专题 4.4 光的折射【导图知识卡片+知识梳理+17个题型讲练+中考真题演练+难度分层练 共59题】-2026-2027学年人教版物理八年级上册同步高效培优精讲义
2026-08-14
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4份
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59页
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普通
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 | 同步教学-新授课 |
| 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 | 32.91 MB |
| 发布时间 | 2026-08-14 |
| 更新时间 | 2026-08-15 |
| 作者 | 勤勉理科资料库 |
| 品牌系列 | - |
| 审核时间 | 2026-08-14 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/59216293.html |
| 价格 | 4.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
|---|
摘要:
本讲义聚焦光的折射核心知识点,系统梳理折射概念、规律特点及生活现象,通过17个题型讲练构建从基础概念到实验探究再到实际应用的完整学习支架。
资料以思维导图构建知识框架,17个题型涵盖实验装置、光路分析等,通过数据记录与结论推导培养科学探究能力,中考真题与分层训练兼顾基础巩固与拔高,助力课中教学效率提升和课后学生查漏补缺。
内容正文:
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专题4.4 光的折射『重点难点同步培优讲义』
(知识梳理+17个题型讲练+中考真题演练+难度分层练 共59题)
【2026-2027学年人教版物理新教材•八年级上册】
思维导图 2
知识梳理 2
知识点梳理01:光的折射 2
知识点梳理02:光折射时的特点 3
知识点梳理03:生活中的折射现象 4
题型讲练 5
题型一 光的折射的概念和现象 5
题型二 光的折射条件 5
题型三 光的折射的实验装置 5
题型四 光的折射的实验现象及结论 7
题型五 从水面看向水中 7
题型六 从水中看向水面 8
题型七 筷子在水中的弯折 8
题型八 大气对日光的折射 9
题型九 海市蜃楼 9
题型十 不同介质入射角、反射角与折射角的大小关系 10
题型十一 作出光在空气和介质中传播的光路图 10
题型十二 根据光的折射判断物体的位置 10
题型十三 水底光斑的变化 11
题型十四 辨析水面高度变化时,折射光路图的变化情况 12
题型十五 探究不同物质对光的偏折能力 12
题型十六 根据光路图区分入射、反射和折射光线 13
题型十七 光的折射规律的应用 14
中考真题演练 14
难度分层训练 16
【基础夯实】 16
【培优拔高】 18
知识点梳理01:光的折射
1、光的折射现象
如图所示,让一束光从空气斜射入水中,这束光在分界面上分成两部分,一部分光被界面反射回空气,还有一部分光射入水中,并且发生了偏折。
2、光的折射的概念
光从一种介质斜射入另一种介质时,传播方向发生了偏折,这种现象叫做光的折射。
【注】垂直入射时,传播方向不发生偏折。
3、关于光的折射的两点说明
(1)发生光的折射现象时,往往同时发生光的反射现象。
(2)如果同种介质疏密不均匀,那么光在其中传播时发生的偏折也属于折射。
4、光的折射六要素
名称
概念
一点
入射点
入射光线与界面的交点O
三线
入射光线
照射到两种介质分界面的光线AO
折射光线
光进入另一种介质后被折射的光线OB
法线
过入射点,垂直于两种介质分界面的直线MN
两角
入射角
入射光线与法线的夹角,即∠i
折射角
折射光线与法线的夹角,即∠r
知识点梳理02:光折射时的特点
1、探究光折射时的特点
①让一束光从空气斜射入水中,观察光束在空气和水中的径迹。将光屏的右半部分向后翻折,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、法线在同一平面内,折射光线向法线偏折,折射角小于入射角。
②改变入射角的大小,发现折射角的大小也随着改变。当入射角增大时,折射角也增大。
③让一束光垂直空气与水的界面射入水中,发现光的传播方向不变。
④让光束逆着原折射光线的方向从水中射入空气中,发现射入空气中的折射光线也逆着原入射光线的方向射出,由此说明在发生折射时,光路是可逆的。
2、光的折射规律
(1)当光从空气斜射入水中或其他介质中时,折射光线向法线方向偏折,折射角小于入射角。当入射角增大时,折射角也增大。
(2)当光从水或其他介质斜射入空气中时,折射光线远离法线,折射角大于入射角。
(3)当光从空气垂直射入水中或其他介质中时,其传播方向不变。
(4)在光的折射现象中,光路是可逆的。
知识点梳理03:生活中的折射现象
1、海市蜃楼
由于光在穿过密度不均匀的空气时传播路线发生弯曲形成的。
2、池水变“浅”了
池底某点反射的光从水中斜射向空气时会发生偏折,而人眼只能感受光的直线传播。因此,逆着折射光看去,就会感觉这点的位置升高了,实际上看到的是虚像。
3、叉鱼
叉鱼时,人眼看到的是鱼的虚像,并且在鱼的上方。因此,只有瞄准“鱼”的下方才能叉到鱼;当使用激光照射鱼时,因为激光在水面也会发生折射,所以只需瞄准所看到的“鱼”进行照射,折射光就正好可以打在鱼身上。
题型一 光的折射的概念和现象
【典例精讲】(25-26八年级上·河南南阳·阶段检测)小明与爷爷去捕鱼,小明看到水中的鱼,实际上是由于光的___________形成的鱼的像;渔民看到鱼是光从___________(“水到空气中”或“空气到水中”)
【变式训练】(25-26八年级上·江苏扬州·期中)十月假期,小红随父母一起在自在公园步道散步,她向平静的水面观察,看到了“鸟在水中飞、鱼在云中游”的美丽画面。当鸟距水面 5m 时,它的“倒影”距水面______ m, 小红看到的“鸟”在湖水中的"倒影"是 ______(选填“实像”或“虚像”)。看到“鱼”在湖水中属于光的______现象。
题型二 光的折射条件
【典例精讲】(23-24八年级上·重庆万州·阶段检测)关于光现象的说法正确的是( )
A.远离平面镜时,观察者在镜中的像会变小
B.凸透镜对光的会聚作用,一定能使光线会聚
C.光在两种介质的界面一定发生偏折
D.光发生漫反射时,反射角不等于入射角
【变式训练】(23-24八年级上·广东东莞·期中)洪崖洞是重庆历史文化的见证和城市精神的象征,下列有关说法正确的是( )
A.洪崖洞在平静江水中的倒影是等大的像
B.洪崖洞在平静江水中的倒影是由光的折射形成的
C.夜晚洪崖洞的灯光五颜六色是因为发生了光的色散现象
D.夜晚洪崖洞的灯光从空气斜射入江水中时,光是沿直线传播的
题型三 光的折射的实验装置
【典例精讲】(25-26八年级上·四川达州·期末)某同学在做探究光的折射特点实验,如图是光从空气射入水中时的光路。实验中发现,入射光线、折射光线和法线在同一平面内,折射光线和入射光线分别位于法线的两侧。通过实验还得到如表数据:
入射角α
0°
15°
30°
45°
60°
反射角β
0°
15°
30°
45°
60°
折射角γ
0°
11°
22.1°
35.4°
40.9°
(1)在探究中,该同学在清水中滴入几滴牛奶并搅匀,在水面上方的空气中熏了点烟雾,这一做法是为了________
(2)分析表中数据,可得出结论:。
①光从空气斜射到水面时,将同时发生_________和_________现象;
②光从空气斜射到水面时,折射角随入射角的变化关系是:折射角随入射角的增大而_____,且折射角_______(选填“大于”、“小于”或“等于”)入射角。当光从空气垂直射到水面时,折射角等于_______度。
③光在空气和水之间折射时,_________(选填“空气”或者“水”)中的角总是更大。
【变式训练】(25-26八年级上·陕西西安·期末)学习小组的同学用如图甲所示的装置探究光的折射现象及其特点。
(1)实验应在较______(选填“暗”或“亮”)的环境下进行;同学们发现在三条光线中入射光线最亮,是因为光在空气和玻璃砖界面发生折射时也发生了______;
(2)由图中实验现象可知,当光从空气斜射入玻璃砖时,折射角______(选填“大于”“等于”或“小于”)入射角;某同学提出应多次改变入射角并测量入射角和折射角后再总结规律,这样做是为了______;
(3)若光线沿方向射入玻璃砖,则折射光线将沿______方向射出,说明在光的折射中,光路______;
(4)如图乙,小明用宽度为d的玻璃砖继续实验,用激光笔将光线从玻璃砖下沿射入,发现光线沿方向传播,若将激光笔置于纵坐标轴上之间,发出一束光束射向玻璃砖表面E点,则光束将从玻璃砖底部______(填序号)区域内射出。
题型四 光的折射的实验现象及结论
