第19讲 光的折射（暑假预习讲义）新八年级物理新教材人教版

第19讲 光的折射 内容导航 01 预习航标→ 析目标·明方向：预习导航精准定向 02 教材全解 → 析教材·学新知：情境概念深度构 情境启思：从生活或问题出发，激发兴趣 概念构建：梳理核心概念，形成知识框架 考点精讲：聚焦常考要点，讲清逻辑 例题精析：典型题目带路，学会解题思路 即练固基：趁热打铁练一练，巩固刚学内容 03过关检测 → 练考点·强落实：过关检测分层提 关键词 学习目标导航 光的折射 折射角 折射规律 折射现象 1.了解光的折射现象。 2.掌握光的折射规律。 3.理解在折射现象中光路可逆。 4.能解释生活中的折射现象。 学习重点：光的折射规律的实验探究、光路可逆在折射中的体现，用折射规律解释生活中常见的折射现象。 学习难点：光的折射规律的理解，用折射规律和光路图分析“池水变浅”的成因、区分反射与折射的光路图。 情｜境｜启｜思 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。这是为什么呢？ 概｜念｜构｜建 1.光从空气斜射人水中时，传播方向发生了偏折，这种现象叫作光的折射。 2.当光从空气斜射入水中或玻璃中时，折射光线向法线方向偏折，折射角小于入射角。当入射角增大时，折射角也增大。当光从空气垂直射入水中或玻璃中时，传播方向不变。 3.在折射现象中，光路可逆。 深｜研｜精｜炼 知识点01 光的折射 1. 光的折射 研究光的折射现象 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。光束进入水中以后传播方向是否发生了偏折？向哪个方向偏折？ 改变光束从空气射入水中的角度，多做几次，观察光束在空气中和水中的径迹。 由实验可以发现，光从空气斜射人水中时，传播方向发生了偏折，这种现象叫作光的折射。 如图所示，以经过入射点O并垂直于水面的直线ON作为法线，入射光线与法线的夹角i叫作人射角，折射光线与法线的夹角，叫作折射角。 2. 光的折射规律 当光从空气斜射入水中或玻璃中时，折射光线向法线方向偏折，折射角小于入射角。当入射角增大时，折射角也增大。当光从空气垂直射入水中或玻璃中时，传播方向不变。在折射现象中，光路可逆。 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】如图所示，一束激光由空气斜射入玻璃砖，折射后从另一侧面射出，其出射光的出射点可能是图中的（   ） A．M点 B．N点 C．P点 D．Q点 【答案】C 【详解】根据光的折射规律，当光从空气斜射入玻璃中时，折射光线会向法线方向偏折，即折射角小于入射角，图中OQ垂直于玻璃砖表面，是入射点O的法线，若无玻璃砖，光会沿直线传播，根据图示，入射光线AO的延长线会到达N点，由于光从空气进入玻璃，折射光线会向法线OQ方向偏折，故折射光线位于原来光线传播方向ON和法线OQ之间，故折射后光线的出射点是P点。故C符合题意；ABD不符合题意。 故选C。 【即练1】成语“井底之蛙”常用来形容目光短浅。下列能正确表示井中有水后青蛙视野范围的光路图是（　　） A． B． C． D． 【答案】C 【详解】青蛙看井外物体时，光从井外射向青蛙的眼睛，光从空气斜射入水中时，折射角小于入射角，折射光线向法线方向偏折，故C符合题意，ABD不符合题意。 故选C。 【例2】一束光在空气与玻璃的界面处发生了反射和折射现象，其光路如图所示。反射角大小为_______；界面上方为_______（选填“空气”或“玻璃”）。 【答案】 40° 空气 【详解】[1]过入射点作出法线，由图中光线的传播方向与光线所在界面的位置可知，界面上方左侧为入射光线，右侧为反射光线，界面下方为折射光线，入射角的大小为，由光的反射定律可知，反射角等于入射角，故反射角大小为40°。 [2]由图可知，折射角的大小为，折射角小于入射角，由光的折射规律可知，光从空气斜射入玻璃中时，折射角小于入射角，故界面上方为空气。 