題型一考查光的折射現象
例1下述現象中屬于光的折射現象的是().
A.太陽光穿過樹枝間的小縫隙,在地面上留下了光斑
B.人在岸邊看到“白云”在水底飄揚
C.斜插入水底的牙簽在水下的部份看上去向下彎折了
D.電纜線桿在陽光下出現影子
解析太陽光穿過樹枝間的小縫隙在地面上留下光斑光折射入水中的光的顏色,這是小孔成像,屬于光的直線傳播現象;人在岸邊看到“白云”在水底“飄動”,水底的“白云”是白云的實像,平淡的海面相當于平面鏡,這相當于平面鏡成像,屬于光的反射現象;斜插入水底的牙簽在水下的部份看上去向下彎折了,是由于水底的牙簽反射的光線在海面處發生了折射,折射角小于入射角,耳朵逆著光線看去就認為牙簽向下彎折了,這是光的折射現象;電纜線桿在陽光下出現影子是因為光的直線傳播產生的.本題選C.
例2圖1中描述的現象屬于光的折射的是().
解析選項A日偏食是屬于光的直線傳播,B中的水底倒影是光的反射,C中車輛觀后鏡也是屬于光的反射,D是因為光從水底步入空氣中發生的折射因而給人以一種錯覺.本題選D.
題型二借助光的折射規律解題
例3如圖2所示,是光線在空氣中和玻璃中傳播時的情形,其中MM′NN′,則入射光線是,折射光線是,
界面是,空氣在界面的側.
解析這是一道比較精典的題目,通常是綜合借助光的反射定理和折射規律來判定.由圖可看出,∠NOB與∠NOC相等,則OB、OC中一定有一條是入射光線,另一條則為反射光線,這么OA一定是折射光線.又由于折射光線與入射光線分居在法線的一側,由此可推斷BO為入射光線(注意不能說成OB,應當沿光線的方向描述光線),NN′是法線,則MM′為界面;按照折射角大于入射角,可知光線是從空氣斜射入玻璃中的,則空氣在界面MM′的右側.
答案BOOAMM′左
題型三借助光的折射規律畫圖
例4如圖3為一條射毛蟹打算功擊樹根上動物A的畫面,A′為射毛蟹見到的鳥類的像.請依照A′的位置畫出從動物A射向海面再折射入魚眼的一條入射光線和折射光線.
解析這是一道易錯題,魚看見的不是真的動物而是動物的像,就好比我們在岸上看水底的物體,看見的不是實際的物體而是它的像一樣,由此我們第一步應當先將魚眼和A′連接上去,這是最重要的一步,此時的連線與海面的交點即為入射點,再把該點與動物A聯接上去.注意光線用虛線,輔助線用實線,同時還要注意光線的方向.答案如圖4所示.
題型四借助光的折射規律解釋現象
例5(1)在星光燦爛的夜間凝望天空,會聽到繁星在夜空中閃動,像是調皮的兒子在不時地眨著眼睛.導致這些現象的緣由是.
(2)漁船叉魚時如何能夠叉到魚?
解析(1)月球的大氣層很厚,并且密度是不均勻的,離地面越高空氣密度越小.雖然在同一高度,因為不同地區的溫度不同,空氣的密度也不相同.當星光穿過不同密度層的空氣時要發生折射.通常說來空氣相對于地面不是靜止的,而是在不斷流動的.隨著空氣的流動,在觀察者凝視的區域內,空氣的密度會時大時小,因而,穿過該區域的星光被折射的情況將急劇發生變化.于是折射光線都會不停地顫動、搖擺,驀地步入我們的耳朵,忽而又射到耳朵以外的地方,使我們一會兒能見到某顆星星,一會兒又看不到這顆星星,即出現了星星“眨眼睛”的景色.
答案星光被月球大氣層折射的結果.
(2)我們在岸上看見的不是真正的魚而是魚的實像,它是因為光從水底射向空氣中發生折射而產生的,真正的魚在我們看見的實像的下方,如圖5所示.魚槍是不會發生折射的,所以要向見到的魚的下方投叉.若我們想用激光筆照到魚,則須要對準我們見到的魚(實像)照射,因為光路可逆,光線步入水底后折射正好照到魚的臉上.
答案向見到的魚的下方投叉.
例6數學老師在實驗室用某種方式在長圓形玻璃缸內配制了一些蜂蜜水.三天后,同事們來到實驗室上課,一位朋友用激光筆從玻璃缸的兩側將光線斜向下射入蜂蜜水,發覺了一個奇異的現象:白糖水中的光路不是直線,而是一條向上彎曲的曲線,如圖6所示.關于對這個現象的解釋,朋友們提出了以下推測,其中能合理解釋該現象的推測是().
A.玻璃缸的折射作用
B.激光筆發出的光線不絕對平行
C.蜂蜜水的密度不是均勻的,越深密度越大
D.激光筆發出的各類顏色的光發生了色散
解析A.因為玻璃缸的折射,光線只能在空氣和玻璃缸的界面上傳播路徑改變,故本選項錯誤;B.激光筆發出的光線絕對平行,故本選項錯誤;C.蜂蜜水放置久了后,就顯得不均勻了,越深密度越大,光線在上面傳播時才會發生折射,故本選項正確;D.激光筆發出的光是單色光,不能色散,故本選項錯誤.故選C.
例7在探究“光從空氣斜射入水和油時,哪種液體對光的偏折本領較大”的實驗中,小明提出如下實驗方案:先讓一束入射光從空氣直接斜射入透明的空水槽中,記錄下光斑位置(如圖甲所示);接著分別放入水和油,記錄對應的光斑位置,再通過剖析就可得到實驗推論.經討論,朋友們覺得這一方案是可行的,于是進行了探究實驗.
(1)要實現探究目標,她們應選擇圖乙中的(選填字母序號)兩圖示實驗;
(2)實驗時,朋友們在水槽頂部貼上一把自制紙質刻度尺,這樣做的目的是為了
(3)某小組朋友正確實驗后,所記錄的三次光斑的相對位置如圖丙所示,經剖析可知:光從空氣斜射入水和油時,對光的偏折本領較大.
解析(1)實驗的目的是探究水和油對光的偏折本領,因而須要控制入射角和液面的高度相同.由于液面高度相同,入射角不同,光斑位置不同;入射角相同時,液面高度不同,光斑位置也不同.符合條件的有B、D兩圖,這是考查的控制變量法;
(2)為了把液體對光線的偏折程度彰顯下來,須要在水槽頂部貼上刻度尺,記錄折射光線照射在水槽頂部的光斑的位置,這是考查的轉換法;
(3)通過記錄的位置,和空氣中照射點光斑相比較光折射入水中的光的顏色,距離空氣中光斑越遠,說明對光的偏折本領越大.
答案(1)B、D;(2)記錄每一次光斑的位置;(3)油.