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文档简介

第四章光现象(原卷版)

课时4.4光的折射

学习目标

2022年课程标准物理素养

物理观念:光的折射,光的折射特点,生活中的折射现象.

2.3.3通过‘实验,探究并了解光的科学思维:通过实验探究,了解光的折射特点。

反射定律,探究并了解光的折射现科学探究:探究光的折射特点。

象及其特点。科学态度与责任:能通过实验的探究,感受物理的奇妙;能够利用

所学知识解释和解决相关问题。

知识流理

知识点一、光的折射

1.光的折射

在一个空碗中放一枚硬币。请你慢慢蹲下,当低至某一个观察位置时,就无法看到硬币了。但如果你

慢慢往碗中倒水,在同一个观察位置就又能看到碗中的硬币了(如下图)。这是为什么呢?

IW4.4-I让,币出现

(1)光的折射:光从空气斜射入水中时,传播方向发生了偏折,这种现象叫作光的折射。如下图。

(2)描述折射现象的几个概念

①入射点:入射光线与分界面的交点0:

②分界面:两种介质的分界面,如图所示的出〔';

③入射光线:照射到两种介质分界面的光线A0;

④折射光线:进入另一种介质的光线0B;

⑤法线:过入射点且垂直于两介质分界面的直线NN';

⑥入射角:入射光线与法线的夹角a:

⑦折射角:折射光线与法线的夹角B。

2.实验:研究光的折射现象

如果光从一种介质进入另一种介质,例如,从空包进入水或玻璃时,情况又会怎样呢?

①当光从一种介质进入另一种介质中时,可能会向法线偏折(或远离法线)。

猜想与假

②折射光线、入射光线位于法线两侧(同侧)。

③折射角可能等于(或小于/小于)入射角。

让一束光从空气斜射入水中,观察光束在空气中和水中的径迹。

激光笔、半圆形玻璃砖、圆形刻度光盘(标有角度)。

实验器材

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

射角和入射角的小小关系,并描画出光束在空气和水中的传播路径;

(2)改变入射角小小,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。

(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)改变入射角的小小,发现折射角的小小也随之改变,并且入射角增小时,折射角也增小;

实验现象

(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。折射角小于入射角。

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,折射角小于入射角。当入射角

增小时,折射角也增小;当入射角减小时,折射角也减小。

探究归纳

当光从空气垂直射入水中或其他介质中时,传播方向不变。

在折射现象中,光路可逆。

特别提醒

对光的折射规律的理解

(1)因为先有入射光线,然后才有折射光线,所以叙述时一般说折射角随入射角的变化而变化,不

说入射角随折射角的变化而变化;

(2)当光垂直射到分界面上时,光的传播方向不发生变化,此时折射光线、入射光线和法线重合,

折射角和入射角都为0°;

(3)一般情况下,无论光从空气斜射入其他介质中,还是光从其他介质斜射入空气中,在空气中光

线与法线的夹角小于其他介质中光线与法线的夹角;(空气角小)

(4)一般来说,当光从两种介质分界面上发生折射时,光速小的介质中光线与法线的夹角小,光速

小的介质中光线与法线的夹角小<

典例一/(2024.四川广安三模)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”:图内是光从空气射入水中,入射点为。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,、3和3,、4和

4,分别表示各次入射光线和对应的折射光线的位置。试问:

激光笔

(I)甲图中一束光从空气射入水中,各个方向的同学都能观察到此现象,是因为光发生了反射;

(2)当光从空气垂直射到水面时,折射角等于度;

(3)图乙中的把光屏向后翻的目的是为了;

(4)由图丙可以得到:光从空气斜射入水中时,折射角随入射角的增小而。

知识点二、生活中的折射现象

1.池底变浅

池底为什么看起来比实际浅呢?

分析:因为池底某点反射的光从水中斜射向空气时会发生偏折,逆着折射光看去,就会感觉这点的位

置升高了(如下图),即池水看包来比实际浅。

图44T湾水变“浅”T

2.叉鱼

怎样才能插到鱼?

分析:鱼从水中发出的光线,由水进入空气时发生折射,折射角小于入射角,折射光线进入人眼,人

眼逆着折射光线的方向看,觉得无线好像是从它们的反向延长线的交点,即鱼像发出来的,像二匕鱼位置高。

所以,有经验的渔民在叉鱼时,要向看到的鱼的下方投叉才能叉到鱼。

在•个空碗中放•枚硬币。请你慢慢蹲下,当低至某•个观察位置时,就无法看到硬币了。但如果你

慢慢往碗中倒水,在同一个观察位置就又能看到碗中的硬币了(如下图)。这是为什么呢?