【方法点拨】发生光的折射同时会发生光的反射。求解此类题型的一般方法： （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。 【即练2】一束光在空气和玻璃的界面处同时发生了反射和折射。一位同学在画光路图时仅画了三条直线，没有标出光的传播方向，如图所示。请帮助这位同学判断，其中入射光线是______，反射角的大小为______度，空气在界面的______边（选填“上”、“下”、“左”、“右”）。 【答案】 EO 30 右 【详解】[1][2]根据光的反射定律，反射角等于入射角，我们先找相等的角。 由图中角度可知 与 相等，说明、关于对称，因此是法线，竖直的是空气和玻璃的界面；入射光线和折射光线分居法线两侧，因此是入射光线，是反射光线，是折射光线；反射角为 [3]折射角是折射光线与法线的夹角，此处折射角为，折射角大于入射角，根据光的折射规律：光从玻璃斜射入空气时折射角大于入射角，因此折射光线所在的界面右侧是空气。 【即练3】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（　　） A．是界面 B．的右边是空气 C．折射角等于50° D．入射角等于60° 【答案】D 【详解】A．在光的反射中，反射角等于入射角，由图可知，左侧的两条光线与的夹角相等，所以是界面，是法线，故A错误； BCD．由光的折射规律可知，折射光线与入射光线分居法线两侧，当光从空气中斜射入玻璃中时，折射角小于入射角。由图可知，右侧光线是折射光线，与的夹角为折射角，折射角等于，左下侧光线为入射光线，与的夹角为入射角，入射角等于60°，因为折射角小于入射角，所以光线是由空气斜射入玻璃中，即的右边是玻璃，故BC错误，D正确。 故选D。 知识点02 生活中的折射现象 1.池底变浅 池底为什么看起来比实际浅呢？ 分析：因为池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），即池水看起来比实际浅。 2. 叉鱼 怎样才能插到鱼？ 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。 3. 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。 4. 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。 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3】储光羲在《钓鱼湾》中写道：“潭清疑水浅，荷动知鱼散。”诗人看到潭底变浅，是光的_________现象，看到的是潭底的虚像，关于人眼看见水中的鱼，如图所示的光路图中正确的是图_________。 【答案】 折射 C 【详解】[1]“潭清疑水浅”，是指水底反射出的光从水中斜射入空气时，在水面处发生了折射，折射光线向远离法线的方向偏折，人逆着折射光线看过去，会看到变浅的潭底的虚像。 [2]鱼反射的光由水中斜射入空气时，在水面处发生折射，折射角大于入射角，折射光线远离法线，向水面偏折，人逆着折射光线看去，“鱼”的位置升高了，故AB不符合题意，C符合题意。 故选C。 【即练4】“伐竹取道，下见小潭，水尤清冽…潭中鱼可百许头，皆若空游无所依，日光下澈，影布石上”是唐代柳宗元《小石潭记》中描写的场景。游者看到潭水中的“鱼”是光由_______（选填“空气进入水”或“水进入空气”）发生折射所成的_______像（选填“虚”或“实”）。 【答案】 水进入空气 虚 【详解】[1]人看到潭中的“鱼”，是鱼反射的光线从水中斜射入空气中发生折射后进入人眼。 [2]人眼逆着折射光线的方向看去，看到的是鱼的虚像，该像并非实际光线会聚而成。 【即练5】小华在家做实验，将硬币放在碗底，后退至看不到硬币的位置停下。“看不到”硬币因为光在均匀介质中沿___________传播。