4.4 光的折射 讲义 2026-2027学年 人教版八年级上册物理

本讲义聚焦光的折射核心知识点，系统梳理折射现象概念、折射角定义，以及光从空气斜射入介质（折射角小于入射角）、从介质斜射入空气（折射角大于入射角）和垂直入射（方向不变）的规律，结合水中鱼位置变浅等生活现象，构建从概念到规律再到应用的学习支架。 资料亮点在于融合物理观念与科学思维，通过“潭清疑水浅”等例题辨析折射现象，实验探究题（如探究玻璃斜射空气规律）培养科学探究能力，口诀与思维导图助力规律记忆，科学精神部分引入费马原理渗透科学本质观。课中辅助教师教学，课后小测验与演练帮助学生查漏补缺。

4.4 光的折射 讲义 ( 学 习目标 ) 1.认识光的折射现象. 2.掌握光从空气射入水或其他介质时、光从水或其他介质射入空气时的偏折规律. 3.会用折射原理解释光的折射现象. ( 自 学 知识点梳理 ) 阅读本节课教材，参考教材完成教师给出的知识点问题的填空： 知识点1. 折射现象 1.概念：光从一种介质斜射入另一种介质时，传播方向发生　 的现象。 2.折射角：折射光线和　 间的夹角。 知识点2. 光的折射规律 在光的折射中，入射光线、折射光线和　 在同一平面内，入射光线和折射光线分居　 的两侧。光从空气斜射入水或其他介质时，折射角　 入射角；光从水或其它介质斜射入空气中时，折射角　 入射角，折射角随入射角的增大而增大；当光从空气垂直射入水或其他介质中时，传播方向　 ，折射角、反射角和入射角都等于　 。 知识点3. 生活中的折射现象 （1） 水中的鱼的位置看起来比实际位置　 一些；由于光的折射，池水看起来比实际的　 一些； （2） 水中的人看岸上的景物的位置比实际位置　 些；透过厚玻璃看钢笔，笔杆好像弯折了；斜放在水中的筷子好像　 弯折了。 ( 考点例题精 讲 ) 考点1. 光的折射现象 【例题1】图所示的光现象中，与“潭清疑水浅”中“水浅”形成原理相同的是（　　） A. 水中倒影 B. 手影形成 C. 筷子“弯折” D. 激光准直 考点2. 折射现象做光路图 【例题2】请在图中画出光线AO从空气斜射入水中时的折射光线。 考点3. 折射规律应用 【例题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CO入射，将沿OA和OB射出 ( 对点演 练 ) 【演练1】如图的光现象中，由于光的折射形成的是（　　） A.屏上的皮影 B.水中的倒影 C.水里的“折筷” D.镜中的花瓶 【演练2】小凯学习完《光现象》之后，兴致勃勃地回家给妹妹表演了一个小魔术。他先让妹妹站定，在她面前摆一只“空碗”（如图甲所示），然后缓慢地往碗里倒水，成功地给妹妹“变”出了一枚硬币（如图乙所示）。魔术的成功是利用了（　　） A. 光的反射 B. 光的折射 C. 光的直线传播 D. 光的色散 【演练3】人在岸上透过池水看池塘底部，下列光路图正确的是（　　） A. B. C D. ( 解题方法归纳 ) 1. 光的折射规律口诀 光线斜射交界面，发射折射同时现， 折射两角空中大，反射两角相等见， 都是三线共一面，都是法线居中间。 垂直反射原路返，垂直进入道不偏。 反射折射成虚像，眼睛不会急转弯。 还有一条别忘记，反射折射都可逆。 注释： ①光斜射到空气和其它透明介质的界面上，同时发生发射和折射现象。 ②光在空气和其它透明物质的界面发生折射时，折射角和入射角比较，在空气中的那个角大；光的反射中，反射角和入射角相等。 ③在反射现象中，法线在反射光线和入射光线之间。和折射现象中，法线是在折射光线和入射光线之间。 ④光的反射中，垂直入射时，反射光线原路返回。光的折射中，入射光线垂直界面入射，传播方向不变。 ⑤反射和折射成虚像，都是眼睛按照光沿直线传播的经验看到的。看到的虚像是反射光线或者折射光线的反向延长线会聚而成的。 ⑥光的反射和折射现象中光路都是可逆的。 2.记忆课节知识思维导图 ( 课时减负课外小测验 ) （满分100分，答题时间45分钟，根据下面给出的试题答案与解析自测自评） 一、选择题（每小题5分，共30分） 1.如图所示的光现象中，由于光的折射形成的是（　　） A. 日晷上呈现针的影子 B. 景物在镜中成像 C. 鸟巢在水中形成倒影 D. 筷子好像在水面处弯折 2. 鸟儿白天会将玻璃幕墙看成蓝天白云，黄昏会透过玻璃看到明亮室内的绿色植物，导致其贸然飞往撞击受伤，鸟儿在如图所示位置所见情景，是因为在玻璃与空气分界面处分别发生（　　） A. 光的反射，光的折射 B. 光的折射，光的反射 C. 光的反射，光的直线传播 D. 光的直线传播，光的折射 3.光从玻璃射向空气中，在玻璃与空气的交界面上发生折射和反射，以下符合实际情况的是（　　） A． B． C． D． 4.如图，向右匀速行驶的动车桌面上有杯水，一束光斜射到水面上，保持人射光方向不变。动车减速时（　　） A. 入射角不变，折射角不变 B. 入射角变小，折射角变小 C. 入射角变大，折射角变大 D. 入射角变大，折射角变小 5. 在天宫课堂中，航天员王亚平将空气注入水球，形成的气泡球与水球的球心都在O点。一束光线从空气射入水球的光路如图所示，其中球心O与入射点的连线为法线。则进入气泡球的折射光线可能为（　　） A. ① B. ② C. ③ D. ④ 6．遂宁的清晨风景如画，涪江上薄雾缥缈，当太阳升起，薄雾散去，江岸大树拖着长长的影子，几只白鹭从江面轻快地掠过，水下的沙石清晰可见对这些场景的形成解释不正确的是（　　） A．“薄雾”的形成是水蒸气的液化现象，“薄雾散去”是水的汽化现象 B．大树的影子是光的直线传播形成的 C．看见水下的“沙石”是光发生折射形成的实像 D．白鹭飞翔时，翅膀上方空气流速大于下方，使上方的压强小于下方，从而形成升力 二、填空题（每空3分，共30分） 1．君君中午一进家门就激动地喊道：“妈妈快看，太阳好漂亮！”妈妈到阳台往天空一看，原来达州上空出现了漂亮的日晕。日晕，又叫圆虹，是一种大气光学现象。它形成的原因是：在高空中有卷层云时，高空中会飘浮着无数由水蒸气 　　（填物态变化）成的冰晶，当光线射入卷层云中的冰晶后会发生反射和 　　，太阳光被分解成红、黄、绿、紫等多种色光，这样太阳周围就出现一个巨大的彩色光环，称为晕。 3. 如图所示，光在水和空气的界面CD同时发生反射和折射，入射角为 ______度，折射角为______度，界面CD上面的介质是______。 3. 孤艳阳下的天德湖畔树影婆娑，水中的鹅卵石清晰可见，湖面上的小鸟上下翻飞，景色美不胜收！其中地面上的树影是由光的_______形成的，游人看到水中的鹅卵石是光的______形成的，小鸟从水面飞上树梢，它在水中所成的像到水面距离的大小变化情况是_______。 4．《康熙几暇格物编•蒙气》中记载：“置钱碗底，远视若无，及盛满水时，则钱随水光而显见矣。”这描述的是光的　 　（选填“反射”或“折射”）现象。当看到钱在水中的像时，像的位置比物体的实际位置　 　（选填“高”或“低”）。 三、作图题（每小题4分，共12分） 1.请在下图中画出折射光线的大致位置。 2. 如图所示，光从空气斜射入玻璃，请在图中画出反射光线和折射光线的大致位置。 3. 请在图中画出折射光线； 4.如图所示，一束光从水斜射入空气中，已知入射光AO，请画出它的反射光线OB和折射光线OC的大致方向。 四、实验探究题（共28分） 1. （16分）在“探究光从玻璃斜射入空气的折射规律”的实验中，小东借助激光笔、半圆形玻璃块和带刻度的光具盘完成了实验，观察到如图所示的1、2、3三条光束，并在光具盘上用笔描出了对应的光路。 （1）图中的折射角大小为_______； （2）根据实验现象初步发现，光从玻璃斜射入空气时，折射角___（选填“>”、“=”或“<”）入射角； （3）现在要探究光的折射现象中光路是否可逆，具体的操作是_______，如果看到________现象，就可证明光路是可逆的。 2．（12分）光从空气斜射入水和玻璃时都会发生折射现象，但是水和玻璃的折射情况会相同吗？为了探究这个问题，小华选择了光屏、透明玻璃砖、水槽、激光电筒等器材进行实验。他在光屏上画出互相垂直的NN'和MM'两条线段并相交于O点，如图甲所示。 （1）小华将玻璃砖的一个表面与MM'齐平放置，让激光电筒发出的光线从A点到O点入射，他看到了如图乙所示的光路（AO、OC为同一直线），你认为出现光线OC是因为_____所致，鉴于本实验的目的，此时最应该记录的两条光线是________。 （2）接下来他要观察光从空气中进入水中的情况，他将光屏竖直放入水槽中，（使线段MM'水平）并向水槽中慢慢注水至水面与MM'齐平，入射光线应该从A点向O点射入，这是为了保证_______，其实本实验小华还考虑了入射光线所在一侧的________相同。 （3）小华最终在光屏上记录下了如丙所示的光路图（OE为水中的折射光线），通过分析光路，你认为玻璃和水这两种介质对光的偏折能力较强的是________。 （4）若用激光以相同的入射角分别从玻璃和水中斜射入空气中，则_____射出的折射光线更远离法线。 ( 科学精神与担当 ) 费马原理 费马原理（Fermat's principle）最早由法国科学家皮埃尔·德·费马在1662年提出：光传播的路径是光程取极值的路径。这个极值可能是极大值、极小值，甚至是函数的拐点。 最初提出时，又名“最短时间原理”：光线传播的路径是需时最少的路径。费马原理更正确的称谓应是“平稳时间原理”：光沿着所需时间为平稳的路径传播。所谓的平稳是数学上的微分概念，可以理解为一阶导数为零，它可以是极大值、极小值甚至是拐点。在数值上，光程等于介质折射率乘以光在介质中传播的路程。 4.4 光的折射 讲义 ( 学 习目标 ) 1.认识光的折射现象. 2.掌握光从空气射入水或其他介质时、光从水或其他介质射入空气时的偏折规律. 3.会用折射原理解释光的折射现象. ( 自 学 知识点梳理 ) 阅读本节课教材，参考教材完成教师给出的知识点问题的填空： 知识点1. 折射现象 1.概念：光从一种介质斜射入另一种介质时，传播方向发生偏折的现象。 2.折射角：折射光线和法线间的夹角。 知识点2. 光的折射规律 在光的折射中，入射光线、折射光线和法线在同一平面内，入射光线和折射光线分居法线的两侧。光从空气斜射入水或其他介质时，折射角小于入射角；光从水或其它介质斜射入空气中时，折射角大于入射角，折射角随入射角的增大而增大；当光从空气垂直射入水或其他介质中时，传播方向不变，折射角、反射角和入射角都等于0°。 知识点3. 生活中的折射现象 （3） 水中的鱼的位置看起来比实际位置浅一些；由于光的折射，池水看起来比实际的浅一些； （4） 水中的人看岸上的景物的位置比实际位置远些；透过厚玻璃看钢笔，笔杆好像弯折了；斜放在水中的筷子好像向下弯折了。 ( 考点例题精 讲 ) 考点1. 光的折射现象 【例题1】图所示的光现象中，与“潭清疑水浅”中“水浅”形成原理相同的是（　　） A. 水中倒影 B. 手影形成 C. 筷子“弯折” D. 激光准直 【答案】C 【解析】“潭清疑水浅”指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．平面的水面相当于平面镜，水中倒影为平面镜成像，属于光的反射，故A不符合题意； B．光在均匀空气中沿直线传播，手挡住了光的传播而在光不能到达的区域形成手的影子，故B不符合题意； C．筷子“弯折”，看到水中的“筷子”，是由于光的折射形成的虚像，故C符合题意； D．