2025年 苏科版(2024) 物理八年级暑假衔接班讲义--第9讲 光的折射

八年级暑假 第三章 光现象 第09讲 光的折射 透镜 学习目标导航 1. 了解光的折射规律 2. 学习如何探究光的折射规律 3. 掌握折射的应用 课前预习 1、光的折射定律 （1）在折射现象中，折射光线、入射光线、法线在同一平面内（共面）； （2）折射光线和入射光线分居在法线的两侧（分居）； （3）当光从空气斜射入水等其他透明物质（玻璃、水晶等）时，折射角小于（大于、小于或等于）入射角；当光从水或其它透明物质斜射入空气时，折射角大于（大于、小于或等于）入射角（不等角，在空气中的角大）。 2、光的折射现象及其应用 （1）当光从一种介质斜射入另一种介质时，光在另一种介质中传播方向发生改变的现象叫 光的折射。 （2）光的折射发生在两种介质的交界面上，但光线在每种介质内是直线传播的。光从一种介质垂直射入另一种介质时，其传播方向不改变（改变、不改变）。 （3）入射光线射入另一种介质时的交点（O），叫入射点；入射光线与法线夹角（α）叫入射角；折射光线与法线的夹角（γ）叫折射角。 （4）在生活中，我们常见的折射现象很多，如：看清澈的池水，池水水底变浅；在岸上看到的鱼接近于水面；透过玻璃砖看物体发生了错位；水杯中的筷子好像弯折了；“海市蜃楼”现象等等都是光的折射现象。 3、作光的折射光路图，光的折射作图方法：（1）光的折射（2）光路可逆性。 知识点详解 知识点一 光的折射 1．光从一种介质斜射入另一种介质时，传播方向发生偏折，称为光的折射。 2．有关光的折射的基本概念 （1）入射点：光线射到分界面上的点，通常用“O”表示； （2）法线：过光的入射点所作的与分界面垂直的直线，通常用“NN’ ”表示； （3）入射光线：射到分界面上的光线； （4）折射光线：被分界面折射后的光线； （5）入射角：入射光线与法线的夹角； （6）折射角：折射光线与法线间的夹角。 知识点二 探究光的折射规律实验 【实验目的】探究光的折射规律 【实验器材】可折叠的标有角度刻度的硬白纸板、水、水缸、激光笔 【实验步骤】 1．如图所示，将一块画有角度和中心虚线的硬纸板竖直插入盛有水的缸中，使虚线与水面垂直，角度刻度中心点恰与水面相平。虚线即为分界面的法线，中心点即为为入射点。 2．用激光笔将一束光贴着纸板沿着某一个角度射到入射点，经分界面的反射和折射，沿另一个方向射出，在纸板上出现了反射光线和折射光线的径迹。 3．改变入射角的大小，发现折射角会随着入射角的增大而增大，减小而减小。 增大入射角 减小入射角 入射角减小到0 4．把纸板右半边向前或向后折，反射光线的径迹消失。 【实验分析】 1．当纸板向前向后折时，折射光线从纸板上消失，纸板恢复平整后，折射光线重新出现，说明折射光线、入射光线、法线在同一平面内。 2．实验过程中发现，折射光线和入射光线始终在法线的两侧。 3．折射角会随着入射角的变化趋势而变化。 4．光从空气斜射入水时，折射角小于入射角；光从水斜射入空气时，折射角大于入射角。 5．当光垂直入射时，光不发生折射。 【实验结论】光的折射规律：当光从一种介质斜射入另一种介质时，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别位于法线两侧；入射角增大（或减小）时，折射角也随之增大（或减小）。光垂直于介质表面入射时，折射角等于零。 当光从空气斜射入水（或玻璃）中时，折射光线偏向法线方向，即折射角小于入射角；当光从水（或玻璃）斜射入空气中时，折射光线偏离法线方向，即折射角大于入射角。 【注意事项】 1．白纸板的作用：由于白纸表面粗糙，光沿纸板传播时，有部分光被反射到各个方向，从而显示光路。 2．让光从某次折射光线径迹逆着折射光线的方向射到纸板中心点，它被折射后逆着原来的入射光的方向射出。这表明，在折射现象中，光路是可逆的。 【例1】（1）光从一种介质______入另一种介质中时，传播方向一般会发生变化，这种现象叫做光的折射。在折射时光路是______的。 （2）光的折射规律：当光从一种介质斜射入另一种介质中时，折射光线与入射光线、法线在______平面内；折射光线和入射光线分居______两侧；入射角增大时，折射角随之______。 光从空气斜射入水或其他透明介质中时折射角______于入射角；当光从水或其他透明介质斜射入空气中时，折射角______于入射角；当光线垂直射向介质表面时，传播方向______。 【例2】小华利用如图所示的实验装置，做“探究光的反射规律和光的折射特点”的实验：她用激光笔发出一束光从空气射向水面，多次改变入射光的方向，将实验数据记录在表中。 ∠AON/° 0 15 30 45 60 75 80 ∠CON/° 0 15 30 45 60 75 80 ∠BOM/° 0 11 22 32 40.5 46.5 47.5 （1）通过数据发现：当激光与水面成15°入射时，折射角度数为 ___________；在反射现象中反射角 ___________入射角（选填“>”，“＜”或“=”）；在从空气斜射入水中时，折射角 ___________入射角（选填“>”，“＜”或“=”）； （2）当入射角增大时，反射角 ___________（选填“增大”，“减小”或“不变”）；可从不同方向看到圆盘上的光线，是因为光束中的部分光在圆盘上发生了 ___________反射； （3）当激光笔从水下沿BO入射时，折射光线应沿 ___________方向射出； （4）把一枚硬币放入杯底，看到硬币的位置比它实际的位置要偏 ___________（选填“高”或“低”）。 知识点三 光的折射现象及解释 1．水中的鱼的位置看起来比实际位置高一些（鱼实际在看到位置的下方）； 2．池水看起来比实际的浅一些； 3．透过厚玻璃看钢笔，笔杆好像错位了； 4．水中的人看岸上的景物的位置比实际位置高些； 5．斜放在水中的筷子好像向上弯折了； 6．海市蜃楼：在学习光的直线传播的时候，我们知道光在非均匀介质中传播方向会发生变化，实质上就是光发生了折射，而由于温度的影响，空气的分布不均匀（特别是沙漠地区），所以光发生了折射，于是我们看到了远处物体的像。 7．当太阳光进入大气层后，由于大气不均匀，会向下弯曲，人们看到太阳的位置比实际太阳的位置要高，因此人们看到的日出比实际要提前一些。 由以上现象的光路图可知，光的折射形成的像是物体正立的虚像。 【例1】下列现象中不属于光的折射的是（　　） A． 看到的鱼在实际鱼的上方 B． 月食的形成 C． 在水面处折断的勺子 D． 海市蜃楼 【例2】将铅笔插在盛有清水的透明玻璃杯中，发现铅笔好象在水面折断了，如图。这一现象属于光的________现象；我们能从不同方向看到本身不发光的物体，是由于光射到物体上时，发生了________的缘故。 【例3】如图所示的是海市蜃楼现象，站在地面上的人之所以能看到地平线下的船，是因为光在不均匀的空气中发生________（选填“反射”或“折射”），地面上的人看到的船实际上是船形成的________（选填“实”或“虚”）像。 知识点四 光的折射作图 已知人眼位置、空气和水的分界面、物体（点A）、像（点A’），作出人从空气中看到水中物体的光路图。 1．作图规则： 光线画实线，辅助连接线、光线的反向延长线画虚线，有垂直关系的线段交叉点要画出直角符号。 2．作图思路： ①由像在折射光线的反向延长线上及折射光线进入眼睛，可确定折射光线的方向； ②由折射光线与分界面可以确定入射点； ③由入射点和物体可确定入射光线； ④由人看到物体可确定光线的方向。 3．作图步骤： （1）像点在折射光线的反向延长线上，所以用虚线连接人眼和像点A’，与分界面相较于点O，O点即为入射点。 （2）用实线连线物点A与O点，人眼与O点，即为入射光线和折射光线 （3）人看到物体是光线进入人眼，画出光线的方向。 在作光线穿过玻璃砖的光路时，根据光路可逆可知，入射光线AO和最终出射光线O’B是平行的。 当光线从空气进入球形（弧形）表面时，如果光线的方向指向球心（圆心），相当于光线垂直于球面（弧面），那么光线不发生折射；根据光路可逆可知，当光线从球形（弧形）物体内部射出时，如果入射光线经过球心（圆心），那么光线也不发生折射。 【例1】为了探究“光折射时的特点”，如图所示： （1）让光束沿AO射入杯中时，光束进入水中后折射光线会向______________（选填“远离法线”“靠近法线”）方向偏折；当入射角增大时，折射角______。若让光束逆着折射光线射入，则光束将沿_______方向射出； （2）当一束光射入杯中时，会在杯底形成光斑。保持入射光束的方向不变，逐渐往杯中加水，观察到杯底的光斑向______（选填“左”或“右”）移动； （3）把一枚硬币放入杯底，看到硬币的位置比它实际的位置要偏_____（选填“高”或“低”）。 【例2】如图所示，水池底部有一个小射灯，当池中无水时，岸上的人观察到池壁上点S被照亮；当池中水面到达a时，人眼观察到池壁上点P被照亮；当池中注满水（即水面升高到b）时，人眼观察到池壁上点Q被照亮。则（　　） A．点S在点Q下方、且在点P上方 B．点S与点Q是同一个点 C．点P在点S上方 D．点S在点P下方，且在点Q上方 课堂作业 1．光线从水斜射入空气中，若入射角为32°，则折射角可能为（　　） A．0°         B．23°        C．32°       D．45 ° 2．人在岸上透过池水看池塘底部，下列光路图正确的是（　　） A． B．C． D． 3．如图，一束激光AO由空气斜射入玻璃砖，折射后从另一侧面射出，其出射点可能是图中的（　　） A．M点 B．N点 C．P点 D．Q点 4．当光从一种介质射入另一种介质时，下列说法中正确的是（　　） A．折射角大于入射角 B．折射角小于入射角 C．折射角等于入射角 D．以上情况都有可能 5．如图为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．入射角等于50° B．