3.3 光的折射（举一反三·讲义）物理新教材沪科版八年级全一册

本讲义聚焦初中物理“光的折射”核心知识点，从“潭清疑水浅”等生活现象导入，系统梳理光的折射定义、“三线两角”基本概念，通过实验探究折射规律（三线共面、分居法线两侧、折射角随入射角变化等），最终应用于铅笔折断、渔民叉鱼等生活现象，构建完整知识链。 该资料以情景导入激发学习兴趣，实验探究环节（如猜想折射光线位置、改变入射角观察折射角变化）培养科学探究能力，例题及变式题结合生活实例（如叉鱼瞄准下方、硬币变浅）强化物理观念与科学思维。课后作业分层设计，助力学生巩固知识，查漏补缺，提升应用能力。

3.3 光的折射 【新教材沪科版】 【知识框架+知识精讲（3个知识归纳+3个题型）+课后作业】 模块二 知识精讲 情景导入 潭清疑水浅 被“折断”的笔 渔民叉鱼 你见过下面的现象吗？你知道为什么吗？ 为什么有经验的渔民用鱼叉瞄准看到鱼的下方位置，才能将鱼叉到？ 为了解决以上相关问题，我们学习光的折射。 【知识点1 光的折射 】知识归纳 1.光的折射定义：光从一种物质斜射入另一种物质时，传播方向通常会发生偏折，这种现象叫做光的折射。2.光的折射相关的基本概念 为了便于研究光的折射，我们用入射光线表示射到两种物质分界面的光，用折射光线表示进入另 一种物质的光，过入射点O与两种物质 分界面垂直的直线 NN′叫法线；入射光线与法线之间的夹角叫入射角，折射光线与法线之间的夹角叫折射角。 三线两角：入射光线、折射光线、法线；入射角、折射角。 3. 光从一种介质（如空气）斜射入另一种介质（如水）中，一部分被反射回空气中，一部分在水中发生偏折。两种现象是同时发生的。 光在同种不均匀介质中传播时，也会发生折射。 光从一种介质进入另一种介质时，传播速度会发生改变。 【例1】（2026黑龙江绥化）我们看到斜放入水中的筷子在水面处发生弯折。下列光现象中与其成因相同的是（ ） A. 透过树丛的光束 B. 激光引导掘进方向 C. 看到不发光的物体D. 瞄准鱼的下方叉鱼 【答案】D 【解析】斜插入水的筷子在水面处弯折，成因是光的折射，光从水中斜射入空气中时发生折射，人眼逆着折射光线看去，会看到筷子的虚像，因此感觉筷子弯折。 A．透过树丛的光束，是光的直线传播现象，故A不符合题意； B．激光引导掘进方向，利用了光的直线传播准直，故B不符合题意； C．我们能看到不发光的物体，是光的反射现象，故C不符合题意； D．叉鱼时瞄准鱼的下方，是因为水中鱼的光斜射出水面时发生折射，人看到的是鱼的虚像，虚像位置比实际位置偏高，成因也是光的折射，故D符合题意。故选D。 【变式1-1】如图所示，是一条光线射到空气和水的界面上同时发生反射和折射的情况，根据图可判定（   ） A. OB是反射光线 B．MN是法线 C．上侧是水 D．左侧是空气 【变式1-2】一束单色光从空气斜射入半圆玻璃中的情境如图所示。下列说法正确的是（　　） A．AO是入射光，OB是反射光 B．BO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 【变式1-3】中国文化源远流长，汉乐府《江南》一诗脍炙人口，其中的“鱼戏莲叶间”如图将景入画。莲叶浮出水面，又倒映在水中。我们看到水中的鱼和莲叶，分别是由 和 （选填“光的直线传播”“光的反射”或“光的折射”）形成的 （选填“虚”或“实”）像。 【知识点2 探究光的折射规律 】 【猜想】 ①折射光线、入射光线、法线在同一平面内？ ②折射光线入射光线分居法线两侧？ ③折射角小于入射角？ ④光路可逆？ 【实验步骤】 （1）将光从玻璃砖斜射入空气中。让激光笔射出的光从玻璃砖沿光屏斜射入空气中，观察折射光线、法线与入射光线间的位置关系，并比较折射角与入射角的大小。 结论：折射光线和入射光线分别位于法线的两侧；光从玻璃砖斜射入空气中，折射角大于入射角。 （2）让光线从空气斜射入玻璃砖中，比较折射角与入射角的大小。 （3）将显示有折射光线的半个光屏向后折转一定角度，观察光屏上是否还能看到折射光线。 结论：折射光线、入射光线和法线在同一平面内 （4）改变入射角的大小，观察折射角的变化情况。 结论：折射角随入射角的增大而增大，随入射角的减小而减小 （5）让光垂直于空气与水的界面射入水中，观察折射情况。 结论：光从空气垂直射入水中时，传播方向不变 （6）让光逆着原折射光的方向从空气射入玻璃砖中，观察折射现象。 