1.4.2 光的反射和折射——光的折射与色散（高效培优·讲义）科学新教材浙教版八年级上册

本讲义聚焦光的折射与色散核心知识点，系统梳理光的折射概念、规律及生活现象，探究光的色散原理，拓展红外线和紫外线的特性与应用，构建从基础概念到规律探究再到实际应用的递进式学习支架。 该资料通过“避坑指南”总结反射与折射光路判断、水中虚像位置等典型错误的解题通法，结合实验数据记录分析培养科学思维，真题与三阶练习助力探究实践。课中辅助教师突破教学难点，课后帮助学生查漏补缺，强化知识应用能力。

1.42光的反射和折射——光的折射与色散 目录 01 本节导航·目标清单 02 教材精研·内容全解 考点01 光的折射 考点02 光的色散 考点03 看不见的光 03 避坑指南·解题通法 角度01 反射与折射“同时发生”时的光路判断 角度02 水中物体成像的虚像位置判断 04 真题闯关·溯源演练 05 课后三阶·精准练习 目标导航 方法指导 1. 了解什么是光的折射，并认识生活中的折射现象。 2. 通过实验探究光的折射定律，认识光从空气斜射入水或玻璃时的折射规律。 3. 了解光的色散现象及红外线、紫外线的简单应用。 1. 用光的折射原理解释生活现象。 2. 画出入射光线和折射光线，比较折射角与入射角的大小。 3. 模拟操作光的色散实验，分析其现象。 考点01 光的折射 1. 折射的概念 光从一种介质斜射到另一种介质时，传播方向会发生偏折，这种现象叫做光的折射。 2. 光的折射规律 ①折射光线、法线与入射光线在同一平面内； ②折射光线和入射光线分居法线的两侧； ③光从空气斜射入水中或其他介质中时，折射角小于入射角，光从水或其他介质斜射入空气时，折射角大于入射角。 3. 生活中的折射现象 ①把一根筷子斜着插入水中，从侧面看，筷子好像在水面处“折断”了。 ②站在岸边看水里的鱼，鱼看起来比实际位置要浅一些。 ③游泳池里的水看起来比实际深度要浅。 注意：生活中常见的折射现象要多多练习画光路图！！！ 【温馨提示】 1. 光的折射规律不管光从空气进入水，还是从水进入空气，空气中的角（不管是入射角还是折射角）总是更大。可以简单记为“空气角大”。 2. 当入射角增大时，折射角也增大，入射角减小时，折射角也减小；当光从空气垂直射入水中或其他介质中时，传播方向不变； 3. 在折射现象中，光路也是可逆的。如沿着折射光线的路径射入光线，则之后的折射光线和原入射光线重合，原来的入射角变成折射角。 1．在上海海洋馆参观时，游客们惊讶地发现，北极熊在水中的身体和在水面上的头分离了（如图所示）。这一奇特现象所体现的主要光学原理是（　　） A．光的反射 B．光的折射 C．光的直线传播 D．光的色散 2．下列折射光路图，正确的是（    ） A． B． C． D． 3．如图，H、L为两种透明物质之间的界线或法线所在位置，a、b、c分别为三条光线。下列说法正确的是（　　） A．若两种介质分别为空气和水，则H上方是空气，下方是水 B．若两种介质分别为空气和水，则L左侧是空气，右侧是水 C．若两种介质分别为玻璃和水，则H上方是玻璃，下方是水 D．若两种介质分别为玻璃和水，则L左侧是玻璃，右侧是水 4．池中水面上方有一个发光物体B，水池侧面竖直放置一块平面镜MN， B点发出的光，经平面镜MN反射后恰好射到水面上的P点并进入水中，请画出由B点发出经P点进入水中的光路图。 5．小塘利用了光具盘、激光笔、方形水槽、水等器材探究“光的折射特点”。如图甲所示，光从空气斜射入水中，将入射角、折射角记录在下表中。 入射角α 0° 15° 30° 45° 60° 折射角β 0° 11° 22° 32° 41° （1）实验中，使用光具盘除了能读出入射角和折射角的大小外，让光贴着光具盘照射，还有_____________的作用。 （2）光从空气斜射入水中时，入射角是50°，折射角可能是________。 A．20° B．28° C．35° D．45° （3）如图乙所示，将透明的薄壁（厚度可忽略不计）方形水槽水平放置，激光笔沿图示方向发出一束光，侧壁上A处出现一个光斑，水槽中注入一定量的水后，侧壁上B处出现一个光斑，为使光斑由B移至C处，应使水槽中水面的高度________（选填“增加”“减少”或“不变”）。 考点02 光的色散 1. 光的色散 （1）太阳光（白光）经过三棱镜后，会被分解成红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫七种颜色的光，在白纸屏上形成一条彩色光带。这种现象叫作光的色散。 （2）①白光是由多种色光混合而成的； ②不同的色光通过三棱镜的偏折程度不同，红光的偏折程度最小，紫光的偏折程度最大。 2. 单色光和复色光 ①单色光：不能分解的光。 ②复色光：由单色光混合而成的光。 【温馨提示】 色光的三原色：红、绿、蓝三种色光按不同比例混合，可以产生各种颜色。彩色电视机就是利用这三种颜色来显示五彩缤纷的画面。 1．如图表示太阳光经三棱镜折射的色散实验，图中①②分别表示红外线和紫外线所在区域。下列说法不正确的是（　　） A．太阳光是由多种色光混合而成的复色光 B．太阳光经三棱镜折射后，紫光的偏折程度大于红光 C．①区域的光无法用肉眼观察 D．②区域的光具有热效应 2．如图所示，实验课上老师让一束太阳光照射到三棱镜上，折射光又照到白色光屏AB上。下列说法正确的是（     ） A．B处应是红光，A处应是紫光 B．棱镜对红光的偏折程度最大 C．AB范围以外没有光 D．彩虹的形成原理与该现象相同 考点03 看不见的光 1. 红外线 位于可见光谱中红光的外侧，人眼看不见。 主要特性：热效应。太阳的热主要以红外线的形式传到地球。 应用：红外线探测器、红外线夜视仪、遥控器、响尾蛇捕食（利用红外线感知猎物）。 2. 紫外线 位于可见光谱中紫光的外侧，人眼看不见。 主要特性：能使荧光物质发光、能杀菌。 应用：验钞机、紫外线消毒。 注意：适量紫外线有益健康，过量会伤害皮肤，如晒伤、皮肤癌风险。 3. 臭氧层的作用 大气中的臭氧层能吸收大部分来自太阳的紫外线，保护地球上的生物。 【温馨提示】 白光通过三棱镜后发生光的色散，颜色：红橙黄绿蓝靛紫，红光以外是红外线，紫光以外是紫外线。 1．海坛校区为节约用水，厕所里安装的热感应自动水龙头。如图所示，使用峙只需把手伸到水龙头的下方，就会自动出水。这是因为人体能辐射出（　　） A．紫外线 B．红外线 C．红光 D．紫光 2．验钞机发出的“光”能使钞票上的荧光物质发光；家用电器的遥控器发出的“光”，能用来控制电风扇、电视机、空调等。对于它们发出的“光”，下列说法中正确的是（     ） A．验钞机和遥控器发出的“光”都是紫外线 B．验钞机和遥控器发出的“光”都是红外线 C．