主題六 光現(xiàn)象及其應(yīng)用 第一節(jié) 光的折射和全反射（解析版）

主題六光現(xiàn)象及其應(yīng)用第一節(jié)光的折射和全反射（解析版）一、選擇題1.如圖所示，水中鉛筆會變“折”，這是一種常見的光學(xué)現(xiàn)象，下列詩句中也蘊(yùn)含此種現(xiàn)象的是（

）【答案】D【解析】插入水中的鉛筆，由于鉛筆反射的光線從水中斜射入空氣中時，傳播方向發(fā)生了偏折，遠(yuǎn)離法線，折射角大于入射角，所以看到鉛筆在水中的部分是向上彎折。此時看到的“鉛筆”實(shí)際上是鉛筆的像，是光的折射形成的。A、看到明月光是由光的直線傳播形成的，故A錯誤；B、溪邊照影行，天在清溪底，是倒影，屬于平面鏡成像，是光的反射現(xiàn)象，故B錯誤；C、通過酒看到月亮是光的反射形成的，故C錯誤；D、看到水底和水中的魚是光的折射現(xiàn)象，故D正確。

二、填空題2.如圖，一束光在空氣和玻璃兩種介質(zhì)分界面上同時發(fā)生發(fā)射和折射，其中___是折射光線，反射角等于__

，MM'上方是___

（選填“空氣”或“玻璃”）?！敬鸢浮縊C；30°；空氣【解析】反射定律：反射光線、入射光線、法線在同一個平面內(nèi)，反射光線與入射光線分居法線兩側(cè)，反射角等于入射角；根據(jù)定律反射光線和入射光線與法線的夾角一定相等，由此可確定入射光線和反射光線。折射定律：折射光線、入射光線、法線在同一個平面內(nèi)，折射光線、入射光線分居法線兩側(cè)，當(dāng)光由空氣斜射進(jìn)入水中或其它透明介質(zhì)中時，折射光線向法線偏折，折射角小于入射角；當(dāng)光由水中或其它透明介質(zhì)斜射進(jìn)入空氣中時，折射光線遠(yuǎn)離法線偏折，折射角大于入射角。解：因?yàn)榉瓷涔饩€、入射光線與法線之間的夾角相等，所以AO、BO中一條為入射光線，一條為反射光線，圖中NN為法線。再根據(jù)折射光線與入射光線在法線兩側(cè)、且在兩種介質(zhì)中，所以O(shè)C為折射光線，那么AO為為入射光線，OB為反射光線，圖中的是MM'界面；則則∠BON"為反射角等于30°。由于折射角大于入射角，圖中MM'上方是空氣，下方是玻璃。故答案為：OC；30°；空氣。

三、作圖題3.平靜水面上的小鳥和水中的小魚，某時刻的實(shí)際位置如圖所示，水面一側(cè)C點(diǎn)的人眼恰好看到它們在水中的像重合，以小鳥眼睛A點(diǎn)代表小鳥，以小魚眼睛B點(diǎn)代表小魚，請畫出小鳥在水中像的位置以及人眼看到小魚的光路圖。（保留作圖痕跡）【答案】【解析】（1）小鳥屬于平面鏡成像。平面鏡成像的特點(diǎn)：像與物的大小相等、像與物到平面鏡的距離相等、像與物的連線與鏡面垂直。根據(jù)平面鏡成像的特點(diǎn)便可以畫出在水中像的位置；（2）根據(jù)光從水中進(jìn)入空氣中時折射角大于入射角的規(guī)律作出人眼看到小魚的光路圖。解：（1）找出小鳥關(guān)于水面的對稱點(diǎn)A'，便為小鳥的像位置.連接A'C，與水面交于點(diǎn)O，連接AO即為入射光線，OC為反射光線；（2）看到水中的魚與飛在天空中的小鳥在水中的像重合，說明小鳥和小魚處光線的入射點(diǎn)都在O點(diǎn)，連接BO即為入射光線，OC為折射光線，逆著折射光線看上去，看到了水中的魚與飛在天空中的小鳥在一條直線上，如圖所示：

四、實(shí)驗(yàn)探究題4.某小組選用了圖甲中光源、水、水槽、可折轉(zhuǎn)的光屏（帶刻度）等器材，用于完成探究“光從空氣射入水中時的折射規(guī)律”。（1）使用可折轉(zhuǎn)的光屏，是為了觀察折射光線和入射光線是否_

。（2）光從空氣射入水中，入射點(diǎn)為O點(diǎn)，不斷改變?nèi)肷浣?，讀出刻度盤上對應(yīng)的折射角，將實(shí)驗(yàn)結(jié)果畫在圖丙中，其中1和1'、2和2’，...，4和4'分別表示各次入射光線和對應(yīng)的折射光線的位置。由此可得出，光從空氣斜射入水中時，折射角隨入射角的增大而___，且折射角__

