第09讲 光的折射-【暑假自学课】2025年新八年级物理暑假提升精品讲义（苏科版2024）

第09讲 光的折射 内容导航——预习三步曲 第一步：学 析教材 学知识：教材难点疑点讲析、全方位预习 练习题 讲典例：典型例题学解题、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 光的折射现象 问题： 折射光与入射光有什么不同？ 提示： 比较 折射光 入射光 方向 折射光与入射光的传播方向一般不同，当光垂直入射，折射光的方向不变。 介质 折射光与入射光在不同的介质中 速度 折射光与入射光所在介质不同，不同介质中光速不同 强度 折射光比入射光的强度弱 1.观察光的折射现象： （1）实验操作 器材：方形透明水槽、水、激光笔、纸条和少许牛奶 步骤： ①在纸条上标记一点O，将水槽放在水槽，使标记点偏在水槽一侧。 ②调整并固定好激光笔，使其射出的一束光斜射到水槽底面纸条上的O点，如图。 ③保持激光笔和水槽不动，向水槽中加水，观察水槽底部光斑位置。 （2）实验现象 随着水槽中水位上升，水槽底部光斑不断向左移动。 入射光和水槽位置不变，而水槽底部光斑位置发生了改变，这说明光在传播过程中光的传播方向发生了改变。 （3）实验验证 将几滴牛奶滴入水槽的水中，并搅拌均匀。用一玻璃盖住水槽口，将一支香点燃并伸入到水槽水面上面，等水面上方有一定烟雾后，撤去点燃的香。 从水槽侧面观察，水面上方空中光是沿直线传播的，水面下方水中光也是沿直线传播的。 光的传播方向在水面处，传播方向发生改变。 （3）实验结论 光从一种介质斜射入另一种介质时，传播方向发生偏折。 2.光的折射中几个名词： 名词 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NN/ 入射角 入射光线与法线的夹角α 反射角 反射光线与法线的夹角β 折射角 折射光线与法线的夹角γ 知识点2：探究光的折射特点 问题： 光的折射特点与光的反射定律有什么相同点和不同点？ 提示： 比较 光的折射特点 光的反射定律 相同点 1.“三线关系”：折射光线（反射光线）与入射光线、法线的位置关系。 2.“两个角的关系”：折射角（反射角）与入射角的大小关系 不同点 1.光斜射时，折射角与入射角不等，而反射角与入射角大小相等。 2.折射角和入射角的大小关系与入射方向有关。 1．三线的位置关系： （1）实验装置如图所示。向水槽中注水，使水面恰好通过背景屏的圆心O。 将一束光从法线左侧空气经圆心O射入水中，观察背景屏上显示的光路。折射光线、入射光线和法线在同一平面内。折射光线在法线右侧。 将一束光从法线右侧空气经圆心O射入水中，观察背景屏上显示的光路。折射光线、入射光线和法线在同一平面内。折射光线在法线左侧。 2．两角的大小关系： （1）将一束光从空气经圆心O射入水中，观察折射光线的偏折方向，发现此时折射光线偏向法线。即折射角小于入射角。 （2）逐步增大入射角，发现此时折射光线仍偏向法线，折射角仍小于入射角，但折射角随入射角增大而增大。 （3）将一束光从水中经圆心O射入空气，观察折射光线的偏折方向，发现此时折射光线偏离法线。即折射角大于入射角。 （4）逐步减小入射角，发现此时折射光线仍偏离法线，折射角仍大于入射角，但折射角随入射角减小而减小。 （5）让光垂直于水和空气的分界面，观察折射光线传播方向，发现此时折射光的传播方向不变，即折射角等于入射角，等于零。 3．折射光路是可逆的： （1）将一束光从空气经圆心O射入水中，记下入射光和水槽下方的折射光位置。 （2）将一束光沿刚才折射光的位置，从水中经圆心O射入空气中，观察此时折射光的位置。 （3）发现：此时的折射光刚好在原来入射光的位置。 说明：光折射时，折射光路是可逆的。 3．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）光从空气斜射入其他介质中，折射光线偏向法线，折射角小于入射角（空中的“角”大）； 光从其他介质斜射入空气中，折射光线偏离法线，折射角大于入射角（空中的“角”大）； （4） 入射角增大时，折射角也随着增大； 知识点3：光的折射特点的应用 问题： 夜晚抬头看天空中的星星，常常发现星星会眨眼，这是什么原因？ 提示： 地球表面有一层厚厚的大气，大气层是不均匀而且是流动的，当远处的星光射入大气层会发生折射，折射光射入眼睛，人们就见到了星星。因为大气层是流动的，不稳定，进入大气层的折射光的传播方向会随大气的流动改变传播方向，造成折射有时射入人眼，有时又不能射入人眼。 1.光的折射成像的实质： 如图，光从水池底部射入人眼的传播过程中，在水与空气的分界面光的传播方向发生改变，人眼见到的是物体射出的光线经折射形成的像。 像的实质：折射光线的反向延长线相交而成的虚像。 像的位置：人在空气看其他介质中的物体经折射而成的像，像的位置在真实物体的上方。 2．解释有关光的折射现象 ： （1）潜水员见到岸上树的“B点”时，光是从空气斜射入水中。射入潜水员眼中的折射光线，潜水员认为光是沿直线传播的，实际上光在水面处发生偏折，人所见的“B点”也就是在折射光线的反向延长线上。 为确定人眼所见像的位置，需再作一条B点射向水面的光线，并作出折射光线，将折射光线反向延长得到交点。交点即为人眼所见的像B/，人眼见到的是“B点”实质是B点经光的折射形成的虚像，像点B/在B点的上方，所以岸上的树看起来变高了。 （2）人眼见到水中的鱼时，光是从水中射向空气。射入人眼的折射光线在水面处发生偏折，人认为光是沿直线传播的，所见的鱼实质是折射光线的反向延长线的交点，即为光的折射现象形成的鱼的虚像，人眼见到的像在鱼上方，所以渔民应该往所看到鱼的下方叉。 3．光的折射光路作图： 折射光路作图时，抓住两点： 1.折射光线与入射光线分居在法线两侧。 2.弄清楚折射光线在空气、还是在其他介质中，空中的“角”大。 知识点4：生活中的光折射现象 问题： 平面镜成像时虚像，人眼是如何见到这个像的？ 提示： 物体射出的光经镜面反射后，有反射光射入人眼，人则感觉到像的存在。人以为光是沿直线传播的，人眼感觉到射入人眼的光好像是从反射光的反向延长线的交点（即像点）射出的。 1.人眼判断物体位置： （1）筷子“弯折”； 实质是水中筷子经折射成像，筷子的像在真实筷子的上方。 （2）池水变浅； 实质是池底各点射出的光经折射成像，各点的像在真实池底的上方。 （3）海市蜃楼； 远处地面上的物体射向大气层的光，发生了折射射入人眼，人以为光是沿直线传播的，实质是物体射出的光经折射而成的像。 典型例题1 例1．中华民族传统文化源远流长！如图所示的成语中所涉及的光现象，由于光的反射形成的是（　　） A．临川羡鱼 B．杯弓蛇影 C．海市蜃楼 D．一叶障目 临川羡鱼指的是岸上的人看水里的鱼，是光的折射现象，故A不符合题意； 杯弓蛇影是弓反射过来的光经酒面反射后射入人的眼睛，人看到的是弓所成的虚像，是光的反射现象，故B符合题意； 海市蜃楼的形成是光的折射现象，故C不符合题意； 一叶障目是指眼睛被树叶挡住，人看不到景物，是由于光的直线传播形成的，故D不符合题意。 故选B。 【答案】 B 典型例题2 例2．如图所示，一束光在空气和玻璃的分界面处发生反射和折射（图中入射光线、反射光线和折射光线的方向均未标出），折射角是 °，其中 （AB/CD）的 （上面/下面/左面/右面）是玻璃。 