验钞机发出的“光”是紫外线，遥控器发出的“光”是红外线 D．验钞机发出的“光”是红外线，遥控器发出的“光”是紫外线 反射与折射“同时发生”时的光路判断 一、典型错误 1.认为光射到界面上时，要么只发生反射，要么只发生折射，二者不能共存。 2.在同时存在反射光和折射光的情境中，无法区分哪条是反射光线、哪条是折射光线。 二、解题通法——双向判定法 “光到界面分两路，反射同侧折射异；法线两侧须认清，反射等角折射偏。” 三、判定要点 1.光射到两种介质的界面上时，同时发生反射和折射（垂直入射时反射光原路返回，折射光方向不变）。 2.反射光线与入射光线分居法线同侧（均位于入射介质中），且反射角等于入射角。 3.折射光线与入射光线分居法线异侧（折射光线进入另一种介质），且空气中的角（入射角或折射角）更大。 水中物体成像的虚像位置判断 一、典型错误 1.认为人眼看到的鱼就是真实的鱼，未意识到看到的是虚像。 2.知道是虚像，但误认为虚像在真实物体的下方（实际在上方）。 3.叉鱼或使用激光照射时，瞄准方向判断错误。 二、解题通法——光路溯源法 “物光出水向外偏，人眼逆线寻虚像；像在物上水变浅，叉鱼需向下方向。” 三、分析步骤 1.真实光路：来自水中物体（如鱼）的光线从水斜射向空气，在界面处发生折射，折射角大于入射角（光线远离法线方向偏折）。 2.人眼接收：折射光线进入人眼，人眼依据“光沿直线传播”的经验，认为光线来自其反向延长线的交点。 3.虚像位置：反向延长线的交点位于真实物体的上方，因此人眼看到的虚像比真实物体更浅（即池水变浅、筷子向上弯折的原理与此相同）。 角度01 反射与折射同时发生的光路辨析 1．如图所示，光在空气与玻璃界面传播的光路图，三条实线光路均未标明光线类型。某同学分析得出了以下结论，其中正确的是（　　） A．AO为入射光线 B．OB 为折射光线 C．反射光线和入射光线夹角为120° D．MM'上面为玻璃 2．如图所示是光线在两种介质的界面处发生反射和折射的光路图，O点是入射点，介质是空气和玻璃。折射角的度数为_________°，反射角的度数为_________°，玻璃在界面的_________侧（选填“上”“下”“左”或“右”）。 3．请用学过的光学知识回答下列问题。 （1）图甲是人类首次拍到猩猩使用工具捕猎的情景。为了捉到一条鱼，猩猩用矛拼命地刺向 水里却没有成功，这主要是由于光的______，使猩猩看到水中的鱼比实际位置要______（填“深”或“浅”）。 （2）图乙是一束光在空气和玻璃两种介质的界面处同时发生反射和折射的光路图，O 点是） 射点，界面的______边是空气（选填“上”、“下”、“左”或“右”）；折射角的度数为______。 角度02 折射现象光路分析与判断 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． 2．下列选项中可以用如图所示的光路图解释的是（     ） A．岸上人看到水中的鱼 B．岸上人看到水中的“白云” C．水中鱼看到岸上的人 D．水中潜水员看到天空白云 3．潜在水中的潜水员能看到岸上的路灯，下列说法中错误的是（　　） A．潜水员看到灯的位置比实际位置要高些 B．潜水员看到路灯是光从水中传播到空气中的 C．潜水员潜在水中看到灯的亮度比在空气中看到的亮度要暗些 D．潜水员潜在水中用激光手电筒对准看到的路灯照射，则激光手电筒的光能照到路灯 1．（2022·浙江台州·中考真题）光从空气斜射到水面时发生了反射和折射，光路如图，其中表示折射光线的是（　　） A．AO B．OB C．OC D．ON 2．（2023·浙江丽水·中考真题）下列现象中由光的折射形成的是（　　） A．  树荫下的光斑 B．  “折断”的铅笔 C．  镜中的像 D．  日食 3．（2023·浙江杭州·中考真题）陶瓷茶杯底部放有一枚硬币，人移动到某一位置时看不见硬币（如图甲），往茶杯中倒入一些水后，又能够看见硬币了（如图乙）。关于“看不见”和“又看见了”两种情况，下列分析正确的是（　　） ①“看不见”是由于硬币没有反射光 ②“看不见”是由于硬币反射的光没有到达眼睛 ③“又看见了”是由于硬币反射的光通过水面的反射到达眼睛 ④“又看见了”是由于硬币反射的光通过水面的折射到达眼睛 A．①③ B．①④ C．②③ D．②④ ⚡基础速刷 1．如图，人在水中看起来会变短，解释这一现象的光路是（    ） A． B． C． D． 2．今年秋假期间小沈到某地旅游写生，在当地湖面上看到了自由飞翔的鸟儿和水中欢快游动的鱼儿，则对它们成像原理描述正确的是（　　） A．鸟是光的反射原理，鱼是光的折射原理 B．鸟是光的折射原理，鱼是光的反射原理 C．鸟是光的反射原理，鱼是光的反射原理 D．鸟是光的折射原理，鱼是光的折射原理 3．在盛有水的脸盆里斜着放一面镜子，然后，试着把太阳光反射到纸上。不断地调整镜子的角度，在某一个角度上就可以观察到七色的光。该活动的目的是研究（     ） A．光的直线传播 B．光的反射 C．光的折射 D．光的色散 4．如图所示，游泳池中的水面下方的光源S发出的一束光线经水面反射后，在池底产生光斑P1，折射光线在天花板上产生光斑P2。如水面下降一小段距离，则（　　） A．反射角增大 B．折射角增大 C．光斑P1右移 D．光斑P2右移 5．如图，H、L为两种透明物质之间的界线或法线所在位置，a、b、c分别为三条光线（未标方向）。下列说法正确的是（　　） A．若H上方是空气，下方是水，a是入射光线，则L是法线所在位置，c是反射光线，b是折射光线 B．若H上方是玻璃，下方是空气，c是入射光线，则L是法线所在位置，a是反射光线，b是折射光线 C．若L左侧是空气，右侧是水，b是入射光线，则H是法线所在位置，a是反射光线，c是折射光线 D．若L左侧是玻璃，右侧是空气，a是入射光线，则H是法线所在位置，b是反射光线，c是折射光线 6．有一种称为负折射材料的人工材料，光在这类材料中发生折射时，折射光线与入射光线位于法线的同一侧。图甲和图乙分别是笔放在水中和负折射材料中发生的折射现象。现有一束光通过某长方体透明负折射材料（如图丙）（　　） A． B． C． D． 7．一段废弃的竖直地下管道底部有一盏检修灯。管道内无水时，灯光在管道内壁的“形成光斑。雨后，管道内开始积水，当水面达到位置a时，检修人员从管口看到水面的光斑在P点；当积水更深，达到位置b时，看到水面上的光斑在Q点。据此判断（　　） A．P点在S点的下方，Q点在S点的上方 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点和S点重合 8．泳池中一束光从水底斜射向水面，在水面发生折射，如图所示。不改变灯光的位置和角度，随着泳池匀速注水，水面上升过程中，折射角的变化趋势正确的是（　　） A． B． C． D． 9．诗词中蕴含着科学奥秘。“潭清疑水浅，荷动知鱼散”，下列现象与“水浅”的形成原理相同的是（　　） A．立竿见影 B．小孔成像 C．海市蜃楼 D．水中倒影 10．钻石是一类金刚石，其价值和璀璨夺目的效果离不开切割加工技术。请回答： （1）图一中，将白光照射到钻石上，在另一侧会出现五颜六色的色带，这是光的_______现象，其原理与_______（填“闪电”“日食”或“彩虹”）的形成原理一致。 （2）图二是不同加工方式所得的钻石样品及其检验的光路示意图。在相同光照条件下，从正面观察，感觉最亮的钻石样品是_______。 🚀能力跃升 1．真实的光束是没有“箭头”的，如图是光在空气和水的界面上发生反射和折射时的三束光束。为了判断光是从空气斜射入水中的，下列事实中不能作为其判断依据的是（     ） A．空气一侧有两束光束 B．三束光束在同一平面内 C．光束AO明显比其余两束光束亮 D．光束AO与其余两束光束分居左右两侧 2．下列是关于光现象的一些说法，其中正确的是（    ） A．植物的叶片呈现绿色，说明植物最喜欢吸收绿光 B．当一个物体温度升高时，它所辐射的红外线就会增强 C．紫外线消毒灯工作时会发出紫光，说明紫外线是紫色的 D．将红橙黄绿蓝靛紫七种单色光按一定比例混合就是阳光 3．小科同学在探究“光在不同介质之间的折射规律”时，用到的器材及实验装置如图甲所示。他先探究了光由空气进入玻璃的情形，并将得到的实验数据记录在表中： 入射角α/° 0 15 30 45 60 75 90 折射角γ/° ？ 9.8 19.7 28.3 35.3 40.6 41.8 （1）表格中“？”处的数据是___________。 （2）根据表格中的实验数据可以得出的结论是_________________________________________（任写一点）。 （3）小科实验时发现，当光从玻璃射向空气，且入射角增大到41.8°时，折射光线消失，只存在入射光线与反射光线，即出现光的全反射，此时的入射角叫做这种物质的临界角。现有一个三棱镜由上述玻璃制成，一束光垂直于三棱镜的一个面射入，如图乙所示，则关于这束光经过三棱镜后的光路图，其中正确的是___________（填字母编号）。 4．在探究“光从空气斜射入水和油时，哪种液体对光的偏折本领较大”的实验中，小科提出如下实验方案：先让一束入射光从空气直接斜射入透明的空水槽中，记录下水槽底部光斑位置（如图甲所示）；接着分别倒入水和油，记录对应的光斑位置，图乙是小科的实验过程。 （1）水槽中的水位从图A位置到图B位置的过程中，光斑的位置向_______移动。 （2）要实现探究目的，他们应选择图乙中的_______（填字母序号）两图示实验。 （3）小科同学正确实验后，所记录的三次光斑的相对位置如图丙所示，经分析可知：光从空气斜射入水和油时，_______对光的偏折本领较大。 （4）最近学校新建成一个喷水池，在池底的中央安装一只射灯（如图丁）。经过连续几天观察，晓霞同学发现：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；池内水面升至a位置时，她在池旁看到亮斑的位置在P点；水面升至b 位置时，她看到亮斑的位置在 Q点。则____ A．P 点在 S 点的下方 B．P 点在 S 点的上方 C．Q 点在 S点的上方 D．Q点在 S点的下方 5．看图回答问题。 （1）习习在鱼缸旁看到鱼在B点处，他想要捞到鱼，应该瞄准________点。 （2）鱼在水中看到习习的眼睛位置（　　） A．比实际位置低 B．比实际位置高 C．与实际位置相同 D．无法比较 （3）唐代诗人储光曦在《钓鱼湾》中写到：“潭清疑水浅。”这句诗的意思是清澈的水看起来要比实际________（填“深”或“浅”），这是光的 造成的。 A．折射　　 B．直射 C．反射　　 D．散射 🌟思维挑战 1．小嘉在探究光的折射规律时，意外发现：当光沿某方向从半圆玻璃砖射向空气时，折射光消失而反射光却变得更亮（如图1），老师告诉他这是光的全反射现象。课后，小嘉塞查到光从玻璃射向空气时的一些数据如下表所示： 入射角i 0° 10° 20° 30° 40° 41.2° 41.8° 42° 折射角r 0° 15.2° 30.9° 48.6° 74.6° 81° 90° / 反射能量 5% 7% 26% 43% 77% 84% 100% 100% （1）分析以上数据可知光从玻璃射向空气时，折射角随入射角的变化关系是：折射角随入射角的增大而 _______。 （2）由表格数据可知：图2中能反映上述实验中的入射角与折射角之间的关系的是_____（选填“a”或“b”），其理由是_______________________________________________________。 （3）当光从空气斜射向玻璃时，不能发生全反射现象，原因是折射角_____入射角。（选填“＞”“＝”或“＜”） （4）利用这个原理，工程师制造出了光导纤维，结合题目信息，简要说明光导纤维在传播信息过程中有哪些优势_______________________________________________________________？ 2 / 14 学科网（北京）股份有限公司 $ 1.42光的反射和折射——光的折射与色散 目录 01 本节导航·目标清单 02 教材精研·内容全解 考点01 光的折射 考点02 光的色散 考点03 看不见的光 03 避坑指南·解题通法 角度01 反射与折射“同时发生”时的光路判断 角度02 水中物体成像的虚像位置判断 04 真题闯关·溯源演练 05 课后三阶·精准练习 目标导航 方法指导 1. 了解什么是光的折射，并认识生活中的折射现象。 2. 通过实验探究光的折射定律，认识光从空气斜射入水或玻璃时的折射规律。 3. 了解光的色散现象及红外线、紫外线的简单应用。 1. 用光的折射原理解释生活现象。 2. 画出入射光线和折射光线，比较折射角与入射角的大小。 3. 模拟操作光的色散实验，分析其现象。 考点01 光的折射 1. 折射的概念 光从一种介质斜射到另一种介质时，传播方向会发生偏折，这种现象叫做光的折射。 2. 光的折射规律 ①折射光线、法线与入射光线在同一平面内； ②折射光线和入射光线分居法线的两侧； ③光从空气斜射入水中或其他介质中时，折射角小于入射角，光从水或其他介质斜射入空气时，折射角大于入射角。 3. 生活中的折射现象 ①把一根筷子斜着插入水中，从侧面看，筷子好像在水面处“折断”了。 ②站在岸边看水里的鱼，鱼看起来比实际位置要浅一些。 ③游泳池里的水看起来比实际深度要浅。 注意：生活中常见的折射现象要多多练习画光路图！！！ 【温馨提示】 1. 光的折射规律不管光从空气进入水，还是从水进入空气，空气中的角（不管是入射角还是折射角）总是更大。可以简单记为“空气角大”。 2. 当入射角增大时，折射角也增大，入射角减小时，折射角也减小；当光从空气垂直射入水中或其他介质中时，传播方向不变； 3. 在折射现象中，光路也是可逆的。如沿着折射光线的路径射入光线，则之后的折射光线和原入射光线重合，原来的入射角变成折射角。 1．在上海海洋馆参观时，游客们惊讶地发现，北极熊在水中的身体和在水面上的头分离了（如图所示）。这一奇特现象所体现的主要光学原理是（　　） A．光的反射 B．光的折射 C．光的直线传播 D．光的色散 【答案】B 【详解】北极熊在水中的身体反射的光线，从水（光密介质）斜射入空气（光疏介质）时，会发生折射。折射光线远离法线，人眼逆着折射光线看去，会觉得水中的身体位置比实际位置偏高；而水面上的头部反射的光线沿直线直接进入人眼，位置不变。这种视觉上的错位，就造成了 “身体和头分离” 的奇特效果。 故选B。 2．下列折射光路图，正确的是（    ） A． B． C． D． 【答案】B 【详解】光从空气斜射入水中时，折射光线向法线方向偏折，折射角小于入射角；光从水中斜射入空气中时，折射光线远离法线方向偏折，折射角大于入射角。折射光线和入射光线分别位于法线两侧。故B正确，ACD错误。 故选B。 3．如图，H、L为两种透明物质之间的界线或法线所在位置，a、b、c分别为三条光线。下列说法正确的是（　　） A．若两种介质分别为空气和水，则H上方是空气，下方是水 B．若两种介质分别为空气和水，则L左侧是空气，右侧是水 C．若两种介质分别为玻璃和水，则H上方是玻璃，下方是水 D．若两种介质分别为玻璃和水，则L左侧是玻璃，右侧是水 【答案】C 【详解】AB．由“入射光线和反射光线相对于法线是对称的”可知，L是法线，H是界面；根据折射光线、入射光线分居法线两侧，b是折射光线，c是入射光线；由于折射角大于入射角，若两种介质分别为空气和水，H下方是空气，上方是水，故AB错误； CD．由“入射光线和反射光线相对于法线是对称的”可知，L是法线，H是界面；根据折射光线、入射光线分居法线两侧，b是折射光线，c是入射光线；由于折射角大于入射角，若两种介质分别为玻璃和水，玻璃的折射能力比水强，H上方是玻璃，下方是水，故C正确，D错误。 故选C。 4．池中水面上方有一个发光物体B，水池侧面竖直放置一块平面镜MN， B点发出的光，经平面镜MN反射后恰好射到水面上的P点并进入水中，请画出由B点发出经P点进入水中的光路图。 【答案】 【详解】过镜面作出点B的对称点B′，即为点光源B在平面镜中的像，连接B′P与镜面交于O点，即为入射点（反射点），连接BO就得到入射光线，OP为反射光线，过点P作法线，根据光的折射规律：光从空气中射入水中，折射角小于入射角，作出折射光线PC，如答案。 5．小塘利用了光具盘、激光笔、方形水槽、水等器材探究“光的折射特点”。如图甲所示，光从空气斜射入水中，将入射角、折射角记录在下表中。 入射角α 0° 15° 30° 45° 60° 折射角β 0° 11° 22° 32° 41° （1）实验中，使用光具盘除了能读出入射角和折射角的大小外，让光贴着光具盘照射，还有_____________的作用。 （2）光从空气斜射入水中时，入射角是50°，折射角可能是________。 A．20° B．28° C．35° D．45° （3）如图乙所示，将透明的薄壁（厚度可忽略不计）方形水槽水平放置，激光笔沿图示方向发出一束光，侧壁上A处出现一个光斑，水槽中注入一定量的水后，侧壁上B处出现一个光斑，为使光斑由B移至C处，应使水槽中水面的高度________（选填“增加”“减少”或“不变”）。 【答案】(1)显示光路 (2)C (3)增加 【详解】（1）光具盘是白色且表面较粗糙，光贴着光具盘照射时，发生漫反射，使得在各个方向都能清晰看到光的传播路径。 （2）由表格数据可知，当入射角为45°时，折射角为32°；当入射角是60°时，折射角为41°。根据光的折射规律可知，当入射角为50°时，折射角应大于32°，且小于41°。故选C。 （3）因为入射角不变时，折射角也不变。要使光斑由B移至C处，即光斑上移，则应使分界面的高度变高，即应使水槽中水面的高度增加。 考点02 光的色散 1. 光的色散 （1）太阳光（白光）经过三棱镜后，会被分解成红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫七种颜色的光，在白纸屏上形成一条彩色光带。这种现象叫作光的色散。 （2）①白光是由多种色光混合而成的； ②不同的色光通过三棱镜的偏折程度不同，红光的偏折程度最小，紫光的偏折程度最大。 2. 单色光和复色光 ①单色光：不能分解的光。 ②复色光：由单色光混合而成的光。 【温馨提示】 色光的三原色：红、绿、蓝三种色光按不同比例混合，可以产生各种颜色。彩色电视机就是利用这三种颜色来显示五彩缤纷的画面。 1．如图表示太阳光经三棱镜折射的色散实验，图中①②分别表示红外线和紫外线所在区域。下列说法不正确的是（　　） A．太阳光是由多种色光混合而成的复色光 B．太阳光经三棱镜折射后，紫光的偏折程度大于红光 C．①区域的光无法用肉眼观察 D．②区域的光具有热效应 【答案】D 【详解】A．太阳光通过三棱镜后能分解成红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫等多种色光，所以太阳光是由多种色光混合而成的复色光，故A正确； B．如图所示，在光的色散现象中，太阳光经三棱镜折射后，紫光比红光更靠近底面，紫光的偏折程度大于红光，故B正确； C．①区域的光是红外线，红外线属于不可见光，无法用肉眼观察，故C正确； D．②区域的光是紫外线，紫外线主要具有荧光效应等，红外线才具有热效应，故D错误。 故选D。 2．如图所示，实验课上老师让一束太阳光照射到三棱镜上，折射光又照到白色光屏AB上。下列说法正确的是（     ） A．B处应是红光，A处应是紫光 B．棱镜对红光的偏折程度最大 C．AB范围以外没有光 D．彩虹的形成原理与该现象相同 【答案】D 【详解】AB．太阳光通过三棱镜时会发生色散，不同色光的偏折程度不同。红光的折射能力最弱，偏折程度最小，所以会出现在A处；紫光的折射能力最强，偏折程度最大，所以会出现在B处。故AB错误； C．太阳光中除了可见光，还包含红外线和紫外线等不可见光。红外线的波长比红光更长，偏折程度比红光更小，会出现在A 的外侧；紫外线的波长比紫光更短，偏折程度比紫光更大，会出现在B 的外侧。