第4节 光的折射（举一反三讲义）物理人教版2024八年级上册

第4节 光的折射（原卷版） 【目录】 【学习目标】 1 【思维导图】 2 【知识梳理】 2 知识点1.光的折射 2 知识点2.生活中的折射现象 6 知识点3.科学世界：海市蜃楼 9 【方法技巧】 13 方法技巧1.判断光的直线传播、光的反射和光的折射现象 13 方法技巧2.从岸上看向水中（或从水中看向岸上） 13 方法技巧3.求解发生光的折射同时会发生光的反射的一般方法 13 【巩固训练】 14 【学习目标】 目 标 目 标 阐 释 物理素养 物理观念 通过实验，了解光的折射现象，会画折射现象的光路图，能说出光路图中的角和线的名称。通过实验，了解光的折射特点，能够用光的折射特点解释生活中的折射现象。 科学思维 迁移探究光的反射定律的实验研究方法，体会物理模型的思想，深化对光的传播规律的理解，发展科学思维能力。 科学探究 基于光的折射现象的观察，提出问题，形成对光折射特点的猜想和假设；基于问题，尝试制订简单的研究方案，并进行实验研究；对实验现象及数据进行交流与分析，归纳出光折射时的特点。 科学态度与责任 通过解释生活中光折射的现象，体会物理学的应用价值，增强学习的兴趣。通过经历光的折射的实验研究过程，体会收集证据的重要性，养成实事求是的科学态度，学会与人合作 重 点 1.用探究法深入研究光的折射定律，包括折射光线、入射光线和法线的位置关系，折射角与入射角的大小关系。 2.清晰区分光的折射现象与其他光现象，如光的反射，理解光折射定律在不同介质组合中的应用。 难 点 1.深刻理解折射角与入射角关系，特别是在不同介质中折射角大小变化的原因，以及在复杂情境下灵活运用光的折射定律解决实际问题。 2.理解在折射现象中光路的可逆性，并能运用这一原理解释一些光学现象，如从水下看岸上物体位置变高的原理。 【思维导图】 【知识梳理】 知识点1.光的折射 1.光的折射 问题：在一个空碗中放一枚硬币。请你慢慢蹲下，当低至某一个观察位置时，就无法看到硬币了。但如果你慢慢往碗中倒水，在同一个观察位置就又能看到碗中的硬币了（如下图）。这是为什么呢? （1）光的折射：光从空气斜射入水中时，传播方向发生了偏折，这种现象叫作光的折射。如下图。 （2）描述折射现象的几个概念 光从空气斜射入水中 ①入射点：入射光线与分界面的交点O； ②分界面：两种介质的分界面，如图所示的MM′； ③入射光线：照射到两种介质分界面的光线AO； ④折射光线：进入另一种介质的光线OB； ⑤法线：过入射点且垂直于两介质分界面的直线NN′； ⑥入射角：入射光线与法线的夹角i； ⑦折射角：折射光线与法线的夹角r。 2.实验：研究光的折射现象 提出问题 如果光从一种介质进入另一种介质，例如，从空气进人水或玻璃时，情况又会怎样呢? 猜想与假设 ①当光从一种介质进入另一种介质中时，可能会向法线偏折（或远离法线）。 ②折射光线、入射光线位于法线两侧（同侧）。 ③折射角可能等于（或大于/小于）入射角。 实验思路 让一束光从空气斜射入水中，观察光束在空气中和水中的径迹。 实验器材 激光笔、半圆形玻璃砖、圆形刻度光盘（标有角度）。 设计并进行实验 利用如图所示的实验装置进行实验。 （1）让一束光从空气斜射入水中，观察折射光线、入射光线和法线之间的位置关系，比较折射角和入射角的大小关系，并描画出光束在空气和水中的传播路径； （2）改变入射角大小，观察折射角的变化情况； （3）让一束光垂直射入水中，观察折射情况； （4）让一束光逆着原折射光的方向从水中斜射入空气中，观察折射情况。 实验现象 （1）光从空气斜射入水中时，可观察到折射光线、入射光线和法线在同一平面内，折射光线和入射光线分居于法线两侧，折射光线向法线方向偏折，折射角小于入射角； （2）改变入射角的大小，发现折射角的大小也随之改变，并且入射角增大时，折射角也增大； （3）光从空气垂直射入水中时，其传播方向不变； （4）让光逆着原折射方向从水中斜射入空气中时，进入空气中的折射光线逆着原入射光线的方向射出。折射角大于入射角。 探究归纳 （1）折射光线、入射光线和法线在同一平面内。 （2）折射光线和入射光线分别位于法线两侧。 （3）入射角增大时，折射角也增大，即折射角随入射角的增大而增大。 （4）光从空气斜射入其他介质时，折射光线偏向法线，折封角小于入射角。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。（说明：不管光是从空气中斜射入其他介质，还是从其他介质斜射入空气中，永远是空气中的角度大，为了便于记忆，形象记为“角气大”，谐音“脚气大”） （5）当光线垂直射向介质表面时，传播方向不变，入射角为0°，则反射角为0°，折射角为0°。 实验考点归纳： （1）光从空气斜射入水面时，将同时发生反射和折射现象。 （2）使用如图所示装置的好处是便于测量角度的大小。 （3）让光线贴着背景屏照射的目的是显示光路（详细表述：显示光从空气斜射入水中时的光路）。 （4）折射光线比入射光线暗，原因是有一部分光发生了反射。 （5）若实验中光在空气中的传播路径不清晰，可以在水面上方喷洒水雾，为了能够更清晰地看清水中的光路，可以在水中加入适量的牛奶（咖啡，不能加油）。 （6）实验时将光贴着背景屏沿AO从空气斜射入水中，在背景屏F上可看到折射后的光线OB，保持入射点O不变，接下来的操作是多次改变入射光线AO与ON的夹角，多次实验的目的是避免实验偶然性，寻找普遍规律。 （7）使用可折转光屏的目的是探究折射光线、入射光线和法线是否在同一平面内。为了验证折射光线、入射光线和法线是否在同一平面内，操作是将光屏F向后折转一定角度，将光屏F向后折转一定的角度，则在F上不能看到折射光，此时折射光线和入射光线在同一平面内。 （8）当光从空气垂直射入水中时，光的传播方向不改变。当光从空气射入水中时，传播方向不一定发生改变（特殊情况：垂直入射时传播方向不改变）。 （9）若光沿着CO方向入射，折射光线将沿OA方向射出，这是因为光折射时，光路是可逆的。 特别提醒 对光的折射规律的理解 （1）因为先有入射光线，然后才有折射光线，所以叙述时一般说折射角随入射角的变化而变化，不说入射角随折射角的变化而变化； （2）当光垂直射到分界面上时，光的传播方向不发生变化，此时折射光线、入射光线和法线重合，折射角和入射角都为0°； （3）一般情况下，无论光从空气斜射入其他介质中，还是光从其他介质斜射入空气中，在空气中光线与法线的夹角大于其他介质中光线与法线的夹角；（空气角大） （4）一般来说，当光从两种介质分界面上发生折射时，光速大的介质中光线与法线的夹角大，光速小的介质中光线与法线的夹角小。 【例1】某小组选用了图甲中光源、水、水槽、可折转的光屏（带刻度）等器材，用于完成探究“光从空气射入水中时的折射规律”：图丙是光从空气射入水中，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。