八年级物理上《光的折射》拓展训练.docx

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八年级物理上《光的折射》拓展训练

《光的折射》拓展训练

一、选择题（本大题共1小题，共10.0分）

1．（10分）一个圆柱形的烧杯内装水，将一根木棍竖直插入其中，位置比圆心偏左些（俯视图如图），现从侧面观察，则哪幅图能正确反映所看到的情景（　　）

A．

B．

C．

D．

二、填空题（本大题共2小题，共20.0分）

2．（10分）小华同学用激光笔照射水面，在水槽壁上出现两个红点A和B，其中红点A是由于光的　　形成的。

若保持入射点O的位置不变，欲使A点下移至A’，应使入射光线MO绕着O沿　　（选填“顺时针”或“逆时针”）方向转动；若保持入射光线不变，欲使B点下移至B’，应使水面　　（选填“上升”或“下降”），在水面变化过程中，折射角大小　　（选填“增大”、“不变”或“减小”）。

3．（10分）在岸上看到水中有一条鱼在游泳，看到鱼是光的折射现象所产生的　　像（选填“虚”或“实”）。

如图所示是眼睛看到鱼的示意图，此时折射角　　入射角（选填“大于”、“等于”或“小于”）。

在深海需要用声呐探测鱼群的深度，向海底竖直发射声波，经过2秒收到回波信号，则鱼在海水深　　米处（声音在海水中的传播速度为1500米/秒）。

三、作图题（本大题共2小题，共20.0分）

4．（10分）阅读材料，回答问题

消失的折射光线

小明在做光的折射实验时，进行如下的操作：

让一束光沿半圆形玻璃砖的半径射到直边上，可以看到一部分光线从玻璃砖的直边上折射到空气中，另一部分光线反射射入玻璃砖内，如图所示，通过测量图甲的入射角为10°，折射角为15.2°，图乙入射角为40°，折射角为74.6°，当入射角增大到某一角度时，使折射角达到90°时折射光线就消失了，只剩下反射光线如图丙所示，他把这个发现请教了物理老师，老师告诉他这种现象叫做全反射。