激光准直说明光在同种均匀介质中沿直线传播，故D不符合题意。 故选C。 考点2. 折射现象做光路图 【例题2】请在图中画出光线AO从空气斜射入水中时的折射光线。 【答案】如图所示。 【解析】首先过入射点O画出法线，然后根据光的折射规律：折射角小于入射角画出折射光线，如图所示。 考点3. 折射规律应用 【例题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。 ( 对点演 练 ) 【演练1】如图的光现象中，由于光的折射形成的是（　　） A.屏上的皮影 B.水中的倒影 C.水里的“折筷” D.镜中的花瓶 【答案】C 【解析】A．屏上的皮影，是由光在同种均匀介质中沿直线传播形成的，故A不符合题意； B．平静的水面相当于平面镜，桥在水中形成“倒影”是平面镜成像，平面镜成像是光的反射现象，故B不符合题意； C．根据光的折射规律可知，当光从水中斜射入空气中时，折射角大于入射角，折射光线向远离法线的方向偏折，出现了插入水中的筷子向上弯折的现象，故C符合题意； D．花瓶在平面镜中像属于光的反射现象。故D不符合题意。故选C。 【演练2】小凯学习完《光现象》之后，兴致勃勃地回家给妹妹表演了一个小魔术。他先让妹妹站定，在她面前摆一只“空碗”（如图甲所示），然后缓慢地往碗里倒水，成功地给妹妹“变”出了一枚硬币（如图乙所示）。魔术的成功是利用了（　　） 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 【解析】当碗里没水的时候，硬币反射的光被碗壁挡住了，所以在一定位置看不见；当碗中倒入水后，硬币反射的光在水面发生折射，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，所以就能看见硬币了，这是利用了光的折射，故B符合题意，ACD不符合题意。故选B。 【演练3】人在岸上透过池水看池塘底部，下列光路图正确的是（　　） A. B. C D. 【答案】D 【解析】人在岸上透过池水看池塘底部，是池塘底部发出的光线从水中射入空气中时，在水面上发生折射，折射角大于入射角，折射光线远离法线，故ABC错误，D正确。故选D。 ( 解题方法归纳 ) 1. 光的折射规律口诀 光线斜射交界面，发射折射同时现， 折射两角空中大，反射两角相等见， 都是三线共一面，都是法线居中间。 垂直反射原路返，垂直进入道不偏。 反射折射成虚像，眼睛不会急转弯。 还有一条别忘记，反射折射都可逆。 注释： ①光斜射到空气和其它透明介质的界面上，同时发生发射和折射现象。 ②光在空气和其它透明物质的界面发生折射时，折射角和入射角比较，在空气中的那个角大；光的反射中，反射角和入射角相等。 ③在反射现象中，法线在反射光线和入射光线之间。和折射现象中，法线是在折射光线和入射光线之间。 ④光的反射中，垂直入射时，反射光线原路返回。光的折射中，入射光线垂直界面入射，传播方向不变。 ⑤反射和折射成虚像，都是眼睛按照光沿直线传播的经验看到的。看到的虚像是反射光线或者折射光线的反向延长线会聚而成的。 ⑥光的反射和折射现象中光路都是可逆的。 2.记忆课节知识思维导图 ( 课时减负课外小 测 验 ) （满分100分，答题时间45分钟，根据下面给出的试题答案与解析自测自评） 一、选择题（每小题5分，共30分） 1.如图所示的光现象中，由于光的折射形成的是（　　） A. 日晷上呈现针的影子 B. 景物在镜中成像 C. 鸟巢在水中形成倒影 D. 筷子好像在水面处弯折 【答案】D 【解析】A．影子的形成是由于光的直线传播，故A不符合题意； B．景物在镜子中成的像是由于光的反射，故B不符合题意； C．鸟巢在水中形成的倒影是由于光的反射，故C不符合题意； D．筷子看起来弯折，是由于光从水中进入到空气中时，发生了折射，故D符合题意。 