苏科版八年级上册4.1 光的折射导学案及答案
展开4.1光的折射
【知识梳理】
一、光的折射
1.光从一种介质斜射入另一种介质时,传播方向发生偏折,称为光的折射。
2.有关光的折射的基本概念
(1)入射点:光线射到分界面上的点,通常用“O”表示;
(2)法线:过光的入射点所作的与分界面垂直的直线,通常用“ NN’ ”表示;
(3)入射光线:射到分界面上的光线;
(4)折射光线:被分界面折射后的光线;
(5)入射角:入射光线与法线的夹角;
(6)折射角:折射光线与法线间的夹角。
二、实验:探究光的折射规律
【实验目的】探究光的折射规律
【实验器材】可折叠的标有角度刻度的硬白纸板、水、水缸、激光笔
【实验步骤】
1.如图所示,将一块画有角度和中心虚线的硬纸板竖直插入盛有水的缸中,使虚线与水面垂直,角度刻度中心点恰与水面相平。虚线即为分界面的法线,中心点即为为入射点。
2.用激光笔将一束光贴着纸板沿着某一个角度射到入射点,经分界面的反射和折射,沿另一个方向射出,在纸板上出现了反射光线和折射光线的径迹。
3.改变入射角的大小,发现折射角会随着入射角的增大而增大,减小而减小。
增大入射角 减小入射角 入射角减小到0
4.把纸板右半边向前或向后折,反射光线的径迹消失。
【实验分析】
1.当纸板向前向后折时,折射光线从纸板上消失,纸板恢复平整后,折射光线重新出现,说明折射光线、入射光线、法线在同一平面内。
2.实验过程中发现,折射光线和入射光线始终在法线的两侧。
3.折射角会随着入射角的变化趋势而变化。
4.光从空气斜射入水时,折射角小于入射角;光从水斜射入空气时,折射角大于入射角。
5.当光垂直入射时,光不发生折射。
【实验结论】光的折射规律:当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;入射角增大(或减小)时,折射角也随之增大(或减小)。光垂直于介质表面入射时,折射角等于零。
当光从空气斜射入水(或玻璃)中时,折射光线偏向法线方向,即折射角小于入射角;当光从水(或玻璃)斜射入空气中时,折射光线偏离法线方向,即折射角大于入射角。
【注意事项】
1.白纸板的作用:由于白纸表面粗糙,光沿纸板传播时,有部分光被反射到各个方向,从而显示光路。
2.让光从某次折射光线径迹逆着折射光线的方向射到纸板中心点,它被折射后逆着原来的入射光的方向射出。这表明,在折射现象中,光路是可逆的。
三、光的折射现象及解释
1.水中的鱼的位置看起来比实际位置高一些(鱼实际在看到位置的下方);
2.池水看起来比实际的浅一些;
3.透过厚玻璃看钢笔,笔杆好像错位了;
4.水中的人看岸上的景物的位置比实际位置高些;
5.斜放在水中的筷子好像向上弯折了;
6.海市蜃楼:在学习光的直线传播的时候,我们知道光在非均匀介质中传播方向会发生变化,实质上就是光发生了折射,而由于温度的影响,空气的分布不均匀(特别是沙漠地区),所以光发生了折射,于是我们看到了远处物体的像。
7.当太阳光进入大气层后,由于大气不均匀,会向下弯曲,人们看到太阳的位置比实际太阳的位置要高,因此人们看到的日出比实际要提前一些。
由以上现象的光路图可知,光的折射形成的像是物体正立的虚像。
四,光的折射作图
已知人眼位置、空气和水的分界面、物体(点A)、像(点A’),作出人从空气中看到水中物体的光路图。
1.作图规则:
光线画实线,辅助连接线、光线的反向延长线画虚线,有垂直关系的线段交叉点要画出直角符号。
2.作图思路:
①由像在折射光线的反向延长线上及折射光线进入眼睛,可确定折射光线的方向;