试问： （1）甲图中一束光从空气射入水中，各个方向的同学都能观察到此现象，是因为光发生了_______反射； （2）当光从空气垂直射到水面时，折射角等于________度； （3）图乙中的把光屏向后翻的目的是为了________________； （4）由图丙可以得到：光从空气斜射入水中时，折射角随入射角的增大而________。 【变式1-1】某小组选用了图甲中光源、水、水槽、可折转的光屏（带刻度）等器材，用于完成探究“光从空气射入水中时的折射规律”。 （1）使用可折转的光屏，是为了观察折射光线和入射光线是否__________________； （2）图甲中，光从空气射入水中，入射点为O点，则折射角是________（填“∠DOF”或“∠COE”）； （3）光从空气射入水中，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′……4和4′分别表示各次入射光线和对应的折射光线的位置。由此可见，光从空气斜射入水中时，折射角随入射角的增大而________，且折射角________（填“大于”、“等于”或“小于”）入射角；当光从空气垂直射入水中时入射角为________度，此时折射角________（填“大于”、“等于”或“小于”）入射角； （4）若让光线沿1′、2′……4′入射，发现折射光线恰好与其对应的入射光线重合，这一现象说明：在折射现象中，________________。 【变式1-2】小宇用如图所示装置将一细光束斜射到空气中，用于探究“光的折射规律”。 （1）为了更清晰地观察水中的光路，可以采用的办法是：________________________，实验中________（选填“能”或“不能”）看见反射光线； （2）实验的折射光路如图所示，可以判定折射角_________（选填“大于”“小于”或“等于”）入射角。增大入射角，观察到折射角在_________（选填“增大”或“减小”）； （3）他通过查阅资料发现，若不断增大光在水中的入射角，会观察到的现象是：入射角增大到一定值时，_____________________。 入射角 0 10 20 30 40 48.6 50 折射角 0 13.4 27.0 41.7 58.7 90 【变式1-3】如图所示，是小明“探究光的反射与折射规律”的实验装置，通过多次实验将测得的数据记录在 下表中。 入射角 0° 15° 30° 45° 60° 反射角 0° 15° 30° 45° 60° 折射角 0° 11° 22° 32° 40° （1）当光从空气斜射入水中时，折射角________入射角，入射角增大，折射角________。当光从空气垂直射入水中时，折射角等于________°。 （2）小明让一束光沿着图中BO方向入射，当入射光以32°的入射角从水中射入空气时，折射角等于_________°。这表明：光的折射现象中，光路是________的； （3）小明接着又完成了光从空气斜射入玻璃和从玻璃斜射入空气的实验，他这样进行多次实验 的目的是_____________________________。 （4）把一枚硬币放入杯底，实际位置比看到的硬币的位置要偏________（选填“高”或 “低”）。 知识点2.生活中的折射现象 1.筷子“折断” 筷子为什么向上弯折？ 【分析】把一根筷子斜插入水中，水中的筷子反射的光斜射到水面发生折射，折射光线远离法线偏折，人看到筷子好像在水面上折断，且水下部分看上去向上弯折。如图所示： 2.潭清疑水浅 潭底为什么看起来比实际浅呢？ 【分析】因为潭底某点反射的光从水中斜射向空气时会发生偏折，逆着折射光看去，就会感觉这点的位置升高了（如下图），即潭水看起来比实际浅。 3.人站在岸上看水中的鱼（叉鱼） 怎样才能叉到鱼？ 【分析】鱼从水中发出的光线，由水进入空气时发生折射，折射角大于入射角，折射光线进入人眼，人眼逆着折射光线的方向看，觉得光线好像是从它们的反向延长线的交点，即鱼像发出来的，像比鱼位置高。所以，有经验的渔民在叉鱼时，要向看到的鱼的下方投叉才能叉到鱼。 4.让硬币出现 在一个空碗中放一枚硬币。请你慢慢蹲下，当低至某一个观察位置时，就无法看到硬币了。但如果你慢慢往碗中倒水，在同一个观察位置就又能看到碗中的硬币了（如下图）。这是为什么呢? 【分析】加水后，硬币的光从水中斜射入空气时，折射光线偏离法线，折射光进入了眼睛，眼睛看到的实际上是升高了的硬币的虚像。 5.海市蜃楼 海市蜃楼是一种由光的折射产生的现象，多发生在夏天的海面上。夏天空气较热，但是海水比较凉，海面附近底层空气的温度比上层的低。空气热胀冷缩，上层的空气比底层的空气稀疏。来自地平线以下远处物体的光，本来不能到达我们的眼中，但有一些射向空中的光，由于不同高度空气的疏密不同而发生弯曲，逐渐弯向地面（如下图），进入观察者的眼睛。观察者逆着光望去，就看见了远处的物体。 【分析】由于在海上或沙漠上的大气层不均匀，光在传播过程中会发生偏折，人逆着折射光线的方向看到的是物体的虚像（是折射光线反向延长线的交点）。 特别提醒 （1）光由一种介质斜射入另一种介质时，同时发生光的反射和光的折射。在界面处发生折射时遵守折射规律，发生反射时，遵守反射定律。例如：水中的倒影亮度比岸上的物体要暗，原因时光从空气射入水中不仅发生了光的反射，还有一部分光发生了光的折射。 （2）光的折射现象中，看到的是物体的像，并且是虚像。 （3）不论是从岸上看水中的物体，还是水中看岸上的物体，看到的都是物体的像，像的位置都要比物体的位置要高。 （4）眼睛不是光源，不能发出光，因此光线的箭头指向眼睛。 【例2】位于文山州广南县的坝美村，风景优美，被称为“世外桃源”，每年都吸引着许多旅游者前来休闲度假。如图是一位摄影爱好者拍下的风景照，下列叙述属于光的折射的是（ ） A.游客看到水中鱼儿游来游去 B.水车在水中的倒影与水车相映成趣 C.树下光斑交错成辉 D.地面上树影婆娑 【变式2-1】以下光的反射、折射的光路图，正确的是（ ） A. B. C. D. 【变式2-2】如图，斜插入水中的筷子，看起来弯折了的原因是（ ） A.光沿直线传播 B.光的反射 C.光的色散 D.光的折射 【变式2-3】沈括在《梦溪笔谈》中关于“海市蜃楼”的记载：登州海中，时有云气，如宫室、台……冠盖，历历可见，谓之“海市”。下列现象与其形成原理相同的是（ ） A.小孔成像 B.水中倒影 C.立竿见影 D.潭深疑水浅 【变式2-4】光——宇宙的使者。关于光现象的描述可以用光的折射来解释的是（ ） A.墙上呈现手的影子 B.桥在水中的倒影 C.平面镜使太阳光聚集到同一位置 D.人看到鱼在水中的像 【方法技巧】 1.判断光的直线传播、光的反射和光的折射现象。站在岸上看物体时，若物体确实在水中，则属于光的折射；若物体不是真的在水中，则属于光的反射。如“鱼在云中游”场景，看到的鱼属于光的折射现象，看到的云属于光的反射现象；“水中捞月”，看到的月亮属于光的反射现象。 （1）光的直线传播：影子、日食和月食、小孔成像、激光准直等； （2）光的发射：水中倒影、看不发光的物体、平面镜成像等； （3）光的折射：池底变浅、看水中的物体、叉鱼、海市蜃楼等。 2.从岸上看向水中（或从水中看向岸上）： （1）人站在岸上看水中物体，看到的像要比实际的位置高，这是由于光从水到空气发生折射缘故。 （2）人潜入水中看岸上景物，看到的像要比实际的位置高，这是由于光从空气到水发生折射缘故。 核心总结：不管是从岸上看向水中，还是从水中看向岸上，看到的都是升高了的虚像，实际物体都在像的下方。 3.求解发生光的折射同时会发生光的反射的一般方法： （1）先找出相等的两个角，即可判断光的反射光路图，从而找出法线和分界面； （2）根据光的折射现象中，折射光线和入射光线在法线的两侧，即可判断光的折射光路图； （3）最后判断分界面两侧的介质种类。 【巩固训练】 一、填空题： 1.（2025·淮安市中考一模）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。 2.如图所示，来自地平线以下远处物体的光，由于光的________而发生弯曲，进入了观察者的眼睛，观察者看到的是建筑物的________（选填“实像”或“虚像”）。 3.（2025·宿迁市宿城区八上期末）老师对学生进行安全教育时说：河水看起来比实际要浅，这是光从_________进入_________时发生折射造成的，所以不要贸然下河游泳。 4.小明在岸上看到水中的鱼是由于光的________（选填“直线传播”“反射”或“折射”）形成的________（选填“虚”或“实”）像，像在鱼实际位置的________（选填“上”或“下”）方。 5.（2025·无锡市八上期末）如图所示，把玻璃杯放在“物理”书上，往杯内注水近满，由上向下观察，发现杯内“物”比杯外的“理”高，产生该现象的主要原因是光从________________（选填“水射向空气”或“空气射向水”）发生了光的________现象。若减少水量，则观察到“物”会向_______移动。 6.如图所示，一束光线射入杯底形成光斑，逐渐往杯中加水，光斑将向________（选填“左”或“右”）移动，这是光的________现象。 7.（2025·镇江市丹阳市八上期末）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°. 8.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________（选填“反射”或“折射”）所成的像，太阳实际在图中________（选填“甲”或“乙”）的位置，人眼所看到的太阳是________（选填“实”或“虚”）像。在特殊的日子会看到日食现象，此时，地球、月球、太阳三者位置关系，________位于中间。 二、选择题： 9.（2025连云港市海州区中考二模）下列四种光现象中，与“潭清疑水浅”这句诗描述的光现象原理相同的是（ ） A.水中的筷子“折断”了 B.小树在太阳光下的影子 C.桥在水中形成的倒影 D.小孔成像 10.一束单色光从空气斜射入水中的情景如图所示，下列说法中正确的是（ ） 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，∠NOC是折射角 D.光若沿CO入射，将沿OA和OB射出 11.（2025南京市外国语学校仙林分校中考一模）在平静的湖水中，看到“云在水中飘，鱼在云上游”，对于该现象中的云和鱼，下列说法正确的是（ ） A.云和鱼都是光的反射形成的像 B.云和鱼都是光的折射形成的像 C.云是光的反射形成的像，鱼是光的折射形成的像 D.云是光的折射形成的像，鱼是光的反射形成的像 12.如图为小莉在黔东南苗族侗族自治州某景区游览时拍摄的照片。照片中河水清澈见底，舟行水上如悬浮空中，美如画卷。下列说法正确的是（ ） A.河底小船黑色影子是光的反射形成的 B.小莉看到的河底是光的折射成的虚像 C.苗族妇女在水中的倒影是光的直线传播形成的 D.苗族妇女的银饰在阳光下银光闪闪，是光发生了漫反射 13.（2025·南京市玄武区中考二模）如图，水中的潜水员看见岸上的树木，能说明此现象的光路图是（ ） 14.图所示为一束光从空气中斜射向玻璃砖并穿过的光路.关于四个角的大小关系，下列判断正确的是（ ） A.α1<γ1 B.α2<γ2 C.α1=γ2 D.γ1=γ2 15.（2025·徐州市沛县八上期末）如图所示，一束光在空气和玻璃两种介质的界面上发生反射和折射象，下列说法正确的是（ ） A.入射角等于60° B.OF是折射光线 C.∠AOG是折射角 D.AB右侧是空气 16.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 17.如图，鱼缸底部点光源S发出的光线经过水面照亮挡板上N点，当鱼缸内水面上升高度d后，挡板上M点（图中未画出）被照亮，则M点和N点间的距离（ ） A.等于d B.大于d C.小于d D.无法确定 三、作图题： 18.如图所示，暗室内有一个容器，容器上方一激光束入射到平面镜（图中未画出）上的O点，光束经平面镜反射后照射到容器壁的A点。现在给容器中装水，水面到如图所示位置，结果发现原来射到A点的光束射到容器底的B点了，请确定平面镜的位置后画出来，并作出激光束从镜面O点反射后，照射到B点的光路图。 四、实验探究题： 19.（2025·淮安市八上期末）如图所示为探究光的折射规律的实验装置，其中光屏F可绕直径NOM前后折转。 （1）实验时让光束沿AO射入水中，光束进入水中后折射光线会向________方向偏折； （2）实验时，在水中倒入少量牛奶并搅拌均匀，其目的是____________________________。 （3）将光屏F绕直径NOM向后折转与光屏E形成一定角度后在光屏F上就看不到折射光线了，说明折射光线和入射光线________（选填“在”或“不在”）同一平面内； （4）多次改变入射光线AO与ON的夹角进行实验，测量记录如表所示，分析数据得出的结论是_______________________________________ （写出一条即可）； 入射角α 0° 15° 30° 45° 60° 折射角β 0° 11.3° 22.1° 35.4° 40.9° （5）若让光沿着BO射向水面时，可看到折射光沿O4射出，这说明在光折射现象中光路是_________。 20.创新实验小组为了探究“光从空气斜射入各种介质时折射角大小与哪些因素有关”，同学们利用激光笔、玻璃、水、光具盘等进行如图1所示的实验探究。先让光从空气斜射入玻璃，分别测出入射角和折射角的大小，记录在表中。 