射光线的夹角度数 = 入射角 + 反射角 = 50° + 50° = 100°。
当光点 S' 向右移动时,说明反射光线向右平移,入射点向右侧移动,而入射点右移的原因是液面高度降低,液面下降才会让入射点右移,反射光线右移,光点右移。
12.【答案】不变;<
【知识点】光的反射定律;光的折射规律
【解析】【分析】(1)光的反射定律:光发生反射时,反射角大小始终等于入射角。入射角是入射光线与法线之间的夹角,只要入射光线方向不变,入射角保持恒定,反射角也不会发生改变。
(2)光的折射规律:光从空气斜射入水中时会发生折射;水面持续下降,光线入射点同步下移,折射光线平行移动,容器底部光斑随之移动,结合几何关系能够对比光斑移动距离与水面下降高度的大小。
【解答】入射光线与水面始终保持 45° 夹角,水流流出、水面下降过程中,入射光线方向不变,入射角大小不变。依据光的反射定律,反射角等于入射角,因此反射角大小保持不变。
水面下降 5cm,光线入射点向下平移,折射光线整体平行向左移动。通过几何图形对比可得,容器底部光斑实际移动的水平距离小于 5cm。
ABCD为平行四边形, CD = AB,因为,因此,即容器底的光斑移动的距离小于5cm。
13.【答案】顺时针;上升
【知识点】光的反射;光的折射规律;光的折射现象及应用
【解析】【分析】光的反射是指当光射到物体表面时,被反射回来的现象。光的反射定律为在反射现象中,反射光线、入射光线、法线都在同一个平面内;反射光线、入射光线分居法线两侧;反射角等于入射角。光的折射是光从一种介质斜射入另一种介质时,光的传播方向一般会发生改变的现象。光的折射规律为光在发生折射时,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别位于法线的两侧;光从空气斜射入其它介质时,折射角小于入射角;入射角增大(或减小)时,折射角也随着增大(或减小);光路是可逆的。
题型三:求入射角、反射角、折射角问题答案解析部分
1.【答案】CO;30°;左
【知识点】光的反射定律;光的折射规律
【解析】【分析】首先根据“反射角等于入射角”确定入射光线和反射光线,根据光的折射“二线分居”确定折射光线的位置。折射角是折射光线和法线的夹角,根据光的折射规律确定分界面两侧介质的种类。
【解答】根据图片可知,∠COP=∠AOP,根据“反射角等于入射角”可知,二者为入射和反射光线。根据“折射现象中折射光线和入射光线分居法线两侧”可知,折射光线为OB,入射光线为CO。
PD为法线,MN为分界面,则∠BOD为折射角,大小为30°;
此时入射角为:90°-30°=60°,即折射角小于入射角,那么从空气斜射入水中,则空气在分界面的左侧。
2.【答案】60°;35°;右
【知识点】光的反射定律;光的折射规律
【解析】【分析】该题目需要先判断反射和折射发生在何处,即判断三条光线为反射、入射、折射光线的哪一条;
【解答】根据光的反射定律可知,反射角=入射角,观察到界面右侧两条光线与界面夹角恰好均为55°,说明与法线夹角均为35°,反射角=入射角=35°,符合反射定律;另外左侧光线与界面夹角为30°,与法线夹角则为60°,又由于折射光线与入射光线分居两侧,光线射向界面远离法线,说明界面左侧为空气,右侧为玻璃;
故答案为:60°;35°;右;
3.【答案】OC;60;右
【知识点】光的反射定律;光的折射规律
【解析】【分析】根据光的反射定律中“反射角等于入射角”,结合光的折射规律分析解答。
【解答】根据图片可知,∠NOA=∠NOB=90°-30°=60°,根据“反射角等于入射角”可知,二者肯定为入射角和反射角,那么剩余的OC肯定是折射光线。
根据“折射光线和入射光线分居法线两侧”可知,BO为入射光线,OA为反射光线,NN'为法线,MM'为界面。
则反射角为60°,折射角∠CON'=90°-55°=35°,则此时折射角小于入射角,那么光线从空气射入玻璃,因此界面左侧是空气,右侧是玻璃。
4.【答案】EO;30°;45°;右
【知识点】光的反射定律;光的折射规律
【解析】【分析】(1)光的反射定律:反射光线、入射光线与法线在同一平面内;反射光线和入射光线分居法线两侧;反射角等于入射角。反射角、入射角都是光线和法线之间的夹角,不是和界面的夹角。
(2)光的折射规律:光从玻璃斜射入空气中时,折射角大于入射角;光从空气斜射入玻璃中时,折射角小于入射角。折射角是折射光线和法线的夹角。
