第1章 第4节 光的反射和折射(3)一光的折射-【拓展与培优】2025-2026学年新教材八年级上册科学（浙教版2024）

拓展上 第4节 光的反射和 思维点击 一、定义 光从一种介质斜射人另一种介质时，传播的方 向发生偏折，这种现象叫做光的折射。还有一种情 况，光在同一种不均匀的物质中传播，方向也会改 变，也是光的折射。 二、光的折射定律 光折射时，入射光线、折射光线、法线在同一一平 面内(“三线共面”)：折射光线和入射光线分别位于 法线两侧(“分居两侧”)：光从空气斜射入水或玻璃 时，折射光线向法线靠拢，折射角小于入射角(“光 从空气射到其他透明物质，折射角小于人射角”)。 入射角增大时，折射角也增大。 三，由光路可逆性可知：光从水中或玻璃射向空气 中时，折射光线将偏离法线，折射角大于入射角。 注意：(1)对光发生折射现象的理解：入射光和 折射光分别在两种不同的介质中，因此它们的传播 速度不同，传播方向也往往发生改变。 (2)通常在发生光的折射现象时，在界面上也 同时会发生光的反射现象。 (3)光线垂直射入界面时，将不会看到折射现 象，即光的传播方向不发生变化。 四、常见折射现象及解释 1.光的折射现象：光的折射会造成许多光学现 象，如水底看起来比实际的浅，一半斜插入水中的 筷子变弯曲，鱼缸中的鱼看起来变大，海市蜃楼等。 要解释这些现象，首先要知道看见的并非实际物 体，而是物体经折射后成的虚像。 2.以池水看起来“变浅”为例，其原因我们可以 作如下分析。 我们能够看见物体是由于有光射人我们的眼 睛里，假设从水池底的一点A射出的两条光线经折 射后射入人眼（如图甲所示），眼睛根据光沿直线传 播的经验（人的感觉总认为光沿直线传播），逆着折 写培优 折射(3)—光的折射 射光线看过去，就会觉得光好像是从水中的A'射入 我们眼睛里的，因此我们会觉得A'比A高了，即看 起来池底升高，池水“变浅”了。有经验的渔民都知 道，在叉鱼时，只有瞄准鱼的下方，才能把鱼叉到。 若从水中去观察岸上的物体，P点的位置将会 升高，如图乙所示。例如跳水运动员在水下观察 10m跳台，就会感到其高度超过10m。 因此可以得出结论：从岸上看水里和从水里看 岸上相同，都是看到升高了的虚像。 【拓展】人眼之所以看到物体的虚像，都是因 为折射光线（或反射光线）进人人的眼睛，而人眼总 认为光沿直线传播，这就使人在折射光线（或反射 光线)的反向延长线上看到一个虚像。 【拓展】可以使用哪些方法来正确区分真实 景物与它在湖中的倒影？ 方法1：景物射向水面的光除了一部分被反射， 其余被水折射和吸收，故倒影比景物暗淡，可以通 过比较明暗来辨别景物与倒影。 方法2：由于水的透明程度比空气低，故倒影较 景物模糊，可以通过比较清晰度来辨别景物与倒影。 方法3：平静的水面相当于平面镜，由于平面镜 成像时“左”“右”相反，可以通过比较倒影中景物 (如房屋)排列的左右位置与拍照时的真实位置来 辨别景物与倒影。 例1下列成语中，属于描述光的折射现象的是 A.坐井观天 B.形影相依 C.海市蜃楼 D.波光粼 【分析】坐井观天指在井中看到的天空只有 井口那么大，这是光的直线传播造成的：形影相依 中的影子，是由于光沿直线传播形成的：海市昼梭 是光在不均匀的大气中传播形成的光的折射现象： 波光粼都是平行光射到水面上的反射现象。 例2如图所示，光在玻璃和空气的界面CD同时 发生了反射和折射，以下说法正确的是 ) 60 451 B 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 料学八 C.