折射角等于20° C．是界面 D．的右边是玻璃 6．如图所示，一束激光由空气斜射入水中，入射点为O，折射光线射到容器底部的点为A，当水面下降时（　　） A．入射角变大 B．反射角变小 C．折射角变小 D．A点将向右移 7．“海市蜃楼”在我国古书《史记》《梦溪笔谈》中都有记载，下列光现象中与“海市蜃楼”形成原理相同的是（　　） A．树木在水中的倒影 B．池水看起来比实际的浅 C．树荫下圆形的光斑 D．阳光下人的影子 8．小红在平静的湖边看到“鸟在水中飞，鱼在云上游”，如图所示，对画面中的现象解释正确的是（　　） A．水中的“鸟”是光的折射形成的 B．水中的“鸟”是实像 C．看到的“鱼”比实际位置深 D．看到的“鱼”是虚像 9．如图是光源S发出的光线从水中斜射入空气中的光路图，下列关于人在岸上观察到光源S所成像的说法正确的是（　　） A．光源S所成的虚像在直线①上 B．光源S所成的虚像在直线②上 C．光源S所成的实像在直线①上 D．光源S所成的实像在直线②上 10．不透明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，图为透视图，下同），往茶杯中倒入一些水后，又能够看见“硬币”了（如图乙）。下列说法错误的是（　　） A．两次观察中人眼位置应保持不变 B．人眼看到的水中的硬币是一个变高了的虚像 C．“看不见”是由于光在同种均匀介质中沿直线传播 D．“又看见了”是由于光从空气斜射入水中时发生了折射 11．如图所示，小明用鱼叉去叉所看到的鱼，老王则用手电筒去照亮所看到的鱼，有关两人的做法中正确的是（　　） A．他俩看到的鱼是由于光从空气斜射入水中时发生折射形成的变浅了的虚像 B．他俩看到的鱼是由于从水中斜射入空气时发生折射形成的变深了的虚像 C．小明应叉看到的鱼的下方，老王应对准看到的鱼照 D．小明和老王都应对准看到的鱼的下方 12．射水鱼发现水面上的小昆虫后，从口中快速喷出一束水柱，将昆虫击落。下列图中能表示射水鱼观察到小昆虫的光路是（　　） A． B．C． D． 13．某校新建成一个喷水池，在池底中央安装了一只射灯。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。现往池内一直注水，当水开始漫过射灯直至水面升至b位置，人看到亮斑的位置（　　） A．一直上升 B．一直下降 C．先上升再下降 D．先下降再上升 14．如图所示，光沿CO射向半圆形玻璃砖的圆心O，分别透过平直界面AOB和圆弧形界面AMB时的光路。则在玻璃中的光线为____________（选填“OD”或“OE”），光射出圆弧形界面AMB时的光线为：____________（选填“DF”、“DG”、“EH”或“EI”）。 15．一束光线射入玻璃砖与上表面夹角为 60°，则反射角为_______，若使入射角角度变化，则入射角与折射角大小变化情况 ________（“相同”“不相同”）。 16．孩子在湖边观鱼，这条鱼实际在C点处，但孩子看见鱼是在D点处。则小孩这样看的结果是因为从水下发射的光发生了________，所看的是鱼的________像（填实像或虚像），光是从______________（选填“空气中射到水中或”或“水中射到空气中”）， 17．小明乘坐竹筏游览西湖，当船工用长直的竹篙斜插入水中撑行时，小明从侧面观察到了如图所示的情景。小明依据所学的知识判断出CO是由于光的_________形成的_________像（选填“实”或“虚”）。竹篙A点距水面的高度为1.4m，则AB两点间的距离为_________m。 18．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），而是太阳光经过不均匀的大气层发生了________（选填“反射”或“折射”）所成的像，太阳实际在图中________（选填“甲”或“乙”）的位置，人眼所看到的太阳是________（选填“实”或“虚”）像。在特殊的日子会看到日食现象，此时，地球、月球、太阳三者位置关系，________位于中间。 19．如图所示，S' 是人眼在P 处透过水面看见的河底一颗白色鹅卵石的___________（选填“实像 ”或“虚像 ”），这像是由光的折射形成的，鹅卵石真实位置在 S ' 的下方。若在 P 处用 激光手电对准虚像S ' 照射，手电发出的光恰好能照射到河底的鹅卵石上，这体现了___________。 20．如图，一束光射向一块玻璃砖，并穿过玻璃砖。画出这束光进入玻璃和离开玻璃后的折射光线（注意标出法线和离开玻璃后的折射角）。 21．如图，画出光通过玻璃三棱镜时的光路。 22．如图，将一平面镜斜放在装有水的水槽中，有一束光线垂直射向水面如图所示，请画出这束光线在水中行进最后射出水面的光路图。 20 21 22 23．如图，向碗中加水至图示位置，请画出人眼刚好看到硬币上P点的光路图。 24．如图，在平静的湖边上方有一盏路灯，潜水员在水下E处看到了路灯的像。图中A、B两点，其中有一个是路灯，另一个是路灯的像，在图中画出水下E处的潜水员看到路灯的光路图。 23 24 25．小明探究“光的折射规律”时，做了两个实验，如图所示．对比两图，你有什么发现？_______________________________________．根据这两幅图，请你提出一个有探究价值的问题：_____________________________________________． 26．小强同学利用如图所示的实验装置探究“光的反射和折射规律”。在玻璃水槽中竖直放置的光屏是由E和F两个半圆形光屏组成的，NOM为两半圆的分界线，其中光屏F可绕直径NOM前后折转。实验测量数据如表所示： 入射角α 0° 30° 45° 60° 反射角γ 0° 30° 45° 60° 折射角β 0° 22° 32° 41° （1）当光从空气射入水中时的传播方向 _________（选填“一定”或“不一定”）发生改变； （2）由表中数据可知，光从空气斜射入水中时，折射角 ________（选填“大于”、“等于”或“小于”）入射角，且折射角随着入射角的增大而 _________； （3）由表中数据可知，当光从水中以32°入射角斜射到空气中时，折射角为 ________°； （4）小明同学在实验时，当他沿AO方向射入一束光，F光屏上没有反射光和折射光，可能原因是 ________________________________________________。 课后练习 1．周末小明和妈妈在湖边树荫下乘凉，观察到下列现象，其中由于光的折射而产生的是（　　） A．湖面波光粼粼 B．树荫下的圆形光斑 C．湖中鱼游“浅”底 D．湖中出现了天空中的白云 2．一束光线与水面成锐角由空气斜射入水中时，入射角为α，反射角为β，折射角为γ，则（　　） A．α>β>γ B．α=β>γ C．α=β<γ D．α<β<γ 3．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，如图所示。游客看到熊身体的光路图是（　　）  A． B． C．   D．   4．将一长方形玻璃砖沿对角线切开，并分开一段距离放置，所图所示．四条光线沿图示位置入射，能得到右边出射光线的只可能是（　　） A．光线a B．光线b C．光线c D．光线d 5．如图是小明眼睛在N点看到鱼缸内M点处鹅卵石的光路图．鱼缸内注入更多水后，小明的眼睛在N点仍然可以看到鹅卵石。选项中带箭头的虚线代表原来的光路，能正确反映水变多后小明看到鹅卵石的光路图是（　　）  A． B． C． D．   6．在天宫课堂中，航天员王亚平将空气注入水球，形成的气泡球与水球的球心都在O点。一束光线从空气射入水球的光路如图所示，其中球心O与入射点的连线为法线。则进入气泡球的折射光线可能为（　　） A．① B．② C．③ D．④ 7．有经验的渔民都知道：只有瞄准看到的鱼的下方才能叉到鱼。对此做法解释正确的光路图是（　　） A． B．C．D． 8．一根铅笔斜插入水中，如图中能较真实地反映人观察到的铅笔的情况是（　　） A． B．C． D． 9．如图所示，光在玻璃或空气的界面CD同时发生了反射和折射，以下说法正确的是（　　） A．入射角为 60°，界面右侧是空气 B．折射角为 45°，界面右侧是玻璃 C．入射角为 30°，界面左侧是玻璃 D．入射角为 30°，界面右侧是玻璃 10．人在B处观察到一个彩色玻璃球沉在水池底A处，如图所示。B处用激光射到玻璃球上，则激光应对着（　　） A．正对A点 B．A点的上方些 C．A点的下方些 D．A点的左侧 11．如图所示，两个并排且深度相同的水池，一个未装水，另一个装水，在两池的中央各竖立一长度相同且比池深略长的标杆，此时，阳光斜射到水池。下列关于两水池中标杆的影子的说法中，正确的是（　　）    A．两池中标杆影子长度相同 B．装水的池中标杆影子较长 C．未装水的池中标杆影子较长 D．装水的池中标杆没有影子 12．手电筒发出的光竖直向下照射到一个空烧杯底部，光线投射到烧杯底部形成一个圆形光斑（如图中虚线所示）.当再向烧杯中注水到一定高度时，烧杯底部的光圈会变为如图中的（　　） A． B． C． D． 13．如图所示，把由同种玻璃制成的正方体玻璃砖A和半球形玻璃砖B放在报纸上，若正方体的边长和半球的半径相同，则人从正上方沿图中虚线（中心线）方向往下看中心线对准的文字（　　） A．A和B中看到的都比实际的高 B．A中看到的比实际的高，B中看到的比实际的低 C．A中看到的比实际的高，B中看到的与实际的一样高 D．A和B中看到的都与实际一样高 14．某校新建成一个喷水池，在池底中央安装了一只射灯。射灯发出的一束光照在右边的池壁上，当池内无水时，站在池旁左边的人，看到在S点形成一个亮斑，如图所示。现往池内灌水，水面升至a位置时，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点的上方，Q点在S点的下方 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点的下方，Q点在S点的上方 15．