1.(2025·苏州新区期中)如图

所示是小明眼睛在$N$点看到鱼缸内$M$点处鹅卵石的光路图。鱼缸内注入更多水后,小明的眼睛在$N$点仍然可以看到鹅卵石。下图中带箭头的虚线代表原来的光路,能正确反映水变多后小明看到鹅卵石的光路图的是()

所示是小明眼睛在$N$点看到鱼缸内$M$点处鹅卵石的光路图。鱼缸内注入更多水后,小明的眼睛在$N$点仍然可以看到鹅卵石。下图中带箭头的虚线代表原来的光路,能正确反映水变多后小明看到鹅卵石的光路图的是()
答案
C
【分析】
要解决这道题,需明确人看到水中鹅卵石的原理:鹅卵石反射的光从水中斜射入空气时发生折射,折射光线进入人眼,人眼逆着折射光线看到虚像。当注入更多水后,水面上升,人眼位置N不变,因此折射光线仍需到达N点,需根据光的折射规律判断入射点和光路的变化:折射光线方向不变(指向N点),法线始终垂直水面,因此新的入射点会向左移动,入射光线从M点指向新入射点,折射角大于入射角,符合规律的即为正确选项。
【解析】
1. 人看到水中物体的原理:水中鹅卵石反射的光经水面折射后进入人眼,折射角大于入射角,人眼逆着折射光线看到虚像。
2. 注入更多水后,水面升高,人眼位置N不变,折射光线需仍到达N点,因此新的入射点在原入射点左侧。
3. 根据光的折射规律,光从水斜射入空气时,折射光线远离法线,结合上述入射点位置,符合该光路的是选项C。
【答案】
C
【知识点】
光的折射现象
【点评】
本题结合鱼缸加水的生活场景,考查光的折射规律的应用,需明确折射光线与入射点的变化关系,难度适中。
【难度系数】
0.6
【分析】
要解决这道题,需明确人看到水中鹅卵石的原理:鹅卵石反射的光从水中斜射入空气时发生折射,折射光线进入人眼,人眼逆着折射光线看到虚像。当注入更多水后,水面上升,人眼位置N不变,因此折射光线仍需到达N点,需根据光的折射规律判断入射点和光路的变化:折射光线方向不变(指向N点),法线始终垂直水面,因此新的入射点会向左移动,入射光线从M点指向新入射点,折射角大于入射角,符合规律的即为正确选项。
【解析】
1. 人看到水中物体的原理:水中鹅卵石反射的光经水面折射后进入人眼,折射角大于入射角,人眼逆着折射光线看到虚像。
2. 注入更多水后,水面升高,人眼位置N不变,折射光线需仍到达N点,因此新的入射点在原入射点左侧。
3. 根据光的折射规律,光从水斜射入空气时,折射光线远离法线,结合上述入射点位置,符合该光路的是选项C。
【答案】
C
【知识点】
光的折射现象
【点评】
本题结合鱼缸加水的生活场景,考查光的折射规律的应用,需明确折射光线与入射点的变化关系,难度适中。
【难度系数】
0.6
解析
【分析】
要解决这道题,需明确人看到水中鹅卵石的原理:鹅卵石反射的光从水中斜射入空气时发生折射,折射光线进入人眼,人眼逆着折射光线看到虚像。当注入更多水后,水面上升,人眼位置N不变,因此折射光线仍需到达N点,需根据光的折射规律判断入射点和光路的变化:折射光线方向不变(指向N点),法线始终垂直水面,因此新的入射点会向左移动,入射光线从M点指向新入射点,折射角大于入射角,符合规律的即为正确选项。
【解析】
1. 人看到水中物体的原理:水中鹅卵石反射的光经水面折射后进入人眼,折射角大于入射角,人眼逆着折射光线看到虚像。
2. 注入更多水后,水面升高,人眼位置N不变,折射光线需仍到达N点,因此新的入射点在原入射点左侧。
3. 根据光的折射规律,光从水斜射入空气时,折射光线远离法线,结合上述入射点位置,符合该光路的是选项C。
【答案】
C
【知识点】
光的折射现象
【点评】
本题结合鱼缸加水的生活场景,考查光的折射规律的应用,需明确折射光线与入射点的变化关系,难度适中。
【难度系数】
0.6
要解决这道题,需明确人看到水中鹅卵石的原理:鹅卵石反射的光从水中斜射入空气时发生折射,折射光线进入人眼,人眼逆着折射光线看到虚像。当注入更多水后,水面上升,人眼位置N不变,因此折射光线仍需到达N点,需根据光的折射规律判断入射点和光路的变化:折射光线方向不变(指向N点),法线始终垂直水面,因此新的入射点会向左移动,入射光线从M点指向新入射点,折射角大于入射角,符合规律的即为正确选项。
【解析】
1. 人看到水中物体的原理:水中鹅卵石反射的光经水面折射后进入人眼,折射角大于入射角,人眼逆着折射光线看到虚像。
