4.4 光的折射 同步练(二) 2023--2024学年
上学期初中物理人教版八年级上册
一、单选题
1.如图所示,一束光在空气和玻璃两种介质的界面上发生反射和折射现象,下列说法正确的是( )
A.EO是入射光线,入射角等于60°
B.CD是法线,FO是折射光线
C.是折射角,折射角等于45°
D.AB是界面,AB右侧是空气
2.一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
3.下列光路图,能正确表示一束光由水中斜射向空气的是( )
A. B.
C. D.
4.一束光射向一块玻璃砖(如图)并穿过玻璃砖,这束光进入玻璃和离开玻璃后的光路正确的是( )
A. B.
C. D.
5.如图所示能正确表示一束光从空气射向透明玻璃时的光路是( )
A. B.
C. D.
6.人眼在甲处观察到一个彩色玻璃球沉在水池底乙处,如图所示。在甲处用激光射到玻璃球上,则激光( )
A.正对乙点照射 B.在甲点偏上照射
C.在甲点偏下照射 D.在甲点偏左侧照射
7.如图所示,一束光线射入杯中,在杯底形成光斑。逐渐抽出杯中的水,光斑将( )
A.向右移动 B.向左移动
C.不动 D.无法确定
8.学校新建成一个喷水池,在池底的中央安装一只射灯。经过连续几天观察,晓霞同学发现: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;池内水面升至a位置时,她在池旁看到亮斑的位置在P点;水面升至b位置时,她看到亮斑的位置在Q点,则( )
A.P点、Q点都在S点的下方
B.P点、Q点都在S点的上方
C.P点在S点的下方,Q点在S点的上方
D.Q点在S点的下方,P点在S点的上方
9.如图所示,是光在空气和玻璃两种介质中传播的情形,下列说法正确的是( )
A.折射角等于50°
B.MM′左边是玻璃
C.入射光线靠近法线时,折射光线也靠近法线
D.入射光线增加5°时,入射光线与折射光线的夹角也增加5°
10.如图所示,是光在空气和水两种介质中传播情形,下列说法正确的是( )
A.BF是界面 B.AD的右边是水
C.入射角等于60° D.折射角等于30°
11.光从水倾斜射入空气中,入射角为30°,折射角可能为( )
A.0° B.25° C.35° D.90°
12.如图所示的光现象中,形成原理相同的是( )
A.①② B.②④ C.③④ D.①③
二、填空题
13.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 (选填“OE”、“OF”或“OG”),反射角的度数为 ,界面的 (选填“上”、“下”、“左”或“右”)方是空气。
14.五一假期小明和同学去衡水湖游玩,他们发现水面出现非常奇特的影像,水中白云朵朵,鸟儿展翅飞翔,鱼儿悠闲地游来游去。于是小明写下“鸟在水中飞,鱼在云中游”的句子。小明看到“鸟在水中飞”是由光的 形成的像,“鱼在云中游”是由光的 形成的像,看到的“鱼”的位置比实际要 (选填“深”或“浅”)。
三、作图题
15.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,有一点是蜻蜓的像点,请根据成像原理,完成光路图。
16.作出光从空气斜射到三棱镜上的折射图象
四、实验题
17.如图所示,小明在研究光的折射规律时,为了观察到光的折射过程,他就把一块白色的板竖直放在水中,然后将一激光束从空气中斜射入水中,结果在白板上看到了折射的过程。
(1)若他将激光束向水面靠拢,请问折射光束应 (靠近/远离)水面;
(2)若入射水面的激光束的角度保持不变,在水槽中加适量水,请问水底的光斑应向 (左/右)移;
(3)该竖板左侧可以绕图中虚线自由翻转,如果将左侧竖板向后翻转后,折射光线在竖板上消失,返回后又再次出现在竖板上,这说明: 。
18.小华利用如图所示的实验装置,做“探究光的反射规律和光的折射特点”的实验:她用激光笔发出一束光从空气射向水面,多次改变入射光的方向,将实验数据记录在表中。
∠AON/° 0 15 30 45 60 75 80
∠CON/° 0 15 30 45 60 75 80
∠BOM/° 0 11 22 32 40.5 46.5 47.5
