4.4 光的折射（重难点专练）物理新教材人教版八年级上册

**基本信息** 以“概念-特点-现象-探究”为逻辑主线，系统构建光的折射知识体系，融合生活实例与实验探究，强化物理观念与科学思维。 **专项设计** |模块|题量/典例|方法提炼|知识逻辑| |----|-----------|----------|----------| |光的折射概念|5题|条件判断法（斜射/垂直入射、均匀/不均匀介质）|从定义出发，明确折射发生条件，结合实例辨析| |光的折射特点|6题|光路分析法（三线共面、分居法线两侧、角大小关系）|建立“一点一面二角三线”模型，推导折射角随入射角变化规律| |光的折射现象|6题|虚像定位法（岸上看水物体位置变高、水中看岸物体位置变高）|用折射规律解释“池水变浅”“海市蜃楼”等生活现象| |探究光折射时的特点|5题|实验归纳法（控制变量、数据对比、光路可逆验证）|通过实验数据总结折射规律，培养科学探究能力|

4.4 光的折射 题型01 光的折射概念 题型02 光的折射特点 题型03 光的折射现象 题型04 探究光折射时的特点 ▌题型01 光的折射概念 1. 光的折射概念：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叫作光的折射。 2. 发生折射的条件 （1）光从一种介质斜射入另一种介质。若光从一种介质垂直射入另一种介质时，传播方向不发生变化。 （2）光在同种不均匀介质中传播时，也会发生折射现象。如阳光穿过大气层时传播方向会发生变化。 1. 当光从一种介质射入另一种介质时，下列说法中正确的是（     ） A．传播方向一定会发生偏折 B．传播方向不一定会发生偏折 C．反射和折射不会同时发生 D．传播速度一定发生改变 【答案】B 【详解】AB．当光从一种介质斜射入另一种介质时传播方向会发生偏折，但如果光垂直入射到两种介质的分界面上，传播方向不会改变，因此传播方向不一定发生偏折，故A错误，B正确； C．光从一种介质斜射入另一种介质时，反射和折射会同时发生，故C错误； D．光的传播速度与介质有关，光在不同介质中传播速度一般不同，但也可能相同，当光从一种介质射入另一种介质时，传播速度可能不发生改变，故D错误。 故选B。 2. 下列是生活中常见的镜子，其中利用光的折射的是（　　） A．化妆用的镜子 B．三棱镜 C．汽车观后镜 D．太阳灶 【答案】B 【详解】A．化妆镜利用光的反射成像，无论是平面镜还是起放大作用的凹面镜，都利用了光的反射原理，故A不符合题意； B．光穿过三棱镜时会发生偏折，利用的是光的折射，故B符合题意； C．汽车观后镜是凸面镜，依靠光的反射扩大视野，故C不符合题意； D．太阳灶是凹面镜，依靠光的反射会聚光线，故D不符合题意。 故选B。 3. 如图所示，在西安古城墙下，游客乘坐新能源智能游船泛舟护城河上欣赏美景。该游船可按照预设航线自主巡航，在复杂水域中自动避障并调节航行姿态。下列现象中，可以用光的折射知识解释的是（     ） A．古城墙在水中形成清晰的倒影 B．船在阳光照射下，在水面投下黑影 C．微风吹过，水面泛起波光粼粼 D．游客在船上看到水中游动的鱼 【答案】D 【详解】A．古城墙在水中的倒影是平面镜成像，原理是光的反射，故A不符合题意； B．船的黑影属于影子，是光沿直线传播形成的，故B不符合题意； C．水面波光粼粼属于光的反射现象，故C不符合题意； D．游客看到水中的鱼，是鱼反射的光从水中斜射入空气时发生折射而形成的虚像，属于光的折射现象，故D符合题意。 故选D。 4．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。 5. 古诗词是中国文化的瑰宝，其中有不少有关物理现象的描写，如《渡荆门送别》一诗中有名句：“月下飞天镜，云生结海楼”就涉及光学现象，意思是“江面月影好似天上飞来的明镜，空中云雾升起结成海市蜃楼的幻象”。其中，“月下飞天镜”是光的______现象；“云生结海楼”是光的______现象。 【答案】 反射 折射 【详解】“月下飞天镜”是平面镜成像现象，由平面镜成像原理可知是光的反射形成的；“云生结海楼”是海市蜃楼现象，因光在不均匀大气中传播方向发生偏折，故是光的折射形成的。 ▌题型02 光的折射特点 1. 