(3)解题时先确定法线与界面:相互垂直的两条直线,一条为界面,另一条就是法线;反射光线、入射光线在同一介质,分居法线两侧;折射光线在另一种介质,和入射光线分居法线两侧。
【解答】由图可知直线 CD 与 AB 互相垂直。∠EOB 等于 60°,可以算出 EO 与法线 CD 夹角为 30°;∠FOC 等于 30°,说明 EO、FO 与法线 CD 夹角相等,因此 CD 是法线,AB 为界面。EO 和 FO 一条是入射光线,一条是反射光线,OG 在界面另一侧,为折射光线。折射光线 OG 和入射光线分居法线两侧,所以入射光线是 EO。
入射角指入射光线和法线的夹角,入射光线 EO 和法线 CD 夹角是 30°,因此入射角等于 30 度。
折射角是折射光线和法线的夹角,折射光线 OG 和法线 CD 夹角为 45°,所以折射角等于 45 度。
此时入射角 30° 小于折射角 45°,光从玻璃斜射入空气,折射角大于入射角,因此界面 AB 的右侧是空气。
故答案为:EO;30°;45°;右。
5.【答案】60;减小;90°
【知识点】光的反射定律
【解析】【分析】(1)入射角和入射光线与镜面的夹角之和为90°,结合光的反射中“反射角等于入射角”计算即可;
(2)当光线AO绕O点顺时针旋转15°时,先计算出入射角大小,再计算此时反射角,并计算二者夹角之和,最后与原来的夹角比较大小即可。
【解答】 (1)根据图片可知,入射光线AO与镜面的夹角为30°,则入射角为90°-30°=60°。根据“反射角等于入射角”的规律可知,反射角为60°;
(2)原来反射光线和入射光线的夹角为:60°+60°=120°;
根据图片可知,若光线AO绕O点顺时针旋转15°,此时的入射角为:60°-15°=45°。
根据“反射角等于入射角”可知,反射角为45°;
反射光线与入射光线的夹角为:45°+45°=90°。
比较可知,反射光线与入射光线的夹角将减小到90°。
6.【答案】OC;变小;40°
【知识点】光的反射定律;光的折射规律
【解析】【分析】(1)根据“折射光线和入射光线分居在法线两侧”分析;
(2)根据“反射角等于入射角”的规律分析;
(3)入射光线和镜面的夹角与入射角之和为90°,再结合“反射角等于入射角”计算即可。
【解答】(1) 当光从空气斜射入水中时,折射光线向法线方向偏折(即折射角小于入射角)。在图中,AO是入射光线,折射光线应在法线的另一侧且更靠近法线,则OC为折射光线;
(2) 顺时针旋转入射光线AO至DO,意味着入射角在减小 。根据“反射角等于入射角”的规律可知,此时反射角变小;
(3) 若此时DO与水面的夹角为 则入射角为: 90° - 50° = 40° 。根据“反射角等于入射角”可知,此时反射角为40°。
7.【答案】OF;60
【知识点】光的反射定律;光的折射规律
【解析】【分析】光的反射定律:反射角等于入射角,反射光线与入射光线分居在法线两侧,反射光线、入射光线和法线三线共平面。
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】由图可知,FO和EO与CD之间的夹角相同,由光的反射定律可知,反射角等于入射角,可知CD为法线,AB为界面。由光的折射规律可知,折射光线和入射光线分居在法线两侧,折射光线为OG,折射角为60°,可知入射光线为EO,则反射光线为OF。
8.【答案】CD;OE;40°
【知识点】光的反射定律;光的折射规律
【解析】【分析】根据光的反射中“反射角等于入射角”结合光的折射规律分析解答。
【解答】根据图片可知,∠BOE=90°-30°=60°,则∠BOE=∠BOF,根据“反射角等于入射角”的规律可知,二者肯定为入射角和反射角,则中间的AB为法线,与它垂直的CD为界面。
此时OG肯定为折射光线,根据“折射光线和入射光线分居法线两侧”的规律可知,FO为入射光线,OE为反射光线。
此时折射角∠AOG=90°-50°=40°。
9.【答案】50;右
【知识点】光的反射定律;光的折射规律
【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】由图可知,OC与BO、AO和法线之间的夹角大小不同,可知OC是折射光线,水平虚像为法线,折射角为90°-70°=20°。
折射光线与入射光线分居在法线两侧,可知入射光线是BO,反射光线是OA,反射角等于入射角等于90°-40°=50°。折射角小于入射角,可知右侧是空气,左侧是玻璃。

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