【重难突破系列】专题九 光的折射 讲义-2026-2027学年苏科版物理八年级上学期

专题讲义 苏科版八年级物理上册 重难专题九 光的折射 （解析版） 苏科版八年级上册　|　第三章《光现象》　|　建议用时 45 分钟　|　难度：★★★★☆ ▎学习目标 1．知道光从一种介质斜射入另一种介质时传播方向会发生偏折（折射），了解入射光线、折射光线、法线（过入射点垂直界面的虚线）、入射角、折射角等名词，知道折射角是折射光线与法线的夹角； 2．掌握光的折射规律——折射光线、入射光线和法线共面，折射光线与入射光线分居法线两侧；光从空气斜射入水（玻璃）时折射角小于入射角（靠近法线），从水（玻璃）斜射入空气时折射角大于入射角（斜射时空气一侧角大）；入射角增大折射角随之增大；垂直入射方向不变；折射现象中光路可逆；会做“探究光的折射特点”实验（可折转光屏、量角器、多次实验）； 3．能用折射规律解释池水变浅、水中筷子向上弯折、渔民叉鱼要叉看到鱼的下方、海市蜃楼、初升太阳等现象，知道折射形成的是物体正立的虚像且位置偏高；会根据折射规律作光路图（先画法线虚线、空气一侧角大、实际光线画实线并标箭头、反向延长线画虚线）。 【思维导图】 光的折射 折射规律 三线共面：折射光线、入射光线、法线在同一平面内 两线分居：折射光线与入射光线分居法线两侧 空气斜射入水/玻璃→折射角＜入射角；反向→折射角＞入射角（空气一侧角大） 垂直入射方向不变（i＝r＝0）；入射角增大折射角增大；光路可逆 光的折射 探究实验 可折转光屏：折转后看不到折射光，验证三线共面 光屏要竖直立在界面处、表面粗糙（或喷烟雾），便于显示光路 激光笔、水槽/玻璃砖、量角器测角；多次实验避免偶然性 光的折射 现象解释 池水变浅、水中筷子向上弯折，折射成的虚像位置偏高 渔民叉鱼要叉看到鱼的下方；水中看岸上景物位置偏高 海市蜃楼、初升太阳（看到地平线以下）、星星眨眼 光的折射 作图与综合 先画法线（虚线、垂直界面），空气一侧角大，光线画实线带箭头 虚像在折射光线反向延长线上（虚线）；反射与折射同时发生 穿过平行玻璃砖的出射光线与入射光线平行；色散本质是折射 考点一　光的折射规律 1．光的折射现象：光从一种介质斜射入另一种介质时，传播方向会发生偏折，这种现象叫做光的折射。光射到两种介质的分界面上时，反射和折射往往同时发生。如图1，光从空气斜射到空气与水的分界面上的入射点O：射向界面的光线叫入射光线，进入水中偏折后的光线叫折射光线；过O作一条垂直于分界面的虚线NN′，叫法线；入射光线与法线的夹角叫入射角i，折射光线与法线的夹角叫折射角r。注意：折射角是折射光线与法线的夹角，不是折射光线与分界面的夹角。 图1　光的折射光路：O为入射点，NN′为过O垂直界面的法线（虚线），i为入射角、r为折射角，折射光线向法线偏折 2．光的折射规律：实验表明：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法线两侧；当光从空气斜射入水或玻璃等介质时，折射光线向法线方向偏折，折射角小于入射角；当光从水或玻璃斜射入空气时，折射光线远离法线，折射角大于入射角。即斜射时总是空气一侧的角大。如图2，增大入射角，折射角随之增大；减小入射角，折射角随之减小；当入射角减小到0（光线垂直入射）时，折射角也为0，光的传播方向不发生改变。此外，在折射现象中光路是可逆的——让光逆着原来折射光线的方向入射，它就会逆着原来入射光线的方向射出。 图2　折射角随入射角变化：入射角增大折射角增大，入射角减小折射角减小，垂直入射（入射角为0）时方向不变 3．探究光的折射特点的实验：实验装置如图3所示。把一块画有角度刻度、中央带有法线虚线的硬白纸板竖直插入盛水的水槽，使法线与水面垂直、刻度中心恰与水面相平。①让激光笔紧贴纸板沿某一角度射到入射点，纸板上同时出现反射光线和折射光线的径迹；②把纸板右半边向前或向后折转，使其与左半不在同一平面内，纸板上就看不到折射光线了，恢复平整后又重新出现，说明折射光线、入射光线和法线在同一平面内；③折射光线和入射光线始终分居法线两侧；④多次改变入射角，发现折射角随入射角的增大而增大、减小而减小；⑤让光逆着原来折射光线的方向入射，折射光沿原来入射方向射出，说明折射现象中光路可逆。白纸板表面粗糙（或在水槽内喷少许烟雾），光在它上面发生漫反射，便于从不同方向显示光路。 图3　探究光的折射特点：硬白纸板竖直插入水槽、法线与水面垂直，激光紧贴纸板入射，同时显示反射光线与折射光线 4．典型例题示范：【例】一束光从空气斜射入水中，入射角为50°，则折射角可能是多大？当光由水斜射入空气、入射角为30°时，折射角又可能是多大？【解析】光从空气斜射入水中时折射角小于入射角，故折射角小于50°，折射光线靠近法线；光从水斜射入空气时折射角大于入射角，故折射角大于30°，折射光线远离法线——斜射时总是空气一侧的角大。作图时先过入射点作法线（虚线），再使空气一侧的角偏大，光线画成实线并标上箭头。 ▎重难诠释 ①折射角是折射光线与法线的夹角，不是与分界面的夹角；斜射时总是空气（光疏介质）一侧的角大，不要把“空气入水”和“水入空气”记反； ②光线垂直入射时（入射角＝0），传播方向不发生偏折，此时折射角＝入射角＝0； ③折射角随入射角的增大而增大、减小而减小，但一般情况下折射角与入射角大小不相等（只有垂直入射时二者都为0）； ④光射到分界面上时，反射和折射往往同时发生，既有反射光线也有折射光线； ⑤折射现象中光路可逆：沿原来折射光线的方向入射，光会沿原来入射光线的方向射出。 考点二　折射现象解释、作图与应用 1．常见的折射现象：由于光的折射，我们看到的往往是物体的虚像，而且虚像的位置比物体的实际位置偏高。①池水看起来比实际浅：池底反射的光从水斜射入空气时折射角大于入射角，人逆着折射光看去，总认为光是沿直线传来的，于是看到池底变浅、位置偏高的虚像（图5）。②斜插入水中的筷子，水中部分看起来向上弯折（图6）。③水中鱼反射的光由水斜射入空气时发生折射，我们看到的是鱼位置偏高的虚像，鱼的实际位置在看到位置的下方，所以渔民叉鱼要对准看到鱼的下方（图4）。④如图7，海市蜃楼是光在疏密不均匀的空气中不断折射形成的；早晨我们看到太阳时，太阳的实际位置还在地平线以下，这也是大气层折射造成的。 图4　看到的鱼是位置偏高的虚像：鱼实际在下方，人眼逆着折射光看到的虚像在上方，故叉鱼要叉看到鱼的下方 图5　池水变浅：池底反射的光由水斜射入空气时折射角大于入射角，人眼逆着折射光看到池底变浅、偏高的虚像 图6　水中筷子向上弯折：水中部分反射的光由水斜射入空气时折射角大于入射角，虚像向上偏折，看上去筷子在水面处向上弯折 图7　海市蜃楼：光在疏密不均匀的空气中不断发生折射，远处物体的像悬在空中 表1　光的反射与光的折射的对比 比较项目 光的反射 光的折射 产生条件 光射到物体表面被反射回原介质 光从一种介质斜射入另一种介质 三线关系 反射光线、入射光线和法线共面 折射光线、入射光线和法线共面 两角关系 反射角等于入射角 空气斜射入水/玻璃时折射角＜入射角；反向时折射角＞入射角 方向与介质 返回原介质 进入另一介质，传播方向一般发生偏折 典型实例 水中倒影、平面镜成像、黑板反光 池水变浅、筷子弯折、叉鱼、海市蜃楼、色散 2．折射光路作图：作折射光路图时要按顺序：①先过入射点O作法线——用虚线画，且与分界面垂直（必要时标直角符号）；②根据“空气一侧角大”在法线另一侧画出折射光线——光从空气入水时折射光线靠近法线，从水入空气时远离法线；③入射光线、折射光线都用实线并标上箭头，表示光的传播方向；④人看到水中物体时，虚像在折射光线的反向延长线上，反向延长线要画成虚线。如图8，先用虚线连接人眼与看到的像点，它与界面的交点就是入射点O，再补出入射光线和折射光线并标上箭头。如图9，光斜射穿过平行玻璃板时，发生两次折射，最后的出射光线与最初的入射光线平行（只发生侧移）。另外，雨后彩虹等光的色散现象，本质也是光的折射——不同色光通过玻璃时偏折程度不同。 