2. 注入更多水后,水面升高,人眼位置N不变,折射光线需仍到达N点,因此新的入射点在原入射点左侧。
3. 根据光的折射规律,光从水斜射入空气时,折射光线远离法线,结合上述入射点位置,符合该光路的是选项C。
【答案】
C
【知识点】
光的折射现象
【点评】
本题结合鱼缸加水的生活场景,考查光的折射规律的应用,需明确折射光线与入射点的变化关系,难度适中。
【难度系数】
0.6
2.(2025·南京玄武期中)有一茶碗,看起来是空的,如图甲所示,慢慢往茶碗中倒水,发现碗中原来还藏着一枚硬币,如图乙所示。观察者眼睛所在的位置一定在图丙中的
()

A.范围①或范围⑦
B.范围②或范围⑥
C.范围③或范围⑤
D.范围④
()
A.范围①或范围⑦
B.范围②或范围⑥
C.范围③或范围⑤
D.范围④
答案
B
【分析】
要解决这个问题,需结合光的折射规律分析:碗中无水时,硬币反射的光沿直线传播,被碗壁遮挡,人眼无法看到硬币;倒入水后,硬币反射的光从水中斜射入空气中会发生折射,根据光的折射规律,光从光密介质(水)斜射入光疏介质(空气)时,折射角大于入射角,折射光线会远离法线,人眼逆着折射光线看去,会形成硬币的虚像。因此,要看到硬币,折射光线必须能进入人眼,需确定折射光线的传播范围,进而判断观察者眼睛的位置。
【解析】
当往茶碗中倒水后,硬币反射的光线从水中斜射入空气中,发生折射,折射角大于入射角,折射光线向远离法线的方向偏折。观察图丙可知,硬币的折射光线会向范围②和范围⑥的方向射出,只有观察者的眼睛在范围②或范围⑥时,才能接收到这些折射光线,从而看到硬币。若在范围①或⑦,光线向下无法进入人眼;范围③或⑤、范围④的位置无法接收到能看到硬币的折射光线,因此观察者眼睛所在位置一定在范围②或范围⑥,对应选项B。
【答案】
B
【知识点】
光的折射现象
【点评】
本题以生活中的“碗中藏硬币”现象为载体,考查光的折射规律的实际应用,核心是理解光从水斜射入空气时的折射特点,明确人眼看到虚像的原理,属于光学基础题,将物理知识与生活现象结合,难度适中。
【难度系数】
0.6
【分析】
要解决这个问题,需结合光的折射规律分析:碗中无水时,硬币反射的光沿直线传播,被碗壁遮挡,人眼无法看到硬币;倒入水后,硬币反射的光从水中斜射入空气中会发生折射,根据光的折射规律,光从光密介质(水)斜射入光疏介质(空气)时,折射角大于入射角,折射光线会远离法线,人眼逆着折射光线看去,会形成硬币的虚像。因此,要看到硬币,折射光线必须能进入人眼,需确定折射光线的传播范围,进而判断观察者眼睛的位置。
【解析】
当往茶碗中倒水后,硬币反射的光线从水中斜射入空气中,发生折射,折射角大于入射角,折射光线向远离法线的方向偏折。观察图丙可知,硬币的折射光线会向范围②和范围⑥的方向射出,只有观察者的眼睛在范围②或范围⑥时,才能接收到这些折射光线,从而看到硬币。若在范围①或⑦,光线向下无法进入人眼;范围③或⑤、范围④的位置无法接收到能看到硬币的折射光线,因此观察者眼睛所在位置一定在范围②或范围⑥,对应选项B。
【答案】
B
【知识点】
光的折射现象
【点评】
本题以生活中的“碗中藏硬币”现象为载体,考查光的折射规律的实际应用,核心是理解光从水斜射入空气时的折射特点,明确人眼看到虚像的原理,属于光学基础题,将物理知识与生活现象结合,难度适中。
【难度系数】
0.6
解析
【分析】
要解决这个问题,需结合光的折射规律分析:碗中无水时,硬币反射的光沿直线传播,被碗壁遮挡,人眼无法看到硬币;倒入水后,硬币反射的光从水中斜射入空气中会发生折射,根据光的折射规律,光从光密介质(水)斜射入光疏介质(空气)时,折射角大于入射角,折射光线会远离法线,人眼逆着折射光线看去,会形成硬币的虚像。因此,要看到硬币,折射光线必须能进入人眼,需确定折射光线的传播范围,进而判断观察者眼睛的位置。
【解析】
当往茶碗中倒水后,硬币反射的光线从水中斜射入空气中,发生折射,折射角大于入射角,折射光线向远离法线的方向偏折。观察图丙可知,硬币的折射光线会向范围②和范围⑥的方向射出,只有观察者的眼睛在范围②或范围⑥时,才能接收到这些折射光线,从而看到硬币。若在范围①或⑦,光线向下无法进入人眼;范围③或⑤、范围④的位置无法接收到能看到硬币的折射光线,因此观察者眼睛所在位置一定在范围②或范围⑥,对应选项B。