(1)通过数据发现:当激光与水面成15°入射时,折射角度数为 ;在反射现象中反射角 入射角(选填“>”,“<”或“=”);在从空气斜射入水中时,折射角 入射角(选填“>”,“<”或“=”);
(2)当入射角增大时,反射角 (选填“增大”,“减小”或“不变”);可从不同方向看到圆盘上的光线,是因为光束中的部分光在圆盘上发生了 反射;
(3)当激光笔从水下沿BO入射时,折射光线应沿 方向射出;
(4)把一枚硬币放入杯底,看到硬币的位置比它实际的位置要偏 (选填“高”或“低”)。
参考答案:
1.D
由图可知,,所以
由此可知
因反射角等于入射角,则可知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,折射角为
此时的折射角大于入射角,所以AB的左侧为玻璃,右侧为空气。综上所述,故D正确,ABC错误。
2.B
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B符合题意,ACD不符合题意。
3.A
A.图中描述的是光从水中斜射入空气的情境,反射角等于入射角,符合反射定律;折射角大于入射角,符合折射定律,故A符合题意;
B.图中光从水中斜射入空气时,折射光线应向远离法线方向偏折,而图中折射光线向法线靠近了,故B不符合题意;
C.图中光从水中斜射入空气时,折射光线应向远离法线方向偏折,而图中折射光线的传播方向不变,故C不符合题意;
D.图中描述的是光从水中斜射入空气的情境,反射光线与入射光线在两种介质中,故D不符合题意。
4.B
当光从空气斜射入玻璃时,入射光线和折射光线分居法线的两侧,折射角小于入射角。当光从玻璃斜射入空气时,入射光线和折射光线分居法线的两侧,折射角大于入射角。最终的出射光线与最初的入射光线平行。
A.图中光从空气斜射入玻璃中,折射角大于入射角,光从玻璃斜射入空气中,折射角小于入射角,故A错误;
B.图中光从空气斜射入玻璃时,折射角小于入射角,当光从玻璃斜射入空气时,折射角大于入射角,故B正确;
C.图中折射光线和入射光线在法线的同侧,故C错误;
D.图中折射角和入射角相等,故D错误。
5.C
光从空气斜射入玻璃中时,同时发生反射和折射。
发生光的反射时:反射光线与入射光线、法线在同一平面上;反射光线和入射光线分居在法线的两侧;反射角等于入射角。
发生光的折射时: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透明玻璃时,折射角小于入射角。
A.图中光从空气斜射入玻璃中时,出现了两个入射光线,故A不符合题意;
B.图中光从空气斜射入玻璃中时,折射光线向远离法线方向偏折了,故B不符合题意;
C.图中反射角等于入射角,由空气斜射入玻璃中,折射角小于入射角,符合光的反射定律和折射定律,故C符合题意;
D.图中入射光线和折射光线在法线的同侧,故D不符合题意。
6.A
人眼在甲处观察到一个彩色玻璃球沉在水池底乙处,玻璃球反射的光线经过水面折射后进入人的眼睛,由于在光的折射中光路是可逆的,激光正对乙点照射,光会照射到玻璃球上,故A符合题意,BCD不符合题意。
7.B
当逐渐抽出杯中的水,光的折射程度不变,但入射点逐渐降低且向左移动,由光的折射规律作出的折射光线照射在杯子底的光斑会逐渐向左移动,如图
故ACD不符合题意;B符合题意。
8.C
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:
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ABD不符合题意,C符合题意。
9.C
根据光的反射定律和折射定律可知,MM′左侧为空气,右侧为玻璃,MM′左侧下方的光线为入射光线,上方为反射光线,MM′右侧为折射光线。
A.折射角为折射光线和法线的夹角为30°,故A错误;
B.根据分析MM′左边为空气,故B错误;
C.因折射光线随入射光线的变化而变化,当入射光线靠近法线时,入射角变小,折射角也变小,所以折射光线也靠近法线,故C正确;
D.当入射角增加时,折射角也会增加,但是两个角增加的度数不相等,所以入射角增加5°,两条光线的夹角不确定,故D错误。
10.B
A.由图可知
∠GOF=90°-60°=30°
已知∠EOF=30°,可知
∠GOF=∠EOF=30°
