4.4 光的折射 暑假预习讲义 2025-2026学年八年级上册人教版物理

4.4 光的折射 暑假预习讲义 2025-2026学年八年级上册人教版物理 知识与方法 一、光的折射现象与基本概念 （一）定义 光从一种介质斜射入另一种介质时，传播方向发生偏折的现象称为光的折射。 关键点： 斜射是前提，若垂直入射则传播方向不变。 折射发生在两种介质的界面处（如空气与水、空气与玻璃）。 （二）相关术语 法线：过入射点垂直于界面的虚线（辅助线）。 入射角：入射光线与法线的夹角（记作 i）。 折射角：折射光线与法线的夹角（记作 r）。 光路可逆性：若让光线逆着原折射光线方向入射，将逆着原入射光线方向射出。 二、光的折射规律 （一）核心规律 三线共面：折射光线、入射光线、法线在同一平面内。 两线分居：折射光线和入射光线分别位于法线两侧。 角度关系： 光从空气斜射入水或其他介质时，折射角小于入射角（\(r < i\)）。 光从水或其他介质斜射入空气时，折射角大于入射角（\(r > i\)）。 垂直入射时，折射角等于入射角（\(r = i = 0^\circ\)），传播方向不变。 动态变化：入射角增大时，折射角同步增大；入射角减小时，折射角同步减小。 （二）实验验证 激光斜射水槽： 器材：激光笔、透明水槽（装水）、光屏。 现象：光从空气斜射入水中时，光线向法线偏折；改变入射角，折射角随之变化。 光路可逆性演示： 步骤：先让光从空气射入水中，标记光路；再让光逆着原折射光线入射，观察是否沿原入射路径返回。 结论：折射光路是可逆的。 三、生活中的折射现象与应用 （一）自然现象解析 池水变浅： 池底反射的光从水中斜射入空气时，折射角大于入射角，人眼逆着折射光线看去，感觉池底位置升高（虚像）。 海市蜃楼： 沙漠中地表空气受热不均匀，光在密度不同的空气中折射，使远处物体的虚像出现在实际位置下方（下现蜃景）；海面温度较低时，光折射形成正立虚像（上现蜃景）。 筷子弯折： 水中筷子反射的光从水斜射入空气时发生折射，人眼看到的是筷子的虚像，位置比实际偏高。 （二）科技与生活应用 渔民叉鱼： 渔民需瞄准鱼的下方叉鱼，因为鱼的实际位置比看到的虚像深（光从水到空气折射角增大）。 眼镜矫正视力： 近视眼镜（凹透镜）：发散光线，使像后移至视网膜。 远视眼镜（凸透镜）：会聚光线，使像前移至视网膜。 显微镜与望远镜： 显微镜通过物镜和目镜两次折射，将微小物体放大；望远镜利用透镜折射原理观测远处物体。 四、实验探究：光的折射规律 （一）实验目的 验证光的折射规律，理解入射角与折射角的关系。 （二）实验器材 激光笔、半圆形玻璃砖、量角器、光屏、白纸。 （三）实验步骤与现象 光从空气斜射入玻璃： 将玻璃砖平放在白纸上，用激光笔从空气斜射入玻璃砖，标记入射光线、折射光线和法线。 用量角器测量入射角和折射角，发现折射角小于入射角。 光从玻璃斜射入空气： 改变激光入射方向，使光从玻璃斜射入空气，测量角度，发现折射角大于入射角。 垂直入射： 让激光垂直入射玻璃砖，观察到光线沿直线传播，折射角为 \(0^\circ\)。 （四）实验结论 光的折射规律与教材描述一致，且光路可逆。 五、易错点与误区 角度混淆： 错误认知：认为 “入射角一定大于折射角”。 正确理解：入射角与折射角的大小关系取决于光的传播方向（空气→其他介质或其他介质→空气）。 光线与界面夹角： 错误计算：将光线与界面的夹角直接当作入射角或折射角。 正确方法：入射角和折射角均需从法线开始测量。 虚像位置判断： 错误观点：认为 “水中物体的虚像在实际位置上方，所以物体实际位置更浅”。 正确结论：虚像位置偏高是因为光的折射，物体实际位置更深。 光路可逆性忽视： 错误应用：仅记住折射规律，忽略光路可逆性在解题中的应用（如根据折射光线画入射光线）。 专题练习 一、单项选择题 1．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是（　　） A． B． C． D． 2．小明一家到西樵山旅游，看到湖里的鱼儿在水杉的倒影间嬉戏，如图，下列有关说法正确的是（　　） A．“水杉的倒影”，是由于光的直线传播形成的 B．“水杉的倒影”，是由于光的折射形成的 C．看到“嬉戏的鱼儿”，是鱼的虚像 D．看到“嬉戏的鱼儿”，是鱼的实体 3．光从空气中斜射入水中或者从水中斜射入空气中时会同时发生折射和反射，下面的光路图正确的是(　　) A． B． C． D． 4．为了观察光的直线传播，将一束单色光从玻璃槽的外侧由左侧倾斜向上射入盐水中，但光在盐水中并不是沿着直线传播，而是发生了弯曲，如图所示。这是由于（　　） A．光从空气到玻璃发生了折射 B．盐水不均匀使光发生了弯曲 C．光发生了色散 D．光从玻璃到盐水发生了折射 5．如图所示，有一束光线斜射入盛水的杯中，在杯底形成光斑。如果逐渐往杯中加水，杯底的光斑将（　　） A．向右移动 B．向左移动 C．保持不动 D．无法判断 6．如图所示是两个并排而且深度相同的水池，一个装水，另一个未装水．在两池的中央各竖立着一只长度相同且比池深略高的标杆．当阳光斜照时就会在池底形成杆的影子，下列说法中正确的是（　　） A．未装水的池中标杆影子较长 B．装水的池中标杆影子较长 C．装水的池中标杆没有影子 D．两池中标杆影子长度相同 7．我国的古诗词文化有几千年的灿烂历史，很多名句蕴含着丰富的物理知识，下列诗句从物理学的角度解释正确的是（　　） A．“空谷传响，哀转久绝”，句中描绘声音在山谷中产生回声 B．“绿树荫浓夏日长，楼台倒影入池塘”，句中“浓阴”是光的折射形成的 C．“池水映明月，潭清疑水浅”，句中“水浅”是由于光的反射造成的 D．“寒夜客来茶当酒，竹炉汤沸火初红”，句中“汤沸”后继续加热，水的温度不断升高 8．暑假，小明去五台山旅游，站在清澈的湖边，望向平静的水面，看到“云在水中飘，鱼在云上游，鱼戏白塔绿树间”。这些景象中距离水面最远的是（　　） A．白塔倒影 B．白云倒影 C．游动的鱼 D．绿树倒影 二、填空题 9．雨过天晴，小明陪同妈妈在湖边散步，只见水中的鱼儿在“云”里欢畅地游动，非常美丽，实际上他们看到的鱼儿是光的　 　形成的虚像，水中的云是光的　 　形成的虚像。（以上两空均选填“反射”或“折射”） 10．《梦溪笔谈》是北宋一部涉及中国古代自然科学、工艺技术及社会历史现象的综合性笔记体著作，该书被评价为“中国科学史上的里程碑”。作者沈括在书中记载了日食、月食、海市蜃楼等自然奇观，海市蜃楼是由于光的　 　而形成的　 　像（选填“实”或“虚”）。 11．如图，一束光射入水中，在水底形成光斑。当水面上升时，入射角　 　（选填“增大”、“减小”或“不变”），水底的光斑向　 　（选填“左”或“右”）移动。 12．如图所示，AO垂直射到水面，当密闭容器以P点为中心逆时针旋转90°，则此时的折射角零。（选填“大于”“等于”“小于”）（光线射入时，不考虑容器壁的影响） 13．观察拍摄的“水景”照片，发现倒影部分比景物本身要暗一些，这是光从空气射到水面时，由于光的　 　现象，一部分光射入了水中的缘故；观察水面下的鱼，人所看到的是鱼的　 　（填“实”或“虚”）像，看到的“鱼”在实际的鱼的　 　（填“上方”或“下方”） 三、作图题 14．如图所示，一束光从水中斜射到空气中，请画出折射光线的大致方向． 　 　 15．如图所示，OA为一条从空气射入水中的反射光线，请作出OA的入射光线和大致的折射光线，并在图中标出入射角的度数。 四、实验探究题 16．在探究光折射时的特点实验中，将一束光从空气斜射入水中发生折射，实验中的数据记录在如表中。 实验序号 1 2 3 4 5 入射角i 折射角r （1）分析数据，可以得到结论：实验序号5的反射角是　 　度，光从空气斜射入水中时，折射角　 　入射角；若一束光从水中以的入射角射入空气，则折射角的度数为　 　； （2）如图，一束光从A点射向水面上的O点，照射到容器底部的B点，如果要让折射光线射到C点，在保持入射点不变时，应　 　（选填“增大”或“减小”）入射角或者在保持入射光线位置不变时，应　 　（选填“加水”或“排水”）； （3）拓展应用：小光去游泳，观察到深水区并不深，原因是他看到的池底是由光的折射形成的是　 　（选填“实像”或“虚像”）。 答案解析部分 1．【答案】D 【解析】【解答】根据题意可知，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发生折射，此时折射角大于入射角。当折射光线进入人的眼睛后，我们看到成在水中实际位置上方的虚像，故D正确，而A、B、C错误。 故选D。 【分析】根据光的折射规律分析判断。 2．【答案】C 【解析】【解答】此题通过几个日常生活中的现象考查了对光的折射成像、光的反射成像的理解与掌握，在学习过程中要善于利用所学知识解释有关现象，达到学以致用的目的。AB．“水杉的倒影”是平面镜成像，属于光的反射，故AB错误； CD．水中的鱼反射的光从水中斜射入空气中时会发生折射，折射角大于入射角，折射光线偏离法线，人逆着折射光线看到的是鱼的虚像，比鱼的实际位置高，故C正确，D错误。 故选C。 【分析】 当光照射到物体表面上时，有一部分光被反射回来发生反射现象，例如：平面镜成像、水中倒影等；当光从一种介质斜射入另一种介质时，传播方向会偏折，发生折射现象，如：看水里的鱼比实际位置浅等。 3．【答案】D 【解析】【解答】光从空气射入水中，折射光线靠近法线，光从水中射向空气，折射光线远离法线，反射角等于入射角，D正确，ABC错误。 综上选D。 【分析】折射规律：光从空气中传播到水中，折射光线会偏向法线，光从水中射向空气中，折射光线会远离法线。 4．【答案】B 【解析】【解答】光只有在同一均匀介质中才沿直线传播，在不均匀的介质中会发生折射现象。盐水不均匀了，越深密度越大，光在不均匀的盐水中会发生折射现象，因此光在盐水中并不是沿着直线传播，而是发生了弯曲。 故选B。 【分析】光只有在同一均匀介质中才沿直线传播，在不均匀的介质中会发生折射现象。 5．【答案】A 【解析】【解答】根据图像，水面上升时，入射点逐渐抬高，向右移动，光的折射程度不变，折射发生早，光斑会逐渐向右移动，故A符合题意，BCD不符合题意。 故选A。 【分析】入射点改变时，光从空气斜射入水中时，发生折射更早，折射光线的位置改变。 6．【答案】A 【解析】【解答】因为光在空气中沿直线传播，从空气进入水中时会发生折射现象，折射光线向法线方向偏折，装水的池中标杆影子较短，所以未装水的池中标杆影子较长．如图所示． 故答案为：A 【分析】光从一种介质斜射入另一种介质中时，光的传播路程会发生偏折，即光的折射，折射角和入射角的大小关系，明确处在空气中的角最大进行作图即可。 7．【答案】A 【解析】【解答】A.“空谷传响，哀转久绝”，描绘了声音在山谷中产生回声，A符合题意； B.“绿树荫浓夏日长，楼台倒影入池塘”，“浓阴”是光沿直线传播形成的 ，BA不符合题意； C.“池水映明月，潭清疑水浅”，“水浅”是由于光的折射现象 ，C不符合题意； D.“寒夜客来茶当酒，竹炉汤沸火初红”，句中“汤沸”后继续加热，水的温度不变，D不符合题意。 故答案为：A. 【分析】声音遇到障碍物被返回，形成回声；影子是光的直线传播形成的；光从水中斜射入空气发生折射；液体沸腾后，温度保持不变。 8．【答案】B 【解析】【解答】 水中的云、白塔、绿树都属于平面镜成像，是由光的反射形成的与物体等大的虚像；看到水中的鱼，是由于光的折射形成的，从上面看时，会感到鱼的位置比实际位置高一些，是鱼的虚像； 根据平面镜成像特点可知，物距等于像距，云到水面的距离最远，故云的像到水面的距离较大，故C正确； 白塔、绿树都靠近水面，与水面的距离较小，故所成的像到水面距离较小，故ABD错误。 故选：C。 【分析】 掌握平面镜成的像是与物体等大的虚像，知道平面镜成像是由于光的反射形成的。 同时要掌握光的折射现象。我们看到水中的物体，其实看到的是物体的虚像，是由光的折射形成的。 9．【答案】折射；反射 【解析】【解答】空气中看到水中的鱼儿，是光的折射形成的虚像，看到水中的云是平面镜成像现象，光的反射形成的虚像。 【分析】光线通过不同介质发生折射；平面镜成像是光的反射现象。 10．【答案】折射；虚 【解析】【解答】海市蜃楼是由于大气层中水汽含量大或者因为地表温度高造成大气层密度分布不均匀，光在不均匀的大气中传播时发生折射而形成的虚像。 故答案为：折射；虚。【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。 11．【答案】不变；右 【解析】【解答】光由空气斜射入水中，折射角小于入射角，由此画出折射光线，如图所示： 当水面上升时，入射点右移，入射光线与法线的夹角，即入射角不变，折射角不变，光斑会向右移动。 【分析】光在发生折射时，水中的角度小于空气中的角度。 12．【答案】等于 【解析】【解答】光线和水面垂直入射，入射角为0°，折射光线沿直线传播，折射角为0°，当密闭容器绕P点逆时针旋转90°角时，水面仍然是平的，入射光线不变，入射光线、折射光线都与法线重叠，因此折射角为0°。 【分析】光线和界面垂直时，光线沿直线传播，传播方向不变，此时的折射角为0°。 13．【答案】折射；虚；上方 【解析】【解答】光从空气射到水面时，部分光发生反射，部分光发生折射，进入水中，反射形成的倒影比景物本身要暗一些。 空气中看水面下的鱼，光线从水中斜射进空气，在水面发生折射，折射光线进入人眼中，人逆着折射光线看时，看到的是鱼的虚像，虚像的位置比鱼的实际位置浅，即在鱼的上方。 【分析】光线射向水面时，发生反射和折射；空气中看到水中的鱼，是折射形成的虚像，比实际变浅。 14．【答案】 【解析】【解答】光线通过不同介质时会发生折射，入射光线从水中射向空气中，折射光线远离法线，据此作图： 【分析】折射规律：光从空气中传播到水中，折射光线会偏向法线，光从水中射向空气中，折射光线会远离法线。 15．【答案】解：如图所示： 【解析】【解答】根据反射光线OA与水面的夹角可知，反射角为90°-30°=60° 过入射点做出法线，根据反射角等于入射角，在法线的左侧做出入射光线；光由空气气斜射入水中，折射角小于入射角，折射光线与入射光线分居法线两侧，由此可以做出折射光线，如下图所示 【分析】光的反射定律：反射光线与入射光线与法线在同一平面上；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；光由空气气斜射入水中，折射角小于入射角，折射光线与入射光线分居法线两侧。 16．【答案】75；小于；60；减小；加水；虚像 【解析】【解答】（1）根据表中数据可知，当光从空气斜射入水中时，折射角小于入射角；分析数据可知，入射角i为75°，根据反射定律可知反射角为75°，以得到结论：实验序号5的反射角是75度； 根据表中数据可知，从空气斜射入水中时，入射角为60°，折射角为40°，根据在折射现象中，光路是可逆的，若一束光从水 中以40°的入射角射入空气，则折射角的度数为60°。 （2）根据折射定律可知入射角会减小，让折射光线射到C点，那么折射角会变小， 保持入射光线位置不变，若液面上升折射点左移，折射光线会左移，会照射到C点，因此应该加水。 （3）在水面上发生折射，折射角大于入射角，池底反射的光线由水中斜射到空气中时，折射光线进入人眼，人眼会逆着折 射光线的方向看去，就会觉得池底变浅了，所以小光看到的池底是由光的折射形成的虚像。 【分析】(1)由反射定律分析，由表中数据回答；根据在折射现象中，光路是可逆的分析；(2)在光的折射中，折射角随着入射角的减小而减小；水面发生变化时，入射角不变，折射点发生了变化，根据折射光线的偏移方向判定折射点的变化和水面的变化。 (3)根据光的折射规律分析 学科网（北京）股份有限公司 $$