光的折射和反射第4课时光的折射

1.4光的折射和反射（第4课时光的折射)学案学习目标学习目标1.认识光的折射现象.2.掌握光从空气射入水或其他介质时、光从水或其他介质射入空气时的偏折规律.3.会用折射原理解释光的折射现象.自学自学知识点梳理阅读本节课教材，参考教材完成教师给出的知识点问题的填空：知识点1.折射现象1.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。2.折射角：折射光线和法线间的夹角。知识点2.光的折射规律在光的折射中，入射光线、折射光线和法线在同一平面内，入射光线和折射光线分居法线的两侧。光从空气斜射入水或其他介质时，折射角小于入射角；光从水或其它介质斜射入空气中时，折射角大于入射角，折射角随入射角的增大而增大；当光从空气垂直射入水或其他介质中时，传播方向不变，折射角、反射角和入射角都等于0°。知识点3.生活中的折射现象水中的鱼的位置看起来比实际位置浅一些；由于光的折射，池水看起来比实际的浅一些；水中的人看岸上的景物的位置比实际位置远些；透过厚玻璃看钢笔，笔杆好像弯折了；斜放在水中的筷子好像向下弯折了。考点例题精考点例题精讲考点1.光的折射现象【例题1】图所示的光现象中，与“潭清疑水浅”中“水浅”形成原理相同的是（）A.水中倒影B.手影形成C.筷子“弯折”D.激光准直【答案】C【解析】“潭清疑水浅”指人看到水底形成的像，像的位置比物体的实际位置要浅，是光的折射现象。A．平面的水面相当于平面镜，水中倒影为平面镜成像，属于光的反射，故A不符合题意；B．光在均匀空气中沿直线传播，手挡住了光的传播而在光不能到达的区域形成手的影子，故B不符合题意；C．筷子“弯折”，看到水中的“筷子”，是由于光的折射形成的虚像，故C符合题意；D．激光准直说明光在同种均匀介质中沿直线传播，故D不符合题意。故选C。考点2.折射现象做光路图【例题2】请在图中画出光线AO从空气斜射入水中时的折射光线。【答案】如图所示。【解析】首先过入射点O画出法线，然后根据光的折射规律：折射角小于入射角画出折射光线，如图所示。考点3.折射规律应用【例题3】一束单色光从空气斜射入水中的情境如图所示。下列说法正确的是（）A.BO是入射光，OA是反射光B.AO是入射光，OC是折射光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【解析】ABC．如图：过点O作法线PQ，由于反射时反射光线和入射光线位于法线两侧；折射时折射光线和入射光线也位于法线两侧，所以图中AO是入射光线、OB是反射光线、OC是折射光线。∠AOP是入射角，∠BOP是反射角，故B正确，AC错误；D．折射时光路是可逆的，所以光若沿CO入射，将沿OA射出，故D错误。故选B。对点演练对点演练【演练1】如图的光现象中，由于光的折射形成的是（）A.屏上的皮影B.水中的倒影C.水里的“折筷”D.镜中的花瓶【答案】C【解析】A．屏上的皮影，是由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．平静的水面相当于平面镜，桥在水中形成“倒影”是平面镜成像，平面镜成像是光的反射现象，故B不符合题意；C．根据光的折射规律可知，当光从水中斜射入空气中时，折射角大于入射角，折射光线向远离法线的方向偏折，出现了插入水中的筷子向上弯折的现象，故C符合题意；D．花瓶在平面镜中像属于光的反射现象。故D不符合题意。故选C。【演练2】小凯学习完《光现象》之后，兴致勃勃地回家给妹妹表演了一个小魔术。他先让妹妹站定，在她面前摆一只“空碗”（如图甲所示），然后缓慢地往碗里倒水，成功地给妹妹“变”出了一枚硬币（如图乙所示）。魔术的成功是利用了（）A.光的反射B.光的折射C.光的直线传播 D.光的色散【答案】B【解析】当碗里没水的时候，硬币反射的光被碗壁挡住了，所以在一定位置看不见；当碗中倒入水后，硬币反射的光在水面发生折射，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，所以就能看见硬币了，这是利用了光的折射，故B符合题意，ACD不符合题意。故选B。【演练3】人在岸上透过池水看池塘底部，下列光路图正确的是（）A.B.CD.【答案】D【解析】人在岸上透过池水看池塘底部，是池塘底部发出的光线从水中射入空气中时，在水面上发生折射，折射角大于入射角，折射光线远离法线，故ABC错误，D正确。故选D。解题方法归纳解题方法归纳1.光的折射规律口诀光线斜射交界面，发射折射同时现，折射两角空中大，反射两角相等见，都是三线共一面，都是法线居中间。垂直反射原路返，垂直进入道不偏。反射折射成虚像，眼睛不会急转弯。还有一条别忘记，反射折射都可逆。注释：①光斜射到空气和其它透明介质的界面上，同时发生发射和折射现象。②光在空气和其它透明物质的界面发生折射时，折射角和入射角比较，在空气中的那个角大；光的反射中，反射角和入射角相等。③在反射现象中，法线在反射光线和入射光线之间。和折射现象中，法线是在折射光线和入射光线之间。④光的反射中，垂直入射时，反射光线原路返回。光的折射中，入射光线垂直界面入射，传播方向不变。⑤反射和折射成虚像，都是眼睛按照光沿直线传播的经验看到的。看到的虚像是反射光线或者折射光线的反向延长线会聚而成的。⑥光的反射和折射现象中光路都是可逆的。2.记忆课节知识思维导图课时减负课外小测课时减负课外小测验（满分100分，答题时间45分钟，根据下面给出的试题答案与解析自测自评）一、选择题（每小题5分，共30分）1.如图所示的光现象中，由于光的折射形成的是（）A.日晷上呈现针的影子B.景物在镜中成像C.鸟巢在水中形成倒影D.筷子好像在水面处弯折【答案】D【解析】A．影子的形成是由于光的直线传播，故A不符合题意；B．景物在镜子中成的像是由于光的反射，故B不符合题意；C．鸟巢在水中形成的倒影是由于光的反射，故C不符合题意；D．筷子看起来弯折，是由于光从水中进入到空气中时，发生了折射，故D符合题意。2.鸟儿白天会将玻璃幕墙看成蓝天白云，黄昏会透过玻璃看到明亮室内的绿色植物，导致其贸然飞往撞击受伤，鸟儿在如图所示位置所见情景，是因为在玻璃与空气分界面处分别发生（）A.光的反射，光的折射B.光的折射，光的反射C.光的反射，光的直线传播D.光的直线传播，光的折射【答案】A【解析】鸟儿白天将玻璃幕墙看成蓝天白云，相当于平面镜成像，是光的反射现象；黄昏透过玻璃看到明亮室内的绿色植物，植物反射光透过玻璃，是光的折射现象，故A符合题意，BCD不符合题意。故选A。3.光从玻璃射向空气中，在玻璃与空气的交界面上发生折射和反射，以下符合实际情况的是（）A． B． C． D．【答案】D【解析】A.图中描述的是光从玻璃斜射入空气中的情境，反射光线的方向错误，不符合反射定律；折射角小于入射角，不符合折射定律，故A图不正确。B.图中描述的是光从空气斜射入玻璃中的情境，反射光线的方向错误，不符合反射定律；折射角大于入射角，符合折射定律，故B图不正确。C.图中描述的是光从空气斜射入玻璃中的情境，反射角等于入射角，符合反射定律；折射角等于入射角，不符合折射定律，故C图不正确。D.图中描述的是光从空气斜射入玻璃中的情境，反射角等于入射角，符合反射定律；折射角大于入射角，符合折射定律，故D图正确。4.如图，向右匀速行驶的动车桌面上有杯水，一束光斜射到水面上，保持人射光方向不变。动车减速时（）A.入射角不变，折射角不变 B.入射角变小，折射角变小C.入射角变大，折射角变大 D.入射角变大，折射角变小【答案】C【解析】动车减速，杯中水由于惯性还要保持原来的运动状态，所以杯中水面向前倾斜，入射光的方向不变，所以入射角变大，折射角随入射角变大而变大，故ABD错误；C正确。5.在天宫课堂中，航天员王亚平将空气注入水球，形成的气泡球与水球的球心都在O点。一束光线从空气射入水球的光路如图所示，其中球心O与入射点的连线为法线。则进入气泡球的折射光线可能为（）A.① B.② C.③ D.④【答案】A【解析】如图所示，连接O2与O，即为第二次折射的法线；B．从水中斜射入空气，会发生偏折，而②是传播方向不变，故B不符合题意；C．从水中斜射入空气，折射角大于入射角，故C不符合题意；D．根据折射光线与入射光线分居法线两侧，故D不符合题意；A．综上所述，只有①满足折射光线与入射光线分居法线两侧，且折射角大于入射角，故A符合题意。故选A。6．遂宁的清晨风景如画，涪江上薄雾缥缈，当太阳升起，薄雾散去，江岸大树拖着长长的影子，几只白鹭从江面轻快地掠过，水下的沙石清晰可见对这些场景的形成解释不正确的是（）A．“薄雾”的形成是水蒸气的液化现象，“薄雾散去”是水的汽化现象 B．大树的影子是光的直线传播形成的 C．看见水下的“沙石”是光发生折射形成的实像 D．白鹭飞翔时，翅膀上方空气流速大于下方，使上方的压强小于下方，从而形成升力【答案】C【解析】（1）物质由气态变成液态的现象叫做液化；物质由液态变成气态的现象叫做汽化；（2）光在同种、均匀、透明介质中沿直线传播；（3）光从水或者其他介质斜射入空气中时，折射光线向远离法线的方向偏折，人逆着射来的光线看去，可看到物体的虚像；（4）流体压强与流速的关系：流速大的地方压强小，流速小的地方压强大。A.“薄雾”的形成是水蒸气液化形成的小水滴；“薄雾散去”是小水滴汽化为水蒸气，故A正确；B.大树的影子是光的直线传播形成的，故B正确；C.看见水下的“沙石”是光发生折射形成的虚像，而不是实像，故C错误；D.白鹭飞翔时，翅膀上方空气流速大于下方，流速大的地方压强小、流速小的地方压强大，所以翅膀上方的压强小于下方，从而形成了翅膀的升力，故D正确。二、填空题（每空3分，共30分）1．君君中午一进家门就激动地喊道：“妈妈快看，太阳好漂亮！”妈妈到阳台往天空一看，原来达州上空出现了漂亮的日晕。日晕，又叫圆虹，是一种大气光学现象。它形成的原因是：在高空中有卷层云时，高空中会飘浮着无数由水蒸气（填物态变化）成的冰晶，当光线射入卷层云中的冰晶后会发生反射和，太阳光被分解成红、黄、绿、紫等多种色光，这样太阳周围就出现一个巨大的彩色光环，称为晕。【答案】凝华；折射。【解析】（1）水蒸气遇冷形成小冰晶是凝华现象；（2）太阳光能穿过云层在小冰晶上发生折射，看上去在太阳的周围出现一个圆圈，由内而外呈红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫七种颜色，这就是日晕，是光的色散现象。3.如图所示，光在水和空气的界面CD同时发生反射和折射，入射角为______度，折射角为______度，界面CD上面的介质是______。【答案】3042空气【解析】如图CD是界面，∠AOC＝60°，则∠BOD＝60°，所以入射角为而∠COE＝48°，则折射角为因折射角大于入射角，所以CD上边是空气，下边是水。3.孤艳阳下的天德湖畔树影婆娑，水中的鹅卵石清晰可见，湖面上的小鸟上下翻飞，景色美不胜收！其中地面上的树影是由光的_______形成的，游人看到水中的鹅卵石是光的______形成的，小鸟从水面飞上树梢，它在水中所成的像到水面距离的大小变化情况是_______。【答案】直线传播折射变大【解析】地面上的树影是光照射到不透明的物体，光照射不到的地方形成的黑暗区域，故是光的直线传播形成的。水中的鹅卵石反射的光线由水中斜射入空气中时，在水面处发生折射，人眼逆着折射光线看过去，就看到了鹅卵石的像，故人看到鹅卵石是光的折射形成的。小鸟在水中所成的像属于平面镜成像，像和物体到水面的距离相等，小鸟从水面飞上树梢，物距增大，故像到水面的距离增大。4．《康熙几暇格物编•蒙气》中记载：“置钱碗底，远视若无，及盛满水时，则钱随水光而显见矣。”这描述的是光的（选填“反射”或“折射”）现象。当看到钱在水中的像时，像的位置比物体的实际位置（选填“高”或“低”）。【答案】折射；高。【解析】钱反射出的光线被碗侧壁挡住，人看不见钱了，倒入一些水后，钱反射的光线从水中斜射入空气中时，在水面处发生折射，折射光线远离法线方向，人眼逆着折射光线看去，看到的是变高的钱的像。三、作图题（每小题4分，共12分）1.请在下图中画出折射光线的大致位置。【答案】如图所示。【解析】首先通过入射点做垂直于分界面的法线，然后在法线右侧水里面根据“折射角小于入射角”画出折射光线的大致位置。2.如图所示，光从空气斜射入玻璃，请在图中画出反射光线和折射光线的大致位置。【答案】【解析】首先过入射点垂直于界面作出法线，然后在空气中法线的另一侧作出反射光线，注意反射角等于入射角；再在玻璃中法线的另一侧作出折射光线，注意折射角小于入射角，如图。3.请在图中画出折射光线；【答案】如图所示。【解析】首先过入射点做出法线，由于光从空气斜射入玻璃中，所以，折射角小于入射角，即折射光线靠近法线，故光路大致如图。4.如图所示，一束光从水斜射入空气中，已知入射光AO，请画出它的反射光线OB和折射光线OC的大致方向。【答案】如图所示。【解析】在法线右侧根据反射角等于入射角画出对应的反射光线OB；光从水中斜射入空气中，折射角大于入射角，在法线右侧的空气中画出对应的折射光线OC。四、实验探究题（共28分）1.（16分）在“探究光从玻璃斜射入空气的折射规律”的实验中，小东借助激光笔、半圆形玻璃块和带刻度的光具盘完成了实验，观察到如图所示的1、2、3三条光束，并在光具盘上用笔描出了对应的光路。（1）图中的折射角大小为_______；（2）根据实验现象初步发现，光从玻璃斜射入空气时，折射角___（选填“>”、“=”或“<”）入射角；（3）现在要探究光的折射现象中光路是否可逆，具体的操作是_______，如果看到________现象，就可证明光路是可逆的。【答案】（1）80°（2）>（3）让入射光沿光路2射入折射光从光路1射出【解析】（1）由图可知，光束1是入射光，光束3是反射光，光束2是折射光。光束1和3中间所夹的直线为法线，与玻璃砖底面一致的直线为界面，折射光线与法线的夹角为折射角，则折射角为80°。（2）由图可知，反射角约为40°，由光的反射定律可知，反射角等于入射角，则入射角为40°，因此折射角大于入射角。（3）要探究光的折射现象中光路是否可逆，则只需让入射光沿折射光（光路2）入射到玻璃砖，若看到折射光沿光路1射出，就能说明折射现象中光路是可逆的。2．（12分）光从空气斜射入水和玻璃时都会发生折射现象，但是水和玻璃的折射情况会相同吗？为了探究这个问题，小华选择了光屏、透明玻璃砖、水槽、激光电筒等器材进行实验。他在光屏上画出互相垂直的NN'和MM'两条线段并相交于O点，如图甲所示。（1）小华将玻璃砖的一个表面与MM'齐平放置，让激光电筒发出的光线从A点到O点入射，他看到了如图乙所示的光路（AO、OC为同一直线），你认为出现光线OC是因为_____所致，鉴于本实验的目的，此时最应该记录的两条光线是________。（2）接下来他要观察光从空气中进入水中的情况，他将光屏竖直放入水槽中，（使线段MM'水平）并向水槽中慢慢注水至水面与MM'齐平，入射光线应该从A点向O点射入，这是为了保证_______，其实本实验小华还考虑了入射光线所在一侧的________相同。（3）小华最终在光屏上记录下了如丙所示的光路图（OE为水中的折射光线），通过分析光路，你认为玻璃和水这两种介质对光的偏折能力较强的是