【答案】
B
【知识点】
光的折射现象
【点评】
本题以生活中的“碗中藏硬币”现象为载体,考查光的折射规律的实际应用,核心是理解光从水斜射入空气时的折射特点,明确人眼看到虚像的原理,属于光学基础题,将物理知识与生活现象结合,难度适中。
【难度系数】
0.6
要解决这个问题,需结合光的折射规律分析:碗中无水时,硬币反射的光沿直线传播,被碗壁遮挡,人眼无法看到硬币;倒入水后,硬币反射的光从水中斜射入空气中会发生折射,根据光的折射规律,光从光密介质(水)斜射入光疏介质(空气)时,折射角大于入射角,折射光线会远离法线,人眼逆着折射光线看去,会形成硬币的虚像。因此,要看到硬币,折射光线必须能进入人眼,需确定折射光线的传播范围,进而判断观察者眼睛的位置。
【解析】
当往茶碗中倒水后,硬币反射的光线从水中斜射入空气中,发生折射,折射角大于入射角,折射光线向远离法线的方向偏折。观察图丙可知,硬币的折射光线会向范围②和范围⑥的方向射出,只有观察者的眼睛在范围②或范围⑥时,才能接收到这些折射光线,从而看到硬币。若在范围①或⑦,光线向下无法进入人眼;范围③或⑤、范围④的位置无法接收到能看到硬币的折射光线,因此观察者眼睛所在位置一定在范围②或范围⑥,对应选项B。
【答案】
B
【知识点】
光的折射现象
【点评】
本题以生活中的“碗中藏硬币”现象为载体,考查光的折射规律的实际应用,核心是理解光从水斜射入空气时的折射特点,明确人眼看到虚像的原理,属于光学基础题,将物理知识与生活现象结合,难度适中。
【难度系数】
0.6
3. 如图所示,水池的宽度为$L$,在水池右侧正上方距离池底高度$H$处有一激光束,水池内无水时恰好在水池的左下角产生一个光斑。已知$L=H$,现向水池内注水,水面匀速上升,则光斑()

A.匀速向右移动,且移动速度小于水面上升速度
B.匀速向右移动,且移动速度大于水面上升速度
C.减速向右移动,但速度始终大于水面上升速度
D.加速向右移动,但速度始终小于水面上升速度
A.匀速向右移动,且移动速度小于水面上升速度
B.匀速向右移动,且移动速度大于水面上升速度
C.减速向右移动,但速度始终大于水面上升速度
D.加速向右移动,但速度始终小于水面上升速度
答案
A
【分析】
要解决该问题,需结合光的折射定律和几何关系分析光斑的移动规律:
1. 确定入射角:水池宽L,右侧激光点距池底高度H,且L=H,无水时激光沿直线传播到左下角,光线与竖直法线的夹角(入射角)为45°,且该入射角恒定(入射光线方向固定,水面上升不改变入射角)。
2. 分析水面上升后的入射点:当水面匀速上升到高度h时,入射点在水面上,由初始直线y=x(因L=H),得入射点坐标为(h,h)。
3. 推导光斑移动速度:光从空气射入水中,折射角r小于入射角45°且恒定(折射定律决定)。设光斑横坐标为x_p,由几何关系,折射光线的水平位移为$h·\tan r$,故$x_p=h - h\tan r$。对时间求导,水面上升速度$v=\frac{dh}{dt}$,则光斑速度$v_p=\frac{dx_p}{dt}=(1-\tan r)v$。因$\tan r<1$,故v_p<v,且v_p恒定,说明光斑匀速向右移动,速度小于水面上升速度。
【解析】
1. 初始光线的入射角:由L=H,无水时激光光线与竖直法线的夹角i满足$\tan i=\frac{L}{H}=1$,即i=45°,入射角恒定。
2. 水面上升后的入射点:当水面高度为h时,入射点坐标为(h,h)(由初始直线方程y=x推导)。
3. 折射定律应用:光从空气(折射率$n_1=1)$射入水(折射率$n_2=\frac{4}{3})$,由折射定律$n_1\sin i=n_2\sin r$,得$\sin r=\frac{\sin45°}{n_2}=\frac{3\sqrt{2}}{8}$,故r<45°,$\tan r$为定值且小于1。
4. 光斑速度推导:折射光线的水平位移为$h·\tan r$,因此光斑横坐标$x_p=h - h\tan r$。对时间求导,水面匀速上升,$\frac{dh}{dt}=v$,则光斑速度$v_p=(1-\tan r)v$,因$1-\tan r<1$,故v_p<v,且v_p恒定,说明光斑匀速向右移动,速度小于水面上升速度。
