資源簡介 第 19 講 光的折射模塊一 思維導圖串知識 1.了解光的折射現象。模塊二 基礎知識全梳理(吃透教材) 2.知道光在發生折射時,光路是可逆的。模塊三 教材習題學解題 3.能夠利用所學知識解釋生活中的折射現象。模塊四 核心考點精準練(8 大考點)模塊五 小試牛刀過關測1、光的折射規律(1)在折射現象中,折射光線、入射光線、法線在同一平面內(共面)。(2)折射光線和入射光線分居在法線的兩側(分居)。(3)當光從空氣斜射入水等其他透明物質(玻璃、水晶等)時,折射角小于(大于、小于或等于)入射角;當光從水或其它透明物質斜射入空氣時,折射角大于(大于、小于或等于)入射角(不等角,在空氣中的角大)。2、光的折射現象及其應用(1)當光從一種介質斜射入另一種介質時,光在另一種介質中傳播方向發生改變的現象叫光的折射。(2)光的折射發生在兩種介質的交界面上,但光線在每種介質內是直線傳播的。光從一種介質垂直射入另一種介質時,其傳播方向不改變(改變、不改變)。(3)入射光線射入另一種介質時的交點(O),叫入射點;入射光線與法線夾角(α)叫入射角;折射光線與法線的夾角(γ)叫折射角。(4)在生活中,我們常見的折射現象很多,如:看清澈的池水,池水水底變淺;在岸上看到的魚接近于水面;透過玻璃磚看物體發生了錯位;水杯中的筷子好像彎折了;“海市蜃樓”現象等等都是光的折射現象。3、作光的折射光路圖(1)利用光的折射規律①光從空氣斜射入水中或其他介質中時,折射光線向法線偏折,入射角大于折射角。②光從水或其他介質斜射入空氣中時,折射光線遠離法線偏折,折射角大于入射角。③光垂直界面射入時,傳播方向不改變;此時入射角等于折射角等于 0。④光的折射現象例子:海市蜃樓、筷子向上折斷了、池水變“淺”了、放大鏡、望遠鏡、顯微鏡、照相機、投影儀、近視眼鏡、老花鏡、斜插在水中的筷子在水中部分看起來向上彎;看見落到地平線下的太陽;叉魚的時候瞄準魚的下方。(2)根據光路可逆的可逆性。若光是由較密的介質射入較疏的介質時呢?畫出下圖。教材習題 01 解題方法圖中,哪一幅圖正確地表示了光從空氣進入玻璃中的光路? ①要解決此題,需要掌握光的折射規律的內容:入射光線、法線、折射光線在同一平面內,折射光線和入射光線分別位于法線兩側。②當光線從空氣斜射入其它透明介質時,折射角小于入射角;當光線從其它介質斜射入空氣時,則折射角大于入射角……【答案】C。教材習題 02 解題方法一末光射向一塊玻璃磚(圖 4.4-8),并穿 ①當光從空氣斜射入玻璃時,折射光線和入射光過玻璃磚。畫出這束光進入坡璃磚和離 線分居法線的兩側,折射角小于入射角。開玻璃磚后的光線(注意標出法線)。 ②當光從玻璃斜射入空氣時,折射光線和入射光線分居法線的兩側,折射角大于入射角……【答案】教材習題 05 解題方法兩位同學想用激光筆去照亮水 ①當光從一種介質進入另一種介質時,它的傳播方向會發中漂亮的小石子。同學甲往他 生改變,這種現象稱為折射。看到的小石子的下方去照射; ②同學乙直接朝著水面下的小石子照射,由于光線的折同學乙往他看到的小石子的方 射,光線并不會直接到達小石子,而是偏離了原來的路徑。向去照射。他們誰能照亮小石 ③同學甲意識到光線會在水面上發生折射,因此他調整了子 請你作圖說明。 激光筆的角度,使其向下偏移,這樣光線經過折射后就能正好照射到小石子上……【答案】光線從空氣進入水中發生了折射,同學甲的激光筆照射角度使得折射后的光線能夠正確地照射到小石子上。而同學乙的激光筆則直接照射到了水面上,由于沒有考慮到折射,所以光線并沒有到達小石子。因此只有同學甲的方法能夠成功照亮水中漂亮的小石子。考點一 光的折射的概念和現象1.宋代范仲淹的《岳陽樓記》中蘊含了豐富的光學知識,文字詞句與物理知識相符合的是( )A.“錦鱗游泳”,看到水里的魚是實像B.“皓月千里”,皎潔的月亮是光源C.“浮光躍金”,湖面波動的光閃著金色是光的折射現象D.“靜影沉璧”,如玉璧一樣月亮的倒影是光的反射現象【答案】D【詳解】A.看到水中的魚是光的折射現象形成的魚的虛像,由于光從水中射向空氣時折射角大于入射角,折射光線的反向延長線相交形成虛像,故 A 不符合題意;B.本身發光的物體才是光源,月亮本身不能發光,不是光源,故 B 不符合題意;C.“浮光躍金”,金色是光在水面發生反射形成的現象,故 C 不符合題意;D.月亮的倒影屬于平面鏡成像,是由光的反射形成的,故 D 符合題意。故選 D。2.以下的句語蘊含了常見的光現象:①一葉障目②海市蜃樓③坐井觀天④潭清疑水淺。描述光沿直線傳播的是 ,描述了光的折射現象的是 。(選填序號)【答案】 ①③ ②④【詳解】[1][2]一葉障目是由光在同種均勻介質中沿直線傳播形成的,海市蜃樓是光在不均勻的大氣中傳播形成的光的折射現象,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,潭清疑水淺是由光的折射形成的,描述光沿直線傳播的是①③,描述了光的折射現象的是②④。考點二 從水面(水中)看向水中(水面)3.如圖所示,這是某同學畫的光路圖。下列選項中可以用該光路圖解釋的是( )A.潛水員在水中看岸上景物B.人看到水中的“藍天白云”C.人在岸邊看到河水中的魚D.通過潛水艇潛望鏡觀察海面情況【答案】C【詳解】A.潛水員在水中看岸上景物時,光從空氣斜射入水中,與光路圖不符,故 A 不符合題意;B.