2. 鸟儿白天会将玻璃幕墙看成蓝天白云，黄昏会透过玻璃看到明亮室内的绿色植物，导致其贸然飞往撞击受伤，鸟儿在如图所示位置所见情景，是因为在玻璃与空气分界面处分别发生（　　） A. 光的反射，光的折射 B. 光的折射，光的反射 C. 光的反射，光的直线传播 D. 光的直线传播，光的折射 【答案】A 【解析】鸟儿白天将玻璃幕墙看成蓝天白云，相当于平面镜成像，是光的反射现象；黄昏透过玻璃看到明亮室内的绿色植物，植物反射光透过玻璃，是光的折射现象，故A符合题意，BCD不符合题意。故选A。 3.光从玻璃射向空气中，在玻璃与空气的交界面上发生折射和反射，以下符合实际情况的是（　　） A． B． C． D． 【答案】D 【解析】A.图中描述的是光从玻璃斜射入空气中的情境，反射光线的方向错误，不符合反射 定律；折射角小于入射角，不符合折射定律，故A图不正确。 B.图中描述的是光从空气斜射入玻璃中的情境，反射光线的方向错误，不符合反射定律； 折射角大于入射角，符合折射定律，故B图不正确。 C.图中描述的是光从空气斜射入玻璃中的情境，反射角等于入射角，符合反射定律；折射 角等于入射角，不符合折射定律，故C图不正确。 D.图中描述的是光从空气斜射入玻璃中的情境，反射角等于入射角，符合反射定律；折射角大于入射角，符合折射定律，故D图正确。 4.如图，向右匀速行驶的动车桌面上有杯水，一束光斜射到水面上，保持人射光方向不变。动车减速时（　　） A. 入射角不变，折射角不变 B. 入射角变小，折射角变小 C. 入射角变大，折射角变大 D. 入射角变大，折射角变小 【答案】C 【解析】动车减速，杯中水由于惯性还要保持原来的运动状态，所以杯中水面向前倾斜，入射光的方向不变，所以入射角变大，折射角随入射角变大而变大，故ABD错误；C正确。 5. 在天宫课堂中，航天员王亚平将空气注入水球，形成的气泡球与水球的球心都在O点。一束光线从空气射入水球的光路如图所示，其中球心O与入射点的连线为法线。则进入气泡球的折射光线可能为（　　） A. ① B. ② C. ③ D. ④ 【答案】A 【解析】 如图所示，连接O2与O，即为第二次折射的法线； B．从水中斜射入空气，会发生偏折，而②是传播方向不变，故B不符合题意； C．从水中斜射入空气，折射角大于入射角，故C不符合题意； D．根据折射光线与入射光线分居法线两侧，故D不符合题意； A．综上所述，只有①满足折射光线与入射光线分居法线两侧，且折射角大于入射角，故A符合题意。故选A。 6．遂宁的清晨风景如画，涪江上薄雾缥缈，当太阳升起，薄雾散去，江岸大树拖着长长的影子，几只白鹭从江面轻快地掠过，水下的沙石清晰可见对这些场景的形成解释不正确的是（　　） A．“薄雾”的形成是水蒸气的液化现象，“薄雾散去”是水的汽化现象 B．大树的影子是光的直线传播形成的 C．看见水下的“沙石”是光发生折射形成的实像 D．白鹭飞翔时，翅膀上方空气流速大于下方，使上方的压强小于下方，从而形成升力 【答案】C 【解析】（1）物质由气态变成液态的现象叫做液化；物质由液态变成气态的现象叫做汽化； （2）光在同种、均匀、透明介质中沿直线传播； （3）光从水或者其他介质斜射入空气中时，折射光线向远离法线的方向偏折，人逆着射来的光线看去，可看到物体的虚像； （4）流体压强与流速的关系：流速大的地方压强小，流速小的地方压强大。 A.“薄雾”的形成是水蒸气液化形成的小水滴；“薄雾散去”是小水滴汽化为水蒸气，故A正确； B.大树的影子是光的直线传播形成的，故B正确； C.看见水下的“沙石”是光发生折射形成的虚像，而不是实像，故C错误； D.白鹭飞翔时，翅膀上方空气流速大于下方，流速大的地方压强小、流速小的地方压强大，所以翅膀上方的压强小于下方，从而形成了翅膀的升力，故D正确。 