请妈妈向碗中缓缓注水，当水面上升到一定高度时，刚好看到硬币A端，如图所示。继续加水又看到了B端，在图中画出此时水面位置 ___________。这时看到的硬币是由于光的___________形成的虚像，像的位置比实际硬币的位置___________。 【答案】 直线 折射 高 【详解】光在同种均匀介质中沿直线传播，硬币反射的光线被不透明的碗边缘挡住，因此后退到一定位置就看不到了。 要让B端反射的光线进入人眼，加水后新水面需高于原水面，过B点作原过点A入射光线的平行线，其与折射光线反向延长线的交于C点，该点所在的水平虚线即为新水面位置。 水中的硬币反射的光从水中斜射入空气时发生折射，折射光线偏离法线进入人眼，人眼习惯顺着进入眼睛的光线反向延长线看去，因此看到的是虚像，这个虚像位置比实际位置高。 1．以下四幅景象是由于光的折射形成的是 （　　） A． 阳光下树下形成树荫 B． 石桥在水中形成倒影 C． 池中的鱼看起来位置很浅 D． 阳光透过树叶的缝隙在地上形成圆形光斑 【答案】C 【详解】A．阳光下树下形成树荫，是光在同种均匀介质中沿直线传播，光被树木阻挡后在地面形成暗区，属于光的直线传播现象，不是光的折射，故A不符合题意； B．石桥在水中形成倒影属于平面镜成像，原理是光的反射，不属于光的折射，故B不符合题意； C．池中的鱼反射的光线从水中斜射入空气中时会发生折射，人眼逆着折射光线看去，会看到位置比实际位置更浅的鱼的虚像，该现象是光的折射形成的，故C符合题意； D．阳光透过树叶缝隙在地上形成圆形光斑，属于小孔成像现象，原理是光的直线传播，不属于光的折射，故D不符合题意。 故选C。 2．如图为游客在上海某海洋馆拍到的一头北极熊在水中身体错位的照片，关于该现象，下列说法正确的是（     ） A．由光的反射形成 B．由光的折射形成 C．由光的直线传播形成 D．游客看到的北极熊在水中的身体是实像 【答案】B 【详解】北极熊在水中身体错位的成因是北极熊在水中的身体反射的光，从水中斜射入空气时发生折射，折射光线偏离法线，人眼逆着折射光线看去，看到的虚像位置与实际位置不同，从而出现身体错位的现象，这是光的折射现象，折射形成的像是虚像，故B正确，ACD错误。 故选B。 3．一束单色光从空气斜射入水中的情境如图所示。下列说法正确的是 （　　） 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，∠BON是反射角 D．光若沿BO入射，将沿OA和OC射出 【答案】B 【详解】ABC．过点O作法线PQ，如图所示： 由于反射时反射光线和入射光线位于法线两侧；折射时折射光线和入射光线也位于法线两侧，所以图中AO是入射光线、OB是反射光线、OC是折射光线。∠AOP是入射角，∠BOP是反射角，故B正确，AC错误； D．反射时光路是可逆的，所以光若沿BO入射，反射光线沿OA射出，折射时折射光线和入射光线也位于法线两侧，由于OC与BO在法线同侧，所以光若沿BO入射，折射光线不会沿OC射出，故D错误。 故选B。 4．图中能正确解释“潭清疑水浅”这一现象产生原因的光路图是（　　） A． B． C． D． 【答案】A 【详解】“潭清疑水浅”是水池底反射的光线由水进入空气时发生折射，折射光线偏离法线形成的，由光的折射规律可知，折射光线、入射光线、法线在同一平面内，折射光线和入射光线分居法线的两侧，且当光从水中射入空气中时，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A符合题意，BCD不符合题意。 故选A。 5．水中有一个漂亮的小石子，想用激光笔照亮它，以下操作正确的是（　　） A．激光笔需往看到的石子上方照射 B．激光笔需往看到的石子下方照射 C．激光笔需正对着看到的石子照射 D．激光笔需往看到的石子左方照射 【答案】C 【详解】人看到水中的石子，是石子反射的光从水斜射入空气时发生折射，折射角大于入射角，人眼逆着折射光线看去，看到的是石子变浅的虚像。