4.4 光的折射 讲义 2026-2027学年人教版八年级上册物理

本初中物理讲义聚焦“光的折射”核心知识点，从折射现象入手，通过“一点三线二角”建立概念，延伸至角度计算、探究实验（含器材、步骤、结论），再到光路可逆性、规律应用（如光斑移动、水面变化影响）及光路图绘制，搭建从现象到应用的完整学习支架。 该资料以13类题型为框架，融合生活实例（如海市蜃楼、水杯秘密）与实验探究（可折叠光屏实验），通过典例与变式题强化物理观念和科学思维。课中辅助教师系统授课，课后通过过关验收与分层练习，助力学生查漏补缺，提升科学探究能力与知识应用水平。

第4章 4.4 光的折射 内 容 导 航 题型1 光的折射现象 题型2 光折射的一点、三线、二角 题型3 光折射的角度计算 题型4 探究光折射时的特点 题型5 光折射的光路可逆性 题型6 光折射规律的应用 题型7 判断折射光路图 题型8 光折射的光斑移动 题型9 水面变化对折射光路的影响 题型10 光折射的光路图 题型11 根据物和像作折射光路图 题型12 在玻璃砖中作折射光路图 题型13 光学实验设计与探究 考 点 演 练 题型1 光的折射现象 解｜题｜知｜识 ‌光的折射现象‌是指光从一种介质斜射入另一种介质时，传播方向发生改变的现象。这种现象发生在两种介质的交界处，其中折射光线进入到另一种介质中，而反射光线则返回原介质中。光的折射与光的反射不同，反射光的光速与入射光线相同，而折射光线的光速与入射光线不同。在两种介质的交界处，不仅会发生折射，同时也发生反射。这是因为光在不同物质中的传播速度不同，导致在两种介质的交界处传播方向发生变化。 光的折射现象在日常生活中有很多应用和体现，例如： ‌水杯里的秘密‌：当你从杯口向杯中加水时，你会注意到光线似乎在弯曲，这是因为光线从空气进入水时发生了折射。‌ 消失的硬币‌：在某些角度下，你会看到水中的硬币似乎消失了，这也是因为光线从空气进入水时发生了折射。‌ 海市蜃楼‌：这是一种特殊的光学现象，远处物体的光线经过大气折射，使得人们在视觉上看到物体的像，而实际上物体并不在那里。 【典例1】小明在梳理光现象知识时绘制了如下思维导图，其中“☆”处可补充的是（　　） A．立竿见影 B．池水“变浅” C．杯弓蛇影 D．小孔成像 【变式1】中国的诗词歌赋蕴含丰富的光学知识，下列说法正确的是（　　） A．“人有悲欢离合，月有阴晴圆缺”，阴晴圆缺的月亮是自然光源 B．“疏影横斜水清浅，暗香浮动月黄昏”，水清浅是由光的折射形成的 C．“宝钗好耀首，明镜可鉴形”，明镜鉴形是光的直线传播现象 D．“举杯邀明月，对影成三人”中人的影子是由光的反射形成的 【变式2】《江南》中有“鱼戏莲叶东，鱼戏莲叶西，鱼戏莲叶南，鱼戏莲叶北”的诗句，如图所示，是鱼在莲叶中的景象，下列说法正确的是（　　） A．鱼是实像，水中荷花是实像 B．鱼是实像，水中荷花是虚像 C．鱼是虚像，水中荷花是虚像 D．鱼是虚像，水中荷花是实像 【变式3】下列现象中都遵循光的折射规律的是（　　） ①在平静的湖面可以看到蓝天 ②游泳池注水后，看上去好像变浅了 ③光遇到不透明物体后，可以形成影子 ④太阳光经过三棱镜后形成彩色光带 ⑤早晨太阳还在地平线以下时人就可以看到它 ⑥阳光透过树叶间的缝隙射到地面上，形成圆形光斑。 A．①②③ B．④⑤⑥ C．②④⑤ D．③⑤⑥ 题型2 光折射的一点、三线、二角 解｜题｜知｜识 一点：入射点 三线：①法线：经过入射点并垂直于介质分界面的直线；②入射光线；③折射光线 两角：①入射角：入射光线与法线的夹角 ②折射角：折射光线与法线的夹角 【典例1】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CO入射，将沿OA和OB射出 题型3 光折射的角度计算 解｜题｜知｜识 一点：入射点 三线：①法线：经过入射点并垂直于介质分界面的直线；②入射光线；③折射光线 两角：①入射角：入射光线与法线的夹角 ②折射角：折射光线与法线的夹角 【典例1】如图所示，光在玻璃和空气的界面CD处同时发生了反射和折射，以下说法正确的是（　　） 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 C．入射角为60°，界面左侧是空气 D．折射角为45°，界面左侧是玻璃 题型4 探究光折射时的特点 解｜题｜知｜识 实验器材：光源（激光笔）、水槽、一个可折叠的光屏、一块玻璃砖。 实验步骤： 1.如图所示，让光从空气进入水中，观察折射光线、入射光线、法线之间的位置关系； 2.比较折射角与入射角的大小； 3.改变入射角的大小，观察折射角的变化情况； 4.换用玻璃砖，将上面的实验过程重复一次； 5.让光从水中斜射到空气中，观察入射角和折射角的变化。 实验结论： 光的折射规律：光在折射时，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别位于法线的两侧；折射角随入射角的改变而改变，入射角增大时，折射角也增大；入射角减小时，折射角也减小。 【典例1】（多选）下列关于光学实验的说法中，合理的是（　　） A．探究光的反射定律时，硬纸板可以显示光的传播路径 B．探究平面镜成像特点时，使用两支相同的蜡烛是为了比较像与物的大小关系 C．探究光的折射特点时，光从空气射入水中，传播方向一定会发生改变 D．小孔成像时，光屏上只能得到倒立、放大的实像 【变式1】如图甲所示，是探究光的反射定律和光的折射规律的实验装置。纸板A和B可沿折痕a和b向前或向后翻折。 （1）如图甲，调整半圆形玻璃砖的圆心O'与O重合，并使玻璃砖的上边沿CD与NN'　 　 ； （2）如图甲，使一束光紧贴纸板射向O点，观察入射光对应的反射光和折射光。改变光束入射角度，多做几次，描绘每次光的径迹，量出入射角、反射角和折射角，记录数据如下表。分析表中实验数据可得出结论：在光的反射现象中，　 　 ；光从空气斜射入玻璃中时，折射角 　 　 （选填“大于”“小于”或“等于”）入射角； 实验次数 1 2 3 4 入射角/度 60 45 30 43 反射角/度 60 45 30 43 折射角/度 43 32 21 60 （3）如图乙，将纸板A和B向后翻折，出现的现象说明光在介质分界面同时发生反射和折射时，反射光线、折射光线、入射光线和法线 　 　 ； （4）如图丙，第4次实验与表中的第 　 　 次实验对比可得：在折射现象中，光路可逆；若继续增大入射角，将会观察到哪些现象 　 　 （选填序号）。 ①反射光消失 ②反射光增强 ③折射光消失 ④折射光增强 【变式2】某同学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，入射光线、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，通过实验还得到如表数据： 入射角α 0° 15° 30° 45° 60° 反射角β 0° 15° 30° 45° 60° 折射角r 0° 11° 22.1° 35.4° 40.9° （1）分析表中数据，可得出结论：光从空气斜射到水面时，折射角随入射角的增大而 　 　 __________（填“增大”、“不变”或“减小”），且折射角 　 　 （填“大于”、“等于”或“小于”）入射角。