4.4 光的折射（专题训练）【五大题型】（解析版）

44 光的折射（专题训练）【五大题型】 【题型1 光的折射现象及其应用】.........................................................................................................................1 【题型2 光的折射规律的应用】.............................................................................................................................8 【题型3 探究光折射的特点】...............................................................................................................................14 【题型4 作光的折射光路图】...............................................................................................................................20 【题型5 光学实验设计与探究】...........................................................................................................................26 【题型1 光的折射现象及其应用】 1．（2023•东台市模拟）鸟白天会将玻璃幕墙看成蓝天白云，黄昏会透过玻璃看到明亮室 内的绿色植物，导致其贸然飞往撞击受伤，鸟在如图所示位置所见情景，是因为在玻璃 与 空 气 分 界 面 处 分 别 发 生 （ ） ．光的反射，光的折射 B．光的折射，光的反射 ．光的反射，光的反射 D．光的折射，光的折射 【答】 【分析】（1）光在传播到不同物质时，在分界面上改变传播方向又返回原来物质中的 现象； （2）折射现象是指光从一种介质斜射入另一种介质时，传播方向发生改变的现象； （3）光在同一种均匀介质中沿直线传播。 【解答】解：鸟白天会将玻璃幕墙看成蓝天白云，这是因为远处的蓝天白云反射的光在 玻璃与空气分界处发生了反射进入了鸟的眼睛，是光的反射现象； 鸟在黄昏时会透过玻璃看到明亮室内的绿色植物，这是室内绿色植物反射的光通过玻璃 与空气分界处发生了折射进入了鸟的眼睛，是光的折射现象。 故选：。 2．（2023•兴宁区校级四模）如图所示的四种情景中，属于光的折射现象的是（ ） ． 渔民看见水里的鱼 B． 猫在镜中的像 ． 倒映在江中的桥 D． 透过树林的阳光 【答】 【分析】解答此题从以下知识点入手： （1）光在同种、均匀、透明介质中沿直线传播，产生的现象有小孔成像、激光准直、 影子的形成、日食和月食等； （2）光线传播到两种介质的表面上时会发生光的反射现象，例如水面上出现岸上物体 的倒影、平面镜成像、玻璃等光滑物体反光都是光的反射形成的； （3）光线在同种不均匀介质中传播或者从一种介质斜射入另一种介质时，就会出现光 的折射现象，例如水池底变浅、水中筷子变弯、海市蜃楼等都是光的折射形成的。 【解答】解：、渔民看见水里的鱼，是光的折射形成的，符合题意。 B、猫在镜中的像，是平面镜成像，是光的反射形成的，不符合题意。 、倒映在江中的“桥”是倒影，倒影是平面镜成像，是光的反射形成的，不符合题意。 