②由折射光线与分界面可以确定入射点;
③由入射点和物体可确定入射光线;
④由人看到物体可确定光线的方向。
3.作图步骤:
(1)像点在折射光线的反向延长线上,所以用虚线连接人眼和像点A’,与分界面相较于点O,O点即为入射点。
(2)用实线连线物点A与O点,人眼与O点,即为入射光线和折射光线
(3)人看到物体是光线进入人眼,画出光线的方向。
【易错点】
1.光的色散现象也属于光的折射现象。
2.在画光路图时,注意光线的方向,如果是人看到物体,光线方向是进入人眼的方向。如果是物体发出光线,光线方向是远离物体的。
3.在作图时,如果没有用到法线,就不要画出法线。
4.如图所示,在作光线穿过玻璃砖的光路时,根据光路可逆可知,入射光线AO和最终出射光线O’B是平行的。
5.如图所示,当光线从空气进入球形(弧形)表面时,如果光线的方向指向球心(圆心),相当于光线垂直于球面(弧面),那么光线不发生折射;根据光路可逆可知,当光线从球形(弧形)物体内部射出时,如果入射光线经过球心(圆心),那么光线也不发生折射。
【规律总结】
1.在光的折射中,三线共面,法线居中。
2.光从空气斜射入水或其他介质时,折射光线向法线方向偏折;光从水或其它介质斜射入空气中时,折射光线远离法线。
3.斜射时,总是空气中的角大;垂直入射时,折射角和入射角都等于0°,光的传播方向不改变。
4.折射角随入射角的增大而增大,随入射角的减小而减小。
5.当光射到两介质的分界面时,反射、折射同时发生。
6.在光的折射现象中光路是可逆的。
【典例分析】
1.(2021·山东临沂·八年级期中)下列所示的四个现象中,不属于光的折射的是( )
A.a、bB.a、cC.b、dD.b、c、d
2.(2022·四川遂宁·八年级期末)一束光从空气中斜射向平静的水面,当光与水面的夹角是30°时,折射角可能为( )
A.0°B.40°C.60°D.70°
3.(2021·江苏沭阳·八年级期末)如图所示,盛有水的水池底部有一射灯S,当水面在a处时,光从水中射向池内壁,在P处有一个光斑。现将池内的水放掉一部分,则当水面由a处降到b的过程中,池壁上的光斑将 ( )
A.向下移动B.向上移动C.静止不动D.向上向下都有可能
【思路小结】
1.熟练掌握常见光的折射现象和光的折射规律是解决有关光的折射问题的关键。
2.在遇到复杂的光路问题时,在草稿纸上画图可以更直观的解决问题。
【精典训练】
一、单选题
1.(2022·山东德州·八年级期末)关于折射,说法正确的是( )
A.光从空气进入水中,传播方向一定会发生偏折
B.光从水射入空气后速度变大
C.水中的潜水员看岸上的人,岸上的人比实际位置低
D.光在发生折射后,折射角一定小于入射角
2.(2021·上海金山·八年级期末)光从空气射入玻璃时,下列关于折射角与入射角的说法中,正确的是( )
A.折射角一定小于入射角B.折射角有可能等于入射角
C.折射角随入射角的减小而增大D.折射角不可能小于入射角
3.(2021·广东省广州·中考一模)小王在研究光的有关规律时,根据实验现象画出了如图中的 a、b、c 三图,根据图中所示现象,不能得到的结论是( )
A.光发生反射现象时,反射角等于入射角 B.光从空气进入水中时,折射角小于入射角
C.光从空气进入时,玻璃比水对光的偏折能力大D.光路是可逆的
4.(2021·江苏苏州·八年级上期末)实验课上,小华将一枚一元硬币放到碗的底部,然后向后退到恰好看不到硬币的位置,如图所示,小明向碗内缓缓注水,直到小华恰好再次看到完整的硬币为止,再次看到完整硬币的光路是( )
A.B.C.D.
5.(2021·山东枣庄·八年级月考)有一圆柱形敞口容器,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,如图所示。下列操作使光斑向左移动的是( )
A.保持水面高度不变,使激光笔向右平移
B.保持激光射入角度不变,向容器内加水
C.保持激光笔不移动且射入角度不变,使容器向左移动
D.保持水面高度和入射点不变,使激光束远离法线
6.(2022·湖北恩施·八年级期末)如图所示,实验观察到激光束在没搅拌的浓糖水中的光路是弯曲的,许多地方都观察到过海市蜃楼景象。而光在均匀介质中是沿直线传播的,我们不难想象观察到光路弯曲是因为介质不均匀。下列关于光弯曲方向的猜想最合理的是( )
A.从密度小的区域向密度大的区域弯曲B.从密度大的区域向密度小的区域弯曲
C.一般情况下总是向地面方向弯曲D.弯曲方向是随机变化的,无法确定
7.(2021·江苏省苏州市·九年级月考)小红通过实验探究光从水射入空气中的规律,他发现折射角随入射角的增大而增大。对“当入射角增大到一定程度时,将会出现的现象”有下列猜想,其中你认为合理的是( )
A.折射角变为0B.折射光线消失
C.折射角将大于90°D.没有任何光现象
8.(2022·重庆綦江·教学竞赛)如图,两块材质完全相同的横截面为直角三角形玻璃砖P和Q放置在同一水平面内,斜边平行且相距一定距离。某一条光线从空气中垂直于玻璃砖Q的直角边射入,从玻璃砖P的直角边射出,则入射光线的位置和方向可能是图中的( )
A.光线d B.光线c C.光线b D.光线a
二、填空题
9.(2021·云南昭通·八年级期末)如图为光在空气和玻璃间传播的情况,反射光线是__,折射角大小为________度。
10.(2021·安徽淮南·八年级期中)日出东方红似火,春来江水绿如蓝。早晨,当我们看到一轮红日从东方冉冉升起时,太阳的实际位置在地平线的______(填“上方”或“下方”)。
11.(2022·吉林大安·八年级期末)如图所示,MN是介质甲乙的分界面,且甲乙两种介质中一种是空气,另一种是玻璃。由此可推断,OC是__________光线,其中介质_______(填“甲”或“乙”)是空气。
12.(2021·福建三明·八年级期中)如图中一杯水置于水平桌面上,一束光方向不变地从右边斜射向水面,若把杯子左端稍稍抬高,待水面平静后,这束光的入射角___________,折射角___________。选填“变大”、“变小”或“不变”
三、作图题
13.(2021·山东德州·八年级期中)如图所示,OB是一束光线由空气射到水面时的反射光线,请画出入射光线,标出入射角的度数,并画出折射光线的大致方向。
14.(2022·河南洛阳·中考模拟)如图所示,空碗的底部A处有一枚硬币,眼睛在B处恰好看不到它,慢慢往碗中倒水,眼睛在B处看到了硬币的虚像A'。请在图中画出眼睛看到硬币虚像的光路图。
15.(2021·河南洛阳·中考二模)如图所示,在平静的湖边S处有一盏路灯,潜水爱好者在水下看到路灯的位置为。请画出人眼看到路灯S的光路图。
16.(2020·湖北黄石·八年级期末)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。
四、实验题
17.(2021·湖北黄石·八年级期末)小明在“初识光的折射现象”和“探究光的折射特点”实验中:
(1)如图甲,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,水槽底部光斑的位置将_____(选填“向左移动”、“向右移动”或“不动”),这说明光从空气斜射入水中时,传播方向_____(选填“会”或“不会”)发生偏折;
(2)如图乙所示,将纸板右半部分绕CD向后翻转任意角度,发现纸板上无折射光束呈现。此现象说明了:_____;此时纸板上看不到折射光线,下列说法正确的有_____[选填下面选项前面的字母];
A.没有折射光线
B.有折射光线但不易看见
C.如果在原折射光线处滴几滴牛奶也不可能看见折射光线
(3)如图丙,小明将光沿着AO方向射向水面上的O点,光在水中沿着OB方向射出,调整激光笔使入射光逐步偏离法线,折射光也逐步偏离法线,说明光从空气斜射入水中时,入射角增大,折射角随之_____(选填“增大”、“减小”或“不变”),当光沿着CO方向射入时会沿OD方向射出,此时折射角为_____度;
(4)如图丙,他将光沿着BO方向射向空气时,光在空气中沿着OA方向射出,说明折射光路具有_____性;
(5)如图丙,如果光线沿着BO方向射向空气,并逐步增大入射角的度数时(入射点的位置不变),折射光线_____消失,而_____发生反射现象 (选填“一定”或“不可能”)。【典例分析】
1.(2021·山东临沂·八年级期中)下列所示的四个现象中,不属于光的折射的是( )
A.a、bB.a、cC.b、dD.b、c、d
【答案】C
【详解】a.海市蜃楼是由于空气不均匀,产生的折射现象;
b.日环食是由于光沿直线传播形成的现象;
c.水中的筷子上折,是光的折射形成的;
d.鸟的倒影是由于光的反射形成的虚像;
所以,不属于光的折射形成的是b、d,故ABD不符合题意,C符合题意。
故选C。
2.(2022·四川遂宁·八年级期末)一束光从空气中斜射向平静的水面,当光与水面的夹角是30°时,折射角可能为( )
A.0°B.40°C.60°D.70°
【答案】B
【详解】A.当光垂直入射时,光沿直线传播进入水中,折射角等于0°,故A不符合题意;
BCD.一束光从空气中斜射向平静的水面,当光线与水面的夹角是30°时,则入射角是60°,从空气斜射入水,折射角小于入射角,故B符合题意;CD不符合题意;
故选B。
3.(2021·江苏沭阳·八年级期末)如图所示,盛有水的水池底部有一射灯S,当水面在a处时,光从水中射向池内壁,在P处有一个光斑。现将池内的水放掉一部分,则当水面由a处降到b的过程中,池壁上的光斑将 ( )
A.向下移动B.向上移动C.静止不动D.向上向下都有可能
【答案】A
【详解】
当水位在a时,光从水中斜射向空气中,由光的折射定律可知,在P处有一个光斑,当水面由a处降到b的过程中,入射点逐渐降低,到b时,由光的折射定律可知,在容器壁形成的光斑在P′点,所以在水逐渐流出的过程中,光斑将向下移动,故选A。
【思路小结】
1.熟练掌握常见光的折射现象和光的折射规律是解决有关光的折射问题的关键。
2.在遇到复杂的光路问题时,在草稿纸上画图可以更直观的解决问题。
【精典训练】
一、单选题
1.(2022·山东德州·八年级期末)关于折射,说法正确的是( )
A.光从空气进入水中,传播方向一定会发生偏折
B.光从水射入空气后速度变大
C.水中的潜水员看岸上的人,岸上的人比实际位置低
D.光在发生折射后,折射角一定小于入射角
【答案】B
【详解】A.光只有从空气中斜射入水中,传播方向一定会发生偏折,故A错误;
B.光在空气中的传播速度略小于在真空中的速度,光在水中的速度约是真空中的0.75倍;因此光从水射入空气后速度变大,故B正确;
C.岸上的人反射的光从空气进入水中,发生折射,折射角小于入射角,折射光线靠近法线,先下偏折,所以潜水员看到岸上的的人的位置比时间位置偏高,故C错误;
D.光从空气斜射入其它透明介质时,折射角小于入射角,相反,光从其它透明介质斜射入空气时,折射角大于入射角,故D错误。
故选B。
2.(2021·上海金山·八年级期末)光从空气射入玻璃时,下列关于折射角与入射角的说法中,正确的是( )
A.折射角一定小于入射角B.折射角有可能等于入射角
C.折射角随入射角的减小而增大D.折射角不可能小于入射角
【答案】B
【详解】根据折射规律,光从空气中斜射入玻璃时,折射角小于入射角,折射角随着入射角的减小而减小。但当光从空气垂直入射玻璃时,折射角和反射角都等于,此时折射角等于入射角,故B正确,ACD错误。
故选B。
3.(2021·广东省广州·中考一模)小王在研究光的有关规律时,根据实验现象画出了如图中的 a、b、c 三图,根据图中所示现象,不能得到的结论是( )
A.光发生反射现象时,反射角等于入射角B.光从空气进入水中时,折射角小于入射角
C.光从空气进入时,玻璃比水对光的偏折能力大D.光路是可逆的
【答案】D
【详解】A.由a可知,入射角等于60°、反射角等于60°,图bc可知,入射角等于45°、反射角等于45°,所以可以得出光发生反射现象时,反射角等于入射角,故A正确,A不符合题意;
B.由图a可知,入射角等于60°、折射角等于41°,图b可知,入射角等于45°、折射角等于32°,则可以得出光从空气进入水中时,折射角小于入射角,故B正确,B不符合题意;
C.由图bc可知,当入射角相同时,进入玻璃时,折射角较小,即偏折能力较大,故C正确,C不符合题意;
D.图abc都是光从空气射入其它介质中,并没有沿反射光线或折射光线射过来,所以得不出光路是可逆的这一现象,故D错误,D符合题意。
故选D。
4.(2021·江苏苏州·八年级上期末)实验课上,小华将一枚一元硬币放到碗的底部,然后向后退到恰好看不到硬币的位置,如图所示,小明向碗内缓缓注水,直到小华恰好再次看到完整的硬币为止,再次看到完整硬币的光路是( )
A.B.C.D.
【答案】B
【详解】当我们用眼睛看到水中的硬币,是因为硬币反射的光进入到了我们的眼睛的缘故;根据光的折射定律的内容知道,光从水斜射入空气中时,折射光线向远离法线的方向偏折,折射角大于入射角,人逆着光线看去看到的是硬币的虚像,由于恰好再次看到完整的硬币,所以硬币左侧“射向”水面的光线折射后恰好通过碗的左边缘,故只有B图正确。故选B。
5.(2021·山东枣庄·八年级月考)有一圆柱形敞口容器,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,如图所示。下列操作使光斑向左移动的是( )
A.保持水面高度不变,使激光笔向右平移
B.保持激光射入角度不变,向容器内加水
C.保持激光笔不移动且射入角度不变,使容器向左移动
D.保持水面高度和入射点不变,使激光束远离法线
【答案】B
【详解】A.保持水面高度不变,使激光笔向右平移,光斑O也会向右移动,故A不符合题意;
B.保持激光射入角度不变,向容器内加水,入射点向左移动,光斑也会向左移动,故B符合题意;
C.保持激光笔不移动且射入角度不变,使容器向左移动,光斑位置不变,故C不符合题意;
D.保持水面高度和入射点不变,使激光束远离法线,则入射角变大,折射角也会变大,光斑会向右移动,故D不符合题意。
故选B。
6.(2022·湖北恩施·八年级期末)如图所示,实验观察到激光束在没搅拌的浓糖水中的光路是弯曲的,许多地方都观察到过海市蜃楼景象。而光在均匀介质中是沿直线传播的,我们不难想象观察到光路弯曲是因为介质不均匀。下列关于光弯曲方向的猜想最合理的是( )
A.从密度小的区域向密度大的区域弯曲B.从密度大的区域向密度小的区域弯曲
C.一般情况下总是向地面方向弯曲D.弯曲方向是随机变化的,无法确定
【答案】A
【详解】AB.由甲图可知,光由稀糖水射向浓糖水时相当于光由光疏介质射向光密介质,此时发生的是向浓糖水中弯曲的现象,故A符合题意,B不符合题意;
CD.由乙图可知,人站在地面上,远处的高楼反射的太阳光经过高处密度大的空气介质传到低处空气密度小的介质中发生折射,一般向密度大的方向偏折,即向高处弯曲,故CD不符合题意。
故选A。
7.(2021·江苏省苏州市·九年级月考)小红通过实验探究光从水射入空气中的规律,他发现折射角随入射角的增大而增大。对“当入射角增大到一定程度时,将会出现的现象”有下列猜想,其中你认为合理的是()
A.折射角变为0B.折射光线消失
C.折射角将大于90°D.没有任何光现象
【答案】B
【详解】光从水斜射入空气的折射规律是折射角大于入射角,折射角随入射角的增大而增大,由此猜想,入射角增大到一定程度时,会出现的现象是只发生反射,不发生折射。因为当入射角增大到一定程度时,折射角就会达到90°,所以折射光线在空气中就没有了。
故选B。
8.(2022·重庆綦江·教学竞赛)如图,两块材质完全相同的横截面为直角三角形玻璃砖P和Q放置在同一水平面内,斜边平行且相距一定距离。某一条光线从空气中垂直于玻璃砖Q的直角边射入,从玻璃砖P的直角边射出,则入射光线的位置和方向可能是图中的( )
A.光线d B.光线c C.光线b D.光线a
【答案】B
【详解】根据光在折射现象中光路是可逆的,假设光从原来玻璃砖P的直角边射出的位置射入,光线垂直于界面入射时,光线的传播方向不变;光从玻璃砖P中斜射入空气中时,折射角大于入射角,故从P出来的折射光线会向下偏折,在图中虚线的下部;光从空气中斜射入Q中时,折射角小于入射角(此时的折射角等于P中的入射角),故折射光线与原入射光线平行射出,即最后射出的是光线c,如图所示:
所以根据光在折射现象中光路是可逆的,入射光线的位置和方向可能是图中的光线c。
故ACD不符合题意,B符合题意。
故选B。
二、填空题
9.(2021·云南昭通·八年级期末)如图为光在空气和玻璃间传播的情况,反射光线是__,折射角大小为________度。
【答案】 OB 25
【详解】[1]由图知,MN和PQ垂直,所以这两个分别是界面或法线。因为
∠AOQ=∠QOB
根据反射定律可知,PQ是法线,MN是界面。AO和OB分别是入射光线和反射光线,OC则为折射光线。
[2]入射角是入射光线与法线的夹角,所以入射角
∠AOQ=90°-30°=60°
反射角是反射光线与法线的夹角,所以反射角
∠QOB=90°﹣30°=60°
折射角是
∠POC=25°
10.(2021·安徽淮南·八年级期中)日出东方红似火,春来江水绿如蓝。早晨,当我们看到一轮红日从东方冉冉升起时,太阳的实际位置在地平线的______(填“上方”或“下方”)。
【答案】下方
【详解】太阳光从太空进入大气层时,由于大气层的密度是不均匀的,会发生折射,折射光线靠近法线,我们逆着折射光线的方向看,看到初升的太阳比实际位置变高了,所以当我们看到太阳刚升起时,它的实际位置还在地平线以下,如下图所示
11.(2022·吉林大安·八年级期末)如图所示,MN是介质甲乙的分界面,且甲乙两种介质中一种是空气,另一种是玻璃。由此可推断,OC是__________光线,其中介质_______(填“甲”或“乙”)是空气。
【答案】 入射 甲
【详解】[1]MN是介质甲乙的分界面,反射光线、折射光线都与入射光线分居法线两侧,故CO为入射光线。
[2]由图知,入射光线CO与界面的夹角为40°,则入射角为50°;光线OB与CO位于界面两侧,故OB为折射光线。折射光线OB与界面夹角为60°,故折射角为30°;折射角小于入射角,故介质甲是空气。
12.(2021·福建三明·八年级期中)如图中一杯水置于水平桌面上,一束光方向不变地从右边斜射向水面,若把杯子左端稍稍抬高,待水面平静后,这束光的入射角___________,折射角___________。选填“变大”、“变小”或“不变”
【答案】 不变 不变
【详解】[1][2]当把杯子左端垫高些时,水面仍然是水平的,即法线方向仍然是竖直方向,入射光线的方向不变,故入射角不变,反射角和折射角也不变化。
三、作图题
13.(2021·山东德州·八年级期中)如图所示,OB是一束光线由空气射到水面时的反射光线,请画出入射光线,标出入射角的度数,并画出折射光线的大致方向。
【答案】
【详解】过O点作空气与水之间界面的垂线,即为法线。由图可知,反射光线OB与水面的夹角为40°,则反射角为
90°-40°=50°
由光的反射定律可知,反射角等于入射角,则入射角的度数为50°,作出入射光线。由光的折射规律可知,当光线从空气一侧射入水中时,折射角小于入射角,以此作出折射光线,如答案所示。
14.(2022·河南洛阳·中考模拟)如图所示,空碗的底部A处有一枚硬币,眼睛在B处恰好看不到它,慢慢往碗中倒水,眼睛在B处看到了硬币的虚像A'。请在图中画出眼睛看到硬币虚像的光路图。
【答案】
【详解】当沿碗壁缓缓向碗中加水,是来自硬币的光线会从水中斜射入空气中,从而发生折射,当折射光线进入人眼时,人眼逆着折射光线看去,看到的便是由于光的折射而形成的虚像。虚像的位置比物体的位置偏高,所以眼睛在B处看到了硬币的虚像A'。据此连接A'B,连线于水面的交点O为入射点,连接AO即为入射光线,OB为折射光线。如答案所示。
15.(2021·河南洛阳·中考二模)如图所示,在平静的湖边S处有一盏路灯,潜水爱好者在水下看到路灯的位置为。请画出人眼看到路灯S的光路图。
【答案】
【详解】连接人眼的位置和潜水爱好者在水下看到路灯的位置为,与界面的交点即为入射点,连接S与入射点O,即为入射光线SO,标出光线的方向,如答案所示。
16.(2020·湖北黄石·八年级期末)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。
【答案】
【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,如答案所示。
四、实验题
17.(2021·湖北黄石·八年级期末)小明在“初识光的折射现象”和“探究光的折射特点”实验中:
(1)如图甲,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,水槽底部光斑的位置将_____(选填“向左移动”、“向右移动”或“不动”),这说明光从空气斜射入水中时,传播方向_____(选填“会”或“不会”)发生偏折;
(2)如图乙所示,将纸板右半部分绕CD向后翻转任意角度,发现纸板上无折射光束呈现。此现象说明了:_____;此时纸板上看不到折射光线,下列说法正确的有_____[选填下面选项前面的字母];
A.没有折射光线
B.有折射光线但不易看见
C.如果在原折射光线处滴几滴牛奶也不可能看见折射光线
(3)如图丙,小明将光沿着AO方向射向水面上的O点,光在水中沿着OB方向射出,调整激光笔使入射光逐步偏离法线,折射光也逐步偏离法线,说明光从空气斜射入水中时,入射角增大,折射角随之_____(选填“增大”、“减小”或“不变”),当光沿着CO方向射入时会沿OD方向射出,此时折射角为_____度;
(4)如图丙,他将光沿着BO方向射向空气时,光在空气中沿着OA方向射出,说明折射光路具有_____性;
(5)如图丙,如果光线沿着BO方向射向空气,并逐步增大入射角的度数时(入射点的位置不变),折射光线_____消失,而_____发生反射现象 (选填“一定”或“不可能”)。
【答案】 向左移动 会 折射光线、入射光线和法线在同一平面内 B 增大 0 可逆 会 一定
【详解】(1)[1][2]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,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)[3][4]小明继续探究“光从空气射入水中时的折射特点”,将纸板右半部分绕CD向后翻转任意角度,发现纸板上无折射光束呈现,说明折射光线、入射光线和法线在同一平面内;此时纸板上看不到折射光线,但折射光线依然存在,滴几滴牛奶可能看见折射光线,故AC错误、B正确。
故选B。
(3)[5]入射光线和法线的夹角是入射角,折射光线和法线夹角是折射角,图丙中入射光逐步偏离法线,折射光也逐步偏离法线,说明入射角增大,折射角也增大。
[6]当光沿着CO方向射入时会沿OD方向射出,此时光线垂直入射不改变传播方向,则此时入射角和折射角都等于0度。
(4)[7]在图丙中将光沿着BO方向射向空气时,光在空气中沿着OA方向射出,说明折射光路具有可逆性。
(5)[8][9]在图丙中,如果光线沿着BO方向射向空气,在界面处发生折射,折射角大于入射角,同时也会发生反射;若不断增大光在水中的入射角,增大到一定程度,看不到折射光线,产生了全反射;所以折射光线会消失,但是一定会发生反射现象。
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