专题3.1 光的折射(知识梳理+14个考点讲练+中考真题演练+难度分层练 共53题)-2025-2026学年苏科版物理八年级上册同步培优讲练(2024新教材)
2025-09-11
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资源信息
| 学段 | 初中 |
| 学科 | 物理 |
| 教材版本 | 初中物理苏科版八年级上册 |
| 年级 | 八年级 |
| 章节 | 一、光的折射 |
| 类型 | 教案-讲义 |
| 知识点 | 光的折射 |
| 使用场景 | 同步教学-新授课 |
| 学年 | 2025-2026 |
| 地区(省份) | 全国 |
| 地区(市) | - |
| 地区(区县) | - |
| 文件格式 | ZIP |
| 文件大小 | 31.87 MB |
| 发布时间 | 2025-09-11 |
| 更新时间 | 2025-09-11 |
| 作者 | 勤勉理科资料库 |
| 品牌系列 | - |
| 审核时间 | 2025-09-11 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/53868520.html |
| 价格 | 3.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
|---|
内容正文:
专题3.1 光的折射
(知识梳理+14个考点讲练+中考真题演练+难度分层练 共53题)
知识梳理 技巧点拨 1
知识点梳理01:光的折射现象 2
知识点梳理02:探究光的折射特点 3
知识点梳理03:光的折射特点的应用 4
知识点梳理04:生活中的光折射现象 5
优选题型 考点讲练 6
考点1:光的折射的概念和现象 6
考点2:光的折射的实验装置 6
考点3:光的折射的实验现象及结论 8
考点4:从水面看向水中 9
考点5:从水中看向水面 10
考点6:筷子在水中的弯折 11
考点7:大气对日光的折射 12
考点8:不同介质入射角、反射角与折射角的大小关系 12
考点9:作出光在空气和介质中传播的光路图 13
考点10:根据光的折射判断物体的位置 14
考点11:水底光斑的变化 14
考点12:辨析水面高度变化时,折射光路图的变化情况 15
考点13:根据光路图区分入射、反射和折射光线 16
考点14:光的折射规律的应用 16
中考真题 实战演练 17
难度分层 拔尖冲刺 19
基础夯实 19
培优拔高 22
知识点梳理01: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
知识点梳理02: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;
知识点梳理03: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。
知识点梳理04: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。
考点1:光的折射的概念和现象
【典例精讲】(24-25八年级上·江苏无锡·期中)如图所示,在水槽中斜插一块平面镜,当太阳光斜射到水面时,由于发生了光的 现象而偏折进水中。经平面镜反射后,最终在墙壁上形成彩色光带,光带的形成属于 现象。平面镜和水的组合相当于 (填一种光学元件)。若用手指搅动槽中的水,墙面上的彩色条纹将 (“消失”、“振动”、“不变”)。
【变式训练】(24-25八年级上·江苏泰州·期中)诗句“大漠孤烟直,长河落日圆”给我们展现了一幅美丽的画卷。其实诗人观察到的落日并非太阳的实际位置,而是太阳光经过不均匀的大气层发生了 所成的像,太阳实际在图中 (选填“甲”或“乙”)的位置,若大气层消失则白天的时间会 (变长、变短或不变)。
考点2:光的折射的实验装置
【典例精讲】(24-25八年级上·江苏无锡·期中)如图甲所示,将透明的薄壁(厚度可忽略不计)方形水槽水平放置,小明通过缓慢改变水槽中的水量来探究光的折射现象。水槽中注入一定量的水后,固定在水槽底部的激光笔沿图示方向发出一细光束,侧壁上B处得到一个光点,此时,折射角 入射角,为使B处的光点移至C处,则应使水槽中的水量 (选填“增加”、“减少”或“不变”),如图乙所示,小明将激光笔移至虚线框内向水槽底部照射,为使光束第一次从水面射出后沿DE方向传播,则激光笔照射的方向应满足的条件是 ,且激光笔照射在水槽底部的位置必须在 (选填”①”、“②”或“③”)区内。
【变式训练】(24-25八年级上·江苏南通·期中)在探究光的折射特点的实验中:
(1)如图甲所示,光从空气斜射入水中,将入射角、折射角记录在下表中。本实验多次改变入射角的目的是 ,分析表格中的数据,你能得出的结论(写出一条即可): 。当光以32°的入射角从水射入空气中时,折射角为 °;
入射角
0°
15°
30°
45°
60°
折射角
0°
11°
22°
32°
41°
(2)如图乙所示,将透明的薄壁(厚度可忽略不计)方形水槽水平放置,激光笔沿图示方向发出一束光,侧壁上A处出现一个光斑,水槽中注入一定量的水后,侧壁上B处出现一个光斑,为使光斑由B移至C处,应使水槽中水面的高度 (选填“增加”“减少”或“不变”),水面高度的变化量 (选填“大于”、“小于”或“等于”)BC间的距离;
(3)如图丙所示,小明将激光笔移至虚线框内向水槽底部照射,为使光束沿DE方向射出,则激光笔照射在水槽底部的位置必须在 (选填“①”“②”或“③”)区域内,且激光笔射出的入射光的方向应 。
考点3:光的折射的实验现象及结论
【典例精讲】(24-25八年级上·江苏泰州·期中)小明利用如图所示的实验装置做“探究光的折射特点”的实验。
(1)向水槽中注水,使水面恰好通过背景屏的 。将一束光从垂直于水面入射圆心O开始,逐次增大入射角,测量记录如下表所示。
入射角/°
0
15
30
45
60
75
80
折射角/°
0
11
22
32
40.5
46.5
47.5
(2)分析数据得出的结论是:
①光从空气垂直射到水中时,传播速度将 ,传播方向将 (选填“改变”或“不变”)。
②光从空气斜射入水中时,折射角 入射角,折射角随入射角的增大而 。
(3)使一束光沿BO方向从水中斜射向O点,光进入空气时将沿OA方向射出,这说明光在折射时光路具有 性.根据光路的这一特点,小明进行了推理和实验分析:
①当入射角为30°时,此时折射角的大小大致在 。(填序号)
A.15°与30°之间 B.30°与45°之间
C.45°与60°之间 D.60°与75°之间
②保持入射点位置不变,当入射角增大到某一角度,使折射角达到 °时,折射光线会完全消失。
【变式训练】(24-25八年级上·江苏南京·期中)为探究光的折射规律,小华让入射光从玻璃射向空气,得到如下表格:
入射角i
0°
10°
20°
30°
40°
41.8°
50°
折射角r
0°
15.2°
30.9°
48.6°
81°
90°
(1)根据表格,他发现当入射角增大时,折射角 (选填“增大”、“减小”或“不变”),图中的图线 (选填“a”或“b”)反映了上述实验中的两角关系;
(2)小华发现,当入射角i≥ °时,折射光消失,反射光会变得更亮,请教老师后,他知道此时发生的现象叫做“全反射”,根据折射现象中光路可逆原理可以判断;如果光从空气射向玻璃,满足一定角度条件时 (选填“能”或“不能”)发生全反射现象;
(3)小华还想研究“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,小华把红色磁铁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(如图乙),他看到红色磁铁a的像为a′,为了确定红色磁铁的像的位置,小华进行了以下操作:
①将蓝色磁铁b吸在水面上方的铁板上(如图丙),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;鉴于本实验的目的,下一步应该进行的操作是 。
考点4:从水面看向水中
【典例精讲】(24-25八年级上·江苏无锡·期中)如图所示是一位游客在海洋公园拍到的北极熊的照片,北极熊的头身居然分离了!对此,小亮解释道:游客看到的北极熊的身体是光从 中斜射入 (前两空均选填“水”或“空气”)中时,在界面发生折射形成的 (选填“实”或“虚”)像。
【变式训练】(24-25八年级上·江苏泰州·期中)学习光的折射时,老师为帮助学生理解“渔民叉鱼”现象,自制了一套装置。如图所示,不透明圆管是一根方向固定且不易形变的直管,将它固定在铁架台上,将小鱼模型固定在水中。
(1)人眼从A处透过直管看向水里,调整直管方向,直到从直管看到水中的“鱼”,这是光从 折射进入 ,看到的“鱼”是 (选填“实”或“虚”)像;
(2)用一根足够长的铁丝(鱼叉)沿直管叉向看到的“鱼”, 插到鱼;改用激光笔从A点沿着直管对着看到的“鱼”照射,光 照到鱼身上;(两空均选填“能”或“不能”)
(3)接着从鱼缸侧面观察,发现鱼叉的方向在实际鱼的 方(选填“上”或“下”)
考点5:从水中看向水面
【典例精讲】(24-25八年级上·江苏连云港·期中)如图所示,是一条鱼跃出水面,咬食荷花的画面,鱼在水中看到荷花,此时光从 斜射入 中时发生 。
【变式训练】(24-25八年级上·全国·课后作业)射水鱼发现水面上的小昆虫后,从口中快速喷出一束水柱,将昆虫击落。下列图中能表示射水鱼观察到小昆虫的光路是( )
A. B.
C. D.
考点6:筷子在水中的弯折
【典例精讲】(24-25八年级上·江苏连云港·期中)将一根直筷子斜插入水中,筷子在水中部分发生偏折。下图正确反映此现象的是( )
A. B.
C. D.
【变式训练】(24-25八年级上·江苏盐城·期中)如图所示,将筷子插入盛有水的圆柱形的透明玻璃中,观察到筷子在水中发生了“折断”,以下四幅光路图中,能正确说明产生这一现象的原因的是( )
