專題突破四：光的折射【解析版】

目錄TOC\o"1-1"\h\u一．光的折射現(xiàn)象及其應(yīng)用（共7小題） 1二．光的折射規(guī)律的應(yīng)用（共8小題） 5三．探究光折射的特點（共1小題） 10四．作光的折射光路圖（共8小題） 13一．光的折射現(xiàn)象及其應(yīng)用（共7小題）1．（2021秋?崇明區(qū)校級期末）在圖中所示的四幅圖中，屬于光的折射現(xiàn)象的是（）A． B． C． D．【解答】解：A、湖面的“月影”屬于平面鏡成像，其原理是光的反射，故A不符合題意；B、杯中“斷筆”屬于光的折射現(xiàn)象，故B符合題意；C、墻上的“孔雀”是光沿直線傳播形成的，故C不符合題意；D、鏡中的“風(fēng)景”屬于凸面鏡成像，其原理是光的反射，故D不符合題意。故選：B。2．（2021秋?靜安區(qū)校級期中）如圖所示，將一支竹筷子插入水中，從空氣中所看到的現(xiàn)象應(yīng)該是（）A． B． C． D．【解答】解：A、因為筷子在水中會發(fā)生偏折，故A錯誤；B、而根據(jù)光的折射定律：折射光線與入射光線分居法線兩側(cè)，故B錯誤；C、筷子的水下部分反射的光經(jīng)水面折射后，會遠離法線看起來就像向上彎折一樣，故C錯誤；D、當(dāng)筷子斜插入水中時，筷子的水下部分反射的光經(jīng)水面折射后，會遠離法線看起來就像向上彎折一樣；故D正確。故選：D。3．（2021秋?金山區(qū)校級期中）某同學(xué)站在平靜的水池邊看到了魚在云中游這一現(xiàn)象，對所看到的這一現(xiàn)象，下面說法中正確的是（）A．魚是折射形成的實像，云是反射形成的實像 B．魚是反射形成的虛像，云是折射形成的虛像 C．魚是反射形成的實像，云是折射形成的實像 D．魚是折射形成的虛像，云是反射形成的虛像【解答】解：白云在水中的倒影屬于平面鏡成像，是由光的反射形成的與物體等大的虛像?？吹降乃械慕痿~，由于光的折射，從上面看時，會感到魚的位置比實際位置高一些，是魚的虛像。綜上分析，選項D正確。故選：D。4．（2021?徐匯區(qū)模擬）在研究光現(xiàn)象的實驗時，小紅在玻璃杯中放入一根木棒，從側(cè)面觀察到如圖甲所示，當(dāng)他倒入一定量水后，從同樣的角度觀察這根木棒時，最符合實際情況的是（）A． B． C． D．【解答】解：圖甲所示，當(dāng)他倒入一定量水后，木棒反射的光從水中斜射入空氣中，類似通過厚玻璃磚看物體，光線傳播方向在玻璃杯與空氣界面發(fā)生了偏折，遠離法線，折射角大于入射角，所以從側(cè)面透過玻璃杯觀察，木棒發(fā)生“錯位”，人看到的是木棒的虛像。把看到的杯子當(dāng)成平面圖像，筷子在正中央位置是不變的，如果水上的部分偏左，水下的就更偏左。如果水上的部分偏右，水下的就更偏右。綜上所述，故A正確，BCD錯誤。故選：A。5．（2022春?徐匯區(qū)校級期中）從斜上方看玻璃板底下的照片時，看到的照片的位置比照片的實際位置偏高（選填“高”“低”），看到的照片是虛（選填“實”或“虛”）像，這是光的折射現(xiàn)象。【解答】解：光線從照片上反射出來，到玻璃和空氣的分界面的時候會發(fā)生光的折射，進入人的眼睛的是折射光線，所以人逆著折射光線看去，看到的并不是原來的照片，而是由于光的折射而形成的照片的虛像，像的位置比原來照片的位置要高。故答案為：高；虛；折射。6．（2021秋?靜安區(qū)校級期中）當(dāng)光從一種透明介質(zhì)射入另一種透明介質(zhì)中時，傳播方向不一定發(fā)生偏折（選填“不一定”或“一定不”）。站在河邊，看到水中岸上景物的倒影是光的反射現(xiàn)象；海市蜃樓是光的折射現(xiàn)象形成的；通過彎管看遠處燈光，管中漆黑一片是光沿直線傳播現(xiàn)象?！