【答案】
A
【知识点】
光的折射定律、速度计算
【点评】
本题结合光的折射与运动速度分析,核心是利用折射定律确定折射角恒定,通过几何关系推导光斑速度与水面速度的关系,需掌握折射定律和运动的导数分析,属于中等难度的综合题。
【难度系数】
0.5
【分析】
要解决该问题,需结合光的折射定律和几何关系分析光斑的移动规律:
1. 确定入射角:水池宽L,右侧激光点距池底高度H,且L=H,无水时激光沿直线传播到左下角,光线与竖直法线的夹角(入射角)为45°,且该入射角恒定(入射光线方向固定,水面上升不改变入射角)。
2. 分析水面上升后的入射点:当水面匀速上升到高度h时,入射点在水面上,由初始直线y=x(因L=H),得入射点坐标为(h,h)。
3. 推导光斑移动速度:光从空气射入水中,折射角r小于入射角45°且恒定(折射定律决定)。设光斑横坐标为x_p,由几何关系,折射光线的水平位移为$h·\tan r$,故$x_p=h - h\tan r$。对时间求导,水面上升速度$v=\frac{dh}{dt}$,则光斑速度$v_p=\frac{dx_p}{dt}=(1-\tan r)v$。因$\tan r<1$,故v_p<v,且v_p恒定,说明光斑匀速向右移动,速度小于水面上升速度。
【解析】
1. 初始光线的入射角:由L=H,无水时激光光线与竖直法线的夹角i满足$\tan i=\frac{L}{H}=1$,即i=45°,入射角恒定。
2. 水面上升后的入射点:当水面高度为h时,入射点坐标为(h,h)(由初始直线方程y=x推导)。
3. 折射定律应用:光从空气(折射率$n_1=1)$射入水(折射率$n_2=\frac{4}{3})$,由折射定律$n_1\sin i=n_2\sin r$,得$\sin r=\frac{\sin45°}{n_2}=\frac{3\sqrt{2}}{8}$,故r<45°,$\tan r$为定值且小于1。
4. 光斑速度推导:折射光线的水平位移为$h·\tan r$,因此光斑横坐标$x_p=h - h\tan r$。对时间求导,水面匀速上升,$\frac{dh}{dt}=v$,则光斑速度$v_p=(1-\tan r)v$,因$1-\tan r<1$,故v_p<v,且v_p恒定,说明光斑匀速向右移动,速度小于水面上升速度。
【答案】
A
【知识点】
光的折射定律、速度计算
【点评】
本题结合光的折射与运动速度分析,核心是利用折射定律确定折射角恒定,通过几何关系推导光斑速度与水面速度的关系,需掌握折射定律和运动的导数分析,属于中等难度的综合题。
【难度系数】
0.5
解析
【分析】
要解决该问题,需结合光的折射定律和几何关系分析光斑的移动规律:首先确定激光的入射角,因L=H,无水时光线沿直线传播到左下角,入射角为45°且恒定;再分析水面上升时的入射点位置,利用折射定律确定折射角恒定;最后通过几何关系推导光斑移动速度与水面上升速度的关系,判断移动状态和速度大小。
【解析】
1. 确定入射角:水池宽$L$,右侧激光点距池底高度$H$,且$L=H$,无水时激光沿直线传播到左下角,光线与竖直法线的夹角(入射角)$i$满足$\tan i=\frac{L}{H}=1$,故$i=45°$,且入射光线方向固定,入射角恒定。
2. 分析水面上升后的入射点:设水面匀速上升的高度为$h$时,入射点坐标为$(h,h)$(由初始直线$y=x$推导)。
3. 应用折射定律:光从空气(折射率$n_1=1$)射入水(折射率$n_2=\frac{4}{3}$),由折射定律$n_1\sin i=n_2\sin r$,得$\sin r=\frac{\sin45°}{n_2}=\frac{3\sqrt{2}}{8}$,故折射角$r<45°$,$\tan r$为定值且小于1。
4. 推导光斑速度:折射光线的水平位移为$h·\tan r$,因此光斑横坐标$x_p=h - h\tan r$。因水面匀速上升,$\frac{dh}{dt}=v$(水面上升速度),对时间求导得光斑速度$v_p=\frac{dx_p}{dt}=(1-\tan r)v$。由于$1-\tan r<1$,故$v_p<v$,且$v_p$恒定,说明光斑匀速向右移动,速度小于水面上升速度。
【答案】
A
【知识点】
光的折射定律、速度计算
【点评】
本题结合光的折射与运动速度分析,核心是利用折射定律确定折射角恒定,通过几何关系推导光斑速度与水面速度的关系,需掌握折射定律和运动的导数分析,属于中等难度的综合题。
【难度系数】
0.5
要解决该问题,需结合光的折射定律和几何关系分析光斑的移动规律:首先确定激光的入射角,因L=H,无水时光线沿直线传播到左下角,入射角为45°且恒定;再分析水面上升时的入射点位置,利用折射定律确定折射角恒定;最后通过几何关系推导光斑移动速度与水面上升速度的关系,判断移动状态和速度大小。
【解析】
1. 确定入射角:水池宽$L$,右侧激光点距池底高度$H$,且$L=H$,无水时激光沿直线传播到左下角,光线与竖直法线的夹角(入射角)$i$满足$\tan i=\frac{L}{H}=1$,故$i=45°$,且入射光线方向固定,入射角恒定。
2. 分析水面上升后的入射点:设水面匀速上升的高度为$h$时,入射点坐标为$(h,h)$(由初始直线$y=x$推导)。
3. 应用折射定律:光从空气(折射率$n_1=1$)射入水(折射率$n_2=\frac{4}{3}$),由折射定律$n_1\sin i=n_2\sin r$,得$\sin r=\frac{\sin45°}{n_2}=\frac{3\sqrt{2}}{8}$,故折射角$r<45°$,$\tan r$为定值且小于1。
4. 推导光斑速度:折射光线的水平位移为$h·\tan r$,因此光斑横坐标$x_p=h - h\tan r$。因水面匀速上升,$\frac{dh}{dt}=v$(水面上升速度),对时间求导得光斑速度$v_p=\frac{dx_p}{dt}=(1-\tan r)v$。由于$1-\tan r<1$,故$v_p<v$,且$v_p$恒定,说明光斑匀速向右移动,速度小于水面上升速度。
【答案】
A
【知识点】
光的折射定律、速度计算
【点评】
本题结合光的折射与运动速度分析,核心是利用折射定律确定折射角恒定,通过几何关系推导光斑速度与水面速度的关系,需掌握折射定律和运动的导数分析,属于中等难度的综合题。
【难度系数】
0.5
4. (2025·泰州姜堰期末)如图所示为一束光线在空气和玻璃的分界面 AC 上发生反射和折射的现象,已知 $∠ 1=125°,∠ 2=$$∠ 3=30°$,则图中的入射光线是,折射角大小是,AC 的(填“上”或“下”)侧为玻璃。

答案
EO
35°
上
【分析】要解决这道题,需结合光的反射定律和折射定律分析:首先,光的反射定律指出反射角等于入射角,因此入射光线和反射光线与法线的夹角相等;光的折射定律中,当光从空气斜射入玻璃时,折射角小于入射角,反之则折射角大于入射角。步骤:1.确定界面与法线:AC是空气和玻璃的分界面,法线垂直于AC;2.区分光线类型:因∠2=∠3=30°,EO和OD与界面AC的夹角相等,故二者为入射光线和反射光线,剩余OB为折射光线;结合折射光线与入射光线分居法线两侧,判断入射光线为EO;3.计算折射角:先求∠BOC=180°-∠1=55°,法线垂直AC,因此折射角为90°-55°=35°;4.判断介质:入射角为60°,折射角35°小于入射角,说明光从空气进入玻璃,折射光线OB在AC上侧,故AC上侧为玻璃。
【解析】1.确定入射光线:根据反射定律,反射角等于入射角,即入射光线与反射光线和法线的夹角相等。已知∠2=∠3=30°,可知EO、OD与界面AC的夹角相等,因此EO和OD为入射光线、反射光线,OB为折射光线;结合折射光线与入射光线分居法线两侧,可判断入射光线为EO。2.计算折射角:∠BOC=180°-∠1=180°-125°=55°,法线垂直于AC,折射角是折射光线与法线的夹角,故折射角=90°-55°=35°。3.判断介质:入射角为入射光线EO与法线的夹角,即90°-∠2=60°,由于折射角35°<入射角60°,说明光从空气斜射入玻璃,折射光线OB在AC的上侧,因此AC的上侧为玻璃。
【答案】EO;35°;上
【知识点】光的反射定律、光的折射定律
【点评】本题考查光的反射与折射定律的综合应用,需准确区分入射、反射、折射光线,结合角度关系计算折射角,并根据折射角与入射角的大小关系判断介质,是光学基础应用题型,需牢记定律核心内容。
【难度系数】0.5
35°
上