D、透过树林的阳光，是光的直线传播形成的，不符合题意。 故选：。 3．（2022 秋•沭阳县期末）面对清澈见底、看起来不过齐腰深的池水，不会游泳的人千万 不要贸然下去，因为人们看到的池水深度和它的实际深度并不相同，下面四幅图能正确 解释此现象的是（ ） ． B． ． D． 【答】 【分析】光的折射定律：折射光线与入射光线和法线在同一平面内；折射光线与入射光 线分居法线两侧；当光从空气斜射入水里或其它透明介质中时，折射光线向法线方向偏 折，折射角小于入射角。 【解答】解： BD、人们在岸上看到池水深度和它的实际深度并不相同，是因为光线从水中斜射入空 气中，折射光线进入人的眼睛，图BD 的光线都是由空气射入水中，故不合题意； 、图中表示的是光从水中斜射入空气，在水面处发生了折射，折射角大于入射角，折射 光线进入人眼，人只能沿直线过去，所以逆着折射光线看到的是变浅的池底的虚像，故 符合题。 故选：。 4．（2023•吉林模拟）下列四种情景中，属于光的折射现象的是（ ） ．水中的倒影 B．日食的形成 ．露珠下叶脉的像 D．手影游戏 【答】 【分析】（1）光在同种均匀介质中是沿直线传播的。影子、日食、月食、小孔成像等 都属于光的直线传播。 （2）光射到物体的表面会改变传播方向回到原来介质中的现象叫光的反射。平面镜成 像、水中景物的倒影都属于光的反射。 （3）光从一种介质斜射到另一种介质时，传播方向通常会发生改变，这种现象叫光的 折射。水中“折筷”、海市蜃楼、池水变浅都属于光的折射。 【解答】解：．水中的倒影，属于平面镜成像，是光的反射现象，故不正确； B．日食的形成，是光沿直线传播现象，故B 不正确； ．露珠相当于凸透镜，露珠下叶脉的像，是光的折射现象，故正确； D．手影游戏，是光沿直线传播现象，故D 不正确。 故选：。 5．（2023 春•莱西市校级月考）（多选）下列属于光的折射的是（ ） ．树荫下地上有很多光斑 B．人在河边看到“白云”在水中飘动 ．奇妙的“海市蜃楼”景观 D．从侧面看鱼瓶中的鱼 【答】D 【分析】（1）光在同种均匀介质中沿直线传播，产生的现象有小孔成像、激光准直、 影子的形成、日食和月食等； （2）光线传播到两种介质的表面上时会发生光的反射现象，例如水面上出现岸上物体 的倒影、平面镜成像、玻璃等光滑物体反光都是光的反射形成的； （3）光线在同种不均匀介质中传播或者从一种介质斜射入另一种介质时，就会出现光 的折射现象，例如水池底变浅、水中筷子看起来变弯、海市蜃楼等都是光的折射形成的。 【解答】解：、树荫下地上有很多光斑，属于小孔成像，是由光的直线传播形成的，故 错误； B、人在河边看到“白云”在水中飘动，属于平面镜成像，是由光的反射形成的，故B 错误； 、海市蜃楼是由光的折射形成的，故正确； D、从侧面看鱼瓶中的鱼，属于凸透镜成像，是由光的折射形成的，故D 正确。 故选：D。 6．（2023•炎陵县模拟）（多选）在神农湖边，小明看到了平静的湖水中金鱼游弋于蓝天 白云之间，他看到的（ ） ．金鱼是经水面折射而成的像，且像在实际位置上方 B．金鱼是经水面折射而成的像，且像在实际位置下方 ．白云是经水面反射而成的像，且像到水面的距离大于湖水深度 D．白云是经水面反射而成的像，且像到水面的距离等于湖水深度 【答】 【分析】（1）我们看到水中的物体，其实看到的是物体的虚像，是由光的折射形成的； （2）平面镜成像是由于光的反射形成的，像和物体到镜面的距离相等。 【解答】解：B．因为金鱼是在水中的实际物体，是由于光线从水中通过空气折射进入 了人的眼睛，我们看到水中的鱼，看到的是鱼的虚像，是由光的折射形成的，且像在实 际位置上方，故正确、B 错误； D．