2026年暑假预科讲义:4.4 光的折射 -2026-2027学年人教版物理八年级上册
2026-08-12
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资源信息
| 学段 | 初中 |
| 学科 | 物理 |
| 教材版本 | 初中物理人教版八年级上册 |
| 年级 | 八年级 |
| 章节 | 第4节 光的折射 |
| 类型 | 教案-讲义 |
| 知识点 | - |
| 使用场景 | 寒暑假-暑假 |
| 学年 | 2026-2027 |
| 地区(省份) | 全国 |
| 地区(市) | - |
| 地区(区县) | - |
| 文件格式 | ZIP |
| 文件大小 | 31.17 MB |
| 发布时间 | 2026-08-12 |
| 更新时间 | 2026-08-12 |
| 作者 | 景源数理知识驿站 |
| 品牌系列 | - |
| 审核时间 | 2026-08-12 |
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| 价格 | 2.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
|---|
内容正文:
暑季研思・八年级上册物理暑期培优专项讲义
4.4 光的折射 知识归纳与题型总结
考点01 光的折射
1、光的折射:当光从一种介质斜射入另一种介质时,光在另一种介质中传播方向发生改变的现象叫光的折射。
(1)入射光线射入另一种介质时的交点(O),叫入射点。
(2)入射光线与法线夹角(α)叫入射角。
(3)折射光线与法线的夹角(γ)叫折射角。
2、光的折射现象:池水水底变浅、岸上看到的鱼接近于水面、透过玻璃砖看物体发生了错位、水杯中的筷子好像弯折了、“海市蜃楼”现象等等都是光的折射现象。
考向01 光的折射概念
【例1】老师用激光电筒照向盛水的玻璃缸,同学们发现水中红色激光的路径是笔直的,刚要说出结论,老师又向水中加入了海波,奇迹出现了,红色光路弯曲了!在同学们惊愕之际,老师拿出一根玻璃棒在水中搅拌几下,光线再次变直,该实验说明( )
A.光的传播路线是随意的
B.光只有在均匀的介质中才能沿直线传播
C.海波可以使光路弯曲
D.老师是一个出色的魔术师
考向02 光的折射现象辨析
【例2】下列现象中不属于光的折射的是( )
A.灌满水的游泳池看起来变浅了
B.海市蜃楼
C.部分插入水中的筷子变弯折了
D.在水面上出现岸上树木的“倒影”
【对点1】在水槽中倒入一半的水,向水中滴入几滴牛奶,将上部空间充入烟雾,用激光从上方倾斜照射,出现了如图所示的现象。下列说法正确的是( )
A.图中A是B的反射光线,且反射角等于入射角
B.图中C是A的折射光线,且折射角小于入射角
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2】下列现象中,属于光的直线传播的是_________;属于光的反射的是_________;属于光的折射的是_________。(本题请选填序号)
①小孔成像 ②水中倒影 ③水中筷折 ④皮影戏
⑤凿壁借光 ⑥海市蜃楼 ⑦太阳灶烧水 ⑧镜花水月
考点02 光的折射规律
1、光的折射规律
(1)在折射现象中,折射光线、入射光线、法线在同一平面内。
(2)折射光线和入射光线分居在法线的两侧。
(3)当光从空气斜射入水等其他透明物质时,折射角小于入射角;当光从水或其它透明物质斜射入空气时,折射角大于入射角。
(4)光从一种介质垂直射入另一种介质时,其传播方向不改变。
考向01 光的折射实验
【例1】探究光的折射规律的实验装置如图所示,竖直放置的光屏EF可绕其上MN所在直线前后折转。
(1)实验时小兰让光束沿AO射入水中,光束进入水中后折射光线会向___________(选填“靠近”或“远离”)法线的方向偏折,说明光从空气斜射入水中时传播方向发生了改变;
(2)小兰和小芳多次改变入射光线AO与ON的夹角进行实验,测量结果如表所示。分析数据可得:光从空气斜射入水中,入射角增大时,折射角___________(选填“增大”或“减小”);
入射角
折射角
(3)如果让光束从空气垂直射入水中,此时光的传播方向___________(选填“改变”或“不变”)。
考向02 光的折射规律
【例2】小羽同学在家做了这样一个实验:把一枚硬币放在一个没有水的碗里,把碗放在桌子上并慢慢向远处推移,直到眼睛刚好看不到硬币为止。保持头部不动,缓缓地向碗中倒水,水倒到一定程度时,小羽又重新看到碗底的硬币了。用作图方法说明这个结论,如图所示的四幅光路图中,正确反映小羽看到水中硬币的是( )
A.B.
C.D.