实验序号 介质种类 入射角/° 折射角/° 1 水 60 40.5 2 透明树脂 60 35.3 3 透明树脂 45 28.1 4 透明树脂 30 19.5 5 玻璃 60 31.7 （1）如图1所示是某次实验情形，此次试验的入射角是_________； （2）分析序号为___________的三次实验数据可得初步结论：光从空气斜射入某种透明介质中时，折射角随入射角的增大而_________； （3）分析序号为1、2、5的三次实验数据可知，当入射角相同时，光从空气斜射入玻璃的折射角________（选填“大于”“小于”或“等于”）光从空气斜射入水的折射角，因此，光从空气斜射入其他介质时，折射角大小还与_________有关；和水相比玻璃对光的折射本领较_________； （4）如图1、图2两种组装器材的方式中，小明认为更合理的是图2，理由是此种组装方式能更方便地测出_________。 第 16 页 共 16 页 学科网（北京）股份有限公司 $ 第4节 光的折射（解析版） 【目录】 【学习目标】 1 【思维导图】 2 【知识梳理】 2 知识点1.光的折射 2 知识点2.生活中的折射现象 6 知识点3.科学世界：海市蜃楼 9 【方法技巧】 13 方法技巧1.判断光的直线传播、光的反射和光的折射现象 13 方法技巧2.从岸上看向水中（或从水中看向岸上） 13 方法技巧3.求解发生光的折射同时会发生光的反射的一般方法 13 【巩固训练】 14 【学习目标】 目 标 目 标 阐 释 物理素养 物理观念 通过实验，了解光的折射现象，会画折射现象的光路图，能说出光路图中的角和线的名称。通过实验，了解光的折射特点，能够用光的折射特点解释生活中的折射现象。 科学思维 迁移探究光的反射定律的实验研究方法，体会物理模型的思想，深化对光的传播规律的理解，发展科学思维能力。 科学探究 基于光的折射现象的观察，提出问题，形成对光折射特点的猜想和假设；基于问题，尝试制订简单的研究方案，并进行实验研究；对实验现象及数据进行交流与分析，归纳出光折射时的特点。 科学态度与责任 通过解释生活中光折射的现象，体会物理学的应用价值，增强学习的兴趣。通过经历光的折射的实验研究过程，体会收集证据的重要性，养成实事求是的科学态度，学会与人合作 重 点 1.用探究法深入研究光的折射定律，包括折射光线、入射光线和法线的位置关系，折射角与入射角的大小关系。 2.清晰区分光的折射现象与其他光现象，如光的反射，理解光折射定律在不同介质组合中的应用。 难 点 1.深刻理解折射角与入射角关系，特别是在不同介质中折射角大小变化的原因，以及在复杂情境下灵活运用光的折射定律解决实际问题。 2.理解在折射现象中光路的可逆性，并能运用这一原理解释一些光学现象，如从水下看岸上物体位置变高的原理。 【思维导图】 【知识梳理】 知识点1.光的折射 1.光的折射 问题：在一个空碗中放一枚硬币。请你慢慢蹲下，当低至某一个观察位置时，就无法看到硬币了。但如果你慢慢往碗中倒水，在同一个观察位置就又能看到碗中的硬币了（如下图）。这是为什么呢? （1）光的折射：光从空气斜射入水中时，传播方向发生了偏折，这种现象叫作光的折射。如下图。 （2）描述折射现象的几个概念 光从空气斜射入水中 ①入射点：入射光线与分界面的交点O； ②分界面：两种介质的分界面，如图所示的MM′； ③入射光线：照射到两种介质分界面的光线AO； ④折射光线：进入另一种介质的光线OB； ⑤法线：过入射点且垂直于两介质分界面的直线NN′； ⑥入射角：入射光线与法线的夹角i； ⑦折射角：折射光线与法线的夹角r。 2.实验：研究光的折射现象 提出问题 如果光从一种介质进入另一种介质，例如，从空气进人水或玻璃时，情况又会怎样呢? 猜想与假设 ①当光从一种介质进入另一种介质中时，可能会向法线偏折（或远离法线）。 ②折射光线、入射光线位于法线两侧（同侧）。 ③折射角可能等于（或大于/小于）入射角。 实验思路 让一束光从空气斜射入水中，观察光束在空气中和水中的径迹。 实验器材 激光笔、半圆形玻璃砖、圆形刻度光盘（标有角度）。 设计并进行实验 利用如图所示的实验装置进行实验。 （1）让一束光从空气斜射入水中，观察折射光线、入射光线和法线之间的位置关系，比较折射角和入射角的大小关系，并描画出光束在空气和水中的传播路径； （2）改变入射角大小，观察折射角的变化情况； （3）让一束光垂直射入水中，观察折射情况； （4）让一束光逆着原折射光的方向从水中斜射入空气中，观察折射情况。 实验现象 （1）光从空气斜射入水中时，可观察到折射光线、入射光线和法线在同一平面内，折射光线和入射光线分居于法线两侧，折射光线向法线方向偏折，折射角小于入射角； （2）改变入射角的大小，发现折射角的大小也随之改变，并且入射角增大时，折射角也增大； （3）光从空气垂直射入水中时，其传播方向不变； （4）让光逆着原折射方向从水中斜射入空气中时，进入空气中的折射光线逆着原入射光线的方向射出。折射角大于入射角。 探究归纳 （1）折射光线、入射光线和法线在同一平面内。 （2）折射光线和入射光线分别位于法线两侧。 （3）入射角增大时，折射角也增大，即折射角随入射角的增大而增大。 （4）光从空气斜射入其他介质时，折射光线偏向法线，折封角小于入射角。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。（说明：不管光是从空气中斜射入其他介质，还是从其他介质斜射入空气中，永远是空气中的角度大，为了便于记忆，形象记为“角气大”，谐音“脚气大”） （5）当光线垂直射向介质表面时，传播方向不变，入射角为0°，则反射角为0°，折射角为0°。 实验考点归纳： （1）光从空气斜射入水面时，将同时发生反射和折射现象。 （2）使用如图所示装置的好处是便于测量角度的大小。 （3）让光线贴着背景屏照射的目的是显示光路（详细表述：显示光从空气斜射入水中时的光路）。 （4）折射光线比入射光线暗，原因是有一部分光发生了反射。 （5）若实验中光在空气中的传播路径不清晰，可以在水面上方喷洒水雾，为了能够更清晰地看清水中的光路，可以在水中加入适量的牛奶（咖啡，不能加油）。 （6）实验时将光贴着背景屏沿AO从空气斜射入水中，在背景屏F上可看到折射后的光线OB，保持入射点O不变，接下来的操作是多次改变入射光线AO与ON的夹角，多次实验的目的是避免实验偶然性，寻找普遍规律。 （7）使用可折转光屏的目的是探究折射光线、入射光线和法线是否在同一平面内。为了验证折射光线、入射光线和法线是否在同一平面内，操作是将光屏F向后折转一定角度，将光屏F向后折转一定的角度，则在F上不能看到折射光，此时折射光线和入射光线在同一平面内。 （8）当光从空气垂直射入水中时，光的传播方向不改变。当光从空气射入水中时，传播方向不一定发生改变（特殊情况：垂直入射时传播方向不改变）。 （9）若光沿着CO方向入射，折射光线将沿OA方向射出，这是因为光折射时，光路是可逆的。 特别提醒 对光的折射规律的理解 （1）因为先有入射光线，然后才有折射光线，所以叙述时一般说折射角随入射角的变化而变化，不说入射角随折射角的变化而变化； （2）当光垂直射到分界面上时，光的传播方向不发生变化，此时折射光线、入射光线和法线重合，折射角和入射角都为0°； （3）一般情况下，无论光从空气斜射入其他介质中，还是光从其他介质斜射入空气中，在空气中光线与法线的夹角大于其他介质中光线与法线的夹角；（空气角大） （4）一般来说，当光从两种介质分界面上发生折射时，光速大的介质中光线与法线的夹角大，光速小的介质中光线与法线的夹角小。 【例1】某小组选用了图甲中光源、水、水槽、可折转的光屏（带刻度）等器材，用于完成探究“光从空气射入水中时的折射规律”：图丙是光从空气射入水中，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。试问： （1）甲图中一束光从空气射入水中，各个方向的同学都能观察到此现象，是因为光发生了_______反射； （2）当光从空气垂直射到水面时，折射角等于________度； （3）图乙中的把光屏向后翻的目的是为了________________； （4）由图丙可以得到：光从空气斜射入水中时，折射角随入射角的增大而________。 【答案】（1）漫；（2）0；（3）验证三线共面；（4）增大 【解析】（1）甲图中一束光从空气射入水中，光线在光屏上传播时发生漫反射，各个方向的同学都能观察到此现象。 （2）当光从空气垂直射到水面时，由图丙1可知，入射角为0°，折射角等于0°，即垂直入射时，光在空气和水的界面不发生折射。 （3）图乙中的把光屏向后翻折，不能在光屏上看到折射光线，目的是为了验证入射光线。折射光线、法线在同一平面内。 （4）由图丙可知，入射角增大，折射角随着增大，可得结论：光从空气斜射入水中时，折射角随入射角的增大而增大。 【变式1-1】某小组选用了图甲中光源、水、水槽、可折转的光屏（带刻度）等器材，用于完成探究“光从空气射入水中时的折射规律”。 （1）使用可折转的光屏，是为了观察折射光线和入射光线是否__________________； （2）图甲中，光从空气射入水中，入射点为O点，则折射角是________（填“∠DOF”或“∠COE”）； （3）光从空气射入水中，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′……4和4′分别表示各次入射光线和对应的折射光线的位置。由此可见，光从空气斜射入水中时，折射角随入射角的增大而________，且折射角________（填“大于”、“等于”或“小于”）入射角；当光从空气垂直射入水中时入射角为________度，此时折射角________（填“大于”、“等于”或“小于”）入射角； （4）若让光线沿1′、2′……4′入射，发现折射光线恰好与其对应的入射光线重合，这一现象说明：在折射现象中，________________。 【答案】（1）在同一平面内；（2）∠DOF；（3）增大；小于；0；等于；（4）光路可逆 【解析】（1）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，当光屏折转后，光屏上看不到折射光线，说明折射光线和入射光线、法线在同一平面内。 （2）折射角是折射光线与法线的夹角，图甲中折射角是∠DOF。 （3）比较折射角和对应的入射角的大小可得，光从空气斜射入水中时，折射角随入射角的增大而增大，且折射角小于入射角。 当光从空气垂直射入水中时，入射光线与法线重合，入射角为0度，此时折射角也为0度，折射角等于入射角。 （4）光线逆着原来折射光线的方向入射，折射光线逆着原来入射光线的方向，这一现象说明：在折射现象中，光路可逆。 【变式1-2】小宇用如图所示装置将一细光束斜射到空气中，用于探究“光的折射规律”。 （1）为了更清晰地观察水中的光路，可以采用的办法是：________________________，实验中________（选填“能”或“不能”）看见反射光线； （2）实验的折射光路如图所示，可以判定折射角_________（选填“大于”“小于”或“等于”）入射角。增大入射角，观察到折射角在_________（选填“增大”或“减小”）； （3）他通过查阅资料发现，若不断增大光在水中的入射角，会观察到的现象是：入射角增大到一定值时，_____________________。 入射角 0 10 20 30 40 48.6 50 折射角 0 13.4 27.0 41.7 58.7 90 【答案】（1）向水中加几滴牛奶；能；（2）大于；增大；（3）折射光线消失 【解析】（1）由于光线在无色的水中是看不到的，故可向水中加几滴牛奶，即可看到入射光线和反射光线。 （2）（3）入射光线与法线的夹角叫入射角，折射光线与法线的夹角叫折射角，从图中可看出，光线从水中斜射入空气中时，折射角大于入射角。由表格数据可知，当入射角增大时，折射角也增大，当入射角到一定值时，只存在了反射光线，折射光线消失，这种现象叫全反射。 【变式1-3】如图所示，是小明“探究光的反射与折射规律”的实验装置，通过多次实验将测得的数据记录在 下表中。 入射角 0° 15° 30° 45° 60° 反射角 0° 15° 30° 45° 60° 折射角 0° 11° 22° 32° 40° （1）当光从空气斜射入水中时，折射角________入射角，入射角增大，折射角________。当光从空气垂直射入水中时，折射角等于________°。 （2）小明让一束光沿着图中BO方向入射，当入射光以32°的入射角从水中射入空气时，折射角等于_________°。这表明：光的折射现象中，光路是________的； （3）小明接着又完成了光从空气斜射入玻璃和从玻璃斜射入空气的实验，他这样进行多次实验 的目的是_____________________________。 （4）把一枚硬币放入杯底，实际位置比看到的硬币的位置要偏________（选填“高”或 “低”）。 【答案】（1）小于；增大；0；（2）45；可逆；（3）避免偶然性，寻找普遍规律；（4）低 【详解】（1）分析表格数据可得出结论：光从空气斜射入水中时，折射角小于入射角，入射角增大，折射角也增大，当入射角等于0°时，折射角也等于0°，即光从空气垂直射入水中时，折射角等于0°。 （2）光的折射现象中，光路是可逆的。当入射光线以45°的入射角从空气中射入水中时，折射角等于32°，故当入射光线以32°的入射角从水中射入空气时，折射角等于45°。 （3）换用不同的介质多次实验的目的是避免偶然性，使实验结论更具有普遍性。 （4）把一枚硬币放入杯底，由于光的折射作用，硬币反射的光从水斜射入空气中时，折射角会大于入射角，故看到硬币的位置会比它的实际位置要偏高，则实际位置比看到的硬币的位置要偏低。 知识点2.生活中的折射现象 1.筷子“折断” 筷子为什么向上弯折？ 【分析】把一根筷子斜插入水中，水中的筷子反射的光斜射到水面发生折射，折射光线远离法线偏折，人看到筷子好像在水面上折断，且水下部分看上去向上弯折。如图所示： 2.潭清疑水浅 潭底为什么看起来比实际浅呢？ 【分析】因为潭底某点反射的光从水中斜射向空气时会发生偏折，逆着折射光看去，就会感觉这点的位置升高了（如下图），即潭水看起来比实际浅。 