根据光路可逆原理，激光笔正对着人看到的石子（即虚像位置）照射时，激光经水面折射后，刚好能落到实际的石子上。 故选C。 6．如图所示，在烧杯正中心上方固定一手电筒光源，光线向下投射到空烧杯底部形成一个圆形光斑（图中虚线所示），现在往烧杯中注水，随着烧杯内液面高度的增加，下列关于圆形光斑的面积变化情况描述正确的是（　　） A．不变 B．变小 C．变大 D．先变小后变大 【答案】B 【详解】当光线从空气斜射入水中时，会发生折射现象，折射角小于入射角，光线会向法线方向偏折。空烧杯时，光线沿直线传播，注水后，光线在水面发生折射，向法线（竖直方向）偏折，因此射到杯底的位置会比原来更靠近中心。光路图如图所示： 因此，随着烧杯内液面高度的增加，折射点也逐渐上移，入射角不变，折射角也不变，所以折射光线平行，光斑面积持续变小。故选B。 7．如图所示，一束光在空气和玻璃的界面上同时发生反射和折射。下列说法正确的是（     ） A．OG为反射光线 B．∠AOG为折射角，大小为45° C．CD为空气和玻璃的界面 D．这束光由玻璃斜射入空气中 【答案】D 【详解】根据光的反射定律，反射角等于入射角，和折射规律分析； C．确定界面和法线， 由图可知， 且，即，说明这两个角是入射角和反射角，因此是法线，与法线垂直的才是空气和玻璃的界面，故C错误； A．折射光线和入射光线分别在法线两侧，因此是入射光线，是反射光线，是折射光线，故A错误； B．折射角是折射光线与法线的夹角，因此折射角是，不是，是折射光线与界面的夹角，故B错误； D．入射角为，折射角为，折射角大于入射角，根据折射规律：光从玻璃斜射入空气中时，折射角大于入射角，因此这束光由玻璃斜射入空气中，故D正确。 故选D。 8．有一圆柱形敞口容器内装有水，从其右侧某一高度斜射入一束激光，在容器底部产生一个光斑O，如图所示。下列操作中能使光斑O向左移动的是（    ） 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，使激光笔向右平移 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，使水面下降 【答案】D 【详解】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，由图可知，光斑会向右移动，故A不符合题意； B．保持水面高度不变，使激光笔向右平移，则入射光线和折射光线都向右平移，所以光斑右移，故B不符合题意； CD．保持激光射入的角度不变，使水面上升，如图所示： 入射点向右移动，则光斑向右移动；同理使水面下降，入射点向左移动，则光斑向左移动，故C不符合题意，D符合题意。 故选D。 二、填空题（共8小题） 9．筷子斜插入盛有水的碗中，筷子在水中的部分看上去向________弯折（选填“上”或“下”），是由于光的折射形成的________（选填“虚像”或“实像”）。 【答案】 上 虚像 【详解】[1][2]筷子斜插入水中时，光线从水中斜射入空气发生折射，折射角大于入射角，人眼逆着光线看去，看到的是折射形成的虚像，会认为筷子在水中的位置比实际位置高，因此看起来向上弯折。 10．在岸上看到水中有一条鱼在游泳，看到鱼是光的折射现象所产生的 _____像（选填“虚”或“实”）。如图所示是眼睛看到鱼的示意图，此时折射角 _______入射角（选填“大于”、“等于”或“小于”）。 【答案】 虚 大于 【详解】岸上看到水中的鱼，是鱼反射的光从水中斜射入空气发生折射后，人眼逆着折射光线看去，由折射光线的反向延长线会聚形成的像，因此是虚像；光从水中斜射入空气时，根据光的折射规律，折射角大于入射角。 11．我国宋代诗人梅尧臣用“晨登日观峰，海水黄金熔。浴出车轮光，随天行不息”来形容在泰山上观日出的壮观景象。由于太阳光经过地球周围大气层发生了_____现象，当看见太阳刚从云海升起时，太阳实际的位置位于云海_____（选填“上方”或“下方”）。假设地球表面不存在大气层，那么人们观看到日出的时刻与实际存在大气层的情况相比将_____（选填“提前”或“延后”）。 【答案】 折射 下方 延后 【详解】[1]太阳光穿过地球大气层时，因大气密度不均匀，光线路径发生偏折，属于光的折射现象。 [2]大气折射使光线向地面弯曲，人眼逆着折射光线方向观察时，看到的太阳位置比实际位置高。因此，当看到太阳从云海升起时，其实际位置仍在云海下方。 [3]若无大气层，太阳光将直线传播，人需要等待地球自转至太阳实际升出地平线时才能看到日出。而大气折射使日出提前被观测到，故不存在大气层时，日出时刻将延后。 12．如图所示，一束光在空气和玻璃两种介质的界面上同时发生反射和折射（图中入射光线、反射光线和折射光线的方向均未标出），其中入射光线是______（用字母表示），折射角等于______，其中分界面的_____（选填“左”或“右”或“上”或“下”）侧是空气。 【答案】 45° 右 【详解】[1][2][3]，，所以 根据光的反射规律，反射角等于入射角，反射光线和入射光线分别位于法线的两侧，所以CD是法线，AB是界面，光的折射现象中，入射光线和折射光线分别位于法线的两侧，所以EO是入射光线，OF是反射光线，OG是折射光线，是折射角，折射角等于，因为，所以分界面AB的右侧是空气。 13．如图所示，一束光从点射向水面上点，进入水中，照射到容器底部的点，如果要让折射光线射到容器底的点，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，_____（选填“往容器内加水”或“从容器中放水”）。 【答案】 减小 往容器内加水 【详解】[1]如果要让折射光线射到容器底的C点，在保持入射点不变时，应减小入射角，由于光从空气斜射入水中时，折射角随着入射角的减小而减小，折射光线将靠近法线，水底光斑可能移到C点。 [2]在保持入射光线位置不变时，应往容器内加水，使入射点向左上方移动，由于入射角不变，则折射角也不变，折射光线向左平行移动，水底光斑可能移到C点。 14．水平桌面上铺着画有坐标轴的白纸，如图，一束激光紧贴白纸沿AB方向射出，将长方形玻璃砖一侧紧贴y轴放置于白纸上，激光折射后与x轴交于E点，折射光线DE与AB___________（选填“平行”或“不平行”）；已知L=6cm，若玻璃砖紧贴y轴以0.01m/s的速度向x轴方向匀速运动，则___________s后玻璃砖下表面与x轴重合，此过程中， E点的位置___________（选填“向左移动”、“不变”或“向右移动”）。 【答案】 平行 6 不变 【详解】[1]由于长方形玻璃砖上下两个面是平行的，光线射入玻璃砖时的折射角和射出玻璃砖的入射角大小相等，由于在光的折射现象中光路可逆可知，光线射入玻璃砖时的入射角与射出玻璃砖的折射角大小相等，故折射光线与入射光线平行。 [2]，故6s后玻璃砖下表面与x轴重合。 [3]将玻璃砖下移到与x轴重合的过程中，由于入射光线方向不变，则射入玻璃砖时的入射角不变，则从玻璃砖射出时的折射光线到入射光线之间的水平方向距离不变，由于入射光线始终射向B点，则从玻璃砖射出的折射光线始终射向E点。 15．如图所示，一束激光射向没有水的水池底部，光线正好射到池底和池壁的交点上，且与池底的夹角为45°，已知池壁垂直于水平池底。往池中注水，当水深25cm并待水面平静时，池壁上出现一个光点S1，同时池底也出现一个光点S2（图中均没有画出）此时光点S1距离池底______cm，光点S2移动的距离______（选填“大于”、“小于”或“等于”）25cm。 【答案】 50 小于 【详解】[1]如图所示，池壁上光点是反射光线在池壁上的光点，池底的光点是折射光线在池底的光点，依据几何知识和光的反射定律可知，由于入射光线在未注水时与池底的夹角为45°，因此入射光线与水面的夹角也为45°，可以计算出入射角为45°，又由于反射角等于入射角，反射角也为45°， 由于平行，所以 三角形为等腰直角三角形，水面与池壁垂直，所以 可以得出到池底的距离为。 [2]依据光的折射规律可知，折射光线与入射光线分居法线两侧，由几何知识三角形为等腰直角三角形，因此 落在边上，所以的移动距离小于 16．如图所示，小华同学用激光笔照射水面，在水槽壁上出现两个红点A和B。若保持入射光线不变，欲使B点上移至B1，应使水面________（选填“上升”、“下降”或“不变”），在水面变化过程中，折射角大小________（选填“变大”、“变小”或“不变”）。 【答案】 下降 不变 【详解】若保持入射光线不变，在水面变化过程中，入射角不变，则折射角也不发生改变，使B点上移至B1，应使水面下降，如下图所示，所以在水面变化过程中，入射角大小不变，折射角不变。 三、作图题（共2小题） 17．A为水底的物体，A' 是岸边儿童看到的A的像。请作出儿童看到A点的光路图（保留作图痕迹）。 【答案】 【详解】岸边人看到水底物体，是水底物体反射的光，从水斜射入空气时发生折射，折射角大于入射角，折射光线进入人眼后，人眼逆着折射光线反向延长，看到比实际位置偏高的虚像，因此光实际的传播路径是人眼。 18．如图，一束激光从空气中斜射入玻璃砖，请画出该激光射出玻璃砖的大致光路图。 【答案】 【详解】一次折射：先过入射点垂直玻璃砖左侧表面作出法线，再在玻璃砖内部法线的另一侧作出折射光线，注意折射角小于入射角；第二次折射：先过右侧入射点垂直玻璃砖右表面作出法线，再在玻璃砖的右侧空气中作出折射光线，注意折射角大于入射角，折射光线与玻璃砖左侧的入射光线平行，如图所示： 2 / 14 学科网（北京）股份有限公司 $ 第19讲 光的折射 内容导航 01 预习航标→ 析目标·明方向：预习导航精准定向 02 教材全解 → 析教材·学新知：情境概念深度构 情境启思：从生活或问题出发，激发兴趣 概念构建：梳理核心概念，形成知识框架 考点精讲：聚焦常考要点，讲清逻辑 例题精析：典型题目带路，学会解题思路 即练固基：趁热打铁练一练，巩固刚学内容 03过关检测 → 练考点·强落实：过关检测分层提 关键词 学习目标导航 光的折射 折射角 折射规律 折射现象 1.了解光的折射现象。 2.掌握光的折射规律。 3.理解在折射现象中光路可逆。 4.能解释生活中的折射现象。 学习重点：光的折射规律的实验探究、光路可逆在折射中的体现，用折射规律解释生活中常见的折射现象。 学习难点：光的折射规律的理解，用折射规律和光路图分析“池水变浅”的成因、区分反射与折射的光路图。 情｜境｜启｜思 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。这是为什么呢？ 概｜念｜构｜建 1.光从空气斜射人水中时，传播方向发生了 ，这种现象叫作光的折射。 2.当光从空气斜射入水中或玻璃中时，折射光线向 方向偏折，折射角 入射角。当入射角增大时，折射角也 。当光从空气垂直射入水中或玻璃中时，传播方向 。 3.在折射现象中，光路 。 深｜研｜精｜炼 知识点01 光的折射 1. 光的折射 研究光的折射现象 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。光束进入水中以后传播方向是否发生了偏折？向哪个方向偏折？ 改变光束从空气射入水中的角度，多做几次，观察光束在空气中和水中的径迹。 由实验可以发现，光从空气斜射人水中时，传播方向发生了偏折，这种现象叫作光的折射。 如图所示，以经过入射点O并垂直于水面的直线ON作为法线，入射光线与 的夹角i叫作人射角，折射光线与 的夹角，叫作折射角。 2. 光的折射规律 当光从空气斜射入水中或玻璃中时，折射光线向 方向偏折，折射角 入射角。当入射角增大时，折射角也 。当光从空气 射入水中或玻璃中时，传播方向 。在折射现象中，光路 。 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】如图所示，一束激光由空气斜射入玻璃砖，折射后从另一侧面射出，其出射光的出射点可能是图中的（   ） A．M点 B．N点 C．P点 D．Q点 【即练1】成语“井底之蛙”常用来形容目光短浅。