4.4 光的折射（知识解读）-2024-2025学年八年级物理上册物理同步知识解读与专题训练（人教版2024）

4.4 光的折射（知识解读）（原卷版） •知识点1 光的折射规律 •知识点2 光的折射现象及其应用 •知识点3 探究光的折射特点 •知识点4 光的折射光路图 •作业 巩固训练 知识点1 光的折射规律 1、在折射现象中，折射光线、入射光线、法线在同一平面内（共面）。 2、折射光线和入射光线分居在法线的两侧（分居）。 3、当光从空气斜射入水等其他透明物质（玻璃、水晶等）时，折射角小于（大于、小于或等于）入射角；当光从水或其它透明物质斜射入空气时，折射角大于（大于、小于或等于）入射角（不等角，在空气中的角大）。 【典例1-1】有一束光从空气中斜射入平静的水面时，若入射角为60°，则折射角为（　　） A．0° B．40° C．60° D．90° 【典例1-2】我们在平面镜中看到自己的像相对很清晰，而在水面看自己的像则相对较暗，这是因为光射在水面上时发生 的缘故；如果光与水面成30°角射到水面上，反射光线与折射光线的夹角刚好是80°，则折射角为 度。 【变式1-1】图所示是光由空气斜射入玻璃时发生折射的光路图，一束光沿AO方向斜射到空气和玻璃交界面PQ上的O点，并沿着OB方向射出，MN是法线。下列说法正确的是（　　） A．∠AOP是入射角 B．∠NOB是折射角 C．若入射角增大，折射角会减小 D．若光沿着BO方向入射，不会沿着OA方向射出 【变式1-2】如图所示，一盏探照灯的灯光与水平面保持50°夹角射向水池，在没有水的池底B处形成一个光斑，从不同方位都可以看到这个光斑是因为发生了光的 反射。在逐渐注水的过程中，池底的光斑将 （选填“不会”、“向左”或“向右”）移动。    知识点2 光的折射现象及其应用 1、当光从一种介质斜射入另一种介质时，光在另一种介质中传播方向发生改变的现象叫光的折射。 2、光的折射发生在两种介质的交界面上，但光线在每种介质内是直线传播的。光从一种介质垂直射入另一种介质时，其传播方向不改变（改变、不改变）。 3、入射光线射入另一种介质时的交点（O），叫入射点；入射光线与法线夹角（α）叫入射角；折射光线与法线的夹角（γ）叫折射角。 4、在生活中，我们常见的折射现象很多，如：看清澈的池水，池水水底变浅；在岸上看到的鱼接近于水面；透过玻璃砖看物体发生了错位；水杯中的筷子好像弯折了；“海市蜃楼”现象等等都是光的折射现象。 【典例2-1】下列现象中由于光的反射形成的是（　　） A．水面倒影 B．树下光斑 C．墙上留影 D．杯中“折”笔 【典例2-2】渔民在岸上看到的鱼是水中鱼的 像，这是因为鱼反射的光从水中射到空气中时发生了 现象的缘故。如图，如果渔民要在a处用手电筒的光照亮水里的鱼则手电筒的光应朝向 处。（选填b、c、d、e） 【变式2-1】五一假期，小明去青海旅游时，在有“天空之镜”美誉的茶卡盐湖拍摄了很多美景的照片。如图所示，照片中，广袤无垠的湖面十分平静，就像一面镜子，蓝天白云倒映在湖水中，人在云朵上翩翩起舞，形成一幅美丽的画卷，让人仿佛置身于幻境之中。下列有关说法正确的是（　　） A．白云的倒影是由光的直线传播形成的 B．人在湖水中的倒影是由光的折射形成的 C．白云的倒影是天上的白云在湖水中形成的倒立的实像 D．人的倒影和白云的倒影都略暗，是由于光在水面发生了反射和折射 【变式2-2】如图所示，来自地平线以下远处物体的光，由于光的 而发生弯曲，进入了观察者的眼睛，观察者看到的是建筑物的 （选填“实像”或“虚像”）。 知识点3 探究光的折射特点 1、实验目的：探究光的折射特点。 2、实验器材： 激光笔、水槽、一个可折转的光屏、一块玻璃砖、刻度尺、量角器、支架等。 （1）玻璃砖(或水)： 发生光的折射。 （2）激光笔：发出光（光学）。 （3）可折转的光屏：探究反射光线、入射光线和法线是否在同一平面。 3、实验步骤 步骤①如图所示，让光从空气进入水中，观察折射光线、入射光线、法线之间的位置关系。 步骤②比较折射角与入射角的大小。 步骤③改变入射角的大小，观察折射角的变化情况。 步骤④换用玻璃砖，将上面的实验过程重复一次。 步骤⑤让光从水中斜射到空气中，观察入射角和折射角的变化。 4、实验结论 (1) 三线共面：折射光线与入射光线、法线在同一平面上。 (2) 两线异侧；折射光线和入射光线分居于法线的两侧。 (3) 角不等：折射角不等于入射角(空气中角大) A.光从空气斜射入水或其他介质中时，折射角小于入射角，属于近法线折射。 B.光从水中或其他介质斜射入空气中时，折射角大于入射角，属于远法线折射。 【典例3-1】某同学做“探究光的折射规律”实验，她把半圆形玻璃砖固定在圆盘中心，让激光束沿圆盘半径入射到玻璃砖圆心处，激光束经玻璃砖折射后从半圆弧边射出（如图所示）。旋转圆盘，多次改变激光束入射角度，观察折射光线方向并记录数据，如下表所示。 实验次数 1 2 3 4 5 入射角 20° 30° 45° 60° 75° 折射角 13° 19° 28° 35° 40° （1）实验中，圆盘除了能读出入射角和折射角大小外，还可以利用光的 ，显示出光路； （2）分析实验数据，请你将光在发生折射时，折射角和入射角的关系补写完整：当光从空气斜射到玻璃表面时，折射角小于入射角，且 。 【变式3-1】创新实验小组为了探究“光从空气斜射入各种介质时折射角大小与哪些因素有关”，同学们利用激光笔、玻璃、水、光具盘等进行如图-1所示的实验探究。