5. 小桂正在做“探究光的折射规律”的实验,如图所示是一束光从空气斜射入水中时的光路,实验得到下表数据:

(第5题图)
| 入射角 | 15° | 30° | 45° | 60° |
| --- | --- | --- | --- | --- |
| 折射角 | 11° |
| 33° | 44° |
(1)分析表中数据可知:光从空气斜射入水中时,折射角随入射角的增大而
(2)当光从空气垂直射入水中时,传播方向
(3)小桂让一束光沿着图中BO的方向射向水面,发现光线沿着OA的方向折射进入空气中,这表明:在光的折射现象中,光路是
(4)小桂接着又完成了光从空气斜射入玻璃中和从玻璃斜射入空气中的实验,他多次实验的目的是
(第5题图)
| 入射角 | 15° | 30° | 45° | 60° |
| --- | --- | --- | --- | --- |
| 折射角 | 11° |
(1)分析表中数据可知:光从空气斜射入水中时,折射角随入射角的增大而
增大
。(2)当光从空气垂直射入水中时,传播方向
不变
。(3)小桂让一束光沿着图中BO的方向射向水面,发现光线沿着OA的方向折射进入空气中,这表明:在光的折射现象中,光路是
可逆的
。(4)小桂接着又完成了光从空气斜射入玻璃中和从玻璃斜射入空气中的实验,他多次实验的目的是
避免偶然因素,得出普遍规律
。答案
5.(1)增大
(2)不变
(3)可逆的
(4)避免偶然因素,得出普遍规律
(2)不变
(3)可逆的
(4)避免偶然因素,得出普遍规律
解析
【分析】
要解答本题,需结合光的折射规律的相关知识逐一分析:(1)通过对比表格中入射角和对应折射角的数值变化,判断折射角随入射角的变化趋势;(2)回忆光垂直入射到两种介质界面时的传播特点;(3)根据入射光线和折射光线的方向,判断光路的特性;(4)结合探究类实验的目的,分析多次实验的作用。
【解析】
(1) 观察表格数据:入射角从15°增大到60°,对应的折射角从11°增大到44°,因此光从空气斜射入水中时,折射角随入射角的增大而增大;
(2) 光垂直射入水中时,属于光的折射的特殊情况,传播方向不变;
(3) 光沿BO方向入射时,折射光线沿OA方向,与原来的入射和折射路径相反,说明光的折射现象中光路是可逆的;
(4) 本实验是探究光的折射规律,属于探究类实验,多次实验的目的是避免偶然因素,得出普遍规律,而非减小误差(误差是测量类实验的目的)。
【答案】
5.(1)增大;(2)不变;(3)可逆的;(4)避免偶然因素,得出普遍规律
【知识点】
光的折射规律、光路可逆性、实验探究的目的
【点评】
本题考查光的折射规律的基础内容,涵盖折射角与入射角的关系、垂直入射特点、光路可逆及探究实验的多次实验目的,属于光学基础题,侧重对核心规律的理解与应用。
【难度系数】
0.8
要解答本题,需结合光的折射规律的相关知识逐一分析:(1)通过对比表格中入射角和对应折射角的数值变化,判断折射角随入射角的变化趋势;(2)回忆光垂直入射到两种介质界面时的传播特点;(3)根据入射光线和折射光线的方向,判断光路的特性;(4)结合探究类实验的目的,分析多次实验的作用。
【解析】
(1) 观察表格数据:入射角从15°增大到60°,对应的折射角从11°增大到44°,因此光从空气斜射入水中时,折射角随入射角的增大而增大;
(2) 光垂直射入水中时,属于光的折射的特殊情况,传播方向不变;
(3) 光沿BO方向入射时,折射光线沿OA方向,与原来的入射和折射路径相反,说明光的折射现象中光路是可逆的;
(4) 本实验是探究光的折射规律,属于探究类实验,多次实验的目的是避免偶然因素,得出普遍规律,而非减小误差(误差是测量类实验的目的)。
【答案】
5.(1)增大;(2)不变;(3)可逆的;(4)避免偶然因素,得出普遍规律
【知识点】
光的折射规律、光路可逆性、实验探究的目的
【点评】
本题考查光的折射规律的基础内容,涵盖折射角与入射角的关系、垂直入射特点、光路可逆及探究实验的多次实验目的,属于光学基础题,侧重对核心规律的理解与应用。
【难度系数】
0.8
6. 如图所示,小明在一空碗中放一枚硬币,后退到某处时眼睛刚好看不到硬币。另一位同学慢慢往碗中倒水,小明在该处又能看到硬币了。能解释这种现象的光路图是(


B
)答案
6.B
解析
【分析】
要解决这道题,需分两步思考:①空碗时看不到硬币的原因:硬币反射的光沿直线传播,被碗的边缘挡住,无法进入人眼;②倒水后能看到硬币的原因:水倒入碗中后,硬币反射的光从水中斜射入空气中,会发生折射,折射光线远离法线,进入人眼,人眼逆着折射光线看去,就会看到硬币的虚像。因此需选择符合“光从水中斜射入空气,折射角大于入射角”的光路图。
【解析】
当碗中无水时,硬币反射的光沿直线传播,被碗壁遮挡,人眼无法接收,故看不到硬币;当碗中倒水后,硬币反射的光从水斜射入空气,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,折射光线远离法线,最终进入人眼,人眼逆着折射光线的方向,会看到硬币的虚像,因此能再次看到硬币。符合该光路特点的是选项B。
【答案】
B
【知识点】
光的折射现象、光的直线传播
【点评】
本题结合生活中的常见现象,考查光的折射规律的实际应用,需要学生理解光在不同介质中传播的折射特点,区分光的直线传播和折射的不同场景,难度适中,是对基础知识点的灵活考查。
【难度系数】
0.5
要解决这道题,需分两步思考:①空碗时看不到硬币的原因:硬币反射的光沿直线传播,被碗的边缘挡住,无法进入人眼;②倒水后能看到硬币的原因:水倒入碗中后,硬币反射的光从水中斜射入空气中,会发生折射,折射光线远离法线,进入人眼,人眼逆着折射光线看去,就会看到硬币的虚像。因此需选择符合“光从水中斜射入空气,折射角大于入射角”的光路图。
【解析】
当碗中无水时,硬币反射的光沿直线传播,被碗壁遮挡,人眼无法接收,故看不到硬币;当碗中倒水后,硬币反射的光从水斜射入空气,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,折射光线远离法线,最终进入人眼,人眼逆着折射光线的方向,会看到硬币的虚像,因此能再次看到硬币。符合该光路特点的是选项B。
【答案】
B
【知识点】
光的折射现象、光的直线传播
【点评】
本题结合生活中的常见现象,考查光的折射规律的实际应用,需要学生理解光在不同介质中传播的折射特点,区分光的直线传播和折射的不同场景,难度适中,是对基础知识点的灵活考查。
【难度系数】
0.5
7.古诗中有“大漠孤烟直,长河落日圆”的壮美诗句。实际上,诗人观察到的落日并非太阳的实际位置(如图所示),而是光经过不均匀的大气时发生了光的

(第7题图)
折射
而形成的虚
(填“实”或“虚”)像。太阳实际上在图中的乙
(填“甲”或“乙”)位置。(第7题图)
答案
7.折射 虚 乙
解析
【分析】
要解决这道题,需明确:当光在不均匀介质中传播时会发生折射;人眼判断物体位置时,会逆着光线的传播方向认为光沿直线传播,因此看到的是虚像,且虚像位置会偏高。诗人看到的落日是光经不均匀大气折射形成的虚像,实际太阳位置比看到的更低。
【解析】
1. 地球周围的大气层密度不均匀,太阳落山时,太阳的光线从太空进入不均匀的大气层,传播方向发生偏折,属于光的折射现象。
2. 人眼逆着折射光线看去,会默认光沿直线传播,因此看到的是太阳的虚像,这个虚像的位置比太阳实际位置偏高,对应图中的甲位置。
3. 由此可知,太阳的实际位置在图中的乙位置。
【答案】
折射;虚;乙
【知识点】
光的折射;虚像
【点评】
本题结合古诗中的自然现象考查光的折射知识,体现了物理与生活的联系,需要理解光的折射规律和人眼判断物体位置的原理,属于基础应用类题目。
【难度系数】
0.6
要解决这道题,需明确:当光在不均匀介质中传播时会发生折射;人眼判断物体位置时,会逆着光线的传播方向认为光沿直线传播,因此看到的是虚像,且虚像位置会偏高。诗人看到的落日是光经不均匀大气折射形成的虚像,实际太阳位置比看到的更低。
【解析】
1. 地球周围的大气层密度不均匀,太阳落山时,太阳的光线从太空进入不均匀的大气层,传播方向发生偏折,属于光的折射现象。
2. 人眼逆着折射光线看去,会默认光沿直线传播,因此看到的是太阳的虚像,这个虚像的位置比太阳实际位置偏高,对应图中的甲位置。
3. 由此可知,太阳的实际位置在图中的乙位置。
【答案】
折射;虚;乙
【知识点】
光的折射;虚像
【点评】
本题结合古诗中的自然现象考查光的折射知识,体现了物理与生活的联系,需要理解光的折射规律和人眼判断物体位置的原理,属于基础应用类题目。
【难度系数】
0.6
8. 如图所示,SO是发光点S发出的一条射向水面的光线,在水面发生反射和折射。请作出准确的反射光线及大致方向的折射光线。