图8　折射作图示范：用虚线连接人眼与看到的像点、交界面于O点（即入射点），再补入射光线、折射光线并标箭头 图9　光穿过平行玻璃板：经两次折射，出射光线O′B与入射光线AO平行（发生侧移），法线画虚线 ▎重难诠释 ①我们看到的水中物体是折射形成的正立虚像，虚像比实物位置偏高；叉鱼要叉看到鱼的下方，看玻璃缸底的物体时其虚像也偏高； ②池水变浅、筷子向上弯折、海市蜃楼、初升太阳、星星眨眼都是光的折射形成的；水中倒影、平面镜成像是光的反射，二者要注意区分； ③作图铁律：先画法线（虚线、垂直界面、不带箭头），再使空气一侧角大，最后画实线光线并标箭头；虚像所在的反向延长线画虚线； ④光从空气斜射入水/玻璃时折射角小于入射角，从水/玻璃斜射入空气时折射角大于入射角——斜射时空气一侧的角总是大； ⑤光射到界面上时反射与折射同时发生；折射现象中光路可逆；彩虹（色散）本质是光的折射。 考向一　折射现象与规律（识别折射现象·三线两角·空气侧角大·色散） 1．一束单色光从空气斜射入水中时，在界面处同时发生反射现象和折射现象，如图所示。下列说法正确的是（　　） A．OA为反射光线，OC为折射光线 B．折射角小于反射角 C．若入射角增大，反射角将增大，折射角将减小 D．光若沿CO入射，将沿OA和OB出射 【答案】B 【详解】 A、根据光的反射定律和折射定律，反射光线和入射光线位于法线两侧，折射光线和入射光线也位于法线两侧。所以图中AO为入射光线、OB为反射光线、OC为折射光线，故A错误。 B、光从空气斜射入水中时，折射角小于入射角，而反射角等于入射角，所以折射角小于反射角，故B正确。 C、若入射角增大，根据光的反射定律和折射规律，反射角和折射角都将增大，故C错误。 D、根据光路可逆性，光若沿CO入射，将沿OA出射，反射在水介质中，不会沿OB出射，故D错误。 故选：B。 2．下列现象中，可用光的折射原理解释的是（　　） A．立竿见影 B．杯弓蛇影 C．一叶障目 D．海市蜃楼 【答案】D 【详解】 A、立竿见影是指把竿竖在阳光下，可以看到竿的影子，这是因为光沿直线传播，故A错误； B、“杯弓蛇影”指的是墙上的弓在杯子酒中的倒影，看起来像蛇，这是一种平面镜成像现象，故B错误； C、由于光在空气中沿直线传播，光线不能绕到叶子后面，故能一叶障目，是光的直线传播，故C错误； D、海市蜃楼的原理是光在不均匀的大气中传播方向发生偏折形成的，属于光的折射现象，故D正确。 故选：D。 3．近日多地出现罕见的“七彩祥云”，其绚丽色彩主要来自阳光穿过云中大量规则冰晶后产生的光学效应。这一现象的形成是由于光（　　） A．沿直线传播 B．发生镜面反射 C．发生了色散 D．发生漫反射 【答案】C 【详解】 七彩祥云是太阳光经过云中大量规则冰晶折射后分解成不同颜色的色光进入到人的眼睛中，让人看到七种颜色色光的一种现象，是光的色散现象，故ABD不符合题意、C符合题意。 故选：C。 4．如图所示的四种现象中，是由于光的折射形成的是（　　） A．水中铅笔变弯折 B．桥在水中倒影 C．树林中的光斑 D．屏幕上呈现手影 【答案】A 【详解】 A．水中的铅笔弯折，由于水中的铅笔反射的光从水中斜射到空气中，折射光线远离法线，折射角大于入射角，水面上方的人逆着折射光线的方向看到铅笔弯折了，属于光的折射，故A符合题意； B．桥在水中倒影属于平面镜成像，是由光的反射形成的，故B不符合题意； CD．树林中的光斑、屏幕上呈现手影是由光的直线传播形成的，故CD不符合题意。 故选：A。 5．下列光的现象中，由光的折射形成的是（　　） A．水中倒影 B．地上“树影” C．透镜观“花” D．日晷计时 【答案】C 【详解】 A．水中倒影属于平面镜成像，是由于光的反射形成的，故A不合题意； B．地上“树影”是光的直线传播现象，故B不合题意； C．透镜观“花”是花通过凸透镜成像，是光的折射现象，故C符合题意； D．日晷计时利用的是光在同种均匀介质中沿直线传播，故D不合题意。 故选：C。 考向二　探究折射实验（可折转光屏·水量光斑移动·数据表·偏折比·光路可逆） 6．小明为探究光的折射规律设计了下面两个实验装置：（一）如图甲所示的实验装置，其中光屏F可绕直径NOM前后折转：（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上可以看到折射后的光束，这说明折射光线和入射光线位于法线_______ ；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，说明折射光线和入射光线_____ （选填“在”或“不在”）同一平面内；（2）小明将光屏F恢复原状，保持入射光不动，继续加水，会看到杯底的亮斑B向_____ （选填“左”、“右”或“上”）移动；（3）小明继续用另一支激光笔让光沿着BO射向水面时，可看到折射光沿OA射出，这说明____________________ 。（二）小明让一束光强不变的激光从玻璃斜射向空气时（如图乙、丙），不断调整入射角，通过实验得到如表格：（4）实验中发现，折射光的亮度比入射光的亮度要暗一些，其主要原因是光从玻璃斜射入空气时不仅发生了折射现象，还发生了_______ 现象；当入射角增大时，折射角_______ ；折射光线的能量_______ （选填“增大”、“减小”或“不变”）；（5）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α≥__________ 时，就发生了全反射现象。图像丁中的图线_____ （选填“a”或“b”）反映了上述实验中的两角关系；（6）通过对实验数据的分析特点可知，如果光从空气射向玻璃，_______ （选填“能”或“不能”）发生全反射现象。 入射角α 0° 10° 20° 30° 40° 41.8° 50° 折射角β 0° 15.2° 30.9° 48.6° 81° 90° 反射能量 5% 7% 26% 43% 84% 100% 100% 【答案】（1）两侧；在；（2）左；（3）在光的折射现象中，光路是可逆的；（4）反射；增大；减小；（5）41.8°；a；（6）不能。 【详解】 （1）实验时，一束激光贴着光屏E从空气斜射入水中，在光屏F上可以看到折射后的光束，法线位于两光屏中央，说明折射光线和入射光线位于法线两侧； 当F板向后折转一定的角度后，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，此时在F板上不能看到折射光，说明折射光线和入射光线在同一平面内； （2）若杯中的水增多，如图所示： 可见，当水增多，液面升高，入射角不变，折射角也不变，入射点向左移，则杯底亮斑也会向左移动； （3）小明继续用另一支激光笔让光线沿着BO射向水面时，可看到折射光线沿OA射出，这说明：在光的折射现象中，光路是可逆的； （4）光的折射现象一般都会伴随着反射现象的发生，由表中数据可知：当入射角增大时，折射角也随着增大，反射光线能量增大，则折射光线的能量减小； （5）当入射角α≥41.8°时，折射光消失，反射光会变得更亮，即发生光的全反射现象； 由表格数据可知：折射角随着入射角的增大而增大，但折射角总大于入射角，而图b中，当入射角等于45°时，折射角也等于45°，a图像中的折射角始终大于入射角，因此图a反映了实验中折射角与入射角的关系； （6）由表中数据分析可得出结论，要发生全反射，入射角要小于折射角，若光从空气斜射向玻璃，由于入射角大于折射角，不能发生全反射现象。 故答案为：（1）两侧；在；（2）左；（3）在光的折射现象中，光路是可逆的；（4）反射；增大；减小；（5）41.8°；a；（6）不能。 7．如图甲所示，在探究光的折射现象时，将一束入射角为50°的光斜射入杯内水中，在杯底形成光斑。兴趣小组对实验中光偏折程度产生了兴趣，为了定量反映这种偏折程度，小组成员将“折射角与入射角的比值”定义为“偏折比”。根据所学物理知识和生活经验，他们对影响“偏折比”大小的因素提出以下猜想。猜想1：“偏折比”大小可能与液体的深度有关；猜想2：“偏折比”大小可能与液体的种类有关；猜想3：“偏折比”大小可能与入射光的颜色有关。（1）图甲实验中，测得折射角为35°，则此时的“偏折比”为 ________ ，向杯中缓慢加水过程中，杯底光斑将向 _____ （选填“左”或“右”）移动；（2）小组成员认为猜想1是错误的，因为 ____________________ ；（3）为了验证猜想2，小组在乙杯中加油，如图乙，当油的深度小于水的深度，此时杯底光斑的位置恰与图甲中光斑的位置重合，对比可知：在相同条件下，油对光的“偏折比”_______ （选填“大于”、“等于”或“小于”）水对光的“偏折比”；（4）对于猜想3，小组准备用图甲装置先后入射红、紫色光束进行探究；请你结合光的色散实验，推测红光的光斑应位于图丁中的 _____ （选填“A”或“B”）点；（5）让一束光斜穿过如图戊所示的玻璃砖，若光在其上表面折射入玻璃砖时的“偏折比”为0.8，则光在其下表面折射出玻璃砖时的“偏折比”为 _________ 。 