資源簡介

中小學(xué)教育資源及組卷應(yīng)用平臺
2024人教版新教材物理八年級上冊同步精講精煉學(xué)案（全國通用）
第四章 光現(xiàn)象
專題4.4 光的折射
1.物理觀念：（1）了解光的折射現(xiàn)象，理解光從空氣射入水中或其他介質(zhì)中的折射規(guī)律;
（2）知道光在折射時(shí)，光路的可逆性；
（3）學(xué)會畫折射光路圖。
2.科學(xué)思維：做光路圖與光的折射規(guī)律對應(yīng)起來學(xué)習(xí)是理解本節(jié)知識重要方法。學(xué)會觀察和分析生活中有關(guān)物理知識的實(shí)例與實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，具有初步的觀察能力、分析概括能力。
3.科學(xué)探究：通過演示實(shí)驗(yàn)和生活實(shí)際，了解光的折射現(xiàn)象；通過小組合作探究，得到光的折射規(guī)律。
4.科學(xué)態(tài)度與責(zé)任：培養(yǎng)學(xué)生對科學(xué)的求知欲，樂于探索自然現(xiàn)象和日常生活中的物理學(xué)道理的精神，培養(yǎng)學(xué)生觀察思考，勇于發(fā)現(xiàn)樂于探究的學(xué)習(xí)習(xí)慣，以及應(yīng)用物理知識解決實(shí)際問題的能力。
學(xué)習(xí)重點(diǎn)是探究并了解光從空氣射入水中和其他介質(zhì)時(shí)的折射規(guī)律；學(xué)習(xí)難點(diǎn)是使學(xué)生應(yīng)用折射規(guī)律解釋生活生產(chǎn)中的折射現(xiàn)象。
知識點(diǎn)1. 折射現(xiàn)象
1.概念：光從一種介質(zhì)斜射入另一種介質(zhì)時(shí)，傳播方向發(fā)生偏折的現(xiàn)象。
2.折射角：折射光線和法線間的夾角。
知識點(diǎn)2. 光的折射規(guī)律
在光的折射中，入射光線、折射光線和法線在同一平面內(nèi)，入射光線和折射光線分居法線的兩側(cè)。光從空氣斜射入水或其他介質(zhì)時(shí)，折射角小于入射角；光從水或其它介質(zhì)斜射入空氣中時(shí)，折射角大于入射角，折射角隨入射角的增大而增大；當(dāng)光從空氣垂直射入水或其他介質(zhì)中時(shí)，傳播方向不變，折射角、反射角和入射角都等于0°。
注意：對光的折射規(guī)律的認(rèn)識
（1）斜射時(shí)，總是空氣中的角大；
（2）當(dāng)光射到兩介質(zhì)的分界面時(shí)，反射、折射同時(shí)發(fā)生；
（3）光的折射中光路是可逆的。
知識點(diǎn)3. 光的折射規(guī)律的應(yīng)用
（1）水中的魚的位置看起來比實(shí)際位置淺一些；由于光的折射，池水看起來比實(shí)際的淺一些；
（2）水中的人看岸上的景物的位置比實(shí)際位置遠(yuǎn) 些；透過厚玻璃看鋼筆，筆桿好像彎折了；斜放在水中的筷子好像向下彎折了。
注意：解釋生活中的折射現(xiàn)象是難點(diǎn)
用光的折射規(guī)律解釋生活中的折射現(xiàn)象，必須對規(guī)律內(nèi)容熟練把握，同時(shí)必須會做出折射光路圖。一般情況，給定的物體，經(jīng)過折射后，物體的像是淺了還是深了，這類問題解答方法就是根據(jù)規(guī)律作出光路進(jìn)行分析。所以科學(xué)準(zhǔn)確作出折射光路圖是十分重要的步驟。同時(shí)要知道人眼睛看到物體的像是虛像。
易錯(cuò)點(diǎn)：
易錯(cuò)1. 折射現(xiàn)象作圖易錯(cuò)易混
（1）光無論從空氣斜射入其他介質(zhì)中，還是從其他介質(zhì)斜射入空氣中，空氣中的角（入射角或反射角）都是較大的；
（2）過入射點(diǎn)作法線，在法線的另一側(cè)作出折射光線或入射光線，且使空氣中的角較大；
（3）標(biāo)出光的傳播方向。
易錯(cuò)2. 光的三種傳播方式辨析
1.對光的三種傳播方式區(qū)分不清。區(qū)分方法：記住常見的直線傳播和反射現(xiàn)象，其余的大都是光的折射現(xiàn)象。
2.發(fā)生光的反射時(shí)，不一定有光的折射現(xiàn)象。發(fā)生光的折射時(shí)，一定有光的反射現(xiàn)象。
3.不管光的反射、折射，均發(fā)生在兩種不同介質(zhì)的交界面，一旦進(jìn)入同種均勻介質(zhì)中，均沿直線傳播。
4.發(fā)生反射時(shí)，反射光線進(jìn)入反射前的介質(zhì)，光速不變，只是傳播方向變了。折射時(shí)，光線折射后，在兩種不同的介質(zhì)中傳播，光速發(fā)生改變，出垂直入射不改變傳播方向，其余的情形，光的傳播方向均要發(fā)生改變。
考點(diǎn)1. 光的折射現(xiàn)象
【例題1】如圖所示的四種現(xiàn)象中，屬于光的折射現(xiàn)象的是（　　）
A．山在水中形成“倒影” B．景物在觀后鏡中成像
C．月食現(xiàn)象的形成 D．鋼勺好像在水面處“折斷”
【答案】D．
【解析】判斷光的折射現(xiàn)象，要對折射的定義理解清楚，光從一種透明介質(zhì)斜射入另一種透明介質(zhì)中時(shí)，傳播方向一般會發(fā)生改變，這是光的折射，生活中光在不均勻介質(zhì)中不沿直線傳播的現(xiàn)象也是光的折射．
A．平靜的水面相當(dāng)于平面鏡，倒影是平面鏡成的像，這是利用光的反射原理，故A錯(cuò)誤．
B．觀后鏡是凸面鏡，屬于光的反射，故B錯(cuò)誤；
C．發(fā)生月食時(shí)，太陽、月球、地球三者都在同一直線上，都可以用光沿直線傳播來解釋，故C錯(cuò)誤．
D．從水中鋼勺上反射的光從水中斜射入空氣中時(shí)，發(fā)生折射，折射光線遠(yuǎn)離法線，當(dāng)人逆著折射光線的方向看時(shí)，看到的是鋼勺的虛像，比實(shí)際位置偏高，所以感覺折斷了，故D正確．
考點(diǎn)2. 折射規(guī)律
【例題2】一束單色光從空氣斜射入水中的情境如圖所示。下列說法正確的是（ ）
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，將沿OA和OB射出
【答案】B
【解析】ABC．如圖：過點(diǎn)O作法線PQ，由于反射時(shí)反射光線和入射光線位于法線兩側(cè)；折射時(shí)折射光線和入射光線也位于法線兩側(cè)，所以圖中AO是入射光線、OB是反射光線、OC是折射光線。∠AOP是入射角，∠BOP是反射角，故B正確，AC錯(cuò)誤；
D．折射時(shí)光路是可逆的，所以光若沿CO入射，將沿OA射出，故D錯(cuò)誤。
故選B。
考點(diǎn)3. 折射規(guī)律作圖
【例題3】從水射向空氣時(shí)，入射點(diǎn)O和反射光線如圖所示。請畫出入射光線和折射光線。
【答案】如圖所示。
【解析】首先畫出法線，在發(fā)生反射時(shí)，反射角等于入射角，據(jù)此畫出入射光線；光從水中斜射入空氣中，折射角大于入射角，折射光線遠(yuǎn)離法線。
考點(diǎn)4. 折射規(guī)律的探究
【例題4】小明在“初識光的折射現(xiàn)象”和“探究光的折射特點(diǎn)”實(shí)驗(yàn)中。
（1）如圖甲，小明將一束激光射至P點(diǎn)，形成一個(gè)光斑，向水槽內(nèi)慢慢注水，水槽底部光斑的位置將 　　（A.向左移動；B.向右移動；C.不動）。
（2）如圖乙所示，將紙板右半部分繞CD向后翻轉(zhuǎn)任意角度，發(fā)現(xiàn)紙板上無折射光束呈現(xiàn)。此時(shí)紙板上看不到折射光線，下列說法正確的有 　　（A.沒有折射光線；B.有折射光線但不易看見；C.如果在原折射光線處噴一些煙霧也不可能看見折射光線）。
（3）如圖丙，如果光線沿著BO方向射向空氣，并逐步增大入射角的度數(shù)時(shí)（入射點(diǎn)的位置不變），折射光線 　　（A.可能；B.不可能）消失。
（4）如圖丙，當(dāng)光沿著CO方向射入時(shí)會沿OD方向射出，此時(shí)折射角為 　　度。
【答案】（1）A；（2）B；（3）會；（4）0。
【解析】（1）光的折射：光從空氣斜射入水或其它透明介質(zhì)時(shí)，折射角小于入射角。
（2）在光的折射中使用可轉(zhuǎn)動的光屏是為了探究折射光線、法線和入射光線是否在同一平面內(nèi)。
（3）光從其他透明介質(zhì)斜射入空氣，折射角大于入射角，折射角隨入射角的增大而增大，增大到一定程度，看不到折射光線；
（4）當(dāng)光線垂直入射時(shí)光線不改變方向，此時(shí)入射角和折射角都等于零。
【解答】（1）光從空氣斜射入水或其它透明介質(zhì)時(shí)，折射角小于入射角；小明將一束激光射至P點(diǎn)，形成一個(gè)光斑，向水槽內(nèi)慢慢注水，光線在水面處發(fā)生折射，水槽底部光斑的位置將向左移動，說明光從空氣斜射入水中時(shí)，傳播方向會發(fā)生改變，故選：A。
（2）小明繼續(xù)探究“光從空氣射入水中時(shí)的折射特點(diǎn)”，將紙板右半部分繞CD向后翻轉(zhuǎn)任意角度，發(fā)現(xiàn)紙板上無折射光束呈現(xiàn)，說明折射光線、入射光線和法線在同一平面內(nèi)；此時(shí)紙板上看不到折射光線，但折射光線依然存在，故選：B；
（3）在圖丙中，如果光線沿著BO方向射向空氣，在界面處發(fā)生折射，同時(shí)也會發(fā)生反射；若不斷增大光在水中的入射角，增大到一定程度，看不到折射光線，產(chǎn)生了全發(fā)射；所以折射光線會消失，一定發(fā)生反射現(xiàn)象；
（4）當(dāng)光沿著CO方向射入時(shí)會沿OD方向射出，此時(shí)光線垂直入射不改變傳播方向，則此時(shí)入射角和折射角都等于0度。
1. 對光的折射現(xiàn)象的理解
（1）法線與分界面垂直，是描述入射光線、反射光線以及折射光線位置和方向的參考標(biāo)準(zhǔn)；
（2）折射角隨著入射角的增大而增大，因?yàn)橄扔腥肷涔饩€，然后才有折射光線，所以敘述時(shí)一般說折射角隨入射角的變化而變化，不說入射角隨折射角的變化而變化；
（3）當(dāng)光垂直射到分界面上時(shí)，光的傳播方向不發(fā)生變化，此時(shí)折射光線、入射光線和法線重合，折射角和入射角都為0°；
（4）一般情況下，無論光從空氣斜射入其他介質(zhì)中，還是光從其他介質(zhì)斜射入空氣中，在空氣中光線與法線的夾角大于其他介質(zhì)中光線與法線的夾角；
（5）一般來說，當(dāng)光從兩種介質(zhì)分界面上發(fā)生折射時(shí)，光速大的介質(zhì)中光線與法線的夾角大，光速小的介質(zhì)中光線與法線的夾角小。
2. 在岸上看水中的物體與在水中看岸上的物體用光路圖反映，解決這一難點(diǎn)易錯(cuò)點(diǎn)思路
（1）在岸上看水中的物體：在岸邊看水中的物體，看到的是距離水面比物體實(shí)際到水面更淺的虛像。它是水的物體發(fā)出的光或者反射的光到達(dá)水面時(shí)，發(fā)射折射，逆著折射光線看到的虛像。如下圖：
（2）在水中看岸上的物體：在水中看岸上的物體，看到的是距離水面比物體實(shí)際到水面更高的虛像。它是物體發(fā)出的光或者反射的光到達(dá)水面時(shí)，發(fā)射折射，在水中逆著折射光線看到的虛像。如下圖：
（滿分100分，答題時(shí)間60分鐘，根據(jù)下面給出的試題答案與解析自測自評）
一、選擇題（每小題6分，共30分）
1. 下列現(xiàn)象由光的折射形成的是（ ）
A. 手影 B. 對鏡畫臉譜 C. 鉛筆“折斷” D. 日食
【答案】C
【解析】AD．影子的形成、日食、月食都是光遇到不透明的物體后無法穿過物體繼續(xù)傳播形成的，屬于直線傳播形成的，故A、D不符合題意；
B．對著鏡子畫臉譜，屬于平面鏡成像，是光的反射原理，故B不符合題意；
C．水中的“斷筆”是筆反射的光從水中斜射入空氣中時(shí)，傳播方向發(fā)生改變，人眼逆著折射光線看去，看到筆“被折斷”，屬于光的折射，故C符合題意。
故選C。
2. 下列現(xiàn)象中屬于光的折射現(xiàn)象的是（　　）
A．坐井觀天 B．杯弓蛇影 C．海市蜃樓 D．一葉障目
【答案】C
【解析】（1）光在同種、均勻、透明介質(zhì)中沿直線傳播，產(chǎn)生的現(xiàn)象有小孔成像、激光準(zhǔn)直、影子的形成、日食和月食等；
（2）光線傳播到兩種介質(zhì)的表面上時(shí)會發(fā)生光的反射現(xiàn)象，例如水面上出現(xiàn)岸上物體的倒影、平面鏡成像、玻璃等光滑物體反光都是光的反射形成的；
（3）光線在同種不均勻介質(zhì)中傳播或者從一種介質(zhì)進(jìn)入另一種介質(zhì)時(shí)，就會出現(xiàn)光的折射現(xiàn)象，例如水池底變淺、水中筷子變彎、海市蜃樓等都是光的折射形成的。
A.坐井觀天指在井中看到的天空只有井口那么大，這是光的直線傳播造成的，故A不符合題意；
B.杯弓蛇影是指弓在水中成像，屬于平面鏡成像，是光的反射造成的，故B不符合題意；
C.海市蜃樓是光在不均勻的大氣中傳播形成的光的折射現(xiàn)象，故C符合題意；
D.一葉障目由于光沿直線傳播形成的，故D不符合題意。
3．下列詩句中有關(guān)光現(xiàn)象的說法正確的是（　　）
A．“綠樹陰濃夏日長”，樹陰是光的反射形成的
B．“樓臺倒影入池塘”，樓臺倒影是光的折射形成的
C．“瀑水噴成虹”，彩虹是光的直線傳播形成的
D．“潭清疑水淺”，水淺是光的折射形成的
【答案】D
【解析】（1）光在同種均勻物質(zhì)中沿直線傳播，在日常生活中，激光準(zhǔn)直、小孔成像和影子的形成等，都表明光在同一種均勻介質(zhì)中是沿直線傳播的；
（2）當(dāng)光照射到物體界面上時(shí)，有一部分光被反射回來的現(xiàn)象是光的反射，例如：平面鏡成像、水中倒影都是由光的反射形成的；
（3）當(dāng)光從一種介質(zhì)斜射入另一種介質(zhì)時(shí)，傳播方向會發(fā)生偏折，這就是光的折射，復(fù)色光發(fā)生折射時(shí)，會出現(xiàn)色散現(xiàn)象，如：海市蜃樓、看水里的魚比實(shí)際位置淺、雨后天空中的彩虹等都是光的折射形成的。
A.樹陰是樹木的影子，由于光的直線傳播，光射到不透明物體上，在不透明物體后面形成影子，故A錯(cuò)誤；
B.樓臺的倒影屬于平面鏡成像，是光的反射形成的虛像，故B錯(cuò)誤；
C.彩虹是光的色散形成的，光的色散的實(shí)質(zhì)是光的折射，故C錯(cuò)誤；
D.“潭清疑水淺”中“水淺”是水底看起來比較淺，這是由于光的折射形成的，看水底是逆著光的傳播方向看的（即逆著折射光線看），由于錯(cuò)覺，我們始終認(rèn)為光是沿直線傳播的，所以看到的位置比實(shí)際位置淺，故D正確。
4.如圖所示，一束光射入杯中，在杯底形成光斑。下列說法正確的是（　　）
A．折射角大于入射角；
B．如果將入射光線適當(dāng)順時(shí)針偏轉(zhuǎn)一個(gè)角度，杯底光斑會適當(dāng)左移；
C．如果光線垂直水面入射，折射角為90°；
D．如果往杯中再繼續(xù)加水，入射光線保持不變，杯底的光斑會向左移動
【答案】B
【解析】A．根據(jù)光的折射規(guī)律可知，光由空氣斜射入水中，折射角小于入射角，故A錯(cuò)誤；
B．如果將入射光線適當(dāng)順時(shí)針偏轉(zhuǎn)一個(gè)角度，此時(shí)的入射角增大，折射角隨著入射角的增大而增大，所以杯底光斑會適當(dāng)左移，故B正確；
C．光線垂直水面入射，光的傳播方向不變，此時(shí)的折射角為0°，故C錯(cuò)誤；
D、當(dāng)杯子內(nèi)逐漸加水時(shí)，光的折射程度不變，但是水面上升，入射點(diǎn)會向右移動，所以光斑將向右移動，故D錯(cuò)誤。
故選B。
5.如圖所示，是光在空氣和水兩種介質(zhì)中傳播情形，下列說法正確的是（　　）
A．BF是界面 B．AD的右邊是水
C．入射角等于60° D．折射角等于30°
【答案】B
【解析】A．由圖可知∠GOF=90°-60°=30°
已知∠EOF=30°，可知∠GOF=∠EOF=30°
反射角等于入射角，反射光線和入射光線關(guān)于法線對稱，所以BF為法線，AD為界面，故A錯(cuò)誤；
BCD．折射光線和入射光線分別位于法線兩側(cè)，反射光線和入射光線分居在法線的兩側(cè)，所以GO為入射光線，OE為反射光線，OC為折射光線，入射角∠GOF=30°，折射角∠BOC=90°-30°=60°
光從水中斜射入空氣時(shí)，折射角大于入射角，則AD的左側(cè)是空氣，右側(cè)是水，故B正確，CD錯(cuò)誤。