下列能正确表示井中有水后青蛙视野范围的光路图是（　　） A． B． C． D． 【例2】一束光在空气与玻璃的界面处发生了反射和折射现象，其光路如图所示。反射角大小为_______；界面上方为_______（选填“空气”或“玻璃”）。 【方法点拨】发生光的折射同时会发生光的反射。求解此类题型的一般方法： （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。 【即练2】一束光在空气和玻璃的界面处同时发生了反射和折射。一位同学在画光路图时仅画了三条直线，没有标出光的传播方向，如图所示。请帮助这位同学判断，其中入射光线是______，反射角的大小为______度，空气在界面的______边（选填“上”、“下”、“左”、“右”）。 【即练3】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（　　） A．是界面 B．的右边是空气 C．折射角等于50° D．入射角等于60° 知识点02 生活中的折射现象 1.池底变浅 池底为什么看起来比实际浅呢？ 分析：因为池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），即池水看起来比实际浅。 2. 叉鱼 怎样才能插到鱼？ 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。 3. 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。 4. 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。 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3】储光羲在《钓鱼湾》中写道：“潭清疑水浅，荷动知鱼散。”诗人看到潭底变浅，是光的_________现象，看到的是潭底的虚像，关于人眼看见水中的鱼，如图所示的光路图中正确的是图_________。 【即练4】“伐竹取道，下见小潭，水尤清冽…潭中鱼可百许头，皆若空游无所依，日光下澈，影布石上”是唐代柳宗元《小石潭记》中描写的场景。游者看到潭水中的“鱼”是光由_______（选填“空气进入水”或“水进入空气”）发生折射所成的_______像（选填“虚”或“实”）。 【即练5】小华在家做实验，将硬币放在碗底，后退至看不到硬币的位置停下。“看不到”硬币因为光在均匀介质中沿___________传播。请妈妈向碗中缓缓注水，当水面上升到一定高度时，刚好看到硬币A端，如图所示。继续加水又看到了B端，在图中画出此时水面位置 ___________。这时看到的硬币是由于光的___________形成的虚像，像的位置比实际硬币的位置___________。 1．以下四幅景象是由于光的折射形成的是 （　　） A． 阳光下树下形成树荫 B． 石桥在水中形成倒影 C． 池中的鱼看起来位置很浅 D． 阳光透过树叶的缝隙在地上形成圆形光斑 2．如图为游客在上海某海洋馆拍到的一头北极熊在水中身体错位的照片，关于该现象，下列说法正确的是（     ） A．由光的反射形成 B．由光的折射形成 C．由光的直线传播形成 D．游客看到的北极熊在水中的身体是实像 3．一束单色光从空气斜射入水中的情境如图所示。下列说法正确的是 （　　） 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，∠BON是反射角 D．光若沿BO入射，将沿OA和OC射出 4．图中能正确解释“潭清疑水浅”这一现象产生原因的光路图是（　　） A． B． C． D． 5．水中有一个漂亮的小石子，想用激光笔照亮它，以下操作正确的是（　　） A．激光笔需往看到的石子上方照射 B．激光笔需往看到的石子下方照射 C．激光笔需正对着看到的石子照射 D．激光笔需往看到的石子左方照射 6．