3.人站在岸上看水中的鱼（叉鱼） 怎样才能叉到鱼？ 【分析】鱼从水中发出的光线，由水进入空气时发生折射，折射角大于入射角，折射光线进入人眼，人眼逆着折射光线的方向看，觉得光线好像是从它们的反向延长线的交点，即鱼像发出来的，像比鱼位置高。所以，有经验的渔民在叉鱼时，要向看到的鱼的下方投叉才能叉到鱼。 4.让硬币出现 在一个空碗中放一枚硬币。请你慢慢蹲下，当低至某一个观察位置时，就无法看到硬币了。但如果你慢慢往碗中倒水，在同一个观察位置就又能看到碗中的硬币了（如下图）。这是为什么呢? 【分析】加水后，硬币的光从水中斜射入空气时，折射光线偏离法线，折射光进入了眼睛，眼睛看到的实际上是升高了的硬币的虚像。 5.海市蜃楼 海市蜃楼是一种由光的折射产生的现象，多发生在夏天的海面上。夏天空气较热，但是海水比较凉，海面附近底层空气的温度比上层的低。空气热胀冷缩，上层的空气比底层的空气稀疏。来自地平线以下远处物体的光，本来不能到达我们的眼中，但有一些射向空中的光，由于不同高度空气的疏密不同而发生弯曲，逐渐弯向地面（如下图），进入观察者的眼睛。观察者逆着光望去，就看见了远处的物体。 【分析】由于在海上或沙漠上的大气层不均匀，光在传播过程中会发生偏折，人逆着折射光线的方向看到的是物体的虚像（是折射光线反向延长线的交点）。 特别提醒 （1）光由一种介质斜射入另一种介质时，同时发生光的反射和光的折射。在界面处发生折射时遵守折射规律，发生反射时，遵守反射定律。例如：水中的倒影亮度比岸上的物体要暗，原因时光从空气射入水中不仅发生了光的反射，还有一部分光发生了光的折射。 （2）光的折射现象中，看到的是物体的像，并且是虚像。 （3）不论是从岸上看水中的物体，还是水中看岸上的物体，看到的都是物体的像，像的位置都要比物体的位置要高。 （4）眼睛不是光源，不能发出光，因此光线的箭头指向眼睛。 【例2】位于文山州广南县的坝美村，风景优美，被称为“世外桃源”，每年都吸引着许多旅游者前来休闲度假。如图是一位摄影爱好者拍下的风景照，下列叙述属于光的折射的是（ ） A.游客看到水中鱼儿游来游去 B.水车在水中的倒影与水车相映成趣 C.树下光斑交错成辉 D.地面上树影婆娑 【答案】A 【解析】A.因为鱼儿是在水中的实际物体，是由于光线从水中通过空气折射进入了人的眼睛，我们看到水中的鱼，其实看到的是鱼的虚像，是由光的折射形成的，故A符合题意； B.水车在水中的倒影与水车相映成趣，水中的倒影是平面镜成像，是由于光的反射形成的，不是光的折射形成的，故B不符合题意； C.树下光斑属于小孔成像，是由于光的直线传播形成的，不是光的折射形成的，故C不符合题意； D.地面上树影婆娑，这是影子的形成，其实质是光的直线传播形成的，不是光的折射形成的，故D不符合题意。 故选A。 【变式2-1】以下光的反射、折射的光路图，正确的是（ ） A. B. C. D. 【答案】A 【解析】反射角等于入射角，反射光线与入射光线在同一介质中，折射光线与入射光线在不同介质中，空气中的入射角大于水中的折射角，故A正确，BCD错误。 故选A。 【变式2-2】如图，斜插入水中的筷子，看起来弯折了的原因是（ ） A.光沿直线传播 B.光的反射 C.光的色散 D.光的折射 【答案】D 【解析】斜插入水中的筷子，看起来弯折了是光的折射现象形成的，故ABC不符合题意，D符合题意。 故选D。 【变式2-3】沈括在《梦溪笔谈》中关于“海市蜃楼”的记载：登州海中，时有云气，如宫室、台……冠盖，历历可见，谓之“海市”。下列现象与其形成原理相同的是（ ） A.小孔成像 B.水中倒影 C.立竿见影 D.潭深疑水浅 【答案】D 【解析】海市蜃楼是一种因光的折射而形成的自然现象，是地球上物体反射的光经大气折射而形成的虚像。 A.小孔成像是由于光在同种均匀介质中沿直线传播，通过小孔后，在光屏上形成倒立的实像，故A不符合题意； B.水中倒影是平面镜成像的一种，是由于光的反射形成的。当光线照射到水面上时，水面会像一个平面镜一样反射光线，形成物体的虚像，故B不符合题意； C.立竿见影是由于光在同种均匀介质中沿直线传播，当光线遇到不透明的物体（如竹竿）时，会在其后面形成一个没有光线照射的黑暗区域，即影子，故C不符合题意； D.潭深疑水浅是由于光的折射造成的。当光线从水中斜射入空气中时，由于光在不同介质中的传播速度不同，光线会发生偏折，使得我们看到的物体位置比实际位置要高。因此，当我们看到潭底时，会感觉潭底比实际要浅。故D符合题意。 故选D。 【变式2-4】光——宇宙的使者。关于光现象的描述可以用光的折射来解释的是（ ） A.墙上呈现手的影子 B.桥在水中的倒影 C.平面镜使太阳光聚集到同一位置 D.人看到鱼在水中的像 【答案】D 【解析】A.墙上呈现手的影子，是因为手挡住了光线形成的，说明光是沿直线传播的，故A不符合题意； B.桥在水中的倒影，类似于平面镜成像，由光的反射形成的，故B不符合题意； C.平面镜使太阳光聚集到同一位置，平面镜对光的作用是发生发射，故C不符合题意； D.人看到鱼在水中的像，是由鱼反射的光线经水面折射形成的靠上的虚像，故D符合题意。 故选D。 【方法技巧】 1.判断光的直线传播、光的反射和光的折射现象。站在岸上看物体时，若物体确实在水中，则属于光的折射；若物体不是真的在水中，则属于光的反射。如“鱼在云中游”场景，看到的鱼属于光的折射现象，看到的云属于光的反射现象；“水中捞月”，看到的月亮属于光的反射现象。 （1）光的直线传播：影子、日食和月食、小孔成像、激光准直等； （2）光的发射：水中倒影、看不发光的物体、平面镜成像等； （3）光的折射：池底变浅、看水中的物体、叉鱼、海市蜃楼等。 2.从岸上看向水中（或从水中看向岸上）： （1）人站在岸上看水中物体，看到的像要比实际的位置高，这是由于光从水到空气发生折射缘故。 （2）人潜入水中看岸上景物，看到的像要比实际的位置高，这是由于光从空气到水发生折射缘故。 核心总结：不管是从岸上看向水中，还是从水中看向岸上，看到的都是升高了的虚像，实际物体都在像的下方。 3.求解发生光的折射同时会发生光的反射的一般方法： （1）先找出相等的两个角，即可判断光的反射光路图，从而找出法线和分界面； （2）根据光的折射现象中，折射光线和入射光线在法线的两侧，即可判断光的折射光路图； （3）最后判断分界面两侧的介质种类。 【巩固训练】 一、填空题： 1.（2025·淮安市中考一模）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 【解析】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。 2.如图所示，来自地平线以下远处物体的光，由于光的________而发生弯曲，进入了观察者的眼睛，观察者看到的是建筑物的________（选填“实像”或“虚像”）。 