水中的白云，所以“白云”是在水中形成的像，即平面镜成像，故看到水中的白云 是由光的反射形成的与物体等大的虚像，像到水面的距离等于白云到水面的距离，大于 湖水深度，故正确、D 错误。 故选：。 7．（2023 春•攸县月考）（多选）下列词语中涉及的物理现象和对它的解释相符的是（ ） ．清澈见底——光的反射 B．坐井观天——光的折射 ．海市蜃楼——光的折射 D．波光粼粼——光的反射 【答】D 【分析】光在自然界中存在三种光现象： （1）光在同种均匀物质中沿直线传播，在日常生活中，激光准直、小孔成像和影子的 形成等都表明光在同一种均匀介质中是沿直线传播的； （2）当光照射到物体表面上时，有一部分光被反射回来，例如：平面镜成像、水中倒 影等； （3）当光从一种介质斜射入另一种介质时，传播方向会偏折，发生折射现象，如：看 水里的鱼比实际位置浅等。 【解答】解：、池底反射的光线穿过水面，在水面处发生折射，折射角大于入射角，即 人眼逆着折射光线的方向看去，看到的是池底经水面折射所成的虚像，且虚像在实际池 底的上方，所以池水看起来比实际的浅。即清澈见底﹣﹣光的折射，故错误； B、坐井观天指在井中看到的天空只有井口那么大，这是光的直线传播造成的，故B 错 误； 、海市蜃楼是光在密度不均匀的大气层中传播时，方向发生偏折形成的，这是光的折射 现象，故正确； D、阳光下，微风吹拂的河面，波光粼粼，光在两种介质表面传播时会发生反射，这是 光的反射现象，故D 正确。 故选：D。 8．（2022 秋•萍乡期末）2022 年4 月18 日，我国某地出现了“日晕”奇观（如图），它 是由于气温低，云中的水滴变 成六棱柱状的小冰晶，此过程发生了 凝固 （物态变化名称），太阳光穿过云层即 在小冰晶上发生 折射 （选填“折射”或“反射”或“光沿直线传播”），看上去 在太阳的周围出现一个圆圈，由内而外呈光谱色，这就是“日晕”。 【答】凝固；折射。 【分析】液态水变成固态的小冰晶属于凝固；太阳光穿过云层进入人的视野发生折射。 【解答】解：由于气温低，云中的水滴变成六棱柱状的小冰晶，是由液态变成固态，叫 凝固； 太阳光穿过云层进入人的视野发生折射，使人看上去在太阳的周围出现一个圆圈——这 就是“日晕”。 故答为：凝固；折射。 9．（2023•濮阳一模）春天的金堤河湿地公，鸟语花香、水清见鱼，是濮阳人游玩的好去 处。游人听到的“鸟语”是通过 空气 传播的；看到水中的“鱼”是由于光的 折 射 形成的鱼的像。 【答】空气；折射。 【分析】声音的传播需要介质，声音能在固体、液体和气体中传播；光在两种介质表面 会发生反射现象；光从一种介质斜射入另一种介质时，会发生折射现象，据此解答。 【解答】解：游人听到的“鸟语”是通过空气传播的。 鱼是在水中的实际物体，是由于鱼反射的光从水中通过空气折射进入了人的眼睛，我们 看到水中的鱼，是逆着折射光线看过去，其实看到的是鱼的虚像。 故答为：空气；折射。 10．（2023•蓬江区模拟）小明在家为弟弟表演了一个“变硬币”的魔术，如图所示，将不 透明的杯子放在弟弟面前，弟弟看到杯中无硬币。然后缓慢向杯中注入水，弟弟惊讶地 看到了“硬币”。弟弟看到的“硬币”是由于光的 折射 （选填“直线传播”、 “反射”或“折射”）形成的 虚 （选填“实”或“虚”）像，像的位置比实际硬 币的位置 浅 （选填“深”或“浅”）。 【答】折射；虚；浅。 【分析】光的折射规律：当光从空气斜射入水中或其他介质中时，折射光线向法线方向 偏折，折射角小于入射角；光从水或者其他介质斜射入空气中时，折射光线向远离法线 的方向偏折，折射角小于入射角。 【解答】解：缓慢向杯中注入水，硬币反射的光线从水中斜射入空气中时，在水面处发 生折射，折射角小于入射角，折射光线远离法线方向，人眼逆着折射光线看去，看到的 是变浅的硬币的虚像。 