先让光从空气斜射入玻璃，分别测出入射角和折射角的大小，记录在表中。 实验序号 介质种类 入射角/° 折射角/° 1 水 60 40.5 2 透明树脂 60 35.3 3 透明树脂 45 28.1 4 透明树脂 30 19.5 5 玻璃 60 31.7 （1）如图-1所示是某次实验情形，此次试验的入射角是 ； （2）分析序号为 的三次实验数据可得初步结论：光从空气斜射入某种透明介质中时，折射角随入射角的增大而 ； （3）分析序号为1、2、5的三次实验数据可知，当入射角相同时，光从空气斜射入玻璃的折射角 （选填“大于”“小于”或“等于”）光从空气斜射入水的折射角，因此，光从空气斜射入其他介质时，折射角大小还与 有关；和水相比玻璃对光的折射本领较 ； （4）如图-1、图-2两种组装器材的方式中，小明认为更合理的是图-2，理由是此种组装方式能更方便地测出 。 【变式3-2】某小组选用了图甲中光源、水、水槽、可折转的光屏（带刻度）等器材，用于完成探究“光从空气射入水中时的折射规律”：图丙是光从空气射入水中，入射点为O点，不断改变入射角，读出刻度盘上对应的折射角，将实验结果画在图丙中，其中1和1′、2和2′、3和3′、4和4′分别表示各次入射光线和对应的折射光线的位置。试问： （1）甲图中一束光从空气射入水中，各个方向的同学都能观察到此现象，是因为光发生了 反射； （2）当光从空气垂直射到水面时，折射角等于 度； （3）图乙中的把光屏向后翻的目的是为了 ； （4）由图丙可以得到：光从空气斜射入水中时，折射角随入射角的增大而 。 知识点4 光的折射光路图 （1）利用光的折射规律 ①光从空气斜射入水中或其他介质中时，折射光线向法线偏折，入射角大于折射角。 ②光从水或其他介质斜射入空气中时，折射光线远离法线偏折，折射角大于入射角。 ③光垂直界面射入时，传播方向不改变；此时入射角等于折射角等于0。 ④光的折射现象例子：海市蜃楼、筷子向上折断了、池水变“浅”了、放大镜、望远镜、显微镜、照相机、投影仪、近视眼镜、老花镜、斜插在水中的筷子在水中部分看起来向上弯；看见落到地平线下的太阳；叉鱼的时候瞄准鱼的下方。 （2）根据光路可逆的可逆性。 若光是由较密的介质射入较疏的介质时呢？画出下图。 【典例4-1】如图甲，渔民看到水中有一条鱼，为了叉到鱼，他们不是对准图乙中肉眼看到的处，而是对准位置更深的S处叉去，因为S处才是鱼真实的位置。请在图乙中画出人眼观察鱼的光路图。 【典例4-2】如图，观光水池中，一束红光沿AO方向从水射入空气，折射光线为。若另一束红光沿BO方向从水射入空气，请大致画出入射光线BO的折射光线，并标出对应的折射角r。 【变式4-1】如图甲所示为小华一家在海洋馆透过透明玻璃顶观看头顶上方水中鱼的情景，小华感觉上方的鱼离自己很近．若用横线EF表示头顶的透明玻璃顶，A点表示小华的眼睛，B点表示她看到的鱼，请画出鱼实际的大致位置C。 【变式4-2】如图所示，一束光线垂直入射到圆形玻璃砖的平面上 一、单选题 1．如图所示，一只水鸟M站在浅水中觅食，该情景恰好解释了李白诗中“对影成三人”的由来。以下说法正确的是（　　） A．N是光的反射形成的像 B．P是光的折射形成的像 C．P与M的大小一定相同 D．N与M的大小一定相同 2．一束光由水斜射向空气，当入射光线不断向法线靠拢时（　　） A．折射光线靠拢法线，反射光线远离法线 B．反射光线靠拢法线，折射光线远离法线 C．折射光线和反射光线都远离法线 D．折射光线和反射光线都靠拢法线 3．下列所示的四个现象中，由光的反射形成的是（　　） A．海市蜃楼 B．日环食 C．筷子弯折 D．鸟在水中的倒影 4．如图所示，是春节后小敏在上海东方明珠游玩时拍摄的一张照片，下列说法中正确的是（ ） A．电视塔的倒影是实像——光的反射 B．看到水中游动的鱼是虚像——光的折射 C．电视塔的倒影是影子——光的直线传播 D．电视塔的倒影是虚像——光的折射 5．古诗词中有许多描述光学现象的诗句，下列诗句从物理学的角度解释正确的是（　　） ①潭清疑水浅——“水浅”是由光的折射产生的 ②池水映明月——“映明月”是由光的漫反射产生的 ③岸边无雨挂长虹——“长虹”是由光的色散产生的 ④绿树阴浓夏日长——“阴浓”是由光的直线传播产生的 A．只有①②④正确 B．只有②③④正确 C．只有①③④正确 D．只有①②③正确 6．如图一束光线从空气进入玻璃的情形，MN是两种介质的分界面。那么下列说法正确的是（    ） A．入射角为35°，MN左侧是玻璃 B．入射角为25°，MN右侧是玻璃 C．折射角为65°，MN左侧是空气 D．折射角为55°，MN右侧是空气 7．陶瓷茶杯底部放有一枚硬币，人移动到某一位置时看不见硬币（如图甲），往茶杯中倒入一些水后，又能够看见硬币了（如图乙）。关于“看不见”和“又看见了”两种情况，下列分析正确的是（　　） ① “看不见”是由于硬币没有反射光 ② “看不见”是由于硬币反射的光没有到达眼睛 ③ “又看见了”是由于硬币反射的光在水面处发生折射到达眼睛 ④ “又看见了”是由于硬币折射的光在水面处发生反射到达眼睛 A．① ③ B．② ③ C．① ④ D．② ④ 8．下列现象中，属于光的折射现象的是（　　） A．夏天，人在太阳下形成影子 B．水里面桥的倒影 C．人站在镜子前看到自己的像 D．海市蜃楼奇观 9．中华诗词博大精深、源远流长，关于诗词中的光现象，下列说法正确的是（　　） A．“海上生明月”，明亮的月亮是自然光源 B．“明镜可鉴形”，镜子可以成像是因为光发生了折射 C．“朝辞白帝彩云间”，彩云是由光的反射形成的 D．“起舞弄清影”，影是光的直线传播形成的 10．下列有关光现象说法不正确的是（　　） A．甲图：小孔成像是光沿直线传播形成的实像 B．乙图：自行车尾灯“发光”的奥秘利用了光的反射定律 C．丙图：小女孩儿在平面镜中看到了自己的实像 D．丁图：水杯中筷子弯折的现象是由于光的折射形成的 二、填空题 11．唐朝诗人韩愈的《叉鱼招张功曹》中记载：“深窥沙可数，静接水无摇。刃下那能脱？波间或自跳。”当语文老师翻译到“鱼叉掷下，哪有逃脱得了的鱼？可它们却仍在波浪中跳跃”时，勤思好问的小晋同学想：若要叉到鱼，应该向看到的鱼的 （选填“上方”或“下方”）叉去。 12．夏日的龙湖公园“湖畔垂柳成荫，水面倒影如镜，鱼儿在欢快的游着”。从物理学角度看“垂柳成荫”是由于光的 形成的，“倒影如镜”是由于光的 形成的，看到水中的“鱼”是由于光的 形成的。 13．如图所示，B是小红在水池中看到的“鲤鱼”，她用激光笔从A点向 （选填图中字母）处射出光束，即可把池中的真鲤鱼照亮。 14．如图所示，一束光在玻璃和空气两种介质的界面上同时发生反射和折射（入射光线、反射光线和折射光线的方向均未标出），其中折射光线是 （用字母表示），反射角等于 。 15．小明将装有一枚硬币的杯子放在弟弟面前，如图所示，弟弟在A处看不到硬币，这是因为光沿 传播。小明向杯中缓缓注水后，弟弟能看到硬币了，这是由光的 产生的现象。弟弟看到的是硬币的 像。 16．如图所示，小致透过玻璃砖观察一支钢笔时，发现看到笔的像“错位”了，造成这个现象的原因是光发生了 ，小致是在笔的 侧进行观察的。 三、作图题 17．如图甲为一种半潜式游艇，其底部一层可潜至水面以下，游客可通过其透明玻璃窗观赏海底世界。图乙为某半潜式游艇的水下部分，在图乙中画出： ①游客眼睛在A处透过左侧窗户观赏海底珊瑚B的光路图； ②眼睛A通过左侧透明玻璃成的像A′。 18．两个大小相同的红、蓝环粘在一起形成“8”字。如图甲所示，手拿红环将蓝环竖直放入水中，使蓝环刚好浸没，从水面上方C点可以观察到红环的倒影和蓝环的像并不完全重合。如图乙所示，假设红环最上端A点（图中未画出）在水中的像为A′点，蓝环最下端B点（图中未画出）在水中的像为B′点，请在乙图中完成从C点看到B点的光路。 四、实验题 19．图甲是学习光的折射的实验情景，图乙是某实验的示意图。 （1）实验前，点燃固定在盒盖下方的蚊香，盖上盒盖，在塑料盒的右侧面上可看到一个亮点（如图乙B点）。向塑料盒中逐渐加入掺有少量牛奶的水，达到一定高度后会观察到在右侧面原来亮点B的上方出现一个亮点C，还有一个在原来亮点的下方D处。保持入射光不动，继续加水，会看到这两个亮点移动的方向是 （填序号），折射角大小 （选填“增大”“不变”或“减小”）； A．两个亮点都向上 B．两个亮点都向下 C．上面的亮点向上，下面的亮点向下 D．上面的亮点向下，下面的亮点向上 （2）如图丙，一束激光与水平方向成45°角斜射到空水槽底部O点，形成一个光斑。若向其中加水，水位上升的速度为v，则水槽底部光斑移动的速度 v（选填“大于”“等于”或“小于”）。 20．如图是小宇“探究光的反射与折射规律”的实验装置。通过多次实验得到下表数据： 入射角 0° 15° 30° 45° 60° 反射角 0° 15° 30° 45° 60° 折射角 0° 11° 22° 32° 40° （1）多次实验表明：在光的反射过程中，反射角 （选填“大于”“小于”或“等于”）入射角；当光从空气斜射入水中时，折射角随入射角的增大而 （选填“增大”“减小”或“不变”）； （2）小宇让一束光沿着图中BO方向入射向水面时，发现光线沿着OA方向折射进入空气，这表明：光的折射现象中，光路是 的； （3）小宇接着又完成了光从空气斜射进玻璃和从玻璃斜射入空气的实验，他这样进行多次实验的目的是为了 。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！1 学科网（北京）股份有限公司 $$ 4.4 光的折射（知识解读）（解析版） •知识点1 光的折射规律 •知识点2 光的折射现象及其应用 •知识点3 探究光的折射特点 •知识点4 光的折射光路图 •作业 巩固训练 知识点1 光的折射规律 1、在折射现象中，折射光线、入射光线、法线在同一平面内（共面）。 2、折射光线和入射光线分居在法线的两侧（分居）。 3、当光从空气斜射入水等其他透明物质（玻璃、水晶等）时，折射角小于（大于、小于或等于）入射角；当光从水或其它透明物质斜射入空气时，折射角大于（大于、小于或等于）入射角（不等角，在空气中的角大）。 【典例1-1】有一束光从空气中斜射入平静的水面时，若入射角为60°，则折射角为（　　） A．0° B．40° C．60° D．90° 【答案】B 【详解】A．当光垂直入射时，光沿直线传播进入水中，折射角等于0°，故A不符合题意； BCD．一束光从空气中斜射向平静的水面，入射角为60°，光从空气斜射入水中，折射角小于入射角，即折射角小于60°，故B符合题意；CD不符合题意。 故选B。 【典例1-2】我们在平面镜中看到自己的像相对很清晰，而在水面看自己的像则相对较暗，这是因为光射在水面上时发生 的缘故；如果光与水面成30°角射到水面上，反射光线与折射光线的夹角刚好是80°，则折射角为 度。 【答案】 折射 40 【详解】[1]在水面看自己的像相对较暗，这是因为光射到水面时，既发生了反射也发生了折射。 [2]由题意知，入射光线与水面成30°角，则反射角等于入射角，为 90°-30°=60° 则折射角为 180°-60°-80°=40° 【变式1-1】图所示是光由空气斜射入玻璃时发生折射的光路图，一束光沿AO方向斜射到空气和玻璃交界面PQ上的O点，并沿着OB方向射出，MN是法线。下列说法正确的是（　　） A．∠AOP是入射角 B．∠NOB是折射角 C．若入射角增大，折射角会减小 D．若光沿着BO方向入射，不会沿着OA方向射出 【答案】B 【详解】A．∠AOP是入射光线与界面的夹角，不是入射角，故A错误； B．∠NOB是折射光线与法线的夹角，是折射角，故B正确； C．根据折射规律，若入射角增大，折射角会增大，故C错误； D．光的折射过程中，光路是可逆的，若光沿着BO方向入射，会沿着OA方向射出，故D错误。 故选B。 【变式1-2】如图所示，一盏探照灯的灯光与水平面保持50°夹角射向水池，在没有水的池底B处形成一个光斑，从不同方位都可以看到这个光斑是因为发生了光的 反射。在逐渐注水的过程中，池底的光斑将 （选填“不会”、“向左”或“向右”）移动。    【答案】 漫 向右 【详解】[1]从不同方位都可以看到这个光斑是因为发生了光的漫反射，反射光线射向四面八方。 [2]在没有注水时，根据光的直线传播，人直接能看到B点；当注水后，探照灯射出的光线到水面发生折射，折射光线靠拢法线，向右移动，照射到B'点，人看B'点时，B'点射出的光线到水面再次发生折射，折射光线远离法线进入人眼，眼睛逆着光线看，感觉光线是从B'点右侧射出的，所以人看到光斑向右移动。    知识点2 光的折射现象及其应用 1、当光从一种介质斜射入另一种介质时，光在另一种介质中传播方向发生改变的现象叫光的折射。 2、光的折射发生在两种介质的交界面上，但光线在每种介质内是直线传播的。光从一种介质垂直射入另一种介质时，其传播方向不改变（改变、不改变）。 3、入射光线射入另一种介质时的交点（O），叫入射点；入射光线与法线夹角（α）叫入射角；折射光线与法线的夹角（γ）叫折射角。 4、在生活中，我们常见的折射现象很多，如：看清澈的池水，池水水底变浅；在岸上看到的鱼接近于水面；透过玻璃砖看物体发生了错位；水杯中的筷子好像弯折了；“海市蜃楼”现象等等都是光的折射现象。 【典例2-1】下列现象中由于光的反射形成的是（　　） A．水面倒影 B．树下光斑 C．墙上留影 D．杯中“折”笔 【答案】A 【详解】A．平静水面上的倒影，属于平面镜成像，是由于光的反射形成的，故A符合题意； B．阳光透过密密的树丛在地面上形成一个个圆形的光斑，属于小孔成像现象，这是光的直线传播形成的，故B不符合题意； C．墙上留影是由光的直线传播形成的，故C不符合题意； D．杯中折笔是光由水中斜射入空气中时发生了偏折，由光的折射形成的，故D不符合题意。 故选A。 【典例2-2】渔民在岸上看到的鱼是水中鱼的 像，这是因为鱼反射的光从水中射到空气中时发生了 现象的缘故。如图，如果渔民要在a处用手电筒的光照亮水里的鱼则手电筒的光应朝向 处。（选填b、c、d、e） 【答案】 虚 折射 b 【详解】[1][2]渔民在叉鱼时，真实的鱼是在渔夫看到的鱼的下方，是虚像，这是因为，鱼反射的光从水中射到空气中发生了折射现象的缘故 [3]看到水中的鱼，是鱼身上的光折射入人眼，所以根据光路是可逆的，要用手电筒照鱼的话，直接对准所看到的鱼照射，即b处。 【变式2-1】五一假期，小明去青海旅游时，在有“天空之镜”美誉的茶卡盐湖拍摄了很多美景的照片。如图所示，照片中，广袤无垠的湖面十分平静，就像一面镜子，蓝天白云倒映在湖水中，人在云朵上翩翩起舞，形成一幅美丽的画卷，让人仿佛置身于幻境之中。下列有关说法正确的是（　　） A．白云的倒影是由光的直线传播形成的 B．人在湖水中的倒影是由光的折射形成的 C．白云的倒影是天上的白云在湖水中形成的倒立的实像 D．人的倒影和白云的倒影都略暗，是由于光在水面发生了反射和折射 【答案】D 【详解】A．白云的倒影是平面镜成像现象，是由于光的反射形成的，故A错误； B．人在湖水中的倒影是平面镜成像现象，是由于光的反射形成的，故B错误； C．白云的倒影是天上的白云在湖水中形成的倒立的虚像，故C错误； D．人的倒影和白云的倒影都略暗，是由于光在水面发生了反射和折射，使部分光线进入水中，反射的光线变少，故D正确。 故选D。 【变式2-2】如图所示，来自地平线以下远处物体的光，由于光的 而发生弯曲，进入了观察者的眼睛，观察者看到的是建筑物的 （选填“实像”或“虚像”）。 【答案】 折射 虚像 【详解】[1][2]由于不均匀的大气层的存在，当阳光从太空射入不均匀的大气层时，发生折射，使阳光向地面偏折，人们能看到地平线以下远处物体，这是光的折射现象，观察者看到的是建筑物的虚像。 知识点3 探究光的折射特点 1、实验目的：探究光的折射特点。 2、实验器材： 激光笔、水槽、一个可折转的光屏、一块玻璃砖、刻度尺、量角器、支架等。 （1）玻璃砖(或水)： 发生光的折射。 （2）激光笔：发出光（光学）。 （3）可折转的光屏：探究反射光线、入射光线和法线是否在同一平面。 3、实验步骤 步骤①如图所示，让光从空气进入水中，观察折射光线、入射光线、法线之间的位置关系。 步骤②比较折射角与入射角的大小。 步骤③改变入射角的大小，观察折射角的变化情况。 步骤④换用玻璃砖，将上面的实验过程重复一次。 步骤⑤让光从水中斜射到空气中，观察入射角和折射角的变化。 4、实验结论 (1) 三线共面：折射光线与入射光线、法线在同一平面上。 (2) 两线异侧；折射光线和入射光线分居于法线的两侧。 (3) 角不等：折射角不等于入射角(空气中角大) A.光从空气斜射入水或其他介质中时，折射角小于入射角，属于近法线折射。 B.光从水中或其他介质斜射入空气中时，折射角大于入射角，属于远法线折射。 【典例3-1】某同学做“探究光的折射规律”实验，她把半圆形玻璃砖固定在圆盘中心，让激光束沿圆盘半径入射到玻璃砖圆心处，激光束经玻璃砖折射后从半圆弧边射出（如图所示）。旋转圆盘，多次改变激光束入射角度，观察折射光线方向并记录数据，如下表所示。 实验次数 1 2 3 4 5 入射角 20° 30° 45° 60° 75° 折射角 13° 19° 28° 35° 40° （1）实验中，圆盘除了能读出入射角和折射角大小外，还可以利用光的 ，显示出光路； （2）分析实验数据，请你将光在发生折射时，折射角和入射角的关系补写完整：当光从空气斜射到玻璃表面时，折射角小于入射角，且 。 【答案】 漫反射 折射角随着入射角的增大而增大 【详解】（1）[1]光发生漫反射时，光向四面八方反射，因此实验中，圆盘除了能读出入射角和折射角大小外，还可以利用光的漫反射来显示出光路。 （2）[2]由表格数据和图示知道，光从空气斜射到玻璃表面时，折射光线向法线偏折，折射角小于入射角。当入射角增大时，折射角增大，即折射角随着入射角的增大而增大。 【变式3-1】创新实验小组为了探究“光从空气斜射入各种介质时折射角大小与哪些因素有关”，同学们利用激光笔、玻璃、水、光具盘等进行如图-1所示的实验探究。先让光从空气斜射入玻璃，分别测出入射角和折射角的大小，记录在表中。 实验序号 介质种类 入射角/° 折射角/° 1 水 60 40.5 2 透明树脂 60 35.3 3 透明树脂 45 28.1 4 透明树脂 30 19.5 5 玻璃 60 31.7 （1）如图-1所示是某次实验情形，此次试验的入射角是 ； （2）分析序号为 的三次实验数据可得初步结论：光从空气斜射入某种透明介质中时，折射角随入射角的增大而 ； （3）分析序号为1、2、5的三次实验数据可知，当入射角相同时，光从空气斜射入玻璃的折射角 （选填“大于”“小于”或“等于”）光从空气斜射入水的折射角，因此，光从空气斜射入其他介质时，折射角大小还与 有关；和水相比玻璃对光的折射本领较 ； （4）如图-1、图-2两种组装器材的方式中，小明认为更合理的是图-2，理由是此种组装方式能更方便地测出 。 【答案】 30° 2、3、4 增大 小于 介质种类 强 入射角和折射角 【详解】（1）[1]入射角为入射光线与法线的夹角，由图可知，此时的入射角为 90°-60°=30° （2）[2][3]在探究折射角大小与入射角大小关系时，需要选择同种介质，所以应选择2、3、4实验，从实验数据可知，在同种介质中，折射角随入射角的增大而增大。 （3）[4][5][6]分析1、2、5实验可知，入射角大小相等，都为60°，介质的种类不同，光从空气斜射入玻璃的折射角为31.7°，光从空气斜射入水的折射角为40.5°，所以光从空气斜射入玻璃的折射角小于光从空气斜射入水的折射角，因此可知折射角大小与介质种类有关，可知玻璃对光的折射本领比水强。 （4）[7]入射角和折射角分别为入射光线和折射光线与法线的夹角，图-2中，入射光线和折射光线在量角器对应的刻度线能直接表示入射角与折射角的大小，故图-2装置更为合理。 【变式3-2】某小组选用了图甲中光源、水、水槽、可折转的光屏（带刻度）等器材，用于完成探究“光从空气射入水中时的折射规律”：图丙是光从空气射入水中，入射点为O点，不断改变入射角，读出刻度盘上对应的折射角，将实验结果画在图丙中，其中1和1′、2和2′、3和3′、4和4′分别表示各次入射光线和对应的折射光线的位置。试问： （1）甲图中一束光从空气射入水中，各个方向的同学都能观察到此现象，是因为光发生了 反射； （2）当光从空气垂直射到水面时，折射角等于 度； （3）图乙中的把光屏向后翻的目的是为了 ； （4）由图丙可以得到：光从空气斜射入水中时，折射角随入射角的增大而 。 【答案】 漫 0 验证三线共面 增大 【详解】（1）[1]甲图中一束光从空气射入水中，光线在光屏上传播时发生漫反射，各个方向的同学都能观察到此现象。 （2）当光从空气垂直射到水面时，由图丙1可知，入射角为0°，折射角等于0°，即垂直入射时，光在空气和水的界面不发生折射。 （3）[3]图乙中的把光屏向后翻折，不能在光屏上看到折射光线，目的是为了验证入射光线。折射光线、法线在同一平面内。 （4）[4]由图丙可知，入射角增大，折射角随着增大，可得结论：光从空气斜射入水中时，折射角随入射角的增大而增大。 知识点4 光的折射光路图 （1）利用光的折射规律 ①光从空气斜射入水中或其他介质中时，折射光线向法线偏折，入射角大于折射角。 ②光从水或其他介质斜射入空气中时，折射光线远离法线偏折，折射角大于入射角。 ③光垂直界面射入时，传播方向不改变；此时入射角等于折射角等于0。 ④光的折射现象例子：海市蜃楼、筷子向上折断了、池水变“浅”了、放大镜、望远镜、显微镜、照相机、投影仪、近视眼镜、老花镜、斜插在水中的筷子在水中部分看起来向上弯；看见落到地平线下的太阳；叉鱼的时候瞄准鱼的下方。 （2）根据光路可逆的可逆性。 若光是由较密的介质射入较疏的介质时呢？画出下图。 【典例4-1】如图甲，渔民看到水中有一条鱼，为了叉到鱼，他们不是对准图乙中肉眼看到的处，而是对准位置更深的S处叉去，因为S处才是鱼真实的位置。请在图乙中画出人眼观察鱼的光路图。 【答案】 【详解】人之所以能看到水中的鱼，是由鱼反射的光线经水面折射后进入人眼；鱼的像是人眼逆着折射光线看到的，与水面的交点即为入射点，如图所示： 【典例4-2】如图，观光水池中，一束红光沿AO方向从水射入空气，折射光线为。若另一束红光沿BO方向从水射入空气，请大致画出入射光线BO的折射光线，并标出对应的折射角r。 【答案】 【详解】在光的折射现象中，折射角随入射角的减小而减小，折射角是折射光线与法线的夹角，据此画出入射光线BO的折射光线，并标出对应的折射角r，如下图所示： 【变式4-1】如图甲所示为小华一家在海洋馆透过透明玻璃顶观看头顶上方水中鱼的情景，小华感觉上方的鱼离自己很近．若用横线EF表示头顶的透明玻璃顶，A点表示小华的眼睛，B点表示她看到的鱼，请画出鱼实际的大致位置C。 【答案】 【详解】光由水中斜射进入空气遵循光的折射规律，折射光线、入射光线和法线在同一平面内，折射光线、入射光线分居法线两侧，光由水斜射进入空气中时，折射光线远离法线偏折，折射角大于入射角；在B点的鱼反射的光线到达右侧玻璃经折射后折射光线进入人眼，人看到的鱼的像在进入人眼的折射光线的反向延长线上的B点。连接A点和B点，交玻璃于O，过O点垂直界面作出法线，连接BO，光线从水进入空气时折射角大于入射角，所以鱼的位置C在B'点的上方，如图所示 【变式4-2】如图所示，一束光线垂直入射到圆形玻璃砖的平面上 【答案】 【详解】光从空气垂直入射到玻璃界面上，传播方向不变，后来是从玻璃中斜射向空气，在作图时注意折射角大于入射角。如图所示： 一、单选题 1．如图所示，一只水鸟M站在浅水中觅食，该情景恰好解释了李白诗中“对影成三人”的由来。以下说法正确的是（　　） A．N是光的反射形成的像 B．P是光的折射形成的像 C．P与M的大小一定相同 D．N与M的大小一定相同 【答案】C 【详解】A．N是光的直线传播形成的鸟的影子，属于光的直线传播现象，故A错误； B．P是水面反射形成的鸟的虚像，属于光的反射现象，故B错误； C．P是水面反射形成的鸟的虚像，因为反射面相当于平面镜，根据平面镜成像特点可知P与M的大小一定相同，故C正确； D．N是光的直线传播形成的鸟的影子，光源到物体的距离和物体到水面的距离会影响影子大小，故影子大小可能和物体大小不同，P是水面反射形成的鸟的虚像，根据平面镜成像特点可知像与物体的大小一定相同，故D错误。 故选C。 2．一束光由水斜射向空气，当入射光线不断向法线靠拢时（　　） A．折射光线靠拢法线，反射光线远离法线 B．反射光线靠拢法线，折射光线远离法线 C．折射光线和反射光线都远离法线 D．折射光线和反射光线都靠拢法线 【答案】D 【详解】在光的反射现象中，反射角始终等于入射角；在光的折射现象中，折射角随着入射角的增大而增大、减小而减小，所以当入射光线不断向法线靠拢时，入射角减小，则反射角和折射角都减小，即反射光线和折射光线都向法线靠拢，故D符合题意，ABC不符合题意。 故选D。 3．下列所示的四个现象中，由光的反射形成的是（　　） A．海市蜃楼 B．日环食 C．筷子弯折 D．鸟在水中的倒影 【答案】D 【详解】A．海市蜃楼，是由光的折射形成的，故A不符合题意； B．日环食是由光的直线传播形成的，故B不符合题意； C．筷子弯折，是由光的折射形成的，故C不符合题意； D．鸟在水中的倒影，属于平面镜成像，是由光的反射形成的，故D符合题意。 故选D。 4．如图所示，是春节后小敏在上海东方明珠游玩时拍摄的一张照片，下列说法中正确的是（ ） A．电视塔的倒影是实像——光的反射 B．看到水中游动的鱼是虚像——光的折射 C．电视塔的倒影是影子——光的直线传播 D．电视塔的倒影是虚像——光的折射 【答案】B 【详解】A．电视塔的倒影，是光的反射形成的虚像，故A错误； B．看到水中游动的鱼是由光的折射形成的鱼的虚像，故B正确； C．看到电视塔的倒影，属于平面镜成像，是光的反射，故C错误； D．电视塔的倒影，是由光的反射形成的虚像，故D错误。 故选B。 5．古诗词中有许多描述光学现象的诗句，下列诗句从物理学的角度解释正确的是（　　） ①潭清疑水浅——“水浅”是由光的折射产生的 ②池水映明月——“映明月”是由光的漫反射产生的 ③岸边无雨挂长虹——“长虹”是由光的色散产生的 ④绿树阴浓夏日长——“阴浓”是由光的直线传播产生的 A．只有①②④正确 B．只有②③④正确 C．只有①③④正确 D．只有①②③正确 【答案】C 【详解】“潭清疑水浅”指的是池底看起来要比实际的位置变浅了，看到的池底是真实池底反射的光线在由水中斜射入空气时发生折射而形成的虚像，故正确； 池水映明月，属于平面镜成像，是由于光的反射形成的，故错误； 岸边无雨挂长虹，属于光的色散，是由光的折射形成的，故正确； 绿树阴浓夏日长，是由光的直线传播形成的，故正确。 综上，只有①③④正确，故ABD错误，C正确。 故选C。 6．如图一束光线从空气进入玻璃的情形，MN是两种介质的分界面。那么下列说法正确的是（    ） A．入射角为35°，MN左侧是玻璃 B．入射角为25°，MN右侧是玻璃 C．折射角为65°，MN左侧是空气 D．折射角为55°，MN右侧是空气 【答案】D 【详解】由于这是一束光线从空气进入玻璃的情形，MN是两种介质的分界面，可知光线的入射角大于折射角，如下图所示 则入射角为65°，折射角未55°，MN右侧是空气，故ABC错误，D正确。 故选D。 7．陶瓷茶杯底部放有一枚硬币，人移动到某一位置时看不见硬币（如图甲），往茶杯中倒入一些水后，又能够看见硬币了（如图乙）。关于“看不见”和“又看见了”两种情况，下列分析正确的是（　　） ① “看不见”是由于硬币没有反射光 ② “看不见”是由于硬币反射的光没有到达眼睛 ③ “又看见了”是由于硬币反射的光在水面处发生折射到达眼睛 ④ “又看见了”是由于硬币折射的光在水面处发生反射到达眼睛 A．① ③ B．② ③ C．① ④ D．② ④ 【答案】B 【详解】“看不见”是由于硬币反射的光没有到达眼睛而不是没有反射光，所以①错误，②正确；“又看见了”是由于硬币反射的光在水面处发生折射到达眼睛，而不是在水面处发生反射到达眼睛，所以③正确，④错误，故ACD错误，B正确。 故选B。 8．下列现象中，属于光的折射现象的是（　　） A．夏天，人在太阳下形成影子 B．水里面桥的倒影 C．人站在镜子前看到自己的像 D．海市蜃楼奇观 【答案】D 【详解】A．夏天，人在太阳下形成影子，是由于光的直线传播形成的，故A不符合题意； B．水里面桥的倒影，属于平面镜成像，是由于光的反射形成的，故B不符合题意； C．人站在镜子前看到自己的像，属于平面镜成像，是由于光的反射形成的，故C不符合题意； D．海市蜃楼奇观，是由于光的折射形成的，故D符合题意。 故选D。 9．中华诗词博大精深、源远流长，关于诗词中的光现象，下列说法正确的是（　　） A．“海上生明月”，明亮的月亮是自然光源 B．“明镜可鉴形”，镜子可以成像是因为光发生了折射 C．“朝辞白帝彩云间”，彩云是由光的反射形成的 D．“起舞弄清影”，影是光的直线传播形成的 【答案】D 【详解】A．明亮的月亮自身不发光，反射太阳的光，不是光源，故A错误； B．镜子可以成像是因为光的反射形成的，故B错误； C．彩云是由光的折射形成的，故C错误； D．光在同一种均匀介质中沿直线传播，影是光的直线传播形成的，故D正确。 故选D。 10．下列有关光现象说法不正确的是（　　） A．甲图：小孔成像是光沿直线传播形成的实像 B．乙图：自行车尾灯“发光”的奥秘利用了光的反射定律 C．丙图：小女孩儿在平面镜中看到了自己的实像 D．丁图：水杯中筷子弯折的现象是由于光的折射形成的 【答案】C 【详解】A．与光的直线传播有关的现象有：影子、小孔成像、日食、月食等；小孔成像是由光的直线传播形成的实像，故A正确，不符合题意； B．自行车尾灯是通过反射光从而好像“发光”，利用了光的反射定律，故B正确，不符合题意； C．根据平面镜成像特点知，小女孩在平面镜中所成的像是虚像，故C错误，符合题意； D．插在装有水的杯子中的筷子看起来往上折，这是由于水中筷子射出的光线经水面发生折射形成的，故D正确，不符合题意。 故选C。 二、填空题 11．唐朝诗人韩愈的《叉鱼招张功曹》中记载：“深窥沙可数，静接水无摇。刃下那能脱？波间或自跳。”当语文老师翻译到“鱼叉掷下，哪有逃脱得了的鱼？可它们却仍在波浪中跳跃”时，勤思好问的小晋同学想：若要叉到鱼，应该向看到的鱼的 （选填“上方”或“下方”）叉去。 【答案】下方 【解析】【小题1】人看到水中的鱼，是由于鱼反射的光线到达水面时会发生折射，折射角大于入射角，人逆着折射光线看到的鱼在鱼的实际位置的上方，所以应朝看到的鱼的下方叉去。 12．夏日的龙湖公园“湖畔垂柳成荫，水面倒影如镜，鱼儿在欢快的游着”。从物理学角度看“垂柳成荫”是由于光的 形成的，“倒影如镜”是由于光的 形成的，看到水中的“鱼”是由于光的 形成的。 【答案】 直线传播 反射 折射 【详解】[1]由于光在同种均匀介质中沿直线传播的，柳树叶子是不透明的，无法使太阳光穿过，在其下形成阴凉。 [2]倒影如镜，说的是水面如同平面镜，倒影是平面镜成像，是由光的反射形成的。 [3]看到水中的“鱼”比实际的鱼要浅，这是因为光的折射形成的虚像。 13．如图所示，B是小红在水池中看到的“鲤鱼”，她用激光笔从A点向 （选填图中字母）处射出光束，即可把池中的真鲤鱼照亮。 【答案】B 【详解】根据光的折射现象可知，他看到的“鲤鱼“是因为光的折射而形成的虚像，真正的鲤鱼在水中更深的位置，即在E处，如图所示： 根据光路的可逆性，他用激光笔从A点向B处射出光束，即可把鲤鱼照亮。 14．如图所示，一束光在玻璃和空气两种介质的界面上同时发生反射和折射（入射光线、反射光线和折射光线的方向均未标出），其中折射光线是 （用字母表示），反射角等于 。 【答案】 OC 60° 【详解】[1][2]由图可知 所以 根据反射定律中反射角等于入射角可得为法线，为界面，而折射光线和入射光线分别位于法线两侧，则OC一定为折射光线，BO为入射光线、OA为反射光线。 15．小明将装有一枚硬币的杯子放在弟弟面前，如图所示，弟弟在A处看不到硬币，这是因为光沿 传播。小明向杯中缓缓注水后，弟弟能看到硬币了，这是由光的 产生的现象。弟弟看到的是硬币的 像。 【答案】 直线传播 折射 虚 【详解】[1]硬币放在杯底，因为光沿直线传播，杯子挡住了硬币到眼睛的光线，人眼便看不到硬币。 [2]倒入水后，硬币出来的光在水面发生折射，远离法线，人逆着光看，能看到硬币，这是光的折射现象。 [3]弟弟看到的硬币是杯底硬币的像，是折射形成的虚像，是光反向延长线的交点会聚而成的。 16．如图所示，小致透过玻璃砖观察一支钢笔时，发现看到笔的像“错位”了，造成这个现象的原因是光发生了 ，小致是在笔的 侧进行观察的。 【答案】 折射 右 【详解】[1]钢笔错位是因为光从一种透明介质进入另一种透明介质时，光路的方向发生改变而形成的，故属于光的折射现象。 [2]第一次折射：先过入射点垂直玻璃砖上表面作出法线，再在玻璃砖内部法线的另一侧作出折射光线，注意折射角小于入射角；第二次折射：先过右侧入射点垂直玻璃砖下表面作出法线，再在玻璃砖的下侧空气中作出折射光线，注意折射角大于入射角，折射光线与玻璃砖上侧的入射光线平行，如图所示： 故小致是在笔的右侧进行观察的。 三、作图题 17．如图甲为一种半潜式游艇，其底部一层可潜至水面以下，游客可通过其透明玻璃窗观赏海底世界。图乙为某半潜式游艇的水下部分，在图乙中画出： ①游客眼睛在A处透过左侧窗户观赏海底珊瑚B的光路图； ②眼睛A通过左侧透明玻璃成的像A′。 【答案】 【详解】由题知，光由B点“发出”，经水和玻璃斜射入空气中时发生折射，折射角大于入射角而射入A点（游客眼睛处），则海底珊瑚的虚像的位置B′就在折射光线的反向延长线上，比珊瑚的实际位置偏高；根据平面镜成像的特点，像与物到平面镜的距离相等，像与物之间的连线与镜面垂直，由此作出眼睛A通过左侧透明玻璃成的像A′，如图所示： 18．两个大小相同的红、蓝环粘在一起形成“8”字。如图甲所示，手拿红环将蓝环竖直放入水中，使蓝环刚好浸没，从水面上方C点可以观察到红环的倒影和蓝环的像并不完全重合。如图乙所示，假设红环最上端A点（图中未画出）在水中的像为A′点，蓝环最下端B点（图中未画出）在水中的像为B′点，请在乙图中完成从C点看到B点的光路。 【答案】 【详解】平静的水面可视为平面镜，平面镜成的像与物关于镜面对称，由于两个大小相同的红、蓝环粘在一起形成“8”字，据此确定红环最上端A点在水中的像点与蓝环最下端B点重合（如下图所示）；蓝环最下端B点反射的光由水中斜射入空气中时，折射角大于入射角，折射光线远离法线，人逆着折射光线看去，看到最下端B点的像比最下端B偏高，连接交水面于入射点，连接B（即）与入射点的光线即为入射光线，过入射点做水面的垂线（虚线）即为法线，连接入射点与C的光线为折射光线，如下图所示： 四、实验题 19．图甲是学习光的折射的实验情景，图乙是某实验的示意图。 （1）实验前，点燃固定在盒盖下方的蚊香，盖上盒盖，在塑料盒的右侧面上可看到一个亮点（如图乙B点）。向塑料盒中逐渐加入掺有少量牛奶的水，达到一定高度后会观察到在右侧面原来亮点B的上方出现一个亮点C，还有一个在原来亮点的下方D处。保持入射光不动，继续加水，会看到这两个亮点移动的方向是 （填序号），折射角大小 （选填“增大”“不变”或“减小”）； A．两个亮点都向上 B．两个亮点都向下 C．上面的亮点向上，下面的亮点向下 D．上面的亮点向下，下面的亮点向上 （2）如图丙，一束激光与水平方向成45°角斜射到空水槽底部O点，形成一个光斑。若向其中加水，水位上升的速度为v，则水槽底部光斑移动的速度 v（选填“大于”“等于”或“小于”）。 【答案】 C 不变 小于 【详解】（1）[1]向塑料盒中逐渐加入掺有少量牛奶的水，达到一定高度后会观察到在右侧面原来亮点的上方出现一个亮点，这个亮点是因为光照射到水面时发生了光的反射现象形成的，还有一个在原来亮点的下方，这是由于光在水面处发生折射，传播方向发生改变而产生的；保持入射光不动，继续加水，入射点向左移动，会看到上面的亮点向上移动，下面的亮点向下移动。 故选C。 [2]由于入射角不变，则折射角大小不变。 （2）[3]假设注水时间为t，因为入射角为45°，因此初始光斑位置到加水后入射点在底部投影的位置之间的距离与水面升高的高度相等，都为vt，折射后的光斑移动距离小于这个距离，即在相同时间内水面升高的高度大于光斑移动的距离，因此光斑移动的速度小于水面上升的速度v。 20．如图是小宇“探究光的反射与折射规律”的实验装置。通过多次实验得到下表数据： 入射角 0° 15° 30° 45° 60° 反射角 0° 15° 30° 45° 60° 折射角 0° 11° 22° 32° 40° （1）多次实验表明：在光的反射过程中，反射角 （选填“大于”“小于”或“等于”）入射角；当光从空气斜射入水中时，折射角随入射角的增大而 （选填“增大”“减小”或“不变”）； （2）小宇让一束光沿着图中BO方向入射向水面时，发现光线沿着OA方向折射进入空气，这表明：光的折射现象中，光路是 的； （3）小宇接着又完成了光从空气斜射进玻璃和从玻璃斜射入空气的实验，他这样进行多次实验的目的是为了 。 【答案】 等于 增大 可逆 使结论具有普遍规律，防止实验的偶然性 【详解】（1）[1]由表格中的数据可知，在光的反射现象中，反射角始终等于入射角。 [2]当光从空气斜射入水中时，折射角小于入射角，随着入射角的增大，折射角也在增大。 （2）[3]让一束光沿着图中BO方向入射向水面时，发现光线沿着OA方向折射进入空气，因为在光的折射现象中，光路是可逆的。 （3）[4]换用不同的介质多次实验的目的是避免偶然性，使实验结论更具有普遍性。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！1 学科网（北京）股份有限公司 $$