17.(跨学科·物理)由实验可以发现,光从空气斜射入水中时,传播方向发生了偏折,这种现象叫光的折射. 光线从空气斜射入水中会产生折射现象,同时光线从水斜射入空气中也会发生折射现象.
(1)如图①,直线AB与CD相交于点F,一束光线沿CD射入水面,在点F处发生折射,沿FE射入水中,若∠1 =40°,∠2 =28°,求∠DFE的度数;
(2)如图②,光线EF从空气斜射入水中,再从水斜射入空气中,形成光线GH,根据光学知识有∠1 =∠2,∠3 =∠4,请判断光线EF与光线GH的位置关系,并说明理由.

(1)如图①,直线AB与CD相交于点F,一束光线沿CD射入水面,在点F处发生折射,沿FE射入水中,若∠1 =40°,∠2 =28°,求∠DFE的度数;
(2)如图②,光线EF从空气斜射入水中,再从水斜射入空气中,形成光线GH,根据光学知识有∠1 =∠2,∠3 =∠4,请判断光线EF与光线GH的位置关系,并说明理由.
答案
17. (1) $∠ DFE = 12°$.
(2) $GH// EF$,理由略.
(2) $GH// EF$,理由略.
解析
【分析】
(1) 解题思路:首先利用对顶角相等的性质,找到和∠1相等的对顶角∠BFD,再观察图形可知∠DFE是∠BFD减去∠2的差,代入已知角度计算即可。
(2) 解题思路:判断两条直线的位置关系优先考虑平行,要证EF平行GH,可证明两条直线被FG所截形成的内错角相等。结合平角为180°的性质,用已知的∠1=∠2、∠3=∠4,推导两个内错角相等,即可得到平行结论。
【解析】
(1) 解:
∵ 直线AB与CD相交于点F,∠1和∠BFD是对顶角
∴ $∠ BFD=∠ 1=40°$(对顶角相等)
又
∵ $∠ 2=28°$
∴ $∠ DFE=∠ BFD-∠ 2=40°-28°=12°$
(2) 解:$\boldsymbol{EF// GH}$,理由如下:
由平角的定义可得:
$∠ 3+∠ 1+∠ EFG=180°$,$∠ 4+∠ 2+∠ HGF=180°$
∵ $∠ 1=∠ 2$,$∠ 3=∠ 4$
∴ $180°-∠ 3-∠ 1=180°-∠ 4-∠ 2$,即$∠ EFG=∠ HGF$
∴ $EF// GH$(内错角相等,两直线平行)
【答案】
(1) $∠ DFE=12°$
(2) $EF// GH$
【知识点】
对顶角的性质,平角的定义,平行线的判定
【点评】
本题结合物理中光的折射现象考查几何基础知识点,属于跨学科综合题,难度较低,解题的关键是准确识别图形中的角的位置关系,结合已知条件推导角的等量关系即可求解。
【难度系数】
0.7
(1) 解题思路:首先利用对顶角相等的性质,找到和∠1相等的对顶角∠BFD,再观察图形可知∠DFE是∠BFD减去∠2的差,代入已知角度计算即可。
(2) 解题思路:判断两条直线的位置关系优先考虑平行,要证EF平行GH,可证明两条直线被FG所截形成的内错角相等。结合平角为180°的性质,用已知的∠1=∠2、∠3=∠4,推导两个内错角相等,即可得到平行结论。
【解析】
(1) 解:
∵ 直线AB与CD相交于点F,∠1和∠BFD是对顶角
∴ $∠ BFD=∠ 1=40°$(对顶角相等)
又
∵ $∠ 2=28°$
∴ $∠ DFE=∠ BFD-∠ 2=40°-28°=12°$
(2) 解:$\boldsymbol{EF// GH}$,理由如下:
由平角的定义可得:
$∠ 3+∠ 1+∠ EFG=180°$,$∠ 4+∠ 2+∠ HGF=180°$
∵ $∠ 1=∠ 2$,$∠ 3=∠ 4$
∴ $180°-∠ 3-∠ 1=180°-∠ 4-∠ 2$,即$∠ EFG=∠ HGF$
∴ $EF// GH$(内错角相等,两直线平行)
【答案】
(1) $∠ DFE=12°$
(2) $EF// GH$
【知识点】
对顶角的性质,平角的定义,平行线的判定
【点评】
本题结合物理中光的折射现象考查几何基础知识点,属于跨学科综合题,难度较低,解题的关键是准确识别图形中的角的位置关系,结合已知条件推导角的等量关系即可求解。
【难度系数】
0.7
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