由图可知:∠EOD＝∠FOD＝75° 根据反射角和入射角相等可知，在AB的右边发生了光的反射，则AB是界面，CD是法线，左边的OG一定是折射光线；根据入射光线与反射光线、折射光线分居在法线的两侧可知，EO是入射光线，OF是反射光线；根据入射角、反射角和折射角的定义可知，入射角∠EOD＝75°，反射角∠FOD＝75°，折射角 ∠COG＝90°﹣30°＝60° 由于折射角小于入射角，所以AB的左面是玻璃、右面是空气。 【答案】 60 AB 左面 典型例题3 例3．小伟将装有一枚硬币的碗放在水平桌面上，调整视线至如图角度，沿杯壁缓慢注水，当水面达到MN（未画）时，刚好看到硬币A端，这是由于光的 ；当水面达到碗口时，刚好看到硬币B端，看到的“硬币”是 像；水面从MN到碗口上升距离H 硬币AB直径。 [1]小明将装有一枚硬币的碗放在水平桌面上，调整视线至如图角度，沿杯壁缓慢注水，当水面达到MN时，刚好看到硬币A端，这是硬币反射的光由水中斜射到空气中，发生了折射形成的。 [2]当水面达到碗口时，刚好看到硬币B端，由于看到的硬币是光的折射形成的，所以看到的“硬币”是 虚像。 [3]根据题意可知，两次折射光线的位置不变，则折射角不变，由光的折射规律可知，两次的入射角不变，所以两次的入射光线平行，如下图所示，可知水面从MN到碗口上升的距离H 大于硬币的直径AB。 【答案】折射 虚 大于 典型例题4 例4．水下的潜水员看岸边的观光者，他看到的是 （选填“变矮”或“变高”）的 （选填“实像”或“虚像”）。观光者看到水底有一块非常漂亮的鹅卵石，他想用激光笔照射这块鹅卵石，激光笔应瞄准 （选填“鹅卵石的上方”、“鹅卵石”或“鹅卵石的下方”）。 [1][2]潜入水中的人能看到岸上的人，是因为岸边的人反射的光经水面的折射后射到了潜水员的眼睛里。因为光在空气与水的界面会发生偏折，且折射角小于入射角，所以潜水员逆着光线来的方向看去，看到的是变高的虚像。 [3]如图：从A处发射激光，水中的“石”处有一块“鹅卵石”；连接AB，与水面的交点为入射点，过入射点做出法线，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B点是鹅卵石的虚像，鹅卵石的实际位置在B点的正下方，因为激光在进入水的时候也会发生折射，根据光路可逆可知，激光射向B点时，经水折射后激光也就刚好落在鹅卵石上了。 【答案】变高 虚像 鹅卵石 典型例题5 例5．请画出图中入射光线AO从空气斜射入湖水中折射光线的大致方向并标出入射角。 根据光的折射规律，当光从空气斜射入水中时，折射角小于入射角，折射光线靠近法线偏折；入射角是入射光线与法线之间的夹角，如图所示. 【答案】 典型例题6 例6．在防溺水教育活动中，学生被告知，池塘里水的实际深度比看起来的深度要深，不能贸然下水。我们利用光的折射规律就可以解释该现象。如图所示，水底位置A发出两条入射光线，在水面处会发生折射，请画出其折射成的像的光路图。 水底位置A发出两条入射光线，两条入射光线从水中斜射入空气中，折射角大于入射角，画出另一条折射光线，两条折射光线的反向延长线相较于像点，如图所示： 【答案】 / 考点一 光的折射现象 1．如图，小明在湿地公园的水塘边拍到白鹤停憩的照片，a是白鹤，b是白鹤的影子，c是白鹤的倒影，下列说法中正确的是（　　） A．能看到白鹤a，因为a是光源 B．倒影c，是光的折射形成的 C．影子b，是光沿直线传播形成的 D．白鹤的“倒影”比物体“黯淡”，是因为水面发生了漫反射 2．如图所示，郑州市动物园的湖面上有一只美丽的白天鹅，水下的“天鹅”是由于光的 　 　 形成的，且倒影看起来要“暗”一些，是由于有部分光在水面处发生了光的 　 　 （前两空均填“直线传播”“反射”或“折射”）；当白天鹅飞离水面，其像的大小 　 　 （填“变大”“变小”或“不变”）。 3．室内游泳池上方离水面4m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 　 　 4m（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 　 　 。 考点二 探究光的折射特点 4．下列关于光学实验的说法中，合理的是（　　） A．探究光的反射定律时，硬纸板可以显示光的传播路径 B．探究平面镜成像特点时，用玻璃板和镜子都可以 C．探究光的折射特点时，光从空气射入水中，传播方向一定会发生改变 D．小孔成像时，光屏上只能得到倒立、放大的实像 5．如图所示为探究光折射时的特点的实验，让光束斜射入装有水的杯中。 （1）在A处分别用红色、紫色激光以相同的角度入射，C处应该是 　 　 光； （2）A处只用红色激光入射，在B侧下方垫一个小木块C，使水杯倾斜一个小的角度，则折射光线 　 　 （选填“顺时针方向旋转”、“方向不变”或“逆时针方向旋转”）。 6．“探究光的反射定律和光的折射规律”的实验装置如图所示。请你完成下列问题： （1）如图甲所示，保持散光笔射出的入射光紧贴着光屏射向水面，若将圆形可折转光屏的右侧半个光屏以直径NOM为轴向后旋转一个角度，则正对纸面观察，在光屏上 　 　 （选填代表正确答案的字母）。 A.只能看到反射光路 B.反射光路和折射光路均看不到 C.只能看到折射光路 D.同时看到反射光路和折射光路 （2）如图乙所示、将一束光从一种介质斜射入另一种介质中，光发生了反射与折射，根据光的反射定律和光的折射规律可知图乙中折射光线与分界面的夹角为 　 　 。（填写夹角的度数） 考点三 光的折射特点的应用 7．如图所示，一束单色光从空气斜射到某液面上，与液面的夹角为30°，反射光线与折射光线的夹角为90°。下列说法正确的是（　　） A．∠AOM 是入射角，入射角为30° B．OC 是折射光线，折射角为30° C．∠M'OC是反射角，反射角为60° D．OB是反射光线，反射角为30° 8．一束激光射向平行玻璃砖后出现多束光线如图所示。如果光线a绕入射点逆时针转动时，光线b将会 　 　 （填“顺时针”或“逆时针”）转动；当激光沿着光线d射向玻璃砖时，光线会沿着d→c→a射出，这是由于折射时光路是 　 　 的。 9．光在同一种均匀介质中沿　 　 传播。池水看起来比实际的要　 　 ，这是由于光从水射入空气时发生的　 　 造成的，看到的是实际池底的　 　 像。如果垂直看水中的池底　 　 （选填“会”或“不会”）变浅。 10．如图所示，人眼在A点看见河里B点有一条小鱼，则水中小鱼实际位置大致在 　 　 （选填“P”、“B”、“N”或“Q”）点，由此可知，岸上的人看水中的物体会把物体看的比实际位置要 　 　 （选填“深”或“浅”）一些。 考点四 光的折射作图 11．请在图中画出光线从水斜射入空气中时大致的折射光线。 12．如图一束光从空气射向玻璃砖，并穿过玻璃砖，画出这束光进入和离开玻璃砖的折射光线。 13．如图所示，水中有一物体A，A′为岸上的人看到物体A的像，请画出人看到物体A的光路图。 知识导图记忆 知识目标复核 1.了解光的折射现象，比较折射光与入射光的异同，能识别折射光线和折射角。 2.分析实验现象归纳得出光的折射特点，完成简单的折射光路作图。 3.会运用光的折射特点作出通过不同介质观察到的像的位置。 4.通过观察和分析，运用光的折射特点解释有关折射成像的现象。 一．选择题 1．关于光现象的描述可以用光的折射来解释的是（　　） A．手的影子 B．水中桥的倒影 C．平面镜会聚太阳光 D．人看到水中的鱼 2．在河岸上用手电筒将平行光垂直照向平静的河面，进入水中的光（　　） A．速度变小，传播方向变化 B．速度变大，传播方向变化 C．速度变大，传播方向不变 D．速度变小，传播方向不变 3．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 4．湖中有一把水位标尺，看到鱼恰好在标尺的45cm处，水面在标尺的75cm处，那么下列分析中正确的是（　　） A．如果想叉鱼，应瞄准看到的鱼 B．如果想借助激光捕鱼，激光应瞄准看到的鱼的下方 C．水面上标尺的105cm处的倒影与看到的水面下标尺45cm处重合 D．水位如果升高，水面上标尺的105cm处的倒影可能与看到的水面下标尺45cm处重合 5．如图所示，光在玻璃和空气的界面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50°，界面左侧是玻璃 C．反射角为30°，界面左侧是空气 D．折射角为40°，界面左侧是玻璃 二．填空题 6．如图所示，一支固定好的激光笔向空水槽底部固定点O打出一束激光。向水槽内加水使水面上升至A点，此时光斑在O点 　 　 侧。打开水槽底部水龙头缓慢放水的过程中，折射角大小 　 　 （选填“变大”、“变小”或“不变”）同时观察到水槽底部光斑向 　 　 移动。 7．唐朝诗人韩愈的《叉鱼招张功曹》中记载：“深窥沙可数，静接水无摇。刃下那能脱？波间或自跳。”当语文老师翻译到“鱼叉掷下，哪有逃脱得了的鱼？可它们却仍在波浪中跳跃”时，勤思好问的小晋同学想：人看到的是鱼的 　 　 （选填“虚”或“实”）像，若要叉到鱼，人应该向看到的鱼的 　 　 （选填“上方”或“下方”）叉去。 8．小李同学用一只新买的激光笔照射平静的水面，在竖直白墙上出现了两个红色亮点A和B，其中A点形成的原因是光的 　 　 （选填“反射”或“折射”），B点形成的原因是光的 　 　 （选填“反射”或“折射”），如图所示，现保持入射点O的位置不变，欲使亮点A下移至A1处，应使入射光线MO绕着点O沿 　 　 方向转动（选填“顺时针”或“逆时针”），同时观察到另一亮点由B点可能会移到 　 　 点（选填“B1”或“B2”）。 9．游泳池中潜水的小丽看到游泳馆屋顶上一个吊灯的像，如图所示，O点为小丽眼睛的位置，A1、A2其中一个为吊灯，另一个是吊灯的像，则小丽看到的吊灯的像是 　 　 （选填“A1”或“A2”）；若用激光笔沿看到像的方向照射，则激光 　 　 （选填“能”或“不能”）照到吊灯上，这是利用了 　 　 。 10．小李用激光笔发出一束红光从空气斜射入水中的情景如图，图中AO为入射光线，　 　 为折射光线；保持入射点O不动，在竖直平面内，顺时针缓慢旋转入射光线AO至图中虚线DO位置，折射角将 　 　 （选填“变大”“不变”或“变小”）。 11．如图所示，固定在横坐标C点的激光笔沿图示方向发出一束细光束，小明将宽为d的长方形透明玻璃砖按如图位置放置，观察光的传播现象。 （1）图中未放玻璃砖时激光束通过纵坐标A点，放玻璃砖后，光束经过E点与纵坐标交于B点，这是光的折射现象，此时折射角 　 　 θ角（选填“＞”、“＝”或“＜”）； （2）图中其它条件不变，若换上宽度为0.5d的玻璃砖，光束与纵坐标的交点为D，则D点在B点的 　 　 （选填“上方”或“下方”），且BD 　 　 0.5d（选填“＞”、“＝”或“＜”）。 三．作图题 12．如图，一束光线从水中斜射到空气时发生折射，OB为折射光线，请大致作出入射光线AO。 13．如图所示，一束光由空气斜射入玻璃砖内，请画出这束光在玻璃内大致的折射光线，并保留作图痕迹。 14．人眼在图甲A点位置不能看到杯中B处硬币，现向杯中倒水至MN位置时，人眼刚好能看到硬币的像在C处（如图乙）。请在乙图中作出人眼看到硬币的光路图（保留必要的作图痕迹）。 四．实验探究题 15．实验一：在“探究光反射的规律”时，小宇进行了如图甲所示的实验 （1）先将平面镜平放在水平桌面上，再把白色硬纸板放在平面镜上且与镜面保持　 　 ； （2）小宇让一束光线AO贴着纸板射到平面镜上，在纸板上会看到反射光线OB，然后将纸板绕ON向后折，如图乙所示，此时在NOF面上看不到反射光线；为了确定此时反射光线的位置，小宇将纸板沿PQ剪开，只将纸板的上半部分向后折，如图丙所示，发现在纸板右侧的　 　 （选填“上部”或“下部”）会看到反射光线。此实验现象说明反射光线、入射光线和法线在　 　 ； 实验二：如图丁所示，这是某同学利用光具盘探究光从空气斜射入玻璃中时的光路图，经过多次实验并记录了如下数据。 入射角α 0° 10° 30° 45° 60° 折射角β 0° 7.1° 20.7° 30° 37.8° （3）多次实验表明：当光从空气斜射入玻璃中时，其折射角　 　 （选填“大于”“小于”或“等于”）入射角；当光垂直射入时，光的传播方向　 　 （选填“改变”或“不变”）； （4）当光以30°的入射角从玻璃斜射入空气中时，其折射角是　 　 度； （5）该同学接着又完成了光从空气斜射进水中和从水斜射入空气中的实验，他这样进行多次实验的目的是为了　 　 。（填正确选项的字母） A.减小误差 B.寻找普遍规律 2 / 14 学科网（北京）股份有限公司 $$ 第09讲 光的折射 内容导航——预习三步曲 第一步：学 析教材 学知识：教材难点疑点讲析、全方位预习 练习题 讲典例：典型例题学解题、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 光的折射现象 问题： 折射光与入射光有什么不同？ 提示： 比较 折射光 入射光 方向 折射光与入射光的传播方向一般不同，当光垂直入射，折射光的方向不变。 介质 折射光与入射光在不同的介质中 速度 折射光与入射光所在介质不同，不同介质中光速不同 强度 折射光比入射光的强度弱 1.观察光的折射现象： （1）实验操作 器材：方形透明水槽、水、激光笔、纸条和少许牛奶 步骤： ①在纸条上标记一点O，将水槽放在水槽，使标记点偏在水槽一侧。 ②调整并固定好激光笔，使其射出的一束光斜射到水槽底面纸条上的O点，如图。 ③保持激光笔和水槽不动，向水槽中加水，观察水槽底部光斑位置。 （2）实验现象 随着水槽中水位上升，水槽底部光斑不断向左移动。 入射光和水槽位置不变，而水槽底部光斑位置发生了改变，这说明光在传播过程中光的传播方向发生了改变。 （3）实验验证 将几滴牛奶滴入水槽的水中，并搅拌均匀。用一玻璃盖住水槽口，将一支香点燃并伸入到水槽水面上面，等水面上方有一定烟雾后，撤去点燃的香。 从水槽侧面观察，水面上方空中光是沿直线传播的，水面下方水中光也是沿直线传播的。 光的传播方向在水面处，传播方向发生改变。 （3）实验结论 光从一种介质斜射入另一种介质时，传播方向发生偏折。 2.光的折射中几个名词： 名词 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NN/ 入射角 入射光线与法线的夹角α 反射角 反射光线与法线的夹角β 折射角 折射光线与法线的夹角γ 知识点2：探究光的折射特点 问题： 光的折射特点与光的反射定律有什么相同点和不同点？ 提示： 比较 光的折射特点 光的反射定律 相同点 1.“三线关系”：折射光线（反射光线）与入射光线、法线的位置关系。 2.“两个角的关系”：折射角（反射角）与入射角的大小关系 不同点 1.光斜射时，折射角与入射角不等，而反射角与入射角大小相等。 2.折射角和入射角的大小关系与入射方向有关。 1．三线的位置关系： （1）实验装置如图所示。向水槽中注水，使水面恰好通过背景屏的圆心O。 将一束光从法线左侧空气经圆心O射入水中，观察背景屏上显示的光路。折射光线、入射光线和法线在同一平面内。折射光线在法线右侧。 将一束光从法线右侧空气经圆心O射入水中，观察背景屏上显示的光路。