考向03 光的折射作图(空气射入水)
【例3】射水鱼用射水的方法捕捉水面上方的小昆虫,下图中关于射水鱼看见水面上方的小昆虫的光路图正确的是( )
A. B.
C. D.
考向04 光的折射作图(水射向空气)
【例4】如图所示,岸上的人看水中的鱼,图中B、C两个点中,一点代表鱼,另一点代表鱼的像,请画出岸上A处的人看到水中的鱼的一条光路图。
考向05 光的折射应用
【例5】我国唐代有这样的诗句“潭清疑水浅”,诗人观察到潭水清澈见底,看起来有些浅这是为什么?斜插入水中的铅笔为什么看起来“断”为两截?
【对点1】如图是某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如下数据:
入射角
10°
30°
45°
60°
折射角
7.1°
20.7°
30°
37.8°
(1)实验中,光具盘能显示光的路径,因为光在盘面发生了________;
(2)分析表格中的数据,你能得出的结论:光从空气斜射入玻璃中时,________;(写出一点即可)
(3)根据表格中的数据还可以判断:当光以35°的入射角从空气射入玻璃中时,其折射角________30°;
(4)当光从空气垂直射入玻璃中时,入射角为________°。
(5)当光以30°的入射角从玻璃射入空气中时,其折射角是________°;有部分微弱的光在玻璃表面发生了反射,此时反射光、折射光的夹角为________°。
【对点2】关于光的折射现象,下列说法正确的是( )
A.光从空气斜射入水中时,折射角大于入射角
B.光从水中斜射入空气中时,折射角大于入射角
C.光垂直入射到两种介质的分界面时,折射角为90°
D.光发生折射时,折射光线、入射光线和法线在同一平面内
【对点3】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。
【对点4】位于河南驻马店汝南县的宿鸭湖,是省级湿地自然保护区,有大量鸟类筑巢。图甲中,水面的一只天鹅看到了水中的鱼,图乙A、B两点中有一点是鱼的实际位置,另一点是像的位置,请在图中画出天鹅看到鱼的光路图(保留作图痕迹)。
【对点5】小猫想偷吃鱼缸里的小鱼,却怎么也叉不起来(如图)。下列分析正确的是( )
A.小猫看到的鱼是由于光的反射形成的虚像
B.小猫能看到水中的鱼,鱼也能看到小猫
C.小猫叉不到鱼是因为光从空气射入水中时传播方向发生了偏折
D.小猫想要用鱼叉叉到鱼,应该用鱼叉对准看到的鱼的上方
一、选择题
1.下列诗句中与其蕴涵的物理知识相对应不正确的是( )
A.“坐地日行八万里”——运动和静止的相对性
B.“夜半钟声到客船”——声音的产生与传播
C.“一叶障目不见泰山”——光的直线传播
D.“潭清疑水浅” ——光的反射现象
2.我国的古诗词文化有几千年的灿烂历史,很多名句蕴含着丰富的物理知识,下列诗句从物理学的角度解释正确的是( )
A.“池水映明月,潭清疑水浅”,句中“水浅”是由光的反射造成的
B.“绿树浓荫夏日长,楼台倒影入池塘”,句中“浓荫”是光的折射形成的
C.“一叶障目,不见泰山”,句中“一叶障目”是光的直线传播形成的
D.“当窗理云鬓,对镜贴花黄”,句中“对镜贴花黄”是利用的光的折射看到镜子中的像
3.当光线从一种透明物质进入另一种透明物质时,下列说法中正确的是( )
A.光线的传播方向一定发生改变
B.光线的传播方向有时不发生改变
C.当光线从水斜射入空气时,折射角小于入射角
D.当光线从玻璃斜射入空气时,入射角大于折射角
4.在湖边看平静湖水中的“鱼在云中游”,则( )
A.“鱼”是光的反射形成的虚像,“云”是光的折射形成的实像
B.“鱼”是光的折射形成的虚像,“云”是光的反射形成的虚像
C.“鱼”和“云”都是光的反射形成的虚像
D.“鱼”和“云”都是光的折射形成的实像
5.如图所示,在水中A处有一条鱼,但岸上的人却看到这条鱼在B处,下图的四幅光路图中,能正确说明产生这一现象原因的光路图是( )