描述光折射的基本概念 （1）入射光线：从光源射向两透明介质分界面的光线； （2）折射光线：从入射点射向另一介质的光线； （3）法线：过入射点垂直于两分界面的虚线； （4）入射点：入射光线与两介质分界面的交点； （5）入射角：入射光线与法线之间的夹角； （6）折射角：折射光线与法线之间的夹角。 简称“一点”（入射点）、“一面”（分界面）、“二角”（入射角和折射角）、“三线”（入射光线、折射光线和法线）。 2. 光的折射特点 （1）折射光线、入射光线和法线在同一平面内； （2）折射光线和入射光线分居法线的两侧； （3）光从空气斜射入水或其它介质时，折射角小于入射角；当入射角增大时，折射角也增大。光从水或其它介质斜射入空气中时，折射角大于入射角。 （4）光从空气垂直射入水（或其它介质）中时，传播方向不变。 （5）折射时光路可逆。 3. 对光的折射特点的理解 （1）弄清入射点、入射角、折射角、入射光线、折射光线和法线的含义，特别是法线，它既是界面的垂线，又是作图时画入射角和折射角的参照标准。 （2）折射角随入射角的增大（减小）而增大（减小），但不是正比例关系，叙述时应先说折射角后说入射角。 （3）无论光是从空气斜射入水中或其他介质中，还是光从水或其他介质斜射入空气中，在空气中的角（入射角或折射角）总是大于在水中或其他介质中的角（折射角或入射角）。 1. 下图是一根直树枝斜插在湖水中的一张照片，下列分析正确的是（     ） A．OB是树枝反射形成的像，OC是树枝折射形成的像 B．OB是树枝折射形成的像，OC是树枝在水中的部分 C．OB是树枝反射形成的像，OC是树枝在水中的部分 D．OB、OC均是树枝折射形成的像 【答案】A 【详解】OB是树枝在水面形成的倒影，属于平面镜成像，由光的反射形成；OC是树枝在水中的部分反射的光从水中斜射入空气时发生折射，人眼逆着折射光线看去，看到的是位置变高的虚像，由光的折射形成。故A正确，BCD错误。 故选A。 2. 夏天我们不能到不熟悉的水域游泳，因为在一些看似比较浅的水域，实际远远比预想的要深。关于这种现象形成原因的光路图，下列正确的是（     ） A． B． C． D． 【答案】B 【详解】人看到水底，是因为水底反射的光从水中斜射入空气中进入人眼，光线从水指向空气。根据光的折射规律得折射角大于入射角，所以空气中的折射光线远离法线，人眼逆着折射光线看去，看到的虚像位置比实际位置高，导致水看起来变浅。故选B。 3. 有一圆柱形敞口容器，从其左侧某一高度斜射入一束激光，在容器底部产生一个光斑，如图所示。下列操作能使光斑向右移动的是（     ） A．保持水面的高度和入射点不变，使激光的入射角减小 B．保持激光射入的角度不变，将激光笔竖直向上平移 C．保持水面的高度不变，将激光笔向左水平移动 D．保持激光射入的角度不变，使水面上升 【答案】B 【详解】A．入射角减小，折射角也减小，光线更靠近法线传播，光斑向左移动，故A错误； B．保持入射角不变，将激光笔竖直向上平移，入射点向右移动，折射光线整体向右平移，光斑向右移动，故B正确； C．将激光笔向左水平移动，入射点向左移动，光斑向左移动，故C错误； D．水面上升时，入射点向左移动，光斑向左移动，故D错误。 故选B。 4. 如图所示，小红在空水槽底部安装了一微型防水光源，发出一束光照在右侧壁上形成一光斑，此时光斑位置为。现向水槽内缓慢加水至位置，期间小红在左上方观察光斑，所看到的光斑位置与原光斑位置相比（     ） A．一直在下方 B．一直在上方 C．先在上方，后移至下方 D．先在下方，后移至上方 【答案】D 【详解】缓慢加水至水面上升到P点以下的位置期间，发生折射，根据折射定律，光斑位置如图所示： 水面上升至P点以上的a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，光斑位置如图所示：通过画图可知：在加水过程中，由于开始的水很少，光斑会迅速下移到P点以下的某一位置，然后随着水的增多光斑再缓慢上移，光斑的位置在、处；当水面升到P处后，光斑和P重合，水面继续上升，观察到光斑P位于水中，是光线先在水池壁反射，再折射出水面，人眼逆着光线看到的虚像，位置如图、处，随着水面上升，位置上移，最终静止在P上方某处。 综上可知，ABC不符合题意，D符合题意。故选D。 5. 