当光从空气垂直射到水面时，折射角大小等于 　 　 度。 （2）若用激光沿CO方向从水中射入空气，激光在空气中传播的光路是 　 　 （填“OA”或“OB”）；激光经过水面反射时的反射角大小等于 　 　 （填“α”、“β”或“r”）。 （3）光从空气斜射到水面时，将同时发生折射和 　 　 现象 题型5 光折射的光路可逆性 解｜题｜知｜识 “光路”即光的传播路径，“光路可逆”是指光逆向传播时路径不变．可见“光路可逆”是对光线而言的．当光在界面发生折射时，如果光线逆着原来的折射光线的方向入射时，折射光线就要逆着原来的入射光线的方向折射出去．这就是说“光折射时光路是可逆的”． 【典例1】渔民用激光枪射鱼，应该使激光对准（　　） A．看到的鱼 B．看到的鱼的上方 C．看到的鱼的下方 D．看到的鱼的左上方 【变式1】一支蜡烛位于透镜前，调节好透镜和光屏位置后，在光屏上呈现缩小、倒立的像；若保持凸透镜位置不动，将蜡烛和光屏的位置对调一下，则在光屏上（　　） A．无法成像 B．呈现放大、正立的像 C．呈现放大、倒立的像 D．呈现缩小、倒立的像 【变式2】站在岸上的人看到平静的水面下有一静止的物体，如图，如他想用一束强光照亮物体，则应瞄准（　　） A．看到的物体 B．看到的物体的下方 C．看到的物体的上方 D．看到的物体的前方 【变式3】《康熙几暇格物篇》中记载：“置钱碗底，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　　 _________（填写字母）处，这是由于　 　 形成的像，像是　 　 （填“实像”或“虚像”）。用激光笔从A点向　 　 （填写字母）处照射，可照亮铜钱。 题型6 光折射规律的应用 解｜题｜知｜识 折射定律是几何光学的基本定律之一。是在光的折射过程中，确定折射光线与入射光线之间关系的定律。光从一种介质斜射入另一种介质中时，传播方向一般发生变化，这种现象叫做光的折射。 光的折射规律： （1）光从空气斜射入水或其它透明介质中时： ①折射光线与入射光线、法线在同一个 平面上； ②折射光线和入射光线分居法线两侧； ③折射角小于入射角； ④入射角增大时，折射角也随着增大； ⑤当光线垂直射向介质表面时，传播方向不改变。 （2）光从水或其它透明介质斜射入空气中，折射角大于入射角。 【典例1】如图甲所示，将一束光照射到一个空烧杯的底部。当烧杯中注满水时，杯底被照亮的范围用虚线圈出（如图乙）。若只有半杯水，烧杯底部被光照亮的范围是（　　） A． B． C． D． 【变式1】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），此时圆形光斑的面积大小为S0。现在往烧杯中匀速注水，随着烧杯内液面高度H的增加，圆形光斑面积S变化情况描述正确的大致图像是（　　） A． B． C． D． 【变式2】如图所示，一束方向不变的光线从右方斜射向水面，这时反射角是β，折射角是γ．若把水槽左端稍垫高一点，等水面重新平静后，反射角是β'，折射角是γ′，则（　　） A．β′＜β γ′＜γ B．β′＝β γ′＝γ C．β′＜β γ'＞γ D．β′＞β γ′＞γ 【变式3】一束光线从空气斜射入水中时，如果入射角逐渐增大，则折射角（　　） A．逐渐减小，且总大于入射角 B．逐渐增大，且总小于入射角 C．逐渐减小，且总小于入射角 D．逐渐增大，且总大于入射角 题型7 判断折射光路图 解｜题｜知｜识 光的折射规律： （1）光从空气斜射入水或其它透明介质中时： ①折射光线与入射光线、法线在同一个 平面上； ②折射光线和入射光线分居法线两侧； ③折射角小于入射角； ④入射角增大时，折射角也随着增大； ⑤当光线垂直射向介质表面时，传播方向不改变。 （2）光从水或其它透明介质斜射入空气中，折射角大于入射角。 【典例1】每年暑假学校都会发出不要到河里游水的相关通告，这是因为水看起来很浅，实际上却很深，容易发生溺水事故。如图所示，能正确描述岸上人看到水底某点的光路图是（　　） A． B． C． D． 题型8 光折射的光斑移动 解｜题｜知｜识 当光线从空气斜射入水中时，‌折射光线会向法线偏折，‌导致折射角小于入射角。‌这意味着，‌当向容器中逐渐加水时，‌光线会发生折射现象，‌使得折射光线靠近法线，‌即向下偏折。‌因此，‌光斑会向左移动。‌当水加满后，‌由于折射光路的变化，‌光斑将停止移动。 【典例1】如图所示，长方体水槽中装有适量水，一束激光沿MO方向照向水面，B为容器侧壁上形成的光斑。在下列操作中，能使光斑向下移动的是（　　） A．保持水面高度不变使激光笔向左平移 B．保持激光射入角度不变使水面下降 C．保持激光射入角度不变，往容器中加水 D．保持水面高度和入射点不变使激光入射角增大 【变式1】如图所示，为探究光折射时的特点，小华将一束激光射至空水槽底部的P点，形成一个光斑，然后向水槽内慢慢注水，水槽底部光斑的位置将（　　） A．向右移动 B．向左移动 C．在原地不动 D．先向左移再向右移 【变式2】有一盛水的圆柱形敞口容器，水面的升降可由进水管和出水管调节。在其右侧某一高度朝确定方向射出一激光束，在容器底部中央产生一个光斑，如图所示，该光斑（　　） A．是激光束经水面反射后形成的；若向右移动，表明水面上升 B．是激光束经水面反射后形成的；若向左移动，表明水面上升 C．是激光束经水面折射后形成的；若向左移动，表明水面下降 D．是激光束经水面折射后形成的；若向右移动，表明水面下降 【变式3】如图所示，一束激光沿直线射到空水槽底部O点，形成一个光斑，现向水槽中缓慢地注水，水面逐渐升高（未到水槽口），在此过程中（　　） A．光的折射角保持不变，光斑的位置保持不变 B．光的折射角不断减小，光斑从O点不断的向左移动 C．光的折射角不断增大，光斑从O点不断的向右移动 D．光的折射角保持不变，光斑从O点不断的向左移动 题型9 水面变化对折射光路的影响 解｜题｜知｜识 当光线从空气斜射入水中时，‌折射光线会向法线偏折，‌导致折射角小于入射角。‌这意味着，‌当向容器中逐渐加水时，‌光线会发生折射现象，‌使得折射光线靠近法线，‌即向下偏折。‌因此，‌光斑会向左移动。‌当水加满后，‌由于折射光路的变化，‌光斑将停止移动。 【典例1】某校新建成一个喷水池，在池底中央安装了一只射灯。池内无水时，射灯发出的一束光照在池壁上，在S点形成一个亮斑，如图所示。现往池内注水，水面升至a位置时，站在池旁的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点的下方，Q点和S点重合 B．P点在S点的上方，Q点在S点的下方 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 【变式1】如图所示，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传播现象： ①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”）；②若BC间距离为3cm，则水面高度的变化量Δh　 　 3cm（选填“＞”“＝”或“＜”）。 