折射光线、入射光线和法线在同一平面内。折射光线在法线左侧。 2．两角的大小关系： （1）将一束光从空气经圆心O射入水中，观察折射光线的偏折方向，发现此时折射光线偏向法线。即折射角小于入射角。 （2）逐步增大入射角，发现此时折射光线仍偏向法线，折射角仍小于入射角，但折射角随入射角增大而增大。 （3）将一束光从水中经圆心O射入空气，观察折射光线的偏折方向，发现此时折射光线偏离法线。即折射角大于入射角。 （4）逐步减小入射角，发现此时折射光线仍偏离法线，折射角仍大于入射角，但折射角随入射角减小而减小。 （5）让光垂直于水和空气的分界面，观察折射光线传播方向，发现此时折射光的传播方向不变，即折射角等于入射角，等于零。 3．折射光路是可逆的： （1）将一束光从空气经圆心O射入水中，记下入射光和水槽下方的折射光位置。 （2）将一束光沿刚才折射光的位置，从水中经圆心O射入空气中，观察此时折射光的位置。 （3）发现：此时的折射光刚好在原来入射光的位置。 说明：光折射时，折射光路是可逆的。 3．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）光从空气斜射入其他介质中，折射光线偏向法线，折射角小于入射角（空中的“角”大）； 光从其他介质斜射入空气中，折射光线偏离法线，折射角大于入射角（空中的“角”大）； （4） 入射角增大时，折射角也随着增大； 知识点3：光的折射特点的应用 问题： 夜晚抬头看天空中的星星，常常发现星星会眨眼，这是什么原因？ 提示： 地球表面有一层厚厚的大气，大气层是不均匀而且是流动的，当远处的星光射入大气层会发生折射，折射光射入眼睛，人们就见到了星星。因为大气层是流动的，不稳定，进入大气层的折射光的传播方向会随大气的流动改变传播方向，造成折射有时射入人眼，有时又不能射入人眼。 1.光的折射成像的实质： 如图，光从水池底部射入人眼的传播过程中，在水与空气的分界面光的传播方向发生改变，人眼见到的是物体射出的光线经折射形成的像。 像的实质：折射光线的反向延长线相交而成的虚像。 像的位置：人在空气看其他介质中的物体经折射而成的像，像的位置在真实物体的上方。 2．解释有关光的折射现象 ： （1）潜水员见到岸上树的“B点”时，光是从空气斜射入水中。射入潜水员眼中的折射光线，潜水员认为光是沿直线传播的，实际上光在水面处发生偏折，人所见的“B点”也就是在折射光线的反向延长线上。 为确定人眼所见像的位置，需再作一条B点射向水面的光线，并作出折射光线，将折射光线反向延长得到交点。交点即为人眼所见的像B/，人眼见到的是“B点”实质是B点经光的折射形成的虚像，像点B/在B点的上方，所以岸上的树看起来变高了。 （2）人眼见到水中的鱼时，光是从水中射向空气。射入人眼的折射光线在水面处发生偏折，人认为光是沿直线传播的，所见的鱼实质是折射光线的反向延长线的交点，即为光的折射现象形成的鱼的虚像，人眼见到的像在鱼上方，所以渔民应该往所看到鱼的下方叉。 3．光的折射光路作图： 折射光路作图时，抓住两点： 1.折射光线与入射光线分居在法线两侧。 2.弄清楚折射光线在空气、还是在其他介质中，空中的“角”大。 知识点4：生活中的光折射现象 问题： 平面镜成像时虚像，人眼是如何见到这个像的？ 提示： 物体射出的光经镜面反射后，有反射光射入人眼，人则感觉到像的存在。人以为光是沿直线传播的，人眼感觉到射入人眼的光好像是从反射光的反向延长线的交点（即像点）射出的。 1.人眼判断物体位置： （1）筷子“弯折”； 实质是水中筷子经折射成像，筷子的像在真实筷子的上方。 （2）池水变浅； 实质是池底各点射出的光经折射成像，各点的像在真实池底的上方。 （3）海市蜃楼； 远处地面上的物体射向大气层的光，发生了折射射入人眼，人以为光是沿直线传播的，实质是物体射出的光经折射而成的像。 典型例题1 例1．中华民族传统文化源远流长！如图所示的成语中所涉及的光现象，由于光的反射形成的是（　　） A．临川羡鱼 B．杯弓蛇影 C．海市蜃楼 D．一叶障目 临川羡鱼指的是岸上的人看水里的鱼，是光的折射现象，故A不符合题意； 杯弓蛇影是弓反射过来的光经酒面反射后射入人的眼睛，人看到的是弓所成的虚像，是光的反射现象，故B符合题意； 海市蜃楼的形成是光的折射现象，故C不符合题意； 一叶障目是指眼睛被树叶挡住，人看不到景物，是由于光的直线传播形成的，故D不符合题意。 故选B。 【答案】 B 典型例题2 例2．如图所示，一束光在空气和玻璃的分界面处发生反射和折射（图中入射光线、反射光线和折射光线的方向均未标出），折射角是 °，其中 （AB/CD）的 （上面/下面/左面/右面）是玻璃。 由图可知:∠EOD＝∠FOD＝75° 根据反射角和入射角相等可知，在AB的右边发生了光的反射，则AB是界面，CD是法线，左边的OG一定是折射光线；根据入射光线与反射光线、折射光线分居在法线的两侧可知，EO是入射光线，OF是反射光线；根据入射角、反射角和折射角的定义可知，入射角∠EOD＝75°，反射角∠FOD＝75°，折射角 ∠COG＝90°﹣30°＝60° 由于折射角小于入射角，所以AB的左面是玻璃、右面是空气。 【答案】 60 AB 左面 典型例题3 例3．小伟将装有一枚硬币的碗放在水平桌面上，调整视线至如图角度，沿杯壁缓慢注水，当水面达到MN（未画）时，刚好看到硬币A端，这是由于光的 ；当水面达到碗口时，刚好看到硬币B端，看到的“硬币”是 像；水面从MN到碗口上升距离H 硬币AB直径。 [1]小明将装有一枚硬币的碗放在水平桌面上，调整视线至如图角度，沿杯壁缓慢注水，当水面达到MN时，刚好看到硬币A端，这是硬币反射的光由水中斜射到空气中，发生了折射形成的。 [2]当水面达到碗口时，刚好看到硬币B端，由于看到的硬币是光的折射形成的，所以看到的“硬币”是 虚像。 [3]根据题意可知，两次折射光线的位置不变，则折射角不变，由光的折射规律可知，两次的入射角不变，所以两次的入射光线平行，如下图所示，可知水面从MN到碗口上升的距离H 大于硬币的直径AB。 【答案】折射 虚 大于 典型例题4 例4．水下的潜水员看岸边的观光者，他看到的是 （选填“变矮”或“变高”）的 （选填“实像”或“虚像”）。观光者看到水底有一块非常漂亮的鹅卵石，他想用激光笔照射这块鹅卵石，激光笔应瞄准 （选填“鹅卵石的上方”、“鹅卵石”或“鹅卵石的下方”）。 [1][2]潜入水中的人能看到岸上的人，是因为岸边的人反射的光经水面的折射后射到了潜水员的眼睛里。因为光在空气与水的界面会发生偏折，且折射角小于入射角，所以潜水员逆着光线来的方向看去，看到的是变高的虚像。 [3]如图：从A处发射激光，水中的“石”处有一块“鹅卵石”；连接AB，与水面的交点为入射点，过入射点做出法线，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B点是鹅卵石的虚像，鹅卵石的实际位置在B点的正下方，因为激光在进入水的时候也会发生折射，根据光路可逆可知，激光射向B点时，经水折射后激光也就刚好落在鹅卵石上了。 【答案】变高 虚像 鹅卵石 典型例题5 例5．请画出图中入射光线AO从空气斜射入湖水中折射光线的大致方向并标出入射角。 根据光的折射规律，当光从空气斜射入水中时，折射角小于入射角，折射光线靠近法线偏折；入射角是入射光线与法线之间的夹角，如图所示. 【答案】 典型例题6 例6．在防溺水教育活动中，学生被告知，池塘里水的实际深度比看起来的深度要深，不能贸然下水。我们利用光的折射规律就可以解释该现象。