3.5 探究光的折射特点(重难点专练)物理新教材北师大版(北京)八年级全一册
2026-08-06
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摘要:
**基本信息**
以光的折射概念为核心,通过基础辨析、实验探究、现象解释、规律应用及作图训练,构建完整认知体系,强化科学探究与物理观念。
**专项设计**
|模块|题量/典例|题型特征|知识逻辑|
|----|-----------|----------|----------|
|光的折射|5题|概念辨析与现象判断|从光的直线传播引入折射现象,建立折射概念认知|
|实验:探究折射特点|5题|实验操作与数据分析|通过可折转光屏、变量控制等方法,推导折射规律|
|生活中的折射现象|5题|现象解释与原理匹配|联系海市蜃楼、筷子弯折等实例,体现物理观念应用|
|折射规律的应用|5题|界面分析与角度计算|结合反射与折射综合判断,强化科学推理能力|
|折射作图|5题|光路绘制与规范表达|训练光的折射作图技能,巩固规律应用规范性|
内容正文:
3.5 探究光的折射特点
题型01 光的折射
题型02 实验:探究光的折射特点
题型03 生活中的折射现象
题型04 光的折射规律的应用
题型05 光的折射作图
▌题型01 光的折射
1.在碗中放一枚硬币,当慢慢下蹲低至某一观察位置时,就看不到硬币了,这是因为光在同种均匀介质中沿__________传播;沿碗壁缓缓向碗中加水,会再次看到硬币,这是因为发生了光的__________现象,后来看到的硬币是__________(选填“实物”“实像”或“虚像”)。
【答案】 直线 折射 虚像
【详解】因光在同种均匀介质中沿直线传播,硬币反射的光线被碗体遮挡无法进入人眼;加水后硬币反射的光线从水斜射入空气时发生偏折,属于光的折射现象;人眼逆着折射光线的反向延长线观察到的是硬币的虚像。
2.(多选)小明全家到公园游玩,爸爸拍照时,小明正在欣赏美景:树木在水中的倒影、水中的鱼“影”……阳光洒在小明身上,地面留下他的身影。关于“影”的形成原理,下列说法错误的是( )
A.地上树木的树“影”是光的反射 B.水中石桥的倒“影”是光的反射
C.水中的鱼“影”是光的反射 D.小明的身“影”是光的直线传播
【答案】AC
【详解】A.地上树木的树“影”是光沿直线传播遇到不透明的树木,在后方形成的暗区,属于光的直线传播,故A错误;
B.水中石桥的倒“影”是平面镜成像现象,由光的反射形成,故B正确;
C.水中的鱼“影”是鱼反射的光从水斜射入空气时发生折射,人眼逆着折射光线看到的鱼的虚像,故C错误;
D.小明的身“影”是光沿直线传播遇到不透明的人体,在后方地面形成的暗区,故D正确。
本题选择说法错误的,故选AC。
3.(多选)下列关于光的折射的说法中,正确的是( )
A.光从一种介质进入另一种介质时,传播方向一定会发生偏折
B.光垂直入射到两种介质分界面时,传播方向不变,不属于光的折射现象
C.折射角是折射光线与介质分界面的夹角
D.光在密度不均匀的大气中传播时,也会发生光的折射现象
【答案】BD
【详解】A.光从一种介质垂直入射另一种介质时,传播方向不发生偏折,故A错误;
B.根据课本上光的折射现象的定义,光垂直入射到两种介质分界面时,传播方向未改变,且也不是从一种介质斜射入另一种介质,不属于光的折射现象,故B正确;
C.折射角是折射光线与法线的夹角,故C错误;
D.光在密度不均匀的大气中传播时,也会发生光的折射现象,如海市蜃楼现象,故D正确。
故选BD。
4.如图,小明在A处看不到硬币,这是因为光沿_______传播。向杯中缓缓注水后,能看到硬币由于光的_______而产生的_______(选填“实”或“虚”)像。
【答案】 直线 折射 虚
【详解】[1]小明在A处看不到硬币,是因为光在同种均匀介质中是沿直线传播的,杯壁挡住了硬币反射的光线,光线无法进入人眼。
[2][3]向杯中缓缓注水后,光从水斜射入空气时发生折射,折射光线远离法线,人眼逆着折射光线看去,看到的是硬币的虚像。
5.小明探究光的传播时做了一个实验:先向透明水槽中倒入水,再在水中倒入大量的盐,几天后,光路如图所示。图中光线沿曲线传播,原因可能是______。
【答案】盐水密度不均匀,光线发生了折射
【详解】光在同种均匀介质中沿直线传播。盐水放置一段时间后,上下密度不均匀,光线穿过盐水时发生了折射,逐渐弯曲。
▌题型02 实验:探究光的折射特点
6.小明在“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________(向左移动/向右移动/不动),这说明光从空气斜射入水中时,传播方向________(一定/不一定)发生偏折。
