第8期 光的折射 光的色散（参考答案见10期）-【数理报】2024-2025学年八年级上册物理学案（沪科版2024）

书 光的折射是光学部分的重点内容，同学们要明确光 的折射概念和掌握光的折射规律，学会用光的折射规律 分析和解决实际问题． １．明确光的折射概念 通过实验探究发现，光从一种透 明介质斜射入另一种透明介质时，在 界面处传播方向通常会发生改变，这 种现象叫做光的折射．对于光的折射 现象需要注意两点：（１）光的传播方 向的改变发生在两种透明均匀物质的交界面上，即折射 是在界面处发生的；（２）光在同一种透明均匀物质中仍 然是沿直线传播的．例如光从空气中斜射入水中时，光 在空气中沿直线传播，进入水中后仍沿直线传播，只是 在水和空气的交界面（水面）上传播方向发生了改变， 如图１所示． ２．理解光的折射规律 光的折射遵循一定的规律，即折射光线、入射光线 和法线在同一平面内，折射光线与入射光线分居法线两 侧，这与光的反射定律有共同之处．折射角与入射角也 有一定的大小关系，但是由于折射角与入射角的关系不 是简单的相等或成正比，所以初中物理中没有讲它们之 间的定量关系，只是通过粗略的定性研究，得出了如下 结论：折射角随入射角的增大而增大；光从空气中斜射 入水、玻璃等透明物质中时，折射角小于入射角；光从 水、玻璃等透明物质中斜射入空气中时，折射角大于入 射角；光垂直射到两种透明均匀物质的界面上时，传播 方向不发生改变． 在折射现象中，光路是可逆的，即如果光逆着原来 的折射光线射入，那么折射光线将逆着原来的入射光线 射出． ３．了解发生折射的原因 光在不同物质界面发生折射的原因是光在不同物 质中传播的速度不同．光从传播速度较大的物质斜射入 传播速度较小的物质中时，折射角小于入射角；光从传 播速度较小的物质斜射入传播速度较大的物质中时，折 射角大于入射角．由于光在空气中的传播速度大于在水 中和玻璃中的传播速度，所以光从空气中斜射入水、玻 璃中时，折射角小于入射角；光从水、玻璃中斜射入空气 中时，折射角大于入射角． 【跟踪训练】 １．（２０２３·资阳）如图２甲所示，枯井中的青蛙位于 井底Ｐ点“坐井观天”，其观察到井外的范围如图中虚线 ａｂ、ｃｄ所示．一场大雨后，井中灌满积水，如图２乙．青蛙 仍在井底Ｐ点“坐井观天”，请在图乙中大致画出青蛙通 过积水能观察到井外的范围． ２．（２０２４·烟台一模）光从空气斜射入水和玻璃时都 会发生折射现象，但是水和玻璃的折射情况会相同吗？为 了探究这个问题，小华选择了光屏、透明玻璃砖、水槽、激 光电筒等器材进行实验．他在光屏上画出互相垂直的 ＮＮ′和ＭＭ′两条线段并相交于Ｏ点，如图３甲所示． （１）小华将玻璃砖的一个表面与ＭＭ′齐平放置，让 激光电筒发出的光线从Ａ点到Ｏ点入射，他看到了如图 ３乙所示的光路（ＡＯＣ为同一直线），鉴于本实验的目 的，此时最应该记录的两条光线是 （选填 “ＡＯ和ＯＢ”或“ＡＯ和ＯＣ”）． （２）接下来他要观察光从空气进入水中的情况，他 将光屏竖直放入水槽中（使线段 ＭＭ′水平），并向水槽 中慢慢注水至水面与ＭＭ′齐平，入射光线应从Ａ点向Ｏ 点射入，这是为了保证 ，其实本实验 小华还考虑了入射光线所在一侧的 相同． （３）小华最终在光屏上记录下了如图３丙所示的光 路图（ＯＥ为折射光线），分析光路，你认为玻璃和水这两 种介质对光的偏折能力较强的是 ． （４）若激光以相同的入射角分别从玻璃和水中斜 射入空气中，则 射出的折射光线更远离法线． 书 １．（２０２３·无锡期末） 物理实验室天花板下方 固定一块厚薄不均匀的 玻璃，其背面涂有一层不 透明的金属薄膜，玻璃横 截面图如图１所示．小明在玻璃下 Ｓ点固定放置一光 源，光源朝着玻璃射出不同角度的光，其中一部分光 从空气射入玻璃后，经金属薄膜反射后再从玻璃射入 空气．则光源射出的光中 （　　） Ａ．只有一条光线能返回到Ｓ点 Ｂ．只有两条光线能返回到Ｓ点 Ｃ．只有三条光线能返回到Ｓ点 Ｄ．不可能有光线能返回到Ｓ点 ２．如图２所示，豆豆在空 水槽底部安装了一微型光源 Ｓ，Ｓ发出一束光．在水槽右侧 壁上形成一光斑，豆豆在光斑 处固定了一小块橡皮泥 Ｐ，接 着他往水槽内缓慢加水至水 面上升到ａ位置，期间冰冰一直在左上方观察，她看到 右壁上一直有光斑，在豆豆加水过程中关于光斑位置 的变化情况，下列说法中正确的是 （　　） Ａ．冰冰观察到光斑从 Ｐ缓慢下移到某一位置后 再缓慢上移，最终静止在橡皮泥Ｐ上方某处 Ｂ．冰冰观察到光斑从 Ｐ迅速下移到某一位置后 再缓慢上移，最终光斑和橡皮泥Ｐ重合 Ｃ．缓慢加水至水面上升到Ｐ点以下的位置期间， 光斑从Ｐ处缓慢下移再缓慢上移 Ｄ．当水面升至ａ时，冰冰看到的光斑静止在橡皮 泥Ｐ下方某处 ! 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( . $ . + . 1 . % . & . 2 . & . % . 1 . + . $ . ( . ' . " . . " . ' . ( . $ . + . 1 . % . & . 2 . & . % . 1 . + . $ . " . ' . ( . ! 1 书 一、选择题（每小题３分，共２４分） 　　　　　　　　　　　　　　　　　　１．（２０２４·大同模拟）小明假期 与家人去五台山旅游，突然，一位游 客惊呼：“快看，出现佛光了！”大家 顺着他手指的方向看去，天空中有一 个直径丈余的五彩光环，由红、橙、 黄、绿、青、蓝、紫七色彩带组成，光环 中间还有一尊佛像，如图１所示．小 明认为“佛光”与常见的彩虹完全一样．则“佛光”形成 的主要原因是 （　　） Ａ．光的直线传播 Ｂ．小孔成像 Ｃ．光的反射 Ｄ．光的色散 ２．现有红、绿两种色光，若要合成得到白光，还需要 提供的单色光是 （　　） Ａ．橙 Ｂ．黄 Ｃ．蓝 Ｄ．紫 ３．（２０２３·苏州）“霜叶红于二月花”．秋天的枫叶呈 现红色是因为它 （　　） Ａ．反射了红光 Ｂ．吸收了红光 Ｃ．反射了红、绿、蓝光 Ｄ．吸收了红、绿、蓝光 ４．仔细观察光的色散实验，下列光路示意图正确的 是 （　　） ５．如图２所示，小明用红色 激光笔照射外层是绿色透明、 内层是红色透明的双层气球， 一段时间后，能观察到的现象 是 （　　） Ａ．绿色透明气球更容易爆破 Ｂ．红色透明气球更容易爆破 Ｃ．两层气球几乎同时爆破 Ｄ．两层气球都不会爆破 ６．下列有关光现象的说法正确的是 （　　） Ａ．倒影是光的色散形成的 Ｂ．色光的三原色为红、蓝、紫 Ｃ．影子是光的反射形成的 Ｄ．透明物体的颜色是由它透过的色光决定的 ７．（２０２４·泰州模拟）小明去武夷山旅行观看了《印 象大红袍》演出，舞台上的舞者的衣服随着舞台灯光的 变换，时而变成绿色，时而变成红色，美轮美奂．小明立 刻判断舞者的衣服在阳光下应该呈 （　　） Ａ．红色 Ｂ．白色 Ｃ．绿色 Ｄ．黑色 ８．（２０２３·盐城）如图３所示，是某科技兴趣小组同 学设计的寻找“有色影子”的活动方案．用一种色光照 射站在背景板前的人，会在背景板上形成影子，在影子 上叠加另一种色光，能形成“有色影子”，符合要求的方 案是 （　　） 方案 照射光源的颜色 背景板的颜色 叠加光源的颜色 ① 白 红 蓝 ② 红 蓝 黄 ③ 蓝 白 红 ④ 绿 黄 蓝 Ａ．方案① Ｂ．方案② Ｃ．方案③ Ｄ．方案④ 二、填空题（每空２分，共２６分） ９．（２０２３·湖北）２０２３年５月 １３日，我省多个地区的人们看到 太阳的周围出现一个彩色的光 圈，如图４所示，这是一种罕见 的天象 ——— 日晕，它是光透过 高空云层中的冰晶 （选 填“折射”或“反射”）形成的，这种现象说明太阳光 （选填“是”或“不是”）单色光． １０．