第五节 探究光的折射特点（导学案）物理新教材北师大版（北京）八年级全一册

第5节 探究光的折射特点（导学案） 【学习目标】 1. 物理观念： 通过实验探究，认识光的折射现象，理解光的折射规律。 2. 科学探究： 经历探究光的折射特点的完整过程，学习用实验观察光路并归纳规律的方法。 3. 科学思维： 能用光的折射规律解释“池水变浅”等生活中的相关现象，培养科学推理能力。 4. 态度责任： 感受物理与生活的紧密联系，养成实事求是的科学态度。 【学习重点】 光的折射规律的探究。 【学习难点】 理解并应用折射规律判断折射光线的大致方向 【自主预习】阅读教材，完成以下问题 1. 观察与思考： 准备一个碗和一枚硬币。将硬币放在空碗底，移动到你刚好看不见它的位置。保持你的头部不动，请另一位同学向碗中缓缓加水。你观察到了什么现象？这说明光在水中的传播路径可能是怎样的？ 答：_______________________________________________________________________________________ 2. 预习课本，初识概念：光从一种介质入射进另一种介质时，传播方向发生的_______现象，叫做光的折射。 【课堂探究】 探究一、认识光的折射现象 一、创设情境，引入新课 情境： 游泳时，在岸上看游泳池，感觉池水很浅，但实际下水后才发现水比看起来要深。为什么会出现这种错觉？ 你的初步猜想：___________________________________________________________________________ 二、探究新知 内容1：认识光的折射现象 演示观察： 观察老师演示光从空气斜射入玻璃中的实验。 2. 概念学习： 认识以下概念，并在下图中标出。 入射光线、折射光线、法线 入射角（i）：_______与_______的夹角。 折射角（r）：_______与_______的夹角。 探究二、探究光的折射特点 【提出问题】 光的折射遵循什么规律？折射光线将向哪个方向偏折？ 【设计实验】 器材： 激光笔、方形玻璃砖、白纸、量角器、直尺、铅笔。 方法： 让激光斜射向玻璃砖，在白纸上描出光路，测量角度。 【进行实验与记录】 1. 探究一：光从空气斜射入玻璃 将玻璃砖放在白纸上，画出轮廓。 用激光笔使光从空气斜射入玻璃砖，描出入射光线和折射光线，画出法线。 改变入射角大小（如30°，45°，60°），重复实验两次，测量并记录入射角i和折射角r。 实验次数 入射角i 折射角r 1 30° 2 45° 3 60° 2.【分析论证】 （1）三线关系： 折射光线、入射光线和法线三者在同一平面内。 （2） 两线位置： 折射光线和入射光线分居在 法线两侧。 （3）两角关系： 当光从空气斜射入玻璃时，折射角 _______ 入射角。（填“大于”、“小于”或“等于”） 当光从玻璃斜射入空气时，折射角 _______入射角。 当光垂直射入介质时，传播方向 _______。 4. 光路特性： 在折射现象中，光路是 _______ 的。 【实验结论】（光的折射规律）。 当光从空气斜射入玻璃时，_______、入射光线和法线三者在_______内，折射光线和入射光线分居_______两侧，折射角_______入射角 探究三、生活中的折射现象 1. 解释“池水变浅”： 原理分析： 池底S点发出的光从水射向空气时，在水面处发生 _______，折射角 _______入射角，折射光线 _______（填“靠近”或“远离”）法线。人眼逆着折射光线看去，觉得光好像是从S点的 _______（填“上方”或“下方”）的S‘点发出的。S’是S的 _______ 像，所以看起来池水变浅了。 警示： 因此，野外游泳时切勿贸然下水，以防溺水。 2. 举一反三： 请用光的折射规律解释以下现象： 插在水中的筷子看起来向上“弯折”了：_________________________________________________有经验的渔民叉鱼时，应该向看到的鱼的_______（填“上方”或“下方”）叉去。 【归纳整理】 第5节探究光的折射特点 【课堂练习】 【A 级】基础演练 1．（2023·山东临沂·二模）夏日到来，防溺水工作又提上日程。人们通过观察估测到的河水的深度与实际并不相符，下列光现象中与其光学原理相同的是（　　） A．  树下光斑 B．  筷子“折断” C．  墙上手影 D．  水中倒影 2．（2021·福建·中考真题）如图，向右匀速行驶的动车桌面上有杯水，一束光斜射到水面上，保持入射光方向不变。动车减速时（　　） A．入射角不变，折射角不变 B．