A. B.
C. D.
6.“春江水暖鸭先知”,野鸭和鱼儿戏水构成了和谐共生的美好场景(如图)。下列关于该场景中光现象的分析,正确的是( )
A.野鸭看到水中的鱼,是光的直线传播形成的鱼的实像
B.水中的鱼看到岸边的石头,是光的折射形成的石头的虚像
C.水面上波光粼粼,是太阳光在水面发生漫反射形成的
D.野鸭在水面形成的倒影,是光的折射形成的与野鸭等大的虚像
7.一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.根据光路可逆,光若沿CO入射,将沿OA和OB射出
C.是入射角,是反射角
D.AO是入射光,OC是折射光
二、填空题
8.“潭清疑水浅”是由于光在水面发生___________现象;小刚在岸边行走时看到水中的游鱼,看到的鱼的位置在实际鱼的位置的_______(选填“上方”或“下方”)。
9.从实验可知,光从空气斜射入水或玻璃等透明物质时,折射角小于入射角。如果让光逆着折射光的方向从水或玻璃等透明物质斜射入空气时,会发现折射入空气的光将逆着原入射光的方向传播,这表明,折射时光路也是____。由此可知,光从水或玻璃等透明物质斜射入空气时,折射角____入射角。
10.夏天,小明和同学游净月潭,看见一些现象,他们从物理角度讨论起了下列问题。
阳光下的深水波光粼粼有些刺眼,这是由于光在水面上发生了___反射,走近时小明看见湖水中的鱼在蓝天白云间游弋,看见的鱼是光的___形成的___像;蓝天是光的___形成的___像;鸟在距离平静水面2m高处水平飞行,他们看到鸟在水中的“倒影”到水面的距离是_______,小鸟靠近水面时像的大小________(填“变大”“变小”“不变”)
三、实验题
11.在光学实验课上,小科对以下几个实验做了改进。
【光的反射定律实验】
(1)实验过程中为了便于读出反射角和入射角的度数,把硬纸板做成量角器的形状并标上刻度。以下四种标注方式,最合理的是___________。(填序号)
A. B.
C. D.
(2)小科选用了白色且粗糙的硬纸板,可使实验现象更明显,因为它发生了___________(选填“漫反射”或“镜面反射”),让坐在不同方向的同学都能看到光的传播路径。
【平面镜成像实验】
(3)小科利用如图所示的房间A、B,验证平面镜成像规律。两个房间被玻璃门隔开,其底部地砖的拼接纹路完全对应。房间A中标记物成的像,应在房间B的___________(选填“D”、“E”或“F”)点。
【光的折射规律实验】
(4)如图,利用激光笔在“探究光从空气斜射入水中的折射规律”时,为了便于观察光路和测量角度,下列操作中不可行的是___________。
A.用眼睛直接迎着折射光线的方向观察
B.用烟雾发生器在空气中产生少量烟雾,显示入射光线
C.在玻璃容器的侧壁贴上坐标纸,便于比较折射角和入射角的大小关系
四、综合题
12.新情境“海底隧道”如图甲所示,在郑州海昌海洋馆的“海底隧道”能够看到漂亮的海底世界。在图乙中,A表示人的眼睛,B表示水中鱼的真实位置,C表示观察到的水中鱼的位置。请你在图乙中画出人看到水中鱼的光路图。
13.如图甲所示,小明发现水塘边竖有一个“水深危险”的牌子,可是看起来水很浅啊!小明在水中竖立一个木板,请你在图乙中用光路图来说明水深但显浅的原因,图乙中A点为实际位置,点为看到的位置,B为人眼的位置。
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4.4 光的折射 知识归纳与题型总结
考点01 光的折射
1、光的折射:当光从一种介质斜射入另一种介质时,光在另一种介质中传播方向发生改变的现象叫光的折射。
(1)入射光线射入另一种介质时的交点(O),叫入射点。
(2)入射光线与法线夹角(α)叫入射角。
(3)折射光线与法线的夹角(γ)叫折射角。
2、光的折射现象:池水水底变浅、岸上看到的鱼接近于水面、透过玻璃砖看物体发生了错位、水杯中的筷子好像弯折了、“海市蜃楼”现象等等都是光的折射现象。
考向01 光的折射概念
【例1】老师用激光电筒照向盛水的玻璃缸,同学们发现水中红色激光的路径是笔直的,刚要说出结论,老师又向水中加入了海波,奇迹出现了,红色光路弯曲了!在同学们惊愕之际,老师拿出一根玻璃棒在水中搅拌几下,光线再次变直,该实验说明( )
A.光的传播路线是随意的
B.光只有在均匀的介质中才能沿直线传播
C.海波可以使光路弯曲
D.老师是一个出色的魔术师
【答案】B
【详解】原来水是均匀的,所以水中红色激光的路径是笔直的;若向水中加入了海波,水变得不均匀,所以光的传播路线发生偏折,故红色光路弯曲了;老师拿出一根玻璃棒在水中搅拌几下,液体再次变均匀了,光线再次变直,故说明光只有在同一均匀介质中才沿直线传播,故ACD不符合题意,B符合题意。
故选B。
考向02 光的折射现象辨析
【例2】下列现象中不属于光的折射的是( )
A.灌满水的游泳池看起来变浅了
B.海市蜃楼
C.部分插入水中的筷子变弯折了
D.在水面上出现岸上树木的“倒影”
【答案】D
【详解】A.灌满水的游泳池看起来变浅了,是因为光从水中斜射入空气中时发生了折射,导致人眼看到的池底位置比实际位置偏高,故A不符合题意;
B.海市蜃楼是由于空气的密度不均匀,光在传播过程中发生折射形成的虚像,故B不符合题意;
C.部分插入水中的筷子变弯折了,是光从水中斜射入空气中时发生折射造成的,故C不符合题意;
D.在水面上出现岸上树木的“倒影”,这属于平面镜成像,是由于光照射到水面上时发生反射,反射光线进入人眼,人眼逆着反射光线的方向看去,就看到了树木在水中的虚像,是光的反射现象,不属于光的折射,故D符合题意。
故选D。
【对点1】在水槽中倒入一半的水,向水中滴入几滴牛奶,将上部空间充入烟雾,用激光从上方倾斜照射,出现了如图所示的现象。下列说法正确的是( )
A.图中A是B的反射光线,且反射角等于入射角
B.图中C是A的折射光线,且折射角小于入射角
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
【详解】过入射点O,画出与水面垂直的法线DE(虚线)
AB.因为反射光线和入射光线位于法线的两侧,折射光线和入射光线也位于法线的两侧,所以法线左侧的AO为入射光线。由光的反射定律可知,反射角等于入射角,所以OB为反射光线;由光的折射定律可知,光从空气斜射入水中,折射角小于入射角,所以OC为折射光线,故A错误,B正确;
C.入射光线与法线的夹角是入射角,是入射角;反射光线与法线的夹角是反射角,是反射角。故C错误;
D.光如果沿着CO入射,折射光线会沿着OA射出,但反射光线不会沿着OB射出,故D错误。
故选B。
【对点2】下列现象中,属于光的直线传播的是_________;属于光的反射的是_________;属于光的折射的是_________。(本题请选填序号)
①小孔成像 ②水中倒影 ③水中筷折 ④皮影戏
⑤凿壁借光 ⑥海市蜃楼 ⑦太阳灶烧水 ⑧镜花水月
【答案】
①④⑤
②⑦⑧
③⑥
【详解】由光的直线传播规律可知,①小孔成像、④皮影戏、⑤凿壁借光属于光的直线传播现象;
由光的反射规律可知,②水中倒影、⑦太阳灶烧水、⑧镜花水月属于光的反射现象;
由光的折射规律可知,③水中筷折、⑥海市蜃楼属于光的折射现象。
考点02 光的折射规律
1、光的折射规律
(1)在折射现象中,折射光线、入射光线、法线在同一平面内。
(2)折射光线和入射光线分居在法线的两侧。
(3)当光从空气斜射入水等其他透明物质时,折射角小于入射角;当光从水或其它透明物质斜射入空气时,折射角大于入射角。
(4)光从一种介质垂直射入另一种介质时,其传播方向不改变。
考向01 光的折射实验
【例1】探究光的折射规律的实验装置如图所示,竖直放置的光屏EF可绕其上MN所在直线前后折转。
(1)实验时小兰让光束沿AO射入水中,光束进入水中后折射光线会向___________(选填“靠近”或“远离”)法线的方向偏折,说明光从空气斜射入水中时传播方向发生了改变;
(2)小兰和小芳多次改变入射光线AO与ON的夹角进行实验,测量结果如表所示。分析数据可得:光从空气斜射入水中,入射角增大时,折射角___________(选填“增大”或“减小”);
入射角
折射角
(3)如果让光束从空气垂直射入水中,此时光的传播方向___________(选填“改变”或“不变”)。
【答案】(1)靠近
(2)增大
(3)不变
【详解】(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)根据表格中的数据可知,光从空气中斜射入水中时,折射角小于入射角;入射角增大,折射角也增大。
(3)根据表格中的数据可知,入射角为0°时折射角也为0°,即光束从空气垂直射入水中,传播方向不变。
考向02 光的折射规律
【例2】小羽同学在家做了这样一个实验:把一枚硬币放在一个没有水的碗里,把碗放在桌子上并慢慢向远处推移,直到眼睛刚好看不到硬币为止。保持头部不动,缓缓地向碗中倒水,水倒到一定程度时,小羽又重新看到碗底的硬币了。用作图方法说明这个结论,如图所示的四幅光路图中,正确反映小羽看到水中硬币的是( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【详解】碗底硬币反射的太阳光依次经过水、空气两种介质进入小羽的眼睛,根据光的折射定律,当光从水中斜射入空气中时,折射角大于入射角,折射光线远离法线,故A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
考向03 光的折射作图(空气射入水)
【例3】射水鱼用射水的方法捕捉水面上方的小昆虫,下图中关于射水鱼看见水面上方的小昆虫的光路图正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【详解】空中昆虫反射的光斜射入水中时,发生折射,折射角小于入射角,折射光线进入鱼的眼睛,鱼认为光沿直线传播,鱼看到的昆虫是折射光线反向延长线相交形成的虚像,比昆虫的实际位置高,所以鱼看到的是变高了的昆虫的虚像。
故选B。
考向04 光的折射作图(水射向空气)
【例4】如图所示,岸上的人看水中的鱼,图中B、C两个点中,一点代表鱼,另一点代表鱼的像,请画出岸上A处的人看到水中的鱼的一条光路图。
【答案】
【详解】岸上的人看到水中的鱼,是光的折射形成的虚像,虚像的位置比实际鱼的位置更浅,因此B是鱼的虚像,C是实际的鱼。连接A点和B点,这条线与空气和水的分界面的交点就是光的入射点O(折射点),注意AB段只保留水面以上的部分,这是空气中的折射光线。用实线连接实际鱼C和刚才找到的入射点,这是水中的入射光线。最后给两条线都标上箭头,光线的传播方向是从水中的鱼射向人眼,因此入射光线箭头指向入射点,折射光线箭头指向A点,据此作图。
考向05 光的折射应用
【例5】我国唐代有这样的诗句“潭清疑水浅”,诗人观察到潭水清澈见底,看起来有些浅这是为什么?斜插入水中的铅笔为什么看起来“断”为两截?
【答案】这是由于光的折射现象造成的。潭底的光从水中斜射入空气中时,传播方向发生偏折,折射角大于入射角,人眼逆着折射光线看去,会感觉潭底的位置变高,因此看起来水变浅了;
同样的人眼逆着折射光线看去,会觉得水下部分的铅笔的虚像位置比它的实际位置要向上偏移,而水面上方的铅笔部分的光线是沿直线直接进入人眼的,没有发生偏折,两部分的视觉位置出现错位,看起来就像铅笔在水面处“断”成了两截。
【详解】略
【对点1】如图是某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如下数据:
入射角
10°
30°
45°
60°
折射角
7.1°
20.7°
30°
37.8°
(1)实验中,光具盘能显示光的路径,因为光在盘面发生了________;
(2)分析表格中的数据,你能得出的结论:光从空气斜射入玻璃中时,________;(写出一点即可)
(3)根据表格中的数据还可以判断:当光以35°的入射角从空气射入玻璃中时,其折射角________30°;
(4)当光从空气垂直射入玻璃中时,入射角为________°。
(5)当光以30°的入射角从玻璃射入空气中时,其折射角是________°;有部分微弱的光在玻璃表面发生了反射,此时反射光、折射光的夹角为________°。
【答案】(1)漫反射
(2)折射角小于入射角
(3)小于
(4)0
(5) 45 105
【详解】(1)在实验中,我们需要从光具盘的前方不同角度都能看到光传播的径迹。光具盘的表面通常是粗糙的,当光线照射到粗糙表面时,会向四面八方反射,这种现象称为漫反射。
(2)由表可知,折射角总是小于入射角。同时,随着入射角的增大,折射角也在增大,因此可得出结论,在光的折射中,折射角小于入射角(或折射角随入射角的增大而增大)。
(3)由表可知,当入射角为时,折射角恰好是。根据前面得出的规律,即折射角随入射角的增大而增大,当入射角减小到时,其对应的折射角也会相应减小,因此必定小于。
(4)入射角是指入射光线与法线之间的夹角。当光线垂直射入玻璃表面时,入射光线与法线重合,它们之间的夹角为。
(5)[1]表格中显示,当光从空气以 的入射角射入玻璃时,折射角为 。根据光路可逆,如果光以的入射角从玻璃射入空气,其折射角将是。
[2]当光以的入射角从玻璃射向空气界面时,一部分光发生反射,一部分发生折射。根据光的反射定律,反射角等于入射角,即反射角为 。反射光线在玻璃中,折射光线在空气中,根据前面的推导,折射角为。反射光线和折射光线分别位于界面的两侧。反射光线与界面的夹角为
折射光线与界面的夹角为
所以反射光与折射光之间的夹角为
【对点2】关于光的折射现象,下列说法正确的是( )
A.光从空气斜射入水中时,折射角大于入射角
B.光从水中斜射入空气中时,折射角大于入射角
C.光垂直入射到两种介质的分界面时,折射角为90°
D.光发生折射时,折射光线、入射光线和法线在同一平面内
【答案】BD
【详解】A.光从空气斜射入水中时,折射角小于入射角,故A错误;
B.光从水中斜射入空气中时,折射角大于入射角,故B正确;
C.光垂直入射到两种介质的分界面时,传播方向不变,折射光线与法线重合,折射角为,不是,故C错误;
D.光的折射规律明确:发生折射时,折射光线、入射光线和法线在同一平面内,故D正确。
故选BD。
【对点3】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。
【对点4】位于河南驻马店汝南县的宿鸭湖,是省级湿地自然保护区,有大量鸟类筑巢。图甲中,水面的一只天鹅看到了水中的鱼,图乙A、B两点中有一点是鱼的实际位置,另一点是像的位置,请在图中画出天鹅看到鱼的光路图(保留作图痕迹)。
【答案】
【详解】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,折射光线箭头指向眼睛。据此作图。
【对点5】小猫想偷吃鱼缸里的小鱼,却怎么也叉不起来(如图)。下列分析正确的是( )
A.小猫看到的鱼是由于光的反射形成的虚像
B.小猫能看到水中的鱼,鱼也能看到小猫
C.小猫叉不到鱼是因为光从空气射入水中时传播方向发生了偏折
D.小猫想要用鱼叉叉到鱼,应该用鱼叉对准看到的鱼的上方
【答案】B
【详解】A.小猫看到的鱼是光的折射形成的虚像,不是反射,A错误;
B.在折射现象中光路可逆,小猫能看到鱼(鱼的光折射到小猫眼中),鱼也能看到小猫(小猫的光折射到鱼眼中),B正确;