(2)如图乙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,折射光线向________(法线/界面)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________(在/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。分析数据可知,当光从空气斜射入水或玻璃中时,入射角增大,折射角________(增大/减小),且折射角________入射角,由此可猜想,光从空气斜射入其他介质时,折射角________(可能/不可能)达到90°。
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) 向左移动 一定
(2) 法线 显示光路 在 增大 小于 不可能 可逆的
【详解】(1)光从空气斜射入水或其它透明介质时,折射角小于入射角;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,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)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(OM)方向偏折。
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。
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。
从表格数据可以看出,入射角增大时,折射角也随之增大。
光从空气斜射入其他介质时,折射角始终小于入射角,因此折射角不可能达到90°。
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。
7.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,则折射角是____________(填“”或“”)。
(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,将实验结果画在图丙中,其中1和、2和、3和、4和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____________(填“大于”“等于”或“小于”)入射角;当光从空气垂直射入水中时,入射角为____________度。
(4)若让光线沿、、、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)
(3) 增大 小于 0
(4)光路是可逆的
【详解】(1)把可折转光屏的一半向后折转后,就无法看到折射光线,说明只有当折射光线和入射光线在同一平面内时,才能同时观察到两者,因此可折转光屏的作用是探究折射光线和入射光线是否在同一平面内。
(2)折射角是折射光线与法线的夹角,图甲中CD是法线,OF是水中的折射光线,因此折射角是。
(3)从图丙的实验结果可得:光从空气斜射入水中时,折射角随入射角的增大而增大,且折射角小于入射角。
当光垂直射入水中时,入射光线与法线重合,因此入射角为0度。
(4)让光线沿原来的折射光线反向入射,最终折射光线沿原来入射光线的路径射出,说明在折射现象中,光路是可逆的。
8.如图甲是小楠同学利用光具盘探究光从空气斜射入玻璃中时的光路,经过多次实验并记录了数据:
入射角α
10°
30°
45°
60°
折射角β
7.1°
20.7°
30°
37.8°
(1)分析数据可知,光从空气斜射入玻璃中时,折射角随入射角的增大而____________,且折射角____________入射角。由表格中的数据还可以判断:当光以55°的入射角从空气斜射入玻璃中时,其折射角____________(选填“等于”“小于”或“大于”)30°。
(2)实验时发现,当光以30°的入射角从玻璃斜射入空气中时,其折射角为____________度,说明了在光的折射中,____________。
(3)同班的小新同学利用图乙探究光从空气斜射入水中时的光路。实验时,光贴着光屏从空气斜射入水中,将F板向后折转一定的角度,则在F板上____________(选填“能”或“不能”)看到折射光,此时折射光线和入射光线____________(选填“在”或“不在”)同一平面内。
【答案】(1) 增大/变大 小于 大于
(2) 45 光路可逆
(3) 不能 在
【详解】(1)由表格数据可知,当光从空气斜射入玻璃中时,折射角小于入射角。
由表格数据可知,当光由空气斜射入玻璃中时,随着入射角的增大,折射角也增大,当入射角等于45°时折射角为30°,当入射角等于60°时折射角为37.8°,所以当入射角等于55°时折射角30°<β<37.8°。
(2)根据在光的折射中,光路是可逆的,当光由玻璃射入空气时,入射角小于折射角,且当入射角等于30°时,折射角为45°。
(3)因折射光线和入射光线和法线在同一平面内,所以光贴着光屏从空气射入水中,该小组同学将F板向后折转一定角度,则在F板上不能看到折射光,此时折射光线、入射光线与法线在同一平面内。
9.小明利用图示装置研究光的折射规律,水里的激光笔发出的光从水中斜射入空气中,在放置在空气中的光屏上形成了光斑。
(1)实验过程中,保持入射点不变,逐渐减小激光笔射向水面的入射角,则折射角逐渐_______(选填“增大”或“减小”),光斑逐渐向_______(选填“上”或“下”)移动;
(2)当入射角增大到某一角度时,折射光线消失,此时的折射角等于_______;
(3)当光从空气射向水中时,_______(选填“会”或“不会”)激光笔出现折射光线消失的情况。
【答案】(1) 减小 上
(2)90°/90度
(3)不会
【详解】(1)当入射角减小时,折射光线会向法线方向偏折,所以折射角逐渐减小;
折射角减小,意味着折射光线更靠近法线,射到光屏上的光斑会逐渐向上移动。
(2)由于光从水中斜射向空气时,折射角大于入射角,所以当增大到某一角度时,观察不到折射光线,此时折射角等于90°。
(3)由于光从水中斜射向空气时,折射角大于入射角,所以当折射角增大到某种程度后,折射光线会消失;而光线从空气斜射向水中时,折射角小于入射角,所以不会出现折射光线消失的情况。
10.为了研究光反射和折射时的一些特点,某兴趣小组用激光笔、平面镜、水槽、水和一个可绕折转的硬纸板等工具进行了如下实验。
序号
1
2
3
入射角
30
45
60
折射角
22
32
40
丙
(1)如图甲所示,是研究光的反射特点的实验装置:
①将平面镜放置在水平桌面上,硬纸板竖直立在平面镜上。让光线紧贴纸板射向点,目的是_____________________;
②本实验要改变入射角多次实验,这就需要在纸板上记录每次的光路,为了区分不同的光路,可采用的方法是________________;
③为了探究反射光、入射光与法线是否在同一平面内,应进行的操作是______________________________。
(2)如图乙所示,是研究光的折射特点的装置:在水槽中注入一定量的水,将硬纸板竖立水中,让光线紧贴纸板射向水面后,看到水中的光路及水底的光斑,改变入射角记录数据如图丙。
①根据图丙数据可得,光从空气斜射入水中时,光的偏折特点是________________________。
②实验中发现,水中的折射光比空气中的入射光暗一些,原因是________________________。
③若保持入射光线不变,向水槽中缓慢地加水,同学发现折射光线在水槽底部形成的光斑逐渐向左移动,此时折射角________。(选填“变大”“变小”或“不变”)
【答案】(1) 显示光路 用不同颜色的笔画光路(其他合理答案即可) 将NF沿ON向后翻折,并观察纸板上的现象
(2) 折射光偏向法线(折射角小于入射角等合理答案即可) 光在水面处同时发生了反射 不变
【详解】(1)光线紧贴纸板传播,光在纸板上发生漫反射,可以清晰显示出光的传播路径,方便实验观察记录。
多次改变入射角实验时,可以用不同颜色标记或给不同光路编号,就能清晰区分不同组的光路,是本实验常用的方法。
探究三线共面利用可折转纸板的特点:将NF沿ON向后翻折,并观察纸板上的现象,如果看不到反射光,就能说明反射光线、入射光线和法线在同一平面内。
(2)从表格数据可看出,入射角增大时,折射角也随之增大,且光从空气斜射入水中时,折射角始终小于入射角。
光斜射到水面时,同时发生反射和折射,一部分光被反射回空气,只有一部分光进入水中,因此折射光比入射光暗。
入射光线方向不变,加水过程中水面始终水平,法线始终垂直水面,入射角大小不变,根据折射规律,折射角大小也不变;光斑左移只是因为水面升高后,入射点向左平移,折射角本身没有变化。
▌题型03 生活中的折射现象
11.“海市蜃楼”在我国古书《史记》《梦溪笔谈》中都有记载,请从下列光现象中选出与“海市蜃楼”形成原理相同的现象( )
A.《墨经》中记载的小孔成像 B.水下的潜水员观看到岸上的景物
C.路灯下人的影子 D.古人“以铜为镜,可以正衣冠”
【答案】B
【详解】海市蜃楼的形成原理是光的折射,是空气密度分布不均匀时,光在穿过不同密度的空气层时发生偏折,最终形成虚像;
A.小孔成像原理是光的直线传播,故A不符合题意;
B.水下潜水员观看岸上景物,是光从空气斜射入水中发生折射形成的,属于光的折射现象,故B符合题意;