A. B.
C. D.
考点7:大气对日光的折射
【典例精讲】(23-24八年级上·江苏扬州·阶段练习)我国古诗词中往往有着优美的意境,千古名句中往往蕴藏着丰富的物理知识。“大漠孤烟直,长河落日圆”是名句中的一句。诗人看到的落日并非太阳的实际位置,这是由于太阳光在不均匀的空气中传播时发生 现象所形成的,此时我们看到的是太阳的 像(选填“虚”或“实”)。
【变式训练】(22-23八年级上·广东广州·期末)诗句“大漠孤烟直,长河落日圆”给我们展现了一幅美丽的画卷。其实诗人观察到的落日并非太阳的实际位置(如图所示),而是太阳光经过不均匀的大气层发生了 所成的 (选填“实”或“虚”) 像,太阳实际在图中 (选填“甲”或“乙”)位置。
考点8:不同介质入射角、反射角与折射角的大小关系
【典例精讲】(24-25八年级上·江苏连云港·期中)如图所示,一束光沿着AO斜射入装有水的水槽。入射光线将在水中发生偏折。若在水槽的左侧垫了一块小石头,保持光线AO斜射方向不变,当水面恢复平静时,以下说法正确的是( )
A.入射角将增大 B.折射角将减小 C.折射角不变 D.折射角将增大
【变式训练】(24-25八年级上·江苏泰州·期中)一束光在玻璃和空气两种物质中传播,在分界面发生了反射和折射,如图所示,是分界面或者法线,其他为光线, 为分界面,它的 侧为玻璃(选填“上”、“下”、“左”或“右”),此时的折射角为 °,入射光线为 (用字母表示)。
考点9:作出光在空气和介质中传播的光路图
【典例精讲】(24-25八年级上·江苏泰州·阶段练习)2024年巴黎奥运会,中国花样游泳队历史性地夺得团体冠军,如图,两名花样游泳运动员潜入水中,她们从水中仰头看到游泳池上空悬挂的条幅,下列光路图正确的是( )
A. B.
C. D.
【变式训练】(24-25八年级上·江苏扬州·期中)如图是小明眼睛在N点,水面在A处时看到玻璃缸内M点处硬币的光路图。当玻璃缸内注入更多水到B处后,小明的眼睛在N点仍然可以看到硬币。请画出小明眼睛在N点,水面到B处时看到M点处硬币的大致折射光路(画一条光路即可)。
考点10:根据光的折射判断物体的位置
【典例精讲】(2023·陕西西安·二模)如图甲所示,游客徒步在海底隧道间,可以看到漂亮的海底世界,在图乙中,A、B、C三点分别是游客的眼睛、真实鱼以及游客观察到的鱼的位置,请你画出游客看到水中鱼的光路图。
【变式训练】(24-25八年级上·江苏南京·期末)如图所示,S'是人眼在P处透过水面看见的河底一颗白色鹅卵石的虚像,这虚像是由光的 形成的,鹅卵石真实位置在S'的 方。若在P处用激光手电对准虚像S'照 射,则手电发出的光 (选填“能”或“不能”)照射到河底的鹅卵石上。
考点11:水底光斑的变化
【典例精讲】(23-24八年级上·江苏盐城·阶段练习)有一圆柱形敞口容器,从其左侧某一高度斜射入一束激光,在容器底部产生一个光斑,如图所示。下列操作将使光斑向右移动的是( )
A.保持水面的高度和入射点不变,使激光的入射角减小
B.保持水面的高度不变,使激光笔向左平移
C.保持激光射入的角度不变,使水面上升
D.保持激光射入的角度不变,使激光笔向上平移
【变式训练】(24-25八年级上·黑龙江绥化·期中)如图所示,一束光线射入杯中,在杯底形成光斑。逐渐抽出杯中的水,光斑将( )
A.向右移动 B.向左移动
C.不动 D.无法确定
考点12:辨析水面高度变化时,折射光路图的变化情况
【典例精讲】(23-24八年级上·江苏扬州·阶段练习)有一圆柱形敞口容器,装入适量的水,从其左侧某一高度处斜射入一束激光,在容器底部产生一个光斑O,如图所示。下列说法正确的是( )
A.保持入射点不变,使激光的入射角减小,光斑位置右移
B.保持水面的高度不变,使激光笔向右平移,光斑位置左移
C.保持激光射入的角度不变,垫高容器右侧,入射角减小
D.保持激光射入的角度不变,使水面下降,光斑位置右移
【变式训练】(24-25八年级上·江苏南通·阶段练习)某校新建成一个喷水池,在池底中央安装了一只射灯。射灯发出的一束光照在右边的池壁上,当池内无水时,站在池旁左边的人,看到在S点形成一个亮斑,如图所示,现往池内灌水,水面升至a位置时,人看到亮斑的位置在P点;如果水面升至b位置时,人看到亮斑的位置在Q点,则( )
A.P点在S点的上方,Q点与S点重合
B.P点在S点的下方,Q点与S点重合
C.P点在S点的上方,Q点在S点的上方
D.P点在S点的下方,Q点在S点的上方
考点13:根据光路图区分入射、反射和折射光线
【典例精讲】(24-25八年级上·江苏苏州·期中)如图,一束光在空气和玻璃的分界面上同时发生反射和折射,则: 是入射光,折射角等于 °,光从 (空气进入玻璃/玻璃进入空气)。
【变式训练】(24-25八年级上·江苏苏州·期中)如图所示是光在空气和玻璃两种介质中传播的情形,入射角大小为 °; 为玻璃(选填“左侧”、“右侧”、“上面”或“下面”);若入射角减小到40°,则反射光线与折射光线的夹角 (选填“大于”、“等于”或“小于”)100°;若入射角再减小40°,则反射光线与折射光线的夹角为 °。
考点14:光的折射规律的应用
【典例精讲】(24-25八年级上·江苏苏州·期中)如图所示,将透明的薄壁(厚度忽略不计)方形水槽水平放置,固定在水槽底部的激光笔沿图示方向发出一细光束,水槽中未注水时,在侧壁上A处得到一个光点。
(1)向水槽中注水,水面达到如图所示位置时,光点移至B处,这是由于光在水面处发生了 现象,此时折射角 入射角(选填“大于”或“小于”);
(2)为使B处的光点移至C处,应使水槽中的水量 (选填“增加”或“减少”),若BC间距离为5cm,则水面高度的变化量 5cm(选填“大于”、“小于”或“等于”)。
【变式训练】(24-25八年级上·江苏南通·期中)如图所示,将硬币放在碗底,后退至恰好看不到,然后保持眼睛、硬币和碗的位置不变。另一名同学向碗中缓慢注水,当水面上升到一定高度时,硬币上的 点(选填“A”或“B”)先被看到,此时光从 (选填“水”或“空气”)斜射入另一种介质,所看到的“硬币”是一个变 (选填“深”或“浅”)的 像。
1.(2025·江苏南京·中考真题)如图甲,将透明的薄壁(厚度可忽略不计)方形水槽水平放置,固定在水槽底部的激光笔沿图示方向发出一细光束,小明通过缓慢改变水槽中的水量来探究光的折射现象。
(1)水槽中注入一定量的水后,侧壁上B处得到一个光点,为使B处的光点移至C处,则应使水槽中的水量 (选填“增加”或“减少”);
(2)如图乙,小明将激光笔移至虚线框内向水槽底部照射,为使光束第一次从水面射出后沿DE方向传播则激光笔照射的方向应满足的条件是 ,且激光笔照射在水槽底部的位置必须在 (选填“①”“②”或“③”)区内。
2.(2025·江苏常州·中考真题)如图所示,平静的湖边有一盏路灯,潜水员在水下E处看到了路灯的像,图中A、B两点,其中一点是路灯,另一点是路灯的像。请画出水下E处的潜水员看到路灯的光路图。
3.(2025·江苏泰州·中考真题)如图所示,是某小组同学进行“探究光的折射规律”的实验情景:
①由图(a)或(b)可知,当光 入射时,光的传播方向不发生改变;
②由图 可知:当光从玻璃或水中斜射入空气中,入射角达到一定角度时,会看到 。
4.(2025·江苏镇江·中考真题)如图1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1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,这是光的现象,此时折射角 角θ(选填“大于”、“等于”或“小于”);
(2)图1中其它条件不变,若换上宽度为的玻璃砖,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 (选填“>”、“=”或“<”);
(3)如图2,小明用宽度为d的玻璃砖继续实验,激光笔置于纵坐标上AB之间,发出一束光束射向玻璃砖表面E点,则光束将从玻璃砖底部 (选填“①”、“②”、“③”或“④”)区域内射出。
5.(2025·江苏宿迁·中考真题)如图所示,MN是空气和玻璃的分界面,一束光线射到MN面O处时发生反射和折射现象,反射角为 °、折射角为 °。
基础夯实
1.(24-25八年级上·江苏镇江·阶段练习)如图所示,小超看到水中的筷子向上弯折了,下列光路图能解释这种现象的是( )
A. B. C. D.
2.(24-25八年级上·江苏徐州·期中)下列成语所反映的情景中,属于光的折射现象的是( )
A.镜花水月 B.一叶障目 C.立竿见影 D.海市蜃楼
3.(24-25八年级上·江苏徐州·期中)人在岸边看水中物体的简单光路图是( )