【答案】折射；虚像 【解析】由于不均匀的大气层的存在，当阳光从太空射入不均匀的大气层时，发生折射，使阳光向地面偏折，人们能看到地平线以下远处物体，这是光的折射现象，观察者看到的是建筑物的虚像。 3.（2025·宿迁市宿城区八上期末）老师对学生进行安全教育时说：河水看起来比实际要浅，这是光从_________进入_________时发生折射造成的，所以不要贸然下河游泳。 【答案】水中；空气中 【解析]光线由水中斜射入空气时，在水面上发生折射，水中的入射角小于空气中的折射角，折射光线进入人眼，人眼以为光是沿直线传播，就会觉得水变浅了。 4.小明在岸上看到水中的鱼是由于光的________（选填“直线传播”“反射”或“折射”）形成的________（选填“虚”或“实”）像，像在鱼实际位置的________（选填“上”或“下”）方。 【答案】折射；虚；上 【解析】水中的鱼身上反射的光线从水中经过空气折射入了人的眼睛，人感觉光是沿直线传播的，逆着光看去，好像是从光的反向延长线的交点处传来的，所以我们看见的鱼是鱼的虚像，此时鱼的虚像在真实的鱼的上方。 5.（2025·无锡市八上期末）如图所示，把玻璃杯放在“物理”书上，往杯内注水近满，由上向下观察，发现杯内“物”比杯外的“理”高，产生该现象的主要原因是光从________________（选填“水射向空气”或“空气射向水”）发生了光的________现象。若减少水量，则观察到“物”会向_______移动。 【答案】水射向空气；折射；下 【解析】人们能看到不发光的物体，是因为物体反射的光进入了人的眼睛，故把玻璃杯放在“物理”书上，往杯内注水近满，由上向下观察，发现杯内“物”比杯外的“理”高，产生该现象的主要原因是光从水射向空气中时发生了光的折射，看到的是“物”变高的虚像。 若减少水量，折射光线会向下移动，故观察到“物”会向下移动。 6.如图所示，一束光线射入杯底形成光斑，逐渐往杯中加水，光斑将向________（选填“左”或“右”）移动，这是光的________现象。 【答案】右；折射 【解析】当容器内逐渐加水时，光的折射程度不变，但入射点逐渐抬高且向右移动，由光的折射规律作出的折射光线照射在容器底的光斑会逐渐向右移动。 7.（2025·镇江市丹阳市八上期末）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 【解析】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 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°。 8.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________（选填“反射”或“折射”）所成的像，太阳实际在图中________（选填“甲”或“乙”）的位置，人眼所看到的太阳是________（选填“实”或“虚”）像。在特殊的日子会看到日食现象，此时，地球、月球、太阳三者位置关系，________位于中间。 【答案】折射；乙；虚；月球 【解析】太阳落山时，太阳的实际位置在地平线下面，但太阳光经过不均匀的大气层时发生了折射，通过折射我们看见了太阳的虚像（即观察到的落日），此时，太阳的实际位置在图中的乙位置。 当月球转到太阳和地球中间并且三者在一条直线上时，月球挡住了太阳照射在地球上的光线，地球处在月球的影子里，这就形成了日食。 二、选择题： 9.（2025连云港市海州区中考二模）下列四种光现象中，与“潭清疑水浅”这句诗描述的光现象原理相同的是（ ） A.水中的筷子“折断”了 B.小树在太阳光下的影子 C.桥在水中形成的倒影 D.小孔成像 【答案】A 【解析】“潭清疑水浅”指是人看到水底形成的像，像的位置比物体的实际位置要浅，是光的折射现象。 A.筷子好像在水面处“折断”是由于光从水中斜射入空气中时发生折射，属于光的折射，故A符合题意； B.光在同种、均匀、透明介质中沿直线传播，小树在太阳下的影子是光的直线传播形成的，故B不符合题意； C.桥在水中形成的倒影，是平面镜成像，属于光的反射现象，故C不符合题意； D.小孔成像是利用了光沿直线传播，故D不符合题意。 故选A。 10.一束单色光从空气斜射入水中的情景如图所示，下列说法中正确的是（ ） 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，∠NOC是折射角 D.光若沿CO入射，将沿OA和OB射出 【答案】B 【解析】AB.光从空气斜射入水中时，在水面处发生反射和折射，反射光线、折射光线都与入射光线位于法线两侧，且反射角等于入射角。所以，AO是入射光线，OB是反射光线，OC是折射光线，故A错误，B正确； C.∠AOM是入射光线与水面的夹角，不是入射角，∠NOC是折射光线与水面的夹角，不是折射角，故C错误； D.根据光路可逆原理可知，光若沿CO入射，将沿OA射出，但是不会沿OB射出，故D错误。 故选B。 11.（2025南京市外国语学校仙林分校中考一模）在平静的湖水中，看到“云在水中飘，鱼在云上游”，对于该现象中的云和鱼，下列说法正确的是（ ） A.云和鱼都是光的反射形成的像 B.云和鱼都是光的折射形成的像 C.云是光的反射形成的像，鱼是光的折射形成的像 D.云是光的折射形成的像，鱼是光的反射形成的像 【答案】C 【解析】水中的云是在水中形成的倒影，是光的反射形成的像，看到水中鱼是鱼反射的光经水面的折射形成的像。 故选C。 12.如图为小莉在黔东南苗族侗族自治州某景区游览时拍摄的照片。照片中河水清澈见底，舟行水上如悬浮空中，美如画卷。下列说法正确的是（ ） A.河底小船黑色影子是光的反射形成的 B.小莉看到的河底是光的折射成的虚像 C.苗族妇女在水中的倒影是光的直线传播形成的 D.苗族妇女的银饰在阳光下银光闪闪，是光发生了漫反射 【答案】B 【解析】A.河底小船黑色影子是由于光沿直线传播形成的，故A错误； B.小莉看到的河底是光从水中射入空气中时由于发生折射而形成的虚像，故B正确； C.苗族妇女在水中的倒影是光的反射形成的，故C错误； D.苗族妇女的银饰在阳光下银光闪闪，是光发生了镜面反射，光被反射到同一方向，故D错误。 故选B。 13.（2025·南京市玄武区中考二模）如图，水中的潜水员看见岸上的树木，能说明此现象的光路图是（ ） 【答案】A 【解析】水中的潜水员看见岸上的树木，是因为岸上树木反射的光线从空气斜射到水中后发生折射现象，且空气中的入射角大于水中的折射角，故A符合题意，BCD不符合题意。 故选A。 14.图所示为一束光从空气中斜射向玻璃砖并穿过的光路.关于四个角的大小关系，下列判断正确的是（ ） A.α1<γ1 B.α2<γ2 C.α1=γ2 D.γ1=γ2 【答案】C 【解析】A.光线从空气中斜射入玻璃砖中，折射角小于入射角，则α1<γ1，故A错误； B.光线从玻璃砖中斜射入空气中，折射角大于入射角，则α2<γ2，故B错误； C.