第14讲 光的折射规律（预习）-【暑假自学课】2025年新八年级物理暑假提升精品讲义（沪粤版2024）

第14讲 光的折射规律 内容导航——预习三步曲 第一步：学 析教材 学知识：教材精讲精析、全方位预习 练习题 讲典例：教材习题学解题、快速掌握解题方法 练考点 强知识：核心考点精准练 第二步：记 串知识 识框架：思维导图助力掌握知识框架、学习目标复核内容掌握 第三步：测 过关测 稳提升：小试牛刀检测预习效果、查漏补缺快速提升 知识点1 光的折射 1．光由一种介质进入另一种介质时传播方向发生改变的现象，叫做光的折射。 2．如图所示，将一块厚玻璃放在一支铅笔上，斜着看上去铅笔似乎被折成了三段，这种“一笔三折”的现象，是由于光的折射造成的。 知识点2 光的折射规律 1．光的折射规律：光折射时，折射光线、入射光线、法线三者在同一平面内；折射光线和入射光线分别位于法线两侧。光从空气斜向射到水或玻璃表面时，折射光线向法线偏折，折射角小于(选填“大于”“小于”或“等于”)入射角。入射角增大时，折射角也增大。光垂直射到水或玻璃的表面时，在水或玻璃中的传播方向不变。 2．如图所示，光在空气和水的分界面上发生反射和折射现象，其中MM′是法线，NN′是界面，CO是入射光线，OB是反射光线，OA是折射光线，∠5是入射角，∠1是折射角，左边是水。 3．如图，正确表示了光从空气进入玻璃中的光路图是(　C　) 　　　 知识点3 生活中的折射现象 1．如图所示，为了捉到一条鱼，猩猩用矛拼命地刺向水里却没有成功，这主要是由于光的折射现象，猩猩看到水中的鱼比实际位置要浅(选填“深”或“浅”)一些。 2．天文学上观察到的太阳跟它的实际位置有一定的偏差，这是由于地球周围大气层的密度不均匀，光线发生了折射的缘故。海市蜃楼也是由于空气的分布不均匀，从而导致光线折射而产生的现象。 教材习题01 你是否做过光从空气斜射入水中的实验？若没有，请回家设法做一做。 解题方法 依据自身实际经历作答。若没做过，可准备一个透明容器（如水杯）、水和激光笔等工具，将容器装水，在空气中用激光笔斜向照射水面，观察光在水中传播路径的变化。 【答案】若做过，回答 “做过” ；若没做过，回答 “没做过，会回家尝试” 教材习题02 生活中有许多与折射有关的现象，试举出一些实例。 解题方法 基于对光的折射原理（光从一种介质斜射入另一种介质时，传播方向发生偏折）的理解，回忆生活中因介质变化导致光传播方向改变产生的现象。 【答案】①插入水中的筷子看起来 “折断” 了。这是因为光从水斜射入空气时发生折射，折射光线偏离法线，人眼逆着折射光线看去，感觉筷子在水面处弯折。 ②从水面上方看水中的鱼，位置比实际位置偏高。鱼反射的光从水斜射入空气，折射角大于入射角，折射光线进入人眼，人眼以为光是沿直线传播，所以看到鱼的虚像位置比实际位置高。 ③彩虹的形成。太阳光进入雨滴，在雨滴内经过折射、反射、再折射等过程，将太阳光分解成七种颜色，是光的折射和色散现象。 教材习题03 一束光从空气斜向射入水中，折射光线应是图中的（ ）。 解题方法 当光从空气斜射入到水中时，折射光线向法线偏折，折射角小于入射角。故选 C。 【答案】C 教材习题04 在防溺水教育活动中，老师告诉学生，池塘里的水的实际深度比看起来的深度要深，不能下水游泳。如图 3-4-9所示，A为水底的物体，A'是岸边儿童看到的A的像。请你在图中作出过O点的入射光线和折射光线。（在池塘边，切勿因看起来水很浅就下水游泳。） 解题方法 利用人看到水中物体像是因为物体反射光经水面折射进入人眼这一原理。先通过像与观察点确定折射光线反向延长线从而找到入射点，再确定入射光线，最后依据折射规律作出折射光线。 【答案】 教材习题05 一束光在空气和玻璃的界面处同时发生了反射和折射。一位同学在画光路图时仅画了三条直线，没有标出入射光的传播方向，如图3-4-10所示。请帮助这位同学判断，其中入射光线是______，折射光线是______，反射角的大小为______，折射角的大小为______，这束光从______射到______。 解题方法 ①确定法线和界面：先找出反射角等于入射角的关系，∠EOC =∠ FOC = 30°，所以AB是法线，CD是界面。 ②确定入射光线、反射光线和折射光线：根据光的反射和折射规律，在法线两侧，且与反射光线、折射光线分居法线两侧的是入射光线，所以EO是入射光线；反射光线与入射光线分居法线两侧，所以OF是反射光线；折射光线与入射光线分居法线两侧，所以OG是折射光线。 计算反射角和折射角：反射角是反射光线与法线的夹角，∠FOC= 3°，所以反射角为30°；折射角是折射光线与法线的夹角，∠ GOD= 45°，所以折射角为45° 。判断传播方向：因为折射角大于入射角，根据光的折射规律，光从其他介质斜射入空气时，折射角大于入射角，所以这束光从玻璃射到空气。。 【答案】EO；OG；30°；45°；玻璃；空气 教材习题06 如图3-4-11所示，由发光点S发出的光射到水面上，同时发生反射和折射，其反射光线恰好经过A，试在图中画出反射光线和折射光线的示意图。 解题方法 利用平面镜成像特点确定反射点：根据光的反射定律，反射光线的反向延长线过像点。所以先通过作出S关于水面的对称点S'，连接S'A与水面交点确定反射点O。确定入射光线和反射光线：连接S与O得到入射光线，连接O与A得到反射光线。根据折射规律作出折射光线：过O点作垂直水面的法线，依据光从空气斜射入水中时折射角小于入射角的规律，在水中作出折射光线。。 【答案】 考点一 光的折射 【典例1】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 【解题思路】解题口诀“折射虚高”。 无论是从水中看水面上的物体，还是从水面上看水中的物体，对应的现象都是光的“折射”，看到的像都是“虚”像，像的位置比实际物体位置偏“高”。简称“折射虚高”。 【答案】A 【大招快解】利用大招“折射虚高”，直接可以得到看到的像是虚像，像在物体上方。因此答案为A。 【典例2】如图所示，筷子在水中看起来向上偏折，下列能正确解释此现象的光路图是（ ）。 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 【解题思路】解题口诀“空气角大”。 