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A


不能

光从空气斜射入水中时
入射角增大,
折射角也增大
折射现象中,光路是可逆的
B
【分析】首先回忆光的反射定律和折射规律:反射角等于入射角,光从空气斜射入水中时,折射角小于入射角。先确定反射角的大小,再结合折射角的范围,通过几何关系推导反射光线与折射光线的夹角范围。
【解析】根据光的反射定律,反射角等于入射角,已知入射角为$30°$,则反射角也为$30°$;光从空气斜射入水中时,折射角小于入射角,因此折射角$r$满足$0°<r<30°$。法线为直线,反射光线与法线的夹角为$30°$,折射光线与法线的夹角为$r$,则反射光线与折射光线的夹角为$180° - 30° - r = 150° - r$。由于$r<30°$,所以$150° - r > 150° - 30° = 120°$,即反射光线与折射光线的夹角大于$120°$。
【答案】A
【知识点】光的反射定律、光的折射规律
【点评】本题考查光的反射与折射规律的应用,核心是利用反射角、折射角与入射角的关系,结合几何角度推导夹角范围,属于基础光学题。
【难度系数】0.5
【分析】
要画出反射光线和折射光线,需依据光的反射定律和折射规律,分三步操作:①先确定入射点,过入射点作垂直于水面的法线(虚线);②根据反射角等于入射角,在法线另一侧的空气中画出反射光线;③根据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的折射光线,同时注意光线的箭头方向。
【解析】
1. 画法线:过光线与水面的交点(入射点),作垂直于水面的虚线,即为法线;
2. 画反射光线:根据光的反射定律,反射角等于入射角,在法线左侧的空气中,画出与入射光线关于法线对称的光线,箭头方向背离入射点(表示反射光线);
3. 画折射光线: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,在法线右侧的水中,画出大致的折射光线,箭头方向指向水中(表示折射光线)。
【答案】
如答图所示
【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作图,核心是掌握反射定律和折射规律,需注意法线的画法及光线的传播方向,属于光学基础作图题。
【难度系数】
0.6
【分析】
要画出光通过三棱镜的光路,需分两次应用光的折射规律:第一步,光从空气斜射入玻璃时,折射角小于入射角,先在左侧入射点作法线,再画出玻璃内的折射光线;第二步,光从玻璃斜射入空气时,折射角大于入射角,在右侧出射点作法线,画出射出到空气中的折射光线,最终光线向三棱镜底边偏折。
【解析】
1. 第一次折射(空气→玻璃):在左侧光线与玻璃的入射点,作垂直于玻璃表面的法线(虚线,标注直角符号);光从空气斜射入玻璃,折射光线向法线偏折,折射角小于入射角,据此画出玻璃中的折射光线。
2. 第二次折射(玻璃→空气):在右侧光线与玻璃的出射点,作垂直于玻璃表面的法线(虚线,标注直角符号);光从玻璃斜射入空气,折射光线远离法线,折射角大于入射角,据此画出射出到空气中的折射光线,最终光路符合三棱镜折射规律。
【答案】
如答图所示
【知识点】
光的折射规律、三棱镜折射
【点评】
本题考查光的折射规律的作图应用,需掌握不同介质间折射的角度关系,作图时要规范画出法线,注意折射光线的偏折方向,属于光学基础作图题。
【难度系数】
0.6
【分析】
第(1)问:根据光的折射规律,折射光线、入射光线和法线在同一平面内。当F板向后折转时,F板与入射光线所在的E板不在同一平面,因此无法在F板上看到折射光,但折射光线与入射光线始终在同一平面内。
第(2)问:观察表格中入射角和折射角的数值变化,可总结出折射角随入射角的变化关系。
第(3)问:光线沿原折射光线的反向入射,折射后沿原入射光线的反向射出,体现了光路的可逆性。
【解析】
(1) 光的折射规律表明,折射光线、入射光线和法线在同一平面内。将F板向后折转,F板与入射光线所在平面分离,因此在F板上不能看到折射光;但折射光线和入射光线仍在同一平面内,故答案为“不能”“在”。
(2) 分析表格数据:入射角α从0°增大到60°时,对应的折射角β从0°增大到40.9°,因此可得出结论:光从空气斜射入水中时,入射角增大,折射角也增大(或折射角小于入射角等合理结论)。
(3) 让光线沿BO方向(原折射光线方向)射向O点,折射光线沿OA方向(原入射光线方向)射出,说明在折射现象中,光路是可逆的。
【答案】
(1)不能;在 (2)光从空气斜射入水中时,入射角增大,折射角也增大 (3)折射现象中,光路是可逆的
【知识点】
光的折射规律、光路可逆
【点评】
本题通过实验探究光的折射规律,考查学生对实验现象的分析和规律总结能力,是光学基础实验题,侧重对核心知识点的应用。
【难度系数】
0.6
【分析】
要解决本题,需明确影子的形成原理,以及光在不同介质中的传播规律:影子是光沿直线传播时,遇到不透明物体,在物体后方形成的暗区;当光从空气斜射入水中时会发生折射,折射光线向法线偏折。对比两个水槽的情况:未装水时,光在空气中沿直线传播,影子由直线传播形成;装水时,光经水面折射后传播方向改变,导致影子长度变化,据此判断选项。
【解析】
1. 影子的形成原理:光在同种均匀介质中沿直线传播,当光遇到不透明的铅笔时,会在水槽底部形成影子。
2. 未装水的水槽:阳光在空气中沿直线传播,铅笔挡住光线,形成的影子是光直线传播的结果,影子长度由直线传播的路径决定。
3. 装水的水槽:阳光从空气斜射入水中时,会发生折射现象,根据光的折射规律,折射光线向法线方向偏折,原本沿直线传播的光线经折射后更靠近铅笔,因此在水槽底部形成的影子比未装水时短。
综上,未装水的水槽中影子更长,对应选项B。
【答案】
B
【知识点】
光的直线传播;光的折射
【点评】
本题结合影子的形成,考查光的直线传播和折射规律的应用,需明确两种情况下光线的传播路径差异,难度适中,属于基础光学题。
【难度系数】
0.6