张平同学画了几幅光的反射、折射的光路图，如图所示（图中上方为玻璃，下方为空气）。试分析这些图中哪几幅是错误的，并说明判断的依据。 【答案】根据光的反射定律，反射光线与入射光线在同种介质中，分居法线两侧，且反射角等于入射角。根据光的折射规律，折射光线与入射光线在不同介质中，斜射时，分居法线两侧；光从空气斜射入玻璃时折射角小于入射角，光从玻璃斜射入空气时折射角大于入射角。 （a）图：光从空气斜射入玻璃时，折射光线与入射光线位于法线同侧，不符合光的折射规律，错误； （b）图：光线从空气中射入玻璃中，反射光线与入射光线应该都在界面下方即空气中，图中反射光线在玻璃中了，错误； （c）图：入射、反射光线在上方玻璃中，反射角与入射角大小不相等，不符合光的反射定律，错误； （d）图：入射、反射光线在下方空气中，反射角等于入射角，符合反射定律；光从空气斜射入玻璃时，折射角小于入射角，符合折射规律，正确； （e）图：入射、反射光线在下方空气中，反射角等于入射角，符合反射定律；光从空气斜射入玻璃时，折射角小于入射角，符合折射规律，正确。 【详解】见答案。 6．光在空气和水的分界面处同时发生反射和折射的光路，如图所示，其中反射角为_____（选填“1”、“2”或“3”），分界面为______（选填“①”“②”），分界面的______方为水（选填“上”或“下”）。 【答案】 1 ② 上 【详解】由光的反射定律中反射角等于入射角、反射光线与入射光线分居法线两侧，可知∠1和∠3的公共边（竖直线）为法线，水平直线为分界面，即②。由折射光线与入射光线分居法线两侧、分界面两侧，可知BO为折射光线，CO为入射光线，AO为反射光线，反射角是反射光线与法线的夹角，故反射角为1。由图得折射角∠2大于入射角∠3，根据光的折射规律，光从水斜射入空气时折射角大于入射角，因此分界面的上方为水。 ▌题型03 光的折射现象 1. 从岸上看水中的物体，“池水变浅”；位置“变高” 如图甲所示，从池底A点反射出的光线经折射后射入人眼，因为光从水中斜射入空气中，折射角大于入射角，所以折射光线远离法线，人眼逆着折射光线看，感觉光好像是从S点发出的，S点就是人看到的A的虚像，它比实际位置偏高。 甲 在岸边看水里的物体 乙 在水中看岸上的物体 2. 从水中看岸上的物体“变高” 例如水中的人看岸上的树或建筑物“变高”。如图乙所示，从昆虫上点A射出的光线经折射后射入水中的人眼，因为光由空气中斜射入水中，折射角小于入射角，所以折射光线靠拢法线，人眼逆着折射光线看，感觉光好像是从A′点发出的，A′点就是人看到的昆虫的虚像，它比昆虫的实际位置偏高。 3. 海市蜃楼 海市蜃楼的成因 多发生在夏天的海面上或沙漠上。夏天空气较热，但是海水比较凉，海面附近空气的温度比较低。海面地表上方不同高度的空气层相当于一层层密度不同的透明介质。密度大的空气层为光密介质，密度小的空气层为光疏介质。远方景物射出的光在层与层之间连续发生折射。从整体来看，光逐渐向地面弯曲进入观察者的眼中。在观察者看来，光好像是从海面上空的物体射出的。 海市蜃楼是一种由光的折射产生的现象。 1. 下图所示各种光现象，与“潭清疑水浅”原理相同的是（     ） A．雨后彩虹 B．墙上手影 C．日食 D．水中倒影 【答案】A 【详解】“潭清疑水浅”的本质是光的折射现象：池底的光从水中斜射入空气时发生折射，人眼逆着折射光线观察，会误判池底位置变浅。 A．雨后彩虹是光的色散现象，原理是不同色光通过水珠时折射程度不同，属于光的折射，故A符合题意； B．墙上手影是光沿直线传播，被手遮挡后形成暗区，属于光的直线传播，故B不符合题意； C．日食是月球挡住沿直线传播的太阳光，属于光的直线传播，故C不符合题意； 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A。 2. 2025年5月22日是第25个国际生物多样性日，今年的主题是“万物共生 和美永续”，呼吁大家以人与自然和谐共生之道，创和美永续之路。如图所示，一只白鹭正在平静的水面上展翅起飞，下列说法正确的是（     ） A．白鹭在水中的倒影是光的折射而形成的 B．白鹭远离水面，水中白鹭的倒影大小不变 C．白鹭的羽毛呈现白色是因为吸收了白光 D．我们能从各个角度观察到白鹭是因为漫反射不遵循光的反射定律 【答案】B 【详解】A．