初中物理第4节 光的折射练习题

4.4 光的折射 同步测试

一、单选题

1．下列成语包含的光现象中，与彩虹形成原理相同的是（　　）

A．一叶障目 B．海市蜃楼 C．杯弓蛇影 D．立竿见影

2．五一假期阳光明媚，小红和妈妈一同来到株洲万丰湖边散步，看到湖中柳影摇曳，鱼儿戏水。下列说法正确的是（　　）

A．看到的柳影是光的反射形成的虚像 

B．看到的柳影是光的折射形成的虚像

C．看到的鱼儿是光的反射形成的虚像 

D．看到的鱼儿是光的折射形成的实像

3．标有甲、乙两点的筷子放在空碗中如图1所示，向碗中加水至虚线处，观察到如图2所示场景，此时看到筷子上的甲点或乙点，光的传播路径正确的是（　　）

A．           B． 

C． D．

4．苏州东湖路上，在传统的交通标志白线上每隔 2m 安装了一个凸起的纯玻璃元件，这种元件叫“夜精灵”。晚上只要汽车的灯光一照，司机就能看到附近地上的“夜精灵”亮起来．下面几种元件的工作原理与夜精灵不同的是（　　）

A．高速公路反光标志牌 B．十字路口的红绿交通标志灯

C．自行车的尾灯 D．环卫工人身上穿的反光马甲

5．下列各种光现象中，解释错误的是（　　）

A．日食和月食的形成是由于光在同种均匀介质中是沿直线传播的

B．我们能看见不发光的物体是因为物体反射的光进入了人眼

C．斜插入水中的筷子看似弯折是由于光的折射所形成的

D．白天在浓密树荫下出现的圆形光斑是太阳通过小孔成的虚像

6．江山多娇城，龙凤呈祥地，美丽的九龙坡区历史文化浓厚，风景秀丽宜人。以下有关描述中正确的是（　　）

A．美丽鹅公岩大桥与倒影交相呼应，倒影的形成是光的折射现象

B．九龙外滩江水清澈见底，从岸边能看到水中的鹅卵石是光的反射现象

C．白天我们能看到建川博物馆的标志性建筑，是因为该建筑是光源

D．陶行知纪念馆夜晚灯光闪耀，学生在地面上的影子是由于光沿直线传播形成的

7．如图所示，有一束光斜射入盛水的容器中，在容器底形成一个光斑，保持入射光路不变，慢慢放出容器中的水，下列说法正确的是（　　）

A．光斑向右移动，折射角减小 B．光斑保持不动，折射角不变

C．光斑向左移动，折射角增大 D．光斑向左移动，折射角不变

8．如图所示，光在玻璃和空气的界面CD，同时发生了反射和折射，以下说法正确的是（　　）

A．入射角为40度，左边是空气 B．入射角为50度，右边是空气

C．折射角为20度，右边是玻璃 D．折射角为70度，左边是玻璃

二、填空题

9．如图所示，将一束单色光从玻璃槽的外侧由左侧斜向上射入盐水中，发现光在盐水中发生了弯曲，而不是沿直线传播，其原因是：___________。

10．河水看起来比真实的要浅，这是光的___________缘故，所以不要冒然下河游泳。小军眼睛近视了，医生会给他配戴合适的___________ （选填 “凸”或“凹”）透镜。

11．如图所示，是人类首次拍到猩猩使用工具捕猎的情景，为了捉到一条鱼，猩猩用矛拼命地刺向水里却没有成功，这主要是因为光的_______现象，猩猩看到的是水中的鱼变_____（填“深”或“浅”）的____（选填“实”或“虚”）像。

12．春暖花开，天气睛朗，蓝天飘着朵朵白云。小芳和爸爸妈妈在公园游玩，发现水里的鱼好像在云中游，如下图所示我们所看到的鱼是由于光的折射形成的_________像（选填“实”或“虚”）。这时一只燕子正平行于水面飞行，若以燕子为参照物，它在水中的倒影是________的；若以岸为参照物，燕子是________的（均选填“运动”或“静止”）。当它竖直向上远离湖面的过程中，其“倒影”_______（选填“变大”、“变小”或“不变”）。

13．我国每年大约5万人因溺水意外死亡。造成溺水事故的原因之一是由干光的折射，使人“看到”的水深比实际的______（选填“深”或“浅”）。如图所示，崇德同学让一束光由空气斜射入水中，在水底形成光斑：当水面上升时，光斑位置将______（选填“左移”、“右移”或“不变”）。

