课时4.3光的折射 第一课时-【帮课堂】2024-2025学年八年级物理上册同步学与练（ 沪科版五四制2024）

第四章 光现象（解析版） 课时4.3 光的折射 第一课时 课程标准 物理素养 2.3.3通过实验，探究并了解光的反射定律，探究并了解光的折射现象及其特点。。 物理观念：了解光的折射现象。知道光从空气斜射入水中或其他介质时的折射规律。 科学思维：知道在光的折射现象中，光路可逆。会用折射规律解释一些生活中的折射现象。 科学探究：会根据折射规律画光路图。 科学态度与责任：初步领略折射现象的美妙，激发学生探索自然现象的兴趣。在与他人合作和交流时，敢于提出自己不同的见解。 知识点一、光的折射概念 1.光的折射： 光从一种介质斜射入另一种介质时，传播方向会发生偏折，这种现象叫光的折射。 2.描述折射现象的几个概念： ①入射点：入射光线与分界面的交点O； ②分界面：两种介质的分界面，如图所示的MM′； ③入射光线：照射到两种介质分界面的光线AO； ④折射光线：进入另一种介质的光线OB； ⑤法线：过入射点且垂直于两介质分界面的直线NN′； ⑥入射角：入射光线与法线的夹角α； ⑦折射角：折射光线与法线的夹角β。 知识点二、探究光的折射定律 提出问题 如果光从一种介质进入另一种介质，例如，从空气进人水或玻璃时，情况又会怎样呢? 猜想与假设 ①当光从一种介质进入另一种介质中时，可能会向法线偏折（或远离法线）。 ②折射光线、入射光线位于法线两侧（同侧）。 ③折射角可能等于（或大于/小于）入射角。 实验思路 让一束光从空气斜射入水中,观察光束在空气中和水中的径迹。 实验器材 激光笔、半圆形玻璃砖、圆形刻度光盘（标有角度）。 设计并进行实验 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。折射角大于入射角。 探究归纳 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，折射角小于入射角。当入射角增大时，折射角也增大；当入射角减小时，折射角也减小。 当光从空气垂直射入水中或其他介质中时，传播方向不变。 在折射现象中，光路可逆。 知识点三、生活中的折射现象 1.池底变浅 池底为什么看起来比实际浅呢？ 分析：因为池底某点反射的光从水中斜射向空气时会发生偏折，逆着折射光看去，就会感觉这点的位置升高了（如下图），即池水看起来比实际浅。 2.叉鱼 怎样才能插到鱼？ 分析：鱼从水中发出的光线，由水进入空气时发生折射，折射角大于入射角，折射光线进入人眼，人眼逆着折射光线的方向看，觉得光线好像是从它们的反向延长线的交点，即鱼像发出来的，像比鱼位置高。所以，有经验的渔民在叉鱼时，要向看到的鱼的下方投叉才能叉到鱼。 3.让硬币出现 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（如下图）。这是为什么呢? 分析：加水后，硬币的光从水中斜射入空气时，折射光线偏离法线，折射光进入了眼睛，眼睛看到的实际上是升高了的硬币的虚像。 4.海市蜃楼 海市蜃楼是一种由光的折射产生的现象，多发生在夏天的海面上。夏天空气较热，但是海水比较凉，海面附近底层空气的温度比上层的低。空气热胀冷缩，上层的空气比底层的空气稀疏。来自地平线以下远处物体的光，本来不能到达我们的眼中，但有一些射向空中的光，由于不同高度空气的疏密不同而发生弯曲，逐渐弯向地面（如下图），进入观察者的眼睛。观察者逆着光望去，就看见了远处的物体。 问题一：光的折射 【角度1】概念和现象 【典例1】摄影爱好者小李早上在大观河边照像，观察到岸边的建筑物在水面上形成的甲和乙，并拍摄了下来（如图）。过了30多分钟后他又回到原位置观察，则下列正确的是（　　） A．甲的大小、形状会变化 B．甲的大小、形状均不变 C．乙的大小、形状会变化 D．乙的大小不变、形状会变化 【答案】A 【详解】AB．甲是建筑经过空气、水折射形成的虚像，在不同位置观看，甲的大小、形状会变化，故A正确，B错误； CD．乙是建筑经过水面反射成的像，建筑的大小不变，形状不变， 则乙的大小、形状会变化，故CD错误。 故选A。 光的折射的概念和现象、平面镜成像的特点和规律 【变式1-1】小明在海河公园游玩时，观察到一些由光现象而成的像如图所示，其中属于实像的是（　　） A．甲图：湖中凉亭的倒影 B．乙图：清澈湖水中游动的金鱼 C．丙图：平静的露天池水中有朵朵白云 D．丁图：太阳通过树缝在地面上形成的圆形光斑 【答案】D 【详解】A．甲图：湖中凉亭的倒影是光的反射现象，成的是光的虚像，故A不符合题意； B．乙图：清澈湖水中游动的金鱼是光的折射现象，成的是光的虚像，故B不符合题意； C．丙图：平静的露天池水中有朵朵白云是光的反射现象，成的是光的虚像，故C不符合题意； D．丁图：太阳通过树缝在地面上形成的圆形光斑，是光的直线传播现象，成的是实像，故D符合题意。 