反射角等于入射角,反射光线和入射光线关于法线对称,所以BF为法线,AD为界面,故A错误;
BCD.折射光线和入射光线分别位于法线两侧,反射光线和入射光线分居在法线的两侧,所以GO为入射光线,OE为反射光线,OC为折射光线,入射角∠GOF=30°,折射角
∠BOC=90°-30°=60°
光从水中斜射入空气时,折射角大于入射角,则AD的左侧是空气,右侧是水,故B正确,CD错误。
11.C
ABC.由光的折射定律可知:光从水斜射入空气中时,折射角大于入射角,由于入射角等于30°,所以折射角大于30°,故AB不符合题意,C符合题意;
D.只有入射角达到临界值,折射角才能等于90°,30°的入射角还远远小于临界值,故D不符合题意。
12.B
①手影中影子的形成说明光是沿直线传播的,由于光的直线传播,被物体挡住后,物体后面就会呈现出阴影区域,就是影子;②筷子在水面处折断,是由于水面下的筷子反射的光进入空气时发生折射,折射角大于入射角而造成的,所以属于光的折射;③风景在水中的倒影是平面镜成像,属于光的反射现象;④地球上层空气温度较高,而靠近地面和海面的温度很低,从而使得下层空气密集,上层的空气比较稀薄。日落期间当光线通过密度不同的两个空气层时,由于光线的折射,它不再走直线,而是弯向地面一侧。太阳上部和下部的光线都被折射得十分厉害,几乎成了平行于地平线的直线,人们看到的太阳被压扁,便成了奇怪的“方形太阳”。综上所述,②④的形成原因相同。
13. OG 30 右
[1]由图可知,∠BOE=60°,则有
∠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。
[2]EO为入射光线,OF为反射光线,∠COF为反射角,且∠COF=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,即分界面的右侧是空气。
14. 反射 折射 浅
[1]当光遇到水面时会发生反射,此时水面相当于一平面镜,鸟在水中飞就是鸟通过水面成的虚像。
[2][3]当光遇到水面时会发生反射,此时水面相当于一平面镜,白云就是通过水面成虚像,出现在水面上的。鱼反射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;而我们看到的鱼,不是鱼的实际位置,而是变高的鱼的虚像。
15.
光从空气进入水中,发生折射,折射角小于入射角,折射光线靠近法线,向下偏折,所以在水中潜泳的人逆着折射光线看上去,看到的是蜻蜓的像是B点,C点是蜻蜓,如图所示,据此知道,水中看岸上物体的像要比物体的位置高一些。
16.
图中法线已经作出,光先从空气斜射入玻璃,折射角小于入射角,折射光线会靠近法线;当光线从玻璃中斜射向空气时,折射角大于入射角,折射光线会远离法线。如图所示:
17. 靠近 右 见解析
(1)[1]当入射光线靠近水面时,入射角增大,折射角随入射角的增大而增大,折射光线将靠近水面。
(2)[2]若入射水面的激光束的角度保持不变,在水槽中加适量水,入射点将向右移动,则折射光线随之向右移动,即在注水的过程中水底的光斑向右移动。
(3)[3]该竖板左侧可以绕图中虚线自由翻转,如果将左侧竖板向后翻转后,则呈现折射光线的竖板左侧和呈现入射光线的竖板右侧不在同一平面内,在竖板左侧上不能看到折射光线,说明折射光线、入射光线和法线在同一平面内。
18. 46.5° = < 增大 漫 OA 高
(1)[1]当光与水面成15°角从空气斜射入水中时,入射角为
90°﹣15°=75°
时,利用表格中数据可知:折射角为46.5°。
[2]根据表格数据可得∠AON=∠CON,在反射现象中反射角等于入射角。
[3]根据表格数据可得∠AON>∠BOM,在从空气斜射入水中时,折射角小于入射角。
(2)[4]根据表格数据可发现,∠AON增大时,∠CON也增大,反射角随入射角的增大而增大。
[5]可从不同方向看到圆盘上的光线,是因为圆盘上表面粗糙,光束中的部分光在圆盘上上发生了漫反射。
(3)[6]在光的折射现象中,光路是可逆的,则用激光笔让光线沿着BO射向水面时,可看到折射光线沿OA射出。
(4)[7]从硬币反射的光经水面折射,折射光线远离法线向下偏折,当光线射入人眼,人凭光直线传播的感觉,认为硬币在折射光线的反向延长线上,其实人看到的是硬币的虚像,比实际的位置要高。