如图５甲所示，光的色散实验时光屏上的彩色光 带分辨不清，可以适当 （选填“增大”或“减 小”）光屏与三棱镜的距离，如图５乙所示为色光三原色 的示意图，区域１应标 色． １１．如图６所示的鹦鹉图片放在太阳光下看，嘴是红 色的，翅膀是绿色的．在漆黑的房间内，在红光下观察， 嘴是 色的，翅膀是 色的． １２．国庆夜晚，金鸡湖畔，路灯下的五星红旗红得耀 眼，国旗下方悬挂的塑料灯笼通体透红，灯笼内置发光 的白色ＬＥＤ灯，如图７所示．国旗看起来“红”是因为国 旗表面 红光，灯笼看起来“红”，是因为灯笼能 透过 光，其他色光被 ． １３．如图８所示，一束红光经三棱镜折射后，在白色 光屏上ａ点处形成一个红色光斑，保持入射光位置、方 向及三棱镜位置不变． （１）若将红光改为白光，则光屏上会出现彩色光 带，这一现象称为光的 ．光屏上 ａ点处的光斑 （选填“一定”或“可能”）是红色的，ａ点 （选填“上”或“下”）方的是紫光． （２）若将红光改为紫光，则光屏水平向 （选填“左”或“右”）移动，紫色光斑可位于ａ点处                                                                                                                 ． !"#$ %&'( !" ') 书 一、选择题（每小题４分，共４０分） 　　　　　　　　　　　　　　　　　　１．（２０２４·湘西二模）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 ２．（２０２４·上海）有一束光从空气中斜射入平静的 水面时，若入射角为６０°，则折射角可能为 （　　） Ａ．０° Ｂ．４０° Ｃ．６０° Ｄ．９０° ３．当光从一种介质射向另一种介质时，下列说法中 正确的是 （　　） Ａ．一定会发生偏折 Ｂ．发生折射时，折射角一定小于入射角 Ｃ．反射和折射不会同时发生 Ｄ．光从空气射入水中发生折射时，速度一定改变 ４．小红通过实验探究光从水射入空气中的规律，她 发现折射角随入射角的增大而增大．对“当入射角增大 到一定程度时，将会出现的现象”有下列猜想，其中你认 为合理的是 （　　） Ａ．折射角变为０° Ｂ．折射光线消失 Ｃ．折射角将大于９０° Ｄ．没有任何光现象 ５．一条鱼跃出水面捕捉 鸟的说法听起来像是童话里 的故事．然而，尽管这似乎听 起来是不可能的，但这一非同 寻常的场景首次被摄像师捕 捉到了．如图１是在平静的海面上，一条特瓦利鱼突然 跃出海面捕食乌燕鸥的情景．特瓦利鱼在水中看到水面 上方的乌燕鸥实质是 （　　） Ａ．乌燕鸥的虚像，像在乌燕鸥的上方 Ｂ．乌燕鸥的虚像，像在乌燕鸥的下方 Ｃ．乌燕鸡的实像，像在乌燕鸥的上方 Ｄ．乌燕鸥的实像，像在乌燕鸥的下方 ６．如图２所示，小晋实 验观察到激光束在没搅拌 的浓糖水中的光路是弯曲 的，而光在同种均匀介质中 是沿直线传播的，他觉得光 路弯曲是因为介质不均匀． 下列关于光弯曲方向的猜想最合理的是 （　　） Ａ．一般情况下总是向地面方向弯曲 Ｂ．弯曲方向是随机变化的，无法确定 Ｃ．从密度大的区域向密度小的区域弯曲 Ｄ．从密度小的区域向密度大的区域弯曲 ７．人眼在甲处观察到一个 彩色玻璃球沉在水池底乙处，如 图３所示．在甲处用激光射到玻 璃球上，则激光 （　　） Ａ．正对乙点照射 Ｂ．在甲点偏上照射 Ｃ．在甲点偏下照射 Ｄ．在甲点偏左照射 ８．如图４所示，ＡＯ是射向玻 璃砖的光线，ＣＤ是离开玻璃砖 的光线．下列说法正确的是 （　　） Ａ．光线ＡＯ射向界面ＭＮ时 只发生折射 Ｂ．光线ＡＯ在玻璃砖中的传播路径远离法线 Ｃ．光线从Ａ到Ｄ的传播过程是光的直线传播 Ｄ．光线若沿ＤＣ方向射向界面ＰＱ，最终将沿ＯＡ方 向射出 ９．（２０２３·常州）海洋公园内， 北极熊站立在方形透明水族箱内， 头在水面上、身体在水面下，水族 箱外的游客居然看到了北极熊“身 首异处”的奇异场景，如图５所示． 游客看到熊身体的光路图是 （　　） １０．如图６，鱼缸底部点光源 Ｓ 发出的光线经过水面照亮挡板上 Ｎ点，当鱼缸内水面上升高度ｄ后， 挡板上 Ｍ点（图中未画出）被照 亮，则Ｍ点和Ｎ点间的距离 （　　） Ａ．等于ｄ Ｂ．大于ｄ Ｃ．小于ｄ Ｄ．无法确定 二、填空题（每空２分，共３４分） １１．（２０２４·肇庆二模）小明在岸上看到水中的鱼是 由于光的 （选填“直线传播”“反射”或“折 射”）形成的 （选填“虚”或“实”）像，像在鱼实 际位置的 （选填“上”或“下”）方． １２．当一架无人机掠过水面时，岸边的人在水中看 到无人机的倒影的光路图如图７甲；在水中潜游的人看 到无人机的像的光路图如图７乙．其中，看到像的光路 图正确的是 （选填“甲”或“乙”）；两次看到的无 人机都是 （选填“虚”或“实”）像，甲图成像的原 理是光的 （选填“反射”或“折射”）． １３．由于地球周围大气层对太阳光的折射，人们看 见太阳刚从云海升起时，太阳实际的位置位于云海 （选填“上方”或“下方”）．假设地球表面不存 在大气层，那么人们观看到日出的时刻与实际存在大气 层的情况相比将 （选填“提前”或“延后”）． １４．如图８所示，将一把刻度尺的刻 度面朝上斜插进水中，由水面看去，刻 度尺水中部分 （选填“向上” 或“向下”）偏折，原因是光从水中斜射 入空气中，折射光线 （选填“偏 离”或“偏向”）法线方向，导致观察到 的刻度尺水中部分变短，刻度变 （选填“密”或“疏”）． １５．当光从一种透明介质射入 另一种透明介质中时，传播方向 （选填“不一定”或 “一定”）发生偏折．光在空气和水 的分界面处同时发生反射和折射的 光路如图 ９所示，其中折射角为 （选填 “∠１”“∠２”或 “∠３”），分 界 面 的 方为水． １６．（２０２４·泸州一模）如图 １０所示是一种液面升降监测装 置的原理图．一束光从空气射 到某液面上的 Ｏ点，经折射后， 照射到液体中Ｂ点的鹅卵石上， Ａ为反射光在容器壁上形成的光 点，点Ａ在液体中的像到液面的距离为 ｃｍ；岸 上的人们看到的鹅卵石在 （选填“Ｂ点上方”“Ｂ 点下方”或“Ｂ点”）；若保持入射光方向不变，仅使液面 下降，则Ｂ点的位置会 （选填“向左移动”“向 右移动”或“保持不变”）． 三、作图题（共４分） １７．（２０２４·遵义三模）由于光的折射，人眼看到水 中Ａ点的鱼在Ａ′位置．请在图１１中画出Ｂ位置人眼看到 Ａ点鱼的光路图． 四、实验探究题（共２２分） １８．（１２分）小聪同学为 探究光的折射规律设计了如 图１２所示的实验装置，其中光 屏Ｆ可绕直径ＮＯＭ前后折转． （１）实验时，光贴着光屏 从空气斜射入水中，此时折射 光线和入射光线 同一平面内；小聪同学将右侧 半圆的Ｆ板向后折转一定的角度，则在Ｆ板上 看到折射光线． （２）小聪同学将光屏Ｆ恢复原状，用另一支激光笔 让光沿着ＢＯ射向水面时，可看到折射光沿 ＯＡ射出，这 说明 ． （３）多次增大入射角α，记录入射角和折射角，实验 数据如下表．分析数据可得： 次数 １ ２ ３ ４ 入射角α ０° ３０° ４５° ６０° 折射角β ０° １７° ２４° ３０° ① 当光从空气垂直射入水中时，传播方向 ； ②当光从空气斜射入水时，折射角 （选填 “大于”“等于”或“小于”）入射角； ③当入射角增大时，折射角随之 （选填 “增大”或“减小”）． １９．（１０分）如图１３是小明研 究“光现象”的实验示意图． （１）实验前，在半透明空水槽 中喷洒少许烟雾，再打开激光笔， 根据 （选填“镜面”或 “漫”）反射的原理，可清晰观察到 光路，然后在水槽内壁的光斑Ａ点处做上标记． （２）向水槽中逐渐加入水并高于 Ａ点，小明从水面 上方观察该标记时，看到它的像偏 （选填“高” 或“低”）． （３）保持入射光和水槽不动，当水面逐渐上升，从 水槽右侧面观察，会发现光斑向 （选填“上”或 “下”）移动． （４）保持激光笔的位置和角度不变，将水槽的左侧 底部缓慢抬起，相应的折射角将 （选填“增 大”“不变”或“减小”）． （５）为了研究入射角增大时折射角的变化情况，应 进行的操作是保持水位不变，改变入射角大小，注意观 察的现象是                                                                                                                                                                 ． !"*+ ,&'- #"" ') !" #$ $% &' (&) ! $ ! % * $+ , !"#$% &'()* ./012345678 & 9 !"#$%&'()*+ "%!'(!$)#$*& !",-%&'()*+ "%!'(!$)''$! ./012345678 & 9 书 ７期２版参考答案 探究：光的反射定律 １．Ｄ　２．Ｃ　３．Ａ　４．Ｄ　５．Ｃ ６．Ｃ　７．Ａ　８．Ｃ　９．Ｂ　１０．Ｂ １１．直线　像 １２．反射　亮　镜面　遵守 １３．镜面　Ｂ １４．Ａ　２　倒立 １５．２０°　４０° １６．如图所示 １７．（１）垂直 （２）３０°　没有　是否在同一平面内 （３）光的反射现象中，光路可逆 （４）入射角　（５）２０° １８．（１）暗　半透明 （２）光屏能够承接到烛焰的像 （３）不变　变小 （４）小孔的形状　小孔成像时，像的形状与小孔形 状无关　控制变量法 ７期３版参考答案 探究：平面镜成像的特点 １．Ｄ　２．Ｃ　３．Ｄ　４．Ｂ　５．Ｃ ６．Ｂ　７．Ａ　８．Ｂ　９．Ｄ　１０．Ｂ １１．０．５　不变　反射 １２．远离　不动 １３．凸面镜　反射 １４．同一个　不变 １５．Ａ　相等　运动 １６．镜面　虚　上下两块玻璃不在同一平面内 １７．如图所示 １８．（１）刻度尺　（２）反射 （３）未点燃　大小相等 （４）蜡烛Ａ到平面镜的距离 （５）虚像 １９．（１）像　（２）竖直　①　相等 （３）垂直　相等 （４）平面镜成像中，像与物关于平面镜对称 !!! -.& " # :;<= /01234 56 789:;<=>?@@ ABCDEFG4 HI JKLMNO&EPQ CRSABTTEUV4 HWLMNJ8XY :Z9[\]^;< + _`A=abcde fghijkl]4 mk nopqr4sFtu + vwxyz/{ |}~|€4‚N €ƒ„4…†k‡ˆ ‰Š + ‹ŒoBŽ ‘’‰4cd“ƒ”]4 mk‡oB•–ˆ— ˜™š›4 œžŸ4  ¡H¢ + £¤/4 ¥¦§¨ ©‡ªm«¬a % ,,, ­® + ¯^4 m°±² ³4 ´µŽ6ˆ¶·¸ l]4 ¹d;<Hº + » ¼4mkeo4m—Ÿ9 ½Ž&§]¾6oJ¿ + ‡À1Á—ÂÃ4 ÄÅ kno¦§ˆÆ + ÇÈÉ4 ¥±Ê Ë4 ^ÌÍAÎmÀÏ ÁÐÑL/Ò ÏÁÓ ÔLÕÖ ÏÁL×N ØÙÎÚÛܐÝ4Í ÞßàáJ8âã; âäNåâ—æçˆ èÀéê1Áke— + ëì·í4 Ÿîç ïkeîï4±­ðE îñ½òóN1ÁJ ôõ:ke‡À;<Î ö] + ÷ÀîÖøù—4 ;<‚Núû—÷Öü R4 Þß±ýþH=E keÿ!" + #$%P4 &n± 'þ4(ê)* + $, ,4 $-./ + î/± 04 1234 + 56J 74 H†89S :w8 ;4 e6H< + =^< q4 ¢>H?S =^H <4@.éA + BäNE )*CÕ=>4 °±D EFGE÷ + ! 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