如图所示，一束光在空气和玻璃的分界面上同时发生反射和折射，其光路如图所示，则下列判断正确的是（　　） A．AO是入射光线，入射角为67.5° B．AO是入射光线，反射角为45° C．CO是入射光线，折射角为22.5° D．CO是入射光线，反射角为45° 16．当光从一种透明介质射入另一种透明介质中时，传播方向________发生偏折（选填“不一定”或“一定”）。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所示，其中折射角为∠________（选填“1”、“2”或“3”），分界面为______（选填“①”“②”）。分界面的________方为水，当入射角减小时，反射光线与折射光线的夹角将__________（选填“变大”、“变小”或“不变”）。 17．如图甲所示，一束激光AO从空气斜射入玻璃砖，折射后从另一面射出，其出射点可能为______（填字母）；若增大入射角，出射点会________（选填“往左”、“往右”或“不变”）．如图乙所示，为保护餐桌往往在餐桌上放上玻璃垫，当我们吃饭时，看到桌子上的花纹会比实际花纹的位置______（选填“高”、“低”或“不变）． 18．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），而是太阳光经过不均匀的大气层发生了________（选填“反射”或“折射”）所成的像，太阳实际在图中________（选填“甲”或“乙”）的位置，人眼所看到的太阳是________（选填“实”或“虚”）像。在特殊的日子会看到日食现象，此时，地球、月球、太阳三者位置关系，________位于中间。 19．室内游泳池上方离水面6m处有一盏灯，小明从池边看到该灯在水中的倒影正好贴在池底上，则池中水的实际深度应_______6m（选填“>”、“=”或“<”）；该灯在水中倒影的亮度和游泳池上方该灯的亮度相比：________________________（选填“两者相同”、“前者亮些”或“前者暗些”），理由是________________________________________． 20．如图所示，一束光在两种介质的分界面处同时发生了光的反射和折射，分析图可知：折射角大小为___________（填折射角度数大小）；若入射角变为20°，则反射光线和折射光线的夹角度数___________（选填“大于”“小于”或“等于”）100°。 21．在研究光的折射规律时，小明在水中放置一密闭的薄壁透明长方体容器（容器中有空气），当一束光从容器上方的水中斜射入容器中时，光的传播速度将_________（选填“变大”“变小”或“不变”），最后光从容器中射出后再次进入水中的光线可能是图中的_____（选填“a”“b”“c”或“d”）。 22．在“预防溺水”主题班会课上，主持人小明用光路图来解释“水池变浅”的道理：池底A点射出的光线经过水面折射进入B点的人眼，C点是人眼看到的池底A点像的位置。请你在图中画出入射光线、折射光线，并标出折射角r。 23．在图中画出垂直于玻璃砖的光线OP经过玻璃砖射出的光路图； 24．游泳是一项有益身心健康和健美体型的运动，但同时存在安全隐患。如图所示，某游泳馆救生员在泳池边的高椅子上注视着泳池中的动向。他发现由于泳池边缘的阻挡，池底有一块视觉盲区监管不到。请画出一条光线从池底盲区边缘处刚好射入救生员眼睛的光路图。 22 23 24 25．我们站在桥上看水中的风景，桥下的鱼也在水中看着我们。已知A和B，一个是真的我们，一个是我们的像。请完成鱼在水中看我们的光路图。 26．运钞车车厢内，人眼挨着玻璃砖观察车外，请通过光路作图（保留痕迹），标出人眼看到车外的范围． 27．一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。    25 26 27 28．图中，小明的眼睛在C处，图示是小明刚好看到水中杯底硬币的A端的光路，在图中用箭头标明光的传播方向；向杯中缓慢注水，在图中画出小明刚看到硬币B端时水面的位置。 28 29 30 29．（1）如图所示，一个玻璃三棱镜的截面为等腰直角△ABC，∠A为直角，一束红光平行于BC边从S点射入三棱镜，经AB面折射后，又在BC面发生反射，然后恰好从P点折射后射出，请画出这个传播过程的光路图。 （2）一束激光a斜射向半圆形玻璃砖圆心O，结果在屏幕上出现两个光斑，画出形成两个光斑的光路图。 30．如图所示，A是树上的野果，B是水中鱼的嘴巴，C是人眼。某一时刻，人眼刚好看到水中小鱼（虚像）正在吃水中树上的野果（虚像），请画出野果在水中像的位置A'以及人眼看到小鱼嘴巴B'的光路图。（保留作图痕迹） 31．小明同学在探究光的折射规律时，意外发现：当光沿某方向从半圆玻璃砖射向空气时，折射光消失而反射光却变得更亮，老师告诉他这是光的全反射现象。课后，小明查到光从玻璃射向空气时的一些数据如表 入射角i 0° 10° 20° 30° 40° 41.2° 41.8° 42° 折射角r 0° 15.2° 30.9° 48.6° 74.6° 81° 90° / 反射能量 5% 7% 26% 43% 77% 84% 100% 100% （1）分析以上数据可知光从玻璃射向空气时，折射角随入射角的变化关系是 ______；光从玻璃斜射向空气时，反射能量随着入射角的增大而 ______；当光从空气斜射向玻璃时，入射角为81°时，折射角为 ______； （2）分析表中数据可知，光从玻璃斜射向空气时，当入射角≥______时，反射能量达到100%，就发生了全反射现象； （3）由表格数据可知：图中图线______（选填“a”或“b”）反映了上述实验中的两角关系； （4）根据光路可逆，请猜想：若光从空气斜射向玻璃，______（选填“能”或“不能”）发生全反射，理由是______。 32．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，如下图甲所示。 （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，他看到了如图乙所示的光路（AOC为同一直线）你认为出现光线OC是因为 ______________________所致，鉴于本实验的目的，此时最应该记录的两条光线是 _____________； （2）接下来他要观察光从空气中进入水中的情况，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。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，小彬通过缓慢改变水槽中的水量来探究光的传播现象； （5）图1水槽中未注水时可在侧壁上A处得到一个光点，注入一定量的水后，光点移至B处，这是由于光在水面处发生了光的折射现象，此时入射角 ___________角θ（θ为折射角，选填“大于”“等于”或“小于”） （6）为使B处的光点移至C处，则应使水槽中的水量 ___________，若BC间距离为2cm，则水面高度的变化量Δh _______2cm（选填“＞”“＝”或“＜”）； （7）如图2所示，小彬将激光笔移至虚线框内向水槽底部照射，为使光束第一次从水面射出后沿DE方向传播，则激光笔照射的方向应满足的条件是 _________________，且激光笔照射在水槽底部的位置必须在区 _____（选填“①”“②”或“③”）内。 2 学科网（北京）股份有限公司 $$八年级暑假 第三章 光现象 第09讲 光的折射 透镜 学习目标导航 1. 了解光的折射规律 2. 学习如何探究光的折射规律 3. 掌握折射的应用 课前预习 1、光的折射定律 （1）在折射现象中，折射光线、入射光线、法线在同一平面内（共面）； （2）折射光线和入射光线分居在法线的两侧（分居）； （3）当光从空气斜射入水等其他透明物质（玻璃、水晶等）时，折射角小于（大于、小于或等于）入射角；当光从水或其它透明物质斜射入空气时，折射角大于（大于、小于或等于）入射角（不等角，在空气中的角大）。 2、光的折射现象及其应用 （1）当光从一种介质斜射入另一种介质时，光在另一种介质中传播方向发生改变的现象叫 光的折射。 （2）光的折射发生在两种介质的交界面上，但光线在每种介质内是直线传播的。光从一种介质垂直射入另一种介质时，其传播方向不改变（改变、不改变）。 （3）入射光线射入另一种介质时的交点（O），叫入射点；入射光线与法线夹角（α）叫入射角；折射光线与法线的夹角（γ）叫折射角。 （4）在生活中，我们常见的折射现象很多，如：看清澈的池水，池水水底变浅；在岸上看到的鱼接近于水面；透过玻璃砖看物体发生了错位；水杯中的筷子好像弯折了；“海市蜃楼”现象等等都是光的折射现象。 3、作光的折射光路图，光的折射作图方法：（1）光的折射（2）光路可逆性。 知识点详解 知识点一 光的折射 1．光从一种介质斜射入另一种介质时，传播方向发生偏折，称为光的折射。 2．有关光的折射的基本概念 （1）入射点：光线射到分界面上的点，通常用“O”表示； （2）法线：过光的入射点所作的与分界面垂直的直线，通常用“NN’ ”表示； （3）入射光线：射到分界面上的光线； （4）折射光线：被分界面折射后的光线； （5）入射角：入射光线与法线的夹角； （6）折射角：折射光线与法线间的夹角。 知识点二 探究光的折射规律实验 【实验目的】探究光的折射规律 【实验器材】可折叠的标有角度刻度的硬白纸板、水、水缸、激光笔 【实验步骤】 1．如图所示，将一块画有角度和中心虚线的硬纸板竖直插入盛有水的缸中，使虚线与水面垂直，角度刻度中心点恰与水面相平。虚线即为分界面的法线，中心点即为为入射点。 2．