如图所示，水底位置A发出两条入射光线，在水面处会发生折射，请画出其折射成的像的光路图。 水底位置A发出两条入射光线，两条入射光线从水中斜射入空气中，折射角大于入射角，画出另一条折射光线，两条折射光线的反向延长线相较于像点，如图所示： 【答案】 / 考点一 光的折射现象 1．如图，小明在湿地公园的水塘边拍到白鹤停憩的照片，a是白鹤，b是白鹤的影子，c是白鹤的倒影，下列说法中正确的是（　　） A．能看到白鹤a，因为a是光源 B．倒影c，是光的折射形成的 C．影子b，是光沿直线传播形成的 D．白鹤的“倒影”比物体“黯淡”，是因为水面发生了漫反射 【答案】C 【分析】（1）本身能够发光的物体叫光源； （2）光线传播到两种介质的表面上时会发生光的反射现象，例如水面上出现岸上物体的倒影、平面镜成像、玻璃等光滑物体反光都是光的反射形成的； （3）光在同种均匀介质中沿直线传播，光沿直线传播的例子有：小孔成像、影子的形成、日食和月食现象等； （4）光线在同种不均匀介质中传播或者从一种介质斜射入另一种介质时，就会出现光的折射现象，例如水池底变浅、水中筷子变弯、海市蜃楼等都是光的折射形成的。 【解析】解：A.白鹤本身不会发光，不是光源，故A错误； B．“倒影”c属于平面镜成像，是由光的反射形成的，故B错误； C．影子b是由光的直线传播形成的，故C正确； D．白鹤反射的光射到水面时，一部分光发生折射进入了水中，所以倒影看起来比白鹤本身暗一些，故D错误。 故选：C。 2．如图所示，郑州市动物园的湖面上有一只美丽的白天鹅，水下的“天鹅”是由于光的 　反射　 形成的，且倒影看起来要“暗”一些，是由于有部分光在水面处发生了光的 　折射　 （前两空均填“直线传播”“反射”或“折射”）；当白天鹅飞离水面，其像的大小 　不变　 （填“变大”“变小”或“不变”）。 【答案】反射；折射；不变 【分析】（1）光线传播到两种介质的表面上时会发生光的反射现象，例如水面上出现岸上物体的倒影、平面镜成像、玻璃等光滑物体反光都是光的反射形成的； （2）光线在同种不均匀介质中传播或者从一种介质斜射入另一种介质时，就会出现光的折射现象，例如看到水池底比实际变浅、水中筷子看起来变弯、海市蜃楼等都是光的折射形成的； （3）水中倒影属于镜面反射，所成像为虚像，物体到平面镜的距离和像到平面镜的距离相等，像和物体大小相等。 【解析】解：水面相当于平面镜，水下的“天鹅”属于倒影，是由光的反射形成的虚像； 平面镜成像时像和物体的大小相等，则白天鹅飞离水面时，它的“倒影”大小不变； 倒影看起来要“暗”一些，是因为有一部分光在水面处发生了折射而进入水中，进入人眼的光线变少。 故答案为：反射；折射；不变。 3．室内游泳池上方离水面4m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 　＞　 4m（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 　前者暗些　 （选填“两者相同”、“前者亮些”或“前者暗些”），理由是 　有一部分光折射进入水中，没有全部反射　 。 【答案】＞；前者暗些；有一部分光折射进入水中，没有全部反射。 【分析】（1）游泳池水面相当于平面镜，平面镜成像的特点之一是像与物到镜面的距离相等；由于光的折射，人看到的池底比真实位置变浅。 （2）光线射到水面上，要同时发生反射和折射，灯在水中的倒影比实际灯的亮度要暗，说明一部分光进入水中发生折射。 【解析】解：由于水面是平面镜，灯离水面4m，水中灯的像离水面也是4m，而人看到的池底是折射形成的虚像，比真实的池底偏高，由题意可知池底的像离水面4m，所以池底离水面的距离大于4m。 该灯在水中倒影的亮度比该灯的亮度暗一些，这是因为光从空气射到水面时，由于光的折射，一部分光进入了水中的缘故。 故答案为：＞；前者暗些；有一部分光折射进入水中，没有全部反射。 考点二 探究光的折射特点 4．下列关于光学实验的说法中，合理的是（　　） A．探究光的反射定律时，硬纸板可以显示光的传播路径 B．探究平面镜成像特点时，用玻璃板和镜子都可以 C．探究光的折射特点时，光从空气射入水中，传播方向一定会发生改变 D．小孔成像时，光屏上只能得到倒立、放大的实像 【答案】A 【分析】（1）我们可以通过一些方法间接看到光的传播路径； （2）因为玻璃板既能让光透过也可以反射光，容易确定像的位置，而平面镜是不透明的，无法确定像的位置，所以探究光的反射定律时，选用玻璃板做实验； （3）光从一种介质射入另一种介质时，传播方向通常会发生变化，这是光的折射现象，注意“斜射入”和“通常”； （4）小孔所成像的大小可能与物体的大小、发光体到小孔的距离、像到小孔的距离有关。 【解析】解：A、如果看不见光的传播路径，就无法对光线进行研究，在探究光的反射定律时，安装一个硬纸板后，能够间接的在硬纸板上看到光的传播途径，故A正确； B、因为玻璃板既能让光透过也可以反射光，容易确定像的位置，而平面镜是不透明的，无法确定像的位置，所以探究平面镜成像特点时要用玻璃板，故B错误； C、光从空气中斜射入水中时，传播方向一定会发生改变，但垂直入射时，光的传播方向不变，故C错误； D、小孔成像时，光屏上可能得到放大、等大或者缩小的实像，故D错误。 故选：A。 5．如图所示为探究光折射时的特点的实验，让光束斜射入装有水的杯中。 （1）在A处分别用红色、紫色激光以相同的角度入射，C处应该是 　紫　 光； （2）A处只用红色激光入射，在B侧下方垫一个小木块C，使水杯倾斜一个小的角度，则折射光线 　方向不变　 （选填“顺时针方向旋转”、“方向不变”或“逆时针方向旋转”）。 【答案】（1）紫；（2）方向不变。 【分析】（1）紫光的偏折程度大于红光； （2）分析在B端下方垫一个小木块C后，杯子中的水面仍然是平的，据此分析入射角的变化，进而得出折射光线的变化。 【解析】解：当光从空气斜射入水中时，紫光的偏折程度大于红光，则C处应该是紫光。 在B端下方垫一个小木块C，使木板倾斜一个小的角度，但水面总是水平的，且法线与水面垂直，所以入射光线与法线的夹角不变，即入射角大小不变，则折射光线的方向不变。 故答案为：（1）紫；（2）方向不变。 6．“探究光的反射定律和光的折射规律”的实验装置如图所示。请你完成下列问题： （1）如图甲所示，保持散光笔射出的入射光紧贴着光屏射向水面，若将圆形可折转光屏的右侧半个光屏以直径NOM为轴向后旋转一个角度，则正对纸面观察，在光屏上 　B　 （选填代表正确答案的字母）。 A.只能看到反射光路 B.反射光路和折射光路均看不到 C.只能看到折射光路 D.同时看到反射光路和折射光路 （2）如图乙所示、将一束光从一种介质斜射入另一种介质中，光发生了反射与折射，根据光的反射定律和光的折射规律可知图乙中折射光线与分界面的夹角为 　60°　 。（填写夹角的度数） 【答案】（1）B；（2）60°。 【分析】（1）（2）光的折射规律：光从空气斜射入水或其它介质时，反射光线、折射光线与入射光线、法线在同一平面内；反射光线、折射光线与入射光线位于法线两侧；反射角等于入射角，折射角小于入射角。 【解析】解：（1）光从空气斜射入水或其它介质时，反射光线、折射光线与入射光线、法线在同一平面内，若将光屏绕直径NOM向后折转，反射光线与光屏不在同一平面内，折射光线与光屏也不在同一平面内，则在光屏上反射光线和折射光线均看不到，故B符合题意，ACD不符合题意，故选B； （2）如图乙所示、将一束光从一种介质斜射入另一种介质中，光发生了反射与折射，根据光的反射定律和光的折射规律可知，图乙中AB为分界面，折射光线与分界面的夹角为90°﹣30°＝60°。 故答案为：（1）B；（2）60°。 考点三 光的折射特点的应用 7．如图所示，一束单色光从空气斜射到某液面上，与液面的夹角为30°，反射光线与折射光线的夹角为90°。下列说法正确的是（　　） A．∠AOM 是入射角，入射角为30° B．OC 是折射光线，折射角为30° C．∠M'OC是反射角，反射角为60° D．OB是反射光线，反射角为30° 【答案】B 【分析】（1）光的反射定律的内容：反射光线与入射光线、法线在同一平面上；反射光线和入射光线分居在法线的两侧；反射角等于入射角。 （2）光的折射规律的内容：入射光线、法线、折射光线在同一平面内，折射光线和入射光线分别位于法线两侧，当光线从空气斜射入其它透明介质时，折射角小于入射角；当光线从其它介质斜射入空气时，则折射角大于入射角。 （3）要掌握入射角、反射角、折射角的概念，知道入射角是入射光线与法线的夹角；反射角是反射光线与法线的夹角；折射角是折射光线与法线的夹角。 【解析】解：如图所示：DE为法线， A、已知入射光线与液面的夹角是30°，所以入射角为∠AOD＝90°﹣30°＝60°，故A错误。 BCD、OB是反射光线，∠BOD是反射减，反射角等于入射角也为60°，所以反射光线与界面的夹角为30°。 因为折射光线与反射光线垂直，所以折射光线与界面的夹角为90°﹣30°＝60°， 因此折射角为∠COE＝90°﹣60°＝30°，故CD错误，B正确。 故选：B。 8．一束激光射向平行玻璃砖后出现多束光线如图所示。如果光线a绕入射点逆时针转动时，光线b将会 　顺时针　 （填“顺时针”或“逆时针”）转动；当激光沿着光线d射向玻璃砖时，光线会沿着d→c→a射出，这是由于折射时光路是 　可逆　 的。 【答案】顺时针；可逆。 【分析】光的反射定律的内容：反射光线与入射光线、法线在同一平面上；反射光线和入射光线分居在法线的两侧；反射角等于入射角。可归纳为：“三线共面，两线分居，两角相等”。 “光路”即光的传播路径，“光路可逆”是指光逆向传播时路径不变．可见“光路可逆”是对光线而言的．当光在界面发生折射时，如果光线逆着原来的折射光线的方向入射时，折射光线就要逆着原来的入射光线的方向折射出去．这就是说“光折射时光路是可逆的”． 【解析】解：一束激光射向平行玻璃砖后出现多束光线如图所示。如果光线a绕入射点逆时针转动时，入射角逐渐增大，反射角也逐渐增大，光线b将顺时针转动；当激光沿着光线d射向玻璃砖时，光线会沿着d→c→a射出，这是由于折射时光路是可逆的。 故答案为：顺时针；可逆。 9．光在同一种均匀介质中沿　直线　 传播。池水看起来比实际的要　浅　 ，这是由于光从水射入空气时发生的　折射　 造成的，看到的是实际池底的　虚　 像。如果垂直看水中的池底　不会　 （选填“会”或“不会”）变浅。 【答案】直线；浅；折射；虚；不会 【分析】（1）光沿直线传播的条件：在同一种均匀介质中。 （2）光从水中斜射到水面上时，会发生折射现象，折射光线将远离法线，折射角大于入射角；因此池底变浅是由于光从水中斜射入空气中发生了折射的原因。 （3）当光从空气垂直入射到其它透明介质时，传播方向不发生改变。 【解析】解：光在同一种均匀介质中是沿直线传播的； 池底反射的光线由水中斜射到空气中时，在水面上发生折射，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去，看到的是池底的虚像，因此觉得池底变浅了； 当光从水中垂直射向空气中的光线，传播方向不发生改变，所以垂直看水中的池底不会变浅。 故答案为：直线；浅；折射；虚；不会。 10．如图所示，人眼在A点看见河里B点有一条小鱼，则水中小鱼实际位置大致在 　N　 （选填“P”、“B”、“N”或“Q”）点，由此可知，岸上的人看水中的物体会把物体看的比实际位置要 　浅　 （选填“深”或“浅”）一些。 【答案】N；浅 【分析】光线在同种不均匀介质中传播或者从一种介质斜射入另一种介质时，就会出现光的折射现象。 【解析】解：人眼在A点看见河里B点有一条小鱼，是鱼反射的光线从水中斜射入空气时在水面发生折射，折射角大于入射角，折射光线远离法线，人逆着折射光线看到的鱼是比实际位置要浅的虚像，故小鱼在B的下方，即N点。 故答案为：N；浅。 考点四 光的折射作图 11．请在图中画出光线从水斜射入空气中时大致的折射光线。 【答案】 【分析】根据光的折射规律，折射光线、入射光线、法线在同一个平面内，折射光线、入射光线分居法线两侧，当光由空气斜射进入水中或其它透明介质中时，折射光线向靠近法线方向偏折，折射角小于入射角；当光由水中或其它透明介质斜射进入空气中时，折射光线向远离法线方向偏折，折射角大于入射角。 【解析】解：过入射点的法线已画出，光由水斜射进入空气中时，折射光线向远离法线方向偏折，折射角大于入射角，如下图所示： 12．如图一束光从空气射向玻璃砖，并穿过玻璃砖，画出这束光进入和离开玻璃砖的折射光线。 【答案】 【分析】光的折射规律：入射光线、法线、折射光线在同一平面内，折射光线和入射光线分别位于法线两侧； 当光线从空气斜射入其它透明介质时，折射角小于入射角；当光线从其它介质斜射入空气时，则折射角大于入射角；当光线垂直入射时，折射光线、法线和入射光线在同一直线上。 【解析】解：首先光从空气垂直进入玻璃砖，所以其传播方向不变； 然后光从玻璃斜射入空气中，先过入射点垂直于界面画出法线，然后根据折射光线和入射光线分别位于法线两侧、折射角大于入射角，画出折射光线；如图所示： 13．如图所示，水中有一物体A，A′为岸上的人看到物体A的像，请画出人看到物体A的光路图。 【答案】 【分析】人认为光沿直线传播，人看到的物体是折射光反向延长线相交形成的虚像，由此先连接像与人眼连线，确定入射点和折射光线，从而作出入射光线。 【解析】解：连接像A′与人眼的连线交水面于点O，O到人眼为折射光线，AO为入射光线，眼睛逆着折射光线沿直线看过去，感觉池底的A升高到A′变“浅”了，如图所示： 知识导图记忆 知识目标复核 1.了解光的折射现象，比较折射光与入射光的异同，能识别折射光线和折射角。 2.分析实验现象归纳得出光的折射特点，完成简单的折射光路作图。 3.会运用光的折射特点作出通过不同介质观察到的像的位置。 4.通过观察和分析，运用光的折射特点解释有关折射成像的现象。 一．选择题 1．关于光现象的描述可以用光的折射来解释的是（　　） A．手的影子 B．水中桥的倒影 C．平面镜会聚太阳光 D．人看到水中的鱼 【答案】D 【分析】（1）光在同种均匀物质中沿直线传播，在日常生活中，小孔成像和影子的形成等，都表明光在同一种均匀介质中是沿直线传播的； （2）当光照射到物体表面上时，有一部分光被反射回来的现象是光的反射，例如：平面镜成像、水中倒影都是由光的反射形成的； （3）当光从一种介质斜射入另一种介质时，传播方向会发生偏折，这就是光的折射，复色光发生折射时，会出现色散现象，如：海市蜃楼、看水里的鱼比实际位置浅、雨后天空中的彩虹等都是光的折射形成的。 【解析】解：A、墙上呈现手的影子是光的直线传播形成的，故A不符合题意； B、平静的水面相当于平面镜，桥在水中的倒影属于平面镜成像现象，是光的反射形成的，故B不符合题意； C、平面镜使太阳光聚集到同一位置，属于光的反射现象，故C不符合题意； D、人之所以能看到水中的鱼，是由鱼反射的光线经水面折射后进入人眼，鱼的像是人眼逆着折射光线看到的虚像，光从水中斜射入空气中，折射光线远离，所以看到的鱼的虚像在实际的鱼的上方，真实的鱼在虚像的下方，故D符合题意。 