資源簡介

中小學(xué)教育資源及組卷應(yīng)用平臺
第13講 光的折射
認識光的折射現(xiàn)象
知道光從空氣斜射入水中或其他介質(zhì)中時的偏折規(guī)律
能辨認或解釋與光的折射有關(guān)的簡單現(xiàn)象
光的折射
1、認識折射：將一束激光從水槽側(cè)面射入讓光線從空氣進入水中，觀察光線的傳播路徑，試一試，感受光的路徑
2、探究光的折射現(xiàn)象
提出問題 光從一種介質(zhì)射入另一種介質(zhì)，傳播方向會發(fā)生改變嗎
探究方法 讓激光斜射到空水槽底部，標(biāo)記為O點，然后向槽內(nèi)注水。 觀察光斑的位置變化
現(xiàn)象描述 加水以后，光斑的位置 向左移動 。
探究結(jié)論 光從空氣斜射入水中時，在水面處發(fā)生 偏折 ，改變了 傳播方向 。
3、光的折射： 光從一種介質(zhì)射入另一種介質(zhì)，傳播方向會發(fā)生改變 的現(xiàn)象叫作光的折射。
4、與光的折射有關(guān)的基本概念（如圖）
一點 入射點
一面 一個平面
兩角 入射角 入射光線和法線的夾角
折射角 折射光線和法線的夾角
三線 入射光線
折射光線
法線
特別提醒：
（1）光從一種介質(zhì)進入另一種介質(zhì)時，既發(fā)生光的 反射 ，也發(fā)生光的 折射 。
（2）如果同種介質(zhì)疏密不均勻，光在其中也會發(fā)生 折射 ，海市蜃樓就是因此而產(chǎn)生的。
探究光的折射特點
實驗步驟
讓一束光從空氣斜射入水中觀察，折射光線入射光線和法線之間的關(guān)系，比較折射角和入射角的大小，并描畫出光速在空氣和水中的傳播路徑
方向 入射角 折射角 角度比較
空氣到玻璃 0
30
60
0
玻璃到空氣 30
40
改變?nèi)肷浣堑拇笮。^察折射角的變化情況
讓一束光垂直于水面射入水中，觀察折射情況
讓一束光逆著折射光線的方向，從水中斜射入空氣中，觀察折射現(xiàn)象
實驗結(jié)論
當(dāng)光從空氣斜射入水中或其他介質(zhì)中時，折射角 小于 入射角（折射光線偏向 法線 ）；當(dāng)入射角增大時，折射角也 增大 。
當(dāng)光從空氣垂直入水中或其他介質(zhì)中時，傳播方向 不變 。即折射角=入射角= 0度
在光的折射現(xiàn)象中，光路是 可逆的 。
當(dāng)光從水中或其他介質(zhì)斜射入空氣中時，折射角 大于 入射角（折射光線偏向 界面 ）。
三、生活中的折射現(xiàn)象（形成虛像）
1、筷子看起來向上折斷了
2、水中看樹
3、海市蜃樓的成因
考點一：光的折射現(xiàn)象
例1．如圖所示的光學(xué)現(xiàn)象中，屬于光的折射的是（　　）
A．圖①中雨后天空中的“彩虹” B．圖②中水中的“倒影”
C．圖③中“手影”的形成 D．圖④中樹蔭下圓形的“光斑”
【答案】A
【詳解】A．雨后“彩虹”是光的色散現(xiàn)象，其實質(zhì)是光的折射形成的，故A符合題意；
B．水中“倒影”是平面鏡成像，是光的反射現(xiàn)象形成的，故B不符合題意；
C．“手影”是光的直線傳播形成的，故C不符合題意；
D．樹蔭下圓形的“光斑”是小孔成像現(xiàn)象，小孔成像是光的直線傳播形成的，故D不符合題意。
故選A。
考點二：探究光的折射規(guī)律
例2．小輝同學(xué)用如圖所示的實驗裝置探究“光的反射和折射規(guī)律”。在玻璃水槽中豎直放置的光屏是由E和F兩個半圓形光屏組成的，NOM為兩半圓的分界線，其中光屏F可繞直徑NOM前后折轉(zhuǎn)。實驗測量數(shù)據(jù)如表所示：
入射角α 0° 30° 45° 60°
反射角γ 0° 30° 45° 60°
折射角β 0° 22° 32° 41°
（1）由表中數(shù)據(jù)可得到的結(jié)論是：當(dāng)光從空氣斜射入水中時，反射角_________入射角，折射角_________入射角，（前兩空選填“大于”、“小于”或“等于”）且折射角隨著入射角的增大而__________（選填“增大”、“減小”或“不變”）；
（2）由表中數(shù)據(jù)可知，當(dāng)光從水中以32°入射角斜射到空氣中時，折射角為___________；
（3）分析表中數(shù)據(jù)猜想，當(dāng)光從空氣射入其他介質(zhì)時，折射角_________（填“可能”或“不可能”）達到90°；
（4）小輝同學(xué)在實驗時，當(dāng)他沿AO方向射入一束光，F(xiàn)光屏上沒有反射光和折射光，可能原因是__________。
【答案】 等于 小于 增大 45° 不可能 F光屏繞直徑NOM向前或者向后折轉(zhuǎn)了一定角度
【詳解】（1）[1][2][3]由表中數(shù)據(jù)（或由光的折射規(guī)律）可知，反射角始終等于入射角；光從空氣斜射入水中時，折射角小于入射角；后三組對應(yīng)的數(shù)據(jù)中，折射角都小于入射角；且折射角隨著入射角的增大而增大。
（2）[4]從表格中數(shù)據(jù)可得，當(dāng)空氣中的入射角為45°時，水中的折射角為32°，由光路可逆得，當(dāng)光從水中射向空氣，若入射角為32°，則光在空氣中的折射角為45°。
（3）[5]由表格中的數(shù)據(jù)可知，當(dāng)空氣中的入射角逐漸增大時，折射角也隨之增大；但折射角始終小于入射角，故光從空氣射入其他介質(zhì)時，折射角不可能達到90°。
（4）[6]根據(jù)光的反射和折射規(guī)律，入射光線、折射光線、反射光線始終處于同一平面內(nèi)，因為光線AO是貼著E光屏入射的，所以只要F光屏與E光屏在同一平面內(nèi)，在F光屏上就能看到反射光線和折射光線，而題中F光屏上沒有反射光和折射光，說明F光屏與E光屏并不在同一平面，原因是F光屏繞直徑NOM向前或者向后折轉(zhuǎn)了一定角度。
考點三：光的折射作圖
例3．如圖所示，畫出光線AO斜射入水中時的折射光線，并標(biāo)出折射角r。

【答案】
【詳解】光線AO從空氣斜射入水中時，折射光線靠近法線，折射角小于入射角，折射角為折射光線與法線之間的夾角；如圖所示：

考點四：解釋生活中的折射現(xiàn)象
例4．如圖所示，人所看到的魚比實際魚的位置偏_______（深/淺），這是由于光從_______射入_______中發(fā)生折射造成的。

【答案】 淺 水中 空氣
【詳解】[1][2][3]人眼看到水中的魚，是由于水中魚身上反射的光線在水面發(fā)生折射進入空氣，折射光線進入人的眼睛，人眼逆著進入人眼的光線看到的偏上的虛像。
考點五：光的折射規(guī)律的應(yīng)用
例5．如圖所示，是一束光從玻璃斜射入空氣中的光路圖，入射角是________度，反射角是________度，折射角為________度，在界面的________（選填“上”或“下”）側(cè)是空氣。
【答案】 30 30 46 下
【詳解】[1]入射角與法線的夾角為入射角，由圖可知，光從玻璃斜射入空氣中，此時的入射角為30°。
[2]根據(jù)反射定律，反射角等于入射角，反射角也為30°。
[2]折射光線與法線的夾角為折射角，折射光線與界面的夾角為44°，則折射角為 90°-44°=46°
[3]當(dāng)光線從空氣射入其它透明介質(zhì)時，折射角小于入射角；當(dāng)光線從其它介質(zhì)斜射入空氣時，折射角大于入射角。因此時折射角大于入射角，所以界面的下側(cè)是空氣，上側(cè)是玻璃。
1．如圖一束光從左往右照在沒水的游泳池底部，形成了一塊耀眼的光斑，在往游泳池里加水直到加滿的過程中，這塊光斑將（　　）
A．先右移然后停止 B．先左移然后停止
C．一直向左移動 D．一直向右移動
【答案】B
【詳解】當(dāng)容器內(nèi)加水時，由光的折射規(guī)律可知，光線將發(fā)生折射現(xiàn)象，折射光線靠近法線，即向下偏折，也就是在容器底的光斑向左移動、，當(dāng)水加滿后，光斑就停止移動，故B符合題意，ACD不符合題意。
故選B。
2．下列那幅圖正確地表示了光從空氣射向玻璃表面時，發(fā)生反射和折射的光路圖（ ）
A． B． C． D．
【答案】C
【詳解】A．光從空氣斜射入玻璃中，折射角應(yīng)小于入射角，而圖中折射角卻大于入射角，故A不符合題意；
B．光從玻璃空氣斜射入空氣，光線畫法錯誤，折射光線與入射光線應(yīng)分居法線兩側(cè)，故B不符合題意；
C．光從空氣斜射入玻璃中，折射角小于入射角，反射角等于入射角，故C符合題意；
D．光從空氣斜射入玻璃，折射角應(yīng)小于入射角，而圖中折射角等于入射角，故D不符合題意。
故選C。
3．如圖所示，小明用魚叉去叉所看到的魚，老王則用手電筒去照亮所看到的魚，有關(guān)兩人的做法中正確的是（　　）
A．他倆看到的魚是由于光從空氣斜射入水中時發(fā)生折射形成的變淺了的虛像
B．他倆看到的魚是由于從水中斜射入空氣時發(fā)生折射形成的變深了的虛像
C．小明應(yīng)叉看到的魚的下方，老王應(yīng)對準(zhǔn)看到的魚照
D．小明和老王都應(yīng)對準(zhǔn)看到的魚的下方
【答案】C
【詳解】A．他倆看到的魚是水中的魚反射的光斜射入空氣中，故A錯誤；
B．從水中斜射入空氣時發(fā)生折射，折射角大于入射角，折射光線遠離法線，向水面偏折，所以看到的是變淺的虛像，故B錯誤；
CD．小明看到的是變淺的虛像，所以叉魚要對準(zhǔn)“魚”的下方，由于在光的折射中，光路是可逆的，因此老王將電筒光對著看到的“魚”射入，就能照亮真實的魚，故C正確，D錯誤。
故選C。
4．如圖所示，光在玻璃和空氣的界面CD同時發(fā)生了反射和折射，以下說法正確的是（　　）
A．入射角為60°，界面右側(cè)是空氣 B．入射角為30°，界面左側(cè)是空氣
C．折射角為45°，界面左側(cè)是玻璃 D．折射角為45°，界面右側(cè)是玻璃
【答案】C
【詳解】已知CD是界面，法線為過O點且與界面垂直的一條直線，如圖所示
由圖可知，根據(jù)折射光線和入射光線分別位于法線兩側(cè)，則OE一定為折射光線，BO為入射光線，OA為反射光線；∠AOC=60°，根據(jù)光的反射定律可知，∠BOD=60°，所以入射角為θ入=90°-60°=30°
而∠COE=45°，根據(jù)光的折射定律可知，則折射角為θ折=90°-45°=45°
因折射角大于入射角，所以CD的右邊是空氣，左邊是玻璃。故C符合題意，ABD不符合題意。
故選C。
5．如圖，觀賞水面風(fēng)景照片時，總發(fā)現(xiàn)景物的“倒影”比本身暗一些，這是由于（　　）
A．“倒影”是水面反射形成的實像
B．沖洗照片質(zhì)量有問題
C．入射水面的光線有一部分折射入水中
D．入射水面的光線有一部分被反射掉
【答案】D
【詳解】A．水面相當(dāng)于平面鏡，“倒影”是水面反射形成的虛像，故A錯誤，不符合題意；
BCD．在觀察水面風(fēng)景照片時，總發(fā)現(xiàn)景物的“倒影”比本身暗一些，是因為光一部分反射到空氣中，另一部分折射入水中，所以“倒影”變暗了，故D符合題意， BC不符合題意。
故選D。
6．如圖是一根直樹枝斜插在湖水中的一張照片，下列分析正確的是（　　）
A．OC是樹枝在水中的部分 B．OC是樹枝折射形成的像
C．OB是樹枝反射形成的實像 D．OB是樹枝折射形成的像
【答案】B
【詳解】AB．斜插在湖水中的樹枝由于光的折射成像，看起來向上偏折，OC是樹枝折射形成的虛像，故A錯誤，B正確；
CD．樹枝斜插在湖水中，水面相當(dāng)于平面鏡，樹枝在平面鏡中成像，像和物關(guān)于平面鏡對稱，所以O(shè)B是樹枝反射形成的虛像。故CD錯誤。
故選B。
7．如圖所示是光從空氣斜射入水中時的光路圖。則∠______為折射角（選填“a”、“β”或“γ”）。

【答案】γ
【詳解】由反射規(guī)律可知，反射光線和入射光線分居法線兩側(cè)，反射光線和入射光線在界面的同側(cè)可知，∠a為入射角，∠β為反射角；由折射規(guī)律可知，折射光線與入射光線分居法線兩側(cè)，折射光線與入射光線在不同介質(zhì)中，光從空氣斜射入水中時，折射角小于入射角可知，∠γ為折射角。
8．唐詩“潭清疑水淺，荷動知魚散”，如圖所示，詩人看到的潭底和水中的魚都是___________像，這是光的___________現(xiàn)象，是光從___________中斜射入___________中時發(fā)生的。

【答案】 虛 折射 水 空氣
【詳解】[1][2][3][4]“潭清疑水淺，荷動知魚散”指的是，水底和水中魚反射出的光，從水中斜射入空氣時，在水面處發(fā)生了折射，折射光線向遠離法線的方向偏折。所以詩人看到的是變淺池底和魚的虛像。
9．一束光線斜射到兩種介質(zhì)的界面上，它與界面成20°角，反射光線跟折射光線的夾角恰好是90°，則折射角為______°；當(dāng)光線與界面的夾角逐漸增大時，反射光線跟折射光線的夾角______（選填“增大”、“減小”或“不變”）。
【答案】 20 增大
【詳解】[1][2]因為入射光線與界面的夾角等于20°，所以入射角為
又因為反射角等于入射角，所以反射角為70°；因為反射光線與折射光線的夾角等于90°，所以反射角與折射角之和等于90°，故折射角為
當(dāng)光線與界面的夾角逐漸增大時，入射角逐漸減小，則反射角、折射角也隨著減小，反射光線與界面的夾角變大、折射光線與界面的夾角變大，所以反射光線跟折射光線的夾角增大。
10．如圖所示，將一枚硬幣放在空碗底部，然后退到眼睛恰好看不到硬幣的位置，保持眼睛、碗和硬幣的位置不變，緩緩向碗里倒水，隨著水面升高，又看到了“硬幣”。其實看到的硬幣是變淺的_________（選填“實像”或“虛像”）。硬幣上有A、B兩點，先看到硬幣上的_________點。
【答案】 虛像 A
【詳解】[1]人看到水中的硬幣是由于硬幣反射的光線由水中斜射入空氣時，在水面處發(fā)生折射，折射角大于入射角，折射光線進入人眼，人會認為光是沿直線傳播的，會逆著折射光線的方向看去，就會看到硬幣的虛像，比實物變淺了，所以看到硬幣是由于光線折射時，折射角大于入射角造成的。
[2]先后看到的兩點的折射光線的方向不變，法線的方向不變，所以折射角大小不變，則入射角大小不變，所以隨著水面升高，先看到硬幣的A點。
11．小明到游泳館去游泳，到了游泳池邊，他看到的池底比實際位置要_________（選填“高”或者“低”），然后他潛入池底，看到天花板上的電燈比實際位置要_________（選填“高”或者“低”），這兩個現(xiàn)象都是由于光的_________造成的。
【答案】 高 高 折射
【詳解】[1][2][3]小明到游泳館去游泳，到了游泳池邊，此時折射光線遠離法線，看到的池底比實際位置高；潛入池底后，當(dāng)光從空氣斜射入水中時，他看到天花板上的電燈比實際位置要高。
12．畫出反射光線，標(biāo)出反射角的大小，并大致畫出折射光線，標(biāo)出折射角的位置。
【答案】
【詳解】過入射點作出法線，由圖可知，入射光線與介面的夾角為45°，則入射角等于90°﹣45°＝45°
再根據(jù)反射角等于入射角，在法線右側(cè)空氣中畫出反射光線；光由空氣斜射進入水中時，折射光線向靠近法線方向偏折，折射角小于入射角，據(jù)此完成光路，如下圖所示：
13．小明同學(xué)在做探究光的折射特點實驗，通過實驗得到如表的數(shù)據(jù)。
入射角 0° 15° 30° 45° 60°
反射角 0° 15° 30° 45° 60°
折射角 0° 11.3° 22.1° 35.4° 40.9°
根據(jù)光路圖和分析表中數(shù)據(jù)回答下列問題：
（1）一束光從空氣斜射到水面時，這束光將發(fā)生 ___________和 ___________現(xiàn)象；
（2）由表數(shù)據(jù)可知，光從空氣斜射進入水中，折射角 ___________入射角，若一束光從水中斜射入空氣時，折射角 ___________入射角（以上兩空選填“大于”“小于”或“等于”），你判斷的依據(jù)是：___________；
（3）小凡同學(xué)的體驗：他潛入游泳池水中看泳池邊的路燈，覺得路燈不在原來的位置，他看到路燈的位置要 ___________（選填“高于”或“低于”）路燈的實際位置；
（4）該同學(xué)根據(jù)以上結(jié)論總結(jié)出了光的折射定律，請你寫出該同學(xué)上述探究實驗過程存在的不足：___________。
【答案】 反射 折射 小于 大于 光在折射時，光路是可逆的 高于 只用一種介質(zhì)，實驗數(shù)據(jù)具有偶然性
【詳解】（1）[1][2]一束光從空氣斜射到水面時，有一部分光被反射回空氣中，另一部分光會進入水中發(fā)生折射。
（2）[3][4][5]由表數(shù)據(jù)可知，光從空氣斜射進入水中，折射角小于入射角，根據(jù)折射現(xiàn)象中光路是可逆的可知，若一束光從水中斜射入空氣時，折射角大于入射角。
（3）[6]小凡同學(xué)的體驗：他潛入游泳池水中看泳池邊的路燈，光線從空氣斜射入水中，折射角小于入射角，人看到的是折射光線反向延長線交點所構(gòu)成的虛像，位置要比實際路燈的位置高。
（4）[7]該同學(xué)只通過一次實驗便得出結(jié)論，實驗數(shù)據(jù)具有偶然性，應(yīng)該換用其他透明介質(zhì)再做此實驗，使結(jié)論更具有普遍性。
1．如圖所示，MN為水面，PQ為法線，水面下A處有潛水員，水面上方B、C處分別有小明和小紅。他們?nèi)硕纪ㄟ^水面相互觀察，以下說法正確的是（　　）
A．小明看到小紅的像是由于光的折射形成的
B．潛水員看到小明的像是由于光的反射形成的
C．小明觀察小紅的像所對應(yīng)的光路中，BO是入射光線
D．潛水員觀察小明的像所對應(yīng)的光路中，折射角為37°
【答案】D
【詳解】A．小紅反射的光線經(jīng)水面后發(fā)生反射后，射入小明的眼睛，所以小明看到小紅的像，是由于光的反射形成的。故A錯誤；
B．潛水員看到的是小明變高的虛像，是光的折射形成的。故B錯誤；
C．小明觀察小紅的像對應(yīng)的光路中，CO是入射光線，故C錯誤；
D．潛水員觀察小明的像對應(yīng)的光路中，OA是折射光線，折射角為37°。故D正確。
故選D。
2．如圖所示，長方體水槽一定深度處支架上有一激光筆，沿圖示方向發(fā)出一束激光，在側(cè)壁上B處形成一個光斑，下列操作不能使光斑向上移動的是（　　）
A．其他條件不變時，激光筆豎直向上移動
B．其他條件不變時，激光筆水平向左移動
C．其他條件不變時，激光筆逆時針旋轉(zhuǎn)動
D．其他條件不變時，從水槽水中取出適量的水
【答案】D
【詳解】A．其他條件不變時，激光筆豎直向上移動，入射光線的方向不變，入射角不變，入射點向左移動，折射角不變，所以光斑會向上移動，故A不符合題意；
B．其他條件不變時，激光筆水平向左移動，入射光線的方向不變，入射角不變，入射點向左移動，折射角不變，所以光斑會向上移動，故B不符合題意；
C．其他條件不變時，激光筆逆時針旋轉(zhuǎn)動，入射點向左移動，入射角變小，折射角液變小，所以光斑會向上移動，故C不符合題意；
D．其他條件不變時，從水槽水中取出適量的水，水面下降，入射點向下左移動，入射角不變，折射角不變，則光斑向下移動，故D符合題意。
故選D。
3．如圖中能正確表示光從空氣進入玻璃中的光路是（　　）
A．B．C． D．
【答案】D
【詳解】當(dāng)光線從空氣斜射入其它透明介質(zhì)時，折射角小于入射角，折射光線靠近法線，入射光線、折射光線分居在法線的兩側(cè)，故D符合題意，ABC不符合題意。
故選D。
4．光從空氣垂直入射到空氣和水的分界面上，此時（　　）
A．反射角等于入射角，都等于90°
B．折射角小于入射角
C．折射角大于入射角
D．反射角、折射角都等于入射角
【答案】D
【詳解】光從空氣垂直入射到空氣和水的分界面上，入射光線與法線重合，入射角為，根據(jù)反射定律可知反射角為；光線進入水中傳播方向不變，折射光線與法線重合，折射角為，故反射角、折射角都等于入射角，故ABC不符合題意，D符合題意。
故選D。
5．小紅在平靜的湖邊看到“鳥在水中飛，魚在鳥上游”，如圖所示（　　）
A．看到的“魚”是虛像
B．水中的“鳥”是實像
C．看到的“魚”比實際位置深
D．水中的“鳥”是光的折射形成的
【答案】A
【詳解】水中的魚反射的光線斜射入空氣中時，發(fā)生光的折射，人逆著折射光線的方向看去，是魚的虛像，在實際物體的上方，比實際物體位置淺。看到水中的“鳥”屬于平面鏡成像，平面鏡成像的原理是光的反射，所成像為正立的虛像。
故A符合題意，BCD不符合題意。
故選A。
6．如圖所示，是兩束光在玻璃和空氣中傳播的光路，①和②是入射光線，③和④是折射光線。其中入射光線②與折射光線______是同一束光，界面的上方是______（選填“玻璃”或“空氣”）。

【答案】 ③ 空氣
【詳解】[1][2]根據(jù)光的折射定律的內(nèi)容可知：入射光線、法線、折射光線在同一平面內(nèi)，折射光線和入射光線分別位于法線兩側(cè)，當(dāng)光線從空氣射入玻璃時，折射角小于入射角；當(dāng)光線從玻璃斜射入空氣時，折射角大于入射角。由圖可知，②和③是同一束光線，界面上方為空氣。
7．小鳳在演示光的折射實驗時，在一圓柱形敞口容器左側(cè)某一高度斜射入一束激光后，發(fā)現(xiàn)容器底部產(chǎn)生一個光斑O，如圖所示。若她保持水面高度和入射點不變，使激光入射角減小，折射角會______（選填“增大”、“減小”或“不變”）；若她保持激光筆位置和激光入射角不變，使水面______（選填“上升”、“下降”或“不變”），會觀察到光斑向右移動。
【答案】 減小 下降
【詳解】[1]由光的折射規(guī)律可知，折射角隨入射角減小而減小，所以當(dāng)入射角減小時，折射角也會隨之減小。
[2]由于光從空氣中斜射入水中折射率不變，光斑向右移動時，折射光線平行于原折射光線，則折射點降低，所以應(yīng)使水面下降。
8．吃飯時，小明又想起了課堂上老師做的“神奇的硬幣”實驗，如圖甲所示，碗里有一枚硬幣，而此時看不見它，是由于光沿 _____的緣故；當(dāng)慢慢往碗里倒水時，隨著水面的升高會看見硬幣，如圖乙所示，這是光的 _____現(xiàn)象。
【答案】 直線傳播 折射
【詳解】[1]碗里有一枚硬幣，此時硬幣反射出的光線被陶瓷茶杯壁擋住，所以人看不到硬幣了，這是光在同種均勻介質(zhì)中沿直線傳播的緣故。
[2]當(dāng)慢慢往碗里倒水，硬幣反射的光線從水中斜射入空氣中時，光會在水面處發(fā)生折射，折射光線遠離法線方向，人眼逆著折射光看去，看到的是變高的硬幣的像，這是光的折射造成的。
9．如圖，一束激光與水平方向成45°角斜射到空水槽底部O點，形成一個光斑，現(xiàn)向水槽中注入適量水，水槽底部光斑將移到O點的_________（選填“左”或“右”）側(cè)。繼續(xù)沿水槽壁緩慢注水，則折射角將_________（選填“增大”“不變”或“減小”），與未注水時相比光斑亮度_________（填“變亮”“不變”或“暗”）。
【答案】 左 不變 暗
【詳解】[1]當(dāng)向水槽內(nèi)注入適量的水后，光從空氣斜射入水中發(fā)生折射，折射角小于入射角，因此光線移動到O點左側(cè)。
[2]繼續(xù)沿水槽壁緩慢注水，入射光線與水面的交點向左移動，折射光線逐漸向左偏折，但是入射角不變，折射角和反射角的大小也不變。
[3]注水后，入射光線在界面處發(fā)生了折射和反射，與未注水時相比折射光線的光斑亮度會變暗。
10．如圖，一束光從A點射向水面上的O點，照射到容器底部的B點，如果要讓折射光線射到C點，在保持入射點不變時，應(yīng)______（選填“增大”或“減小”）入射角或者在保持入射光線位置不變時，應(yīng)_______（選填“加水”或“排水”）。
【答案】 減小 加水
【詳解】[1]讓折射光線射到C點，那么折射角會變小，根據(jù)折射定律可知入射角會減小。
[2]保持入射光線位置不變，若液面上升折射點左移，折射光線會左移，會照射到C點，因此應(yīng)該加水。
11．如圖所示，入射光線與水面成30°角斜射入水中，請作出其反射光線和折射光線。
【答案】
【詳解】過入射點O作垂直于水面的法線，根據(jù)反射角等于入射角，在法線右側(cè)的空氣中畫出反射光線，反射角等于入射角為90°﹣30°＝60°
根據(jù)折射角小于入射角，在法線右側(cè)的水中畫出折射光線，故如圖所示：
12．為探究光的折射現(xiàn)象，小明在某次實驗中根據(jù)光路繪制了如圖甲所示的光路圖，此圖中，光線從空氣射入某種透明物質(zhì)，在分界面處發(fā)生反射和折射，其中AE⊥CG，∠4＝∠5，則_________為折射光線。空氣在界面的_________（選填“上”、“下”、“左”或“右”）側(cè)，為進一步探究光的折射規(guī)律，小明讓入射光從玻璃射向空氣，得到表格：
入射角i 0° 10° 20° 30° 40° 41.8° 50°
折射角r 0° 15.2° 30.9° 48.6° 81° 90°
反射能量 5% 7% 26% 43% 84% 100% 100%
（1）根據(jù)表格，他發(fā)現(xiàn)光的折射現(xiàn)象一般都會伴隨著反射現(xiàn)象的發(fā)生，當(dāng)入射角增大時，反射光線和折射光線的夾角_________（選填“增大”、“減小”或“不變”）；
（2）當(dāng)入射角i=42°時，光線_________（選填“能”或“不能”）從玻璃中傳播到空氣中；
（3）當(dāng)入射角i≥_________°時，折射光消失，反射光會變得更亮，請教老師后，他知道此時發(fā)生的現(xiàn)象叫做“全反射”；圖乙中的圖線_________（選填“a”或“b”）反映了上述實驗中的兩角關(guān)系；
（4）進一步推論可知，根據(jù)折射現(xiàn)象中光路可逆原理可以判斷：如果光從空氣射向玻璃，滿足一定角度條件時_________（選填“能”或“不能”）發(fā)生全反射現(xiàn)象。
【答案】 HF 下 減小 不能 41.8 a 不能
【詳解】[1]已知AE⊥CG，則AE和CG有可能是界面。根據(jù)∠4＝∠5可知，AE下方發(fā)生了光的反射，可確定CG是法線，AE是界面，因為反射光線、折射光線都位于法線的同一側(cè)，則BH為入射光線，HD為反射光線，HF為折射光線，所以∠1是折射角，∠4是反射角，∠5是入射角。
[2]由折射角小于入射角，即∠1＜∠5，所以AE的下方是空氣，上方是某種透明介質(zhì)。
（1）[3]因為反射角等于入射角，當(dāng)入射角增大時，反射角隨之增大，由表中數(shù)據(jù)可知：入射角增大折射角也增大，由圖甲可知，當(dāng)入射角增大時，反射光線和折射光線的夾角變小。
（2）[4]發(fā)生全反射時，沒有折射光線，當(dāng)入射角i=42°時，發(fā)生全反射，光線不能從玻璃中傳播出來。
（3）[5]由表格數(shù)據(jù)可知，入射角增大折射角也增大，當(dāng)入射角等于41.8°時，反射能量達到100%，就發(fā)生了全反射現(xiàn)象。
[6]折射角隨著入射角的增大而增大，但折射角總大于入射角，而圖b中，當(dāng)入射角等于45°時，折射角也等于45°，a圖象中的折射角始終大于入射角且折射角能達到90°，因此圖a反映了折射角與入射角的關(guān)系。
（4）[7]由表中數(shù)據(jù)分析可得出結(jié)論，要發(fā)生全反射，入射角要小于折射角，若光從空氣斜射向玻璃，則入射角大于折射角，不能發(fā)生全反射。
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第13講 光的折射
認識光的折射現(xiàn)象
知道光從空氣斜射入水中或其他介質(zhì)中時的偏折規(guī)律
能辨認或解釋與光的折射有關(guān)的簡單現(xiàn)象
光的折射
1、認識折射：將一束激光從水槽側(cè)面射入讓光線從空氣進入水中，觀察光線的傳播路徑，試一試，感受光的路徑