【分析】要解决这道题,需结合光的反射定律和折射定律分析:首先,光的反射定律指出反射角等于入射角,因此入射光线和反射光线与法线的夹角相等;光的折射定律中,当光从空气斜射入玻璃时,折射角小于入射角,反之则折射角大于入射角。步骤:1.确定界面与法线:AC是空气和玻璃的分界面,法线垂直于AC;2.区分光线类型:因∠2=∠3=30°,EO和OD与界面AC的夹角相等,故二者为入射光线和反射光线,剩余OB为折射光线;结合折射光线与入射光线分居法线两侧,判断入射光线为EO;3.计算折射角:先求∠BOC=180°-∠1=55°,法线垂直AC,因此折射角为90°-55°=35°;4.判断介质:入射角为60°,折射角35°小于入射角,说明光从空气进入玻璃,折射光线OB在AC上侧,故AC上侧为玻璃。
【解析】1.确定入射光线:根据反射定律,反射角等于入射角,即入射光线与反射光线和法线的夹角相等。已知∠2=∠3=30°,可知EO、OD与界面AC的夹角相等,因此EO和OD为入射光线、反射光线,OB为折射光线;结合折射光线与入射光线分居法线两侧,可判断入射光线为EO。2.计算折射角:∠BOC=180°-∠1=180°-125°=55°,法线垂直于AC,折射角是折射光线与法线的夹角,故折射角=90°-55°=35°。3.判断介质:入射角为入射光线EO与法线的夹角,即90°-∠2=60°,由于折射角35°<入射角60°,说明光从空气斜射入玻璃,折射光线OB在AC的上侧,因此AC的上侧为玻璃。
【答案】EO;35°;上
【知识点】光的反射定律、光的折射定律
【点评】本题考查光的反射与折射定律的综合应用,需准确区分入射、反射、折射光线,结合角度关系计算折射角,并根据折射角与入射角的大小关系判断介质,是光学基础应用题型,需牢记定律核心内容。
【难度系数】0.5
解析
【分析】要解决本题,需结合光的反射定律和折射定律逐步分析:首先,根据光的反射定律,反射角等于入射角,因此入射光线与反射光线和法线的夹角相等;光的折射定律中,入射光线和折射光线分居法线两侧,且当光从空气斜射入玻璃时,折射角小于入射角,反之则折射角大于入射角。步骤如下:1. 确定界面与法线:AC是空气和玻璃的分界面,法线垂直于AC;2. 区分光线类型:已知∠2=∠3=30°,EO和OD与界面AC的夹角相等,故二者为入射光线和反射光线,剩余OB为折射光线;结合折射光线与入射光线分居法线两侧,判断入射光线为EO;3. 计算折射角:先求出∠BOC=180°-∠1=55°,因法线垂直AC,折射角是折射光线与法线的夹角,故折射角为90°-55°=35°;4. 判断介质:入射角为入射光线EO与法线的夹角,即90°-∠2=60°,由于折射角35°小于入射角60°,说明光从空气斜射入玻璃,折射光线OB在AC上侧,因此AC的上侧为玻璃。
【解析】1. 确定入射光线:根据光的反射定律,反射角等于入射角,即入射光线与反射光线和法线的夹角相等。已知∠2=∠3=30°,可知EO、OD与界面AC的夹角相等,因此EO和OD为入射光线、反射光线,OB为折射光线;结合折射光线与入射光线分居法线两侧,可判断入射光线为EO。2. 计算折射角:∠BOC=180°-∠1=180°-125°=55°,法线垂直于AC,折射角是折射光线与法线的夹角,故折射角=90°-55°=35°。3. 判断介质:入射角为入射光线EO与法线的夹角,即90°-∠2=60°,由于折射角35°<入射角60°,说明光从空气斜射入玻璃,折射光线OB在AC的上侧,因此AC的上侧为玻璃。
【答案】EO;35°;上
【知识点】光的反射定律、光的折射定律
【点评】本题考查光的反射与折射定律的综合应用,需准确区分入射、反射、折射光线,结合角度关系计算折射角,并根据折射角与入射角的大小关系判断介质,是光学基础应用题型,需牢记定律核心内容。
【难度系数】0.5
【解析】1. 确定入射光线:根据光的反射定律,反射角等于入射角,即入射光线与反射光线和法线的夹角相等。已知∠2=∠3=30°,可知EO、OD与界面AC的夹角相等,因此EO和OD为入射光线、反射光线,OB为折射光线;结合折射光线与入射光线分居法线两侧,可判断入射光线为EO。2. 计算折射角:∠BOC=180°-∠1=180°-125°=55°,法线垂直于AC,折射角是折射光线与法线的夹角,故折射角=90°-55°=35°。3. 判断介质:入射角为入射光线EO与法线的夹角,即90°-∠2=60°,由于折射角35°<入射角60°,说明光从空气斜射入玻璃,折射光线OB在AC的上侧,因此AC的上侧为玻璃。
【答案】EO;35°;上
【知识点】光的反射定律、光的折射定律
【点评】本题考查光的反射与折射定律的综合应用,需准确区分入射、反射、折射光线,结合角度关系计算折射角,并根据折射角与入射角的大小关系判断介质,是光学基础应用题型,需牢记定律核心内容。
【难度系数】0.5
5. 如图所示,装有水的长方体水槽水平放置,固定在左壁上的激光笔发出的一束红光射到水面上的O点,红光与水面的夹角是$45°$,反射光射到右壁上的A点,折射光射到右壁上的B点,则A点到水面的距离(填“大于”“小于”或“等于”)B点到水面的距离;往水槽内注水,水面上升2 cm,此时反射光射到右壁上的C点,C点在A点(填“上”或“下”)方,则A、C之间的距离(填“大于”“小于”或“等于”)2 cm。(点A、B、C未在图中标出)

答案
小于
上
大于
【分析】
要解决本题,需结合光的反射定律、折射规律及几何关系分析:
1. 光从空气斜射入水面时,同时发生反射和折射:根据反射定律,反射角等于入射角;根据折射规律,光从空气斜射入水中时,折射角小于入射角。
2. 先判断A、B到水面的距离:入射光线与水面夹角为45°,可算出入射角,结合反射、折射光线与水面的夹角关系,比较A、B的距离。
3. 分析水面上升后的变化:水面上升时,入射点左移,但入射角不变,反射光线方向与原反射光线平行,据此判断C点位置,再通过几何关系计算A、C的距离。
【解析】
1. 比较A、B到水面的距离:
入射光线与水面夹角为45°,则入射角=90°-45°=45°。根据反射定律,反射角=入射角=45°,故反射光线与水面夹角为45°;光从空气斜射入水中,折射角<入射角=45°,因此折射光线与水面的夹角=90°-折射角>45°。右壁到入射点的水平距离固定,反射光线与水面夹角更小,故反射光线在右壁的竖直高度(A到水面距离)小于折射光线的竖直深度(B到水面距离),即A点到水面的距离小于B点。
2. 判断C点位置:
水面上升2cm,入射光线与新水面的入射点向左移动,因入射角不变,反射光线方向与原反射光线平行,原反射光线射到A点,平行的新反射光线会射到A点上方,故C点在A点上方。
3. 比较A、C的距离:
入射光线与水面夹角为45°,水面上升Δh=2cm,入射点水平左移的距离Δx=Δh×tan45°=2cm;反射光线与水面夹角为45°,则反射光线在右壁的竖直位移为水平位移的2倍(几何关系推导得A、C间距为4cm),因此A、C之间的距离大于2cm。
【答案】
小于;上;大于
【知识点】
光的反射定律、光的折射规律
【点评】
本题结合光的反射和折射规律,分析水面变化后反射光线的移动,需明确反射光线方向不变的特点,以及几何关系的应用,考查学生对光学规律的理解和分析能力。
【难度系数】
0.5
上
大于
【分析】
要解决本题,需结合光的反射定律、折射规律及几何关系分析:
1. 光从空气斜射入水面时,同时发生反射和折射:根据反射定律,反射角等于入射角;根据折射规律,光从空气斜射入水中时,折射角小于入射角。
2. 先判断A、B到水面的距离:入射光线与水面夹角为45°,可算出入射角,结合反射、折射光线与水面的夹角关系,比较A、B的距离。
3. 分析水面上升后的变化:水面上升时,入射点左移,但入射角不变,反射光线方向与原反射光线平行,据此判断C点位置,再通过几何关系计算A、C的距离。
【解析】
1. 比较A、B到水面的距离:
入射光线与水面夹角为45°,则入射角=90°-45°=45°。根据反射定律,反射角=入射角=45°,故反射光线与水面夹角为45°;光从空气斜射入水中,折射角<入射角=45°,因此折射光线与水面的夹角=90°-折射角>45°。右壁到入射点的水平距离固定,反射光线与水面夹角更小,故反射光线在右壁的竖直高度(A到水面距离)小于折射光线的竖直深度(B到水面距离),即A点到水面的距离小于B点。
2. 判断C点位置:
水面上升2cm,入射光线与新水面的入射点向左移动,因入射角不变,反射光线方向与原反射光线平行,原反射光线射到A点,平行的新反射光线会射到A点上方,故C点在A点上方。
3. 比较A、C的距离:
入射光线与水面夹角为45°,水面上升Δh=2cm,入射点水平左移的距离Δx=Δh×tan45°=2cm;反射光线与水面夹角为45°,则反射光线在右壁的竖直位移为水平位移的2倍(几何关系推导得A、C间距为4cm),因此A、C之间的距离大于2cm。
【答案】
小于;上;大于
【知识点】
光的反射定律、光的折射规律
【点评】
本题结合光的反射和折射规律,分析水面变化后反射光线的移动,需明确反射光线方向不变的特点,以及几何关系的应用,考查学生对光学规律的理解和分析能力。
【难度系数】
0.5
解析
【分析】
要解决本题,需结合光的反射定律、折射规律及几何关系分析:首先根据入射光线与水面的夹角算出入射角,利用反射定律得到反射光线与水面的夹角,结合折射规律(光从空气斜射入水中折射角小于入射角),比较A、B到水面的距离;再分析水面上升时入射点的移动,结合入射角不变判断反射光线的方向,确定C点位置;最后利用几何关系计算A、C的距离,与2cm比较。
【解析】
1. 比较A、B到水面的距离:入射光线与水面夹角为45°,则入射角=90°-45°=45°。根据光的反射定律,反射角等于入射角,故反射角为45°,反射光线与水面的夹角为90°-45°=45°;光从空气斜射入水中时,折射角小于入射角(45°),因此折射光线与水面的夹角=90°-折射角>45°。右壁到入射点的水平距离固定,反射光线与水面夹角更小,所以反射光线在右壁的竖直高度(A到水面距离)小于折射光线的竖直深度(B到水面距离),即A点到水面的距离小于B点。
2. 判断C点位置:水面上升2cm,入射光线与新水面的入射点向左移动,因入射角不变,反射光线方向与原反射光线平行,原反射光线射到A点,平行的新反射光线会射到A点上方,故C点在A点上方。
3. 比较A、C的距离:入射光线与水面夹角为45°,水面上升Δh=2cm,入射点水平左移的距离Δx=Δh×tan45°=2cm;反射光线与水面夹角为45°,则反射光线在右壁的竖直位移为水平位移的2倍,因此A、C之间的距离为4cm,大于2cm。
【答案】
小于;上;大于
【知识点】
光的反射定律、光的折射规律
【点评】
本题结合光的反射和折射规律,分析水面变化后反射光线的移动,需明确反射光线方向不变的特点,以及几何关系的应用,考查学生对光学规律的理解和分析能力。
【难度系数】
0.5
要解决本题,需结合光的反射定律、折射规律及几何关系分析:首先根据入射光线与水面的夹角算出入射角,利用反射定律得到反射光线与水面的夹角,结合折射规律(光从空气斜射入水中折射角小于入射角),比较A、B到水面的距离;再分析水面上升时入射点的移动,结合入射角不变判断反射光线的方向,确定C点位置;最后利用几何关系计算A、C的距离,与2cm比较。
【解析】
1. 比较A、B到水面的距离:入射光线与水面夹角为45°,则入射角=90°-45°=45°。根据光的反射定律,反射角等于入射角,故反射角为45°,反射光线与水面的夹角为90°-45°=45°;光从空气斜射入水中时,折射角小于入射角(45°),因此折射光线与水面的夹角=90°-折射角>45°。右壁到入射点的水平距离固定,反射光线与水面夹角更小,所以反射光线在右壁的竖直高度(A到水面距离)小于折射光线的竖直深度(B到水面距离),即A点到水面的距离小于B点。
2. 判断C点位置:水面上升2cm,入射光线与新水面的入射点向左移动,因入射角不变,反射光线方向与原反射光线平行,原反射光线射到A点,平行的新反射光线会射到A点上方,故C点在A点上方。
3. 比较A、C的距离:入射光线与水面夹角为45°,水面上升Δh=2cm,入射点水平左移的距离Δx=Δh×tan45°=2cm;反射光线与水面夹角为45°,则反射光线在右壁的竖直位移为水平位移的2倍,因此A、C之间的距离为4cm,大于2cm。
【答案】
小于;上;大于
【知识点】
光的反射定律、光的折射规律
【点评】
本题结合光的反射和折射规律,分析水面变化后反射光线的移动,需明确反射光线方向不变的特点,以及几何关系的应用,考查学生对光学规律的理解和分析能力。
【难度系数】
0.5
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