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第三章光和眼睛3 4探究光的折射規(guī)律 光的折射 光從空氣斜射入水中時(shí) 會(huì)發(fā)生折射 導(dǎo)致船槳像被 折斷 一樣 例1下列光現(xiàn)象中 由于光的折射形成的是 A 趙州橋在水中形成 倒影 B 手在墻上形成 手影 C 筷子好像在水面處向上彎D 景物在凸面鏡中成像解析 光從一種介質(zhì)斜射入另一種介質(zhì)時(shí)會(huì)發(fā)生折射現(xiàn)象 趙州橋在水中形成 倒影 是平面鏡成像 屬于光的反射現(xiàn)象 手在墻上形成 手影 是光沿直線傳播形成的 筷子好像在水面處向上彎折 屬于光的折射現(xiàn)象 景物在凸面鏡中成像 是凸面鏡成像 屬于光的反射現(xiàn)象 故選C 答案 C 光的折射規(guī)律 光從玻璃斜射入空氣時(shí) 折射角大于入射角 例2如圖3 4 1所示的光路圖中 能正確表示光從空氣射入水中時(shí)發(fā)生的反射和折射現(xiàn)象的是 圖3 4 1解析 當(dāng)光從空氣斜射入水中時(shí) 折射角應(yīng)小于入射角 當(dāng)光發(fā)生反射時(shí) 反射角與入射角相等 故A D錯(cuò)誤 B正確 當(dāng)光發(fā)生折射時(shí) 折射光線和入射光線分居法線兩側(cè) 故C錯(cuò)誤 故選B B 要解決此題 需要知道當(dāng)光線斜射到兩種介質(zhì)的分界面上時(shí) 會(huì)同時(shí)發(fā)生反射和折射 光在發(fā)生反射時(shí) 反射角等于入射角 當(dāng)光從空氣中斜射入水中時(shí) 折射光線將向靠近法線的方向偏折 即折射角小于入射角 自然界中的折射現(xiàn)象 例3暑假 小夢(mèng)陪著爺爺?shù)胶锊骠~ 小夢(mèng)將鋼叉向看到魚的方向投擲 總是叉不到魚 如圖3 4 3所示的四幅光路圖中 能正確說明叉不到魚的原因是 圖3 4 2 圖3 4 3 解析 水中魚反射出的光 在水面處發(fā)生了折射 折射角大于入射角 人認(rèn)為光是沿直線傳播的 所以逆著折射光線看上去 看到的是變淺的魚的虛像 因此有經(jīng)驗(yàn)的漁民應(yīng)該用魚叉瞄準(zhǔn)看到魚的下方位置 才能將魚叉到 由此可知 A C選項(xiàng)光的傳播方向錯(cuò)誤 B選項(xiàng)折射角等于入射角 故B錯(cuò)誤 只有D選項(xiàng)正確 答案 D 此題主要考查光的折射現(xiàn)象 魚身上反射出的光線由水中進(jìn)入空氣時(shí) 在水面上發(fā)生折射 折射角大于入射角 折射光線進(jìn)入人眼 人眼會(huì)逆著折射光線的方向看去 就會(huì)覺得魚變淺了 把實(shí)際情況和光路相混淆 例4如圖3 4 4甲所示 一盛水容器置于水平桌面上 一束光從左上方斜射向水面 這時(shí)反射角為 折射角為 若把容器右側(cè)稍微墊高 如圖3 4 4乙所示 待水面重新平靜后 反射角為 折射角為 那么 甲乙 圖3 4 4 A B C D 解析 當(dāng)把容器的右端墊高些時(shí) 水面仍是水平的 即法線方向仍然是豎直方向 故入射角不變 所以反射角和折射角也不變化 即 答案 B 錯(cuò)解 A或C注意 本題誤將容器位置的變化混淆為水面的變化 其實(shí) 無論容器側(cè)面被墊起多高 平靜后的水面總是水平的 所以容器側(cè)面被墊起 并不能改變?nèi)肷浣堑拇笮?所以反射角和折射角也不會(huì)改變 故選B 題型一光的折射規(guī)律的應(yīng)用 例5某校新建成一個(gè)噴水池 在池底中央安裝了一只射燈 射燈發(fā)出的一束光照在右邊的池壁上 當(dāng)池內(nèi)無水時(shí) 站在池旁左邊的人看到在S點(diǎn)形成一個(gè)亮斑 如圖3 4 5所示 現(xiàn)往池內(nèi)灌水 水面升至a位置時(shí) 人看到亮斑的位置在P點(diǎn) 如果水面升至b位置時(shí) 人看到亮斑的位置在Q點(diǎn) 則 圖3 4 5A P點(diǎn)在S點(diǎn)的上方 Q點(diǎn)在S點(diǎn)的下方B