A. B. C. D.
4.(24-25八年级上·江苏苏州·阶段练习)小熙同学在A处看到水中有一条小鱼,S和P点是鱼和虚像的位置,看到鱼的虚像是由于光从 中到 中发生折射,若想用激光枪击中这条鱼,在A处,枪口应朝向 (S或P)处瞄准。
5.(24-25八年级上·江苏扬州·期中)如图所示,把铜钱放在碗底,后退到眼睛恰好看不到铜钱,保持眼睛、碗和铜钱的位置不变,缓缓向碗里倒水,又再次看到铜钱,这是光从 射向 (两空均填介质名称)发生折射现象造成的。
6.(24-25八年级上·江苏宿迁·期中) 用如图装置探究光的折射特点,向圆形水槽中注水使水面恰好通过背景屏的圆心O。
(1)开始时将一束光从空气沿着与水面垂直的方向经圆心0射入水中时,光在水中的传播方向 (改变/不变),此时折射角为 度。逐次增大入射角时,可以发现折射角 (变大/变小/不变),且折射角 (大于/小于/等于) 入射角。
(2)使一束光从水经圆心斜射入空气中,可以发现折射角随入射角的增大而 (增大/减小/不变),且折射角 (大于/小于/等于) 入射角。
7.(24-25八年级上·江苏淮安·期中)如图所示,小江家新买了一个鱼缸,他和妹妹从鱼缸的斜上方观察水中的小鱼,他们观察到的小鱼的位置比小鱼的实际位置要 (选填“深”或“浅”)一些,这是由于光从 (选填“水中斜射入空气中”或“空气中斜射入水中”)时发生光的 现象。
8.(24-25八年级上·江苏无锡·期中)眼睛在B处观察水中物体A,在A′处看到物体的像,如图所示,请在图中画出折射光路图。
9.(24-25八年级上·四川自贡·期中)如图甲所示,在“探究光的折射特点”实验中:
(1)光与水面成45°射入杯中时,会在杯底形成光斑,若入射光束AO沿逆时针方向转动一定的角度,水中的折射角将 (选填“变大”、“变小”或“不变”);
(2)保持入射光线不变,向杯中继续注水,杯底的光斑将向 (选填“左”或“右”)移动,水位上升过程中折射角将 (选填“变大”、“变小”或“不变”);
(3)如图乙所示,站在清澈的游泳池里,在岸上的人会发现泳池里人的腿变短,能描述此现象的光路是图丙中的 (填序号)。
10.(24-25八年级上·江苏宿迁·期中)某同学做“探究光的折射规律”实验,她把半圆形玻璃砖固定在圆盘中心,让激光束沿圆盘半径入射到玻璃砖圆心处,激光束经玻璃砖折射后从半圆弧边射出(如图所示)。旋转圆盘,多次改变激光束入射角度,观察折射光线方向并记录数据,如下表所示。
实验次数
1
2
3
4
5
入射角
18°
30°
60°
72°
折射角
12°
20°
28°
36°
42°
(1)做第三次实验时,忘了记录入射角的数据,第三次实验如图所示,结合图可知,此时的入射角为 ;
(2)分析实验数据可知:当光从空气斜射到玻璃表面时,折射角 入射角(填“大于”、“小于”或“等于”),折射角随入射角增大而 (填“增大”、“减小”或“不变”)。
(3)为了使光路更清晰,激光笔应紧贴圆盘照射,并在较 (填“亮”或“暗”)的环境中进行。
(4)实验中将发现,折射光路的亮度比入射光路要 (填“亮”或“暗”),原因可能是 。
培优拔高
11.(24-25八年级上·江苏宿迁·阶段练习)小明到游泳馆游泳,潜入泳池中时,观察天花板上亮着的灯好像变“高”了,下列光路图中能解释这一现象的是( )
A. B.
C. D.
12.(24-25八年级上·江苏苏州·阶段练习)下列现象中属于光的折射现象的是( )
A.影子的形成 B.平静的水面上看到树的倒影
C.小孔成像 D.插在水中的筷子看起来弯折了
13.(24-25八年级上·江苏连云港·期中)从岸边看池水不深,在没有安全保障情况下切记不要下水。池水看起来变浅,能解释这种现象的光路图是( )
A. B.
C. D.
14.(23-24八年级上·江苏镇江·期末)如图所示,一束光由介质A斜射入介质B,MN是A、B两种介质的分界面,两种介质分别是玻璃和空气,则介质 (选填“A”或“B”)是空气,折射角为 度,若入射光线绕入射点顺时针转动5°角,则折射光线将绕入射点 (选填“顺时针”或“逆时针”)转动,且转动角度 (选填“大于”“等于”或“小于”)5°。
15.(23-24八年级上·江苏无锡·期末)周末小明去玄武湖游玩,他望向平静的水面,看到“云在水中飘,鱼在云上游,鱼戏绿树间”的美景,“绿树”是因为树叶 (选填“反射”或“吸收”)了绿光;看到的鱼距水面的距离 (选填“大于”、“等于”或“小于”)实际的鱼距水面的距离;看到的水中鱼和水中云是鱼和云所成的像,关于这两个像,下列判断正确的是 (选填字母)。
A.都是实像 B.都是虚像 C.鱼是实像 D.云是虚像
16.(23-24八年级上·吉林长春·期中)如图是一束光在空气和玻璃两种介质的界面处同时发生反射和折射的光路图,O点为入射点,则 是入射光线(用字母表示),折射角为 °,界面的 边是玻璃(选填“上”、“下”、“左”或“右”)。
17.(24-25八年级上·江苏无锡·期中)如图为“初识光的折射现象”的活动,在半透明水槽中放蚊香产生烟雾,打开激光笔,可观察到笔直光路,在水槽内壁的光斑P点处做上标记,向水槽内慢慢注水,水槽底部光斑将 (选填“向左移动”、“向右移动”或“不动”),继续沿水槽缓慢注水,在此过程中,折射角 (选填“增大”、“不变”或“减小”)。
18.(24-25八年级上·江苏南通·期末)如图所示,画出入射光线由空气进入水中的折射光线和反射光线。
19.(24-25八年级上·江苏苏州·期中)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,其方向与水平方向成45°。
(1)若光束沿AO斜射入水面,光将同时发生反射和折射现象:光束进入水中后会向 (选填“靠近”或“远离”)法线方向偏折;
(2)当这束光斜射入杯中时,会在杯底形成光斑。保持入射光束的方向不变,逐渐往杯中加水,观察到杯底的光斑向 移动(选填“左”或“右”)。继续沿水槽壁匀速注水,在此过程中,折射角 (选填“增大”、“减小”或“不变”)。若水面上升距离为,光斑移动距离为,则两者的大小关系是 ;
(3)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”)。
20.(24-25八年级上·江苏无锡·期中)在验证“光的折射规律”的实验中,小明同学利用红色激光笔、水槽、水和一个背景屏探究光的折射特点:
(1)实验中打开激光光源,当光从空气射入水中时,传播方向 (选填“一定”或“不一定”)发生改变;
(2)如图当入射光沿背景表面斜射入水中,从水中看到折射光,再改变观察的角度,如从偏向左侧的方向观察水中的折射光,这样做的目的是 ;
(3)小明测得如下表所示的两组数据:
表一:光从空气斜射入水中 表二:光从水中斜射入空气中
序号
1
2
3
入射角α/°
30
45
60
折射角γ/°
22
32
40
序号
1
2
3
入射角α/°
22
◆
40
折射角γ/°
30
45
60
①表二中“◆”数据被遮挡住看不到,由表中信息可知这个数据是 ,理由是 ;
②如果在探究光从空气斜射入水中的折射规律时,完成了第4次实验,入射角是50°,折射角可能是 ;
A.20° B.28° C.35° D.60°
(4)学习完折射后,小明理解了光的色散现象的原理,于是他改用紫色激光笔从空气斜射入水中,当入射角为45°时,折射角 (选填“大于”、“小于”或“等于”)32°;
(5)小明查阅资料了解到,当折射光消失,只存在入射光与反射光时,这种现象叫做光的全反射。请根据表一和表二数据推理得出,全反射现象可能发生在光从 (选填“空气斜射入水”或“水中斜射入空气”)中。
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专题3.1 光的折射
(知识梳理+14个考点讲练+中考真题演练+难度分层练 共53题)
知识梳理 技巧点拨 1
知识点梳理01:光的折射现象 2
知识点梳理02:探究光的折射特点 3
知识点梳理03:光的折射特点的应用 5
知识点梳理04:生活中的光折射现象 6
优选题型 考点讲练 7
考点1:光的折射的概念和现象 7
考点2:光的折射的实验装置 8
考点3:光的折射的实验现象及结论 10
考点4:从水面看向水中 13
考点5:从水中看向水面 14
考点6:筷子在水中的弯折 15
考点7:大气对日光的折射 16
考点8:不同介质入射角、反射角与折射角的大小关系 17
考点9:作出光在空气和介质中传播的光路图 18
考点10:根据光的折射判断物体的位置 20
考点11:水底光斑的变化 21
考点12:辨析水面高度变化时,折射光路图的变化情况 22
考点13:根据光路图区分入射、反射和折射光线 24
考点14:光的折射规律的应用 26
中考真题 实战演练 28
难度分层 拔尖冲刺 31
基础夯实 31
培优拔高 37
知识点梳理01: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
知识点梳理02: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;
知识点梳理03: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。
知识点梳理04: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。
考点1:光的折射的概念和现象
【典例精讲】(24-25八年级上·江苏无锡·期中)如图所示,在水槽中斜插一块平面镜,当太阳光斜射到水面时,由于发生了光的 现象而偏折进水中。经平面镜反射后,最终在墙壁上形成彩色光带,光带的形成属于 现象。平面镜和水的组合相当于 (填一种光学元件)。若用手指搅动槽中的水,墙面上的彩色条纹将 (“消失”、“振动”、“不变”)。
【答案】 折射 色散 三棱镜 消失
【规范解答】[1][2][3]由题意可知,平面镜斜插入水槽中,使上方的水类似于三棱镜,当太阳光斜射到水面时,由于传播的介质发生改变,发生了光的折射现象而偏折进入水中,照射到类似于三棱镜的结构上后发生了色散现象,所以会形成彩色的光带。
[4]当轻轻敲击水槽,使水面快速地做微小振动时,水面不再是平面,光在不平的水面上会发生漫反射,所以墙面上的彩色条纹将消失。
【变式训练】(24-25八年级上·江苏泰州·期中)诗句“大漠孤烟直,长河落日圆”给我们展现了一幅美丽的画卷。其实诗人观察到的落日并非太阳的实际位置,而是太阳光经过不均匀的大气层发生了 所成的像,太阳实际在图中 (选填“甲”或“乙”)的位置,若大气层消失则白天的时间会 (变长、变短或不变)。
【答案】 折射 变短 乙
【规范解答】[1][2]太阳落山时,太阳的实际位置在地平线下面,通过折射我们看见了太阳的虚像(即观察到的落日),太阳的实际位置在图中的乙位置。
[3]若大气层消失,太阳光将在真空中沿直线传播,由于 地球是圆形的,所以只有太阳升到地平线才能观察到;而正因为地球表面上有大气层,阳光射入大气 层时会发生折射现象,能够提前观察到;所以如果地球表面不存在大气层,那么观察到的日出时刻与实际存在大气层时的情况相比将延后,即这一天的白昼的时间与原来的白昼时间相比将会短一些。
考点2:光的折射的实验装置
【典例精讲】(24-25八年级上·江苏无锡·期中)如图甲所示,将透明的薄壁(厚度可忽略不计)方形水槽水平放置,小明通过缓慢改变水槽中的水量来探究光的折射现象。水槽中注入一定量的水后,固定在水槽底部的激光笔沿图示方向发出一细光束,侧壁上B处得到一个光点,此时,折射角 入射角,为使B处的光点移至C处,则应使水槽中的水量 (选填“增加”、“减少”或“不变”),如图乙所示,小明将激光笔移至虚线框内向水槽底部照射,为使光束第一次从水面射出后沿DE方向传播,则激光笔照射的方向应满足的条件是 ,且激光笔照射在水槽底部的位置必须在 (选填”①”、“②”或“③”)区内。
【答案】 大于 增加 平行于DE ②
【规范解答】[1]固定在水槽底部的激光笔沿图示方向发出一细光束,侧壁上B处得到一个光点,这是由于光的折射现象引起的,此时折射角大于入射角。
[2]因入射角和折射角都不变,要使B处的光点向上移到C处,则折射光线需要相互平行,水面上升,应使水槽中的水量增加,如下面图所示:
[3][4] 图乙中透明的薄壁方形水槽和其中的水对光的作用相当于一块上、下表面平行的玻璃砖,如图所示:
根据光的折射定律和折射现象中光路可逆性可知,最后的出射光线DE与最初的入射光线FG平行、同向,则激光笔照射的方向应满足的条件是平行于DE,且激光笔照射在水槽底部的位置在区域②内。
【变式训练】(24-25八年级上·江苏南通·期中)在探究光的折射特点的实验中:
(1)如图甲所示,光从空气斜射入水中,将入射角、折射角记录在下表中。本实验多次改变入射角的目的是 ,分析表格中的数据,你能得出的结论(写出一条即可): 。当光以32°的入射角从水射入空气中时,折射角为 °;
入射角
0°
15°
30°
45°
60°
折射角
0°
11°
22°
32°
41°
(2)如图乙所示,将透明的薄壁(厚度可忽略不计)方形水槽水平放置,激光笔沿图示方向发出一束光,侧壁上A处出现一个光斑,水槽中注入一定量的水后,侧壁上B处出现一个光斑,为使光斑由B移至C处,应使水槽中水面的高度 (选填“增加”“减少”或“不变”),水面高度的变化量 (选填“大于”、“小于”或“等于”)BC间的距离;
(3)如图丙所示,小明将激光笔移至虚线框内向水槽底部照射,为使光束沿DE方向射出,则激光笔照射在水槽底部的位置必须在 (选填“①”“②”或“③”)区域内,且激光笔射出的入射光的方向应 。
【答案】(1) 多次实验排除偶然性 光从空气斜射入水中,折射角小于入射角 45
(2) 增加 大于
(3) ② 与DE方向平行
【规范解答】(1)[1]一次实验得出的实验结论具有偶然性,为了排除偶然性,得出具有普遍性规律的结论,实验时应多次改变入射角获得多组数据。
[2]由表中数据可知,光从空气中斜射入水中时,每次实验中入射角都大于水中的折射角,故可得:光从空气斜射入水中,折射角小于入射角。
[3]光路具有可逆性,由表中数据可知,当光线以45°的入射角从空气斜射入水中时,折射角为32°,所以当光线以32°的入射角从水射入空气中时,折射角为45°。
(2)[1]当水槽中的水增加时,图像如图所示
可知,为使光斑由B移至C处,应使水槽中水面的高度增加。
[2]因入射角度不变,所以折射光线相互平行,由上图可知,水面高度的变化量大于BC间的距离。
(3)[1][2]光从空气斜射入水中,又从水中斜射向空气中,经过两次折射,最后的折射光线与原入射光线相平行,所以激光笔射出的入射光的方向应与DE方向平行。光从空气中斜射入水中时,入射角大于折射角,从水中斜射入空气中时,入射角小于折射角,由图可知,激光笔照射在水槽底部的位置必须在②区域内。
考点3:光的折射的实验现象及结论
【典例精讲】(24-25八年级上·江苏泰州·期中)小明利用如图所示的实验装置做“探究光的折射特点”的实验。
(1)向水槽中注水,使水面恰好通过背景屏的 。将一束光从垂直于水面入射圆心O开始,逐次增大入射角,测量记录如下表所示。
入射角/°
0
15
30
45
60
75
80
折射角/°
0
11
22
32
40.5
46.5
47.5
(2)分析数据得出的结论是:
①光从空气垂直射到水中时,传播速度将 ,传播方向将 (选填“改变”或“不变”)。
②光从空气斜射入水中时,折射角 入射角,折射角随入射角的增大而 。
(3)使一束光沿BO方向从水中斜射向O点,光进入空气时将沿OA方向射出,这说明光在折射时光路具有 性.根据光路的这一特点,小明进行了推理和实验分析:
①当入射角为30°时,此时折射角的大小大致在 。(填序号)
A.15°与30°之间 B.30°与45°之间
C.45°与60°之间 D.60°与75°之间
②保持入射点位置不变,当入射角增大到某一角度,使折射角达到 °时,折射光线会完全消失。
【答案】(1)圆心
(2) ①改变 不变 小于 增大
(3) 可逆 B 90
【规范解答】(1)入射点为背景盘圆心时,入射角、反射角、折射角可以在背景盘上直接读出来,所以注水水面恰好通过背景屏的圆心是最好的选择。
(2)[1]光在水中的速度小于光在空气中的传播速度,光从空气垂直射到水中时,传播速度将改变。
[2]光从一种介质进入另一种介质时,垂直入射传播方向不变。
[3][4]由表格中数据可以看出,光从空气斜射入水中时,折射角小于入射角,且随着入射角逐渐增大,折射角也逐渐增大。
(3)[1] 光沿BO方向从水中斜射向O点,光进入空气时将沿OA方向射出,说明在光的折射中,光路可逆。
[2]由光从空气斜射入水中实验数据,入射角为30°时折射角为22°,入射角为45°时,折射角为32°,根据光路可逆可知当刚从水中斜射入空气中入射角为30°时,折射角的大小大致在30°与45°之间。
[3] 光从空气斜射入水中,折射角大于入射角,随着入射角增大,折射角也会随之增大,会比入射角先到达90°,此时将发生全反射,折射光线会完全消失。
【变式训练】(24-25八年级上·江苏南京·期中)为探究光的折射规律,小华让入射光从玻璃射向空气,得到如下表格:
入射角i
0°
10°
20°
30°
40°
41.8°
50°
折射角r
0°
15.2°
30.9°
48.6°
81°
90°
(1)根据表格,他发现当入射角增大时,折射角 (选填“增大”、“减小”或“不变”),图中的图线 (选填“a”或“b”)反映了上述实验中的两角关系;
(2)小华发现,当入射角i≥ °时,折射光消失,反射光会变得更亮,请教老师后,他知道此时发生的现象叫做“全反射”,根据折射现象中光路可逆原理可以判断;如果光从空气射向玻璃,满足一定角度条件时 (选填“能”或“不能”)发生全反射现象;
(3)小华还想研究“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,小华把红色磁铁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(如图乙),他看到红色磁铁a的像为a′,为了确定红色磁铁的像的位置,小华进行了以下操作:
①将蓝色磁铁b吸在水面上方的铁板上(如图丙),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;鉴于本实验的目的,下一步应该进行的操作是 。
【答案】(1) 增大 a
(2) 41.8° 不能
(3) 无关 a′ 见解析
【规范解答】(1)[1][2]由表中数据可知:当入射角增大时,折射角也随着增大;折射角随着入射角的增大而增大,但折射角总大于入射角,而图线b中,当入射角等于45°时,折射角也等于45°,a图线中的折射角始终大于入射角,因此图线a反映了折射角与入射角的关系。
(2)[1][2]由表格数据可知:入射角增大,折射角也增大,当入射角等于41.8°时,折射角等于90°,当入射角i≥41.8°时,折射光消失,就发生了全反射现象;由表中数据分析可得出结论,要发生全反射,入射角要小于折射角,若光从空气斜射向玻璃,则入射角大于折射角,不能发生全反射。
(3)[1]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,这是由于光的反射形成的虚像,此时平静的水面相当于平面镜;该像的位置与观察者的位置无关。
[2][3]为了确定红色磁铁的像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;本实验研究看到物体的位置是否和观察者的位置有关,所以下一步改变观察者的位置,看b的像与a′是否重合。
考点4:从水面看向水中
【典例精讲】(24-25八年级上·江苏无锡·期中)如图所示是一位游客在海洋公园拍到的北极熊的照片,北极熊的头身居然分离了!对此,小亮解释道:游客看到的北极熊的身体是光从 中斜射入 (前两空均选填“水”或“空气”)中时,在界面发生折射形成的 (选填“实”或“虚”)像。
【答案】 水 空气 虚
【规范解答】[1][2][3]游客看到的熊是水中的熊反射的光从水中斜射入空气中时,光线发生折射,折射光线偏离法线,人逆着折射光线看去,看到的熊的虚像。
【变式训练】(24-25八年级上·江苏泰州·期中)学习光的折射时,老师为帮助学生理解“渔民叉鱼”现象,自制了一套装置。如图所示,不透明圆管是一根方向固定且不易形变的直管,将它固定在铁架台上,将小鱼模型固定在水中。
(1)人眼从A处透过直管看向水里,调整直管方向,直到从直管看到水中的“鱼”,这是光从 折射进入 ,看到的“鱼”是 (选填“实”或“虚”)像;
(2)用一根足够长的铁丝(鱼叉)沿直管叉向看到的“鱼”, 插到鱼;改用激光笔从A点沿着直管对着看到的“鱼”照射,光 照到鱼身上;(两空均选填“能”或“不能”)