因此AB范围以外仍有不可见光，故C错误； D．三棱镜色散的原理是光的折射。彩虹是太阳光穿过空气中的小水滴时，发生色散形成的，本质也是光的折射。故D正确。 故选D。 考点03 看不见的光 1. 红外线 位于可见光谱中红光的外侧，人眼看不见。 主要特性：热效应。太阳的热主要以红外线的形式传到地球。 应用：红外线探测器、红外线夜视仪、遥控器、响尾蛇捕食（利用红外线感知猎物）。 2. 紫外线 位于可见光谱中紫光的外侧，人眼看不见。 主要特性：能使荧光物质发光、能杀菌。 应用：验钞机、紫外线消毒。 注意：适量紫外线有益健康，过量会伤害皮肤，如晒伤、皮肤癌风险。 3. 臭氧层的作用 大气中的臭氧层能吸收大部分来自太阳的紫外线，保护地球上的生物。 【温馨提示】 白光通过三棱镜后发生光的色散，颜色：红橙黄绿蓝靛紫，红光以外是红外线，紫光以外是紫外线。 1．海坛校区为节约用水，厕所里安装的热感应自动水龙头。如图所示，使用峙只需把手伸到水龙头的下方，就会自动出水。这是因为人体能辐射出（　　） A．紫外线 B．红外线 C．红光 D．紫光 【答案】B 【详解】一切物体都会向周围辐射红外线，物体的温度越高，向外辐射的红外线越强。自动感应龙头接收到人体辐射的红外线后，会自动打开水阀出水，故B符合题意，ACD不符合题意。 故选B。 2．验钞机发出的“光”能使钞票上的荧光物质发光；家用电器的遥控器发出的“光”，能用来控制电风扇、电视机、空调等。对于它们发出的“光”，下列说法中正确的是（     ） A．验钞机和遥控器发出的“光”都是紫外线 B．验钞机和遥控器发出的“光”都是红外线 C．验钞机发出的“光”是紫外线，遥控器发出的“光”是红外线 D．验钞机发出的“光”是红外线，遥控器发出的“光”是紫外线 【答案】C 【详解】光的穿透能力与多种因素有关，如吸收、散射等。一般来说，波长短的光能量高，穿透能力会强一些，光谱按照波长从大到小排列如下：红外线、红橙黄绿青蓝紫等可见光、紫外线、X射线、γ射线，可见紫外线属于能量较高、穿透力较强的一类光波。而荧光的重要组成是荧光增白剂，能在紫外线光照射下发出迷人的反光，验钞机就是利用这个原理来快速分别纸张的，因此紫外线适合用于验钞机验钞。而红外线能量低、穿透力弱，红外遥控的发射电路是采用红外发光二极管来发出经过调制的红外光波。红外接收电路由红外接收二极管、三极管或硅光电池组成，它们将红外发射器发射的红外光转换为相应的电信号，再送后置放大器，因此红外线可以作为遥控器信号，故C正确，ABD错误。 故选C。 反射与折射“同时发生”时的光路判断 一、典型错误 1.认为光射到界面上时，要么只发生反射，要么只发生折射，二者不能共存。 2.在同时存在反射光和折射光的情境中，无法区分哪条是反射光线、哪条是折射光线。 二、解题通法——双向判定法 “光到界面分两路，反射同侧折射异；法线两侧须认清，反射等角折射偏。” 三、判定要点 1.光射到两种介质的界面上时，同时发生反射和折射（垂直入射时反射光原路返回，折射光方向不变）。 2.反射光线与入射光线分居法线同侧（均位于入射介质中），且反射角等于入射角。 3.折射光线与入射光线分居法线异侧（折射光线进入另一种介质），且空气中的角（入射角或折射角）更大。 水中物体成像的虚像位置判断 一、典型错误 1.认为人眼看到的鱼就是真实的鱼，未意识到看到的是虚像。 2.知道是虚像，但误认为虚像在真实物体的下方（实际在上方）。 3.叉鱼或使用激光照射时，瞄准方向判断错误。 二、解题通法——光路溯源法 “物光出水向外偏，人眼逆线寻虚像；像在物上水变浅，叉鱼需向下方向。” 三、分析步骤 1.真实光路：来自水中物体（如鱼）的光线从水斜射向空气，在界面处发生折射，折射角大于入射角（光线远离法线方向偏折）。 2.人眼接收：折射光线进入人眼，人眼依据“光沿直线传播”的经验，认为光线来自其反向延长线的交点。 3.虚像位置：反向延长线的交点位于真实物体的上方，因此人眼看到的虚像比真实物体更浅（即池水变浅、筷子向上弯折的原理与此相同）。 角度01 反射与折射同时发生的光路辨析 1．如图所示，光在空气与玻璃界面传播的光路图，三条实线光路均未标明光线类型。某同学分析得出了以下结论，其中正确的是（　　） A．AO为入射光线 B．OB 为折射光线 C．反射光线和入射光线夹角为120° D．MM'上面为玻璃 【答案】C 【详解】如图，由在反射现象中，反射角等于入射角可知 法线为 ，界面为 ，AO和OB中一条为入射光线，一条为反射光线，那么OC为折射光线。因为折射光线OC与法线的夹角（折射角）小于入射光线与法线的夹角（入射角），所以光线是从空气斜射入玻璃，即下方为玻璃，上方为空气。根据在折射现象中，折射光线和入射光线分别位于法线两侧可知，BO为入射光线，OA为反射光线，OC为折射光线；反射光线OA与入射光线OB的夹角为 ，故C正确，ABD错误。 故选C。 2．如图所示是光线在两种介质的界面处发生反射和折射的光路图，O点是入射点，介质是空气和玻璃。折射角的度数为_________°，反射角的度数为_________°，玻璃在界面的_________侧（选填“上”“下”“左”或“右”）。 【答案】 60 35 右 【详解】根据光的反射定律，反射光线、入射光线与法线在同一平面内，反射光线和入射光线分居法线两侧，反射角等于入射角。观察光路图，可判断出水平方向的直线为法线，竖直方向的直线为界面。 [1]由图可知，入射光线与界面的夹角为55°，根据入射角的定义（入射光线与法线的夹角），则入射角为 因为反射角等于入射角，所以反射角也为35°。 [2]折射光线与法线的夹角为折射角，由图可知，折射角为 [3]由于当光线从玻璃中斜射入空气中时，折射角大于入射角，而此处折射角60°大于入射角35°，所以光线是从玻璃斜射入空气，那么玻璃在界面的右侧。 3．请用学过的光学知识回答下列问题。 （1）图甲是人类首次拍到猩猩使用工具捕猎的情景。为了捉到一条鱼，猩猩用矛拼命地刺向 水里却没有成功，这主要是由于光的______，使猩猩看到水中的鱼比实际位置要______（填“深”或“浅”）。 （2）图乙是一束光在空气和玻璃两种介质的界面处同时发生反射和折射的光路图，O 点是） 射点，界面的______边是空气（选填“上”、“下”、“左”或“右”）；折射角的度数为______。 【答案】(1) 折射 浅 (2) 左 60° 【详解】（1）[1]猩猩用矛刺向水里却没有成功，这主要是由于光的折射现象。 [2]当光从水中进入空气时，折射角大于入射角，导致猩猩看到的鱼的位置比实际位置要浅。 （2）[1][2]根据乙图可知，右侧两条光线与分界面的夹角都是55°，则说明两条光线是对称的，即二者为入射和反射光线，因此界面左侧为折射光线。