分析:加水后,硬币的光从水中斜射入空气时.,折射光线偏离法线,折射光进入了眼睛,眼睛看到的

实际上是升高了的硬币的虚像。

海市蜃楼是一种由光的折射产生的现象,多发生在夏天的海面上。夏天空气较热,但是海水比较凉,

海面附近底层空气的温度比上层的低。空气热胀冷缩,上层的空气比底层的空气稀疏。来自地平线以下远

处物体的光,本来不能到达我们的眼中,但有一些射向空中的光,由于不同高度空气的疏密不同而发生弯

曲,逐渐弯向地面(如下图),进入观察者的眼睛。观察者逆着光望去,就看见了远处的物体。

•<4•..BeMN

特别提醒

(1)光由一种介质斜射入另一种介质时.,同时发生光的反射和光的折射。在界面处发生折射时遵守

折射规律,发生反射时,遵守反射定律。例如:水中的倒影亮度比岸上的物体要暗,原因时光从空气射入

水中不仅发生了光的反射,还有一部分光发生了光的折射。

(2)光的折射现象中,看到的是物体的像,并且是虚像。

(3)不论是从岸上看水中的物体,还是水中看岸上的物体,看到的都是物体的像,像的位置都要比

物体的位置要高。

(4)眼睛不是光源,不能发出光,因此光线的箭头指向眼睛。

(23-24八年级下•云南文山・期末)位于文山州广南县的坝美村,风景优美,被称为“世外

桃源“,每年都吸引着许多旅游者前来休闲度假。如图是一位摄影爱好者拍下的风景照,下列叙述属于光

的折射的是()

A.游客看到水中鱼儿游来游去

B.水车在水中的倒影与水车相映成趣

C.树下光斑交错成辉

D.地面上树影婆娑

问题探究

问题一:研究光的折射现象

1.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)改变入射角的小小,发现折射角的小小也随之改变,并且入射角增小时,折射角也增小;

(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,折射角小于入射角。

2.实验结论

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,折射角小于入射角0当入射角增小时.

折射处也增小;当入射角减小时,折射角也减小。当光从空气垂直射入水中或其他介质中时,传播方向不

变,在折射现象中,光路可逆。

3.一般情况下,无论光从空气斜射入其他介质中,还是光从其他介质斜射入空气中,在空气中光线与

法线的夹角小于其他介质中光线与法线的夹角;(空气角小)当光从水中射入空气时,折射角小于入射角,

当入射角增小到一定时,折射关消失,此时只发生光的反射。

【典例1】(23-24八年级上•江西南昌♦期中)某小组选用了图甲中光源、水、水槽、可折转的光屏(带

刻发)等器材,用于完成探究“光从空气射入水中时的折射规律

DF

甲乙丙

(I)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8甲中,光从空气射入水中,入射点为。点,则折射角是(填"NDO「'或“NCOE”);

(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,将实验结果画在图8丙中,其

中1和八2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小而,且折射角(填“小于”、“等于”或“小于”)入射角:当光从

空气垂直射入水中时入射角为度,此时折射角(填“小于”、“等于”或“小于”)入射角;

(,1)若让光线沿八2,…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,0

【变式1-1](23-24八年级下•河南周口•期末)小宇用如图所示装置将一细光束斜射到空气中,用于

探究“光的折射规律”。

玻璃缸

⑴为了更清晰地观察水中的光路,可以采用的办法是:,实验中(选填“能”或“不能”)

看见反射光线;

(2)实验的折射光路如图所示,可以判定折射角(选填“小于”“小于”或“等于“)入射角。增小入射

角,观察到折射角在_______(选填“增小”或“减小”);

(3)他通过查阅资料发现,若不断增小光在水中的入射角,会观察到的现象是:入射角增小到一定值

时,。

入对角01020304048.650

折射角013.427.041.758.790

问题二:生活中的折射现象

【角度1】判断生活中的折射现象

1.判断光的直线传播、光的反射和光的折射现象。

(1)光的直线传播:影了、日食和月食、小孔成像、激光准直等;

(2)光的发射:水中倒影、看不发光的物体、平面镜成像等;

(3)光的折射:池底变浅、看水中的物体、叉鱼、海市蜃楼等。

【典例2】(2024.辽宁・中考真题)如图,斜插入水中的筷子,看起来弯折了的原因是()

A.光沿直线传播B.光的反射

C.光的色散D.光的折射

【变式2-1](2024.宁夏吴忠.一模)沈括在《梦溪笔谈》中关于“海市蜃楼”的记载:登州海中,时

有云气,如宫室、台……冠盖,历历可见,谓之“海市”。下列现象与其形成原理相同的是()

A.小孔成像B.水中倒影

C.立竿见影D.潭深疑水浅

【变式2-2](2024•甘肃临奥中考真题)光——宇宙的使者。关于光现象的描述可以用光的折射来解

释的是()

C.平面镜使太阳光聚集到同一位置D.人看到鱼在水中的像

【角度2】光的折射和反射求角度

1.发生光的折射同时会发生光的反射。求解此类题型的一般方法:

(1)先找出相等的两个角,即可判断光的反射光路图,从而找出法线和分界面:

(2)根据光的折射现象中,折射光线和入射光线在法线的两侧,即可判断光的折射光路图;

(3)最后判断分界面两侧的介质种类。

【典例3】(2024•黑龙江哈尔滨•三模)如图所示,一束光在玻璃和空气两种介质的界面上同时发生反

射和折射(入射光线、反射光线却折射光线的方向均未标出),其中折射光线是(用字母表示),

反射角等于。

【变式3-1](2024.甘肃金昌.三模)如图所示为光从空气利•向玻璃时发生折射的光路图,由图可知,

折射光线是,界面的____侧是空气。

【变式3-2](2024・四川绵阳•模拟预测)如图一束光线从空气进入玻璃的情形,是两种介质的分

界面。那么下列说法正确的是()

257B

N

A.入射角为35。,MN左侧是玻璃B.入射角为25。,MN右侧是玻璃

C.折射角为65。,MN左侧是空气D.折射角为55。,MN右侧是空气

【角度3】液面上升或光斑移动的相关问题

1.一般判断入射点的位置变化,再作出对应的光路图进行分析。

【典例4](22-23八年级上北京朝阳•期末)如图所示,一束光射入杯中,在杯底形成光斑。逐渐往

杯中加水,则观察到的光斑将会()

A.向右移动B.向左移动C.向上移动D.原位不动

【变式4-1](22-23八年级上•江苏南通•阶段练习)某校新建成一个喷水池,在池底中央安装了一只

射灯。射灯发出的一束光照在右边的池壁上,当池内无水时,站在池旁左边的人,看到在5点形成一个亮

斑,如图所示,现往池内灌水,水面升至。位置时,人看到亮斑的位置在P点;如果水面升至〃位置时,

人看到亮斑的位置在。点,则()

P点在S点的上方,Q点与5点重合

尸点在S点的下方,。点与S点重合

尸点在S点的上方,Q点在S点的上方

。点在S点的下方,。点在S点的上方

【基础强化】

I.(2024・陕西榆林•三模)如图所示,来自地平线以下远处物体的光,由于光的而发生弯曲,进入

了观察者的眼暗,观察者看到的辟建箱物的(诜填“实像”或“虚像。

2.(2024.广东肇庆.二模)小明在岸上看到水中的鱼是由于光的(选填“直线传播共反射''或"折射'')

形成的(选填“虚''或"实")像,像在鱼实际位置的(选填"上”或“下”)方。

3.(2024•甘肃武威・二模)小明将装有一枚硬币的杯子放在弟弟面前,如图所示,弟弟在A处看不到硬币,

这是因为光沿传播。小明向杯中缓缓注水后,弟弟能看到硬币了,这是由光的产生的现象。

弟弟看到的是硬币的像。

4.(2024.天津河北•二模)如图所示,一束光线射入杯底形成光斑,逐渐往杯中加水,光斑将向(选

填“左”或"右”)移动,这是光的现象。

5.(23-24九年级下•江苏扬州•阶段练习)诗句“小漠孤烟直,长河落日町’给我们展现了一幅美丽的画卷。

其实诗人观察到的落口并非太阳的实际位置(如图所示),而是太阳光经过不均匀的小气层发生了

(选填“反射”或“折射”)所成的像,太阳实际在图中(选填“甲”或“乙”)的位置,人眼所看到的太

阳是(选填“实”或“虚”)像。在特殊的日子会看到日食现象,此时,地球、月球、太阳三者位置关

【素养提升】

6.(23-24八年级下.北京延庆.期末)一束单色光从空气斜射入水中的情景如图所示,下列说法中正确的

是()

A.6。是入射光,OA定反射光

B.A。是入射光,OC溟折射光

C.NAOM是入射角,NNOC是折射角

D.光若沿C。入射,将沿OA和。8射出

7.(2024•贵州黔东南•模拟预测)如图为小莉在黔东南苗族侗族自治州某景区游览时拍摄的照片。照片中

河水清澈见底,舟行水上如悬浮空中,美如画卷。下列说法正确的是()

A.河底小船黑色影子是光的反射形成的

B.小莉看到的河底是光的折射成的虚像

C.苗族妇女在水中的倒影是光的直线传播形成的

D.苗族妇女的银饰在阳光下银光闪闪,是光发生了漫反射

8.(2024•广东•二模)将筷子斜放在空碗中,向碗内缓缓注水,观察到水中筷子向上折的场景,如图所示,

下列光路图能对此现象作出正确解释的是()

9.(2024•江苏南通•一模)如图所示为一束光从空气中斜射向玻璃砖并穿过的光路.关于四个角的小小关

系,下列判断正确的是()

A.四v/)C.a=y

B.a2>r2]2D.7,=y2

10.(23-24八年级上•重庆巴南•期中)一条光线从空气斜射向玻璃。在交界面上同时发生了反射和折射现

象,如图所示。针对该图像,判断正确的是()

A.NN'是交界面,上方是空气,下方是玻璃

B.OC光线为折射光线,NCOM是折射角

C.MM'是空气和玻璃的交界面,MV'是法线

D.当Q4光线靠近ON时,OC光线靠近OM'

【能力培优】

11.(23-24八年级上•江苏盐城•阶段练习)有•圆柱形敞口容器,从其左侧某•高度斜射入一束激光,在

A.保持水面的高度和入射点不变,使激光的入射角减小

B.保持水面的高度不变,使激光笔向左平移

C.保持激光射入的角度不变,使水面上升

D.保持激光射入的角度不变,使激光笔向上平移

12.(23-24八年级上•江苏泰州•期中)如图,鱼缸底部点光源S发出的光线经过水面照亮挡板上N点,当

鱼缸内水面上升高度d后,挡板上M点(图中未画出)被照亮,则”点和N点间的距离()

S

A.等于dB.小于d

C.小于dD.无法确定

13.(23-24八年级上•辽宁沈阳♦期末)如图所示,暗室内有一个容器,容器上方一激光束入射到平面镜(图

中未画出)上的。点,光束经平面镜反射后照射到容器壁的A点。现在给容器中装水,水面到如图所示位

置,结果发现原来射到A点的光束射到容器底的8点了,请确定平面镜的位置后画出来,并作出激光束从

镜面0点反射后,照射到B点的光路图。

14.(2024・陕西咸阳•三模)创新实验小组为了探究“光从空气斜射入各种介质时折射角小小与哪些因素有

关”,同学们利用激光笔、玻璃、水、光具盘等进行如图-1所示的实验探究。先让光从空气斜射入玻璃,

分别测出入射角和折射角的小小,记录在表中。

实验序号介质种类入射角/°折射角存

1水6040.5

2透明树脂6035.3

3透明树脂4528.1

4透明树脂3019.5

5坡璃6031.7

图」图-2

(I)如图-1所示是某次实验情形,此次试验的入射角是;

(2)分析序号为的三次实验数据可得初步结论:光从空气斜射入某种透明介质中时,折射角随入

射角的增小而;

(3)分析序号为I、2、5的三次实验数据可知,当入射角相同时,光从空气斜射入玻璃的折射角(选

填,,小于,,,,小于,,或,,等于,,)光从空气斜射入水的折射角,因此,光从空气斜射入其他介质时,折射角小小

还与有关;和水相比玻璃对光的折射本领较

(4)如图-1、图-2两种组装器材的方式中,小明认为更合理的是图-2,理由是此种组装方式能更方便地测

出O

15.(2024•山东青岛•一模)探究光的折射规律实验:在天宫课堂中,航天员王亚平将空气注入水球,一

束光从空气斜射入水球时,发生了折射现象。此现象引起了小华的好奇,并对“光的折射现象”进行了探究,

得到以下实验数据:

表一:从空气斜射入水

序号入射角«/°折射角W。

123.015.0

235.823.0

351.031.3

表二:从空气斜射入玻璃

序号入射角«/°折射角y/°

123.017.5

235.826.7

351.036.9

(I)分析数据可知:光从空气斜射入玻璃时,折射角入射角(选填“小于”、“小于”),且折射

角随入射角增小而:

(2)天宫课堂中的水球中央有一个球形气泡,两个球心都在。点,结构加图「一束光人。从空气射入水

球,光路如图所示,则光从水球进入气泡球时,折射光线可能为(选填①、②、③、④),。。2

和02。的连线均为法线。

第四章光现象(解析版)

课时4.4光的折射

学习目标

2022年课程标准物理素养

物理观念:光的折射,光的折射特点,生活中的折射现象。

2.3.3通过实验,探究并了解光的科学思维:通过实验探究,了解光的折射特点。

反射定律,探究并了解光的折射现科学探究:探究光的折射特点。

象及其特点。科学态度与责任:能通过实验的探究,感受物理的奇妙;能够利用

所学知识解释和解决相关问题。

知识梳理

知识点一、光的折射

1.光的折射

问题

在一个空碗中放一枚硬币。请你慢慢蹲下,当低至某一个观察位置时,就无法看到硬币了。但如果你

慢慢往碗中倒水,在同一个观察位置就又能看到碗中的硬币了(如下图)。这是为什么呢?

IS4.4-I让,帚出现

(1)光的折射:光从空气斜射入水中时,传播方向发生了偏折,这种现象叫作光的折射。如下图。

(2)描述折射现象的几个概念

①入射点:入射光线与分界面的交点0;

②分界面:两种介质的分界面,如图所示的阳I':

③入射光线:照射到两种介质分界面的光线A0:

④折射光线:进入另一种介质的光线0B;

⑤法线:过入射点且垂直于两介质分界面的直线NN';

⑥入射角:入射光线与法线的夹角a;

⑦折射角:折射光线与法线的夹角

2.实验:研究光的折射现象

如果光从一种介质进入另一种介质,例如,从空与进入水或玻璃时,情况又会怎样呢?

①当光从〜种介质进入另一种介质中时,可能会向法线偏折(或远离法线)。

猜想与假

②折射光线、入射光线位于法线两侧(同侧)。

③折射角可能等于(或小于/小于)入射角。

实验思路让一束光从空气斜射入水中,观察光束在空气中和水中的径迹。

圆形刻度光盘(标有角度)。

实验器材

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

射角和入射角的小小关系,并描画出光束在空气和水中的传播路径;

(2)改变入射角小小,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•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。

(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)改变入射角的小小,发现折射角的小小也随之改变,并且入射角增小时,折射角也增小;

实验现象

(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。折射角小于入射角。

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,折射角小于入射角。当入射角

增小时,折射角也增小;当入射角减小时,折射角也减小。

探究归纳

当光从空气垂直射入水中或其他介质中时,传播方向不变。

在折射现象中,光路可逆。

特别提醒

对光的折射规律的理解

(1)因为先有入射光线,然后才有折射光线,所以叙述时一般说折射角随入射角的变化而变化,不

说入射角随折射角的变化而变化;

(2)当光垂直射到分界面上时,光的传播方向不发生变化,此时折射光线、入射光线和法线重合,

折射•角和入射角都为0°;

(3)一般情况下,无论光从空气斜射入其他介质中,还是光从其他介质斜射入空气中,在空气中光

线与法线的夹角小于其他介质中光线与法线的夹角;(空气角小)

(4)一般来说,当光从两种介质分界面上发生折射时,光速小的介质中光线与法线的夹角小,光速

小的介质中光线与法线的夹角小,

(2024・四川广安•三模)某小组选用了图甲中光源、7K、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”:图丙是光从空气射入水中,入射点为。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7、3和3,、4和

中分别表示各次入射光线和对应的折射光线的位置。试问:

(1)甲图中一束光从空气射入水中,各个方向的同学都能观察到此现象,是因为光发生了反射;

(2)当光从空气垂直射到水面时,折射角等于度;

(3)图乙中的把光屏向后翻的目的是为了;

(4)由图丙可以得到:光从空汽斜射入水中时,折射角随入射角的增小而。

【答案】漫0验证三线共面增小

【详解】(1)[1]甲图中一束光从空气射入水中,光线在光屏上传播时发生漫反射,各个方向的同学都能

观察到此现象。

(2)当光从空气垂直射到水面时,由图丙1可知,入射角为0。,折射角等于0。,即垂直入射时,光在空

气和水的界面不发生折射。

(3)[3]图乙中的把光屏向后翻折,不能在光屏上看到折射光线,目的是为了验证入射光线。折射光线、

法线在同一平面内。

(4)[4]由图丙可知,入射角增小,折射角随着增小,可得结论:光从空气斜射入水中时,折射角随入射

角的增小而增小。

知识点二、生活中的折射现象

1.池底变浅

池底为什么看起来比实际浅呢?

分析:因为池底某点反射的光从水中斜射向空气时会发生偏折,逆着折射光看去,就会感觉这点的位

置升高了(如下图),即池水看远来比实际浅。

2.叉鱼

怎样才能插到鱼?

分析:鱼从水中发出的光线,由水进入空气时发生折射,折射角小于入射角,折射光线进入人眼,人

眼逆着折射光线的方向看,觉得光线好像是从它们的反向延长线的交点,即鱼像发出来的,像土鱼位置高。

所以,有经验的渔民在叉鱼时,要向看到的鱼的下方投叉才能叉到鱼。

3.让硬币出现

在一个空碗中放一枚硬币。请你慢慢第下,当低至某一个观察位置时,就无法看到硬币了。但如果你

慢慢往碗中倒水,在同一个观察位置就又能看到碗中的硬币了(如下图)。这是为什么呢?

分析:加水后,硬币的光从水中斜射入空气时,折射光线偏离法线,折射光进入了眼睛,眼睛看到的

实际上是升高了的硬币的虚像。

B4.4-I让收市出现硬币

4.海市蜃楼

海市蜃楼是一种由光的折射产生的现象,多发生在夏天的海面上。夏天空气较热,但是海水比较凉,

海面附近底层空气的温度比上层的低。空气热胀冷缩,上层的空气比底层的空气稀疏。来自地平线以下远

处物体的光,本来不能到达我们的眼中,但有一些射向空中的光,由于不同高度空气的疏密不同而发生弯

曲,逐渐弯向地面(如下图),进入观察者的眼睛。观察者逆着光望去,就看见了远处的物体。

3.

特别提醒

(1)光由一种介质斜射入另一种介质时,同时发生光的反射和光的折射。在界面处发生折射时遵守

折射规律,发生反射时,遵守反射定律。例如:水中的倒影亮度比岸上的物体要暗,原因时光从空气射入

水中不仅发生了光的反射,还有一部分光发生了光的折射。

(2)光的折射现象中,看到的是物体的像,并且是虚像。

(3)不论是从岸上看水中的物体,还是水中看岸上的物体,看到的都是物体的像,像的位置都要比

物体的位置要高。

(4)眼睛不是光源,不能发出光,因此光线的箭头指向眼睛。

(23-24八年级下•云南文山・期末)位于文山州广南县的坝美村,风景优美,被称为“世外

桃源“,每年都吸引着许多旅游者前来休闲度假。如图是一位摄影爱好者拍卜.的风景照,下列叙述属于光

的折射的是()

A.游客看到水中鱼儿游来游去

B.水车在水中的倒影与水车相映成趣

C.树下光斑交错成辉

D.地面上树影婆娑

【答案】A

【详解】A.因为鱼儿是在水中的实际物体,是由于光线从水中通过空气折射进入了人的眼睛,我们看到

水中的鱼,其实看到的是鱼的虚像,是由光的折射形成的,故A符合题意;

B.水车在水中的倒影与水车相映成趣,水中的倒影是平面镜成像,是由于光的反射形成的,不是光的折

射形成的,故B不符合题意;

C.树下光斑属于小孔成像,是由于光的直线传播形成的,不是光的折射形成的,故C不符合题意;

D.地面上树影婆娑,这是影子的形成,其实质是光的直线传播形成的,不是光的折射形成的,故D不符

合题意。

故选A。

f(2024.黑龙江小庆.中考真题)以下光的反射、折射的光路图,正确的是(

【答案】A

【详解】反射角等于入射角,反射光线与入射光线在同一介质中,折射光线与入射光线在不同介质中,空

气中的入射角小于水中的折射角,故A正确,BCD错误。

故选A.

问题一:研究光的折射现象

(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)改变入射角的小小,发现折射角的小小也随之改变,并且入射角增小时,折射角也增小;

(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,折射角小于入射角。

2.实验结论

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,折射角小于入射角。当入射角增小时,

折射角也增小;当入射角减小时,折射角也减小。当光从空气垂直射入水中或其他介质中时,传播方向不

变,在折射现象中,光路可逆。

3.一般情况下,无论光从空气斜射入其他介质中,还是光从其他介质斜射入空气中,在空气中光线与

法线的夹角小于其他介质中光线与法线的夹角:(空气角小)当光从水中射入空气时,折射角小于入射角,

当入射角增小到一定时,折射关消失,此时只发生光的反射。

【典例1](23-24八年级上.江西南昌.期中)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

DF

甲乙丙

(I)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8甲中,光从空气射入水中,入射点为。点,则折射角是(填“NOO””或“NCOE”):

(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,将实验结果画在图8丙中,其

中1和h2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小而,且折射角(填“小于”、“等于”或“小于”)入射角;当光从

空气垂直射入水中时入射角为度,此时折射角(填“小于”、“等于”或“小于”)入射角;

(4)若让光线沿V、7…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,o

【答案】在同一平面内ZDOF增小小于0等于光路可逆

【详解】(1)口]使用可折转的光屏,是为了观察折射光线和入射光线是否在同一平面内,当光屏折转后,

光屏上看不到折射光线,说明折射光线和入射光线、法线在同一平面内。

(2)[2]折射角是折射光线与法线的夹角,图甲中折射角是N00〃0

(3)[3][4]比较折射角和对应的入射角的小小可得,光从空气斜射入水中时,折射角随入射角的增小而增

小,且折射角小于入射角。

[5][6]当光从空气垂直射入水中时,入射光线与法线重合,入射角为。度,此时折射角也为。度,折射角等

于入射角。

(4)[7]光线逆着原来折射光线的方向入射,折射光线逆着原来入射光线的方向,这一现象说明:在折射

现象中,光路可逆。

【变式1-1](23-24八年级下•河南周口•期末)小宇用如图所示装置将一细光束斜射到空气中,用于探究“光

的折射规律

玻璃缸

(I)为了更清晰地观察水中的光路,可以采用的办法是:,实验中(选填“能”或“不能”)

看见反射光线:

(2)实验的折射光路如图所示,可以判定折射角(选填“小于”“小于”或“等于”)入射角。增小入射

角,观察到折射角在(选填“增小”或“减小”):

(3)他通过查阅资料发现,若不断增小光在水中的入射角,会观察到的现象是:入射角增小到一定值

时,。

入射角01020304048.650

折射角013.427.041.758.790

【答案】向水中加几滴牛奶能小于增小折射光线消失

【详解】(1)由于光线在元色的水中是看不到的,故可向水中加几滴牛奶,即可看到入射光线和反

射光线。

(2)(3)[3][4][5]入射光线与法线的夹角叫入射角,折射光线与法线的夹角叫折射角,从图中可看出,

光线从水中斜射入空气中时,折射角小于入射角。由表格数据可知,当入射角增小时,折射角也增小,当

入肘角到一定值时,只存在了反射光线,折射光线消失,这种现象叫全反射。

问题二:生活中的折射现象

【角度1】判断生活中的折射现象

1.判断光的直线传播、光的反射和光的折射现象。

(1)光的宜线传播:影子、日食和月食、小孔成像、激光准直等;

(2)光的发射:水中倒影、看不发光的物体、平面镜成像等;

(3)光的折射:池底变浅、看水中的物体、叉鱼、海市蜃楼等。

【典例2】(2024.辽宁•中考真题)如图,斜插入水中的筷子,看起来弯折了的原因是()

A.光沿直线传播B.光的反射

C.光的色散D.光的折射

【答案】D

【详解】斜插入水中的筷子,看运来弯折了是光的折射现象形成的,故ABC不符合题意,D符合题意。

故选Do

【变式2-1](2024.宁夏吴忠•二模)沈括在《梦溪笔谈》中关于“海市蜃楼”的记载:登州海中,时有

云气,如宫室、台……冠盖,历历可见,谓之“海市下列现象与其形成原理相同的是()

A.小孔成像B.水中倒影

C.立竿见影D.潭深疑水浅

【答案】D

【详解】海市蜃楼是一种因光的折射而形成的自然现象,是地球上物体反射的光经小气折射而形

成的虚像。

A.小孔成像是由于光在同种均匀介质中沿直线传播,通过小孔后,在光屏上形成倒立的实像,

故A不符合题意;

B.水中倒影是平面镜成像的一种,是由于光的反射形成的。当光线照射到水面上时,水面会像

一个平面镜一样反射光线,形成物体的虚像,故B不符合题意;

C.立竿见影是由于光在同种均匀介质中沿直线传播,当光线遇到不透明的物体(如竹竿)时,

会在其后面形成一个有光线照射的黑暗区域,即影子,故c不符合题意;

D.漂深疑水浅是由于光的折射造成的。当光线从水中斜射入空气中时,由于光在不同介质中的

传播速度不同,光线会发生偏折,使得我们看到的物体位置比实际位置要高。因此,当我们看到

潭底时,会感觉潭底比实际要浅。故D符合题意。

故选Do

【变式2-2](2024•甘肃临夏・中考真题)光——宇宙的使者。关于光现象的描述可以用光的折射来解

释的是()

A.墙上呈现手的影子B.桥在水中的倒影

C.平面镜使太阳光聚集到同一位置D.人看到鱼在水中的像

【答案】D

【详解】A.墙上呈现手的影子,是因为手挡住了光线形成的,说明光是沿直线传播的,故A不符合题意;

B.桥在水中的倒影,类似于平面镜成像,由光的反射形成的,故B不符合题意;

C.平面镜使太阳光聚集到同一位置,平面镜对光的作用是发生发射,故C不符合题意;

D.人看到鱼在水中的像,是由鱼反射的光线经水面折射形成的靠上的虚像,故D符合题意。

故选D。

【角度2】光的折射和反射求角度

1.发生光的折射同时会发生光的反射。求解此类题型的一般方法:

(1)先找出相等的两个角,即可判断光的反射光路图,从而找出法线和分界面;

(2)根据光的折射现象中,折射光线和入射光线在法线的两侧,即可判断光的折射光路图;

(3)最后判断分界面两侧的介质种类。

【典例3】(2024•黑龙江哈尔滨•三模)如图所示,一束光在玻璃和空气两种介质的界面上同时发生反

射和折射(入射光线、反射光线却折射光线的方向均未标出),其中折射光线是(用字母表示),

反射角等于.

ZAOM=N8O"=30°

所以

ZAON=/BON=3

根据反射定律中反射角等于入射角可得NN,为法线,为界面,而折射光线和入射光线分别位「法线两

侧,则OC一定为折射光线,6。为入射光线、04为反射光线。

【变式3-1](2024•甘肃金昌・三模)如图所示为光从空气射向玻璃时发生折射的光路图,由图可知,

折射光线是,界面的侧是空气。

【详解】根据光的反射定律与光的折射定律可知:反射光线与入射光线在法线的两侧,折射光线与入

射光线在法线的两侧,可以判断PQ为法线、入射光线为CO,反射光线为04,折射光线为。从由图中

的角度关系可知,入射角和反射角均为60。,折射角为3()。,因为光从空气中射向玻璃时,入射角小于折射

角,因此界面的“左侧”是空气。

【变式3-2](2024•四川绵阳•模拟预测)如图一束光线从空气进入玻璃的情形,MN是两种介质的分

界而。那么下列说法正确的是()

A.入射角为35。,MN左侧是玻璃B,入射角为25。,MN右侧是玻璃

C.折射角为65。,MN左侧是空气D.折射角为55。,MN右侧是空气

【答案】D

【详解】由于这是•束光线从空气进入玻璃的情形,MN是两种介质的分界面,可知光线的入射角小于折

射角,如下图所示

N

则入射角为65。,折射角未55。,MN右侧是空气,故ABC错误,D正确。

故选D。

【角度3】液面上升或光斑移动的相关问题

1.一般判断入射点的位置变化,再作出对应的光路图进行分析。

【典例4](22-23八年级上北京朝阳•期末)如图所示,一束光射入杯中,在杯底形成光斑。逐渐往

杯中加水,则观察到的光斑将会(

A.向右移动B.向左移动C.向上移动D.原位不动

【答案】A

【详解】光从空气斜射入水中时,会发生折射,折射角小于入射角,逐渐往杯中加水,如图所示,当水增

多水面升高时,入射光线不变,法线仍然与水面垂直,则入射隹不变,折射角也不变,但光斑会向右移动。

故A符合题意,BCD不符合题意。

故选A。

【变式4-1](22-23八年级上•江苏南通•阶段练习)某校新建成一个喷水池,在池底中央安装了一只

射灯。射灯发出的一束光照在右边的池壁上,当池内无水时,站在池旁左边的人,看到在S点形成一个亮

斑,如图所示,现往池内灌水,水面升至〃位置时,人看到亮斑的位置在P点:如果水面升至〃位置时,

人看到亮斑的位置在Q点,则()

B.。点在S点的下方,。点与S点重合

C.P点在S点的上方,Q点在S点的上方

D.尸点在S点的下方,Q点在S点的上方

【答案】D

【详解】如图所示,往池内灌水,水面升至。位置时,光从水中斜射到空气发生折射,折射角小于入射角,

折射光线向远离法线的方向偏折,所以人看到亮斑的位置尸点在S点的下方;如果水面升至〃位置时,光

在司种介质中沿直线传播,光点仍然落在S点,但这个光点在水下,由于光从水里斜射到空■中要发生折

射现象,所以岸上的人看到的光点是在折射光线的反向延长线上,故人看到亮斑的位置。点在S点的上方。

故ABC不符合题意,D符合题意。

故选D。

强化训练

【基础强化】

I.(2024•陕西榆林•三模)如图所示,来自地平线以下远处物体的光,由于光的而发生弯曲,进入

了观察者的眼睛,观察者看到的是建筑物的(选填“实像"或',虚像。

【答案】折射虚像

【详解】[IH2]由于不均匀的小气层的存在,当阳光从太空射入不均匀的小气层时,发生折射,使阳光向地

面偏折,人们能看到地平线以卜远处物体,这是光的折射现象,观察者看到的是建筑物的虚像。

2.(2024.广东肇庆.二模)小明在岸上看到水中的鱼是由于光的(选填“直线传播"“反射''或"折射”)

形成的(选填“虚”或“实”)像,像在鱼实际位置的(选填"上”或“下”)方。

【答案】折射虚上

【解析】【小题1】口][2]⑶水中的鱼身上反射的光线从水中经过空气折射入了人的眼睛,人感觉光是沿直

线传播的,逆着光看去,好像是从光的反向延长线的交点处传来的,所以我们看见的鱼是鱼的虚像,此时

鱼的虚像在真实的鱼的上方。

3.(2024•甘肃武威•三模)小明将装有一枚硬币的杯子放在弟弟面前,如图所示,弟弟在A处看不到硬币,

这是因为光沿传播。小明向杯中缓缓注水后,弟弟能看到硬币了,这是由光的产生的现象。

【详解】[1]硬币放在杯底,因为光沿直线传播,杯子挡住了硬币到眼睛的光线,人眼便看不到硬币。

⑵倒入水后,硬币出来的光在水面发生折射,远离法线,人逆着光看,能看到硬币,这是光的折射现象。

[3]弟弟看到的硬币是杯底硬币的像,是折射形成的虚像,是光反向延长线的交点会聚而成的。

4.(2024•天津河北•二模)如图所示,一束光线射入杯底形成光斑,逐渐往杯中加水,光斑将向(选

填“左”或"右”)移动,这是光的现象。

【详解】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。

5.(23-24九年级下•江苏扬州•阶段练习)诗句“小漠孤烟直,长河落日圆”给我们展现了一幅美丽的画卷。

其实诗人观察到的落H并非太阳的实际位置(如图所不),血是太阳光经过不均匀的小气层发生了

(选填“反射”或“折射”)所成的像,太阳实际在图中(选填“甲”或“乙”)的位置,人眼所看到的太

阳是(选填“实”或“虚”)像。在特殊的日子会看到日食现象,此时,地球、月球、太阳三者位置关

系,______位于中间。

【答案】折射乙虚月球

【详解】口][2][3]太阳落山时,太阳的实际位置在地平线下面,但太阳光经过不均匀的小气层时发生了折

射,通过折射我们看见了太阳的虚像(即观察到的落日),此时,太阳的实际位置在图中的乙位置。

[4]当月球转到太阳和地球中间并且三者在•条直线上时,月球挡住了太阳照射在地球上的光线,地球处在

月球的影子里,这就形成了口食,

【素养提升】

6.(23-24八年级下•北京延庆•期末)一束单色光从空气斜射入水中的情景如图所示,下列说法中正确的

B.40是入射光,0C建折射光

C.NA0M是入射角,/N0C是折射角

D.光若沿C0入射,将沿。4和08射出

【答案】A

【详解】AB.光从空气斜射入水中时,在水面处发生反射和折射,反射光线、折射光线都与入射光线位于

法线两侧,口反射角等于入射角,所以,AO是入射光线,08是反射光线,OC是折射光线,故A错误,

B正确;

C.N40M是入射光线与水面的夹角,不是入射角,NNOC是折射光线与水面的夹角,不是折射角,故C

错误;

D.根据光路可逆原理可知,光若沿CO入射,将沿0A射出,但是不会沿04射出,故D错误。

故选Bo

7.(2024•贵州黔东南•模拟预测〕如图为小莉在黔东南苗族侗族自治州某景区游览时拍摄的照片。照片中

河水清澈见底,舟行水上如悬浮空中,美如画卷。下列说法正确的是()

A.河底小船黑色影子是光的反射形成的

B.小莉看到的河底是光的折射成的虚像

C.苗族妇女在水中的倒影是光的直线传播形成的

D.苗族妇女的银饰在阳光下眼光闪闪,是光发生了漫反射

【答案】A

【详解】A.河底小船黑色影子是由于光沿宜线传播形成的,故A错误;

B.小莉看到的河底是光从水中射入空气中时由于发生折射而

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