【答案】（1）0.7；右；（2）水面上升或下降时，入射角和折射角都不变；（3）大于；（4）A；（5）1.25。 【详解】 （1）图甲实验中，测得折射角为35°，已知入射角为50°，则偏折比为0.7； 当容器内逐渐加水时，光的折射程度不变，但入射点逐渐抬高且向右移动，由光的折射规律作出的折射光线照射在容器底的光斑会逐渐向右移动； （2）由图可知，水面上升或下降时，入射角和折射角都不变，则折射角与入射角的比值不变，即偏折比也不变，由此说明偏折比与液体深度无关，故猜想1不正确； （3）将图甲中的水换成油，当油的深度小于水的深度，杯底光斑位置恰与图甲实验时光斑位置重合，如图1，由图1可知，水中的折射角大于油中的折射角，由于入射角相同，则在相同条件下，油对光的偏折比比水对光的偏折比大； （4）光线的入射角和入射点不变，红、紫色激光的折射光线，如图2，由图2可知，红色激光的折射角大于紫色激光的折射角，由于入射角相同，则根据“偏折比”的定义可知：红光的“偏折比”大，红光的光斑应位于图中的A点； （5）将一束激光穿过如图戊所示的玻璃砖，若光在玻璃砖上表面折射时入射角为i′，折射角为γ′，如图3，此时“偏折比”为0.8，即， 当光在下表面折射时，如图3所示，则此时入射角为i''，折射角为γ''，根据几何知识可知∠i′＝∠γ“、∠γ′＝∠i''， 所以光在下表面折射时的“偏折比”为： ， 光在其下表面折射出玻璃砖时的“偏折比”为1.25。 故答案为：（1）0.7；右；（2）水面上升或下降时，入射角和折射角都不变；（3）大于；（4）A；（5）1.25。 8．小明在“探究光的折射规律”的实验中，将光从水中射向空气，并按正确操作进行实验，记录的实验数据如下表。（1）由第1次实验的数据可知：光从水中垂直射向空气中时，光的传播方向_______ ；（2）由表中数据可知：当入射角增大时，折射角_______ （选填“增大”“减小”或“不变”），且折射角_______ （选填“大于“小于”或“等于”）入射角；（3）若光从空气斜射向水中，当入射角为41.7°时，折射角大小为________ ，这是因为在光的折射现象中，光路_______ ；（4）当入射角增大到48.6°时，折射角会达到90°。若继续增大入射角，将会发现折射光线消失，而只存在反射光线，这种现象称为全反射现象。根据实验分析，小明思考如果将一细光束从空气斜射到水中时，________ （选填“可能”或“不可能”）发生全反射现象；（5）小明在某次实验中根据光路绘制了如图所示的光路图，此图中，光线从空气射入玻璃时，在分界面处发生反射和折射，其中AE垂直CG，∠3＝25°。图中空气在界面的_____ （选填“上”“下”“左”“右”）侧。 实验次数 1 2 3 4 5 6 入射角 0° 10° 20° 30° 40° 48.6° 折射角 0° 13.4° 27.0° 41.7° 58.7° 90° 【答案】（1）不变；（2）增大；大于；（3）30°；可逆；（4）不可能；（5）下。 【详解】 （1）由第1次实验数据可知：当光从水垂直射向空气中时，折射角和入射角均为0°，故现象是折射光线的传播方向不变； （2）分析实验数据可知：入射角增大时，折射角增大，且折射角大于入射角； （3）光线从水中斜射入空气中时，入射角为30°时，折射角为41.7°，根据光路的可逆性可知，若光线从空气斜射入水中，入射角为41.7°，则折射角大小为30°； （4）当入射角为48.6°，折射角大小为90°，若再增大入射角，则折射光线消失，只发生反射，这种现象称为全反射，如果将一细光束从空气斜射到水中时，不可能发生全反射现象； （5）已知AE⊥CG，则AE和CG有可能是界面。由图可知∠4＝∠5可知，AE下方发生了光的反射，可确定CG是法线，AE是界面，BH为入射光线。 光由空气斜射进入水中或其它透明介质中时，折射光线向法线偏折，∠3＝25°，折射角小于入射角； 由∠1＜∠5可知，∠1是折射角，∠5是入射角，HF为折射光线；所以AE的下方是空气，上方是某种透明介质。 故答案为：（1）不变；（2）增大；大于；（3）30°；可逆；（4）不可能；（5）下。 9．在“探究光折射时的特点”实验中，小明进行了下列实验：如图所示，在透明水槽中点燃艾草，盖上盖子，水槽中弥漫一定量的烟雾，打开激光笔，将一束光从空气中斜射到水槽底部，标记光斑位置为点O。（1）实验中，向水槽内慢慢注水，水槽底部光斑的位置将向_____ （选填“左”或“右”）移动，这说明光从空气斜射入水中时，传播方向_____ （填“会”或“不会”）发生偏折。在此过程中，折射角_______ （选填“增大”、“减小”或“不变”）。（2）若在水槽中加入油至同样高度的a位置，可以发现，光斑到点O的距离增大，说明油对光的折射本领比水光的折射本领_____ （选填“强”或“弱”）。（3）当水面达到一定高度后，细心的小华在实验中还观察到在水槽左侧面上出现一个亮点，这是由于光照射到水面时发生了光的_______ 现象形成的。 【答案】（1）右；会；不变；（2）强；（3）反射。 【详解】 （1）实验中，向水槽内慢慢注水，水槽底部光斑的位置将向右移动，这说明光从空气斜射入水中时，传播方向会发生偏折；在此过程中，折射角不变； （2）光从空气中斜射入液体中时，折射本领越强，光线偏折程度越大，光斑移动的距离就越大。所以在水槽中加入油至a位置，可以发现，光斑到点O的距离增大，则油对光的折射本领强。 （3）当水面达到一定高度后，会观察到在左侧面原来亮点的上方出现一个亮点，这个亮点是因为光照射到水面时发生了光的反射现象形成的。 故答案为：（1）右；会；不变；（2）强；（3）反射。 10．如图所示，某实验小组进行“探究光的折射特点”的实验时，照片记录了激光笔发出的光经空气和方形玻璃砖传播时所呈现的光路。下列推测合理的是（　　） A．若AB为入射光，BE就是折射光 B．若AB为入射光，BC就是反射光 C．若AB为入射光，路径与CD平行 D．根据光路判断DC为入射光 【答案】C 【详解】 A．若AB为入射光，光从空气斜射入玻璃砖中，在B点发生折射，折射光线是BC，不是BE。故A不符合题意； B．若AB为入射光，BC是光从空气进入玻璃砖时发生的折射光线，不是反射光线。故B不符合题意； C．第一次是从空气射入玻璃，折射角小于入射角；第二次是从玻璃射入空气，折射角大于入射角。由于玻璃砖的上下表面是平行的，所以第二次折射的入射角等于第一次折射的折射角，根据光路可逆原理，第二次折射的折射角等于第一次折射的入射角。射出的光线CD与入射光线AB是平行的。故C符合题意； D．若光线从D端入射，DC为入射光，射向玻璃砖下表面时会发生反射和折射，实际没有发生反射，其折射光CB射向玻璃砖上表面时，发生折射，但不会出现光线BE，所以光是从A端入射，既有反射光线又有折射光线，故DC不是入射光。故D不符合题意。 故选：C。 考向三　折射现象解释（池水变浅·筷子弯折·叉鱼虚像·海市蜃楼·诗句） 11．毛泽东《沁园春•长沙》中的诗句“鹰击长空，鱼翔浅底，万类霜天竞自由”，为我们展示了一幅雄鹰在广阔的天空里飞翔，鱼儿在清澈的水里游荡，万物都在秋光中争着过自由自在生活的美丽场景。关于此诗句所描述的场景说法正确的是（　　） A．雄鹰展翅高飞时，在平静水面形成的像将变小 B．清澈的水底看上去要比实际位置更深 C．在岸上看到水中的鱼儿是光的折射形成的虚像 D．在清澈平静的水面看到蓝天白云的倒影是光的折射现象 【答案】C 【详解】 A、根据平面镜成像特点可知，雄鹰展翅高飞时，在平静水面形成的像将不变，故A错误； B、水底反射出的光线斜射入空气时，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，就会觉得水底更浅了，故B错误； C、从岸上看见“水中的鱼”是光线从水中射入空气发生折射形成的虚像，故C正确； D、在清澈平静的水面看到蓝天白云的倒影属于平面镜成像，其原理是光的反射，故D错误。 故选：C。 12．北宋科学家沈括的《梦溪笔谈》登州海市中写道：在登州海中，时有云气，如宫室、台观、城堞、人物、车马、冠盖，历历可见，谓之海市，如图所示。这种现象的成因是（　　） A．光的直线传播 B．光的反射 C．光的折射 D．光的色散 【答案】C 【详解】 由于空气分布不均匀，物体发出或反射的光在不均匀的空气中传播时会发生折射，海市蜃楼是由光的折射产生的现象，是由于空气的密度不均匀而引起的； 故选：C。 13．下列诗句中体现光的折射现象的是（　　） A．月下飞天镜，云生结海楼 B．掬水月在手，弄花香满衣 C．举杯邀明月，对影成三人 D．宝钗好耀首，明镜可鉴形 【答案】A 【详解】 A．“云生结海楼”描述的是海市蜃楼现象，是光在不均匀的大气中发生折射形成的虚像，故A正确； B．“掬水月在手”中，水面相当于平面镜，水中的月亮是光的反射形成的虚像，故B错误； C．“对影成三人”中的“影”是光沿直线传播，被不透明的人体挡住后在地面形成的暗区，故C错误； D．“明镜可鉴形”是平面镜成像，利用的是光的反射，“宝钗好耀首”是光在宝钗表面发生镜面反射，故D错误。 故选：A。 14．中国古诗词蕴含着丰富的科学知识，“潭清疑水浅”是指清澈的潭水看起来变浅了，如图所示光现象与其原理相同的是（　　） A．林间光斑 B．波光粼粼 C．楼台倒影 D．铅笔“折断” 【答案】D 【详解】 潭清疑水浅是指光从水中斜射入空气发生光的折射，视觉上水底位置偏高，看起来水变浅。 A、林间光斑是因为光沿直线传播形成的，故A不符合题意； B、波光粼粼是光的反射现象，故B不符合题意； C、楼台倒影是平面镜成像现象，原理是光的反射，故C不符合题意； D、铅笔“折断”是光的折射现象，当铅笔斜插入水中时，光从水中斜射入空气中发生折射，使得人眼看到的铅笔好像在水面处“折断”了，与“潭清疑水浅”所涉及的光的折射现象相同，故D符合题意。 故选：D。 15．出土文物“水晶饼”为中部鼓起的透明圆饼。西汉刘安所著的《淮南万毕术》中记载：“削冰令圆，举以向日，以艾承其影，则火生”。下列现象与“水晶饼”利用太阳光生火原理相同的是（　　） A．汽车后视镜中的像 B．树荫下的光斑 C．桥在水中的倒影 D．水中的鸡蛋变胖 【答案】D 【详解】 “水晶饼”中间厚、边缘薄，属于凸透镜，凸透镜使太阳光发生折射，对光线有会聚作用，这是其利用太阳光生火的原理。 A、汽车后视镜中的像，属于凸面镜成像，是由光的反射形成的，故A不符合题意； B、树荫下的光斑是光沿直线传播形成的，是小孔成像现象，故B不符合题意； C、平静的水面相当于平面镜，桥在水中的倒影属于平面镜成像，平面镜成像原理，属于光的反射现象，故C不符合题意； D、水中的鸡蛋变胖属于光的折射现象，故D符合题意。 故选：D。 考向四　折射作图与综合（选择正确光路·水中看岸上·硬币再现·玻璃砖·光斑移动） 16．图中能表示水中的潜水员看到岸上树木的正确光路图是（　　） A． B． C． D． 【答案】A 【详解】 水中的潜水员看到岸上树木，光线应从空气中射向水中，此时折射角小于入射角，故A正确。 故选：A。 17．小东在一个空碗中放一枚硬币，慢慢地将碗移至某一位置时，无法看到硬币，如图甲所示。但如果慢慢往碗中倒水，在同一个位置又能看到碗中的硬币了，如图乙所示。选项图中可以解释该现象原理的光路是（　　） A． B． C． D． 【答案】C 【详解】 当水倒到一定高度后，看到了硬币。产生这种现象的原因是由于从水下硬币反射的光经水面折射，折射光线远离法线向下偏折（折射角大于入射角），当光线射入人眼，人逆着折射光线，沿直线看到的是硬币的虚像。 AB选项图光由空气进入水中。 D选项图光沿直线传播，没有发生折射； 故只有C图符合要求。 故选：C。 18．如图，两块完全相同的直角三角形玻璃砖A和B放置在同一水平面内，斜边平行且相距一定距离。一条光线从空气中垂直于玻璃砖A的直角边射入，从玻璃砖B的直角边射出，射出后的位置和方向可能是图中的（　　） A．光线a B．光线b C．光线c D．光线d 【答案】C 【详解】 光线垂直于界面入射时，光线的传播方向不变；光从玻璃砖A中斜射入空气中时，折射角大于入射角，故从A出来的折射光线会向下偏折，在图中虚线的下部； 光从空气中斜射入B中时，折射角小于入射角（此时的折射角等于A中的入射角），故折射光线与原入射光线平行射出，即最后射出的可能是光线c，如图所示： 。 故选：C。 19．如图所示，有一束光线射入一个玻璃器皿杯中，在底部形成光斑，如果用吸管把水缓慢吸出（水未吸完），则这一过程中底部的光斑将（　　） A．向右移动 B．保持不动 C．向左移动 D．无法判断 【答案】C 【详解】 当杯子内的水逐渐减少时，光的折射程度不变，但入射点逐渐降低且向左移动，由光的折射规律作出的折射光线照射在杯子底的光斑会逐渐向左移动，故C正确，ABD错误。 故选：C。 20．如图所示，为筷子插入水中的现象，如图光路图能说明人看到筷子插入水杯中时的情形的是（　　） A． B． C． D． 【答案】B 【详解】 插入水中的筷子，由于筷子反射的光线从水中斜射入空气中时发生了折射，传播方向发生了偏折，远离法线，折射角大于入射角，所以看到筷子在水中的部分变浅。此时看到的像是筷子的虚像。 A、图中光线没有发生折射，故A错误； B、筷子反射的光线从水中斜射入空气中时发生了折射，传播方向发生了偏折，远离法线，折射角大于入射角，故B正确； C、筷子反射的光线从水中斜射入空气中时发生了折射，传播方向发生了偏折，但图中折射光线靠近法线，折射角小于入射角，故C错误； D、筷子反射的光线从水中斜射入空气中时发生了折射，而图中的光线的传播方向错误，故D错误。 故选：B。 ★ 重难题型专练（15题）★ （精选高频易错题，覆盖折射现象识别、三线两角规律、探究实验、池水变浅与叉鱼、海市蜃楼、折射光路作图与玻璃砖综合） 21．如图，将铅笔斜插入水中，下列能解释水中的铅笔向上弯折的光路是（　　） A． B． C． D． 【答案】D 【详解】 铅笔反射的光从水中斜射入空气时，在水与空气的交界面上发生折射，进入空气中的折射光线向水面偏折，位置降低，我们看到的铅笔位置在折射光线的反向延长线上，像的位置比实际位置偏高，看起来铅笔向上弯折；A、B选项中，光的传播方向错误；C选项中光线从水中斜射入空气中，应该是折射角大于入射角，而图中折射角小于入射角了，故C错误，只有选项D正确。 故选：D。 22．在岸上看池塘不深，但是下水后几乎要把人淹没了，能解释这一现象的光路图是（　　） A． B． C． D． 【答案】D 【详解】 人在岸上透过池水看池塘底部，池底的光线由水中斜射入空气时，在水面处发生折射，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，就会觉得池底变浅了，A、B图中光的传播方向错误，C图折射角小于入射角，故只有D正确。 故选：D。 23．不能到陌生的水域游泳，因为我们看到的水底比实际位置更浅，下列光路图能说明人看到水底的情形的是（　　） A． B． C． D． 【答案】B 【详解】 水底反射的光线从水中射入空气中，在水面处发生折射，折射角大于入射角，人逆着折射后的光线看到的是水底的虚像，位置比水底实际位置浅，故只有B图符合题意。 故选：B。 24．我们把筷子放入水中时，你看到的筷子的“像”应该是（　　） A． B． C． D． 【答案】D 【详解】 插入水中的筷子，由于筷子反射的光线从水中斜射入空气中时，传播方向发生了偏折，远离法线，折射角大于入射角，所以看到筷子在水中的部分是向上弯折，A图中光线没有发生折射，B图筷子在水中的部分位置错误，C图向下弯折，只有D正确。 故选：D。 25．由于光的折射，我们看到水中的鱼与它实际位置存在偏差。下列选项中，能正确表示我们看到水中的鱼的光路的是（　　） A． B． C． D． 【答案】A 【详解】 水中鱼反射出的光，在水面处发生了折射，折射角大于入射角，人认为光是沿直线传播的，所以逆着折射光线看上去，看到的是变浅的鱼的虚像，只有选项A中的光路图符合题意。 故选：A。 26．下列光现象中，由于光的折射形成的是（　　） A．海市蜃楼 B．凿壁偷光 C．坐井观天 D．天狗食日 【答案】A 【详解】 A．