(第8题图)
(第8题图)
答案
8.如图所示:
解析
【分析】
要完成反射光线和折射光线的作图,需依据光的反射定律和折射规律:首先确定入射点O,过O点作垂直于水面的法线(辅助线用虚线);接着根据反射定律,反射角等于入射角,在法线另一侧的空气中画出反射光线;最后根据折射规律,光从空气斜射入水中时折射角小于入射角,在法线另一侧的水中画出大致方向的折射光线,作图时注意光线带箭头。
【解析】
1. 过入射点O作垂直于水面的法线(虚线,标注直角符号);
2. 根据光的反射定律:反射光线与入射光线分居法线两侧,反射角等于入射角,在法线右侧的空气中画出反射光线,箭头方向背离O点;
3. 根据光的折射规律:光从空气斜射入水中时,折射光线向法线偏折,折射角小于入射角,在法线右侧的水中画出大致方向的折射光线,箭头方向指向水中。
【答案】
如图所示(对应带法线、反射光线、折射光线的作图结果)
【知识点】
光的反射定律;光的折射规律
【点评】
本题考查光的反射和折射的基础作图,需牢记相关规律,作图时注意法线为虚线、光线带箭头、角度关系正确,是光学部分的常考基础题型。
【难度系数】
0.6
要完成反射光线和折射光线的作图,需依据光的反射定律和折射规律:首先确定入射点O,过O点作垂直于水面的法线(辅助线用虚线);接着根据反射定律,反射角等于入射角,在法线另一侧的空气中画出反射光线;最后根据折射规律,光从空气斜射入水中时折射角小于入射角,在法线另一侧的水中画出大致方向的折射光线,作图时注意光线带箭头。
【解析】
1. 过入射点O作垂直于水面的法线(虚线,标注直角符号);
2. 根据光的反射定律:反射光线与入射光线分居法线两侧,反射角等于入射角,在法线右侧的空气中画出反射光线,箭头方向背离O点;
3. 根据光的折射规律:光从空气斜射入水中时,折射光线向法线偏折,折射角小于入射角,在法线右侧的水中画出大致方向的折射光线,箭头方向指向水中。
【答案】
如图所示(对应带法线、反射光线、折射光线的作图结果)
【知识点】
光的反射定律;光的折射规律
【点评】
本题考查光的反射和折射的基础作图,需牢记相关规律,作图时注意法线为虚线、光线带箭头、角度关系正确,是光学部分的常考基础题型。
【难度系数】
0.6
9. 如图甲所示,渔民看到水中有一条鱼,为了叉到鱼,他们不是对准图乙中的$S'$,而是对准位置更深的$S$叉去,因为$S$才是鱼真实的位置,$S'$只是鱼的像的位置。请你在图乙中作出一条由$S$发出,经过水面后射入人眼的光线。

答案
9.如图所示:
解析
【分析】要画出由S发出经水面射入人眼的光线,需利用光的折射规律:光从水中斜射入空气中时,折射角大于入射角,人眼看到的鱼的虚像S'是折射光线反向延长线的交点。解题步骤:1. 连接人眼与虚像S',与水面的交点即为光线的入射点;2. 连接真实鱼的位置S与入射点,得到入射光线;3. 连接入射点与人眼,得到折射光线,确保折射光线的反向延长线经过S',符合折射规律。
【解析】根据光的折射规律,水中鱼S发出的光线斜射到水面时,发生折射,折射光线远离法线(折射角大于入射角),人眼逆着折射光线看去,会认为光线沿直线传播,因此看到的虚像S'是折射光线反向延长线的交点。作图时,先确定入射点:连接人眼和S',与水面交于O点;再连接S和O,得到入射光线;连接O和人眼,得到折射光线,满足折射光线的反向延长线过S',完成作图。
【答案】
【知识点】光的折射现象、光的折射规律
【点评】本题结合渔民叉鱼的生活场景,考查光的折射规律的应用,核心是理解虚像的形成原理,属于光学基础作图题,难度适中。
【难度系数】0.6
【解析】根据光的折射规律,水中鱼S发出的光线斜射到水面时,发生折射,折射光线远离法线(折射角大于入射角),人眼逆着折射光线看去,会认为光线沿直线传播,因此看到的虚像S'是折射光线反向延长线的交点。作图时,先确定入射点:连接人眼和S',与水面交于O点;再连接S和O,得到入射光线;连接O和人眼,得到折射光线,满足折射光线的反向延长线过S',完成作图。
【答案】
【知识点】光的折射现象、光的折射规律
【点评】本题结合渔民叉鱼的生活场景,考查光的折射规律的应用,核心是理解虚像的形成原理,属于光学基础作图题,难度适中。
【难度系数】0.6
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