故答为：折射；虚；浅。 11．（2023•全椒县一模）如图所示，一支固定好的激光笔向空水槽底部固定点打出一束激 光。向水槽内加水使水面上升至点，此时光斑在点 左 侧（选填“左”或“右”）， 这是因为发生了 光的折射 现象（选填“光沿直线传播”、“光的反射”或“光的 折射”）。 【答】左；光的折射。 【分析】根据光的折射现象可知，光从一种介质斜射入另一种介质时，其传播方向一定 发生改变；光从空气中斜射入水中时，折射角小于入射角。 【解答】解：水槽内没有注水时，光沿直线传播，照射到点；当向水槽内注入适量的水 后，光从空气斜射入水中发生折射，折射角小于入射角，折射光线偏向法线，因此水槽 底部光斑移动到点的左侧，该现象属于光的折射现象。 故答为：左；光的折射。 12．（2022 秋•武侯区期末）阅读下面材料，完成小题 海市蜃楼 海市蜃楼是一种奇幻的自然现象，其产生原因是太阳使地面温度上升后形成的一种气温 梯度，由于空气密度不同，光线会在气温梯度分界处发生折射，形成的自然现象。 海市蜃楼最易形成在平静的海面、大江江面、湖面、雪原、沙漠或戈壁等地方。远处的 物体发出的光线射向空中时，由于不断被折射，越来越偏离法线方向，进入上层的入射 角不断增大，以致发生全反射，光线反射回地面，人们逆着光线看去，就会看到远方的 景物悬在空中。沙漠里的行人常被这种景象所迷惑，以为前方有水源而向前去，但总是 可望而不可及。 （1）海市蜃楼产生的原因是太阳使地面温度上升后形成的一种 气温梯度 ，由于空 气密度不同，光线发生 折射 ，形成的自然现象。 （2）结合材料分析，早晨看到太阳在地平线附近，此时看到的是太阳的 虚 （选填 “虚”或“实”）像，而太阳实际位置在地平线 下 方。 【答】（1）气温梯度；折射；（2）虚；下。 【分析】（1）阅读材料即可解答此题； （2）光线在介质不均匀时，光路就会改变，由于大气层的不均匀，所以我们早晨看到 的太阳是由于折射形成的是虚像。 【解答】解：（1）由文中材料可知，海市蜃楼的产生原因是太阳使地面温度上升后形 成的一种气温梯度，由于空气密度不同，光线会在气温梯度分界处发生折射，形成的自 然现象； （2）由于大气层上疏下密，光线穿过不均匀的大气连续发生折射，早晨当阳光的折射 光线沿水平线进入人眼时，而此时的入射光线还在地平线以下，即虽然看到了太阳的虚 像，但真实的太阳还在地平线以下。 故答为：（1）气温梯度；折射；（2）虚；下。 13．（2022 秋•石阡县期末）学生溺水死亡在学生突发危险事件中占很大比例，学校和家 长在防溺水方面已经多角度对学生进行安全育。最近，喜欢冬泳的小明发现一些奇妙的 现象：（1）看起来水没那么深，跳下去后竟然没过了头顶；（2）站在河边，看着流动 的河水，突然间感觉原本静止的自己不断地在向上游运动。请用对应的物理知识解释相 关问题： （1）为什么河水实际很深看起来会“变浅”？ （2）为什么感觉原本静止的自己不断地在向上游运动？ 【答】（1）河底反射的光线从水中斜射入空气时发生折射，折射角大于入射角，折射 光线进入人眼，人眼逆着折射光线的方向看去，就会觉得河水变浅； （2）站在河边，看着流动的河水，以河水为参照物，人和河水的位置发生了变化，就 会感觉原本静止的自己不断地在向上游运动。 【分析】光线从一种介质斜射入另一种介质时会发生折射，由此形成的现象有：雨后彩 虹、池水变浅、水中筷子折断、海市蜃楼等； 判断物体运动还是静止，观察物体和参照物之间的位置是否发生变化。 【解答】答：（1）河底反射的光线从水中斜射入空气时发生折射，折射角大于入射角， 折射光线进入人眼，人眼逆着折射光线的方向看去，就会觉得河水变浅； （2）站在河边，看着流动的河水，以河水为参照物，人和河水的位置发生了变化，就 会感觉原本静止的自己不断地在向上游运动。 【题型2 光的折射规律的应用】 14．（2023•涪城区一模）一束平行光从水中射入空气，P 是其中的一条反射光线，如图所 示。能正确反映光线P 的光路图是（ ） ． B． ． D． 【答】B 【分析】光发生反射时，反射光线、入射光线、法线在同一个平面内，反射光线、入射 光线分居法线两侧，反射角等于入射角。 光从水中斜射入空气中，折射光线和入射光线分居于法线的两侧，折射角大于入射角。 【解答】解：由题知，P 是一束平行光从水中射入空气时的一条反射光线，所以入射光 线应在法线右侧的水中，因为反射角等于入射角，所以入射光线和反射光线与水平面的 夹角也相等（均为60°）；根据光的折射规律，折射光线应在法线左侧的空气中，且折 射角大于入射角；由以上分析可知，B 图正确。 故选：B。 15．（2023•赫山区一模）如图所示，M 为水面，PQ 为法线，水面下处有潜水员，水面上 方B、处分别有小明和小红。他们三人都通过水面相互观察，以下说法正确的是（ ） ．小明看到小红的像是由于光的折射形成的 B．潜水员看到小明的像是由于光的反射形成的 ．小明观察小红的像所对应的光路中，B 是入射光线 D．潜水员观察小明的像所对应的光路中，折射角为37° 【答】D 【分析】（1）当光照射到物体表面上时，有一部分光被反射回来发生反射现象，例如： 平面镜成像、水中倒影等。 （2）当光从一种介质斜射入另一种介质时，传播方向会偏折，发生折射现象，如：看 水里的鱼比实际位置浅等。 （3）入射角是入射光线与法线的夹角。 （4）折射角是折射光线与法线的夹角。 【解答】解：、小红反射的光线经水面后发生反射后，射入小明的眼睛，所以小明看到 小红的像，是由于光的反射形成的。故错误； B、潜水员看到的是小明变高的虚像，是光的折射形成的。故B 错误； 、小明观察小红的像对应的光路中，是入射光线，．故错误； D、潜水员观察小明的像对应的光路中，是折射光线，折射角为37°．故D 正确。 故选：D。 16．（2023•自贡）一束光线由空气斜射入水中，入射角为α，反射角为β，折射角为γ， 则（ ） ．α＞β＞γ B．α＜β＜γ ．α＝β＜γ D．α＝β＞γ 【答】D 【分析】（1）在光的反射中，反射角等于入射角；据此可判断入射角与反射角的关系； （2）当光从空气斜射入水中时，折射角小于入射角，据此判断折射角与入射角的关系。 【解答】解：（1）一束光线由空气斜射入水中时，由光的反射定律可知，反射角等于 入射角，即β＝α； （2）当光从空气斜射入水中时，由光的折射定律可知，折射角小于入射角，即γ＜α； 综上所述，三个角之间的关系为：α＝β＞γ，故D 正确。 故选：D。 17．（2022 秋•大埔县期末）如图所示，一束激光由空气入射到空水槽底部点，形成一个 光斑。向水槽中注入适量水后，水槽底部光斑移动到点的 左 （选填“左”或 “右”）侧。继续沿水槽壁缓慢注水，在此过程中，入射角 不变 ，折射角 不变 （后两空选填“增大”“减小”或“不变”）。 【答】左；不变；不变。 【分析】光从一种介质斜射入另一种介质时，光的传播方向发生改变，称为光的折射。 光从空气斜射入水中时，折射角小于入射角。 【解答】解：当向水槽内注入适量的水后，光从空气斜射入水中发生折射，折射角小于 入射角，因此光线移动到点左侧；继续沿水槽壁缓慢注水，折射光线逐渐向左偏折，但 是入射角不变，折射角和反射角的大小也不变。 故答为：左；不变；不变。 18．（2022 秋•承德县期末）如图所示是一束光从空气斜射入玻璃时的光路图，其中光线B 是 折射 光线，反射角是 60 °，界面是 MM' ，界面的 左 （选填“上”、 “下”、“左”或