C.小猫叉不到鱼,是因为光从水射入空气时发生偏折,不是空气射入水,C错误;
D.看到的虚像在实际鱼的上方,因此要叉到鱼,应该对准看到的鱼的下方,D错误。
故选B。
一、选择题
1.下列诗句中与其蕴涵的物理知识相对应不正确的是( )
A.“坐地日行八万里”——运动和静止的相对性
B.“夜半钟声到客船”——声音的产生与传播
C.“一叶障目不见泰山”——光的直线传播
D.“潭清疑水浅” ——光的反射现象
【答案】D
【详解】A.“坐地日行八万里”中,人相对于地面是静止的,相对于地心、太阳是运动的,体现了运动和静止的相对性,故A正确;
B.钟声由钟的振动产生,再通过空气传播到客船,对应声音的产生与传播,故B正确;
C.“一叶障目不见泰山”是因为光沿直线传播,无法绕过遮挡的树叶,对应光的直线传播,故C正确;
D.“潭清疑水浅”是光从水中斜射入空气时发生折射,人眼看到的是池底变浅的虚像,属于光的折射现象,不是光的反射,故D错误。
本题选择描述错误的,故选D。
2.我国的古诗词文化有几千年的灿烂历史,很多名句蕴含着丰富的物理知识,下列诗句从物理学的角度解释正确的是( )
A.“池水映明月,潭清疑水浅”,句中“水浅”是由光的反射造成的
B.“绿树浓荫夏日长,楼台倒影入池塘”,句中“浓荫”是光的折射形成的
C.“一叶障目,不见泰山”,句中“一叶障目”是光的直线传播形成的
D.“当窗理云鬓,对镜贴花黄”,句中“对镜贴花黄”是利用的光的折射看到镜子中的像
【答案】C
【详解】A.“池水映明月,潭清疑水浅”中“水浅”是水底看起来比较浅,这是由于光的折射形成的,是来自池底的光从水中斜射向空气中时,折射角大于入射角。人眼逆着折射光线看去,看到的是比实际位置浅的虚像,故A错误;
B.“绿树浓荫夏日长,楼台倒影入池塘”中“浓阴”是树木的影子,由于光的直线传播,光射到不透明物体上,在不透明物体后面形成影子,故B错误;
C.“一叶障目,不见泰山”,句中“一叶障目”是由于光的直线传播导致来自其他物体的光被眼前的树叶挡住不能进入人眼,人看不到树叶之外的其他物体,故C正确;
D.“当窗理云鬓,对镜贴花黄”,句中“对镜贴花黄”是平面镜成像现象,是光的反射形成的。故D错误。
故选C。
3.当光线从一种透明物质进入另一种透明物质时,下列说法中正确的是( )
A.光线的传播方向一定发生改变
B.光线的传播方向有时不发生改变
C.当光线从水斜射入空气时,折射角小于入射角
D.当光线从玻璃斜射入空气时,入射角大于折射角
【答案】B
【详解】AB.当光线从一种透明物体垂直进入另一种介质时,其传播方向不变,故A错误,B正确;
C.根据光的折射定律可知,当光从水斜射入进入空气中时,折射光线远离法线偏折,折射角大于入射角,故C错误;
D.根据光的折射定律可知,当光从玻璃斜射入进入空气中时,折射光线远离法线偏折,折射角大于入射角,故D错误。
故选B。
4.在湖边看平静湖水中的“鱼在云中游”,则( )
A.“鱼”是光的反射形成的虚像,“云”是光的折射形成的实像
B.“鱼”是光的折射形成的虚像,“云”是光的反射形成的虚像
C.“鱼”和“云”都是光的反射形成的虚像
D.“鱼”和“云”都是光的折射形成的实像
【答案】B
【详解】看到水中的鱼:鱼反射的光从水斜射入空气时发生光的折射,折射光进入人眼,人眼逆着折射光看去,看到的是鱼的虚像;看到水中的云:天空中的云反射的光在水面发生镜面反射,形成平面镜成像,所以水中的云是光的反射形成的虚像。故ACD不符合题意,B符合题意。
故选B。
5.如图所示,在水中A处有一条鱼,但岸上的人却看到这条鱼在B处,下图的四幅光路图中,能正确说明产生这一现象原因的光路图是( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【详解】岸上的人看到水中的鱼,光应由水中斜射入空气中,折射角大于入射角,故选D。
6.“春江水暖鸭先知”,野鸭和鱼儿戏水构成了和谐共生的美好场景(如图)。下列关于该场景中光现象的分析,正确的是( )
A.野鸭看到水中的鱼,是光的直线传播形成的鱼的实像
B.水中的鱼看到岸边的石头,是光的折射形成的石头的虚像
C.水面上波光粼粼,是太阳光在水面发生漫反射形成的
D.野鸭在水面形成的倒影,是光的折射形成的与野鸭等大的虚像
【答案】B
【详解】 A.野鸭看到水中的鱼,是光的折射形成的鱼的虚像,不是光的直线传播形成的,也不是实像,故A错误;