在光的折射光路图中，不论是人射角还是折射角，空气所在那一侧对应的角更大，即为“空气角大”。 【答案】C 【大招快解】首先，由于人眼看到筷子是其反射的光进入人眼，则根据光线的箭头方向排除 A和 B。根据大招“空气角大”可知，空气所在那一侧的角度更大，故C正确，D 错误故答案为C。 【变式1-1】如图所示的光现象中，能用光的直线传播解释的是（　　） A．  筷子折了 B．  海市蜃楼 C．  皮影戏 D．  水中倒影 【变式1-2】一个底面镀银的球冠形玻璃球放置在水平桌面上，其横截面如图所示。一条光线从玻璃球冠上表面的M点通过球心O射到球冠的底面N点。虚线PN为底面AB的法线。画出该光线经底面AB反射后在球冠形玻璃球内外的光路图。    【变式1-3】小林在“探究光的反射规律”实验中，如图甲所示，把一个平面镜放在水平桌面上，再把一张纸板ENF竖直的立在平面镜上，使一束光贴着纸板沿某一角度射到O点，经平面镜反射，沿另一个方向射出。在纸板上用笔描出入射光EO和反射光OF的路径。    （1）图甲中，用激光笔让一束光沿着EO平行纸板射向镜面上的O点，小林能从不同方向看到纸板上的光束，是因为发生了____________反射，在纸板上画出光路，再次改变EO的方向，重复上述实验，取下纸板，用量角器量出光线EO与____________（选填“ON”或“CD”）的夹角，即为入射角，记下数据，比较反射角和入射角的大小关系； （2）图甲中，当光沿FO的方向射向O点时，光会沿着OE的方向射出，说明在反射现象中光路是___________的； （3）小林让激光笔发出的激光沿EO射到平面镜上的O点，先不折转光屏时，ON右侧光屏上能观察到反射光线，再将右侧光屏沿ON向后转动，如图乙所示，右侧光屏上观察不到反射光线。这说明光的反射现象中，反射光线、入射光线和法线在____________平面上； （4）小林使入射光线与反射光线的夹角为60°时，则反射角大小应为____________。 知识导图记忆 知识目标复核 一、光的折射定义（理解） 核心概念 关键条件：光从一种介质进入另一种介质（如空气→水、玻璃→空气）。 现象本质：传播方向改变（垂直入射时除外）。 典型示例 铅笔 “一笔三折”：光通过玻璃与空气的两个界面时发生两次折射，导致视觉上铅笔 “折断”。 误区提醒：折射是光在不同介质界面发生的现象，单一介质中光沿直线传播。 二、光的折射规律（掌握） 三线关系（需牢记） 共面性：折射光线、入射光线、法线始终在同一平面内（可类比光的反射规律）。 分居性：折射光线和入射光线位于法线两侧（与反射光线分布类似）。 角度规律（重点） 空气→其他介质（水 / 玻璃）： 折射光线向法线偏折，折射角＜入射角（记忆技巧：光 “急着” 进入介质，路线变 “陡”）。 例：光从空气斜射入水中，入射角 = 45°，折射角≈32°（具体数值随介质不同而变化）。 入射角与折射角的联动：入射角增大，折射角同比例增大（但始终保持折射角＜入射角）。 垂直入射特例：折射角 = 0°，光沿直线穿过界面（如激光垂直射入玻璃）。 光路图判断（常考点） 关键：看折射光线是否 “靠近法线”（空气→水 / 玻璃）或 “远离法线”（水 / 玻璃→空气）。 例：光从空气进入玻璃的正确光路图中，折射光线应偏向法线（如原题选项 C）。 三、生活中的折射现象（应用） 水中物体 “变浅”（高频考点） 原理： 鱼反射的光从水→空气时折射，折射角＞入射角，人眼逆着折射光线看，虚像位置比实际浅。 图示：鱼的实际位置在虚像下方，叉鱼需 “瞄准看到的鱼下方”。 类比：池底 “变浅”、筷子在水中 “弯折” 均为此原理。 天文与自然现象 太阳位置偏差： 大气层越靠近地面密度越大，太阳光从真空→大气层时连续折射，观测到的太阳比实际位置偏高（日出时太阳实际还在地平线以下）。 海市蜃楼： 沙漠中空气下层温度高、密度小，上层密度大，光从密度大的空气→密度小的空气时折射角增大，最终发生全反射，形成远处物体的虚像（常为倒立）。 四、易混点与误区辨析 折射vs反射 相同点：都发生在介质界面，三线共面、两线分居法线两侧。 不同点： 反射：光返回原介质，反射角 = 入射角。 折射：光进入另一种介质，折射角≠入射角（垂直入射除外）。 折射角的 “大小关系” 光从密度小的介质→密度大的介质（如空气→水）：折射角＜入射角。 光从密度大的介质→密度小的介质（如水→空气）：折射角＞入射角。 记忆技巧：介质密度越大，光线越 “靠近法线”。 一、单选题 1．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 2．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． 3．沈括在《梦溪笔谈》中关于“海市蜃楼”的记载：登州海中，时有云气，如宫室、台……冠盖，历历可见，谓之“海市”。下列现象与其形成原理相同的是（　　） A．小孔成像 B．水中倒影 C．立竿见影 D．潭深疑水浅 4．下列光现象中，由于光的折射形成的是 （　　） A．海市蜃楼 B．凿壁偷光 C．坐井观天 D．天狗食日 5．如图为小莉在黔东南苗族侗族自治州某景区游览时拍摄的照片。照片中河水清澈见底，舟行水上如悬浮空中，美如画卷。下列说法正确的是（　　） A．河底小船黑色影子是光的反射形成的 B．小莉看到的河底是光的折射成的虚像 C．苗族妇女在水中的倒影是光的直线传播形成的 D．苗族妇女的银饰在阳光下银光闪闪，是光发生了漫反射 6．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 7．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 8．一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 9．如图所示，是光从水中斜射入空气中时的一条反射光线，与水面的夹角为。下列关于入射角，折射角的说法中正确的是（    ） A．、 B．、 C．、 D．、 10．如图所示是光在空气和玻璃两种介质中传播的情形，下列说法正确的是（   ） A．是分界面 B．入射角等于 C．折射角等于 D．