故选：D。 2．在河岸上用手电筒将平行光垂直照向平静的河面，进入水中的光（　　） A．速度变小，传播方向变化 B．速度变大，传播方向变化 C．速度变大，传播方向不变 D．速度变小，传播方向不变 【答案】D 【分析】光由空气中斜射入水中会发生折射，光垂直射入时传播方向不变；光在不同介质中的传播速度不同。 【解析】解：光从空气垂直射入水中时传播方向不变；光在水中的传播速度比空气中小。故ABC错误、D正确。 故选：D。 3．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 【分析】在光的折射现象中，光由光疏介质射向光密介质时，入射角大于折射角，光由光密介质向光束介质传播时，入射角小于折射角，据此分析判断。 【解析】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正确，B错误； 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小的空气介质传到低处空气密度大的介质中发生折射，一般向密度小的方向偏折，即向高处弯曲，故C、D均错误； 故选：A。 4．湖中有一把水位标尺，看到鱼恰好在标尺的45cm处，水面在标尺的75cm处，那么下列分析中正确的是（　　） A．如果想叉鱼，应瞄准看到的鱼 B．如果想借助激光捕鱼，激光应瞄准看到的鱼的下方 C．水面上标尺的105cm处的倒影与看到的水面下标尺45cm处重合 D．水位如果升高，水面上标尺的105cm处的倒影可能与看到的水面下标尺45cm处重合 【答案】D 【分析】光从水中斜射进入空气中时，折射角大于入射角，折射光线远离法线，水中的鱼所成的虚像在实际鱼的上方，真正的鱼在下方。 【解析】解： A、根据光的折射规律可知，人眼看到的鱼是偏上的虚像，所以，如果想叉鱼，他应瞄准看到的鱼的下方，故A错误； B、人眼看到的鱼是虚像，且在鱼的实际位置的上方，如果想借助激光捕鱼（即用激光照射），因为光路是可逆的，所以激光应瞄准看到的鱼（像），激光从空气射入水中时会发生折射，正好可以照射到鱼，故B错误； C、水面在标尺的75cm处，水面上标尺的105cm处到水面的距离为105cm﹣75cm＝30cm，由平面镜成像的特点可知其倒影到水面的距离也为30cm，即倒影在水面下45cm处；而看到的水面下标尺45cm处，为标尺45cm处经过光的折射形成的虚像，比实际位置偏高，到水面的距离小于30cm，如下图所示，所以，水面上标尺的105cm处的倒影与看到的水面下标尺45cm处不能重合，故C错误； D、水位如果升高，则水面上标尺的105cm处的倒影到水面的距离会减小，即倒影也在上升，所以水面上标尺的105cm处的倒影可能与看到的水面下标尺45cm处重合，故D正确。 故选：D。 5．如图所示，光在玻璃和空气的界面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50°，界面左侧是玻璃 C．反射角为30°，界面左侧是空气 D．折射角为40°，界面左侧是玻璃 【答案】B 【分析】光的反射规律的内容：反射光线与入射光线、法线在同一平面上；反射光线和入射光线分居在法线的两侧；反射角等于入射角； 光的折射规律的内容：折射光线、法线、入射光线在同一平面内，折射光线和入射光线分别位于法线两侧，当光线从空气斜射入其它透明介质时，折射角小于入射角；当光线从其它介质斜射入空气时，折射角大于入射角。 【解析】解：由图可知，左侧两条光线为入射光线和反射光线，右侧光线为折射光线，水平线为法线，所以折射角为：90°﹣40°＝50°， 光在折射时，折射光线和入射光线分居法线两侧，所以左下的光线为入射光线，则左上光线为反射光线，反射角为：90°﹣60°＝30°， 根据光的反射定律中的反射角等于入射角，可知，入射角也为30°，已知折射角为45°，则入射角小于折射角，由光的折射规律可知，光是从玻璃斜射入空气中，所以左侧为玻璃，右侧是空气，故B正确，ACD错误。 故选：B。 二．填空题 6．如图所示，一支固定好的激光笔向空水槽底部固定点O打出一束激光。向水槽内加水使水面上升至A点，此时光斑在O点 　左　 侧。打开水槽底部水龙头缓慢放水的过程中，折射角大小 　不变　 （选填“变大”、“变小”或“不变”）同时观察到水槽底部光斑向 　右　 移动。 【答案】左；不变；右 【分析】根据光的折射现象可知，光从一种介质斜射入另一种介质时，其传播方向一定发生改变；光从空气中斜射入水中时，折射角小于入射角。折射角随入射角的改变而改变。 【解析】解：水槽内没有注水时，光沿直线传播，照射到O点；当向水槽内注入适量的水后，光从空气斜射入水中发生折射，折射角小于入射角，折射光线偏向法线，因此水槽底部光斑移动到O点的左侧； 打开水槽底部水龙头缓慢放水，水面下降，入射角不变，折射角不变，折射点向右移动，因此折射光线逐渐向右移动。 故答案为：左；不变；右。 7．唐朝诗人韩愈的《叉鱼招张功曹》中记载：“深窥沙可数，静接水无摇。刃下那能脱？波间或自跳。”当语文老师翻译到“鱼叉掷下，哪有逃脱得了的鱼？可它们却仍在波浪中跳跃”时，勤思好问的小晋同学想：人看到的是鱼的 　虚　 （选填“虚”或“实”）像，若要叉到鱼，人应该向看到的鱼的 　下方　 （选填“上方”或“下方”）叉去。 【答案】虚；下方 【分析】光线在同种不均匀介质中传播或者从一种介质斜射入另一种介质时，就会出现光的折射现象，例如看到水池底比实际变浅、水中筷子看起来变弯、海市蜃楼等都是光的折射形成的。 【解析】解：根据光的折射定律可知，人看到水中的鱼，是由于鱼反射的光线到达水面时会发生折射，折射角大于入射角，人逆着折射光线看到的是鱼的虚像，在鱼的实际位置的上方，所以若要叉到鱼，人应该向看到的鱼的下方叉去。 故答案为：虚；下方。 8．小李同学用一只新买的激光笔照射平静的水面，在竖直白墙上出现了两个红色亮点A和B，其中A点形成的原因是光的 　反射　 （选填“反射”或“折射”），B点形成的原因是光的 　折射　 （选填“反射”或“折射”），如图所示，现保持入射点O的位置不变，欲使亮点A下移至A1处，应使入射光线MO绕着点O沿 　顺时针　 方向转动（选填“顺时针”或“逆时针”），同时观察到另一亮点由B点可能会移到 　B1　 点（选填“B1”或“B2”）。 【答案】反射；折射；顺时针；B1 【分析】（1）光斜射到水面时，会同时发生反射和折射，据此分析A、B点的形成原因；根据光的反射规律知，当入射角变大时，反射角也变大，且反射角等于入射角。 （2）根据光的折射规律知，当光从空气斜射入水中时，折射角小于入射角，当入射角变大时，折射角也变大，但折射角总小于入射角。 【解析】解：（1）当光从空气斜射到水面时，同时会发生反射和折射现象，其中A点形成的原因是光的反射，B点形成的原因是光的折射； 由于光反射和折射时，反射角等于入射角，折射角小于入射角，现保持入射点O的位置不变，欲使光点A下移至A1处，根据反射角等于入射角，则应使入射光线绕着O点沿顺时针方向转动。（图中红色光线标注）。 （2）当入射光线绕着O点沿顺时针方向转动时，入射角增大，折射角随着入射角的增大而变大，因此同时观察到折射点由B点可能会移到B1点。 故答案为：反射；折射；顺时针；B1。 9．游泳池中潜水的小丽看到游泳馆屋顶上一个吊灯的像，如图所示，O点为小丽眼睛的位置，A1、A2其中一个为吊灯，另一个是吊灯的像，则小丽看到的吊灯的像是 　A1　 （选填“A1”或“A2”）；若用激光笔沿看到像的方向照射，则激光 　能　 （选填“能”或“不能”）照到吊灯上，这是利用了 　光路是可逆的　 。 