4.4 光的折射（2知识点+6题型+巩固提高）----2024～2025学年人教版八年级物理 上学期

4.3 光的折射 知识点1：光的折射定律 1 题型1：探究光的折射定律 2 题型2：入射角、反射角和折射角的关系 4 题型3：光在空气和水中传播作图 4 知识点2：生活中的折射现象 5 题型4：生活中的折射现象 5 题型5：眼睛看水中（或岸上）的物体作图 6 题型6：水底光斑位置变化 7 【巩固提高】 8 在一个空碗中放一枚硬币。请你慢慢蹲下，当低至某一个观察位置时，就无法看到硬币了。但如果你慢慢往碗中倒水，在同一个观察位置就又能看到碗中的硬币了。这是为什么呢？ 知识点1：光的折射定律 1. 光的折射：光从一种介质斜射入另一种介质时，传播方向发生偏折，这种现象叫光的折射。 2. 基本概念 概念 定义 图示 入射光线 照射到两种介质分界面的光线AO 折射光线 光进入另一种介质被折射后的光线OB 法线 垂直于两介质分界面的直线MN 入射角 入射光线与法线的夹角i 折射角 折射光线与法线的夹角θ 3. 光的折射规律： （1）折射光线与入射光线、法线在同一平面上；（三线一面） （2）折射光线和入射光线分居法线两侧；（两线分居） （3）光从空气斜射入水或其他介质中时，折射角小于入射角（折射光线向法线偏折）；光从水或其他介质斜射入空气时，折射角大于入射角； （4）入射角增大时，折射角也随着增大； 4. 在光的折射现象中光路是可逆的。 5. 折射角与入射角的关系： （1）入射光线垂直界面入射时，折射角等于入射角等于0°； （2）光从空气斜射入水中或其他介质中时，折射角小于入射角； （3）光从水等介质斜射入空气中时，折射角大于入射角； （4）注意无论是折射角还是入射角，在空气中的角总是较大的。 6. 光斜射到两种介质的分界面时，光的传播方向发生了偏折；但是光垂直照射到两种介质的交界面时，入射角为零度，折射角为零度，光还是沿直线传播。 题型1：探究光的折射定律 【典例1】（23-24八年级上·福建福州·阶段练习）某小组同学设计了如图甲所示的实验装置探究光的折射规律，在玻璃水槽中竖直放置的光屏由E和F两个半圆形光屏组成，其竖直方向的直径NOM为两半圆的分界线 (1)将光屏F调至与光屏E在同一平面内，保持入射点O不变，多次改变入射光线AO与ON的夹角进行实验 入射角α 0° 15° 30° 45° 60° 折射角β 0° 11.3° 22.1° 35.4° 40.9° ①分析数据得出的结论是： （写出一条即可）。 ②当光从空气垂直射入水中时，光的传播方向 （选填“改变”或“不改变”）。 (2)该小组同学在玻璃水槽底部用另一支激光笔让光贴着光屏F沿BO射向水面时，可看到折射光线沿OA方向射出，这说明在光的折射现象中光路是 的。 (3)另一小组的小华在做光的折射实验时，将一束光以相同的入射角从空气分别斜射入水和玻璃中，如图乙所示。分析实验现象可知折射角是 （选填“不同”或“相同”）的，水对光的折射本领 （选填“大于”“等于”或“小于”）玻璃对光的折射本领。 【变式1-1】（24-25八年级上·全国）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”。 【设计实验】 (1)实验应该在 的环境中进行，实验中使光线更明显的方式有 ； 【进行实验与收集证据】 (2)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、2和……4和分别表示各次入射光线和对应的折射光线的位置，并记录了表一的数据；由此可得出，光从空气斜射入水中时，折射角随入射角的增大而 ，且折射角 （选填“大于”、“等于”或“小于”）入射角；表一中“？”处的数据是 ； 表一 序号 1 2 3 4 入射角（°） 60 40 20 0 折射角（°） 40 29 15 ？ 表二 序号 1 2 3 入射角（°） 15 29 40 折射角（°） 20 ？ 60 (3)接下来继续探究光从水中射入空气中的折射情况，记录了表二的数据。表二中“？”处的数据模糊不清，请综合分析两个表格中的数据，判断出这个数据应该是 ； 【交流与合作】 (4)使用可折转的光屏，是为了观察折射光线和入射光线是否 ； (5)实验过程中，小组成员发现水面处发生光的折射现象的同时还伴有光的 现象； (6)请你对该小组同学通过上述探究实验得出光的折射特点的过程作出评价；是否存在不足？ 答： （选填“是”或“否”）；请简要说明理由： ； 【实验迁移】 (7)在图甲的基础上，向容器中继续慢慢注水，容器底部光斑的位置将 （选填“向左移动”、“向右移动”或“不变”）。 题型2：入射角、反射角和折射角的关系 【典例2】（24-25八年级上·全国·）一束光线从某种透明物质斜射入空气中，折射光线和反射光线垂直，且和入射光线成，则反射角和折射角的大小分别为（  ） A．和 B．和 C．和 D．和 【变式2-1】（23-24八年级上·安徽淮南·阶段练习）如图，是光在空气和玻璃的折射路线，下列分析正确的是（　　） A．∠α为反射角 B．∠α为入射角 C．∠β为反射角 D．折射角为60° 【变式2-2】（23-24八年级上·四川达州·期中）如图，一束光在空气和玻璃两种介质分界面上同时发生反射和折射，入射角i= ，折射角r= 。 题型3：光在空气和水中传播作图 【典例3】（23-24八年级上·广东云浮·阶段练习）如图，一束光射向左右表面平行的玻璃砖，画出光从玻璃砖左表面射出的光线。 【变式3-1】（24-25九年级上·甘肃平凉·阶段练习）请在图中做出反射光线、折射光线，并标出折射角。 