折射角变成了90°时的入射角，叫做临界角。

小明同学继续对这个问题进行研究，他让光从半圆形玻璃砖直边上射入玻璃砖，由于折射角小于入射角，就不会出现前面实验中的现象。

他又用水进行了实验，让光从水中斜射向空气，也能得到同样的现象。

（1）请分析当光从玻璃斜射向空气时，折射角都有哪些变化规律？

（2）根据小明的探究，请总结一下发生全反射的条件。

5．（10分）将一平面镜斜放在装有水的水槽中，有一束光线垂直射向水面，如图所示，请画出这束光线在水中行进最后射出水面的光路图。

四、实验探究题（本大题共1小题，共10.0分）

6．（10分）在探究光的折射特点时，小明记录下光从空气射入水中时的光路并改变入射角多次实验。

通过实验得到如下数据：

入射角α

0°

15°

30°

45°

60°

折射角γ

0°

11°

22.1°

35.4°

40.9°

实验中发现，入射光线、折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的两侧。

分析表中数据，可得出结论：

（1）当光从空气斜射到水面时，将同时发生　　和　　现象；

（2）光从空气斜射到水面时，折射角随入射角的变化关系是：

　　，且折射角　　（选填“大于“、“等于“或“小于“）入射角。

当光从空气垂直射到水面时折射角等于　　。

五、解答题（本大题共4小题，共40.0分）

7．（10分）小东在探究光学实验时，分别做了如下实验：

实验一：

将光从空气射入玻璃时的折射规律

（l）将半圆形玻璃砖放在标有角度的圆盘上。

如图1所示；

（2）将一束激光从空气射向玻璃砖的圆心O处，激光在O处发生折射。

记录入射角和折射角；

（3）逐渐增大入射角，重复步骤

（2）；

实验所测数据如表格所示

实验次数

1

2

3

4

入射角i

0°

30°

45°

60°

水中折射角r

0°

17°

24°

30°

分析以上数据可得：

①当光从空气垂直入射到其它透明介质时，传播方向　　。

②当光从空气斜射入玻璃或水中时，折射角　　（选填“大于”、“等于”或“小于”）入射角；

实验二：

探究“平面镜成像规律的实验

小勇利用如图2所示的装置探究时，在玻璃板前面放置一支点燃的蜡烛A，再拿一支没有点燃的相同的蜡烛B，在玻璃板后面移动，直到蜡烛B跟蜡烛A的像　　，说明像与物的大小　　；若用光屏代替蜡烛B，在玻璃板后面观察光屏，将　　（选填“能”或“不能”）观察到蜡烛A的像，说明所成的是　　像（选填“虚”或“实”）。

8．（10分）一束光射向一块玻璃砖，如图所示，请画出这束光进入玻璃和离开玻璃后的折射光线（注意标出相应的法线）。

9．（10分）上物理课时，老师用激光笔在A处发射一束激光，水中的小鱼刚好在B点看到激光，画出激光从A射到B的光路图。

10．（10分）如图所示的是一束从空气斜射向玻璃的光线，画出大致方向的折射光线。

《光的折射》拓展训练

参考答案与试题解析

一、选择题（本大题共1小题，共10.0分）

1．（10分）一个圆柱形的烧杯内装水，将一根木棍竖直插入其中，位置比圆心偏左些（俯视图如图），现从侧面观察，则哪幅图能正确反映所看到的情景（　　）

A．

B．

C．

D．

【考点】光的折射现象及其应用．

【分析】画图说明：

A处为筷子，ABP表示由筷子发出的穿过玻璃杯壁B射向观察者P处的一条光线。

ON为过B点沿半径方的直线，即在B处和空气的分界面的法线，AB则相当于在B处由水中射入空气中的光线，角i和角r分别为此光线的入射角和折射角，根据光的折射规律即可作出判断。

【解答】解：

图为筷子竖直插入盛水玻璃杯内的俯视图，A处为筷子，ABP表示由筷子发出的穿过玻璃杯壁B射向观察者P处的一条光线；ON为过B点沿半径方向的直线，即在B处和空气的分界面的法线；

上述光线则相当于在B处由水中射入空气中，图中的角i和角r分别为此光线的入射角和折射角，根据光的折射规律可知，应有∠r＞∠i；所以观察者在P处看到的筷子A的像A′的位置不是A的实际位置，即像A′的位置偏左；据此可知，筷子竖直插入玻璃杯中时，其侧视图应该是B图才与实际情况相符。

同时，玻璃杯此时相当于一个凸透镜，对筷子起到了放大的作用，因此，观察到的筷子比实际粗些。

故选：

B。

【点评】此现象是生活中常见的现象，我们利用折射的知识解释生活中的折射现象是近几年中考的热点，此现象让学生回家亲自做一做，效果会更好，此题有一定的拔高难度，属于难题。

二、填空题（本大题共2小题，共20.0分）

2．（10分）小华同学用激光笔照射水面，在水槽壁上出现两个红点A和B，其中红点A是由于光的　反射　形成的。

若保持入射点O的位置不变，欲使A点下移至A’，应使入射光线MO绕着O沿　顺时针　（选填“顺时针”或“逆时针”）方向转动；若保持入射光线不变，欲使B点下移至B’，应使水面　上升　（选填“上升”或“下降”），在水面变化过程中，折射角大小　不变　（选填“增大”、“不变”或“减小”）。

【考点】光的折射规律的应用．

【分析】

（1）根据光的反射规律知，当入射角变大时，反射角也变大，且反射角等于入射角。

（2）根据根据光的折射规律知，当光从空气斜射入水中时，折射角小于入射角，当入射角变大时，折射角也变大，但折射角总小于入射角。

【解答】解：

（1）当光从空气斜射到水面时，同时会发生反射和折射现象，故红点A是由于光的反射形成的。

根据光的反射定律和折射定律可知，反射角等于入射角，折射角小于入射角；如图所示：

现保持入射点O的位置不变，欲使光点A下移至A′处，则反射光线偏离法线，反射角增大，根据反射角等于入射角，则入射角也需增大，故使入射光线绕着O点沿顺时针方向转动。

（2）在水面变化过程中，由于入射光线不变，即入射角不变，则折射也不发生改变，因此过B′点做OB的平行线即为光点下移的折射光线，如图所示：

显然入射光线不变，欲使B点下移至B′，水面需上升。

故答案为：

反射；顺时针；上升；不变。

【点评】本题考查了光的反射定律和折射规律的应用，有一定难度，熟练掌握光的反射定律和折射规律的内容是解答此题的关键和前提。

3．（10分）在岸上看到水中有一条鱼在游泳，看到鱼是光的折射现象所产生的　虚　像（选填“虚”或“实”）。

如图所示是眼睛看到鱼的示意图，此时折射角　大于　入射角（选填“大于”、“等于”或“小于”）。

在深海需要用声呐探测鱼群的深度，向海底竖直发射声波，经过2秒收到回波信号，则鱼在海水深　1500　米处（声音在海水中的传播速度为1500米/秒）。

【考点】回声测距离的应用；光的折射现象及其应用．

【分析】

（1）当光线从水中斜射入空气中时，折射角大于入射角。

（2）知道超声波从海面到海底再返回海面的时间，可以求出超声波从海面到海底用的时间，又知道声速，利用速度公式求海水的深度。

【解答】解：

当眼睛在空气中斜向下观察，鱼反射的光线从水中斜射入空气中时，发生折射，折射角大于入射角，所以逆着折射光线看去，看到的是位置稍高的鱼的虚像；

超声波从海面到海底用的时间：

t＝

×2s＝1s，

由v＝

得该处海水的深度：

s＝vt＝1500m/s×1s＝1500m。

故答案为：

虚；大于；1500。

【点评】本题考查了光的折射现象和学生对速度公式的掌握和运用，本题关键是求出超声波单趟（从海面到海底）用的时间。

三、作图题（本大题共2小题，共20.0分）

4．（10分）阅读材料，回答问题

消失的折射光线

小明在做光的折射实验时，进行如下的操作：

让一束光沿半圆形玻璃砖的半径射到直边上，可以看到一部分光线从玻璃砖的直边上折射到空气中，另一部分光线反射射入玻璃砖内，如图所示，通过测量图甲的入射角为10°，折射角为15.2°，图乙入射角为40°，折射角为74.6°，当入射角增大到某一角度时，使折射角达到90°时折射光线就消失了，只剩下反射光线如图丙所示，他把这个发现请教了物理老师，老师告诉他这种现象叫做全反射。

折射角变成了90°时的入射角，叫做临界角。

小明同学继续对这个问题进行研究，他让光从半圆形玻璃砖直边上射入玻璃砖，由于折射角小于入射角，就不会出现前面实验中的现象。

他又用水进行了实验，让光从水中斜射向空气，也能得到同样的现象。

（1）请分析当光从玻璃斜射向空气时，折射角都有哪些变化规律？

（2）根据小明的探究，请总结一下发生全反射的条件。

【考点】光的折射规律的应用．

【分析】根据光的折射规律：

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居法线的两侧，且当光从玻璃中斜射入空气中时，折射角大于入射角；

在玻璃的直边上还会发生反射现象，反射角等于入射角。

【解答】解：

（1）当光从玻璃中斜射入空气中时，折射角大于入射角，所以当逐渐增大光的入射角，将看到折射光线离法线越来越远；当入射角增大到某一角度，使折射角达到90°时，折射光线就消失了，只剩下反射光线；

（2）要发生全反射现象，需要光从光密介质射向光疏介质，即光要从水或从玻璃射向空气，并且入射角需要达到或大于临界角，此时折射光线消失，只剩下反射光线；

故答案为：

（1）光从玻璃中斜射入空气中时，折射角大于入射角，而且折射角随入射角的增大而增大；

（2）①光要从水或从玻璃射向空气；②入射角大于等于临界角。

【点评】本题是探究光的折射规律的实验，要结合光的折射规律特点和光的反射现象进行分析解答。

5．（10分）将一平面镜斜放在装有水的水槽中，有一束光线垂直射向水面，如图所示，请画出这束光线在水中行进最后射出水面的光路图。

【考点】作光的反射光路图；作光的折射光路图．

【分析】解决此题需要知道光垂直射到水中，传播方向不变，从水中斜射入空气中时，折射角大于入射角，同时也要掌握光的反射定律的内容。

【解答】解：

光从空气垂直射入水中，传播方向不变，根据光的反射定律画出经过平面镜后的反射光线，光线从水中斜射入空气中时，折射角大于入射角，据此作出折射光线。

【点评】本题考查了光的折射规律和光的反射定律。

注意当光垂直入射到另一种介质中时，传播方向不变，即折射角和入射角都是0°。

四、实验探究题（本大题共1小题，共10.0分）

6．（10分）在探究光的折射特点时，小明记录下光从空气射入水中时的光路并改变入射角多次实验。

通过实验得到如下数据：

入射角α

0°

15°

30°

45°

60°

折射角γ

0°

11°

22.1°

35.4°

40.9°

实验中发现，入射光线、折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的两侧。

分析表中数据，可得出结论：

（1）当光从空气斜射到水面时，将同时发生　反射　和　折射　现象；

（2）光从空气斜射到水面时，折射角随入射角的变化关系是：

　入射角增大折射角也增大　，且折射角　小于　（选填“大于“、“等于“或“小于“）入射角。

当光从空气垂直射到水面时折射角等于　0°　。

【考点】光的折射规律的应用．

【分析】

（1）光从空气斜射到水面时，将同时发生反射和折射现象；

（2）光从空气斜射入水或其他介质中时，折射角小于入射角，折射角随入射角的改变而改变。

一束光线从空气垂直水面射入时，此时入射光线、折射光线与法线重合，所以夹角为0°，即入射角为0°，反射角也为0°，折射角为0°

【解答】解：

（1）由图知：

光从空气斜射到水面时，将同时发生反射和折射现象；

（2）由表中数据可知，光从空气斜射到水面时，当入射角不断增大时，折射角也随之增大，故折射角随入射角的变化关系是：

折射角随入射角的增大而增大，且折射角小于入射角；

当光从空气垂直射到水面时，传播方向不改变，此时入射光线、折射光线与法线重合，则折射角等于0°。

故答案为：

（1）反射；折射；

（2）入射角增大折射角也增大；小于；0°。

【点评】此题考查光的折射定律，光从空气斜射入水或其他介质中时，折射角小于入射角，折射角随入射角的改变而改变。

五、解答题（本大题共4小题，共40.0分）

7．（10分）小东在探究光学实验时，分别做了如下实验：

实验一：

将光从空气射入玻璃时的折射规律

（l）将半圆形玻璃砖放在标有角度的圆盘上。

如图1所示；

（2）将一束激光从空气射向玻璃砖的圆心O处，激光在O处发生折射。

记录入射角和折射角；

（3）逐渐增大入射角，重复步骤

（2）；

实验所测数据如表格所示

实验次数

1

2

3

4

入射角i

0°

30°

45°

60°

水中折射角r

0°

17°

24°

30°

分析以上数据可得：

①当光从空气垂直入射到其它透明介质时，传播方向　不变　。

②当光从空气斜射入玻璃或水中时，折射角　小于　（选填“大于”、“等于”或“小于”）入射角；

实验二：

探究“平面镜成像规律的实验

小勇利用如图2所示的装置探究时，在玻璃板前面放置一支点燃的蜡烛A，再拿一支没有点燃的相同的蜡烛B，在玻璃板后面移动，直到蜡烛B跟蜡烛A的像　重合　，说明像与物的大小　相等　；若用光屏代替蜡烛B，在玻璃板后面观察光屏，将　不能　（选填“能”或“不能”）观察到蜡烛A的像，说明所成的是　虚　像（选填“虚”或“实”）。

【考点】光的折射规律的应用．

【分析】①②结合表格中的入射角和折射角的关系进行总结规律，看入射角增大，折射角如何变化或同样的入射角射入不同介质中的折射情况。

实验时采用两个完全相同的蜡烛，一支蜡烛放在玻璃板的前面并点燃，另一支放在玻璃板的后面，当玻璃板后面的蜡烛和玻璃板前面的蜡烛的像完全重合时，可以确定像的位置，同时也可以比较物像大小关系。

实像和虚像的重要区别是实像能用光屏上承接，虚像不能在光屏上承接。

【解答】解：

①由表格一中的第一列可知，当入射角为0°时，折射角也为0°；由此可得，当光从空气垂直入射到其它透明介质时，传播方向不发生改变。

②由表格一、二数据可知可知，当入射角增大时，折射角也随着增大，但折射角总小于入射角；由此可知当光从空气斜射入玻璃或水中时，折射角小于入射角；

蜡烛A和B的要求是完全一样，当玻璃板后面的蜡烛B和玻璃板前面的蜡烛A的像完全重合时，说明像与物的大小相等。

平面镜成虚像，移去蜡烛B，并在其所在的位置上放一个光屏。

则光屏不能承接到像。

故答案为：

①不变；②小于；

重合；相等；不能；虚。

【点评】

（1）解决此类问题要根据表格数据总结光的折射规律，考查了学生的分析归纳能力。

（2）此题以填空题的形式考查平面镜成像特点，这既是平时经常强调的地方，又是中考中经常涉及到的地方，要求深入理解，熟练掌握。

8．（10分）一束光射向一块玻璃砖，如图所示，请画出这束光进入玻璃和离开玻璃后的折射光线（注意标出相应的法线）。

【考点】作光的折射光路图．

【分析】根据折射规律：

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。

【解答】解：

先画出法线，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。

如下图所示：

【点评】光从空气斜射入玻璃和光从玻璃斜射入空气，入射角和折射角的大小关系是不同的。

9．（10分）上物理课时，老师用激光笔在A处发射一束激光，水中的小鱼刚好在B点看到激光，画出激光从A射到B的光路图。

【考点】作光的折射光路图．

【分析】光从一种介质斜射入另一种介质，光路会发生改变，所以看到水中的鱼是由光的折射形成的；从鱼上反射的光线会进入眼睛，由于光路是可逆的，所以A处发出的光会照射到B点的鱼上。

【解答】解：

故A点做一条斜射入水中的光线，与水面交于一点，过折射点做法线，根据光从空气斜射入水中，折射角小于入射角画出折射光线的位置。

【点评】本题主要考查光的折射定律：

折射光线、入射光线和法线在同一平面内，折射光线、入射光线分居法线两侧，光由空气斜射进入水中或其它透明介质中时，折射光线向法线偏折，折射角小于入射角。

10．（10分）如图所示的是一束从空气斜射向玻璃的光线，画出大致方向的折射光线。

【考点】作光的折射光路图．

【分析】

（1）入射角为入射光线与法线的夹角，不是与界面的夹角；

（2）光从空气斜射入玻璃中时，折射光线将向靠近法线的方向偏折，即入射角大于折射角。

【解答】解：

（1）过界面的入射点垂直于界面作出法线，用虚线，标清垂直符号；

（2）入射角为入射光线与法线的夹角，根据光从空气斜射入玻璃中时，折射角小于入射角画出折射光线，如下图所示：

【点评】

（1）无论是入射角、反射角还是折射角，都是相应的光线与法线的夹角，不是与界面的夹角；

（2）折射光线、入射光线、法线在同一平面内，折射光线、入射光线分居法线两侧，光由空气斜射入其它透明介质时，折射光线向法线偏折，折射角小于入射角；当光由其它透明介质斜射进入空气中时，折射光线远离法线偏折，折射角大于入射角。