一、填空题
1. 光由空气射向平静的水面,入射光线与水面的夹角是70°,则入射角是
1. 光由空气射向平静的水面,入射光线与水面的夹角是70°,则入射角是
20°
。折射光线与水面的夹角一定大于
(大于/小于/等于)70°答案:1. 20° 大于
解析:
【分析】首先需明确入射角的定义:入射角是入射光线与法线的夹角,法线与水面(界面)垂直,因此入射角等于90°减去入射光线与水面的夹角;其次,根据光的折射规律,光从空气斜射入水中时,折射角小于入射角,折射角是折射光线与法线的夹角,由此可推导折射光线与水面的夹角和70°的关系。
【解析】1. 计算入射角:已知入射光线与水面的夹角为70°,法线垂直水面,所以入射角=90°-70°=20°;2. 判断折射光线与水面的夹角:光从空气斜射入水中,折射角小于入射角(20°),折射光线与水面的夹角=90°-折射角,由于折射角<20°,因此90°-折射角>90°-20°=70°,即折射光线与水面的夹角大于70°。
【答案】20°;大于
【知识点】光的折射、入射角与折射角
【点评】本题考查光的折射规律的基础应用,核心是掌握入射角、折射角的定义,以及光从空气斜射入其他介质时折射角与入射角的大小关系,属于基础题型,难度较低。
【难度系数】0.8
【解析】1. 计算入射角:已知入射光线与水面的夹角为70°,法线垂直水面,所以入射角=90°-70°=20°;2. 判断折射光线与水面的夹角:光从空气斜射入水中,折射角小于入射角(20°),折射光线与水面的夹角=90°-折射角,由于折射角<20°,因此90°-折射角>90°-20°=70°,即折射光线与水面的夹角大于70°。
【答案】20°;大于
【知识点】光的折射、入射角与折射角
【点评】本题考查光的折射规律的基础应用,核心是掌握入射角、折射角的定义,以及光从空气斜射入其他介质时折射角与入射角的大小关系,属于基础题型,难度较低。
【难度系数】0.8
2. 入射光线与空气和玻璃的界面的夹角是$60°$,其反射光线和折射光线的夹角是$90°$,则反射角为
30°
,折射角为60°
,光线是从玻璃
射向空气
。答案:2. 30° 60° 玻璃 空气
解析:
【分析】要解决这道题,需先明确入射角、反射角、折射角的定义,再结合光的反射定律和折射规律,通过几何关系计算角度,最后根据折射角与入射角的大小关系判断光的传播介质。首先,入射角是入射光线与法线的夹角,法线垂直于界面,因此可由入射光线与界面的夹角算出入射角;接着根据反射定律,反射角等于入射角;再利用反射光线与折射光线的夹角,通过几何关系求出折射角;最后根据“光从光密介质射向光疏介质时,折射角大于入射角”的规律判断介质。
【解析】1. 计算入射角:已知入射光线与界面的夹角为60°,法线与界面垂直,所以入射角 = 90° - 60° = 30°;2. 求反射角:根据光的反射定律,反射角等于入射角,因此反射角 = 30°;3. 计算折射角:反射光线与法线的夹角为30°,则反射光线与界面的夹角为90° - 30° = 60°,又因为反射光线和折射光线的夹角为90°,所以折射光线与界面的夹角为90° - 60° = 30°,进而折射角 = 90° - 30° = 60°;4. 判断介质:由于折射角(60°)大于入射角(30°),说明光线是从光密介质(玻璃)射向光疏介质(空气)。
【答案】30° 60° 玻璃 空气
【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规律的基础应用,核心是明确各角的定义并结合几何关系计算,难度不大,属于常规基础题。
【难度系数】0.6
【解析】1. 计算入射角:已知入射光线与界面的夹角为60°,法线与界面垂直,所以入射角 = 90° - 60° = 30°;2. 求反射角:根据光的反射定律,反射角等于入射角,因此反射角 = 30°;3. 计算折射角:反射光线与法线的夹角为30°,则反射光线与界面的夹角为90° - 30° = 60°,又因为反射光线和折射光线的夹角为90°,所以折射光线与界面的夹角为90° - 60° = 30°,进而折射角 = 90° - 30° = 60°;4. 判断介质:由于折射角(60°)大于入射角(30°),说明光线是从光密介质(玻璃)射向光疏介质(空气)。
【答案】30° 60° 玻璃 空气
【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规律的基础应用,核心是明确各角的定义并结合几何关系计算,难度不大,属于常规基础题。
【难度系数】0.6
3. 透过厚薄不均的玻璃看室外的电线,会感到电线粗细不均且弯弯曲曲,这是由光的
折射
现象造成的。答案:3. 折射
解析:
【分析】首先明确光的传播规律:当光从一种介质斜射入另一种介质时,传播方向会发生偏折,这就是光的折射。本题中厚薄不均的玻璃相当于多个不同的透明介质层,电线反射的光从空气进入玻璃,再从玻璃射出到空气时,会因玻璃厚度不同导致折射程度不同,使光线的传播方向多次改变,最终我们看到的电线虚像就会出现粗细不均、弯弯曲曲的现象,因此该现象由光的折射造成。
【解析】厚薄不均的玻璃,其不同区域的厚度不同,电线反射的光从空气斜射入玻璃时发生第一次折射,再从玻璃斜射入空气时发生第二次折射,由于玻璃各部分厚度不同,两次折射的程度存在差异,导致光线的传播方向发生多次偏折,所以我们看到的电线会呈现粗细不均且弯弯曲曲的样子,这一现象属于光的折射。
【答案】折射
【知识点】光的折射现象
【点评】本题结合生活实例考查光的折射现象,属于光学基础知识点的应用,难度较低,需要学生理解光在不同介质间传播时的折射规律,能将理论与生活现象结合。
【难度系数】0.7
【解析】厚薄不均的玻璃,其不同区域的厚度不同,电线反射的光从空气斜射入玻璃时发生第一次折射,再从玻璃斜射入空气时发生第二次折射,由于玻璃各部分厚度不同,两次折射的程度存在差异,导致光线的传播方向发生多次偏折,所以我们看到的电线会呈现粗细不均且弯弯曲曲的样子,这一现象属于光的折射。
【答案】折射
【知识点】光的折射现象
【点评】本题结合生活实例考查光的折射现象,属于光学基础知识点的应用,难度较低,需要学生理解光在不同介质间传播时的折射规律,能将理论与生活现象结合。
【难度系数】0.7
4. 有一个焦距是15 cm的凸透镜,要想利用它产生缩小的实像,物体到凸透镜的距离应大于
30
cm;要想利用它产生放大的虚像,物体到凸透镜的距离应小于15
cm。答案:4. 30 15
解析:
【分析】首先回忆凸透镜成像的核心规律:凸透镜成像时,物距与焦距的关系决定像的性质。其中,当物距大于2倍焦距时成倒立缩小的实像,当物距小于焦距时成正立放大的虚像。题目中给出凸透镜焦距为15cm,先计算2倍焦距的数值,再对应成像条件确定物距的范围即可。
【解析】已知凸透镜焦距$ f = 15\ \mathrm{cm} $,则2倍焦距$ 2f = 2×15\ \mathrm{cm} = 30\ \mathrm{cm} $。根据凸透镜成像规律:①成缩小实像的条件是物距$ u > 2f $,因此物体到凸透镜的距离应大于30cm;②成放大虚像的条件是物距$ u < f $,因此物体到凸透镜的距离应小于15cm。
【答案】30 15
【知识点】凸透镜成像规律
【点评】本题考查凸透镜成像基本规律的直接应用,属于基础题型,只要牢记成像条件即可快速解答,侧重对基础知识点的掌握。
【难度系数】0.8
【解析】已知凸透镜焦距$ f = 15\ \mathrm{cm} $,则2倍焦距$ 2f = 2×15\ \mathrm{cm} = 30\ \mathrm{cm} $。根据凸透镜成像规律:①成缩小实像的条件是物距$ u > 2f $,因此物体到凸透镜的距离应大于30cm;②成放大虚像的条件是物距$ u < f $,因此物体到凸透镜的距离应小于15cm。
【答案】30 15
【知识点】凸透镜成像规律
【点评】本题考查凸透镜成像基本规律的直接应用,属于基础题型,只要牢记成像条件即可快速解答,侧重对基础知识点的掌握。
【难度系数】0.8
5. 凸透镜的焦距为$f$,将物体从距透镜$6f$处移到$3f$处,则像将变
大
(大/小),像所在位置将远离
(靠近/远离)焦点。答案:5. 大 远离
解析:
【分析】要解决这个问题,需回忆凸透镜成实像的动态变化规律:首先确定物体的物距范围,题目中物体两次的物距分别为6f、3f,均满足u>2f(2f为二倍焦距);接着,凸透镜成实像时遵循“物近像远像变大”的规律,即物距减小,像距增大,像会变大;最后,像距增大意味着像的位置向远离透镜的方向移动,初始像距在f和2f之间,移动后像距大于2f,因此像远离焦点。
【解析】1. 确定物距范围:物体初始位置距透镜6f,移动后距透镜3f,两次物距均大于2f(u>2f),成倒立缩小的实像;2. 应用规律:凸透镜成实像时,物距减小,像距增大,像变大,因此物体从6f移到3f(物距减小),像会变大;3. 判断像的位置:像距随物距减小而增大,初始像距在f<v<2f,移动后像距v>2f,说明像所在位置远离焦点。
【答案】大 远离
【知识点】凸透镜成像规律
【点评】本题考查凸透镜成实像的动态变化规律,核心是掌握“物近像远像变大”的口诀,属于初中物理光学部分的基础题型,需准确应用规律判断像的变化。
【难度系数】0.7
【解析】1. 确定物距范围:物体初始位置距透镜6f,移动后距透镜3f,两次物距均大于2f(u>2f),成倒立缩小的实像;2. 应用规律:凸透镜成实像时,物距减小,像距增大,像变大,因此物体从6f移到3f(物距减小),像会变大;3. 判断像的位置:像距随物距减小而增大,初始像距在f<v<2f,移动后像距v>2f,说明像所在位置远离焦点。
【答案】大 远离
【知识点】凸透镜成像规律
【点评】本题考查凸透镜成实像的动态变化规律,核心是掌握“物近像远像变大”的口诀,属于初中物理光学部分的基础题型,需准确应用规律判断像的变化。
【难度系数】0.7
6. 小明在“探究凸透镜成像的规律”实验中,根据实验数据,绘制了像距$v$随物距$u$变化的图像,如图所示。分析图像可知,当物距$u=12\ \mathrm{cm}$时,物体通过凸透镜成倒立、
(第6题)
缩小
的实像,生活中的照相机
(相机/投影仪/放大镜)就是利用了这样的成像原理。答案:6. 缩小 照相机
解析:
【分析】首先根据凸透镜成像规律,当物距等于2倍焦距时,像距也等于2倍焦距(即$u=v=2f$),据此从图像中确定凸透镜的焦距;再判断物距$u=12\ \mathrm{cm}$与焦距、2倍焦距的关系,结合凸透镜成像规律判断成像性质及应用。
【解析】从图像可知,当物距$u=10\ \mathrm{cm}$时,像距$v=10\ \mathrm{cm}$,根据凸透镜成像规律,此时$u=v=2f$,因此$2f=10\ \mathrm{cm}$,解得焦距$f=5\ \mathrm{cm}$。当物距$u=12\ \mathrm{cm}$时,$u=12\ \mathrm{cm}>2f=10\ \mathrm{cm}$,根据凸透镜成像规律:当$u>2f$时,成倒立、缩小的实像,生活中的照相机就是利用这一成像原理制成的。
【答案】缩小;照相机
【知识点】凸透镜成像规律
【点评】本题考查凸透镜成像规律的应用,核心是从图像中获取关键信息确定焦距,再结合物距与焦距的关系判断成像情况,属于基础应用类题目,难度适中。
【难度系数】0.6
【解析】从图像可知,当物距$u=10\ \mathrm{cm}$时,像距$v=10\ \mathrm{cm}$,根据凸透镜成像规律,此时$u=v=2f$,因此$2f=10\ \mathrm{cm}$,解得焦距$f=5\ \mathrm{cm}$。当物距$u=12\ \mathrm{cm}$时,$u=12\ \mathrm{cm}>2f=10\ \mathrm{cm}$,根据凸透镜成像规律:当$u>2f$时,成倒立、缩小的实像,生活中的照相机就是利用这一成像原理制成的。
【答案】缩小;照相机
【知识点】凸透镜成像规律
【点评】本题考查凸透镜成像规律的应用,核心是从图像中获取关键信息确定焦距,再结合物距与焦距的关系判断成像情况,属于基础应用类题目,难度适中。
【难度系数】0.6
7. 当你站在公园清澈的水池边,看到鱼儿在晃动的树枝间游动,实质上,人看到的“鱼”是鱼的
虚
像,这是光的折射
现象;看到的“树枝”是树枝的虚
像,这是光的反射
现象。如果水池上方距水面5 m处有盏灯,某人从水池的旁边看到灯在水中的“倒影”正好贴在池底,那么池水的实际深度是大于
(大于/小于/等于)5 m。答案:7. 虚 折射 虚 反射 大于
解析:
【分析】
要解答本题,需结合光的折射、光的反射原理分析不同光学现象:1. 水中鱼的像:鱼反射的光从水斜射入空气时发生折射,人眼逆着折射光线形成虚像;2. 水中树枝的像:水面相当于平面镜,属于光的反射成像,成虚像;3. 灯的倒影与池底的关系:利用平面镜成像特点(像距等于物距),结合池底视觉深度的折射特点,判断池水实际深度。
【解析】
1. 人看到水中的“鱼”:鱼反射的光线从水中斜射入空气中时,发生折射,折射光线远离法线,人眼逆着折射光线的方向看去,会看到鱼的虚像,因此是虚像,属于光的折射现象;
2. 人看到水中的“树枝”:水面相当于平面镜,树枝在水面发生平面镜成像,成的是虚像,原理是光的反射现象;
3. 池水实际深度:根据平面镜成像特点,像与物到水面的距离相等,灯距水面5m,故灯的像到水面的距离为5m;题目中倒影正好贴在池底,说明池底的实际深度大于5m(因池底的视觉深度是折射形成的虚像,实际池底位置更深,需池水实际深度大于5m才能让倒影贴在池底)。
【答案】
虚 折射 虚 反射 大于
【知识点】
光的折射、光的反射、平面镜成像
【点评】
本题结合生活场景考查光学基础知识点,需区分光的折射与反射现象的本质,同时运用平面镜成像特点分析实际问题,注重知识的应用,是光学常规基础题。
【难度系数】
0.6
要解答本题,需结合光的折射、光的反射原理分析不同光学现象:1. 水中鱼的像:鱼反射的光从水斜射入空气时发生折射,人眼逆着折射光线形成虚像;2. 水中树枝的像:水面相当于平面镜,属于光的反射成像,成虚像;3. 灯的倒影与池底的关系:利用平面镜成像特点(像距等于物距),结合池底视觉深度的折射特点,判断池水实际深度。
【解析】
1. 人看到水中的“鱼”:鱼反射的光线从水中斜射入空气中时,发生折射,折射光线远离法线,人眼逆着折射光线的方向看去,会看到鱼的虚像,因此是虚像,属于光的折射现象;
2. 人看到水中的“树枝”:水面相当于平面镜,树枝在水面发生平面镜成像,成的是虚像,原理是光的反射现象;
3. 池水实际深度:根据平面镜成像特点,像与物到水面的距离相等,灯距水面5m,故灯的像到水面的距离为5m;题目中倒影正好贴在池底,说明池底的实际深度大于5m(因池底的视觉深度是折射形成的虚像,实际池底位置更深,需池水实际深度大于5m才能让倒影贴在池底)。
【答案】
虚 折射 虚 反射 大于
【知识点】
光的折射、光的反射、平面镜成像
【点评】
本题结合生活场景考查光学基础知识点,需区分光的折射与反射现象的本质,同时运用平面镜成像特点分析实际问题,注重知识的应用,是光学常规基础题。
【难度系数】
0.6
8. 如图所示,用一支固定好的激光笔向空水槽底部的固定点O射出一束激光。向水槽内加水使水面上升至A点,此时光斑在O点的
(第8题)
左
(左/右)侧,这是因为激光在空气与水的分界面处发生了光的折射
。打开水槽底部的水龙头缓慢放水,同时观察到水槽底部的光斑向右
(左/右)移动。答案:8. 左 光的折射 右
解析:
【分析】
要解答本题,需结合光的折射规律分析:当光从空气斜射入水中时会发生折射,折射光线的偏折方向决定了光斑的位置;当水槽内水面变化时,激光的入射点移动会进一步影响光斑的位置。首先明确空水槽时激光沿直线传播到O点,加水后光线因折射改变路径,放水时水面下降会使入射点移动,进而改变光斑位置。
【解析】
1. 当向水槽内加水至A点时,激光从空气斜射入水中,根据光的折射规律:光从空气斜射入其他介质时,折射角小于入射角,折射光线向法线偏折。原本沿直线传播到O点的激光,折射后会向法线方向偏折,因此光斑落在O点的左侧。
2. 上述现象是光的折射现象。
3. 缓慢放水时,水面逐渐下降,激光在水面的入射点会沿水槽底部向右移动,对应的折射光线也会随之向右偏移,因此水槽底部的光斑向右移动。
【答案】
左 光的折射 右
【知识点】
光的折射现象;光的折射规律
【点评】
本题结合水槽加水、放水的实际情景,考查光的折射规律的基础应用,需理解折射时光线的偏折方向,以及水面变化对入射点、光斑位置的影响,属于常规基础题。
【难度系数】
0.6
要解答本题,需结合光的折射规律分析:当光从空气斜射入水中时会发生折射,折射光线的偏折方向决定了光斑的位置;当水槽内水面变化时,激光的入射点移动会进一步影响光斑的位置。首先明确空水槽时激光沿直线传播到O点,加水后光线因折射改变路径,放水时水面下降会使入射点移动,进而改变光斑位置。
【解析】
1. 当向水槽内加水至A点时,激光从空气斜射入水中,根据光的折射规律:光从空气斜射入其他介质时,折射角小于入射角,折射光线向法线偏折。原本沿直线传播到O点的激光,折射后会向法线方向偏折,因此光斑落在O点的左侧。
2. 上述现象是光的折射现象。
3. 缓慢放水时,水面逐渐下降,激光在水面的入射点会沿水槽底部向右移动,对应的折射光线也会随之向右偏移,因此水槽底部的光斑向右移动。
【答案】
左 光的折射 右
【知识点】
光的折射现象;光的折射规律
【点评】
本题结合水槽加水、放水的实际情景,考查光的折射规律的基础应用,需理解折射时光线的偏折方向,以及水面变化对入射点、光斑位置的影响,属于常规基础题。
【难度系数】
0.6