3.4 光的折射规律（高效培优·讲义）物理新教材沪粤版八年级上册

本讲义聚焦光的折射规律核心知识点，系统梳理从折射现象识别（折射光线、折射角）到规律探究（斜射偏折、垂直入射不变、光路可逆），再到生活应用（池水变浅、海市蜃楼）及作图与动态分析（液面升降光斑移动）的完整学习支架。 该资料以科学探究为主线，通过实验数据记录、可折转光屏等设计培养科学思维，结合“空气中角最大”等口诀强化物理观念。含思维导图梳理知识，课中辅助实验教学，课后分层练习与真题演练助学生查漏补缺。

3.4光的折射规律 目录 01 本节导航·目标清单 02 教材精研·内容全解 考点01 光的折射现象 考点02 探究光的折射时的特点 考点03 生活中的折射现象与光的折射作图 03 避坑指南·解题通法 角度01 光的折射 角度02 探究光的折射规律 角度03 根据光的折射规律作图 角度04 光的折射规律的应用 角度05 不同介质中入射角、反射角与折射角的关系 角度06 水面高度变化时的光路图 04 真题闯关·溯源演练 05 课后三阶·精准练习 目标导航 方法指导 1.明确光发生折射的条件，识别折射光线、折射角等光路要素 2.总结光在空气与其他透明介质之间斜射时的偏折规律 3.解释池水变浅、筷子弯折、海市蜃楼等经典折射现象 4.掌握垂直界面入射时光线传播方向不变的特殊情况 1.光斜射入两种不同透明介质分界面时，会同时发生反射和折射 2.空气→水/玻璃，折射光线靠近法线；反向入射远离法线 3.人眼逆着折射光线看，虚像位置总比实际物体位置偏高 4.垂直入射入射角为 0，折射角也为 0，传播路径不偏转 考点01 平面镜成像特点 1、现象探究：光的折射 提出问题 光在同种均匀介质中沿直线传播，当光从一种介质进入另一种介质时，会发生什么现象？ 实验过程 实验操作 如图所示，让激光笔发出的一束光斜射入水中，观察光的传播路径 如图所示，让激光笔发出的一束光穿过一块玻璃砖，观察光的传播路径 如图所示，让激光笔发出的一束光垂直射入一块玻璃直角三棱镜，观察光的传播路径 现象 光从空气斜射入水中时，在分界面上一部分发生反射，一部分进入水中并发生偏折 光从空气斜射入玻璃中时，在分界面上光的传播方向发生偏折；光由玻璃砖斜射入空气时，在分界面上光的传播方向也会发生偏折 光由空气垂直射入玻璃时，光的传播方向不发生变化；光由玻璃垂直射入空气时，光的传播方向也不发生变化 实验归纳 光从空气斜射入另一种介质时，在第二种介质中传播方向发生了改变；垂直射入另一种介质时，传播方向不发生改变。 2、光的折射概念:光从一种介质斜射入另一种介质时，传播方向发生了偏折，这种现象叫光的折射。 （1）光的折射发生在两种介质的交界面上，但光线在每种介质内是直线传播的。光从一种介质垂直射入另一种介质时，其传播方向不改变（改变、不改变）。 （2）入射光线射入另一种介质时的交点（O），叫入射点；入射光线与法线夹角（α）叫入射角；折射光线与法线的夹角（γ）叫折射角。 3、基本概念：“一点、一面、三线、两角” 一点 入射点 入射光与分界面的交点 一面 分界面 两种介质的分界面，如图所示的NN' 三线 入射光线 入射到两种介质表面的光线AO 法线 过入射点且垂直于两种介质分界面的直线NN' 折射光线 进入另一种介质的光线OC 两角 入射角 入射光线与法线的夹角 折射角 折射光线与法线的夹角 1．“坐井观天”这一成语是用来比喻或讽刺眼界狭窄或学识肤浅之人。图所示的是一只在井中（没有水）的青蛙。关于该成语的光路解释正确的是（　　） A． B． C． D． 【答案】B 【详解】由题意可知，井中没有水，光在同种均匀的介质（本题中是空气）中是沿直线传播的，不会发生折射，故光线不会发生偏转。眼睛之所以能看到物体，是因为物体发出的或反射的光线进入到眼睛才能看到。故B正确，ACD错误。 故选B。 2. 古诗词中有许多描写光学现象的诗句：“潭清疑水浅”说的是光的 现象；“池水映明月”说的是光的 现象；“一叶障目”说的是光的 的现象。 【答案】 折射 反射 直线传播 【详解】[1]当光从水底斜射入空气时发生折射，当人逆着折射光线看时，看到的是水底的虚像，比实际位置偏高，所以会有“潭清疑水浅”。 [2]水面相当于平面镜，“池水映明月”属于平面镜成像，其原理是光的反射。 [3]“一叶障目”意思是眼睛被一片树叶挡住，指看不到事物的全貌，是由光的直线传播形成的。 3. 小明和家人国庆期间乘坐竹筏游览黄桥小南湖，当家人用长直的竹篙斜插入水中撑行时，小明从侧面看，能较真实地反映观察到的情景是（    ） A． B． C． D． 【答案】A 【详解】竹篙水下部分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竹篙变浅了；同时水面相当于平面镜，所以会在水下形成的竹篙水上部分的虚像，且像与竹篙上部分关于水面对称，故A符合题意，BCD不符合题意。 故选A。 考点02 探究光的折射时的规律 1、探究光的折射时的特点 【提出问题】让一束光从空气斜射入水中，传播方向是否发生偏折？向哪个方向偏折？ 【实验器材】激光笔、水槽、标有角度的圆盘等。 【进行实验】利用如图所示的实验装置进行实验。 （1）让一束光从空气斜射入水中，观察折射光线、入射光线和法线之间的位置关系，比较折射角和入射角的大小关系，并描画出光束在空气和水中的传播路径。 （2）改变入射角大小，观察折射角的变化情况。 （3）让一束光垂直射入水中，观察折射情况。 （4）让一束光逆着原折射光的方向从水中斜射入空气中，观察折射情况。 【实验现象】 （1）光从空气斜射入水中时，，可观察到折射光线、入射光线和法线在同一平面内，折射光线和入射光线分居于法线两侧，折射光线向法线方向偏折，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之改变，并且入射角增大时，折射角也增大。 （3）光从空气垂直射入水中时，其传播方向不变。 （4）让光逆着原折射方向从水中斜射入空气中时，进入空气中的折射光线逆着原入射光线的方向射出。 【实验结论】 （1）当光从空气斜射入水中（或其他介质）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，折射角也随之增大。 （2）当光线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。 【深化点拨】 1．探究光的折射时的特点实验注意事项 （1）如果实验改为光从空气斜射入水中，则显示水中光路的做法：在水中添加牛奶等。 （2）折射光线偏暗的原因：有部分光在界面处发生了反射。 （3）在入射角相同时，不同介质中的折射角不同的原因：光在不同介质中的传播速度不同。 （4）折射角的大小变化判断：入射角逐渐增大（或减小）时，折射角也随之增大（或减小），但变化幅度不相等。 2．光折射的一点、三线、二角的解题方法点拨 （1）在界面分布不同。反射光线与入射光线在界面的同侧，折射光线与入射光线却在界面的两侧。 （2）角大小不同。反射角等于入射角，折射角与入射角大小不一定相等。 （3）方向不一定改变。光垂直入射两种物质界面时：反射光线方向改变，光返回原来的物质中。折射光线却进入另一种物质，方向不变。 （4）折射是光穿过介质界面进入另一个介质了，反射是光没有穿过界面，还是在同一种介质中。 1. 如图所示，，观察当光从空气斜射入玻璃中时，同入射光线相比，折射光线 （选填：偏离、靠近）法线，入射角逐渐增大时，折射角随之逐渐 （选填：增大、减小） 【答案】 靠近 增大 【详解】[1]光在空气中的传播速度快，空气中的角大，即入射角大于折射角，因此折射光线靠近法线。 [2]光的折射现象中，折射角随入射角的变化而变化，当入射角逐渐增大时，折射角随之逐渐增大。 2. 小华利用如图所示的实验装置，做“探究光的折射特点”实验：她用激光笔发出一束光从空气射向水面，多次改变入射光的方向，同时将测得的实验数据记录在下表中。 0 15 30 45 60 75 80 0 15 30 45 60 75 80 0 11 22 32 40.5 46.5 47.5 (1)在从空气斜射入水中时，当入射角为45°时，折射角为 °； (2)当入射角增大时，折射角 （选填“增大”，“减小”或“不变”）； (3)当激光笔从水下沿入射时，折射光线应沿 方向射出； (4)小华这样进行多次实验的目的是为了 。 【答案】(1)32 (2)增大 (3)OA (4)得到普遍规律 【详解】（1）由图可知，AO为入射光线，∠AON为入射角，∠CON为反射角，∠BOM为折射角。由表格数据可知，光从空气斜射入水中，当入射角为45°时，折射角∠BOM为32°。 （2）根据表格数据可发现，∠AON增大时，∠BOM也增大，折射角随入射角的增大而增大。 （3）在光的折射现象中，光路是可逆的，则用激光笔让光线沿着BO射向水面时，可看到折射光线沿OA射出。 （4）只进行一次实验具有偶然性，为了得到普遍规律，应进行多次实验。 考点03 生活中的折射现象与光的折射作图 1、生活中的折射现象 海市蜃楼 夏天，海面附近空气温度较低，密度较大，来自地平线以下远处的物体的光，传播时由于不同高度空气的密度不同而向地面多次弯曲后进入我们的眼中，形成“蜃景”的现象 “错位”的奥秘 来自水面以下的笔上物点的光，从水中射向空气反生折射，折射角大于入射角，我们眼睛看到的光好像是从直线传播方向发出的，这样看起来就好像笔错位了 叉鱼的诀窍 因为人们看到的是水中的鱼的虚像，它比鱼的实际位置浅，所以要瞄准看到的“鱼”的下方才能叉到鱼 “变高”的奥秘 因为光从空气进入水中时发生折射，所以水中的人看到的是岸上的树的虚像，它比树的真实位置要高 2、光的折射光路图 （1）利用光的折射规律 ①光从空气斜射入水中或其他介质中时，折射光线向法线偏折，入射角大于折射角。 ②光从水或其他介质斜射入空气中时，折射光线远离法线偏折，折射角大于入射角。 ③光垂直界面射入时，传播方向不改变；此时入射角等于折射角等于0。 ④光的折射现象例子：海市蜃楼、筷子向上折断了、池水变“浅”了、放大镜、望远镜、显微镜、照相机、投影仪、近视眼镜、老花镜、斜插在水中的筷子在水中部分看起来向上弯；看见落到地平线下的太阳；叉鱼的时候瞄准鱼的下方。 （2）根据光路可逆的可逆性。 【深化点拨】 1．