结论：在折射现象中，光路是可逆的 【实验结论】 光折射时，折射光线、入射光线与法线在同一平面内；折射光线和入射光线分别位于法线的两侧，折射角随入射角的增大而增大，随入射角的减小而减小。 【例2】小明想探究光从水中射向空气的折射现象。没加水前，水箱底部的激光笔在S点发出光线a正好经过M点。水箱中加水至图所示位置后，光线a经水面折射后正好经过N点。 (1)请在图中画出光线a以及这束光经水面的反射光线和折射光线； (2)不改变光线a的角度，为使这束光从水面射出后能照射在M点，可将激光笔按以下选项的方向移动 。 ①水平向左    ②水平向右    ③竖直向上    ④竖直向下 【答案】(1)(2)①③ 【解析】（1）连接SM交水面于点O，即为入射点，SO为入射光线，即为光线a，光线从水中斜射入空气中时会发生折射，此时的折射角大于入射角，折射光线远离法线，ON为折射光线；光从水中射到空气和水的界面上时会发生反射现象，反射角等于入射角，据此做出反射光线OC，如图所示： （2）①将激光笔水平向左移动，入射光线角度不变，入射点向左移动，则折射光线也向左移动，光点会向上移动，能照射到M点，故①符合题意； ②将激光笔水平向右移动，入射光线角度不变，入射点向右移动，则折射光线也向右移动，光点会向下移动，不能照射到M点，故②不符合题意； ③将激光笔竖直向上移动，入射光线角度不变，入射点向左移动，则折射光线也向左移动，光点会向上移动，能照射到M点，故③符合题意； ④将激光笔竖直向下移动，入射光线角度不变，入射点向右移动，则折射光线也向右移动，光点会向下移动，不能照射到M点，故④不符合题意。故选①③。 【变式2-1】小明用如图所示装置将一细光束从水中斜射到空气中，用于探究“光的折射规律”实验测得的数据如表。 入射角/° 0 10 20 30 40 48.6 50 折射角/° 0 13.4 27.0 41.7 58.7 90 （1）当入射角为0°时，折射角大小为0°，说明当光从水中垂直射入空气中时，传播方向 ； （2）分析实验数据可知：入射角增大时，折射角 （填“增大”或“减小”），且折射角 （填“大于”、“小于”或“等于”）入射角； （3）当入射角为48.6°，折射角大小为90°，若再增大入射角，则折射光线消失，只发生反射，这种现象称为全反射，所以当入射角为50°时会发生 现象； （4）若光线从空气斜射入水中，入射角为58.7°，则折射角大小为 ，这是因为在光的折射现象中，光路都具有 性。增大入射角，观察折射角的变化，我们发现 （选填“会”或“不会”）发生全反射现象。 【变式2-2】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OA射出，这说明在光折射现象中光路是 。 【变式2-3】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，则入射角是∠ （选填“∠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，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 入射角；当光从空气垂直射入水中时，折射角 入射角（后两空选填“大于”“等于”或“小于”）。 (4)若让光线沿1′、2'…和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， 。 【知识点3 生活中的折射现象】 1. 斜插入水中的铅笔被“折断 2. 在岸上看水中的物体，物体的位置“变浅” 3. 在水中看岸上的物体，物体的位置“变高” 4. 渔民叉鱼的方法 5. 海市蜃楼的成因 海市蜃楼是由于大气折射导致的视觉错觉，具体由温度梯度、光线折射和全反射等步骤组成。海市蜃楼的形成需要一个温度梯度，即在不同温度的气体层之间存在的界面，通常发生在海洋或沙漠的地面附近。当光线从一种密度不同的介质（如空气和水或空气和沙漠表面）中穿过时，会发生折射，即光线会改变方向和速度，并在两个介质之间弯曲。在大气中，密度随温度变化而变化，导致光线折射率的变化，光线在空气中弯曲，使人们看到的物体位置发生偏移，从而产生视觉上的错觉。 此外，海市蜃楼的形成与天气形势、气象条件、地理位置、地球物理等有密切联系。