【变式3-2】（23-24八年级上·江苏徐州·阶段练习）一束光线从空气斜射入水中，在水面发生反射和折射，已知反射光线OA如图所示，请在图中画出它的入射光线和大致的折射光线。 知识点2：生活中的折射现象 1. 日常现象： （1）筷子“弯折”； （2）池水变浅； （3）海市蜃楼； （4）鱼变浅了。 2. 对光的折射现象的理解 （1）光的折射与光的反射一样都是发生在两种介质的交界处，只是反射光返回原介质中，而折射光则进入到另一种介质中，由于光在两种不同的介质里传播速度不同，故在两种介质的交界处传播方向发生变化，这就是光的折射。 （2）在两种介质的交界处，既发生折射，同时也发生反射。 （3）光从一种介质垂直射入另一种介质时，它的传播方向不会发生改变。 题型4：生活中的折射现象 【典例4】（2023·广东清远·一模）一根筷子斜插入水中，筷子在水中部分发生偏折。描述这个现象，下图正确的是（　　） A．B．C． D． 【变式4-1】（2024·山东德州·二模）如图所示的光现象中，由光的折射形成的是（　　） A．甲图，古人用日晷测量时间 B．乙图，手影游戏 C．丙图，钢笔“错位” D．丁图，山的倒影 【变式4-2】（23-24八年级下·吉林·期中）如图所示，看到水中筷子向上“折断”了，这个现象是由光的 （选填“直线传播”“反射”或“折射”）形成的 （选填“实像”或“虚像”）。 题型5：眼睛看水中（或岸上）的物体作图 【典例5】（23-24九年级下·湖北黄冈·期中）防涨水六不准中“不要到不熟悉的河边、池塘等地方下水游泳”，清澈的水看似很浅，实则很深，不明水情擅自下水容易发生溺水事故。在学习了物理之后，我们可以从物理的角度认识其中的原理，请在图中画出人眼看到池底A的大致光路图（A′是人眼看到的池底A的像）。 【变式5-1】某次潜水员在水面下观察岸上的一盏灯。如图所示，A点是潜水员的眼睛，B、C两点分别是潜水员看到的灯以及灯的实际位置，请完成潜水员在A点看到河岸上灯的光路图。 【变式5-2】（2024·河南南阳·一模）郑州如意湖畔“大玉米”下，风景宜人，景色壮观，吸引无数游人前往欣赏，如图甲所示。船上的游客恰好看到水中的一条鱼从“大玉米”第二层游过。若以点代替看到的鱼和“大玉米”第二层重合处，请在图乙中画出鱼的实际位置，并作出游客看到“大玉米”第二层（用点A表示）的光路图。 题型6：水底光斑位置变化 【典例6】（23-24八年级上·四川南充·阶段练习）有一圆柱形敞口容器，从其左侧某一高度斜射入一束激光，在容器底部产生一个光斑O，如图所示。下列操作将使光斑向左移动的是（　　） A．保持水面的高度和入射点不变，使激光的入射角增大 B．保持水面的高度不变，使激光笔向右平移 C．保持激光射入的角度不变，使水面上升 D．保持激光射入的角度不变，使水面下降 【变式6-1】（23-24八年级上·江苏泰州·阶段练习）如图所示，一支固定好的激光笔向空水槽底部固定点O打出一束激光。向水槽内加水使水面上升至A点，此时光斑在O点 侧，这是因为发生了光的 现象。打开水槽底部水龙头缓慢放水的过程中，折射角大小 （选填“变大”、“变小”或“不变”），同时观察到水槽底部光斑向 移动。 一、单选题 1．（23-24八年级上·山西大同·阶段练习）如图所示，小梦在一只空碗中放一枚硬币，后退到某处时眼睛刚好看不到它。此时另一位同学沿碗壁慢慢向碗中倒入一定量的水，小梦再次看到硬币，可以解释小梦再次看到硬币的光路图是（　　） A． B． C． D． 2．（2023·广东清远·一模）下列光路图中错误的是（    ） A．B．C．D． 3．（24-25八年级上·全国·）一束光线从某种透明物质斜射入空气中，折射光线和反射光线垂直，且和入射光线成，则反射角和折射角的大小分别为（  ） A．和 B．和 C．和 D．和 4．（23-24八年级上·福建福州·期末）如图所示的光现象中，属于光的折射的是（　　） A．水中筷子“变弯” B．照镜子 C．湖面的倒影 D．日偏食 5．（2024八年级上·全国·专题练习）如图，面对清澈见底、看起来不过齐腰深的池水，不会游泳的人千万不要贸然下去，因为人们看到的池水深度和它的实际深度并不相同。下面四幅图能正确解释此现象的是（　　） A．B．C．D． 6．（24-25八年级上·全国·课前预习）如图是小华与父母到海边洗海水澡的情形。小华惊奇的发现，爸妈的腿在水中看起来变短了，能解释这种现象的光路图是（　　） A．B．C． D． 7．（2024九年级下·河南安阳·学业考试）小明在湖边树荫下乘凉，想到了所学的物理知识。其中合理的是（    ） A．看到湖水“变”浅，是光的反射引起的 B．树下的圆形光斑，是光的折射形成的 C．水中树的倒影和岸上的树一样大 D．看到的水中鱼是鱼的实像 8．（23-24八年级上·安徽淮北·期末）设想你站在岸边看到了清澈湖水中的鱼，如果你想捕到水下的鱼可以选择（　　） A．用鱼叉叉鱼，必须瞄准看到鱼的上方 B．用激光射杀鱼，瞄准看到鱼即可 C．用激光射杀鱼，要瞄准看到鱼的下方 D．用弓箭射杀鱼，瞄准看到的鱼即可 9．当光线从一种透明物质进入另一种透明物质时，下列说法中正确的是（　　） A．光线的传播方向一定发生改变 B．光线的传播方向有时不发生改变 C．当光线从水斜射入空气时，折射角小于入射角 D．当光线从玻璃斜射入空气时，入射角大于折射角 10．（2024·湖北·模拟预测）小明在平静的水面看到“云在水中飘，鱼在云上游”，针对这一有趣的现象说法正确的是（    ） A．他看到水中的云是光从水中传播到空气中发生光的反射形成 B．他看到水中的鱼是光从水中传播到空气中发生光的折射形成的 C．他看到水中的云是光从空气中传播到水中发生光的折射形成的 D．他看到水中的鱼是光从空气中传播到水中发生光的反射形成的 二、填空题 11．（24-25八年级上·江西宜春·阶段练习）2013年12月4日上午8点25分左右，南京的天空中出现“两个太阳”的奇观。光学专家表示，眼下南京雾霾天，空气中漂浮物沾上水汽后，会形成多棱镜，太阳照射，使太阳光发生了 （填“折射”或“反射”），形成太阳的虚像，所以产生“2个太阳”，我们在水中也看到了“两个太阳”，是由于光的 现象形成的（填“折射”或“反射”）。 12．（24-25八年级上·全国·）如图，大桥与倒影形成一幅壮美的画面。大桥在水中倒影是由于光发生了 ；倒影看起来较暗是由于光发生了 。 13．（23-24八年级上·四川南充·阶段练习）如图所示是光在空气和玻璃之间发生折射的光路图，从图中可以看出，折射角的大小是 ，当入射角变为0°时，折射角大小为是 。 14．（23-24八年级上·河南郑州·期末）在我国的古书《史记》《梦溪笔谈》中都有海市蜃楼的记载，海市蜃楼是怎样发生的？如下图，光在同种均匀的介质中沿直线传播，如果介质 ，光就不会沿直线传播，而会发生 （请填写专业的物理术语），海市蜃楼就是由光的这种现象产生的。 15．（2024·河南周口·模拟预测）如图是子墨的爷爷在河中叉鱼的情景，子墨爷爷很有经验，每次在船上看到河中的“鱼”时，叉子 （选填“正对着鱼”“对着鱼的上方”或“对着鱼的下方”）叉下去，这是由于光从水中射向空气时发生了 。 16．（23-24八年级上·江苏苏州·阶段练习）如图所示，一束光在空气和玻璃的分界面处发生反射和折射（图中入射光线、反射光线和折射光线的方向均未标出），折射角是 °，其中 （AB/CD）的 （上面/下面/左面/右面）是玻璃。 17．（23-24八年级上·江苏苏州·阶段练习）如图所示，将透明的薄壁（厚度可忽略不计）方形水槽水平放置，固定在水槽底部的激光笔沿图示方向发出一细光束，小明通过缓慢改变水槽中的水量来探究光的传播现象： (1)为使A处的光点移至B处，应使水槽中的水量 （选填“增加”或“减少”）； (2)若AB间距离为2cm，则水面高度的变化量Δh 2cm（选填“>”“=”或“＜”）。 三、实验题 18．（2024·贵州贵阳·二模）小丽同学在探究“光的折射规律”时利用了如图所示的装置。由E和F两个半圆形组成的光屏竖直放置在玻璃水槽中，NOM为两半圆的分界线。 (1)实验时，先让光屏EF位于同一平面内，一束激光贴着光屏沿AO从空气斜射入水中，在光屏F上可以看到折射后的光束OB。实验中除图中的AO、OB光线之外，小丽在光屏上还能看到一条光线，这是因为光的 现象产生的，请在图中画出此光线。 (2)为验证折射光、入射光、法线在同一平面，小丽应将光屏 （选填“E”或“F”）向后折转一定角度进行观察。 (3)在探究折射角和入射角的大小关系时，小丽保持入射点O不变，多次改变入射角进行实验并记录对应的折射角和入射角的大小，多次实验的目的是 。 实验次数 第一次 第二次 第三次 第四次 入射角 折射角 (4)小丽测量的数据如表中所示，由此她得出结论：在光的折射现象中，折射角总是小于入射角。你认为小丽的结论准确吗？ 理由是： 。 19．（23-24八年级下·河南周口·期末）小宇用如图所示装置将一细光束斜射到空气中，用于探究“光的折射规律”。 （1）为了更清晰地观察水中的光路，可以采用的办法是： ，实验中 （选填“能”或“不能”）看见反射光线； （2）实验的折射光路如图所示，可以判定折射角 （选填“大于”“小于”或“等于”）入射角。增大入射角，观察到折射角在 （选填“增大”或“减小”）； （3）他通过查阅资料发现，若不断增大光在水中的入射角，会观察到的现象是：入射角增大到一定值时， 。 入射角 0 10 20 30 40 48.6 50 折射角 0 13.4 27.0 41.7 58.7 90 第 1 页 共 4 页 学科网（北京）股份有限公司 $$ 4.3 光的折射 知识点1：光的折射定律 1 题型1：探究光的折射定律 2 题型2：入射角、反射角和折射角的关系 5 题型3：光在空气和水中传播作图 7 知识点2：生活中的折射现象 8 题型4：生活中的折射现象 9 题型5：眼睛看水中（或岸上）的物体作图 10 题型6：水底光斑位置变化 12 【巩固提高】 13 在一个空碗中放一枚硬币。请你慢慢蹲下，当低至某一个观察位置时，就无法看到硬币了。但如果你慢慢往碗中倒水，在同一个观察位置就又能看到碗中的硬币了。这是为什么呢？ 知识点1：光的折射定律 1. 光的折射：光从一种介质斜射入另一种介质时，传播方向发生偏折，这种现象叫光的折射。 2. 基本概念 概念 定义 图示 入射光线 照射到两种介质分界面的光线AO 折射光线 光进入另一种介质被折射后的光线OB 法线 垂直于两介质分界面的直线MN 入射角 入射光线与法线的夹角i 折射角 折射光线与法线的夹角θ 3. 光的折射规律： （1）折射光线与入射光线、法线在同一平面上；（三线一面） （2）折射光线和入射光线分居法线两侧；（两线分居） （3）光从空气斜射入水或其他介质中时，折射角小于入射角（折射光线向法线偏折）；光从水或其他介质斜射入空气时，折射角大于入射角； （4）入射角增大时，折射角也随着增大； 4. 在光的折射现象中光路是可逆的。 5. 折射角与入射角的关系： （1）入射光线垂直界面入射时，折射角等于入射角等于0°； （2）光从空气斜射入水中或其他介质中时，折射角小于入射角； （3）光从水等介质斜射入空气中时，折射角大于入射角； （4）注意无论是折射角还是入射角，在空气中的角总是较大的。 6. 光斜射到两种介质的分界面时，光的传播方向发生了偏折；但是光垂直照射到两种介质的交界面时，入射角为零度，折射角为零度，光还是沿直线传播。 题型1：探究光的折射定律 【典例1】（23-24八年级上·福建福州·阶段练习）某小组同学设计了如图甲所示的实验装置探究光的折射规律，在玻璃水槽中竖直放置的光屏由E和F两个半圆形光屏组成，其竖直方向的直径NOM为两半圆的分界线 (1)将光屏F调至与光屏E在同一平面内，保持入射点O不变，多次改变入射光线AO与ON的夹角进行实验 入射角α 0° 15° 30° 45° 60° 折射角β 0° 11.3° 22.1° 35.4° 40.9° ①分析数据得出的结论是： （写出一条即可）。 ②当光从空气垂直射入水中时，光的传播方向 （选填“改变”或“不改变”）。 (2)该小组同学在玻璃水槽底部用另一支激光笔让光贴着光屏F沿BO射向水面时，可看到折射光线沿OA方向射出，这说明在光的折射现象中光路是 的。 (3)另一小组的小华在做光的折射实验时，将一束光以相同的入射角从空气分别斜射入水和玻璃中，如图乙所示。分析实验现象可知折射角是 （选填“不同”或“相同”）的，水对光的折射本领 （选填“大于”“等于”或“小于”）玻璃对光的折射本领。 【答案】(1) 光从空气斜射入水中或其他介质中时，折射角小于入射角，入射角增大，折射角也随之增大 不改变 (2)可逆的 (3) 不同 小于 【详解】（1）[1]分析表中实验数据可得结论：当光从空气斜射入水中或其他介质中时，折射角小于入射角，入射角增大，折射角也随之增大。 [2]当光从空气垂直射入水中时，入射角和折射角都为0°，此时入射光线、折射光线、法线三线重合，光的传播方向不改变。 （2）该小组同学用一束光沿着BO射向水面时，观察到折射光线沿OA方向射出，这说明在光的折射现象中光路是可逆的。 （3）[1][2]由图乙可知：第一个图中的折射角为90°﹣70°=20° 第二个图中的折射角为90°﹣75°=15° 所以以相同的入射角射向不同介质时，折射角大小不同；由于在水中的折射角要大于在玻璃中的折射角，所以水对光的折射本领小于玻璃对光的折射本领。 【变式1-1】（24-25八年级上·全国）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”。 【设计实验】 (1)实验应该在 的环境中进行，实验中使光线更明显的方式有 ； 【进行实验与收集证据】 (2)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、2和……4和分别表示各次入射光线和对应的折射光线的位置，并记录了表一的数据；由此可得出，光从空气斜射入水中时，折射角随入射角的增大而 ，且折射角 （选填“大于”、“等于”或“小于”）入射角；表一中“？”处的数据是 ； 表一 序号 1 2 3 4 入射角（°） 60 40 20 0 折射角（°） 40 29 15 ？ 表二 序号 1 2 3 入射角（°） 15 29 40 折射角（°） 20 ？ 60 (3)接下来继续探究光从水中射入空气中的折射情况，记录了表二的数据。表二中“？”处的数据模糊不清，请综合分析两个表格中的数据，判断出这个数据应该是 ； 【交流与合作】 (4)使用可折转的光屏，是为了观察折射光线和入射光线是否 ； (5)实验过程中，小组成员发现水面处发生光的折射现象的同时还伴有光的 现象； (6)请你对该小组同学通过上述探究实验得出光的折射特点的过程作出评价；是否存在不足？ 答： （选填“是”或“否”）；请简要说明理由： ； 【实验迁移】 (7)在图甲的基础上，向容器中继续慢慢注水，容器底部光斑的位置将 （选填“向左移动”、“向右移动”或“不变”）。 【答案】(1) 较暗 在水面上方喷烟雾或在水中滴几滴牛奶 (2) 增大 小于 0 (3)40 (4)在同一平面内 (5)反射 (6) 是 实验结论不具有普遍性，应换用其他透明介质再做实验，避免实验结论的偶然性 (7)向左移动 【详解】（1）[1]由于在较暗的环境进行实验时，光的路径较清晰，更容易观察，所以实验应该在较暗的环境中进行。 [2]由于光路在透明的水中不易观察，所以在水面上方喷烟雾或在水中滴几滴牛奶，可以使光线更明显。 （2）[1][2]由于入射光线与法线的夹角为入射角，折射光线与法线的夹角为折射角，由图丙可以看出，当入射角增大时，折射角也随着增大，且折射角小于入射角。 [3]当光从空气垂直射到水面时，传播方向不变，所以此时入射角等于0度，折射角也等于0度。 （3）光从空气斜射入水中时，折射角小于入射角，而从水斜射入空气时，折射角大于入射角，表一是从空气射入水中的数据，表二是光从水射入空气中的数据，对比表一的1、3和表二的1、3，发现入射角和折射角相互交换，说明光的折射现象遵循光路可逆，根据表二第2次数据，交换后入射角为29°，对应的折射角为40°。 （4）将光屏的右半部分向前后翻折，就不会看到折射光线，只有当整个光屏为一平面时，才能够看到折射光线，说明折射光线、入射光线、法线共面，所以使用可折转的光屏，是为了观察折射光线和入射光线是否在同一平面内。 （5）由于平静的水面相当于平面镜，光在平面镜上会发生反射现象，所以会发现水面处发生光的折射现象的同时还伴有光的反射现象。 （6）[1][2]由于实验中只用水做介质，结论具有偶然性，所以实验存在不足，应换用其他透明介质再做实验，避免实验结论的偶然性。 （7）向容器中继续慢慢注水，水面升高，由图甲可知，入射点将向左移动，则折射光线向左移动，故容器底部光斑的位置将向左移动。 题型2：入射角、反射角和折射角的关系 【典例2】（24-25八年级上·全国·）一束光线从某种透明物质斜射入空气中，折射光线和反射光线垂直，且和入射光线成，则反射角和折射角的大小分别为（  ） A．和 B．和 C．和 D．和 【答案】D 【详解】根据光的反射定律和折射的规律作图，如下所示： 设入射角为，折射角为，则 由题意知 ①，② 联立①②，解得 反射角等于入射角，反射角为，折射角为，故ABC不符合题意，D符合题意。 故选D。 【变式2-1】（23-24八年级上·安徽淮南·阶段练习）如图，是光在空气和玻璃的折射路线，下列分析正确的是（　　） A．∠α为反射角 B．∠α为入射角 C．∠β为反射角 D．折射角为60° 【答案】C 【详解】如图所示，给各个光线标注字母 在光的反射定律中，反射光线和入射光线分居在法线的两侧，折射光线和入射光线分居在法线的两侧，DG是界面，AO是入射光线，OC是折射光线，∠β是反射角，折射角为 故C正确，ABD错误。 故选C。 【变式2-2】（23-24八年级上·四川达州·期中）如图，一束光在空气和玻璃两种介质分界面上同时发生反射和折射，入射角i= ，折射角r= 。 【答案】 60 30 【详解】[1][2]由图并结合光的反射和折射规律可知∠MOB=∠MOC=60° 所以MN是法线，M＇C＇是空气和玻璃两种介质分界面；又因为反射光线和入射光线位于法线两侧，折射光线和入射光线也位于法线两侧，所以CO是入射光线、OB是反射光线、OA是折射光线，则入射角 i=90°-30°=60° 折射角r=30°。 题型3：光在空气和水中传播作图 【典例3】（23-24八年级上·广东云浮·阶段练习）如图，一束光射向左右表面平行的玻璃砖，画出光从玻璃砖左表面射出的光线。 【答案】 【详解】过入射点作玻璃砖左表面的垂线，即法线M，当光从玻璃砖斜射入空气时，折射角大于入射角，此时的入射角等于光从空气斜射入玻璃砖中时的折射角，因为光路具有可逆性，所以光从玻璃砖左表面射出时的折射光线方向与最初的在空气中的入射光线平行，如图所示： 【变式3-1】（24-25九年级上·甘肃平凉·阶段练习）请在图中做出反射光线、折射光线，并标出折射角。 【答案】 【详解】光反射时，反射光线和入射光线在法线两侧，反射角等于入射角；光从玻璃斜射入空气中时，折射光线和入射光线在法线两侧，折射角大于入射角，故作图如下： 【变式3-2】（23-24八年级上·江苏徐州·阶段练习）一束光线从空气斜射入水中，在水面发生反射和折射，已知反射光线OA如图所示，请在图中画出它的入射光线和大致的折射光线。 【答案】见解析 【详解】光线OA是反射光线，过反射点作垂直于界面的法线，在法线左侧的空气中画出入射光线，反射角等于入射角；光线从空气斜射入水中，折射角小于入射角，如图所示： 知识点2：生活中的折射现象 1. 日常现象： （1）筷子“弯折”； （2）池水变浅； （3）海市蜃楼； （4）鱼变浅了。 2. 对光的折射现象的理解 （1）光的折射与光的反射一样都是发生在两种介质的交界处，只是反射光返回原介质中，而折射光则进入到另一种介质中，由于光在两种不同的介质里传播速度不同，故在两种介质的交界处传播方向发生变化，这就是光的折射。 （2）在两种介质的交界处，既发生折射，同时也发生反射。 （3）光从一种介质垂直射入另一种介质时，它的传播方向不会发生改变。 题型4：生活中的折射现象 【典例4】（2023·广东清远·一模）一根筷子斜插入水中，筷子在水中部分发生偏折。描述这个现象，下图正确的是（　　） A．B．C． D． 【答案】A 【详解】当将筷子插入水中时，水下的筷子反射的光线从水中进入空气中时，发生折射，从上面看筷子水中的部分会比实际位置高一些，即水中的筷子向上弯折，故A正确，BCD错误。 故选A。 【变式4-1】（2024·山东德州·二模）如图所示的光现象中，由光的折射形成的是（　　） A．甲图，古人用日晷测量时间 B．乙图，手影游戏 C．丙图，钢笔“错位” D．丁图，山的倒影 【答案】C 【详解】A．古人用日晷测量时间，是利用由于光的直线传播形成的影子，故A不符合题意； B．手影游戏，是由于光的直线传播在手背光一侧形成的暗区域，故B不符合题意； C．钢笔“错位”，是由于光的折射形成的虚像，故C符合题意； D．山的倒影属于平面镜成像，是由于光的反射形成的，故D不符合题意。 故选C。 【变式4-2】（23-24八年级下·吉林·期中）如图所示，看到水中筷子向上“折断”了，这个现象是由光的 （选填“直线传播”“反射”或“折射”）形成的 （选填“实像”或“虚像”）。 【答案】 折射 虚像 【详解】[1]因为光线从水中射入了空气中，发生了偏折，人眼逆着折射光线看去，看到筷子的虚像，所以是光的折射现象。 [2]将筷子斜插入水中时，从上面看水中的筷子，因光的折射，会感到筷子的位置比实际位置高一些，所以看起来是向上弯折了；因此水中弯折的“筷子”是折射形成的虚像。 题型5：眼睛看水中（或岸上）的物体作图 【典例5】（23-24九年级下·湖北黄冈·期中）防涨水六不准中“不要到不熟悉的河边、池塘等地方下水游泳”，清澈的水看似很浅，实则很深，不明水情擅自下水容易发生溺水事故。在学习了物理之后，我们可以从物理的角度认识其中的原理，请在图中画出人眼看到池底A的大致光路图（A′是人眼看到的池底A的像）。 