故選B。
二、填空題（每空5分，共30分）
1.下列是與光學(xué)知識有關(guān)的詩句或成語：①立竿見影②潭清疑水淺③一葉障目。其中______（填序號）與另外兩個(gè)所描述的光現(xiàn)象形成的原因不同，它可以用光的______解釋。
【答案】② 折射
【解析】①立竿見影是指把竿豎在陽光下，可以看到竿的影子，這是因?yàn)楣庋刂本€傳播。
②“潭清疑水淺”指的是池底看起來要比實(shí)際的位置變淺了，看到的池底是真實(shí)池底的反射的光線在由水中進(jìn)入空氣時(shí)發(fā)生折射而形成的虛像；是光的折射現(xiàn)象。
③由于光在空氣中沿直線傳播，光線不能繞到葉子后面，故能一葉障目，不見泰山。是光的直線傳播。
綜上分析可知，②與另外兩個(gè)所描述的光現(xiàn)象形成的原因不同，它可以用光的折射解釋。
2.小波在湖邊游玩時(shí)，看到茂密的樹下有許多圓形光斑，仔細(xì)一看是太陽的“像”，這是光
的 而形成的；看到湖水中游動的“魚”比起實(shí)際位置要 （選填“深”或“淺”），這是因?yàn)楣鈴乃行鄙湎蚩諝鈺r(shí)發(fā)生 ；湖面上拱橋在水中的“倒影”，這是由于光的 而形成的虛像。
【答案】直線傳播 淺 折射 反射
【解析】看到茂密的樹下有許多圓形光斑，這是太陽發(fā)出的光線沿直線傳播通過樹葉的縫隙形成的倒立實(shí)像。看到湖水中游動的“魚”比起實(shí)際位置要淺，這是因?yàn)槲覀兛吹剿械聂~，是由光的折射形成的虛像，在折射光線的反向延長線上，由于折射光線向水面偏折，折射光線相對于入射光線位置升高了，所以看到水中魚的位置比實(shí)際位置要淺。湖面上拱橋在水中的“倒影”，這是由于光的反射而形成的虛像。
3.如圖所示，在不透明的杯底部畫一個(gè)黑點(diǎn)A，向杯中倒入適量水，眼睛位于P點(diǎn)看到A點(diǎn)的像A'點(diǎn)。A'點(diǎn)是由光發(fā)生 形成的 （選填“虛”或“實(shí)”）像。用激光筆對準(zhǔn)像A'點(diǎn)照射，光 （選填“能”或“不能”）照到杯底A點(diǎn)。
【答案】折射；虛；能。
【解析】由A點(diǎn)反射的光線從水中斜射入空氣中時(shí)，在水面發(fā)生折射，由于折射角大于入射角，折射光線將遠(yuǎn)離法線，人在P點(diǎn)觀察，看到的是變高了的虛像A′，因此像A′是由于光發(fā)生折射形成的虛像。
根據(jù)在光的折射中，光路是可逆的，在P點(diǎn)用激光筆對準(zhǔn)像A′照射，光從空氣斜射入水中發(fā)生折射，光能照到杯底A點(diǎn)。
三、作圖題（每小題5分，共20分）
1. 圖中，一條光線從空氣射入水中，請標(biāo)出它的入射角α并大致畫出折射光線。
【答案】如圖所示：
【解析】首先畫出法線，然后根據(jù)折射光線與入射光線和法線在同一平面內(nèi)，在法線的由此水中畫出折射光線，光從空氣斜射入水中，所以折射角小于入射角，入射角是入射光線與法線的夾角。
2．如圖所示，一束光射向玻璃磚并穿過玻璃磚，畫出這束光進(jìn)入玻璃和離開玻璃后的光線。
【答案】如圖所示
【解析】先畫出法線，當(dāng)光從空氣斜射入玻璃時(shí)，折射光線和入射光線分居法線的兩側(cè)，折射角小于入射角。當(dāng)光從玻璃斜射入空氣時(shí)，折射光線和入射光線分居法線的兩側(cè)，折射角大于入射角。
據(jù)此作出兩條折射光線。
3．如圖，一條光線垂直界面AC進(jìn)入玻璃磚后，在界面AB上只發(fā)生反射，在圖中畫出該光線經(jīng)界面AB反射和從界面BC離開玻璃磚后的光線。
【答案】如圖所示
【解析】光從空氣垂直入射到玻璃界面上，傳播方向不變，光在AB界面反射時(shí)，反射角等于入射角都為45°，反射光線垂直入射到玻璃與空氣界面后進(jìn)入空氣中，在作圖時(shí)，注意先做出法線。
4. 如圖，光源S發(fā)出的一束光經(jīng)墻上的平面鏡反射后，射入游泳池中，剛好被正在游泳的小明看到。請完成光路圖。
【答案】如圖所示
【解析】先過入射點(diǎn)垂直于鏡面作出法線，根據(jù)反射角等于入射角作出其反射光線（且根據(jù)圖中的角度可知反射光線于入射光線垂直）；再根據(jù)當(dāng)光從空氣斜射入水中時(shí)，折射角小于入射角，連接眼睛和折射點(diǎn)，作出折射光線。
四、實(shí)驗(yàn)探究題（共20分）
1．（6分）光從空氣斜射入水和玻璃時(shí)都會發(fā)生折射現(xiàn)象，但是水和玻璃的折射情況會相同嗎？為了探究這個(gè)問題，小華選擇了光屏、透明玻璃磚、水槽、激光電筒等器材進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。他在光屏上畫出互相垂直的NN'和MM'兩條線段并相交于O點(diǎn)，如圖甲所示。
（1）小華將玻璃磚的一個(gè)表面與MM'齊平放置，讓激光電筒發(fā)出的光線從A點(diǎn)到O點(diǎn)入射，他看到了如圖乙所示的光路（AO、OC為同一直線），你認(rèn)為出現(xiàn)光線OC是因?yàn)開_____所致，鑒于本實(shí)驗(yàn)的目的，此時(shí)最應(yīng)該記錄的兩條光線是____________。
（2）接下來他要觀察光從空氣中進(jìn)入水中的情況，他將光屏豎直放入水槽中，（使線段MM'水平）并向水槽中慢慢注水至水面與MM'齊平，入射光線應(yīng)該從A點(diǎn)向O點(diǎn)射入，這是為了保證___________，其實(shí)本實(shí)驗(yàn)小華還考慮了入射光線所在一側(cè)的________相同。
（3）小華最終在光屏上記錄下了如丙所示的光路圖（OE為水中的折射光線），通過分析光路，你認(rèn)為玻璃和水這兩種介質(zhì)對光的偏折能力較強(qiáng)的是________。
（4）若用激光以相同的入射角分別從玻璃和水中斜射入空氣中，則________射出的折射光線更遠(yuǎn)離法線。
【答案】（1）有部分光線并沒有通過玻璃磚，而依舊在空氣中傳播；AO和OB；（2）入射光線重合；入射角；（3）玻璃；（4）玻璃。
【解析】（1）光線AO到OC，光的傳播路線沒有改變，說明光在同一種均勻介質(zhì)中傳播，所以可以判斷有部分光線并沒有通過玻璃磚，而依舊在空氣中傳播。本實(shí)驗(yàn)探究光的折射規(guī)律，要記錄光的折射光線和入射光線，所以要記錄的兩條光線是AO和OB。
（2）探究光在玻璃和水的折射能力，要控制入射光線相同，入射角相同，觀察折射光線和折射角的變化情況，所以入射光線應(yīng)從A點(diǎn)向O點(diǎn)射入，這是為了保證入射光線重合，入射角相同。
（3）如乙丙圖，當(dāng)光在空氣中傳播時(shí)AO入射，OC傳播；當(dāng)光線從空氣斜射入水中，AO入射，OE傳播；當(dāng)光線從空氣斜射入玻璃中，AO入射，OB傳播，比較OB偏離OC更多，所以玻璃和水這兩種介質(zhì)對光的偏折能力較強(qiáng)的是玻璃。
（4）光路是可逆的，光從空氣斜射入玻璃偏折能力強(qiáng)，當(dāng)光從玻璃斜射入空氣中偏折能力也強(qiáng)，所以遠(yuǎn)離法線。
2.（14分）小明用如圖所示裝置將一細(xì)光束從水中斜射到空氣中，用于探究“光的折射規(guī)律”實(shí)驗(yàn)測得的數(shù)據(jù)如表。
入射角/° 0 10 20 30 40 48.6 50
折射角/° 0 13.4 27.0 41.7 58.7 90
（1）當(dāng)入射角為0°時(shí)，折射角大小為0°，說明當(dāng)光從水中垂直射入空氣中時(shí)，傳播方向 ；
（2）分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可知：入射角增大時(shí)，折射角 （填“增大”或“減小”），且折射角 （填“大于”、“小于”或“等于”）入射角；
（3）當(dāng)入射角為48.6°，折射角大小為90°，若再增大入射角，則折射光線消失，只發(fā)生反射，這種現(xiàn)象稱為全反射，所以當(dāng)入射角為50°時(shí)會發(fā)生 現(xiàn)象；
（4）若光線從空氣斜射入水中，入射角為58.7°，則折射角大小為 ，這是因?yàn)樵诠獾恼凵洮F(xiàn)象中，光路都具有 性。增大入射角，觀察折射角的變化，我們發(fā)現(xiàn) （選填“會”或“不會”）發(fā)生全反射現(xiàn)象。
【答案】（1）不改變；（2）增大；大于；（3）全反射；（4）40°；可逆；不會。
【解析】（1）由表格中數(shù)據(jù)得，當(dāng)入射角為0°時(shí)，折射角大小為0°，說明當(dāng)光從水中垂直射入空氣中時(shí)，傳播方向不改變。
（2）分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可知：折射角隨入射角增大而增大，且折射角大于入射角。
（3）當(dāng)入射角為50°大于48.6°，會發(fā)生全反射現(xiàn)象。
（4）由表格中數(shù)據(jù)得，光線從水中斜射入空氣中時(shí)，入射角為40°時(shí)，折射角為58.7°，根據(jù)光路的可逆性可知，若光線從空氣斜射入水中，入射角為58.7°，則折射角大小為40°。
此過程中，折射角小于入射角，增大入射角，觀察折射角的變化，我們發(fā)現(xiàn)不會發(fā)生全反射現(xiàn)象。
核心素養(yǎng)學(xué)習(xí)目標(biāo)
知識解讀易錯(cuò)警示示
注意！
典例精講明確考向向
方法總結(jié)思維進(jìn)階
課節(jié)精練達(dá)標(biāo)培優(yōu)
21世紀(jì)教育網(wǎng) www.21cnjy.com 精品試卷·第 2 頁 （共 2 頁）
HYPERLINK "http://21世紀(jì)教育網(wǎng)(www.21cnjy.com)
" 21世紀(jì)教育網(wǎng)(www.21cnjy.com)中小學(xué)教育資源及組卷應(yīng)用平臺
2024人教版新教材物理八年級上冊同步精講精煉學(xué)案（全國通用）
第四章 光現(xiàn)象
專題4.4 光的折射
1.物理觀念：（1）了解光的折射現(xiàn)象，理解光從空氣射入水中或其他介質(zhì)中的折射規(guī)律;
（2）知道光在折射時(shí)，光路的可逆性；
（3）學(xué)會畫折射光路圖。
2.科學(xué)思維：做光路圖與光的折射規(guī)律對應(yīng)起來學(xué)習(xí)是理解本節(jié)知識重要方法。學(xué)會觀察和分析生活中有關(guān)物理知識的實(shí)例與實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，具有初步的觀察能力、分析概括能力。
3.科學(xué)探究：通過演示實(shí)驗(yàn)和生活實(shí)際，了解光的折射現(xiàn)象；通過小組合作探究，得到光的折射規(guī)律。
4.科學(xué)態(tài)度與責(zé)任：培養(yǎng)學(xué)生對科學(xué)的求知欲，樂于探索自然現(xiàn)象和日常生活中的物理學(xué)道理的精神，培養(yǎng)學(xué)生觀察思考，勇于發(fā)現(xiàn)樂于探究的學(xué)習(xí)習(xí)慣，以及應(yīng)用物理知識解決實(shí)際問題的能力。
學(xué)習(xí)重點(diǎn)是探究并了解光從空氣射入水中和其他介質(zhì)時(shí)的折射規(guī)律；學(xué)習(xí)難點(diǎn)是使學(xué)生應(yīng)用折射規(guī)律解釋生活生產(chǎn)中的折射現(xiàn)象。
知識點(diǎn)1. 折射現(xiàn)象
1.概念：光從一種介質(zhì)斜射入另一種介質(zhì)時(shí)，傳播方向發(fā)生偏折的現(xiàn)象。
2.折射角：折射光線和法線間的夾角。
知識點(diǎn)2. 光的折射規(guī)律
在光的折射中，入射光線、折射光線和法線在同一平面內(nèi)，入射光線和折射光線分居法線的兩側(cè)。光從空氣斜射入水或其他介質(zhì)時(shí)，折射角小于入射角；光從水或其它介質(zhì)斜射入空氣中時(shí)，折射角大于入射角，折射角隨入射角的增大而增大；當(dāng)光從空氣垂直射入水或其他介質(zhì)中時(shí)，傳播方向不變，折射角、反射角和入射角都等于0°。
注意：對光的折射規(guī)律的認(rèn)識
（1）斜射時(shí)，總是空氣中的角大；
（2）當(dāng)光射到兩介質(zhì)的分界面時(shí)，反射、折射同時(shí)發(fā)生；
（3）光的折射中光路是可逆的。
知識點(diǎn)3. 光的折射規(guī)律的應(yīng)用
（1）水中的魚的位置看起來比實(shí)際位置淺一些；由于光的折射，池水看起來比實(shí)際的淺一些；
（2）水中的人看岸上的景物的位置比實(shí)際位置遠(yuǎn) 些；透過厚玻璃看鋼筆，筆桿好像彎折了；斜放在水中的筷子好像向下彎折了。
注意：解釋生活中的折射現(xiàn)象是難點(diǎn)
用光的折射規(guī)律解釋生活中的折射現(xiàn)象，必須對規(guī)律內(nèi)容熟練把握，同時(shí)必須會做出折射光路圖。一般情況，給定的物體，經(jīng)過折射后，物體的像是淺了還是深了，這類問題解答方法就是根據(jù)規(guī)律作出光路進(jìn)行分析。所以科學(xué)準(zhǔn)確作出折射光路圖是十分重要的步驟。同時(shí)要知道人眼睛看到物體的像是虛像。
易錯(cuò)點(diǎn)：
易錯(cuò)1. 折射現(xiàn)象作圖易錯(cuò)易混
（1）光無論從空氣斜射入其他介質(zhì)中，還是從其他介質(zhì)斜射入空氣中，空氣中的角（入射角或反射角）都是較大的；
（2）過入射點(diǎn)作法線，在法線的另一側(cè)作出折射光線或入射光線，且使空氣中的角較大；
（3）標(biāo)出光的傳播方向。
易錯(cuò)2. 光的三種傳播方式辨析
1.對光的三種傳播方式區(qū)分不清。區(qū)分方法：記住常見的直線傳播和反射現(xiàn)象，其余的大都是光的折射現(xiàn)象。
2.發(fā)生光的反射時(shí)，不一定有光的折射現(xiàn)象。發(fā)生光的折射時(shí)，一定有光的反射現(xiàn)象。
3.不管光的反射、折射，均發(fā)生在兩種不同介質(zhì)的交界面，一旦進(jìn)入同種均勻介質(zhì)中，均沿直線傳播。
4.發(fā)生反射時(shí)，反射光線進(jìn)入反射前的介質(zhì)，光速不變，只是傳播方向變了。折射時(shí)，光線折射后，在兩種不同的介質(zhì)中傳播，光速發(fā)生改變，出垂直入射不改變傳播方向，其余的情形，光的傳播方向均要發(fā)生改變。
考點(diǎn)1. 光的折射現(xiàn)象
【例題1】如圖所示的四種現(xiàn)象中，屬于光的折射現(xiàn)象的是（　　）
A．山在水中形成“倒影” B．景物在觀后鏡中成像
C．月食現(xiàn)象的形成 D．鋼勺好像在水面處“折斷”
【答案】D．
【解析】判斷光的折射現(xiàn)象，要對折射的定義理解清楚，光從一種透明介質(zhì)斜射入另一種透明介質(zhì)中時(shí)，傳播方向一般會發(fā)生改變，這是光的折射，生活中光在不均勻介質(zhì)中不沿直線傳播的現(xiàn)象也是光的折射．
A．平靜的水面相當(dāng)于平面鏡，倒影是平面鏡成的像，這是利用光的反射原理，故A錯(cuò)誤．
B．觀后鏡是凸面鏡，屬于光的反射，故B錯(cuò)誤；
C．發(fā)生月食時(shí)，太陽、月球、地球三者都在同一直線上，都可以用光沿直線傳播來解釋，故C錯(cuò)誤．
D．從水中鋼勺上反射的光從水中斜射入空氣中時(shí)，發(fā)生折射，折射光線遠(yuǎn)離法線，當(dāng)人逆著折射光線的方向看時(shí)，看到的是鋼勺的虛像，比實(shí)際位置偏高，所以感覺折斷了，故D正確．
考點(diǎn)2. 折射規(guī)律
【例題2】一束單色光從空氣斜射入水中的情境如圖所示。下列說法正確的是（ ）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，將沿OA和OB射出
【答案】B
【解析】ABC．如圖：過點(diǎn)O作法線PQ，由于反射時(shí)反射光線和入射光線位于法線兩側(cè)；折射時(shí)折射光線和入射光線也位于法線兩側(cè)，所以圖中AO是入射光線、OB是反射光線、OC是折射光線。∠AOP是入射角，∠BOP是反射角，故B正確，AC錯(cuò)誤；
D．折射時(shí)光路是可逆的，所以光若沿CO入射，將沿OA射出，故D錯(cuò)誤。
故選B。
考點(diǎn)3. 折射規(guī)律作圖
【例題3】從水射向空氣時(shí)，入射點(diǎn)O和反射光線如圖所示。請畫出入射光線和折射光線。
【答案】如圖所示。
【解析】首先畫出法線，在發(fā)生反射時(shí)，反射角等于入射角，據(jù)此畫出入射光線；光從水中斜射入空氣中，折射角大于入射角，折射光線遠(yuǎn)離法線。
考點(diǎn)4. 折射規(guī)律的探究
【例題4】小明在“初識光的折射現(xiàn)象”和“探究光的折射特點(diǎn)”實(shí)驗(yàn)中。
（1）如圖甲，小明將一束激光射至P點(diǎn)，形成一個(gè)光斑，向水槽內(nèi)慢慢注水，水槽底部光斑的位置將 　　（A.向左移動；B.向右移動；C.不動）。
（2）如圖乙所示，將紙板右半部分繞CD向后翻轉(zhuǎn)任意角度，發(fā)現(xiàn)紙板上無折射光束呈現(xiàn)。此時(shí)紙板上看不到折射光線，下列說法正確的有 　　（A.沒有折射光線；B.有折射光線但不易看見；C.如果在原折射光線處噴一些煙霧也不可能看見折射光線）。
（3）如圖丙，如果光線沿著BO方向射向空氣，并逐步增大入射角的度數(shù)時(shí)（入射點(diǎn)的位置不變），折射光線 　　（A.可能；B.不可能）消失。
（4）如圖丙，當(dāng)光沿著CO方向射入時(shí)會沿OD方向射出，此時(shí)折射角為 　　度。
【答案】（1）A；（2）B；（3）會；（4）0。
【解析】（1）光的折射：光從空氣斜射入水或其它透明介質(zhì)時(shí)，折射角小于入射角。
（2）在光的折射中使用可轉(zhuǎn)動的光屏是為了探究折射光線、法線和入射光線是否在同一平面內(nèi)。
（3）光從其他透明介質(zhì)斜射入空氣，折射角大于入射角，折射角隨入射角的增大而增大，增大到一定程度，看不到折射光線；
（4）當(dāng)光線垂直入射時(shí)光線不改變方向，此時(shí)入射角和折射角都等于零。
【解答】（1）光從空氣斜射入水或其它透明介質(zhì)時(shí)，折射角小于入射角；小明將一束激光射至P點(diǎn)，形成一個(gè)光斑，向水槽內(nèi)慢慢注水，光線在水面處發(fā)生折射，水槽底部光斑的位置將向左移動，說明光從空氣斜射入水中時(shí)，傳播方向會發(fā)生改變，故選：A。
（2）小明繼續(xù)探究“光從空氣射入水中時(shí)的折射特點(diǎn)”，將紙板右半部分繞CD向后翻轉(zhuǎn)任意角度，發(fā)現(xiàn)紙板上無折射光束呈現(xiàn)，說明折射光線、入射光線和法線在同一平面內(nèi)；此時(shí)紙板上看不到折射光線，但折射光線依然存在，故選：B；
（3）在圖丙中，如果光線沿著BO方向射向空氣，在界面處發(fā)生折射，同時(shí)也會發(fā)生反射；若不斷增大光在水中的入射角，增大到一定程度，看不到折射光線，產(chǎn)生了全發(fā)射；所以折射光線會消失，一定發(fā)生反射現(xiàn)象；
（4）當(dāng)光沿著CO方向射入時(shí)會沿OD方向射出，此時(shí)光線垂直入射不改變傳播方向，則此時(shí)入射角和折射角都等于0度。
1. 對光的折射現(xiàn)象的理解
（1）法線與分界面垂直，是描述入射光線、反射光線以及折射光線位置和方向的參考標(biāo)準(zhǔn)；
（2）折射角隨著入射角的增大而增大，因?yàn)橄扔腥肷涔饩€，然后才有折射光線，所以敘述時(shí)一般說折射角隨入射角的變化而變化，不說入射角隨折射角的變化而變化；
（3）當(dāng)光垂直射到分界面上時(shí)，光的傳播方向不發(fā)生變化，此時(shí)折射光線、入射光線和法線重合，折射角和入射角都為0°；
（4）一般情況下，無論光從空氣斜射入其他介質(zhì)中，還是光從其他介質(zhì)斜射入空氣中，在空氣中光線與法線的夾角大于其他介質(zhì)中光線與法線的夾角；
（5）一般來說，當(dāng)光從兩種介質(zhì)分界面上發(fā)生折射時(shí)，光速大的介質(zhì)中光線與法線的夾角大，光速小的介質(zhì)中光線與法線的夾角小。
2. 在岸上看水中的物體與在水中看岸上的物體用光路圖反映，解決這一難點(diǎn)易錯(cuò)點(diǎn)思路
（1）在岸上看水中的物體：在岸邊看水中的物體，看到的是距離水面比物體實(shí)際到水面更淺的虛像。它是水的物體發(fā)出的光或者反射的光到達(dá)水面時(shí)，發(fā)射折射，逆著折射光線看到的虛像。如下圖：
（2）在水中看岸上的物體：在水中看岸上的物體，看到的是距離水面比物體實(shí)際到水面更高的虛像。它是物體發(fā)出的光或者反射的光到達(dá)水面時(shí)，發(fā)射折射，在水中逆著折射光線看到的虛像。如下圖：
（滿分100分，答題時(shí)間60分鐘，根據(jù)下面給出的試題答案與解析自測自評）
一、選擇題（每小題6分，共30分）
1. 下列現(xiàn)象由光的折射形成的是（ ）
A. 手影 B. 對鏡畫臉譜 C. 鉛筆“折斷” D. 日食
2. 下列現(xiàn)象中屬于光的折射現(xiàn)象的是（　　）
A．坐井觀天 B．杯弓蛇影 C．海市蜃樓 D．一葉障目
3．下列詩句中有關(guān)光現(xiàn)象的說法正確的是（　　）
A．“綠樹陰濃夏日長”，樹陰是光的反射形成的
B．“樓臺倒影入池塘”，樓臺倒影是光的折射形成的
C．“瀑水噴成虹”，彩虹是光的直線傳播形成的
D．“潭清疑水淺”，水淺是光的折射形成的
4.如圖所示，一束光射入杯中，在杯底形成光斑。下列說法正確的是（　　）
A．折射角大于入射角；
B．如果將入射光線適當(dāng)順時(shí)針偏轉(zhuǎn)一個(gè)角度，杯底光斑會適當(dāng)左移；
C．如果光線垂直水面入射，折射角為90°；
D．如果往杯中再繼續(xù)加水，入射光線保持不變，杯底的光斑會向左移動
5.如圖所示，是光在空氣和水兩種介質(zhì)中傳播情形，下列說法正確的是（　　）
A．BF是界面 B．AD的右邊是水
C．入射角等于60° D．折射角等于30°
二、填空題（每空5分，共30分）
1.下列是與光學(xué)知識有關(guān)的詩句或成語：①立竿見影②潭清疑水淺③一葉障目。其中______（填序號）與另外兩個(gè)所描述的光現(xiàn)象形成的原因不同，它可以用光的______解釋。
2.小波在湖邊游玩時(shí)，看到茂密的樹下有許多圓形光斑，仔細(xì)一看是太陽的“像”，這是光
的 而形成的；看到湖水中游動的“魚”比起實(shí)際位置要 （選填“深”或“淺”），這是因?yàn)楣鈴乃行鄙湎蚩諝鈺r(shí)發(fā)生 ；湖面上拱橋在水中的“倒影”，這是由于光的 而形成的虛像。
3.如圖所示，在不透明的杯底部畫一個(gè)黑點(diǎn)A，向杯中倒入適量水，眼睛位于P點(diǎn)看到A點(diǎn)的像A'點(diǎn)。A'點(diǎn)是由光發(fā)生 形成的 （選填“虛”或“實(shí)”）像。用激光筆對準(zhǔn)像A'點(diǎn)照射，光 （選填“能”或“不能”）照到杯底A點(diǎn)。
三、作圖題（每小題5分，共20分）
1. 圖中，一條光線從空氣射入水中，請標(biāo)出它的入射角α并大致畫出折射光線。
2．如圖所示，一束光射向玻璃磚并穿過玻璃磚，畫出這束光進(jìn)入玻璃和離開玻璃后的光線。
3．如圖，一條光線垂直界面AC進(jìn)入玻璃磚后，在界面AB上只發(fā)生反射，在圖中畫出該光線經(jīng)界面AB反射和從界面BC離開玻璃磚后的光線。
4. 如圖，光源S發(fā)出的一束光經(jīng)墻上的平面鏡反射后，射入游泳池中，剛好被正在游泳的小明看到。請完成光路圖。
四、實(shí)驗(yàn)探究題（共20分）
1．（6分）光從空氣斜射入水和玻璃時(shí)都會發(fā)生折射現(xiàn)象，但是水和玻璃的折射情況會相同嗎？為了探究這個(gè)問題，小華選擇了光屏、透明玻璃磚、水槽、激光電筒等器材進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。他在光屏上畫出互相垂直的NN'和MM'兩條線段并相交于O點(diǎn)，如圖甲所示。
（1）小華將玻璃磚的一個(gè)表面與MM'齊平放置，讓激光電筒發(fā)出的光線從A點(diǎn)到O點(diǎn)入射，他看到了如圖乙所示的光路（AO、OC為同一直線），你認(rèn)為出現(xiàn)光線OC是因?yàn)開_____所致，鑒于本實(shí)驗(yàn)的目的，此時(shí)最應(yīng)該記錄的兩條光線是____________。
（2）接下來他要觀察光從空氣中進(jìn)入水中的情況，他將光屏豎直放入水槽中，（使線段MM'水平）并向水槽中慢慢注水至水面與MM'齊平，入射光線應(yīng)該從A點(diǎn)向O點(diǎn)射入，這是為了保證___________，其實(shí)本實(shí)驗(yàn)小華還考慮了入射光線所在一側(cè)的________相同。
（3）小華最終在光屏上記錄下了如丙所示的光路圖（OE為水中的折射光線），通過分析光路，你認(rèn)為玻璃和水這兩種介質(zhì)對光的偏折能力較強(qiáng)的是________。
（4）若用激光以相同的入射角分別從玻璃和水中斜射入空氣中，則________射出的折射光線更遠(yuǎn)離法線。
2.（14分）小明用如圖所示裝置將一細(xì)光束從水中斜射到空氣中，用于探究“光的折射規(guī)律”實(shí)驗(yàn)測得的數(shù)據(jù)如表。
入射角/° 0 10 20 30 40 48.6 50
折射角/° 0 13.4 27.0 41.7 58.7 90
（1）當(dāng)入射角為0°時(shí)，折射角大小為0°，說明當(dāng)光從水中垂直射入空氣中時(shí)，傳播方向 ；
（2）分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可知：入射角增大時(shí)，折射角 （填“增大”或“減小”），且折射角 （填“大于”、“小于”或“等于”）入射角；
（3）當(dāng)入射角為48.6°，折射角大小為90°，若再增大入射角，則折射光線消失，只發(fā)生反射，這種現(xiàn)象稱為全反射，所以當(dāng)入射角為50°時(shí)會發(fā)生 現(xiàn)象；
（4）若光線從空氣斜射入水中，入射角為58.7°，則折射角大小為 ，這是因?yàn)樵诠獾恼凵洮F(xiàn)象中，光路都具有 性。增大入射角，觀察折射角的變化，我們發(fā)現(xiàn) （選填“會”或“不會”）發(fā)生全反射現(xiàn)象。
核心素養(yǎng)學(xué)習(xí)目標(biāo)
知識解讀易錯(cuò)警示示
注意！
典例精講明確考向向
方法總結(jié)思維進(jìn)階
課節(jié)精練達(dá)標(biāo)培優(yōu)
21世紀(jì)教育網(wǎng) www.21cnjy.com 精品試卷·第 2 頁 （共 2 頁）
HYPERLINK "http://21世紀(jì)教育網(wǎng)(www.21cnjy.com)
" 21世紀(jì)教育網(wǎng)(www.21cnjy.com)

展開更多......

收起↑