C.路灯下影子形成原理是光的直线传播,故C不符合题意;
D.“以铜为镜正衣冠”是平面镜成像,原理为光的反射,故D不符合题意。
故选B。
12.插入水中的筷子看起来好像向上弯折,下列能正确解释此现象的光路图是( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【详解】水中筷子反射的光线从水中进入空气时发生折射,折射角大于入射角,即折射光线远离法线,因此人眼逆着折射光线的方向看到筷子的像向上弯折,故B符合题意,ACD不符合题意。
故选B。
13.下列现象与海市蜃楼的形成原理相同的是( )
A.林中晨光 B.水中月亮
C.镜中转角 D.碗中折筷
【答案】D
【详解】 海市蜃楼是光在密度不均匀的空气中传播时发生折射形成的。
A.林中晨光是光沿直线传播形成的,故A错误;
B.水中月亮属于平面镜成像,由光的反射形成,故B错误;
C.镜中转角利用凸面镜成像,由光的反射形成,故C错误;
D.碗中折筷是光从水中斜射入空气中发生折射形成的,与海市蜃楼原理相同,故D正确。
故选D。
14.如图,由于不同高度空气的疏密不同,来自地平线以下的太阳光,会发生光的______现象,光会逐渐向地面弯曲,进入人眼。逆着光望去就看见太阳了,所以日出时我们所看到的实际上是太阳的______(选填“实”或“虚”)像。
【答案】 折射 虚
【详解】太阳光经过不均匀的大气传播时,会发生光的折射;故我们看到的太阳是由于光的折射而形成的太阳的虚像。
15.2025年9月7日夜间到8日凌晨我国全境可见天宇上演了壮观月全食。月全食是由光的________形成的;抬头仰望天空,由于大气层不均匀,我们看到的月亮其实是由光的________形成的虚像。
【答案】 直线传播 折射
【详解】月全食是光的直线传播形成的。当地球运行至太阳与月球之间且三者在同一直线时,地球阻挡了太阳射向月球的光线,月球进入地球的阴影区,进而形成月全食。
大气层疏密不均,光线穿过大气层时会发生折射,我们逆着折射光线观察,看到的月亮是光的折射形成的虚像。
▌题型04 光的折射规律的应用
16.如图所示是一束光在空气和玻璃两种介质的界面上发生了反射现象和折射现象,则__________是法线,折射角为__________度,界面的__________(选填“上”、“下”、“左”、“右”)边是空气。
【答案】 BF 60 左
【详解】由光的反射定律可知,反射角等于入射角,入射光线与反射光线关于法线对称;如图所示,光线OG、OE与虚线BF的夹角均为30°,且分居BF两侧,故BF是法线,与法线垂直的AD为界面。
由光的折射定律可知,折射光线与入射光线分居界面两侧、法线两侧,可知OG为入射光线,OC为折射光线;折射角是折射光线与法线的夹角,大小为 。
因光从玻璃斜射入空气时折射角大于入射角,此处折射角60°大于入射角30°,说明光从右侧玻璃射入左侧空气,故界面的左边是空气。
17.如图所示是光在空气和玻璃两种介质中传播的情形,反射角的大小为___________;若光从玻璃射向空气,当入射角为时,折射角的大小为___________。
【答案】
【详解】由光的反射定律,反射角等于入射角,入射光线与反射光线关于法线对称,可知水平直线为法线,竖直直线为界面,反射角为反射光线与法线的夹角,大小为。
折射光线与法线的夹角为,因入射角大于折射角,故界面左侧为空气,右侧为玻璃,由光路可逆原理可知,光从玻璃射向空气、入射角为时,折射角等于原入射角,大小为。
18.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,其中____________是反射光线(用字母表示),界面的____________(选填“上”“下”“左”“右”)边是空气。
【答案】
OB
左
【详解】由于反射角等于入射角,根据图像可知,BO、CO与XX'的夹角均为30°,二者关于XX'对称,故XX'为法线,YY'为界面。因折射光线与入射光线分居法线两侧、界面两侧,故OA为折射光线,CO为入射光线,OB为反射光线。由光的折射规律可知,折射角∠AOX=60°大于入射角∠COX'=30°,说明光从玻璃斜射入空气,故界面YY'的左侧是空气。
19.我们从岸上看见水里的鱼,此时光___________(选填“从水入射到空气”或“从空气入射到水”),折射角___________入射角(选填“大于”“小于”或“等于”),为了刺中鱼,鱼叉应刺向所见鱼的___________(选填“上方”“下方”或“原处”)。
【答案】 从水入射到空气 大于 下方
【详解】[1][2][3]鱼本身是不发光的,当从岸上看水里的鱼时,鱼身上反射的光从水入射到空气,光线在水面处发生折射,折射光线远离法线,折射角大于入射角。人眼逆着折射光线看去,看到的是由折射光线反向延长线会聚而成变高的虚像,因此为了刺中实际的鱼,鱼叉应刺向所见鱼的下方。
20.如图所示,小琴同学用一只新买的激光笔沿MO方向照射平静的水面,在竖直白墙上出现了两个红色亮点A和B,小琴继续实验,则下列说法正确的是( )
A.亮点A是由光的折射形成的
B.若水面上升,亮点B可能会上升至B1处
C.若水面下降,亮点A可能会下降到A1处
D.亮点B是由光的反射形成的
【答案】C
【详解】A.由图可知,点在水面上,是光由射向水面时发生反射形成的,故A错误;
BC.若水面下降,如图所示:
入射光方向不变,入射点向左下移动,法线垂直水面,入射角不变,反射角等于入射角,反射光线与水面未下降前平行,亮点可能会下降到处,光依然从空气射入水中,折射角不变,折射光线与水面未下降时平行,折射角不变,亮点可能上升到处,同理,若水面上升,亮点可能下降到处,故B错误,C正确;
D.由图可知,点在水面下,是光由射向水面时发生折射形成的,故D错误。
故选C。
▌题型05 光的折射作图
21.如图1,射水鱼射出水柱,击中水面上的昆虫来捕食。如图2经昆虫的光线向水面入射,折射光线进入鱼眼。
(1)在图2中画出在水中的像;
(2)在图2中画出的反射光线和折射光线。
【答案】
【详解】【小题1】(1)根据平面镜成像特点,像与物关于镜面对称。过点 作水面的垂线并延长,截取像距等于物距,标出对称点即为虚像 。
(2)过入射点作法线,依据反射角等于入射角在空气中画出反射光线。连接入射点与鱼眼画出折射光线,光从空气斜射入水中,折射光线靠近法线且方向指向鱼眼。
22.如图所示,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,其中一点是路灯的发光点,另一点是路灯的像点。请在图中画出水下E处的潜水员看到路灯的光路图。
【答案】
【详解】路灯发出的光从空气斜射入水中时,折射光线会向法线偏折,潜水员的眼睛逆着折射光线看去,会认为光沿直线传播,因此看到的虚像位置会比实际路灯的位置偏高,由此区分出更高的A是像点、更低的B是实际发光点,光线的传播方向是从路灯B出发,经水面折射后进入潜水员的眼睛E。连接E点与A点,EA 与水面界面的交点即为入射点O;OE是折射光线,BO是入射光线,据此即可画出水下E处的人看到路灯B的光路图。
23.如图所示,一束光从空气中入射到半球形玻璃砖中的O点,请画出光线经过O点后,折射到空气中的大致方向。
【答案】
【详解】光在O点是从玻璃斜射入空气中,折射光线向远离法线的方向偏折,折射角大于入射角,因此过O点作垂直于玻璃砖直边界面的法线(用虚线表示),从O点向空气侧画出折射光线,折射光线会远离法线偏折,折射角大于玻璃内入射光线的入射角,标注好箭头表示光的传播方向,据此作图。
24.如图是一束光从空气斜射向玻璃后的反射光线,请画出入射光线和折射光线。(注:折射光线只需画出大致方向,保留作图痕迹)
【答案】
【详解】反射光线、入射光线和法线在同一平面内,反射光线、入射光线分居法线两侧,反射角等于入射角,以此确定入射光线的位置;当光从空气斜射入玻璃时,折射光线向法线偏折,折射角小于入射角,据此画出折射光线的大致方向即可。
25.如图,一束光从空气射向三棱镜,在棱镜表面同时发生了反射和折射,请分别画出反射光和折射光的大致方向。
【答案】
【详解】【小题1】 根据光的反射定律,即反射光线、入射光线和法线在同一平面内,反射光线和入射光线分居法线两侧,反射角等于入射角。所以首先,在光线与三棱镜表面的交点(入射点)处,作一条垂直于该表面的虚线,即法线,然后在法线的另一侧(空气中),画出反射光线,使得反射光线与法线的夹角(反射角)等于入射角。
再根据光的折射规律。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。所以在法线的另一侧(三棱镜内部),画出折射光线。折射光线应偏向法线,使得折射光线与法线的夹角(折射角)小于入射角。
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3.5 探究光的折射特点
题型01 光的折射
题型02 实验:探究光的折射特点
题型03 生活中的折射现象
题型04 光的折射规律的应用
题型05 光的折射作图
▌题型01 光的折射
1.在碗中放一枚硬币,当慢慢下蹲低至某一观察位置时,就看不到硬币了,这是因为光在同种均匀介质中沿__________传播;沿碗壁缓缓向碗中加水,会再次看到硬币,这是因为发生了光的__________现象,后来看到的硬币是__________(选填“实物”“实像”或“虚像”)。
2.(多选)小明全家到公园游玩,爸爸拍照时,小明正在欣赏美景:树木在水中的倒影、水中的鱼“影”……阳光洒在小明身上,地面留下他的身影。关于“影”的形成原理,下列说法错误的是( )