此时入射角为 折射角为 即折射角大于入射角，那么从其它介质射入空气中，则左侧为空气。 角度02 折射现象光路分析与判断 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 【详解】A．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； B．图中是光的反射现象，且眼睛未在水中，故B不符合题意； C．光线应射入眼睛，图中的光线方向错误，故C不符合题意； D．图中折射角大于入射角，不符合光的折射规律。故D不符合题意。 故选A。 2．下列选项中可以用如图所示的光路图解释的是（     ） A．岸上人看到水中的鱼 B．岸上人看到水中的“白云” C．水中鱼看到岸上的人 D．水中潜水员看到天空白云 【答案】B 【详解】A．如果岸上人看到水中的鱼，光线应从水中斜射入空气中，发生折射现象，故A不符合题意； B．白云在天空中，岸上人看到水中的“白云”属于平面镜成像，是光的反射现象，故B符合题意； C．水中鱼看到岸上的人，光线应从空气中斜射入水中，发生折射现象，故C不符合题意； D．水中潜水员看到天空白云，光线应从空气中斜射入水中，发生折射现象，故D不符合题意。 故选B。 3．潜在水中的潜水员能看到岸上的路灯，下列说法中错误的是（　　） A．潜水员看到灯的位置比实际位置要高些 B．潜水员看到路灯是光从水中传播到空气中的 C．潜水员潜在水中看到灯的亮度比在空气中看到的亮度要暗些 D．潜水员潜在水中用激光手电筒对准看到的路灯照射，则激光手电筒的光能照到路灯 【答案】B 【详解】AB．水中潜水员看见岸上的路灯，是路灯的光斜射到水面时，发生折射进入水中后靠近法线，进入潜水员眼睛，而潜水员逆着光的方向看上去形成的虚像，所以比实际位置高，故A正确，不符合题意；B错误，符合题意； C．光照射到水面上时会发生反射和折射现象，使得折射的光线的亮度变弱，所以潜水员潜在水中看到灯的亮度比在空气中看到的亮度要暗些，故C正确，不符合题意； D．潜水员潜在水中用激光手电筒对准看到的路灯照射，根据光路可逆可知，激光手电筒的光能照到路灯，故D正确，不符合题意。 故选B。 1．（2022·浙江台州·中考真题）光从空气斜射到水面时发生了反射和折射，光路如图，其中表示折射光线的是（　　） A．AO B．OB C．OC D．ON 【答案】C 【详解】当光由空气斜射进入水中或其它透明介质中时，折射光线向法线偏折，折射角小于入射角。由图知道，AO为入射光线，AO在空气中；OC在水中，为折射光线，故ABD不符合题意，C符合题意。 故选C。 2．（2023·浙江丽水·中考真题）下列现象中由光的折射形成的是（　　） A．  树荫下的光斑 B．  “折断”的铅笔 C．  镜中的像 D．  日食 【答案】B 【详解】A．树荫下的光斑是小孔成像现象，是光的直线传播形成的，故A不符合题意； B．“折断”的铅笔是由于光的折射形成的，故B符合题意； C．镜中的像属于平面镜成像现象，是由光的反射形成的，故C不符合题意； D．日食是由光的直线传播形成的，故D不符合题意。 故选B。 3．（2023·浙江杭州·中考真题）陶瓷茶杯底部放有一枚硬币，人移动到某一位置时看不见硬币（如图甲），往茶杯中倒入一些水后，又能够看见硬币了（如图乙）。关于“看不见”和“又看见了”两种情况，下列分析正确的是（　　） ①“看不见”是由于硬币没有反射光 ②“看不见”是由于硬币反射的光没有到达眼睛 ③“又看见了”是由于硬币反射的光通过水面的反射到达眼睛 ④“又看见了”是由于硬币反射的光通过水面的折射到达眼睛 A．①③ B．①④ C．②③ D．②④ 【答案】D 【详解】①②“看不见”是由于硬币反射的光沿直线传播，被杯沿挡住了，没有到达眼睛，故①错误，②正确； ③④“又看见了”是由于硬币反射的光，从水中斜射到空气中，发生了折射现象，折射角大于入射角，光经过水面的折射到达眼睛，故③错误，④正确； 综上所述，②④正确，故D正确，ABC错误。 故选D。 ⚡基础速刷 1．如图，人在水中看起来会变短，解释这一现象的光路是（    ） A． B． C． D． 【答案】D 【详解】人看到自己在水中“变短”是由于水中腿反射的光线由水中斜射进入空气时，在水面处发生折射，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，看到的是变浅的虚像，就会觉得自己在水中“变短”了，因此光路是从水中发出，折射后进入水面以上，故ABC不符合题意，D符合题意。 故选D。 2．今年秋假期间小沈到某地旅游写生，在当地湖面上看到了自由飞翔的鸟儿和水中欢快游动的鱼儿，则对它们成像原理描述正确的是（　　） A．鸟是光的反射原理，鱼是光的折射原理 B．鸟是光的折射原理，鱼是光的反射原理 C．鸟是光的反射原理，鱼是光的反射原理 D．鸟是光的折射原理，鱼是光的折射原理 【答案】A 【详解】平静的湖面相当于平面镜，鸟在湖面上的像是平面镜成像，是鸟身上反射的光经湖面反射后，反射光线进入人眼，人眼逆着反射光线的方向看去，所看到的鸟的虚像，其成像原理是光的反射。人看到水中的鱼，是鱼身上反射的光从水中斜射入空气中时发生折射，折射光线进入人眼，人眼逆着折射光线的方向看去，看到的是鱼的虚像，其成像原理是光的折射。故A正确，BCD错误。 故选A。 3．在盛有水的脸盆里斜着放一面镜子，然后，试着把太阳光反射到纸上。不断地调整镜子的角度，在某一个角度上就可以观察到七色的光。该活动的目的是研究（     ） A．光的直线传播 B．光的反射 C．光的折射 D．光的色散 【答案】D 【详解】当光从空气斜射入水中时，会发生折射现象，镜子和水面之间的区域相当于三棱镜，由于水对不同色光的偏折程度不同，太阳光经过水三棱镜后被分解成七色光，经镜面反射，在某一个角度上就可以观察到七色的光，该活动的目的是研究光的色散现象。 故选D。 4．如图所示，游泳池中的水面下方的光源S发出的一束光线经水面反射后，在池底产生光斑P1，折射光线在天花板上产生光斑P2。如水面下降一小段距离，则（　　） A．反射角增大 B．折射角增大 C．光斑P1右移 D．光斑P2右移 【答案】D 【详解】当水面下降时，入射光线的传播方向和传播介质不变的情况下，反射光线与折射光线都与原先的反射光线和折射光线平行，即折射角和反射角都不变，如下图所示： 由图可知，P1向左移动，P2向右移动，故ABC不符合题意，D符合题意。 故选D。 5．如图，H、L为两种透明物质之间的界线或法线所在位置，a、b、c分别为三条光线（未标方向）。下列说法正确的是（　　） A．若H上方是空气，下方是水，a是入射光线，则L是法线所在位置，c是反射光线，b是折射光线 B．