人看到水中的“藍天白云”屬于光的反射現象,光路圖描述的是光的折射現象,故 B 不符合題意;C.人在岸邊看到河水中的魚屬于光的折射現象,而且是光從水中斜射入空氣中,與光路圖相符,故 C 符合題意;D.潛望鏡是由平面鏡組成,屬于光的反射現象,與光路圖不符,故 D 不符合題意。故選 C。4.光從空氣斜射入玻璃中時,折射光線將向 方向偏折。由于光的折射,我們從水面上方看水中的物體,會感到物體的位置比實際位置 (選填“高”或“低”)一些。【答案】 法線 高【詳解】[1][2]根據光的折射規律可知,當光從空氣斜射入玻璃中,折射光線向法線偏折,折射角小于入射角,當從水面上方看水中的物體時,物體反射的光線從水中斜射到空氣中發生折射,折射光線遠離法線,向下偏折,所以人眼逆著折射光線看去上,看到的物體位置比實際要高。考點三 筷子在水中的彎折5.如圖所示的情景中,由于光的折射形成的是( )A. 水中倒影 B. 手在燈光下成影C. 鉛筆在水中彎折 D. 演員對著鏡子畫臉譜【答案】C【詳解】A.倒影屬于平面鏡成像,是光的反射,故 A 不符合題意;B.手在墻上形成手影,是因為光在同一均勻介質中沿直線傳播,故 B 不符合題意;C.鉛筆在水中彎折是光的折射現象,故 C 符合題意;D.演員對著鏡子畫臉譜是平面鏡成像,平面鏡成像屬于光的反射現象,故 D 不符合題意。故選 C。6.筷子斜插入水中,從側面看筷子,如圖所示的三個情景簡化圖中 選填“甲”、“乙”或“丙”)是符合的,這屬于光的 現象。【答案】 丙 折射【詳解】[1][2]當光從水中射入空氣時,在水與空氣的交界面上發生折射,進入空氣中的折射光線向水面偏折,位置降低,而我們認為光是沿直線傳播的,我們看到的筷子位置在折射光線的反向延長線上,從而位置比實際位置偏高,看起來筷子向上彎折,與丙圖一致。考點四 海市蜃樓7.在重慶市鳳鳴山中學的高效物理課堂中,同學們開展了一個成語接龍活動,每個同學說出一個與光現象有關的成語。以下選項中屬于光的反射的是( )A. 坐井觀天 B. 杯弓蛇影C. 海市蜃樓 D. 一葉障目【答案】B【詳解】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.杯弓蛇影屬于平面鏡成像,是由于光的反射形成的,故 B 符合題意;C.海市蜃樓是光在不均勻的空氣中傳播時發生的折射現象,故 C 不符合題意;D.一葉障目是光的直線傳播使得一片樹葉擋住了視線,故 D 不符合題意。故選 B。8.《夢溪筆談》是北宋一部涉及中國古代自然科學、工藝技術及社會歷史現象的綜合性筆記體著作,該書被評價為“中國科學史上的里程碑”。作者沈括在書中記載了日食、月食、海市蜃樓等自然奇觀,海市蜃樓是由于光的 而形成的 像(選填“實”或“虛”)。【答案】 折射 虛【詳解】[1][2]海市蜃樓是由于大氣層不均勻,光在不均勻的大氣中傳播時發生折射而形成的虛像。考點五 光的折射的實驗現象及結論9.如圖甲是王楠同學利用光具盤探究光從空氣斜射入玻璃中時的光路,經過多次實驗并記錄了數據:入射角 α 10° 30° 45° 60°折射角 β 7.1° 20.7° 30° 37.8°(1)由表格中的數據還可以判斷:當光以 55°的入射角從空氣射入玻璃中時,其折射角 30°(選填“等于”、“小于”或“大于”);(2)當光以 30°的入射角從玻璃斜射入空氣中時,其折射角是 ,你的依據是 ;(3)保持圖乙的入射光不動,繼續往水槽里加適量的水,會看到水槽底部的亮斑 B 向 移動。【答案】 大于 45° 光路是可逆的 左【詳解】(1)[1] 由表格數據可知,當光由空氣斜射入玻璃中時,隨著入射角的增大,折射角也增大,當入射角等于 45°時,折射角為 30°,當入射角等于 60°時,折射角為 37.8°,所以當入射角等于 55°時,折射角的范圍是30°<b<37.8°故其折射角大于 30°。(2)[2] [3] 根據光的折射定律可知,光路是可逆的,當光由玻璃斜射入空氣中時,入射角小于折射角,當入射角等于 30°時,折射角為 45°。(3)[4] 當光從空氣中斜射入水中時,折射角小于入射角,當入射角不變時,折射角也不變,保持入射光不動,繼續加水,入射點向左移動,會看到亮斑 B 向左移動。10.某同學在做探究光的折射特點實驗,圖是光從空氣射入水中時的光路,實驗中發現,入射光線、折射光線和法線在同一平面內,折射光線和入射光線分別位于法線的兩側。通過實驗還得到如下數據,分析表中數據,可得出結論:入射角 α 0° 15° 30o 45° 60o反射角 β 0° 15° 30° 45° 60°折射角 γ 0° 11.30 22.10 35.40 40.9°(1)光從空氣斜射到水面時,將同時發生 和 現象;(2)光從空氣斜射到水面時,折射角隨入射角的變化關系是:折射角 (大于/等于/小于)入射角。當光從空氣垂直射到水面時,折射角等于 (填度數)。該同學根據上述實驗中的發現和結論②總結出了光的折射特點。【答案】 反射 折射 小于 0°【詳解】(1)[1][2]由圖可知,光從空氣斜射到水面時,將同時發生反射和折射現象。(2)[3][4]由表中數據可知,光從空氣斜射到水面時,折射角隨入射角的增大而增大,且折射角小于入射角。當光從空氣垂直射到水面時,入射角為 0°,反射角和折射角均為 0°。考點六 不同介質入射角、反射角與折射角的大小關系11.一束光從空氣斜射向水中,如圖所示,能正確表示光的傳播路徑的圖是( )A. B.C. D.【答案】C【詳解】根據反射定律和折射定律,當光由空氣斜射進入水中時發生反射和折射的光路如圖:A 中的圖,反射角不等于入射角;B 中折射角大于入射角;D 中反射角不等于入射角,且折射角大于入射角;故 ABD 不符合題意,C 符合題意。故選 C。12.光在空氣和水的分界面處同時發生反射和折射,光路如圖所示,其中折射角為(∠1/∠2/∠3),分界面的 方為水,當入射角減小時,反射光線與折射光線的夾角將變 。【答案】 2 上 大【詳解】[1][2][3]由圖可知, 1等于 3,反射光線與入射光線關于法線對稱,因此①是法線,②是界面,法線的一側只有一條光線是入射光線,CO是入射光線,OA是反射光線,OB是折射光線; 2是折射角,又因為 2大于 3,即折射角大于入射角,所以分界面下方是空氣,上方是水;因反射角等于入射角,所以當入射角變小時,反射角變小,折射角也會減小,折射光線與界面的夾角變大,入射光線與界面的夾角變大,所以反射光線與折射光線的夾角將變大。考點七 作出光在空氣和介質中傳播的光路圖13.如圖所示,一束光從空氣斜射入水中,請作出反射光線和折射光線的大致方向。【答案】【詳解】過入射點 O 作垂直于界面的法線,根據反射角等于入射角畫出反射光線;根據折射角小于入射角畫出折射光線。如圖所示:14.如圖所示,一個玻璃三棱鏡的截面為等腰直角VABC,∠A 為直角,一束紅光平行于 BC 邊從 S 點射入三棱鏡經 AB 面折射后,又在 BC 面發生反射,然后恰好從 P 點折射后射出,請畫出這個傳播過程的光路圖。【答案】【詳解】經 S 點折射的光線射到 BC 面上時發生反射,且反射光線恰好過 P 點,可以先作 S 點關于 BC 的對稱點 S',連接 S'與 P 的連線,OP 即為反射到 P 的反射光線;過 P 點作法線,根據光從玻璃斜射入空氣時,在法線右側的空氣中作出射出的折射光線,圖中∠SOB=∠BOS'=∠POC,∠B=∠C,即光線 SO 與 AB 的夾角與OP 與 AC 夾角相等,而開始的入射光線與 BC 平行,由光的可逆性可知,最后經三棱鏡折射出的光線也與BC 平行,如下圖所示:考點八 光的折射規律的應用15.如圖所示,一束激光由玻璃磚下方向上射入空氣中,折射后沿 OA 射出,其入射點可能是圖中的( )A.M 點 B.N 點 C.P 點 D.Q 點【答案】B【詳解】一束激光由玻璃磚下方向上射入空氣中,斜射時光線會發生偏折,入射角小于折射角。A.MO 與界面相垂直,光線會沿直線方向射出,不會發生偏折,故 A 不符合題意;B.從 N 點射入,入射角小于折射角,故 B 符合題意;C.從 P 點射入,光線沒有發生偏折,入射角等于折射角,故 C 不符合題意;D.從 Q 點射入,入射角大于折射角,故 D 不符合題意。故選 B。16.如圖所示,一支固定好的激光筆向空水槽底部固定點 O 打出一束激光。向水槽內加水使水面上升至 A點,此時光斑在 O 點 (選填“左”或“右”)側,打開水槽底部水龍頭緩慢放水,在水未放干之前,隨著水位下降。折射角將 (選填“變大”“變小”或“不變”)。【答案】 左 不變【詳解】[1] 水槽內沒有注水時,光沿直線傳播,照射到 O 點;當向水槽內注入適量的水后,光從空氣斜射入水中發生折射,折射角小于入射角,折射光線偏向法線,因此水槽底部光斑移動到 O 點的左側。[2] 打開水槽底部水龍頭緩慢放水,水面下降,入射光線的方向不變,因此入射光線在水面的入射角不變,折射角不變。一、單選題1.如圖所示,下列光現象由光的折射形成的是( )A. 后視鏡中的景物 B. 墻上手影C. 水中倒影 D. 水面上“折斷”的筷子【答案】D【詳解】A.后視鏡中的景物是由于光的反射形成的虛像,故 A 不符合題意;B.墻上手影是由于光的直線傳播形成的,故 B 不符合題意;C.水中倒影是由于光的反射形成的虛像,故 C 不符合題意;D.水中的筷子看起來“折斷”是由于光在水面處發生了折射,故 D 符合題意。故選 D。2.如圖所示,圖中男同學在茶杯里放一枚硬幣,眼睛剛好看不見硬幣的地方,保持眼睛和杯子的位置不變,請女同學慢慢往杯里倒水,男同學將觀察到的現象是( )A.隨著水的增多,他可以看見硬幣的像,且感到硬幣像逐漸降低B.隨著水的增多,他可以看見硬幣的像,且感到硬幣像逐漸升高C.注水后能看見硬幣的像,看不見硬幣的像升高或降低D.注水后仍看不見硬幣的像【答案】B【詳解】保持眼睛和杯子的位置不變,慢慢向杯子里倒水,隨著水面的上升,男同學可以看到硬幣的虛像,這是因為照射到硬幣上的光線經過水面折射后形成的,由光的折射規律可知,光從水中射入到空氣中時,入射角小于折射角,所以隨著水面的升高,人眼觀察到的硬幣的像也會逐漸升高。故 B 符合題意,ACD 不符合題意。故選 B。3.一條光線從空氣斜射向玻璃。在交界面上同時發生了反射和折射現象,如圖所示。針對該圖像,判斷正確的是( )A. NN 是交界面,上方是空氣,下方是玻璃B.OC 光線為折射光線, CON 是折射角C.MM 是空氣和玻璃的交界面, NN 是法線D.當OA光線靠近ON 時,OC 光線靠近OM 【答案】A【詳解】反射角等于入射角;折射光線與反射光線在同一介質中;折射光線與入射光線在不同介質中,且分居法線兩側,則 AO 是入射光線、OB 是反射光線、OC 是折射光線。A.由圖得,入射角大于折射角,則 NN 是交界面,上方是空氣,下方是玻璃,故 A 正確;B.OC 光線為折射光線, COM 是折射角,故 B 錯誤;C. NN 是空氣和玻璃的交界面, MM 是法線,故 C 錯誤;D.當OA光線靠近ON 時,入射角增大,折射角增大,則OC 光線遠離OM ,故 D 錯誤。故選 A。4.關于光現象的相關知識:①汽車后視鏡是凸面鏡,能起到擴大視野的作用;②皮鞋擦油、拋光是為了使鞋面更光滑,而發生鏡面反射;③湖水中出現“魚在云中游”的奇異現象,水中的“魚”和“云”都是光的折射現象造成的;④陽光照射下的地面上呈現出電線桿的影子,這是電線桿的實像。上述判斷中說法正確的是( )A.①② B.②④ C.②③ D.①④【答案】A【詳解】①凸面鏡對光線有發散的作用,應用在汽車的后視鏡上,凸面鏡成正立、縮小的虛像,能增大司機的視野范圍,減少交通事故的發生,故①正確;②因為皮鞋的表面不光滑有灰塵,光射向鞋面后發生漫反射,這樣皮鞋就失去了光澤;涂上鞋油后,鞋油的微小顆粒能填充到鞋的毛孔中,用布仔細擦拭,使鞋油涂抹的更均勻鞋面就變得十分光滑。光射向鞋面后會發生鏡面反射,皮鞋看起來就更光亮更好看了,故②正確;③我們看到水中的魚,實際看到的是由于光的折射形成的魚的虛像,看到的水中的“云”是光的反射形成的虛像,故③錯誤;④影子是由于光的直線傳播形成的光線照不到的陰暗區域,不是實像也不是虛像,故④錯誤。綜上所述,①②正確,③④錯誤,故 A 正確,BCD 錯誤。故選 A。5.如圖所示是春秋戰國時期盛水的容器——“鑒”,我國古代將鏡子稱作“鑒”,就是由于“鑒”中盛水可用來照面。若人正對著“鑒”中平靜的水面時,就會看到自己在水中的像。下列有關說法正確的是( )A.看到的像是由鏡面折射形成的B.看到人在水中所成的像是實像C.靠近水面,水中的像遠離水面D.遠離水面,水中的像大小不變【答案】D【詳解】AB.看到的像屬于平面鏡成像,是由于光的反射形成的虛像,故 AB 錯誤;C.平面鏡所成的像與物體到鏡面的距離相等,故靠近水面,水中的像靠近水面,故 C 錯誤;D.平面鏡所成的像與物大小相等,故遠離水面,水中的像大小不變,故 D 正確。故選 D。6.室內游泳池水深 2m,水面上方處有一盞燈,從池邊看燈在水中的倒影正好貼在池底上,則燈距離水面高度應( )A.大于 2m B.小于 2m C.等于 2m D.無法判定【答案】B【詳解】人看到的池底是折射形成的虛像,比真實的池底偏高,所以人眼看到池底到水面的距離小于 2m,由于水面是平面鏡,水中燈的像離水面的距離小于 2m,根據物與像到平面鏡的距離相等可知,燈距離水面高度小于 2m;故 B 符合題意,ACD 不符合題意。故選 B。7.有的詩歌不僅文字優美,也蘊含著一些物理知識,下列說法正確的是( )A.“起舞弄清影”——影子的形成是因為光的直線傳播形成的虛像B.“潭清疑水淺”——“疑水淺”是因為光從空氣射向水面時發生了折射C.“樓臺倒影入池塘”——“倒影”是光的反射形成的虛像D.“江清月近人”——江中月亮比天上月亮到水面的距離更近一些【答案】C【詳解】A.“起舞弄清影”,實像是由實際光線會聚形成的像,影子既不是實像,也不是虛像,是光沿直線傳播造成的光現象,故 A 錯誤;B.“潭清疑水淺”是因為光從水中斜射入空氣中時發生了折射現象,故 B 錯誤;C.“樓臺倒影入池塘”——“倒影”是屬于平面鏡成像,是光的反射形成的虛像,故 C 正確;D.“江清月近人”——江中月亮與天上月亮到水面的距離相等,故 D 錯誤。故選 C。8.如圖所示是一束光由空氣進入某透明物質時,在界面上的 O 點發生的反射和折射的光路,下列判斷正確的是( )A. AO 可能是入射光線 B.OC 必定是反射光線C.OB可能是折射光線 D.BO必定是入射光線【答案】C【詳解】(1)假設 AO 是入射光線,若 OB 為反射光線,OC 為折射光線,折射光線與法線重合,不可能;若 OC 為反射光線,OB 為折射光線,折射光線與入射光線在法線同側,不可能;(2)假設BO是入射光線,若 OA 為反射光線,OC 為折射光線,折射光線與法線重合,不可能;若 OC 為反射光線,OA 為折射光線,折射光線與入射光線在法線同側,不可能;(3)假設 CO 是入射光線,若 OB 為反射光線,OA 為折射光線,折射角小于入射角,可能;若 OA 為反射光線,OB 為折射光線,折射角小于入射角,可能;可見,CO 一定是入射光線,OA、OB 可能是反射光線也可能是折射光線。故選 C。二、填空題9.如圖,MN 是空氣和玻璃的分界面,一束光線射到 MN 面 O 處時發生反射和折射現象,則折射角為度。【答案】30【詳解】如圖,MN 是空氣和玻璃的分界面,則 EF 為法線,根據光的反射定律及折射規律,反射光線與入射光線分居法線兩側,折射光線與入射光線分居法線兩側,故單獨位于法線上方的 AO 為入射光線,OB 為反射光線,OC 為折射光線,故折射角為 FOC = 90° - 60° = 30°10.如圖是人類首次拍到猩猩使用工具捕獵的情景。為了捉到一條魚,猩猩用矛拼命地刺向水里卻沒有成功,這主要是因為猩猩看到水中的魚是光從 射入 中而成;若人用激光槍射魚,應該使激光對準看到的 (魚/魚上方/魚下方)照射。【答案】 水中 空氣 魚【詳解】[1][2]魚反射的光線由水中進入空氣時,在水面上發生折射,折射角大于入射角,折射光線進入猩猩眼睛,而猩猩眼睛是逆著折射光線的方向看去,就會覺得魚變淺了,這實際上看到的是偏高的魚的虛像。[3]魚射出的光線在水面處發生折射,折射光線進入眼睛,光的折射中光路是可逆的,從看到魚的位置正對魚照射,能把魚照亮,所以應瞄準看到“魚”的開始射擊。11.如圖所示,一束光從空氣斜射到某液面上發生反射和折射,入射光線與液面成 30°角,則折射角的大小為 ,反射角的大小為 。【答案】 37° 60°【詳解】[1][2]根據光的反射定律和折射的規律作圖如下:其中∠AOD 為入射角,∠DOB 為反射角,∠EOC 為折射角。則∠AOD=∠DOB,由題意知,入射光線與液面成30°角,則入射角∠AOD 為 60°,所以反射角∠DOB 為 60°。則折射角為∠EOC=180°-60°-83°=37°12.湖水清澈見底,湖面平靜如鏡。站在湖邊的游客能欣賞到水中的魚在游玩,這是光的 現象;水中魚兒能看到游來游去的同伴,這是光的 現象。【答案】 折射 直線傳播【詳解】[1]魚兒是在水中的實際物體,魚反射的光從水中斜射入空氣中,要發生折射,游客看到水中的魚是變淺的實際魚的虛像。[2]水中魚兒能看到游來游去的同伴,魚和同伴都是在水中,介質均勻,這是光的直線傳播現象。13.春游時,同學們看到:①自己在陽光下的影子;②岸邊的樹在湖中的倒影;③人從鏡子里面看到自己;④從岸上看到水里面的魚;⑤樹蔭下的光斑。在他們看到的景物中,屬于光的反射的現象是 ,屬于光的直線傳播的現象是 。【答案】 ②③ ①⑤【詳解】[1][2]影子、小孔成像、日月食都是光的直線傳播形成的,樹蔭下的光斑是小孔成像成的太陽的像;平面鏡成像是光的反射形成的,人從鏡子里面看到自己,平靜的水面相當于平面鏡,映出水面上的物體的像都屬光的反射現象;光由水中斜射入空氣中時,發生偏折,導致看到的物體變高,如看到水中的魚,水底都變高,這是折射現象;所以屬于光的反射現象的是:②③;屬于光的直線傳播的現象是①⑤。三、作圖題14.平靜水面上方的小鳥和水中的小魚,某時刻的實際位置 A、B 如圖所示,C 點的人恰好看到它們在水中的像 A′、B′重合,請畫出小鳥在水中像的位置和人眼看到小魚的光路圖。【答案】【詳解】作出小鳥位置 A 關于水面的對稱點 A′,即小鳥的像位置。因為 C 點人看到小鳥和小魚的像重合,即 A'也是小魚 B 的像 B′,A′C(B′C)與水面交于點 O,連接 BO 即為入射光線,OC 為折射光線,如圖所示:15.如圖光從空氣斜射入水中,請畫出入射光線所對應的反射光線和在水中的折射光線的大致方向。【答案】【詳解】過入射點作出法線,根據光的反射規律可知,反射角等于入射角,反射光線與入射光線分居法線兩側,據此在法線另一側的空氣中畫出反射光線;光從空氣斜射入水中,折射角小于入射角,折射光線與入射光線分居法線兩側,據此在法線另一側的水中畫出折射光線,如圖所示:16.如圖所示,玻璃魚缸中的 A 點和 B 點代表一條魚和眼睛看到魚的像的位置。請畫出眼睛看到魚的光路圖。【答案】【詳解】觀察水中魚時,魚反射的光線從水中斜射入空氣中時,發生折射,折射角大于入射角,折射光線遠離法線,眼睛逆著折射光線看上去,人看到的“魚”在 B 點,比魚的實際位置偏右,即魚的實際位置 A 應在 B 的左方,連接 A 和眼睛 C,與界面的交點 O 即為入射點,連接 AO 為入射光線,OC 為折射光線,如圖所示:四、實驗題17.如圖甲所示,小明在探究光折射現象時,將一束入射角為 50°的光線斜射入杯中,在杯底形成光斑,然后逐漸往杯中加水,觀察杯底光斑的位置變化。他對實驗中光偏折程度的差異產生了興趣。為了定量反映這種差異,他將“折射角與入射角的比值”定義為“偏折比”。根據所學知識和生活經驗,小明對影響“偏折比”大小的因素提出如下猜想:猜想 1:與液體深度有關;猜想 2:與液體種類有關;猜想 3:與入射光的顏色有關;(1)圖甲實驗中,測得折射角為 35°,則此時的“偏折比”為 ,加水過程中,杯底光斑將向(填“左”或“右”)移動;(2)實驗中通過觀察分析認為猜想 1 不正確,水面上升(下降),入射角和折射角都不變,小明只將圖甲中的水換成油,當油的深度小于水的深度(如圖乙所示),杯底光斑位置恰與圖甲實驗時光斑位置重合。對比可知:在相同條件下,油對光的“偏折比”比水對光的“偏折比” (選填“大”或“小”);(3)為了探究猜想 3,小明用圖甲裝置先后入射紅、藍色激光,杯底光斑位置如圖丙所示 光的“偏折比”大;(4)將一束激光穿過如圖丁所示的玻璃磚,若光在玻璃磚上表面折射時的“偏折比”為 0.8,則光在下表面折射時的“偏折比”為 。【答案】 0.7 右 小 紅 1.25【詳解】(1)[1][2]圖甲實驗中,測得折射角為 35°,已知入射角為 50°,則偏折比為35°50°= 0.7當容器內逐漸加水時,光的折射程度不變,但入射點逐漸抬高且向右移動,由光的折射規律可知折射光線照射在容器底的光斑會逐漸向右移動。(2)[3]將圖甲中的水換成油,當油的深度小于水的深度,杯底光斑位置恰與圖甲實驗時光斑位置重合,如圖 1(為便于比較,在同一幅圖中進行對比),由圖 1 可知:在油中折射光線更靠近法線,即油中的折射角小于水中的折射角,且偏折比是折射角與入射角的比值,油對光的“偏折比”比水對光的“偏折比”小。(3)[4]光線的入射角和入射點不變,紅、藍色激光的折光線,如圖 2由圖 2 可知:紅色激光的折射角大于藍色激光的折射角,由于入射角相同,則根據“偏折比”的定義可知:紅光的“偏折比”大。(4)[5]將一束激光穿過如圖丁所示的玻璃磚,若光在玻璃磚上表面折射時入射角為 r,折射角為 i,如圖3 i此時“偏折比”為 0.8,即: = 0.8,當光在下表面折射時如圖 3 中,則此時入射角為 r′,折射角為 i′,根據 r幾何知識可知∠r′=∠i∠i′=∠r所以,光在下表面折射時的“偏折比”為 i r 1 1= = = =1.25 r i i 0.8 r18.某小組選用了圖甲中光源、水、水槽、可折轉的光屏(帶刻度)等器材,用于完成探究“光從空氣射入水中時的折射規律”。(1)使用可折轉的光屏,是為了觀察折射光線和入射光線是否 ;(2)圖 8 甲中,光從空氣射入水中,入射點為 O 點,則折射角是 (填“∠DOF ”或“ COE ”);(3)光從空氣射入水中,不斷改變入射角,讀出刻度盤上對應的折射角,將實驗結果畫在圖 8 丙中,其中1 和1 、2 和 2 …4 和 4 分別表示各次入射光線和對應的折射光線的位置。由此可見,光從空氣斜射入水中時,折射角隨入射角的增大而 ,且折射角 (填“大于”、“等于”或“小于”)入射角;當光從空氣垂直射入水中時入射角為 度,此時折射角 (填“大于”、“等于”或“小于”)入射角;(4)若讓光線沿1 、 2 …和 4 入射,發現折射光線恰好與其對應的入射光線重合,這一現象說明:在折射現象中, 。【答案】 在同一平面內 ∠ DOF 增大 小于 0 等于 光路可逆【詳解】(1)[1]使用可折轉的光屏,是為了觀察折射光線和入射光線是否在同一平面內,當光屏折轉后,光屏上看不到折射光線,說明折射光線和入射光線、法線在同一平面內。(2)[2]折射角是折射光線與法線的夾角,圖甲中折射角是∠ DOF 。(3)[3][4]比較折射角和對應的入射角的大小可得,光從空氣斜射入水中時,折射角隨入射角的增大而增大,且折射角小于入射角。[5][6]當光從空氣垂直射入水中時,入射光線與法線重合,入射角為 0 度,此時折射角也為 0 度,折射角等于入射角。(4)[7]光線逆著原來折射光線的方向入射,折射光線逆著原來入射光線的方向,這一現象說明:在折射現象中,光路可逆。第 19 講 光的折射模塊一 思維導圖串知識 1.了解光的折射現象。模塊二 基礎知識全梳理(吃透教材) 2.知道光在發生折射時,光路是可逆的。模塊三 教材習題學解題 3.能夠利用所學知識解釋生活中的折射現象。模塊四 核心考點精準練(8 大考點)模塊五 小試牛刀過關測1、光的折射規律(1)在折射現象中,折射光線、入射光線、法線在同一平面內(共面)。(2)折射光線和入射光線分居在法線的兩側(分居)。(3)當光從空氣斜射入水等其他透明物質(玻璃、水晶等)時,折射角小于(大于、小于或等于)入射角;當光從水或其它透明物質斜射入空氣時,折射角大于(大于、小于或等于)入射角(不等角,在空氣中的角大)。2、光的折射現象及其應用(1)當光從一種介質斜射入另一種介質時,光在另一種介質中傳播方向發生改變的現象叫光的折射。(2)光的折射發生在兩種介質的交界面上,但光線在每種介質內是直線傳播的。光從一種介質垂直射入另一種介質時,其傳播方向不改變(改變、不改變)。(3)入射光線射入另一種介質時的交點(O),叫入射點;入射光線與法線夾角(α)叫入射角;折射光線與法線的夾角(γ)叫折射角。(4)在生活中,我們常見的折射現象很多,如:看清澈的池水,池水水底變淺;在岸上看到的魚接近于水面;透過玻璃磚看物體發生了錯位;水杯中的筷子好像彎折了;“海市蜃樓”現象等等都是光的折射現象。3、作光的折射光路圖(1)利用光的折射規律①光從空氣斜射入水中或其他介質中時,折射光線向法線偏折,入射角大于折射角。②光從水或其他介質斜射入空氣中時,折射光線遠離法線偏折,折射角大于入射角。③光垂直界面射入時,傳播方向不改變;此時入射角等于折射角等于 0。④光的折射現象例子:海市蜃樓、筷子向上折斷了、池水變“淺”了、放大鏡、望遠鏡、顯微鏡、照相機、投影儀、近視眼鏡、老花鏡、斜插在水中的筷子在水中部分看起來向上彎;看見落到地平線下的太陽;叉魚的時候瞄準魚的下方。(2)根據光路可逆的可逆性。若光是由較密的介質射入較疏的介質時呢?畫出下圖。教材習題 01 解題方法圖中,哪一幅圖正確地表示了光從空氣進入玻璃中的光路? ①要解決此題,需要掌握光的折射規律的內容:入射光線、法線、折射光線在同一平面內,折射光線和入射光線分別位于法線兩側。②當光線從空氣斜射入其它透明介質時,折射角小于入射角;當光線從其它介質斜射入空氣時,則折射角大于入射角……【答案】教材習題 02 解題方法一末光射向一塊玻璃磚(圖 4.4-8),并穿 ①當光從空氣斜射入玻璃時,折射光線和入射光過玻璃磚。畫出這束光進入坡璃磚和離 線分居法線的兩側,折射角小于入射角。開玻璃磚后的光線(注意標出法線)。 ②當光從玻璃斜射入空氣時,折射光線和入射光線分居法線的兩側,折射角大于入射角……【答案】教材習題 05 解題方法兩位同學想用激光筆去照亮水 ①當光從一種介質進入另一種介質時,它的傳播方向會發中漂亮的小石子。同學甲往他 生改變,這種現象稱為折射。看到的小石子的下方去照射; ②同學乙直接朝著水面下的小石子照射,由于光線的折同學乙往他看到的小石子的方 射,光線并不會直接到達小石子,而是偏離了原來的路徑。向去照射。他們誰能照亮小石 ③同學甲意識到光線會在水面上發生折射,因此他調整了子 請你作圖說明。 激光筆的角度,使其向下偏移,這樣光線經過折射后就能正好照射到小石子上……【答案】考點一 光的折射的概念和現象1.宋代范仲淹的《岳陽樓記》中蘊含了豐富的光學知識,文字詞句與物理知識相符合的是( )A.“錦鱗游泳”,看到水里的魚是實像B.“皓月千里”,皎潔的月亮是光源C.“浮光躍金”,湖面波動的光閃著金色是光的折射現象D.“靜影沉璧”,如玉璧一樣月亮的倒影是光的反射現象2.以下的句語蘊含了常見的光現象:①一葉障目②海市蜃樓③坐井觀天④潭清疑水淺。描述光沿直線傳播的是 ,描述了光的折射現象的是 。(選填序號)考點二 從水面(水中)看向水中(水面)3.如圖所示,這是某同學畫的光路圖。下列選項中可以用該光路圖解釋的是( )A.潛水員在水中看岸上景物 B.人看到水中的“藍天白云”C.人在岸邊看到河水中的魚 D.通過潛水艇潛望鏡觀察海面情況4.光從空氣斜射入玻璃中時,折射光線將向 方向偏折。由于光的折射,我們從水面上方看水中的物體,會感到物體的位置比實際位置 (選填“高”或“低”)一些。考點三 筷子在水中的彎折5.如圖所示的情景中,由于光的折射形成的是( )A. 水中倒影 B. 手在燈光下成影C. 鉛筆在水中彎折 D. 演員對著鏡子畫臉譜6.筷子斜插入水中,從側面看筷子,如圖所示的三個情景簡化圖中 選填“甲”、“乙”或“丙”)是符合的,這屬于光的 現象。考點四 海市蜃樓7.在重慶市鳳鳴山中學的高效物理課堂中,同學們開展了一個成語接龍活動,每個同學說出一個與光現象有關的成語。以下選項中屬于光的反射的是( )A. 坐井觀天 B. 杯弓蛇影C. 海市蜃樓 D. 一葉障目8.《夢溪筆談》是北宋一部涉及中國古代自然科學、工藝技術及社會歷史現象的綜合性筆記體著作,該書被評價為“中國科學史上的里程碑”。作者沈括在書中記載了日食、月食、海市蜃樓等自然奇觀,海市蜃樓是由于光的 而形成的 像(選填“實”或“虛”)。考點五 光的折射的實驗現象及結論9.如圖甲是王楠同學利用光具盤探究光從空氣斜射入玻璃中時的光路,經過多次實驗并記錄了數據:入射角 α 10° 30° 45° 60°折射角 β 7.1° 20.7° 30° 37.8°(1)由表格中的數據還可以判斷:當光以 55°的入射角從空氣射入玻璃中時,其折射角 30°(選填“等于”、“小于”或“大于”);(2)當光以 30°的入射角從玻璃斜射入空氣中時,其折射角是 ,你的依據是 ;(3)保持圖乙的入射光不動,繼續往水槽里加適量的水,會看到水槽底部的亮斑 B 向 移動。10.某同學在做探究光的折射特點實驗,圖是光從空氣射入水中時的光路,實驗中發現,入射光線、折射光線和法線在同一平面內,折射光線和入射光線分別位于法線的兩側。通過實驗還得到如下數據,分析表中數據,可得出結論:入射角 α 0° 15° 30o 45° 60o反射角 β 0° 15° 30° 45° 60°折射角 γ 0° 11.30 22.10 35.40 40.9°(1)光從空氣斜射到水面時,將同時發生 和 現象;(2)光從空氣斜射到水面時,折射角隨入射角的變化關系是:折射角 (大于/等于/小于)入射角。當光從空氣垂直射到水面時,折射角等于 (填度數)。該同學根據上述實驗中的發現和結論②總結出了光的折射特點。考點六 不同介質入射角、反射角與折射角的大小關系11.一束光從空氣斜射向水中,如圖所示,能正確表示光的傳播路徑的圖是( )A. B.C. D.12.光在空氣和水的分界面處同時發生反射和折射,光路如圖所示,其中折射角為 (∠1/∠2/∠3),分界面的 方為水,當入射角減小時,反射光線與折射光線的夾角將變 。考點七 作出光在空氣和介質中傳播的光路圖13.如圖所示,一束光從空氣斜射入水中,請作出反射光線和折射光線的大致方向。14.如圖所示,一個玻璃三棱鏡的截面為等腰直角VABC,∠A 為直角,一束紅光平行于 BC 邊從 S 點射入三棱鏡經 AB 面折射后,又在 BC 面發生反射,然后恰好從 P 點折射后射出,請畫出這個傳播過程的光路圖。考點八 光的折射規律的應用15.如圖所示,一束激光由玻璃磚下方向上射入空氣中,折射后沿 OA 射出,其入射點可能是圖中的( )A.M 點 B.N 點 C.P 點 D.Q 點16.如圖所示,一支固定好的激光筆向空水槽底部固定點 O 打出一束激光。向水槽內加水使水面上升至 A點,此時光斑在 O 點 (選填“左”或“右”)側,打開水槽底部水龍頭緩慢放水,在水未放干之前,隨著水位下降。折射角將 (選填“變大”“變小”或“不變”)。一、單選題1.如圖所示,下列光現象由光的折射形成的是( )A. 后視鏡中的景物 B. 墻上手影C. 水中倒影 D. 水面上“折斷”的筷子2.如圖所示,圖中男同學在茶杯里放一枚硬幣,眼睛剛好看不見硬幣的地方,保持眼睛和杯子的位置不變,請女同學慢慢往杯里倒水,男同學將觀察到的現象是( )A.隨著水的增多,他可以看見硬幣的像,且感到硬幣像逐漸降低B.隨著水的增多,他可以看見硬幣的像,且感到硬幣像逐漸升高C.注水后能看見硬幣的像,看不見硬幣的像升高或降低D.注水后仍看不見硬幣的像3.一條光線從空氣斜射向玻璃。在交界面上同時發生了反射和折射現象,如圖所示。針對該圖像,判斷正確的是( )A. NN 是交界面,上方是空氣,下方是玻璃B.OC 光線為折射光線, CON 是折射角C.MM 是空氣和玻璃的交界面, NN 是法線D.當OA光線靠近ON 時,OC 光線靠近OM 4.關于光現象的相關知識:①汽車后視鏡是凸面鏡,能起到擴大視野的作用;②皮鞋擦油、拋光是為了使鞋面更光滑,而發生鏡面反射;③湖水中出現“魚在云中游”的奇異現象,水中的“魚”和“云”都是光的折射現象造成的;④陽光照射下的地面上呈現出電線桿的影子,這是電線桿的實像。上述判斷中說法正確的是( )A.①② B.②④ C.②③ D.①④5.如圖所示是春秋戰國時期盛水的容器——“鑒”,我國古代將鏡子稱作“鑒”,就是由于“鑒”中盛水可用來照面。若人正對著“鑒”中平靜的水面時,就會看到自己在水中的像。下列有關說法正確的是( )A.看到的像是由鏡面折射形成的B.看到人在水中所成的像是實像C.靠近水面,水中的像遠離水面D.遠離水面,水中的像大小不變6.室內游泳池水深 2m,水面上方處有一盞燈,從池邊看燈在水中的倒影正好貼在池底上,則燈距離水面高度應( )A.大于 2m B.小于 2m C.等于 2m D.無法判定7.有的詩歌不僅文字優美,也蘊含著一些物理知識,下列說法正確的是( )A.“起舞弄清影”——影子的形成是因為光的直線傳播形成的虛像B.“潭清疑水淺”——“疑水淺”是因為光從空氣射向水面時發生了折射C.“樓臺倒影入池塘”——“倒影”是光的反射形成的虛像D.“江清月近人”——江中月亮比天上月亮到水面的距離更近一些8.如圖所示是一束光由空氣進入某透明物質時,在界面上的 O 點發生的反射和折射的光路,下列判斷正確的是( )A. AO 可能是入射光線 B.OC 必定是反射光線C.OB可能是折射光線 D.BO必定是入射光線二、填空題9.如圖,MN 是空氣和玻璃的分界面,一束光線射到 MN 面 O 處時發生反射和折射現象,則折射角為度。10.如圖是人類首次拍到猩猩使用工具捕獵的情景。為了捉到一條魚,猩猩用矛拼命地刺向水里卻沒有成功,這主要是因為猩猩看到水中的魚是光從 射入 中而成;若人用激光槍射魚,應該使激光對準看到的 (魚/魚上方/魚下方)照射。11.如圖所示,一束光從空氣斜射到某液面上發生反射和折射,入射光線與液面成 30°角,則折射角的大小為 ,反射角的大小為 。12.湖水清澈見底,湖面平靜如鏡。站在湖邊的游客能欣賞到水中的魚在游玩,這是光的 現象;水中魚兒能看到游來游去的同伴,這是光的 現象。13.春游時,同學們看到:①自己在陽光下的影子;②岸邊的樹在湖中的倒影;③人從鏡子里面看到自己;④從岸上看到水里面的魚;⑤樹蔭下的光斑。在他們看到的景物中,屬于光的反射的現象是 ,屬于光的直線傳播的現象是 。三、作圖題14.平靜水面上方的小鳥和水中的小魚,某時刻的實際位置 A、B 如圖所示,C 點的人恰好看到它們在水中的像 A′、B′重合,請畫出小鳥在水中像的位置和人眼看到小魚的光路圖。15.如圖光從空氣斜射入水中,請畫出入射光線所對應的反射光線和在水中的折射光線的大致方向。16.如圖所示,玻璃魚缸中的 A 點和 B 點代表一條魚和眼睛看到魚的像的位置。請畫出眼睛看到魚的光路圖。四、實驗題17.如圖甲所示,小明在探究光折射現象時,將一束入射角為 50°的光線斜射入杯中,在杯底形成光斑,然后逐漸往杯中加水,觀察杯底光斑的位置變化。他對實驗中光偏折程度的差異產生了興趣。為了定量反映這種差異,他將“折射角與入射角的比值”定義為“偏折比”。根據所學知識和生活經驗,小明對影響“偏折比”大小的因素提出如下猜想:猜想 1:與液體深度有關;猜想 2:與液體種類有關;猜想 3:與入射光的顏色有關;(1)圖甲實驗中,測得折射角為 35°,則此時的“偏折比”為 ,加水過程中,杯底光斑將向(填“左”或“右”)移動;(2)實驗中通過觀察分析認為猜想 1 不正確,水面上升(下降),入射角和折射角都不變,小明只將圖甲中的水換成油,當油的深度小于水的深度(如圖乙所示),杯底光斑位置恰與圖甲實驗時光斑位置重合。對比可知:在相同條件下,油對光的“偏折比”比水對光的“偏折比” (選填“大”或“小”);(3)為了探究猜想 3,小明用圖甲裝置先后入射紅、藍色激光,杯底光斑位置如圖丙所示 光的“偏折比”大;(4)將一束激光穿過如圖丁所示的玻璃磚,若光在玻璃磚上表面折射時的“偏折比”為 0.8,則光在下表面折射時的“偏折比”為 。18.某小組選用了圖甲中光源、水、水槽、可折轉的光屏(帶刻度)等器材,用于完成探究“光從空氣射入水中時的折射規律”。(1)使用可折轉的光屏,是為了觀察折射光線和入射光線是否 ;(2)圖 8 甲中,光從空氣射入水中,入射點為 O 點,則折射角是 (填“∠DOF ”或“ COE ”);(3)光從空氣射入水中,不斷改變入射角,讀出刻度盤上對應的折射角,將實驗結果畫在圖 8 丙中,其中1 和1 、2 和 2 …4 和 4 分別表示各次入射光線和對應的折射光線的位置。由此可見,光從空氣斜射入水中時,折射角隨入射角的增大而 ,且折射角 (填“大于”、“等于”或“小于”)入射角;當光從空氣垂直射入水中時入射角為 度,此時折射角 (填“大于”、“等于”或“小于”)入射角;(4)若讓光線沿1 、 2 …和 4 入射,發現折射光線恰好與其對應的入射光線重合,這一現象說明:在折射現象中, 。 展開更多...... 收起↑ 資源列表 第19講 光的折射(學生版) 2024年新八年級物理暑假提升講義(人教版2024) .pdf 第19講 光的折射(教師版) 2024年新八年級物理暑假提升講義(人教版2024) .pdf 縮略圖、資源來源于二一教育資源庫