入射角变小，折射角变小 C．入射角变大，折射角变大 D．入射角变大，折射角变小 3．画中人出现了错误判断，四幅图中能说明产生这一现象原因的光路图是（　　） A． B． C． D． 4．下列关于光现象、原理及其应用说法正确的是（　　） A．海市蜃楼——光的折射——潜望镜 B．水中倒影——光的反射——放大镜 C．影子形成——光的直线传播——激光引导掘进 D．日食形成——光的折射——望远镜 5．（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。 6．（2016·山东菏泽·中考真题）如图所示，一条光线从空气斜射到水面，请在图中画出反射光线和大致的折射光线。 7．（2021·辽宁阜新·中考真题）甲图是渔民叉鱼的场景，请在乙图中完成渔民看到鱼在水中的像的光路图，同时标出入射角i；其中B代表渔民看到的鱼，A代表鱼的实际位置。 【B 级】能力提升 8．（2023·湖北十堰·中考真题）下列光学现象中，所成的像是实像的是（    ） A．平面镜成像 B．小孔成像 C．海市蜃楼 D．用放大镜看书 9．（23-24八年级上·上海·期中）当光从一种透明介质射入另一种透明介质中时，传播方向发生偏折（选填“不一定”或“一定”）。光在空气和水的分界面处同时发生反射和折射的光路如图所示，其中折射角为（选填“∠1”、“∠2”或“∠3”），分界面的方为水。（选填“上”“下”“左”“右”）。 10．（22-23八年级下·黑龙江佳木斯·期中）如图是光线在空气与玻璃的界面处发生折射与反射的四幅图。其中正确的是（　　） A．   B．   C．   D．   10．（23-24八年级上·福建泉州·期中）如图甲是王楠同学利用光具盘探究光从空气斜射入玻璃中时的光路，经过多次实验并记录了数据： 入射角 折射角 （1）由表格中的数据还可以判断：当光以55°的入射角从空气射入玻璃中时，其折射角30°（选填“等于”、“小于”或“大于”）； （2）当光以30°的入射角从玻璃斜射入空气中时，其折射角是，你的依据是：在光的折射中，； （3）同班的陈新同学利用图乙探究光从空气斜射入水中时的光路。实验时，光贴着光屏从空气斜射入水中，将F板向后折转一定的角度，则在F板上（选填“能”或“不能”）看到折射光，此时折射光线和入射光线（选填“在”或“不在”）同一平面内； （4）保持图乙的入射光不动，继续往水槽里加适量的水，会看到水槽底部的亮斑B向移动。 【课后反思】 本节课学习中，你有哪些收获，还有哪些问题？ ( 2 / 3 ) 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $ 第5节 探究光的折射特点（导学案） 【学习目标】 1. 物理观念： 通过实验探究，认识光的折射现象，理解光的折射规律。 2. 科学探究： 经历探究光的折射特点的完整过程，学习用实验观察光路并归纳规律的方法。 3. 科学思维： 能用光的折射规律解释“池水变浅”等生活中的相关现象，培养科学推理能力。 4. 态度责任： 感受物理与生活的紧密联系，养成实事求是的科学态度。 【学习重点】 光的折射规律的探究。 【学习难点】 理解并应用折射规律判断折射光线的大致方向 【自主预习】阅读教材，完成以下问题 1. 观察与思考： 准备一个碗和一枚硬币。将硬币放在空碗底，移动到你刚好看不见它的位置。保持你的头部不动，请另一位同学向碗中缓缓加水。你观察到了什么现象？这说明光在水中的传播路径可能是怎样的？ 答：这说明光在水中的传播路径并非沿直线传播，而是发生了偏折，使得原本被碗壁挡住的硬币反射光，经折射后进入人的眼睛。 2. 预习课本，初识概念：光从一种介质入射进另一种介质时，传播方向发生的偏折现象，叫做光的折射。 【课堂探究】 探究一、认识光的折射现象 一、创设情境，引入新课 情境： 游泳时，在岸上看游泳池，感觉池水很浅，但实际下水后才发现水比看起来要深。为什么会出现这种错觉？ 你的初步猜想：可能光从水中斜射入空气中时发生了折射，导致眼睛看到了池底的虚像，虚像的位置比实际池底的位置偏高，所以在岸上感觉池水比实际更浅。 二、探究新知 内容1：认识光的折射现象 演示观察： 观察老师演示光从空气斜射入玻璃中的实验。 2. 概念学习： 认识以下概念，并在下图中标出。 入射光线、折射光线、法线 入射角（i）：入射光线与法线的夹角。 折射角（r）：折射光线与法线的夹角。 探究二、探究光的折射特点 【提出问题】 光的折射遵循什么规律？折射光线将向哪个方向偏折？ 【设计实验】 器材： 激光笔、方形玻璃砖、白纸、量角器、直尺、铅笔。 方法： 让激光斜射向玻璃砖，在白纸上描出光路，测量角度。 