例如，海市蜃楼出现的前一天通常会出现明显的降水、降温天气，气温普遍比之前一天明显偏低。同时，海市蜃楼的发生还与不同高度空气层的折射率有关，水汽含量是直接影响折射率的重要气象要素，与气温、相对湿度突变也存在关系。在沙漠或海面上，由于气温差异形成空气密度差异，进而导致光线折射和全反射，形成虚像，即海市蜃楼。 【例3】（2026成都）在不透明的杯子底部放一枚硬币，把杯子移动到眼睛刚好看不到硬币的地方（如图）。保持眼睛和杯子的位置不变，请另一位同学缓慢地向杯里倒水，直到能看到硬币。此时，眼睛能看到硬币的原因是（　　） A. 光在水面发生了反射 B. 硬币受到水的浮力作用 C. 光经过水面时发生了折射 D. 光从水中到空气中沿直线传播 【答案】C 【解析】原本看不到硬币是因为杯子遮挡，光沿直线传播无法让硬币反射的光进入眼睛；倒水后，硬币反射的光线从水中斜射入空气中时，在水面发生折射，折射光线向远离法线方向偏折后进入眼睛，人逆着折射光线看到了比实际位置浅的硬币虚像，因此原因是光在水面发生折射。故选C。 【变式3-1】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（　　） A． B． C． D． 【变式3-2】如图所示，平静水面上方的小鸟和水中的小鱼分别位于A、B位置，在C点的人看到它们在水中的像恰好重合。请你根据所学的光学知识画出人眼看到这一现象的光路图。 【变式3-3】一束激光从空气斜射向水面，请在图中画出它在空气中反射的光路和在水中折射的大致光路。 模块三 课后作业 一、选择题(共5题) 1. 公园是人们休闲的好去处，下面是小明在公园里观察到的几个现象，属于光的折射现象的是（　　） A．凉亭在水中的倒影B．树荫下的圆形光斑 C．露珠下的叶脉 D．阳光下鸽子的影子 2．一束光从空气入射到平静的水面，入射角为，则反射光线与折射光线的夹角可能为（　　） A． B． C． D． 3. 如图所示，一束光在空气和玻璃的分界面上发生反射和折射现象，形成了OA、OB和OC三条光线（箭头未画出）。以下说法正确的是（　　） A．PQ的下边是玻璃 B．OB为入射光线 C．入射角为30° D．折射角为38° 4. 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 5．夏季来临，要严防溺水。因为清澈见底的湖水，人在岸边看见的池底要比实际浅一些，下列能正确解释此现象的光路图是（    ） A． B． C． D． 二、填空题(共4题) 6．某同学在碗中放一枚硬币，慢慢蹲下，当低至某一观察位置时，就看不到硬币了，如图甲所示。然后慢慢往碗中倒水，在同一观察位置就又能看到碗中的硬币了，如图乙所示。这是光的 现象，后来看到的是硬币的 （选填“实”或“虚”）像。 7．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．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。若保持入射点O的位置不变，欲使A点下移至，应使入射光线MO绕着点O沿 （选填“顺时针”、“逆时针”）方向转动；同时观察到另一亮点B点会移动到点 （选填“”或“”）。 9．小程和小黄两位同学利用光具盘等工具探究光的折射规律，分别选取他们实验时观察到的三种光路情况如图（a）、（b）、（c）所示。 (1)由图（a）、（b）可知：当光从空气斜射入玻璃时，入射角越大， ； (2)由图（a）、（c）可知： （选填“玻璃”或“水”）对光线的折射能力更强。 三、作图题(共3题) 10．如图，小宇看到水中有一条鱼，A、B两点中有一点是鱼的实际位置，另一点是像的位置，请在图中画出他看到鱼的光路图（保留作图痕迹）。 11．如图所示，一束光从空气斜射入玻璃砖中（玻璃砖上下表面平行），请在图中画出光线从玻璃砖下表面射出的光路图，并在图中标注该出射光线对应的折射角大小。 12. 如图所示，一条光线从水中斜射向水面时发生了折射，OA为折射光线，请在图中作出大致的入射光线并标出折射角的度数。 四、探究与实验题(共1题) 13．在“初识光的折射现象”和“探究光的折射特点”实验中： (1)如图甲，小明将一束激光射至P点，形成一个光斑，向水槽内慢慢注水，水槽底部光斑的位置将 （选填“向左移动”“不动”或“向右移动”）， 这说明光从空气斜射入水中时，传播方向 （选填“会”或“不会”）发生偏折。 (2)如图乙，小明继续探究“光从空气射入水中时的折射特点”，他使用可折转的光屏，是为了研究折射光线、入射光线和法线是否 。如图丙，他将光沿着AO方向射向水面上的O点，光在水中沿着OB方向射出，入射光逐步偏向法线，折射光也逐步偏向法线，说明光从空气斜射入水中时，入射角减小，折射角随之 （选填“增大”“减小”或“不变”）。当光沿着NO方向射入时会沿ON′方向射出，此时折射角为 度； (3)若光沿BO方向射入，折射光线将沿 方向射出，这是因为光折射时，光路是 。 第 1 页 共 4 页 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $ 3.3 光的折射 【新教材沪科版】 【知识框架+知识精讲（3个知识归纳+3个题型）+课后作业】 模块二 知识精讲 情景导入 潭清疑水浅 被“折断”的笔 渔民叉鱼 你见过下面的现象吗？你知道为什么吗？ 为什么有经验的渔民用鱼叉瞄准看到鱼的下方位置，才能将鱼叉到？ 为了解决以上相关问题，我们学习光的折射。 【知识点1 光的折射 】知识归纳 1.光的折射定义：光从一种物质斜射入另一种物质时，传播方向通常会发生偏折，这种现象叫做光的折射。2.光的折射相关的基本概念 为了便于研究光的折射，我们用入射光线表示射到两种物质分界面的光，用折射光线表示进入另 一种物质的光，过入射点O与两种物质 分界面垂直的直线 NN′叫法线；入射光线与法线之间的夹角叫入射角，折射光线与法线之间的夹角叫折射角。 三线两角：入射光线、折射光线、法线；入射角、折射角。 3. 光从一种介质（如空气）斜射入另一种介质（如水）中，一部分被反射回空气中，一部分在水中发生偏折。两种现象是同时发生的。 光在同种不均匀介质中传播时，也会发生折射。 光从一种介质进入另一种介质时，传播速度会发生改变。 【例1】（2026黑龙江绥化）我们看到斜放入水中的筷子在水面处发生弯折。下列光现象中与其成因相同的是（ ） A. 透过树丛的光束 B. 激光引导掘进方向 C. 看到不发光的物体D. 瞄准鱼的下方叉鱼 【答案】D 【解析】斜插入水的筷子在水面处弯折，成因是光的折射，光从水中斜射入空气中时发生折射，人眼逆着折射光线看去，会看到筷子的虚像，因此感觉筷子弯折。 A．透过树丛的光束，是光的直线传播现象，故A不符合题意； B．激光引导掘进方向，利用了光的直线传播准直，故B不符合题意； C．我们能看到不发光的物体，是光的反射现象，故C不符合题意； D．叉鱼时瞄准鱼的下方，是因为水中鱼的光斜射出水面时发生折射，人看到的是鱼的虚像，虚像位置比实际位置偏高，成因也是光的折射，故D符合题意。故选D。 【变式1-1】如图所示，是一条光线射到空气和水的界面上同时发生反射和折射的情况，根据图可判定（   ） A. OB是反射光线 B．MN是法线 C．上侧是水 D．左侧是空气 【答案】D 【解析】AB．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关于法线对称。由图可知，，所以为法线，为界面，为折射光线。再根据入射光线和折射光线位于法线两侧可知为入射光线，为反射光线。故AB不符合题意； CD．由图可知，，即折射角小于入射角，所以光是从空气斜射入水中，则左侧是空气，右侧是水，故C不符合题意，D符合题意。故选D。 【变式1-2】一束单色光从空气斜射入半圆玻璃中的情境如图所示。下列说法正确的是（　　） A．AO是入射光，OB是反射光 B．BO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 【解析】AB．光的反射现象中，反射光线和入射光线分居法线两侧；光的折射现象中，折射光线和入射光线分居法线两侧；所以，为入射光线，为反射光线，为折射光线，故A错误，B正确； C. ，都是光线与分界面的夹角，不是入射角或反射角，故C错误； D. 根据光路可逆原理可知，光若沿入射，将沿折射出，并在界面向右下方向反射，故D错误。 故选B。 【变式1-3】中国文化源远流长，汉乐府《江南》一诗脍炙人口，其中的“鱼戏莲叶间”如图将景入画。莲叶浮出水面，又倒映在水中。我们看到水中的鱼和莲叶，分别是由 和 （选填“光的直线传播”“光的反射”或“光的折射”）形成的 （选填“虚”或“实”）像。 