（選填“大于”、“等于”“小于”）入射角；當(dāng)光從空氣垂直射入水中時，折射角等于___度?！敬鸢浮浚?）在同一平面內(nèi)；（2）增大；小于；0?！窘馕觥浚?）將光屏的半部分向前后翻折，就不會看到折射光線，只有當(dāng)整個光屏為一平面時，才能夠看到折射光線，說明入射光線、折射光線、法線共面。這說明使用可折轉(zhuǎn)的光屏，是為了觀察折射光線和入射光線是否在同一平面內(nèi)。（2）由圖丙可以看出，當(dāng)入射角逐漸減小，則折射角逐漸減小，入射角增大時，折射角也隨著增大。即：光從空氣斜射入水中時，折射角隨入射角的增大而增大，隨入射角的減小而減小，且折射角小于入射角。當(dāng)光從空氣垂直射到水面時，傳播方向不變，此時入射角等于0度，折射角等于0度。

五、解答題5.如圖甲是學(xué)習(xí)光的折射的實(shí)驗(yàn)情景，圖乙是示意圖。（1）實(shí)驗(yàn)前，點(diǎn)燃固定在盒蓋下方的蚊香，蓋上盒蓋，打開亮度較亮的激光，可清晰觀察到沿直線傳播的光路，在透明塑料盒的右側(cè)面上可看到一個亮點(diǎn)，之所以能夠看清光路是利用了光的___知識；（2）向塑料盒中逐漸加入摻有少量牛奶的水，達(dá)到一定高度后會觀察到在右側(cè)面原來亮點(diǎn)的上方出現(xiàn)一個亮點(diǎn)，這個亮點(diǎn)是因?yàn)楣庹丈涞剿鏁r發(fā)生了光的____現(xiàn)象形成的，還有一個在原來亮點(diǎn)的下方，這是由于光在___處傳播方向發(fā)生改變而產(chǎn)生的；（3）保持入射光不動，繼續(xù)加水，會看到原來的兩個亮點(diǎn)移動的方向是__（4）為了研究入射角增大時折射角的變化情況，結(jié)合圖乙說明，應(yīng)進(jìn)行的操作是

，注意觀察的現(xiàn)象是

?！敬鸢浮浚?）漫反射；（2）反射；水面；（3）C；（4）增大入射角；折射角的變化?！窘馕觥拷猓海?）煙是固體顆粒，光遇到空氣中小的固體顆粒發(fā)生漫反射，反射的光進(jìn)入人的眼睛，人能看到光的傳播路線。（2）向塑料盒中逐漸加入摻有少量牛奶的水，達(dá)到一定高度后會觀察到在右側(cè)面原來亮點(diǎn)的上方出現(xiàn)一個亮點(diǎn)，這個亮點(diǎn)是因?yàn)楣庹丈涞剿鏁r發(fā)生了光的反射現(xiàn)象形成的，還有一個在原來亮點(diǎn)的下方，這是由于光在水面處發(fā)生折射傳播方向發(fā)生改變而產(chǎn)生的。（3）保持入射光不動，繼續(xù)加水，入射點(diǎn)向左移動，會看到上面的亮點(diǎn)向上移動，下面的亮點(diǎn)向下移動。（4）為了研究入射角增大時折射角的變化情況，應(yīng)將AO繞O點(diǎn)逆時針旋轉(zhuǎn)，增大入射角，同時注意觀察折射角的變化。6.一束激光從某種玻璃中射向空氣（如圖1所示），保持入射點(diǎn)不動，改變?nèi)肷浣牵看卧黾?.2°），當(dāng)入射角增大到引41.8°時，折射光線消失，只存在入射光線與反射光線，這種現(xiàn)象叫做光的全反射，發(fā)生這種現(xiàn)象時的入射角叫做這種物質(zhì)的臨界角．當(dāng)入射角大于臨界角時，只發(fā)生反射，不發(fā)生折射．（1）上述玻璃的臨界角是_________．（2）折射光線消失后反射光線的亮度會增強(qiáng)，其原因是折射光消失后，入射光幾乎全部變?yōu)開_______________．（3）當(dāng)光從空氣射向玻璃，_____________（選填“會”或“不會”）發(fā)生光的全反射現(xiàn)象．（4）一個三棱鏡由上述玻璃構(gòu)成，讓一束光垂直于玻璃三棱鏡的一個面射入（如圖2所示），請?jiān)趫D中完成這束入射光的光路圖?！敬鸢浮浚?）41.8；（2）反射光；（3）不會；（4）見下圖【解答】解：（1）由題意可以知道，當(dāng)入射角為41.8°時，折射光線消失了，所以玻璃的臨界角為41.8°，

（2）當(dāng)入射光線從一種介質(zhì)斜射入另一種介質(zhì)時，會發(fā)生折射，同時也發(fā)生反射，所以反射光線要比入射光線暗一些，而當(dāng)光從小于臨界角向臨界角靠近，當(dāng)折射光線消失后，發(fā)生了全反