6. 如图4-4-14所示,水面上方有一发光点$A_1$,水中另有一发光点$A_2$。人在空气中看到$A_2$在水中的位置与$A_1$在水中的像的位置相同。请画出:
(1)$A_1$发出的光经水面反射进入人眼的光路图。
(2)$A_2$发出的光进入人眼的光路图。

图4-4-14
(1)$A_1$发出的光经水面反射进入人眼的光路图。
(2)$A_2$发出的光进入人眼的光路图。
图4-4-14
答案
6.
解析
【分析】
要解决本题,需结合光的反射、折射规律及平面镜成像特点:① 根据平面镜成像规律,作出发光点A₁关于水面的对称点,即A₁在水中的像点;② 题目中“人看到A₂在水中的位置与A₁在水中的像位置相同”,说明A₂的虚像与A₁的像重合,由此确定两条光路的公共入射点;③ 分别根据光的反射规律画A₁的反射光路,根据光的折射规律画A₂的折射光路,注意光线箭头方向及法线的规范画法。
【解析】
1. 作A₁关于水面的对称点A₁',此为A₁经水面反射形成的像点;
2. 连接眼睛与A₁',该直线与水面的交点O即为两条光路的公共入射点;
3. 画A₁的反射光路:连接A₁与O,箭头方向从A₁指向O(入射光线);连接O与眼睛,箭头方向从O指向眼睛(反射光线),符合光的反射定律;
4. 画A₂的折射光路:连接A₂与O,箭头方向从A₂指向O(入射光线,光从水射入空气);连接O与眼睛,箭头方向从O指向眼睛(折射光线),且折射光线远离法线,符合光从水斜射入空气时折射角大于入射角的规律。
【答案】
(对应正确光路图,即题目给出的答图4-37)
【知识点】
光的反射定律、平面镜成像特点、光的折射规律
【点评】
本题是光学作图的综合题,将光的反射、平面镜成像与光的折射结合考查,需灵活运用规律确定入射点并规范画光路,是初中光学的重点题型,能检验学生对光学规律的综合应用能力。
【难度系数】
0.5
要解决本题,需结合光的反射、折射规律及平面镜成像特点:① 根据平面镜成像规律,作出发光点A₁关于水面的对称点,即A₁在水中的像点;② 题目中“人看到A₂在水中的位置与A₁在水中的像位置相同”,说明A₂的虚像与A₁的像重合,由此确定两条光路的公共入射点;③ 分别根据光的反射规律画A₁的反射光路,根据光的折射规律画A₂的折射光路,注意光线箭头方向及法线的规范画法。
【解析】
1. 作A₁关于水面的对称点A₁',此为A₁经水面反射形成的像点;
2. 连接眼睛与A₁',该直线与水面的交点O即为两条光路的公共入射点;
3. 画A₁的反射光路:连接A₁与O,箭头方向从A₁指向O(入射光线);连接O与眼睛,箭头方向从O指向眼睛(反射光线),符合光的反射定律;
4. 画A₂的折射光路:连接A₂与O,箭头方向从A₂指向O(入射光线,光从水射入空气);连接O与眼睛,箭头方向从O指向眼睛(折射光线),且折射光线远离法线,符合光从水斜射入空气时折射角大于入射角的规律。
【答案】
(对应正确光路图,即题目给出的答图4-37)
【知识点】
光的反射定律、平面镜成像特点、光的折射规律
【点评】
本题是光学作图的综合题,将光的反射、平面镜成像与光的折射结合考查,需灵活运用规律确定入射点并规范画光路,是初中光学的重点题型,能检验学生对光学规律的综合应用能力。
【难度系数】
0.5
7. 一束激光沿 AO 射到半圆玻璃砖的表面(O 为圆心),如图 4-4-15 所示。
(1)在图中画出光在玻璃砖上表面的反射光 OC。
(2)在图中标出光在玻璃砖中的折射角 r,此时折射角 r
(3)现有一支能够发出同色激光的激光笔,请设计实验验证:在折射现象中,光路是可逆的。你的实验操作是

(1)在图中画出光在玻璃砖上表面的反射光 OC。
(2)在图中标出光在玻璃砖中的折射角 r,此时折射角 r
小于
(选填“大于”“等于”或“小于”)60°。(3)现有一支能够发出同色激光的激光笔,请设计实验验证:在折射现象中,光路是可逆的。你的实验操作是
使激光笔发出的光线沿 BO 射入玻璃砖,观察折射光线是否沿 OA 射出
。答案
7.(1)
(2)小于
(3)使激光笔发出的光线沿 BO 射入玻璃砖,观察折射光线是否沿 OA 射出
解析
【分析】
要解决这道题,需结合光的反射定律、折射定律及光路可逆性的实验设计思路:
1. 第(1)问:先确定法线(过O点垂直于玻璃砖上表面的虚线),计算入射角(入射光线AO与法线的夹角,等于90°减去AO与上表面的30°,即60°),根据反射定律(反射角等于入射角),在法线另一侧画出反射光线OC,使反射角为60°。
2. 第(2)问:光从空气斜射入玻璃时,折射角小于入射角,由此判断折射角r与60°的大小关系。
3. 第(3)问:验证光路可逆,只需让光线逆着原来的折射光线入射,观察折射光线是否沿原来的入射光线射出即可。
【解析】
(1)过O点作垂直于玻璃砖上表面的法线(虚线),入射光线AO与上表面夹角为30°,则入射角为90°-30°=60°。根据光的反射定律,反射角等于入射角,在法线另一侧画出反射光线OC,使反射角为60°,如图(对应答图4-38)。
(2)光从空气斜射入玻璃中,根据折射定律,折射角小于入射角,本题中入射角为60°,因此折射角r小于60°。
(3)验证折射现象中光路可逆,实验操作是:使激光笔发出的光线沿BO方向射入玻璃砖,观察折射光线是否沿OA方向射出。
【答案】
(1)如答图4-38所示;(2)小于;(3)使激光笔发出的光线沿BO方向射入玻璃砖,观察折射光线是否沿OA方向射出
【知识点】
光的反射定律、光的折射定律、光路可逆性
【点评】
本题考查光学基础规律的应用及实验设计,难度适中,需掌握反射角、入射角的计算,折射规律,以及光路可逆的实验方法,是光学部分的常规题型。
【难度系数】
0.6
要解决这道题,需结合光的反射定律、折射定律及光路可逆性的实验设计思路:
1. 第(1)问:先确定法线(过O点垂直于玻璃砖上表面的虚线),计算入射角(入射光线AO与法线的夹角,等于90°减去AO与上表面的30°,即60°),根据反射定律(反射角等于入射角),在法线另一侧画出反射光线OC,使反射角为60°。
2. 第(2)问:光从空气斜射入玻璃时,折射角小于入射角,由此判断折射角r与60°的大小关系。
3. 第(3)问:验证光路可逆,只需让光线逆着原来的折射光线入射,观察折射光线是否沿原来的入射光线射出即可。
【解析】
(1)过O点作垂直于玻璃砖上表面的法线(虚线),入射光线AO与上表面夹角为30°,则入射角为90°-30°=60°。根据光的反射定律,反射角等于入射角,在法线另一侧画出反射光线OC,使反射角为60°,如图(对应答图4-38)。
(2)光从空气斜射入玻璃中,根据折射定律,折射角小于入射角,本题中入射角为60°,因此折射角r小于60°。
(3)验证折射现象中光路可逆,实验操作是:使激光笔发出的光线沿BO方向射入玻璃砖,观察折射光线是否沿OA方向射出。
【答案】
(1)如答图4-38所示;(2)小于;(3)使激光笔发出的光线沿BO方向射入玻璃砖,观察折射光线是否沿OA方向射出
【知识点】
光的反射定律、光的折射定律、光路可逆性
【点评】
本题考查光学基础规律的应用及实验设计,难度适中,需掌握反射角、入射角的计算,折射规律,以及光路可逆的实验方法,是光学部分的常规题型。
【难度系数】
0.6
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