入射角为30°，界面左侧是空气 D.折射角为45°，界面左侧是玻璃 【分析】本题考查光的反射定律、光的折射规 律。已知CD是界面，则由图可知，∠AOC=60°，则 ∠BOD=60°，所以入射角为90°一60°=30°，而 ∠C0E=45°，则折射角为90°-45°=45，因折射角 大于入射角，所以CD的右边是空气，左边是玻璃。 根据折射光线和入射光线分别位于法线两侧，则 OE一定为折射光线，BO为入射光线，OA为反射 光线。 变式训练如图所示，是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 30 60 A.人射角等于30°B.折射角等于50 C.NN'是界面D.MM'的右边是玻璃 例3如图所示，小华同学用一支新买的激光笔照 射水面，在竖直白墙上出现两个红点A和B,现在 保持人射点O的位置不变，欲使A点下移至A',应 使入射光线MO绕着点O沿 方向转动：现 在保持人射光线不变，欲使B点下移至B',应使水 面 (填上升”或“下降”)。 【分析】(1)当光从空气斜射到水面时，同时 会发生反射和折射现象，反射角等于入射角，折射 角小于入射角。如图所示： 现保持入射点O的位置不变，欲使光点A下移 年级上册 至A'处，则反射光线偏离法线，反射角增大，根据反 射角等于入射角，则入射角也需增大，故使入射光 线绕着O点沿顺时针方向转动。 (2)由于入射光线不变，即入射角不变，则折射 角也不发生改变，因此过B'点作OB的平行线即为 光点下移的折射光线，如图所示： 显然入射光线不变，欲使B点下移至B',水面 需上升。 巩固练习 A组 1.假设地球表面不存在大气层，那么人们观察 到的日出时刻与现在相比将 () A.提前 B.延后 C.相同 D.不确定 2.如图所示，从点光源S发出四条光线，从空 气射到水面上，发生折射，在图中所画的光线中，可 能正确的是 气 水 A.只有SA和SBB.只有SB和SC C.只有SA和SC D.只有SC和SD 3.一束光线斜射人较厚的平行玻璃板，穿过玻 璃板后射出。下图中符合实际情况的是 4.用激光笔沿图中所示的PO方向照射，一定 拓展上 能照射到尚未移动的小鱼或小鸟的是 P 气 平抽筒 平血镜 D 5.如图所示为一束光从空气斜射到某液面上， 与液面的夹角为30°，且反射光线与折射光线相互 垂直，则反射角是 折射角是 30 6.小昕在水塘中看到形状特殊的“虾”。如图 所示，他看到的“虾”是因为光的 而形成的 像，真正的虾在水中 (填“C”“D” “E”或“F”)处。他用激光笔从A点向 (填 “B”“C”“D”“E”或“F”)处射出光束，即可把虾 照亮。 B 7.如图所示，有一条光线从空气射入某种介 质，在分界面处发生反射和折射，则 是入 射光线， 是反射光线， 是折射光 线，界面的 侧是空气。 8.《康熙几暇格物篇》中记载：“置钱腕底，远视 若无，及盛满水时，则钱随水光而显现矣。”如图所 示，把铜钱放在碗底B处后加适量水，从A处恰好 看到铜钱的像在E处，用激光笔从A点向 (用图中字母表示)处照射，可照亮铜钱。加满水， 从A处看到像的位置将 (填“变高”“变低” 34 写培优 或“不变”)。 B组 9.如图所示，有一束光斜射入盛水的容器中， 在容器底形成一个光斑，保持入射光路不变，慢慢 放出容器中的水，则容器底的光斑将 光斑 A.向右移动 B.保持不动 C.向左移动 D.无法确定 10.