【答案】光的折射 光的反射 虚 【解析】我们看到水中的鱼，是鱼反射的光线由水中射入空气中时，在水面处发生折射而形成的虚像；我们看到水中的莲叶，属于平面镜成像，是由于光的反射形成的虚像。 【知识点2 探究光的折射规律 】 【猜想】 ①折射光线、入射光线、法线在同一平面内？ ②折射光线入射光线分居法线两侧？ ③折射角小于入射角？ ④光路可逆？ 【实验步骤】 （1）将光从玻璃砖斜射入空气中。让激光笔射出的光从玻璃砖沿光屏斜射入空气中，观察折射光线、法线与入射光线间的位置关系，并比较折射角与入射角的大小。 结论：折射光线和入射光线分别位于法线的两侧；光从玻璃砖斜射入空气中，折射角大于入射角。 （2）让光线从空气斜射入玻璃砖中，比较折射角与入射角的大小。 （3）将显示有折射光线的半个光屏向后折转一定角度，观察光屏上是否还能看到折射光线。 结论：折射光线、入射光线和法线在同一平面内 （4）改变入射角的大小，观察折射角的变化情况。 结论：折射角随入射角的增大而增大，随入射角的减小而减小 （5）让光垂直于空气与水的界面射入水中，观察折射情况。 结论：光从空气垂直射入水中时，传播方向不变 （6）让光逆着原折射光的方向从空气射入玻璃砖中，观察折射现象。 结论：在折射现象中，光路是可逆的 【实验结论】 光折射时，折射光线、入射光线与法线在同一平面内；折射光线和入射光线分别位于法线的两侧，折射角随入射角的增大而增大，随入射角的减小而减小。 【例2】小明想探究光从水中射向空气的折射现象。没加水前，水箱底部的激光笔在S点发出光线a正好经过M点。水箱中加水至图所示位置后，光线a经水面折射后正好经过N点。 (1)请在图中画出光线a以及这束光经水面的反射光线和折射光线； (2)不改变光线a的角度，为使这束光从水面射出后能照射在M点，可将激光笔按以下选项的方向移动 。 ①水平向左    ②水平向右    ③竖直向上    ④竖直向下 【答案】(1)(2)①③ 【解析】（1）连接SM交水面于点O，即为入射点，SO为入射光线，即为光线a，光线从水中斜射入空气中时会发生折射，此时的折射角大于入射角，折射光线远离法线，ON为折射光线；光从水中射到空气和水的界面上时会发生反射现象，反射角等于入射角，据此做出反射光线OC，如图所示： （2）①将激光笔水平向左移动，入射光线角度不变，入射点向左移动，则折射光线也向左移动，光点会向上移动，能照射到M点，故①符合题意； ②将激光笔水平向右移动，入射光线角度不变，入射点向右移动，则折射光线也向右移动，光点会向下移动，不能照射到M点，故②不符合题意； ③将激光笔竖直向上移动，入射光线角度不变，入射点向左移动，则折射光线也向左移动，光点会向上移动，能照射到M点，故③符合题意； ④将激光笔竖直向下移动，入射光线角度不变，入射点向右移动，则折射光线也向右移动，光点会向下移动，不能照射到M点，故④不符合题意。故选①③。 【变式2-1】小明用如图所示装置将一细光束从水中斜射到空气中，用于探究“光的折射规律”实验测得的数据如表。 入射角/° 0 10 20 30 40 48.6 50 折射角/° 0 13.4 27.0 41.7 58.7 90 （1）当入射角为0°时，折射角大小为0°，说明当光从水中垂直射入空气中时，传播方向 ； （2）分析实验数据可知：入射角增大时，折射角 （填“增大”或“减小”），且折射角 （填“大于”、“小于”或“等于”）入射角； （3）当入射角为48.6°，折射角大小为90°，若再增大入射角，则折射光线消失，只发生反射，这种现象称为全反射，所以当入射角为50°时会发生 现象； （4）若光线从空气斜射入水中，入射角为58.7°，则折射角大小为 ，这是因为在光的折射现象中，光路都具有 性。增大入射角，观察折射角的变化，我们发现 （选填“会”或“不会”）发生全反射现象。 【答案】（1）不改变（2）增大 大于（3）全反射；（3）40° 可逆 不会。 【解析】（1）由表格中数据得，当入射角为0°时，折射角大小为0°，说明当光从水中垂直射入空气中时，传播方向不改变。 （2）分析实验数据可知：折射角随入射角增大而增大，且折射角大于入射角。 （3）当入射角为50°大于48.6°，会发生全反射现象。 （4）由表格中数据得，光线从水中斜射入空气中时，入射角为40°时，折射角为58.7°，根据光路的可逆性可知，若光线从空气斜射入水中，入射角为58.7°，则折射角大小为40°。 