如图所示，在烧杯正中心上方固定一手电筒光源，光线向下投射到空烧杯底部形成一个圆形光斑（图中虚线所示），现在往烧杯中注水，随着烧杯内液面高度的增加，下列关于圆形光斑的面积变化情况描述正确的是（　　） A．不变 B．变小 C．变大 D．先变小后变大 7．如图所示，一束光在空气和玻璃的界面上同时发生反射和折射。下列说法正确的是（     ） A．OG为反射光线 B．∠AOG为折射角，大小为45° C．CD为空气和玻璃的界面 D．这束光由玻璃斜射入空气中 8．有一圆柱形敞口容器内装有水，从其右侧某一高度斜射入一束激光，在容器底部产生一个光斑O，如图所示。下列操作中能使光斑O向左移动的是（    ） 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，使激光笔向右平移 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，使水面下降 二、填空题（共8小题） 9．筷子斜插入盛有水的碗中，筷子在水中的部分看上去向________弯折（选填“上”或“下”），是由于光的折射形成的________（选填“虚像”或“实像”）。 10．在岸上看到水中有一条鱼在游泳，看到鱼是光的折射现象所产生的 _____像（选填“虚”或“实”）。如图所示是眼睛看到鱼的示意图，此时折射角 _______入射角（选填“大于”、“等于”或“小于”）。 11．我国宋代诗人梅尧臣用“晨登日观峰，海水黄金熔。浴出车轮光，随天行不息”来形容在泰山上观日出的壮观景象。由于太阳光经过地球周围大气层发生了_____现象，当看见太阳刚从云海升起时，太阳实际的位置位于云海_____（选填“上方”或“下方”）。假设地球表面不存在大气层，那么人们观看到日出的时刻与实际存在大气层的情况相比将_____（选填“提前”或“延后”）。 12．如图所示，一束光在空气和玻璃两种介质的界面上同时发生反射和折射（图中入射光线、反射光线和折射光线的方向均未标出），其中入射光线是______（用字母表示），折射角等于______，其中分界面的_____（选填“左”或“右”或“上”或“下”）侧是空气。 13．如图所示，一束光从点射向水面上点，进入水中，照射到容器底部的点，如果要让折射光线射到容器底的点，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，_____（选填“往容器内加水”或“从容器中放水”）。 14．水平桌面上铺着画有坐标轴的白纸，如图，一束激光紧贴白纸沿AB方向射出，将长方形玻璃砖一侧紧贴y轴放置于白纸上，激光折射后与x轴交于E点，折射光线DE与AB___________（选填“平行”或“不平行”）；已知L=6cm，若玻璃砖紧贴y轴以0.01m/s的速度向x轴方向匀速运动，则___________s后玻璃砖下表面与x轴重合，此过程中， E点的位置___________（选填“向左移动”、“不变”或“向右移动”）。 15．如图所示，一束激光射向没有水的水池底部，光线正好射到池底和池壁的交点上，且与池底的夹角为45°，已知池壁垂直于水平池底。往池中注水，当水深25cm并待水面平静时，池壁上出现一个光点S1，同时池底也出现一个光点S2（图中均没有画出）此时光点S1距离池底______cm，光点S2移动的距离______（选填“大于”、“小于”或“等于”）25cm。 16．如图所示，小华同学用激光笔照射水面，在水槽壁上出现两个红点A和B。若保持入射光线不变，欲使B点上移至B1，应使水面________（选填“上升”、“下降”或“不变”），在水面变化过程中，折射角大小________（选填“变大”、“变小”或“不变”）。 三、作图题（共2小题） 17．A为水底的物体，A' 是岸边儿童看到的A的像。请作出儿童看到A点的光路图（保留作图痕迹）。 18．如图，一束激光从空气中斜射入玻璃砖，请画出该激光射出玻璃砖的大致光路图。 2 / 14 学科网（北京）股份有限公司 $