二、填空题（每空3分，共30分） 1．君君中午一进家门就激动地喊道：“妈妈快看，太阳好漂亮！”妈妈到阳台往天空一看，原来达州上空出现了漂亮的日晕。日晕，又叫圆虹，是一种大气光学现象。它形成的原因是：在高空中有卷层云时，高空中会飘浮着无数由水蒸气 　　（填物态变化）成的冰晶，当光线射入卷层云中的冰晶后会发生反射和 　　，太阳光被分解成红、黄、绿、紫等多种色光，这样太阳周围就出现一个巨大的彩色光环，称为晕。 【答案】凝华；折射。 【解析】（1）水蒸气遇冷形成小冰晶是凝华现象； （2）太阳光能穿过云层在小冰晶上发生折射，看上去在太阳的周围出现一个圆圈，由内而外呈红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫七种颜色，这就是日晕，是光的色散现象。 3. 如图所示，光在水和空气的界面CD同时发生反射和折射，入射角为 ______度，折射角为______度，界面CD上面的介质是______。 【答案】 30 42 空气 【解析】如图CD是界面，∠AOC＝60°，则∠BOD＝60°，所以入射角为 而∠COE＝48°，则折射角为 因折射角大于入射角，所以CD上边是空气，下边是水。 3. 孤艳阳下的天德湖畔树影婆娑，水中的鹅卵石清晰可见，湖面上的小鸟上下翻飞，景色美不胜收！其中地面上的树影是由光的_______形成的，游人看到水中的鹅卵石是光的______形成的，小鸟从水面飞上树梢，它在水中所成的像到水面距离的大小变化情况是_______。 【答案】直线传播 折射 变大 【解析】地面上的树影是光照射到不透明的物体，光照射不到的地方形成的黑暗区域，故是光的直线传播形成的。 水中的鹅卵石反射的光线由水中斜射入空气中时，在水面处发生折射，人眼逆着折射光线看过去，就看到了鹅卵石的像，故人看到鹅卵石是光的折射形成的。 小鸟在水中所成的像属于平面镜成像，像和物体到水面的距离相等，小鸟从水面飞上树梢，物距增大，故像到水面的距离增大。 4．《康熙几暇格物编•蒙气》中记载：“置钱碗底，远视若无，及盛满水时，则钱随水光而显见矣。”这描述的是光的　 　（选填“反射”或“折射”）现象。当看到钱在水中的像时，像的位置比物体的实际位置　 　（选填“高”或“低”）。 【答案】折射； 高。 【解析】钱反射出的光线被碗侧壁挡住，人看不见钱了，倒入一些水后，钱反射的光线从水中斜射入空气中时，在水面处发生折射，折射光线远离法线方向，人眼逆着折射光线看去，看到的是变高的钱的像。 三、作图题（每小题4分，共12分） 1.请在下图中画出折射光线的大致位置。 【答案】如图所示。 【解析】首先通过入射点做垂直于分界面的法线，然后在法线右侧水里面根据“折射角小于入射角”画出折射光线的大致位置。 2. 如图所示，光从空气斜射入玻璃，请在图中画出反射光线和折射光线的大致位置。 【答案】 【解析】首先过入射点垂直于界面作出法线，然后在空气中法线的另一侧作出反射光线，注意反射角等于入射角；再在玻璃中法线的另一侧作出折射光线，注意折射角小于入射角，如图。 3. 请在图中画出折射光线； 【答案】如图所示。 【解析】首先过入射点做出法线，由于光从空气斜射入玻璃中，所以，折射角小于入射角，即折射光线靠近法线，故光路大致如图。 4.如图所示，一束光从水斜射入空气中，已知入射光AO，请画出它的反射光线OB和折射光线OC的大致方向。 【答案】如图所示。 【解析】在法线右侧根据反射角等于入射角画出对应的反射光线OB；光从水中斜射入空气中，折射角大于入射角，在法线右侧的空气中画出对应的折射光线OC。 四、实验探究题（共28分） 1. （16分）在“探究光从玻璃斜射入空气的折射规律”的实验中，小东借助激光笔、半圆形玻璃块和带刻度的光具盘完成了实验，观察到如图所示的1、2、3三条光束，并在光具盘上用笔描出了对应的光路。 （1）图中的折射角大小为_______； （2）根据实验现象初步发现，光从玻璃斜射入空气时，折射角___（选填“>”、“=”或“<”）入射角； （3）现在要探究光的折射现象中光路是否可逆，具体的操作是_______，如果看到________现象，就可证明光路是可逆的。 【答案】 （1）80° （2）> （3）让入射光沿光路2射入 折射光从光路1射出 【解析】（1）由图可知，光束1是入射光，光束3是反射光，光束2是折射光。光束1和3中间所夹的直线为法线，与玻璃砖底面一致的直线为界面，折射光线与法线的夹角为折射角，则折射角为80°。 （2）由图可知，反射角约为40°，由光的反射定律可知，反射角等于入射角，则入射角为40°，因此折射角大于入射角。 （3）要探究光的折射现象中光路是否可逆，则只需让入射光沿折射光（光路2）入射到玻璃砖，若看到折射光沿光路1射出，就能说明折射现象中光路是可逆的。 2．（12分）光从空气斜射入水和玻璃时都会发生折射现象，但是水和玻璃的折射情况会相同吗？为了探究这个问题，小华选择了光屏、透明玻璃砖、水槽、激光电筒等器材进行实验。他在光屏上画出互相垂直的NN'和MM'两条线段并相交于O点，如图甲所示。 （1）小华将玻璃砖的一个表面与MM'齐平放置，让激光电筒发出的光线从A点到O点入射，他看到了如图乙所示的光路（AO、OC为同一直线），你认为出现光线OC是因为_____所致，鉴于本实验的目的，此时最应该记录的两条光线是________。 （2）接下来他要观察光从空气中进入水中的情况，他将光屏竖直放入水槽中，（使线段MM'水平）并向水槽中慢慢注水至水面与MM'齐平，入射光线应该从A点向O点射入，这是为了保证_______，其实本实验小华还考虑了入射光线所在一侧的________相同。 （3）小华最终在光屏上记录下了如丙所示的光路图（OE为水中的折射光线），通过分析光路，你认为玻璃和水这两种介质对光的偏折能力较强的是________。 （4）若用激光以相同的入射角分别从玻璃和水中斜射入空气中，则_____射出的折射光线更远离法线。 【答案】（1）有部分光线并没有通过玻璃砖，而依旧在空气中传播；AO和OB；（2）入射光线重合；入射角；（3）玻璃；（4）玻璃。 【解析】（1）光线AO到OC，光的传播路线没有改变，说明光在同一种均匀介质中传播，所以可以判断有部分光线并没有通过玻璃砖，而依旧在空气中传播。 本实验探究光的折射规律，要记录光的折射光线和入射光线，所以要记录的两条光线是AO和OB。 （2）探究光在玻璃和水的折射能力，要控制入射光线相同，入射角相同，观察折射光线和折射角的变化情况，所以入射光线应从A点向O点射入，这是为了保证入射光线重合，入射角相同。 （3）如乙丙图，当光在空气中传播时AO入射，OC传播；当光线从空气斜射入水中，AO入射，OE传播；当光线从空气斜射入玻璃中，AO入射，OB传播，比较OB偏离OC更多，所以玻璃和水这两种介质对光的偏折能力较强的是玻璃。 （4）光路是可逆的，光从空气斜射入玻璃偏折能力强，当光从玻璃斜射入空气中偏折能力也强，所以远离法线。 ( 科学精神与担当 ) 费马原理 费马原理（Fermat's principle）最早由法国科学家皮埃尔·德·费马在1662年提出：光传播的路径是光程取极值的路径。这个极值可能是极大值、极小值，甚至是函数的拐点。 最初提出时，又名“最短时间原理”：光线传播的路径是需时最少的路径。费马原理更正确的称谓应是“平稳时间原理”：光沿着所需时间为平稳的路径传播。所谓的平稳是数学上的微分概念，可以理解为一阶导数为零，它可以是极大值、极小值甚至是拐点。在数值上，光程等于介质折射率乘以光在介质中传播的路程。 www.21cnjy.com 精品试卷·第 2 页 （共 2 页） ( 1 ) 学科网（北京）股份有限公司 $