此过程中，折射角小于入射角，增大入射角，观察折射角的变化，我们发现不会发生全反射现象。 【变式2-2】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OA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OB折射的路径相反，说明在光折射现象中光路是可逆的。. 【变式2-3】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，则入射角是∠ （选填“∠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，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 入射角；当光从空气垂直射入水中时，折射角 入射角（后两空选填“大于”“等于”或“小于”）。 (4)若让光线沿1′、2'…和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)∠COE (3) 增大 小于 等于 (4)光路可逆 【解析】（1）将光屏的右半部分向前后翻折，就不会看到折射光线，只有当整个光屏为一平面时，才能够看到折射光线，说明折射光线、入射光线、法线共面。这说明使用可折转的光屏，是为了观察折射光线和入射光线、法线是否在同一平面内。 （2）图甲中，光从空气射入水中，入射点为O点，CD为法线，入射角是入射光线与法线的夹角，则入射角为∠COE，折射角是折射光线与法线的夹角，则折射角是∠DOF。 （3）由图丙可以看出，当入射角增大时，折射角也随着增大；即：光从空气斜射入水中时，折射角随入射角的增大而增大，随入射角的减小而减小，且折射角小于入射角。当光从空气垂直射到水面时，传播方向不变，此时入射角等于0度，折射角等于0度，则折射角等于入射角。 （4）根据折射光线和入射光线的位置互换进行实验，观察折射光线与原来入射光线重合，可知光路是可逆的。 【知识点3 生活中的折射现象】 1. 斜插入水中的铅笔被“折断 2. 在岸上看水中的物体，物体的位置“变浅” 3. 在水中看岸上的物体，物体的位置“变高” 4. 渔民叉鱼的方法 5. 海市蜃楼的成因 海市蜃楼是由于大气折射导致的视觉错觉，具体由温度梯度、光线折射和全反射等步骤组成。海市蜃楼的形成需要一个温度梯度，即在不同温度的气体层之间存在的界面，通常发生在海洋或沙漠的地面附近。当光线从一种密度不同的介质（如空气和水或空气和沙漠表面）中穿过时，会发生折射，即光线会改变方向和速度，并在两个介质之间弯曲。在大气中，密度随温度变化而变化，导致光线折射率的变化，光线在空气中弯曲，使人们看到的物体位置发生偏移，从而产生视觉上的错觉。 此外，海市蜃楼的形成与天气形势、气象条件、地理位置、地球物理等有密切联系。例如，海市蜃楼出现的前一天通常会出现明显的降水、降温天气，气温普遍比之前一天明显偏低。同时，海市蜃楼的发生还与不同高度空气层的折射率有关，水汽含量是直接影响折射率的重要气象要素，与气温、相对湿度突变也存在关系。在沙漠或海面上，由于气温差异形成空气密度差异，进而导致光线折射和全反射，形成虚像，即海市蜃楼。 【例3】（2026成都）在不透明的杯子底部放一枚硬币，把杯子移动到眼睛刚好看不到硬币的地方（如图）。保持眼睛和杯子的位置不变，请另一位同学缓慢地向杯里倒水，直到能看到硬币。此时，眼睛能看到硬币的原因是（　　） A. 光在水面发生了反射 B. 硬币受到水的浮力作用 C. 光经过水面时发生了折射 D. 光从水中到空气中沿直线传播 【答案】C 【解析】原本看不到硬币是因为杯子遮挡，光沿直线传播无法让硬币反射的光进入眼睛；倒水后，硬币反射的光线从水中斜射入空气中时，在水面发生折射，折射光线向远离法线方向偏折后进入眼睛，人逆着折射光线看到了比实际位置浅的硬币虚像，因此原因是光在水面发生折射。故选C。 【变式3-1】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（　　） A． B． C． D． 【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。 【变式3-2】如图所示，平静水面上方的小鸟和水中的小鱼分别位于A、B位置，在C点的人看到它们在水中的像恰好重合。