三、作图题

14．如图所示，某喷水池的池底安装有一只射灯，射灯射出一束光在水面发生折射，请在图中画出这束光的折射光线大致位置。

15．如图所示，一束光线在空气和水的交界面处发生反射和折射，已知折射光线为OC，请画出大致的入射光线AO和反射光线OB。

四、实验题

16．如图所示是小明利用透明玻璃板“探究平面镜成像特点” 的实验装置。

（1） 若用光屏替换玻璃板后面的蜡烛， 在玻璃板后面观察光屏， 将______（选填“能” 或“不能”） 观察到玻璃板前面点燃蜡烛的像， 这说明平面镜所成的是______像；

（2） 对着玻璃板既可看到前面蜡烛在玻璃板后所成的像， 同时又可看到放在玻璃板后的蜡烛， 则前者是光的 ______形成的， 后者是光的______ 形成的；（选填“折射”、 “反射” 或“直线传播”）

（3） 点燃蜡烛后， 分别测出物距和像距得出如下表数据。

上面的数据说明： “像距与物距相等”。 你认为这结论是否合理？______， 理由是 ：______。

17．小兰和小芳设计了如图所示的实验装置探究光的折射规律，其中竖直放置的光屏可绕其上所在直线前后折转。

（1）实验时小兰让光束沿射入水中，光束进入水中后折射光线会向______方向偏折，说明光从空气斜射入水中时传播方向发生了改变；

（2）接着小兰让光束贴着光屏从空气射入水中，当小芳将板向后折转一定角度时，在板上______（选填“能”或“不能”）看到折射光，此时折射光线和入射光线______（选填“在”或“不在”）同一平面内；

（3）小兰和小芳多次改变入射光线与的夹角进行实验，测量记录如表所示。分析数据得出的结论是：______________________（写出一条即可）。

五、综合题

18．请根据下述材料，回答下列问题：

当光从空气斜射入水中（玻璃）时，在交界面上会同时发生发射和折射，如图1甲，此时折射角小于入射角，当入射角增大时，折射角随之增大，但入射角总是大于折射角，该现象形成的原因是不同介质对光的折射能力强弱不同，相对于空气，水（玻璃）对光的折射能力更强，根据光路可逆原理，如图1乙所，当光线从水（玻璃）斜射入空气里时，折射角大于入射角，入射角增大时，折射角随之增大。当入射角增大到某值时（小于），折射角会增大到，若继续增大入射角，此时空气中没有折射光射出，光线全部反射回水（玻璃），如图1丙，这种现象叫做光的全反射，折射角等于时的入射角称为临界角。当光从水或玻璃射入空气时，只要入射角大于临界角，光就会发生全反射。

人们利用光的全反射的现象制成了光缆，用于通信等方面。光在均匀透明的玻璃棒中传播，即可在弯曲的玻璃棒的光滑内壁上，借助于接连不断地全反射，可以将光从一端传导到另一端，即使棒的截面直径很小，甚至到微数量级，传导的效果也不变，这种导光的细玻璃丝称为光导纤维如图2所示。光导纤维已成为一种新的光学基本元件，在光通信，光学窥视及光学特殊照明等方面有重要的应用。荣获2009年诺贝尔物理学奖的华裔科学家高锟在此方面贡献突出，被世界誉为“光纤通讯之父”。

(1)当光从空气斜射入水中时，______（选填“会”或“不会”）发生全反射；

(2)光发生全反射时，入射角______临界角（选填“大于”、“等于”或“小于”）；

(3)根据你对全反射现象的理解，对比空气和玻璃，则光导纤维中，______（选填“外套”或“内芯”）对光的偏折能力强。

19．阅读《光的全反射》，回答：   

光的全反射

如图所示，当光线从玻璃斜射入空气里的时候，一部分光会进入空气里发生折射，此时折射角β大于入射角α．若入射角增大时，折射角也随之增大，当入射角增大到某值时（小于90°），折射角会增大到90°．若继续增大入射角，此时空气中没有折射光射出，光线全部反射回玻璃，这种现象叫做光的全反射．折射角等于90°时的入射角称为临界角．当光从水或玻璃射入空气时，只要入射角大于临界角，光就会发生全反射．

海面上出现的海市蜃楼奇景如图所示，就是因为光的在空气层中多次折射和全反射而形成的自然景观．在夏季，白昼海水温度比较低，所以在海面上方的空气出现下冷上暖的现象．由于空气的热胀冷缩，因此空气层下密上疏．景物的光线先由密的空气层逐渐折射进入稀的空气层，并在上层发生了全反射，光线又折回到下层密的气层中来，经过这样弯曲的线路，最后投入人的眼中．由于人的视觉总是感到物像是来自直线方向的，因此看到的“景物”比实物抬高了许多．