常见的折射现象：看清澈的池水，池水水底变浅；在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。 2．判断折射光路图解题思路点拨 （1）注意光的传播路线，不要反了。 （2）注意光从空气斜射入水中时，折射角大于入射角；光从水中射入空气时，折射角小于入射角。 1. 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。 2. 如图所示，看到水中筷子向上“折断”了，这个现象是由光的 （选填“直线传播”“反射”或“折射”）形成的 （选填“实像”或“虚像”）。 【答案】 折射 虚像 【详解】[1]因为光线从水中射入了空气中，发生了偏折，人眼逆着折射光线看去，看到筷子的虚像，所以是光的折射现象。 [2]将筷子斜插入水中时，从上面看水中的筷子，因光的折射，会感到筷子的位置比实际位置高一些，所以看起来是向上弯折了；因此水中弯折的“筷子”是折射形成的虚像。 3. 如图所示，请作出反射光线，折射光线，并标出反射角的大小。 【答案】 【详解】光从空气斜射到水面时，同时发生反射和折射，反射光线、折射光线均与入射光线在法线两侧；如图，入射光线与水面夹角为60°，则入射角为90°-60°=30°，反射角等于入射角，所以反射角也为30°，而折射角小于入射角，据此画出反射光线和折射光线，作图如下： 光的折射的综合应用及解题步骤 1.折射规律与光路图：光的折射规律是作图和判断的基础，核心在于比较空气与其他介质（水、玻璃）。 （1）空气中的角最大： 当光从空气斜射入水或玻璃中时，折射光线靠近法线，折射角<入射角。 当光从水或玻璃斜射入空气中时，折射光线远离法线，折射角>入射角。 口诀：不管怎么射，空气中的那个角（无论是入射角还是折射角）总是最大的。 （2）垂直入射不改变：当光垂直射向介质表面时，传播方向不改变，此时入射角=折射角=0°。 （3）避坑点：作图时，一定要先画出法线（虚线）。法线是判断角度大小的基准，没有法线就无法确定光线是“靠近”还是“远离”。 2.“视深”问题与虚像位置：这是生活中最常见的折射现象，也是考试的高频考点（如“池水变浅”、“筷子弯折”）。 （1）从空气看水中（视深变浅）： 现象：看到的池底、鱼的位置比实际位置要高（浅）。 原理：光从水射向空气，折射角大于入射角，人眼逆着折射光线看去，看到了位置偏高的虚像。 （2）从水中看空气（视高变高）： 现象：潜水员看岸上的树，觉得树变高了。 原理：光从空气射向水，折射角小于入射角，人眼逆着折射光线看去，看到了位置偏高的虚像。 总结：不管是谁看谁，只要涉及空气和另一种介质，看到的像总是在实际物体的上方。 3.动态变化分析：这类题目通常考查当液面升降或入射光移动时，光斑如何移动。 （1）液面升降问题：若入射光线方向不变，液面上升：入射点向左（或向右，取决于光的方向）移动，折射光线平行移动，导致容器底部的光斑向入射光偏向的一侧移动。 简单判断法：画两个不同高度的液面，保持入射光线不变，直接画图对比光斑位置。 （2）入射角变化：入射角增大，折射角也随之增大（但不是成比例增大）。 反射角也随之增大，且反射角始终等于入射角。 4.辨析反射与折射：在复杂的光路图中，如何区分哪条是反射光线，哪条是折射光线？ （1）反射光线与入射光线：在界面的同侧，且关于法线对称（角度相等）。 （2）折射光线与入射光线：在界面的异侧，且分居法线两侧（角度通常不相等，除非垂直入射）。 （3）技巧：先找法线（垂直于界面的线），再找界面。根据“三线共面、法线居中”的原则，很容易就能把三条线对号入座。 角度01 光的折射 1. 柳宗元在《小石潭记》写到“潭中鱼可百许头，皆若空游无所依，日光下澈，影布石上”。其中蕴含着物理知识。下列说法错误的是（   ） A．柳宗元看到的“鱼”是潭中鱼的虚像 B．日光通过水面折射照射到潭底 C．日光是由各种色光混合而成的 D．石头上鱼的影子是光的反射形成的 【答案】D 【详解】A．柳宗元看到水中的“鱼”，是鱼反射的光从水中斜射入空气时发生折射形成的虚像，故A正确，不符合题意； B．日光从空气斜射入水中，会发生折射，从而能照射到潭底，故B正确，不符合题意； C．日光是复色光，由红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫等各种色光混合而成，故C正确，不符合题意； D．石头上鱼的影子是由于光沿直线传播，光被鱼挡住后，在石头上形成的阴暗区域，不是光的反射形成的，故D错误，符合题意。 故选D。 2. 如图所示，是我国古代名瓷黑釉木叶纹盏。烧制时通过精准控制温度，将木叶融于盏中，往盏中注水后，可看到叶片仿佛漂浮在盏中。下列关于“叶片漂浮”的说法正确的是（      ） A．原理是光的反射 B．原理是光的直线传播 C．看到水中的叶片是实像 D．该现象与“潭清疑水浅”的原理相同 【答案】D 【详解】往盏中注水后看到叶片仿佛漂浮在盏中，是光从水中斜射入空气中发生折射形成的虚像。 A．看到水中的叶片不是光的反射形成的，光的反射是指光在传播到不同物质时，在分界面上改变传播方向又返回原来物质中的现象，比如平面镜成像，故A错误； B．不是光的直线传播形成的，光沿直线传播的现象有小孔成像、影子的形成等，故B错误； C．看到水中的叶片是光的折射形成的虚像，不是实像，实像是由实际光线会聚而成的，故C错误； D．“潭清疑水浅”也是由于光从水中斜射入空气中发生折射，折射光线远离法线，人眼逆着折射光线看过去，看到的是潭底的虚像，感觉水变浅了，原理与之相同，故D正确。 故选D。 3. 将硬币放在碗底，后退至恰好看不到硬币，如图，向碗中倒入一些水后，又能看见硬币了，此时的“硬币”（    ） A．是实像 B．由光的反射形成的 C．比实际位置高 D．是光从人眼传到硬币形成的 【答案】C 【详解】ABC．人眼看不到硬币，是由于杯的边缘部分挡住了来自硬币的光线，光线进入不到眼睛，所以眼睛看不到硬币，这说明了光在均匀介质中是沿直线传播的；当缓缓向杯中加水时，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虚像，虚像的位置比物体的实际位置偏高，所以在原位置也能看到硬币的虚像，故C正确，AB错误； D．人眼看硬币是硬币反射的光线进入人眼，故D错误。 故选C。 角度02 探究光的折射规律 4. 某小组同学设计了如图甲所示的实验装置探究光的折射规律，在玻璃水槽中竖直放置的光屏由E和F两个半圆形光屏组成，其竖直方向的直径NOM为两半圆的分界线。 (1)将光屏F调至与光屏E在同一平面内，保持入射点O不变，多次改变入射光线AO与ON的夹角进行实验： 入射角 折射角 分析表格中的数据可知，当光从空气垂直射入水中时，光的传播方向______； (2)为了能够更清晰地看清水中的光路，我们可以在水中加入适量的______； (3)另一小组的小华在做光的折射实验时，将一束光以相同的入射角从空气分别斜射入水和玻璃中，如图乙所示。分析实验现象可知折射角是______ （选填“不同”或“相同”）的，水对光的折射本领______（选填“大于”“等于”或“小于”）玻璃对光的折射 本领。 【答案】(1)不改变 (2)在水中加入少许牛奶 (3) 不同 小于 【详解】（1）当光从空气垂直射入水中时，入射角和折射角都为0°，光的传播方向不改变。 （2）为了更清晰地看到光路，应使水稍微浑浊一些，可以放入少量的牛奶，就能看到入射光线、折射光线。 （3）[1]由图乙知道，第一个图中的折射角为 折射角小于入射角，第二个图中的折射角为 折射角小于入射角，这表明不同介质对光的折射本领是不同的。 [2]由图知道，光不管是从空气斜射入水中，还是从空气斜射入玻璃中，折射光线都要靠近法线，折射角都小于入射角，因此可知，光以相同的入射角从空气斜射入不同的介质中折射角是不相同的，由在水中的折射角要大于在玻璃中的折射角，可知，水对光的折射本领小于玻璃对光的折射本领。 5. 如图某同学探究光的折射规律，经过多次实验并记录了数据： 入射角 折射角 (1)该同学先用沿MN可折叠的光屏探究光从空气斜射入水中时的光路如图甲。实验时，入射光AO贴着光屏从空气斜射入水中，将板向后折转一定的角度，则在板上_____（选填“能”或“不能”）看到折射光OB。 (2)该同学又利用乙图研究光从空气斜射入玻璃中的光路并记录如下数据，由表格中的数据还可以判断：当光以的入射角从空气射入玻璃中时，其折射角_____（选填“等于”、“小于”或“大于”）； (3)当光以的入射角从玻璃斜射入空气中时，其折射角度数为_____。 【答案】(1)不能 (2)大于 (3) 【详解】（1）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，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。 （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，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°。 （3）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°。 6. 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，则入射角是∠______（选填“∠DOF”或“∠COE”）。 (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，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________入射角；当光从空气垂直射入水中时，折射角________入射角（后两空选填“大于”“等于”或“小于”）。 (4)若让光线沿1′、2'…和4'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)∠COE (3) 增大 小于 等于 (4)光路可逆 【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。这说明使用可折转的光屏，是为了观察折射光线和入射光线、法线是否在同一平面内。 （2）图甲中，光从空气射入水中，入射点为O点，CD为法线，入射角是入射光线与法线的夹角，则入射角为∠COE，折射角是折射光线与法线的夹角，则折射角是∠DOF。 （3）[1][2][3]由图丙可以看出，当入射角增大时，折射角也随着增大；即：光从空气斜射入水中时，折射角随入射角的增大而增大，随入射角的减小而减小，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，则折射角等于入射角。 （4）根据折射光线和入射光线的位置互换进行实验，观察折射光线与原来入射光线重合，可知光路是可逆的。 角度03 根据光的折射规律作图 7. 如图所示，水池底有一光源C，从岸上A点（未画出）看到C的像位于B点，请作出图中光线CO的折射光线OA。 【答案】 【详解】光源C发出的光线CO从水中斜射入空气时，会发生折射现象，折射角大于入射角；由于人眼总是认为光线是沿直线传播的，所以折射光线OA的反向延长线会交于像点B；具体作图步骤为：先画出法线（垂直于水面），然后根据折射定律画出折射光线OA，使其远离法线偏折，且反向延长线通过B点。如图所示： 8. 老师用光路图解释了“水塘看似很浅，实则不一定浅”的道理，对同学们进行防溺水教育。如图所示，塘底的A点反射出的光经过水面折射进入人眼B点，C点是人眼看到的塘底的A点像的位置。请完成光路图并保留作图痕迹。 【答案】 【详解】C点是人眼看到的池底A点像的位置，连接BC，与水面的交点O为入射点，画出法线，连接AO为入射光线，OB为折射光线，如图所示： 9. 圆柱形水池的左侧池壁上方支架上，有一激光器。当激光器发出一束激光射向水面时如图所示，会在右侧池壁上出现光点S1，池底出现光点S2。请在图上画出出现S1和S2的光路图。 【答案】 【详解】当激光射向水面时，会在右侧池壁上出现光点S1，这是光的反射现象，反射光线与入射光线分居在法线两侧，反射角等于入射角；当激光射向水面时，池底出现光点S2，这是光的折射现象，折射光线与入射光线分居在法线两侧，折射角小于入射角，据此画出光路图，如图所示： 角度04 光的折射规律的应用 10. 如图，潜水员在水中能看到岸上的建筑物，是光从_________斜射入_________中时发生的折射现象，潜水员看到建筑物的位置会在它实际位置_________（填“下方”、“上方”或“本身”）。 【答案】 空气 水 上方 【详解】[1][2][3]潜水员在水中能看到岸上的建筑物，是建筑物反射的光线从空气斜射入水中时发生的折射现象，此时折射角小于入射角，人逆着折射光线看到的是真实物体上方的虚像。 11. 如图所示，水面上盖有不透光的盖子，盖子上的P处有一透光小孔，S为水面下一点光源，在图示位置时S发出的光在P处能同时发生反射和折射，现点光源S沿竖直方向逐渐下沉，该过程S发出的光在P处的入射角________（变大/不变/变小）、折射光线________（顺/逆）时针转动、折射角_________（变大/不变/变小） 【答案】 变小 逆 变小 【详解】[1][2][3]从点光源S发出的光线在P处从水中斜射入空气中，根据光的折射规律，入射光线、折射光线以及法线在同一平面内，折射角大于入射角，作出折射光线。现点光源S沿竖直方向逐渐下沉，再画出入射光线和折射光线，如图所示： 由图可知，该过程S发出的光在P处的入射角变小，折射光线逆时针转动，折射角变小。 12. 如图所示，是射向玻璃砖的光线，是离开玻璃砖的光线。下列说法正确的是（　　） A．光线射向界面时只发生折射 B．光线在玻璃砖中的传播路径远离法线 C．光线从A到D的传播过程是光的直线传播 D．∠1与∠2大小相等 【答案】D 【详解】A．光线射向界面时，会同时发生光的反射和光的折射，故A错误； B．根据光的折射规律可知，光从空气射入玻璃时，折射角小于入射角，因此光线AO在玻璃砖中的传播路径靠近法线，故B错误； C．光线从A到D的传播过程是光先沿直线传播，经过界面MN时发生折射，然后在玻璃砖中再次沿直线传播，到达界面PQ时再次发生折射进入空气中，接着在空气中沿直线传播，不是一直沿直线传播的，故C错误； D．光的折射过程，光路具有可逆性，光线到达界面PQ时再次发生折射时的入射角等于经过界面MN时发生折射时的折射角，则光线到达界面PQ时再次发生折射时的折射角酒等于经过界面MN时发生折射时的入射角，即∠1与∠2大小相等，故D正确。 故选D。 角度05 不同介质中入射角、反射角与折射角的关系 13. 如图所示，一束光射到空气和玻璃的分界面时发生反射与折射现象。由图可知，折射角为_______°；分界面的_____（选填“上”“下”“左”或“右”）侧是玻璃。（注意：从试卷纸的正面观察） 【答案】 30 右 【详解】[1]因反射光线与入射光线关于法线对称，则由图可知PQ是法线，MN是界面；因折射光线与入射光线分居法线两侧，所以CO是入射光线，OA是反射光线，OB是折射光线，由可知，入射角；反射角等于入射角，则反射角，所以折射角 [2]光从空气斜射入玻璃中时，折射光线将向靠近法线的方向偏折。根据题意分析知折射角小于入射角，所以是光线从空气中斜射入玻璃中，即界面MN的右侧是玻璃，左侧是空气。 14. 如图所示，小明将一束激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，其中入射光线是____（用字母表示），折射角为____度，界面的____（上/下/左/右）边是玻璃。 【答案】 GO 60 右 【详解】由图知道，∠AOG=60°，所以∠GOF=90°-60°=30° 而∠EOF=30°，根据反射角等于入射角，所以BF为法线，AD为界面，折射光线和入射光线分别位于法线两侧，则OC一定为折射光线，GO为入射光线，OE为反射光线 由图知道，折射角为∠COB=90°-30°=60° 因当光线从其它介质斜射入空气时，折射角大于入射角。所以这束光线是由玻璃进入空气，即分界面的左侧是空气，右侧是玻璃。 15. 如图所示，一束单色光从空气斜射到某液面上，与液面的夹角为30°，反射光线与折射光线的夹角为90°。下列说法正确的是（    ） A．∠AOM是入射角，入射角为30° B．OC是折射光线，折射角为30° C．∠M'OC是反射角，反射角为60° D．OB是反射光线，反射角为30° 【答案】B 【详解】A．入射光线与法线的夹角为入射角，图中光线AO与法线的夹角是入射角为，故A错误； BCD．根据光的反射定律，反射光线与入射光线在同种介质中，且分居法线的两侧，因此OB是反射光线，OC是折射光线，反射角等于入射角为60°，折射角是折射光线与法线的夹角，由于反射光线与折射光线的夹角为90°，则折射角为 故B正确，CD错误。 故选B。 角度06 水面高度变化时的光路图 16. 如图，固定在水面上方的光源S发出一束光线经水面反射后在光屏上有一个光斑A，经水面折射后在水底有一个光斑B。已知光束与水面的夹角为40°，S′是光源经水面反射所成的像。下列说法正确的是（　　） A．反射角的大小为40° B．当水面升高时，反射角和折射角都将变大 C．当水面升高时，光斑A和光斑B都将向右移动 D．当水面升高时，S′到水面的距离变小 【答案】D 【详解】A．光束与水面的夹角为40°，则入射角为 90°-40°=50° 因为反射角等于入射角，因此反射角的大小为50°，故A错误； B．当水面升高时，入射光线与法线的夹角不变，即入射角不变，则反射角大小不变；光束依然从空气斜射入水中，因为折射角随入射角变化而变化，入射角不变，折射角不变。故B错误； C．当水面升高时入射点向左移动，因为入射角与反射角大小不变，因此光斑A向左移动，入射角与折射角大小不变，光斑B向左移动；故C错误； D．由平面镜成像特点可知，物与像关于平面镜成轴对称关系，当水面升高时，S′到水面的距离变小，故D正确。 故选D。 17. 如图所示，小华同学用激光笔照射水面，在水槽壁上出现两个红点A和B。 (1)若保持入射点O的位置不变，欲使A点下移至A1，应使入射光线MO绕着点O沿顺时针方向转动；同时观察到另一亮点B点会移动到点______（选填“B1”或“B2”）。 (2)若保持入射光线不变，欲使B点下移至B2，应使水面______（选填“上升”、“下降”或“不变”）。 【答案】(1)B1 (2)上升 【详解】（1）当光从空气斜射到水面时，同时会发生反射和折射现象，折射角小于入射角，现保持入射点O的位置不变，欲使光点A下移至A1处，使入射光线绕着O点沿顺时针方向转动，入射角增大，光从空气斜射入水中时，折射角小于入射角，但入射角增大，折射角增大，观察到另一亮点B点会移动到点B1，如图。 （2）在水面变化过程中，由于入射光线不变，则入射角不变，折射角也不发生改变，水面上升时，入射点向右侧移动，过入射点做OB的平行线，即为光点下移的折射光线，因此欲使B点下移至B2，水面需上升，如图 18. 有一圆柱形敞口容器，从其左侧某一高度斜射一束激光，在容器底部产生一个光斑O，如图所示，下列操作使光斑向左移动的是 （　　） A．保持水面高度不变使激光笔向右平移 B．保持激光射入角度不变，使水面上升 C．保持激光射入角度不变，使水面下降 D．保持水面高度和入射点不变，使激光入射角增大 【答案】B 【详解】 A．保持水面高度不变使激光笔向右平移，则折射光线也右移，即光斑向右移动，故A错误； B．保持激光射入角度不变，使水面上升，如图，则折射光线左移，即光斑向左移动，故B正确； C．保持激光射入角度不变，使水面下降，则折射光线右移，即光斑向右移动，故C错误； D．保持水面高度和入射点不变，使激光入射角增大，则折射角也增大，光斑向右移动，故D错误。 故选 B。 【例1】（2025·天津·中考真题）如图所示，一只白鹭正在七里海湿地觅食，平静的水面映出它的身姿。图中能正确表示人看到白鹭倒影的光路是（　　） A． B． C． D． 【答案】A 【详解】AB．白鹭反射的光斜射到水面上发生反射，反射光线进入眼睛，反射光线的反向延长线会聚成像，故A符合题意，B不符合题意； CD．人看到白鹭倒影是光的反射现象，不是光的折射现象，图中是光的折射光路图，故CD不符合题意。 故选A。 