【典例精讲】(25-26八年级上·黑龙江大兴安岭·阶段检测)光从空气斜射入玻璃时,折射角与入射角的关系是( )
A.折射角大于入射角 B.折射角小于入射角
C.折射角等于入射角 D.无法确定
【变式训练】(24-25八年级上·北京怀柔·期中)如图所示是小红同学用激光笔、量角器、半圆玻璃砖等实验器材,探究光由空气斜入射到玻璃时折射角β和入射角α的大小关系,她测量并记录的实验数据如下表所示,请你根据表中的数据归纳出实验结论:________。
α/°
0
15
30
45
60
β/°
0
11
22.1
35.4
40.9
题型五 从水面看向水中
【典例精讲】(23-24八年级上·广东湛江·阶段检测)如图所示,小明将一枚硬币放在碗的底部,眼睛在A处恰好看不到它。
(1)小明看不到硬币,这是因为光在均匀介质中沿___________传播;
(2)将平面镜放到碗边适当的位置,小明在A处通过平面镜看到了硬币的虚像,这是利用了光的___________现象;
(3)沿碗壁缓缓向碗中加水,小明在A处也能看到硬币的虚像,这是利用了光的___________现象。
【变式训练】(25-26八年级上·四川达州·期中)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
题型六 从水中看向水面
【典例精讲】(26-27八年级·全国·暑假作业)潜水员在水中看到岸边的树,他看到的是( )
A.变高了的实像 B.变高了的虚像
C.变矮了的实像 D.变矮了的虚像
【变式训练】人站在清澈的河水中会发现水中腿变短,潜水员看岸上的树会发现树变高,能描述这两种现象的光路依次是图中的______和______。
题型七 筷子在水中的弯折
【典例精讲】(25-26八年级上·黑龙江佳木斯·阶段检测)下列现象中,由光的反射形成的是( )
A.小孔成像 B.水中倒影
C.日食现象 D.筷子在水中“折断”
【变式训练】(25-26八年级上·福建福州·期中)小闽在学习光学知识后,在生活中发现以下光学现象,属于光的折射现象的有( )
A.一叶障目,不见泰山 B.坐井观天,所见甚小
C.“猪八戒”照镜子 D.插入水中的筷子变“弯折”
题型八 大气对日光的折射
【典例精讲】(25-26八年级上·江苏南京·期中)古诗中有“大漠孤烟直,长河落日圆”的壮美诗句,诗人观察到的落日并非太阳的实际位置,而是光线经过不均匀的大气时发生了______而成的像,太阳实际在图中的______位置(选填“甲”或“乙”),人眼所看到的太阳是______(选填“实”或“虚”)像。如果没有大气,白天时间将变______(选填:“长”或“短”)。若室内淋沐池上方离水面6m处有一盏灯,从池边看到灯在水中的倒影正好贴在池底上,则池中水的实际深度应______6m(选填“大于”、“小于”或“等于”)。
【变式训练】(25-26八年级上·安徽亳州·期末)“大漠孤烟直,长河落日圆”诗人看到的落日并非太阳的实际位置,这是太阳光在不均匀的空气中传播时发生________形成的,此时我们看到的是太阳的________像。
题型九 海市蜃楼
【典例精讲】(25-26八年级上·河南周口·阶段检测)下列现象中,属于光的折射的是( )
A.小孔成像 B.水中月亮 C.海市蜃楼 D.墙上手影
【变式训练】(25-26八年级上·贵州遵义·阶段检测)下列光现象中,能用光的折射解释的是( )
A.水中的倒影 B.后视镜中的像
C.海市蜃楼 D.日环食
题型十 不同介质入射角、反射角与折射角的大小关系
【典例精讲】(25-26八年级上·河南许昌·阶段检测)一束光从空气斜射入水中,折射角______入射角(选填“大于”“等于”或“小于”);若入射光线垂直射向水面,此时折射角为______度。
【变式训练】(25-26八年级上·山西阳泉·阶段检测)光线从空气斜射入水中,若入射光与水面的夹角为58°,则折射角可能是( )
A.24° B.32° C.44° D.65°
题型十一 作出光在空气和介质中传播的光路图
【典例精讲】(25-26八年级上·河南漯河·期末)黄龙湿地公园风景宜人,每逢夏季荷花盛开更是吸引游客;如图是一名摄影爱好者拍摄到的鱼儿咬食荷花的场景,请画出鱼未出水面时看到荷花的大致光路图,A表示荷花、B表示鱼眼。
【变式训练】(25-26八年级上·山东德州·阶段检测)请在图中画出人眼看到池底的光路图,是人眼看到的池底的像。
题型十二 根据光的折射判断物体的位置
【典例精讲】(25-26八年级上·安徽阜阳·期末)如图所示,在水面下有一个发光物体A,它发出的光由水进入空气时传播方向发生改变,光线AO和的折射光线分别为OB和。当折射光射入观察者眼睛时,观察者会认为光好像是从处直接射来的。这样观察者所看到的物体位置比它实际的位置高。请你通过作图确定的位置,保留作图痕迹。
【变式训练】(24-25八年级上·河南郑州·期末)如图所示,小冰站在双鹤湖池塘边看见水中点有一条鱼,试确定鱼大致的实际位置A,并画出看见点的光路图。
题型十三 水底光斑的变化
【典例精讲】(25-26八年级上·安徽蚌埠·期末)如图所示,一束光射入杯中,在杯底形成光斑,如果将入射光线绕入射点逆时针转动一个较小角度,则光斑将会向________移动,如果将杯中水取出一部分,观察到的光斑将会向________移动。
【变式训练】(25-26八年级上·湖北襄阳·期末)如图一束光射入杯中,在杯底形成光斑。逐渐往杯中加水,观察到的光斑将会( )
A.向左移动 B.向右移动 C.保持不动 D.都有可能
题型十四 辨析水面高度变化时,折射光路图的变化情况
【典例精讲】(25-26八年级上·四川绵阳·期末)如图所示,将透明的薄壁(厚度可忽略不计)方形水槽水平放置,固定在水槽底部的激光笔沿图示方向发出一细光束,只通过缓慢改变水槽中的水量来探究光的折射现象。水槽中未注水时可在侧壁上处得到一个光点,注入一定量的水后,光点移至处,若间距离为,则水面高度的变化量________(大于/等于/小于)。
【变式训练】(25-26八年级上·江苏盐城·期末)如图甲,把玻璃杯放在有字的卡片上,杯内注一大半水,小明由杯口向下观察,发现杯内文字比杯外文字看上去变近了,其原因是光发生了_________;继续加水,看到杯内文字_________(向上/向下/不)移动;请在图乙中画出能说明这一现象的光学原理的一条入射光线及对应的折射光线,要求以O点为入射点_________。
题型十五 探究不同物质对光的偏折能力
【典例精讲】(25-26八年级上·全国·课后作业)如图甲所示,物理课上老师用漏斗将浓盐水灌注到淡盐水下方,演示光在同种不均匀介质中传播的实验,根据实验现象,小梦猜想光的偏折能力与盐水的浓度可能有关。于是与小组的同学一起设计了如图乙所示的实验进行探究,并记录实验数据如下。
入射角:30°
盐水浓度
5%
10%
15%
20%
25%
光斑到法线的距离/mm
157
153
148
145
143
(1)为使实验现象更加明显,实验时水槽中的盐水应适当________(选填“深”或“浅”)一些。
(2)分析表中数据你可以得到的实验结论是________。
(3)溶液种类多样,你可以在此实验的基础上提出一个可探究的物理问题:________。
【变式训练】(2025·安徽合肥·模拟预测)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,小明提出如下实验方案:先让一束入射光从空气直接斜射入透明的空水槽中,记录下光斑位置(如图甲所示):接着分别倒入水和油(如图乙所示),记录对应的光斑位置,再通过分析就可得到实验结论。
(1)小明实验方案中存在明显问题,请帮他指出来;没有控制__________相同。
(2)某小组同学根据修改后正确的实验方案实验后,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。
题型十六 根据光路图区分入射、反射和折射光线
【典例精讲】(26-27八年级上·全国·课后作业)请在图中分别标出入射光线、折射光线、法线、入射角和折射角。
【变式训练】(25-26八年级上·福建宁德·阶段检测)如图所示,是一束光在空气与玻璃的分界面上同时发生反射和折射的光路图,已知,,,则反射光线为________,折射角度数为________,分界面的________侧为空气(选填“上”、“下”、“左”或“右”)。
题型十七 光的折射规律的应用
【典例精讲】(25-26八年级上·新疆乌鲁木齐·阶段检测)小乐看见一只燕子在平静的湖面上飞过,水中,燕子与鱼儿结伴游泳。水中的燕子是光的________形成的;他看到燕子在离湖面8m的上空飞行,若湖深为3m,则燕子在湖里所成的像与它的距离是______m;若小乐要用激光笔照射到鱼身上,则激光应对着____的位置射出(选填“鱼”或“鱼的上方”、“鱼的下方”)。
【变式训练】(24-25九年级下·福建福州·中考复习)如图,小明将一枚硬币放在碗底,眼睛在A处恰好看不到,沿碗壁缓缓向碗中加水,在A处又能看到“硬币”了,这是由于光从水斜射向空气时,折射光线________法线,看到位于真实硬币上方的________像。
【真题演练1】(2025·江苏盐城·中考真题)在水中有一条鱼,但岸上的人看到的实际上是它位置偏浅的虚像。下面四个光路图能正确说明产生这一现象的原因的是( )
A. B.
C. D.
【真题演练2】(2025·上海·中考真题)若一束光从水中斜射入空气中,当入射光和水面夹角为60°时,折射角可能为( )
A.22° B.30° C.42° D.90°
【真题演练3】(2025·河北保定·中考真题)筷子斜插入盛有水的碗中,筷子在水中的部分看上去向________弯折(选填“上”或“下”),是由于光的折射形成的________(选填“虚像”或“实像”)。
【真题演练4】(2025·江苏镇江·中考真题)水平桌面上铺着画有坐标轴的白纸,如图,一束激光紧贴白纸沿AB方向射出,将长方形玻璃砖一侧紧贴y轴放置于白纸上,激光折射后与x轴交于E点,折射光线DE与AB___________(选填“平行”或“不平行”);已知L=6cm,若玻璃砖紧贴y轴以0.01m/s的速度向x轴方向匀速运动,则___________s后玻璃砖下表面与x轴重合,此过程中, E点的位置___________(选填“向左移动”、“不变”或“向右移动”)。
【真题演练5】(2025·云南怒江·中考真题)泸水市2026怒江傈僳“阔时节”晚会里有一个非常受欢迎的节目——千人打跳,就是大家围着火堆载歌载舞,尽显快乐。小华同学在参加活动的时候,发现一个现象:通过火堆上方看对面的人,感觉对面的人好像在晃动。为什么会出现这种现象呢?小华同学根据学过的知识进行分析猜想:火堆上方的空气被加热后,其疏密程度不断发生变化,光进入不均匀的热空气发生了折射,传播方向不断发生变化,看起来就感觉对面的人在晃动。为了验证这种猜想是否正确,回到家后,小华同学利用一支激光笔、一个装有酒精的浅盘及火柴,进行了如下的探究。
如图所示,将激光笔固定在小桌上沿水平方向照射,用喷壶向激光笔的前方喷水,看到激光笔发出的一束红光沿直线射向墙面,墙面上有一个红色光点保持不动。将装有酒精的浅盘放在激光笔前方的下侧,接下来小华的操作是:___________。如果观察到___________,说明小华的猜想是正确的。
【基础夯实】
1.(25-26八年级上·山东菏泽·期中)下列关于曹州古城的景象,是由于光的直线传播形成的是( )
A.亭台在水中的“倒影” B.漏窗在墙壁上的“影子”
C.碧水中变浅的“池底” D.夕阳下水中的“太阳”
2.(24-25八年级上·甘肃陇南·阶段检测)折射光线远离法线偏折,则光可能是( )
A.从水中斜射入空气中 B.从空气中斜射入水中
C.从水中垂直射向空气中 D.从空气中斜射入玻璃中
3.(24-25八年级上·甘肃陇南·阶段检测)小明站在平静的湖边,看到清澈的湖水里小鱼在白云间穿行,以下说法正确的是( )
A.白云是虚像,鱼是实像 B.白云是实像,鱼是虚像
C.白云是虚像,鱼是实物 D.白云和鱼都是虚像
4.(26-27八年级上·全国·课后作业)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。
5.(25-26八年级上·山东滨州·阶段检测)“五・一”节期间,在南山公园平静的湖水中,小红看到了“鸟在水里飞,鱼在云中游”的美丽画面。她所观察到的“飞鸟”是由于光的__________(选填“直线传播”、“反射”或“折射”)形成的虚像,“游鱼”是由于光的折射形成的__________(选填“实”或“虚”)像。
6.(25-26八年级上·安徽六安·期中)韩愈的《叉鱼招张功曹》中记载:“深窥沙可数,静搒水无摇。刃下那能脱,波间或自跳。”当语文老师翻译到“鱼叉掷下,哪有逃脱得了的鱼,可它们却仍在波浪中跳跃”时,小明同学想:若要叉到鱼,应该向看到的鱼的________(选填“上方”或“下方”)叉去,因为看到的“鱼”实际上是鱼的________(选填“实像”或“虚像”)。
7.(23-24八年级上·福建莆田·阶段检测)如图所示,一束光线从空气射入水中,在空气和水的分界面上同时发生反射和折射。请在图中作出折射光线的大致方向。
8.(25-26八年级上·海南省直辖县级单位·期末)如图所示是小依和小钟探究光的反射规律时的实验。
(1)在平面镜上放置纸板时,应使纸板与平面镜________;
(2)小钟多次改变入射角的大小进行实验,通过该实验得到的结论是反射角________入射角;
(3)如图丁所示,一束光从空气入射到某种玻璃时发生反射和折射,其中法线为CD,入射角为________度。
9.(25-26八年级上·黑龙江哈尔滨·阶段检测)如图所示,在玻璃水槽中竖直放置的光屏是由E和F两个半圆形光屏组成的,NOM为两半圆的分界线,其中光屏F可绕直径NOM折转。
入射角
30°
45°
60°
折射角
22°
32°
41°
①实验时,先让光屏E、F位于同一平面内,一束激光贴着光屏E从空气斜射入水中,在光屏F上可以看到折射光:小明将光屏F向后折转一定角度后,在光屏F上不能看到折射光,说明:折射光线与入射光线、法线________同一平面内(选填“在”或“不在”);
②多次改变入射角进行实验,测量并记录的数据如下表所示,分析数据得出的结论是:光从空气斜射入水中时,折射角________入射角(选填“大于”或“小于”);
③小明让一束光沿着图中BO方向射向水面时,发现光线沿着OA方向折射进入空气,这表明:光的折射现象中,光路是________。
10.(25-26八年级上·安徽亳州·期中)光从空气斜射入水中的传播情况会怎样呢?如图是小华猜想的示意图。带着这个问题,他利用光具盘探究光从空气斜射入水中时的光路图,经过多次实验并记录了如下数据:
入射角α
0°
10°
30°
45°
60°
折射角β
0°
7.1°
20.7°
30°
37.8°
(1)根据表格实验数据,当激光沿着图所示入射光线的方向从空气斜射入水中时,进入水中的折射光线的传播路径大致与___________一致(选填“a”或“b”或“c”);
(2)多次实验表明:当光从空气斜射入水中时,其折射角___________(选填“大于”“小于”或“等于”)入射角。
【培优拔高】
1.(25-26八年级上·湖南湘西·阶段检测)如图所示阳光斜照在清澈的猛洞河水面,会发生反射和折射。关于光的传播路径,下列说法正确的是( )
A.入射角大于折射角
B.折射角大于反射角
C.折射光线与反射光线位于法线两侧
D.反射角不等于入射角
2.(25-26八年级上·湖北襄阳·阶段检测)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MN或EF中有一个是界面,下列说法正确的是( )
A.入射角为60° B.EF为界面,上方为空气
C.MN为界面,左侧为空气 D.光线CO为入射光线
3.(25-26八年级上·江苏南通·阶段检测)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
4.(24-25八年级上·江苏盐城·期中)小红爷爷在岸上看到水中有一条鱼在云朵里游泳,看到“鱼”是______现象,看到“云朵”是______现象;若小红拿着激光灯照鱼,他应该对准______射出(选填“鱼”、“鱼上方”或“鱼下方”)。
5.(25-26八年级上·福建南平·阶段检测)如图,OA、OB和OC是射到空气和玻璃界面上的入射线、反射线和折射线三条光线,由图可知,____________是入射光线,反射角为____________度,折射角为____________度。
6.(26-27八年级·全国·暑假作业)如图所示是一束光从空气斜射入玻璃时的光路图,其中光线OB是 ___________光线,反射角是 ___________°,界面是 ___________,界面的 ___________(选填“上”“下”“左”或“右”)边是空气。
7.(25-26八年级上·湖北孝感·期末)一束激光从空气射入水中,其反射光线与折射光线刚好垂直,已经画出反射光线。请在图中画出入射光线和折射光线。(请按要求在答题卡指定位置作图)
8.(24-25八年级上·上海青浦·期中)如图甲所示,在“探究光的折射特点”实验中:
(1)光与水面成45°射入杯中时,会在杯底形成光斑,若入射光束AO沿逆时针方向转动一定的角度,水中的折射角将变______。
(2)保持入射光线不变,向杯中继续注水,杯底的光斑将向______(选填“左”或“右”)移动。
(3)如图乙所示,站在清澈的游泳池里,在岸上的人会发现泳池里人的腿变短,能描述此现象的光路是图丙中的______(填序号)。
9.(25-26八年级上·云南昆明·阶段检测)如图甲是王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
10°
30°
45°
60°
折射角
7.1°
20.7°
30°
37.8°
(1)通过对数据的进一步分析可以发现:当光从空气斜射入玻璃中时,随着入射角的增大,折射角数值的变化越来越______(选填“大”或“小”),折射角______入射角(选填“等于”、“小于”或“大于”);
(2)若以55°的入射角从空气射入玻璃中时,其折射角______30°(选填“等于”、“小于”或“大于”);
(3)当光以30°的入射角从玻璃斜射入空气中时,其折射角是______度。
10.(25-26八年级上·山东威海·期末)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”。
表一
序号
1
2
3
4
入射角(°)
60
40
20
0
折射角(°)
40
29
15
?
表二
序号
1
2
3
入射角(°)
15
29
40
折射角(°)
20
?
60
(1)使用可折转的光屏,是为了探究________;
(2)光从空气射入水中,入射点为O点,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,并记录了表一的数据。由此可得出,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________(大于/等于/小于)入射角:表一中“?”处的数据是________;
(3)接下来继续探究光从水中射入空中的折射情况,记录了表二的数据。表二中“?”处的数据模不清,请综合分析两个表格中的数据,判断出这个数据应该是________,你判断的依据是___________。
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专题4.4 光的折射『重点难点同步培优讲义』
(知识梳理+17个题型讲练+中考真题演练+难度分层练 共59题)
【2026-2027学年人教版物理新教材•八年级上册】
思维导图 2
知识梳理 2
知识点梳理01:光的折射 2
知识点梳理02:光折射时的特点 3
知识点梳理03:生活中的折射现象 4
题型讲练 5
题型一 光的折射的概念和现象 5
题型二 光的折射条件 5
题型三 光的折射的实验装置 6
题型四 光的折射的实验现象及结论 9
题型五 从水面看向水中 9
题型六 从水中看向水面 11
题型七 筷子在水中的弯折 12
题型八 大气对日光的折射 12
题型九 海市蜃楼 13
题型十 不同介质入射角、反射角与折射角的大小关系 14
题型十一 作出光在空气和介质中传播的光路图 15
题型十二 根据光的折射判断物体的位置 16
题型十三 水底光斑的变化 17
题型十四 辨析水面高度变化时,折射光路图的变化情况 18
题型十五 探究不同物质对光的偏折能力 20
题型十六 根据光路图区分入射、反射和折射光线 21
题型十七 光的折射规律的应用 22
中考真题演练 23
难度分层训练 26
【基础夯实】 26
【培优拔高】 30
知识点梳理01:光的折射
1、光的折射现象
如图所示,让一束光从空气斜射入水中,这束光在分界面上分成两部分,一部分光被界面反射回空气,还有一部分光射入水中,并且发生了偏折。
2、光的折射的概念
光从一种介质斜射入另一种介质时,传播方向发生了偏折,这种现象叫做光的折射。
【注】垂直入射时,传播方向不发生偏折。
3、关于光的折射的两点说明
(1)发生光的折射现象时,往往同时发生光的反射现象。
(2)如果同种介质疏密不均匀,那么光在其中传播时发生的偏折也属于折射。
4、光的折射六要素
名称
概念
一点
入射点
入射光线与界面的交点O
三线
入射光线
照射到两种介质分界面的光线AO
折射光线
光进入另一种介质后被折射的光线OB
法线
过入射点,垂直于两种介质分界面的直线MN
两角
入射角
入射光线与法线的夹角,即∠i
折射角
折射光线与法线的夹角,即∠r
知识点梳理02:光折射时的特点
1、探究光折射时的特点
①让一束光从空气斜射入水中,观察光束在空气和水中的径迹。将光屏的右半部分向后翻折,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、法线在同一平面内,折射光线向法线偏折,折射角小于入射角。
②改变入射角的大小,发现折射角的大小也随着改变。当入射角增大时,折射角也增大。
③让一束光垂直空气与水的界面射入水中,发现光的传播方向不变。
④让光束逆着原折射光线的方向从水中射入空气中,发现射入空气中的折射光线也逆着原入射光线的方向射出,由此说明在发生折射时,光路是可逆的。
2、光的折射规律
(1)当光从空气斜射入水中或其他介质中时,折射光线向法线方向偏折,折射角小于入射角。当入射角增大时,折射角也增大。
(2)当光从水或其他介质斜射入空气中时,折射光线远离法线,折射角大于入射角。
(3)当光从空气垂直射入水中或其他介质中时,其传播方向不变。
(4)在光的折射现象中,光路是可逆的。
知识点梳理03:生活中的折射现象
1、海市蜃楼
由于光在穿过密度不均匀的空气时传播路线发生弯曲形成的。
2、池水变“浅”了
池底某点反射的光从水中斜射向空气时会发生偏折,而人眼只能感受光的直线传播。因此,逆着折射光看去,就会感觉这点的位置升高了,实际上看到的是虚像。
3、叉鱼
叉鱼时,人眼看到的是鱼的虚像,并且在鱼的上方。因此,只有瞄准“鱼”的下方才能叉到鱼;当使用激光照射鱼时,因为激光在水面也会发生折射,所以只需瞄准所看到的“鱼”进行照射,折射光就正好可以打在鱼身上。
题型一 光的折射的概念和现象
【典例精讲】(25-26八年级上·河南南阳·阶段检测)小明与爷爷去捕鱼,小明看到水中的鱼,实际上是由于光的___________形成的鱼的像;渔民看到鱼是光从___________(“水到空气中”或“空气到水中”)
【答案】 折射 水到空气中
【详解】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,折射光线进入人眼后,人眼逆着折射光线看到鱼的虚像,该现象由光的折射形成。
鱼处于水中,它反射的光线需要从水传播到空气中,才能被渔民的眼睛接收,因此光的传播路径是水到空气中。
【变式训练】(25-26八年级上·江苏扬州·期中)十月假期,小红随父母一起在自在公园步道散步,她向平静的水面观察,看到了“鸟在水中飞、鱼在云中游”的美丽画面。当鸟距水面 5m 时,它的“倒影”距水面______ m, 小红看到的“鸟”在湖水中的"倒影"是 ______(选填“实像”或“虚像”)。看到“鱼”在湖水中属于光的______现象。
【答案】 5 虚像 折射
【详解】[1]平静的水面相当于平面镜,根据平面镜成像特点:像与物体到平面镜的距离相等,鸟距水面5m,因此它的倒影距水面也为5m。
[2]平面镜成像的本质是光的反射,成的像是反射光线反向延长线会聚形成的,因此是虚像。
[3]我们看到水中的鱼,是鱼反射的光从水斜射入空气时发生偏折,人眼逆着折射光线看到的是鱼的虚像,属于光的折射现象。
题型二 光的折射条件
【典例精讲】(23-24八年级上·重庆万州·阶段检测)关于光现象的说法正确的是( )
A.远离平面镜时,观察者在镜中的像会变小
B.凸透镜对光的会聚作用,一定能使光线会聚
C.光在两种介质的界面一定发生偏折
D.光发生漫反射时,反射角不等于入射角
【答案】B
【详解】A.平面镜所成的像与物体等大,远离平面镜时,观察者在镜中的像大小不变,故A错误;
B.凸透镜对光的会聚作用,一定能使光线会聚,但不一定会会聚于一点,故B正确;
C.光从两种介质的界面垂直入射时,不会发生偏折,故C错误;
D.不论是漫反射还是镜面反射都遵循光的反射定律,即反射角始终等于入射角,故D错误。
故选B。
【变式训练】(23-24八年级上·广东东莞·期中)洪崖洞是重庆历史文化的见证和城市精神的象征,下列有关说法正确的是( )
A.洪崖洞在平静江水中的倒影是等大的像
B.洪崖洞在平静江水中的倒影是由光的折射形成的
C.夜晚洪崖洞的灯光五颜六色是因为发生了光的色散现象
D.夜晚洪崖洞的灯光从空气斜射入江水中时,光是沿直线传播的
【答案】A
【详解】AB.洪崖洞在平静江水中的倒影,属于平面镜成像,是等大的虚像,是光的反射形成的,故A正确,B错误;
C.夜晚洪崖洞的灯光五颜六色是因为灯光的颜色不同,不是光的色散现象,故C错误;
D.夜晚洪崖洞的灯光从空气斜射入江水中时会发生折射,这是光的折射现象,故D错误。
故选A。
题型三 光的折射的实验装置
【典例精讲】(25-26八年级上·四川达州·期末)某同学在做探究光的折射特点实验,如图是光从空气射入水中时的光路。实验中发现,入射光线、折射光线和法线在同一平面内,折射光线和入射光线分别位于法线的两侧。通过实验还得到如表数据:
入射角α
0°
15°
30°
45°
60°
反射角β
0°
15°
30°
45°
60°
折射角γ
0°
11°
22.1°
35.4°
40.9°
(1)在探究中,该同学在清水中滴入几滴牛奶并搅匀,在水面上方的空气中熏了点烟雾,这一做法是为了________
(2)分析表中数据,可得出结论:。
①光从空气斜射到水面时,将同时发生_________和_________现象;
②光从空气斜射到水面时,折射角随入射角的变化关系是:折射角随入射角的增大而_____,且折射角_______(选填“大于”、“小于”或“等于”)入射角。当光从空气垂直射到水面时,折射角等于_______度。
③光在空气和水之间折射时,_________(选填“空气”或者“水”)中的角总是更大。
【答案】(1)显示光路,便于观察光线
(2) 反射 折射 增大 小于 0 空气
【详解】(1)光的传播路径肉眼难以直接观察,牛奶和烟雾可以使光发生散射,从而将原本不可见的光路显示出来,便于实验观察。
(2)[1][2]表格中同时记录了反射角和折射角的数据,说明光从空气斜射到水面时,会同时发生反射和折射两种现象。
[3][4][5]分析表格中入射角和折射角的数值变化,光从空气斜射到水面时,入射角增大时,折射角也随之增大,且每组数据中折射角的数值都小于入射角。当光垂直射到水面时,入射角为0度,对应的折射角也为0度。
[6]对比空气和水中的角的大小,无论是入射角还是折射角,处于空气中的角的数值总是更大。
【变式训练】(25-26八年级上·陕西西安·期末)学习小组的同学用如图甲所示的装置探究光的折射现象及其特点。
(1)实验应在较______(选填“暗”或“亮”)的环境下进行;同学们发现在三条光线中入射光线最亮,是因为光在空气和玻璃砖界面发生折射时也发生了______;
(2)由图中实验现象可知,当光从空气斜射入玻璃砖时,折射角______(选填“大于”“等于”或“小于”)入射角;某同学提出应多次改变入射角并测量入射角和折射角后再总结规律,这样做是为了______;
(3)若光线沿方向射入玻璃砖,则折射光线将沿______方向射出,说明在光的折射中,光路______;
(4)如图乙,小明用宽度为d的玻璃砖继续实验,用激光笔将光线从玻璃砖下沿射入,发现光线沿方向传播,若将激光笔置于纵坐标轴上之间,发出一束光束射向玻璃砖表面E点,则光束将从玻璃砖底部______(填序号)区域内射出。
【答案】(1) 暗 反射
(2) 小于 使结论具有普遍性
(3) OA 可逆
(4)②
【详解】(1)[1]实验应在较暗的环境下进行,可以减少环境光的干扰,现象更明显。
[2]在三条光线中入射光线最亮,是因为光在空气和玻璃砖界面发生折射时也发生了反射,光线被分散,所以反射光线和折射光线的亮度不如入射光线。
(2)[1]由图甲可知,当光从空气斜射入玻璃砖时,折射角小于入射角,折射光线向法线方向偏折。
[2]本实验是探究类实验,应多次改变入射角并测量入射角和折射角后再总结规律,这样做是为了使结论具有普遍性。
(3)[1][2]若光线沿方向射入玻璃砖,则折射光线将沿OA方向射出,传播方向与之前完全相反,说明在光的折射中,光路可逆。
(4)用激光笔将光线从玻璃砖下沿射入,发现光线沿方向传播,根据光路可逆,若用激光笔从B点发出一束光束射向玻璃砖表面E点,则光线沿方向传播。光的折射现象中,折射角随入射角的减小而减小。若将激光笔置于纵坐标轴上之间,发出一束光束射向玻璃砖表面E点,入射角减小,而折射角减小,所以光束将从玻璃砖底部②区域内射出。
题型四 光的折射的实验现象及结论
【典例精讲】(25-26八年级上·黑龙江大兴安岭·阶段检测)光从空气斜射入玻璃时,折射角与入射角的关系是( )
A.折射角大于入射角 B.折射角小于入射角
C.折射角等于入射角 D.无法确定
【答案】B
【详解】由光的折射规律知道,光由空气中斜射入其他介质中时,折射角小于入射角,故B符合题意,ACD不符合题意。
故选B。
【变式训练】(24-25八年级上·北京怀柔·期中)如图所示是小红同学用激光笔、量角器、半圆玻璃砖等实验器材,探究光由空气斜入射到玻璃时折射角β和入射角α的大小关系,她测量并记录的实验数据如下表所示,请你根据表中的数据归纳出实验结论:________。
α/°
0
15
30
45
60
β/°
0
11
22.1
35.4
40.9
【答案】当光从空气垂直入射到玻璃表面时,折射角等于0°,光不发生偏折;当光从空气斜射入玻璃中时,折射角小于入射角,且折射角随入射角的增大而增大。
【详解】分析表格数据可得,当入射角(垂直入射)时,折射角,说明垂直入射时光不发生偏折;光斜入射时,所有实验组的折射角都小于入射角,且入射角从增大到的过程中,折射角从逐渐增大到,因此可得出斜射时的规律:当光从空气斜射入玻璃中时,折射角小于入射角,且折射角随入射角的增大而增大。
题型五 从水面看向水中
【典例精讲】(23-24八年级上·广东湛江·阶段检测)如图所示,小明将一枚硬币放在碗的底部,眼睛在A处恰好看不到它。
(1)小明看不到硬币,这是因为光在均匀介质中沿___________传播;
(2)将平面镜放到碗边适当的位置,小明在A处通过平面镜看到了硬币的虚像,这是利用了光的___________现象;
(3)沿碗壁缓缓向碗中加水,小明在A处也能看到硬币的虚像,这是利用了光的___________现象。
【答案】(1)直线
(2)反射
(3)折射
【详解】(1)小明看不到硬币,这是因为光在均匀介质中是沿直线传播的,由于碗的边缘部分挡住了来自硬币反射的光线,光线进入不到眼睛,所以眼睛看不到硬币。
(2)来自硬币的光经过平面镜会发生反射,反射光线进入人眼,人眼逆着反射光线看去,感觉光线好像是从镜子的后面射来的,这便是硬币的虚像,所以小明通过平面镜看到了硬币的虚像,这是利用了光的反射现象。
(3)当沿碗壁缓缓向碗中加水时,来自硬币的光线会从水中斜射入空气中从而发生折射,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偏高的虚像,所以小明在A处也能看到硬币的虚像,是利用了光的折射现象。
【变式训练】(25-26八年级上·四川达州·期中)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。
题型六 从水中看向水面
【典例精讲】(26-27八年级·全国·暑假作业)潜水员在水中看到岸边的树,他看到的是( )
A.变高了的实像 B.变高了的虚像
C.变矮了的实像 D.变矮了的虚像
【答案】B
【详解】岸边树反射的光从空气斜射入水中时发生折射,折射角小于入射角,折射光线靠近法线向下偏折;潜水员逆着折射光线看去,认为光沿直线传播,因此看到的是树的虚像,且虚像位置比实际位置更高,故ACD不符合题意,B符合题意。
故选 B。
【变式训练】人站在清澈的河水中会发现水中腿变短,潜水员看岸上的树会发现树变高,能描述这两种现象的光路依次是图中的______和______。
【答案】 ② ④
【详解】[1]人在水中的腿反射的光线射到水面上会发生折射,折射角大于入射角,折射光线进入岸上人的眼睛,岸上的人逆着折射光线看去,人腿的入射光线会向上偏折,所以岸上的人看到站在游泳池里人的腿是变短的,故选②。
[2]岸上的树反射的光线射到水面上会发生折射,折射角小于入射角,折射光线进入潜水员的眼睛,潜水员逆着折射光线看去,看到的是由折射光线的反向延长线会聚而成的位置比实际位置偏高的虚像,所以潜水员看岸上的树会发现树变高,故选④。
题型七 筷子在水中的弯折
【典例精讲】(25-26八年级上·黑龙江佳木斯·阶段检测)下列现象中,由光的反射形成的是( )
A.小孔成像 B.水中倒影
C.日食现象 D.筷子在水中“折断”
【答案】B
【详解】A.小孔成像是由于光沿直线传播形成的,故A不符合题意;
B.水中倒影属于平面镜成像,平面镜成像是光的反射原理,故B符合题意;
C.日食是由于光沿直线传播形成的,故C不符合题意;
D.筷子在水中“折断”是光从水中斜射入空气中发生折射形成的,故D不符合题意。
故选B。
【变式训练】(25-26八年级上·福建福州·期中)小闽在学习光学知识后,在生活中发现以下光学现象,属于光的折射现象的有( )
A.一叶障目,不见泰山 B.坐井观天,所见甚小
C.“猪八戒”照镜子 D.插入水中的筷子变“弯折”
【答案】D
【详解】A.一叶障目不见泰山,是光沿直线传播被树叶遮挡形成的,故A不符合题意;
B.坐井观天,所见甚小,是光沿直线传播形成的,故B不符合题意;
C.“猪八戒”照镜子,是平面镜成像,原理是光的反射,故C不符合题意。
D.插入水中的筷子变“弯折”,是因为水中的筷子反射的光从水中射入空气中时,在水面处发生折射而形成了虚像,故D符合题意。
故选D。
题型八 大气对日光的折射
【典例精讲】(25-26八年级上·江苏南京·期中)古诗中有“大漠孤烟直,长河落日圆”的壮美诗句,诗人观察到的落日并非太阳的实际位置,而是光线经过不均匀的大气时发生了______而成的像,太阳实际在图中的______位置(选填“甲”或“乙”),人眼所看到的太阳是______(选填“实”或“虚”)像。如果没有大气,白天时间将变______(选填:“长”或“短”)。若室内淋沐池上方离水面6m处有一盏灯,从池边看到灯在水中的倒影正好贴在池底上,则池中水的实际深度应______6m(选填“大于”、“小于”或“等于”)。
【答案】 折射 乙 虚 短 大于
【详解】[1][2][3][4]当光从一种介质斜射入另一种介质时,传播方向发生偏折,这种现象叫光的折射;由于大气分布不均匀,下部空气密度大,上部空气密度小,落日发出的光在不均匀的空气中传播时发生折射,折射光线不断向下偏折,我们逆着折射光线看去所看到的落日位置比实际位置高,太阳实际在图中的乙位置;我们看到的“落日”是由于光的折射而形成的太阳的虚像;若没有大气层,由于光在真空中沿直线传播,太阳在地平线以下,处在地球上的人看不到太阳,则日出时间将推迟,白天时间将变短。
[5]由于水面是平面镜,灯离水面6m,水中灯的像离水面也是6m,而人看到的池底是折射形成的虚像,比真实的池底偏高,由题意可知池底的像离水面6m,所以池底离水面的距离大于6m。
【变式训练】(25-26八年级上·安徽亳州·期末)“大漠孤烟直,长河落日圆”诗人看到的落日并非太阳的实际位置,这是太阳光在不均匀的空气中传播时发生________形成的,此时我们看到的是太阳的________像。
【答案】 折射 虚
【详解】[1][2]当太阳光在不均匀的空气中传播时,其传播方向会发生改变,这种现象叫做光的折射。由于地球周围的大气层上疏下密,太阳光线从真空进入大气层后,折射光线会向地面偏折。我们逆着折射光线的方向看去,就会感觉太阳的位置比实际位置要高,此时看到的太阳是折射光线反向延长线会聚形成的像,并非实际光线会聚而成,所以是虚像。
题型九 海市蜃楼
【典例精讲】(25-26八年级上·河南周口·阶段检测)下列现象中,属于光的折射的是( )
A.小孔成像 B.水中月亮 C.海市蜃楼 D.墙上手影
【答案】C
【详解】A.小孔成像是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.水中月亮是平面镜成像现象,本质是光的反射,故B不符合题意;
C.海市蜃楼是光经过不均匀的大气层时发生偏折形成的虚像,属于光的折射,C符合题意;
D.墙上手影的形成是光沿直线传播,光被手遮挡后形成暗区,故D不符合题意。
故选C。
【变式训练】(25-26八年级上·贵州遵义·阶段检测)下列光现象中,能用光的折射解释的是( )
A.水中的倒影 B.后视镜中的像
C.海市蜃楼 D.日环食
【答案】C
【详解】A.水中的倒影是平面镜成像现象,是光的反射形成的,故A不符合题意;
B.后视镜中的像是凸面镜成像,是光的反射形成的,故B不符合题意;
C.海市蜃楼是光在不均匀的空气中传播时发生折射形成的,故C符合题意;
D.日环食是由光的直线传播形成的,故D不符合题意。
故选C。
题型十 不同介质入射角、反射角与折射角的大小关系
【典例精讲】(25-26八年级上·河南许昌·阶段检测)一束光从空气斜射入水中,折射角______入射角(选填“大于”“等于”或“小于”);若入射光线垂直射向水面,此时折射角为______度。
【答案】 小于 0
【详解】根据光的折射规律,光从空气斜射入水这类透明介质时,折射角小于入射角;
当入射光线垂直射向水面时,入射光线与法线重合,入射角为0°,此时折射光线与入射光线、法线也重合,折射角为0度。
【变式训练】(25-26八年级上·山西阳泉·阶段检测)光线从空气斜射入水中,若入射光与水面的夹角为58°,则折射角可能是( )
A.24° B.32° C.44° D.65°
【答案】A
【详解】入射角的定义是入射光线与法线的夹角,法线垂直于水面。已知入射光与水面的夹角为,因此入射角;光从空气斜射入水中时,折射角小于入射角,选项中只有符合条件。
故选A。
题型十一 作出光在空气和介质中传播的光路图
【典例精讲】(25-26八年级上·河南漯河·期末)黄龙湿地公园风景宜人,每逢夏季荷花盛开更是吸引游客;如图是一名摄影爱好者拍摄到的鱼儿咬食荷花的场景,请画出鱼未出水面时看到荷花的大致光路图,A表示荷花、B表示鱼眼。
【答案】
【详解】【小题1】由题可知,光线是由荷花(物体)反射,经过空气传播,到达水面后发生折射,进入水中,最终到达鱼的眼睛。根据光的折射定律可知,当光从空气斜射入水中时,折射光线会向法线方向偏折。也就是说,折射角小于入射角。那么鱼逆着光线看到的荷花的像比荷花的实际位置高,因此在A上方适当位置选一点作为像,然后连接B,与水面相交于一点,即入射点,然后过入射点作出法线,连接A与入射点,标上箭头。
【变式训练】(25-26八年级上·山东德州·阶段检测)请在图中画出人眼看到池底的光路图,是人眼看到的池底的像。
【答案】
【详解】连接眼睛与交水面于O,点为入射点,连接AO即为入射光线,点到眼睛的光线为折射光线。
题型十二 根据光的折射判断物体的位置
【典例精讲】(25-26八年级上·安徽阜阳·期末)如图所示,在水面下有一个发光物体A,它发出的光由水进入空气时传播方向发生改变,光线AO和的折射光线分别为OB和。当折射光射入观察者眼睛时,观察者会认为光好像是从处直接射来的。这样观察者所看到的物体位置比它实际的位置高。请你通过作图确定的位置,保留作图痕迹。
【答案】
【详解】分别将折射光线OB和向水中反向延长,两条延长线交于一点,这个点就是观察者所看到的物体的虚像,如图所示:
【变式训练】(24-25八年级上·河南郑州·期末)如图所示,小冰站在双鹤湖池塘边看见水中点有一条鱼,试确定鱼大致的实际位置A,并画出看见点的光路图。
【答案】
【详解】由光的折射定律可知,光从水进入空气时,折射角大于入射角,光线向水面偏折。而人眼接收到折射光线后误认为光沿直线传播,会逆着折射光线的反向延长线观察,将虚像位置视为鱼的实际位置,所以虚像总比真实的鱼更靠近水面。所以我们看到的鱼的位置比实际鱼的位置A高,而实际鱼的位置A应该在看到的鱼的位置的下方,光路图应从A点开始,经过水面折射后到达小冰的眼睛,如图所示:
题型十三 水底光斑的变化
【典例精讲】(25-26八年级上·安徽蚌埠·期末)如图所示,一束光射入杯中,在杯底形成光斑,如果将入射光线绕入射点逆时针转动一个较小角度,则光斑将会向________移动,如果将杯中水取出一部分,观察到的光斑将会向________移动。
【答案】 右 左
【详解】[1]将入射光线绕入射点逆时针转动一个较小角度,入射角减小,根据光的折射规律,折射角也会随之减小,折射光线会向更靠近法线的方向偏折,因此杯底的光斑将会向右移动。
[2]当将杯中水取出一部分时,水面下降,入射光线方向不变,因此入射角、折射角都不变,但入射点变低且向左移动,由光的折射规律作出的折射光线,发现光斑将向左移动。
【变式训练】(25-26八年级上·湖北襄阳·期末)如图一束光射入杯中,在杯底形成光斑。逐渐往杯中加水,观察到的光斑将会( )
A.向左移动 B.向右移动 C.保持不动 D.都有可能
【答案】B
【详解】本题中,水对光的折射率不变,逐渐往杯中加水,水面上升,入射点右移,则折射光线右移,观察到的光斑也将会向右移动。故选ACD不符合题意,B符合题意。
故选B。
题型十四 辨析水面高度变化时,折射光路图的变化情况
【典例精讲】(25-26八年级上·四川绵阳·期末)如图所示,将透明的薄壁(厚度可忽略不计)方形水槽水平放置,固定在水槽底部的激光笔沿图示方向发出一细光束,只通过缓慢改变水槽中的水量来探究光的折射现象。水槽中未注水时可在侧壁上处得到一个光点,注入一定量的水后,光点移至处,若间距离为,则水面高度的变化量________(大于/等于/小于)。
【答案】大于
【详解】因为水面保持水平,而激光笔射出光线的方向不变,即光由水中进入空气中时,入射角是不变的,故无论水面在什么位置,折射角是不变的。即在不同的位置发生折射时,折射光线是平行的。如图所示,过点做折射光线的平行线,与后来的水面相交于点,过点做法线的平行线,与交于点,易知四边形是平行四边形,有,由图像可知,,所以水面高度的变化量应大于。
【变式训练】(25-26八年级上·江苏盐城·期末)如图甲,把玻璃杯放在有字的卡片上,杯内注一大半水,小明由杯口向下观察,发现杯内文字比杯外文字看上去变近了,其原因是光发生了_________;继续加水,看到杯内文字_________(向上/向下/不)移动;请在图乙中画出能说明这一现象的光学原理的一条入射光线及对应的折射光线,要求以O点为入射点_________。
【答案】 折射 向上
【详解】[1]把玻璃杯放在有字的卡片上,杯内注一大半水,小明由杯口向下观察,发现杯内文字比杯外文字看上去变近了,其原因是光发生了折射,光从水中斜射入空气中时,折射光线向远离法线的方向偏折,折射角大于入射角,人逆着折射光线看去,看到的虚像位置比实际位置高,所以人看到的“文字”是变高的虚像。
[2]继续加水,看到杯内文字向上移动,因为加水后,水面向上移动,根据光的折射规律可知,像也随之向上移动,S第一次成像的位置在,水面上升后,第二次成像的位置在,因此继续加水,看到杯内“文字”向上移动。如图所示:
[3]根据光的折射规律可知,光从水中斜射入空气中时,折射光线向远离法线的方向偏折,折射角大于入射角,如图所示:
题型十五 探究不同物质对光的偏折能力
【典例精讲】(25-26八年级上·全国·课后作业)如图甲所示,物理课上老师用漏斗将浓盐水灌注到淡盐水下方,演示光在同种不均匀介质中传播的实验,根据实验现象,小梦猜想光的偏折能力与盐水的浓度可能有关。于是与小组的同学一起设计了如图乙所示的实验进行探究,并记录实验数据如下。
入射角:30°
盐水浓度
5%
10%
15%
20%
25%
光斑到法线的距离/mm
157
153
148
145
143
(1)为使实验现象更加明显,实验时水槽中的盐水应适当________(选填“深”或“浅”)一些。
(2)分析表中数据你可以得到的实验结论是________。
(3)溶液种类多样,你可以在此实验的基础上提出一个可探究的物理问题:________。
【答案】(1)深
(2)其他条件相同时,盐水的浓度越大,光的偏折能力越强
(3)光的偏折能力与液体的种类是否有关
【详解】(1)盐水适当深一些,光在盐水中传播的路径更长,偏折的现象会更明显,便于观察和记录实验数据。
(2)实验中保持入射角相同,盐水浓度逐渐增大,光斑到法线的距离逐渐减小,说明光的偏折程度逐渐变大,由此可得结论:其他条件相同时,盐水的浓度越大,光的偏折能力越强。
(3)在探究了光的偏折能力与盐水浓度的关系后,还可以改变溶液的种类,控制入射角、浓度等其他条件不变,探究光的偏折能力与液体的种类是否有关,这是一个可探究的物理问题。
【变式训练】(2025·安徽合肥·模拟预测)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,小明提出如下实验方案:先让一束入射光从空气直接斜射入透明的空水槽中,记录下光斑位置(如图甲所示):接着分别倒入水和油(如图乙所示),记录对应的光斑位置,再通过分析就可得到实验结论。
(1)小明实验方案中存在明显问题,请帮他指出来;没有控制__________相同。
(2)某小组同学根据修改后正确的实验方案实验后,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。
【答案】(1)液面高度和入射角
(2)油
【详解】(1)探究水和油对光的偏折能力时,只改变液体种类,其他因素保持不变,而由图乙可知,所以该实验方案存在问题是没有控制液面高度和入射角相同。
(2)和空气中照射点光斑相比较,距离空气中光斑越远,说明对光的偏折本领越大,由图丙可知,光从空气斜射入水和油时,油对光的偏折本领较大。
题型十六 根据光路图区分入射、反射和折射光线
【典例精讲】(26-27八年级上·全国·课后作业)请在图中分别标出入射光线、折射光线、法线、入射角和折射角。
【答案】
【详解】图中O点为入射点,根据箭头的方向可知,AO为入射光线,OB为折射光线,与界面垂直的虚线为法线。入射光线与法线的夹角为入射角,折射光线与法线的夹角为折射角,据此作图。
【变式训练】(25-26八年级上·福建宁德·阶段检测)如图所示,是一束光在空气与玻璃的分界面上同时发生反射和折射的光路图,已知,,,则反射光线为________,折射角度数为________,分界面的________侧为空气(选填“上”、“下”、“左”或“右”)。
【答案】 OB 30° 右
【详解】MN和PQ垂直,二者一个是法线、一个是分界面。已知,则
,所以
,则
可见,MN是法线,PQ是空气与玻璃的分界面。
[1]根据光的反射定律,反射角等于入射角,BO、CO与法线MN夹角相等,所以入射光线为CO,反射光线为OB,折射光线为OA。
[2]折射角是折射光线与法线的夹角,即
[3]入射角是入射光线与法线夹角,折射角30∘,入射角大于折射角,说明光是从空气斜射入玻璃,因此分界面PQ的右侧是空气。
题型十七 光的折射规律的应用
【典例精讲】(25-26八年级上·新疆乌鲁木齐·阶段检测)小乐看见一只燕子在平静的湖面上飞过,水中,燕子与鱼儿结伴游泳。水中的燕子是光的________形成的;他看到燕子在离湖面8m的上空飞行,若湖深为3m,则燕子在湖里所成的像与它的距离是______m;若小乐要用激光笔照射到鱼身上,则激光应对着____的位置射出(选填“鱼”或“鱼的上方”、“鱼的下方”)。
【答案】 反射 16 鱼
【详解】平静湖面相当于平面镜,水中的燕子是平面镜成像,成像原理为光的反射;
依据平面镜成像特点,像与物到镜面的距离相等,燕子到湖面距离为8m,像到湖面距离也为8m,因此像与燕子的距离为
看到的水中的鱼是光的折射形成的虚像,虚像位置比实际鱼的位置偏高,根据光路可逆,激光对着看到的“鱼”的位置射出,经水面折射后会到达实际鱼的位置。
【变式训练】(24-25九年级下·福建福州·中考复习)如图,小明将一枚硬币放在碗底,眼睛在A处恰好看不到,沿碗壁缓缓向碗中加水,在A处又能看到“硬币”了,这是由于光从水斜射向空气时,折射光线________法线,看到位于真实硬币上方的________像。
【答案】 远离 虚
【详解】根据光的折射规律:光从水斜射向空气时,折射角大于入射角,因此折射光线远离法线;人眼逆着折射光线看去,会看到折射光线反向延长线会聚形成的像,这个像不是实际光线会聚而成,因此是虚像,且虚像位置在真实硬币的上方。
【真题演练1】(2025·江苏盐城·中考真题)在水中有一条鱼,但岸上的人看到的实际上是它位置偏浅的虚像。下面四个光路图能正确说明产生这一现象的原因的是( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【详解】AC.岸上的人看到水中的鱼,是鱼反射的光进入人的眼睛,因此光的传播方向是从水中斜射入空气,故AC不符合题意;
BD.光从水斜射入空气时,折射角大于入射角,折射光线远离法线,故B不符合题意,D符合题意。
故选D。
【真题演练2】(2025·上海·中考真题)若一束光从水中斜射入空气中,当入射光和水面夹角为60°时,折射角可能为( )
A.22° B.30° C.42° D.90°
【答案】C
【详解】已知入射光和水面夹角为60º,根据入射角的定义(入射光线与法线的夹角),可得入射角为
因为光从水中斜射入空气中,根据光的折射规律,此时折射角大于入射角,即折射角大于30º。故AB不符合题意;当入射角达到或超过临界角时,发生全反射现象,此时没有折射光线,因此折射角不可能90º,故D不符合题意,综上C符合题意。
故选C。
【真题演练3】(2025·河北保定·中考真题)筷子斜插入盛有水的碗中,筷子在水中的部分看上去向________弯折(选填“上”或“下”),是由于光的折射形成的________(选填“虚像”或“实像”)。
【答案】 上 虚像
【详解】[1][2]筷子斜插入水中时,光线从水中斜射入空气发生折射,折射角大于入射角,人眼逆着光线看去,看到的是折射形成的虚像,会认为筷子在水中的位置比实际位置高,因此看起来向上弯折。
【真题演练4】(2025·江苏镇江·中考真题)水平桌面上铺着画有坐标轴的白纸,如图,一束激光紧贴白纸沿AB方向射出,将长方形玻璃砖一侧紧贴y轴放置于白纸上,激光折射后与x轴交于E点,折射光线DE与AB___________(选填“平行”或“不平行”);已知L=6cm,若玻璃砖紧贴y轴以0.01m/s的速度向x轴方向匀速运动,则___________s后玻璃砖下表面与x轴重合,此过程中, E点的位置___________(选填“向左移动”、“不变”或“向右移动”)。
【答案】 平行 6 不变
【详解】[1]由于长方形玻璃砖上下两个面是平行的,光线射入玻璃砖时的折射角和射出玻璃砖的入射角大小相等,由于在光的折射现象中光路可逆可知,光线射入玻璃砖时的入射角与射出玻璃砖的折射角大小相等,故折射光线与入射光线平行。
[2],故6s后玻璃砖下表面与x轴重合。
[3]将玻璃砖下移到与x轴重合的过程中,由于入射光线方向不变,则射入玻璃砖时的入射角不变,则从玻璃砖射出时的折射光线到入射光线之间的水平方向距离不变,由于入射光线始终射向B点,则从玻璃砖射出的折射光线始终射向E点。
【真题演练5】(2025·云南怒江·中考真题)泸水市2026怒江傈僳“阔时节”晚会里有一个非常受欢迎的节目——千人打跳,就是大家围着火堆载歌载舞,尽显快乐。小华同学在参加活动的时候,发现一个现象:通过火堆上方看对面的人,感觉对面的人好像在晃动。为什么会出现这种现象呢?小华同学根据学过的知识进行分析猜想:火堆上方的空气被加热后,其疏密程度不断发生变化,光进入不均匀的热空气发生了折射,传播方向不断发生变化,看起来就感觉对面的人在晃动。为了验证这种猜想是否正确,回到家后,小华同学利用一支激光笔、一个装有酒精的浅盘及火柴,进行了如下的探究。
如图所示,将激光笔固定在小桌上沿水平方向照射,用喷壶向激光笔的前方喷水,看到激光笔发出的一束红光沿直线射向墙面,墙面上有一个红色光点保持不动。将装有酒精的浅盘放在激光笔前方的下侧,接下来小华的操作是:___________。如果观察到___________,说明小华的猜想是正确的。
【答案】 用火柴点燃酒精,观察光路 光路未沿直线传播
【详解】[1][2]小华的猜想是:火堆上方被加热的空气疏密程度不断变化,光经过不均匀空气时发生折射,传播方向不断改变,因此看到对面的人在晃动。 本实验用燃烧的酒精模拟火堆,加热酒精上方的空气,模拟火堆上方疏密不断变化的不均匀空气;如果原本静止不动的墙面光点随空气变化不断晃动,就和户外观察到的现象一致,说明小华的猜想是正确的,这符合初中物理“光在不均匀介质中会发生折射”的知识点。
【基础夯实】
1.(25-26八年级上·山东菏泽·期中)下列关于曹州古城的景象,是由于光的直线传播形成的是( )
A.亭台在水中的“倒影” B.漏窗在墙壁上的“影子”
C.碧水中变浅的“池底” D.夕阳下水中的“太阳”
【答案】B
【详解】A. 水中“倒影”是平面镜成像,属于光的反射现象,故A不符合题意;
B. 光沿直线传播时遇到不透明的漏窗,无法穿过的区域在墙壁上形成“影子”,属于光的直线传播现象,故B符合题意;
C. 池底变浅是光从水中斜射入空气中时发生折射形成的虚像,属于光的折射现象,故C不符合题意;
D. 水中的“太阳”是平面镜成像,属于光的反射现象,故D不符合题意。
故选B。
2.(24-25八年级上·甘肃陇南·阶段检测)折射光线远离法线偏折,则光可能是( )
A.从水中斜射入空气中 B.从空气中斜射入水中
C.从水中垂直射向空气中 D.从空气中斜射入玻璃中
【答案】A
【详解】A.从水中斜射入空气中,折射角大于入射角,折射光线远离法线,故A符合题意;
B.从空气中斜射入水中,折射角小于入射角,折射光线靠近法线,故B不符合题意;
C.从水中垂直射向空气中,垂直入射时,光线不发生偏折,无远离法线现象,故C不符合题意;
D.从空气中斜射入玻璃中,折射角小于入射角,折射光线靠近法线,故D不符合题意。
故选A。
3.(24-25八年级上·甘肃陇南·阶段检测)小明站在平静的湖边,看到清澈的湖水里小鱼在白云间穿行,以下说法正确的是( )
A.白云是虚像,鱼是实像 B.白云是实像,鱼是虚像
C.白云是虚像,鱼是实物 D.白云和鱼都是虚像
【答案】D
【详解】白云在天空中,光线经湖面反射进入人眼,湖面作为平面镜,反射形成的像是虚像;鱼生活在水里,鱼反射的光线由水中进入空气时,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,就会觉得鱼变高了,所以看到了鱼的虚像,故小明看到的白云和鱼都是虚像,故D正确,ABC错误。
故选D。
4.(26-27八年级上·全国·课后作业)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。
5.(25-26八年级上·山东滨州·阶段检测)“五・一”节期间,在南山公园平静的湖水中,小红看到了“鸟在水里飞,鱼在云中游”的美丽画面。她所观察到的“飞鸟”是由于光的__________(选填“直线传播”、“反射”或“折射”)形成的虚像,“游鱼”是由于光的折射形成的__________(选填“实”或“虚”)像。
【答案】 反射 虚
【详解】水面相当于平面镜,看到水中的“飞鸟”是平面镜成像,由光的反射形成虚像;鱼反射的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,所看到的是鱼的虚像。
6.(25-26八年级上·安徽六安·期中)韩愈的《叉鱼招张功曹》中记载:“深窥沙可数,静搒水无摇。刃下那能脱,波间或自跳。”当语文老师翻译到“鱼叉掷下,哪有逃脱得了的鱼,可它们却仍在波浪中跳跃”时,小明同学想:若要叉到鱼,应该向看到的鱼的________(选填“上方”或“下方”)叉去,因为看到的“鱼”实际上是鱼的________(选填“实像”或“虚像”)。
【答案】 下方 虚像
【详解】根据光的折射规律,鱼反射的光线从水中斜射入空气中时,折射角大于入射角,人眼逆着折射光线看去,看到鱼的像的位置比鱼的实际位置偏高,因此要叉到鱼,需向看到的鱼的下方叉去。
人看到的“鱼”是折射光线的反向延长线会聚形成的像,并非实际光线会聚而成,所以是虚像。
7.(23-24八年级上·福建莆田·阶段检测)如图所示,一束光线从空气射入水中,在空气和水的分界面上同时发生反射和折射。请在图中作出折射光线的大致方向。
【答案】
【详解】首先确定入射光线与水面的相交点为入射点O,过入射点O作垂直于界面的法线,根据光由空气斜射入水中时折射角小于入射角,在法线右侧水中画出折射光线。据此作图。
8.(25-26八年级上·海南省直辖县级单位·期末)如图所示是小依和小钟探究光的反射规律时的实验。
(1)在平面镜上放置纸板时,应使纸板与平面镜________;
(2)小钟多次改变入射角的大小进行实验,通过该实验得到的结论是反射角________入射角;
(3)如图丁所示,一束光从空气入射到某种玻璃时发生反射和折射,其中法线为CD,入射角为________度。
【答案】(1)垂直
(2)等于
(3)45
【详解】(1)实验时,为了使入射光和反射光的径迹同时显示在纸板上,应把纸板与平面镜垂直放置。
(2)本实验通过多次改变入射角,进行多次实验的主要目的是得出普遍规律,通过该实验得到的结论是反射角等于入射角。
(3)由图可知,AB与CD垂直,其中法线为CD,则AB为界面,因为折射光线和反射光线位于法线同侧,则EO为入射光线,OG为反射光线,OF为折射光线,为入射角,由于为45°,故
9.(25-26八年级上·黑龙江哈尔滨·阶段检测)如图所示,在玻璃水槽中竖直放置的光屏是由E和F两个半圆形光屏组成的,NOM为两半圆的分界线,其中光屏F可绕直径NOM折转。
入射角
30°
45°
60°
折射角
22°
32°
41°
①实验时,先让光屏E、F位于同一平面内,一束激光贴着光屏E从空气斜射入水中,在光屏F上可以看到折射光:小明将光屏F向后折转一定角度后,在光屏F上不能看到折射光,说明:折射光线与入射光线、法线________同一平面内(选填“在”或“不在”);
②多次改变入射角进行实验,测量并记录的数据如下表所示,分析数据得出的结论是:光从空气斜射入水中时,折射角________入射角(选填“大于”或“小于”);
③小明让一束光沿着图中BO方向射向水面时,发现光线沿着OA方向折射进入空气,这表明:光的折射现象中,光路是________。
【答案】 在 小于 可逆
【详解】[1]当F板向后折转一定的角度后,则呈现折射光线的F板和呈现入射光线的E板不在同一平面内,所以在F板上不能看到折射光,这说明折射光线、法线和入射光线在同一平面内。
[2]由表中数据可知,光从空气斜射入水中时,折射角始终小于入射角。
[3]一束光沿着图中BO方向逆着原折射光线方向射向水面时,发现光线沿着OA方向逆着原入射光线方向折射进入空气,这说明在光的折射现象中,光路是可逆的。
10.(25-26八年级上·安徽亳州·期中)光从空气斜射入水中的传播情况会怎样呢?如图是小华猜想的示意图。带着这个问题,他利用光具盘探究光从空气斜射入水中时的光路图,经过多次实验并记录了如下数据:
入射角α
0°
10°
30°
45°
60°
折射角β
0°
7.1°
20.7°
30°
37.8°
(1)根据表格实验数据,当激光沿着图所示入射光线的方向从空气斜射入水中时,进入水中的折射光线的传播路径大致与___________一致(选填“a”或“b”或“c”);
(2)多次实验表明:当光从空气斜射入水中时,其折射角___________(选填“大于”“小于”或“等于”)入射角。
【答案】(1)c
(2)小于
【详解】(1)由表可知,四次实验中,始终有折射角小于入射角,因此当激光沿着图所示入射光线的方向从空气斜射入水中时,进入水中的折射光线的传播路径大致与图中的c一致。
(2)由上表数据可知,所有情况下,折射角β都小于入射角α,因此可得出结论,在光的折射中,当光从空气斜射入水中时,其折射角小于入射角。
【培优拔高】
1.(25-26八年级上·湖南湘西·阶段检测)如图所示阳光斜照在清澈的猛洞河水面,会发生反射和折射。关于光的传播路径,下列说法正确的是( )
A.入射角大于折射角
B.折射角大于反射角
C.折射光线与反射光线位于法线两侧
D.反射角不等于入射角
【答案】A
【详解】A.根据光的折射规律,光从空气斜射入水中时,入射角大于折射角,故A正确;
BD.根据光的反射定律,反射角始终等于入射角,结合“折射角小于入射角”可得:折射角小于反射角,故BD错误;
C.图中入射光线在法线左侧,反射光线在法线右侧空气中,折射光线在法线右侧水中,折射光线和反射光线位于法线同侧,故C错误。
故选A。
2.(25-26八年级上·湖北襄阳·阶段检测)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MN或EF中有一个是界面,下列说法正确的是( )
A.入射角为60° B.EF为界面,上方为空气
C.MN为界面,左侧为空气 D.光线CO为入射光线
【答案】C
【详解】由图知,,则
因
根据光的反射定律,反射角等于入射角,故EF为法线,MN为界面。
根据折射光线与入射光线分居法线两侧,AO在法线EF上方,CO在法线EF下方,故AO为入射光线,OB为反射光线,OC为折射光线,入射角
折射角
因为,根据光的折射规律,光从玻璃斜射入空气时折射角大于入射角,故界面MN右侧为玻璃,左侧为空气。
故选C。
3.(25-26八年级上·江苏南通·阶段检测)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。
4.(24-25八年级上·江苏盐城·期中)小红爷爷在岸上看到水中有一条鱼在云朵里游泳,看到“鱼”是______现象,看到“云朵”是______现象;若小红拿着激光灯照鱼,他应该对准______射出(选填“鱼”、“鱼上方”或“鱼下方”)。
【答案】 光的折射 光的反射 鱼
【详解】[1]“鱼”是水中的鱼反射的光线从水中进入空气发生折射形成的虚像,看到的鱼(虚像)在实际鱼位置的上方。
[2]小红爷爷在岸上看到水中有“云朵”,此处“云朵”是光经过水面(相当于平面镜)反射后形成的虚像,属于光的反射。
[3]小红拿着激光灯照鱼,鱼反射的光线经过水面折射进入人眼,由光路可逆原理可知,他应该对准看到的鱼(像)射出。
5.(25-26八年级上·福建南平·阶段检测)如图,OA、OB和OC是射到空气和玻璃界面上的入射线、反射线和折射线三条光线,由图可知,____________是入射光线,反射角为____________度,折射角为____________度。
【答案】 CO 30 60
【详解】确定法线和界面:根据光的反射定律,反射角等于入射角,反射光线与入射光线关于法线对称,且分居法线两侧。观察角度可知,和与水平轴的夹角均为(与竖直夹角为,,OC同理),二者关于对称,因此是法线,竖直的是空气和玻璃的界面。
确定入射光线:根据折射规律,折射光线与入射光线分居界面两侧,入射、反射在同一介质(界面同侧)。界面右侧有、,左侧只有(折射光线),且入射光线与折射光线分居法线两侧:入射光线在法线下方,折射光线在法线上方,符合规律,因此是入射光线,是反射光线。
计算反射角和折射角:反射角是反射光线与法线的夹角,大小等于入射角,为;折射角是折射光线与法线的夹角,与法线夹角为,因此折射角为。
6.(26-27八年级·全国·暑假作业)如图所示是一束光从空气斜射入玻璃时的光路图,其中光线OB是 ___________光线,反射角是 ___________°,界面是 ___________,界面的 ___________(选填“上”“下”“左”或“右”)边是空气。
【答案】 折射 60 左
【详解】由图可知,,则
所以,根据反射角等于入射角可知,为法线,为界面;
折射光线和入射光线分别位于法线两侧,则OB一定为折射光线,AO为入射光线,OC为反射光线;是入射角,是反射角,是折射角,折射角为
根据折射角小于入射角可知,界面的左边是空气,右边是玻璃。
7.(25-26八年级上·湖北孝感·期末)一束激光从空气射入水中,其反射光线与折射光线刚好垂直,已经画出反射光线。请在图中画出入射光线和折射光线。(请按要求在答题卡指定位置作图)
【答案】
【详解】反射现象中,反射角始终等于入射角等于,反射光线和入射光线都在同种介质(空气)中,分居法线两侧;光从空气斜射入水中时,折射角小于入射角,折射光线向法线偏折,且和入射光线分居法线两侧;结合“反射光线与折射光线垂直”的条件得到折射角为。
8.(24-25八年级上·上海青浦·期中)如图甲所示,在“探究光的折射特点”实验中:
(1)光与水面成45°射入杯中时,会在杯底形成光斑,若入射光束AO沿逆时针方向转动一定的角度,水中的折射角将变______。
(2)保持入射光线不变,向杯中继续注水,杯底的光斑将向______(选填“左”或“右”)移动。
(3)如图乙所示,站在清澈的游泳池里,在岸上的人会发现泳池里人的腿变短,能描述此现象的光路是图丙中的______(填序号)。
【答案】(1)大
(2)左
(3)②
【详解】(1)当入射光束AO沿逆时针方向转动时,入射光线与法线的夹角,即入射角变大,根据光的折射规律,折射角会随入射角的变大而变大,所以水中的折射角将变大。
(2)保持入射光线不变,向杯中继续注水时,水面上升,入射点会向左移动,而折射光线的方向不变,因此杯底的光斑将向左移动。
(3)泳池里人的腿反射的光从水中斜射入空气中时,折射角大于入射角,人眼逆着折射光线看去,会觉得腿的位置变高了,看起来腿变短了。此时光线是从水射入空气,对应图丙中的②。
9.(25-26八年级上·云南昆明·阶段检测)如图甲是王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
10°
30°
45°
60°
折射角
7.1°
20.7°
30°
37.8°
(1)通过对数据的进一步分析可以发现:当光从空气斜射入玻璃中时,随着入射角的增大,折射角数值的变化越来越______(选填“大”或“小”),折射角______入射角(选填“等于”、“小于”或“大于”);
(2)若以55°的入射角从空气射入玻璃中时,其折射角______30°(选填“等于”、“小于”或“大于”);
(3)当光以30°的入射角从玻璃斜射入空气中时,其折射角是______度。
【答案】(1) 小 小于
(2)大于
(3)45
【详解】(1)由表格数据可得,当入射角增大时,每增加相同大小的入射角,折射角的增加量越来越小,故折射角数值的变化越来越小
观察所有数据可知,光从空气斜射入玻璃中时,折射角始终小于入射角。
(2)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,已知入射角为时,折射角为,的入射角应大于,故折射角大于。
(3)根据折射现象中光路是可逆的,光从空气斜射入玻璃时,入射角对应折射角,故当光以入射角从玻璃斜射入空气时,折射角等于。
10.(25-26八年级上·山东威海·期末)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”。
表一
序号
1
2
3
4
入射角(°)
60
40
20
0
折射角(°)
40
29
15
?
表二
序号
1
2
3
入射角(°)
15
29
40
折射角(°)
20
?
60
(1)使用可折转的光屏,是为了探究________;
(2)光从空气射入水中,入射点为O点,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,并记录了表一的数据。由此可得出,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________(大于/等于/小于)入射角:表一中“?”处的数据是________;
(3)接下来继续探究光从水中射入空中的折射情况,记录了表二的数据。表二中“?”处的数据模不清,请综合分析两个表格中的数据,判断出这个数据应该是________,你判断的依据是___________。
【答案】(1)折射光线、入射光线和法线是否在同一平面内
(2) 增大 小于 0
(3) 40° 折射现象中,光路是可逆的
【详解】(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。
(2)由图丙可以看出,当入射角增大时,折射角也随着增大,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。
(3)从空气斜射入水中时,折射角小于入射角,而从水斜射入空气时,折射角大于入射角,表一是从空气射入水中的数据,表二是光从水射入空气中的数据对比表一的1、3和表二的1、3,发现入射角和折射角相互交换,说明光的折射现象遵循光路可逆,根据表二第2次数据,交换后入射角为29°,对应的折射角为40°。
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