一束光由空气中射人某透明物质时，在界 面上发生反射和折射的光路如图所示，则下列判断 中正确的是 ) A.AO可能是入射光线 B.OB可能是折射光线 150 60 一B C.OC必定是反射光线 D.BO必定是人射光线 11.小文在探究光的折射规律时，将光从空气 分别射入玻璃和水中。其实验过程如下。 实验一：将光从空气射人玻璃中 ①将半圆形玻璃砖放在标有角度的圆盘上，如 图甲所示： ②将一束激光从空气射向玻璃砖的圆心O处， 激光在O处发生折射。记录人射角和折射角： ③逐渐增大入射角，重复步骤②。 实验所测数据如表一所示： 表一 实验次数 1 2 4 人射角i 0° 30 45 6gs 玻璃中折射角r 17 24° 30 实验二：将光从空气射人水中 科学。八 ①将标有角度的圆盘按图乙所示安放： ②将一束激光从空气射向水面O处，激光在O 处发生折射，记录入射角和折射角： ③逐渐增大入射角，重复步骤②。 实验所测数据如表二所示： 表二 实验次数 1 人射角i 309 45 60 水中折射角r 0 22 35° 40 分析以上数据可得： (1)当光从空气垂直人射到其他透明介质时， 传播方向 (2)当光从空气斜射入玻璃或水中时，折射角 (填“大于”“等于”或“小于”)入射角。 (3)当光以相同的入射角斜射入不同的介质中 时，折射角 (填“相等”或“不相等”) 12.小敏学习了“光的折射”后，想知道光进人 不同介质时，弯曲程度是否相同（折射角是否相 等)，如不同，弯曲程度与什么因素有关。老师帮她 设计了下面的实验。 用一厚玻璃缸盛一定量的水，让一激光手电简 射出的光束从空气中斜射入水中，从水中再进人玻 璃，然后再进人空气中，其光路图如图所示。小敏 还上网查出了一些介质的其他参数，如下表： 空 气 物质 空气 水 玻璃 植物油 密度(kgm) 1.29 1000 930 光的传插 3×10 2.25×10 2×10 速度(m.'s) (1)分析光路图，可知：光线进人不同介质中偏 折程度 (填“相同”或“不同”)。 (2)分析表中数据猜想：光在植物油中的传播 速度比在水中的传播速度 (填“快”或 “慢”)。 (3)光由传播速度大的物质斜射人传播速度小 的物质中时，折射角 (填“大于”或“小于”) 入射角。 13.某同学在做探究光的折射特点实验，如图 是光从空气射入水中时的光路，实验中发现，人射 年级上册 光线、折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的两侧。通过实验还得到 如下数据。 水 人射角a 0 15 30° 45 60° 反射角3 15 30 45° 60 折射角y0°11.322.135.440.9 (1)分析表中数据，可得出结论： ①光从空气斜射到水面时，将同时发生 和 现象： ②光从空气斜射到水面时，折射角随人射角的 变化关系是 ,且折 射角 (填“大于”“等于”或“小于”)人射角。 当光从空气垂直射到水面时，折射角等于0° 该同学根据上述实验中的发现和结论②总结 出了光的折射特点。 (2)请你对该同学通过上述探究实验得出光的 折射特点的过程作出评价。 是否存在不足？ 答： (填“是”或“否”)：请简要说明理 由： C组 14.水平桌面上的白纸上有一小黑点A,将一 个半球形的玻璃砖放在白纸上，使球心与A重合， 如图所示。在斜上方透过玻璃砖观察A,则看到A 的像 A.在A的正上方 B.在A的正下方 C.在A的位置上 D.在A的右上方 15.如图，在平行玻璃砖上方有一点光源S。, 观察者在A点隔着玻璃砖看到的S。像在S:处，若 将玻璃砖向右下方平行移动一段距离至虚线位置， 观察者仍在A点将看到S。