白鹭在水中的倒影，是平面镜成像现象，是光的反射而形成的，故A错误； B．白鹭远离水面，水中白鹭的倒影与白鹭等大，大小不变，故B正确； C．白鹭的羽毛呈现白色是因为反射了白光，故C错误； D．我们能从各个角度观察到白鹭是因为白鹭发生漫反射，将光线反射到各个方向，漫反射遵循光的反射定律，故D错误。 故选B。 3. 如图是装满水的玻璃杯置于有字的卡片上的情景，下列光现象与它原理相同的是（     ） A．水中倒影 B．树荫下的光斑 C．海市蜃楼 D．路灯下的影子 【答案】C 【详解】通过装满水的玻璃杯看到字卡上的字，是光的折射现象。 A．水中倒影，是平面镜成像现象，是光的反射现象，故A不符合题意；     B．树荫下的光斑，是光的直线传播现象，故B不符合题意； C．海市蜃楼，是光通过不均匀介质发生的折射现象，故C符合题意；     D．路灯下的影子，是光的直线传播现象，故D不符合题意。 故选C。 4. 如图将一根筷子放入盛有水的玻璃杯中，可以观察到水中的筷子好像折断了，下列四幅光路图，能正确描述这一现象的是（     ） A． B． C． D． 【答案】D 【详解】A．观察到水中的筷子好像折断了，是光的折射，筷子反射的光线从水中出发，经水面折射，而不是从空气斜射入水中，故A不符合题意； BD．光从水中斜射入空气中，折射角大于入射角，故D符合题意；B不符合题意； C．折射光线、入射光线分居法线两侧，故C不符合题意。 故选D。 5．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。 6. 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04 探究光折射时的特点 【实验过程】 （1）如图所示，让一束光从空气以不同的角度射入水中，观察光束在空气和水中的径迹，并比较折射角和入射角的大小。将数据记入表格中。 （2）让光逆着折射光的方向从水射入空气中，观察光束在空气中的径迹。 【收集证据】实验数据记录表格： 实验次数 入射角 折射角 1 0∘ 0∘ 2 20∘ 15∘ 3 40∘ 29∘ 4 60∘ 40∘ 【分析论证】 （1）一束光从空气以不同的角度射入水中，光束在空气和水中的径迹如图所示，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。由此可以得出：当入射角增大时，折射角也增大；且折射角小于入射角。 （2）当光从空气垂直射入水中时，传播方向不变。 （3）如果让光逆着折射光的方向从水或玻璃射入空气中，可以看到，进入空气中的折射光逆着原来入射光的方向射出。也就是说，在折射现象中，光路可逆。 【实验结论】经过精确的实验，得出光的折射特点： 光从空气斜射入水中或玻璃中时，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。当光从空气垂直射入水中或玻璃中时，传播方向不变。 在折射现象中，光路可逆。 1. 探究“光的折射规律”的实验中： (1)实验时，为了显示光的传播路径，可在水面上方喷些烟雾，水中可滴入几滴牛奶，这是利用了光的___________。 (2)当光从空气垂直射入水中时，折射角为___________°，折射光线与入射光线__________。 (3)当光从空气斜射入水中时，折射光线向___________偏折，折射角___________入射角。 【答案】(1)散射；(2) 0；在同一直线上；(3) 法线；小于 【详解】（1）为了显示光的传播路径，可在水面上方喷些烟雾，水中可滴入几滴牛奶，这是利用了光的散射，人在各个角度都能看到光线，便于观察。 （2）折射角是折射光线和法线的夹角，光从空气垂直射入水中时，折射光线的方向不改变，即折射光线与法线重合，故折射角为0°。 由于光从空气垂直射入水中时，其传播方向不变，即折射光线不发生偏折，故此时折射光线与入射光线在同一直线上。 （3）由光的折射规律可知，当光从空气斜射入水中时，折射光线向法线靠近，折射角小于入射角。 2. 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。 3. 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。 4. 小明和某实验小组用激光笔、水、水槽、可折转的光屏组成如图所示的装置“研究光的折射现象”。 (1)实验中应选择表面较________（选填“粗糙”或“光滑”）的光屏，目的是更好地________。 (2)实验小组选择可折转的光屏是为了观察折射光线和入射光线是否________。 (3)实验开始后，实验小组改变入射角，进行多次实验，测量每次实验的入射角和折射角，将实验过程测得的数据记录在下表中。 入射角 15° 30° 45° 60° 折射角 11° 22° 32° 40° ①分析表格数据可得：光从空气斜射入水中时，折射角________（选填“大于”或“小于”）入射角。 ②根据表格数据判断：当光以35°的入射角从空气射入水中时，其折射角________（选填“大于”“小于”或“等于”）22°。 (4)进行完实验后，请你解释渔民在叉鱼时，要瞄准鱼的下方才能叉到鱼的原因是：__________。 【答案】(1) 粗糙；显示光路；(2)在同一平面内；(3)小于；大于 (4)因为人眼看到的“鱼”是由水中的鱼反射的光经水面折射后进入人眼所成的虚像，折射角大于入射角，导致人眼看到的“鱼”其实是位于鱼真实位置的上方 【详解】（1）光屏的表面应选择较粗糙的，光线射在上面时发生漫反射，反射光线射向各个方向，无论从哪个角度看，都能看得清楚。 （2）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、法线在同一平面内。 （3）根据表格中的数据可知，入射角始终大于折射角，所以可以得到结论：光从空气斜射入水中时，折射角小于入射角，且入射角变大时，折射角也随之变大，而入射角为30°时，折射角为22°，所以当入射角变为35°，则折射角一定大于22°。 （4）见答案。 5. 两名同学合作探究光的折射特点，让一束光分别从空气中以不同角度射入水和玻璃中，将入射角与折射角记录在表一和表二中。 表一　光从空气射入水中 入射角/° 0 30 45 60 折射角/° 0 21 35 40 表二　光从空气射入玻璃中 入射角/° 0 30 45 60 折射角/° 0 17 24 30 (1)当光从空气垂直射入其他介质时，折射角的大小是__________。 (2)光从空气斜射入其他介质时，折射角随着入射角的增大而_______（选填“增大”或“减小”）；进一步分析表中数据，推理可得初步结论：光从空气射入其他介质时，折射角_______（选填“可能”或“不可能”）达到90°。 (3)当光线以35°入射角从水中射向空气时，折射角的大小是__________。这表明光的折射现象中，光路是__________的。 (4)本实验多次改变入射角的目的是__________。 【答案】(1)0°；(2) 增大；不可能；(3) 45°；可逆；(4)得出普遍结论，避免偶然性 【详解】（1）当空气中的入射角为0°时，水中和玻璃中的折射角都为0°，因此光从一种介质垂直射入另一种介质时，传播方向不变，折射角大小为0°。 （2）由表格中的数据可知：当空气中的入射角逐渐增大时，折射角也随之增大；但折射角始终小于入射角，故光从空气射入其它介质时，折射角不可能达到90°。 （3）光的折射中光路是可逆的，由表格可知：光从空气以45°入射角射入水中时，折射角为35°；因此当光线以35°入射角从水中射向空气时，折射角是45°，这表明光的折射现象中光路可逆。 （4）实验中多次改变入射角，是为了通过多组不同的入射角与折射角数据，总结出光的折射规律，避免仅用一组数据得出结论的偶然性，从而得到具有普遍性的结论。 2 / 2 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $ 4.4 光的折射 题型01 光的折射概念 题型02 光的折射特点 题型03 光的折射现象 题型04 探究光折射时的特点 ▌题型01 光的折射概念 1. 光的折射概念：光从一种介质斜射入另一种介质时，传播方向发生 的现象叫作光的折射。 2. 发生折射的条件 （1）光从一种介质斜射入另一种介质。若光从一种介质垂直射入另一种介质时，传播方向不发生变化。 （2）光在同种不均匀介质中传播时，也会发生折射现象。如阳光穿过大气层时传播方向会发生变化。 1. 当光从一种介质射入另一种介质时，下列说法中正确的是（     ） A．传播方向一定会发生偏折 B．传播方向不一定会发生偏折 C．反射和折射不会同时发生 D．传播速度一定发生改变 2. 下列是生活中常见的镜子，其中利用光的折射的是（　　） A．化妆用的镜子 B．三棱镜 C．汽车观后镜 D．太阳灶 3. 如图所示，在西安古城墙下，游客乘坐新能源智能游船泛舟护城河上欣赏美景。该游船可按照预设航线自主巡航，在复杂水域中自动避障并调节航行姿态。下列现象中，可以用光的折射知识解释的是（     ） A．古城墙在水中形成清晰的倒影 B．船在阳光照射下，在水面投下黑影 C．微风吹过，水面泛起波光粼粼 D．游客在船上看到水中游动的鱼 4．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______。 5. 古诗词是中国文化的瑰宝，其中有不少有关物理现象的描写，如《渡荆门送别》一诗中有名句：“月下飞天镜，云生结海楼”就涉及光学现象，意思是“江面月影好似天上飞来的明镜，空中云雾升起结成海市蜃楼的幻象”。其中，“月下飞天镜”是光的______现象；“云生结海楼”是光的______现象。 ▌题型02 光的折射特点 1. 描述光折射的基本概念 （1）入射光线：从光源射向两透明介质分界面的光线； （2）折射光线：从入射点射向另一介质的光线； （3）法线：过入射点垂直于两分界面的虚线； （4）入射点：入射光线与两介质分界面的交点； （5）入射角：入射光线与法线之间的夹角； （6）折射角：折射光线与法线之间的夹角。 简称“一点”（入射点）、“一面”（分界面）、“二角”（入射角和折射角）、“三线”（入射光线、折射光线和法线）。 2. 光的折射特点 （1）折射光线、入射光线和法线在 内； （2）折射光线和入射光线分居法线的 侧； （3）光从空气斜射入水或其它介质时，折射角 入射角；当入射角增大时，折射角也增大。光从水或其它介质斜射入空气中时，折射角 入射角。 （4）光从空气垂直射入水（或其它介质）中时，传播方向 。 （5）折射时光路 。 3. 对光的折射特点的理解 （1）弄清入射点、入射角、折射角、入射光线、折射光线和法线的含义，特别是法线，它既是界面的垂线，又是作图时画入射角和折射角的参照标准。 （2）折射角随入射角的增大（减小）而增大（减小），但不是正比例关系，叙述时应先说折射角后说入射角。 （3）无论光是从空气斜射入水中或其他介质中，还是光从水或其他介质斜射入空气中，在空气中的角（入射角或折射角）总是大于在水中或其他介质中的角（折射角或入射角）。 1. 下图是一根直树枝斜插在湖水中的一张照片，下列分析正确的是（     ） A．OB是树枝反射形成的像，OC是树枝折射形成的像 B．OB是树枝折射形成的像，OC是树枝在水中的部分 C．OB是树枝反射形成的像，OC是树枝在水中的部分 D．OB、OC均是树枝折射形成的像 2. 夏天我们不能到不熟悉的水域游泳，因为在一些看似比较浅的水域，实际远远比预想的要深。关于这种现象形成原因的光路图，下列正确的是（     ） A． B． C． D． 3. 有一圆柱形敞口容器，从其左侧某一高度斜射入一束激光，在容器底部产生一个光斑，如图所示。下列操作能使光斑向右移动的是（     ） A．保持水面的高度和入射点不变，使激光的入射角减小 B．保持激光射入的角度不变，将激光笔竖直向上平移 C．保持水面的高度不变，将激光笔向左水平移动 D．保持激光射入的角度不变，使水面上升 4. 如图所示，小红在空水槽底部安装了一微型防水光源，发出一束光照在右侧壁上形成一光斑，此时光斑位置为。现向水槽内缓慢加水至位置，期间小红在左上方观察光斑，所看到的光斑位置与原光斑位置相比（     ） A．一直在下方 B．一直在上方 C．先在上方，后移至下方 D．先在下方，后移至上方 5. 张平同学画了几幅光的反射、折射的光路图，如图所示（图中上方为玻璃，下方为空气）。试分析这些图中哪几幅是错误的，并说明判断的依据。 6．光在空气和水的分界面处同时发生反射和折射的光路，如图所示，其中反射角为_____（选填“1”、“2”或“3”），分界面为______（选填“①”“②”），分界面的______方为水（选填“上”或“下”）。 ▌题型03 光的折射现象 1. 从岸上看水中的物体，“池水变浅”；位置“变高” 如图甲所示，从池底A点反射出的光线经折射后射入人眼，因为光从水中斜射入空气中，折射角大于入射角，所以折射光线远离法线，人眼逆着折射光线看，感觉光好像是从S点发出的，S点就是人看到的A的虚像，它比实际位置偏 。 甲 在岸边看水里的物体 乙 在水中看岸上的物体 2. 从水中看岸上的物体“变高” 例如水中的人看岸上的树或建筑物“变高”。如图乙所示，从昆虫上点A射出的光线经折射后射入水中的人眼，因为光由空气中斜射入水中，折射角小于入射角，所以折射光线靠拢法线，人眼逆着折射光线看，感觉光好像是从A′点发出的，A′点就是人看到的昆虫的虚像，它比昆虫的实际位置偏 。 3. 海市蜃楼 海市蜃楼的成因 多发生在夏天的海面上或沙漠上。夏天空气较热，但是海水比较凉，海面附近空气的温度比较低。海面地表上方不同高度的空气层相当于一层层密度不同的透明介质。密度大的空气层为光密介质，密度小的空气层为光疏介质。远方景物射出的光在层与层之间连续发生折射。从整体来看，光逐渐向地面弯曲进入观察者的眼中。在观察者看来，光好像是从海面上空的物体射出的。 海市蜃楼是一种由光的 产生的现象。 1. 下图所示各种光现象，与“潭清疑水浅”原理相同的是（     ） A．雨后彩虹 B．墙上手影 C．日食 D．水中倒影 2. 2025年5月22日是第25个国际生物多样性日，今年的主题是“万物共生 和美永续”，呼吁大家以人与自然和谐共生之道，创和美永续之路。如图所示，一只白鹭正在平静的水面上展翅起飞，下列说法正确的是（     ） A．白鹭在水中的倒影是光的折射而形成的 B．白鹭远离水面，水中白鹭的倒影大小不变 C．白鹭的羽毛呈现白色是因为吸收了白光 D．我们能从各个角度观察到白鹭是因为漫反射不遵循光的反射定律 3. 如图是装满水的玻璃杯置于有字的卡片上的情景，下列光现象与它原理相同的是（     ） A．水中倒影 B．树荫下的光斑 C．海市蜃楼 D．路灯下的影子 4. 如图将一根筷子放入盛有水的玻璃杯中，可以观察到水中的筷子好像折断了，下列四幅光路图，能正确描述这一现象的是（     ） A． B． C． D． 5．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． 6. 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04 探究光折射时的特点 【实验过程】 （1）如图所示，让一束光从空气以不同的角度射入水中，观察光束在空气和水中的径迹，并比较折射角和入射角的大小。将数据记入表格中。 （2）让光逆着折射光的方向从水射入空气中，观察光束在空气中的径迹。 【收集证据】实验数据记录表格： 实验次数 入射角 折射角 1 0∘ 0∘ 2 20∘ 15∘ 3 40∘ 29∘ 4 60∘ 40∘ 【分析论证】 （1）一束光从空气以不同的角度射入水中，光束在空气和水中的径迹如图所示，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。由此可以得出：当入射角增大时，折射角也 ；且折射角 入射角。 （2）当光从空气垂直射入水中时，传播方向 。 （3）如果让光逆着折射光的方向从水或玻璃射入空气中，可以看到，进入空气中的折射光逆着原来入射光的方向射出。也就是说，在折射现象中，光路可逆。 【实验结论】经过精确的实验，得出光的折射特点： 光从空气斜射入水中或玻璃中时，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。当光从空气垂直射入水中或玻璃中时，传播方向不变。 在折射现象中，光路可逆。 1. 探究“光的折射规律”的实验中： (1)实验时，为了显示光的传播路径，可在水面上方喷些烟雾，水中可滴入几滴牛奶，这是利用了光的___________。 (2)当光从空气垂直射入水中时，折射角为___________°，折射光线与入射光线__________。 (3)当光从空气斜射入水中时，折射光线向___________偏折，折射角___________入射角。 2. 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。 3. 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）。 4. 小明和某实验小组用激光笔、水、水槽、可折转的光屏组成如图所示的装置“研究光的折射现象”。 (1)实验中应选择表面较________（选填“粗糙”或“光滑”）的光屏，目的是更好地________。 (2)实验小组选择可折转的光屏是为了观察折射光线和入射光线是否________。 (3)实验开始后，实验小组改变入射角，进行多次实验，测量每次实验的入射角和折射角，将实验过程测得的数据记录在下表中。 入射角 15° 30° 45° 60° 折射角 11° 22° 32° 40° ①分析表格数据可得：光从空气斜射入水中时，折射角________（选填“大于”或“小于”）入射角。 ②根据表格数据判断：当光以35°的入射角从空气射入水中时，其折射角________（选填“大于”“小于”或“等于”）22°。 (4)进行完实验后，请你解释渔民在叉鱼时，要瞄准鱼的下方才能叉到鱼的原因是：__________。 5. 两名同学合作探究光的折射特点，让一束光分别从空气中以不同角度射入水和玻璃中，将入射角与折射角记录在表一和表二中。 表一　光从空气射入水中 入射角/° 0 30 45 60 折射角/° 0 21 35 40 表二　光从空气射入玻璃中 入射角/° 0 30 45 60 折射角/° 0 17 24 30 (1)当光从空气垂直射入其他介质时，折射角的大小是__________。 (2)光从空气斜射入其他介质时，折射角随着入射角的增大而_______（选填“增大”或“减小”）；进一步分析表中数据，推理可得初步结论：光从空气射入其他介质时，折射角_______（选填“可能”或“不可能”）达到90°。 (3)当光线以35°入射角从水中射向空气时，折射角的大小是__________。这表明光的折射现象中，光路是__________的。 (4)本实验多次改变入射角的目的是__________。 2 / 2 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $ 4.4 光的折射 ▌题型01 光的折射概念 1. 【答案】B 2. 【答案】B 3. 【答案】D 4．【答案】盐水密度不均匀，光线发生了折射 5. 【答案】 反射 折射 ▌题型02 光的折射特点 1. 【答案】A 2. 【答案】B 3. 【答案】B 4. 【答案】D 5. 【答案】根据光的反射定律，反射光线与入射光线在同种介质中，分居法线两侧，且反射角等于入射角。根据光的折射规律，折射光线与入射光线在不同介质中，斜射时，分居法线两侧；光从空气斜射入玻璃时折射角小于入射角，光从玻璃斜射入空气时折射角大于入射角。 （a）图：光从空气斜射入玻璃时，折射光线与入射光线位于法线同侧，不符合光的折射规律，错误； （b）图：光线从空气中射入玻璃中，反射光线与入射光线应该都在界面下方即空气中，图中反射光线在玻璃中了，错误； （c）图：入射、反射光线在上方玻璃中，反射角与入射角大小不相等，不符合光的反射定律，错误； （d）图：入射、反射光线在下方空气中，反射角等于入射角，符合反射定律；光从空气斜射入玻璃时，折射角小于入射角，符合折射规律，正确； （e）图：入射、反射光线在下方空气中，反射角等于入射角，符合反射定律；光从空气斜射入玻璃时，折射角小于入射角，符合折射规律，正确。 6．【答案】 1 ② 上 ▌题型03 光的折射现象 1. 【答案】A 2. 【答案】B 3. 【答案】C 4. 【答案】D 5．【答案】B 6. 【答案】B 题型04 探究光折射时的特点 1. 【答案】(1)散射；(2) 0；在同一直线上；(3) 法线；小于 2. 【答案】(1) 减小；上；(2)90°/90度；(3)不会 3. 【答案】(1)大；(2)左；(3)② 4. 【答案】(1) 粗糙；显示光路；(2)在同一平面内；(3)小于；大于(4)因为人眼看到的“鱼”是由水中的鱼反射的光经水面折射后进入人眼所成的虚像，折射角大于入射角，导致人眼看到的“鱼”其实是位于鱼真实位置的上方 5.【答案】(1)0°；(2) 增大；不可能；(3) 45°；可逆；(4)得出普遍结论，避免偶然性 2 / 2 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $