4.4 光的折射（专题训练）【五大题型】（学生版）

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】.............................................................................................................................4 【题型3 探究光折射的特点】.................................................................................................................................7 【题型4 作光的折射光路图】...............................................................................................................................10 【题型5 光学实验设计与探究】...........................................................................................................................12 【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 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 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． 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 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 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 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 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 （物态变化名 称），太阳光穿过云层即在小冰晶上发生 （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”。 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 传播的；看到水中的“鱼”是由于光的 形 成的鱼的像。 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 （选填“直线传播”、“反 射”或“折射”）形成的 （选填“实”或“虚”）像，像的位置比实际硬币的位 置 （选填“深”或“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 侧（选填“左”或“右”）， 这是因为发生了 现象（选填“光沿直线传播”、“光的反射”或“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 ，由于空气密 度不同，光线发生 ，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 （选填 “虚”或“实”）像，而太阳实际位置在地平线 方。 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？ 【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． 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° 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 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 （选填“左”或 “右”）侧。继续沿水槽壁缓慢注水，在此过程中，入射角 ，折射角 （后 两空选填“增大”“减小”或“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 光线，反射角是 °，界面是 ，界面的 （选填“上”、“下”、 “左”或“右”）边是空气。 19．（2022 秋•卢龙县期末）一束光从空气斜射到某液面上同时发生反射和折射，入射光 线与液面成37°角，如图所示。若反射光线与折射光线的夹角为83°，则入射角的大小为 ，反射角的大小为 ，折射角的大小为 。 20．（2023•紫金县校级开学）阅读短文，回答问题。 光纤的奥秘 光纤电缆是本世纪最重要的发明之一、发明光纤电缆的，就是被誉为“光纤之父”的华 人科学家、诺贝尔奖获得者——高锟。光纤电缆利用玻璃清澈、透明的性质，使用光来 传送信号。光可以从弯曲的玻璃光纤的一端传到另一端，而不会“溜”出玻璃光纤，这 是为什么呢？原来，光从玻璃射入空气时，折射角大于入射角（如图1 甲）。当入射角 增大时，折射角也 增大 （如图1 乙）如果让一束激光从某种玻璃中射向空气（如图 2 所示），保持入射点不动，改变入射角（每次增加02°），当入射角增大到418°时， 折射光线消失，只存在入射光线与反射光线，发生这种现象时的入射角叫做这种物质的 临界角。当入射角大于临界角时，只发生反射，不发生折射，这种现象叫做光的全反射 （如图1 丙）。这样光就在玻璃中传播，而不会“溜”出玻璃光纤（如图3），它只有 在折射时折射角是大于入射角的现象中才可能发生。所以，一般弯曲的光学纤维（简称 光纤），只要它的玻璃芯的透明高度、均匀，并且芯与外皮层之间大的铜“线”，为目 前的信息高速公路奠定了基础，数以万计的光学纤维构成的光学纤维束，它不仅能传导 光能，也能将图象从一端传到另一端。能传光的纤维束称传光束，同时能传图象的纤维 束称传像束。 （1）完成上文中的空格。 （2）上述玻璃的临界角是 。 （3）折射光线消失后反射光线的亮度会增强，其原因是折射光消失后，入射光几乎全 部变为 。 （4）当光从空气射向玻璃， （选填“会”或“不会”）发生光的全反射现象。 （5）一个三棱镜由上述玻璃构成，让一束光垂直于玻璃三棱镜的一个面射入（如图4 所示），请在图中完成这束入射光的光路图。 【题型3 探究光折射的特点】 21．（2022 秋•如皋市期末）如图所示，将透明的薄壁（厚度可忽略不计）方形水槽水平 放置，固定在水槽底部的激光笔沿图示方向发出一细光束，只通过缓慢改变水槽中的水 量来探究光的折射现象。水槽中未注水时可在侧壁上处得到一个光点，注入一定量的水 后，光点移至B 处，此时入射角 （大于/等于/小于）角θ；为使B 处的光点移至 处，则应使水槽中的水量 （增加/减少/不变），若B 间距离为3m，则水面高度 的变化量Δ （大于/等于/小于）3m。 22．（2023•长沙模拟）如图是研究光的折射规律的实验原理图；下表中记录了不同的入射 角和对应的折射角的实验测量数据。 入射角 10° 20° 30° 40° 50° 60° 70° 80° 折射角γ 67° 133° 196° 252° 307° 351° 386° 406° 请你结合图，以光从空气进入到玻璃中的情况为例，分析实验数据（光从空气进入其他 透明介质中也可得到具有相同规律的实验数据），对光从空气进入其他透明介质中的折 射规律加以总结： ．折射光线跟入射光线和法线在同一平面内，并且分别位于法线两侧； b．入射角增大，折射角 （选填“增大”、“减小”或“不变”）；但折射角总是 入射角（选填“大于”、“小于”或“等于”）。 23．（2023•安化县二模）如图是小宇“探究光的反射与折射规律”的实验装置。通过多次 实验得到如表数据： 入射角 0° 15° 30° 45° 60° 反射角 0° 15° 30° 45° 60° 折射角 0° 11° 22° 32° 40° （1）多次实验表明：在光的反射过程中，反射角 入射角（选填“大于”“小 于”或“等于”）； （2）当光从空气斜射入水中时，折射角随入射角的增大而 （选填“增大”“减 小”或“不变”）； （3）小宇让一束光沿着图中B 方向入射向水面时，发现光线沿着方向折射进入空气， 这表明：光的折射现象中，光路是 的； （4）小宇接着又完成了光从空气斜射进玻璃和从玻璃斜射入空气的实验，他这样进行 多次实验的目的是为了 （选填序号）。 ．减小误差 B．寻找普遍规律 24．（2023•赤峰）探究光折射时折射角与入射角的关系，如图所示，使一束光从甲介质斜 射入乙介质，测量并记录入射角和折射角大小；改变光束射向点的角度，进行多次实验， 数据如表所示： 实验次数 1 2 3 4 入射角 10° 20° 30° 40° 折射角 151° 307° 486° 738° （1）光从甲介质斜射入乙介质发生折射时，折射角 入射角；折射角随着入射角 的增大而 。 （2）做完第4 次实验后，同学们又使一束光从乙介质中以738°的入射角射入甲介质， 测得折射角恰好为40°，这说明在折射现象中， 。 25．（2023•新民市校级模拟）在探究光的折射规律时，从水面上方看水中的物体变浅了， 为了确定水中物体所成像的位置，某学习小组进行了如下探究： ．把一个小灯泡放在水中某处，观察灯泡所成像的位置。 B．将另一个相同的小灯泡b 放在水面上方，调整其位置，使它的像与灯泡的像重合。 ．用刻度尺测量灯泡b 到水面的距离。 （1）测量时，把刻度尺的零刻度线对准灯泡b，水面处对应的刻度如图甲所示，则灯泡 b 到水面的距离为 mm。 （2）灯泡的像到水面的距离与灯泡b 到水面的距离一定相等，依据是平面镜所成的像 。 ．是虚像 B．和物体大小相等 ．和物体到镜面的距离相等 D．和物体的连线与镜面垂直 （3）测量时，如果直接将刻度尺竖直插入水中，使看到的零刻度线与灯泡的像重合， 则刻度尺在水面处的示数表示 到水面的距离。 26．（2022 秋•平遥县期末）某同学在做探究光的折射特点实验，如图是光从空气射入水 中时的光路，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。通过实验还得到如表数据： （1）分析表中数据，可得出结论：光从空气斜射到水中时，折射角 （大于、等 于、小于）入射角。 （2）当光从水斜射入空气，入射角为113°时，则折射角为 。 （3）细心的小明发现，光从空气斜射到水面时，光不但会发生折射现象，还会发生 现象，反射角 （大于、等于、小于）入射角。 入射角α 0° 15° 30° 45° 60° 反射角β 0° 15° 30° 45° 60° 折射角γ 0° 113° 221° 354° 409° 【题型4 作光的折射光路图】 27．（2023•盐都区三模）将一枚硬币放在空碗的底部，小明向后退到恰好看不到硬币的位 置，小华向碗里缓缓注水，小明的眼睛、碗、硬币的位置不移动，当水面升高到B 位置 时，小明看到硬币的左边缘；小华继续加水到D 位置时，小明又看到硬币的右边缘。下 列图中虚线表示看到硬币左边缘的光路，能正确表示实际看到硬币右边缘的光路图是（ ） ． B． ． D． 28．（2023•常州）海洋公内，北极熊站立在方形透明水族箱内，头在水面上、身体在水面 下。水族箱外的游客居然看到了北极熊“身首异处”的奇异场景，如图所示，游客看到 熊身体的光路图是（ ） ． B． ． D． 29．（2022 秋•叶县期末）如图所示，鱼在清澈的水中游动，可以看得很清楚，然而当一 同学沿着看见鱼的方向去叉鱼时，却叉不到，在如图所示的光路图中，能正确说明叉不 到鱼原因的是（ ） ． B． ． D． 30．（2023•大冶市模拟）如图所示，在清水池底水平放置一平面镜，一束光射向水面的点， 经水折射和平面镜反射后射向水面的B 点，请作出该过程的光路图。 31．（2023•高新区校级一模）在图中画出垂直于空心三角形玻璃砖的光线经过玻璃砖射出 的光路图。 32．（2022 秋•东洲区期末）池底点射出的光线经过水面折射进入B 点的人眼，点是人眼 看到的池底点像的位置。请你在图中画出入射光线、折射光线。 33．（2023•徐州一模）如图所示，一束光从空气射入水中，请在图中大致准确的位置画出 折射光线。 34．（2022 秋•通许县期末）如图所示，一束激光从空气中射到半圆形玻璃砖上（为圆 心），发生了反射和折射，请在图中画出反射光线和折射光线。 【题型5 光学实验设计与探究】 35．（2022 秋•大兴区期末）下列问题中，属于可探究的科学问题的是（ ） ．凹透镜对光线有什么作用？ B．平面镜成像的大小与哪些因素有关？ ．为什么经常玩手机游戏会导致视力下降？ D．光在折射时，折射角会随入射角的增大而增大吗？ 36．（2022 秋•无锡期末）小明的书桌放在靠南的窗边，冬日的暖阳斜射在玻璃圆镜上， 在房间竖直雪白的墙壁上留下块规则的光斑，他将一支铅笔放在玻璃圆镜正上方约10m 处，墙上光斑中出现了两个黑色的阴影。 （1）光斑的形成是因为光的 ，影子的形成是由于光的 造成的。 （2）若想将光斑位置下移，应使圆镜沿水平方向 （选填“远离”或“靠近”）墙 面。 （3）为什么墙上有两个黑影呢？小明进行了探究，发现如图甲和乙所示，当笔放在玻 璃圆镜上时，两个黑影紧挨着，改变铅笔和玻璃圆镜的距离，两个黑影距离增大，于是 他认为两个黑影中一个是铅笔的影子，另一个是铅笔通过平面镜所成的 像（选填 “虚”或“实”）。他的猜想是否有道理 。（选填“是”或“否”） 37．（2023•海陵区校级三模）在“制作小孔成像观察仪”活动中，小明把制作好的圆筒插 入易拉罐中，如图甲所示，圆筒的端是半透明薄纸制成的光屏。 （1）在光屏上得到的像是倒立的，这说明了光 ； （2）用制成的小孔成像观察仪观察静物时，小明移动圆筒位置，增大光屏与小孔之间 距离，则光屏上像将 （填“变大”、“不变”、“变小”）； （3）小明拿掉圆筒上的光屏，仍然像刚才那样观察，他 （选填“能”或“不 能”）观察到像； （4）若把圆形小孔换成大小差不多的正方形或长方形小孔，则像将 （选填 “有变化”或“没有变化”）； （5）一束光通过三棱镜会发生偏折。如图乙，现在用互相平行的一束红光与一束紫光 （紫光在上）照向三棱镜，在三棱镜右边放置一块光屏，则光屏上可能观察到的现象有 。 ①红光在上，紫光在下 ②紫光在上，红光在下 ③光屏上只有一个光斑 38．（2023•姑苏区校级二模）小明想研究“看到的水中物体的位置是否和观察者的位置有 关”，他选择了一块涂有白漆的铁板、水槽、红色和蓝色的两块圆形小磁铁等器材进行 实验。小明把红色磁铁吸在铁板上，然后将铁板竖直放入水中后，站在水槽旁进行观察。 （1）如图甲所示，他看到红色磁铁的像′，′是由于光的 形成的