的像点S,的位置在 ( 拓展上 A.在S点正上方 B.在S1点正下方 C.在S点左上方 D.仍在S:点 16.小明喝水时，偶然发现透过水面看不见玻 璃杯外侧的手指，他感到很惊奇：玻璃和水都是透 明物质，为什么光却不能透过呢？小明决定找出原 因。下面是小明的探究过程：根据光经过的路径， 首先想到了这种现象与光的折射有关，为此他根据 光从水中射向空气的光路进行了推测。如图甲所 示，光从水中射向空气时，折射角大于人射角，当人 射角逐渐增大时，折射角也逐渐增大，那么当入射 角增大到某一值时，会不会… (1)小明的推测是 (2)小明为了验证自己的推测，进行了如图乙 所示的实验，实验过程中逐渐增大激光笔射向水面 的入射角的角度，当增大到某一角度时，小明观察 到 ,证实了自己的推测 光屏 激光笔 (3)当光从空气射向水中时，也会出现“看不 见”的现象吗？说出你的观点并解释： 17.介绍一个有趣的实验： 在长方形玻璃水槽底部放一块（比槽底略小、 镜面朝上的)平面镜，然后向水槽中注入适量的水， @ 写培优 再向水槽底部的镜面上均匀地撤一层砂糖。不搅 动，让水槽平静地放置几个小时，待砂糖慢慢地全 部溶解，这时用玩具激光器L在水槽侧壁靠近底部 的O处（如图所示），向糖液中发射一束激光，可以 观察到激光束在糖液中的传播路径好似乒乓球在 水面桌面上弹跳者向前的运动轨迹 这个实验能给我们带来怎样的思考与启示呢？ (1)平静的水槽中的糖液，它的各部分的密度 具有怎样的特征呢？ A.各处都是均匀的 B.由下往上，密度渐渐变小 C.由下往上，密度渐渐变大 D.从左到右，O,A,B,C是糖液密度变化的转 折点 (2)光在糖液中的弧形传播路径，给我们的启 示是 ( A.由于糖的作用，使情底的平面镜对光有了 吸引作用 B.光在密度不均匀的介质中传播时，总是向着 密度大的方向偏折 C.糖液是液体，槽底和平面镜是固体，光在传 播时总是向着有固体的方向偏折 D.光在密度不均匀的介质中传播时，总是向着 密度小的方向偏折 (3)下列现象中，与上述实验所观察到的现象 很类似的是 A,在河岸上观察水中的鱼，所看到的鱼的位 置比实际位置偏高的现象 B.早晨，太阳还在地平线以下，人就能观察到 日出的现象 C,光透过三棱镜，向三棱镜底边偏折的现象 D.阳光透过浓密树叶的缝隙，在地面上出现圆 形光斑的现象19.(1)90°(2)45°(3)0.3 平线以下，人就能观察到日出的现象，故本选项与实验现象 第4节光的反射和折射(3) 很类似。C,光透过三棱镜，向三棱镜底边偏析的现象，是因 为光线从玻璃中斜射入空气中发生的新射，是远离密度小 光的折射 (空气)的方向偏折，故本选项不符合题意。D太阳光通过 例1C 树叶间的小孔，在地而上形成一个倒立的、太阳的实像，像和 例2D 太阳的形状是一样的，是圆形，是光沿直线传福形成的。故 变式训练D 本选项不符合题意 例3顺时针上升 第4节 光的反射和折射(4) 巩固练习 A组 光的色散 1.B2.C3.D4.C5.60°30°6.折射虚 例C EB7.B)(OCOA右8.E变高 巩固练习 B组 A组 9.C10.D L.B2.D3.A4.D5.B6.C7.(1)红外线 1L.(1)不发生改变(2)小于(3)不相等 绿光(2)色散(3)②8.红外线荧光光的反射绿 12.(1)不同(2)快(3)小于 9.(1)红外线能否透过透明或不透明的物体(2)A 13.(1)①反射折射②折射角随人射角的增大而增 B组 大小于(2)是没有换用其他透明介质做此实验 10.B11.