【进行实验与记录】 1. 探究一：光从空气斜射入玻璃 将玻璃砖放在白纸上，画出轮廓。 用激光笔使光从空气斜射入玻璃砖，描出入射光线和折射光线，画出法线。 改变入射角大小（如30°，45°，60°），重复实验两次，测量并记录入射角i和折射角r。 实验次数 入射角i 折射角r 1 30° 2 45° 3 60° 2.【分析论证】 （1）三线关系： 折射光线、入射光线和法线三者在同一平面内。 （2） 两线位置： 折射光线和入射光线分居在 法线两侧。 （3）两角关系： 当光从空气斜射入玻璃时，折射角 小于 入射角。（填“大于”、“小于”或“等于”） 当光从玻璃斜射入空气时，折射角 小于入射角。 当光垂直射入介质时，传播方向 不变。 4. 光路特性： 在折射现象中，光路是 可逆 的。 【实验结论】（光的折射规律）。 当光从空气斜射入玻璃时，折射光线、入射光线和法线三者在同一平面内，折射光线和入射光线分居在法线两侧，折射角小于入射角 探究三、生活中的折射现象 1. 解释“池水变浅”： 原理分析： 池底S点发出的光从水射向空气时，在水面处发生 折射，折射角 大于 入射角，折射光线 远离（填“靠近”或“远离”）法线。人眼逆着折射光线看去，觉得光好像是从S点的 上方（填“上方”或“下方”）的S‘点发出的。S’是S的 虚 像，所以看起来池水变浅了。 警示： 因此，野外游泳时切勿贸然下水，以防溺水。 2. 举一反三： 请用光的折射规律解释以下现象： 插在水中的筷子看起来向上“弯折”了：筷子反射的光从水里斜射入空气，在水面会向远离法线位置偏折，人眼逆着偏折光线看去，感觉筷子向上“弯折”。 有经验的渔民叉鱼时，应该向看到的鱼的 下方（填“上方”或“下方”）叉去。 【归纳整理】 第5节探究光的折射特点 【课堂练习】 【A 级】基础演练 1．（2023·山东临沂·二模）夏日到来，防溺水工作又提上日程。人们通过观察估测到的河水的深度与实际并不相符，下列光现象中与其光学原理相同的是（　　） A．  树下光斑 B．  筷子“折断” C．  墙上手影 D．  水中倒影 【答案】B 【详解】看到清澈河水的深度比实际的要浅，这是由于从水底反射出的光线由水中斜射入空气中时，在水面上发生折射，折射角大于入射角，折射光线偏离法线，当折射光线进入人眼，人眼会逆着折射光线的方向看去，就会觉得河水变浅了。 A．树下光斑是光的直线传播形成的，故A不符合题意； B．筷子“折断”是光的折射现象，故B符合题意； C．墙上手影是光的直线传播形成的，故C不符合题意； D．水中倒影是水面成像，其实质是光的反射，故D不符合题意。 故选B。 2．（2021·福建·中考真题）如图，向右匀速行驶的动车桌面上有杯水，一束光斜射到水面上，保持入射光方向不变。动车减速时（　　） A．入射角不变，折射角不变 B．入射角变小，折射角变小 C．入射角变大，折射角变大 D．入射角变大，折射角变小 【答案】C 【详解】动车减速，杯中水由于惯性还要保持原来的运动状态，所以杯中水面向前倾斜，入射光的方向不变，所以入射角变大，折射角随入射角变大而变大，故ABD错误；C正确。 故选C。 3．画中人出现了错误判断，四幅图中能说明产生这一现象原因的光路图是（　　） A． B． C． D． 【答案】D 【详解】池水看起来变浅是因为池底的光斜射向水面时发生折射，折射角大于入射角，人眼逆着折射光看去，看到的是池底位置高的虚像。故ABC不符合题意，D符合题意。 故选D。 4．下列关于光现象、原理及其应用说法正确的是（　　） A．海市蜃楼——光的折射——潜望镜 B．水中倒影——光的反射——放大镜 C．影子形成——光的直线传播——激光引导掘进 D．日食形成——光的折射——望远镜 【答案】C 【详解】A．海市蜃楼，光在不均匀的空气中传播方向发生偏折，是由光的折射形成的，潜望镜运用了光的反射，故A错误； B．水中倒影，属于平面镜成像，是由光的反射形成的，放大镜属于凸透镜成像，是由光的折射形成的，故B错误； C．影子是由光的直线传播形成的，应用激光引导掘进等，故C正确； D．日食是由光的直线传播形成的，望远镜运用了光的折射，故D错误。 故选C。 5．（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 【详解】[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。 6．（2016·山东菏泽·中考真题）如图所示，一条光线从空气斜射到水面，请在图中画出反射光线和大致的折射光线。 