(3)接着从鱼缸侧面观察,发现鱼叉的方向在实际鱼的 方(选填“上”或“下”)
【答案】(1) 水 空气 虚
(2) 不能 能
(3)上
【规范解答】(1)[1][2][3]鱼反射的光从水中斜射入空气中发生折射,人眼逆着折射光线的方向看去,看到的是鱼的虚像。
(2)[1][2]水中的“鱼”是鱼反射的光线从水中斜射入空气发生折射形成的,鱼的位置在鱼的虚像的下方;所以用一根足够长的铁丝(鱼叉)沿直管叉向看到的“鱼”,不能插到鱼;鱼反射的光线在水面处发生折射,折射光线进入眼睛,由于光的折射中光路是可逆的,改用激光笔从A点沿着直管对着看到的“鱼”照射,能照到鱼身上。
(3)水中的“鱼”是鱼反射的光线从水中斜射入空气发生折射形成的,鱼的位置在鱼的虚像的下方,用一根足够长的铁丝(鱼叉)沿直管叉向看到的“鱼”是它的虚像,鱼叉的方向在实际鱼的上方。
考点5:从水中看向水面
【典例精讲】(24-25八年级上·江苏连云港·期中)如图所示,是一条鱼跃出水面,咬食荷花的画面,鱼在水中看到荷花,此时光从 斜射入 中时发生 。
【答案】 空气 水 折射
【规范解答】[1][2][3]光从一种介质进入另一种介质时会发生光的折射,鱼在水中看到荷花,此时光从空气斜射入水中时发生光的折射,折射光线进入鱼的眼睛,因此鱼能看到。
【变式训练】(24-25八年级上·全国·课后作业)射水鱼发现水面上的小昆虫后,从口中快速喷出一束水柱,将昆虫击落。下列图中能表示射水鱼观察到小昆虫的光路是( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【规范解答】射水鱼在水中看到水面上方留的昆虫等猎物,是因为水面上方的昆虫等猎物“发出”的光射向水面,发生折射,再进入射水鱼的眼睛中,因此光的传播路线是由空气→水中。根据光的折射定律可知,光从空气中斜射入水中时,折射光线向法线偏折,折射角小于入射角,故ABC不符合题意,D符合题意。
故选D。
考点6:筷子在水中的弯折
【典例精讲】(24-25八年级上·江苏连云港·期中)将一根直筷子斜插入水中,筷子在水中部分发生偏折。下图正确反映此现象的是( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【规范解答】当将筷子插入水中时,水下的筷子反射的光线从水中进入空气中时,发生折射,从上面看筷子水中的部分会比实际位置高一些,即水中的筷子向上弯折,故A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
【变式训练】(24-25八年级上·江苏盐城·期中)如图所示,将筷子插入盛有水的圆柱形的透明玻璃中,观察到筷子在水中发生了“折断”,以下四幅光路图中,能正确说明产生这一现象的原因的是( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【规范解答】AB.我们能看到筷子是因为有光线进入我们的眼睛,光线应该从水中进入空气,故AB不符合题意;
CD.光从水中斜射入空气中时,折射角大于入射角,即折射光线偏离法线,故C符合题意,D不符合题意。
故选C。
考点7:大气对日光的折射
【典例精讲】(23-24八年级上·江苏扬州·阶段练习)我国古诗词中往往有着优美的意境,千古名句中往往蕴藏着丰富的物理知识。“大漠孤烟直,长河落日圆”是名句中的一句。诗人看到的落日并非太阳的实际位置,这是由于太阳光在不均匀的空气中传播时发生 现象所形成的,此时我们看到的是太阳的 像(选填“虚”或“实”)。
【答案】 折射 虚
【规范解答】[1][2]我们看到的落日并非太阳的实际位置,是由于太阳光在不均匀的空气中传播时,传播方向发生偏折,发生光的折射现象形成的,此时太阳的实际位置在地平线下面,我们看到的是太阳的虚像。
【变式训练】(22-23八年级上·广东广州·期末)诗句“大漠孤烟直,长河落日圆”给我们展现了一幅美丽的画卷。其实诗人观察到的落日并非太阳的实际位置(如图所示),而是太阳光经过不均匀的大气层发生了 所成的 (选填“实”或“虚”) 像,太阳实际在图中 (选填“甲”或“乙”)位置。
【答案】 折射 虚 乙
【规范解答】[1][2][3]由于大气层位置越高空气越稀薄,太阳落山时,太阳发出的光线进入大气层时发生折射,当折射光线进入人的眼睛时,逆着折射光线的方向能够看到太阳的虚像,像的位置比实际位置要高,此时,太阳的实际位置在图中的乙位置。
考点8:不同介质入射角、反射角与折射角的大小关系
【典例精讲】(24-25八年级上·江苏连云港·期中)如图所示,一束光沿着AO斜射入装有水的水槽。入射光线将在水中发生偏折。若在水槽的左侧垫了一块小石头,保持光线AO斜射方向不变,当水面恢复平静时,以下说法正确的是( )
A.入射角将增大 B.折射角将减小 C.折射角不变 D.折射角将增大
【答案】C
【规范解答】在水槽的左侧垫了一块小石头时,水会在重力作用下重新分布,当水面恢复平静时,前后两个水面相平,保持光线AO斜射方向不变,则入射角不变,所以折射角也不变,故C正确,ABD错误。
故选C。
【变式训练】(24-25八年级上·江苏泰州·期中)一束光在玻璃和空气两种物质中传播,在分界面发生了反射和折射,如图所示,是分界面或者法线,其他为光线, 为分界面,它的 侧为玻璃(选填“上”、“下”、“左”或“右”),此时的折射角为 °,入射光线为 (用字母表示)。
【答案】 NN′ 右 30 CO
【规范解答】[1]根据光的反射定律,入射光线和反射光线分居法线的两侧,反射角等于入射角,且在同种介质中,因此NN′是界面。
[2][3][4]因为折射光线和入射光线分居在法线的两侧,且在不同的介质中,且∠MOC>∠M′OB,则玻璃在NN′右侧,OA是反射光线,CO是入射光线,OB是折射光线,则折射角是
考点9:作出光在空气和介质中传播的光路图
【典例精讲】(24-25八年级上·江苏泰州·阶段练习)2024年巴黎奥运会,中国花样游泳队历史性地夺得团体冠军,如图,两名花样游泳运动员潜入水中,她们从水中仰头看到游泳池上空悬挂的条幅,下列光路图正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【规范解答】运动员从水中仰头看到游泳池上空悬挂的条幅,则条幅反射的光线斜射入水中,在水面处发生偏折,折射角小于入射角,折射光线进入运动员的眼睛,故ABD错误,C正确。
故选C。
【变式训练】(24-25八年级上·江苏扬州·期中)如图是小明眼睛在N点,水面在A处时看到玻璃缸内M点处硬币的光路图。当玻璃缸内注入更多水到B处后,小明的眼睛在N点仍然可以看到硬币。请画出小明眼睛在N点,水面到B处时看到M点处硬币的大致折射光路(画一条光路即可)。
【答案】
【规范解答】玻璃缸注入更多水后,小明的眼睛在N点仍然可以看到硬币,所以折射光线仍通过N点,故水面升高,入射角变大,折射角也变大,如图所示:
考点10:根据光的折射判断物体的位置
【典例精讲】(2023·陕西西安·二模)如图甲所示,游客徒步在海底隧道间,可以看到漂亮的海底世界,在图乙中,A、B、C三点分别是游客的眼睛、真实鱼以及游客观察到的鱼的位置,请你画出游客看到水中鱼的光路图。
【答案】
【规范解答】上方水中鱼身上反射的光线由水斜射入下方空气发生折射后进入A处游客的眼睛,且折射角大于入射角,游客逆着折射光线看到鱼的虚像,所以鱼的实际位置在B处,人看到鱼的像在C处,据此画出光路图如图所示:
【变式训练】(24-25八年级上·江苏南京·期末)如图所示,S'是人眼在P处透过水面看见的河底一颗白色鹅卵石的虚像,这虚像是由光的 形成的,鹅卵石真实位置在S'的 方。若在P处用激光手电对准虚像S'照 射,则手电发出的光 (选填“能”或“不能”)照射到河底的鹅卵石上。
【答案】 折射 下 能
【规范解答】[1]光从一种介质斜射入另一种介质,光路会发生改变,所以看到水中的鹅卵石是由光的折射形成的,即看到水中的鹅卵石的虚像是光的折射现象。
[2]根据光从水中斜射入空气,折射角大于入射,鹅卵石的实际位置在S'点的下方,虚像在白色鹅卵石的上方。
[3]根据光路的可逆性,P处用激光手电发出的光能射到河底的鹅卵石上。
考点11:水底光斑的变化
【典例精讲】(23-24八年级上·江苏盐城·阶段练习)有一圆柱形敞口容器,从其左侧某一高度斜射入一束激光,在容器底部产生一个光斑,如图所示。下列操作将使光斑向右移动的是( )
A.保持水面的高度和入射点不变,使激光的入射角减小
B.保持水面的高度不变,使激光笔向左平移
C.保持激光射入的角度不变,使水面上升
D.保持激光射入的角度不变,使激光笔向上平移
【答案】D
【规范解答】A.保持水面高度和入射点不变,使激光的入射角减小,激光束靠近法线时,折射角随之变小,光斑会向左移动,故A不符合题意;
B.保持水面高度不变,使激光笔向左平移,则入射光线和折射光线都向左平移,所以光斑左移,故B不符合题意;
CD.保持激光射入的角度不变,使水面上升,如下图所示
入射点向左移动,则光斑向左移动;使激光笔向上平移,入射点向右移动,则光斑向右移动,故D符合题意,C不符合题意。
故选D。
【变式训练】(24-25八年级上·黑龙江绥化·期中)如图所示,一束光线射入杯中,在杯底形成光斑。逐渐抽出杯中的水,光斑将( )
A.向右移动 B.向左移动
C.不动 D.无法确定
【答案】B
【规范解答】当逐渐抽出杯中的水,光的折射程度不变,但入射点逐渐降低且向左移动,由光的折射规律作出的折射光线照射在杯子底的光斑会逐渐向左移动,如图
故ACD不符合题意;B符合题意。
故选B。
考点12:辨析水面高度变化时,折射光路图的变化情况
【典例精讲】(23-24八年级上·江苏扬州·阶段练习)有一圆柱形敞口容器,装入适量的水,从其左侧某一高度处斜射入一束激光,在容器底部产生一个光斑O,如图所示。下列说法正确的是( )
A.保持入射点不变,使激光的入射角减小,光斑位置右移
B.保持水面的高度不变,使激光笔向右平移,光斑位置左移
C.保持激光射入的角度不变,垫高容器右侧,入射角减小
D.保持激光射入的角度不变,使水面下降,光斑位置右移
【答案】D
【规范解答】A.保持入射点不变,使激光的入射角减小,折射角减小,光斑位置左移,故A错误;
B.保持水面的高度不变,使激光笔向右平移,入射角不变,入射点右移,折射角不变,故光斑位置右移,故B错误;
C.保持激光射入的角度不变,垫高容器右侧,水面仍然水平,法线不变,入射光线不变,入射角不变,故C错误;
D.保持激光射入的角度不变,使水面下降,入射点右移,折射角不变,故光斑位置右移,故D正确。
故选D。
【变式训练】(24-25八年级上·江苏南通·阶段练习)某校新建成一个喷水池,在池底中央安装了一只射灯。射灯发出的一束光照在右边的池壁上,当池内无水时,站在池旁左边的人,看到在S点形成一个亮斑,如图所示,现往池内灌水,水面升至a位置时,人看到亮斑的位置在P点;如果水面升至b位置时,人看到亮斑的位置在Q点,则( )
A.P点在S点的上方,Q点与S点重合
B.P点在S点的下方,Q点与S点重合
C.P点在S点的上方,Q点在S点的上方
D.P点在S点的下方,Q点在S点的上方
【答案】D
【规范解答】如图所示,往池内灌水,水面升至a位置时,光从水中斜射到空气发生折射,折射角大于入射角,折射光线向远离法线的方向偏折,所以人看到亮斑的位置P点在S点的下方;如果水面升至b位置时,光在同种介质中沿直线传播,光点仍然落在S点,但这个光点在水下,由于光从水里斜射到空气中要发生折射现象,所以岸上的人看到的光点是在折射光线的反向延长线上,故人看到亮斑的位置Q点在S点的上方。故ABC不符合题意,D符合题意。
故选D。
考点13:根据光路图区分入射、反射和折射光线
【典例精讲】(24-25八年级上·江苏苏州·期中)如图,一束光在空气和玻璃的分界面上同时发生反射和折射,则: 是入射光,折射角等于 °,光从 (空气进入玻璃/玻璃进入空气)。
【答案】 CO 22.5 空气进入玻璃
【规范解答】[1][2][3]法线是入射光线和反射光线夹角平分线。入射光线和折射光线在法线异侧,反射光线和折射光线在法线同侧。
若反射光线和入射光线分别是OA和OC两者之一,作的角平分线MN,则MN为法线,因为OA和OB在法线同侧,OC和OB在法线异侧,所以CO为入射光线,OA为反射光线,OB为折射光线。如下:
入射角为
则折射角为
若反射光线和入射光线分别是OB和OC两者之一,作的角平分线MN,则MN为法线,因为OA和OB在法线同侧,OC和OA在法线异侧,所以CO为入射光线,OB为反射光线,OA为折射光线。如下:
入射角为
则折射角为
若反射光线和入射光线分别是OA和OB两者之一,作的角平分线MN,则MN为法线,此时OC与法线重合,所以不符合题意,舍去。
综上可知,两种符合题意的情况中,CO均为入射光线,折射角均为。折射角均小于入射角,所以光从空气进入玻璃。
【变式训练】(24-25八年级上·江苏苏州·期中)如图所示是光在空气和玻璃两种介质中传播的情形,入射角大小为 °; 为玻璃(选填“左侧”、“右侧”、“上面”或“下面”);若入射角减小到40°,则反射光线与折射光线的夹角 (选填“大于”、“等于”或“小于”)100°;若入射角再减小40°,则反射光线与折射光线的夹角为 °。
【答案】 60 右侧 大于 180
【规范解答】[1][2]根据光的反射定律知,反射角等于入射角,反射光线和入射光线关于法线对称,所以水平方向的直线NN′为法线,竖直方向的直线MM′为界面;根据折射光线和入射光线在法线两侧,则左下是入射光线,右上方是折射光线,光从空气斜入玻璃,折射角小于入射角,则MM′的右边是玻璃;由图中入射光线与法线的夹角为60°可知,入射角为60°,则反射角也为60°。
[3]由图可知,则反射光线与折射光线的夹角为
30°+50°=80°
若入射角减小到40°,因为反射角等于入射角,所以此时反射角也为40°,则此时反射光线与界面的夹角为
90°-40°=50°
由折射角随入射角的减小而减小,所以折射角与界面的夹角将大于50°,故反射光线与折射光线的夹角大于100°。
[4]若入射角再减小40°,则入射角为0°,则入射光线垂直射向界面,则反射光线、入射光线、折射光线三线合一,此时反射角、入射角、折射角都为0°,则反射光线与折射光线的夹角为180°。
考点14:光的折射规律的应用
【典例精讲】(24-25八年级上·江苏苏州·期中)如图所示,将透明的薄壁(厚度忽略不计)方形水槽水平放置,固定在水槽底部的激光笔沿图示方向发出一细光束,水槽中未注水时,在侧壁上A处得到一个光点。
(1)向水槽中注水,水面达到如图所示位置时,光点移至B处,这是由于光在水面处发生了 现象,此时折射角 入射角(选填“大于”或“小于”);
(2)为使B处的光点移至C处,应使水槽中的水量 (选填“增加”或“减少”),若BC间距离为5cm,则水面高度的变化量 5cm(选填“大于”、“小于”或“等于”)。
【答案】(1) 折射 大于
(2) 增加 大于
【规范解答】(1)[1][2] 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,向水槽中注水,水面达到如图所示位置时,光点移至B处,这是由于光在水面处发生折射现象;光从水中射入空气中时,折射角大于入射角。
(2)[1]当水槽中的水量增加或减少时,入射光线不变,法线与水面始终垂直,则入射角和折射角都不变,要使B处的光点向上移到C处,由下图可知应使水槽中的水量增加。
[2]若BC间距离为5cm,因两次折射光线是平行的,如下图所示,则可知水面高度的变化量大于5cm。
【变式训练】(24-25八年级上·江苏南通·期中)如图所示,将硬币放在碗底,后退至恰好看不到,然后保持眼睛、硬币和碗的位置不变。另一名同学向碗中缓慢注水,当水面上升到一定高度时,硬币上的 点(选填“A”或“B”)先被看到,此时光从 (选填“水”或“空气”)斜射入另一种介质,所看到的“硬币”是一个变 (选填“深”或“浅”)的 像。
【答案】 A 水 浅 虚
【规范解答】[1][2][3][4]我们能观察到硬币是因为硬币发生反射的反射光经水面的折射进入眼睛。折射角与入射角以及折射率有关,先后看到硬币上的A、B两点时,入射角和折射率都不变,所以折射角不变,因为折射光线方向不变,折射角和入射角均不变,随着水面的升高,入射点将向右移动,所以先看到硬币上的A点,看到水中的硬币的原因是硬币的反射光线经过水面折射后折射光线的反向延长线会聚所成的虚像。由于折射角大于入射角,所以成的是变浅的虚像。
1.(2025·江苏南京·中考真题)如图甲,将透明的薄壁(厚度可忽略不计)方形水槽水平放置,固定在水槽底部的激光笔沿图示方向发出一细光束,小明通过缓慢改变水槽中的水量来探究光的折射现象。
(1)水槽中注入一定量的水后,侧壁上B处得到一个光点,为使B处的光点移至C处,则应使水槽中的水量 (选填“增加”或“减少”);
(2)如图乙,小明将激光笔移至虚线框内向水槽底部照射,为使光束第一次从水面射出后沿DE方向传播则激光笔照射的方向应满足的条件是 ,且激光笔照射在水槽底部的位置必须在 (选填“①”“②”或“③”)区内。
【答案】(1)增加
(2) 与DE方向平行 ②
【规范解答】(1)因入射角和折射角都不变,要使B处的光点向上移到C处,则应使水槽中的水量增加,如下图所示:
(2)[1][2]将激光笔移至虚线框内向水槽底部(厚度可忽略不计)照射,因光从空气斜射进入水中和从水斜射进入空气中时,两次发生折射,一次折射角减小,另一次折射角增大,则最终的折射光线与最初的入射光线是平行的,所以激光笔应该与DE平行入射到区域②的位置,才能实现。
2.(2025·江苏常州·中考真题)如图所示,平静的湖边有一盏路灯,潜水员在水下E处看到了路灯的像,图中A、B两点,其中一点是路灯,另一点是路灯的像。请画出水下E处的潜水员看到路灯的光路图。
【答案】
【规范解答】人的视线是直的,所以人的视线与路灯的像是一条直线,连接眼睛处的E点与点A,EA与界面的交点即为入射点O,OE就是折射光线,连接B、O,BO就是入射光线,即完成水下E处的人看到路灯B的光路图;如图所示:
3.(2025·江苏泰州·中考真题)如图所示,是某小组同学进行“探究光的折射规律”的实验情景:
①由图(a)或(b)可知,当光 入射时,光的传播方向不发生改变;
②由图 可知:当光从玻璃或水中斜射入空气中,入射角达到一定角度时,会看到 。
【答案】 从空气中或水中垂直于水面 c或d 折射光线消失,只有反射光线
【规范解答】[1]由图(a)或(b)可知,入射角等于0℃,折射角也等于0℃,当光从空气中或水中垂直于水面入射时,光的传播方向不发生改变。
[2][3]当光从玻璃或水中斜射入空气中,会有反射光线、折射光线,由图c或d可知,当光从玻璃或水中斜射入空气中,入射角达到一定角度时,只看到了反射光线,没有看到折射光线。
4.(2025·江苏镇江·中考真题)如图1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1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,这是光的现象,此时折射角 角θ(选填“大于”、“等于”或“小于”);
(2)图1中其它条件不变,若换上宽度为的玻璃砖,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 (选填“>”、“=”或“<”);
(3)如图2,小明用宽度为d的玻璃砖继续实验,激光笔置于纵坐标上AB之间,发出一束光束射向玻璃砖表面E点,则光束将从玻璃砖底部 (选填“①”、“②”、“③”或“④”)区域内射出。
【答案】(1)大于
(2) 下方 小于
(3)②
【规范解答】(1)由图可知,折射角为BE与法线的夹角,大于角θ。
(2)[1]其它条件不变,若换上宽度为的玻璃砖,成像效果如图所示,光束与纵坐标的交点为D,则D点在B点的下方。
[2]因为入射角大小不变,所以折射角大小不变,两次的折射光线平行,在平行四边形BDEF中,BD=EF<。
(3)连接BE、CE作出第二次折射的光路图,由于光路的可逆性,激光笔射出的光线到达E点后将发生折射,入射角小于第二次折射的折射角,故本次的折射角也应小于第二次折射的入射角,则光束将从玻璃砖底部②区域内射出,如图所示:
5.(2025·江苏宿迁·中考真题)如图所示,MN是空气和玻璃的分界面,一束光线射到MN面O处时发生反射和折射现象,反射角为 °、折射角为 °。
【答案】 60 30
【规范解答】[1][2]已知MN是界面,根据反射角等于入射角,折射光线和入射光线在法线两侧,可以确定OB和AO分别是反射光线和入射光线,OC为折射光线。EF为法线,则入射角为
90°﹣30°=60°
反射角等于入射角,也为60°。折射角为90°﹣60°=30°
基础夯实
1.(24-25八年级上·江苏镇江·阶段练习)如图所示,小超看到水中的筷子向上弯折了,下列光路图能解释这种现象的是( )
A. B. C. D.
【答案】A
【规范解答】当光从水中射入空气时,在水与空气的交界面上发生折射,进入空气中的折射光线远离法线,折射角大于入射角,而我们认为光是沿直线传播的,我们看到的筷子位置在折射光线的反向延长线上,从而位置比实际位置偏高,看起来筷子向上弯折,故A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
2.(24-25八年级上·江苏徐州·期中)下列成语所反映的情景中,属于光的折射现象的是( )
A.镜花水月 B.一叶障目 C.立竿见影 D.海市蜃楼
【答案】D
【规范解答】A.镜花水月,属于平面镜成像,原理是光的反射,故A不符合题意;
B.一叶障目的原理是光在同种均介质中沿直线传播,因为光是沿直线传播的,一片树叶挡住了眼睛,就看不到树叶后面的物体。故B不符合题意;
C.立竿见影的原理是光在同种均介质中沿直线传播,在阳光下把竿子竖起来,由于光沿直线传播,竿子后面会出现影子。故C不符合题意;
D.海市蜃楼的原理是光的折射,由于空气的密度不均匀,光线在不同密度的空气中传播时发生折射。远处物体发出的光经过折射后进入人眼,人眼逆着折射光线看去,就会看到远处物体的虚像,形成海市蜃楼的现象。故D符合题意。
故选D。
3.(24-25八年级上·江苏徐州·期中)人在岸边看水中物体的简单光路图是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【规范解答】水中物体反射的光斜射到水面上,会发生折射现象,当光进入空气中后远离法线,此时折射角(折射光线与法线的夹角)大于入射角(入射光线与法线的夹角),故C符合题意,ABD不符合题意。
故选C。
4.(24-25八年级上·江苏苏州·阶段练习)小熙同学在A处看到水中有一条小鱼,S和P点是鱼和虚像的位置,看到鱼的虚像是由于光从 中到 中发生折射,若想用激光枪击中这条鱼,在A处,枪口应朝向 (S或P)处瞄准。
【答案】 水 空气 P
【规范解答】[1][2]看到水中的鱼的虚像,是鱼反射的光线经过水面折射后进入人的眼睛。
[3]在折射过程中,由于折射角大于入射角,人的眼睛逆着折射光线看去,看到的是位置变高的鱼的虚像,所以眼睛看到的是P处鱼的虚像,真正的鱼在S处。若在A处发射一束光照亮水中的鱼,根据光路可逆原理可知,光束应朝向P处,折射后到达S处。
5.(24-25八年级上·江苏扬州·期中)如图所示,把铜钱放在碗底,后退到眼睛恰好看不到铜钱,保持眼睛、碗和铜钱的位置不变,缓缓向碗里倒水,又再次看到铜钱,这是光从 射向 (两空均填介质名称)发生折射现象造成的。
【答案】 水中 空气
【规范解答】[1][2]缓缓向碗里倒水,又再次看到铜钱,这是光从水中斜射入空气中时,在两种介质的交界面发生了光的折射,折射角大于入射角,折射光线进入人眼,人认为光是沿直线传播的,逆着折射光线的方向看去,就会看到硬币的虚像,比实物浅。
6.(24-25八年级上·江苏宿迁·期中) 用如图装置探究光的折射特点,向圆形水槽中注水使水面恰好通过背景屏的圆心O。
(1)开始时将一束光从空气沿着与水面垂直的方向经圆心0射入水中时,光在水中的传播方向 (改变/不变),此时折射角为 度。逐次增大入射角时,可以发现折射角 (变大/变小/不变),且折射角 (大于/小于/等于) 入射角。
(2)使一束光从水经圆心斜射入空气中,可以发现折射角随入射角的增大而 (增大/减小/不变),且折射角 (大于/小于/等于) 入射角。
【答案】(1) 不变 0 变大 小于
(2) 增大 大于
【规范解答】(1)[1][2]光从一种介质进入另一种介质时,垂直入射传播方向不变。折射角为0度。
[3][4]光从空气斜射入水中时,随着入射角逐渐增大,折射角也逐渐增大,折射角小于入射角。
(2)[1][2]光从水经圆心斜射入空气中时,折射角大于入射角,随着入射角增大,折射角也会随之增大。
7.(24-25八年级上·江苏淮安·期中)如图所示,小江家新买了一个鱼缸,他和妹妹从鱼缸的斜上方观察水中的小鱼,他们观察到的小鱼的位置比小鱼的实际位置要 (选填“深”或“浅”)一些,这是由于光从 (选填“水中斜射入空气中”或“空气中斜射入水中”)时发生光的 现象。
【答案】 浅 水中斜射入空气中 折射
【规范解答】[1][2][3]水中的鱼反射的光由水斜射入空气时,在水面上发生折射,折射角大于入射角,折射光线远离法线,向水面偏折,人眼逆着折射光线的方向看去,看到的“鱼”比鱼的实际位置浅一些,如图所示,A点是鱼,点是人看到的“鱼”。
8.(24-25八年级上·江苏无锡·期中)眼睛在B处观察水中物体A,在A′处看到物体的像,如图所示,请在图中画出折射光路图。
【答案】
【规范解答】从A点反射的光线AO,在O点发生折射,折射角大于入射角,折射光线为射入人眼,折射光线的反向延长线会聚形成虚像A′,连接A′B与水面相交与O点,连接AO为入射光线,OB为折射光线,如图所示:
9.(24-25八年级上·四川自贡·期中)如图甲所示,在“探究光的折射特点”实验中:
(1)光与水面成45°射入杯中时,会在杯底形成光斑,若入射光束AO沿逆时针方向转动一定的角度,水中的折射角将 (选填“变大”、“变小”或“不变”);
(2)保持入射光线不变,向杯中继续注水,杯底的光斑将向 (选填“左”或“右”)移动,水位上升过程中折射角将 (选填“变大”、“变小”或“不变”);
(3)如图乙所示,站在清澈的游泳池里,在岸上的人会发现泳池里人的腿变短,能描述此现象的光路是图丙中的 (填序号)。
【答案】(1)变大
(2) 左 不变
(3)②
【规范解答】(1)若AO绕O点逆时针转动,入射光线与法线之间的夹角变大,入射角增大,则折射角也会变大。
(2)[1][2]若杯中的水增多,液面升高,因入射光束的方向不变,则入射角不变,折射角也不变,入射点会向左移动,则光斑向左移动。
(3)人的腿反射的光线射到水面上会发生光的折射,折射角大于入射角,折射光线进入岸上人的眼睛,岸上的人逆着折射光线看去,感觉泳池里人的腿变短,故选②。
10.(24-25八年级上·江苏宿迁·期中)某同学做“探究光的折射规律”实验,她把半圆形玻璃砖固定在圆盘中心,让激光束沿圆盘半径入射到玻璃砖圆心处,激光束经玻璃砖折射后从半圆弧边射出(如图所示)。旋转圆盘,多次改变激光束入射角度,观察折射光线方向并记录数据,如下表所示。
实验次数
1
2
3
4
5
入射角
18°
30°
60°
72°
折射角
12°
20°
28°
36°
42°
(1)做第三次实验时,忘了记录入射角的数据,第三次实验如图所示,结合图可知,此时的入射角为 ;
(2)分析实验数据可知:当光从空气斜射到玻璃表面时,折射角 入射角(填“大于”、“小于”或“等于”),折射角随入射角增大而 (填“增大”、“减小”或“不变”)。
(3)为了使光路更清晰,激光笔应紧贴圆盘照射,并在较 (填“亮”或“暗”)的环境中进行。
(4)实验中将发现,折射光路的亮度比入射光路要 (填“亮”或“暗”),原因可能是 。
【答案】(1)48
(2) 小于 增大
(3)暗
(4) 暗 入射光照到物质分界面有一部分光发生反射
【规范解答】(1)入射角为入射光线与法线夹角,第三次实验如图所示,结合图可知,每小格为6°,此时的入射角为48°。
(2)[1][2]分析实验数据可知:当入射角分别为18°、30°、48°、60°、72°时,折射角分别为12°、20°、28°、36°、42°,可得结论:当光从空气斜射到玻璃表面时,折射角小于入射角,折射角随入射角增大而增大。
(3)光学实验,为了使光路更清晰,激光笔应紧贴圆盘照射,并在较暗环境中进行。
(4)[1][2]入射光照到物质分界面有一部分光发生反射,一部分发生折射,折射光线比入射光线少,因此折射光线比入射光线暗。
培优拔高
11.(24-25八年级上·江苏宿迁·阶段练习)小明到游泳馆游泳,潜入泳池中时,观察天花板上亮着的灯好像变“高”了,下列光路图中能解释这一现象的是( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【规范解答】小明在潜水时在水中观察天花板上亮着的灯,入射光线应该来自岸上,根据光的折射规律,光从空气斜射入水中时,折射角小于入射角,这样逆着折射光线看过去,看到的就是灯偏高的像,故C符合题意,ABD不符合题意。
故选C。
12.(24-25八年级上·江苏苏州·阶段练习)下列现象中属于光的折射现象的是( )
A.影子的形成 B.平静的水面上看到树的倒影
C.小孔成像 D.插在水中的筷子看起来弯折了
【答案】D
【规范解答】A.影子的形成说明光是沿直线传播的,由于光的直线传播,被物体挡住后,物体后面就会呈现出阴影区域,就是影子,故A不符合题意;
B.平静的水中映出树的倒立的像,属于平面镜成像,是光的反射原理,故B不符合题意;
C.小孔成像属于光的直线传播,利用光沿直线传播形成的实像,故C不符合题意;
D.斜插入水中的筷子看起来向上弯折,是由于光线从水中斜射入空气中时发生了折射,故D符合题意。
故选D。
13.(24-25八年级上·江苏连云港·期中)从岸边看池水不深,在没有安全保障情况下切记不要下水。池水看起来变浅,能解释这种现象的光路图是( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【规范解答】池底的光线由水中斜射入空气时,在水面上发生折射,折射角大于入射角,折射光线进入人眼,人眼会逆着折射光线的方向看去,就会觉得池底变浅了,故B符合题意,ACD不符合题意。