窘獯稹拷猓寒?dāng)光從一種透明介質(zhì)射入另一種透明介質(zhì)中時，傳播方向不一定發(fā)生偏折，例如當(dāng)光線垂直與界面入射時，光線的傳播方向不變；平靜的水面上有岸邊景物的倒影，是由于岸邊景物在水面上成的像，是平面鏡成像，屬于光的反射現(xiàn)象；海市蜃樓是由光在不均勻的大氣中折射形成的；通過彎管看遠處燈光，管中漆黑一片是因為彎管擋住了沿直線傳播的光，所以屬于光沿直線傳播現(xiàn)象。故答案為：不一定；反射；折射；沿直線傳播。7．（2021秋?閔行區(qū)校級期中）如圖，不透明容器底部A處有一光源，沒倒水時在側(cè)壁B處形成一個亮的光斑。當(dāng)向容器中加水至EF處時，亮斑在B點的下方，當(dāng)水面到達CD時，人眼在空氣中，通過水面看到的亮斑在B點的上方。（均選填“上方”、“下方”或“原處”）【解答】解：（1）往池內(nèi)注水，水面升至EF位置時，光發(fā)生折射，根據(jù)折射定律，我們看到的亮斑在B的下方，如圖1中B′所示：（2）當(dāng)水面到達CD時，光線先在水池壁反射，再折射出水面，根據(jù)反射定律和折射定律，B點的像如圖2中B″所示；通過畫圖可知：B″點在B點的上方。故答案為：下方；上方。二．光的折射規(guī)律的應(yīng)用（共8小題）8．（2022春?奉賢區(qū)校級期末）光從空氣傾斜射入水中，入射角為30°，折射角可能為（）A．0° B．25° C．35° D．60°【解答】解：因為光從空氣射入水中，折射角小于入射角，所以，若入射角為30°，則折射角一定大于0°，小于30°。故B可能正確，ACD錯誤。故選：B。9．（2021秋?浦東新區(qū)期末）光線從空氣垂直射入水中，入射角是0°，則折射角是（）A．0° B．90° C．180° D．360°【解答】解：光線從空氣射入水中，若入射角為0°，說明光線垂直射向水面，此時光的傳播方向不變，因此入射光線、折射光線與法線重合，則入射角、折射角都為0°。故選：A。10．（2022秋?黃浦區(qū)月考）一根筷子在水和空氣的界面處，發(fā)生彎折的情況如圖1所示，根據(jù)光的折射規(guī)律，可以知道上方是空氣（選填“空氣”或“水”）。圖2是光從玻璃斜射入空氣的光路圖，折射角大小為46度?！窘獯稹拷猓簣D中折射光線靠近法線，屬于光從空氣斜射入水或其他介質(zhì)，折射角小于入射角，則界面的上方是空氣，下方是水或玻璃等其他介質(zhì)；由圖可見，折射光線與界面的夾角是44°，因此折射角是90°﹣44°＝46°。故答案為：空氣；46。11．（2021秋?靜安區(qū)校級期末）如圖所示是一束光在空氣和玻璃兩種介質(zhì)的界面上發(fā)生了反射現(xiàn)象和折射現(xiàn)象，則GO是入射光線，折射角為60度，界面的左（選填“上”、“下”、“左”、“右”）邊是空氣?！窘獯稹拷猓河蓤D可知，∠AOG＝60°，所以∠GOF＝90°﹣60°＝30°，而∠EOF＝30°，根據(jù)反射角等于入射角，所以BF為法線，AD為界面，折射光線和入射光線分別位于法線兩側(cè)，則OC一定為折射光線，GO為入射光線，OE為反射光線：；由圖可知，折射角為：∠COB＝90°﹣30°＝60°．因當(dāng)光線從其它介質(zhì)斜射入空氣時，折射角大于入射角。所以這束光線是由玻璃進入空氣。即分界面的左側(cè)是空氣。故答案為：GO；60；左。12．（2021秋?徐匯區(qū)校級期末）如圖所示是一束光在空氣和玻璃兩種介質(zhì)的界面上發(fā)生了反射現(xiàn)象和折射現(xiàn)象，則BF是法線，折射角為60度，界面的右（選填“上”、“下”、“左”、“右”）邊是玻璃?！窘獯稹拷猓河蓤D可知，∠AOG＝60°，所以∠GOF＝90°﹣60°＝30°，而∠EOF＝30°，根據(jù)反射角等于入射角，所以BF為法線，AD為界面，折射光線和入射光線分別位于法線兩側(cè)，則OC一定為折射光線，GO為入射光線，OE為反射光線。