【答案】 【解析】【小题1】过入射点O画垂直于水面的法线，根据反射角等于入射角，在空气中法线的右侧作出反射光线；光由空气斜射入水中时，折射角小于入射角，据此在水中法线的右侧作出折射光线的大致方向， 7．（2021·辽宁阜新·中考真题）甲图是渔民叉鱼的场景，请在乙图中完成渔民看到鱼在水中的像的光路图，同时标出入射角i；其中B代表渔民看到的鱼，A代表鱼的实际位置。 【答案】 【详解】A点鱼发出的光从水中传播到空气中时发生折射，折射角大于入射角，此时人眼逆着折射光线看上去，看到的鱼的位置B比鱼的实际位置A要高。 【B 级】能力提升 8．（2023·湖北十堰·中考真题）下列光学现象中，所成的像是实像的是（    ） A．平面镜成像 B．小孔成像 C．海市蜃楼 D．用放大镜看书 【答案】B 【详解】A．平面镜成像不是实际光线会聚成的，而是实际光线的反向延长线会聚成的虚像，故A不符合题意； B．小孔成像是实际光线会聚成的实像，故B符合题意； C．海市蜃楼是光的折射形成的虚像，故C不符合题意； D．放大镜成像是正立放大的虚像，故D不符合题意。 故选B。 9．（23-24八年级上·上海·期中）当光从一种透明介质射入另一种透明介质中时，传播方向发生偏折（选填“不一定”或“一定”）。光在空气和水的分界面处同时发生反射和折射的光路如图所示，其中折射角为（选填“∠1”、“∠2”或“∠3”），分界面的方为水。（选填“上”“下”“左”“右”）。 【答案】 不一定 ∠2 上 【详解】[1]当光从一种透明介质射入另一种透明介质中时，传播方向不一定发生偏折，例如当光线垂直于界面入射时，光线的传播方向不变。 [2][3]由图可知，∠1=∠3，根据光的反射规律可知，此时的①为法线，②为界面；光发生反射时，反射光线与入射光线分居在法线的两侧，发生折射时，折射光线与入射光线分居在法线的两侧，所以CO为入射光线，OA为反射光线，OB为折射光线，折射角为∠2，入射角为∠3，折射角大于入射角，所以光线是从水中斜射入空气中，即分界面的上方是水。 10．（22-23八年级下·黑龙江佳木斯·期中）如图是光线在空气与玻璃的界面处发生折射与反射的四幅图。其中正确的是（　　） A．   B．   C．   D．   【答案】C 【详解】A．光从玻璃斜射入空气时，发生反射和折射，反射角等于入射角，折射角应大于入射角，故A错误； B．当光从空气斜射入玻璃时，折射角小于入射角，折射光线会靠近法线，而图中折射角大于入射角，故B错误； C．当光从玻璃斜射入空气中时，反射角等于入射角；折射光线将向远离法线的方向偏折，即折射角应大于入射角，故C正确； D．当光从玻璃斜射入空气中时，反射角等于入射角，在发生折射时，折射光线与入射光线应分居法线两侧，而图中折射光线与入射光线位于法线同侧，故D错误。 故选C。 10．（23-24八年级上·福建泉州·期中）如图甲是王楠同学利用光具盘探究光从空气斜射入玻璃中时的光路，经过多次实验并记录了数据： 入射角 折射角 （1）由表格中的数据还可以判断：当光以55°的入射角从空气射入玻璃中时，其折射角30°（选填“等于”、“小于”或“大于”）； （2）当光以30°的入射角从玻璃斜射入空气中时，其折射角是，你的依据是：在光的折射中，； （3）同班的陈新同学利用图乙探究光从空气斜射入水中时的光路。实验时，光贴着光屏从空气斜射入水中，将F板向后折转一定的角度，则在F板上（选填“能”或“不能”）看到折射光，此时折射光线和入射光线（选填“在”或“不在”）同一平面内； （4）保持图乙的入射光不动，继续往水槽里加适量的水，会看到水槽底部的亮斑B向移动。 【答案】 大于 45° 光路是可逆的 不能 在 左 【详解】（1）[1]由表格数据可知，当光由空气斜射入玻璃中时，随着入射角的增大，折射角也增大，当入射角等于45度时，折射角为30度，当入射角等于60度时，折射角为37.8度，所以当入射角等于55度时，折射角 （2）[2][3]根据在光的折射中，光路是可逆的，当光由玻璃射入空气时，入射角小于折射角，且当入射角等于30度时，折射角为45度。 （3）[4][5]因折射光线和入射光线和法线在同一平面内，所以光贴着光屏从空气射入水中，该小组同学将F板向后折转一定角度，则在F板上不能看到折射光，此时折射光线、入射光线与法线在同一平面内。 （4）[5]当光从空气斜射入水时，折射角小于入射角，保持入射光不动，继续加水，入射点向左移动，折射角不变，折射光与原来的折射光平行，会看到亮点B向左移动。 【课后反思】 本节课学习中，你有哪些收获，还有哪些问题？ ( 2 / 3 ) 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $