苏科版物理八年级上册课时3.1 光的折射（学生版）

第三章\o"第4章光的折射透镜"光的折射透镜课时3.1光的折射2024年课程标准物理素养1、了解光的反折定律。2、了解光的折射特点。3、了解光从空气射入水中或其它介质中时的偏折规律。物理观念：了解光从空气射入水中或其它介质时可以发生折射。科学思维：理解在折射现象中光路的可逆性。科学探究：通过实验探究光的折射定律。科学态度与责任：能用光的折射定律解决实际问题。知识点一、光的折射现象1、当光从一种介质斜射入另一种介质时，光在另一种介质中传播方向发生改变的现象叫光的折射。2、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）。3、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。4、在生活中，我们常见的折射现象很多，如：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。特别提醒1、光在同种、均匀、透明介质中沿直线传播，产生的现象有小孔成像、激光准直、影子的形成、日食和月食等。2、光线传播到两种介质的表面上时会发生光的反射现象，例如水面上出现岸上物体的倒影、平面镜成像、玻璃等光滑物体反光都是光的反射形成的。3、光线在同种不均匀介质中传播或者从一种介质斜射入另一种介质时，就会出现光的折射现象，例如水池底变浅、水中筷子变弯、海市蜃楼等都是光的折射形成的。如下图所示是一条鱼跃出水面，咬食荷花的情景，鱼在水中看到荷花，是因为此时光从斜射入中（前两空均选填“空气”或“水”）；鱼要准确地咬到荷花，应该跃向看到的荷花的（选填“下方”、“上方”或“本身”）位置。知识点二、探究光的折射特点1、实验目的：探究光的折射特点。2、实验器材：激光笔、水槽、一个可折转的光屏、一块玻璃砖、刻度尺、量角器、支架等。（1）玻璃砖(或水)：发生光的折射。（2）激光笔：发出光（光学）。（3）可折转的光屏：探究反射光线、入射光线和法线是否在同一平面。3、实验步骤步骤①如图所示，让光从空气进入水中，观察折射光线、入射光线、法线之间的位置关系。步骤②比较折射角与入射角的大小。步骤③改变入射角的大小，观察折射角的变化情况。步骤④换用玻璃砖，将上面的实验过程重复一次。步骤=5\*GB3⑤让光从水中斜射到空气中，观察入射角和折射角的变化。4、实验结论(1)三线共面：折射光线与入射光线、法线在同一平面上。(2)两线异侧；折射光线和入射光线分居于法线的两侧。(3)角不等：折射角不等于入射角(空气中角大)A.光从空气斜射入水或其他介质中时，折射角小于入射角，属于近法线折射。B.光从水中或其他介质斜射入空气中时，折射角大于入射角，属于远法线折射。特别提醒1、光能射入某种介质，则这种介质一定是透明的。否则光只会被反射。2、在两种介质的交界面上，如果是透明的介质交界面会发生两种光现象：折射和反射。如果介质不是透明的，比如钢板等等，就只会发生“反射”。3、光的折射传播方向一般会发生变化，但特殊情况下，光垂直入射时，传播方向将不变化，也就是说，折射不一定都“折”！4、在光的折射中角的变化规律:折射角随着入射角的增大而增大，减小而减小。5、在光的折射过程中，光路是可逆的。6、我们会把河水看浅了，原理如图所示：（1）如图:s’是所有折射光线反向延长线的交点，所以也是虚像。（2）光的传播方向:由水中斜射入空气，进入人眼。7、水中的鱼会把我们看高了(原理如图)：某同学做“探究光的折射规律”实验，她把半圆形玻璃砖固定在圆盘中心，让激光束沿圆盘半径入射到玻璃砖圆心处，激光束经玻璃砖折射后从半圆弧边射出（如图所示）。旋转圆盘，多次改变激光束入射角度，观察折射光线方向并记录数据，如下表所示。实验次数12345入射角20°30°45°60°75°折射角13°19°28°35°40°（1）实验中，圆盘除了能读出入射角和折射角大小外，还可以利用光的，显示出光路；（2）分析实验数据，请你将光在发生折射时，折射角和入射角的关系补写完整：当光从空气斜射到玻璃表面时，折射角小于入射角，且。问题一：光的折射解析现象【角度1】从水面看向水中【典例1】陶瓷茶杯底部放有一枚硬币，人移动到某一位置时看不见硬币（如图甲），往茶杯中倒入一些水后，又能够看见硬币了（如图乙）。关于“看不见”和“又看见了”两种情况，下列分析正确的是（）①“看不见”是由于硬币没有反射光②“看不见”是由于硬币反射的光没有到达眼睛③“又看见了”是由于硬币反射的光在水面处发生折射到达眼睛④“又看见了”是由于硬币折射的光在水面处发生反射到达眼睛A．①③ B．②③ C．①④ D．②④1、光线由水中斜射到空气中时，在水面上发生折射，折射角大于入射角，折射光线进入人眼，人眼逆着折射光线的方向看去，就会觉得池底变浅了，这是光的折射现象。【变式1-1】清澈见底的池水看起来比实际浅，这种现象产生原因是光的（）A．反射 B．直线传播 C．折射 D．色散【变式1-2】有经验的渔民在用鱼叉叉鱼时，不会直接叉向看到的鱼，这是由于当光从射向时，发生折射，我们看到的是鱼变的虚像。（选填“高”或“低”）【角度2】筷子在水中的弯折【典例2】标有乙点的筷子放在空碗中如图所示，向碗中加水至虚线处，观察到水中筷子向上折的场景，此时从碗口上方看筷子上的乙点，光的传播路径图正确的是（）A． B．C． D．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。【变式2-1】生活中有很多奇妙的光现象，下图中的现象是由光的折射形成的是（

）A．一束光柱直冲天 B．钢勺能被水折断C．月亮落入湖里边 D．烛焰也能倒着燃【变式2-2】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”）。【角度3】海市蜃楼【典例3】2023年5月13日，武汉上空惊现美丽的日晕现象，太阳旁边出现一圈彩虹光环。这个美丽的奇观是由于在5000到6000米的高空中，出现了由冰晶构成的卷层云，云层中冰晶含量较大，阳光产生折射后形成的。下列现象与日晕形成原因相同的是（）A．手影游戏B．对镜画妆C．海市蜃楼D．塔式太阳能电站（1）海市蜃楼是由于大气层不均匀，光在不均匀的大气中传播时发生折射而形成的虚像。【变式3-1】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【变式3-2】《梦溪笔谈》是北宋一部涉及中国古代自然科学、工艺技术及社会历史现象的综合性笔记体著作，该书被评价为“中国科学史上的里程碑”。作者沈括在书中记载了日食、月食、海市蜃楼等自然奇观，海市蜃楼是由于光的而形成的像（选填“实”或“虚”）。问题二：光的折射特点探究【角度1】探究光的折射定律【典例1】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”。（1）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“大于”“小于”或“等于”）入射角。增大入射角，观察到折射角在（选填“增大”或“减小”）；（3）他通过查阅资料发现，若不断增大光在水中的入射角，会观察到的现象是：入射角增大到一定值时，。入射角01020304048.650折射角013.427.041.758.790（1）在折射现象中，折射光线、入射光线、法线在同一平面内（共面）。（2）折射光线和入射光线分居在法线的两侧（分居）。（3）当光从空气斜射入水等其他透明物质（玻璃、水晶等）时，折射角小于（大于、小于或等于）入射角；当光从水或其它透明物质斜射入空气时，折射角大于（大于、小于或等于）入射角（不等角，在空气中的角大）。【变式1-1】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大小与哪些因素有关”，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大小，记录在表中。实验序号介质种类入射角/°折射角/°1水6040.52透明树脂6035.33透明树脂4528.14透明树脂3019.55玻璃6031.7（1）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大而；（3）分析序号为1、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“大于”“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，折射角大小还与有关；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。【变式1-2】小聪首先用如图甲、乙的装置探究“光的反射定律”。平面镜水平放置，附有量角器的白纸板由E、F两部分构成，始终竖直立在平面镜上，可以绕ON翻折。（1）如图甲，E、F在同一平面上，改变入射光的方向，多测几组入射角∠i和反射角∠r，分析比较二者大小关系可得出结论：（用字母符号表示）；（2）若光沿BO入射，经M反射后沿OA射出。这表明：在光的反射现象中，光路是的；（3）如图乙，把F向前或向后翻折，则在F上（选填“能”或“不能”）看到反射光，这说明反射光线、入射光线和法线在同一平面内；（4）探究完光的反射规律后，小聪紧接着又利用如图丙所示的实验装置探究平面镜成像的特点。①选择玻璃板代替平面镜的目的是便于确定的位置；②将与A完全相同、未点燃的蜡烛B放到玻璃板后面与像重合，比较像与蜡烛的大小关系。这里采用的科学方法是；③如图所示的光现象中，其成因与平面镜成像原理相同的是()A．“弯折”的筷子

B．水中倒影C．海市蜃楼

D．雨后彩虹【角度2】不同介质入射角、反射角与折射角的大小关系【典例2】如图一束光线从空气进入玻璃的情形，MN是两种介质的分界面。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（1）折射角随入射角的变化而变化，是正比的关系。【变式2-1】如图所示，一束光在空气和玻璃两种介质的界面上同时发生反射和折射，下列说法正确的是（）A．入射角为60°B．EF为界面，上方为空气C．MN为界面，左侧为空气D．光线CO为入射光线【变式2-2】图是光斜射到两种透明物质（空气和玻璃）的界面时发生反射和折射的现象。图中是界面，是入射光线（以上两个均用字母表示），折射角为度，边物质是空气（选填“上”、“下”、“左”或“右”）。【角度3】作光折射的光路图【典例3】如图所示，一束光线AO斜射到水面上，请画出对应的折射光线和反射光线。作光的折射光路图，光的折射作图方法：（1）光的折射（2）光路可逆性。【变式3-1】“珍爱生命，预防溺水”。由于光的折射，池水看起来比实际浅，所以不能贸然下水游泳。如图所示，A是池底的物体，是岸上儿童看到的A的像，请在图中将人看到像的光路图补充完整，并标出入射角i。【变式3-2】如图所示，为一束光从空气射入玻璃时的反射光线，请在图中画出入射光线和大致的折射光线。【基础强化】1．一束光由水斜射向空气，当入射光线不断向法线靠拢时（）A．折射光线靠拢法线，反射光线远离法线B．反射光线靠拢法线，折射光线远离法线C．折射光线和反射光线都远离法线D．折射光线和反射光线都靠拢法线2．如图所示的光现象中，由于光的反射形成的是（

）A．甲图沂水彩虹桥在水中形成的倒影 B．乙图日晷上呈现针的影子C．丙图手在墙上形成的手影 D．丁图筷子好像在水面处弯折3．小明在公园的湖边散步时，看到湖里有一群锦鲤。下列能正确反映他看到锦鲤的光路图的是（）A． B．C． D．4．下列生活现象中，由光的折射形成的是（）A．墙上手影 B．水中倒影C．林间光线 D．筷子“折断”5．下列光现象：①手影游戏；②猴子捞月一场空；③小孔成像；④池水变“浅”；⑤海市蜃楼；⑥水中倒影，（选填序号）是由于光的直线传播产生的，（选填序号）是由于光的折射产生的，（选填序号）是由光的反射产生的。6．小明在公园游玩时，看到茂密的树下有许多圆形光斑，仔细一看是太阳的“像”，这是光的而形成的；湖面上拱桥在水中的“倒影”，这是由于光的而形成像，他还看到鱼在水中游，看到的鱼是光的而形成像。【素养提升】7．如图，海洋公园内，北极熊站立在方形透明水族箱内，身体在水面下，水族箱外的小海同学居然看到了北极熊“身首异处”的奇异场景。造成北极熊水面以下身体错位的原因是（）A．光的直线传播 B．光的反射 C．光的折射 D．光的色散8．下面是2023年杭州亚运会中的一些场景，其中包含的现象与光的反射原理有关的是（）A．射击运动员瞄准靶心B．观众看到游泳馆池水深比实际更浅C．跑步运动员在地面上的影子D．皮划艇运动员在水中的倒影9．宋代范仲淹的《岳阳楼记》中蕴含了丰富的光学知识，文字词句与物理知识相符合的是（）A．“锦鳞游泳”，看到水里的鱼是实像B．“皓月千里”，皎洁的月亮是光源C．“浮光跃金”，湖面波动的光闪着金色是光的折射现象D．“静影沉璧”，如玉璧一样月亮的倒影是光的反射现象10．如图所示，一束激光由玻璃砖下方向上射入空气中，折射后沿OA射出，其入射点可能是图中的（）A．M点 B．N点 C．P点 D．Q点11．毛主席曾经与同学游玩长沙橘子洲时，写下“鹰击长空，鱼翔潜底，万类霜天竞自由”的诗句。我们看见“鱼翔潜底”的景象是因为光从水中斜射入空气中时发生形成的，“鱼翔潜底”的景象比鱼的实际位置（选填“高”或“低”）。12．如图所示，有一束光从空气射入某种透明介质，在分界面处发生了反射和折射，其中AE⊥CG，∠4＝∠5，则（选填“FH”、“DH”或“BH”）为入射光线，（选填“AE”或“CG”）为分界面。13．如图所示，一束光从空气斜射入水中，请作出反射光线和折射光线的大致方向。14．画出图中光从空气斜射入水中折射光线的大致位置。15．一束光从空气射向玻璃砖，并穿过玻璃砖；画出这束光进入和离开玻璃砖的折射光线。【能力培优】16．有的诗歌不仅文字优美，也蕴含着一些物理知识，下列说法正确的是（）A．“起舞弄清影”——影子的形成是因为光的直线传播形成的虚像B．“潭清疑水浅”——“疑水浅”是因为光从空气射向水面时发生了折射C．“楼台倒影入池塘”——“倒影”是光的反射形成的虚像D．“江清月近人”——江中月亮比天上月亮到水面的距离更近一些17．如图所示的光现象中，其中由光的直线传播形成的是（）A．水中鱼B．镜中花C．水中月D．墙上影18．当光从一种透明介质射入另一种透明介质中时，传播方向发生偏折（选填“不一定”或“一定”）。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，其中折射角为（选填“∠1”、“∠2”或“∠3”），分界面的方为水。（选填“上”“下”“左”“右”）。19．小明在进行“探究光的折射特点”的实验，所用的实验器材有：激光笔、长方形玻璃砖、刻度尺、白纸。（1）还需要的实验器材是；（2）如图-1所示，小明将玻璃砖放在一张白纸上，让激光贴着白纸从O点射入玻璃砖，标记从下表面射出的位置点，让光贴着白纸的目的是。实验过程中，小明是通过对比来判断光的偏折程度；（3）实验过程中，小明多次改变入射角，并使每次的入射点始终为O点，标记出对应的从下表面射出