B.鱼看到岸边的石头,是光从空气斜射入水中发生折射形成的虚像,故B正确;
C.水面波光粼粼,是太阳光在水面发生镜面反射形成的,故C错误;
D.野鸭在水面的倒影是光的反射形成的等大虚像,不是折射,故D错误。
故选B。
7.一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.根据光路可逆,光若沿CO入射,将沿OA和OB射出
C.是入射角,是反射角
D.AO是入射光,OC是折射光
【答案】D
【详解】首先确定是空气和水的分界面,过点作垂直于的法线,根据光的反射定律和折射规律:入射光线和反射光线在同种介质(空气)中,折射光线在另一介质(水)中,入射光线分别与反射光线、折射光线分居法线两侧;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。
A.若是入射光,不符合“入射光线与折射光线分居法线两侧”的规律,实际是入射光,是反射光,故A错误;
B.光若沿入射,根据光路可逆性,出射光只会沿射出,不会沿射出,故B错误;
C.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,是入射光线与界面的夹角,不是入射角,是反射光线与界面的夹角,不是反射角,故C错误;
D.光从空气斜射入水中,入射光线和反射光线都在空气侧(界面上方),折射光线在水侧(界面下方),且符合入射光线与折射光线分居法线两侧的规律,因此是入射光,是折射光,故D正确。
故选D。
二、填空题
8.“潭清疑水浅”是由于光在水面发生___________现象;小刚在岸边行走时看到水中的游鱼,看到的鱼的位置在实际鱼的位置的_______(选填“上方”或“下方”)。
【答案】 折射 上方
【详解】光从水中斜射入空气中时会发生折射现象。“潭清疑水浅”是水底反射的光经水面折射后,折射光线偏离法线,人眼逆着折射光线看,会误认为水底位置更浅。
水中鱼反射的光从水斜射入空气时,折射角大于入射角,人眼逆着折射光线观察,看到的是鱼的虚像,虚像的位置比实际鱼的位置偏高,即上方。
9.从实验可知,光从空气斜射入水或玻璃等透明物质时,折射角小于入射角。如果让光逆着折射光的方向从水或玻璃等透明物质斜射入空气时,会发现折射入空气的光将逆着原入射光的方向传播,这表明,折射时光路也是____。由此可知,光从水或玻璃等透明物质斜射入空气时,折射角____入射角。
【答案】 可逆的 大于
【详解】如果让光逆着折射光的方向从水或玻璃等透明物质斜射入空气时,会发现折射入空气的光将逆着原入射光的方向传播,原先的折射角变为入射角,原先的入射角变为折射角,这表明,折射时光路也是可逆的;
因为光从空气斜射入水时折射角小于入射角,所以光从水斜射入空气时,折射角大于入射角
10.夏天,小明和同学游净月潭,看见一些现象,他们从物理角度讨论起了下列问题。
阳光下的深水波光粼粼有些刺眼,这是由于光在水面上发生了___反射,走近时小明看见湖水中的鱼在蓝天白云间游弋,看见的鱼是光的___形成的___像;蓝天是光的___形成的___像;鸟在距离平静水面2m高处水平飞行,他们看到鸟在水中的“倒影”到水面的距离是_______,小鸟靠近水面时像的大小________(填“变大”“变小”“不变”)
【答案】 镜面 折射 虚 反射 虚 2m 不变
【详解】[1] 镜面反射的光线集中,平行入射的光线经反射后沿平行方向射出,会使人感到刺眼。
[2] 人看到水中的鱼,是鱼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,所以是光的折射形成的。
[3] 光的折射形成的像不是实际光线会聚而成,无法用光屏承接,属于虚像。
[4] 看到水中的蓝天,是光线经水面反射后进入人眼,是平面镜成像原理,属于光的反射现象。
[5] 平面镜成像所成的像为虚像,不是实际光线会聚形成的,因此蓝天的像为虚像。
[6] 根据平面镜成像特点,像与物到平面镜(水面)的距离相等,已知鸟到水面距离为,则其“倒影”到水面的距离为。
[7] 平面镜成像时像与物大小始终相等,小鸟靠近水面时自身大小不变,所以像的大小不变。
三、实验题
11.在光学实验课上,小科对以下几个实验做了改进。
【光的反射定律实验】
(1)实验过程中为了便于读出反射角和入射角的度数,把硬纸板做成量角器的形状并标上刻度。以下四种标注方式,最合理的是___________。(填序号)