故选B。
14.(23-24八年级上·江苏镇江·期末)如图所示,一束光由介质A斜射入介质B,MN是A、B两种介质的分界面,两种介质分别是玻璃和空气,则介质 (选填“A”或“B”)是空气,折射角为 度,若入射光线绕入射点顺时针转动5°角,则折射光线将绕入射点 (选填“顺时针”或“逆时针”)转动,且转动角度 (选填“大于”“等于”或“小于”)5°。
【答案】 B 60 顺时针 大于
【规范解答】[1][2]直线MN为界面,过入射点先作出法线EF,如图所示:
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。
由图可知,入射光线与界面的夹角为40°,则入射角为90°-40°=50°
根据光的反射定律可知,反射角=入射角=50°, 图中的折射角为90°-30°=60°
当光线从其它透明介质斜射入空气时,折射角大于入射角。因为图中的折射角大于入射角,故光线从其它透明介质斜射入空气中,则上方介质B为空气。
[3][4]若入射光线绕入射点顺时针转动5°角,入射角减小,折射角也减小,则折射光线将绕入射点顺时针转动,由于折射角大于入射角,假如都转动到入射角0度时,折射光线转动的角度较大,因而折射光转动角度大于5°。
15.(23-24八年级上·江苏无锡·期末)周末小明去玄武湖游玩,他望向平静的水面,看到“云在水中飘,鱼在云上游,鱼戏绿树间”的美景,“绿树”是因为树叶 (选填“反射”或“吸收”)了绿光;看到的鱼距水面的距离 (选填“大于”、“等于”或“小于”)实际的鱼距水面的距离;看到的水中鱼和水中云是鱼和云所成的像,关于这两个像,下列判断正确的是 (选填字母)。
A.都是实像 B.都是虚像 C.鱼是实像 D.云是虚像
【答案】 反射 小于 B
【规范解答】[1]树叶是不透明的物体,之所以是绿色的,是因为它反射了绿光,吸收了其它颜色的色光。
[2]看到的水中鱼是光的折射形成的虚像,看到鱼的位置比实际位置偏高,所以看到的鱼距水面的距离小于实际的鱼距水面的距离。
[3]看到的水中鱼是光的折射形成的虚像,看到的水中云是光的反射形成的虚像,故B正确,ACD错误。
故选B。
16.(23-24八年级上·吉林长春·期中)如图是一束光在空气和玻璃两种介质的界面处同时发生反射和折射的光路图,O点为入射点,则 是入射光线(用字母表示),折射角为 °,界面的 边是玻璃(选填“上”、“下”、“左”或“右”)。
【答案】 CO 60 右
【规范解答】[1][2][3]根据光的反射定律,反射光线和入射光线分居在法线的两侧,且关于法线对称,所以图中水平虚线为法线,根据光的折射规律,折射光线和入射光线分别位于法线两侧,所以OA为折射光线,则CO为入射光线,OB为反射光线,则折射角为,入射角为
折射角大于入射角,则界面的右边是玻璃,左边是空气。
17.(24-25八年级上·江苏无锡·期中)如图为“初识光的折射现象”的活动,在半透明水槽中放蚊香产生烟雾,打开激光笔,可观察到笔直光路,在水槽内壁的光斑P点处做上标记,向水槽内慢慢注水,水槽底部光斑将 (选填“向左移动”、“向右移动”或“不动”),继续沿水槽缓慢注水,在此过程中,折射角 (选填“增大”、“不变”或“减小”)。
【答案】 向左移动 不变
【规范解答】[1][2]光从空气斜射入水或其它透明介质时,折射角小于入射角;将一束激光射至P点,形成一个光斑,向水槽内慢慢注水,光线在水面处发生折射,折射光线偏向法线,则水槽底部光斑的位置将向左移动;继续沿水槽缓慢注水,在此过程中,入射角不变,则折射角不变,折射点左移,则水槽底部光斑将继续向左移动。
18.(24-25八年级上·江苏南通·期末)如图所示,画出入射光线由空气进入水中的折射光线和反射光线。
【答案】
【规范解答】过入射点垂直界面作出法线,根据光的反射定律,在空气中法线的另一侧作出反射光线,反射角等于入射角,根据光的折射规律,在水中法线的另一侧作出折射光线,折射角小于入射角,如下图所示:
19.(24-25八年级上·江苏苏州·期中)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,其方向与水平方向成45°。
(1)若光束沿AO斜射入水面,光将同时发生反射和折射现象:光束进入水中后会向 (选填“靠近”或“远离”)法线方向偏折;
(2)当这束光斜射入杯中时,会在杯底形成光斑。保持入射光束的方向不变,逐渐往杯中加水,观察到杯底的光斑向 移动(选填“左”或“右”)。继续沿水槽壁匀速注水,在此过程中,折射角 (选填“增大”、“减小”或“不变”)。若水面上升距离为,光斑移动距离为,则两者的大小关系是 ;
(3)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”)。
【答案】(1)靠近
(2) 左 不变 大于
(3)方向不变
【规范解答】(1)由光的折射规律可知,光从空气斜射入水中或其他介质中时,折射角小于入射角,折射光线将向靠近法线方向偏折。
(2)[1][2]若杯中的水增多,液面升高,因入射光束的方向不变,则入射角不变,折射角也不变,入射点会向左上移动,则光斑向左移动。
[3]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,因此光斑向左移动, 激光与水平方向成45°角入射,在匀速注水的过程中,入射角大小不变,则折射角大小不变,由于折射角小于入射角,则折射光线靠近法线,所以在相同时间内水槽底部光斑移动的距离小于水面上升的距离。
(3)在B侧下方垫一个小木块C,使水杯倾斜一个小的角度,水面仍是水平的,入射光线方向不变,所以折射光线方向不变。
20.(24-25八年级上·江苏无锡·期中)在验证“光的折射规律”的实验中,小明同学利用红色激光笔、水槽、水和一个背景屏探究光的折射特点:
(1)实验中打开激光光源,当光从空气射入水中时,传播方向 (选填“一定”或“不一定”)发生改变;
(2)如图当入射光沿背景表面斜射入水中,从水中看到折射光,再改变观察的角度,如从偏向左侧的方向观察水中的折射光,这样做的目的是 ;
(3)小明测得如下表所示的两组数据:
表一:光从空气斜射入水中 表二:光从水中斜射入空气中
序号
1
2
3
入射角α/°
30
45
60
折射角γ/°
22
32
40
序号
1
2
3
入射角α/°
22
◆
40
折射角γ/°
30
45
60
①表二中“◆”数据被遮挡住看不到,由表中信息可知这个数据是 ,理由是 ;
②如果在探究光从空气斜射入水中的折射规律时,完成了第4次实验,入射角是50°,折射角可能是 ;
A.20° B.28° C.35° D.60°
(4)学习完折射后,小明理解了光的色散现象的原理,于是他改用紫色激光笔从空气斜射入水中,当入射角为45°时,折射角 (选填“大于”、“小于”或“等于”)32°;
(5)小明查阅资料了解到,当折射光消失,只存在入射光与反射光时,这种现象叫做光的全反射。请根据表一和表二数据推理得出,全反射现象可能发生在光从 (选填“空气斜射入水”或“水中斜射入空气”)中。
【答案】(1)不一定
(2)探究折射光、入射光与法线是否在同一平面
(3) 32 光折射时,光路可逆 C
(4)小于
(5)水中斜射入空气
【规范解答】(1)当光垂直界面由空气进入另一种介质中时,光的传播路径不变,所以当光从空气射入水中时,传播方向不一定发生改变。
(2)当入射光沿背景表面斜射入水中,从水中看到折射光,是因为折射光线、入射光线和法线在同一平面内,改变观察的角度,从偏向左侧的方向观察水中的折射光,这样做的目的是探究折射光、入射光与法线是否在同一平面。
(3)①[1][2]由表中数据可知,当光从空气斜射入水中,入射角为30°时,折射角为22°,当光从水中斜射入空气中,入射角为22°时,折射角为30°;当光从空气斜射入水中,入射角为60°时,折射角为40°,当光从水中斜射入空气中,入射角为40°时,折射角为60°,由此可知,在光的折射中,光路是可逆的,由表中数据可知,当光从空气斜射入水中,入射角为45°时,折射角为32°,所以当光从水中斜射入空气中,折射角为45°时,入射角应为32°,理由是光折射时,光路可逆。
[3]由表中数据可知,光从空气斜射入水中时,折射角小于入射角,且折射角会随入射角的增大而增大,入射角是50°时,折射角应小于50°,当光从空气斜射入水中,入射角为45°时,折射角为32°,所以当入射角是50°时,折射角应大于32°,即折射角大于32°,小于50°,故折射角可能是35°,故C符合题意,ABD不符合题意。
故选C。
(4)由光的色散现象可知,水对紫光的折射能力大于对红光的折射能力,改用紫色激光笔从空气斜射入水中,当入射角为45°时,折射角应小于用红色激光笔进行实验时的折射角,即折射角小于32°。
(5)光的折射现象中,折射角随入射角的增大而增大,全反射现象中,折射光消失,只存在入射光与反射光,这是因为当入射角增大到某一角度时,折射角等于90°,当入射角在增大时,折射角消失,所以只有在折射角大于入射角时才会发生全反射现象,由表中数据可知,当光从空气斜射入水中时,折射角小于入射角,光从水中斜射入空气中时,折射角大于入射角,所以全反射现象可能发生在光从水中斜射入空气中。
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