的右边是玻璃 二、填空题 11．《梦溪笔谈》中有对“缕悬法”的描述，以独根蚕丝作悬线，悬线的一端用蜡粘结磁针中部，另一端悬挂于木架上，静止时，磁针两端指南北方向。“缕悬法”中磁针之所以指南北，是因为磁针受到地磁场的作用。书中另有对“海市”奇景的记载，在登州的海上，有时空中会出现清晰可见的宫殿居室、台阁景观等景象。“海市”奇景是由于光在不均匀的空气中发生___________形成的。 12．在雨后有时能看到五颜六色的彩虹，彩虹是光的___________现象。如图，看到太阳的周围出现一个彩色的光圈，这是一种罕见的天象——日晕，它是光透过高空云层中的冰晶___________形成的，这种现象说明太阳光___________（选填“是”或“不是”）单色光。 13．如图所示，一束光线射入杯底形成光斑，逐渐往杯中加水，光斑将______（填“向左”“向右”或“不”）移动，这是光的______现象。 14．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__________。 15．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。 16．图是光斜射到两种透明物质（空气和玻璃）的界面时发生反射和折射的现象。图中_________是界面，_________是入射光线（以上两个均用字母表示），折射角为__________度，________边物质是空气（选填“上”、“下”、“左”或“右”）。 17．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”）。 18．人们发现，将三种色光按不同比例混合能产生各种颜色的光，这三种色光分别是红光、______光和蓝光，如图所示，小明将 一块红色透明玻璃片甲和一块绿色透明玻璃片乙部分重叠，然后在正下方Ⅲ、Ⅱ放置一张白色纸板，将太阳光竖直照射到玻璃片上，则白色纸板上Ⅱ区域呈现_______颜色。 19．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______。 三、作图题 20．星语同学在参观海洋馆时，看到在展箱内点有一条鱼。图中A点表示星语的眼睛，S点是鱼的实际位置，请在图中画出星语看到鱼的光路图。 21．将一张报纸一半压在厚玻璃板下，一半露在厚玻璃板外面，观察这两半张报纸上的文字，发现透过玻璃看到报纸上的字的位置会_______（选填“升高”或“降低”）。报纸反射的光斜射向玻璃，如图所示，请将图中光路图补充完整________。 22．一束光线斜射入三角形玻璃砖，如图所示，请作出光线穿过玻璃砖折射的大致光路图。 23．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 24．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__________。 25．小明在进行“探究光的折射特点”的实验，所用的实验器材有：激光笔、长方形玻璃砖、刻度尺、白纸。 （1）还需要的实验器材是___________； （2）如图-1所示，小明将玻璃砖放在一张白纸上，让激光贴着白纸从O点射入玻璃砖，标记从下表面射出的位置点，让光贴着白纸的目的是_________。实验过程中，小明是通过对比___________来判断光的偏折程度； （3）实验过程中，小明多次改变入射角，并使每次的入射点始终为O点，标记出对应的从下表面射出的点，并在白纸上连接对应的，然后测出从空气射入上表面的入射角和折射角i，从玻璃下表面射入空气的入射角和折射角。以下是记录的实验数据。 折射面 上表面 下表面 序号 1 2 3 4 序号 5 6 7 8 入射角 0° 15.2° 30.9° 48.6° 入射角 0° 10° 20° 30° 折射角i 0° 10° 20° 30° 折射角 0° 15.2° 30.9° ①小明由于疏忽少记录了一个数据，请你分析这个数据应该为_________； ②分析5、6、7、8组数据可知：光从玻璃斜射入空气中时折射角_________（选填“大于”“小于”或“等于”）入射角； （4）实验结束后，小明将该玻璃砖放在物理书上，观察发现“字”在实际位置的上方，于是得出结论说：“透过玻璃砖看到的‘字’在实际位置的上方”；同组小华听到后说：“我认为你的说法不对，我看到的‘字’的位置并没有明显变化”；一起探究后，小明和小华画出了各自看到的“字”的光路图，如图-2、图-3所示，你认为_________（选填“图-2”或“图-3”）是小明观察到的“字”的光路图，请你具体阐述理由：_____________。 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。 五、综合题 27．如图所示，水面下有灯S，a是S发出的光线，b是a射出水面后的折射光线，SO是另外一条射向水面的光线，其对应的折射光线可能是___________（选填“1”、“2”），判断的依据是：___________；图中垂直水面的入射光线c对应的入射角∠i=___________，请在图中画出光线c射出水面后的光路。( ) 六、科普阅读题 28．王老师在课堂上将一个镀铬的光亮铁球放在燃烧的蜡烛火焰上缓慢转动，让烟尽可能地附着在小球表面上，使其外表面变黑。他解释烟就是未完全燃烧的碳，它能吸附空气而产生空气层。然后待熏黑的铁球冷却后浸没在盛有清水的烧杯中，此时放在水中的铁球变得非常亮。好奇的学生误认为是水泡掉了铁球上的黑色物。当王老师把小铁球从水中取出时，发现熏黑的铁球依然如故，再将其放入水中时，出现的现象和前述一样。学生们大惑不解，王老师解释这是一种特殊的光学现象——光的全反射。光从一种介质射入另一种介质时，入射角增大到某一个值，折射角增大到90°时，折射光线完全消失，只剩下反射光线，这种现象叫做光的全反射，发生全反射时仍然遵循光的反射定律。光在真空中的传播速度与光在该介质中的传播速度之比叫做折射率。 光从折射率大的介质入射到折射率小的介质才有可能发生全反射现象。折射率较大的称为光密介质，折射率较小的称为光疏介质。光密介质和光疏介质是相对而言的，例如：水对空气来说就是光密介质，而对食用油来说就是光疏介质。 小明通过王老师的这节课学习后制作了一个神奇的魔术箱，如图所示。在空箱子中等高的A、B两点处，一处粘贴彩色脸谱，一处粘贴黑白脸谱，然后往箱子里面逐渐加水至一定量后，透过箱子的透明玻璃处看到黑白色脸谱完全变成彩色脸谱，光线AO从水中射向空气时会沿着OD方向发生全反射，B处脸谱则沿着光线BO从水中射出空气，进入人眼，光路如图所示。小明还与同学分享了他制作魔术箱时要注意的“厚度”和“距离”这两个重要参数。 其实在生活中也有许多利用光的全反射的例子，如光纤通信、钻石等贵重宝石的闪耀光芒、潜水镜、自行车尾灯。 （1）空气相对于食用油是______介质。（选填“光疏”或“光密”） （2）王老师将熏黑的铁球放入水中是光通过______进入______时发生的全反射现象。 （3）小明在制作魔术箱时，彩色脸谱应当粘贴在______处（选填“A”或“B”），对于他分享的两个重要参数中请任选其中一个从制作材料或技巧方面进行具体说明：______。 / 学科网（北京）股份有限公司 $$ 第14讲 光的折射规律 内容导航——预习三步曲 第一步：学 析教材 学知识：教材精讲精析、全方位预习 练习题 讲典例：教材习题学解题、快速掌握解题方法 练考点 强知识：核心考点精准练 第二步：记 串知识 识框架：思维导图助力掌握知识框架、学习目标复核内容掌握 第三步：测 过关测 稳提升：小试牛刀检测预习效果、查漏补缺快速提升 知识点1 光的折射 1．光由一种介质进入另一种介质时传播方向发生改变的现象，叫做光的折射。 2．如图所示，将一块厚玻璃放在一支铅笔上，斜着看上去铅笔似乎被折成了三段，这种“一笔三折”的现象，是由于光的折射造成的。 知识点2 光的折射规律 1．光的折射规律：光折射时，折射光线、入射光线、法线三者在同一平面内；折射光线和入射光线分别位于法线两侧。光从空气斜向射到水或玻璃表面时，折射光线向法线偏折，折射角小于(选填“大于”“小于”或“等于”)入射角。入射角增大时，折射角也增大。光垂直射到水或玻璃的表面时，在水或玻璃中的传播方向不变。 2．如图所示，光在空气和水的分界面上发生反射和折射现象，其中MM′是法线，NN′是界面，CO是入射光线，OB是反射光线，OA是折射光线，∠5是入射角，∠1是折射角，左边是水。 3．如图，正确表示了光从空气进入玻璃中的光路图是(　C　) 　　　 知识点3 生活中的折射现象 1．如图所示，为了捉到一条鱼，猩猩用矛拼命地刺向水里却没有成功，这主要是由于光的折射现象，猩猩看到水中的鱼比实际位置要浅(选填“深”或“浅”)一些。 2．天文学上观察到的太阳跟它的实际位置有一定的偏差，这是由于地球周围大气层的密度不均匀，光线发生了折射的缘故。海市蜃楼也是由于空气的分布不均匀，从而导致光线折射而产生的现象。 教材习题01 你是否做过光从空气斜射入水中的实验？若没有，请回家设法做一做。 解题方法 依据自身实际经历作答。若没做过，可准备一个透明容器（如水杯）、水和激光笔等工具，将容器装水，在空气中用激光笔斜向照射水面，观察光在水中传播路径的变化。 【答案】若做过，回答 “做过” ；若没做过，回答 “没做过，会回家尝试” 教材习题02 生活中有许多与折射有关的现象，试举出一些实例。 解题方法 基于对光的折射原理（光从一种介质斜射入另一种介质时，传播方向发生偏折）的理解，回忆生活中因介质变化导致光传播方向改变产生的现象。 【答案】①插入水中的筷子看起来 “折断” 了。这是因为光从水斜射入空气时发生折射，折射光线偏离法线，人眼逆着折射光线看去，感觉筷子在水面处弯折。 ②从水面上方看水中的鱼，位置比实际位置偏高。鱼反射的光从水斜射入空气，折射角大于入射角，折射光线进入人眼，人眼以为光是沿直线传播，所以看到鱼的虚像位置比实际位置高。 ③彩虹的形成。太阳光进入雨滴，在雨滴内经过折射、反射、再折射等过程，将太阳光分解成七种颜色，是光的折射和色散现象。 教材习题03 一束光从空气斜向射入水中，折射光线应是图中的（ ）。 解题方法 当光从空气斜射入到水中时，折射光线向法线偏折，折射角小于入射角。故选 C。 【答案】C 教材习题04 在防溺水教育活动中，老师告诉学生，池塘里的水的实际深度比看起来的深度要深，不能下水游泳。如图 3-4-9所示，A为水底的物体，A'是岸边儿童看到的A的像。请你在图中作出过O点的入射光线和折射光线。（在池塘边，切勿因看起来水很浅就下水游泳。） 解题方法 利用人看到水中物体像是因为物体反射光经水面折射进入人眼这一原理。先通过像与观察点确定折射光线反向延长线从而找到入射点，再确定入射光线，最后依据折射规律作出折射光线。 【答案】 教材习题05 一束光在空气和玻璃的界面处同时发生了反射和折射。一位同学在画光路图时仅画了三条直线，没有标出入射光的传播方向，如图3-4-10所示。请帮助这位同学判断，其中入射光线是______，折射光线是______，反射角的大小为______，折射角的大小为______，这束光从______射到______。 解题方法 ①确定法线和界面：先找出反射角等于入射角的关系，∠EOC =∠ FOC = 30°，所以AB是法线，CD是界面。 ②确定入射光线、反射光线和折射光线：根据光的反射和折射规律，在法线两侧，且与反射光线、折射光线分居法线两侧的是入射光线，所以EO是入射光线；反射光线与入射光线分居法线两侧，所以OF是反射光线；折射光线与入射光线分居法线两侧，所以OG是折射光线。 计算反射角和折射角：反射角是反射光线与法线的夹角，∠FOC= 3°，所以反射角为30°；折射角是折射光线与法线的夹角，∠ GOD= 45°，所以折射角为45° 。判断传播方向：因为折射角大于入射角，根据光的折射规律，光从其他介质斜射入空气时，折射角大于入射角，所以这束光从玻璃射到空气。。 【答案】EO；OG；30°；45°；玻璃；空气 教材习题06 如图3-4-11所示，由发光点S发出的光射到水面上，同时发生反射和折射，其反射光线恰好经过A，试在图中画出反射光线和折射光线的示意图。 解题方法 利用平面镜成像特点确定反射点：根据光的反射定律，反射光线的反向延长线过像点。所以先通过作出S关于水面的对称点S'，连接S'A与水面交点确定反射点O。确定入射光线和反射光线：连接S与O得到入射光线，连接O与A得到反射光线。根据折射规律作出折射光线：过O点作垂直水面的法线，依据光从空气斜射入水中时折射角小于入射角的规律，在水中作出折射光线。。 【答案】 考点一 光的折射 【典例1】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 【解题思路】解题口诀“折射虚高”。 无论是从水中看水面上的物体，还是从水面上看水中的物体，对应的现象都是光的“折射”，看到的像都是“虚”像，像的位置比实际物体位置偏“高”。简称“折射虚高”。 【答案】A 【大招快解】利用大招“折射虚高”，直接可以得到看到的像是虚像，像在物体上方。因此答案为A。 【典例2】如图所示，筷子在水中看起来向上偏折，下列能正确解释此现象的光路图是（ ）。 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 【解题思路】解题口诀“空气角大”。 在光的折射光路图中，不论是人射角还是折射角，空气所在那一侧对应的角更大，即为“空气角大”。 【答案】C 【大招快解】首先，由于人眼看到筷子是其反射的光进入人眼，则根据光线的箭头方向排除 A和 B。根据大招“空气角大”可知，空气所在那一侧的角度更大，故C正确，D 错误故答案为C。 【变式1-1】如图所示的光现象中，能用光的直线传播解释的是（　　） A．  筷子折了 B．  海市蜃楼 C．  皮影戏 D．  水中倒影 【答案】C 【解析】A．放入水中的筷子“折”了，是由于光从水中射向空气时发生折射形成的，是光的折射现象形成的，故A不符合题意； B．海市蜃楼是由于光的折射形成的，故B不符合题意； C．屏上的皮影是光沿直线传播形成的，故C符合题意； D．水中倒影是平面镜成像现象，是光的反射现象，故D不符合题意。 故选C。 【变式1-2】一个底面镀银的球冠形玻璃球放置在水平桌面上，其横截面如图所示。一条光线从玻璃球冠上表面的M点通过球心O射到球冠的底面N点。虚线PN为底面AB的法线。画出该光线经底面AB反射后在球冠形玻璃球内外的光路图。    【答案】   【解析】由于玻璃球底面镀银，因此底面相当于一个平面镜，入射光线MN射到N点时，会发生光的反射，根据反射角等于入射角可知，作出反射光线NC；当光线NC从玻璃射进空气时，发生光的折射现象，此时折射角应大于光线NC与法线的夹角，作出折射光线CD，光路图如图所示：    【变式1-3】小林在“探究光的反射规律”实验中，如图甲所示，把一个平面镜放在水平桌面上，再把一张纸板ENF竖直的立在平面镜上，使一束光贴着纸板沿某一角度射到O点，经平面镜反射，沿另一个方向射出。在纸板上用笔描出入射光EO和反射光OF的路径。    （1）图甲中，用激光笔让一束光沿着EO平行纸板射向镜面上的O点，小林能从不同方向看到纸板上的光束，是因为发生了____________反射，在纸板上画出光路，再次改变EO的方向，重复上述实验，取下纸板，用量角器量出光线EO与____________（选填“ON”或“CD”）的夹角，即为入射角，记下数据，比较反射角和入射角的大小关系； （2）图甲中，当光沿FO的方向射向O点时，光会沿着OE的方向射出，说明在反射现象中光路是___________的； （3）小林让激光笔发出的激光沿EO射到平面镜上的O点，先不折转光屏时，ON右侧光屏上能观察到反射光线，再将右侧光屏沿ON向后转动，如图乙所示，右侧光屏上观察不到反射光线。这说明光的反射现象中，反射光线、入射光线和法线在____________平面上； （4）小林使入射光线与反射光线的夹角为60°时，则反射角大小应为____________。 【答案】 漫 ON 可逆 同一 30° 【解析】（1）[1][2]能从不同方向看到光束，说明光线能从不同方向进入人的眼睛，发生的是漫反射；入射角是入射光线与法线的夹角，用量角器量出光线EO与ON的夹角为入射角。 （2）[3]当让光线逆着OF的方向射向镜面，会发现反射光线沿着OE方向射出，说明在光的反射中，光路可逆。 （3）[4]先不折转光屏时，法线ON右侧光屏上能观察到反射光线，再将右侧光屏沿ON向后转动，左侧光屏上观察不到反射光线，可以得到光的反射现象中，反射光线、入射光线和法线在同一平面上。 （4）[5]小林使入射光线与反射光线的夹角为60°，即入射角和反射角之和等于60°，反射角等于入射角，所以反射角大小是30°。 知识导图记忆 知识目标复核 一、光的折射定义（理解） 核心概念 关键条件：光从一种介质进入另一种介质（如空气→水、玻璃→空气）。 现象本质：传播方向改变（垂直入射时除外）。 典型示例 铅笔 “一笔三折”：光通过玻璃与空气的两个界面时发生两次折射，导致视觉上铅笔 “折断”。 误区提醒：折射是光在不同介质界面发生的现象，单一介质中光沿直线传播。 二、光的折射规律（掌握） 三线关系（需牢记） 共面性：折射光线、入射光线、法线始终在同一平面内（可类比光的反射规律）。 分居性：折射光线和入射光线位于法线两侧（与反射光线分布类似）。 角度规律（重点） 空气→其他介质（水 / 玻璃）： 折射光线向法线偏折，折射角＜入射角（记忆技巧：光 “急着” 进入介质，路线变 “陡”）。 例：光从空气斜射入水中，入射角 = 45°，折射角≈32°（具体数值随介质不同而变化）。 入射角与折射角的联动：入射角增大，折射角同比例增大（但始终保持折射角＜入射角）。 垂直入射特例：折射角 = 0°，光沿直线穿过界面（如激光垂直射入玻璃）。 光路图判断（常考点） 关键：看折射光线是否 “靠近法线”（空气→水 / 玻璃）或 “远离法线”（水 / 玻璃→空气）。 例：光从空气进入玻璃的正确光路图中，折射光线应偏向法线（如原题选项 C）。 三、生活中的折射现象（应用） 水中物体 “变浅”（高频考点） 原理： 鱼反射的光从水→空气时折射，折射角＞入射角，人眼逆着折射光线看，虚像位置比实际浅。 图示：鱼的实际位置在虚像下方，叉鱼需 “瞄准看到的鱼下方”。 类比：池底 “变浅”、筷子在水中 “弯折” 均为此原理。 天文与自然现象 太阳位置偏差： 大气层越靠近地面密度越大，太阳光从真空→大气层时连续折射，观测到的太阳比实际位置偏高（日出时太阳实际还在地平线以下）。 海市蜃楼： 沙漠中空气下层温度高、密度小，上层密度大，光从密度大的空气→密度小的空气时折射角增大，最终发生全反射，形成远处物体的虚像（常为倒立）。 四、易混点与误区辨析 折射vs反射 相同点：都发生在介质界面，三线共面、两线分居法线两侧。 不同点： 反射：光返回原介质，反射角 = 入射角。 折射：光进入另一种介质，折射角≠入射角（垂直入射除外）。 折射角的 “大小关系” 光从密度小的介质→密度大的介质（如空气→水）：折射角＜入射角。 光从密度大的介质→密度小的介质（如水→空气）：折射角＞入射角。 记忆技巧：介质密度越大，光线越 “靠近法线”。 一、单选题 1．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 【解析】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。 2．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 【解析】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。 3．沈括在《梦溪笔谈》中关于“海市蜃楼”的记载：登州海中，时有云气，如宫室、台……冠盖，历历可见，谓之“海市”。下列现象与其形成原理相同的是（　　） A．小孔成像 B．水中倒影 C．立竿见影 D．潭深疑水浅 【答案】D 【解析】海市蜃楼是一种因光的折射而形成的自然现象，是地球上物体反射的光经大气折射而形成的虚像。 A．小孔成像是由于光在同种均匀介质中沿直线传播，通过小孔后，在光屏上形成倒立的实像，故A不符合题意； B．水中倒影是平面镜成像的一种，是由于光的反射形成的。当光线照射到水面上时，水面会像一个平面镜一样反射光线，形成物体的虚像，故B不符合题意； C．立竿见影是由于光在同种均匀介质中沿直线传播，当光线遇到不透明的物体（如竹竿）时，会在其后面形成一个没有光线照射的黑暗区域，即影子，故C不符合题意； D．潭深疑水浅是由于光的折射造成的。当光线从水中斜射入空气中时，由于光在不同介质中的传播速度不同，光线会发生偏折，使得我们看到的物体位置比实际位置要高。因此，当我们看到潭底时，会感觉潭底比实际要浅。故D符合题意。 故选D。 4．下列光现象中，由于光的折射形成的是 （　　） A．海市蜃楼 B．凿壁偷光 C．坐井观天 D．天狗食日 【答案】A 【解析】A．海面上的“海市蜃楼”是光在不均匀的介质中传播时发生折射形成的，故A正确； B．凿壁偷光是光在同种均匀介质中沿直线传播现象，故B错误； C．坐进观天是光在同种均匀介质中沿直线传播现象，故C错误； D．天狗食日是日食现象，是由光的直线传播形成的，故D错误。 故选A。 5．如图为小莉在黔东南苗族侗族自治州某景区游览时拍摄的照片。照片中河水清澈见底，舟行水上如悬浮空中，美如画卷。下列说法正确的是（　　） A．河底小船黑色影子是光的反射形成的 B．小莉看到的河底是光的折射成的虚像 C．苗族妇女在水中的倒影是光的直线传播形成的 D．苗族妇女的银饰在阳光下银光闪闪，是光发生了漫反射 【答案】B 【解析】A．河底小船黑色影子是由于光沿直线传播形成的，故A错误； B．小莉看到的河底是光从水中射入空气中时由于发生折射而形成的虚像，故B正确； C．苗族妇女在水中的倒影是光的反射形成的，故C错误； D．苗族妇女的银饰在阳光下银光闪闪，是光发生了镜面反射，光被反射到同一方向，故D错误。 故选B。 6．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 【解析】“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。 7．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 【解析】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。 8．一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 【答案】A 【解析】特瓦利鱼在水中看见水面上方的乌燕鸥，是乌燕鸥反射的光斜射到水面时发生折射，由于折射角小于入射角，折射光线进入特瓦利鱼眼睛，特瓦利鱼逆着光的方向看到的是乌燕鸥变高了的虚像。故特瓦利鱼在水中看到水面上方的乌燕鸥的实质是乌燕鸥的虚像，像在乌燕鸥的上方。故A符合题意，BCD不符合题意。 故选A。 9．如图所示，是光从水中斜射入空气中时的一条反射光线，与水面的夹角为。下列关于入射角，折射角的说法中正确的是（    ） A．、 B．、 C．、 D．、 【答案】C 【解析】如图所示，OA是光从水中斜射入空气中时的一条反射光线，首先作出法线，根据反射角等于入射角作出入射光线，光由水中传向空气时，折射角大于入射角，作出折射光线，由光路图可知，反射角等于入射角，所以入射角为30°，即∠α=30°，根据光的折射规律，光由水中斜射入空气中时折射角大于入射角，即，故C正确，ABD错误。 故选C。 10．如图所示是光在空气和玻璃两种介质中传播的情形，下列说法正确的是（   ） A．是分界面 B．入射角等于 C．折射角等于 D．的右边是玻璃 【答案】D 【解析】根据光的反射定律，入射光线与法线的夹角为入射角，反射光线与法线的夹角为反射角，并且反射角等于入射角；如图所示： 由∠BOM=30°可知 ∠BON=90°-30°=60° 图中已知∠AON=60°，所以NN ′ 为法线，则MM ′ 为界面。因为反射光线、折射光线和入射光线在法线的两侧，所以由图可知，AO是入射光线，BO是反射光线，OC为折射光线，则∠AON为入射角，等于60°，而∠CON′ 为折射角，且折射角 ∠CON′=90°-50°=40° 折射角小于入射角∠AON，由题知，图中是光在空气和玻璃两种介质中传播的情形，因折射角小于入射角，所以该图反映的是光从空气射入玻璃，则MM ′ 的右边是玻璃，故D正确，ABC错误。 故选D。 二、填空题 11．《梦溪笔谈》中有对“缕悬法”的描述，以独根蚕丝作悬线，悬线的一端用蜡粘结磁针中部，另一端悬挂于木架上，静止时，磁针两端指南北方向。“缕悬法”中磁针之所以指南北，是因为磁针受到地磁场的作用。书中另有对“海市”奇景的记载，在登州的海上，有时空中会出现清晰可见的宫殿居室、台阁景观等景象。“海市”奇景是由于光在不均匀的空气中发生___________形成的。 【答案】折射 【解析】在登州的海上，有时空中会出现清晰可见的宫殿居室、台阁景观等景象，这是宫殿居室、台阁景观等景象反射的光线进入空气时，由于越往高处空气越稀薄，由于折射角大于入射角，使得折射光线的发射偏折，“海市”奇景是由于光在不均匀的空气中发生折射形成的。 12．在雨后有时能看到五颜六色的彩虹，彩虹是光的___________现象。如图，看到太阳的周围出现一个彩色的光圈，这是一种罕见的天象——日晕，它是光透过高空云层中的冰晶___________形成的，这种现象说明太阳光___________（选填“是”或“不是”）单色光。 【答案】 色散 折射 不是 【解析】[1]彩虹是光的色散现象，是太阳光经空气中的小水珠折射后形成的。 [2][3]太阳光能穿过云层时在小冰晶上发生折射形成围绕太阳的，呈内红外紫的彩色光环的光现象。这一现象表明，太阳光不是单色光，是由七种颜色的光组成，属于复色光。 13．如图所示，一束光线射入杯底形成光斑，逐渐往杯中加水，光斑将______（填“向左”“向右”或“不”）移动，这是光的______现象。 【答案】 向右 折射 【解析】[1][2]当容器内逐渐加水时，入射光线不变，入射角不变，光的偏折程度不变，但入射点逐渐抬高且向右移动，由光的折射规律作出的折射光线照射在容器底的光斑会逐渐向右移动。 14．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 【解析】[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。 15．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。 16．图是光斜射到两种透明物质（空气和玻璃）的界面时发生反射和折射的现象。图中_________是界面，_________是入射光线（以上两个均用字母表示），折射角为__________度，________边物质是空气（选填“上”、“下”、“左”或“右”）。 【答案】 AD GO 46 下 【解析】[1]由图可知，∠GOF和∠EOF大小相等，根据反射定律知，反射角等于入射角，所以BF为法线，AD为界面。 [2][3]折射光线和入射光线分居法线的两侧，反射光线和入射光线分居法线的两侧，所以GO为入射光线，OE为反射光线，OC为折射光线；入射角为∠GOF=30°，折射角为 ∠BOC=90°-44°=46° [4]折射角大于入射角，所以AD的上侧为玻璃，下侧为空气。 17．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 【解析】[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。 18．人们发现，将三种色光按不同比例混合能产生各种颜色的光，这三种色光分别是红光、______光和蓝光，如图所示，小明将 一块红色透明玻璃片甲和一块绿色透明玻璃片乙部分重叠，然后在正下方Ⅲ、Ⅱ放置一张白色纸板，将太阳光竖直照射到玻璃片上，则白色纸板上Ⅱ区域呈现_______颜色。 【答案】 绿 黑 【解析】[1]红、绿、蓝三种色光按不同比例混合，可以产生各种颜色的光，因此这三种色光被称为色光的三原色‌。 [2]区域Ⅱ上方是透明红玻璃片和透明绿玻璃片重叠的部分，不能让任何色光通过，所以白色纸板上Ⅱ区域呈现黑颜色。 19．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° 【解析】[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°。 三、作图题 20．星语同学在参观海洋馆时，看到在展箱内点有一条鱼。图中A点表示星语的眼睛，S点是鱼的实际位置，请在图中画出星语看到鱼的光路图。 【答案】 【解析】观察水中鱼时，看到鱼的位置是光的折射形成的虚像，眼睛逆着折射光线看去，人看到的“鱼”在S′点，连接AS′与展箱相交于O点，则O为入射点，作出法线，连接SO为入射光线，OA为折射光线，如下图所示： 21．将一张报纸一半压在厚玻璃板下，一半露在厚玻璃板外面，观察这两半张报纸上的文字，发现透过玻璃看到报纸上的字的位置会_______（选填“升高”或“降低”）。报纸反射的光斜射向玻璃，如图所示，请将图中光路图补充完整________。 【答案】 升高 【解析】[1][2]光线通过玻璃进入空气发生两次折射：第一次是从空气斜射进入玻璃，折射光线应该靠近法线偏折，折射角小于入射角；第二次是从玻璃斜射进入空气，折射光线应该远离法线偏折，折射角大于入射角。眼睛在B点，逆着折射光线看去，所看到的文字的位置比实际位置A点高，如图所示： 22．一束光线斜射入三角形玻璃砖，如图所示，请作出光线穿过玻璃砖折射的大致光路图。 【答案】 【解析】光从空气斜射入玻璃，先画出法线，根据折射角小于入射角画出进入玻璃后的折射光线；该折射光线又入射到右边的界面，再画出法线，根据折射角大于入射角画出进入空气后的折射光线，如下图 23．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】 【解析】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 24．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。 25．小明在进行“探究光的折射特点”的实验，所用的实验器材有：激光笔、长方形玻璃砖、刻度尺、白纸。 （1）还需要的实验器材是___________； （2）如图-1所示，小明将玻璃砖放在一张白纸上，让激光贴着白纸从O点射入玻璃砖，标记从下表面射出的位置点，让光贴着白纸的目的是_________。实验过程中，小明是通过对比___________来判断光的偏折程度； （3）实验过程中，小明多次改变入射角，并使每次的入射点始终为O点，标记出对应的从下表面射出的点，并在白纸上连接对应的，然后测出从空气射入上表面的入射角和折射角i，从玻璃下表面射入空气的入射角和折射角。以下是记录的实验数据。 折射面 上表面 下表面 序号 1 2 3 4 序号 5 6 7 8 入射角 0° 15.2° 30.9° 48.6° 入射角 0° 10° 20° 30° 折射角i 0° 10° 20° 30° 折射角 0° 15.2° 30.9° ①小明由于疏忽少记录了一个数据，请你分析这个数据应该为_________； ②分析5、6、7、8组数据可知：光从玻璃斜射入空气中时折射角_________（选填“大于”“小于”或“等于”）入射角； （4）实验结束后，小明将该玻璃砖放在物理书上，观察发现“字”在实际位置的上方，于是得出结论说：“透过玻璃砖看到的‘字’在实际位置的上方”；同组小华听到后说：“我认为你的说法不对，我看到的‘字’的位置并没有明显变化”；一起探究后，小明和小华画出了各自看到的“字”的光路图，如图-2、图-3所示，你认为_________（选填“图-2”或“图-3”）是小明观察到的“字”的光路图，请你具体阐述理由：_____________。 【答案】 量角器 显示光路 见解析 48.6° 大于 图-2 见解析 【解析】（1）[1]为了探究折射角与入射角的关系，还需要测量角的工具：量角器。 （2）[2][3]让光贴着白纸，可以很清晰地显示出光路，便于观察；实验过程中，小明是通过对比折射角与入射角的大小来判断光的偏折程度。 （3）①[4]通过分析表格数据可知，玻璃砖上表面的入射角与下表面的折射角大小相同，上表面的折射角与下表面的入射角大小相同，故这个数据应为48.6°。 ②[5]通过分析5、6、7、8组数据可得，光从玻璃斜射入空气中时折射角大于入射角。 （4）[6][7]字反射的光线由玻璃斜射入空气时发生折射，折射角大于入射角，人眼逆着折射光线看过去，看到的“字”的虚像在“字”的实际位置的上方。因此图-2是小明观察到“字”的光路图。 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。 五、综合题 27．如图所示，水面下有灯S，a是S发出的光线，b是a射出水面后的折射光线，SO是另外一条射向水面的光线，其对应的折射光线可能是___________（选填“1”、“2”），判断的依据是：___________；图中垂直水面的入射光线c对应的入射角∠i=___________，请在图中画出光线c射出水面后的光路。( ) 【答案】 1 折射角随入射角的减小而减小 0° 【解析】[1][2]光从水中斜射入空气中会发生折射，折射角大于入射角，且折射角随入射角的减小而减小；如图所示，a是S发出的光线，b是a射出水面后的折射光线，SO是另外一条射向水面的光线，由图可知，SO光线的入射角小于a光线的入射角，所以SO光线折射后的折射角应该小于b光线的折射角，所以其对应的折射光线可能是1；判断的依据是：折射角随入射角的减小而减小。 [3][4]光从水中垂直射入空气中，入射角为0°，所以图中垂直水面的入射光线c对应的入射角∠i=0°，经水面后传播方向不变，故光线c射出水面后的光路如下图所示。 六、科普阅读题 28．王老师在课堂上将一个镀铬的光亮铁球放在燃烧的蜡烛火焰上缓慢转动，让烟尽可能地附着在小球表面上，使其外表面变黑。他解释烟就是未完全燃烧的碳，它能吸附空气而产生空气层。然后待熏黑的铁球冷却后浸没在盛有清水的烧杯中，此时放在水中的铁球变得非常亮。好奇的学生误认为是水泡掉了铁球上的黑色物。当王老师把小铁球从水中取出时，发现熏黑的铁球依然如故，再将其放入水中时，出现的现象和前述一样。学生们大惑不解，王老师解释这是一种特殊的光学现象——光的全反射。光从一种介质射入另一种介质时，入射角增大到某一个值，折射角增大到90°时，折射光线完全消失，只剩下反射光线，这种现象叫做光的全反射，发生全反射时仍然遵循光的反射定律。光在真空中的传播速度与光在该介质中的传播速度之比叫做折射率。 光从折射率大的介质入射到折射率小的介质才有可能发生全反射现象。折射率较大的称为光密介质，折射率较小的称为光疏介质。光密介质和光疏介质是相对而言的，例如：水对空气来说就是光密介质，而对食用油来说就是光疏介质。 小明通过王老师的这节课学习后制作了一个神奇的魔术箱，如图所示。在空箱子中等高的A、B两点处，一处粘贴彩色脸谱，一处粘贴黑白脸谱，然后往箱子里面逐渐加水至一定量后，透过箱子的透明玻璃处看到黑白色脸谱完全变成彩色脸谱，光线AO从水中射向空气时会沿着OD方向发生全反射，B处脸谱则沿着光线BO从水中射出空气，进入人眼，光路如图所示。小明还与同学分享了他制作魔术箱时要注意的“厚度”和“距离”这两个重要参数。 其实在生活中也有许多利用光的全反射的例子，如光纤通信、钻石等贵重宝石的闪耀光芒、潜水镜、自行车尾灯。 （1）空气相对于食用油是______介质。（选填“光疏”或“光密”） （2）王老师将熏黑的铁球放入水中是光通过______进入______时发生的全反射现象。 （3）小明在制作魔术箱时，彩色脸谱应当粘贴在______处（选填“A”或“B”），对于他分享的两个重要参数中请任选其中一个从制作材料或技巧方面进行具体说明：______。 【答案】 光疏 水 空气 B 见解析 【解析】（1）[1]根据短文知道“折射率较大的称为光密介质，折射率较小的称为光疏介质。光密介质和光疏介质是相对而言的，例如：水对空气来说就是光密介质，而对食用油来说就是光疏介质。”所以，空气相对于食用油是光疏介质。 （2）[2] [3]熏黑的铁球冷却后浸没在盛有清水的烧杯中，此时放在水中的铁球变得非常亮。由于未完全燃烧的碳，它能吸附空气而产生空气层，此时是因为光通过水进入空气时发生的全反射现象。 （3）[4]由图知道，由B处脸谱则沿着光线BO从水中射出空气，进入人眼，人眼逆着设来的光线看去，感觉B处物体成像在A处，根据题意知道，“透过箱子的透明玻璃处看到黑白色脸谱完全变成彩色脸谱”，所以，A处应是黑白脸谱，B处是彩色脸谱。 [5]AB两端的间距受到透明玻璃放置角度的影响，与魔术箱的“厚度”无关。 / 学科网（北京）股份有限公司 $$