海面上的“海市蜃楼”是光在不均匀的介质中传播时发生折射形成的，故A符合题意； B．凿壁偷光是光在同种均匀介质中沿直线传播现象，故B不符合题意； C．坐井观天是光在同种均匀介质中沿直线传播现象，故C不符合题意； D．天狗食日是日食现象，是由光的直线传播形成的，故D不符合题意。 故选：A。 27．中国科学院院士褚君浩在北京现场展示了利用特殊材料实现的“隐身术”。据了解，其中一种“隐身术”借助了能让光线产生规律折射的神奇材料——“柱镜光栅”。下列现象与该“隐身术”的光学原理相同的是（　　） A．一叶障目 B．水中捞月 C．海市蜃楼 D．立竿见影 【答案】C 【详解】 隐身衣光的传播原理是光的折射现象； A．一叶障目是光的直线传播现象，故A错误； B．水中的月亮是平面镜成像，是光的反射形成的，故B错误； C．海市蜃楼是光线在不均匀的空气中传播时发生折射形成的，是光的折射现象，故C正确； D．立竿见影是光的直线传播现象，故D错误。 故选：C。 28．如图所示，把筷子斜插入盛水的碗中，可以看到筷子在水中的部分似乎向上弯折了。这是由于光的（　　） A．反射 B．折射 C．色散 D．直线传播 【答案】B 【详解】 筷子斜插入装满水的碗中，光线从水中斜射入空气中时，折射光线偏离法线，我们可以观察到筷子在水中的部分会向上偏折，故筷子产生偏折的主要原理是光的折射，故B正确、ACD错误。 故选：B。 29．清代诗人金文焯在《八景诗》中写道：“蜃楼海市空中幻，蟹舍渔村境外幽”。下列选项中，与海市蜃楼形成原理相同的是（　　） A．甲图：站在嵩山峻极峰峰顶，看到自己的影子 B．乙图：在洛阳龙门石窟，看到伊河中月亮的像 C．丙图：在焦作云台山红石峡，看到的潭底的石头比实际的浅 D．丁图：穿过开封清明上河园的树丛，看到地上的光斑 【答案】C 【详解】 海市蜃楼是光通过不均匀大气层时发生偏折，是由于光的折射形成的； A．看到自己的影子，影子是光的直线传播形成的，故A不符合题意； B．平静的水面相当于平面镜，伊河中月亮的像是平面镜成像现象，是光的反射形成的，故B不符合题意； C．水底石头反射的光从水中斜射入空气中发生光的折射，人眼逆着光看到的是石头的虚像，和海市蜃楼原理相同，故C符合题意； D．树丛下地面上的光斑，是小孔成像现象，是光的直线传播形成的，故D不符合题意。 故选：C。 30．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、平静的水面相当于平面镜，水中的倒影是平面镜成像现象，平面镜成像的原理是光的反射，故A不符合题意； B、汽车后视镜中的像，属于凸面镜成像，是由光的反射形成的，故B不符合题意； C、海市蜃楼是由于光在密度不均匀的大气中传播时发生折射，形成的虚像，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。 31．如图是小明研究“光现象”的实验示意图：（1）实验前，在半透明空水槽中喷洒少许烟雾，再打开激光笔，根据 ________ 的原理，可清晰观察到光路，然后在水槽内壁的光斑A点处做上标记；（2）为使B处的光点移至C处，则应使水槽中的水量 _______ （增加/减少/不变）；（3）若BC间距离为3cm，则水面高度的变化量Δh _______ （大于/等于/小于）3cm。 【答案】（1）漫反射；（2）增加；（3）大于。 【详解】 （1）烟是固体颗粒，光遇到空气中小的固体颗粒发生漫反射，反射的光进入人的眼睛，人能看到光的传播路线； （2）水槽中未加水时，由于光的直线传播，激光射到侧壁上的A点，当水槽中加水时，光点下移到B点位置，这是由于光的折射现象引起的，当光从水中射入空气中时，折射角大于入射角，此时入射角小于角θ，因入射角和折射角都不变，要使B处的光点向上移到C处，则应使水槽中的水量增加； （3）若BC间距离为3cm，因两次折射光线是平行的，如下图所示，根据几何知识可知，水面高度的变化量Δh大于BC间距离，即Δh＞3cm。 故答案为：（1）漫反射； （2）增加； （3）大于。 32．如图1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，小彬通过缓慢改变水槽中的水量来探究光的传播现象。（1）图1水槽中未注水时可在侧壁上A处得到一个光点，注入一定量的水后，光点移至B处。为使B处的光点移至C处，则应使水槽中的水量_______ ，若BC间距离为2cm，则水面高度的变化量Δh_____ 2cm（填“＞”、“＝”或“＜”）（2）如图2所示，小彬将激光笔移至虚线框内向水槽底部照射，为使光束第一次从水面射出后沿DE方向传播，则激光笔照射的方向应满足的条件是__________ ，且激光笔照射在水槽底部的位置必须在区_____ （填“①”、“②”或“③”）内 【答案】（1）增加；＞；（2）平行于DE；②。 【详解】 （1）如下面图1所示，水槽中未加水时，由于光的直线传播，激光射到侧壁上的A点，当水槽中加水时，光点下移到B点位置，这是由于光的折射现象引起的，当光从水中射入空气中时，折射角大于入射角，此时入射角小于角θ。因水面方向、入射角和折射角都不变，要使B处的光点向上移到C处，则应使水槽中的水量增加。若BC间距离为2cm，因两次折射光线是平行的，则水面高度的变化量大于2cm； （2）将激光笔移至虚线框内向水槽底部（厚度可忽略不计）照射，因光从空气斜射进入水中和从水斜射进入空气中时，两次发生折射，一次折射角减小，另一次折射角增大，则最终的折射光线与最初的入射光线是平行的，所以激光笔应该与DE平行入射到区域②的位置，才能实现，如下面图2所示，则激光笔照射的方向应满足的条件是平行于DE，且激光笔照射在水槽底部的位置必须在区域②。 故答案为：（1）增加；＞；（2）平行于DE；②。 33．在探究光的折射特点实验中，实验小组用激光笔从空气中以不同的角度斜射入水中，并记录了如表数据：（1）由表格中的数据可以总结得出：当光从空气斜射入水中时，随着入射角的增大，折射光线逐渐_____ （填序号）（选填“A.偏向法线”或“B.偏向界面”）。（2）由表格中的数据可以推测，当入射角是50°，折射角可能是_____ 。 A．28°； B．32°； C．37°； D．41°。（3）若实验中激光笔从水中斜射入空气，如图所示，折射光线是_____ （选填“①”或“②”）。 入射角α 0° 15° 30° 45° 60° 折射角γ 0° 11° 22° 32° 41° 【答案】（1）B；（2）C；（3）②。 【详解】 （1）由表格数据可得：光从空气斜射入水中时，入射角增大，折射角也随之增大。折射角是折射光线与法线的夹角，折射角增大说明折射光线远离法线，因此折射光线逐渐偏向界面，故选B。 （2）由表中数据可知，光从空气斜射入水中时，折射角小于入射角，且折射角会随入射角的增大而增大，入射角是50°时，折射角应小于50°，当光从空气斜射入水中，入射角为60°时，折射角为41°，所以当入射角是50°时，折射角应大于32°，即折射角大于32°，小于41°，故折射角可能是37°，故C符合题意，ABD不符合题意。 故选：C。 （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，图中②与法线的夹角更大，折射角更大，因此折射光线是②。 故答案为：（1）B；（2）C；（3）②。 34．如图所示是小宇“探究光的反射与折射规律”的实验装置。通过多次实验得到如表数据：（1）分析表中入射角与反射角的数据，可知：在光的反射过程中，_____________ ；（2）分析表中入射角与折射角的数据，可知：____________________ 。（写出一条即可） 入射角 0° 15° 30° 45° 60° 反射角 0° 15° 30° 45° 60° 折射角 0° 11° 22° 32° 40° 【答案】（1）反射角等于入射角；（2）折射角随入射角增大而增大/光从空气斜射入水中，折射角小于入射角。 【详解】 （1）由表中数据可知，在光的反射过程中，反射角始终与入射角相等。 （2）由表中数据可知，当光从空气斜射入水中时，入射角由15°增大到60°，折射角由11°增大到40°，随着入射角的增大折射角也在增大，折射角随入射角的增大而增大；折射角总是小于入射角。 故答案为：（1）反射角等于入射角；（2）折射角随入射角增大而增大/光从空气斜射入水中，折射角小于入射角。 35．在探究光的折射规律实验中，某小组将光从空气分别射入水和玻璃中，把测量数据记录在下表：分析表中数据，可以得到一些规律：（1）当光从一种介质垂直射入到另外一种介质时，光的传播方向 _______ （选填“改变”或“不变”）；当光从一种介质斜射入到另外一种介质时，入射角增大，折射角 _______ （选填“减小”、“增大”或“不变”）。（2）当光线以32°入射角从水中射向空气时，折射角等于 _______ °。 空气中的入射角i/° 0 30 45 60 水中的折射角r/° 0 22 32 40 玻璃中的折射角θ/° 0 17 24 30 【答案】（1）不变；增大；（2）45。 【详解】 （1）由数据可知，当入射角为0°时，水中的折射角为0°，玻璃中的折射角为0°，因此当光从一种介质垂直射入到另外一种介质时，光的传播方向不变； 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； （2）由数据可知，当光从空气中斜射入水中时，入射角为45°，折射角为32°，依据光的折射现象中光路可逆，当光线以32°入射角从水中射向空气时，折射角等于45°。 故答案为：（1）不变；增大；（2）45。 重难突破系列　|　苏科版八年级物理　|　专题九 光的折射 — — 学科网（北京）股份有限公司 $专题讲义 苏科版八年级物理上册 重难专题九 光的折射 （原卷版） 苏科版八年级上册　|　第三章《光现象》　|　建议用时 45 分钟　|　难度：★★★★☆ ▎学习目标 1．知道光从一种介质斜射入另一种介质时传播方向会发生偏折（折射），了解入射光线、折射光线、法线（过入射点垂直界面的虚线）、入射角、折射角等名词，知道折射角是折射光线与法线的夹角； 2．掌握光的折射规律——折射光线、入射光线和法线共面，折射光线与入射光线分居法线两侧；光从空气斜射入水（玻璃）时折射角小于入射角（靠近法线），从水（玻璃）斜射入空气时折射角大于入射角（斜射时空气一侧角大）；入射角增大折射角随之增大；垂直入射方向不变；折射现象中光路可逆；会做“探究光的折射特点”实验（可折转光屏、量角器、多次实验）； 3．能用折射规律解释池水变浅、水中筷子向上弯折、渔民叉鱼要叉看到鱼的下方、海市蜃楼、初升太阳等现象，知道折射形成的是物体正立的虚像且位置偏高；会根据折射规律作光路图（先画法线虚线、空气一侧角大、实际光线画实线并标箭头、反向延长线画虚线）。 【思维导图】 光的折射 折射规律 三线共面：折射光线、入射光线、法线在同一平面内 两线分居：折射光线与入射光线分居法线两侧 空气斜射入水/玻璃→折射角＜入射角；反向→折射角＞入射角（空气一侧角大） 垂直入射方向不变（i＝r＝0）；入射角增大折射角增大；光路可逆 光的折射 探究实验 可折转光屏：折转后看不到折射光，验证三线共面 光屏要竖直立在界面处、表面粗糙（或喷烟雾），便于显示光路 激光笔、水槽/玻璃砖、量角器测角；多次实验避免偶然性 光的折射 现象解释 池水变浅、水中筷子向上弯折，折射成的虚像位置偏高 渔民叉鱼要叉看到鱼的下方；水中看岸上景物位置偏高 海市蜃楼、初升太阳（看到地平线以下）、星星眨眼 光的折射 作图与综合 先画法线（虚线、垂直界面），空气一侧角大，光线画实线带箭头 虚像在折射光线反向延长线上（虚线）；反射与折射同时发生 穿过平行玻璃砖的出射光线与入射光线平行；色散本质是折射 考点一　光的折射规律 1．光的折射现象：光从一种介质斜射入另一种介质时，传播方向会发生偏折，这种现象叫做光的折射。光射到两种介质的分界面上时，反射和折射往往同时发生。如图1，光从空气斜射到空气与水的分界面上的入射点O：射向界面的光线叫入射光线，进入水中偏折后的光线叫折射光线；过O作一条垂直于分界面的虚线NN′，叫法线；入射光线与法线的夹角叫入射角i，折射光线与法线的夹角叫折射角r。注意：折射角是折射光线与法线的夹角，不是折射光线与分界面的夹角。 图1　光的折射光路：O为入射点，NN′为过O垂直界面的法线（虚线），i为入射角、r为折射角，折射光线向法线偏折 2．光的折射规律：实验表明：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法线两侧；当光从空气斜射入水或玻璃等介质时，折射光线向法线方向偏折，折射角小于入射角；当光从水或玻璃斜射入空气时，折射光线远离法线，折射角大于入射角。即斜射时总是空气一侧的角大。如图2，增大入射角，折射角随之增大；减小入射角，折射角随之减小；当入射角减小到0（光线垂直入射）时，折射角也为0，光的传播方向不发生改变。此外，在折射现象中光路是可逆的——让光逆着原来折射光线的方向入射，它就会逆着原来入射光线的方向射出。 图2　折射角随入射角变化：入射角增大折射角增大，入射角减小折射角减小，垂直入射（入射角为0）时方向不变 3．探究光的折射特点的实验：实验装置如图3所示。把一块画有角度刻度、中央带有法线虚线的硬白纸板竖直插入盛水的水槽，使法线与水面垂直、刻度中心恰与水面相平。①让激光笔紧贴纸板沿某一角度射到入射点，纸板上同时出现反射光线和折射光线的径迹；②把纸板右半边向前或向后折转，使其与左半不在同一平面内，纸板上就看不到折射光线了，恢复平整后又重新出现，说明折射光线、入射光线和法线在同一平面内；③折射光线和入射光线始终分居法线两侧；④多次改变入射角，发现折射角随入射角的增大而增大、减小而减小；⑤让光逆着原来折射光线的方向入射，折射光沿原来入射方向射出，说明折射现象中光路可逆。白纸板表面粗糙（或在水槽内喷少许烟雾），光在它上面发生漫反射，便于从不同方向显示光路。 图3　探究光的折射特点：硬白纸板竖直插入水槽、法线与水面垂直，激光紧贴纸板入射，同时显示反射光线与折射光线 4．典型例题示范：【例】一束光从空气斜射入水中，入射角为50°，则折射角可能是多大？当光由水斜射入空气、入射角为30°时，折射角又可能是多大？【解析】光从空气斜射入水中时折射角小于入射角，故折射角小于50°，折射光线靠近法线；光从水斜射入空气时折射角大于入射角，故折射角大于30°，折射光线远离法线——斜射时总是空气一侧的角大。作图时先过入射点作法线（虚线），再使空气一侧的角偏大，光线画成实线并标上箭头。 ▎重难诠释 ①折射角是折射光线与法线的夹角，不是与分界面的夹角；斜射时总是空气（光疏介质）一侧的角大，不要把“空气入水”和“水入空气”记反； ②光线垂直入射时（入射角＝0），传播方向不发生偏折，此时折射角＝入射角＝0； ③折射角随入射角的增大而增大、减小而减小，但一般情况下折射角与入射角大小不相等（只有垂直入射时二者都为0）； ④光射到分界面上时，反射和折射往往同时发生，既有反射光线也有折射光线； ⑤折射现象中光路可逆：沿原来折射光线的方向入射，光会沿原来入射光线的方向射出。 考点二　折射现象解释、作图与应用 1．常见的折射现象：由于光的折射，我们看到的往往是物体的虚像，而且虚像的位置比物体的实际位置偏高。①池水看起来比实际浅：池底反射的光从水斜射入空气时折射角大于入射角，人逆着折射光看去，总认为光是沿直线传来的，于是看到池底变浅、位置偏高的虚像（图5）。②斜插入水中的筷子，水中部分看起来向上弯折（图6）。③水中鱼反射的光由水斜射入空气时发生折射，我们看到的是鱼位置偏高的虚像，鱼的实际位置在看到位置的下方，所以渔民叉鱼要对准看到鱼的下方（图4）。④如图7，海市蜃楼是光在疏密不均匀的空气中不断折射形成的；早晨我们看到太阳时，太阳的实际位置还在地平线以下，这也是大气层折射造成的。 图4　看到的鱼是位置偏高的虚像：鱼实际在下方，人眼逆着折射光看到的虚像在上方，故叉鱼要叉看到鱼的下方 图5　池水变浅：池底反射的光由水斜射入空气时折射角大于入射角，人眼逆着折射光看到池底变浅、偏高的虚像 图6　水中筷子向上弯折：水中部分反射的光由水斜射入空气时折射角大于入射角，虚像向上偏折，看上去筷子在水面处向上弯折 图7　海市蜃楼：光在疏密不均匀的空气中不断发生折射，远处物体的像悬在空中 表1　光的反射与光的折射的对比 比较项目 光的反射 光的折射 产生条件 光射到物体表面被反射回原介质 光从一种介质斜射入另一种介质 三线关系 反射光线、入射光线和法线共面 折射光线、入射光线和法线共面 两角关系 反射角等于入射角 空气斜射入水/玻璃时折射角＜入射角；反向时折射角＞入射角 方向与介质 返回原介质 进入另一介质，传播方向一般发生偏折 典型实例 水中倒影、平面镜成像、黑板反光 池水变浅、筷子弯折、叉鱼、海市蜃楼、色散 2．折射光路作图：作折射光路图时要按顺序：①先过入射点O作法线——用虚线画，且与分界面垂直（必要时标直角符号）；②根据“空气一侧角大”在法线另一侧画出折射光线——光从空气入水时折射光线靠近法线，从水入空气时远离法线；③入射光线、折射光线都用实线并标上箭头，表示光的传播方向；④人看到水中物体时，虚像在折射光线的反向延长线上，反向延长线要画成虚线。如图8，先用虚线连接人眼与看到的像点，它与界面的交点就是入射点O，再补出入射光线和折射光线并标上箭头。如图9，光斜射穿过平行玻璃板时，发生两次折射，最后的出射光线与最初的入射光线平行（只发生侧移）。另外，雨后彩虹等光的色散现象，本质也是光的折射——不同色光通过玻璃时偏折程度不同。 图8　折射作图示范：用虚线连接人眼与看到的像点、交界面于O点（即入射点），再补入射光线、折射光线并标箭头 图9　光穿过平行玻璃板：经两次折射，出射光线O′B与入射光线AO平行（发生侧移），法线画虚线 ▎重难诠释 ①我们看到的水中物体是折射形成的正立虚像，虚像比实物位置偏高；叉鱼要叉看到鱼的下方，看玻璃缸底的物体时其虚像也偏高； ②池水变浅、筷子向上弯折、海市蜃楼、初升太阳、星星眨眼都是光的折射形成的；水中倒影、平面镜成像是光的反射，二者要注意区分； ③作图铁律：先画法线（虚线、垂直界面、不带箭头），再使空气一侧角大，最后画实线光线并标箭头；虚像所在的反向延长线画虚线； ④光从空气斜射入水/玻璃时折射角小于入射角，从水/玻璃斜射入空气时折射角大于入射角——斜射时空气一侧的角总是大； ⑤光射到界面上时反射与折射同时发生；折射现象中光路可逆；彩虹（色散）本质是光的折射。 考向一　折射现象与规律（识别折射现象·三线两角·空气侧角大·色散） 1．一束单色光从空气斜射入水中时，在界面处同时发生反射现象和折射现象，如图所示。下列说法正确的是（　　） A．OA为反射光线，OC为折射光线 B．折射角小于反射角 C．若入射角增大，反射角将增大，折射角将减小 D．光若沿CO入射，将沿OA和OB出射 2．下列现象中，可用光的折射原理解释的是（　　） A．立竿见影 B．杯弓蛇影 C．一叶障目 D．海市蜃楼 3．近日多地出现罕见的“七彩祥云”，其绚丽色彩主要来自阳光穿过云中大量规则冰晶后产生的光学效应。这一现象的形成是由于光（　　） A．沿直线传播 B．发生镜面反射 C．发生了色散 D．发生漫反射 4．如图所示的四种现象中，是由于光的折射形成的是（　　） A．水中铅笔变弯折 B．桥在水中倒影 C．树林中的光斑 D．屏幕上呈现手影 5．下列光的现象中，由光的折射形成的是（　　） A．水中倒影 B．地上“树影” C．透镜观“花” D．日晷计时 考向二　探究折射实验（可折转光屏·水量光斑移动·数据表·偏折比·光路可逆） 6．小明为探究光的折射规律设计了下面两个实验装置：（一）如图甲所示的实验装置，其中光屏F可绕直径NOM前后折转：（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上可以看到折射后的光束，这说明折射光线和入射光线位于法线_______ ；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，说明折射光线和入射光线_____ （选填“在”或“不在”）同一平面内；（2）小明将光屏F恢复原状，保持入射光不动，继续加水，会看到杯底的亮斑B向_____ （选填“左”、“右”或“上”）移动；（3）小明继续用另一支激光笔让光沿着BO射向水面时，可看到折射光沿OA射出，这说明____________________ 。（二）小明让一束光强不变的激光从玻璃斜射向空气时（如图乙、丙），不断调整入射角，通过实验得到如表格：（4）实验中发现，折射光的亮度比入射光的亮度要暗一些，其主要原因是光从玻璃斜射入空气时不仅发生了折射现象，还发生了_______ 现象；当入射角增大时，折射角_______ ；折射光线的能量_______ （选填“增大”、“减小”或“不变”）；（5）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α≥__________ 时，就发生了全反射现象。图像丁中的图线_____ （选填“a”或“b”）反映了上述实验中的两角关系；（6）通过对实验数据的分析特点可知，如果光从空气射向玻璃，_______ （选填“能”或“不能”）发生全反射现象。 入射角α 0° 10° 20° 30° 40° 41.8° 50° 折射角β 0° 15.2° 30.9° 48.6° 81° 90° 反射能量 5% 7% 26% 43% 84% 100% 100% 7．如图甲所示，在探究光的折射现象时，将一束入射角为50°的光斜射入杯内水中，在杯底形成光斑。兴趣小组对实验中光偏折程度产生了兴趣，为了定量反映这种偏折程度，小组成员将“折射角与入射角的比值”定义为“偏折比”。根据所学物理知识和生活经验，他们对影响“偏折比”大小的因素提出以下猜想。猜想1：“偏折比”大小可能与液体的深度有关；猜想2：“偏折比”大小可能与液体的种类有关；猜想3：“偏折比”大小可能与入射光的颜色有关。（1）图甲实验中，测得折射角为35°，则此时的“偏折比”为 ________ ，向杯中缓慢加水过程中，杯底光斑将向 _____ （选填“左”或“右”）移动；（2）小组成员认为猜想1是错误的，因为 ____________________ ；（3）为了验证猜想2，小组在乙杯中加油，如图乙，当油的深度小于水的深度，此时杯底光斑的位置恰与图甲中光斑的位置重合，对比可知：在相同条件下，油对光的“偏折比”_______ （选填“大于”、“等于”或“小于”）水对光的“偏折比”；（4）对于猜想3，小组准备用图甲装置先后入射红、紫色光束进行探究；请你结合光的色散实验，推测红光的光斑应位于图丁中的 _____ （选填“A”或“B”）点；（5）让一束光斜穿过如图戊所示的玻璃砖，若光在其上表面折射入玻璃砖时的“偏折比”为0.8，则光在其下表面折射出玻璃砖时的“偏折比”为 _________ 。 8．小明在“探究光的折射规律”的实验中，将光从水中射向空气，并按正确操作进行实验，记录的实验数据如下表。（1）由第1次实验的数据可知：光从水中垂直射向空气中时，光的传播方向_______ ；（2）由表中数据可知：当入射角增大时，折射角_______ （选填“增大”“减小”或“不变”），且折射角_______ （选填“大于“小于”或“等于”）入射角；（3）若光从空气斜射向水中，当入射角为41.7°时，折射角大小为________ ，这是因为在光的折射现象中，光路_______ ；（4）当入射角增大到48.6°时，折射角会达到90°。若继续增大入射角，将会发现折射光线消失，而只存在反射光线，这种现象称为全反射现象。根据实验分析，小明思考如果将一细光束从空气斜射到水中时，________ （选填“可能”或“不可能”）发生全反射现象；（5）小明在某次实验中根据光路绘制了如图所示的光路图，此图中，光线从空气射入玻璃时，在分界面处发生反射和折射，其中AE垂直CG，∠3＝25°。图中空气在界面的_____ （选填“上”“下”“左”“右”）侧。 实验次数 1 2 3 4 5 6 入射角 0° 10° 20° 30° 40° 48.6° 折射角 0° 13.4° 27.0° 41.7° 58.7° 90° 9．在“探究光折射时的特点”实验中，小明进行了下列实验：如图所示，在透明水槽中点燃艾草，盖上盖子，水槽中弥漫一定量的烟雾，打开激光笔，将一束光从空气中斜射到水槽底部，标记光斑位置为点O。（1）实验中，向水槽内慢慢注水，水槽底部光斑的位置将向_____ （选填“左”或“右”）移动，这说明光从空气斜射入水中时，传播方向_____ （填“会”或“不会”）发生偏折。在此过程中，折射角_______ （选填“增大”、“减小”或“不变”）。（2）若在水槽中加入油至同样高度的a位置，可以发现，光斑到点O的距离增大，说明油对光的折射本领比水光的折射本领_____ （选填“强”或“弱”）。（3）当水面达到一定高度后，细心的小华在实验中还观察到在水槽左侧面上出现一个亮点，这是由于光照射到水面时发生了光的_______ 现象形成的。 10．如图所示，某实验小组进行“探究光的折射特点”的实验时，照片记录了激光笔发出的光经空气和方形玻璃砖传播时所呈现的光路。下列推测合理的是（　　） A．若AB为入射光，BE就是折射光 B．若AB为入射光，BC就是反射光 C．若AB为入射光，路径与CD平行 D．根据光路判断DC为入射光 考向三　折射现象解释（池水变浅·筷子弯折·叉鱼虚像·海市蜃楼·诗句） 11．毛泽东《沁园春•长沙》中的诗句“鹰击长空，鱼翔浅底，万类霜天竞自由”，为我们展示了一幅雄鹰在广阔的天空里飞翔，鱼儿在清澈的水里游荡，万物都在秋光中争着过自由自在生活的美丽场景。关于此诗句所描述的场景说法正确的是（　　） A．雄鹰展翅高飞时，在平静水面形成的像将变小 B．清澈的水底看上去要比实际位置更深 C．在岸上看到水中的鱼儿是光的折射形成的虚像 D．在清澈平静的水面看到蓝天白云的倒影是光的折射现象 12．北宋科学家沈括的《梦溪笔谈》登州海市中写道：在登州海中，时有云气，如宫室、台观、城堞、人物、车马、冠盖，历历可见，谓之海市，如图所示。这种现象的成因是（　　） A．光的直线传播 B．光的反射 C．光的折射 D．光的色散 13．下列诗句中体现光的折射现象的是（　　） A．月下飞天镜，云生结海楼 B．掬水月在手，弄花香满衣 C．举杯邀明月，对影成三人 D．宝钗好耀首，明镜可鉴形 14．中国古诗词蕴含着丰富的科学知识，“潭清疑水浅”是指清澈的潭水看起来变浅了，如图所示光现象与其原理相同的是（　　） A．林间光斑 B．波光粼粼 C．楼台倒影 D．铅笔“折断” 15．出土文物“水晶饼”为中部鼓起的透明圆饼。西汉刘安所著的《淮南万毕术》中记载：“削冰令圆，举以向日，以艾承其影，则火生”。下列现象与“水晶饼”利用太阳光生火原理相同的是（　　） A．汽车后视镜中的像 B．树荫下的光斑 C．桥在水中的倒影 D．水中的鸡蛋变胖 考向四　折射作图与综合（选择正确光路·水中看岸上·硬币再现·玻璃砖·光斑移动） 16．图中能表示水中的潜水员看到岸上树木的正确光路图是（　　） A． B． C． D． 17．小东在一个空碗中放一枚硬币，慢慢地将碗移至某一位置时，无法看到硬币，如图甲所示。但如果慢慢往碗中倒水，在同一个位置又能看到碗中的硬币了，如图乙所示。选项图中可以解释该现象原理的光路是（　　） A． B． C． D． 18．如图，两块完全相同的直角三角形玻璃砖A和B放置在同一水平面内，斜边平行且相距一定距离。一条光线从空气中垂直于玻璃砖A的直角边射入，从玻璃砖B的直角边射出，射出后的位置和方向可能是图中的（　　） A．光线a B．光线b C．光线c D．光线d 19．如图所示，有一束光线射入一个玻璃器皿杯中，在底部形成光斑，如果用吸管把水缓慢吸出（水未吸完），则这一过程中底部的光斑将（　　） A．向右移动 B．保持不动 C．向左移动 D．无法判断 20．如图所示，为筷子插入水中的现象，如图光路图能说明人看到筷子插入水杯中时的情形的是（　　） A． B． C． D． ★ 重难题型专练（15题）★ （精选高频易错题，覆盖折射现象识别、三线两角规律、探究实验、池水变浅与叉鱼、海市蜃楼、折射光路作图与玻璃砖综合） 21．如图，将铅笔斜插入水中，下列能解释水中的铅笔向上弯折的光路是（　　） A． B． C． D． 22．在岸上看池塘不深，但是下水后几乎要把人淹没了，能解释这一现象的光路图是（　　） A． B． C． D． 23．不能到陌生的水域游泳，因为我们看到的水底比实际位置更浅，下列光路图能说明人看到水底的情形的是（　　） A． B． C． D． 24．我们把筷子放入水中时，你看到的筷子的“像”应该是（　　） A． B． C． D． 25．由于光的折射，我们看到水中的鱼与它实际位置存在偏差。下列选项中，能正确表示我们看到水中的鱼的光路的是（　　） A． B． C． D． 26．下列光现象中，由于光的折射形成的是（　　） A．海市蜃楼 B．凿壁偷光 C．坐井观天 D．天狗食日 27．中国科学院院士褚君浩在北京现场展示了利用特殊材料实现的“隐身术”。据了解，其中一种“隐身术”借助了能让光线产生规律折射的神奇材料——“柱镜光栅”。下列现象与该“隐身术”的光学原理相同的是（　　） A．一叶障目 B．水中捞月 C．海市蜃楼 D．立竿见影 28．如图所示，把筷子斜插入盛水的碗中，可以看到筷子在水中的部分似乎向上弯折了。这是由于光的（　　） A．反射 B．折射 C．色散 D．直线传播 29．清代诗人金文焯在《八景诗》中写道：“蜃楼海市空中幻，蟹舍渔村境外幽”。下列选项中，与海市蜃楼形成原理相同的是（　　） A．甲图：站在嵩山峻极峰峰顶，看到自己的影子 B．乙图：在洛阳龙门石窟，看到伊河中月亮的像 C．丙图：在焦作云台山红石峡，看到的潭底的石头比实际的浅 D．丁图：穿过开封清明上河园的树丛，看到地上的光斑 30．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 31．如图是小明研究“光现象”的实验示意图：（1）实验前，在半透明空水槽中喷洒少许烟雾，再打开激光笔，根据 ________ 的原理，可清晰观察到光路，然后在水槽内壁的光斑A点处做上标记；（2）为使B处的光点移至C处，则应使水槽中的水量 _______ （增加/减少/不变）；（3）若BC间距离为3cm，则水面高度的变化量Δh _______ （大于/等于/小于）3cm。 32．如图1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，小彬通过缓慢改变水槽中的水量来探究光的传播现象。（1）图1水槽中未注水时可在侧壁上A处得到一个光点，注入一定量的水后，光点移至B处。为使B处的光点移至C处，则应使水槽中的水量_______ ，若BC间距离为2cm，则水面高度的变化量Δh_____ 2cm（填“＞”、“＝”或“＜”）（2）如图2所示，小彬将激光笔移至虚线框内向水槽底部照射，为使光束第一次从水面射出后沿DE方向传播，则激光笔照射的方向应满足的条件是__________ ，且激光笔照射在水槽底部的位置必须在区_____ （填“①”、“②”或“③”）内 33．在探究光的折射特点实验中，实验小组用激光笔从空气中以不同的角度斜射入水中，并记录了如表数据：（1）由表格中的数据可以总结得出：当光从空气斜射入水中时，随着入射角的增大，折射光线逐渐_____ （填序号）（选填“A.偏向法线”或“B.偏向界面”）。（2）由表格中的数据可以推测，当入射角是50°，折射角可能是_____ 。 A．28°； B．32°； C．37°； D．41°。（3）若实验中激光笔从水中斜射入空气，如图所示，折射光线是_____ （选填“①”或“②”）。 入射角α 0° 15° 30° 45° 60° 折射角γ 0° 11° 22° 32° 41° 34．如图所示是小宇“探究光的反射与折射规律”的实验装置。通过多次实验得到如表数据：（1）分析表中入射角与反射角的数据，可知：在光的反射过程中，_____________ ；（2）分析表中入射角与折射角的数据，可知：____________________ 。（写出一条即可） 入射角 0° 15° 30° 45° 60° 反射角 0° 15° 30° 45° 60° 折射角 0° 11° 22° 32° 40° 35．在探究光的折射规律实验中，某小组将光从空气分别射入水和玻璃中，把测量数据记录在下表：分析表中数据，可以得到一些规律：（1）当光从一种介质垂直射入到另外一种介质时，光的传播方向 _______ （选填“改变”或“不变”）；当光从一种介质斜射入到另外一种介质时，入射角增大，折射角 _______ （选填“减小”、“增大”或“不变”）。（2）当光线以32°入射角从水中射向空气时，折射角等于 _______ °。 空气中的入射角i/° 0 30 45 60 水中的折射角r/° 0 22 32 40 玻璃中的折射角θ/° 0 17 24 30 重难突破系列　|　苏科版八年级物理　|　专题九 光的折射 — — 学科网（北京）股份有限公司 $