2、探究光的折射現(xiàn)象
提出問題 光從一種介質(zhì)射入另一種介質(zhì)，傳播方向會發(fā)生改變嗎
探究方法 讓激光斜射到空水槽底部，標(biāo)記為O點，然后向槽內(nèi)注水。 觀察光斑的位置變化
現(xiàn)象描述 加水以后，光斑的位置 向左移動 。
探究結(jié)論 光從空氣斜射入水中時，在水面處發(fā)生 偏折 ，改變了 傳播方向 。
3、光的折射： 光從一種介質(zhì)射入另一種介質(zhì)，傳播方向會發(fā)生改變 的現(xiàn)象叫作光的折射。
4、與光的折射有關(guān)的基本概念（如圖）
一點 入射點
一面 一個平面
兩角 入射角 入射光線和法線的夾角
折射角 折射光線和法線的夾角
三線 入射光線
折射光線
法線
特別提醒：
（1）光從一種介質(zhì)進入另一種介質(zhì)時，既發(fā)生光的 反射 ，也發(fā)生光的 折射 。
（2）如果同種介質(zhì)疏密不均勻，光在其中也會發(fā)生 折射 ，海市蜃樓就是因此而產(chǎn)生的。
探究光的折射特點
實驗步驟
讓一束光從空氣斜射入水中觀察，折射光線入射光線和法線之間的關(guān)系，比較折射角和入射角的大小，并描畫出光速在空氣和水中的傳播路徑
方向 入射角 折射角 角度比較
空氣到玻璃 0
30
60
0
玻璃到空氣 30
40
改變?nèi)肷浣堑拇笮。^察折射角的變化情況
讓一束光垂直于水面射入水中，觀察折射情況
讓一束光逆著折射光線的方向，從水中斜射入空氣中，觀察折射現(xiàn)象
實驗結(jié)論
當(dāng)光從空氣斜射入水中或其他介質(zhì)中時，折射角 小于 入射角（折射光線偏向 法線 ）；當(dāng)入射角增大時，折射角也 增大 。
當(dāng)光從空氣垂直入水中或其他介質(zhì)中時，傳播方向 不變 。即折射角=入射角= 0度
在光的折射現(xiàn)象中，光路是 可逆的 。
當(dāng)光從水中或其他介質(zhì)斜射入空氣中時，折射角 大于 入射角（折射光線偏向 界面 ）。
三、生活中的折射現(xiàn)象（形成虛像）
1、筷子看起來向上折斷了
2、水中看樹
3、海市蜃樓的成因
考點一：光的折射現(xiàn)象
例1．如圖所示的光學(xué)現(xiàn)象中，屬于光的折射的是（　　）
A．圖①中雨后天空中的“彩虹” B．圖②中水中的“倒影”
C．圖③中“手影”的形成 D．圖④中樹蔭下圓形的“光斑”
【答案】A
【詳解】A．雨后“彩虹”是光的色散現(xiàn)象，其實質(zhì)是光的折射形成的，故A符合題意；
B．水中“倒影”是平面鏡成像，是光的反射現(xiàn)象形成的，故B不符合題意；
C．“手影”是光的直線傳播形成的，故C不符合題意；
D．樹蔭下圓形的“光斑”是小孔成像現(xiàn)象，小孔成像是光的直線傳播形成的，故D不符合題意。
故選A。
考點二：探究光的折射規(guī)律
例2．小輝同學(xué)用如圖所示的實驗裝置探究“光的反射和折射規(guī)律”。在玻璃水槽中豎直放置的光屏是由E和F兩個半圓形光屏組成的，NOM為兩半圓的分界線，其中光屏F可繞直徑NOM前后折轉(zhuǎn)。實驗測量數(shù)據(jù)如表所示：
入射角α 0° 30° 45° 60°
反射角γ 0° 30° 45° 60°
折射角β 0° 22° 32° 41°
（1）由表中數(shù)據(jù)可得到的結(jié)論是：當(dāng)光從空氣斜射入水中時，反射角_________入射角，折射角_________入射角，（前兩空選填“大于”、“小于”或“等于”）且折射角隨著入射角的增大而__________（選填“增大”、“減小”或“不變”）；
（2）由表中數(shù)據(jù)可知，當(dāng)光從水中以32°入射角斜射到空氣中時，折射角為___________；
（3）分析表中數(shù)據(jù)猜想，當(dāng)光從空氣射入其他介質(zhì)時，折射角_________（填“可能”或“不可能”）達到90°；
（4）小輝同學(xué)在實驗時，當(dāng)他沿AO方向射入一束光，F(xiàn)光屏上沒有反射光和折射光，可能原因是__________。
【答案】 等于 小于 增大 45° 不可能 F光屏繞直徑NOM向前或者向后折轉(zhuǎn)了一定角度
【詳解】（1）[1][2][3]由表中數(shù)據(jù)（或由光的折射規(guī)律）可知，反射角始終等于入射角；光從空氣斜射入水中時，折射角小于入射角；后三組對應(yīng)的數(shù)據(jù)中，折射角都小于入射角；且折射角隨著入射角的增大而增大。
（2）[4]從表格中數(shù)據(jù)可得，當(dāng)空氣中的入射角為45°時，水中的折射角為32°，由光路可逆得，當(dāng)光從水中射向空氣，若入射角為32°，則光在空氣中的折射角為45°。
（3）[5]由表格中的數(shù)據(jù)可知，當(dāng)空氣中的入射角逐漸增大時，折射角也隨之增大；但折射角始終小于入射角，故光從空氣射入其他介質(zhì)時，折射角不可能達到90°。
（4）[6]根據(jù)光的反射和折射規(guī)律，入射光線、折射光線、反射光線始終處于同一平面內(nèi)，因為光線AO是貼著E光屏入射的，所以只要F光屏與E光屏在同一平面內(nèi)，在F光屏上就能看到反射光線和折射光線，而題中F光屏上沒有反射光和折射光，說明F光屏與E光屏并不在同一平面，原因是F光屏繞直徑NOM向前或者向后折轉(zhuǎn)了一定角度。
考點三：光的折射作圖
例3．如圖所示，畫出光線AO斜射入水中時的折射光線，并標(biāo)出折射角r。

【答案】
【詳解】光線AO從空氣斜射入水中時，折射光線靠近法線，折射角小于入射角，折射角為折射光線與法線之間的夾角；如圖所示：

考點四：解釋生活中的折射現(xiàn)象
例4．如圖所示，人所看到的魚比實際魚的位置偏_______（深/淺），這是由于光從_______射入_______中發(fā)生折射造成的。

【答案】 淺 水中 空氣
【詳解】[1][2][3]人眼看到水中的魚，是由于水中魚身上反射的光線在水面發(fā)生折射進入空氣，折射光線進入人的眼睛，人眼逆著進入人眼的光線看到的偏上的虛像。
考點五：光的折射規(guī)律的應(yīng)用
例5．如圖所示，是一束光從玻璃斜射入空氣中的光路圖，入射角是________度，反射角是________度，折射角為________度，在界面的________（選填“上”或“下”）側(cè)是空氣。
【答案】 30 30 46 下
【詳解】[1]入射角與法線的夾角為入射角，由圖可知，光從玻璃斜射入空氣中，此時的入射角為30°。
[2]根據(jù)反射定律，反射角等于入射角，反射角也為30°。
[2]折射光線與法線的夾角為折射角，折射光線與界面的夾角為44°，則折射角為 90°-44°=46°
[3]當(dāng)光線從空氣射入其它透明介質(zhì)時，折射角小于入射角；當(dāng)光線從其它介質(zhì)斜射入空氣時，折射角大于入射角。因此時折射角大于入射角，所以界面的下側(cè)是空氣，上側(cè)是玻璃。
1．（2022秋·廣東廣州·八年級廣州市第四十一中學(xué)校考期中）如圖一束光從左往右照在沒水的游泳池底部，形成了一塊耀眼的光斑，在往游泳池里加水直到加滿的過程中，這塊光斑將（　　）
A．先右移然后停止 B．先左移然后停止
C．一直向左移動 D．一直向右移動
2．（2023秋·山東淄博·八年級統(tǒng)考期末）下列那幅圖正確地表示了光從空氣射向玻璃表面時，發(fā)生反射和折射的光路圖（ ）
A． B． C． D．
3．（2022秋·江蘇泰州·八年級統(tǒng)考階段練習(xí)）如圖所示，小明用魚叉去叉所看到的魚，老王則用手電筒去照亮所看到的魚，有關(guān)兩人的做法中正確的是（　　）
A．他倆看到的魚是由于光從空氣斜射入水中時發(fā)生折射形成的變淺了的虛像
B．他倆看到的魚是由于從水中斜射入空氣時發(fā)生折射形成的變深了的虛像
C．小明應(yīng)叉看到的魚的下方，老王應(yīng)對準(zhǔn)看到的魚照
D．小明和老王都應(yīng)對準(zhǔn)看到的魚的下方
4．（2023·安徽安慶·校考一模）如圖所示，光在玻璃和空氣的界面CD同時發(fā)生了反射和折射，以下說法正確的是（　　）
A．入射角為60°，界面右側(cè)是空氣 B．入射角為30°，界面左側(cè)是空氣
C．折射角為45°，界面左側(cè)是玻璃 D．折射角為45°，界面右側(cè)是玻璃
5．（2022秋·湖南郴州·八年級校聯(lián)考期末）如圖，觀賞水面風(fēng)景照片時，總發(fā)現(xiàn)景物的“倒影”比本身暗一些，這是由于（　　）
A．“倒影”是水面反射形成的實像 B．沖洗照片質(zhì)量有問題
C．入射水面的光線有一部分折射入水中 D．入射水面的光線有一部分被反射掉
6．（2023秋·河南南陽·八年級校考期末）如圖是一根直樹枝斜插在湖水中的一張照片，下列分析正確的是（　　）
A．OC是樹枝在水中的部分 B．OC是樹枝折射形成的像
C．OB是樹枝反射形成的實像 D．OB是樹枝折射形成的像
7．（2023·北京門頭溝·統(tǒng)考二模）如圖所示是光從空氣斜射入水中時的光路圖。則∠______為折射角（選填“a”、“β”或“γ”）。

8．（2022春·山東泰安·八年級校考階段練習(xí)）唐詩“潭清疑水淺，荷動知魚散”，如圖所示，詩人看到的潭底和水中的魚都是___________像，這是光的___________現(xiàn)象，是光從___________中斜射入___________中時發(fā)生的。

9．（2022秋·廣西河池·八年級校考階段練習(xí)）一束光線斜射到兩種介質(zhì)的界面上，它與界面成20°角，反射光線跟折射光線的夾角恰好是90°，則折射角為______°；當(dāng)光線與界面的夾角逐漸增大時，反射光線跟折射光線的夾角______（選填“增大”、“減小”或“不變”）。
10．（2022秋·河北邢臺·八年級統(tǒng)考期末）如圖所示，將一枚硬幣放在空碗底部，然后退到眼睛恰好看不到硬幣的位置，保持眼睛、碗和硬幣的位置不變，緩緩向碗里倒水，隨著水面升高，又看到了“硬幣”。其實看到的硬幣是變淺的_________（選填“實像”或“虛像”）。硬幣上有A、B兩點，先看到硬幣上的_________點。
11．（2023秋·河南許昌·八年級統(tǒng)考期末）小明到游泳館去游泳，到了游泳池邊，他看到的池底比實際位置要_________（選填“高”或者“低”），然后他潛入池底，看到天花板上的電燈比實際位置要_________（選填“高”或者“低”），這兩個現(xiàn)象都是由于光的_________造成的。
12．（2022秋·新疆阿克蘇·八年級統(tǒng)考期末）畫出反射光線，標(biāo)出反射角的大小，并大致畫出折射光線，標(biāo)出折射角的位置。
13．（2021秋·福建福州·八年級福州華倫中學(xué)校考期中）小明同學(xué)在做探究光的折射特點實驗，通過實驗得到如表的數(shù)據(jù)。
入射角 0° 15° 30° 45° 60°
反射角 0° 15° 30° 45° 60°
折射角 0° 11.3° 22.1° 35.4° 40.9°
根據(jù)光路圖和分析表中數(shù)據(jù)回答下列問題：
（1）一束光從空氣斜射到水面時，這束光將發(fā)生 ___________和 ___________現(xiàn)象；
（2）由表數(shù)據(jù)可知，光從空氣斜射進入水中，折射角 ___________入射角，若一束光從水中斜射入空氣時，折射角 ___________入射角（以上兩空選填“大于”“小于”或“等于”），你判斷的依據(jù)是：___________；
（3）小凡同學(xué)的體驗：他潛入游泳池水中看泳池邊的路燈，覺得路燈不在原來的位置，他看到路燈的位置要 ___________（選填“高于”或“低于”）路燈的實際位置；
（4）該同學(xué)根據(jù)以上結(jié)論總結(jié)出了光的折射定律，請你寫出該同學(xué)上述探究實驗過程存在的不足：___________。
1．如圖所示，MN為水面，PQ為法線，水面下A處有潛水員，水面上方B、C處分別有小明和小紅。他們?nèi)硕纪ㄟ^水面相互觀察，以下說法正確的是（　　）
A．小明看到小紅的像是由于光的折射形成的
B．潛水員看到小明的像是由于光的反射形成的
C．小明觀察小紅的像所對應(yīng)的光路中，BO是入射光線
D．潛水員觀察小明的像所對應(yīng)的光路中，折射角為37°
2．如圖所示，長方體水槽一定深度處支架上有一激光筆，沿圖示方向發(fā)出一束激光，在側(cè)壁上B處形成一個光斑，下列操作不能使光斑向上移動的是（　　）
A．其他條件不變時，激光筆豎直向上移動 B．其他條件不變時，激光筆水平向左移動
C．其他條件不變時，激光筆逆時針旋轉(zhuǎn)動 D．其他條件不變時，從水槽水中取出適量的水
3．如圖中能正確表示光從空氣進入玻璃中的光路是（　　）
A．B．C． D．
4．光從空氣垂直入射到空氣和水的分界面上，此時（　　）
A．反射角等于入射角，都等于90° B．折射角小于入射角
C．折射角大于入射角 D．反射角、折射角都等于入射角
5．小紅在平靜的湖邊看到“鳥在水中飛，魚在鳥上游”，如圖所示（　　）
A．看到的“魚”是虛像 B．水中的“鳥”是實像
C．看到的“魚”比實際位置深 D．水中的“鳥”是光的折射形成的
6．如圖所示，是兩束光在玻璃和空氣中傳播的光路，①和②是入射光線，③和④是折射光線。其中入射光線②與折射光線______是同一束光，界面的上方是______（選填“玻璃”或“空氣”）。

7．小鳳在演示光的折射實驗時，在一圓柱形敞口容器左側(cè)某一高度斜射入一束激光后，發(fā)現(xiàn)容器底部產(chǎn)生一個光斑O，如圖所示。若她保持水面高度和入射點不變，使激光入射角減小，折射角會______（選填“增大”、“減小”或“不變”）；若她保持激光筆位置和激光入射角不變，使水面______（選填“上升”、“下降”或“不變”），會觀察到光斑向右移動。
8．吃飯時，小明又想起了課堂上老師做的“神奇的硬幣”實驗，如圖甲所示，碗里有一枚硬幣，而此時看不見它，是由于光沿 _____的緣故；當(dāng)慢慢往碗里倒水時，隨著水面的升高會看見硬幣，如圖乙所示，這是光的 _____現(xiàn)象。
9．如圖，一束激光與水平方向成45°角斜射到空水槽底部O點，形成一個光斑，現(xiàn)向水槽中注入適量水，水槽底部光斑將移到O點的_________（選填“左”或“右”）側(cè)。繼續(xù)沿水槽壁緩慢注水，則折射角將_________（選填“增大”“不變”或“減小”），與未注水時相比光斑亮度_________（填“變亮”“不變”或“暗”）。
10．如圖，一束光從A點射向水面上的O點，照射到容器底部的B點，如果要讓折射光線射到C點，在保持入射點不變時，應(yīng)______（選填“增大”或“減小”）入射角或者在保持入射光線位置不變時，應(yīng)_______（選填“加水”或“排水”）。
11．如圖所示，入射光線與水面成30°角斜射入水中，請作出其反射光線和折射光線。
12．為探究光的折射現(xiàn)象，小明在某次實驗中根據(jù)光路繪制了如圖甲所示的光路圖，此圖中，光線從空氣射入某種透明物質(zhì)，在分界面處發(fā)生反射和折射，其中AE⊥CG，∠4＝∠5，則_________為折射光線。空氣在界面的_________（選填“上”、“下”、“左”或“右”）側(cè)，為進一步探究光的折射規(guī)律，小明讓入射光從玻璃射向空氣，得到表格：
入射角i 0° 10° 20° 30° 40° 41.8° 50°
折射角r 0° 15.2° 30.9° 48.6° 81° 90°
反射能量 5% 7% 26% 43% 84% 100% 100%
（1）根據(jù)表格，他發(fā)現(xiàn)光的折射現(xiàn)象一般都會伴隨著反射現(xiàn)象的發(fā)生，當(dāng)入射角增大時，反射光線和折射光線的夾角_________（選填“增大”、“減小”或“不變”）；
（2）當(dāng)入射角i=42°時，光線_________（選填“能”或“不能”）從玻璃中傳播到空氣中；
（3）當(dāng)入射角i≥_________°時，折射光消失，反射光會變得更亮，請教老師后，他知道此時發(fā)生的現(xiàn)象叫做“全反射”；圖乙中的圖線_________（選填“a”或“b”）反映了上述實驗中的兩角關(guān)系；
（4）進一步推論可知，根據(jù)折射現(xiàn)象中光路可逆原理可以判斷：如果光從空氣射向玻璃，滿足一定角度條件時_________（選填“能”或“不能”）發(fā)生全反射現(xiàn)象。
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