【答案】 【详解】当折射光线射入人眼时，人凭光沿直线传播的感觉，认为池底A在折射光线的反向延长线上的A'处，连接眼睛与A'，连线与水面交于O点，则O点为入射点；连接AO，标上箭头为入射光线，O点与眼睛的连线为折射光线，如图所示： 【变式5-1】某次潜水员在水面下观察岸上的一盏灯。如图所示，A点是潜水员的眼睛，B、C两点分别是潜水员看到的灯以及灯的实际位置，请完成潜水员在A点看到河岸上灯的光路图。 【答案】 【详解】连接AB两点（空气中用虚线，水中用实线）与水面相交；连接C点和入射点，用箭头标出光的传播方向 【变式5-2】（2024·河南南阳·一模）郑州如意湖畔“大玉米”下，风景宜人，景色壮观，吸引无数游人前往欣赏，如图甲所示。船上的游客恰好看到水中的一条鱼从“大玉米”第二层游过。若以点代替看到的鱼和“大玉米”第二层重合处，请在图乙中画出鱼的实际位置，并作出游客看到“大玉米”第二层（用点A表示）的光路图。 【答案】 【详解】A′是大玉米第二层A在水中的倒影，即此时的水平相当于平面镜，过A′作水面的垂线段，据平面镜成像中，像与物到镜面的距离相等，确定A点，连接游客所在的点与A′点与水面相交于一点，这点为入射点，A点与入射点的连线为入射光线，入射点与游客所在的点的连线为反射光线，同时此反射光线也为鱼在水中斜射向空气中的光线的折射光线，A′点为逆着折射光线看到的鱼在水中成的虚像，过入射点作法线，据光从水斜射向空气中时，折射角大于入射角，大概确定鱼的入射光线及鱼的实际位置。作图如下： 题型6：水底光斑位置变化 【典例6】（23-24八年级上·四川南充·阶段练习）有一圆柱形敞口容器，从其左侧某一高度斜射入一束激光，在容器底部产生一个光斑O，如图所示。下列操作将使光斑向左移动的是（　　） A．保持水面的高度和入射点不变，使激光的入射角增大 B．保持水面的高度不变，使激光笔向右平移 C．保持激光射入的角度不变，使水面上升 D．保持激光射入的角度不变，使水面下降 【答案】C 【详解】A．保持水面高度和入射点不变，使激光的入射角增大，激光束远离法线时，折射角随之变大，光斑会向右移动，故A不符合题意； B．保持水面高度不变，使激光笔向右平移，则入射光线和折射光线都向右平移，所以光斑右移，故B不符合题意； CD．保持激光射入角度不变，使水面上升，如下图所示 入射点向左移动，则光斑向左移动；同理使水面下降，入射点向右移动，则光斑向右移动，故C符合题意，D不符合题意。 故选C。 【变式6-1】（23-24八年级上·江苏泰州·阶段练习）如图所示，一支固定好的激光笔向空水槽底部固定点O打出一束激光。向水槽内加水使水面上升至A点，此时光斑在O点 侧，这是因为发生了光的 现象。打开水槽底部水龙头缓慢放水的过程中，折射角大小 （选填“变大”、“变小”或“不变”），同时观察到水槽底部光斑向 移动。 【答案】 左 折射 不变 右 【详解】[1][2]水槽内没有注水时，光线沿直线传播，照射到O点；当向水槽内注入适量的水后，光从空气斜射入水中发生折射，折射角小于入射角，折射光线偏向法线，因此水槽底部光斑移动到O点的左侧。 [3][4]打开水槽底部水龙头缓慢放水，水面下降，入射光线的方向不变，因此入射光线在水面的入射角不变，折射角不变；随着水面的降低折射点向右移动，因此折射光线逐渐向右移动，同时水槽底部光斑向右移动，但不会越过O点。 一、单选题 1．（23-24八年级上·山西大同·阶段练习）如图所示，小梦在一只空碗中放一枚硬币，后退到某处时眼睛刚好看不到它。此时另一位同学沿碗壁慢慢向碗中倒入一定量的水，小梦再次看到硬币，可以解释小梦再次看到硬币的光路图是（　　） A． B． C． D． 【答案】B 【详解】当我们用眼睛看到水中的硬币，是因为硬币反射的光进入到了我们的眼睛的缘故，光从水斜射入空气中时，折射角大于入射角，故B符合题意，ACD不符合题意。 故选B。 2．（2023·广东清远·一模）下列光路图中错误的是（    ） A．B．C．D． 【答案】C 【详解】AC．当光由空气斜射进入水中时，折射光线向法线偏折，折射角小于入射角，故A正确，不符合题意，C错误，符合题意； B．当光由空气垂直射入水中时，传播方向不改变，故B正确，不符合题意； D．当光由水中斜射进入空气中时，折射光线远离法线偏折，折射角大于入射角，故D正确，不符合题意； 故选C。 3．（24-25八年级上·全国·）一束光线从某种透明物质斜射入空气中，折射光线和反射光线垂直，且和入射光线成，则反射角和折射角的大小分别为（  ） A．和 B．和 C．和 D．和 【答案】D 【详解】根据光的反射定律和折射的规律作图，如下所示： 设入射角为，折射角为，则 由题意知 ①，② 联立①②，解得 反射角等于入射角，反射角为，折射角为，故ABC不符合题意，D符合题意。 故选D。 4．（23-24八年级上·福建福州·期末）如图所示的光现象中，属于光的折射的是（　　） A．水中筷子“变弯” B．照镜子 C．湖面的倒影 D．日偏食 【答案】A 【详解】A．水中筷子“变弯”，因为光由水中斜射入空气中时发生了折射，是光的折射现象，故A符合题意； BC．照镜子、湖面的倒影，属于平面镜成像，是由于光的反射形成的，故BC不符合题意； D．日偏食是由光的直线传播形成的，故D不符合题意。 故选A。 5．（2024八年级上·全国·专题练习）如图，面对清澈见底、看起来不过齐腰深的池水，不会游泳的人千万不要贸然下去，因为人们看到的池水深度和它的实际深度并不相同。下面四幅图能正确解释此现象的是（　　） A．B．C．D． 【答案】C 【详解】 A．人们看到的池水深度和它的实际深度并不相同，是因为光线从水中斜射入空气中，折射光线进入人的眼睛，而图中表示的是光从空气斜射入水里，当光从空气斜射入水里或其它透明介质中时，折射角小于入射角，而图中是折射角大于入射角，故A不符合题意； B．人们看到的池水深度和它的实际深度并不相同，是因为光线从水中斜射入空气中，折射光线进入人的眼睛，而图中表示的是光从空气斜射入水里，故B不符合题意； CD．池底反射出的光，在水面处发生了折射，折射角大于入射角，人认为光是沿直线传播的，所以逆着折射光线看上去，看到的是变浅的池底的虚像，即池水的实际深度比看到的池底要深，而图中池底的位置在看到的池底虚像的上方，故C符合题意，故D不符合题意。 故选C。 6．（24-25八年级上·全国·课前预习）如图是小华与父母到海边洗海水澡的情形。小华惊奇的发现，爸妈的腿在水中看起来变短了，能解释这种现象的光路图是（　　） A．B．C． D． 【答案】C 【详解】人看到腿在水中“变短”是由于水中腿反射的光线由水中斜射进入空气时，在水面处发生折射，折射角大于入射角，折射光线进入人眼，人眼会逆着折射光线的方向看去，看到的是变浅的虚像，就会觉得腿在水中“变短”了，故ABD不符合题意，C符合题意。 故选C。 7．（2024九年级下·河南安阳·学业考试）小明在湖边树荫下乘凉，想到了所学的物理知识。其中合理的是（    ） A．看到湖水“变”浅，是光的反射引起的 B．树下的圆形光斑，是光的折射形成的 C．水中树的倒影和岸上的树一样大 D．看到的水中鱼是鱼的实像 【答案】C 【详解】A．看到湖水变浅是光线从水中斜射向空气中时，发生偏折形成的，光的折射现象，故A不符合题意； B．树下图形的光斑是小孔成像，光的直线传播形成的，故B不符合题意； C．水中树的倒影是光的反射形成的，平面镜成像现象，在平面镜成像中，像与物体等大，所以树的倒影和岸上的树一样大，故C符合题意； D．水中的鱼是光的折射形成的虚像，故D不符合题意。 故选C。 8．（23-24八年级上·安徽淮北·期末）设想你站在岸边看到了清澈湖水中的鱼，如果你想捕到水下的鱼可以选择（　　） A．用鱼叉叉鱼，必须瞄准看到鱼的上方 B．用激光射杀鱼，瞄准看到鱼即可 C．用激光射杀鱼，要瞄准看到鱼的下方 D．用弓箭射杀鱼，瞄准看到的鱼即可 【答案】B 【详解】AD．用鱼叉叉鱼、用弓箭射杀鱼，由于光经过空气与水发生折射，而人眼以为光是沿直线传播，看到的鱼在真实鱼的上方，则必须瞄准看到鱼的下方，故AD不符合题意； BC．用激光射杀鱼，由于光路可逆，瞄准看到鱼即可，故B符合题意，C不符合题意。 故选B。 9．当光线从一种透明物质进入另一种透明物质时，下列说法中正确的是（　　） A．光线的传播方向一定发生改变 B．光线的传播方向有时不发生改变 C．当光线从水斜射入空气时，折射角小于入射角 D．当光线从玻璃斜射入空气时，入射角大于折射角 【答案】B 【详解】AB．当光线从一种透明物体垂直进入另一种介质时，其传播方向不变，故A错误，B正确； C．根据光的折射定律可知，当光从水斜射入进入空气中时，折射光线远离法线偏折，折射角大于入射角，故C错误； D．根据光的折射定律可知，当光从玻璃斜射入进入空气中时，折射光线远离法线偏折，折射角大于入射角，故D错误。 故选B。 10．（2024·湖北·模拟预测）小明在平静的水面看到“云在水中飘，鱼在云上游”，针对这一有趣的现象说法正确的是（    ） A．他看到水中的云是光从水中传播到空气中发生光的反射形成 B．他看到水中的鱼是光从水中传播到空气中发生光的折射形成的 C．他看到水中的云是光从空气中传播到水中发生光的折射形成的 D．他看到水中的鱼是光从空气中传播到水中发生光的反射形成的 【答案】B 【详解】AC．云在水中飘，是云在水面形成的像，属于平面镜成像现象，是由于光的反射形成的虚像，故AC错误； BD．水中的鱼反射出的光线斜射入空气中，在水面处发生折射，折射光线远离法线，人眼逆着折射光线看到的是鱼的虚像比鱼真实的位置要浅，故B正确，D错误。 故选B。 二、填空题 11．（24-25八年级上·江西宜春·阶段练习）2013年12月4日上午8点25分左右，南京的天空中出现“两个太阳”的奇观。光学专家表示，眼下南京雾霾天，空气中漂浮物沾上水汽后，会形成多棱镜，太阳照射，使太阳光发生了 （填“折射”或“反射”），形成太阳的虚像，所以产生“2个太阳”，我们在水中也看到了“两个太阳”，是由于光的 现象形成的（填“折射”或“反射”）。 【答案】 折射 反射 【详解】[1]空气中漂浮物沾上水汽后，使得大气更加不均匀，太阳照射，使太阳光发生了折射，形成太阳的虚像。 [2]我们看到的水中的太阳是平面镜成像现象，是光的反射形成的。 12．（24-25八年级上·全国·）如图，大桥与倒影形成一幅壮美的画面。大桥在水中倒影是由于光发生了 ；倒影看起来较暗是由于光发生了 。 【答案】 反射 折射 【详解】[1]大桥在水中的倒影属于平面镜成像，是光发生反射形成的。 [2]光射到水面时，一部分光线发生了反射，另一部分发生了折射而进入水中，所以大桥在水中的倒影看起来比实际物体本身“暗”一些。 13．（23-24八年级上·四川南充·阶段练习）如图所示是光在空气和玻璃之间发生折射的光路图，从图中可以看出，折射角的大小是 ，当入射角变为0°时，折射角大小为是 。 【答案】 35° 0° 【详解】[1]由图知：光线从左上侧射向右侧，所以左上侧光线是入射光线；法线与界面是垂直的，图中所示折射角是90°﹣55°＝35° [2]当入射角变为0°时，入射光线垂直入射，此时入射光线、折射光线、法线三线重合，则折射角大小为0°。 14．（23-24八年级上·河南郑州·期末）在我国的古书《史记》《梦溪笔谈》中都有海市蜃楼的记载，海市蜃楼是怎样发生的？如下图，光在同种均匀的介质中沿直线传播，如果介质 ，光就不会沿直线传播，而会发生 （请填写专业的物理术语），海市蜃楼就是由光的这种现象产生的。 【答案】 疏密不均 折射 【详解】[1][2]海市蜃楼是由于光在疏密不均匀的空气中传播时发生折射形成的。 15．（2024·河南周口·模拟预测）如图是子墨的爷爷在河中叉鱼的情景，子墨爷爷很有经验，每次在船上看到河中的“鱼”时，叉子 （选填“正对着鱼”“对着鱼的上方”或“对着鱼的下方”）叉下去，这是由于光从水中射向空气时发生了 。 【答案】 对着鱼的下方 折射 【详解】[1][2]叉鱼时，看到水中的鱼是由于水中鱼反射出的光，在水面处发生了折射，折射光线向远离法线的方向偏折，因此我们看到的是鱼的虚像，所以在叉鱼时，要向看到的鱼的下方叉。 16．（23-24八年级上·江苏苏州·阶段练习）如图所示，一束光在空气和玻璃的分界面处发生反射和折射（图中入射光线、反射光线和折射光线的方向均未标出），折射角是 °，其中 （AB/CD）的 （上面/下面/左面/右面）是玻璃。 【答案】 60 AB 左面 【详解】[1][2][3]如图所示 由图可知∠EOD＝∠FOD＝75° 根据反射角和入射角相等可知，在AB的右边发生了光的反射，则AB是界面，CD是法线，左边的OG一定是折射光线；根据入射光线与反射光线、折射光线分居在法线的两侧可知，EO是入射光线，OF是反射光线；根据入射角、反射角和折射角的定义可知，入射角∠EOD＝75°，反射角∠FOD＝75°，折射角 ∠COG＝90°﹣30°＝60° 由于折射角小于入射角，所以AB的左面是玻璃、右面是空气。 17．（23-24八年级上·江苏苏州·阶段练习）如图所示，将透明的薄壁（厚度可忽略不计）方形水槽水平放置，固定在水槽底部的激光笔沿图示方向发出一细光束，小明通过缓慢改变水槽中的水量来探究光的传播现象： (1)为使A处的光点移至B处，应使水槽中的水量 （选填“增加”或“减少”）； (2)若AB间距离为2cm，则水面高度的变化量Δh 2cm（选填“>”“=”或“＜”）。 【答案】(1)增加 (2)> 【详解】（1）如图所示： 当水槽中的水量增加或减少时，入射光线不变，法线与水面始终垂直，则入射角和折射角都不变，要使A处的光点向上移到B处，由图可知应使水槽中的水量增加。 （2）若AB间距离为2cm，因两次折射光线是平行的，如图所示，可知水面高度的变化量Δh大于2cm。 三、实验题 18．（2024·贵州贵阳·二模）小丽同学在探究“光的折射规律”时利用了如图所示的装置。由E和F两个半圆形组成的光屏竖直放置在玻璃水槽中，NOM为两半圆的分界线。 (1)实验时，先让光屏EF位于同一平面内，一束激光贴着光屏沿AO从空气斜射入水中，在光屏F上可以看到折射后的光束OB。实验中除图中的AO、OB光线之外，小丽在光屏上还能看到一条光线，这是因为光的 现象产生的，请在图中画出此光线。 (2)为验证折射光、入射光、法线在同一平面，小丽应将光屏 （选填“E”或“F”）向后折转一定角度进行观察。 (3)在探究折射角和入射角的大小关系时，小丽保持入射点O不变，多次改变入射角进行实验并记录对应的折射角和入射角的大小，多次实验的目的是 。 实验次数 第一次 第二次 第三次 第四次 入射角 折射角 (4)小丽测量的数据如表中所示，由此她得出结论：在光的折射现象中，折射角总是小于入射角。你认为小丽的结论准确吗？ 理由是： 。 【答案】(1) 反射 (2)F (3)寻找普遍规律 (4) 不正确 见解析 【详解】（1）[1][2]一束激光贴着光屏沿AO从空气斜射水面时，既发生反射，又发生折射，法线和折射光线已作出，根据反射角等于入射角，在法线右侧的空气中作出反射光线，如下图所示： （2）为验证折射光、入射光、法线在同一平面，应保持入射光线位置不变，即光屏E不动，将光屏F向后折转一定角度进行观察；当F板向后折转一定的角度后，呈现折射光线的F板和呈现入射光线的E板不在同一平面内，此时在F板上不能看到折射光，这说明折射光和入射光、法线在同一平面内。 （3）本实验通过多次改变入射角，进行多次测量的主要目的是寻找普遍规律。 （4）[1][2]小丽的结论不正确，在光的折射现象中，折射角不总是小于入射角，应改变光的传播方向继续实验（比如让光从水斜射入空气中）。 19．（23-24八年级下·河南周口·期末）小宇用如图所示装置将一细光束斜射到空气中，用于探究“光的折射规律”。 （1）为了更清晰地观察水中的光路，可以采用的办法是： ，实验中 （选填“能”或“不能”）看见反射光线； （2）实验的折射光路如图所示，可以判定折射角 （选填“大于”“小于”或“等于”）入射角。增大入射角，观察到折射角在 （选填“增大”或“减小”）； （3）他通过查阅资料发现，若不断增大光在水中的入射角，会观察到的现象是：入射角增大到一定值时， 。 入射角 0 10 20 30 40 48.6 50 折射角 0 13.4 27.0 41.7 58.7 90 【答案】 向水中加几滴牛奶 能 大于 增大 折射光线消失 【详解】（1）[1][2]由于光线在无色的水中是看不到的，故可向水中加几滴牛奶，即可看到入射光线和反射光线。 （2）（3）[3][4][5]入射光线与法线的夹角叫入射角，折射光线与法线的夹角叫折射角，从图中可看出，光线从水中斜射入空气中时，折射角大于入射角。由表格数据可知，当入射角增大时，折射角也增大，当入射角到一定值时，只存在了反射光线，折射光线消失，这种现象叫全反射。 第 1 页 共 4 页 学科网（北京）股份有限公司 $$