请你根据所学的光学知识画出人眼看到这一现象的光路图。 【答案】如图所示 【解析】小鸟在水面所成的像为平面镜成像，根据平面镜成像的特点，像与物关于平面镜对称，作出A的对称点D即为A的像，连接DC与界面的交点O为入射点，此时OC为反射光线，画出入射光线AO，鱼的像与鸟的像重合，故D也是鱼的像，过B点画出看到鱼的入射光线BO，如图所示 【变式3-3】一束激光从空气斜射向水面，请在图中画出它在空气中反射的光路和在水中折射的大致光路。 【答案】如图所示 【解析】光发生反射时反射角等于入射角；光由空气斜射入水中时，折射角小于入射角。据此作图。 模块三 课后作业 一、选择题(共5题) 1. 公园是人们休闲的好去处，下面是小明在公园里观察到的几个现象，属于光的折射现象的是（　　） A．凉亭在水中的倒影B．树荫下的圆形光斑 C．露珠下的叶脉 D．阳光下鸽子的影子 【答案】C 【解析】A．凉亭在水中的倒影，属于光的反射现象，故A错误； B．树荫下形成圆形光斑是小孔成像，是由于光的直线传播形成的，故B错误； C．露珠相当于凸透镜，通过凸透镜看到放大的物体，属于光的折射现象，故C正确； D．阳光下鸽子的影子，是由于光的直线传播形成的，故D错误。 2．一束光从空气入射到平静的水面，入射角为，则反射光线与折射光线的夹角可能为（　　） A． B． C． D． 【答案】D 【解析】根据反射定律和折射定律，图示的入射光线的反射光线和折射光线如图： 入射角为45°，反射角等于入射角，反射角为45°，反射光线与水平面的夹角为90°-45°=45° 又因为折射角小于入射角，小于45°，所以折射光线与水平面的夹角就大于45°，所以反射光线与折射光线的夹角就大于90°，故D符合题意，ABC不符合题意。故选D。 3. 如图所示，一束光在空气和玻璃的分界面上发生反射和折射现象，形成了OA、OB和OC三条光线（箭头未画出）。以下说法正确的是（　　） A．PQ的下边是玻璃 B．OB为入射光线 C．入射角为30° D．折射角为38° 【答案】D 【解析】由图知，∠CON＝30°，所以∠COQ＝90°﹣30°＝60°，∠BOQ＝60°， 根据反射角等于入射角且共边，则MN为界面，PQ为法线；反射光线、折射光线均与入射光线分居在法线的两侧，所以CO为入射光线，OB为反射光线，OA为折射光线；折射角是折射光线与法线的夹角，由图可知，折射角为38°，故D正确，ABC错误。 4. 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 【解析】ABC．如图：过点O作法线PQ，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．折射时光路是可逆的，所以光若沿CO入射，将沿OA射出，故D错误。故选B。 5．夏季来临，要严防溺水。因为清澈见底的湖水，人在岸边看见的池底要比实际浅一些，下列能正确解释此现象的光路图是（    ） A． B． C． D． 【答案】C 【解析】池底反射的光从水中斜射入空气时，在水与空气的交界面上发生折射，进入空气中的折射光线向水面偏折，位置降低，而我们认为光是沿直线传播的，我们看到的池底位置在折射光线的反向延长线上，像的位置比实际位置偏高，看起来比实际的浅；故C符合题意，ABD不符合题意。故选C。 二、填空题(共4题) 6．某同学在碗中放一枚硬币，慢慢蹲下，当低至某一观察位置时，就看不到硬币了，如图甲所示。然后慢慢往碗中倒水，在同一观察位置就又能看到碗中的硬币了，如图乙所示。这是光的 现象，后来看到的是硬币的 （选填“实”或“虚”）像。 【答案】折射 虚 【解析】加水后，硬币反射的光从水中斜射入空气时发生折射，折射角大于入射角，折射光线偏离法线，折射光进入了眼睛，人逆着折射光线的方向看到硬币的像，眼睛看到的实际上是升高了的硬币的虚像，如图所示： 7．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．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。若保持入射点O的位置不变，欲使A点下移至，应使入射光线MO绕着点O沿 （选填“顺时针”、“逆时针”）方向转动；同时观察到另一亮点B点会移动到点 （选填“”或“”）。 【答案】顺时针 【解析】保持入射点O的位置不变，欲使光点A下移至处，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，故应使入射光线绕着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。 9．小程和小黄两位同学利用光具盘等工具探究光的折射规律，分别选取他们实验时观察到的三种光路情况如图（a）、（b）、（c）所示。 (1)由图（a）、（b）可知：当光从空气斜射入玻璃时，入射角越大， ； (2)由图（a）、（c）可知： （选填“玻璃”或“水”）对光线的折射能力更强。 【答案】(1)折射角越大 (2)玻璃 【解析】（1）由图（a）、（b）可知：当光从空气斜射入玻璃时，入射角越大，折射角越大，而且折射角总小于入射角。 （2）由图（a）、（c）可知，当光从空气中以相同的入射角斜射入水中和玻璃中时，在水中的折射角大于在玻璃中的折射角，所以玻璃对光线的折射能力更强。 三、作图题(共3题) 10．如图，小宇看到水中有一条鱼，A、B两点中有一点是鱼的实际位置，另一点是像的位置，请在图中画出他看到鱼的光路图（保留作图痕迹）。 【答案】如图所示 【解析】鱼的实际位置在B点（光从水中斜射入空气，折射角大于入射角，人看到的是鱼的虚像，虚像A在实际位置B上方）。连接眼睛与A点，与水面交点为入射点O；连接B与O为入射光线，O与眼睛连线为折射光线，标注箭头（入射光线箭头指向O，折射光线箭头指向眼睛）。如图所示： 11．如图所示，一束光从空气斜射入玻璃砖中（玻璃砖上下表面平行），请在图中画出光线从玻璃砖下表面射出的光路图，并在图中标注该出射光线对应的折射角大小。 【答案】如图所示 【解析】过入射点作玻璃砖下表面的垂线，即法线；根据当光从玻璃进入空气时，折射角大于入射角，作出折射光线，方向与入射光线平行，故该出射光线对应的折射角为 12. 如图所示，一条光线从水中斜射向水面时发生了折射，OA为折射光线，请在图中作出大致的入射光线并标出折射角的度数。 【答案】如图所示 【解析】折射角是折射光线和法线的夹角，由图可知，折射光线与水面的夹角为 则折射角等于 过入射点在法线左侧的水中画出入射光线，注意折射角大于入射角，如图所示： 四、探究与实验题(共1题) 13．在“初识光的折射现象”和“探究光的折射特点”实验中： (1)如图甲，小明将一束激光射至P点，形成一个光斑，向水槽内慢慢注水，水槽底部光斑的位置将 （选填“向左移动”“不动”或“向右移动”）， 这说明光从空气斜射入水中时，传播方向 （选填“会”或“不会”）发生偏折。 (2)如图乙，小明继续探究“光从空气射入水中时的折射特点”，他使用可折转的光屏，是为了研究折射光线、入射光线和法线是否 。如图丙，他将光沿着AO方向射向水面上的O点，光在水中沿着OB方向射出，入射光逐步偏向法线，折射光也逐步偏向法线，说明光从空气斜射入水中时，入射角减小，折射角随之 （选填“增大”“减小”或“不变”）。当光沿着NO方向射入时会沿ON′方向射出，此时折射角为 度； (3)若光沿BO方向射入，折射光线将沿 方向射出，这是因为光折射时，光路是 。 【答案】(1) 向左移动 会 (2) 在同一平面 减小 0 (3) OA 可逆 【解析】（1）小明将一束激光射至P点，形成一个光斑，向水槽内慢慢注水，当光从空气斜射入水或其它透明介质时，折射角小于入射角，则入射光线在水面处发生折射，水槽底部光斑的位置将向左移动，说明光从空气斜射入水中时，传播方向会发生改变。 （2）小明继续探究“光从空气射入水中时的折射特点”，他使用可折转的光屏，即将纸板右半部分绕NN'向后翻转任意角度，会发现纸板上无折射光线呈现，这是为了探究折射光线、入射光线和法线是否在同一平面内。 入射光线和法线的夹角是入射角，折射光线和法线的夹角是折射角，图丙中入射光逐步偏向法线，折射光也逐步偏向法线，说明入射角减小，折射角也减小。 当光沿着NO方向射入时会沿ON′方向射出，此时光线垂直入射不改变传播方向，则此时入射角和折射角都等于0度。 （3）由于光折射时，光路可逆，若光沿BO方向射入，折射光线将沿OA方向射出，与原来的传播方向正好相反。 第 1 页 共 4 页 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $