内容正文:
第四章 光现象
第四节 光的折射
光的折射
1.当光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.光的传播方向一定发生改变
B.光的传播方向有时不发生改变
C.当光从水斜射入空气时,折射角小于入射角
D.当光从玻璃斜射入空气时,入射角大于折射角
B
解析 当光从一种透明物质垂直进入另一种透明物质时,其
传播方向不变,故A错误,B正确。根据光的折射规律可知,当
光从水或玻璃斜射入空气中时,折射光线向远离法线方向偏
折,折射角大于入射角,故C、D错误。
2.【新课标·物理观念】(2024安徽合肥新站实验中学期中)如
图所示,一束光在空气和玻璃两种介质的界面上发生反射和
折射现象,下列说法正确的是 ( )
D
A.EO是入射光线,入射角等于60°
B.CD是法线,FO是折射光线
C.∠AOG是折射角,折射角等于45°
D.AB是界面,AB右侧是空气
解析 由图可知∠BOE=60°,所以∠COE=90°-60°=30°=
∠COF,由反射角等于入射角知,CD为法线,AB为界面;折射光线
和入射光线分别位于法线两侧,则OG为折射光线,EO为入射
光线,OF为反射光线。折射角为∠GOD=45°,大于入射角
∠COE,所以AB的左侧为玻璃,右侧为空气。综上所述,D说
法正确。
生活中的折射现象
3.【跨学科·日常生活】(2024安徽庐江期中)小明在平静的湖
边看到“云在水中飘,鱼在水中游”,对于这一有趣现象的形
成,下列说法正确的是 ( )
A.云和鱼都是虚像
B.云是虚像,鱼是实像
C.云和鱼都是由光的反射形成的
D.云和鱼都是由光的折射形成的
A
解析 当光遇到水面时会发生反射,此时水面相当于一个平
面镜,所以看见水中的“云”是由光的反射形成的虚像;鱼生
活在水里,鱼反射的光由水中斜射入空气时,在水面处发生折
射,折射角大于入射角,折射光进入人眼,人眼逆着折射光的方
向看去,就会觉得鱼变高了,看见水中的“鱼”是由光的折射
形成的虚像。
4.【新课标·科学思维】(2024海南海口期中)如图所示,人眼在
A处看见河里B处有一条鱼,人眼看到的鱼是光的_______形
成的。若从A处射出一束激光,要使激光照射到鱼身上,则激
光应对着__________(选填“B点”“B点的上方”或“B点的
下方”)射出。
B点
折射
解析 水中的“鱼”是鱼反射的光从水中斜射入空气时发生
折射形成的虚像;因为激光从空气中斜射入水中的时候也会
发生折射,光的折射现象中光路是可逆的,所以对着B点射出
激光,激光刚好照射在鱼身上了。
5.【跨学科·日常生活】(2025陕西延安期中)柳宗元在《小石
潭记》中写道:“潭中鱼可百许头,皆若空游无所依”。他看
见的潭水中的鱼,实际上是光从______中斜射向_______中
时发生_______而形成的,像的位置比实际鱼的位置要_____
(选填“高”或“低”)一些。
高
折射
空气
水
解析 人看到水中的“鱼”,是鱼反射的光从水中斜射入空
气中时发生折射形成的虚像。从水面上看水中鱼A的光路图
如图所示,鱼反射的光斜射到水面发生折射,折射角大于入射
角;鱼的像在折射光线的反向延长线上,成的是偏高的虚像,则
像的位置在真实鱼的上方。
6.【新课标·科学思维】(2023北京中考,★★☆)一束单色光从
空气斜射入水中的情境如图所示。下列说法正确的是 ( )
A.BO是入射光,OA是反射光
B.AO是入射光,OC是折射光
C.∠AOM是入射角,∠BON是反射角
B
D.光若沿CO入射,将沿OA和OB射出
解析 过入射点O作垂直于界面的垂线即法线PQ,如图所示;
根据反射光线与入射光线分居法线两侧,反射角等于入射角,
折射光线和入射光线分居法线两侧,光由空气斜射入其他透
明介质时,折射角小于入射角可知,AO为入射光线,OB为反射
光线,OC为折射光线,则∠AOP是入射角,∠BOP是反射角,
∠COQ是折射角,故A、C错误,B正确。
由光的折射现象中光路可逆可知,
光若沿CO入射,将沿OA射出,故D错误。
7.【新课标·科学思维】(2024安徽庐江期中,★★☆)如图所
示,一束激光沿直线传播射到空水槽底部O点,形成一个光
斑。向水槽中注入适量水后,水槽底部光斑将移动到O点的
_____(选填“左”或“右”)侧。继续沿水槽壁缓慢注水至水
槽满,则水满时的折射角_______(选填“大于”“小于”或
“等于”)适量水时的折射角。
等于
左
解析 当向水槽内注入适量的水后,光从空气斜射入水中时
发生折射,折射角小于入射角,因此光斑移动到O点左侧;继续
沿水槽壁缓慢注水,由于入射角不变,所以折射角也不变,即水
满时的折射角等于适量水时的折射角。
8.【新课标·科学探究】(2025广西来宾期中,★★☆)在“初识
光的折射现象”和“探究光的折射特点”实验中:
(1)如图甲所示,小明将一束激光射至P点,形成一个光斑,向水
槽内慢慢注水,水槽底部光斑的位置将_________(选填
“向左移动”“向右移动”或“不移动”),这说明光从空气
向左移动
斜射入水中时,传播方向______(选填“会”或“不会”)发生
偏折。
(2)如图乙所示,小明继续探究“光从空气射入水中时的折射
特点”,他使用可折转的光屏,是为了研究折射光线、入射光
线和法线是否_______________;如图丙所示,他将光沿着AO
在同一平面内
会
方向射向水面上的O点,光在水中沿着OB方向射出,调整激光
笔使入射光逐渐偏向法线,折射光也逐渐偏向法线,说明光从
空气斜射入水中时,入射角减小,折射角随之_______(选填
“增大”“减小”或“不变”);当入射光沿着NO方向射入
减小
时,折射光会沿ON'方向射出,此时折射角为_________度。
(3)若光沿BO方向射入,折射光将沿________方向射出,这是因
为光折射时,____________。
光路可逆
OA
0
解析 (1)向水槽内慢慢注水,当光从空气斜射入水或其他透
明介质时,折射角小于入射角,则光在水面处发生折射,水槽底
部光斑的位置将向左移动,说明光从空气斜射入水中时,传播
方向会发生改变。
(2)将光屏右半部分绕NN'向后翻转任意角度,观察光屏上有无
折射光,这是为了探究折射光线、入射光线和法线是否在同
一平面内。入射光线和法线的夹角是入射角,折射光线和法
线的夹角是折射角,图丙中入射光逐步偏向法线,折射光也逐
步偏向法线,说明入射角减小,折射角也减小。当光沿着NO方
向射入时会沿ON'方向射出,此时光线垂直入射不改变传播方
向,则此时入射角和折射角都等于0度。
(3)由于光折射时,光路可逆,若光沿BO方向射入,折射光将沿
OA方向射出,与原来的传播方向正好相反。
9.【跨数学·几何】如图所示,装有水的长方体水槽水平放置,
固定在左壁上的激光笔发出的一束红光射到水面上的O点,红
光与水面夹角是45°,反射光射到右壁上的A点,折射光射到右
壁上的B点,则A点到水面的距离_______(选填“大于”“小
于”或“等于”)B点到水面的距离;往水槽内注水,水面上升2
cm,此时反射光射到右壁上的C点,
则A、C之间的距离是_______cm。
(点A、B、C未在图中标出)
4
小于
解析 如解析图所示,光从空气斜射入水中,折射光线偏向法
线,因此A点到水面的距离小于B点到水面的距离;由几何知识
可知AFDC是一个等腰梯形,因此AC=FD,三角形FDO是一个
等腰直角三角形,FD是水面上升高度的两倍,故AC=FD=4 cm,
即A、C之间的距离为4 cm。
微专题 光的折射作图
10.如图所示,水中潜水员E看到岸上路灯的像B,实际的路灯在
A点,请画出潜水员看到路灯的光路图。
解析 光从空气中斜射入水中时,折射角小于入射角,潜水员
在水下E处逆着光的传播方向看到路灯的像会比路灯本身高
一点。连接E、B,EB与界面的交点即入射点O,OE就是折射光
线;连接A、O,AO就是入射光线,即可完成水下E处的人看到
路灯A的光路图,如图所示。
11.【新课标·物理观念】(2022广东广州中考节选)如图,一条
光线垂直界面AC进入玻璃砖后,在界面AB上只发生反射,在图
中画出该光线经界面AB反射和从界面BC离开玻璃砖后的光
线。
解析 光在AB界面反射时,反射角等于入射角,都为45°,反射
光线垂直入射到界面BC后进入空气中,传播方向不变,在作图
时,注意先作出法线,如图所示。
考点总结 光的反射定律:反射光线、入射光线与法线在同一个平面内;反射光线和入射光线分居法线两侧;反射角等于入射角。光的折射规律:折射光线、入射光线与法线在同一平面内;折射光线和入射光线分居法线的两侧;当光从空气斜射入玻璃中时,折射角小于入射角;当光从玻璃斜射入空气中时,折射光线
将向远离法线的方向偏折,即入射角小于折射角;当光垂直于界面从一种介质射入另一种介质中时,方向不变。
$$