人们利用光的全反射的现象制成了光缆，用于通信等方面．光在均匀透明的玻璃棒中传播，即可在弯曲的玻璃棒的光滑内壁上，借助于接连不断地全反射，可以将光从一端传导到另一端，即使棒的截面直径很小，甚至到微米数量级，传导的效果也不变，这种导光的细玻璃丝称为光导纤维如图所示．

光导纤维束已成为一种新的光学基本元件，在光通信、光学窥视及光学特殊照明等方面有重要的应用．荣获诺贝尔物理学奖的华裔科学家高锟在此方面贡献突出，被世界誉为“光纤通讯之父”．

请根据上述材料，回答下列问题：       

（1）光发生全反射时，入射角____临界角（选填“大于”、“等于”或“小于”）．       

（2）海市蜃楼情景中，人眼看到的空中的“景物”是_____像（选填“实”或“虚”）．       

（3）请你写出光纤的一些具体的应用______________________．

参考答案

1．B

  解析：彩虹是光穿过小水滴时，发生折射，由于不同的色光的折射能力不同，从而出现红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫七种色彩；可知色散的实质是光的折射现象。

A．一叶障目是光直线传播过程中，被遮挡住后，形成的现象，故A不符合题意；

B．海市蜃楼，是光在穿过不均匀的大气时，发生弯曲所致，实质是光的折射现象，故B符合题意；

C．杯弓蛇影是平面镜成像；属于光的反射现象，故C不符合题意；

D．立竿见影是光的直线传播现象，故D不符合题意；

故选B。

2．A

  解析：我们看到湖中的鱼儿是因为光从水中斜射入空气中时，发生折射形成的虚像；看到湖中的柳影，属于平面镜成像，是光在水面发生反射形成的虚像，故BCD错误，A正确。

故选A。

3．D

  解析：光线是由筷子反射的，所以光线的传播方向从水中到眼睛，空气中折射角大于水中的入射角。

故选D。

4．B

  解析：由于“夜精灵”的形状如同凸透镜，凸透镜对光线有会聚作用，当汽车灯光射来时，光线经过玻璃微珠折射后，在玻璃微珠背面发生反射，然后沿原路返回，这样司机就可以看清黑夜中的标志牌。高速公路反光标志牌、自行车的尾灯、环卫工人身上穿的反光马甲都利用了光的反射原理，只有十字路口的红绿交通标志灯没有用到光的反射，故B符合题意。

故选B。

5．D

  解析：A．日食和月食的形成是由于月球或地球挡住了光线形成的，这是光在同种均匀介质中直线传播的原因，故A正确，不符合题意；

B．我们看见的任何物体都是因为物体上的光射入我们眼睛所致，我们能看见不发光的物体是因为物体反射的光进入了人眼，故B正确，不符合题意；

C．斜插在水中的筷子，看上去在水下的部分弯折了，是由于光的折射作用，故C正确，不符合题意；

D．白天在浓密树荫下出现的圆形光斑是太阳通过小孔形成的，是光线实际射到地面的现象，不是虚像，是实像，故D错误，符合题意。

故选D。

6．D

  解析：A．美丽鹅公岩大桥与倒影交相呼应，水面相当于平面镜，大桥反射的光经过水面再次反射，所以倒影的形成是光的反射现象，故A错误；

B．九龙外滩江水清澈见底，从岸边能看到水中的鹅卵石，鹅卵石在水里，它反射的光线从水中进入空气中时，会发生折射，所以从岸边能看到水中的鹅卵石是光的折射现象，故B错误；

C．建川博物馆的标志性建筑，它自身不能发光，不是光源，白天我们能看到它，是因为该建筑反射光线，故C错误；

D．陶行知纪念馆夜晚灯光闪耀，学生在地面上的影子，是灯光发出的光沿直线传播形成的，故D正确。

故选D。

7．D

  解析：放出容器中的水，则水面下降，而入射光线传播方向不变，那么折射光线的传播方向不变，即折射角不变，但入射点向左移动，则折射光线在容器底形成的光斑向左移动，故ABC错误，D正确。

故选D。

8．C

  解析：结合题意及图示知，反射光线与界面的夹角为40度，则反射角为50度，那么入射角为50度，折射光线与界面的夹角为70度，那么折射角为20度，即折射角小于入射角，所以光是由空气射向玻璃，界面的右边为玻璃，左边为空气，故ABD错误，C正确。

故选C。

9．见详解

  解析：盐水不均匀，越深密度越大，光在不均匀的盐水里传播时就会发生折射。

10．折射    凹   

  解析：[1] 河水看起来比真实的要浅，这是光的折射现象，光从水中进入空气中发生了折射，折射光线远离法线，所以河水看起来比较浅。

[2]近视的原因是晶状体曲度变大，折光能力变强，成像在视网膜前，所以需要佩戴凹透镜发散光线，使像刚好呈现在视网膜上。

11．折射    浅    虚   

  解析：[1][2][3]水中的鱼反射出的光线斜射向水面时，发生了折射，那么猩猩在水面看到的是鱼的虚像，其位置比实际的鱼的位置要浅。

12．虚    静止    运动    不变   

  解析：[1]水里的鱼是鱼反射的光线由水中射向空气中时，在水面处发生折射形成的虚像。

[2]燕子在水中的倒影相当于平面镜成像，水面起到了平面镜的作用，燕子的倒影和燕子的位置关于镜面对称，相对于燕子没有位置变化，以燕子为参照物，它在水中的倒影是静止的。

[3]以岸为参照物，燕子相对于岸有位置变化，所以它是运动的。

[4]燕子竖直向上运动时，燕子的大小不变，据平面镜的成像特点知，像的大小也不变，即倒影的大小也不变。

13．浅    右移   

  解析：[1]水底的光线斜射到空气中时，发生偏折，使人看到的水深比实际的要浅。

[2]一束光从空气斜射入水中，在水底形成光斑，当水面上升时，入射光线的方向不变，但入射点向右移，则折射光线的位置也向右移，所以光斑的位置也向右移。

14．

  解析：由题意可知，光从水中斜射入空气中时，会发生折射，折射角大于入射角，折射光线远离法线，如下图所示：

15．

  解析：折射光线由入射点射向空气，说明光是由水中射向空气的，折射光线和入射光线在法线两侧，折射角大于入射角；反射光线也在水中，反射光线和入射光线也位于法线两侧，反射角等于入射角，故作图如下：

16．不能    虚    反射    折射    不合理    实验次数太少   

  解析：（1）[1][2]由于平面镜所成的是虚像，所以撤去后面的蜡烛B后，处在同一位置的光屏上不能接收到蜡烛烛焰的像。

（2）[3][4]平面镜成像的原理是光的反射，反射光线的反向延长线相交形成的虚像。光线通过透明玻璃板是从一种介质斜射入另一种介质会发生折射，所以对着玻璃板既可看到前面蜡烛在玻璃板后所成的像，同时又可看到放在玻璃板后的蜡烛。则前者是光的反射形成的像，后者是光的折射形成的像。

（3）[5][6]不合理，因为一次实验就得出结论，偶然性较大，不能找到普遍规律；应该多次改变蜡烛的位置，多测几组数据（至少要测三组以上）得出的结论才具代表性。

17．法线    不能    在    光从空气中斜射入水中时，折射角小于入射角   

  解析：（1）[1]光束由空气进入水中后折射光线会向法线偏折，说明光从空气斜射入水中时传播方向发生了改变。

（2）[2][3]因折射光线和入射光线和法线在同一平面内，所以光贴着光屏从空气射入水中，小兰将F板向后折转一定角度，在F板上不能看到折射光，此时折射光线和入射光线在同一平面内。

（3）[4]分析表中数据可得到：光从空气中斜射入水中时，折射角小于入射角。

18．不会    大于    内芯   

  解析：(1)[1]由文中信息可知，当光从水或玻璃射入空气时，只要入射角大于临界角，光就会发生全反射。而当光从空气斜射到水中时，折射角小于入射角，不会发生全反射现象。

(2)[2]当光从水或玻璃射入空气，增大入射角，发生全反射时，折射角会增大到90°，此时的入射角称为临界角。故只要入射角大于临界角，光就会发生全反射。

(3)[3]由题意可知，相对于空气，水(玻璃)对光的折射能力更强，且光从水或玻璃射入空气才可能发生全反射现象，即：光从折射能力强的物质射向折射能力弱的物质时才能发生全反射。故光导纤维中，内芯对光的偏折能力强。

19．大于虚手术时用的内窥镜

  解析：(1)根据题干中的信息可知折射角等于90°时的入射角称为临界角，光发生全反射时，入射角大于临界角才会发生全反射现象； (2) 根据题干中的信息可知海面上出现的海市蜃楼奇景是因为光的在空气层中多次折射和全反射而形成的自然景观，故人们所看到的像不是实际光线汇聚而成，故“景物”为虚像；(3) 光纤应用这些领域，首先就是通信，也就是我们用于上网这些，另外光纤还也可以应用医学，比如利用光导纤维的手术时内窥镜可导入心脏，测量心脏中的血压，血液中的痒的饱和度、体温等。也可以用于艺术、传感器等领域。