用激光笔将一束光贴着纸板沿着某一个角度射到入射点，经分界面的反射和折射，沿另一个方向射出，在纸板上出现了反射光线和折射光线的径迹。 3．改变入射角的大小，发现折射角会随着入射角的增大而增大，减小而减小。 增大入射角 减小入射角 入射角减小到0 4．把纸板右半边向前或向后折，反射光线的径迹消失。 【实验分析】 1．当纸板向前向后折时，折射光线从纸板上消失，纸板恢复平整后，折射光线重新出现，说明折射光线、入射光线、法线在同一平面内。 2．实验过程中发现，折射光线和入射光线始终在法线的两侧。 3．折射角会随着入射角的变化趋势而变化。 4．光从空气斜射入水时，折射角小于入射角；光从水斜射入空气时，折射角大于入射角。 5．当光垂直入射时，光不发生折射。 【实验结论】光的折射规律：当光从一种介质斜射入另一种介质时，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别位于法线两侧；入射角增大（或减小）时，折射角也随之增大（或减小）。光垂直于介质表面入射时，折射角等于零。 当光从空气斜射入水（或玻璃）中时，折射光线偏向法线方向，即折射角小于入射角；当光从水（或玻璃）斜射入空气中时，折射光线偏离法线方向，即折射角大于入射角。 【注意事项】 1．白纸板的作用：由于白纸表面粗糙，光沿纸板传播时，有部分光被反射到各个方向，从而显示光路。 2．让光从某次折射光线径迹逆着折射光线的方向射到纸板中心点，它被折射后逆着原来的入射光的方向射出。这表明，在折射现象中，光路是可逆的。 【例1】（1）光从一种介质______入另一种介质中时，传播方向一般会发生变化，这种现象叫做光的折射。在折射时光路是______的。 （2）光的折射规律：当光从一种介质斜射入另一种介质中时，折射光线与入射光线、法线在______平面内；折射光线和入射光线分居______两侧；入射角增大时，折射角随之______。 光从空气斜射入水或其他透明介质中时折射角______于入射角；当光从水或其他透明介质斜射入空气中时，折射角______于入射角；当光线垂直射向介质表面时，传播方向______。 【答案】 斜射 可逆 同一 法线 增大 小 大 不改变 【解析】（1）[1][2]当光从空气斜射到水或玻璃中时，传播方向一般会发生变化，这种现象叫做光的折射。而且在折射时光路是可逆的。 （2）[3][4][5]光的折射规律：光折射时，折射光线、入射光线、法线在同一平面内；折射光线和入射光线分别位于法线的两侧；折射光线靠近法线，折射角小于入射角，入射角增大时，折射角增大。 [6][7][8]光从空气斜射入水或其他透明介质中时折射角小于入射角；当光从水或其他透明介质斜射入空气中时，折射角大于入射角；当光垂直射到水或玻璃的表面时，在水和玻璃中的传播方向不变。 【例2】小华利用如图所示的实验装置，做“探究光的反射规律和光的折射特点”的实验：她用激光笔发出一束光从空气射向水面，多次改变入射光的方向，将实验数据记录在表中。 ∠AON/° 0 15 30 45 60 75 80 ∠CON/° 0 15 30 45 60 75 80 ∠BOM/° 0 11 22 32 40.5 46.5 47.5 （1）通过数据发现：当激光与水面成15°入射时，折射角度数为 ___________；在反射现象中反射角 ___________入射角（选填“>”，“＜”或“=”）；在从空气斜射入水中时，折射角 ___________入射角（选填“>”，“＜”或“=”）； （2）当入射角增大时，反射角 ___________（选填“增大”，“减小”或“不变”）；可从不同方向看到圆盘上的光线，是因为光束中的部分光在圆盘上发生了 ___________反射； （3）当激光笔从水下沿BO入射时，折射光线应沿 ___________方向射出； （4）把一枚硬币放入杯底，看到硬币的位置比它实际的位置要偏 ___________（选填“高”或“低”）。 【答案】 46.5° = ＜ 增大 漫 OA 高 【解析】（1）[1]当光与水面成15°角从空气斜射入水中时，入射角为90°﹣15°=75°时，利用表格中数据可知：折射角为46.5°。 [2]根据表格数据可得∠AON=∠CON，在反射现象中反射角等于入射角。 [3]根据表格数据可得∠AON＞∠BOM，在从空气斜射入水中时，折射角小于入射角。 （2）[4]根据表格数据可发现，∠AON增大时，∠CON也增大，反射角随入射角的增大而增大。 [5]可从不同方向看到圆盘上的光线，是因为圆盘上表面粗糙，光束中的部分光在圆盘上上发生了漫反射。 （3）[6]在光的折射现象中，光路是可逆的，则用激光笔让光线沿着BO射向水面时，可看到折射光线沿OA射出。 （4）[7]从硬币反射的光经水面折射，折射光线远离法线向下偏折，当光线射入人眼，人凭光直线传播的感觉，认为硬币在折射光线的反向延长线上，其实人看到的是硬币的虚像，比实际的位置要高。 知识点三 光的折射现象及解释 1．水中的鱼的位置看起来比实际位置高一些（鱼实际在看到位置的下方）； 2．池水看起来比实际的浅一些； 3．透过厚玻璃看钢笔，笔杆好像错位了； 4．水中的人看岸上的景物的位置比实际位置高些； 5．斜放在水中的筷子好像向上弯折了； 6．海市蜃楼：在学习光的直线传播的时候，我们知道光在非均匀介质中传播方向会发生变化，实质上就是光发生了折射，而由于温度的影响，空气的分布不均匀（特别是沙漠地区），所以光发生了折射，于是我们看到了远处物体的像。 7．当太阳光进入大气层后，由于大气不均匀，会向下弯曲，人们看到太阳的位置比实际太阳的位置要高，因此人们看到的日出比实际要提前一些。 由以上现象的光路图可知，光的折射形成的像是物体正立的虚像。 【例1】下列现象中不属于光的折射的是（　　） A． 看到的鱼在实际鱼的上方 B． 月食的形成 C． 在水面处折断的勺子 D． 海市蜃楼 【答案】B 【解析】A．水中鱼反射的光线由水中进入空气时，在水面处发生折射，折射角大于入射角，折射光线进入人的眼睛，而眼睛是逆着折射光线的方向看去，会看到水中的“鱼”在鱼的实际位置上方，属于光的折射现象，故A不符合题意； B．月食是由于光的直线传播形成的，故B符合题意； C．勺子“弯折”了是由于水面下的勺子反射的光进入空气时反生折射，折射角大于入射角而造成的，属于光的折射现象，故C不符合题意； D．海市蜃楼是由于空气不均匀使光路发生改变形成的，属于光的折射现象，故D不符合题意。 故选B。 【例2】将铅笔插在盛有清水的透明玻璃杯中，发现铅笔好象在水面折断了，如图。这一现象属于光的________现象；我们能从不同方向看到本身不发光的物体，是由于光射到物体上时，发生了________的缘故。 【答案】 折射 反射 【解析】[1][2]一束光线在两种介质中传播时，只要两种介质不同，由于光的传播速度不同，造成了光的传播方向发生改变的现象，这就是光的折射。故这一现象属于光的折射现象。我们看到物体，是因为物体反射的光线出入我们眼睛，这是在物体上发生了光的反射现象的缘故。 【例3】如图所示的是海市蜃楼现象，站在地面上的人之所以能看到地平线下的船，是因为光在不均匀的空气中发生________（选填“反射”或“折射”），地面上的人看到的船实际上是船形成的________（选填“实”或“虚”）像。 【答案】 折射 虚 【解析】[1][2]因为不同的空气层有不同的密度，地平线下的船反射的光在空气中传播时，发生折射后进入人的眼睛，人由于错觉始终认为光沿直线传播，所以看到比地平线下的船实际位置高些的虚像，即海市蜃楼。 知识点四 光的折射作图 已知人眼位置、空气和水的分界面、物体（点A）、像（点A’），作出人从空气中看到水中物体的光路图。 1．作图规则： 光线画实线，辅助连接线、光线的反向延长线画虚线，有垂直关系的线段交叉点要画出直角符号。 2．作图思路： ①由像在折射光线的反向延长线上及折射光线进入眼睛，可确定折射光线的方向； ②由折射光线与分界面可以确定入射点； ③由入射点和物体可确定入射光线； ④由人看到物体可确定光线的方向。 3．作图步骤： （1）像点在折射光线的反向延长线上，所以用虚线连接人眼和像点A’，与分界面相较于点O，O点即为入射点。 （2）用实线连线物点A与O点，人眼与O点，即为入射光线和折射光线 （3）人看到物体是光线进入人眼，画出光线的方向。 在作光线穿过玻璃砖的光路时，根据光路可逆可知，入射光线AO和最终出射光线O’B是平行的。 当光线从空气进入球形（弧形）表面时，如果光线的方向指向球心（圆心），相当于光线垂直于球面（弧面），那么光线不发生折射；根据光路可逆可知，当光线从球形（弧形）物体内部射出时，如果入射光线经过球心（圆心），那么光线也不发生折射。 【例1】为了探究“光折射时的特点”，如图所示： （1）让光束沿AO射入杯中时，光束进入水中后折射光线会向______________（选填“远离法线”“靠近法线”）方向偏折；当入射角增大时，折射角______。若让光束逆着折射光线射入，则光束将沿_______方向射出； （2）当一束光射入杯中时，会在杯底形成光斑。保持入射光束的方向不变，逐渐往杯中加水，观察到杯底的光斑向______（选填“左”或“右”）移动； （3）把一枚硬币放入杯底，看到硬币的位置比它实际的位置要偏_____（选填“高”或“低”）。 【答案】 靠近法线 增大 OA 左 高 【解析】（1）[1]根据光的折射规律，光从空气折射入水中时，折射光线会向靠近法线方向偏折。 [2]当入射角增大时，折射角也会增大。 [3]根据光路的可逆性，若让光束逆着折射光线射入，则光束将沿OA方向射出。 （2）[4]当一束光射入杯中时，会在杯底形成光斑。保持入射光束的方向不变，逐渐往杯中加水，杯底的光斑移动图像如下图所示，光斑会往左移动。 （3）[5]把一枚硬币放入杯底，由于光从水中折射入空气时，折射光线会偏离法线，那么逆着折射光线看去，看到硬币的位置比它实际的位置要偏高。 