1.光在水中的传播速度约为空气中传播速度的$\frac{3}{4}$,光在玻璃中的传播速度约为空气中传播速度的$\frac{2}{3}$。当光从空气中斜射入水中时,折射光线偏向法线;当光从空气中以同一入射角斜射入玻璃中时,折射光线也偏向法线且偏折程度更大。大量实验表明,光的折射现象与光在介质中传播的速度有关。据此,当光从玻璃中斜射入水中时,折射光线会偏离法线还是偏向法线?为什么?
答案
1.折射光线会偏离法线。光在空气中传播得快,在水中传播得慢;当光从空气中斜射入水中时,折射光线偏向法线;当光从传播速度大的介质斜射入传播速度小的介质中时,折射光线偏向法线。根据题意,光在水中传播的速度大于在玻璃中传播的速度,因此当光从玻璃中斜射入水中时,折射光线会偏离法线。
解析
【分析】
首先梳理题目给出的关键信息:一是三种介质的光速大小关系:光在空气中的速度最大,水中速度为空气的$\frac{3}{4}$,玻璃中为空气的$\frac{2}{3}$,因此$v_{水}>v_{玻璃}$;二是折射规律:光从传播速度大的介质斜射入传播速度小的介质时,折射光线偏向法线。接下来分析问题:题目要求判断光从玻璃(光速小)斜射入水中(光速大)时的折射情况,需结合上述规律,判断入射的速度方向,进而得出折射光线的偏折方向。
【解析】
1. 确定介质的光速大小:由题意,光在水中的速度$v_{水}=\frac{3}{4}v_{空气}$,在玻璃中的速度$v_{玻璃}=\frac{2}{3}v_{空气}$,比较可得$v_{水}>v_{玻璃}$,即玻璃中光速小于水中光速。
2. 提取折射规律:题目明确,当光从传播速度大的介质斜射入传播速度小的介质时,折射光线偏向法线;反之,当光从传播速度小的介质斜射入传播速度大的介质时,折射光线偏离法线。
3. 判断折射方向:光从玻璃(传播速度小的介质)斜射入水中(传播速度大的介质),符合“从速度小的介质斜射入速度大的介质”的情况,因此折射光线会偏离法线。
【答案】
折射光线会偏离法线。光在空气中传播得快,在水中传播得慢;当光从空气中斜射入水中时,折射光线偏向法线;当光从传播速度大的介质斜射入传播速度小的介质中时,折射光线偏向法线。根据题意,光在水中传播的速度大于在玻璃中传播的速度,因此当光从玻璃中斜射入水中时,折射光线会偏离法线。
【知识点】
光的折射规律、光速与介质的关系
【点评】
本题结合实验现象给出折射相关规律,考查学生的信息提取与规律应用能力,需准确判断不同介质的光速大小,再对应折射规律分析,是对知识迁移能力的基础考查,难度适中。
【难度系数】
0.5
首先梳理题目给出的关键信息:一是三种介质的光速大小关系:光在空气中的速度最大,水中速度为空气的$\frac{3}{4}$,玻璃中为空气的$\frac{2}{3}$,因此$v_{水}>v_{玻璃}$;二是折射规律:光从传播速度大的介质斜射入传播速度小的介质时,折射光线偏向法线。接下来分析问题:题目要求判断光从玻璃(光速小)斜射入水中(光速大)时的折射情况,需结合上述规律,判断入射的速度方向,进而得出折射光线的偏折方向。
【解析】
1. 确定介质的光速大小:由题意,光在水中的速度$v_{水}=\frac{3}{4}v_{空气}$,在玻璃中的速度$v_{玻璃}=\frac{2}{3}v_{空气}$,比较可得$v_{水}>v_{玻璃}$,即玻璃中光速小于水中光速。
2. 提取折射规律:题目明确,当光从传播速度大的介质斜射入传播速度小的介质时,折射光线偏向法线;反之,当光从传播速度小的介质斜射入传播速度大的介质时,折射光线偏离法线。
3. 判断折射方向:光从玻璃(传播速度小的介质)斜射入水中(传播速度大的介质),符合“从速度小的介质斜射入速度大的介质”的情况,因此折射光线会偏离法线。
【答案】
折射光线会偏离法线。光在空气中传播得快,在水中传播得慢;当光从空气中斜射入水中时,折射光线偏向法线;当光从传播速度大的介质斜射入传播速度小的介质中时,折射光线偏向法线。根据题意,光在水中传播的速度大于在玻璃中传播的速度,因此当光从玻璃中斜射入水中时,折射光线会偏离法线。
【知识点】
光的折射规律、光速与介质的关系
【点评】
本题结合实验现象给出折射相关规律,考查学生的信息提取与规律应用能力,需准确判断不同介质的光速大小,再对应折射规律分析,是对知识迁移能力的基础考查,难度适中。
【难度系数】
0.5
2. 阅读下面材料,回答问题。
海市蜃楼
如图所示,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一种气温梯度,由于空气密度不同,远处物体射向空中的光会在气温梯度分界处发生折射。
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(光照射到两种介质的界面上时,光线全部被反射回原介质的现象称为全反射现象),光反射回地面,人们逆着光看去,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,但总是可望而不可即。
(1)海市蜃楼,是太阳使地面温度上升后形成一种
(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

海市蜃楼
如图所示,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一种气温梯度,由于空气密度不同,远处物体射向空中的光会在气温梯度分界处发生折射。
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(光照射到两种介质的界面上时,光线全部被反射回原介质的现象称为全反射现象),光反射回地面,人们逆着光看去,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,但总是可望而不可即。
(1)海市蜃楼,是太阳使地面温度上升后形成一种
气温梯度
,以致空气密度不同,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
(填“虚”或“实”)像,而太阳实际位置在地平线下
方。答案
2.(1)气温梯度 折射 (2)虚 下
解析
【分析】
本题需结合材料内容和光的折射相关知识解答:第(1)问直接从材料中提取对应信息;第(2)问需理解大气层密度不均导致光的折射,进而判断太阳的像的虚实和实际位置。
【解析】
(1) 阅读材料可知,太阳使地面温度上升后形成气温梯度,空气密度不同,光线会在气温梯度分界处发生折射,因此对应填空。
(2) 早晨时,地球大气层的密度不均匀,太阳发出的光线穿过大气层时会发生折射,我们逆着折射光线看到的是太阳的虚像;由于折射光线向上偏折,看到的虚像位置比实际太阳位置高,所以太阳实际位置在地平线下方。
【答案】
(1)气温梯度 折射 (2)虚 下
【知识点】
光的折射、海市蜃楼成因
【点评】
本题结合自然现象考查光的折射的应用,要求学生仔细阅读材料提取关键信息,理解折射现象的实际体现,难度适中。
【难度系数】
0.6
本题需结合材料内容和光的折射相关知识解答:第(1)问直接从材料中提取对应信息;第(2)问需理解大气层密度不均导致光的折射,进而判断太阳的像的虚实和实际位置。
【解析】
(1) 阅读材料可知,太阳使地面温度上升后形成气温梯度,空气密度不同,光线会在气温梯度分界处发生折射,因此对应填空。
(2) 早晨时,地球大气层的密度不均匀,太阳发出的光线穿过大气层时会发生折射,我们逆着折射光线看到的是太阳的虚像;由于折射光线向上偏折,看到的虚像位置比实际太阳位置高,所以太阳实际位置在地平线下方。
【答案】
(1)气温梯度 折射 (2)虚 下
【知识点】
光的折射、海市蜃楼成因
【点评】
本题结合自然现象考查光的折射的应用,要求学生仔细阅读材料提取关键信息,理解折射现象的实际体现,难度适中。
【难度系数】
0.6
1. 太阳光通过三棱镜后被分解为不同颜色的光,在光屏上形成一条彩色光带。这种现象在物理学中称为光的
色散
。答案
1. 色散
解析
【分析】这道题考查光学中的基础概念,解题时需回忆太阳光通过三棱镜分解为不同色光这一现象的物理名称,直接对应相关知识点即可得出答案。
【解析】太阳光属于复色光,通过三棱镜后会被分解成红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫七种单色光,这种复色光分解为单色光的现象在物理学中称为光的色散,因此横线处应填“色散”。
【答案】色散
【知识点】光的色散
【点评】本题属于光学基础概念识记题,难度较低,主要考查学生对光的色散现象基本定义的掌握情况。
【难度系数】0.9
【解析】太阳光属于复色光,通过三棱镜后会被分解成红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫七种单色光,这种复色光分解为单色光的现象在物理学中称为光的色散,因此横线处应填“色散”。
【答案】色散
【知识点】光的色散
【点评】本题属于光学基础概念识记题,难度较低,主要考查学生对光的色散现象基本定义的掌握情况。
【难度系数】0.9
2.白光可分解为
3.
学习要点巩固
红
、橙
、黄
、绿
、蓝
、靛
、紫
七种颜色的光。可见,白光是由各种色光
混合而成的。3.
红
、绿
、蓝
三种颜色的光被称为光的“三原色”。学习要点巩固
答案
2. 红 橙 黄 绿 蓝 靛 紫 各种色光
3. 红 绿 蓝
3. 红 绿 蓝
解析
【分析】这是光学部分关于光的色散和色光三原色的基础识记题,解题时需回忆相关概念:白光通过三棱镜会发生色散,分解为七种色光,而光的三原色是特定的三种色光,需准确记忆这些知识点来填空。
【解析】第2题,根据光的色散实验结论,白光可分解为红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫七种颜色的光,由此可知白光是由各种色光混合而成的;第3题,光学中明确红、绿、蓝三种颜色的光被称为光的“三原色”。
【答案】2. 红 橙 黄 绿 蓝 靛 紫 各种色光;3. 红 绿 蓝
【知识点】光的色散、色光的三原色
【点评】本题考查光学基础概念,属于识记类题目,难度较低,主要考查学生对光的色散现象及色光三原色的掌握程度。
【难度系数】0.9
【解析】第2题,根据光的色散实验结论,白光可分解为红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫七种颜色的光,由此可知白光是由各种色光混合而成的;第3题,光学中明确红、绿、蓝三种颜色的光被称为光的“三原色”。
【答案】2. 红 橙 黄 绿 蓝 靛 紫 各种色光;3. 红 绿 蓝
【知识点】光的色散、色光的三原色
【点评】本题考查光学基础概念,属于识记类题目,难度较低,主要考查学生对光的色散现象及色光三原色的掌握程度。
【难度系数】0.9
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