P點(diǎn)在S點(diǎn)的下方 Q點(diǎn)在S點(diǎn)的下方C P點(diǎn)在S點(diǎn)的上方 Q點(diǎn)在S點(diǎn)的上方D P點(diǎn)在S點(diǎn)的下方 Q點(diǎn)在S點(diǎn)的上方 解析 往池內(nèi)注水 水面升至a位置時(shí) 射燈發(fā)出的光線在水面上發(fā)生折射 根據(jù)折射規(guī)律可知 P點(diǎn)如圖3 4 6甲所示 水面上升至b位置時(shí) 射燈射出的光先在水池壁上發(fā)生反射 再折射出水面 根據(jù)反射定律和折射規(guī)律知 Q點(diǎn)如圖乙所示 甲乙圖3 4 6答案 D 題型二實(shí)驗(yàn)探究光的折射規(guī)律 例6某同學(xué)在做 探究光的折射特點(diǎn) 實(shí)驗(yàn) 如圖3 4 7是光從空氣射入水中時(shí)的光路 實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn) 入射光線 折射光線和法線在同一平面內(nèi) 折射光線和入射光線分別位于法線的兩側(cè) 通過實(shí)驗(yàn)還得到如表數(shù)據(jù) 圖3 4 7 1 分析表中數(shù)據(jù) 可得出結(jié)論 光從空氣斜射到水面時(shí) 將同時(shí)發(fā)生 和 現(xiàn)象 光從空氣斜射到水面時(shí) 折射角隨入射角的變化關(guān)系是折射角隨入射角的增大而 填 增大 不變 或 減小 且折射角 填 大于 等于 或 小于 入射角 當(dāng)光從空氣垂直射到水面時(shí) 折射角的大小等于 度 該同學(xué)根據(jù)上述實(shí)驗(yàn)中的發(fā)現(xiàn)和結(jié)論 總結(jié)出光的折射特點(diǎn) 反射 折射 增大 小于 零 2 若用激光沿CO方向從水中射入空氣 激光在空氣中傳播的光路是 填 OA 或 OB 激光經(jīng)過水面反射時(shí)的反射角大小等于 填 或 光線從空氣垂直水面射入時(shí) 入射光線 折射光線與法線重合 入射角 反射角 折射角都為0 思路導(dǎo)圖 光從空氣斜射到水面時(shí) 發(fā)生反射和折射現(xiàn)象 光路是可逆的 OA 解析 1 光從空氣斜射到水面時(shí) 將同時(shí)發(fā)生反射和折射現(xiàn)象 由表中數(shù)據(jù)可知 光從空氣斜射到水面時(shí) 當(dāng)入射角不斷增大時(shí) 折射角也隨之增大 故折射角隨入射角的變化關(guān)系是折射角隨入射角的增大而增大 且折射角小于入射角 當(dāng)光從空氣垂直射到水面時(shí) 折射角等于零度 2 在光的折射現(xiàn)象中光路是可逆的 若用激光沿CO方向?qū)⒐鈴乃猩淙肟諝?則激光在空氣中的光路是OA 光從水中斜射入空氣中 反射角等于入射角 所以反射角大小等于 題型三光的折射作圖 例7 廣西百色中考 如圖3 4 8所示 光線AO從空氣斜射入水中 請(qǐng)畫出法線和折射光線的大致方向 圖3 4 8圖3 4 9解析 首先過入射點(diǎn)垂直于水面畫出法線 因?yàn)楣鈴目諝庑鄙淙胨?所以折射角小于入射角 據(jù)此畫出折射光線 答案 如圖3 4 9所示 例8小蕓同學(xué)用一只新買的激光筆照射水平水面 在豎直白墻上出現(xiàn)了兩個(gè)紅色亮點(diǎn)A和B 其中A為反射點(diǎn) B為折射點(diǎn) 如圖3 4 10所示 現(xiàn)保持入射點(diǎn)O的位置不變 欲使反射點(diǎn)A下移至A1處 應(yīng)使入射光線MO繞著點(diǎn)O沿 填 順時(shí)針 或 逆時(shí)針 方向轉(zhuǎn)動(dòng) 同時(shí)觀察到折射點(diǎn)由B點(diǎn)可能會(huì)移到 填 B1 或 B2 點(diǎn) 圖3 4 10 解析 當(dāng)光從空氣斜射到水面時(shí) 同時(shí)會(huì)發(fā)生反射和折射現(xiàn)象 反射角等于入射角 折射角小于入射角 現(xiàn)保持入射點(diǎn)O的位置不變 欲使光點(diǎn)A下移至A1處 根據(jù)反射角等于入射角 則應(yīng)使入射光線繞著O點(diǎn)沿順時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng) 圖3 4 11中紅色光線標(biāo)注 當(dāng)入射光線繞著O點(diǎn)沿順時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí) 入射角增大 折射角隨著入射角的增大而變大 因此同時(shí)觀察到折射點(diǎn)由B點(diǎn)可能會(huì)移到B1點(diǎn) 答案 順時(shí)針B1 圖3 4 11 知識(shí)鏈接 1 光的折射規(guī)律 折射光線 入射光線 法線在同一平面內(nèi) 折射光線和入射光線分居法線的兩側(cè) 且當(dāng)光從空氣斜射入水中時(shí) 折射角小于入射角 當(dāng)光從水中斜射入空氣中時(shí) 折射角大于入射角 2 光的反射定律 反射光線 入射光線 法線在同一平面內(nèi) 反射光線和入射光線分居法線的兩側(cè) 反射角等于入射角 解讀中考 本節(jié)知識(shí)中的光的折射特點(diǎn) 正確確定入射角 折射角并知道它們的大小關(guān)系 會(huì)用圖形把這種關(guān)系粗略表示出來是中考考查的重點(diǎn) 題型主要為選擇題 填空題和作圖題 考點(diǎn)一光的折射現(xiàn)象及其應(yīng)用 教材第64頁 作業(yè)第4題 如圖3 44所示 男孩做出了錯(cuò)誤的判斷 以下四幅光路圖中 能正確說明產(chǎn)生這一錯(cuò)覺的原因是 例9 廣西欽州中考 如圖3 4 12所示是人眼看到池底某點(diǎn)的光路 其中正確的是 圖3 4 12 解析 光由池底某點(diǎn)射出 經(jīng)水面射入人的眼睛 故光線是從水中到空氣中 圖A和圖C光線的傳播方向畫錯(cuò)了 故A C錯(cuò)誤 光由池底某點(diǎn)射出 經(jīng)水面射入空氣中時(shí)發(fā)生折射而射入人眼 折射角大于入射角 眼睛觀察到的是該點(diǎn)的虛像 該點(diǎn)的虛像在折射光線的反向延長(zhǎng)線上 故B錯(cuò)誤 D正確 答案 D 例10小明做了如下實(shí)驗(yàn) 照?qǐng)D3 4 13那樣 讓一束光沿半圓形玻璃磚的半徑射到直邊上 可以看到一部分光從玻璃磚的直邊上折射到空氣中 另一部分光反射射入玻璃磚內(nèi) 核心素養(yǎng) 圖3 4 13 在實(shí)驗(yàn)中 發(fā)現(xiàn)折射角比入射角大 而且逐漸增大光的入射角 將看到折射光線離法線越來越 且光強(qiáng)越來越弱 反射光強(qiáng)越來越強(qiáng) 當(dāng)入射角增大到某一角度 使折射角達(dá)到90 時(shí) 光就消失了 只剩下 光 小明同學(xué)繼續(xù)對(duì)這個(gè)問題進(jìn)行研究 他讓光從半圓形玻璃磚直邊上射入玻璃磚 由于折射角小于入射角 就找不到前面實(shí)驗(yàn)中出現(xiàn)的現(xiàn)象 他就這個(gè)發(fā)現(xiàn)請(qǐng)教了物理老師 老師告訴他這種現(xiàn)象叫作全反射 折射角變成了90 時(shí)的入射角 叫作臨界角 遠(yuǎn) 折射 反射 他又用水進(jìn)行了實(shí)驗(yàn) 讓光從水中射向空氣 再讓光從空氣入射到水中 得到了同樣的結(jié)論 根據(jù)上面小明的探究和已學(xué)過的知識(shí) 請(qǐng)總結(jié)一下發(fā)生全反射的條件是 入射角大于或等于臨界角 光要從光密介質(zhì)射向光疏介質(zhì) 解析 1 當(dāng)光從玻璃中斜射入空氣中時(shí) 折射角大于入射角 當(dāng)逐漸增大光的入射角 將看到折射光線離法線越來越遠(yuǎn) 當(dāng)入射角增大到某一角度 使折射角達(dá)到90 時(shí) 折射光線就消失了 只剩下反射光線 2 要發(fā)生全反射現(xiàn)象 需要使光從光密介質(zhì)射向光疏介質(zhì) 并且入射角需要達(dá)到或大于臨界角 此時(shí)折射光消失 只剩下反射光