题型10 光折射的光路图 解｜题｜知｜识 当光从空气斜射入水或其他介质中时，‌折射角小于入射角；‌ 而当光从水或其他介质斜射入空气中时，‌折射角大于入射角。 【典例1】我们要牢记防溺水安全教育，不要野泳，如图所示，能正确解释产生这一现象的光路是（　　） A． B． C． D． 【变式1】喷水鱼因特殊的捕食方式而得名，能喷出一股水柱，准确击落空中的昆虫作为食物。下列各图中能正确表示喷水鱼看到昆虫像的光路图的是（　　） A． B． C． D． 【变式2】如图，观光水池中，一束红光沿AO方向从水射入空气，折射光线为OA′。若另一束红光沿BO方向从水射入空气，请大致画出入射光线BO的折射光线，并标出对应的折射角r。 题型11 根据物和像作折射光路图 解｜题｜知｜识 当光从空气斜射入水或其他介质中时，‌折射角小于入射角；‌ 而当光从水或其他介质斜射入空气中时，‌折射角大于入射角。 【典例1】如图，在平静的湖边上方有一盏路灯，潜水员在水下E处看到了路灯的像。图中A、B两点，其中有一个是路灯，另一个是路灯的像。在图中画出水下E处的潜水员看到路灯的光路图。 题型12 在玻璃砖中作折射光路图 解｜题｜知｜识 当光从空气斜射入水或其他介质中时，‌折射角小于入射角；‌ 而当光从水或其他介质斜射入空气中时，‌折射角大于入射角。 【典例1】如图，一束光从玻璃AB面垂直射入，折射后从玻璃砖AC面射出。请画出这束光在AC面发生折射的光路图。 题型13 光学实验设计与探究 解｜题｜知｜识 在光学教学中，有大量的探究实验活动，例如：1．光在介质中是如何传播的？2．用光的直线传播解释简单的光现象：影子事如何形成的？日食和月食的成因是什么？3．如何直观地说明光的反射现象？4．如何演示镜面反射和漫反射？5．凹面镜的性质是什么？6．光的反射规律7．光的折射规律8．凸透镜、凹透镜成像9．平面镜成像 【典例1】在观察小孔成像特点时，小波发现：光屏到小孔的距离越远，所成的像越大。为了探究像的大小与该距离的关系，于是他在光线较暗的环境中进一步探究： Ⅰ.用发光二极管按“F”字样拼装在不透明的纸板上，如图甲所示。 Ⅱ.将“F”字样纸板、带小孔的不透明纸板、半透明塑料板（光屏）依次置于光具座的A、B、C位置，使“F”正立面对小孔，如图乙所示。 请你回答下列问题： （1）给二极管通电，随即在光屏上呈现出“F”的像，小波观察到光屏上呈现的像是图丙中的 　 　 （填写序号），可以用光屏接收到像说明所成的像是 　 　 像。 （2）保持“F”字样纸板、小孔位置不变，只改变光屏到小孔的距离（像距），用刻度尺逐次测量像高，记录数据如表所示： 根据表中的数据，请你用一个数学表达式来表示h与v的关系 　 　 。 （3）于是小波得出结论：小孔成像时，同一物体像的大小与像距成正比。你认为这一结论需要补充的条件是 　 　 。 实验次数 1 2 3 4 像距v/cm 12.0 16.0 20.0 24.0 像高h/cm 3.0 4.0 5.0 6.0 【变式1】学习了光学知识后，爱动脑筋的小桐和小朵想自己探究小孔成像现象。如图甲所示，她们给两个空罐的底部中央分别挖出一个圆孔和一个方孔，可以看到烛焰和灯丝通过小孔所成的像。 （1）通过小孔所成的像是 　 　 （选填“实像”或“虚像”）； （2）比较甲、乙两图，可以得出结论：物体所成的像的形状与 　 　 无关； （3）比较甲、丙两图，可以得出结论：物体所成的像的形状与 　 　 有关； （4）为了探究孔的大小是否影响小孔所成的像，空罐底部的小孔应选择乙图中的 　　 _______（选填“A”、“B”、“C”或“D”），然后用矩形卡片覆盖并移动卡片以改变孔的大小进行实验； （5）人眼从光屏右侧观察，若将光源顺时针旋转，则屏上的像将 　 　 （选填“顺时针”或“逆时针”）旋转； （6）保持小孔距光屏的位置不变，应将蜡烛向 　 　 移动（选填“左”或“右”），可以使得屏上的像变大； （7）勤于思考的小朵在底部扎了两个小孔，则在半透明膜上可以观察到烛焰的像有 　 　 ___________（选填“1”或“2”）个。 过 关 验 收 1．如图，铅笔斜插入装有水的圆柱形玻璃杯中，请用所学的光学知识解释： （1）从侧面看铅笔好像在水面处折断了，这是光的什么现象； （2）为什么水中部分看起来比水面上的部分要粗一些。 2．如图所示，光线从空气射入某种液体中，入射角为45°，折射角为30°，光线射到液体底部水平放置的平面镜上又反射回来，最后光线又回到空气中的折射角是（　　） A．30° B．45° C．55° D．60° 3．太阳光穿过地球大气层时会发生折射，如果没有这层大气，会出现（　　） A．日出会提前，日落会延迟 B．日出和日落都会提前 C．日出会延迟，日落会提前 D．日出和日落都会延迟 4．在一个干枯井底的正中央P点处有一只青蛙，它的视野范围如图所示，一场大雨过后，井中被灌满水，若青蛙仍在P点，则青蛙的视野范围将（　　） A．变大 B．变小 C．不变 D．无法确定 5．如图所示，一束光在空气和玻璃两种介质的分界面处同时发生了光的反射和折射，分析图可知：　 　 （选填“AD右侧”、“AD左侧”、“BF上方”或“BF下方”）是空气，折射角大小为 　 　 °，入射角大小为 　 　 °，若入射角变为20°，则反射光线和折射光线的夹角度数 　 　 （选填“大于”“小于”或“等于”）100°。 6．如图所示，用激光笔照射水面，在水槽壁上出现两个光点A和B。若保持入射点O的位置不变，欲使A点下移至A1，应使入射光线MO绕着点O沿 　 　 （选填“顺”或“逆”）时针方向转动；同时观察到另一光点B点会移动到点 　 （选填“B1”或“B2”）。若想用激光笔照射水槽内的小鱼，这束光应射向看到小鱼的 　 　 （选填“上方”“下方”或“正方向”）。 学科网（北京）股份有限公司 $ 第4章 4.4 光的折射 内 容 导 航 题型1 光的折射现象 题型2 光折射的一点、三线、二角 题型3 光折射的角度计算 题型4 探究光折射时的特点 题型5 光折射的光路可逆性 题型6 光折射规律的应用 题型7 判断折射光路图 题型8 光折射的光斑移动 题型9 水面变化对折射光路的影响 题型10 光折射的光路图 题型11 根据物和像作折射光路图 题型12 在玻璃砖中作折射光路图 题型13 光学实验设计与探究 考 点 演 练 题型1 光的折射现象 解｜题｜知｜识 ‌光的折射现象‌是指光从一种介质斜射入另一种介质时，传播方向发生改变的现象。这种现象发生在两种介质的交界处，其中折射光线进入到另一种介质中，而反射光线则返回原介质中。光的折射与光的反射不同，反射光的光速与入射光线相同，而折射光线的光速与入射光线不同。在两种介质的交界处，不仅会发生折射，同时也发生反射。这是因为光在不同物质中的传播速度不同，导致在两种介质的交界处传播方向发生变化。 