这束光通过玻璃砖要发生两次折射，第一次是从空气斜射进入玻璃砖，折射光线会向法线偏折，折射角小于入射角；第二次是光由从玻璃砖内部斜射到玻璃砖的下表面，折射光线远离法线偏折，折射角大于入射角，因两条法线是平行的，所以第一次折射的折射角等于第二次折射的入射角，因此光从玻璃砖射出时，折射角等于原先的入射角，即α1=γ2，故C正确； D.因两条法线是平行的，则由几何知识可知，因为α2=γ1，所以γ1<γ2，故D错误。 故选C。 15.（2025·徐州市沛县八上期末）如图所示，一束光在空气和玻璃两种介质的界面上发生反射和折射象，下列说法正确的是（ ） A.入射角等于60° B.OF是折射光线 C.∠AOG是折射角 D.AB右侧是空气 【答案】D 【解析】由图可知∠COE=90°-60°=30°=∠COF 根据反射角等于入射角，折射角不等于入射角，反射光线、折射光线都与入射光线分居法线两侧可知，AB为分界面，CD为法线，EO为入射光线，OF为反射光线，OG为折射光线，入射角为∠COE=30°，∠GOD为折射角，折射角大于入射角，所以AB右侧是空气，故ABC不符合题意，D符合题意。 故选D。 16.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 【解析】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。 17.如图，鱼缸底部点光源S发出的光线经过水面照亮挡板上N点，当鱼缸内水面上升高度d后，挡板上M点（图中未画出）被照亮，则M点和N点间的距离（ ） A.等于d B.大于d C.小于d D.无法确定 【答案】C 【解析】光从水中射入空气中时，折射光线远离法线，折射角大于入射角；当鱼缸内水面上升高度d后，由于入射角不变，所以折射角不变，折射光与原来的折射光平行，如图所示： 由数学知识可知，M点和N点间的距离小于d。 三、作图题： 18.如图所示，暗室内有一个容器，容器上方一激光束入射到平面镜（图中未画出）上的O点，光束经平面镜反射后照射到容器壁的A点。现在给容器中装水，水面到如图所示位置，结果发现原来射到A点的光束射到容器底的B点了，请确定平面镜的位置后画出来，并作出激光束从镜面O点反射后，照射到B点的光路图。 【答案】见解析 【解析】如图所示，容器中没有水时，光沿直线传播，故连接OA，加上箭头，就可以确定反射光线，根据光的反射定律，反射角等于入射角，入射光线和反射光线的角平分线即为法线，过O点作OE的垂线，可以画出平面镜CD；当容器中加入水后，激光束从镜面O点反射后，反射光线与水面的交点F为折射点，经水面折射，由于入射角小于折射角，且折射后的点为B点，故连接BF，标上箭头，就可以画出折射光线，故如图所示： 四、实验探究题： 19.（2025·淮安市八上期末）如图所示为探究光的折射规律的实验装置，其中光屏F可绕直径NOM前后折转。 （1）实验时让光束沿AO射入水中，光束进入水中后折射光线会向________方向偏折； （2）实验时，在水中倒入少量牛奶并搅拌均匀，其目的是____________________________。 （3）将光屏F绕直径NOM向后折转与光屏E形成一定角度后在光屏F上就看不到折射光线了，说明折射光线和入射光线________（选填“在”或“不在”）同一平面内； （4）多次改变入射光线AO与ON的夹角进行实验，测量记录如表所示，分析数据得出的结论是_______________________________________ （写出一条即可）； 入射角α 0° 15° 30° 45° 60° 折射角β 0° 11.3° 22.1° 35.4° 40.9° （5）若让光沿着BO射向水面时，可看到折射光沿O4射出，这说明在光折射现象中光路是_________。 【答案】（1）法线；（2）显示光的传播路径；（3）在；（4）见解析；（5）可逆的 【解析】（1）让光束沿AO射入水中，光束进入水中后，由于折射角要小于入射角，则折射光线会向法线方向偏折，说明光从空气斜射入水中时传播方向 发生了改变。 （2）水中倒入少量牛奶并搅拌均匀，牛奶颗粒可以使光发生散射，从而能更清晰地显示光的传播路径，方便观察光在水中的折射情况。 （3）当将光屏F绕直径NOM向后折转与光屏E形成一定角度后，两块光屏不在同一平面内，在光屏F上看不到折射光线，只有当光屏E、F在同一 平面时才能看到折射光线，这表明折射光线和入射光线在同一平面内。 （4）从表格数据可以看出，入射角从0°逐渐增大到60°，折射角也从0°逐渐增大到40.9°，且折射角始终小于入射角，所以可以得出：光从空气 斜射入水中时，折射角随入射角的增大而增大（或光从空气斜射入水中时，折射角小于入射角）。 （5）让光沿着BO射向水面时，折射光沿OA射出，这和原来光从AO入射，从O折射的路径相反，说明在光折射现象中光路是可逆的。 20.创新实验小组为了探究“光从空气斜射入各种介质时折射角大小与哪些因素有关”，同学们利用激光笔、玻璃、水、光具盘等进行如图1所示的实验探究。先让光从空气斜射入玻璃，分别测出入射角和折射角的大小，记录在表中。 实验序号 介质种类 入射角/° 折射角/° 1 水 60 40.5 2 透明树脂 60 35.3 3 透明树脂 45 28.1 4 透明树脂 30 19.5 5 玻璃 60 31.7 （1）如图1所示是某次实验情形，此次试验的入射角是_________； （2）分析序号为___________的三次实验数据可得初步结论：光从空气斜射入某种透明介质中时，折射角随入射角的增大而_________； （3）分析序号为1、2、5的三次实验数据可知，当入射角相同时，光从空气斜射入玻璃的折射角________（选填“大于”“小于”或“等于”）光从空气斜射入水的折射角，因此，光从空气斜射入其他介质时，折射角大小还与_________有关；和水相比玻璃对光的折射本领较_________； （4）如图1、图2两种组装器材的方式中，小明认为更合理的是图2，理由是此种组装方式能更方便地测出_________。 【答案】30°；2、3、4；增大；小于；介质种类；强；入射角和折射角 【解析】（1）入射角为入射光线与法线的夹角，由图可知，此时的入射角为： 90°-60°=30° （2）在探究折射角大小与入射角大小关系时，需要选择同种介质，所以应选择2、3、4实验，从实验数据可知，在同种介质中，折射角随入射角的增大而增大。 （3）分析1、2、5实验可知，入射角大小相等，都为60°，介质的种类不同，光从空气斜射入玻璃的折射角为31.7°，光从空气斜射入水的折射角为40.5°，所以光从空气斜射入玻璃的折射角小于光从空气斜射入水的折射角，因此可知折射角大小与介质种类有关，可知玻璃对光的折射本领比水强。 （4）入射角和折射角分别为入射光线和折射光线与法线的夹角，图2中，入射光线和折射光线在量角器对应的刻度线能直接表示入射角与折射角的大小，故图2装置更为合理。 第 13 页 共 22 页 学科网（北京）股份有限公司 $