由圖可知，折射角為：∠COB＝90°﹣30°＝60°．因當(dāng)光線從其它介質(zhì)斜射入空氣時，折射角大于入射角。所以這束光線是由玻璃進入空氣。即分界面的右邊是玻璃。故答案為：BF；60；右。13．（2021秋?金山區(qū)校級期中）某同學(xué)通過實驗探究光在空氣和其他介質(zhì)間傳播時的規(guī)律，他做了如圖（a）、（b）、（c）所示的三次實驗。仔細觀察圖中入射光線、折射光線、法線的位置關(guān)系，以及入射角和折射角等相關(guān)條件，歸納得出初步結(jié)論。（1）分析比較圖（a）或（b）或（c）中入射光線、折射光線、法線的位置關(guān)系，歸納得出結(jié)論在光的折射中，折射光線、入射光線分居在法線的兩側(cè)。（2）分析比較圖（a）或（b）或（c）中入射角與折射角的大小關(guān)系，歸納得出結(jié)論：光從空氣斜射入其他介質(zhì)中時，折射角小于入射角。（3）分析比較圖（a）和（b）和（c）中入射角與折射角的關(guān)系，歸納得出結(jié)論：在入射角不變的情況下，光斜射入的介質(zhì)不同，折射角的大小也不同?！窘獯稹拷猓海?）分析比較圖（a）或（b）或（c）中入射光線、法線、折射光線的位置可知，折射光線、入射光線分居在法線的兩側(cè)；（2）比較圖（a）或（b）或（c）中折射角與入射角的大小可知，當(dāng)光從空氣中斜射入其他介質(zhì)中時，折射角小于入射角；（2）分析比較圖（a）和（b）和（c）中入射角與折射角的大小可知，在入射角不變的情況下，光斜射入的介質(zhì)不同，折射角的大小也不同。故答案為：（1）在光的折射中，折射光線、入射光線分居在法線的兩側(cè)；（2）光從空氣斜射入其他介質(zhì)中時，折射角小于入射角；（3）在入射角不變的情況下，光斜射入的介質(zhì)不同，折射角的大小也不同。14．（2021?長寧區(qū)校級模擬）小明在學(xué)了光的折射后，想知道光進入不同介質(zhì)時，彎曲程度是否相同（折射角是否相等），如不同，彎曲程度跟什么因素有關(guān)？老師幫他設(shè)計了下面的實驗：用一厚玻璃缸盛一定量的水，讓一激光手電筒射出的光束從空氣中斜射入水中，從水中進入玻璃，再次進入空氣中，其光路如圖所示．小明上網(wǎng)查出一些介質(zhì)的其他參數(shù)如下表。物質(zhì)密度/（kg/m3）光速/（m/s）空氣1.293.0×108水1.0×1032.25×108玻璃2.0×108植物油0.8×103（1）分析光路圖（a）可得出結(jié)論：光從一種介質(zhì)斜射入另一種介質(zhì)時，傳播方向會發(fā)生變化。（2）分析表中數(shù)據(jù)猜想玻璃的密度比水的密度大（填“大”或“小”）。（3）分析光路圖（a）和表中數(shù)據(jù)可得出折射角變化的規(guī)律：光從光速大的介質(zhì)斜射入光速小的介質(zhì)中時，折射角小于入射角。（4）你認(rèn)為光在植物油中傳播的速度比在水中的傳播速度大（填“大”或“小”）。（5）現(xiàn)代醫(yī)學(xué)治療中常用超聲波擊碎人體內(nèi)的結(jié)石，當(dāng)超聲波斜射入人體時，能發(fā)生類似光一樣的折射。如圖（b）所示，超聲波進入人體擊碎結(jié)石時，入射點應(yīng)在O點的左側(cè)。（選填：“左”或“右”）【解答】解：（1）由圖中的光路可知，光從一種介質(zhì)斜射入另一種介質(zhì)時，傳播方向不在沿直線傳播，而發(fā)生了變化；（2）由表中數(shù)據(jù)可知，光在水中的傳播速度是2.25×108m/s，大于在玻璃中的傳播速度2.0×108m/s，則說明玻璃的密度大于水的密度。（3）由圖可知，光從光速大的介質(zhì)斜射入光速小的介質(zhì)中時，折射角小于入射角；（4）對比空氣、水、玻璃的密度與光速的關(guān)系，可以看出介質(zhì)的密度越大，光傳播的速度越慢，因此，可猜想光在植物油中的傳播速度比在水中的傳播速度要大；（5）由于超聲波在人體內(nèi)的傳播速度大于在空氣中的傳播速度，所以超聲波進入人體后，折射角大于入射角，要使超聲波進入人體擊碎結(jié)石時，入射點應(yīng)在O點的左側(cè)。故答案為：（1）光從一種介質(zhì)斜射入另一種介質(zhì)時，傳播方向會發(fā)生變化；（2）大；（3）光從光速大的介質(zhì)斜射入光速小的介質(zhì)中時，折射角小于入射角；（4）大；（5）左。15．（2019秋?崇明區(qū)期末）為了探究光從其他介質(zhì)斜射入空氣時折射角的大小與哪些因素有關(guān)，小李同學(xué)利用激光筆、玻璃、水、量角器等進行實驗探究。他先讓光從水中斜射入空氣，分別測出入射角和折射角的大小，記錄在表一中。然后他又讓光從玻璃斜射入空氣中，重復(fù)上述實驗，將數(shù)據(jù)記錄在表二中。表一：光從水斜射入空氣中實驗序號入射角（度）折射角（度）1101322027330424405954570650無折射表二：光從玻璃斜射空氣中實驗序號入射角（度）折射角（度）7101582031930491040761145無折射1250無折射①分析比較表一或表二的第2列和第3列，可以得到的初步結(jié)論是：光從其他介質(zhì)斜射到空氣時，折射角大于（選填“大于”、“等于”或“小于”）入射角；②分析比較實驗序號1﹣5或7﹣10中折射角隨入射角的變化關(guān)系，可以得到的初步結(jié)論是：光從水或玻璃斜射入空氣時，折射角隨入射角的增大而增大；③分析比較表一和表二中的數(shù)據(jù)可知：當(dāng)入射角相同時，光從水中斜射入空氣的折射角小于（選填“大于”、“小于”、“等于”）光從玻璃斜射到空氣的折射角。因此，光從其他介質(zhì)斜射入空氣時，折射角的大小還跟介質(zhì)種類有關(guān)；④從表一、表二數(shù)據(jù)中，他發(fā)現(xiàn)光從水或玻璃斜射入空氣時，當(dāng)入射角增大到一定程度，就不再有折射光線。如果光從玻璃斜射入空氣中，折射光線恰好消失時的入射角為a，為了得到a的大小，應(yīng)該在入射角為40°～45°的范圍內(nèi)繼續(xù)實驗?！窘獯稹拷猓孩俜治霰砀駭?shù)據(jù)可知，光從其他介質(zhì)斜射到空氣時，折射角的度數(shù)都大于入射角的度數(shù)，故折射角大于入射角；②分析表格數(shù)據(jù)可知，光從水或玻璃斜射入空氣時，入射角度數(shù)增大時，折射角度數(shù)也增大，故折射角隨入射角的增大而增大；③入射角都為10°時，光從水斜射入空氣中的折射角為13°，光從玻璃斜射空氣中的折射角為15°，同理可分析其他組的數(shù)據(jù)，可知，當(dāng)入射角相同時，光從水中斜射入空氣的折射角小于光從玻璃斜射到空氣的折射角；④如果光從玻璃斜射入空氣中，折射光線恰好消失時的入射角為a，為了得到a的大小，應(yīng)該在最大折射角與折射角消失之間進行實驗，由表二數(shù)據(jù)可知應(yīng)在入射角為40°～45°的范圍內(nèi)繼續(xù)實驗。故答案為：①大于；②增大；③小于；介質(zhì)種類；④40°～45°。三．探究光折射的特點（共1小題）16．（2021秋?黃浦區(qū)月考）某小組同學(xué)探究光的折射規(guī)律，他們分別測量并記錄了光從空氣斜射入玻璃和光從玻璃斜射入空氣時的入射角和折射角，實驗數(shù)據(jù)如表一、表二所示。（1）分析比較實驗序號1～5可得：當(dāng)光從空氣斜射入玻璃時，折射角小于入射角；分析比較實驗序號6～10可得：當(dāng)光從玻璃斜射入空氣時，折射角大于入射角。（均選填“大于”或“小于”）（2）分析比較表一中折射角隨入射角的變化關(guān)系，可得出的初步結(jié)論是：當(dāng)光從空氣斜射入玻璃中時，折射角隨入射角的增大而增大。（3）分析比較實驗序號1與6或2與7或3與8可得：當(dāng)光發(fā)生折射時，光路是可逆的。表一：光從空氣斜射入玻璃中實驗序號入射角（度）折射角（度）1201323019340254503156035表二：光從玻璃斜射入空氣中實驗序號入射角（度）折射角（度）61320719308254092845103355表三：光從空氣斜射入玻璃中實驗序號入射角（度）折射角（度）116537127039138041148942表四：光從玻璃斜射入空氣中實驗序號入射角（度）折射角（度）1540165017601870（4）他們增大入射角繼續(xù)研究，表三為光從空氣斜射入玻璃時的實驗數(shù)據(jù)，表四中的入射角為當(dāng)光從玻璃斜射入空氣時擬進行實驗的數(shù)據(jù)。小王分析了表三的數(shù)據(jù)，結(jié)合之前得到的實驗結(jié)論，認(rèn)為表四中實驗序號16、17、18中擬定的入射角會找不到折射光線?！窘獯稹拷猓海?）分析比較實驗序號1～5的實驗數(shù)據(jù)可知：光從空氣斜射入玻璃中時，折射角小于入射角；分析比較實驗序號6～10的實驗數(shù)據(jù)可知：光從玻璃斜射入空氣中時，折射角大于入射角；（2）分析比較表一中折射角隨入射角的變化關(guān)系，可得出的初步結(jié)論是：當(dāng)光從空氣斜射入玻璃中時，折射角隨入射角的增大而增大；（3）分析比較實驗序號1與6或2與7或3與8可知，當(dāng)光發(fā)生折射時，光路是可逆的；（4）由表三數(shù)據(jù)可知，空氣中的入射角為89度時，在玻璃中的折射角為42度；因光發(fā)生折射時光路是可逆的，所以當(dāng)玻璃中的入射角為42度時，空氣中的折射角為89度；因折射角隨入射角的增大而增大，所以當(dāng)玻璃中的入射角為50度時，空氣中的折射角應(yīng)大于90度，不符合實際，此時折射光線將消失（即發(fā)生全反射），故實驗序號16、17和18中擬定的入射角會找不到折射光線。故答案為：（1）小于；大于；（2）折射角隨入射角的增大而增大；（3）光發(fā)生折射時，光路是可逆的；（4）16、17、18。四．作光的折射光路圖（共8小題）17．（2021秋?安新縣期末）下列模型能正確解釋“從岸邊看水中的魚時，看到‘魚’與實際位置”的是（）A． B． C． D．【解答】解：看水中的魚，是看到由魚反射出的光進入人眼，所以A、C錯誤。光由水中斜射入空氣時，折射角大于入射角，折射光線遠離法線，看到魚的位置比其實際位置要淺，故B錯誤，D正確。故選：D。18．（2021秋?徐匯區(qū)校級期中）圖中，能正確表示光從室外通過窗戶玻璃進入室內(nèi)的光路圖是（）A． B． C． D．【解答】解：第一次折射：先過入射點O垂直玻璃左表面作出法線，再在玻璃內(nèi)部法線的另一側(cè)作出折射光線，注意折射角小于入射角：第二次折射：先過O′點垂直玻璃右表面作出法線，再在玻璃的右側(cè)空氣中作出折射光線，注意折射角大于入射角，折射光線與玻璃左表面的入射光線平行，如圖所示：故選：A。19．（2021秋?徐匯區(qū)校級期末）如圖所示，一束激光AO由空氣斜射入玻璃磚，折射后從另一側(cè)面射出，其出射點可能是圖中的（）A．M點 B．N點 C．P點 D．Q點【解答】解：光線從O點斜射入玻璃中發(fā)生折射現(xiàn)象，折射光線向靠近法線方向偏折，折射角小于入射角，如圖所示：所以從玻璃