【变式1-1】（2025·山西·中考真题）小亮在梳理光现象知识时绘制了如下思维导图，其中一个分支的实例内容有缺失。下列选项能正确补充的是（    ） A．水中倒影 B．海市蜃楼 C．小孔成像 D．立竿见影 【答案】A 【详解】A．水中倒影是平面镜成像现象，其原理是光的反射，符合该分支要求，可补充在此处，故A符合题意； B．海市蜃楼是由于光在不均匀的大气中传播时发生折射形成的虚像，属于光的折射现象，不符合“光的反射”分支要求，故B不符合题意； C．小孔成像是光沿直线传播形成的，不符合“光的反射”分支要求，故C不符合题意； D．立竿见影是因为光沿直线传播，杆子挡住光后形成影子，属于光的直线传播现象，不符合“光的反射”分支要求，故D不符合题意。 故选A。 【变式1-2】（2025·黑龙江绥化·中考真题）如图，小宇看到水中有一条鱼，A、B两点中有一点是鱼的实际位置，另一点是像的位置，请在图中画出他看到鱼的光路图（保留作图痕迹）。 【答案】 【详解】鱼的实际位置在B点（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，标注箭头（入射光线箭头指向O，折射光线箭头指向眼睛）。如图所示： 【变式1-3】（2025·四川宜宾·中考真题）长江十年禁渔的政策实施以来，长江里的鱼儿越来越多。在一段清澈的江水中游来游去的鱼儿，看见岸上的“人”会比实际的人更 （填“高大”或“矮小”），这是因为光发生了 现象。 【答案】 高大 折射 【详解】[1][2]岸上的“人”射出的光线，在水面处发生折射，折射光线远离法线，鱼儿的眼睛逆着光线看来，折射光线好像在A′点射出的，A′点就是A点的像，所以鱼儿看到岸上的人比实际的要高（如下图）。 ⚡基础速刷 1．柳宗元在《小石潭记》中写道：“潭中鱼可百许头，皆若空游无所依。”他看见的潭水中的鱼，实际上是光从 斜射向 时发生 而形成的，像的位置比实际鱼的位置要 （选填“高”或“低”）一些。 【答案】 水 空气 折射 高 【详解】[1][2][3]看到水中的“鱼”，是鱼反射的光线从水中斜射进入空气中时发生折射形成的虚像。 [4]从水面上看水中鱼A的像A'的位置，如图所示： 根据图解，鱼反射的光线斜射到水面发生折射，折射角大于入射角，鱼的像在折射光线的反向延长线A'上，成的是偏高的虚像，像的位置在真实鱼的上方。 2．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）[1]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°。 [2]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）[1][2]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。 3．小王在研究光的有关规律时，根据实验现象画出了如下图中的a、b、c，根据图中所示现象，不能得到的结论是（    ） A．光发生反射现象时，反射角等于入射角 B．光从空气斜射入水中时，折射角小于入射角 C．光从空气斜射入玻璃和水中时，玻璃比水对光的偏折能力大 D．光路是可逆的 【答案】D 【详解】A．图中光发生反射现象时，入射角减小时，反射角也减小，但反射角等于入射角，故A不符合题意； B．光从空气斜射入水中时，入射角减小，折射角也减小，但折射角小于入射角，故B不符合题意； C．光从空气斜射入玻璃和水中时，入射角相等，水中的折射角大于玻璃中折射角，表明玻璃比水对光的偏折能力大，故C不符合题意； D．图中没有从水中或玻璃中斜射入空气中的情况，也没有光线从右边射入的情况，故无法得出光路是可逆的结论，故D符合题意。 故选D。 4. 如图所示，A是池底的物体，A′是岸上人看到的A的像，请在图中画出人眼看到池底A的光路图。 【答案】 【详解】由于从池底反射的光经水面发生折射，折射光线远离法线偏折（向下偏折），当折射光线射入人眼，人凭光沿直线传播的感觉，认为池底A在折射光线的反向延长线上，人看到的是池底A的虚像。连接眼睛和点A′与界面的交点即为入射点O，根据光从水中斜射入空气中时，折射角大于入射角，连接AO为入射光线，点O和眼睛为折射光线，如下图所示： 5. 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 （选填“向左移动”“不动”或“向右移动”）， 这说明光从空气斜射入水中时，传播方向 （选填“会”或“不会”）发生偏折。 (2)如图乙，小明继续探究“光从空气射入水中时的折射特点”，他使用可折转的光屏，是为了研究折射光线、入射光线和法线是否 。如图丙，他将光沿着AO方向射向水面上的O点，光在水中沿着OB方向射出，入射光逐步偏向法线，折射光也逐步偏向法线，说明光从空气斜射入水中时，入射角减小，折射角随之 （选填“增大”“减小”或“不变”）。当光沿着NO方向射入时会沿ON′方向射出，此时折射角为 度； (3)若光沿BO方向射入，折射光线将沿 方向射出，这是因为光折射时，光路是 。 【答案】(1)向左移动 会 (2)在同一平面 减小 0 (3)OA 可逆 【详解】（1）[1][2]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，当光从空气斜射入水或其它透明介质时，折射角小于入射角，则入射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）[1]小明继续探究“光从空气射入水中时的折射特点”，他使用可折转的光屏，即将纸板右半部分绕NN'向后翻转任意角度，会发现纸板上无折射光线呈现，这是为了探究折射光线、入射光线和法线是否在同一平面内。 [2]入射光线和法线的夹角是入射角，折射光线和法线的夹角是折射角，图丙中入射光逐步偏向法线，折射光也逐步偏向法线，说明入射角减小，折射角也减小。 [3]当光沿着NO方向射入时会沿ON′方向射出，此时光线垂直入射不改变传播方向，则此时入射角和折射角都等于0度。 （3）[1][2]由于光折射时，光路可逆，若光沿BO方向射入，折射光线将沿OA方向射出，与原来的传播方向正好相反。 6. 如图为光在玻璃和空气中发生光的反射和折射的光路图，由图可知，入射光线是 ，折射角 °．界面的 （选填“上”、“下”、“左”或“右”）侧是空气． 【答案】 BO 40 左 【详解】[1][2][3]由图可知，光线BO与光线OA在EF的同一侧，光线BO与光线OC不在EF的同一侧，由光的反射定律可知，入射光与反射光在界面同一侧，且反射角等于入射角，所以界面是EF，入射光线是BO，反射光线是OA，由光的折射定律可知，入射光与折射光分居在界面两侧，所以折射光线是OC，由图可知，入射光线与界面的夹角是30°，则入射角为60°，折射光线与界面的夹角为50°，则折射角为40°。由于入射角大于折射角，因此EF界面左侧是空气。 7. 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。 8. 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。 9. 小红的爷爷在岸上看到水中有一条鱼在云朵里游泳，看到的鱼是______所成的像（选填“光的折射”或“光的反射”），根据光路可逆原理，在鱼的视觉中，人的像比人实际身高______（填“高”或“矮”）。 【答案】 光的折射 高 【详解】[1]我们在岸上看到水中的鱼，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是鱼的虚像，因此属于光的折射形成的像。 [2]根据光路可逆原理，人反射的光从空气斜射入水中时，折射角小于入射角，折射光线靠近法线，鱼逆着折射光线看去，会沿直线反向延长从而看到人的虚像，虚像位置比实际位置偏高，因此在鱼的视觉中，人的像比人实际身高更高。 10. 某物理小组利用白色光具盘探究“光的折射现象”，如图所示是光从半圆形水槽（装满水）斜射入空气中时的情景，图中只画出入射光AO。 物理量/次数 第1次 第2次 第3次 第4次 入射角α 10° 20° 30° 40° 折射角γ 14° 27° 42° 59° (1)实验时，同学们能从各方向看到光具盘上光的路径，因为光发生了______（选填“漫反射”或“镜面反射”）； (2)多次改变入射角进行实验，读出对应的折射角，并将数据记录在表格中，分析数据可得：光从水中斜射入空气中时，折射角______入射角。根据表中角度变化规律可以推测：当入射角为35°时，折射角最有可能是_______（选填“”、“”或“”）；继续增大入射角，_______（选填“入射光线”或“折射光线”）先消失。 (3)请根据表格中数据，在图中画出入射光AO折射的大致光路并标出折射角γ。 (4)实验中，小组成员发现折射光比入射光暗，原因是__________。 【答案】(1)漫反射 (2) 大于 折射光线 (3) (4)光在水与空气的界面处同时发生了反射 【详解】（1）实验时光具盘表面较为粗糙，光射到其表面上时发生了漫反射，使光线向四面八方散开，因此同学们能够从不同角度和各方向看到光具盘上光的路径。 （2）分析表格中第1次至第4次的实验数据可知，光从水中斜射入空气中时，对应的折射角数值始终大于入射角数值。 观察数据递增规律可知，当入射角从30°增大到40°时，对应的折射角从42°增大到了59°，由此合理推测，当入射角增加到35°时，折射角的增量约为17°的一半，因此此时的折射角最有可能为50°。 由于光由水中进入空气时折射角始终大于入射角，在继续增大入射角的过程中，折射角会先一步达到90°，此时折射光线将最先消失。 （3）根据光的折射规律，光从水斜射入空气时，折射光线与入射光线分居法线两侧，且折射角大于入射角，由题图可知，图中圆等分36个格，则1个格表示10°，入射角在35°与40°之间，结合表格数据以及（2）小问分析可知，图中折射角γ应在50°与59°之间，则以入射点O为起点，在空气画出一条偏离法线的射线，画上表示光传播方向的箭头，并在折射光线与法线之间用弧线和字母γ标出折射角。 （4）当激光斜射向水与空气的界面时，除了发生折射进入空气外，还有一部分光被水面反射回水中，由于反射过程分走了一部分能量，导致进入空气中的折射光能量少于原入射光的能量，因此观察到折射光比入射光暗。 🚀能力跃升 11. 如图，是一根粗细均匀的直树枝斜插在水中的一张照片，其中是直树枝在水中的倒影，这是光的___________（直线传播/反射/折射，下同）现象、是光的___________现象、是光的___________现象。 【答案】 反射 折射 直线传播 【详解】【小题1】由题可知，平静的水面相当于一个平面镜，倒影是平面镜成像，其原理是光的反射。树枝OA反射的光照射到水面上，发生反射，反射光线进入人眼，人便看到了水中的倒影OB； 由图可知，OC是我们看到的水下部分的树枝。光从水中的树枝OC反射出来，在从水斜射入空气时，在水面处发生了折射，折射光线进入人眼。人眼逆着折射光线的方向看去，感觉光是沿直线传播的，所以看到的是树枝OC的虚像，其位置比实际位置要浅； 由图可知，OD是树枝的影子。影子是由于光在均匀介质（空气）中沿直线传播遇到不透明的物体，在物体后面形成的光照射不到的黑暗区。 12. 如图所示，一束光线由空气射向玻璃三棱镜。画出这束光线经三棱镜两次折射后再进入空气的光路图，保留法线痕迹，用r标出第二次折射的折射角。 【答案】 【详解】过入射点作法线垂直于界面，当光从空气斜射入玻璃时，折射光线和入射光线分居法线的两侧，折射角小于入射角；当光从玻璃斜射入空气时，折射光线和入射光线分居法线的两侧，折射角大于入射角；折射光线与法线的夹角为折射角，如图所示： 13. 如图，一束光在空气和玻璃两种介质界面处发生反射和折射，此时折射角大小为____________度，____________（选填“BF上方”“BF下方”“AD左方”“AD右方”）为玻璃，若入射角变为20°，则反射光线和折射光线的夹角将____________（选填“大于”、“等于”或“小于”）110°。 【答案】 60 AD右方 大于 【详解】根据光的反射定律，反射角等于入射角，由图观察，图中符合反射角、入射角定义且有可能相等的两个角，只有、。根据光的反射定律和光的折射定律，则可确定BF为法线，AD为界面，GO为入射光线，OE为反射光线，OC为折射光线，为入射角，为反射角，为折射角。 由题意，入射角 则反射角 折射角 因为折射角大于入射角，说明光从玻璃斜射入空气中，所以界面AD右方为玻璃。 由图可知，当入射角为时，反射光线OE与界面AD的夹角为 反射光线和折射光线的夹角 若入射角变为，则反射角也变为，则反射光线OE与界面AD的夹角 由于入射角从减小到，减小了，折射角随着入射角减小而减小，而折射角大于入射角，则折射角减小的幅度要大于，即折射角，则折射光线CO与界面AD的夹角，反射光线和折射光线的夹角 即 14. 光路图在光学设计和教学中都扮演着重要角色，其优点在于能够准确预测和展示光的传播路径，广泛应用于多个领域。下列四幅光路图能正确解释生活中现象的是（　　） A．图甲：岸上的人看见水中的物体 B．图乙：物体通过小孔形成实像 C．图丙：光从室外透过窗户玻璃进入室内 D．图丁：人观察对岸的树木在水中倒影 【答案】B 【分析】本题考查了光的直线传播、光的反射、光的折射的光路图；要注意这几种现象的本质，要学会用所学知识解释有关现象。 【详解】A．图甲中岸上的人看见水中的物体，是水中物体发出的光线从水中斜射入空气时，折射角大于入射角，故A错误； B．图乙中物体通过小孔形成倒立的实像，故B正确； C．光线通过玻璃砖再进入空气发生两次折射，第一次是从空气斜射进入玻璃，折射光线应该靠近法线偏折，折射角小于入射角；第二次是从玻璃斜射进入空气，折射光线应该远离法线偏折，折射角大于入射角，故C错误； D．人观察对岸的树木在水中倒影，应该是由树木射向湖面的光线被反射进入人眼，是光的反射现象，故D错误。 故选B。 15. 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。 16. 如图所示，小华同学用激光笔照射水面，在水槽壁上出现两个红点A和B。若保持入射点O的位置不变，欲使A点下移至，应使入射光线MO绕着点O沿 （选填“顺时针”、“逆时针”）方向转动；同时观察到另一亮点B点会移动到点 （选填“”或“”）。 【答案】 顺时针 【详解】[1][2]保持入射点O的位置不变，欲使光点A下移至处，则反射光线偏离法线，反射角增大，根据反射角等于入射角，则入射角也需增大，故应使入射光线绕着O点沿顺时针方向转动。同时，入射角增大，折射角也会相应增大，因此，会观察到另一亮点B点会移动到点。 🌟思维挑战 17. 如图所示，一只烧杯中装有半杯水，放在水平木板AB上，一束光线竖直向下照在水面上。现在将水降温结冰后，B端下方垫一个小木块C，使木板倾斜一个小的角度，则此时（　　） A．反射光线的方向不变 B．反射光线顺时针方向旋转 C．折射光线顺时针方向旋转 D．折射光线逆时针方向旋转 【答案】D 【详解】一束光线竖直向下照在冰面上，反射光线和折射光线不发生偏折，垂直入射；当在B端下方垫一个小木块C，使木板倾斜一个小的角度，冰面倾斜同样的角度，此时入射光线不与冰面垂直，法线逆时针方向旋转，相当于入射光线顺时针方向旋转，则反射光线逆时针方向旋转，折射光线逆时针方向旋转，故D符合题意，ABC不符合题意。 故选D。 18. 小明用如图所示的装置做“探究光的折射特点”实验． (1)如图1所示，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，随着水位上升，水槽底部光斑的位置将______（选填“向左移动”、“向右移动”或“不动”）； (2)为了探究折射光线与入射光线和法线是否在同一平面上，如图2所示，实验时小明将右侧可折转的光屏向后转动，并观察在右侧的光屏上_______； (3)如图3所示，小明将光沿着AO方向射向水面上的O点，光在水中沿着OB方向射出，调整激光笔使入射光线逐步偏向法线，折射光也逐步偏向法线，说明光从空气斜射入水中时，入射角减小，折射角随之______（选填“增大”“减小”或“不变”）；当光沿着NO方向射入水中时会沿ON＇方向射出，此时折射角为______°； (4)在研究光的折射时，小明知道了光从空气斜射入水中时，折射角小于入射角．小明想：光在其他透明介质的分界面发生折射时，什么条件下折射角小于入射角呢? 为了研究这个问题，他在老师的指导下做了如下实验：让一束激光从水中斜射入玻璃，再从玻璃依次斜射入冰、空气中，其光路如图所示．然后老师又告诉他光在一些透明介质中的传播速度，如下表，试回答： 物质 其中速度 水 玻璃 冰 空气 酒精 ①针对小明提出的问题，仔细观察图中的光路，对照表中的数据进行分析，可以得出以下结论：光在不同物质中的传播速度是不同的，光从光速大的物质斜射入光速小的物质时，折射角___入射角； ②根据分析得出的结论及表的数据，请作出下图中光由玻璃斜射入酒精时的折射光线___。 【答案】(1)向左移动 (2)是否能看到折射光线 (3) 减小 0 (4) 小于 【详解】（1）当光从空气中斜射入水中时，折射角小于入射角，折射光线靠近法线，向水槽内慢慢注水，入射点向左移动，水槽底部光斑的位置将向左移动。 （2）验证折射光线与入射光线和法线是否在同一平面上，若将右侧光屏转离原先的实验平面，则折射光线不再落在该光屏上，会“看不到折射光斑”，所以此时应该观察在右侧的光屏上是否能看到折射光线。 （3）[1]调整激光笔使入射光线逐步偏向法线，入射角逐步减小，折射光也逐步偏向法线，折射角也逐步减小，说明光从空气斜射入水中时，入射角减小，折射角随之减小。 [2]当光沿着NO方向射入水中时会沿ON＇方向射出，此时折射光线、入射光线和法线重合，折射角为0°。 （4）[1]当光从水中斜射入玻璃中时，折射角小于入射角；从玻璃斜射入冰中时，折射角大于入射角；从冰中斜射入空气中时，折射角大于入射角。结合表中光在几种介质中速度大小可知，光在不同物质中的传播速度是不同的，光从光速大的物质斜射入光速小的物质时，折射角小于入射角。 [2]由表可知玻璃中光速比酒精中更小，故当光从玻璃斜射入酒精时，折射光线应“向远离法线方向偏折”（夹角大于入射角）。如示意图所示 19. 小明利用半圆形玻璃砖“探究光折射时的特点”，让光源发出的一束光从空气斜射入玻璃，观察到光束的径迹如图甲所示，回答以下问题： (1)实验中发现，折射光的亮度比入射光的亮度要暗一些，其主要原因是光从空气斜射入玻璃时不仅发生了折射现象，还发生了____现象； (2)图中折射角的大小为_________； (3)小明在探究光的折射规律时，意外发现：当光沿某方向从半圆玻璃砖射向空气时，折射光消失而反射光却变得更亮，如图乙所示，老师告诉他这是光的全反射现象。课后，小明查到光从玻璃射向空气时的一些数据如下表： 入射角 折射角 / 反射能量 5% 7% 26% 43% 77% 84% 100% 100% ①分析上表中数据可知当光从玻璃射向空气时，折射角随入射角的增大而________（选填“增大”或“减小”）。 ②当光从玻璃斜射向空气时折射光线消失，只有反射光线，这种现象叫做全反射。当入射角i≥__________时，就发生了全反射现象。 ③光纤电缆利用玻璃清澈、透明的性质，使用光来传送信号，光可以从弯曲的玻璃光纤的一端传到另一端，而不会“溜”出玻璃光纤，如图丙，它是利用光的__________（填“折射”或“全反射”）来传递信息的，光在光纤内的传播速度__________（选填“大于”、“小于”或“等于”）3×108m/s。 【答案】(1)反射 (2)30 (3) 增大 41.8 全反射 小于 【详解】（1）光从空气斜射入玻璃时，一部分光会在玻璃表面发生反射，反射光的存在使得入射光的能量有一部分被反射回去，所以折射光的亮度比入射光的亮度要暗一些。 （2）由图可知，EF为法线，AO为入射光线，OC为折射光线，∠COF为折射角。因为∠COF＝60°，所以折射角∠COF＝90°-60°＝30° （3）[1]观察表中数据，当入射角从0°逐渐增大到42°的过程中，折射角从0°逐渐增大到90°，最后入射角再增大时折射光消失，可以明显看出折射角随入射角的增大而增大。 [2]从表中数据看到，当入射角i＝41.8°时，折射角为90°，当入射角继续增大到42°时，折射光消失，只有反射光，所以当入射角≥41.8°时，就发生了全反射现象。 [3]光在光纤电缆中传播时，由于光纤是光密介质，外界是光疏介质，光在光纤内不断发生全反射，从而可以从弯曲的玻璃光纤的一端传到另一端，而不会“溜”出玻璃纤。 [4]光在真空中的传播速度为3×108m/s，光在其他介质中的传播速度都小于在真空中的传播速度，所以光在光纤内的传播速度小于3×108m/s。 20. 小明在课外实践活动中，对一些光学实验做了进一步的探究。 (1)在”探究光的反射定律”的实验中，如图甲所示使用加湿器喷出水雾，目的是为了_______；探究装置放置在可以360°旋转的水平工作台上，在入射点上方悬挂一重垂线，模拟法线，当工作台旋转到某一特定位置时，可观察到反射光线挡住了入射光线和重垂线，可以得到的初步结论是 ____________；为了探究反射角与入射角关系，接下来小明的操作是 ________________。 (2)如图乙所示，小明利用半圆形玻璃砖（O点为圆心）“探究光的折射特点”，并将收集的实验数据记录在的表格中。 实验次数 1 2 3 4 5 6 7 8 玻璃中的入射角i 0 10° 20° 30° 40° 41.2° 42° 50° 空气中的折射角γ 0 15.2° 30.9° 48.6° 74.6° 81° 没有发生光的折射 分析实验数据，发现光折射时的特点是_____________；___________。（写出两条）在7、8两次实验中，小明都没有观察到光的折射现象，但却发现被玻璃砖反射回来的光的亮度比之前几次实验的亮度大，请根据实验现象，提出一个探究问题_____________。 【答案】(1) 显示光的传播路径 在反射现象中，反射光线、入射光线、法线在同一平面内 改变入射角，测量对应的反射角并记录数据 (2) 光从玻璃斜射入空气时，折射角大于入射角 折射角随着入射角的增大而增大 当光从玻璃斜射入空气时，入射角为何度数时发生全反射 【详解】（1）[1]实验中用加湿器使整个玻璃罩内充满水雾，是为了清晰的显示出光传播的路径，便于完成实验研究。 [2]在光的反射现象中，缓慢转动圆台，可以看到三束光相互重合，说明在反射现象中，反射光线、入射光线、法线在同一平面内。 [3]为了继续探究反射角与入射角的关系，接下来的操作是改变入射角的度数，进行多次实验。 （2）[1][2]分析第2～6次实验数据，发现光折射时的特点是：光从玻璃斜射入空气，折射角大于入射角；折射角随着入射角的增大而增大。 [3]光从玻璃斜射入空气时，折射角始终大于入射角，当入射角增大到一定角度时，折射角会大于90°，故此时无折射光线，发生全反射现象，由此可提出问题：当光从玻璃斜射入空气时，入射角为何度数时发生全反射？ 2 / 14 学科网（北京）股份有限公司 $ 3.4光的折射规律 目录 01 本节导航·目标清单 02 教材精研·内容全解 考点01 光的折射现象 考点02 探究光的折射时的特点 考点03 生活中的折射现象与光的折射作图 03 避坑指南·解题通法 角度01 光的折射 角度02 探究光的折射规律 角度03 根据光的折射规律作图 角度04 光的折射规律的应用 角度05 不同介质中入射角、反射角与折射角的关系 角度06 水面高度变化时的光路图 04 真题闯关·溯源演练 05 课后三阶·精准练习 目标导航 方法指导 1.明确光发生折射的条件，识别折射光线、折射角等光路要素 2.总结光在空气与其他透明介质之间斜射时的偏折规律 3.解释池水变浅、筷子弯折、海市蜃楼等经典折射现象 4.掌握垂直界面入射时光线传播方向不变的特殊情况 1.光斜射入两种不同透明介质分界面时，会同时发生反射和折射 2.空气→水/玻璃，折射光线靠近法线；反向入射远离法线 3.人眼逆着折射光线看，虚像位置总比实际物体位置偏高 4.垂直入射入射角为 0，折射角也为 0，传播路径不偏转 考点01 平面镜成像特点 1、现象探究：光的折射 提出问题 光在同种均匀介质中沿直线传播，当光从一种介质进入另一种介质时，会发生什么现象？ 实验过程 实验操作 如图所示，让激光笔发出的一束光斜射入水中，观察光的传播路径 如图所示，让激光笔发出的一束光穿过一块玻璃砖，观察光的传播路径 如图所示，让激光笔发出的一束光垂直射入一块玻璃直角三棱镜，观察光的传播路径 现象 光从空气斜射入水中时，在分界面上一部分发生反射，一部分进入水中并发生偏折 光从空气斜射入玻璃中时，在分界面上光的传播方向发生偏折；光由玻璃砖斜射入空气时，在分界面上光的传播方向也会发生偏折 光由空气垂直射入玻璃时，光的传播方向不发生变化；光由玻璃垂直射入空气时，光的传播方向也不发生变化 实验归纳 光从空气斜射入另一种介质时，在第二种介质中传播方向发生了改变；垂直射入另一种介质时，传播方向不发生改变。 2、光的折射概念:光从一种介质斜射入另一种介质时，传播方向发生了偏折，这种现象叫光的折射。 （1）光的折射发生在两种介质的交界面上，但光线在每种介质内是直线传播的。光从一种介质垂直射入另一种介质时，其传播方向不改变（改变、不改变）。 （2）入射光线射入另一种介质时的交点（O），叫入射点；入射光线与法线夹角（α）叫入射角；折射光线与法线的夹角（γ）叫折射角。 3、基本概念：“一点、一面、三线、两角” 一点 入射点 入射光与分界面的交点 一面 分界面 两种介质的分界面，如图所示的NN' 三线 入射光线 入射到两种介质表面的光线AO 法线 过入射点且垂直于两种介质分界面的直线NN' 折射光线 进入另一种介质的光线OC 两角 入射角 入射光线与法线的夹角 折射角 折射光线与法线的夹角 1．“坐井观天”这一成语是用来比喻或讽刺眼界狭窄或学识肤浅之人。图所示的是一只在井中（没有水）的青蛙。关于该成语的光路解释正确的是（　　） A． B． C． D． 2. 古诗词中有许多描写光学现象的诗句：“潭清疑水浅”说的是光的 现象；“池水映明月”说的是光的 现象；“一叶障目”说的是光的 的现象。 3. 小明和家人国庆期间乘坐竹筏游览黄桥小南湖，当家人用长直的竹篙斜插入水中撑行时，小明从侧面看，能较真实地反映观察到的情景是（    ） A． B． C． D． 考点02 探究光的折射时的规律 1、探究光的折射时的特点 【提出问题】让一束光从空气斜射入水中，传播方向是否发生偏折？向哪个方向偏折？ 【实验器材】激光笔、水槽、标有角度的圆盘等。 【进行实验】利用如图所示的实验装置进行实验。 （1）让一束光从空气斜射入水中，观察折射光线、入射光线和法线之间的位置关系，比较折射角和入射角的大小关系，并描画出光束在空气和水中的传播路径。 （2）改变入射角大小，观察折射角的变化情况。 （3）让一束光垂直射入水中，观察折射情况。 （4）让一束光逆着原折射光的方向从水中斜射入空气中，观察折射情况。 【实验现象】 （1）光从空气斜射入水中时，，可观察到折射光线、入射光线和法线在同一平面内，折射光线和入射光线分居于法线两侧，折射光线向法线方向偏折，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之改变，并且入射角增大时，折射角也增大。 （3）光从空气垂直射入水中时，其传播方向不变。 （4）让光逆着原折射方向从水中斜射入空气中时，进入空气中的折射光线逆着原入射光线的方向射出。 【实验结论】 （1）当光从空气斜射入水中（或其他介质）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，折射角也随之增大。 （2）当光线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。 【深化点拨】 1．探究光的折射时的特点实验注意事项 （1）如果实验改为光从空气斜射入水中，则显示水中光路的做法：在水中添加牛奶等。 （2）折射光线偏暗的原因：有部分光在界面处发生了反射。 （3）在入射角相同时，不同介质中的折射角不同的原因：光在不同介质中的传播速度不同。 （4）折射角的大小变化判断：入射角逐渐增大（或减小）时，折射角也随之增大（或减小），但变化幅度不相等。 2．光折射的一点、三线、二角的解题方法点拨 （1）在界面分布不同。反射光线与入射光线在界面的同侧，折射光线与入射光线却在界面的两侧。 （2）角大小不同。反射角等于入射角，折射角与入射角大小不一定相等。 （3）方向不一定改变。光垂直入射两种物质界面时：反射光线方向改变，光返回原来的物质中。折射光线却进入另一种物质，方向不变。 （4）折射是光穿过介质界面进入另一个介质了，反射是光没有穿过界面，还是在同一种介质中。 1. 如图所示，，观察当光从空气斜射入玻璃中时，同入射光线相比，折射光线 （选填：偏离、靠近）法线，入射角逐渐增大时，折射角随之逐渐 （选填：增大、减小） 2. 小华利用如图所示的实验装置，做“探究光的折射特点”实验：她用激光笔发出一束光从空气射向水面，多次改变入射光的方向，同时将测得的实验数据记录在下表中。 0 15 30 45 60 75 80 0 15 30 45 60 75 80 0 11 22 32 40.5 46.5 47.5 (1)在从空气斜射入水中时，当入射角为45°时，折射角为 °； (2)当入射角增大时，折射角 （选填“增大”，“减小”或“不变”）； (3)当激光笔从水下沿入射时，折射光线应沿 方向射出； (4)小华这样进行多次实验的目的是为了 。 考点03 生活中的折射现象与光的折射作图 1、生活中的折射现象 海市蜃楼 夏天，海面附近空气温度较低，密度较大，来自地平线以下远处的物体的光，传播时由于不同高度空气的密度不同而向地面多次弯曲后进入我们的眼中，形成“蜃景”的现象 “错位”的奥秘 来自水面以下的笔上物点的光，从水中射向空气反生折射，折射角大于入射角，我们眼睛看到的光好像是从直线传播方向发出的，这样看起来就好像笔错位了 叉鱼的诀窍 因为人们看到的是水中的鱼的虚像，它比鱼的实际位置浅，所以要瞄准看到的“鱼”的下方才能叉到鱼 “变高”的奥秘 因为光从空气进入水中时发生折射，所以水中的人看到的是岸上的树的虚像，它比树的真实位置要高 2、光的折射光路图 （1）利用光的折射规律 ①光从空气斜射入水中或其他介质中时，折射光线向法线偏折，入射角大于折射角。 ②光从水或其他介质斜射入空气中时，折射光线远离法线偏折，折射角大于入射角。 ③光垂直界面射入时，传播方向不改变；此时入射角等于折射角等于0。 ④光的折射现象例子：海市蜃楼、筷子向上折断了、池水变“浅”了、放大镜、望远镜、显微镜、照相机、投影仪、近视眼镜、老花镜、斜插在水中的筷子在水中部分看起来向上弯；看见落到地平线下的太阳；叉鱼的时候瞄准鱼的下方。 （2）根据光路可逆的可逆性。 【深化点拨】 1．常见的折射现象：看清澈的池水，池水水底变浅；在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。 2．判断折射光路图解题思路点拨 （1）注意光的传播路线，不要反了。 （2）注意光从空气斜射入水中时，折射角大于入射角；光从水中射入空气时，折射角小于入射角。 1. 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” 2. 如图所示，看到水中筷子向上“折断”了，这个现象是由光的 （选填“直线传播”“反射”或“折射”）形成的 （选填“实像”或“虚像”）。 3. 如图所示，请作出反射光线，折射光线，并标出反射角的大小。 光的折射的综合应用及解题步骤 1.折射规律与光路图：光的折射规律是作图和判断的基础，核心在于比较空气与其他介质（水、玻璃）。 （1）空气中的角最大： 当光从空气斜射入水或玻璃中时，折射光线靠近法线，折射角<入射角。 当光从水或玻璃斜射入空气中时，折射光线远离法线，折射角>入射角。 口诀：不管怎么射，空气中的那个角（无论是入射角还是折射角）总是最大的。 （2）垂直入射不改变：当光垂直射向介质表面时，传播方向不改变，此时入射角=折射角=0°。 （3）避坑点：作图时，一定要先画出法线（虚线）。法线是判断角度大小的基准，没有法线就无法确定光线是“靠近”还是“远离”。 2.“视深”问题与虚像位置：这是生活中最常见的折射现象，也是考试的高频考点（如“池水变浅”、“筷子弯折”）。 （1）从空气看水中（视深变浅）： 现象：看到的池底、鱼的位置比实际位置要高（浅）。 原理：光从水射向空气，折射角大于入射角，人眼逆着折射光线看去，看到了位置偏高的虚像。 （2）从水中看空气（视高变高）： 现象：潜水员看岸上的树，觉得树变高了。 原理：光从空气射向水，折射角小于入射角，人眼逆着折射光线看去，看到了位置偏高的虚像。 总结：不管是谁看谁，只要涉及空气和另一种介质，看到的像总是在实际物体的上方。 3.动态变化分析：这类题目通常考查当液面升降或入射光移动时，光斑如何移动。 （1）液面升降问题：若入射光线方向不变，液面上升：入射点向左（或向右，取决于光的方向）移动，折射光线平行移动，导致容器底部的光斑向入射光偏向的一侧移动。 简单判断法：画两个不同高度的液面，保持入射光线不变，直接画图对比光斑位置。 （2）入射角变化：入射角增大，折射角也随之增大（但不是成比例增大）。 反射角也随之增大，且反射角始终等于入射角。 4.辨析反射与折射：在复杂的光路图中，如何区分哪条是反射光线，哪条是折射光线？ （1）反射光线与入射光线：在界面的同侧，且关于法线对称（角度相等）。 （2）折射光线与入射光线：在界面的异侧，且分居法线两侧（角度通常不相等，除非垂直入射）。 （3）技巧：先找法线（垂直于界面的线），再找界面。根据“三线共面、法线居中”的原则，很容易就能把三条线对号入座。 角度01 光的折射 1. 柳宗元在《小石潭记》写到“潭中鱼可百许头，皆若空游无所依，日光下澈，影布石上”。其中蕴含着物理知识。下列说法错误的是（   ） A．柳宗元看到的“鱼”是潭中鱼的虚像 B．日光通过水面折射照射到潭底 C．日光是由各种色光混合而成的 D．石头上鱼的影子是光的反射形成的 2. 如图所示，是我国古代名瓷黑釉木叶纹盏。烧制时通过精准控制温度，将木叶融于盏中，往盏中注水后，可看到叶片仿佛漂浮在盏中。下列关于“叶片漂浮”的说法正确的是（      ） A．原理是光的反射 B．原理是光的直线传播 C．看到水中的叶片是实像 D．该现象与“潭清疑水浅”的原理相同 3. 将硬币放在碗底，后退至恰好看不到硬币，如图，向碗中倒入一些水后，又能看见硬币了，此时的“硬币”（    ） A．是实像 B．由光的反射形成的 C．比实际位置高 D．是光从人眼传到硬币形成的 角度02 探究光的折射规律 4. 某小组同学设计了如图甲所示的实验装置探究光的折射规律，在玻璃水槽中竖直放置的光屏由E和F两个半圆形光屏组成，其竖直方向的直径NOM为两半圆的分界线。 (1)将光屏F调至与光屏E在同一平面内，保持入射点O不变，多次改变入射光线AO与ON的夹角进行实验： 入射角 折射角 分析表格中的数据可知，当光从空气垂直射入水中时，光的传播方向______； (2)为了能够更清晰地看清水中的光路，我们可以在水中加入适量的______； (3)另一小组的小华在做光的折射实验时，将一束光以相同的入射角从空气分别斜射入水和玻璃中，如图乙所示。分析实验现象可知折射角是______ （选填“不同”或“相同”）的，水对光的折射本领______（选填“大于”“等于”或“小于”）玻璃对光的折射 本领。 5. 如图某同学探究光的折射规律，经过多次实验并记录了数据： 入射角 折射角 (1)该同学先用沿MN可折叠的光屏探究光从空气斜射入水中时的光路如图甲。实验时，入射光AO贴着光屏从空气斜射入水中，将板向后折转一定的角度，则在板上_____（选填“能”或“不能”）看到折射光OB。 (2)该同学又利用乙图研究光从空气斜射入玻璃中的光路并记录如下数据，由表格中的数据还可以判断：当光以的入射角从空气射入玻璃中时，其折射角_____（选填“等于”、“小于”或“大于”）； (3)当光以的入射角从玻璃斜射入空气中时，其折射角度数为_____。 6. 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，则入射角是∠______（选填“∠DOF”或“∠COE”）。 (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，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________入射角；当光从空气垂直射入水中时，折射角________入射角（后两空选填“大于”“等于”或“小于”）。 (4)若让光线沿1′、2'…和4'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，________。 角度03 根据光的折射规律作图 7. 如图所示，水池底有一光源C，从岸上A点（未画出）看到C的像位于B点，请作出图中光线CO的折射光线OA。 8. 老师用光路图解释了“水塘看似很浅，实则不一定浅”的道理，对同学们进行防溺水教育。如图所示，塘底的A点反射出的光经过水面折射进入人眼B点，C点是人眼看到的塘底的A点像的位置。请完成光路图并保留作图痕迹。 9. 圆柱形水池的左侧池壁上方支架上，有一激光器。当激光器发出一束激光射向水面时如图所示，会在右侧池壁上出现光点S1，池底出现光点S2。请在图上画出出现S1和S2的光路图。 角度04 光的折射规律的应用 10. 如图，潜水员在水中能看到岸上的建筑物，是光从_________斜射入_________中时发生的折射现象，潜水员看到建筑物的位置会在它实际位置_________（填“下方”、“上方”或“本身”）。 11. 如图所示，水面上盖有不透光的盖子，盖子上的P处有一透光小孔，S为水面下一点光源，在图示位置时S发出的光在P处能同时发生反射和折射，现点光源S沿竖直方向逐渐下沉，该过程S发出的光在P处的入射角________（变大/不变/变小）、折射光线________（顺/逆）时针转动、折射角_________（变大/不变/变小） 12. 如图所示，是射向玻璃砖的光线，是离开玻璃砖的光线。下列说法正确的是（　　） A．光线射向界面时只发生折射 B．光线在玻璃砖中的传播路径远离法线 C．光线从A到D的传播过程是光的直线传播 D．∠1与∠2大小相等 角度05 不同介质中入射角、反射角与折射角的关系 13. 如图所示，一束光射到空气和玻璃的分界面时发生反射与折射现象。由图可知，折射角为_______°；分界面的_____（选填“上”“下”“左”或“右”）侧是玻璃。（注意：从试卷纸的正面观察） 14. 如图所示，小明将一束激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，其中入射光线是____（用字母表示），折射角为____度，界面的____（上/下/左/右）边是玻璃。 15. 如图所示，一束单色光从空气斜射到某液面上，与液面的夹角为30°，反射光线与折射光线的夹角为90°。下列说法正确的是（    ） A．∠AOM是入射角，入射角为30° B．OC是折射光线，折射角为30° C．∠M'OC是反射角，反射角为60° D．OB是反射光线，反射角为30° 角度06 水面高度变化时的光路图 16. 如图，固定在水面上方的光源S发出一束光线经水面反射后在光屏上有一个光斑A，经水面折射后在水底有一个光斑B。已知光束与水面的夹角为40°，S′是光源经水面反射所成的像。下列说法正确的是（　　） A．反射角的大小为40° B．当水面升高时，反射角和折射角都将变大 C．当水面升高时，光斑A和光斑B都将向右移动 D．当水面升高时，S′到水面的距离变小 17. 如图所示，小华同学用激光笔照射水面，在水槽壁上出现两个红点A和B。 (1)若保持入射点O的位置不变，欲使A点下移至A1，应使入射光线MO绕着点O沿顺时针方向转动；同时观察到另一亮点B点会移动到点______（选填“B1”或“B2”）。 (2)若保持入射光线不变，欲使B点下移至B2，应使水面______（选填“上升”、“下降”或“不变”）。 18. 有一圆柱形敞口容器，从其左侧某一高度斜射一束激光，在容器底部产生一个光斑O，如图所示，下列操作使光斑向左移动的是 （　　） A．保持水面高度不变使激光笔向右平移 B．保持激光射入角度不变，使水面上升 C．保持激光射入角度不变，使水面下降 D．保持水面高度和入射点不变，使激光入射角增大 【例1】（2025·天津·中考真题）如图所示，一只白鹭正在七里海湿地觅食，平静的水面映出它的身姿。图中能正确表示人看到白鹭倒影的光路是（　　） A． B． C． D． 【变式1-1】（2025·山西·中考真题）小亮在梳理光现象知识时绘制了如下思维导图，其中一个分支的实例内容有缺失。下列选项能正确补充的是（    ） A．水中倒影 B．海市蜃楼 C．小孔成像 D．立竿见影 【变式1-2】（2025·黑龙江绥化·中考真题）如图，小宇看到水中有一条鱼，A、B两点中有一点是鱼的实际位置，另一点是像的位置，请在图中画出他看到鱼的光路图（保留作图痕迹）。 【变式1-3】（2025·四川宜宾·中考真题）长江十年禁渔的政策实施以来，长江里的鱼儿越来越多。在一段清澈的江水中游来游去的鱼儿，看见岸上的“人”会比实际的人更 （填“高大”或“矮小”），这是因为光发生了 现象。 ⚡基础速刷 1．柳宗元在《小石潭记》中写道：“潭中鱼可百许头，皆若空游无所依。”他看见的潭水中的鱼，实际上是光从 斜射向 时发生 而形成的，像的位置比实际鱼的位置要 （选填“高”或“低”）一些。 2．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。 3．小王在研究光的有关规律时，根据实验现象画出了如下图中的a、b、c，根据图中所示现象，不能得到的结论是（    ） A．光发生反射现象时，反射角等于入射角 B．光从空气斜射入水中时，折射角小于入射角 C．光从空气斜射入玻璃和水中时，玻璃比水对光的偏折能力大 D．光路是可逆的 4. 如图所示，A是池底的物体，A′是岸上人看到的A的像，请在图中画出人眼看到池底A的光路图。 5. 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 （选填“向左移动”“不动”或“向右移动”）， 这说明光从空气斜射入水中时，传播方向 （选填“会”或“不会”）发生偏折。 (2)如图乙，小明继续探究“光从空气射入水中时的折射特点”，他使用可折转的光屏，是为了研究折射光线、入射光线和法线是否 。如图丙，他将光沿着AO方向射向水面上的O点，光在水中沿着OB方向射出，入射光逐步偏向法线，折射光也逐步偏向法线，说明光从空气斜射入水中时，入射角减小，折射角随之 （选填“增大”“减小”或“不变”）。当光沿着NO方向射入时会沿ON′方向射出，此时折射角为 度； (3)若光沿BO方向射入，折射光线将沿 方向射出，这是因为光折射时，光路是 。 6. 如图为光在玻璃和空气中发生光的反射和折射的光路图，由图可知，入射光线是 ，折射角 °．界面的 （选填“上”、“下”、“左”或“右”）侧是空气． 7. 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 8. 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 9. 小红的爷爷在岸上看到水中有一条鱼在云朵里游泳，看到的鱼是______所成的像（选填“光的折射”或“光的反射”），根据光路可逆原理，在鱼的视觉中，人的像比人实际身高______（填“高”或“矮”）。 10. 某物理小组利用白色光具盘探究“光的折射现象”，如图所示是光从半圆形水槽（装满水）斜射入空气中时的情景，图中只画出入射光AO。 物理量/次数 第1次 第2次 第3次 第4次 入射角α 10° 20° 30° 40° 折射角γ 14° 27° 42° 59° (1)实验时，同学们能从各方向看到光具盘上光的路径，因为光发生了______（选填“漫反射”或“镜面反射”）； (2)多次改变入射角进行实验，读出对应的折射角，并将数据记录在表格中，分析数据可得：光从水中斜射入空气中时，折射角______入射角。根据表中角度变化规律可以推测：当入射角为35°时，折射角最有可能是_______（选填“”、“”或“”）；继续增大入射角，_______（选填“入射光线”或“折射光线”）先消失。 (3)请根据表格中数据，在图中画出入射光AO折射的大致光路并标出折射角γ。 (4)实验中，小组成员发现折射光比入射光暗，原因是__________。 🚀能力跃升 11. 如图，是一根粗细均匀的直树枝斜插在水中的一张照片，其中是直树枝在水中的倒影，这是光的___________（直线传播/反射/折射，下同）现象、是光的___________现象、是光的___________现象。 12. 如图所示，一束光线由空气射向玻璃三棱镜。画出这束光线经三棱镜两次折射后再进入空气的光路图，保留法线痕迹，用r标出第二次折射的折射角。 13. 如图，一束光在空气和玻璃两种介质界面处发生反射和折射，此时折射角大小为____________度，____________（选填“BF上方”“BF下方”“AD左方”“AD右方”）为玻璃，若入射角变为20°，则反射光线和折射光线的夹角将____________（选填“大于”、“等于”或“小于”）110°。 14. 光路图在光学设计和教学中都扮演着重要角色，其优点在于能够准确预测和展示光的传播路径，广泛应用于多个领域。下列四幅光路图能正确解释生活中现象的是（　　） A．图甲：岸上的人看见水中的物体 B．图乙：物体通过小孔形成实像 C．图丙：光从室外透过窗户玻璃进入室内 D．图丁：人观察对岸的树木在水中倒影 15. 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）。 16. 如图所示，小华同学用激光笔照射水面，在水槽壁上出现两个红点A和B。若保持入射点O的位置不变，欲使A点下移至，应使入射光线MO绕着点O沿 （选填“顺时针”、“逆时针”）方向转动；同时观察到另一亮点B点会移动到点 （选填“”或“”）。 🌟思维挑战 17. 如图所示，一只烧杯中装有半杯水，放在水平木板AB上，一束光线竖直向下照在水面上。现在将水降温结冰后，B端下方垫一个小木块C，使木板倾斜一个小的角度，则此时（　　） A．反射光线的方向不变 B．反射光线顺时针方向旋转 C．折射光线顺时针方向旋转 D．折射光线逆时针方向旋转 18. 小明用如图所示的装置做“探究光的折射特点”实验． (1)如图1所示，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，随着水位上升，水槽底部光斑的位置将______（选填“向左移动”、“向右移动”或“不动”）； (2)为了探究折射光线与入射光线和法线是否在同一平面上，如图2所示，实验时小明将右侧可折转的光屏向后转动，并观察在右侧的光屏上_______； (3)如图3所示，小明将光沿着AO方向射向水面上的O点，光在水中沿着OB方向射出，调整激光笔使入射光线逐步偏向法线，折射光也逐步偏向法线，说明光从空气斜射入水中时，入射角减小，折射角随之______（选填“增大”“减小”或“不变”）；当光沿着NO方向射入水中时会沿ON＇方向射出，此时折射角为______°； (4)在研究光的折射时，小明知道了光从空气斜射入水中时，折射角小于入射角．小明想：光在其他透明介质的分界面发生折射时，什么条件下折射角小于入射角呢? 为了研究这个问题，他在老师的指导下做了如下实验：让一束激光从水中斜射入玻璃，再从玻璃依次斜射入冰、空气中，其光路如图所示．然后老师又告诉他光在一些透明介质中的传播速度，如下表，试回答： 物质 其中速度 水 玻璃 冰 空气 酒精 ①针对小明提出的问题，仔细观察图中的光路，对照表中的数据进行分析，可以得出以下结论：光在不同物质中的传播速度是不同的，光从光速大的物质斜射入光速小的物质时，折射角___入射角； ②根据分析得出的结论及表的数据，请作出下图中光由玻璃斜射入酒精时的折射光线___。 19. 小明利用半圆形玻璃砖“探究光折射时的特点”，让光源发出的一束光从空气斜射入玻璃，观察到光束的径迹如图甲所示，回答以下问题： (1)实验中发现，折射光的亮度比入射光的亮度要暗一些，其主要原因是光从空气斜射入玻璃时不仅发生了折射现象，还发生了____现象； (2)图中折射角的大小为_________； (3)小明在探究光的折射规律时，意外发现：当光沿某方向从半圆玻璃砖射向空气时，折射光消失而反射光却变得更亮，如图乙所示，老师告诉他这是光的全反射现象。课后，小明查到光从玻璃射向空气时的一些数据如下表： 入射角 折射角 / 反射能量 5% 7% 26% 43% 77% 84% 100% 100% ①分析上表中数据可知当光从玻璃射向空气时，折射角随入射角的增大而________（选填“增大”或“减小”）。 ②当光从玻璃斜射向空气时折射光线消失，只有反射光线，这种现象叫做全反射。当入射角i≥__________时，就发生了全反射现象。 ③光纤电缆利用玻璃清澈、透明的性质，使用光来传送信号，光可以从弯曲的玻璃光纤的一端传到另一端，而不会“溜”出玻璃光纤，如图丙，它是利用光的__________（填“折射”或“全反射”）来传递信息的，光在光纤内的传播速度__________（选填“大于”、“小于”或“等于”）3×108m/s。 20. 小明在课外实践活动中，对一些光学实验做了进一步的探究。 (1)在”探究光的反射定律”的实验中，如图甲所示使用加湿器喷出水雾，目的是为了_______；探究装置放置在可以360°旋转的水平工作台上，在入射点上方悬挂一重垂线，模拟法线，当工作台旋转到某一特定位置时，可观察到反射光线挡住了入射光线和重垂线，可以得到的初步结论是 ____________；为了探究反射角与入射角关系，接下来小明的操作是 ________________。 (2)如图乙所示，小明利用半圆形玻璃砖（O点为圆心）“探究光的折射特点”，并将收集的实验数据记录在的表格中。 实验次数 1 2 3 4 5 6 7 8 玻璃中的入射角i 0 10° 20° 30° 40° 41.2° 42° 50° 空气中的折射角γ 0 15.2° 30.9° 48.6° 74.6° 81° 没有发生光的折射 分析实验数据，发现光折射时的特点是_____________；___________。（写出两条）在7、8两次实验中，小明都没有观察到光的折射现象，但却发现被玻璃砖反射回来的光的亮度比之前几次实验的亮度大，请根据实验现象，提出一个探究问题_____________。 2 / 14 学科网（北京）股份有限公司 $