(1)空气(2)热3×10(3)直线 【解析】(1)①光从空气斜射到水面时，将同时发生反 (4)不能(5)红外线具有热效应，可以把温度计放在红外线 射和折射现象：②由表中数据可知，光从空气斜射到水而时， 发射器处，测温度的变化 当入射角不断增大时，折射角也随之增大，故折射角随入射 12.(1)色散三原色（或红，绿，蓝）(2)白黄白 角的变化关系是：新射角随入射角的增大而增大，且斯射角 (3)绿绿第三种颜色是由两种颜料共同反射的色光决 小于入射角。当光从空气垂直射到水面时，折射角等于零。 定的 (2)评价：存在不足，应该换用其他透明介质再做此实 【解析】(1)在光屏上看到红，橙，黄、绿，蓝、靛、紫七种 验，这样得出的结论将更具有普遍性 色光的色带。太阳光经过三棱镜分散成七种色光，这种现象 C组 是光的色散。用放大镜观察彩色电视画面，可以发现是由 14.C【解析】小黑点A发出的光线，从球心向玻璃 红、绿、蓝三种色光混合而成的。 射出时，其光线垂直玻璃砖的圈孤表面入射，光的传播方向 (2)光的三原色是：红、绿、蓝，将红，绿、蓝三色光重叠 不变，正好射到眼睛上，所以在外上方透过玻璃砖观察A,看 地照在白墙上，看到的将是白色，红光和绿光混合形成黄光 到A的像正好在A的位置上 将黄光和蓝光混合形成白光。 (3)黄颜料除了反射黄光，还反射橙光和绿光，可时吸收 其他色光：蓝颜料除了反射蓝光，还反射绿光，同时吸收其他 色光：这两种颜料混合，就反射绿光，混合颜料就成绿色了， 由此可知第三种颜色是由两种颜料共同反射的色光决定的。 C组 15.D【解析】由于在垂直光源方向上观看，垂直玻 13.C【解析】玻璃对常光的折光能力比红光强，当 璃砖入射的光线，方向不变，另一条光线经过玻璃砖后平行 光PO射向O点时在底部发生折射和反射，OA为红光时， 于入射光线射出，因此若将玻璃砖向右下方平行移动一段距 紫光已发生了全反射 离至虚线位置时，出射光线方向不变，所以其反向延长线与 14.C【解析】根据随迷刘文同学的实验探究可知 垂直入射光线的交点不变，即像的位置不变。 自动门本身能发出红外线信号，当此信号被靠近的物体反射 16.(1)当入射角增大到某一值时，折射光线消失(2) 时，就实现自动开闭，选项C正确。 光斑消失(3)不会。光从空气斜射入水中时，折射角始终 15.(1)由表格中数据知，纸张数增大为原来的几倍，条 小于人射角 纹数也增大为原来的儿倍，说明单位长度内的数日与薄膜的 17.(1)B(2)B(3)B【解析】(1)因为光在同种均 顶角成正比关系。 匀介质中沿直线传播，光在密度不均匀的介质中传播时，总 (2)由表格中数据知，条纹数为6条，则是3条的2倍 是向着密度大的方向偏折，(2)光沿直线传播的条件是同种 则纸张数为2的2倍，即为4张，用内插法可知，直径相当于 均匀介质，当光在密度不均匀的介质中传播时，传播方向要 4张纸。 发生偏折，而且总是向着密度大的方向偏折，所以光在糖液 (3)可以在靠近B端施力向下压玻璃板，如果看到明暗 中的传播路径是弧形的。(3)A在河岸上观察水中的鱼，所 相间的条纹变稀疏，说明角度变小，则说明B比A的直径要 看到的鱼的位置比实除位置偏高的现象，是因为光线从水中 粗。如果看到明暗相间的条纹变密集，则说明B比A的直 斜射入空气中发生的折射，是远离密度小（空气）的方向偏 径要细。 折，故本远项不精合题意，B覆盖着地球表面的大气，越接 近地表越稠密，折射角也越小。即光在密度不均匀的介质中 第5节透镜和视觉(1)一凸透镜成像的特点 传福时，总是向着密度大的方向偏折，所以早晨，太阳还在地 例1B 45