A.地上树木的树“影”是光的反射 B.水中石桥的倒“影”是光的反射
C.水中的鱼“影”是光的反射 D.小明的身“影”是光的直线传播
3.(多选)下列关于光的折射的说法中,正确的是( )
A.光从一种介质进入另一种介质时,传播方向一定会发生偏折
B.光垂直入射到两种介质分界面时,传播方向不变,不属于光的折射现象
C.折射角是折射光线与介质分界面的夹角
D.光在密度不均匀的大气中传播时,也会发生光的折射现象
4.如图,小明在A处看不到硬币,这是因为光沿_______传播。向杯中缓缓注水后,能看到硬币由于光的_______而产生的_______(选填“实”或“虚”)像。
5.小明探究光的传播时做了一个实验:先向透明水槽中倒入水,再在水中倒入大量的盐,几天后,光路如图所示。图中光线沿曲线传播,原因可能是______。
▌题型02 实验:探究光的折射特点
6.小明在“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________(向左移动/向右移动/不动),这说明光从空气斜射入水中时,传播方向________(一定/不一定)发生偏折。
(2)如图乙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,折射光线向________(法线/界面)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________(在/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。分析数据可知,当光从空气斜射入水或玻璃中时,入射角增大,折射角________(增大/减小),且折射角________入射角,由此可猜想,光从空气斜射入其他介质时,折射角________(可能/不可能)达到90°。
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________。
7.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,则折射角是____________(填“”或“”)。
(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,将实验结果画在图丙中,其中1和、2和、3和、4和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____________(填“大于”“等于”或“小于”)入射角;当光从空气垂直射入水中时,入射角为____________度。
(4)若让光线沿、、、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,____________________________________________。
8.如图甲是小楠同学利用光具盘探究光从空气斜射入玻璃中时的光路,经过多次实验并记录了数据:
入射角α
10°
30°
45°
60°
折射角β
7.1°
20.7°
30°
37.8°
(1)分析数据可知,光从空气斜射入玻璃中时,折射角随入射角的增大而____________,且折射角____________入射角。由表格中的数据还可以判断:当光以55°的入射角从空气斜射入玻璃中时,其折射角____________(选填“等于”“小于”或“大于”)30°。
(2)实验时发现,当光以30°的入射角从玻璃斜射入空气中时,其折射角为____________度,说明了在光的折射中,____________。
(3)同班的小新同学利用图乙探究光从空气斜射入水中时的光路。实验时,光贴着光屏从空气斜射入水中,将F板向后折转一定的角度,则在F板上____________(选填“能”或“不能”)看到折射光,此时折射光线和入射光线____________(选填“在”或“不在”)同一平面内。
9.小明利用图示装置研究光的折射规律,水里的激光笔发出的光从水中斜射入空气中,在放置在空气中的光屏上形成了光斑。
(1)实验过程中,保持入射点不变,逐渐减小激光笔射向水面的入射角,则折射角逐渐_______(选填“增大”或“减小”),光斑逐渐向_______(选填“上”或“下”)移动;
(2)当入射角增大到某一角度时,折射光线消失,此时的折射角等于_______;
(3)当光从空气射向水中时,_______(选填“会”或“不会”)激光笔出现折射光线消失的情况。
10.为了研究光反射和折射时的一些特点,某兴趣小组用激光笔、平面镜、水槽、水和一个可绕折转的硬纸板等工具进行了如下实验。
序号
1
2
3
入射角
30
45
60
折射角
22
32
40
丙
(1)如图甲所示,是研究光的反射特点的实验装置:
①将平面镜放置在水平桌面上,硬纸板竖直立在平面镜上。让光线紧贴纸板射向点,目的是_____________________;
②本实验要改变入射角多次实验,这就需要在纸板上记录每次的光路,为了区分不同的光路,可采用的方法是________________;
③为了探究反射光、入射光与法线是否在同一平面内,应进行的操作是______________________________。
(2)如图乙所示,是研究光的折射特点的装置:在水槽中注入一定量的水,将硬纸板竖立水中,让光线紧贴纸板射向水面后,看到水中的光路及水底的光斑,改变入射角记录数据如图丙。
①根据图丙数据可得,光从空气斜射入水中时,光的偏折特点是________________________。
②实验中发现,水中的折射光比空气中的入射光暗一些,原因是________________________。
③若保持入射光线不变,向水槽中缓慢地加水,同学发现折射光线在水槽底部形成的光斑逐渐向左移动,此时折射角________。(选填“变大”“变小”或“不变”)
▌题型03 生活中的折射现象
11.“海市蜃楼”在我国古书《史记》《梦溪笔谈》中都有记载,请从下列光现象中选出与“海市蜃楼”形成原理相同的现象( )
A.《墨经》中记载的小孔成像 B.水下的潜水员观看到岸上的景物
C.路灯下人的影子 D.古人“以铜为镜,可以正衣冠”
12.插入水中的筷子看起来好像向上弯折,下列能正确解释此现象的光路图是( )
A. B.
C. D.
13.下列现象与海市蜃楼的形成原理相同的是( )
A.林中晨光 B.水中月亮
C.镜中转角 D.碗中折筷
14.如图,由于不同高度空气的疏密不同,来自地平线以下的太阳光,会发生光的______现象,光会逐渐向地面弯曲,进入人眼。逆着光望去就看见太阳了,所以日出时我们所看到的实际上是太阳的______(选填“实”或“虚”)像。
15.2025年9月7日夜间到8日凌晨我国全境可见天宇上演了壮观月全食。月全食是由光的________形成的;抬头仰望天空,由于大气层不均匀,我们看到的月亮其实是由光的________形成的虚像。
▌题型04 光的折射规律的应用
16.如图所示是一束光在空气和玻璃两种介质的界面上发生了反射现象和折射现象,则__________是法线,折射角为__________度,界面的__________(选填“上”、“下”、“左”、“右”)边是空气。
17.如图所示是光在空气和玻璃两种介质中传播的情形,反射角的大小为___________;若光从玻璃射向空气,当入射角为时,折射角的大小为___________。
18.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,其中____________是反射光线(用字母表示),界面的____________(选填“上”“下”“左”“右”)边是空气。
19.我们从岸上看见水里的鱼,此时光___________(选填“从水入射到空气”或“从空气入射到水”),折射角___________入射角(选填“大于”“小于”或“等于”),为了刺中鱼,鱼叉应刺向所见鱼的___________(选填“上方”“下方”或“原处”)。
20.如图所示,小琴同学用一只新买的激光笔沿MO方向照射平静的水面,在竖直白墙上出现了两个红色亮点A和B,小琴继续实验,则下列说法正确的是( )
A.亮点A是由光的折射形成的
B.若水面上升,亮点B可能会上升至B1处
C.若水面下降,亮点A可能会下降到A1处
D.亮点B是由光的反射形成的
▌题型05 光的折射作图
21.如图1,射水鱼射出水柱,击中水面上的昆虫来捕食。如图2经昆虫的光线向水面入射,折射光线进入鱼眼。
(1)在图2中画出在水中的像;
(2)在图2中画出的反射光线和折射光线。
22.如图所示,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,其中一点是路灯的发光点,另一点是路灯的像点。请在图中画出水下E处的潜水员看到路灯的光路图。
23.如图所示,一束光从空气中入射到半球形玻璃砖中的O点,请画出光线经过O点后,折射到空气中的大致方向。
24.如图是一束光从空气斜射向玻璃后的反射光线,请画出入射光线和折射光线。(注:折射光线只需画出大致方向,保留作图痕迹)
25.如图,一束光从空气射向三棱镜,在棱镜表面同时发生了反射和折射,请分别画出反射光和折射光的大致方向。
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