【例2】如图所示，水池底部有一个小射灯，当池中无水时，岸上的人观察到池壁上点S被照亮；当池中水面到达a时，人眼观察到池壁上点P被照亮；当池中注满水（即水面升高到b）时，人眼观察到池壁上点Q被照亮。则（　　） A．点S在点Q下方、且在点P上方 B．点S与点Q是同一个点 C．点P在点S上方 D．点S在点P下方，且在点Q上方 【答案】A 【解析】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，点P被照亮，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，如下图所示： 通过以上两图可知：点S在点Q下方、且在点P上方，故A符合题意，BCD不符合题意。 故选A。 课堂作业 1．光线从水斜射入空气中，若入射角为32°，则折射角可能为（　　） A．0°         B．23°        C．32°       D．45 ° 【答案】D 【解析】由光的折射定律可知，光线从水斜射入空气中，折射角大于入射角，已知入射角为32°，则折射角大于32 °，故ABC不符合题意，D符合题意为答案． 2．人在岸上透过池水看池塘底部，下列光路图正确的是（　　） A． B．C． D． 【答案】D 【解析】人在岸上透过池水看池塘底部，是池塘底部发出的光线从水中射入空气中时，在水面上发生折射，折射角大于入射角，折射光线远离法线，故ABC错误，D正确。故选D。 3．如图，一束激光AO由空气斜射入玻璃砖，折射后从另一侧面射出，其出射点可能是图中的（　　） A．M点 B．N点 C．P点 D．Q点 【答案】B 【解析】光线从O点斜射入玻璃中发生折射现象，折射光线向靠近法线方向偏折，折射角小于入射角，如图所示：所以从玻璃砖再射出，射出点可能是图中的N点．故选B． 4．当光从一种介质射入另一种介质时，下列说法中正确的是（　　） A．折射角大于入射角 B．折射角小于入射角 C．折射角等于入射角 D．以上情况都有可能 【答案】D 【解析】当光从空气斜射入水或其他介质中时，折射角小于入射角；当光从水或其他介质斜射入空气中时，折射角大于入射角；当光垂直射到两种介质表面时，折射角等于入射角，都等于0度，故D符合题意，ABC不符合题意。故选D。 5．如图为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．入射角等于50° B．折射角等于20° C．是界面 D．的右边是玻璃 【答案】D 【解析】光在玻璃表面同时发生反射和折射，在光的反射现象中，反射角等于入射角。由图示知，直线MM′左侧的两条射线与直线NN′的夹角都为70度，则此两射线分别为入射光线和反射光线。在折射现象中，折射光线和入射光线分居法线两侧，则NN′为法线，MM为玻璃界面， NN′下侧的射线为入射光线，则入射角为70度。MM右侧的射线为折射光线，则折射角为40度。折射角小于入射角，光线由空气斜射入玻璃中，MM′的左侧为空气，右侧为玻璃。故ABC错误，D正确。故选D。 6．如图所示，一束激光由空气斜射入水中，入射点为O，折射光线射到容器底部的点为A，当水面下降时（　　） A．入射角变大 B．反射角变小 C．折射角变小 D．A点将向右移 【答案】D 【解析】当水面下降时，光的传播情况如图所示： ABC．当水面下降时，入射光线的方向不变，则入射光线与法线的夹角不变，即入射角不变，则由光的反射和折射规律可得，反射角和折射角也不变，故ABC不符合题意； D．当水面下降时，入射光线与水面的交点O将向右移动，因折射角不变，则折射点A将向右移动，故D符合题意。故选D。 7．“海市蜃楼”在我国古书《史记》《梦溪笔谈》中都有记载，下列光现象中与“海市蜃楼”形成原理相同的是（　　） A．树木在水中的倒影 B．池水看起来比实际的浅 C．树荫下圆形的光斑 D．阳光下人的影子 【答案】B 【解析】“海市蜃楼”形成原理是光在不均匀介质中的折射现象。 A．树木在水中的倒影是平面镜成像，利用的是光的反射，故A不符合题意；     B．池水看起来比实际的浅是因为光在水与空气两种介质中发生折射，故B符合题意； C D．树荫下圆形的光斑、阳光下人的影子都是光的直线传播现象，故CD不符合题意。故选B。 8．小红在平静的湖边看到“鸟在水中飞，鱼在云上游”，如图所示，对画面中的现象解释正确的是（　　） A．水中的“鸟”是光的折射形成的 B．水中的“鸟”是实像 C．看到的“鱼”比实际位置深 D．看到的“鱼”是虚像 【答案】D 【解析】A．水中的“鸟”是小鸟通过水面所成的像，是光的反射形成的，故A错误； B．水中的“鸟”是小鸟通过水面所成的像，是虚像，故B错误； C．鱼反射的光线有水折射进入空气时发生折射，折射光线远离法线，因此看到的“鱼”比实际位置浅，故C错误；     D．看到的“鱼”是光的折射形成的，是虚像，故D正确。故选D。 9．如图是光源S发出的光线从水中斜射入空气中的光路图，下列关于人在岸上观察到光源S所成像的说法正确的是（　　） A．光源S所成的虚像在直线①上 B．光源S所成的虚像在直线②上 C．光源S所成的实像在直线①上 D．光源S所成的实像在直线②上 【答案】A 【解析】AB.．人在岸上观察到光源S所成的像为虚像，由于人觉得光沿直线传播，所以感觉光源S所成的虚像在折射光线的反向延长线，即直线①上，故A正确，B错误； CD．人在岸上观察到光源S经水面折射所成的像为虚像，故CD错误。故选A。 10．不透明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，图为透视图，下同），往茶杯中倒入一些水后，又能够看见“硬币”了（如图乙）。下列说法错误的是（　　） A．两次观察中人眼位置应保持不变 B．人眼看到的水中的硬币是一个变高了的虚像 C．“看不见”是由于光在同种均匀介质中沿直线传播 D．“又看见了”是由于光从空气斜射入水中时发生了折射 【答案】D 【解析】A．两次观察中人眼位置应保持不变，若人眼位置不同，不能达到实验目的，如第二次人眼离得更远，即使装满水也可能看不到，故A正确，A不符合题意； BD．“又看见了”是由于硬币反射的光从水中斜射入空气中时发生了折射，人逆着折射后的光线看到的是硬币的虚像，像的位置比硬币的实际位置升高了一些，故B正确，B不符合题意，D错误，D符合题意； C．“看不见”是由于光在同种均匀介质中沿直线传播，杯的侧壁挡住了硬币反射到人眼的光线导致的，故C正确，C不符合题意。故选D。 11．如图所示，小明用鱼叉去叉所看到的鱼，老王则用手电筒去照亮所看到的鱼，有关两人的做法中正确的是（　　） A．他俩看到的鱼是由于光从空气斜射入水中时发生折射形成的变浅了的虚像 B．他俩看到的鱼是由于从水中斜射入空气时发生折射形成的变深了的虚像 C．小明应叉看到的鱼的下方，老王应对准看到的鱼照 D．小明和老王都应对准看到的鱼的下方 【答案】C 【解析】A．他俩看到的鱼是水中的鱼反射的光斜射入空气中，故A错误； B．从水中斜射入空气时发生折射，折射角大于入射角，折射光线远离法线，向水面偏折，所以看到的是变浅的虚像，故B错误； CD．小明看到的是变浅的虚像，所以叉鱼要对准“鱼”的下方，由于在光的折射中，光路是可逆的，因此老王将电筒光对着看到的“鱼”射入，就能照亮真实的鱼，故C正确，D错误。故选C。 12．射水鱼发现水面上的小昆虫后，从口中快速喷出一束水柱，将昆虫击落。下列图中能表示射水鱼观察到小昆虫的光路是（　　） A． B．C． D． 【答案】D 【解析】射水鱼在水中看到水面上方留的昆虫等猎物，是因为水面上方的昆虫等猎物“发出”的光射向水面，发生折射，再进入射水鱼的眼睛中，因此光的传播路线是由空气→水中。根据光的折射定律可知，光从空气中斜射入水中时，折射光线向法线偏折，折射角小于入射角，故ABC不符合题意，D符合题意。故选D。 13．某校新建成一个喷水池，在池底中央安装了一只射灯。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。现往池内一直注水，当水开始漫过射灯直至水面升至b位置，人看到亮斑的位置（　　） A．一直上升 B．一直下降 C．先上升再下降 D．先下降再上升 【答案】A 【解析】如图所示，往池内一直注水，当水开始漫过射灯位置时，发生折射，根据折射定律，光从水斜射入空气中，折射角大于入射角，折射光线偏离法线，人看到亮斑的位置在S点下方，如下图所示： 随着水面不断上升，光斑的位置也逐渐上升，向着S点逐渐靠近。当水开始漫过S点位置时，光斑在水中反射到水和空气的界面后，斜射入空气中，光从水斜射入空气中，折射角大于入射角，折射光线偏离法线，人看到的是在折射光线反向延长线上光斑的虚像，虚像的位置在光斑的上方，如下图所示： 所以当水开始漫过射灯直至水面升至b位置，整个过程中人看到亮斑的位置是一直在上升；故A符合题意，BCD不符合题意。故选A。 14．如图所示，光沿CO射向半圆形玻璃砖的圆心O，分别透过平直界面AOB和圆弧形界面AMB时的光路。则在玻璃中的光线为____________（选填“OD”或“OE”），光射出圆弧形界面AMB时的光线为：____________（选填“DF”、“DG”、“EH”或“EI”）。 【答案】 OE EI 【解析】[1]光线从空气斜射入玻璃砖时，折射光线向法线偏折，折射角小于入射角，则在玻璃中的光线为OE。 [2]当折射光线OE从玻璃砖进入空气时，由于此光线经过圆心O，当到达第二个折射面时，与该入射点所处的切线垂直，因此第二次折射光线的传播方向不变，故射出圆弧形界面AMB时的光线为EI。 15．一束光线射入玻璃砖与上表面夹角为 60°，则反射角为_______，若使入射角角度变化，则入射角与折射角大小变化情况 ________（“相同”“不相同”）。 【答案】 30° 相同 【解析】[1]由题意知，入射光线与玻璃界面的夹角为60°，那么入射角为30°，据光的反射定律知，反射角也为30°。 [2]当入射角增大时，折射角也随之增大，反之，入射角减小，折射角减小，即入射角与折射角大小变化情况是相同的。 16．孩子在湖边观鱼，这条鱼实际在C点处，但孩子看见鱼是在D点处。则小孩这样看的结果是因为从水下发射的光发生了________，所看的是鱼的________像（填实像或虚像），光是从______________（选填“空气中射到水中或”或“水中射到空气中”）， 【答案】 折射 虚 水中射到空气中 【解析】[1][2][3]鱼实际位于C点，它反射的光由水斜射入空气时，在水面上发生折射，折射角大于入射角，折射光线远离法线，折射光线向水面偏折射向B点，人眼逆着折射光线的方向看去，看到的“鱼”位于D点。 17．小明乘坐竹筏游览西湖，当船工用长直的竹篙斜插入水中撑行时，小明从侧面观察到了如图所示的情景。小明依据所学的知识判断出CO是由于光的_________形成的_________像（选填“实”或“虚”）。竹篙A点距水面的高度为1.4m，则AB两点间的距离为_________m。 【答案】 折射 虚 2.8 【解析】 [1]如图所示的情景，CO是由于光的折射形成的斜插入水中竹篙的虚像。 [2]水面相当于平面镜，BO是由光的反射形成的竹篙水上部分AO的虚像。 [3]竹篙A点距水面的高度为1.4m，根据平面镜成像时像与物到镜面距离相等的特点可知，B点距水面高度也为1.4m，则AB两点间的距离为1.4m十1.4m＝2.8m 18．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），而是太阳光经过不均匀的大气层发生了________（选填“反射”或“折射”）所成的像，太阳实际在图中________（选填“甲”或“乙”）的位置，人眼所看到的太阳是________（选填“实”或“虚”）像。在特殊的日子会看到日食现象，此时，地球、月球、太阳三者位置关系，________位于中间。 【答案】 折射 乙 虚 月球 【解析】[1][2][3]太阳落山时，太阳的实际位置在地平线下面，但太阳光经过不均匀的大气层时发生了折射，通过折射我们看见了太阳的虚像（即观察到的落日），此时，太阳的实际位置在图中的乙位置。 [4]当月球转到太阳和地球中间并且三者在一条直线上时，月球挡住了太阳照射在地球上的光线，地球处在月球的影子里，这就形成了日食。 19．如图所示，S' 是人眼在P 处透过水面看见的河底一颗白色鹅卵石的___________（选填“实像 ”或“虚像 ”），这像是由光的折射形成的，鹅卵石真实位置在 S ' 的下方。若在 P 处用 激光手电对准虚像S ' 照射，手电发出的光恰好能照射到河底的鹅卵石上，这体现了___________。 【答案】 虚像 折射时光路是可逆的 【解析】[1]光从一种介质斜射入另一种介质，光路会发生改变，所以看到水中的鹅卵石是由光的折射形成的，即看到水中的鹅卵石的虚像是光的折射现象。 [2]根据光路的可逆性，P处用激光手电发出的光能射到河底的鹅卵石上。 20．如图，一束光射向一块玻璃砖，并穿过玻璃砖。画出这束光进入玻璃和离开玻璃后的折射光线（注意标出法线和离开玻璃后的折射角）。 【答案】 21．如下图所示，画出光通过玻璃三棱镜时的光路。 【答案】 22．如图，将一平面镜斜放在装有水的水槽中，有一束光线垂直射向水面如图所示，请画出这束光线在水中行进最后射出水面的光路图。 【答案】 23．如图，向碗中加水至图示位置，请画出人眼刚好看到硬币上P点的光路图。 【答案】 24．如图，在平静的湖边上方有一盏路灯，潜水员在水下E处看到了路灯的像。图中A、B两点，其中有一个是路灯，另一个是路灯的像，在图中画出水下E处的潜水员看到路灯的光路图。 【答案】 25．小明探究“光的折射规律”时，做了两个实验，如图所示．对比两图，你有什么发现？_______________________________________．根据这两幅图，请你提出一个有探究价值的问题：_____________________________________________． 【答案】 在入射角相同时，不同介质中的折射角不同 影响折射角大小的因素是什么？ 【解析】第一空．如图，入射角都是60°，甲图中介质是水，乙图中介质是玻璃，介质不同，折射角不同，可以得到结论是：在入射角相同时，不同介质中的折射角不同； 第二空．那么为什么介质不同，折射角不同呢？影响折射角大小的因素是什么？ 26．小强同学利用如图所示的实验装置探究“光的反射和折射规律”。在玻璃水槽中竖直放置的光屏是由E和F两个半圆形光屏组成的，NOM为两半圆的分界线，其中光屏F可绕直径NOM前后折转。实验测量数据如表所示： 入射角α 0° 30° 45° 60° 反射角γ 0° 30° 45° 60° 折射角β 0° 22° 32° 41° （1）当光从空气射入水中时的传播方向 _________（选填“一定”或“不一定”）发生改变； （2）由表中数据可知，光从空气斜射入水中时，折射角 ________（选填“大于”、“等于”或“小于”）入射角，且折射角随着入射角的增大而 _________； （3）由表中数据可知，当光从水中以32°入射角斜射到空气中时，折射角为 ________°； （4）小明同学在实验时，当他沿AO方向射入一束光，F光屏上没有反射光和折射光，可能原因是 ________________________________________________。 【答案】 不一定 小于 增大 45 F光屏绕直径NOM向前或者向后折转了一定角度 【解析】（1）[1]当光从空气中垂直射入水中时，传播方向不变；当光从空气中斜射入水中时，传播方向发生改变。故光从空气射入水中时的传播方向不一定发生改变。 （2）[2][3]由表中数据（或由光的折射规律）可知，后三组对应的数据中，折射角都小于入射角。所以光从空气斜射入水中时，折射角小于入射角；且折射角随着入射角的增大而增大。 （3）[4]从表格中数据可得，当空气中的入射角为45°时，水中的折射角为32°。由光路可逆得，当光从水中射向空气，若入射角为32°，则光在空气中的折射角为45°。 （4）[5]根据光的反射和折射规律，入射光线、折射光线、反射光线始终处于同一平面内。因为光线AO是贴着E光屏入射的，所以只要F光屏与E光屏在同一平面内，在F光屏上就能看到反射光线和折射光线。而题中F光屏上没有反射光和折射光，说明F光屏与E光屏并不在同一平面，原因是F光屏绕直径NOM向前或者向后折转了一定角度。 课后练习 1．周末小明和妈妈在湖边树荫下乘凉，观察到下列现象，其中由于光的折射而产生的是（　　） A．湖面波光粼粼 B．树荫下的圆形光斑 C．湖中鱼游“浅”底 D．湖中出现了天空中的白云 【答案】C 【解析】A．湖面波光粼粼，这是因为太阳光射在湖面上发生镜面反射造成的，故A不符合题意； B．树荫下的圆形光斑，是太阳经浓密树叶之间的空隙在地面上形成的实像，这种现象叫小孔成像，是由于光的直线传播形成的，故B不符合题意； C．湖中鱼游“浅”底，意思是湖水中的物体看起来变“浅”了，这是因为水中物体发出的光线射向空气中时，在水面处发生了折射，折射角大于入射角，逆着折射光线看物体，好像变“浅”了，故C符合题意； D．湖中出现了天空中的白云，是由于光的反射，天空中的白云在水中形成的虚像，故D不符合题意。故选C。 2．一束光线与水面成锐角由空气斜射入水中时，入射角为α，反射角为β，折射角为γ，则（　　） A．α>β>γ B．α=β>γ C．α=β<γ D．α<β<γ 【答案】B 【解析】一束光线与水面成锐角由空气斜射入水中时，由于反射角等于入射角，所以β=α；当光从空气斜射入水中时，折射角小于入射角。即γ<α，则α=β>γ。 故选B。 3．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，如图所示。游客看到熊身体的光路图是（　　）  A． B． C．   D．   【答案】A 【解析】游客看到的熊“身首异处”，是因为熊反射的光线从水中斜射进入空气中时发生了折射。光从水中斜射进入空气中，折射角大于入射角，人逆着折射光线看，看到的是熊的虚像。故A符合题意，BCD不符合题意。故选A。 4．将一长方形玻璃砖沿对角线切开，并分开一段距离放置，所图所示．四条光线沿图示位置入射，能得到右边出射光线的只可能是（　　） A．光线a B．光线b C．光线c D．光线d 【答案】C 【解析】 光线垂直于界面入射时，光线的传播方向不变；光从左侧玻璃中斜射入空气中时，折射角大于入射角，故从左侧玻璃中出来的折射光线会向上偏折； 光从空气中斜射入右侧玻璃中时，折射角小于入射角（此时的折射角等于左侧玻璃中的入射角），故折射光线与原入射光线平行射出，即最后射出的光线如上图所示；d光线由于未垂直界面入射，因此无法垂直射出，故选C． 5．如图是小明眼睛在N点看到鱼缸内M点处鹅卵石的光路图．鱼缸内注入更多水后，小明的眼睛在N点仍然可以看到鹅卵石。选项中带箭头的虚线代表原来的光路，能正确反映水变多后小明看到鹅卵石的光路图是（　　）  A． B． C． D．   【答案】C 【解析】鱼缸内注入更多水后，小明的眼睛在N点仍然可以看到鹅卵石，所以最终光线要通过N点，因为水增加了，按照原来入射光线的方向，最终折射光线不可能再过N点，需要增大入射角，从而增大折射角，故ABD不符合题意，C符合题意。故选C。 6．在天宫课堂中，航天员王亚平将空气注入水球，形成的气泡球与水球的球心都在O点。一束光线从空气射入水球的光路如图所示，其中球心O与入射点的连线为法线。则进入气泡球的折射光线可能为（　　） A．① B．② C．③ D．④ 【答案】A 【解析】 如图所示，连接O2与O，即为第二次折射的法线； B．从水中斜射入空气，会发生偏折，而②是传播方向不变，故B不符合题意； C．从水中斜射入空气，折射角大于入射角，故C不符合题意； D．根据折射光线与入射光线分居法线两侧，故D不符合题意； A．综上所述，只有①满足折射光线与入射光线分居法线两侧，且折射角大于入射角，故A符合题意。故选A。 7．有经验的渔民都知道：只有瞄准看到的鱼的下方才能叉到鱼。对此做法解释正确的光路图是（　　） A． B．C．D． 【答案】B 【解析】水中鱼反射出的光，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，看到的是变浅的鱼的虚像。所以有经验的渔民应该用鱼叉瞄准看到鱼的下方位置，才能将鱼叉到；故B正确、ACD错误。故选B。 8．一根铅笔斜插入水中，如图中能较真实地反映人观察到的铅笔的情况是（　　） A． B．C． D． 【答案】B 【解析】把一根铅笔斜插入水中，水中的铅笔反射的光斜射到水面发生折射，折射光线远离法线偏折，人看到铅笔好像在水面上折断，且水下部分看上去向上弯折。故ACD不符合题意，B符合题意。故选B。 9．如图所示，光在玻璃或空气的界面CD同时发生了反射和折射，以下说法正确的是（　　） A．入射角为 60°，界面右侧是空气 B．折射角为 45°，界面右侧是玻璃 C．入射角为 30°，界面左侧是玻璃 D．入射角为 30°，界面右侧是玻璃 【答案】C 【解析】已知CD是界面，过入射点O作出法线，则由图可知，∠AOC=60°，BO为入射光线，OA为反射光线，OE为折射光线，反射角为∠NOA=90°-60°=30°根据反射规律，入射角为∠NOB=30°折射角∠EOM=90°-45°=45°>30°当光线从其它介质斜射入空气时，折射角大于入射角，所以CD的右侧是空气，左侧是玻璃，故C正确，ABD错误。 故选C。 10．人在B处观察到一个彩色玻璃球沉在水池底A处，如图所示。B处用激光射到玻璃球上，则激光应对着（　　） A．正对A点 B．A点的上方些 C．A点的下方些 D．A点的左侧 【答案】A 【解析】连接BA，过折射点做法线，根据光从空气斜射入水中，折射角小于入射角，画出折射光线的位置，虽然人看到的A点是玻璃球的虚像，玻璃球的实际位置在A点的正下方，因为激光在进入水的时候也会发生折射，所以沿着A点照射，激光刚好照在玻璃球上，如图所示： 故A符合题意，BCD不符合题意。故选A。 11．如图所示，两个并排且深度相同的水池，一个未装水，另一个装水，在两池的中央各竖立一长度相同且比池深略长的标杆，此时，阳光斜射到水池。下列关于两水池中标杆的影子的说法中，正确的是（　　）    A．两池中标杆影子长度相同 B．装水的池中标杆影子较长 C．未装水的池中标杆影子较长 D．装水的池中标杆没有影子 【答案】C 【解析】左图中，对于没有装水的容器，据光的直线传播规律可知，在杆的右侧会形成影子；右图中装水的容器，从杆的顶端射过的光线到达水面处会发生折射，由于光从空气斜射入水中时折射角小于入射角，折射光线比原来的光线（沿直线传播的情况）更靠近标杆，则此时影子的长度会变小。故C正确，ABD错误。故选C。 12．手电筒发出的光竖直向下照射到一个空烧杯底部，光线投射到烧杯底部形成一个圆形光斑（如图中虚线所示）.当再向烧杯中注水到一定高度时，烧杯底部的光圈会变为如图中的（　　） A． B． C． D． 【答案】B 【解析】当光从空气斜射入水中时，折射角小于入射角，如图为最左边和最右边折射光线的光路从图中可以看出，折射光线在原来光线的内侧，故B正确． 13．如图所示，把由同种玻璃制成的正方体玻璃砖A和半球形玻璃砖B放在报纸上，若正方体的边长和半球的半径相同，则人从正上方沿图中虚线（中心线）方向往下看中心线对准的文字（　　） A．A和B中看到的都比实际的高 B．A中看到的比实际的高，B中看到的比实际的低 C．A中看到的比实际的高，B中看到的与实际的一样高 D．A和B中看到的都与实际一样高 【答案】C 【解析】从半球形玻璃砖B正上方沿图中虚线（中心线）方向往下看中心线对准的文字，字反射的光进入玻璃时都经过球心，沿法线传播，光的传播方向不变，光线的反向延长线的交点仍在字处，位置不变；但正方体玻璃砖A下的字反射的光除垂线那条外，都是斜射入玻璃砖中，在界面处会折射，折射光线反向延长线的交点就是字的像，比字的位置高． 即：A中看到的比实际的高，B中看到的与实际的一样高． 故选：C． 14．某校新建成一个喷水池，在池底中央安装了一只射灯。射灯发出的一束光照在右边的池壁上，当池内无水时，站在池旁左边的人，看到在S点形成一个亮斑，如图所示。现往池内灌水，水面升至a位置时，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点的上方，Q点在S点的下方 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点的下方，Q点在S点的上方 【答案】D 【解析】往池内注水，水面升至a位置时，发生折射，根据折射定律，P点如下图所示： 水面上升至b位置时，光线先在水池壁反射，再折射出水面，根据反射定律和折射定律，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D符合题意，ABC不符合题意。 故选D。 15．如图所示，一束光在空气和玻璃的分界面上同时发生反射和折射，其光路如图所示，则下列判断正确的是（　　） A．AO是入射光线，入射角为67.5° B．AO是入射光线，反射角为45° C．CO是入射光线，折射角为22.5° D．CO是入射光线，反射角为45° 【答案】C 【解析】解：AB．若AO是入射光线，OC是反射光线时，OB为折射光线，此时的入射角为135°＝67.5°，反射角为67.5°，如图； 则OA和OB在法线的同侧，不符合光的折射规律；OB是反射光线时，OC为折射光线，此时的入射角为90°＝45°，反射角为45°，此时折射光线OC与法线重合了，不符合光的折射规律，故AB错误； CD．若CO是入射光线，OA是反射光线时，OB为折射光线，此时的入射角为135°＝67.5°，反射角为67.5°，则OB和OC在法线的异侧，符合光的折射、反射规律，如图 ； 由图可知MN是法线，PQ是界面；折射角为∠BON ∠AOQ＝∠MOQ﹣∠AOM＝90°﹣67.5°＝22.5° ∠BOQ＝∠AOB﹣∠AOQ＝90°﹣22.5°＝67.5° 所以折射角为∠BON＝∠NOQ﹣∠BOQ＝90°﹣67.5°＝22.5° 由图可知∠COB＝360°﹣135°﹣90°＝135° ∠COA和∠COB相等，则OB为反射光线时的情形与OA是反射光线时的情形相同，此时的反射角为67.5°，故C正确，D错误。故选C。 16．当光从一种透明介质射入另一种透明介质中时，传播方向________发生偏折（选填“不一定”或“一定”）。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所示，其中折射角为∠________（选填“1”、“2”或“3”），分界面为______（选填“①”“②”）。分界面的________方为水，当入射角减小时，反射光线与折射光线的夹角将__________（选填“变大”、“变小”或“不变”）。 【答案】 不一定 2 ② 上 变大 【解析】[1]当光从一种透明介质射入另一种透明介质中时，传播方向不一定发生偏折，例如当光线垂直于界面入射时，光线的传播方向不变。 [2][3][4]由图可知，∠1=∠3，根据光的反射规律可知，此时的①为法线，②为界面；光发生反射时，反射光线与入射光线分居在法线的两侧，发生折射时，折射光线与入射光线分居在法线的两侧，所以CO 为入射光线，OA为反射光线，OB为折射光线，折射角为∠2，入射角为∠3，折射角大于入射角，所以光线是从水中斜射入空气中，即界面的上方是水。 [5]当入射角减小时，反射角减小、折射角减小，反射光线与界面的夹角增大，折射光线与界面的夹角增大，反射光线与折射光线的夹角将变大。 17．如图甲所示，一束激光AO从空气斜射入玻璃砖，折射后从另一面射出，其出射点可能为______（填字母）；若增大入射角，出射点会________（选填“往左”、“往右”或“不变”）．如图乙所示，为保护餐桌往往在餐桌上放上玻璃垫，当我们吃饭时，看到桌子上的花纹会比实际花纹的位置______（选填“高”、“低”或“不变）． 【答案】 C 往右 高 【解析】根据折射定律可知光从空气斜射入玻璃砖，折射光线向靠近法线方向偏折，折射角小于入射角，故甲图中其出射点可能为C；入射角增大，折射角也增大，出射点会远离法线，即往右；为保护餐桌往往在餐桌上放上玻璃垫，当我们吃饭时，看到桌子上的花纹会比实际花纹的位置高，这是由于光在界面发生了光的折射现象所形成的．根据折射角大于入射角可知，花纹的像将向上移动，比花纹实际的位置高． 18．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），而是太阳光经过不均匀的大气层发生了________（选填“反射”或“折射”）所成的像，太阳实际在图中________（选填“甲”或“乙”）的位置，人眼所看到的太阳是________（选填“实”或“虚”）像。在特殊的日子会看到日食现象，此时，地球、月球、太阳三者位置关系，________位于中间。 【答案】 折射 乙 虚 月球 【解析】[1][2][3]太阳落山时，太阳的实际位置在地平线下面，但太阳光经过不均匀的大气层时发生了折射，通过折射我们看见了太阳的虚像（即观察到的落日），此时，太阳的实际位置在图中的乙位置。 [4]当月球转到太阳和地球中间并且三者在一条直线上时，月球挡住了太阳照射在地球上的光线，地球处在月球的影子里，这就形成了日食。 19．室内游泳池上方离水面6m处有一盏灯，小明从池边看到该灯在水中的倒影正好贴在池底上，则池中水的实际深度应_______6m（选填“>”、“=”或“<”）；该灯在水中倒影的亮度和游泳池上方该灯的亮度相比：________________________（选填“两者相同”、“前者亮些”或“前者暗些”），理由是________________________________________． 【答案】 > 前者暗些 有一部分光折射进入水中，没有全部反射 【解析】试题分析：平面镜成的是正立等大的虚像，像和物关于镜面对称．灯在水中的倒影距离水面6m．由于光的折射，我们逆着折射光线的方向看到是水中池底的变浅的虚像，所以，池中水的实际深度应大于6m；该灯在水中倒影的亮度和游泳池上方该灯的亮度相比前者暗些，是因为光在水面处同时发生反射和折射，有一部分光折射进入水中，没有全部反射． 20．如图所示，一束光在两种介质的分界面处同时发生了光的反射和折射，分析图可知：折射角大小为___________（填折射角度数大小）；若入射角变为20°，则反射光线和折射光线的夹角度数___________（选填“大于”“小于”或“等于”）100°。 【答案】 60° 大于 【解析】[1]由图可知 与对称，也为30°，根据反射角等于入射角，所以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一定为折射光线，GO为入射光线，OE为反射光线；由图可知，折射角为 [2]由图可知，当入射角为30°时，反射光线和折射光线的夹角等于60°+30°=90° 若入射角变为20°，则反射角也是20°，则 由于入射角从30°减小到20°，减小了10°，而折射角大于入射角，则折射角减小的幅度要大于10°，即折射角小于50°，则大于40°，反射光线和折射光线的夹角等于的和，即大于100°。 21．在研究光的折射规律时，小明在水中放置一密闭的薄壁透明长方体容器（容器中有空气），当一束光从容器上方的水中斜射入容器中时，光的传播速度将_________（选填“变大”“变小”或“不变”），最后光从容器中射出后再次进入水中的光线可能是图中的_____（选填“a”“b”“c”或“d”）。 【答案】 变大 a 【解析】[1]光在水中的传播速度小于光在空气中的传播速度，所以光从水中射入空气中时，速度将会变大。 [2]当光从水中斜射入空气中时，折射光线远离法线；当光从空气中斜射入水中时，折射光线偏向法线，根据光路的可逆性可知，最后光从容器中射出后再次进入水中的光线与最初的光线平行，所以可能是图中的a线。 22．在“预防溺水”主题班会课上，主持人小明用光路图来解释“水池变浅”的道理：池底A点射出的光线经过水面折射进入B点的人眼，C点是人眼看到的池底A点像的位置。请你在图中画出入射光线、折射光线，并标出折射角r。 【答案】 23．在图中画出垂直于玻璃砖的光线OP经过玻璃砖射出的光路图； 【答案】 24．游泳是一项有益身心健康和健美体型的运动，但同时存在安全隐患。如图所示，某游泳馆救生员在泳池边的高椅子上注视着泳池中的动向。他发现由于泳池边缘的阻挡，池底有一块视觉盲区监管不到。请画出一条光线从池底盲区边缘处刚好射入救生员眼睛的光路图。 【答案】 25．我们站在桥上看水中的风景，桥下的鱼也在水中看着我们。已知A和B，一个是真的我们，一个是我们的像。请完成鱼在水中看我们的光路图。 【答案】 26．运钞车车厢内，人眼挨着玻璃砖观察车外，请通过光路作图（保留痕迹），标出人眼看到车外的范围． 【答案】 27．一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】   28．图中，小明的眼睛在C处，图示是小明刚好看到水中杯底硬币的A端的光路，在图中用箭头标明光的传播方向；向杯中缓慢注水，在图中画出小明刚看到硬币B端时水面的位置。 【答案】 29．（1）如图所示，一个玻璃三棱镜的截面为等腰直角△ABC，∠A为直角，一束红光平行于BC边从S点射入三棱镜，经AB面折射后，又在BC面发生反射，然后恰好从P点折射后射出，请画出这个传播过程的光路图。 （2）一束激光a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】 30．如图所示，A是树上的野果，B是水中鱼的嘴巴，C是人眼。某一时刻，人眼刚好看到水中小鱼（虚像）正在吃水中树上的野果（虚像），请画出野果在水中像的位置A'以及人眼看到小鱼嘴巴B'的光路图。（保留作图痕迹） 【答案】 31．小明同学在探究光的折射规律时，意外发现：当光沿某方向从半圆玻璃砖射向空气时，折射光消失而反射光却变得更亮，老师告诉他这是光的全反射现象。课后，小明查到光从玻璃射向空气时的一些数据如表 入射角i 0° 10° 20° 30° 40° 41.2° 41.8° 42° 折射角r 0° 15.2° 30.9° 48.6° 74.6° 81° 90° / 反射能量 5% 7% 26% 43% 77% 84% 100% 100% （1）分析以上数据可知光从玻璃射向空气时，折射角随入射角的变化关系是 ______；光从玻璃斜射向空气时，反射能量随着入射角的增大而 ______；当光从空气斜射向玻璃时，入射角为81°时，折射角为 ______； （2）分析表中数据可知，光从玻璃斜射向空气时，当入射角≥______时，反射能量达到100%，就发生了全反射现象； （3）由表格数据可知：图中图线______（选填“a”或“b”）反映了上述实验中的两角关系； （4）根据光路可逆，请猜想：若光从空气斜射向玻璃，______（选填“能”或“不能”）发生全反射，理由是______。 【答案】 折射角随入射角的增大而增大 增大 41.2° 41.8° a 不能 根据光路可逆，当光从空气斜射向玻璃时，折射角小于入射角，因此折射光线不能消失 【解析】（1）[1][2]分析表中数据可知，光从玻璃斜射向空气时，入射角增大后折射角及反射能量都增大。 [3]由表中数据可知，光从玻璃斜射向空气时，入射角为41.2°时，折射角为81°。因为在光的折射现象中光路是可逆的，所以，当光从空气斜射向玻璃时，若入射角为81°，则此时折射角为41.2°。 （2）[4]根据表中数据可得，光从玻璃斜射向空气时，当入射角≥41.8°时，反射能量达到100%，就发生了全反射现象。 （3）[5]光从玻璃斜射向空气时，折射角随着入射角的增大而增大，且折射角总大于入射角。图线b中，当入射角等于45°时，折射角也等于45°；图线a中的折射角始终大于入射角，且入射角接近45°时，折射角达到90°（即发生全反射），符合题意，因此图线a反映了折射角与入射角的关系。 （4）[6][7]根据光路可逆，当光从空气斜射向玻璃时，折射角小于入射角，因此折射光线不能消失，则不能发生全反射现象。 32．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，如下图甲所示。 （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，他看到了如图乙所示的光路（AOC为同一直线）你认为出现光线OC是因为 ____________________所致，鉴于本实验的目的，此时最应该记录的两条光线是 _________； （2）接下来他要观察光从空气中进入水中的情况，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。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，小彬通过缓慢改变水槽中的水量来探究光的传播现象； （5）图1水槽中未注水时可在侧壁上A处得到一个光点，注入一定量的水后，光点移至B处，这是由于光在水面处发生了光的折射现象，此时入射角 _______角θ（θ为折射角，选填“大于”“等于”或“小于”） （6）为使B处的光点移至C处，则应使水槽中的水量 _______，若BC间距离为2cm，则水面高度的变化量Δh _____2cm（选填“＞”“＝”或“＜”）； （7）如图2所示，小彬将激光笔移至虚线框内向水槽底部照射，为使光束第一次从水面射出后沿DE方向传播，则激光笔照射的方向应满足的条件是 _________，且激光笔照射在水槽底部的位置必须在区 _____（选填“①”“②”或“③”）内。 【答案】 有部分光线并没有通过玻璃砖，而依旧在空气中传播 AO和OB 入射光线重合 介质 玻璃 玻璃 小于 增加 ＞ 平行于DE ② 【解析】（1）[1]光线AO到OC，光的传播路线没有改变，说明光在同一种均匀介质中传播，所以可以判断有部分光线并没有通过玻璃砖，而依旧在空气中传播。 [2]本实验探究光的折射规律，要记录光的折射光线和入射光线，所以要记录的两条光线是AO和OB。 （2）[3][4]探究光在玻璃和水的折射能力，要控制入射光线相同，还要控制A点所在的介质相同，观察折射光线和折射角的变化情况，所以入射光线应从A点向O点射入，这是为了保证入射光线重合，并且介质相同。 （3）[5]如乙丙图，当光在空气中传播时AO入射，OC传播；当光线从空气斜射入水中，AO入射，OE传播；当光线从空气斜射入玻璃中，AO入射，OB传播，比较两条折射光线OB和OE，OB偏离OC更多，所以玻璃和水这两种介质对光的偏折能力较强的是玻璃。 （4）[6]光从空气斜射入玻璃中的偏折能力比在水中的偏折能力强，根据光路是可逆的，当光从玻璃斜射入空气中时的偏折能力比光从水中斜射入空气中时的偏折能力强，所以从玻璃中射出的折射光线更远离法线。 （5）[7]水槽中未加水时，由于光的直线传播，激光射到侧壁上的A点，当水槽中加水时，光点下移到B点位置，这是由于光的折射现象引起的，当光从水中射入空气中时，折射角大于入射角，此时入射角小于角θ。 （6）[8]因入射角和折射角都不变，要使B处的光点向上移到C处，则应使水槽中的水量增加。 [9]若BC间距离为2cm，因两次折射光线是平行的，如下面图1所示，则水面高度的变化量大于2cm。 （7）[10][11]将激光笔移至虚线框内向水槽底部（厚度可忽略不计）照射，因光从空气斜射进入水中和从水斜射进入空气中时，两次发生折射，由于光路是可逆的，则最终的折射光线与最初的入射光线是平行的，所以激光笔应该与DE平行入射到区域②的位置，才能实现，如下面图2所示： 2 学科网（北京）股份有限公司 $$