【答案】A1；能；光路是可逆的。 【分析】当光从空气斜射入水或其它介质中时，折射光线向法线偏折，折射角小于入射角，如果光从水或其它介质斜射入空气中时，折射角大于入射角； 在光的折射现象中，光路是可逆的。 【解析】解：在水中看到岸边的物体时，比实际位置高一些，故人眼看到的吊灯的像是A1； 若用激光笔沿看到像的方向照射，则激光能照到吊灯上，因为在光的折射中，光路是可逆的。 故答案为：A1；能；光路是可逆的。 10．小李用激光笔发出一束红光从空气斜射入水中的情景如图，图中AO为入射光线，　OC　 为折射光线；保持入射点O不动，在竖直平面内，顺时针缓慢旋转入射光线AO至图中虚线DO位置，折射角将 　变小　 （选填“变大”“不变”或“变小”）。 【答案】OC；变小。 【分析】根据折射规律分析，折射光线和入射光线在两种介质中，且位于法线两侧； 折射角随着入射角的减小而减小。 【解析】解：AO为入射光线，折射光线和入射光线在两种介质中，且位于法线两侧，所以OC为折射光线； 保持入射点O不动，顺时针缓慢旋转入射光线AO至图中虚线DO位置，入射光线与法线的夹角减小，即入射角减小，由光的折射特点可知，折射角将随着入射角变小。 故答案为：OC；变小。 11．如图所示，固定在横坐标C点的激光笔沿图示方向发出一束细光束，小明将宽为d的长方形透明玻璃砖按如图位置放置，观察光的传播现象。 （1）图中未放玻璃砖时激光束通过纵坐标A点，放玻璃砖后，光束经过E点与纵坐标交于B点，这是光的折射现象，此时折射角 　＞　 θ角（选填“＞”、“＝”或“＜”）； （2）图中其它条件不变，若换上宽度为0.5d的玻璃砖，光束与纵坐标的交点为D，则D点在B点的 　下方　 （选填“上方”或“下方”），且BD 　＜　 0.5d（选填“＞”、“＝”或“＜”）。 【答案】（1）＞；（2）下方；＜ 【分析】（1）根据光的折射现象可知，光从一种介质斜射入另一种介质时，其传播方向一定发生改变；光从其他透明介质斜射入空气中时，折射角大于入射角。折射角随入射角的改变而改变； （2）图中其它条件不变，若换上宽度为0.5d的玻璃砖，根据光的折射现象作图解答。 【解析】解：（1）图中未放玻璃砖时，由于光的直线传播，激光束通过纵坐标A点，当放玻璃砖后，光束经过E点与纵坐标交于B点，这是由于光的折射现象引起的，当光从玻璃斜射入空气中时，折射角大于入射角θ。 （2）图中其它条件不变，若换上宽度为0.5d的玻璃砖，如图所示： 由图可知，D点在B点的下方，BDEF为平行四边形，BD＝EF，EF＜0.5d，则BD＜0.5d。 故答案为：（1）＞；（2）下方；＜。 三．作图题 12．如图，一束光线从水中斜射到空气时发生折射，OB为折射光线，请大致作出入射光线AO。 【答案】 【分析】根据光由水中斜射进入空气中时，折射光线远离法线偏折，折射角大于入射角，画出大致的入射光线。 【解析】解：先过折射点O垂直水面作出法线，在法线右侧的水中画出入射光线，方向指向入射点，注意入射角小于折射角，如图所示： 13．如图所示，一束光由空气斜射入玻璃砖内，请画出这束光在玻璃内大致的折射光线，并保留作图痕迹。 【答案】 【分析】根据光的折射规律可知，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居法线的两侧，且当光从空气斜射入玻璃中时，折射角小于入射角。 【解析】解：过O点画出法线，在法线左侧的玻璃砖中画出折射光线，交玻璃砖球面于点O′，注意折射角小于入射角； OO′为半圆的半径，因光线垂直于界面入射时，其传播方向不变，所以沿折射光线OO′方向继续画出光线，即为从玻璃砖再射入空气中的折射光线，如图所示； 14．人眼在图甲A点位置不能看到杯中B处硬币，现向杯中倒水至MN位置时，人眼刚好能看到硬币的像在C处（如图乙）。请在乙图中作出人眼看到硬币的光路图（保留必要的作图痕迹）。 【答案】 【分析】先大致确定眼睛观察到的C点，然后连接眼睛与点C确定入射光线，再根据折射点与B点的连线确定折射光线。 【解析】解：眼睛A观察到的C点在B点的上方，连接眼睛A与点C与界面MN的交点为折射点，连接两点为入射光线，交点与A的连线为折射光线，如图所示： 四．实验探究题 15．实验一：在“探究光反射的规律”时，小宇进行了如图甲所示的实验 （1）先将平面镜平放在水平桌面上，再把白色硬纸板放在平面镜上且与镜面保持　垂直　 ； （2）小宇让一束光线AO贴着纸板射到平面镜上，在纸板上会看到反射光线OB，然后将纸板绕ON向后折，如图乙所示，此时在NOF面上看不到反射光线；为了确定此时反射光线的位置，小宇将纸板沿PQ剪开，只将纸板的上半部分向后折，如图丙所示，发现在纸板右侧的　下部　 （选填“上部”或“下部”）会看到反射光线。此实验现象说明反射光线、入射光线和法线在　同一平面内　 ； 实验二：如图丁所示，这是某同学利用光具盘探究光从空气斜射入玻璃中时的光路图，经过多次实验并记录了如下数据。 入射角α 0° 10° 30° 45° 60° 折射角β 0° 7.1° 20.7° 30° 37.8° （3）多次实验表明：当光从空气斜射入玻璃中时，其折射角　小于　 （选填“大于”“小于”或“等于”）入射角；当光垂直射入时，光的传播方向　不变　 （选填“改变”或“不变”）； （4）当光以30°的入射角从玻璃斜射入空气中时，其折射角是　45　 度； （5）该同学接着又完成了光从空气斜射进水中和从水斜射入空气中的实验，他这样进行多次实验的目的是为了　B　 。（填正确选项的字母） A.减小误差 B.寻找普遍规律 【答案】（1）垂直；（2）下部；；同一平面内；（3）小于；不变；（4）45；（5）B。 【分析】（1）只有硬纸板和平面镜垂直，才能保证法线和平面镜垂直； （2）光的反射定律：反射光线、入射光线、法线在同一平面内，反射光线和入射光线分居在法线的两侧；反射角等于入射角；根据光的反射定律，可判断纸反向后折时是否能观察到反射光线； （3）光的折射规律：光从空气斜射入水或其它介质时，反射光线、折射光线与入射光线、法线在同一平面内；反射光线、折射光线与入射光线位于法线两侧；反射角等于入射角，折射角小于入射角； （4）在光的反射和折射现象中，光路都是可逆的；（5）在研究光的折射规律中，进行多次实验的目的是寻找普遍规律。 【解析】解：（1）如果纸板没有与平面镜垂直放置，由于法线与镜面垂直，且反射光线、入射光线、法线在同一平面内，因此，当光贴着纸板沿AO入射时，不能在纸板上看到反射光。所以硬纸板放在平面镜上时，要保持与镜面垂直； （2）光在反射时，反射光线、入射光线、法线在同一平面内，小宇将纸板沿PQ剪开，只将纸板的上半部分向后折，如图丙所示，发现在纸板的上部会看不到反射光线，下部分有反射光线，此实验现象说明反射光线、入射光线和法线在同一平面； （3）由表格数据可知：当光从空气斜射入玻璃中时，其折射角小于入射角； 入射光线与法线的夹角为入射角，移动光源，让光垂直入射时，入射角是0°，由表中数据，折射角也是0°，即光垂直射入玻璃时传播方向不变； （4）当光以45°的入射角从空气斜射入玻璃中时，其折射角是30°，根据在光的折射中，光路是可逆的，当光以30°的入射角从玻璃斜射入空气中时，其折射角是45°。 （5）实验中多次测量可以防止偶然性的发生，获得普遍规律。故B符合题意，A不符合题意。 故选：B。 故答案为：（1）垂直；（2）下部；；同一平面内；（3）小于；不变；（4）45；（5）B。 2 / 14 学科网（北京）股份有限公司 $$