光的折射现象在日常生活中有很多应用和体现，例如： ‌水杯里的秘密‌：当你从杯口向杯中加水时，你会注意到光线似乎在弯曲，这是因为光线从空气进入水时发生了折射。‌ 消失的硬币‌：在某些角度下，你会看到水中的硬币似乎消失了，这也是因为光线从空气进入水时发生了折射。‌ 海市蜃楼‌：这是一种特殊的光学现象，远处物体的光线经过大气折射，使得人们在视觉上看到物体的像，而实际上物体并不在那里。 【典例1】小明在梳理光现象知识时绘制了如下思维导图，其中“☆”处可补充的是（　　） A．立竿见影 B．池水“变浅” C．杯弓蛇影 D．小孔成像 【答案】B 【解答】解：A．立竿见影，影子是光的直线传播形成的，故A不符合题意； B．池水变浅是由于池底反射的光线从水中射向空气中时发生折射形成的靠上的虚像，即光的折射现象，故B符合题意； C．杯弓蛇影，是指弓箭在水中形成的倒影，是平面镜成像现象，是由光的反射形成的，故C不符合题意； D．小孔成像是光的直线传播形成的，故D不符合题意。 故选：B。 【变式1】中国的诗词歌赋蕴含丰富的光学知识，下列说法正确的是（　　） A．“人有悲欢离合，月有阴晴圆缺”，阴晴圆缺的月亮是自然光源 B．“疏影横斜水清浅，暗香浮动月黄昏”，水清浅是由光的折射形成的 C．“宝钗好耀首，明镜可鉴形”，明镜鉴形是光的直线传播现象 D．“举杯邀明月，对影成三人”中人的影子是由光的反射形成的 【答案】B 【解答】A．月亮本身不能发光，月亮不是光源，我们看到的月光是太阳光在月球上反射到地球形成的，故A错误； B．“疏影横斜水清浅”中“水清浅”是由于光从水中斜射到空气中，发生折射，折射角比入射角大，所以看到的位置比实际位置浅，故B正确； C．明镜鉴形属于平面镜成像，是由光的反射形成的，故C错误； D．人的影子是月光沿直线传播，被人遮挡，形成的黑影，是光沿直线传播形成的，故D错误。 故选：B。 【变式2】《江南》中有“鱼戏莲叶东，鱼戏莲叶西，鱼戏莲叶南，鱼戏莲叶北”的诗句，如图所示，是鱼在莲叶中的景象，下列说法正确的是（　　） A．鱼是实像，水中荷花是实像 B．鱼是实像，水中荷花是虚像 C．鱼是虚像，水中荷花是虚像 D．鱼是虚像，水中荷花是实像 【答案】C 【解答】解：（1）当光遇到水面时会发生反射，此时水面相当于一平面镜，所以水中荷花是由光的反射现象形成的云的虚像； （2）鱼生活在水里，鱼反射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，就会觉得鱼变高了，所以看到了鱼的虚像。 综上分析，只有C选项正确。 故选：C。 【变式3】下列现象中都遵循光的折射规律的是（　　） ①在平静的湖面可以看到蓝天 ②游泳池注水后，看上去好像变浅了 ③光遇到不透明物体后，可以形成影子 ④太阳光经过三棱镜后形成彩色光带 ⑤早晨太阳还在地平线以下时人就可以看到它 ⑥阳光透过树叶间的缝隙射到地面上，形成圆形光斑。 A．①②③ B．④⑤⑥ C．②④⑤ D．③⑤⑥ 【答案】C 【解答】解： ①在平静的湖面可以看到蓝天白云，蓝天的“倒影”相当于平面镜成像，属于光的反射； ②游泳池注水后，看上去好像变浅了，是由于光的折射； ③光遇到不透明物体后，可形成影子是由于光的直线传播； ④太阳光经过三棱镜后可以产生彩色光带是光的色散现象，实质为光的折射； ⑤早晨太阳还在地平线以下时人就可以看到它，是由于光在密度不均匀的介质中传播时发生折射现象引起的； ⑥阳光透过树叶间的缝隙射到地面上，形成圆形光斑，是由于光的直线传播。 综上分析，属于光的折射现象的有②④⑤。 故选：C。 题型2 光折射的一点、三线、二角 解｜题｜知｜识 一点：入射点 三线：①法线：经过入射点并垂直于介质分界面的直线；②入射光线；③折射光线 两角：①入射角：入射光线与法线的夹角 ②折射角：折射光线与法线的夹角 【典例1】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CO入射，将沿OA和OB射出 【答案】B 【解答】解：ABC、根据反射定律，在没有光传播方向的情况下，反射光线与入射光线应该关于法线对称，过入射点O作垂直于界面的垂线即为法线PQ，如图所示： ； 根据反射光线与入射光线分居法线两侧，反射角等于入射角，折射光线与入射光线分居法线两侧，光由空气斜射入其它透明介质时，折射角小于入射角，可知：AO为入射光线、OB为反射光线，OC为折射光线，则∠AOP是入射角，∠BOP是反射角，∠COQ是折射角，故AC错误，B正确； D、根据光路是可逆的可知，光若沿CO入射，将沿OA射出，故D错误。 故选：B。 题型3 光折射的角度计算 解｜题｜知｜识 一点：入射点 三线：①法线：经过入射点并垂直于介质分界面的直线；②入射光线；③折射光线 两角：①入射角：入射光线与法线的夹角 ②折射角：折射光线与法线的夹角 【典例1】如图所示，光在玻璃和空气的界面CD处同时发生了反射和折射，以下说法正确的是（　　） 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 C．入射角为60°，界面左侧是空气 D．折射角为45°，界面左侧是玻璃 【答案】D 【解答】解：（1）已知CD是界面，则由图可知，∠AOC＝60°，则∠BOD＝60°，所以入射角为90°﹣60°＝30°， 而∠COE＝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。 （2）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， 综上所述，故只有选项D正确。 故选：D。 题型4 探究光折射时的特点 解｜题｜知｜识 实验器材：光源（激光笔）、水槽、一个可折叠的光屏、一块玻璃砖。 实验步骤： 1.如图所示，让光从空气进入水中，观察折射光线、入射光线、法线之间的位置关系； 2.比较折射角与入射角的大小； 3.改变入射角的大小，观察折射角的变化情况； 4.换用玻璃砖，将上面的实验过程重复一次； 5.让光从水中斜射到空气中，观察入射角和折射角的变化。 实验结论： 光的折射规律：光在折射时，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别位于法线的两侧；折射角随入射角的改变而改变，入射角增大时，折射角也增大；入射角减小时，折射角也减小。 【典例1】（多选）下列关于光学实验的说法中，合理的是（　　） A．探究光的反射定律时，硬纸板可以显示光的传播路径 B．探究平面镜成像特点时，使用两支相同的蜡烛是为了比较像与物的大小关系 C．探究光的折射特点时，光从空气射入水中，传播方向一定会发生改变 D．小孔成像时，光屏上只能得到倒立、放大的实像 【答案】AB 【解答】解：A、如果看不见光的传播路径，就无法对光线进行研究，在探究光的反射定律时，安装一个硬纸板后，能够间接的在硬纸板上看到光的传播途径，故A正确； B、实验中，取两支完全相同的蜡烛，一支点燃，另一支未点燃，将未点燃的蜡烛放在玻璃板的后面，移动该蜡烛直到与前面蜡烛的像完全重合，说明像与物的大小相等；所以，选择两支完全相同的蜡烛是为了比较像与物的大小关系，故B正确； C、光从空气中斜射入水中时，传播方向一定会发生改变，但垂直入射时，光的传播方向不变，故C错误； D、小孔成像时，光屏上可能得到放大、等大或者缩小的实像，故D错误。 