A. B.
C. D.
(2)小科选用了白色且粗糙的硬纸板,可使实验现象更明显,因为它发生了___________(选填“漫反射”或“镜面反射”),让坐在不同方向的同学都能看到光的传播路径。
【平面镜成像实验】
(3)小科利用如图所示的房间A、B,验证平面镜成像规律。两个房间被玻璃门隔开,其底部地砖的拼接纹路完全对应。房间A中标记物成的像,应在房间B的___________(选填“D”、“E”或“F”)点。
【光的折射规律实验】
(4)如图,利用激光笔在“探究光从空气斜射入水中的折射规律”时,为了便于观察光路和测量角度,下列操作中不可行的是___________。
A.用眼睛直接迎着折射光线的方向观察
B.用烟雾发生器在空气中产生少量烟雾,显示入射光线
C.在玻璃容器的侧壁贴上坐标纸,便于比较折射角和入射角的大小关系
【答案】(1)C
(2)漫反射
(3)D
(4)A
【详解】(1)反射角、入射角的定义是光线与法线的夹角,法线垂直于反射面;本实验中量角器的圆心在入射点,法线过圆心垂直反射面指向量角器顶端,将刻度设置在法线上,反射角和入射角可以直接读出,不需要额外换算,因此标注方式C最合理。
(2)粗糙硬纸板表面不平整,光在它表面发生漫反射,反射光线向各个方向传播,因此坐在教室不同位置的同学都能看清光的传播路径。
(3)平面镜成像的核心特点是:像与物体关于镜面对称。本题中玻璃门就是平面镜,标记物位于房间A的第二列,距离玻璃门的竖直距离为2格;只有房间B的D点满足:水平位置与标记物相同、到玻璃门的距离与标记物到玻璃门的距离相等,符合对称关系,因此标记物的像在D点。
(4)A.直接迎着折射光线方向观察,只能感受到光线,无法显示完整光路,也无法测量角度,直视激光还容易损伤眼睛,故A操作不可行;
B.空气中喷少量烟雾,烟雾可以散射光线,清晰显示入射光的传播路径,故B操作可行;
C.在容器侧壁贴坐标纸,可以方便确定光线位置,便于比较折射角和入射角的大小,故C操作可行。
本题选择不可行的操作,故选A。
四、综合题
12.新情境“海底隧道”如图甲所示,在郑州海昌海洋馆的“海底隧道”能够看到漂亮的海底世界。在图乙中,A表示人的眼睛,B表示水中鱼的真实位置,C表示观察到的水中鱼的位置。请你在图乙中画出人看到水中鱼的光路图。
【答案】
【详解】【小题1】人之所以能看到水中的鱼,是因为鱼反射的光线从水中穿过水面进入空气,最终射入人的眼睛。光线从水进入空气时会在水面上发生折射。由于人眼逆着折射光线看去,感觉光是从虚像点C 发出的,因此折射光线经过A点,且折射光线的反向延长线必定经过虚像点C 。连接C和A的直线与水面的交点,就是光线射出水面的位置,即入射点,连接C和A,交水面于点O。线段就是光线进入空气后的折射光线,方向从O指向A 。连接鱼的真实位置B和入射点O。线段就是光线在水中的入射光线,方向从B指向O 。
13.如图甲所示,小明发现水塘边竖有一个“水深危险”的牌子,可是看起来水很浅啊!小明在水中竖立一个木板,请你在图乙中用光路图来说明水深但显浅的原因,图乙中A点为实际位置,点为看到的位置,B为人眼的位置。
【答案】
【详解】光从水中A点射向空气中时,在水面O处会发生折射,折射角大于入射角,折射光线OB远离法线偏转,人在岸上逆着折射光OB看去,光好像从A′射出,所以看起来水变浅了,据此作图。
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