1、光的折射規(guī)律
（1）在折射現(xiàn)象中，折射光線、入射光線、法線在同一平面內(nèi)（共面）；
（2）折射光線和入射光線分居在法線的兩側(cè)（分居）；
（3）當(dāng)光從空氣斜射入水等其他透明物質(zhì)（玻璃、水晶等）時(shí)，折射角小于（大于、小于或等于）入射角；當(dāng)光從水或其它透明物質(zhì)斜射入空氣時(shí)，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(xiàn)象及其應(yīng)用
（1）當(dāng)光從一種介質(zhì)斜射入另一種介質(zhì)時(shí)，光在另一種介質(zhì)中傳播方向發(fā)生改變的現(xiàn)象叫 光的折射。
（2）光的折射發(fā)生在兩種介質(zhì)的交界面上，但光線在每種介質(zhì)內(nèi)是直線傳播的。光從一種介質(zhì)垂直射入另一種介質(zhì)時(shí)，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(zhì)時(shí)的交點(diǎn)（O），叫入射點(diǎn)；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(xiàn)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(fā)生了錯(cuò)位；水杯中的筷子好像彎折了；“海市蜃樓”現(xiàn)象等等都是光的折射現(xiàn)象。
3、作光的折射光路圖：（1）光的折射（2）光路可逆性。
【考點(diǎn)1 光的折射現(xiàn)象及其應(yīng)用】
【典例1-1】（2023?東洲區(qū)模擬）“五一”假期小明一家到麗江邊游玩。媽媽拍照時(shí)，小明正在欣賞美景：對(duì)岸樹木的倒“影”、水中的魚“影”……，此時(shí)地面上留下了他的身“影”。關(guān)于“影”的形成原理，下列說法正確的是（ ）
A．媽媽的攝“影”——光的直線傳播
B．樹木的倒“影”——光的反射
C．水中的魚“影”——光的反射
D．小明的身“影”——光的折射
【答案】B
【分析】（1）光在同種均勻介質(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(huì)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)斜射入另一種介質(zhì)時(shí)，就會(huì)出現(xiàn)光的折射現(xiàn)象，例如水池底變淺、水中筷子看起來變彎、海市蜃樓等都是光的折射形成的。
【解答】解：A、媽媽的攝“影”，屬于凸透鏡成像，是由光的折射形成的，故A錯(cuò)誤；
B、樹木的倒“影”，屬于平面鏡成像，是由光的反射形成的，故B正確；
C、水中的魚“影”，是由魚反射的光線從水中斜射入空氣時(shí)發(fā)生折射形成的虛像，故C錯(cuò)誤；
D、小明的身“影”，是由光的直線傳播形成的，故D錯(cuò)誤。
故選：B。
【典例1-2】（2023?徐州二模）詩人李白的《早發(fā)白帝城》膾炙人口。若把“朝辭白帝彩云間”的彩云比作彩虹，這是光發(fā)生了 折射 （“反射”或“折射”）現(xiàn)象；彩云可以遮住陽光，說明了 光在同種均勻介質(zhì)中沿直線傳播； ；“兩岸猿聲啼不住”是依據(jù)聲音的 音色 來判斷是猿聲的。
【答案】折射；光在同種均勻介質(zhì)中沿直線傳播；音色。
【分析】（1）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(huì)發(fā)生偏折，這就是光的折射，復(fù)色光發(fā)生折射時(shí)，會(huì)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；
（2）光在同種均勻介質(zhì)中沿直線傳播。
（3）聲音的要素有：音調(diào)、響度、音色。
【解答】解：“朝辭白帝彩云間，千里江陵一日還”中的“彩云”是太陽光通過懸浮在空氣中細(xì)小的水珠折射而成的，白光經(jīng)水珠折射以后，分成各種彩色光，這種現(xiàn)象叫做光的色散現(xiàn)象；
彩云可以遮住陽光，是由于光在同種均勻介質(zhì)中沿直線傳播；
依據(jù)音色的不同可以判別發(fā)聲物體的不同。
故答案為：折射；光在同種均勻介質(zhì)中沿直線傳播；音色。
【變式1-1】（2023?天津二模）賞詩詞之美，品科學(xué)之道！下列詩句所描述的現(xiàn)象可以用光的折射來解釋的是（ ）
A．峰多巧障日B．池水映明月C．潭清疑水淺D．明鏡可鑒形
【答案】C
【分析】（1）光在同種均勻物質(zhì)中沿直線傳播，在日常生活中，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)光照射到物體表面上時(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(huì)發(fā)生偏折，這就是光的折射，復(fù)色光發(fā)生折射時(shí)，會(huì)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。
【解答】解：A．“峰多巧障日”是因?yàn)楣庠谕N均勻介質(zhì)中沿直線傳播，故A不符合題意；
BD．“池水映明月”、“明鏡可鑒形”是因?yàn)槠矫骁R成像，發(fā)生的是光的反射現(xiàn)象，故BD不符合題意；
C．“潭清疑水淺”是因?yàn)楣鈴乃行鄙淙肟諝庵袝r(shí)發(fā)生了折射現(xiàn)象，看到變淺的池底的像，故C符合題意。
故選：C。
【變式1-2】（2023春?昆明月考）（多選）莉莉到翠湖公園游玩，美麗的風(fēng)景讓她流連忘返，浮想聯(lián)翩。下列說法正確的是（ ）
A．一只小鳥俯沖向湖面，它在水中的像會(huì)變小
B．微風(fēng)吹過湖面波光粼粼是光的反射現(xiàn)象
C．太陽光透過樹葉間的縫隙射到地面上，形成的光斑是太陽倒立的實(shí)像
D．在知魚廊，她從水面上方看到水中魚的位置比實(shí)際位置“深”
【答案】BC
【分析】（1）光在同種均勻介質(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(huì)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)斜射入另一種介質(zhì)時(shí)，就會(huì)出現(xiàn)光的折射現(xiàn)象，例如水池底變淺、水中筷子看起來變彎、海市蜃樓等都是光的折射形成的。
【解答】解：A、一只小鳥俯沖向湖面，屬于平面鏡成像，它在水中的像大小與自己相同，故A錯(cuò)誤；
B、微風(fēng)吹過湖面波光粼粼，這是由于水面反射太陽光形成的，屬于光的鏡面射現(xiàn)象，故B正確；
C、太陽光透過樹葉間的縫隙射到地面上，屬于小孔成像，形成的光斑是太陽倒立的實(shí)像，故C正確；
D、在知魚廊，她從水面上方看到水中魚是由于光線從水中斜射入空氣時(shí)發(fā)生折射形成的虛像，位置比實(shí)際位置“淺”，故D錯(cuò)誤。
故選：BC。
【變式1-3】（2023?鳳翔縣二模）雨過天晴，地面上會(huì)出現(xiàn)建筑物的影子，影子是由于光的 直線傳播 形成的。通過地面上一層薄薄的積水還可以看到建筑物的像，如圖所示，積水中建筑物的像是 虛像 （選填“虛像”或“實(shí)像”）。積水遠(yuǎn)看是薄薄的，一旦涉入水中，發(fā)現(xiàn)積水的實(shí)際深度比看到的深，這是因?yàn)楣鈴乃孢M(jìn)入空氣時(shí)發(fā)生了 折射 現(xiàn)象。
【答案】光的直線傳播；虛像；折射。
【分析】光在同種均勻介質(zhì)中沿直線傳播；平面鏡所成的像是正立等大的虛像；光從一種介質(zhì)斜射入另一種介質(zhì)中時(shí)，會(huì)發(fā)生折射現(xiàn)象。
【解答】解：影子是由光的直線傳播形成的；
通過地面上一層薄薄的積水還可以看到建筑物的像，屬于平面鏡成像，所成的像是正立等大的虛像；
積水遠(yuǎn)看是薄薄的，一旦涉入水中，發(fā)現(xiàn)積水的實(shí)際深度比看到的深，這是因?yàn)楣鈴乃行鄙淙肟諝庵袝r(shí)，在水面發(fā)生折射，折射角大于入射角，人逆著光線看到的位置比實(shí)際位置淺。
故答案為：光的直線傳播；虛像；折射。
【考點(diǎn)2 光的折射規(guī)律的應(yīng)用】
【典例2-1】（2023?隆回縣一模）如圖所示，一束光線經(jīng)杯中的水面發(fā)生折射與反射現(xiàn)象后，在杯底M點(diǎn)和墻面N點(diǎn)形成兩個(gè)光斑，保持入射光位置不動(dòng)，在緩慢往杯中加水的過程中，下列說法正確的是（ ）
A．M點(diǎn)右移，N點(diǎn)上移B．M點(diǎn)右移，N點(diǎn)下移
C．M點(diǎn)左移，N點(diǎn)上移D．M點(diǎn)左移，N點(diǎn)下移
【答案】A
【分析】（1）光由空氣斜射入水中，發(fā)生折射現(xiàn)象，折射角小于入射角；當(dāng)入射角不變時(shí)，折射角也不變；
（2）光反射時(shí)，反射角等于入射角，據(jù)此確定光斑的位置即可。
【解答】解：保持入射光位置不動(dòng)，在緩慢往杯中加水的過程中，液面升高，入射點(diǎn)向右移動(dòng)，入射角不變，則反射角不變，則反射光線向上平移，N點(diǎn)上移；
入射點(diǎn)向右移動(dòng)，入射角不變，則折射角不變，則折射光線向右平移，M點(diǎn)右移，故A正確，BCD錯(cuò)誤。
故選：A。
【典例2-2】（2023?鼓樓區(qū)二模）如圖，一束光在兩種介質(zhì)的界面處同時(shí)發(fā)生了反射和折射，折射角大小為 60° 。若入射角變?yōu)?0°，則反射光線和折射光線的夾角 大 于100°。
【答案】60°；大。
【分析】首先根據(jù)反射角和入射角相等，找出法線，從而確定界面，然后根據(jù)折射光線和入射光線的關(guān)系確定出折射光線、入射光線、反射光線以及反射角的度數(shù)。
【解答】解：由圖可知，∠GOF＝90°﹣60°＝30°，∠EOF與∠GOF對(duì)稱，也為30°，根據(jù)反射角等于入射角，所以BF為法線，AD為界面，折射光線和入射光線分別位于法線兩側(cè)，則OC一定為折射光線，GO為入射光線，OE為反射光線。由圖可知，折射角為∠BOC＝90°﹣30°＝60°；
由圖可知，當(dāng)入射角為30°時(shí)，反射光線和折射光線的夾角等于60°+30°＝90°；若入射角變?yōu)?0°，則反射角也是20°，則∠EOD＝90°﹣20°＝70°；由于入射角從30°減小到20°，減小了10°，而折射角大于入射角，則折射角減小的幅度要大于10°，即折射角∠BOC小于50°，則∠DOC大于40°，反射光線和折射光線的夾角∠EOC等于∠EOD+∠DOC的和，即∠EOC大于100°。
故答案為：60°；大。
【變式2-1】（2023?蘇州模擬）如圖MN是介質(zhì)A和B的分界面，其中之一是空氣，一束光從介質(zhì)A入射到介質(zhì)B，折射角為（ ）
A．30°B．40°C．50°D．60°
【答案】D
【分析】光的反射定律的內(nèi)容：反射光線與入射光線、法線在同一平面上；反射光線和入射光線分居在法線的兩側(cè)；反射角等于入射角。
光的折射定律的內(nèi)容：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)光線從空氣射入其它透明介質(zhì)時(shí)，折射角小于入射角；當(dāng)光線從其它介質(zhì)斜射入空氣時(shí)，折射角大于入射角。
此題首先根據(jù)反射角和入射角相等，找出法線，從而確定界面，然后根據(jù)折射光線和入射光線的關(guān)系確定出折射光線、入射光線、反射光線。
【解答】解：直線MN為界面，過入射點(diǎn)先作出法線（圖中虛線表示）；如圖所示
入射角是入射光線與法線的夾角，反射角是反射光線與法線的夾角，折射角是折射光線與法線的夾角；
由圖可知，入射光線與界面的夾角為40°，則入射角為θ＝90°﹣40°＝50°，
根據(jù)光的反射定律可知，反射角等于入射角等于50°；圖中的折射角為λ＝90°﹣30°＝60°。
故選：D。
【變式2-2】（2023?金安區(qū)校級(jí)二模）一束光從空氣斜射到某液面上同時(shí)發(fā)生反射和折射，入射光線與液面成37°角，如圖所示。若反射光線與折射光線的夾角為83°，則折射角的大小為 44° 。
【答案】44°。
【分析】根據(jù)光的反射定律和折射的規(guī)律作圖，先求得入射角，然后可知反射角的大小。
【解答】解：根據(jù)光的反射定律和折射的規(guī)律作圖。
由題意知，入射光線與液面成37°角，則反射角等于入射角α＝90°﹣37°＝53°。
則折射角的大小為90°﹣（83°﹣37°）＝44°，
故答案為：44°。
【考點(diǎn)3 探究光折射的特點(diǎn)】
【典例3-1】（2022?惠州二模）小明利用如圖所示的裝置探究光的折射規(guī)律，其中豎直放置的光屏可以繞軸NN'折轉(zhuǎn)。實(shí)驗(yàn)時(shí)，讓激光筆發(fā)射的一束激光沿著光屏E面斜射到水面O點(diǎn)。下列說法錯(cuò)誤的是（ ）
A．光從空氣斜射入水中，入射角增大時(shí)，折射角也隨之增大
B．多次改變?nèi)肷浣堑拇笮∵M(jìn)行實(shí)驗(yàn)，是為了求平均值減小實(shí)驗(yàn)誤差
C．將光屏F面向后折轉(zhuǎn)一定角度，則在光屏F面上不能看到折射光線
D．為了更清晰地觀察空氣和水中的光路，可在空氣中噴些煙霧，水里滴些牛奶
【答案】B
【分析】①光從空氣斜射入水中，折射角小于入射角，折射角隨入射角的增大而增大。
②多次改變?nèi)肷浣堑拇笮∵M(jìn)行實(shí)驗(yàn)是為了尋找規(guī)律，得到反射角等于入射角的結(jié)論。
③光的折射規(guī)律：光從空氣斜射入水或其它介質(zhì)時(shí)，折射光線與入射光線、法線在同一平面內(nèi)。
④看到光是有物體發(fā)出或反射的光進(jìn)入人的眼中，在光的傳播路徑上沒有任何物質(zhì)人是看不到光的傳播的；我們知道光在稍渾的乳濁液中傳播，會(huì)有被稍渾的乳濁液反射的光進(jìn)入人眼，于是看到光的傳播路徑。
【解答】解：A、光從空氣斜射入水中，折射角隨入射角的增大而增大，故A正確。
B、多次改變?nèi)肷浣堑拇笮∵M(jìn)行實(shí)驗(yàn)是為了尋找規(guī)律，得到反射角等于入射角的結(jié)論，故B錯(cuò)誤；
C、折射光線和入射光線在同一平面內(nèi)，當(dāng)F板向后折轉(zhuǎn)一定的角度后，則呈現(xiàn)折射光線的F板和呈現(xiàn)入射光線的E板不在同一平面內(nèi)，所以在F板上不能看到折射光，故C正確；
D、在光進(jìn)入水中的傳播路徑上，射向牛奶小顆粒的光發(fā)生漫反射進(jìn)入人眼，人就可以借助這個(gè)光看到光在水中的傳播路徑，故D正確。
故選：B。
【典例3-2】（2023?博山區(qū)二模）小華利用如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置，做“探究光的反射規(guī)律和光的折射特點(diǎn)”的實(shí)驗(yàn)：她用激光筆發(fā)出一束光從空氣射向水面，多次改變?nèi)肷涔獾姆较颍瑢?shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄在表中。
（1）通過數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)：當(dāng)激光與水面成15°入射時(shí)，折射角度數(shù)為 46.5° ；在反射現(xiàn)象中反射角 ＝ 入射角（選填“＞”，“＜”或“＝”）；在從空氣斜射入水中時(shí)，折射角 ＜ 入射角（選填“＞”，“＜”或“＝”）；
（2）當(dāng)入射角增大時(shí)，反射角 增大 （選填“增大”，“減小”或“不變”）；可從不同方向看到圓盤上的光線，是因?yàn)楣馐械牟糠止庠趫A盤上發(fā)生了 漫 反射；
（3）當(dāng)激光筆從水下沿BO入射時(shí)，折射光線應(yīng)沿 OA 方向射出；
（4）把一枚硬幣放入杯底，看到硬幣的位置比它實(shí)際的位置要偏 高 （選填“高”或“低”）。
【答案】（1）46.5°；＝；＜；（2）增大；漫；（3）OA；（4）高。
【分析】（1）先求出入射角的度數(shù)，再對(duì)照表格得到折射角的度數(shù)；
根據(jù)表格數(shù)據(jù)可得在反射現(xiàn)象中反射角與入射角的大小關(guān)系；在從空氣斜射入水中時(shí)，折射角與入射角的大小關(guān)系；
（2）光的反射定律的內(nèi)容，知道反射角等于入射角。知道反射光線、入射光線和法線在同一平面內(nèi)；在光的折射現(xiàn)象和反射現(xiàn)象中，在入射點(diǎn)與界面垂直的直線叫做法線；入射光線與法線之間的夾角叫做入射角；反射光線與法線夾角叫反射角；折射光線與法線之間的夾角叫做折射角；
人之所以可以在不同方向觀察到物體是由于光在粗糙表面發(fā)生了漫反射；
根據(jù)折射光線和反射光線的位置互換進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，觀察折射光線與原來入射光線的關(guān)系得出光路的可逆性；
（4）從硬幣反射的光經(jīng)水面折射，折射光線遠(yuǎn)離法線向下偏折，當(dāng)光線射入人眼，人憑光直線傳播的感覺，認(rèn)為硬幣在折射光線的反向延長(zhǎng)線上，其實(shí)人看到的是硬幣的虛像，比實(shí)際的位置要高。
【解答】解：（1）當(dāng)光與水面成15°角從空氣斜射入水中時(shí)，入射角為90°﹣15°＝75°時(shí)，利用表格中數(shù)據(jù)可知：折射角為46.5°；
根據(jù)表格數(shù)據(jù)可得在反射現(xiàn)象中反射角等于入射角；在從空氣斜射入水中時(shí)，折射角小于入射角；
（2）根據(jù)表格數(shù)據(jù)可發(fā)現(xiàn)反射角隨入射角的增大而增大；
可從不同方向看到圓盤上的光線，是因?yàn)閳A盤上表面粗糙，光束中的部分光在圓盤上上發(fā)生了漫反射。
（3）在光的折射現(xiàn)象中，光路是可逆的，則用激光筆讓光線沿著BO射向水面時(shí)，可看到折射光線沿OA射出；
（4）從硬幣反射的光經(jīng)水面折射，折射光線遠(yuǎn)離法線向下偏折，當(dāng)光線射入人眼，人憑光直線傳播的感覺，認(rèn)為硬幣在折射光線的反向延長(zhǎng)線上，其實(shí)人看到的是硬幣的虛像，比實(shí)際的位置要高。
故答案為：（1）46.5°；＝；＜；（2）增大；漫；（3）OA；（4）高。
【變式3-1】（2022秋?相山區(qū)校級(jí)期末）如圖所示，為研究光的折射特點(diǎn)的實(shí)驗(yàn)裝置圖，實(shí)驗(yàn)時(shí)將一束光從空氣中以不同角度入射到水中，入射角和折射角分別記錄如表。
（1）從實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)看，光從一種介質(zhì)進(jìn)入到另一種介質(zhì)時(shí)， 不一定 （選填“一定”或“不一定”）發(fā)生折射；
（2）光從空氣斜射入水中發(fā)生折射時(shí)的特點(diǎn)有 折射角小于入射角 （寫出一條即可）。
【答案】（1）不一定；（2）折射角小于入射角。
【分析】（1）根據(jù)表中數(shù)據(jù)可知，當(dāng)入射角為0°時(shí)，折射角為0°，據(jù)此分析回答；
（2）分析表中第3﹣5列數(shù)據(jù)回答。
【解答】解：（1）根據(jù)中數(shù)據(jù)可知，當(dāng)入射角為0°時(shí)，折射角為0°，即當(dāng)光從空氣中垂直射到水中時(shí)，光的傳播方向不發(fā)生改變，故光從一種介質(zhì)進(jìn)入到另一種介質(zhì)時(shí)，不一定發(fā)生折射；
（2）根據(jù)表中第3﹣5列數(shù)據(jù)可知，當(dāng)光從空氣斜射入水中發(fā)生折射時(shí)，折射角小于入射角。
故答案為：（1）不一定；（2）折射角小于入射角。
【變式3-2】（2023?環(huán)翠區(qū)一模）如圖1所示，小軍利用半圓形玻璃磚（O點(diǎn)為圓心）“探究光的折射特點(diǎn)”，并將收集的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄在下面的表格中。
（1）由第1次實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可知：當(dāng)光從玻璃垂直射向空氣中時(shí)，小軍觀察到的現(xiàn)象是 傳播方向不改變 。
（2）小軍分析第2～6次實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)光折射時(shí)的特點(diǎn)是 光從玻璃斜射入空氣，折射角大于入射角 ； 折射角隨著入射角的增大而增大 （寫出兩條）。
（3）在2～6次實(shí)驗(yàn)中，小軍在玻璃與空氣的分界面除了觀察到光的折射現(xiàn)象外，還同時(shí)觀察到另一種光現(xiàn)象。而在7、8兩次實(shí)驗(yàn)中，小軍都沒有觀察到光的折射現(xiàn)象，但卻發(fā)現(xiàn)另一種光現(xiàn)象中光的亮度比之前幾次實(shí)驗(yàn)的亮度大。請(qǐng)用作圖的方法，在圖2中嘗試畫出小軍在第8次實(shí)驗(yàn)時(shí)看到的現(xiàn)象。
（4）若光從空氣斜射向O點(diǎn)，且空氣中的入射角為48.6°，則玻璃中的折射角大小為 30° 。
（5）為了便于觀察和發(fā)現(xiàn)光折射時(shí)的特點(diǎn)，在實(shí)驗(yàn)操作中，應(yīng)使入射光始終 緊貼刻度板 照射。
【答案】（1）傳播方向不改變；（2）光從玻璃斜射入空氣，折射角大于入射角；折射角隨著入射角的增大而增大；（3）；（4）30°；（5）緊貼刻度板。
【分析】（1）光從一種介質(zhì)斜射到另一種介質(zhì)時(shí)，傳播方向會(huì)發(fā)生偏折，這種現(xiàn)象叫做光的折射；
（2）光從空氣斜射入水或玻璃中時(shí)，折射光線向法線偏折，折射角小于入射角；入射角增大時(shí)，折射角也增大；
（3）光垂直射到水或玻璃中時(shí)，折射光線與入射光線在同一直線上；
（4）折射也遵循光路可逆的特點(diǎn)；
（5）光學(xué)實(shí)驗(yàn)中通常利用粗糙的面板顯示光路。
【解答】解：（1））由第1次實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可知：當(dāng)光從玻璃垂直射向空氣中時(shí)，折射角和入射角均為0°，故現(xiàn)象是折射光線的傳播方向不變；
（2）分析第2～6次實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)光折射時(shí)的特點(diǎn)是：光從玻璃斜射入空氣，折射角大于入射角；折射角隨著入射角的增大而增大。
（3）光從玻璃斜射入空氣時(shí)，折射角始終大于入射角，當(dāng)入射角增大到一定角度時(shí)，折射角會(huì)大于90°，故此時(shí)無折射光線，發(fā)生全反射現(xiàn)象，則光路圖如圖：；
（4）由于折射光也遵循光路可逆，故從空氣斜射入玻璃中，則原來的折射角變?yōu)楝F(xiàn)在的入射角，原來的入射角變?yōu)楝F(xiàn)在的折射角，故由表中數(shù)據(jù)可知當(dāng)入射角為48.6°時(shí)，折射角為30°；
（5）為了便于觀察和發(fā)現(xiàn)光折射時(shí)的特點(diǎn)，在實(shí)驗(yàn)操作中，應(yīng)使入射光始緊貼刻度板照射，便于觀察光的傳播路徑。
故答案為：（1）傳播方向不改變；（2）光從玻璃斜射入空氣，折射角大于入射角；折射角隨著入射角的增大而增大；（3）；（4）30°；（5）緊貼刻度板。
【考點(diǎn)4 作光的折射光路圖】
【典例4-1】（2023?肥城市模擬）著名詩人徐志摩在《再別康橋》這首詩中寫道“軟泥上的青荇，油油的在水底招搖”。下列光路圖能正確反映詩人看見水底“青荇”的是（ ）
A．B．
C．D．
【答案】A
【分析】根據(jù)光的折射規(guī)律分析：折射光線、入射光線、法線在同一平面內(nèi)，折射光線和入射光線分居法線的兩側(cè)，且當(dāng)光從空氣斜射入水中時(shí)，折射角小于入射角。
【解答】解：AB、光從水中斜射入空氣中時(shí)發(fā)生折射，折射角大于入射角，故A正確、B錯(cuò)誤；
CD、詩人看見水底“青荇”，是光從水中射入空氣中，C、D中光線的傳播方向錯(cuò)誤，故CD錯(cuò)誤。
故選：A。
【典例4-2】（2023?前郭縣四模）請(qǐng)?jiān)趫D中畫出入射光線在空氣與玻璃界面處發(fā)生反射和折射的大致光路。
【答案】見解答
【分析】根據(jù)反射定律：反射光線、入射光線在同一平面內(nèi)，反射光線、入射光線分居法線兩側(cè)，反射角等于入射角，作出反射光線；
根據(jù)折射規(guī)律：折射光線、入射光線在同一平面內(nèi)，折射光線、入射光線分居法線兩側(cè)，光由空氣進(jìn)入玻璃，折射角小于入射角，作出折射光線。
【解答】解：過入射點(diǎn)O作垂直于界面的法線，根據(jù)反射光線、入射光線分居法線兩側(cè)，反射角等于入射角畫出反射光線；根據(jù)折射角小于入射角畫出折射光線，如圖所示：
【變式4-1】（2022秋?臨西縣期末）如圖所示，一支固定好的激光筆向盛有水的水槽發(fā)射一束激光照射到水面上的O點(diǎn)，光線經(jīng)過折射在水槽底部形成一個(gè)光斑，此時(shí)折射角 小于 （填“大于”、“小于”或“等于”）入射角；打開水槽底部的水龍頭緩慢放水，能觀察到水槽底部光斑向 右 （填“左”或“右”）移動(dòng)，請(qǐng)?jiān)趫D中畫出折射光線的大致位置。
【答案】小于；右；圖見解答。
【分析】根據(jù)光的折射現(xiàn)象可知，光從一種介質(zhì)斜射入另一種介質(zhì)時(shí)，其傳播方向一定發(fā)生改變；光從空氣中斜射入水中時(shí)，折射角小于入射角。折射角隨入射角的改變而改變；
先過入射點(diǎn)作出法線，根據(jù)入射光線、折射光線以及法線在同一平面內(nèi)，折射角小于入射角，由此畫出折射光線。
【解答】解：光從空氣斜射入水中發(fā)生折射，折射角小于入射角，折射光線偏向法線；
打開水槽底部水龍頭緩慢放水，水面下降，折射點(diǎn)向右移動(dòng)，因此折射光線逐漸向右移動(dòng)。
過入射點(diǎn)垂直于界面作出法線，光從空氣斜射向水中時(shí)，折射角小于入射角，據(jù)此在法線右側(cè)的水中畫出折射光線的大概位置。如圖所示：
故答案為：小于；右；圖見解答。
【變式4-2】（2023?汶上縣一模）由于光的折射，池水看起來比實(shí)際的淺，夏季要特別注意防范溺水事故。如圖所示，某清澈池塘底部有一物體A，站在岸邊的小明（假設(shè)小明的眼睛在C處）看到物體在B處，請(qǐng)畫出小明看到物體A的光路圖。
【答案】見解答
【分析】光從水中斜射入空氣中時(shí)發(fā)生折射，人看到的A即A的像，比原來的位置要淺一點(diǎn)，故可先將眼睛和像點(diǎn)B連接起來，與水面的交點(diǎn)即為入射點(diǎn)，再連接入射點(diǎn)與物體A，標(biāo)出光的傳播方向。
【解答】解：來自A的光線斜射向水面時(shí)會(huì)發(fā)生光的折射，折射角大于入射角，人逆著折射光線看到的是A的虛像，即B點(diǎn)；連接眼睛C點(diǎn)和B點(diǎn)，與水面的交點(diǎn)即為入射點(diǎn)O；則AO為入射光線，OC為折射光線，如圖所示：
一、選擇題。
1．（2023?大興區(qū)二模）如圖所示的四個(gè)實(shí)例中，屬于光的折射現(xiàn)象的是（ ）
A．通過后視鏡看到很寬的范圍
B．通過鏡子看到自己的像
C．日晷的指針在晷面投下影子
D．通過水滴看到放大了的葉脈
【答案】D
【分析】（1）光在同種均勻介質(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(huì)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)斜射入另一種介質(zhì)時(shí)，就會(huì)出現(xiàn)光的折射現(xiàn)象，例如水池底變淺、水中筷子看起來變彎、海市蜃樓等都是光的折射形成的。
【解答】解：A、通過后視鏡看到很寬的范圍，屬于凸面鏡成像，是由光的反射形成的，故A錯(cuò)誤；
B、通過鏡子看到自己的像，屬于平面鏡成像，是由光的反射形成的，故B錯(cuò)誤；
C、日晷的指針在晷面投下影子，是由光的直線傳播形成的，故C錯(cuò)誤；
D、通過水滴看到放大了的葉脈，屬于凸透鏡成像，是由光的折射形成的，故D正確。
故選：D。
2．（2023?諸城市二模）光與影的世界是生活也是藝術(shù)，更包含著科學(xué)的知識(shí)與原理，如圖是鉛筆放入裝有水的玻璃杯中，置于平面鏡前的情景。下列分析正確的是（ ）
A．燈光下玻璃杯的影子是光的折射形成的
B．水中放大的“鉛筆”是光的反射形成的
C．鉛筆在水面“彎折”是光沿直線傳播形成的
D．平面鏡中的“玻璃杯”是玻璃杯等大的虛像
【答案】D
【分析】（1）光在同種均勻介質(zhì)中沿直線傳播，如：激光準(zhǔn)直、小孔成像、影子的形成、日食和月食的的形成等；
（2）光從一種介質(zhì)斜射入另一種介質(zhì)時(shí)，光的傳播方向就會(huì)發(fā)生偏轉(zhuǎn)，即光的折射現(xiàn)象，凸透鏡成像就是具體應(yīng)用；
（3）光照在不同介質(zhì)面上時(shí)，會(huì)發(fā)生反射現(xiàn)象，平面鏡成像就是具體應(yīng)用。
【解答】解：A、燈光下玻璃杯的影子是由光的直線傳播形成的，故A錯(cuò)誤；
B、水中放大的“鉛筆”是凸透鏡成像，是光的折射現(xiàn)象，故B錯(cuò)誤；
C、鉛筆在水面“彎折”是鉛筆斜插入盛水的玻璃杯里時(shí)，從上面看上去，水中的部分比實(shí)際位置高了，所以看起來像折斷了，這是由于光的折射現(xiàn)象引起的，故C錯(cuò)誤；
D、平面鏡中的“玻璃杯”是平面鏡成像，屬于光的反射現(xiàn)象，成正立等大的虛像，故D正確。
故選：D。
3．（2023?九龍坡區(qū)校級(jí)開學(xué)）如圖所示，上下表面平行的玻璃磚水平放置，一束光以與上表面夾角θ＝30°，從空氣射到玻璃磚上表面的A點(diǎn)，在A點(diǎn)一部分光反射，另一部分光折射，折射光線照射到玻璃磚的下表面的B點(diǎn)。則（ ）
A．A點(diǎn)反射光線的反射角為30°
B．A點(diǎn)折射光線的折射角為60°
C．射出B點(diǎn)的光線與A點(diǎn)的入射光線平行
D．A點(diǎn)反射光線與折射光線夾角為60°
【答案】C
【分析】（1）入射光線與法線的夾角叫入射角，反射光線與法線的夾角叫反射角，折射光線與法線的夾角叫折射角；
（2）發(fā)生光的反射時(shí)，反射光線、入射光線和法線在同一平面內(nèi)，反射光線、入射光線分居法線兩側(cè)，反射角等于入射角；
（3）發(fā)生光的折射時(shí)，折射光線、入射光線和法線在同一平面內(nèi)，折射光線、入射光線分居法線兩側(cè)；光由空氣斜射進(jìn)入水中或其它透明介質(zhì)中時(shí)，折射光線向法線偏折，折射角小于入射角；光由水或其它透明介質(zhì)斜射進(jìn)入空氣中時(shí)，折射光線遠(yuǎn)離法線偏折，折射角大于入射角。
【解答】解：光射到A點(diǎn)時(shí)，發(fā)生折射的同時(shí)發(fā)生反射，光與玻璃磚上表面夾角θ＝30°，所以入射角＝90°﹣30°＝60°，根據(jù)反射定律知，反射角等于入射角，等于60°，由此在玻璃磚上方，法線右側(cè)空氣中作出反射光線；
光照射到玻璃磚下表面的B點(diǎn)時(shí)，再次發(fā)生折射，先過B點(diǎn)作出法線，根據(jù)光由玻璃斜射入空氣中時(shí)，折射角大于入射角，在玻璃磚下方，法線右側(cè)的空氣中作出由B射出的折射光線，如圖所示：
A、A點(diǎn)的反射光線的反射角為60°，故A錯(cuò)誤；
C、由圖知，在A點(diǎn)發(fā)生折射時(shí)的折射角等于在B點(diǎn)的入射角，由光路的可逆性，結(jié)合數(shù)學(xué)知識(shí)可知，射出B點(diǎn)的折射光線BE與A點(diǎn)的入射光線CB平行，故C正確。
BD、根據(jù)上圖，不難發(fā)現(xiàn)A點(diǎn)的反射光線與玻璃磚上表面的夾角為30°，因?yàn)樵贏點(diǎn)折射的折射角小于入射角，即∠BAN′小于60°，所以折射光線與玻璃磚上表面的夾角∠BAP大于30°，則A點(diǎn)反射光線與折射光線夾角∠DAB大于60°，故BD錯(cuò)誤。
故選：C。
4．（2022秋?鎮(zhèn)江期末）如圖所示，長(zhǎng)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(gè)光斑，下列操作不能使光斑向上移動(dòng)的是（ ）
A．其他條件不變時(shí)，激光筆豎直向上移動(dòng)
B．其他條件不變時(shí)，激光筆水平向左移動(dòng)
C．其他條件不變時(shí)，激光筆逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)動(dòng)
D．其他條件不變時(shí)，從水槽水中取出適量的水
【答案】D
【分析】（1）激光由水中斜射進(jìn)入空氣中，光線要發(fā)生偏折；
（2）水面下降，入射角不會(huì)發(fā)生變化折射角也不會(huì)發(fā)生變化，但折射點(diǎn)要發(fā)生移動(dòng)，折射光線要發(fā)生平行移動(dòng)，所以找到折射點(diǎn)與水面升降的關(guān)系的變化規(guī)律，即可找到光斑移動(dòng)與水面升降的變化關(guān)系。
【解答】解：A．其他條件不變時(shí)，激光筆豎直向上移動(dòng)，光線入射角不變，入射點(diǎn)左移，折射光線也向左側(cè)移動(dòng)，且與原折射光線平行，因此光斑向上移動(dòng)，故A不符合題意；
B．其他條件不變時(shí)，激光筆水平向左移動(dòng)，光線入射角不變，入射點(diǎn)左移，折射光線也向左側(cè)移動(dòng)，且與原折射光線平行，因此光斑向上移動(dòng)，故B不符合題意；
C．其他條件不變時(shí)，激光筆逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)動(dòng)，入射點(diǎn)左移，光線入射角減小，根據(jù)光的折射規(guī)律可知，折射角也減小，使側(cè)壁上的光斑向上移動(dòng)，故C不符合題意；
D．其他條件不變時(shí)，從水槽水中取出適量的水，水面下降，入射點(diǎn)左移，光線入射角不變，折射光線也向下側(cè)移動(dòng)，且與原折射光線平行，因此光斑向下移動(dòng)，故D符合題意。
故選：D。
5．（2022秋?青羊區(qū)校級(jí)期末）對(duì)下列光現(xiàn)象解釋合理的是（ ）
A．同學(xué)們能從不同位置看到黑板上的粉筆字，是由于光發(fā)生了鏡面反射
B．岸邊的景物在水中的“倒影”是由于光的反射而形成的實(shí)像
C．在光的反射現(xiàn)象中光路是可逆的，而在光的折射現(xiàn)象中光路也是可逆的
D．一束光從空氣射到水面，傳播速度和方向可能都不發(fā)生改變
【答案】C
【分析】（1）黑板表面粗糙不平，光在這里發(fā)生漫反射；
（2）倒影屬于平面鏡成像；平面鏡所成的像，是由光的反射形成的虛像；
（3）在光的反射現(xiàn)象和光的折射現(xiàn)象中，光路都是可逆的；
（4）當(dāng)光從空氣中斜射入水中時(shí)，會(huì)發(fā)生折射現(xiàn)象，如果光從空氣中垂直射入水中，傳播方向不變；光在不同介質(zhì)中的傳播速度不同。
【解答】解：A、黑板表面粗糙不平，同學(xué)們能從不同位置看到黑板上的粉筆字，是由于光發(fā)生了漫反射，故A錯(cuò)誤；
B、倒影屬于平面鏡成像，是由光的反射形成的虛像，故B錯(cuò)誤；
C、在光的反射現(xiàn)象和光的折射現(xiàn)象中，光路都是可逆的，故C正確；
D、一束光從空氣射到水面，如果是垂直入射，傳播方向不變，但傳播速度一定改變，故D錯(cuò)誤。
故選：C。
6．（2023?南山區(qū)二模）如圖所示，在水中A處有一條魚，但岸上的人卻看到這條魚在B處，如圖所示，能正確說明產(chǎn)生這一現(xiàn)象原因的光路圖是（ ）
A．B．
C．D．
【答案】D
【分析】（1）魚反射的光由水中斜射入空氣時(shí)，在水面處發(fā)生折射，折射角大于入射角，折射光線遠(yuǎn)離法線，向水面偏折，人逆著折射光線看去，“魚”位置升高了；
（2）根據(jù)光線的傳播方向及入射角與折射角間的關(guān)系分析各光路圖，選出符合要求的選項(xiàng)。
【解答】解：岸上的人看到水中的魚，是由于水中的魚反射的光線斜射向水面時(shí)，發(fā)生了偏折，光由水中斜射向空氣時(shí)，折射角大于入射角。
A、光由空氣射入水中，光的傳播方向反了，故A錯(cuò)誤；
B、光的傳播方向沒有變化，故B錯(cuò)誤；
C、光由空氣射入水中，光的傳播方向反了，故C錯(cuò)誤；
D、光由空氣斜射入水中，折射角大于入射角，光路圖正確，故D正確。
故選：D。
7．（2023?南溪區(qū)模擬）（多選）如圖是光在空氣和水的界面處發(fā)生反射和折射的光路圖，∠AOS＝60°，下列判斷正確的是（ ）
A．AO是入射光線、∠POC是反射角，OB是折射光線
B．BO是入射光線、RS為法線、PQ為界面，PQ上方介質(zhì)是水
C．入射角為30°，PQ為法線、RS為界面，RS右側(cè)介質(zhì)是空氣
D．入射角為30°，PQ為法線、RS為界面，RS左側(cè)介質(zhì)是空氣
【答案】AC
【分析】此題首先根據(jù)反射角和入射角相等，找出法線，從而確定界面，然后根據(jù)折射光線和入射光線的關(guān)系確定出折射光線、入射光線、反射光線以及入射角的度數(shù)。
【解答】解：由圖可知，∠AOS＝60°，所以∠AOP＝90°﹣60°＝30°，而∠COP與∠AOP是相等的，根據(jù)反射角等于入射角，所以PQ為法線，RS為界面，而折射光線和入射光線分別位于法線兩側(cè)，則OB一定為折射光線，AO為入射光線，OC為反射光線。
由圖可知，折射角要大于入射角，因當(dāng)光線從水中斜射入空氣時(shí)，折射角大于入射角。
所以這束光線是由水進(jìn)入空氣。即分界面的右側(cè)是空氣；故AC正確，BD錯(cuò)誤。
故選：AC。
二、填空題。
8．（2023?靈寶市二模）2022年8月15日，河南駐馬店出現(xiàn)了“日暈”奇觀，如圖它是由于氣溫低，云中的水滴變成六棱柱狀的小冰晶，此過程發(fā)生 凝固 （填物態(tài)變化名稱），此過程需要 放出 （選填“吸收”或“放出”）熱量，太陽光穿過云層即在小冰晶上發(fā)生 折射 （選填“折射”或“反射”或“光沿直線傳播”），看上去在太陽的周圍出現(xiàn)一個(gè)圓圈，由內(nèi)而外呈光譜色，這就是“日暈”。
【答案】凝固；放出；折射。
【分析】液態(tài)水變成固態(tài)的小冰晶屬于凝固；太陽光穿過云層進(jìn)入人的視野發(fā)生折射。
【解答】解：由于氣溫低，云中的水滴變成六棱柱狀的小冰晶，是由液態(tài)變成固態(tài)，叫凝固，凝固放熱；
太陽光穿過云層進(jìn)入人的視野發(fā)生折射，使人看上去在太陽的周圍出現(xiàn)一個(gè)圓圈——這就是“日暈”。
故答案為：凝固；放出；折射。
9．（2023?惠陽區(qū)一模）烈日下的湖畔樹影婆娑，水中的鵝卵石清晰可見，湖面上的小鳥上下翻飛，景色美不勝收！其中地面上的樹影是由光的 直線傳播 形成的，游人看到水中的鵝卵石是光的 折射 形成的，小鳥從水面飛上樹梢，它在水中所成的像 不變 （選填“變大”、“變小”或“不變”）。
【答案】直線傳播；折射；不變。
【分析】影子是由光的直線傳播形成的；
光從一種介質(zhì)斜射入另一種介質(zhì)時(shí)，要發(fā)生折射；
平面鏡成像的特點(diǎn)：物體在平面鏡中所成的像是虛像，像和物體的大小相等，它們的連線垂直于鏡面，它們到鏡面的距離相等。
【解答】解：地面上的樹影是由光的直線傳播形成的；
游人看到水中的鵝卵石是虛像，是由光的折射形成的；
小鳥從水面飛上樹梢，由于平面鏡成像時(shí)，像和物體的大小相等，所以它在水中所成的像不變。
故答案為：直線傳播；折射；不變。
10．（2023?澧縣三模）在天宮課堂中，航天員王亞平課前整理儀容時(shí)距離平面鏡1m，若以0.5m/s速度遠(yuǎn)離平面鏡，在這過程中人的像 不變 （選填“變大”“變小”、“不變”）。上課時(shí)她將空氣注入水球，形成的氣泡球與水球的球心都在O點(diǎn)，一束光線從空氣射入水球的光路如圖乙所示，其中球心O與入射點(diǎn)O1的連線為法線，則進(jìn)入氣泡球的折射光線可能為 ① （選填①、②、③、④）。
【答案】不變；①。
【分析】（1）根據(jù)平面鏡的成像特點(diǎn)來填空，平面鏡所成的像與物體大小相同，像與物到鏡面的距離相等，成虛像；
（2）根據(jù)光的折射規(guī)律可知光從水中斜射入空氣中，會(huì)發(fā)生折射，折射角大于入射角，對(duì)于球體而言，入射點(diǎn)與球心所在的直線即法線，入射光線和折射光線分別位于法線兩側(cè)，據(jù)此判斷進(jìn)入氣泡球的折射光線。
【解答】解：（1）根據(jù)平面鏡成像時(shí)，像與物大小相同，與人到鏡的距離無關(guān)，當(dāng)王亞平以0.5m/s速度遠(yuǎn)離平面鏡時(shí)，在這過程中人的像將不變；
（2）光從水中斜射入空氣中，會(huì)發(fā)生折射，折射角大于入射角，對(duì)于球體而言，入射點(diǎn)與球心所在的直線即法線，入射光線和折射光線分別位于法線兩側(cè)，就圖而言，OO2所在的直線即法線，進(jìn)入氣泡球的折射光線可能為①。
故答案為：不變；①。
11．（2021秋?淮北月考）如圖所示，B'是人眼在A處透過水面看見的河底的一塊白色鵝卵石所成的虛像。若在A處用激光燈對(duì)準(zhǔn)虛像B'照射，則激光燈發(fā)出的光 能 （選填“能”或“不能”）照射到河底的那塊鵝卵石上，這個(gè)現(xiàn)象說明光折射時(shí)，光路是 可逆的 。
【答案】故答案為：折射；可逆的。
【分析】光從一種介質(zhì)斜射入另一種介質(zhì)，光路會(huì)發(fā)生改變，所以看到水中的鵝卵石是由光的折射形成的；從鵝卵石上反射的光線會(huì)進(jìn)入眼睛，由于光路是可逆的，所以A處的激光燈發(fā)出的光會(huì)照射到鵝卵石上。
【解答】解：根據(jù)折射定律可得，看到水中的鵝卵石是光的折射現(xiàn)象；根據(jù)光路的可逆性，A處的激光燈發(fā)出的光能射到河底的鵝卵石上。
故答案為：折射；可逆的。
三、作圖題。
12．（2023?岱岳區(qū)二模）小明學(xué)習(xí)古詩詞時(shí)學(xué)到一句“潭清疑水淺”，為探究這句古詩背后的科學(xué)道理，利用飲料瓶做了物理實(shí)驗(yàn)，如圖所示，一瓶飲料放在空水槽中時(shí)，瓶底附近的一個(gè)黑色點(diǎn)在A處；當(dāng)向水槽中加水后，眼睛放在圖示位置觀察，發(fā)現(xiàn)瓶子變短了，瓶底附近的黑色點(diǎn)升高到了A'處。請(qǐng)畫出圖示中的眼睛看到黑點(diǎn)A的光路圖。
【答案】見解答
【分析】光從水中斜射入空氣中時(shí)發(fā)生折射，人看到的A即A的像，比原來的位置要淺一點(diǎn)，故可先將眼睛和像點(diǎn)A′連接起來，與水面的交點(diǎn)即為入射點(diǎn)，再連接入射點(diǎn)與物體A，標(biāo)出光的傳播方向。
【解答】解：來自A的光線斜射向水面時(shí)會(huì)發(fā)生光的折射，折射角大于入射角，人逆著折射光線看到的是A的虛像，即A′點(diǎn)；連接眼睛C點(diǎn)和A′點(diǎn)，與水面的交點(diǎn)即為入射點(diǎn)O，則AO為入射光線，OC為折射光線，如圖所示：
13．（2023?孝南區(qū)三模）為什么池水看起來比實(shí)際的淺呢？完成這個(gè)畫圖，你或許能明白其中的道理。如圖，一束光從水中斜射入空氣，請(qǐng)畫出進(jìn)入空氣中的折射光線的大致方向。
?
【答案】見解答圖。
【分析】發(fā)生折射時(shí)，折射光線和入射光線、法線在同一平面內(nèi)，折射光線和入射光線分居在法線兩側(cè)，光從其他介質(zhì)斜射入空氣中時(shí)，折射光線遠(yuǎn)離法線偏折，折射角大于入射角。由此作圖即可。
【解答】解：過入射點(diǎn)作法線，根據(jù)光由水中斜射入空氣中時(shí)，折射角大于入射角，在法線右側(cè)的空氣中畫出折射光線，如圖所示：
14．（2023?泌陽縣三模）在制作防溺水安全海報(bào)時(shí)，小麗想繪制光路圖，清晰明了的展示池塘里水的實(shí)際深度比看起來的深度大，警告同學(xué)們不能貿(mào)然下水游泳。如圖為未完成的光路圖，其中A為水底的物體，A′是岸邊兒童看到的A的像。請(qǐng)你在圖中作出過O點(diǎn)的入射光線和折射光線。
【答案】見解答圖。
【分析】水底的物體A反射的光線從水中斜射入空氣時(shí)發(fā)生折射，折射光線向水面偏折，人逆著折射光線看去，看到的池底位置比實(shí)際位置高，池底看起來比實(shí)際位置淺。
【解答】解：水底的物體A反射出的光，在水面處發(fā)生了折射，折射角大于入射角，人認(rèn)為光是沿直線傳播的，所以逆著折射光線看上去，看到的是A′點(diǎn)，連接眼睛與O點(diǎn)即為折射光線，連接AO即為入射光線，如圖所示：
15．（2023?蚌山區(qū)三模）將一根筆直的筷子斜放在裝有清水的碗里，看到筷子沒入水中的部分向上翹起，如圖甲所示。來自筷子A點(diǎn)的光AO和AO'從水斜射入空氣時(shí)發(fā)生偏折，如圖乙所示，請(qǐng)大致做出AO'的折射光線O'C并標(biāo)出像A'的位置。
【答案】見解答圖。
【分析】光從水中斜射入空氣中時(shí)，折射角大于入射角，入射角變大、折射角也變大，據(jù)此作出折射光線；反向延長(zhǎng)兩條折射光線交點(diǎn)即為像的位置。
【解答】解：在O′點(diǎn)作法線，根據(jù)光的折射定律，光從水中斜射入空氣中時(shí)，折射角大于入射角，入射角變大、折射角也變大，故A點(diǎn)的光AO'從水斜射入空氣時(shí)，折射角大于光AO斜射入空氣時(shí)的入射角，折射光線O'C向下偏折；
反向延長(zhǎng)OB和O'C，反向延長(zhǎng)線的交點(diǎn)就是像A'的位置；如圖所示：
四、實(shí)驗(yàn)探究題。
16．（2023?金安區(qū)校級(jí)二模）同學(xué)們?cè)谔骄抗獾姆瓷浜驼凵洮F(xiàn)象時(shí)出現(xiàn)了以下情形，請(qǐng)大家補(bǔ)充完整。
（1）實(shí)驗(yàn)中應(yīng)選擇表面較 粗糙 （選填“光滑”或“粗糙”）的光屏來承接光路。
（2）在圖乙中，將紙板B沿PQ剪開，把紙板B的上半部分向后折，在紙板B的上半部分 不能 （選填“能”或“不能”）觀察到反射光線，表明反射光線、入射光線和法線在同一平面內(nèi)。
（3）如圖丙所示探究光從玻璃斜射入空氣中時(shí)，細(xì)心的同學(xué)們發(fā)現(xiàn)當(dāng)入射角增大到某個(gè)值時(shí)，就找不到折射光線了，這種現(xiàn)象叫做“全反射”。同學(xué)們將每次實(shí)驗(yàn)的數(shù)據(jù)及觀察到的現(xiàn)象記錄下來并查閱相關(guān)資料，設(shè)計(jì)了如表表格，請(qǐng)你分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)回答下列問題（折射能量與反射能量之和等于入射能量）
①光從玻璃斜射入空氣時(shí)，折射角大于入射角，當(dāng)入射角不小于 41.8° 時(shí)，反射能量達(dá)到100%，此時(shí)觀察不到折射光線，即發(fā)生全反射現(xiàn)象。
②根據(jù)光路可逆，當(dāng)光從空氣斜射入玻璃時(shí)，折射角小于入射角，因此 不會(huì) （選填“會(huì)”或“不會(huì)”）發(fā)生全反射。
【答案】（1）粗糙；（2）不能；（3）①41.8；②不會(huì)。
【分析】（1）選擇粗糙的光屏來承接光路，粗糙的光屏發(fā)生漫反射，使光路清晰；
（2）反射光線、入射光線和法線在同一平面內(nèi)，才能同時(shí)看到入射和反射光線，據(jù)此分析；
（3）①根據(jù)表中數(shù)據(jù)可知回答；
根據(jù)表中數(shù)據(jù)可知反射能量小于入射能量，據(jù)此回答；
根據(jù)表中數(shù)據(jù)可知當(dāng)入射角不小于41.8時(shí)，反射能量達(dá)到100%，即沒有折射光線；
②根據(jù)光路可逆，折射角總是小于入射角，不會(huì)發(fā)生全反射。
【解答】解：（1）選擇粗糙的光屏來承接光路，粗糙的光屏發(fā)生漫反射，使光路清晰；
（2）反射光線、入射光線和法線在同一平面內(nèi)，才能同時(shí)看到入射和反射光線，在圖乙中，將紙板B沿PQ剪開，把紙板B的上半部分向后折，實(shí)驗(yàn)時(shí)在紙板B上觀察到現(xiàn)象是不能看到反射光線，表明反射光線、入射光線和法線在同一平面內(nèi)；
（3）①根據(jù)表中數(shù)據(jù)可知，光從玻璃斜射入空氣時(shí)，折射角大于入射角；
折射能量與反射能量之和等于入射能量，根據(jù)表中數(shù)據(jù)可知，反射能量小于入射能量，故反射光線比入射光線暗；
根據(jù)表中數(shù)據(jù)，當(dāng)入射角不小于41.8時(shí)，反射能量達(dá)到100%，此時(shí)觀察不到折射光線；
②根據(jù)光路可逆，當(dāng)光從空氣斜射入玻璃時(shí)，折射角小于入射角；因折射角總是小于入射角，因此不會(huì)發(fā)生全反射。
故答案為：（1）粗糙；（2）不能；（3）①41.8；②不會(huì)。
17．（2023春?西峰區(qū)校級(jí)期中）某同學(xué)在做探究光的折射特點(diǎn)實(shí)驗(yàn)，如圖是光從空氣射入水中時(shí)的光路，實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，入射光線、折射光線和法線在同一平面內(nèi)，折射光線和入射光線分別位于法線的兩側(cè)。通過實(shí)驗(yàn)還得到如表數(shù)據(jù)，分析表中數(shù)據(jù)，可得出結(jié)論：
（1）光從空氣斜射到水面時(shí)，將同時(shí)發(fā)生 反射 和折射現(xiàn)象；
（2）光從空氣斜射到水面時(shí)，折射角隨入射角的變化關(guān)系是： 折射角隨入射角的增大而增大 ，且折射角 小于 （大于/等于/小于）入射角。當(dāng)光從空氣垂直射到水面時(shí)，折射角等于 0° （填度數(shù)）。該同學(xué)根據(jù)上述實(shí)驗(yàn)中的發(fā)現(xiàn)和結(jié)論總結(jié)出了光的折射特點(diǎn)。
（3）這個(gè)實(shí)驗(yàn)中，亮度最亮的是 入射光線 （填“入射光線”、“反射光線”或“折射光線”）。
【答案】（1）反射；（2）折射角隨入射角的增大而增大；小于；0°；（3）入射光線。
【分析】（1）光從空氣斜射到水面時(shí)，將同時(shí)發(fā)生反射和折射現(xiàn)象；
（2）分析表格數(shù)據(jù)可得出光的折射規(guī)律；
（3）當(dāng)入射光線從一種介質(zhì)斜射入另一種介質(zhì)時(shí)，會(huì)發(fā)生折射，同時(shí)也發(fā)生反射。
【解答】解：（1）光從空氣斜射到水面時(shí)，將同時(shí)發(fā)生反射和折射現(xiàn)象；
（2）由表中數(shù)據(jù)可知，光從空氣斜射到水面時(shí)，當(dāng)入射角不斷增大時(shí)，折射角也隨之增大，故折射角隨入射角的變化關(guān)系是：折射角隨入射角的增大而增大，且折射角小于入射角；
當(dāng)光從空氣垂直射到水面時(shí)，折射光線與法線重合，故折射角等于0°。
（3）當(dāng)入射光線從一種介質(zhì)斜射入另一種介質(zhì)時(shí)，會(huì)發(fā)生折射，同時(shí)也發(fā)生反射，反射光和折射光都是來自于入射光，故入射光最強(qiáng)。
故答案為：（1）反射；（2）折射角隨入射角的增大而增大；小于；0°；（3）入射光線。
五、解答題。
18．（2023?惠州一模）小明的書桌放在南窗邊，冬日的暖陽斜射在書桌玻璃臺(tái)板上，在房間豎直雪白的墻壁上留下一塊規(guī)則的光斑。有一次他將一支鉛筆放在玻璃圓鏡正上方約10厘米處，墻上光斑中出現(xiàn)了兩個(gè)黑色的陰影，小明在思考：
（1）光斑的形成是因?yàn)? 光的反射 ，影子的形成是由于 光的直線傳播 造成的。
（2）為什么墻上有兩個(gè)黑影呢？小明進(jìn)行了探究，如圖甲和乙所示，當(dāng)筆放在玻璃圓鏡上時(shí)，兩個(gè)黑影變?yōu)榫o挨著。改變鉛筆和玻璃圓鏡的距離。發(fā)現(xiàn)兩個(gè)黑影對(duì)稱著變化移動(dòng)。于是他認(rèn)為兩個(gè)黑影中一個(gè)是鉛筆的影子，另一個(gè)是鉛筆通過平面鏡所成的像，請(qǐng)幫助分析他的猜想是否有道理？ 沒有道理 （選填“有道理”或“沒有道理”），理由： 平面鏡成的是虛像，不可能在光屏上呈現(xiàn) 。
（3）為什么一只筆出現(xiàn)了兩個(gè)影子呢？小明再次移動(dòng)鉛筆偏離鏡面的正上方，結(jié)果發(fā)現(xiàn)影子只剩下一個(gè)，如圖丙所示。小明為了搞清楚背后的原理，請(qǐng)教了老師。老師告訴小明：一個(gè)影子由鏡子反射的光照射到鉛筆上被鉛筆擋住形成的，一個(gè)影子是射向鏡子的太陽光被鉛筆擋住形成的。請(qǐng)你根據(jù)老師的解釋嘗試在圖丁中用光學(xué)作圖來說明光斑中為什么會(huì)出現(xiàn)兩黑影的道理。
【答案】（1）光的反射；光的直線傳播；（2）沒有道理；平面鏡成的是虛像，不可能在光屏上呈現(xiàn)；（3）見上圖。
【分析】（1）光照射到鏡子上，鏡子反射的光照在豎直墻壁上，出現(xiàn)光斑；光在同種、均勻介質(zhì)中沿直線傳播；
（2）平面鏡成虛像，物像等大、物像等距、物像連線與鏡面垂直，虛像不能在光屏上呈現(xiàn)，實(shí)像能夠在光屏上成像；
（3）影子是光的直線傳播形成的。
【解答】解：（1）冬日的暖陽斜射在書桌玻璃臺(tái)板上，在房間豎直雪白的墻壁上留下一塊規(guī)則的光斑，這個(gè)光斑是玻璃板反射的光照射在墻壁上形成的，屬于光的反射現(xiàn)象；影子是光的直線傳播形成的。
（2）兩個(gè)黑影都是鉛筆的影子，不可能是鉛筆通過平面鏡所成的像，因?yàn)槠矫骁R成的是虛像，虛像是不能在光屏（白墻）上呈現(xiàn)。
（3）一個(gè)影子由鏡子反射的光照射到鉛筆上被鉛筆擋住形成的，一個(gè)影子是射向鏡子的太陽光被鉛筆擋住形成的，如下圖：
故答案為：（1）光的反射；光的直線傳播；（2）沒有道理；平面鏡成的是虛像，不可能在光屏上呈現(xiàn)；（3）見上圖。
19．（2023?石家莊一模）如圖甲所示，是小紅拍攝的一張荷花照片，在照片上能看到三朵荷花，水面上方的荷花、蓮葉上的“荷花”和水中的“荷花”。其中蓮葉上的“荷花”是由于光的 直線傳播 形成的“影子”；水中的“荷花”是由于光的 反射 （選填“反射”“折射”）現(xiàn)象形成的虛像。小紅還看到了水中的“魚”，如圖乙所示，魚在水中A點(diǎn)的位置，試畫出她看到魚的光路圖。
【答案】直線傳播；反射；見解答。
【分析】（1）影子是光遇到不透明的物體，在不透明物體后面形成黑色區(qū)域；
（2）水面相當(dāng)于平面鏡，物體在水平面成像是利用光的反射原理；
（3）水中魚反射的光斜射入空氣中時(shí)，發(fā)生折射，折射角大于入射角，折射光線向法線方向偏折，折射光線進(jìn)入小麗的眼睛，小紅認(rèn)為光沿直線傳播，小紅看到的魚是折射光反向延長(zhǎng)線相交形成的虛像，比魚的實(shí)際位置高，所以小紅看到的是變淺了的魚的虛像。
【解答】解：（1）因?yàn)楣獾闹本€傳播，所以在荷花后面光照不到的區(qū)域形成了荷花的影子，故其中甲是荷花的影子。
（2）水面相當(dāng)于平面鏡，荷花在水平面中成像，是利用光的反射形成的，屬于鏡面反射。
（3）人看到的魚在水中，光是從水中斜射入空氣中進(jìn)入了人的眼睛，當(dāng)光從水斜射入空氣中時(shí)，折射角大于入射角，人感覺光是沿直線傳播的，逆著光看去，好像是從光的反向延長(zhǎng)線的交點(diǎn)處來的，比實(shí)際位置要淺，所以看到的水中的“魚”，是魚的虛像，虛像在實(shí)際魚的上方，故直接連接眼睛與A上方一點(diǎn)B，與水面的交點(diǎn)即為入射點(diǎn)O，連接A和入射點(diǎn)O即為入射光線，如下圖所示：
故答案為：直線傳播；反射；見解答。
20．（2023?黃埔區(qū)校級(jí)模擬）如圖，一束光從空氣射到水面O點(diǎn)，反射光線在容器壁上形成一光點(diǎn)A，折射光線在水底形成一光點(diǎn)B。
①畫出入射光線、經(jīng)水面反射的光線及進(jìn)入水中的折射光線。
②光點(diǎn)A在水中的像到A的距離為 30.0 cm；
③若入射光線方向不變，僅使水面上升，則A點(diǎn)的位置會(huì) 上升 （選填“上升”、“下降”、“不變”），B點(diǎn)位置會(huì) 左移 （選填“左移”、“右移”、“不變”）。
【答案】（1）
（2）30.0；（3）上升；左移。
【分析】（1）根據(jù)入射光線、反射光線以及法線在同一平面內(nèi)，并且入射角等于反射角，畫出反射光線；
根據(jù)入射光線、折射光線以及法線在同一平面內(nèi)，折射角小于入射角，確定折射光線的方向，折射角是折射光線與法線的夾角。
（2）平面鏡成像特點(diǎn)之一：平面鏡所成的像與平面鏡的距離等于物體與平面鏡的距離；
（3）光從空氣中斜射入水中時(shí)，折射光線會(huì)靠近法線，根據(jù)光的折射定律作圖可知。
【解答】解：
（1）由題知，光從空氣射到水面O點(diǎn)，反射光線在容器壁上形成一光點(diǎn)A，連接OA即為反射光線，根據(jù)反射角等于入射角在法線左側(cè)的空氣中畫出入射光線；連接OB，OB即折射光線；如圖：
（2）由圖知，A到水面距離15.0cm，根據(jù)平面鏡成像特點(diǎn)可知，A點(diǎn)在水中的像距離水面也是15.0cm，則A在水中的像到A的距離為15.0cm+15.0cm＝30.0cm。
（3）入射光線方向不變，當(dāng)水面上升時(shí)，入射點(diǎn)向上移動(dòng)，入射角和折射角都不變，A點(diǎn)的位置會(huì)向上移動(dòng)，B點(diǎn)位置會(huì)向左移動(dòng)，如圖所示：
故答案為：（1）見解答圖；（2）30.0；（3）上升；左移。
21．（2023?海珠區(qū)一模）如圖所示，水面上方有一發(fā)光點(diǎn)S。
（1）a、b、c是S發(fā)出的三條光線，其中一條射入水中經(jīng)過M點(diǎn)。請(qǐng)畫出：該光線的折射光線，并標(biāo)出對(duì)應(yīng)的折射角r。
（2）擋光板上有一點(diǎn)D，S發(fā)出的光線，能否通過水面反射到D點(diǎn)？答： 能 ；請(qǐng)通過作圖說明你的判斷依據(jù)。
【答案】（1）見解答；（2）能；見解答。
【分析】（1）要解決此題，需要掌握光的折射規(guī)律：光從空氣斜射入水或其它透明介質(zhì)中時(shí)，折射光線與入射光線、法線在同一平面上，折射光線和入射光線分居法線兩側(cè)；折射角小于入射角。
（2）先根據(jù)平面鏡成像的特點(diǎn)作出D關(guān)于水面的像D′；再根據(jù)平面鏡成像原理可知，反射光線所有的反向延長(zhǎng)線都會(huì)過D的像；連接像點(diǎn)與D點(diǎn)，則與平面鏡的交點(diǎn)為入射點(diǎn)，再完成光路即可。
【解答】解：（1）光從空氣斜射入水中，所以折射角小于入射角，折射光線應(yīng)靠近法線，則光線a符合要求，根據(jù)光的折射規(guī)律畫出折射光線；
（2）先通過平面鏡作出點(diǎn)S關(guān)于水面的對(duì)稱點(diǎn)S′即為S的像；連接S′D交平面鏡于點(diǎn)O，SO為入射光線，OD為反射光線，如圖所示：
故答案為：（1）見解答；（2）能；見解答。
∠AON/°
0
15
30
45
60
75
80
∠CON/°
0
15
30
45
60
75
80
∠BOM/°
0
11
22
32
40.5
46.5
47.5
入射角/°
0
30
40
50
折射角/°
0
25
33
40
實(shí)驗(yàn)次數(shù)
1
2
3
4
5
6
7
8
玻璃中的入射角i
0
10°
20°
30°
40°
41.2°
42°
50°
空氣中的折射角γ
0
15.2°
30.9°
48.6°
74.6°
81°
沒有發(fā)生光的折射
入射角i
0°
10°
30°
40°
41.2°
41.8°
42°
折射角α
0°
15.2°
48.6°
74.6°
81°
90°
/
反射能量
5%
7%
43%
77%
84%
100%
100%
入射角α
0°
15°
30°
45°
60°
反射角β
0°
15°
30°
45°
60°
折射角γ
0°
11.3°
22.1°
35.4°
40.9°

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初中物理人教版（2024）八年級(jí)上冊(cè)電子課本 舊教材

第4節(jié) 光的折射

版本： 人教版（2024）

年級(jí)： 八年級(jí)上冊(cè)

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