若H上方是玻璃，下方是空气，c是入射光线，则L是法线所在位置，a是反射光线，b是折射光线 C．若L左侧是空气，右侧是水，b是入射光线，则H是法线所在位置，a是反射光线，c是折射光线 D．若L左侧是玻璃，右侧是空气，a是入射光线，则H是法线所在位置，b是反射光线，c是折射光线 【答案】B 【详解】由图可知，L左侧和右侧的两个角相等，根据光的反射定律，说明这两个角是反射角和入射角，则L是法线，H是界面，a、c一个是入射光线，一个是反射光线，则b为折射光线，根据光的折射规律可知，c是入射光线，a是反射光线，又因为折射角大于入射角，所以H下方是空气，上方是水或玻璃，故B符合题意，ACD不符合题意。 故选B。 6．有一种称为负折射材料的人工材料，光在这类材料中发生折射时，折射光线与入射光线位于法线的同一侧。图甲和图乙分别是笔放在水中和负折射材料中发生的折射现象。现有一束光通过某长方体透明负折射材料（如图丙）（　　） A． B． C． D． 【答案】B 【详解】由题可知，光在负折射材料中发生折射时，折射光线与入射光线位于法线的同一侧。 A．由图知，光由负折射材料进入空气时，折射光线与入射光线在法线的两侧，故A不符合题意； B．由图知，两次折射时，折射光线与入射光线都在法线的同侧，故B符合题意； C．由图知，光由空气进入负折射材料时，折射光线与入射光线在法线的两侧，故C不符合题意； D．由图知，两次折射时，折射光线与入射光线都在法线的两侧，故D不符合题意。 故选B。 7．一段废弃的竖直地下管道底部有一盏检修灯。管道内无水时，灯光在管道内壁的“形成光斑。雨后，管道内开始积水，当水面达到位置a时，检修人员从管口看到水面的光斑在P点；当积水更深，达到位置b时，看到水面上的光斑在Q点。据此判断（　　） A．P点在S点的下方，Q点在S点的上方 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点和S点重合 【答案】A 【详解】（1）往池内注水，水面升至a位置时，光在水面发生折射，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A符合题意，BCD不符合题意。 故选A。 8．泳池中一束光从水底斜射向水面，在水面发生折射，如图所示。不改变灯光的位置和角度，随着泳池匀速注水，水面上升过程中，折射角的变化趋势正确的是（　　） A． B． C． D． 【答案】D 【详解】不改变灯光的位置和角度，随着泳池匀速放水，但水面总是水平的，且法线与水面垂直，所以入射光线与水面的夹角不变，即入射角大小不变，则折射光线的方向不变，故折射角不变，故D正确，ABC错误。 故选D。 9．诗词中蕴含着科学奥秘。“潭清疑水浅，荷动知鱼散”，下列现象与“水浅”的形成原理相同的是（　　） A．立竿见影 B．小孔成像 C．海市蜃楼 D．水中倒影 【答案】C 【详解】“潭清疑水浅”中的“水浅”是光的折射现象：池底的光从水斜射入空气时发生折射，人眼逆着折射光线看去，会看到比实际位置更浅的虚像。 AB．立竿见影、小孔成像，原理都是光的直线传播，故AB不符合题意； C．海市蜃楼是光在不均匀的大气中传播时发生折射形成的，和“水浅”的原理相同，故C符合题意； D．水中倒影是平面镜成像，原理是光的反射，故D不符合题意。 故选C。 10．钻石是一类金刚石，其价值和璀璨夺目的效果离不开切割加工技术。请回答： （1）图一中，将白光照射到钻石上，在另一侧会出现五颜六色的色带，这是光的_______现象，其原理与_______（填“闪电”“日食”或“彩虹”）的形成原理一致。 （2）图二是不同加工方式所得的钻石样品及其检验的光路示意图。在相同光照条件下，从正面观察，感觉最亮的钻石样品是_______。 【答案】(1) 色散 彩虹 (2)A 【详解】（1）[1][2]钻石上出现五颜六色色带，是因为白光被分解成多种色光，这是光的色散现象。彩虹是阳光穿过雨滴时发生折射、反射等，白光被分解成七色光，与钻石上色散原理一致。闪电是云层间放电现象，日食是光沿直线传播形成，原理不同。 （2）从正面观察，光线进入钻石后，反射光线能更多从正面射出的钻石样品感觉最亮。观察图二光路示意图，A样品的光线反射后，从正面射出的光线相对最多。 🚀能力跃升 1．真实的光束是没有“箭头”的，如图是光在空气和水的界面上发生反射和折射时的三束光束。为了判断光是从空气斜射入水中的，下列事实中不能作为其判断依据的是（     ） A．空气一侧有两束光束 B．三束光束在同一平面内 C．光束AO明显比其余两束光束亮 D．光束AO与其余两束光束分居左右两侧 【答案】B 【详解】A．根据反射光和入射光在同一种介质中，则空气一侧有两束光束，可以确定光是从空气斜射入水中的，可以判断，故A不符合题意； B．无论从哪种介质斜射入哪种介质、入射光、反射光、折射光和法线都在同一平面内，根据三束光束在同一平面内不能判断，故B符合题意； C．光发生反射和折射时，亮度会改变，光束AO明显比其余两束光束亮，确定AO是入射光，可以判断，故C不符合题意； D．根据反射定律和折射规律，反射光和折射光都和入射光在法线的两侧，因而光束AO与其余两束光束分居左右两侧可以确定AO是入射光，可以判断光是从空气斜射入水中的，故D不符合题意。 故选B。 2．下列是关于光现象的一些说法，其中正确的是（    ） A．植物的叶片呈现绿色，说明植物最喜欢吸收绿光 B．当一个物体温度升高时，它所辐射的红外线就会增强 C．紫外线消毒灯工作时会发出紫光，说明紫外线是紫色的 D．将红橙黄绿蓝靛紫七种单色光按一定比例混合就是阳光 【答案】B 【详解】A．植物的叶片呈现绿色，是因为植物反射绿光，而不是最喜欢吸收绿光，故A错误； B．当一个物体温度升高时，它所辐射的红外线就会增强，故B正确 C．紫外线消毒灯工作时会发出紫光，但紫外线是不可见光，不是紫色的，故C错误； D．将红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫七种单色光按一定比例混合可以得到白光，而阳光是复色光，包含多种成分，不是简单的这七种单色光按一定比例混合就是阳光，故D错误。 故选B。 3．小科同学在探究“光在不同介质之间的折射规律”时，用到的器材及实验装置如图甲所示。他先探究了光由空气进入玻璃的情形，并将得到的实验数据记录在表中： 入射角α/° 0 15 30 45 60 75 90 折射角γ/° ？ 9.8 19.7 28.3 35.3 40.6 41.8 （1）表格中“？”处的数据是___________。 （2）根据表格中的实验数据可以得出的结论是_________________________________________（任写一点）。 （3）小科实验时发现，当光从玻璃射向空气，且入射角增大到41.8°时，折射光线消失，只存在入射光线与反射光线，即出现光的全反射，此时的入射角叫做这种物质的临界角。现有一个三棱镜由上述玻璃制成，一束光垂直于三棱镜的一个面射入，如图乙所示，则关于这束光经过三棱镜后的光路图，其中正确的是___________（填字母编号）。 【答案】(1)0 (2)当光由空气斜射入玻璃中时，折射角小于入射角 (3)C 【详解】（1）光线从空气中垂直射入水中，光线的方向不发生改变，入射角等于0°，折射角等于0°，表格中“？”处的数据是0。 （2）由表中数据可知，折射角随入射角的增大而增大，但折射角小于入射角；可得结论：当光由空气斜射入玻璃中时，折射角小于入射角。 （3）由于光由一种介质垂直射入另一种介质中，不发生折射，因此光线垂直射到三棱镜的直角边后，传播方向不变，直接到达三棱镜的斜边，入射角为45°；由于光从玻璃射向空气，入射角增大到41.8°时，折射光线消失，只存在入射光线与反射光线，因此光线在三棱镜斜边只发生反射，根据反射现象中，反射角等于入射角可知，反射光线垂直另一个直角边，从另一个直角边垂直射出，故C正确，ABD错误。 故选C。 4．在探究“光从空气斜射入水和油时，哪种液体对光的偏折本领较大”的实验中，小科提出如下实验方案：先让一束入射光从空气直接斜射入透明的空水槽中，记录下水槽底部光斑位置（如图甲所示）；接着分别倒入水和油，记录对应的光斑位置，图乙是小科的实验过程。 （1）水槽中的水位从图A位置到图B位置的过程中，光斑的位置向_______移动。 （2）要实现探究目的，他们应选择图乙中的_______（填字母序号）两图示实验。 （3）小科同学正确实验后，所记录的三次光斑的相对位置如图丙所示，经分析可知：光从空气斜射入水和油时，_______对光的偏折本领较大。 （4）最近学校新建成一个喷水池，在池底的中央安装一只射灯（如图丁）。经过连续几天观察，晓霞同学发现：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；池内水面升至a位置时，她在池旁看到亮斑的位置在P点；水面升至b 位置时，她看到亮斑的位置在 Q点。则____ A．P 点在 S 点的下方 B．P 点在 S 点的上方 C．Q 点在 S点的上方 D．Q点在 S点的下方 【答案】(1)右 (2)BD (3)油 (4)AC 【详解】（1）光从空气斜射入水时，折射角小于入射角；水位升高过程中，入射点随水位升高向右上方移动，折射光线整体右移，因此水槽底部光斑向右移动。 （2）本实验需要控制变量，探究不同液体的偏折能力时，需要保证液面高度、入射光的入射角、入射点位置都相同，只改变液体种类，因此应选择B、D两图。 （3）液体对光的偏折本领越大，相同条件下光斑相对于原空气光斑的偏移量越大；由图丙可知，油中光斑的偏移量更大，说明油对光的偏折本领更大。 （4） ① 水面升至a位置（高度低于S）：光从水斜射入空气，折射角大于入射角，折射光线向下偏折，因此亮斑P在S点的下方，故A正确，B错误； ② 水面升至b位置（高度高于S）：光在水中沿直线传播到池壁的S点，S点的反射光从水斜射入空气，人逆着折射光线看，虚像Q比实际S点位置偏高，因此Q在S点的上方，故C正确，D错误。 故选AC。 5．看图回答问题。 （1）习习在鱼缸旁看到鱼在B点处，他想要捞到鱼，应该瞄准________点。 （2）鱼在水中看到习习的眼睛位置（　　） A．比实际位置低 B．比实际位置高 C．与实际位置相同 D．无法比较 （3）唐代诗人储光曦在《钓鱼湾》中写到：“潭清疑水浅。”这句诗的意思是清澈的水看起来要比实际________（填“深”或“浅”），这是光的 造成的。 A．折射　　 B．直射 C．反射　　 D．散射 【答案】(1)C (2)B (3) 浅 A 【详解】（1）看到水中的鱼是由于光线从水中通过空气折射进入了人的眼睛，折射角大于入射角，看到鱼的虚像，且看到的位置比实际位置偏高，他想要捞到鱼，应该瞄准C点。 （2）习习的眼睛反射的光从空气斜射入水中，折射角小于入射角，进入鱼的眼睛，看到眼睛的虚像，看到的位置比实际位置偏高，故选B。 （3）[1][2]“潭清疑水浅。”意思是清澈的水看起来要比实际池底的浅，光线由水中斜射到空气中时，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，就会觉得池底变浅了。 🌟思维挑战 1．小嘉在探究光的折射规律时，意外发现：当光沿某方向从半圆玻璃砖射向空气时，折射光消失而反射光却变得更亮（如图1），老师告诉他这是光的全反射现象。课后，小嘉塞查到光从玻璃射向空气时的一些数据如下表所示： 入射角i 0° 10° 20° 30° 40° 41.2° 41.8° 42° 折射角r 0° 15.2° 30.9° 48.6° 74.6° 81° 90° / 反射能量 5% 7% 26% 43% 77% 84% 100% 100% （1）分析以上数据可知光从玻璃射向空气时，折射角随入射角的变化关系是：折射角随入射角的增大而 _______。 （2）由表格数据可知：图2中能反映上述实验中的入射角与折射角之间的关系的是_____（选填“a”或“b”），其理由是_______________________________________________________。 （3）当光从空气斜射向玻璃时，不能发生全反射现象，原因是折射角_____入射角。（选填“＞”“＝”或“＜”） （4）利用这个原理，工程师制造出了光导纤维，结合题目信息，简要说明光导纤维在传播信息过程中有哪些优势_______________________________________________________________？ 【答案】(1)增大 (2) a 见解析 (3)＜ (4)见解析 【详解】（1）分析表中数据可知，光从玻璃斜射向空气时，折射角随着入射角的增大而增大，反射能量也随着入射角的增大而增大。 （2）[1][2]光从玻璃斜射向空气时，折射角随着入射角的增大而增大，且折射角总大于入射角；图线b中，当入射角等于45°时，折射角也等于45°；图线a中的折射角始终大于入射角，且入射角接近45°时，折射角达到90°，即发生全反射，符合题意，因此图线a反映了折射角与入射角的关系。 （3）根据光路可逆，当光从空气斜射向玻璃时，折射角小于入射角，因此折射光线不能消失，则不能发生全反射现象。 （4）根据表格数据可知，发生全反射时，能量几乎没有损失，所以用光纤传导信息的优点是：能量损失少，可以进行远距离传输。 2 / 14 学科网（北京）股份有限公司 $