故选D。 【变式1-2】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。 【角度2】折射条件 【典例2】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。 光的折射规律的应用、光的折射条件 【变式2-1】关于光现象的说法正确的是（　　） A．远离平面镜时，观察者在镜中的像会变小 B．凸透镜对光的会聚作用，一定能使光线会聚 C．光在两种介质的界面一定发生偏折 D．光发生漫反射时，反射角不等于入射角 【答案】B 【详解】A．平面镜所成的像与物体等大，远离平面镜时，观察者在镜中的像大小不变，故A错误； B．凸透镜对光的会聚作用，一定能使光线会聚，但不一定会会聚于一点，故B正确； C．光从两种介质的界面垂直入射时，不会发生偏折，故C错误； D．不论是漫反射还是镜面反射都遵循光的反射定律，即反射角始终等于入射角，故D错误。 故选B。 【变式2-2】洪崖洞是重庆历史文化的见证和城市精神的象征，下列有关说法正确的是（　　） A．洪崖洞在平静江水中的倒影是等大的像 B．洪崖洞在平静江水中的倒影是由光的折射形成的 C．夜晚洪崖洞的灯光五颜六色是因为发生了光的色散现象 D．夜晚洪崖洞的灯光从空气斜射入江水中时，光是沿直线传播的 【答案】A 【详解】AB．洪崖洞在平静江水中的倒影，属于平面镜成像，是等大的虚像，是光的反射形成的，故A正确，B错误； C．夜晚洪崖洞的灯光五颜六色是因为灯光的颜色不同，不是光的色散现象，故C错误； D．夜晚洪崖洞的灯光从空气斜射入江水中时会发生折射，这是光的折射现象，故D错误。 故选A。 问题二：光的折射实验 【角度1】实验现象及结论 【典例1】在探究“光的折射特点”的实验中，一束光从空气射入水中，观察到的现象中，不正确的是（　　） A．光的传播方向一定会发生改变 B．折射光线跟入射光线和法线在同一平面 C．使入射角增大，则折射角将随着增大 D．若光线垂直入射，折射角和入射角均为0° 【答案】A 【详解】A．光从空气斜射入水或其他介质中时，光的传播方向会发生改变，若光线垂直入射，光的传播方向不变，故A不正确，符合题意； B．光从空气射入水中，折射光线跟入射光线和法线在同一平面内，故B正确，不符合题意； C．光从空气斜射到水面时，当入射角不断增大时，折射角也随之增大，故折射角随入射角的变化关系是：折射角随入射角的增大而增大，且折射角小于入射角，故C正确，不符合题意； D．当光从空气垂直射向水中时，入射角为0°，折射角为0°；故D正确，不符合题意。 故选A。 光的折射的实验现象及结论 【变式1-1】一辆玩具车的车轮放入水中，如图所示，看起来浸入水中的车轮变“扁”了，下列光路图能正确反映其成因的是（　　） A． B． C． D． 【答案】B 【详解】车轮在水中的部分发出的光线射入空气中时，发生了折射现象，折射光线远离法线，在岸上看上去变浅了，所以看起来浸入水中的车轮变“扁”了，故B符合题意，ACD不符合题意。 故选B。 【变式1-2】一束光线与水面成锐角由空气斜射入水中时，入射角为，反射角为，折射角为，则、和之间的大小关系为（　　） A． B． C． D． 【答案】A 【详解】在光的反射现象中，反射角等于入射角；光从空气斜射入水中时，折射角小于入射角，所以，、和之间的大小关系为 故A符合题意，BCD不符合题意。 故选A。 【角度2】应用 【典例2】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。 水底光斑的变化 【变式2-1】有一圆柱形散口容器，从其右侧某一高度斜射一束激光，在容器底部产生一个光斑O，如图所示，下列操作使光斑向右移动的是（　　） A．保持水面高度不变使激光笔向左平移 B．保持激光射入角度不变使水面上升 C．保持激光射入角度不变使水面下降 D．保持水面高度和入射点不变使激光入射角增大 【答案】B 【详解】A．持水面高度不变使激光笔向左平移，入射点左移，入射角不变，折射角也不变，则入射光线和折射光线都向左平移，所以光斑左移，故A不符合题意； B．保持激光射入角度不变使水面上升，入射点向右上方移动，入射光线及入射角不变，折射光线向右移，所以光斑右移，故B符合题意； C．保持激光射入角度不变使水面下降，入射点向左下方移动，入射光线及入射角不变，折射光线向左移，所以光斑左移，故C不符合题意； D．保持水面高度和入射点不变使激光入射角增大，则折射角也增大，光斑左移，故D不符合题意。 故选B。 【变式2-2】如图所示有束光线射入杯底形成光斑，逐渐往杯中加水，光斑将（　　） A．向右移动 B．向左移动 C．不动 D．无法确定 【答案】A 【详解】入射点不变，水面上升后的光路图如图所示 由图可知，光斑会向右移动。 故选A。 【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。 【基础强化】 一、单选题 1．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。 2．一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．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．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．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．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．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．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．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．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．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．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．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．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．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．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．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．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】 19.如图所示为一束光从空气中斜射向玻璃砖并穿过的光路．关于四个角的大小关系，下列判断正确的是（　　） A． B． C． D． 【答案】C 【解析】A．光线从空气中斜射入玻璃砖中，折射角小于入射角，则，故A错误； B．光线从玻璃砖中斜射入空气中，折射角大于入射角，则，故B错误； C．这束光通过玻璃砖要发生两次折射，第一次是从空气斜射进入玻璃砖，折射光线会向法线偏折，折射角小于入射角；第二次是光由从玻璃砖内部斜射到玻璃砖的下表面，折射光线远离法线偏折，折射角大于入射角，因两条法线是平行的，所以第一次折射的折射角等于第二次折射的入射角，因此光从玻璃砖射出时，折射角等于原先的入射角，即，故C正确； D．因两条法线是平行的，则由几何知识可知，因为，所以，故D错误。 故选C。 20.一条光线从空气斜射向玻璃。在交界面上同时发生了反射和折射现象，如图所示。针对该图像，判断正确的是（　　） A．是交界面，上方是空气，下方是玻璃 B．光线为折射光线，是折射角 C．是空气和玻璃的交界面，是法线 D．当光线靠近时，光线靠近 【答案】A 【解析】反射角等于入射角；折射光线与反射光线在同一介质中；折射光线与入射光线在不同介质中，且分居法线两侧，则AO是入射光线、OB是反射光线、OC是折射光线。 A．由图得，入射角大于折射角，则是交界面，上方是空气，下方是玻璃，故A正确； B．光线为折射光线，是折射角，故B错误； C．是空气和玻璃的交界面， 是法线，故C错误； D．当光线靠近时，入射角增大，折射角增大，则光线远离，故D错误。 故选A。 21．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，如图所示。下列操作将使光斑向右移动的是（　　） A．保持水面的高度和入射点不变，使激光的入射角减小 B．保持水面的高度不变，使激光笔向左平移 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，使激光笔向上平移 【答案】D 【解析】A．保持水面高度和入射点不变，使激光的入射角减小，激光束靠近法线时，折射角随之变小，光斑会向左移动，故A不符合题意； B．保持水面高度不变，使激光笔向左平移，则入射光线和折射光线都向左平移，所以光斑左移，故B不符合题意； CD．保持激光射入的角度不变，使水面上升，如下图所示 入射点向左移动，则光斑向左移动；使激光笔向上平移，入射点向右移动，则光斑向右移动，故D符合题意，C不符合题意。 故选D。 22．