3.5 探究光的折射特点 课件-2025-2026学年北师大版（北京）物理八年级全一册

第三章　光现象 第五节 探究光的折射特点  　光的折射 1.某小组选用了激光笔、水、水槽、可折转的光屏(带刻度) 等器材,用于探究“光从空气射入水中时的折射规律”。   1.某小组选用了激光笔、水、水槽、可折转的光屏(带刻度) 等器材,用于探究“光从空气射入水中时的折射规律”。   【实验过程与数据收集】 (1)光从空气斜射到水面时,将同时发生_______和折射现象。 　反射     解析　光从空气斜射到水面时,一部分反射到空气中,一部分 进入水中,故将同时发生反射和折射现象。 (2)使用光屏,是为了使光发生________时显示光路;用可折转的光屏便于观察折射光线和入射光线是否_______________。        　在同一平面内 　漫反射     解析　光屏表面粗糙,使用光屏是为了使光发生漫反射时显 示光路。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个平面时,才能够看到折射光线,说 明入射光线、折射光线、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。 (3)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1'、2 和2'、3和3'、4和4'分别表示各次入射光线和对应的折射光线 的位置。由此可得出,光从空气斜射入水中时,折射角随入射 角的增大而增大,且折射角_______(选填“大于”“等于” 或“小于”)入射角;当光从空气 垂直射入水中时,折射角等于____度。     0     　小于     解析　折射光线和法线的夹角是折射角,入射光线和法线的 夹角是入射角,由图丙可知,光从空气斜射入水中时,折射角小 于入射角。当光从空气垂直射到水面时,传播方向不变,此时 入射角等于0度,折射角等于0度。 (4)图丙中当激光笔射出的光从水中逆着3'方向射向O点,折射 光线将会与______(选填“1”“2”“3”或“4”)重合,说明 在折射现象中光路是_______的。 　可逆         3     解析　图丙中当激光笔射出的光从水中逆着3'方向射向O点 时,折射光会逆着原来入射光的方向射出,即会与3重合,说明 在折射现象中光路是可逆的。 【交流合作与评估反思】 (5)这个实验中,亮度最亮的是________(选填“入射光” “反射光”或“折射光”)。 　入射光     解析　光从空气斜射到水面时,一部分反射到空气中,一部分 进入水中,故这个实验中,亮度最亮的是入射光。 (6)将光从水中射向空气时,将测量的一些数据填入表中,在坐 标纸上作图如图丁所示。 入射角α 0° 10° 20° 30° 40° 41.2° 折射角γ 0° 15.2° 30.9° 48.6° 74.6° 81° 反射角β 0° 10° 20° 30° 40° ①分析表中数据,表中空白处对应的数据是___________。 ②由表格数据可知:图丁中图线_________(选填“a”“b”或 “c”)反映了该实验中折射角与入射角的关系。     a     　 41.2°     解析　①在光的反射现象中,反射角等于入射角,则表格空白 处应为41.2°。②由表格数据可知,图丁中图线a反映了上述实 验中的折射角与入射角的关系,因为入射角为20°时,折射角大 于20°。  　生活中的折射现象 2.(2022北京中考)如图所示的光现象中,由光的折射形成的是  ( )     D     解析　日晷上呈现针的影子是由光的直线传播形成的;景物 在镜中成像、鸟巢在水中形成倒影都是由光的反射形成的; 筷子好像在水面处弯折是由光的折射形成的。   3.(2024安徽无为期中,★☆☆)如图所示光路图中,能正确表示 岸上的人看到水中小鱼的光路图的是 ( )     D     解析　人在岸上看到水中的鱼,是水中鱼反射的光由水中斜 射入空气中的人眼,故A、B错误;光由水中斜射入空气中时, 折射角应大于入射角,故C错误,D正确。 特别提醒　 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,折射光远离法线,折射光进入人眼,人逆着折射光 看到的是变浅了的鱼的虚像。 4.【新课标·科学思维】(2024北京景山学校期中,★★☆)如图 所示,一束光斜射入水中,在杯底形成光斑。逐渐往杯中加水, 则杯底的光斑将会 ( )       A     A.向右移动 B.向左移动 C.向上移动 D.原位不动 解析　光从空气斜射入水中时,会发生折射,折射角小于入射 角,逐渐往杯中加水,水面升高,入射光线不变,法线仍然与水面 垂直,则入射角不变,折射角也不变,但入射点右移,则光斑会向 右移动,故A符合题意。故选A。   5.(2023北京中考改编,★★☆)一束光从空气斜射入水中的情 境如图所示。下列说法正确的是 ( )       B     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 D.光若沿CO入射,将沿OA和OB射出 解析　如图,过点O作法线PQ,由于反射时反射光线和入射光 线位于法线两侧,折射时折射光线和入射光线也位于法线两 侧,所以图中AO是入射光线、OB是反射光线、OC是折射光 线。∠AOP是入射角,∠BOP是反射角,故B正确,A、C错误;折 射时光路是可逆的,所以光若沿CO入射,将沿OA射出,不会沿 OB射出,故D错误。故选B。 6.(2023北京西城模拟,★☆☆)如图所示,将标有等距的36个小 格的圆形硬塑料板ENFM竖直放置在玻璃水槽中,让水面刚好 与塑料板上的直线EF重合。用激光笔贴着硬塑料板射出一 束光沿AO方向射向水面,同时发生反射和折射现象。其中, ______(选填“反射”或“折射”)光会沿着OB方向射出;反 射角为_______度。(塑料板上每一小格代表10度)     50     折射     解析　用激光笔贴着硬塑料板射出一束光沿AO方向射向水 面,折射光沿着OB方向射入水中,反射光沿着OG方向射入空 气中;由图可知反射角∠NOG对应硬塑料板上5小格,故反射 角为50度。 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.(★★☆)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 的夹角是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,C点在A点______(选填“上”或 “下”)方。(点A、B、C未在图中标出) 　上     　小于     解析　根据光的反射定律和折射的特点画出水面变化前后的 光路图,如解析图所示:   因为入射光与水面的夹角为45°,所以∠DON=45°,△AOD为等 腰直角三角形,AN=DN,而BN>DN,所以A点到水面的距离小于 B点到水面的距离;由图可知,C点在A点上方。 9.(2022湖北鄂州中考,★★☆)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情况。他发现由于 受泳池边缘的阻挡,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。 解析　由于光在同种均匀介质中沿直线传播,根据人的眼睛 和泳池边缘作出折射光线可得入射点O,连接O点和盲区左边 缘可得入射光线。   10.(2024河南濮阳期中,★★☆)如图,O为半圆形玻璃砖的圆 心,有一条光线由空气斜射入玻璃砖,请你画出这条光线经过 玻璃砖的折射光路图。   解析　在入射点处垂直界面画出法线,光从空气斜射入玻璃 砖时,折射光线向法线偏折,折射角小于入射角,据此作出光线 从空气中斜射入玻璃砖的折射光线,该折射光线与玻璃砖下 表面的交点为第二次入射点,连接第二次入射点和点O作出法 线,光从玻璃砖斜射入空气时,折射光线远离法线,即折射角大 于入射角,据此作出光线从玻璃砖斜射入空气的折射光线。 11.(2023河北石家庄一模,★★☆)小明想研究“看到的水中 物体的位置是否和观察者的位置有关”,他选择了一块涂有 白漆的铁板、水槽、红色和蓝色的两块圆形小磁铁等器材进 行实验。小明把红色磁铁a吸在铁板上,然后将铁板竖直放入 水中后,站在水槽旁进行观察。        (1)如图甲所示,他看到红色磁铁a的像a',a'是光的_______形 成的虚像。 (2)为了确定红色磁铁的像a'的位置,小明进行了以下操作: ①将蓝色磁铁b吸在水面上方的铁板上(如图乙所示),可观察 到磁铁b在水中的像,该像的位置与观察者的位置_______ (选填“有关”或“无关”); ②保持观察者位置不变,移动b,直至观察到b的像与______(选 填“a”或“a'”)重合。 (3)鉴于本实验的目的,下一步应该进行的操作是     a'     　无关     　折射     ______________________________________。 改变观察者的位置,看二者是否依然重合     解析    (1)磁铁a反射的光从水射入空气中时会发生折射,折射 光线偏离法线进入眼睛,所以红色磁铁a的像a'是光的折射形 成的虚像。(2)①平静的水面相当于平面镜,将蓝色磁铁b吸在 水面上方的铁板上,可观察到磁铁b在水中的像,这是光的反射 形成的虚像,该像的位置与观察者的位置无关。②为了确定 红色磁铁a的像a'的位置,移动磁铁b,当观察到b的像与a'重合 时,磁铁b像的位置就是像a'的位置,这用到了等效替代法。 (3)本实验探究看到水中物体的位置是否和观察者的位置有关, 所以下一步要改变观察者的位置,看b的像与a'是否重合。 12.(★★★)阅读短文,回答问题。 光的全反射 一束激光从某种玻璃中射向空气(如图甲所示),保持入射点不 动,改变入射角(每次增加0.2°),当入射角增大到41.8°时,折射 光消失,只存在入射光与反射光,这种现象叫作光的全反射,发 生这种现象时的入射角叫作这种物质的临界角。当入射角大 于临界角时,只发生反射,不发生折射。 (1)光在玻璃中______(选填“是”或“不是”)沿直线传播 的,上述玻璃的临界角是________。 (2)折射光消失后反射光的亮度会增强,其原因是折射光消失 后,入射光全部发生_______。 (3)当光从空气斜射向玻璃时_______(选填“会”或“不 会”)发生光的全反射现象。 　不会     　反射         41.8°     　是     (4)一个三棱镜由上述玻璃制成,让一束光垂直于该三棱镜的一个面射入(如图乙所示),请在图乙中完成这束入射光的光路图。 答案    如图所示   解析    (1)光在真空或同种均匀介质中沿直线传播,故光在玻 璃中是沿直线传播的;由题干可知当入射角为41.8°时,折射光 消失了,所以该玻璃的临界角为41.8°。(2)当折射光消失后,入 射光全部发生反射,所以反射光的亮度增强了。(3)光从玻璃 斜射向空气时,折射角大于入射角,会发生光的全反射现象,光 从空气斜射向玻璃时,折射角小于入射角,折射光不会消失,不 会发生光的全反射现象。(4)光从空气射入该玻璃时,因光垂 直射入,所以光的传播方向不改变,当光从该玻璃斜射入空气 时,入射角为45°,大于该玻璃的临界角,故发生全反射,最终垂 直于图中三棱镜的下表面射向空气,且传播方向不改变。 $$