课时4.4 光的折射--【帮课堂】2024-2025学年八年级物理上册同步学与练（ 教科版2024）

第四章 光的世界 课时4.4 光的折射 2022年课程标准 物理素养 2.3.3 探究并了解光的反射定律。通过实验，了解光的折射现象及其特点。 科学观念：知道折射光线，折射角的含义；了解光在折射中，光路是可逆的 科学思维：了解光从空气斜射入水中或其他介质中的偏折规律 科学探究：体验由光的折射引起的视觉错觉，在实验中养成实事求是的科学态度 知识点1：光的折射现象 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 知识点2：光的折射特点 1. 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； 2. 在光的折射现象中光路是可逆的。 3. 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。 4. 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。 知识点3：生活中的折射现象 池底变浅、海市蜃楼、杯中的筷子断了等 如：从池底A点来的光线在水面处发生折射，折射角大于入射角，眼睛逆着折射光线看去，感觉光是从A′点射来的，A′点就是A点的变高（填“高”或“低”）的虚像 【提示】光线发生折射时，在介质表面处，光线还会发生反射. 探究一：光的折射现象探究 1. 观察：光的折射现象 提出问题 光在同种均匀介质中沿直线传播，当光从一种介质进入另一种介质时，会发生什么现象？ 实验过程 实验操作 如图所示，让激光笔发出的一束光斜射入水中，观察光的传播路径 如图所示，让激光笔发出的一束光穿过一块玻璃砖，观察光的传播路径 如图所示，让激光笔发出的一束光垂直射入一块玻璃直角三棱镜，观察光的传播路径 现象 光从空气斜射入水中时，在分界面上一部分发生反射，一部分进入水中并发生偏折 光从空气斜射入玻璃中时，在分界面上光的传播方向发生偏折；光由玻璃砖斜射入空气时，在分界面上光的传播方向也会发生偏折 光由空气垂直射入玻璃时，光的传播方向不发生变化；光由玻璃垂直射入空气时，光的传播方向也不发生变化 实验归纳 光从一种介质斜射入另一种介质时，传播方向发生偏折 2. 光的折射现象的两点注意 （1）如图所示，当光从空气斜射入水中发生偏折，还有一部分光发生反射返回空气中； （2）如果同种介质密度不均匀，光在其中传播时也会发生偏折，即折射。 【典例1】（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1-1】（23-24八年级上·江苏泰州·阶段练习）人眼看到斜插入水中的筷子发生弯折如图甲，能正确说明这一现象产生原因的是图乙中的（　　） A．A B．B C．C D．D 【变式1-2】老师用激光电筒照向盛水的玻璃缸，同学们发现水中红色激光的路径是笔直的，刚要说出结论，老师又向水中加入了海波，奇迹出现了，红色光路弯曲了!在同学们惊愕之际，老师拿出一根玻璃棒在水中搅拌几下，光线再次变直，该实验说明（　　） A．光的传播路线是随意的 B．光只有在均匀的介质中才能沿直线传播 C．海波可以使光路弯曲 D．老师是一个出色的魔术师 【变式1-3】（22-23八年级上·湖北恩施·期末）如图所示，实验观察到激光束在没搅拌的浓糖水中的光路是弯曲的，许多地方都观察到过海市蜃楼景象。而光在均匀介质中是沿直线传播的，我们不难想象观察到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．从密度小的区域向密度大的区域弯曲 B．从密度大的区域向密度小的区域弯曲 C．一般情况下总是向地面方向弯曲 D．弯曲方向是随机变化的，无法确定 探究二：探究光的折射定律 1.探究光的折射时的特点 【提出问题】让一束光从空气斜射入水中，传播方向是否发生偏折？向哪个方向偏折？ 【实验器材】激光笔、水槽、标有角度的圆盘等。 【进行实验】利用如图所示的实验装置进行实验。 （1）让一束光从空气斜射入水中，观察折射光线、入射光线和法线之间的位置关系，比较折射角和入射角的大小关系，并描画出光束在空气和水中的传播路径； （2）改变入射角大小，观察折射角的变化情况； （3）让一束光垂直射入水中，观察折射情况； （4）让一束光逆着原折射光的方向从水中斜射入空气中，观察折射情况。 【实验现象】 （1）光从空气斜射入水中时，，可观察到折射光线、入射光线和法线在同一平面内，折射光线和入射光线分居于法线两侧，折射光线向法线方向偏折，折射角小于入射角； （2）改变入射角的大小，发现折射角的大小也随之改变，并且入射角增大时，折射角也增大； （3）光从空气垂直射入水中时，其传播方向不变； （4）让光逆着原折射方向从水中斜射入空气中时，进入空气中的折射光线逆着原入射光线的方向射出。 【实验结论】 （1）当光从空气斜射入水中（或其他介质）时，折射光线向法线方向偏折，折射角小于入射角；当入射角增大时，折射角也随之增大； （2）当光线从水或其他介质斜射入空气中时，折射光线远离法线，折射角大于入射角； （3）当光从空气垂直射入水中或其他介质中时，其传播方向不变； （4）在光的折射现象中，光路是可逆的。 2.对光的折射现象的理解 （1）法线与分界面垂直，是描述入射光线、反射光线以及折射光线位置和方向的参考标准； （2）折射角随着入射角的增大而增大，因为先有入射光线，然后才有折射光线，所以叙述时一般说折射角随入射角的变化而变化，不说入射角随折射角的变化而变化； （3）当光垂直射到分界面上时，光的传播方向不发生变化，此时折射光线、入射光线和法线重合，折射角和入射角都为0°； （4）一般情况下，无论光从空气斜射入其他介质中，还是光从其他介质斜射入空气中，在空气中光线与法线的夹角大于其他介质中光线与法线的夹角； （5）一般来说，当光从两种介质分界面上发生折射时，光速大的介质中光线与法线的夹角大，光速小的介质中光线与法线的夹角小。 3. 光的反射与光的折射 光的反射 光的折射 不同点 发生条件 反射可以在任何物体的表面上发生 在不同介质分界面或同种介质不均匀介质中发生 角度大小关系 反射角始终等于入射角 折射角与入射角一般不相等 光垂直入射时的方向 反射光线与入射光线方向相反 折射光线与入射光线方向相反 相同点 三线共面 反射光线、折射光线都与其对应的入射光线、法线在同一平面内 分居两侧 反射光线、折射光线都与其对应的入射光线分居法线两侧 变化情况 反射角、折射角都随着入射角的增大而增大，随入射角的减小而减小 光路可逆 光在反射和折射时，光路都是可逆的 成像情况 光在两种介质分界面发生反射和折射时都能成像，且都为虚像 【典例2】（23-24八年级上·河南郑州·阶段练习）在“初识光的折射现象”和“探究光的折射特点”实验中： (1)如图甲，小明将一束激光射至P点，形成一个光斑，向水槽内慢慢注水，水槽底部光斑的位置将 （向左移动/向右移动/不动），这说明光从空气斜射入水中时，传播方向 （会/不会）发生偏折。实验中光在空气中的传播路径并不清晰，为解决此问题，他在水面上方喷了一些 ； (2)如图乙，小明继续探究“光从空气射入水中时的折射特点”，他使用可折转的光屏，是为了研究折射光线、入射光线和法线是否 。如图丙，他将光沿着AO方向射向水面上的O点，光在水中沿着OB方向射出，折射光也逐步偏向法线，折射光也逐步偏向法线，说明光从空气斜射入水中时，入射角减小，折射角随之 （增大/减小/不变）。当光沿着NO方向射入时会沿ON′方向射出，此时折射角为 度； (3)若光沿BO方向射入，折射光线将沿 方向射出，这是因为光折射时， 。 【变式2-1】（23-24八年级上·湖南衡阳·阶段练习）探究光的折射规律的实验装置如图所示，竖直放置的光屏EF可绕其上MN所在直线前后折转。 入射角α 0° 15° 30° 45° 60° 折射角β 0° 11.3° 22.1° 35.4° 40.9° (1)实验时小兰让光束沿AO射入水中，光束进入水中后折射光线会向 （选填“靠近”或“远离”）法线的方向偏折，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斜射入水中，当小芳将F板向后折转一定角度时，在F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AO与ON的夹角进行实验，测量结果如表所示。分析数据可得：光从空气斜射入水中，入射角增大时，折射角 （选填“增大”或“减小”）； (4)如果让光束从空气垂直射入水中，此时光的传播方向 （选填“改变”或“不变”）。 探究三：怎么作光的折射光路图 一知 光无论从空气斜射入其他介质中，还是从其他介质斜射入空气中，空气中的角（入射角或反射角）都是较大的 二作 过入射点作法线，在法线的另一侧作出折射光线或入射光线，且使空气中的角较大 三标 标出光的传播方向 【典例3】（2024·山东威海·中考真题）游泳池底安装一支射灯，当池内无水时会在右侧池壁上形成一个亮斑A；当向池内注水至图中虚线位置时，会在右侧池壁上形成一个亮斑B，请通过作图确定亮斑A、B的大致位置。 【变式3-1】（23-24九年级下·湖北孝感·期中）如图所示，一束激光AO由空气射向半圆形玻璃砖的圆心O发生了反射和折射，发现在屏幕MN上出现了两个光斑。请画出形成两个光斑的光路图； 【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。 【典例4】（2024·河南郑州·三模）甲图是渔民叉鱼的场景；图乙所示的A、B两个位置，一个代表鱼的实际位置，一个代表看到的鱼的虚像。请在乙图中画出他看到鱼的光路图。 【变式4-1】（2023·陕西西安·二模）如图甲所示，游客徒步在海底隧道间，可以看到漂亮的海底世界，在图乙中，A、B、C三点分别是游客的眼睛、真实鱼以及游客观察到的鱼的位置，请你画出游客看到水中鱼的光路图。 【变式4-2】如图是小丽在参观海洋馆时，在展箱中的S点有一条鱼，图中A点是小丽眼睛的位置，请画出人看到鱼的光路，并大致确定像的位置。 探究四：怎样解释生活中的折射现象 池底变浅、海市蜃楼等 如：从池底A点来的光线在水面处发生折射，折射角大于入射角，眼睛逆着折射光线看去，感觉光是从A′点射来的，A′点就是A点的变高（填“高”或“低”）的虚像 【提示】光线发生折射时，在介质表面处，光线还会发生反射. 【典例5】（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5-1】（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。 【变式5-2】（23-24九年级下·山东济宁·阶段练习）常说“眼见为实，耳听为虚”， 但是我们眼见的未必就是真实的，比如诗句“大漠孤烟直，长河落日圆”给我们展现了一幅美丽的画卷，其实诗人观察到的落日并非太阳的实际位置（如图所示），太阳实际在图中 （选填 “甲”或“乙”）的位置，因为诗人看到的是太阳光经过不均匀的大气层发生了 所成的像。 【变式5-3】（23-24八年级上·江苏扬州·阶段练习）我国古诗词中往往有着优美的意境，千古名句中往往蕴藏着丰富的物理知识。“大漠孤烟直，长河落日圆”是名句中的一句。诗人看到的落日并非太阳的实际位置，这是由于太阳光在不均匀的空气中传播时发生 现象所形成的，此时我们看到的是太阳的 像（选填“虚”或“实”）。 【基础强化】 一、单选题 1．（22-23八年级上·四川乐山·期中）下列光现象是由光的折射形成的是（　　） A．国家大剧院的倒影 B．水中月 C．日环食 D．海市蜃楼 2．（22-23八年级上·四川遂宁·期末）一束光从空气中斜射向平静的水面，当光与水面的夹角是30°时，折射角可能为（　　） A．0° B．40° C．60° D．70° 3．（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． 4．（2024·广东汕头·二模）小明在岸边看鱼，选项中能正确反映他看到水中“鱼”的光路图是（    ） A．B．C． D． 5．（22-23八年级上·江苏南通·期末）如图所示，OA是光从水中斜射入空气中的一条反射光线，OA与水面夹角为60°。下列说法正确的是（　　） A．反射角为 ，折射角大于 B．反射角为 ，折射角小于 C．反射角为 ，折射角大于 D．反射角为 ，折射角小于 6．（23-24八年级上·山东枣庄·期末）人眼在甲处观察到一个彩色玻璃球沉在水池底乙处，如图所示。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．在甲点偏左侧照射 7．（23-24八年级上·广东云浮·阶段练习）某校新建成一个喷水池，在池底的中央安装射灯。池内无水时，射灯发出的一束光照在池壁上，在S点形成一个亮斑如图所示。现往池内注水，水面升至a位置时，站在池旁的人看到亮斑的位置在P点；如果水面升至b位置时，人看到亮斑的位置在Q点，则（　　） A．P点在S点的下方，Q点在S点的上方 B．P点在S点的下方，Q点在S点的下方 C．P点在S点的上方，Q点在S点的上方 D．P点在S点的上方，Q点在S点的下方 8．（23-24八年级上·湖北武汉·阶段练习）如图是一束光在空气和玻璃两种介质的界面上发生了反射现象和折射现象，下列说法错误的是（　　） A．入射光线是GO，入射角是30° B．法线是BF，界面是AD，右侧是玻璃 C．反射光线是OE，折射光线是OC，折射角是30° D．如果减小入射角，则反射光线与折射光线的夹角从90°开始增大 二、填空题 9．（22-23八年级上·四川泸州·期中）疫情之后，大家终于可以走出家门，来到公园享受美景。如图所示，鲜花盛开。其中，湖水“水清可鉴”是由于光可以在水面发生 （选填“镜面”或“漫”）反射，能形成物体的 （选填“实像”或“虚像”）。小刚在岸边行走时看到水中的游鱼，看到的鱼的位置在实际鱼的位置的 （选填“上方”或“下方”）。 10．（2023·广东清远·一模）如图为光在玻璃和空气中发生光的反射和折射的光路图，由图可知，入射光线是 ，反射光线是 ，折射光线是 ；反射角 °，折射角 °。 11．（2023·广东清远·一模）下列现象属于光的直线传播的是 ，属于光的反射现象的是 ，属于光的折射现象的是 ； ①月亮在水中的倒影；②野外烧烤时会看到对面的人在晃动；③阳光下树木会出现影子；④潜水员在海底看到鱼在游动；⑤把筷子放入水中看到筷子变折；⑥游泳运动员在岸上看到池底变浅。 12．（2024·四川广元·二模）如图所示，广元南河湿地公园是白鹤的栖息地，白鹤在水中的像是由光的 形成的，白鹤看到的水中的“鱼”在鱼实际位置的 （选填“上”或“下”）方。 13．（23-24九年级下·河北保定·期中）如图1所示，水面上有一只天鹅，天鹅的眼睛到水面的距离是20cm，则它的眼睛在水中的像到水面的距离为 cm，当这只天鹅飞向空中时，其在水中的像的大小将 （选填“变大”“不变”或“变小”）。如图2所示，请在图中画出天鹅的眼睛看到鱼的光路图 （将水面看成镜面，天鹅眼睛看作C点，B点为鱼的实际位置，A点为鱼的虚像位置）。 14．（23-24八年级上·上海·阶段练习）反射光线与入射光线的夹角是120°，则入射光线与平面镜的夹角 度，反射光线与法线的夹角是 度，光的传播方向改变了 度。 三、作图题 15．（23-24八年级上·青海·期中）如图所示，一束光与水面成60°角向上入射，请画出反射光线，标出反射角的大小，并大致画出折射光线。 16．（23-24八年级上·广东梅州·阶段练习）如图所示，一束激光α斜射向半圆形玻璃砖圆心O，结果在屏幕上出现两个光斑，请画出形成两个光斑的光路图。 17．（2024·河南洛阳·一模）如图甲所示将平面镜斜放入水中，让太阳光照射在水下的平面镜上，并反射到白纸上就能形成色散。图乙中P点为某一束光入射到水面的点，Q点代表白纸。请在图中画出光到达Q点的光路图。 四、实验题 18．（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”）。 【能力培优】 五、简答题 19．（23-24八年级上·贵州遵义·期中）学生溺水死亡在学生突发危险事件中占很大比例，学校和家长在防湖水方面已经多角度对学生进行安全教育。最近，喜欢冬泳的小明发现一些奇妙的现象：看起来水没那么深，跳下去后竟然没过了头顶；站在河边，看着流动的河水，突然间感觉原本静止的自己不断地在向上游运动。 请用对应的物理知识解释相关问题： （1）河水实际很深看起来会“变浅”属于什么现象； （2）站在河边，为什么感觉原本静止的自己不断地在向上游运动。 20．根据学过的光学知识解释下面生活中常见的现象。“海市蜃楼”是一种与光学有关的自然现象，如图甲所示是海面上形成“海市蜃楼”的图解。 资料1：光从一种物质斜射入另一种物质时，传播方向会发生改变，而人的视觉总是感到物像是来自直线的。 资料2：一般情况，光从密度较大的介质斜射入密度较小的介质会偏离法线而改变传播方向，如图乙所示。 资料3：海面上的下层空气温度低，在一定的高度内，高度越高温度越高，导致空气的密度不同。 回答以下问题： （1）“海市蜃楼”现象中，游客看到的是虚像还是实像？ （2）请根据以上提供的资料和所学知识对“海市蜃楼”现象做出初步的解释。 六、科普阅读题 21．（24-25八年级上·江苏南通·阶段练习）如图甲所示，以某种玻璃为例，让一束光沿半圆形玻璃砖的半径射到平面上，可以看到一部分光线从玻璃砖的平面上折射到空气中，此时折射角大于入射角；另一部分光线反射入玻璃砖内；逐渐增大光的入射角，将看到折射光线离法线越来越远，且越来越弱，反射光线越来越强。当入射角增大到41.8°，使折射角达到90°时，折射光线就消失了，只剩下反射光线，如图丙所示，这种现象叫做全反射。刚好发生全反射时的入射角叫做临界角.只有入射角大于或等于临界角时，才会发生全反射现象，并非光线在任何界面都会发生全反射现象，这种现象只有在光从一种介质射向另一介质折射角大于入射角时才能发生。光纤通信就是利用光的全反射原理，光导纤维在结构上有内芯和包层两种不同的透明介质，光从内芯传播时遇到光纤包层处，会发生全反射现象，从而保证光线不会泄露到光纤外，这样光就只能在玻璃中传播，而不会“溜”出玻璃光纤，如图丁所示。 (1)图甲中，光线从玻璃斜射向空气时，反射角 （选填“大于”“小于”或“等于”）折射角。 (2)图乙中，当入射角逐渐增大时_________ A．折射角逐渐增大，反射角逐渐减小 B．折射角逐渐减小，反射角逐渐增大 C．折射光线逐渐增强，反射光线逐渐减弱 D．折射光线逐渐减弱，反射光线逐渐增强 (3)光从空气进入玻璃时，增大入射角 （选填“有可能”或“不可能”）发生全反射。 (4)光线从光导纤维的包层斜射向内芯时_________。 A．折射角大于入射角，可能会发生全反射 B．折射角小于入射角，可能会发生全反射 C．折射角大于入射角，不可能会发生全反射 D．折射角小于入射角，不可能会发生全反射 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！12 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$ 第四章 光的世界 课时4.4 光的折射 2022年课程标准 物理素养 2.3.3 探究并了解光的反射定律。通过实验，了解光的折射现象及其特点。 科学观念：知道折射光线，折射角的含义；了解光在折射中，光路是可逆的 科学思维：了解光从空气斜射入水中或其他介质中的偏折规律 科学探究：体验由光的折射引起的视觉错觉，在实验中养成实事求是的科学态度 知识点1：光的折射现象 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 知识点2：光的折射特点 1. 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； 2. 在光的折射现象中光路是可逆的。 3. 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。 4. 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。 知识点3：生活中的折射现象 池底变浅、海市蜃楼、杯中的筷子断了等 如：从池底A点来的光线在水面处发生折射，折射角大于入射角，眼睛逆着折射光线看去，感觉光是从A′点射来的，A′点就是A点的变高（填“高”或“低”）的虚像 【提示】光线发生折射时，在介质表面处，光线还会发生反射. 探究一：光的折射现象探究 1. 观察：光的折射现象 提出问题 光在同种均匀介质中沿直线传播，当光从一种介质进入另一种介质时，会发生什么现象？ 实验过程 实验操作 如图所示，让激光笔发出的一束光斜射入水中，观察光的传播路径 如图所示，让激光笔发出的一束光穿过一块玻璃砖，观察光的传播路径 如图所示，让激光笔发出的一束光垂直射入一块玻璃直角三棱镜，观察光的传播路径 现象 光从空气斜射入水中时，在分界面上一部分发生反射，一部分进入水中并发生偏折 光从空气斜射入玻璃中时，在分界面上光的传播方向发生偏折；光由玻璃砖斜射入空气时，在分界面上光的传播方向也会发生偏折 光由空气垂直射入玻璃时，光的传播方向不发生变化；光由玻璃垂直射入空气时，光的传播方向也不发生变化 实验归纳 光从一种介质斜射入另一种介质时，传播方向发生偏折 2. 光的折射现象的两点注意 （1）如图所示，当光从空气斜射入水中发生偏折，还有一部分光发生反射返回空气中； （2）如果同种介质密度不均匀，光在其中传播时也会发生偏折，即折射。 【典例1】（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1-1】（23-24八年级上·江苏泰州·阶段练习）人眼看到斜插入水中的筷子发生弯折如图甲，能正确说明这一现象产生原因的是图乙中的（　　） A．A B．B C．C D．D 【答案】D 【详解】斜插入水中的筷子发生弯折，产生这一现象的原因是：当光从水中射入空气时，在水与空气的交界面上发生折射，折射角小于入射角，位置降低，我们看到的筷子位置在折射光线的反向延长线上，即看起来筷子向上弯折，故D符合题意，ABC不符合题意。 故选D。 【变式1-2】老师用激光电筒照向盛水的玻璃缸，同学们发现水中红色激光的路径是笔直的，刚要说出结论，老师又向水中加入了海波，奇迹出现了，红色光路弯曲了!在同学们惊愕之际，老师拿出一根玻璃棒在水中搅拌几下，光线再次变直，该实验说明（　　） A．光的传播路线是随意的 B．光只有在均匀的介质中才能沿直线传播 C．海波可以使光路弯曲 D．老师是一个出色的魔术师 【答案】B 【详解】原来水是均匀的，所以水中红色激光的路径是笔直的；若向水中加入了海波，水变得不均匀，所以光的传播路线发生偏折，故红色光路弯曲了；老师拿出一根玻璃棒在水中搅拌几下，液体再次变均匀了，光线再次变直，故说明光只有在同一均匀介质中才沿直线传播，故ACD不符合题意，B符合题意。 故选B。 【变式1-3】（22-23八年级上·湖北恩施·期末）如图所示，实验观察到激光束在没搅拌的浓糖水中的光路是弯曲的，许多地方都观察到过海市蜃楼景象。而光在均匀介质中是沿直线传播的，我们不难想象观察到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．从密度小的区域向密度大的区域弯曲 B．从密度大的区域向密度小的区域弯曲 C．一般情况下总是向地面方向弯曲 D．弯曲方向是随机变化的，无法确定 【答案】A 【详解】AB．由甲图可知，光由稀糖水射向浓糖水时相当于光由光疏介质射向光密介质，此时发生的是向浓糖水中弯曲的现象，故A符合题意，B不符合题意； CD．由乙图可知，人站在地面上，远处的高楼反射的太阳光经过高处密度大的空气介质传到低处空气密度小的介质中发生折射，一般向密度大的方向偏折，即向高处弯曲，故CD不符合题意。 故选A。 探究二：探究光的折射定律 1.探究光的折射时的特点 【提出问题】让一束光从空气斜射入水中，传播方向是否发生偏折？向哪个方向偏折？ 【实验器材】激光笔、水槽、标有角度的圆盘等。 【进行实验】利用如图所示的实验装置进行实验。 （1）让一束光从空气斜射入水中，观察折射光线、入射光线和法线之间的位置关系，比较折射角和入射角的大小关系，并描画出光束在空气和水中的传播路径； （2）改变入射角大小，观察折射角的变化情况； （3）让一束光垂直射入水中，观察折射情况； （4）让一束光逆着原折射光的方向从水中斜射入空气中，观察折射情况。 【实验现象】 （1）光从空气斜射入水中时，，可观察到折射光线、入射光线和法线在同一平面内，折射光线和入射光线分居于法线两侧，折射光线向法线方向偏折，折射角小于入射角； （2）改变入射角的大小，发现折射角的大小也随之改变，并且入射角增大时，折射角也增大； （3）光从空气垂直射入水中时，其传播方向不变； （4）让光逆着原折射方向从水中斜射入空气中时，进入空气中的折射光线逆着原入射光线的方向射出。 【实验结论】 （1）当光从空气斜射入水中（或其他介质）时，折射光线向法线方向偏折，折射角小于入射角；当入射角增大时，折射角也随之增大； （2）当光线从水或其他介质斜射入空气中时，折射光线远离法线，折射角大于入射角； （3）当光从空气垂直射入水中或其他介质中时，其传播方向不变； （4）在光的折射现象中，光路是可逆的。 2.对光的折射现象的理解 （1）法线与分界面垂直，是描述入射光线、反射光线以及折射光线位置和方向的参考标准； （2）折射角随着入射角的增大而增大，因为先有入射光线，然后才有折射光线，所以叙述时一般说折射角随入射角的变化而变化，不说入射角随折射角的变化而变化； （3）当光垂直射到分界面上时，光的传播方向不发生变化，此时折射光线、入射光线和法线重合，折射角和入射角都为0°； （4）一般情况下，无论光从空气斜射入其他介质中，还是光从其他介质斜射入空气中，在空气中光线与法线的夹角大于其他介质中光线与法线的夹角； （5）一般来说，当光从两种介质分界面上发生折射时，光速大的介质中光线与法线的夹角大，光速小的介质中光线与法线的夹角小。 3. 光的反射与光的折射 光的反射 光的折射 不同点 发生条件 反射可以在任何物体的表面上发生 在不同介质分界面或同种介质不均匀介质中发生 角度大小关系 反射角始终等于入射角 折射角与入射角一般不相等 光垂直入射时的方向 反射光线与入射光线方向相反 折射光线与入射光线方向相反 相同点 三线共面 反射光线、折射光线都与其对应的入射光线、法线在同一平面内 分居两侧 反射光线、折射光线都与其对应的入射光线分居法线两侧 变化情况 反射角、折射角都随着入射角的增大而增大，随入射角的减小而减小 光路可逆 光在反射和折射时，光路都是可逆的 成像情况 光在两种介质分界面发生反射和折射时都能成像，且都为虚像 【典例2】（23-24八年级上·河南郑州·阶段练习）在“初识光的折射现象”和“探究光的折射特点”实验中： (1)如图甲，小明将一束激光射至P点，形成一个光斑，向水槽内慢慢注水，水槽底部光斑的位置将 （向左移动/向右移动/不动），这说明光从空气斜射入水中时，传播方向 （会/不会）发生偏折。实验中光在空气中的传播路径并不清晰，为解决此问题，他在水面上方喷了一些 ； (2)如图乙，小明继续探究“光从空气射入水中时的折射特点”，他使用可折转的光屏，是为了研究折射光线、入射光线和法线是否 。如图丙，他将光沿着AO方向射向水面上的O点，光在水中沿着OB方向射出，折射光也逐步偏向法线，折射光也逐步偏向法线，说明光从空气斜射入水中时，入射角减小，折射角随之 （增大/减小/不变）。当光沿着NO方向射入时会沿ON′方向射出，此时折射角为 度； (3)若光沿BO方向射入，折射光线将沿 方向射出，这是因为光折射时， 。 【答案】(1) 向左移动 会 烟雾 (2) 在同一平面 减小 0 (3) OA 光路可逆 【详解】（1）[1][2]光从空气斜射入水中，折射角小于入射角；如果按照图示中的角度照射激光，同时向水槽内慢慢注水，折射点会左移，水槽底部光斑的位置将向左移动，这说明光从空气斜射入水中时，传播方向会发生偏折。 [3]向水面上方喷些烟雾，这时光通过烟雾的水时发生漫反射，便于在各个角度观察光的传播路径。 （2）[1]使用可折转的光屏，折转后，那一半光屏所在平面会发生改变，看不到反射光线，因此是为了观察折射光线、入射光线和法线是否在同一平面内。 [2]因为当入射光线偏向法线时，折射角也随之偏向法线，所以可以说明光从空气斜射入水中时，入射角减小，折射角随之减小。 [3]当光沿着NO方向射入时会沿ON′方向射出，即入射光线垂直入射，折射光线与法线重合，即入射光线垂直入射，即此时折射角为0度。 （3）[1][2]由于光折射时，光路可逆，若光沿BO方向射入，折射光线将沿OA方向射出，与原来的传播方向正好相反。 【变式2-1】（23-24八年级上·湖南衡阳·阶段练习）探究光的折射规律的实验装置如图所示，竖直放置的光屏EF可绕其上MN所在直线前后折转。 入射角α 0° 15° 30° 45° 60° 折射角β 0° 11.3° 22.1° 35.4° 40.9° (1)实验时小兰让光束沿AO射入水中，光束进入水中后折射光线会向 （选填“靠近”或“远离”）法线的方向偏折，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斜射入水中，当小芳将F板向后折转一定角度时，在F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AO与ON的夹角进行实验，测量结果如表所示。分析数据可得：光从空气斜射入水中，入射角增大时，折射角 （选填“增大”或“减小”）； (4)如果让光束从空气垂直射入水中，此时光的传播方向 （选填“改变”或“不变”）。 【答案】(1)靠近 (2) 不能 在 (3)增大 (4)不变 【详解】（1）让光束沿AO射入水中，光束进入水中后，由于折射角要小于入射角，则折射光线会向法线方向偏折，说明光从空气斜射入水中时传播方向发生了改变。 （2）[1][2]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，该小组同学将F板向后折转一定角度，则在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）根据表格中的数据可知，光从空气中斜射入水中时，折射角小于入射角；入射角增大，折射角也增大。 （4）光垂直于界面入射时，传播方向不变。 探究三：怎么作光的折射光路图 一知 光无论从空气斜射入其他介质中，还是从其他介质斜射入空气中，空气中的角（入射角或反射角）都是较大的 二作 过入射点作法线，在法线的另一侧作出折射光线或入射光线，且使空气中的角较大 三标 标出光的传播方向 【典例3】（2024·山东威海·中考真题）游泳池底安装一支射灯，当池内无水时会在右侧池壁上形成一个亮斑A；当向池内注水至图中虚线位置时，会在右侧池壁上形成一个亮斑B，请通过作图确定亮斑A、B的大致位置。 【答案】 【详解】当池内无水时，光沿直线传播，在右侧池壁上形成一个亮斑A，往池内注水，当向池内注水至图中虚线位置时，在入射点画出法线，在法线的右侧画出折射光线，折射角大于入射角，在右侧池壁上形成一个亮斑B，如图所示： 【变式3-1】（23-24九年级下·湖北孝感·期中）如图所示，一束激光AO由空气射向半圆形玻璃砖的圆心O发生了反射和折射，发现在屏幕MN上出现了两个光斑。请画出形成两个光斑的光路图； 【答案】 【详解】光从空气斜射向玻璃砖时，会同时发生反射和折射现象。根据光的反射定律，过入射点在法线上方的空气中画出反射光线，使反射角等于入射角； 发生折射时，折射光线向法线偏折，折射角小于入射角，据此作出第一条折射光线；折射光线从玻璃砖射入空气中时，由于此光线是由圆心O射出，当经过第二个折射面时，正好与该入射点处的切线垂直，因此第二次折射光线的传播方向不变。 如图所示： 【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： 【典例4】（2024·河南郑州·三模）甲图是渔民叉鱼的场景；图乙所示的A、B两个位置，一个代表鱼的实际位置，一个代表看到的鱼的虚像。请在乙图中画出他看到鱼的光路图。 【答案】 【详解】鱼反射的光线从水中进入空气时发生折射，折射角大于入射角，折射光线偏离法线，人沿着折射光线的反向延长线看到鱼的虚像在鱼的上方，因此B点为虚线位置；连接眼睛和虚像B，和水面交于一点；连接A点与水面的交点，标上光线的方向即为入射光线，眼睛到水面的交点之间的线段为折射光线，如图 【变式4-1】（2023·陕西西安·二模）如图甲所示，游客徒步在海底隧道间，可以看到漂亮的海底世界，在图乙中，A、B、C三点分别是游客的眼睛、真实鱼以及游客观察到的鱼的位置，请你画出游客看到水中鱼的光路图。 【答案】 【详解】上方水中鱼身上反射的光线由水斜射入下方空气发生折射后进入A处游客的眼睛，且折射角大于入射角，游客逆着折射光线看到鱼的虚像，所以鱼的实际位置在B处，人看到鱼的像在C处，据此画出光路图如图所示: 【变式4-2】如图是小丽在参观海洋馆时，在展箱中的S点有一条鱼，图中A点是小丽眼睛的位置，请画出人看到鱼的光路，并大致确定像的位置。 【答案】 【详解】观察水中鱼时，鱼反射的光线从水中斜射入空气中时，发生折射，根据光的折射特点可知，折射角大于入射角，折射光线远离法线，眼睛逆着折射光线看上去，人看到的“鱼”在S′点，比鱼的实际位置偏高，即鱼的实际位置S应在S′的下方，由此连接S′A，与玻璃壁的交点为入射点，入射点与A的连线为进入人眼的折射光线，连接SA即为入射光线，如图所示： 探究四：怎样解释生活中的折射现象 池底变浅、海市蜃楼等 如：从池底A点来的光线在水面处发生折射，折射角大于入射角，眼睛逆着折射光线看去，感觉光是从A′点射来的，A′点就是A点的变高（填“高”或“低”）的虚像 【提示】光线发生折射时，在介质表面处，光线还会发生反射. 【典例5】（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5-1】（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。 【变式5-2】（23-24九年级下·山东济宁·阶段练习）常说“眼见为实，耳听为虚”， 但是我们眼见的未必就是真实的，比如诗句“大漠孤烟直，长河落日圆”给我们展现了一幅美丽的画卷，其实诗人观察到的落日并非太阳的实际位置（如图所示），太阳实际在图中 （选填 “甲”或“乙”）的位置，因为诗人看到的是太阳光经过不均匀的大气层发生了 所成的像。 【答案】 乙 折射 【详解】[1][2]落山的太阳发出的光线通过大气层时发生折射，我们所看到的太阳实际上是折射后形成的虚像，此时太阳的实际位置在地平线下，即乙的位置。 【变式5-3】（23-24八年级上·江苏扬州·阶段练习）我国古诗词中往往有着优美的意境，千古名句中往往蕴藏着丰富的物理知识。“大漠孤烟直，长河落日圆”是名句中的一句。诗人看到的落日并非太阳的实际位置，这是由于太阳光在不均匀的空气中传播时发生 现象所形成的，此时我们看到的是太阳的 像（选填“虚”或“实”）。 【答案】 折射 虚 【详解】[1][2]我们看到的落日并非太阳的实际位置，是由于太阳光在不均匀的空气中传播时，传播方向发生偏折，发生光的折射现象形成的，此时太阳的实际位置在地平线下面，我们看到的是太阳的虚像。 【基础强化】 一、单选题 1．（22-23八年级上·四川乐山·期中）下列光现象是由光的折射形成的是（　　） A．国家大剧院的倒影 B．水中月 C．日环食 D．海市蜃楼 【答案】D 【详解】AB．倒影、水中月都属于平面镜成像，都是由光的反射形成的，故AB不符合题意； C．日环食是由于光的直线传播形成的，故C不符合题意； D．海市蜃楼是由于光在不均匀的大气中传播发生折射而形成的虚像，属于光的折射，故D符合题意。 故选D。 2．（22-23八年级上·四川遂宁·期末）一束光从空气中斜射向平静的水面，当光与水面的夹角是30°时，折射角可能为（　　） A．0° B．40° C．60° D．70° 【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，当光线与水面的夹角是30°时，则入射角是60°，从空气斜射入水，折射角小于入射角，故B符合题意；CD不符合题意； 故选B。 3．（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。 4．（2024·广东汕头·二模）小明在岸边看鱼，选项中能正确反映他看到水中“鱼”的光路图是（    ） A．B．C． D． 【答案】D 【详解】小明在岸边看水中的鱼，是水中的鱼反射的光由水斜射入空气中，要发生折射，并且折射角大于入射角，然后小明逆着折射光线看到水中的鱼的虚像，位置偏高，故D正确，ABC错误。 故选D。 5．（22-23八年级上·江苏南通·期末）如图所示，OA是光从水中斜射入空气中的一条反射光线，OA与水面夹角为60°。下列说法正确的是（　　） A．反射角为 ，折射角大于 B．反射角为 ，折射角小于 C．反射角为 ，折射角大于 D．反射角为 ，折射角小于 【答案】C 【详解】反射光线与水面的夹角为60°，则反射角为 反射角与入射角相等，则入射角为30°，光从水中斜射入空气中，折射角大于入射角，所以折射角大于30°。故C正确，ABD错误。 故选C。 6．（23-24八年级上·山东枣庄·期末）人眼在甲处观察到一个彩色玻璃球沉在水池底乙处，如图所示。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．在甲点偏左侧照射 【答案】A 【详解】人眼在甲处观察到一个彩色玻璃球沉在水池底乙处，玻璃球反射的光线经过水面折射后进入人的眼睛，由于在光的折射中光路是可逆的，激光正对乙点照射，光会照射到玻璃球上，故A符合题意，BCD不符合题意。 故选A。 7．（23-24八年级上·广东云浮·阶段练习）某校新建成一个喷水池，在池底的中央安装射灯。池内无水时，射灯发出的一束光照在池壁上，在S点形成一个亮斑如图所示。现往池内注水，水面升至a位置时，站在池旁的人看到亮斑的位置在P点；如果水面升至b位置时，人看到亮斑的位置在Q点，则（　　） A．P点在S点的下方，Q点在S点的上方 B．P点在S点的下方，Q点在S点的下方 C．P点在S点的上方，Q点在S点的上方 D．P点在S点的上方，Q点在S点的下方 【答案】A 【详解】往池内注水，水面升至a位置时，发生折射，根据折射角大于入射角画出折射光线，P点如下图所示： 水面上升至b位置时，光在水中沿直线传播，经水池侧壁反射后，光线从水中斜射向空气中，折射角大于入射角，折射光线远离法线，Q点如下图所示： 通过画图可知：P点在S点的下方，Q点在S点的上方，故A符合题意， BCD不符合题意。 故选A。 8．（23-24八年级上·湖北武汉·阶段练习）如图是一束光在空气和玻璃两种介质的界面上发生了反射现象和折射现象，下列说法错误的是（　　） A．入射光线是GO，入射角是30° B．法线是BF，界面是AD，右侧是玻璃 C．反射光线是OE，折射光线是OC，折射角是30° D．如果减小入射角，则反射光线与折射光线的夹角从90°开始增大 【答案】C 【详解】ABC．由图可知，∠AOG＝60°，所以∠GOF＝90°﹣60°＝30° 而∠EOF＝30°，根据反射角等于入射角可得BF为法线，AD为界面；折射光线和入射光线分别位于法线两侧，则OC为折射光线，GO为入射光线，OE为反射光线；入射角∠GOF＝30°，折射角 ∠BOC＝90°﹣30°＝60° 折射角大于入射角，可知界面AD的右边是玻璃，左边是空气，故C错误，符合题意；AB正确，不符合题意；D．根据图示可知∠EOD＝90°﹣30°＝60° 所以反射光线与折射光线的夹角为∠EOC＝60°+30°＝90° 如果减小入射角，反射角和折射角都随之减小，反射光线和折射光线都向法线靠近，反射光线与折射光线的夹角则从90°开始增大，故D正确，不符合题意。 故选C。 二、填空题 9．（22-23八年级上·四川泸州·期中）疫情之后，大家终于可以走出家门，来到公园享受美景。如图所示，鲜花盛开。其中，湖水“水清可鉴”是由于光可以在水面发生 （选填“镜面”或“漫”）反射，能形成物体的 （选填“实像”或“虚像”）。小刚在岸边行走时看到水中的游鱼，看到的鱼的位置在实际鱼的位置的 （选填“上方”或“下方”）。 【答案】 镜面 虚像 上方 【详解】[1][2]湖水“水清可鉴”属于平面镜成像，是由于光可以在水面发生镜面反射形成的人的虚像。 [3]鱼反射的光线由水中斜射入空气时，在水面上发生折射，折射光线进入小刚的眼睛，就会觉得鱼变浅了。 10．（2023·广东清远·一模）如图为光在玻璃和空气中发生光的反射和折射的光路图，由图可知，入射光线是 ，反射光线是 ，折射光线是 ；反射角 °，折射角 °。 【答案】 BO OA OC 60 40 【详解】[1][2][3]因为入射光线和反射光线在同一平面内，并且反射角等于入射角， 从图中可以看出，EF左侧的两条光线OB、OA与OM的夹角相等，因此EF为界面，MN为法线，BO为入射光线，OA为反射光线，而入射光线和折射光线分居法线的两侧，故OC是折射光线。 [4]OA是反射光线，∠AOM是反射角，则反射角∠AOM=90°-30°=60° [5]OC是折射光线，折射角：∠CON=90°-50°=40° 11．（2023·广东清远·一模）下列现象属于光的直线传播的是 ，属于光的反射现象的是 ，属于光的折射现象的是 ； ①月亮在水中的倒影；②野外烧烤时会看到对面的人在晃动；③阳光下树木会出现影子；④潜水员在海底看到鱼在游动；⑤把筷子放入水中看到筷子变折；⑥游泳运动员在岸上看到池底变浅。 【答案】 ③④ ① ②⑤⑥ 【详解】[1][2][3]①月亮在水中的倒影，属于平面镜成像，是由于光的反射形成的；②野外烧烤时会看到对面的人在晃动，是由于空气密度不均匀，光发生折射现象形成的；③阳光下的树会出现影子是由光的直线传播形成的；④潜水员在海底看到鱼儿在漫游，人和鱼在同种介质中，是由光的直线传播形成的；⑤水中的筷子变折，是由于来自筷子的光从水中进入空气中发生了折射，折射光线进入人眼，人眼逆着光线看去，所看到的是筷子的虚像，像比物体位置高，属于光的折射；⑥池塘看起来比实际的要浅，是由于来自池底的光从水中进入空气中发生了折射，折射光线进入人眼，人眼逆着光线看去，所看到的是池底的虚像，像比池底位置高，所以升高变浅，属于光的折射。所以，属于光的直线传播的是③④，属于光的反射现象的是①，属于光的折射现象的是②⑤⑥。 12．（2024·四川广元·二模）如图所示，广元南河湿地公园是白鹤的栖息地，白鹤在水中的像是由光的 形成的，白鹤看到的水中的“鱼”在鱼实际位置的 （选填“上”或“下”）方。 【答案】 反射 上 【详解】[1]平静的水面相当于平面镜，白鹤在水中的像是由光发生反射形成的像。 [2]白鹤看到的“鱼”是由于光从水中斜射入空气时发生折射形成的虚像，比实际位置浅一些，即在鱼实际位置的上方。 13．（23-24九年级下·河北保定·期中）如图1所示，水面上有一只天鹅，天鹅的眼睛到水面的距离是20cm，则它的眼睛在水中的像到水面的距离为 cm，当这只天鹅飞向空中时，其在水中的像的大小将 （选填“变大”“不变”或“变小”）。如图2所示，请在图中画出天鹅的眼睛看到鱼的光路图 （将水面看成镜面，天鹅眼睛看作C点，B点为鱼的实际位置，A点为鱼的虚像位置）。 【答案】 20 不变 【详解】[1]水面相当于平面镜，平面镜所成像像距等于物距，水面上有一只天鹅，天鹅的眼睛到水面的距离是20cm，则它的眼睛在水中的像到水面的距离为也为20cm。 [2]由平面镜成像的特点知道，像和物体的大小相等，当这只天鹅飞向空中时，其在水中的像的大小不变。 [3]天鹅看鱼时，鱼反射的光线斜射入空气中时，发生折射，折射角大于入射角，折射光线远离法线，眼睛逆着折射光线看上去，人看到的“鱼”在A点，比鱼的实际位置B偏高，即鱼的实际位置B在A的下方，连接CA，与界面的交点O即为入射点，连接BO为入射光线，OC为折射光线，如图所示： 14．（23-24八年级上·上海·阶段练习）反射光线与入射光线的夹角是120°，则入射光线与平面镜的夹角 度，反射光线与法线的夹角是 度，光的传播方向改变了 度。 【答案】 30 60 60 【详解】[1]反射光线与入射光线的夹角是120°，根据反射角等于入射角可知，反射角等于入射角等于60°，则入射光线与平面镜的夹角 [2]反射光线与法线的夹角是反射角，等于60°。 [3]光的传播方向改变了 三、作图题 15．（23-24八年级上·青海·期中）如图所示，一束光与水面成60°角向上入射，请画出反射光线，标出反射角的大小，并大致画出折射光线。 【答案】 【详解】光从水斜射入空气中，反射角在水中，并且等于入射角；空气中的折射角大于入射角，反射角为 过入射点画出垂直于界面的法线，然后根据反射角等于入射角，在法线左侧的水中画出反射光线；再根据折射角大于入射角，在法线左侧的空气中大致画出折射光线，如下图： 16．（23-24八年级上·广东梅州·阶段练习）如图所示，一束激光α斜射向半圆形玻璃砖圆心O，结果在屏幕上出现两个光斑，请画出形成两个光斑的光路图。 【答案】 【详解】光线从空气斜射入玻璃砖时，会同时发生反射和折射现象，根据反射定律，过入射点做法线垂直于界面，由反射角等于入射角，画出反射光线；发生折射时，折射光线向法线偏折，据此作出第一条折射光线，由于此光线是由圆心O射出，正好与该入射点处的切线垂直，所以从玻璃射向空气中，不发生折射，如下图所示： 17．（2024·河南洛阳·一模）如图甲所示将平面镜斜放入水中，让太阳光照射在水下的平面镜上，并反射到白纸上就能形成色散。图乙中P点为某一束光入射到水面的点，Q点代表白纸。请在图中画出光到达Q点的光路图。 【答案】 【详解】过入射点O，作垂直平面镜画出法线，根据光的反射定律，画出对应的反射光线，与水面的交点为O'，连接O'Q，如图所示： 四、实验题 18．（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。 【能力培优】 五、简答题 19．（23-24八年级上·贵州遵义·期中）学生溺水死亡在学生突发危险事件中占很大比例，学校和家长在防湖水方面已经多角度对学生进行安全教育。最近，喜欢冬泳的小明发现一些奇妙的现象：看起来水没那么深，跳下去后竟然没过了头顶；站在河边，看着流动的河水，突然间感觉原本静止的自己不断地在向上游运动。 请用对应的物理知识解释相关问题： （1）河水实际很深看起来会“变浅”属于什么现象； （2）站在河边，为什么感觉原本静止的自己不断地在向上游运动。 【答案】（1）光的折射；（2）站在河边，看着流动的河水，以河水为参照物，人和河水的位置发生了变化，就会感觉原本静止的自己不断地在向上游运动 【详解】答：（1）河水实际很深看起来会“变浅”，是由于光从水中斜射入空气中时，折射光线向界面方向偏折造成的像的位置比物体偏上，属于光的折射现象； （2）站在河边，看着流动的河水，以河水为参照物，人和河水的位置发生了变化，就会感觉原本静止的自己不断地在向上游运动。 20．根据学过的光学知识解释下面生活中常见的现象。“海市蜃楼”是一种与光学有关的自然现象，如图甲所示是海面上形成“海市蜃楼”的图解。 资料1：光从一种物质斜射入另一种物质时，传播方向会发生改变，而人的视觉总是感到物像是来自直线的。 资料2：一般情况，光从密度较大的介质斜射入密度较小的介质会偏离法线而改变传播方向，如图乙所示。 资料3：海面上的下层空气温度低，在一定的高度内，高度越高温度越高，导致空气的密度不同。 回答以下问题： （1）“海市蜃楼”现象中，游客看到的是虚像还是实像？ （2）请根据以上提供的资料和所学知识对“海市蜃楼”现象做出初步的解释。 【答案】(1)虚像；(2)见解析 【详解】(1)海市蜃楼是光的折射形成的虚像。 (2)光线在同种不均匀介质中传播或者从一种介质进入另一种介质时，就会出现光的折射现象；海市蜃楼是光在沿直线方向传播时，在密度不均匀的空气层中，经过折射造成的结果；人的眼睛逆着入射光线看，看到的是景物的虚像。 六、科普阅读题 21．（24-25八年级上·江苏南通·阶段练习）如图甲所示，以某种玻璃为例，让一束光沿半圆形玻璃砖的半径射到平面上，可以看到一部分光线从玻璃砖的平面上折射到空气中，此时折射角大于入射角；另一部分光线反射入玻璃砖内；逐渐增大光的入射角，将看到折射光线离法线越来越远，且越来越弱，反射光线越来越强。当入射角增大到41.8°，使折射角达到90°时，折射光线就消失了，只剩下反射光线，如图丙所示，这种现象叫做全反射。刚好发生全反射时的入射角叫做临界角.只有入射角大于或等于临界角时，才会发生全反射现象，并非光线在任何界面都会发生全反射现象，这种现象只有在光从一种介质射向另一介质折射角大于入射角时才能发生。光纤通信就是利用光的全反射原理，光导纤维在结构上有内芯和包层两种不同的透明介质，光从内芯传播时遇到光纤包层处，会发生全反射现象，从而保证光线不会泄露到光纤外，这样光就只能在玻璃中传播，而不会“溜”出玻璃光纤，如图丁所示。 (1)图甲中，光线从玻璃斜射向空气时，反射角 （选填“大于”“小于”或“等于”）折射角。 (2)图乙中，当入射角逐渐增大时_________ A．折射角逐渐增大，反射角逐渐减小 B．折射角逐渐减小，反射角逐渐增大 C．折射光线逐渐增强，反射光线逐渐减弱 D．折射光线逐渐减弱，反射光线逐渐增强 (3)光从空气进入玻璃时，增大入射角 （选填“有可能”或“不可能”）发生全反射。 (4)光线从光导纤维的包层斜射向内芯时_________。 A．折射角大于入射角，可能会发生全反射 B．折射角小于入射角，可能会发生全反射 C．折射角大于入射角，不可能会发生全反射 D．折射角小于入射角，不可能会发生全反射 【答案】(1)小于 (2)D (3)不可能 (4)D 【详解】（1）图甲中，光线从玻璃斜射向空气时，反射角等于入射角，折射角大于入射角，则反射角小于折射角。 （2）AB．图乙中，当入射角逐渐增大时，反射角与折射角均逐渐增大， 故AB不符合题意； CD．当入射角逐渐增大时，折射光线逐渐减弱，反射光线逐渐增强，当入射角大于等于某一角度时，发生全反射，故C不符合题意，D符合题意。 故选D。 （3）光从空气进入玻璃时，入射角始终大于折射角，增大入射角不可能发生全反射。 （4）光线从光导纤维的包层斜射向内芯时，折射角小于入射角，不可能会发生全反射，故ABC不符合题意，D符合题意。 故选D。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！12 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$