如图，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 【答案】C 【解析】光从水中射入空气中时，折射光线远离法线，折射角大于入射角；当鱼缸内水面上升高度d后，由于入射角不变，所以折射角不变，折射光与原来的折射光平行，如图所示： 由数学知识可知，M点和N点间的距离小于d。 23.如下图所示是一条鱼跃出水面，咬食荷花的情景，鱼在水中看到荷花，是因为此时光从 斜射入 中（前两空均选填“空气”或“水”）；鱼要准确地咬到荷花，应该跃向看到的荷花的 （选填“下方”、“上方”或“本身”）位置。 【答案】 空气 水 下方 【解析】[1][2][3]荷花反射的光由空气斜射入水中时，在水面处发生折射，折射角小于入射角，折射光线进入鱼的眼睛，鱼逆着折射光线看去，看到的荷花变高了，所以鱼要准确地咬到荷花，应该跃向看到的荷花的下方位置。 24.如图所示是光在空气和玻璃两种透明介质中传播时发生的现象，折射角的大小为 ，AD的 侧是空气（选填“左”或“右”）。 【答案】 60° 左 【解析】[1][2]依题意可知AD是界面，BF与AD垂直，则BF为法线。光的反射现象中，入射光线和反射光线关于法线对称，光的折射现象中，折射光线和入射光线在法线异侧，所以OG为入射光线，OE为反射光线，OC为折射光线，折射光线与法线的夹角为折射角，所以折射角为 光线从玻璃斜射入空气时，折射光线远离法线，所以AD的左侧是空气。 25.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 【解析】（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。 26．探究光的折射规律实验：在天宫课堂中，航天员王亚平将空气注入水球，一束光从空气斜射入水球时，发生了折射现象。此现象引起了小华的好奇，并对“光的折射现象”进行了探究，得到以下实验数据： 表一：从空气斜射入水 序号 入射角α/° 折射角γ/° 1 23.0 15.0 2 35.8 23.0 3 51.0 31.3 表二：从空气斜射入玻璃 序号 入射角α/° 折射角γ/° 1 23.0 17.5 2 35.8 26.7 3 51.0 36.9 （1）分析数据可知：光从空气斜射入玻璃时，折射角 入射角（选填“大于”、“小于”），且折射角随入射角增大而 ； （2）天宫课堂中的水球中央有一个球形气泡，两个球心都在O点，结构如图。一束光AO1从空气射入水球，光路如图所示，则光从水球进入气泡球时，折射光线可能为 （选填①、②、③、④），O1O2和O2O的连线均为法线。 【答案】 小于 增大 ① 【解析】（1）[1][2]分析表格数据知道，光从空气斜射入玻璃中时，入射角由23°增大到51°，则折射角由17.5°增大到36.9°，由此可知，折射角随入射角的增大而增大，且折射角小于入射角。 （2）[3]光从水中斜射入空气中，会发生折射，折射角大于入射角，对于球体而言，入射点与球心所在的直线即法线，入射光线和折射光线分别位于法线两侧，就图而言，OO2所在的直线即法线，进入气泡球的折射光线可能为①。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！8 学科网（北京）股份有限公司 $$ 第四章 光现象（原卷版） 课时4.3 光的折射 第一课时 课程标准 物理素养 2.3.3通过实验，探究并了解光的反射定律，探究并了解光的折射现象及其特点。。 物理观念：了解光的折射现象。知道光从空气斜射入水中或其他介质时的折射规律。 科学思维：知道在光的折射现象中，光路可逆。会用折射规律解释一些生活中的折射现象。 科学探究：会根据折射规律画光路图。 科学态度与责任：初步领略折射现象的美妙，激发学生探索自然现象的兴趣。在与他人合作和交流时，敢于提出自己不同的见解。 知识点一、光的折射概念 1.光的折射： 光从一种介质斜射入另一种介质时，传播方向会发生偏折，这种现象叫光的折射。 2.描述折射现象的几个概念： ①入射点：入射光线与分界面的交点O； ②分界面：两种介质的分界面，如图所示的MM′； ③入射光线：照射到两种介质分界面的光线AO； ④折射光线：进入另一种介质的光线OB； ⑤法线：过入射点且垂直于两介质分界面的直线NN′； ⑥入射角：入射光线与法线的夹角α； ⑦折射角：折射光线与法线的夹角β。 知识点二、探究光的折射定律 提出问题 如果光从一种介质进入另一种介质，例如，从空气进人水或玻璃时，情况又会怎样呢? 猜想与假设 ①当光从一种介质进入另一种介质中时，可能会向法线偏折（或远离法线）。 ②折射光线、入射光线位于法线两侧（同侧）。 ③折射角可能等于（或大于/小于）入射角。 实验思路 让一束光从空气斜射入水中,观察光束在空气中和水中的径迹。 实验器材 激光笔、半圆形玻璃砖、圆形刻度光盘（标有角度）。 设计并进行实验 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。折射角大于入射角。 探究归纳 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，折射角小于入射角。当入射角增大时，折射角也增大；当入射角减小时，折射角也减小。 当光从空气垂直射入水中或其他介质中时，传播方向不变。 在折射现象中，光路可逆。 知识点三、生活中的折射现象 1.池底变浅 池底为什么看起来比实际浅呢？ 分析：因为池底某点反射的光从水中斜射向空气时会发生偏折，逆着折射光看去，就会感觉这点的位置升高了（如下图），即池水看起来比实际浅。 2.叉鱼 怎样才能插到鱼？ 分析：鱼从水中发出的光线，由水进入空气时发生折射，折射角大于入射角，折射光线进入人眼，人眼逆着折射光线的方向看，觉得光线好像是从它们的反向延长线的交点，即鱼像发出来的，像比鱼位置高。所以，有经验的渔民在叉鱼时，要向看到的鱼的下方投叉才能叉到鱼。 3.让硬币出现 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（如下图）。这是为什么呢? 分析：加水后，硬币的光从水中斜射入空气时，折射光线偏离法线，折射光进入了眼睛，眼睛看到的实际上是升高了的硬币的虚像。 4.海市蜃楼 海市蜃楼是一种由光的折射产生的现象，多发生在夏天的海面上。夏天空气较热，但是海水比较凉，海面附近底层空气的温度比上层的低。空气热胀冷缩，上层的空气比底层的空气稀疏。来自地平线以下远处物体的光，本来不能到达我们的眼中，但有一些射向空中的光，由于不同高度空气的疏密不同而发生弯曲，逐渐弯向地面（如下图），进入观察者的眼睛。观察者逆着光望去，就看见了远处的物体。 问题一：光的折射 【角度1】概念和现象 【典例1】摄影爱好者小李早上在大观河边照像，观察到岸边的建筑物在水面上形成的甲和乙，并拍摄了下来（如图）。过了30多分钟后他又回到原位置观察，则下列正确的是（　　） A．甲的大小、形状会变化 B．甲的大小、形状均不变 C．乙的大小、形状会变化 D．乙的大小不变、形状会变化 光的折射的概念和现象、平面镜成像的特点和规律 【变式1-1】小明在海河公园游玩时，观察到一些由光现象而成的像如图所示，其中属于实像的是（　　） A．甲图：湖中凉亭的倒影 B．乙图：清澈湖水中游动的金鱼 C．丙图：平静的露天池水中有朵朵白云 D．丁图：太阳通过树缝在地面上形成的圆形光斑 【变式1-2】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 【角度2】折射条件 【典例2】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 光的折射规律的应用、光的折射条件 【变式2-1】关于光现象的说法正确的是（　　） A．远离平面镜时，观察者在镜中的像会变小 B．凸透镜对光的会聚作用，一定能使光线会聚 C．光在两种介质的界面一定发生偏折 D．光发生漫反射时，反射角不等于入射角 【变式2-2】洪崖洞是重庆历史文化的见证和城市精神的象征，下列有关说法正确的是（　　） A．洪崖洞在平静江水中的倒影是等大的像 B．洪崖洞在平静江水中的倒影是由光的折射形成的 C．夜晚洪崖洞的灯光五颜六色是因为发生了光的色散现象 D．夜晚洪崖洞的灯光从空气斜射入江水中时，光是沿直线传播的 问题二：光的折射实验 【角度1】实验现象及结论 【典例1】在探究“光的折射特点”的实验中，一束光从空气射入水中，观察到的现象中，不正确的是（　　） A．光的传播方向一定会发生改变 B．折射光线跟入射光线和法线在同一平面 C．使入射角增大，则折射角将随着增大 D．若光线垂直入射，折射角和入射角均为0° 光的折射的实验现象及结论 【变式1-1】一辆玩具车的车轮放入水中，如图所示，看起来浸入水中的车轮变“扁”了，下列光路图能正确反映其成因的是（　　） A． B． C． D． 【变式1-2】一束光线与水面成锐角由空气斜射入水中时，入射角为，反射角为，折射角为，则、和之间的大小关系为（　　） A． B． C． D． 【角度2】应用 【典例2】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 水底光斑的变化 【变式2-1】有一圆柱形散口容器，从其右侧某一高度斜射一束激光，在容器底部产生一个光斑O，如图所示，下列操作使光斑向右移动的是（　　） A．保持水面高度不变使激光笔向左平移 B．保持激光射入角度不变使水面上升 C．保持激光射入角度不变使水面下降 D．保持水面高度和入射点不变使激光入射角增大 【变式2-2】如图所示有束光线射入杯底形成光斑，逐渐往杯中加水，光斑将（　　） A．向右移动 B．向左移动 C．不动 D．无法确定 【基础强化】 一、单选题 1．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 2．一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．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．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．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．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．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．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．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．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．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．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．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．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．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．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．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．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】 19.如图所示为一束光从空气中斜射向玻璃砖并穿过的光路．关于四个角的大小关系，下列判断正确的是（　　） A． B． C． D． 20.一条光线从空气斜射向玻璃。在交界面上同时发生了反射和折射现象，如图所示。针对该图像，判断正确的是（　　） A．是交界面，上方是空气，下方是玻璃 B．光线为折射光线，是折射角 C．是空气和玻璃的交界面，是法线 D．当光线靠近时，光线靠近 21．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，如图所示。下列操作将使光斑向右移动的是（　　） A．保持水面的高度和入射点不变，使激光的入射角减小 B．保持水面的高度不变，使激光笔向左平移 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，使激光笔向上平移 22如图，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 23如下图所示是一条鱼跃出水面，咬食荷花的情景，鱼在水中看到荷花，是因为此时光从 斜射入 中（前两空均选填“空气”或“水”）；鱼要准确地咬到荷花，应该跃向看到的荷花的 （选填“下方”、“上方”或“本身”）位置。 24.如图所示是光在空气和玻璃两种透明介质中传播时发生的现象，折射角的大小为 ，AD的 侧是空气（选填“左”或“右”）。 25.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 。 26．探究光的折射规律实验：在天宫课堂中，航天员王亚平将空气注入水球，一束光从空气斜射入水球时，发生了折射现象。此现象引起了小华的好奇，并对“光的折射现象”进行了探究，得到以下实验数据： 表一：从空气斜射入水 序号 入射角α/° 折射角γ/° 1 23.0 15.0 2 35.8 23.0 3 51.0 31.3 表二：从空气斜射入玻璃 序号 入射角α/° 折射角γ/° 1 23.0 17.5 2 35.8 26.7 3 51.0 36.9 （1）分析数据可知：光从空气斜射入玻璃时，折射角 入射角（选填“大于”、“小于”），且折射角随入射角增大而 ； （2）天宫课堂中的水球中央有一个球形气泡，两个球心都在O点，结构如图。一束光AO1从空气射入水球，光路如图所示，则光从水球进入气泡球时，折射光线可能为 （选填①、②、③、④），O1O2和O2O的连线均为法线。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！8 学科网（北京）股份有限公司 $$