故选：AB。 【变式1】如图甲所示，是探究光的反射定律和光的折射规律的实验装置。纸板A和B可沿折痕a和b向前或向后翻折。 （1）如图甲，调整半圆形玻璃砖的圆心O'与O重合，并使玻璃砖的上边沿CD与NN'　垂直　 ； （2）如图甲，使一束光紧贴纸板射向O点，观察入射光对应的反射光和折射光。改变光束入射角度，多做几次，描绘每次光的径迹，量出入射角、反射角和折射角，记录数据如下表。分析表中实验数据可得出结论：在光的反射现象中，　反射角等于入射角　 ；光从空气斜射入玻璃中时，折射角 　小于　 （选填“大于”“小于”或“等于”）入射角； 实验次数 1 2 3 4 入射角/度 60 45 30 43 反射角/度 60 45 30 43 折射角/度 43 32 21 60 （3）如图乙，将纸板A和B向后翻折，出现的现象说明光在介质分界面同时发生反射和折射时，反射光线、折射光线、入射光线和法线 　同一平面内　 ； （4）如图丙，第4次实验与表中的第 　1　 次实验对比可得：在折射现象中，光路可逆；若继续增大入射角，将会观察到哪些现象 　②③　 （选填序号）。 ①反射光消失 ②反射光增强 ③折射光消失 ④折射光增强 【答案】（1）垂直；（2）反射角等于入射角；小于；（3）同一平面内；（4）1；②③。 【解答】解：（1）将半圆形玻璃砖放在标有角度的圆盘上，使二者的圆心重合，并使玻璃砖上边沿CD与NN′垂直； （2）根据表格中的数据可知，在光的反射中，反射光线和入射光线分别位于法线两侧，反射角等于入射角；由表中数据知，当光从空气斜射向玻璃折射角小于入射角，入射角增大，折射角也增大； （3）折射光线和入射光线分别位于法线两侧，入射光线、反射光线与折射光线一定在同一平面内； （4）先让光由空气射入玻璃砖中，记录下入射光线、入射点和折射光线的位置，再让光线逆着折射光线方向射入，观察发现折射光线与原入射光线的路径重合，说明折射时光路是可逆向的，所以如图丙，第4次实验与表中第1次实验对比可得：“光在折射时，光路可逆”。若继续增大入射角，将会发现折射光线消失，而只存在反射光线，反射光增强，故选②③。 故答案为：（1）垂直；（2）反射角等于入射角；（3）同一平面内；（4）1；②③。 【变式2】某同学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，入射光线、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，通过实验还得到如表数据： 入射角α 0° 15° 30° 45° 60° 反射角β 0° 15° 30° 45° 60° 折射角r 0° 11° 22.1° 35.4° 40.9° （1）分析表中数据，可得出结论：光从空气斜射到水面时，折射角随入射角的增大而 　增大　 （填“增大”、“不变”或“减小”），且折射角 　小于　 （填“大于”、“等于”或“小于”）入射角。当光从空气垂直射到水面时，折射角大小等于 　0　 度。 （2）若用激光沿CO方向从水中射入空气，激光在空气中传播的光路是 　OA　 （填“OA”或“OB”）；激光经过水面反射时的反射角大小等于 　r　 （填“α”、“β”或“r”）。 （3）光从空气斜射到水面时，将同时发生折射和 　反射　 现象 【答案】（1）增大；小于；0；（2）OA；γ；（3）反射。 【解答】解：（1）由表中数据可知，光从空气斜射到水面时，当入射角不断增大时，折射角也随之增大，故折射角随入射角的变化关系是：折射角随入射角的增大而增大，且折射角小于入射角； 当光从空气垂直射到水面时，传播方向不改变，此时入射光线、折射光线与法线重合，则折射角等于0度； （2）在光的折射现象中光路是可逆的，若用激光沿CO方向从水中射入空气，则激光在空气中的光路是OA，光从水中斜射入空气中，反射角等于入射角，所以反射角大小等于γ； （3）光从空气斜射到水面时，将同时发生反射和折射现象。 故答案为：（1）增大；小于；0；（2）OA；γ；（3）反射。 题型5 光折射的光路可逆性 解｜题｜知｜识 “光路”即光的传播路径，“光路可逆”是指光逆向传播时路径不变．可见“光路可逆”是对光线而言的．当光在界面发生折射时，如果光线逆着原来的折射光线的方向入射时，折射光线就要逆着原来的入射光线的方向折射出去．这就是说“光折射时光路是可逆的”． 【典例1】渔民用激光枪射鱼，应该使激光对准（　　） A．看到的鱼 B．看到的鱼的上方 C．看到的鱼的下方 D．看到的鱼的左上方 【答案】A 【解答】解：鱼反射的光线从水斜射向空气中时，在水面处发生折射，折射光线进入眼睛，因光的折射中光路是可逆的，从看到鱼的位置正对鱼照射，能把鱼照亮，所以渔民应瞄准看到“鱼”的开始射击。 故选：A。 【变式1】一支蜡烛位于透镜前，调节好透镜和光屏位置后，在光屏上呈现缩小、倒立的像；若保持凸透镜位置不动，将蜡烛和光屏的位置对调一下，则在光屏上（　　） A．无法成像 B．呈现放大、正立的像 C．呈现放大、倒立的像 D．呈现缩小、倒立的像 【答案】C 【解答】解：一支蜡烛位于凸透镜前，调节好透镜和光屏位置后，在光屏上呈现缩小、倒立的像，说明当U＞2f，2f＞V＞f。 若保持凸透镜位置不动，将蜡烛和光屏的位置对调一下，则2f＞U＞f，V＞2f，根据光的折射中光路是可逆的可知：光屏上呈现倒立、放大的实像。 故选：C。 【变式2】站在岸上的人看到平静的水面下有一静止的物体，如图，如他想用一束强光照亮物体，则应瞄准（　　） A．看到的物体 B．看到的物体的下方 C．看到的物体的上方 D．看到的物体的前方 【答案】A 【解答】解：我们看到水中的物体，是物体的光经水面折射以后进入我们眼睛形成的，如果用一束光照此物体，根据光传播路径的可逆性，只要逆着光传播的方向照射就可以； 故选：A。 【变式3】《康熙几暇格物篇》中记载：“置钱碗底，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　 （填写字母）处，这是由于　光的折射　 形成的像，像是　虚像　 （填“实像”或“虚像”）。用激光笔从A点向　E　 （填写字母）处照射，可照亮铜钱。 【答案】E；光的折射；虚像；E。 【解答】解：（1）来自硬币的光线会从水斜射入空气中发生折射，当折射光线进入人眼时，人眼逆着折射光线看去，看到的便是由于光的折射而形成的虚像；虚像的位置比物体的实际位置偏高，所以从A处恰好看到铜钱的像在E处，这利用了光的折射。 （2）根据光路的可逆性可得，他用激光笔从A点向E处射出光束时，光线会原路返回，即可把铜钱照亮。 故答案为：E；光的折射；虚像；E。 题型6 光折射规律的应用 解｜题｜知｜识 折射定律是几何光学的基本定律之一。是在光的折射过程中，确定折射光线与入射光线之间关系的定律。光从一种介质斜射入另一种介质中时，传播方向一般发生变化，这种现象叫做光的折射。 光的折射规律： （1）光从空气斜射入水或其它透明介质中时： ①折射光线与入射光线、法线在同一个 平面上； ②折射光线和入射光线分居法线两侧； ③折射角小于入射角； ④入射角增大时，折射角也随着增大； ⑤当光线垂直射向介质表面时，传播方向不改变。 （2）光从水或其它透明介质斜射入空气中，折射角大于入射角。 【典例1】如图甲所示，将一束光照射到一个空烧杯的底部。当烧杯中注满水时，杯底被照亮的范围用虚线圈出（如图乙）。若只有半杯水，烧杯底部被光照亮的范围是（　　） A． B． C． D． 【答案】A 【解答】解：当烧杯中注满水时，光从空气斜射入水中，折射角小于入射角，下图为最左边和最右边折射光线的光路： 此时烧杯底部被光照亮的范围如上图红线区域所示； 只有半杯水时（即水面下降），虽然入射光线方向不变，折射角也不变，但水面部分被照亮的区域增大，经水折射后，烧杯底部被光照亮的范围也会增大，且仍然为圆形，故A图为正确图形。 故选：A。 【变式1】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），此时圆形光斑的面积大小为S0。现在往烧杯中匀速注水，随着烧杯内液面高度H的增加，圆形光斑面积S变化情况描述正确的大致图像是（　　） A． B． C． D． 【答案】D 【解答】解：当光从空气斜射入水中时，折射角小于入射角，下图为最左边和最右边折射光线的光路： 从图中可以看出，折射光线在原来光线的内侧，由此可以联想都周围光线都是如此，故D图为正确图形。 故选：D。 【变式2】如图所示，一束方向不变的光线从右方斜射向水面，这时反射角是β，折射角是γ．若把水槽左端稍垫高一点，等水面重新平静后，反射角是β'，折射角是γ′，则（　　） A．β′＜β γ′＜γ B．β′＝β γ′＝γ C．β′＜β γ'＞γ D．β′＞β γ′＞γ 【答案】B 【解答】解：当把水槽左端垫高些时，水面仍然是水平的，即法线方向仍然是竖直方向，故入射角不变，所以反射角和折射角也不变化；即β′＝β，γ′＝γ。 故选：B。 【变式3】一束光线从空气斜射入水中时，如果入射角逐渐增大，则折射角（　　） A．逐渐减小，且总大于入射角 B．逐渐增大，且总小于入射角 C．逐渐减小，且总小于入射角 D．逐渐增大，且总大于入射角 【答案】B 【解答】解：当光从空气斜射入水或其他介质中时，折射光线与入射光线和法线在同一平面内，折射光线与入射光线分居法线两侧；折射角小于入射角；当入射角增大时，折射角也随着增大；入射角逐渐减小，则折射角逐渐减小，但总小于入射角。 故选：B。 题型7 判断折射光路图 解｜题｜知｜识 光的折射规律： （1）光从空气斜射入水或其它透明介质中时： ①折射光线与入射光线、法线在同一个 平面上； ②折射光线和入射光线分居法线两侧； ③折射角小于入射角； ④入射角增大时，折射角也随着增大； ⑤当光线垂直射向介质表面时，传播方向不改变。 （2）光从水或其它透明介质斜射入空气中，折射角大于入射角。 【典例1】每年暑假学校都会发出不要到河里游水的相关通告，这是因为水看起来很浅，实际上却很深，容易发生溺水事故。如图所示，能正确描述岸上人看到水底某点的光路图是（　　） A． B． C． D． 【答案】A 【解答】解：由光的折射规律可知，岸上的人看水底某点时，水看起来很浅，实际上却很深，是因为光由水中斜射入空气中，在水面处发生折射，折射角大于入射角，人看到的是某点的虚像，位置比实际位置浅，故A符合题意，BCD不符合题意。 故选：A。 题型8 光折射的光斑移动 解｜题｜知｜识 当光线从空气斜射入水中时，‌折射光线会向法线偏折，‌导致折射角小于入射角。‌这意味着，‌当向容器中逐渐加水时，‌光线会发生折射现象，‌使得折射光线靠近法线，‌即向下偏折。‌因此，‌光斑会向左移动。‌当水加满后，‌由于折射光路的变化，‌光斑将停止移动。 【典例1】如图所示，长方体水槽中装有适量水，一束激光沿MO方向照向水面，B为容器侧壁上形成的光斑。在下列操作中，能使光斑向下移动的是（　　） A．保持水面高度不变使激光笔向左平移 B．保持激光射入角度不变使水面下降 C．保持激光射入角度不变，往容器中加水 D．保持水面高度和入射点不变使激光入射角增大 【答案】C 【解答】解：A．保持水面高度不变使激光笔向左平移，光线入射角不变，入射点左移，折射光线也向左侧移动，但与OB平行，因此光斑向上移动，故A不符合题意； B．保持激光射入角度不变使水面下降，光线入射角不变，入射点左移，折射光线也向左侧移动，但与OB平行，因此光斑向上移动，故B不符合题意； C．保持激光射入角度不变，将水面升高，光线入射角不变，入射点右移，折射光线也向右侧移动，但与OB平行，因此光斑位置向下移动，故C符合题意； D．保持水面高度和入射点不变，使激光入射角增大，折射角也增大，因此光斑向上移动，故D不符合题意。 故选：C。 【变式1】如图所示，为探究光折射时的特点，小华将一束激光射至空水槽底部的P点，形成一个光斑，然后向水槽内慢慢注水，水槽底部光斑的位置将（　　） A．向右移动 B．向左移动 C．在原地不动 D．先向左移再向右移 【答案】B 【解答】解：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，水面逐渐上升，入射点逐渐向左移动，光在水面处发生折射，由于折射角小于入射角，水槽底部光斑的位置将向左移动。 故选：B。 【变式2】有一盛水的圆柱形敞口容器，水面的升降可由进水管和出水管调节。在其右侧某一高度朝确定方向射出一激光束，在容器底部中央产生一个光斑，如图所示，该光斑（　　） A．是激光束经水面反射后形成的；若向右移动，表明水面上升 B．是激光束经水面反射后形成的；若向左移动，表明水面上升 C．是激光束经水面折射后形成的；若向左移动，表明水面下降 D．是激光束经水面折射后形成的；若向右移动，表明水面下降 【答案】C 【解答】解：光由空气斜射进入水中时，折射光线向法线偏折，折射角小于入射角，所以光斑是由光的折射形成的； 当水面上升时，折射光路的变化如图： 可见，水面上升，折射点右移，光斑右移。 故选：C。 【变式3】如图所示，一束激光沿直线射到空水槽底部O点，形成一个光斑，现向水槽中缓慢地注水，水面逐渐升高（未到水槽口），在此过程中（　　） A．光的折射角保持不变，光斑的位置保持不变 B．光的折射角不断减小，光斑从O点不断的向左移动 C．光的折射角不断增大，光斑从O点不断的向右移动 D．光的折射角保持不变，光斑从O点不断的向左移动 【答案】D 【解答】解： BC、由于水面是水平的，则入射角不变，折射角不变，故AB错误； AD、水槽内没有注水时，光沿直线传播，照射到O点，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，因此光线移动到O点左侧O′点；继续沿水槽壁缓慢注水，折射光线逐渐向左偏折，故D正确，A错误。 故选：D。 题型9 水面变化对折射光路的影响 解｜题｜知｜识 当光线从空气斜射入水中时，‌折射光线会向法线偏折，‌导致折射角小于入射角。‌这意味着，‌当向容器中逐渐加水时，‌光线会发生折射现象，‌使得折射光线靠近法线，‌即向下偏折。‌因此，‌光斑会向左移动。‌当水加满后，‌由于折射光路的变化，‌光斑将停止移动。 【典例1】某校新建成一个喷水池，在池底中央安装了一只射灯。池内无水时，射灯发出的一束光照在池壁上，在S点形成一个亮斑，如图所示。现往池内注水，水面升至a位置时，站在池旁的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点的下方，Q点和S点重合 B．P点在S点的上方，Q点在S点的下方 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 【解答】解：（1）往池内注水，水面升至a位置时，发生折射，根据折射定律，P点如下图所示： （2）水面上升至b位置时，光线先在水池壁反射，再折射出水面，根据反射定律和折射定律，Q点如下图所示： 通过画图可知：P点在S点的下方，Q点在S点的上方。 故选：D。 【变式1】如图所示，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传播现象： ①为使B处的光点移至C处，应使水槽中的水量　增加　 （选填“增加”或“减少”）；②若BC间距离为3cm，则水面高度的变化量Δh　＞　 3cm（选填“＞”“＝”或“＜”）。 【答案】增加；＞。 【解答】解：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；若BC间距离为3cm，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Δh大于3cm； 故答案为：增加；＞。 题型10 光折射的光路图 解｜题｜知｜识 当光从空气斜射入水或其他介质中时，‌折射角小于入射角；‌ 而当光从水或其他介质斜射入空气中时，‌折射角大于入射角。 【典例1】我们要牢记防溺水安全教育，不要野泳，如图所示，能正确解释产生这一现象的光路是（　　） A． B． C． D． 【答案】B 【解答】解：AB、池底反射出的光，在水面处发生了折射，折射角大于入射角，人认为光是沿直线传播的，所以逆着折射光线看上去，看到的是变浅的池底的虚像，即池水的实际深度比看到的池底要深，故A错误，B正确； CD、人们看到的池水深度和它的实际深度并不相同，是因为光线从水中斜射入空气中，折射光线进入人的眼睛，而图中表示的是光从空气斜射入水里，即光的传播方向不对，故C、D错误。 故选：B。 【变式1】喷水鱼因特殊的捕食方式而得名，能喷出一股水柱，准确击落空中的昆虫作为食物。下列各图中能正确表示喷水鱼看到昆虫像的光路图的是（　　） A． B． C． D． 【答案】C 【解答】解： 射水鱼在水中看到水面上方的昆虫等猎物，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，故AB错误； 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，所以C正确，D错误。 故选：C。 【变式2】如图，观光水池中，一束红光沿AO方向从水射入空气，折射光线为OA′。若另一束红光沿BO方向从水射入空气，请大致画出入射光线BO的折射光线，并标出对应的折射角r。 【答案】 【解答】解：入射光线AO和BO，BO入射角小，所以BO的折射光线OB′的折射角也较小，OB′应画在OA′和法线之间，如图所示： 题型11 根据物和像作折射光路图 解｜题｜知｜识 当光从空气斜射入水或其他介质中时，‌折射角小于入射角；‌ 而当光从水或其他介质斜射入空气中时，‌折射角大于入射角。 【典例1】如图，在平静的湖边上方有一盏路灯，潜水员在水下E处看到了路灯的像。图中A、B两点，其中有一个是路灯，另一个是路灯的像。在图中画出水下E处的潜水员看到路灯的光路图。 【答案】见试题解答内容 【解答】解：由分析可知，B是路灯的虚像点，A是路灯的发光点； 连接眼睛处的E点与像点B，EB与界面的交点即为入射点O，则OE为折射光线，连接AO，AO就是入射光线，即可完成水下E处的潜水员看到路灯A的光路图；如图所示： 题型12 在玻璃砖中作折射光路图 解｜题｜知｜识 当光从空气斜射入水或其他介质中时，‌折射角小于入射角；‌ 而当光从水或其他介质斜射入空气中时，‌折射角大于入射角。 【典例1】如图，一束光从玻璃AB面垂直射入，折射后从玻璃砖AC面射出。请画出这束光在AC面发生折射的光路图。 【答案】见试题解答内容 【解答】解：光从空气垂直入射到玻璃界面上，传播方向不变，当光从玻璃斜射入空气中时，折射角大于入射角，折射光线将远离法线。在作图时，注意先做出法线。故答案为： 题型13 光学实验设计与探究 解｜题｜知｜识 在光学教学中，有大量的探究实验活动，例如：1．光在介质中是如何传播的？2．用光的直线传播解释简单的光现象：影子事如何形成的？日食和月食的成因是什么？3．如何直观地说明光的反射现象？4．如何演示镜面反射和漫反射？5．凹面镜的性质是什么？6．光的反射规律7．光的折射规律8．凸透镜、凹透镜成像9．平面镜成像 【典例1】在观察小孔成像特点时，小波发现：光屏到小孔的距离越远，所成的像越大。为了探究像的大小与该距离的关系，于是他在光线较暗的环境中进一步探究： Ⅰ.用发光二极管按“F”字样拼装在不透明的纸板上，如图甲所示。 Ⅱ.将“F”字样纸板、带小孔的不透明纸板、半透明塑料板（光屏）依次置于光具座的A、B、C位置，使“F”正立面对小孔，如图乙所示。 请你回答下列问题： （1）给二极管通电，随即在光屏上呈现出“F”的像，小波观察到光屏上呈现的像是图丙中的 　②　 （填写序号），可以用光屏接收到像说明所成的像是 　实　 像。 （2）保持“F”字样纸板、小孔位置不变，只改变光屏到小孔的距离（像距），用刻度尺逐次测量像高，记录数据如表所示： 根据表中的数据，请你用一个数学表达式来表示h与v的关系 　h＝0.25v　 。 （3）于是小波得出结论：小孔成像时，同一物体像的大小与像距成正比。你认为这一结论需要补充的条件是 　物体到小孔的距离一定　 。 实验次数 1 2 3 4 像距v/cm 12.0 16.0 20.0 24.0 像高h/cm 3.0 4.0 5.0 6.0 【答案】（1）②；实；（2）h＝0.25v；（3）物体到小孔的距离一定。 【解答】解：（1）能用光屏承接的为实像，实像都是倒立的，由图乙知，u＜v，故成倒立放大的实像，故选②； 蜡烛在塑料薄膜上所成的像是倒立的实像，其成像的原理是光的直线传播； （2）由表格上的数据可知，像的高度随像到小孔距离的增大而增大，且像的高度与像到小孔距离的比值是一个定值，即0.25，即h＝0.25v； （3）由（2）得在物距和物高一定时，物体经小孔所成像的高度和像距成正比。即小孔成像时，物体到小孔的距离一定，同一物体像的大小与像距成正比。 故答案为：（1）②；实；（2）h＝0.25v；（3）物体到小孔的距离一定。 【变式1】学习了光学知识后，爱动脑筋的小桐和小朵想自己探究小孔成像现象。如图甲所示，她们给两个空罐的底部中央分别挖出一个圆孔和一个方孔，可以看到烛焰和灯丝通过小孔所成的像。 （1）通过小孔所成的像是 　实像　 （选填“实像”或“虚像”）； （2）比较甲、乙两图，可以得出结论：物体所成的像的形状与 　孔的形状　 无关； （3）比较甲、丙两图，可以得出结论：物体所成的像的形状与 　物体的形状　 有关； （4）为了探究孔的大小是否影响小孔所成的像，空罐底部的小孔应选择乙图中的 　B　 （选填“A”、“B”、“C”或“D”），然后用矩形卡片覆盖并移动卡片以改变孔的大小进行实验； （5）人眼从光屏右侧观察，若将光源顺时针旋转，则屏上的像将 　顺时针　 （选填“顺时针”或“逆时针”）旋转； （6）保持小孔距光屏的位置不变，应将蜡烛向 　右　 移动（选填“左”或“右”），可以使得屏上的像变大； （7）勤于思考的小朵在底部扎了两个小孔，则在半透明膜上可以观察到烛焰的像有 　2　 （选填“1”或“2”）个。 【答案】（1）实像；（2）孔的形状；（3）物体的形状；（4）B；（5）顺时针；（6）右；（7）2。 【解答】解：（1）小孔成像时，成的是倒立的实像； （2）甲、乙两图，小孔形状不同，但是像的形状相同，所以小孔成像与小孔的形状无关； （3）甲、丙两图小孔形状相同，物体形状不同，像的形状也不同，所以小孔成像与物体的形状有关； （4）为了探究孔的大小是否影响小孔所成的像，应保持小孔的形状不变，只改变孔的大小，可将卡片沿着三角形的底边边缘逐渐向上移动，此时孔的形状不变，孔的大小发生变化，故ACD不符合题意，B符合题意； （5）由于小孔成像是根据光沿直线传播的原理形成的，成的是倒立的实像，所以若将“F”光源顺时针旋转，则屏上的像将顺时针旋转； （6）保持小孔距光屏的位置不变，即像距不变，要使像变大，应减小物距，即蜡烛向右移动； （7）若在底部扎了两个小孔，那么每个小孔都会成一个像，因此在半透明膜上会有两个像。 故答案为：（1）实像；（2）孔的形状；（3）物体的形状；（4）B；（5）顺时针；（6）右；（7）2。 过 关 验 收 1．如图，铅笔斜插入装有水的圆柱形玻璃杯中，请用所学的光学知识解释： （1）从侧面看铅笔好像在水面处折断了，这是光的什么现象； （2）为什么水中部分看起来比水面上的部分要粗一些。 【答案】（1）铅笔斜插入盛水的玻璃杯里时，从上面看上去，水中的部分比实际位置高了，所以看起来像折断了，这是由于光的折射现象引起； （2）水中部分看起来比水面上的部分要粗一些，这是因为圆柱形的玻璃杯相当于凸透镜，具有放大镜的功能，成正立、放大的虚像。 【解答】答： （1）铅笔斜插入盛水的玻璃杯里时，从上面看上去，水中的部分比实际位置高了，所以看起来像折断了，这是由于光的折射现象引起； （2）水中部分看起来比水面上的部分要粗一些，这是因为圆柱形的玻璃杯相当于凸透镜，具有放大镜的功能，成正立、放大的虚像。 2．如图所示，光线从空气射入某种液体中，入射角为45°，折射角为30°，光线射到液体底部水平放置的平面镜上又反射回来，最后光线又回到空气中的折射角是（　　） A．30° B．45° C．55° D．60° 【答案】B 【解答】解：作出光路示意图： 光线入射到平面镜上时的反射角，平面镜反射时，反射角等于入射角， 而光从液体中斜射入空气中时，折射角大于入射角， 如图所示∠2＝∠1＝30° 光从液体射向空气时的入射角为∠3＝∠2＝30° 根据光路的可逆性可知这时的折射角∠4＝45° 故选：B。 3．太阳光穿过地球大气层时会发生折射，如果没有这层大气，会出现（　　） A．日出会提前，日落会延迟 B．日出和日落都会提前 C．日出会延迟，日落会提前 D．日出和日落都会延迟 【答案】C 【解答】解：由于大气层的存在太阳光会发生折射，我们会看到地平线以下的太阳，则有大气层时，我们会早看到日出，晚看到日落；如果没有这层大气，则会晚看到日出，早看到日落，故C正确，ABD错误。 故选：C。 4．在一个干枯井底的正中央P点处有一只青蛙，它的视野范围如图所示，一场大雨过后，井中被灌满水，若青蛙仍在P点，则青蛙的视野范围将（　　） A．变大 B．变小 C．不变 D．无法确定 【答案】A 【解答】解：当井里灌满水后，光线射向水面会发生折射现象；由于光是从空气射向水，所以折射角小于入射角，因此井底之蛙看到的视野范围比没水时会看到更大；增加的视野大致范围如图乙中的阴影区域。 故选：A。 5．如图所示，一束光在空气和玻璃两种介质的分界面处同时发生了光的反射和折射，分析图可知：　AD左侧　 （选填“AD右侧”、“AD左侧”、“BF上方”或“BF下方”）是空气，折射角大小为 　60　 °，入射角大小为 　30　 °，若入射角变为20°，则反射光线和折射光线的夹角度数 　大于　 （选填“大于”“小于”或“等于”）100°。 【答案】AD左侧；60；30；大于 【解答】解：由图可知，∠GOF＝90°﹣60°＝30°，∠EOF与∠GOF对称，也为30°，根据反射角等于入射角，所以BF为法线，AD为界面，折射光线和入射光线分别位于法线两侧，则OC一定为折射光线，GO为入射光线，OE为反射光线。由图可知，折射角为∠BOC＝90°﹣30°＝60；折射角大于入射角，由玻璃射入空气中，故AD左侧为空气，AD右侧为玻璃； GO为入射光线，OC为折射光线，OC偏离法线，故AD左侧为空气； 由图可知，当入射角为30°时，反射光线和折射光线的夹角等于60°+30°＝90°；若入射角变为20°，则反射角也是20°，则∠EOD＝90°﹣20°＝70°；由于入射角从30°减小到20°，减小了10°，而折射角随着入射角减小而减小，即折射角∠BOC小于60°，则∠DOC大于30°，反射光线和折射光线的夹角∠EOC等于∠EOD+∠DOC的和，即∠EOC大于70°+30°＝100°。 故答案为：AD左侧；60；30；大于。 6．如图所示，用激光笔照射水面，在水槽壁上出现两个光点A和B。若保持入射点O的位置不变，欲使A点下移至A1，应使入射光线MO绕着点O沿 　顺　 （选填“顺”或“逆”）时针方向转动；同时观察到另一光点B点会移动到点 　B1 （选填“B1”或“B2”）。若想用激光笔照射水槽内的小鱼，这束光应射向看到小鱼的 　正方向　 （选填“上方”“下方”或“正方向”）。 【答案】顺；B1；正方向。 【解答】解：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下移至A1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。同时，入射角增大，折射角也会相应增大，因此，会观察到另一亮点B点会移动到点B1．如图所示。 若从M点射出一束光，光从空气斜射入水中，根据光从空气斜射入水中，折射角小于入射角画出折射光线的位置，虽然人看到的P′点是鱼的虚像，鱼的实际位置在P′点的正下方，因为光在进入水的时候也会发生折射，所以这束光应射向看到小鱼的正方向，这样正好照射水槽内的小鱼。 故答案为：顺；B1；正方向。 学科网（北京）股份有限公司 $