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/ 让教学更有效 高效备课 | 物理学科
【学习目标】
1. 了解生活中光的折射现象
2. 知道不同介质中光路图入射角与反射角的关系
3. 知道液面变化对光路的影响
4. 通过光的折射特点能找出折射光线与入射光线
【自主学习】
一、光的折射
由实验可以发现，光从空气斜射入水中时，传播方向发生了偏折，这种现象叫作 。以经过入射点O并垂直于水面的直线 ON 作为 ，入射光线与法线的夹角 i 叫作 ， 折射光线与法线的夹角 r 叫作 。
二、光折射的特点
1. 折射光线和入射光线分别位于法线两侧。
2. 当光从空气垂直射入水、玻璃或其他介质中时，传播方向不变。
3. 光从空气射入水、玻璃等其他介质中时，折射光线向法线偏折，入射角大于折射角。当入射角增大时，折射角也增大。
4. 在折射现象中，光路可逆。
拓展：光密介质与光疏介质这两者是相对，它们的界定条件是光在介质中的传播速度的大小来决定的。速度相对大的为光疏介质，速度相对小的为光密介质。折射规律：光从光疏介质斜射到光密介质，折射角小于入射角。我们只需要记住空气那边的角大就好了。
二、生活中的折射现象
海市蜃楼；水中的物体比实际上深（插鱼时要插深一点，是因为鱼反射光折射入人眼，此时人看到的鱼的像是虚像）；筷子折断；游泳池的池底看起来很浅。
【例1】如图甲是小冯和小何同学利用光具盘探究光从空气斜射入玻璃中时的光路，经过多次实验并记录了数据：
（1）小冯由表格中的数据还可以判断：当光以55°的入射角从空气射入玻璃中时，其折射角 30°（选填“等于”、“小于”或“大于”）；该实验需要在 的环境下进行（选填“较亮”或“较暗”）
（2）当光以30°的入射角从玻璃斜射入空气中时，其折射角是 ，依据是：在光的折射中， ；
（3）同班的陈新同学利用图乙探究光从空气斜射入水中时的光路。实验时，光贴着光屏从空气斜射入水中，将F板向后折转一定的角度，则在F板上 （选填“能”或“不能”）看到折射光，此时折射光线和入射光线 （选填“在”或“不在”）同一平面内；当小冯把激光器的激光垂直于水面入射时，入射角为 ，折射角为 。（两空均填角度）
（4）保持图乙的入射光不动，继续往水槽里加适量的水，会看到水槽底部的亮斑B向 移动。
（5）当入射光线靠近水面时，折射光线 水面（选填“靠近”或“远离”）
【例2】下列四幅光路图能正确解释生活中现象的是（　　）
A．图甲是“潭清疑水浅”的原理图 B．图乙是太阳在树荫下形成的圆形光斑
C．图丙是光从室外透过窗户玻璃进入室内 D．图丁是人观察对岸的树木在水中倒影
【例3】“水深危险”，为了我们的人身安全，严禁私自下河游泳。如图所示，能正确描述岸上人看到水底A点的光路图是（　　）
A． B．
C． D．
【例4】图中能表示水中的潜水员看到岸上树木的正确光路图是（　　）
A． B．
C． D．
【例5】如图所示，一束光在空气和玻璃的分界面上同时发生反射和折射，其光路如图所示，则下列判断正确的是（　　）
A．AO是入射光线，入射角为67.5°
B．AO是入射光线，反射角为45°
C．CO是入射光线，折射角为22.5°
D．CO是入射光线，反射角为45°
【例6】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
【例7】如图，鱼缸底部点光源S发出的光线经过水面照亮挡板上N点，当鱼缸内水面上升高度d后，挡板上M点（图中未画出）被照亮，则M点和N点间的距离（　　）
A．等于d
B．大于d
C．小于d
D．无法确定
【例8】将一长方形玻璃砖沿对角线切开,并分开一段距离放置，所图所示．四条光线沿图示位置入射，能得到右边出射光线的只可能是（ ）
A．光线a
B．光线b
C．光线c
D．光线d
【例9】如图，一名潜水员潜水时看到水面上有一只小鸟S，是其像点。请画出水下E处的潜水员看到小鸟S的光路图。
【课后巩固
1．关于图中的光路表示及像的性质，说法正确的是（　 　）
A．人看鱼的情景，看到的是鱼的实像
B．人看鱼的情景，看到的是鱼的虚像
C．鱼看人的情景，看到的是人的实像
D．鱼看人的情景，看到的是人的虚像
2．近几年来，每到冬天，都会有上百只银鸥来沂河过冬。它们时而在水面上下翻飞，时而在几十米的高空俯冲而下捕食。下列说法正确的是（　　）
A．银鸥飞得越高，水中的像越小
B．水中成银鸥“倒立”的像
C．水越深，银鸥的像离水面越远
D．水中的鱼看到银鸥比实际位置“偏高”
3．如图是2023年杭州亚运会中的一些场景及现象，其中与光的折射有关的是（　 　）
A． 场地自行车运动员灯光下的影子 B． 颁奖礼时运动员在水中的倒影
C． 看到水下花样游泳运动员变形了 D． 10米气手枪运动员正在瞄准射击
4．我们要牢记防溺水安全教育，不要野泳，如图所示，能正确解释产生这一现象的光路是（　 　）
A． B． C． D．
5．老师用激光电筒照向盛水的玻璃缸，同学们发现水中红色激光的路径是笔直的，刚要说出结论，老师又向水中加入了海波，奇迹出现了，红色光路弯曲了!在同学们惊愕之际，老师拿出一根玻璃棒在水中搅拌几下，光线再次变直，该实验说明（　　）
A．光的传播路线是随意的
B．光只有在均匀的介质中才能沿直线传播
C．海波可以使光路弯曲
D．老师是一个出色的魔术师
6．如图是小明春游时在水边看到的美景，如图中能正确反映他看到水中“树木”的光路图是（　 　）
A． B． C． D．
7．当光从密度小的盐水中逐渐斜射入密度大的盐水中时，传播路径发生改变，如图所示。地球表面不同海拔高度的空气密度不同，海拔高度越大，空气密度越小，因此太阳光斜射向地面的过程中会发生弯曲。下列光路图中能描述该现象的是（ ）
A． B． C． D．
8．一束单色光从空气斜射入玻璃中的情境如图所示。下列说法正确的是（　 　）
A．AO是入射光，OB是反射光
B．BO是入射光，OC是折射光
C．是入射角，是反射角
D．光若沿CO入射，将沿OA射出
9．图中描述的现象属于光的折射的是（　　）
A．旗杆的影子 B．浇不灭的蜡烛
C．铅笔在水面处弯折 D．树荫下的光斑
10．下列现象中属于光的反射的是（ ）
A．铅笔错位 B．水中倒影
C．日食现象 D．小熊的影子
11．如图所示，一束光在空气和玻璃的分界面上同时发生反射和折射，其光路如图所示，则下列判断正确的是（　　）
A．AO是入射光线，入射角为67.5°
B．AO是入射光线，反射角为45°
C．CO是入射光线，折射角为22.5°
D．CO是入射光线，反射角为45°
12．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
13．我国每年大约5万人因溺水意外死亡。造成溺水事故的原因之一是由干光的折射，使人“看到”的水深比实际的 （选填“深”或“浅”）。如图所示，崇德同学让一束光由空气斜射入水中，在水底形成光斑：当水面上升时，光斑位置将 （选填“左移”、“右移”或“不变”）。
14．如图所示，向水槽中注入适量水，O点的光斑向 移动。继续注水，折射角 ；当激光笔由图示位置照射方向逐渐变为竖直照射时，入射角为 度。
15．小明给弟弟变了个魔术，他将装有一枚硬币的杯子放在弟弟面前，如图所示，弟弟在A处看不到硬币，小明向杯中缓缓注水后，弟弟能看到硬币了，这是由光的 产生的现象。弟弟看到的是硬币的 （选填“实”或“虚”）像，而看到镜子里的“硬币”这种现象光学原理是 。
16．小明在做光在液体中的传播实验时，他在玻璃缸内配制了白糖水，静置一段时间后，用一束激光斜向上射入白糖水中，发现白糖水中的光线不是一条直线，而是一条弯曲的曲线，如图所示。对这个现象，你的解释是 ；若保持激光入射方向不变，激光在白糖水中沿直线传播，你的做法是 。
17．喷水鱼因其特殊的捕食方式而得名。它能喷出一股水柱，精准击落空中的昆虫，如图甲所示。图乙是喷水鱼某次捕食时的简化示意图，请在图乙中画出喷水鱼在水中看到昆虫的光路图，在A、B两点中，一个点表示昆虫，另一个点表示喷水鱼看到的昆虫的像。
18．如图所示，有两架敌机，一架是实际飞机，请你确定实际飞机和飞机的像，分别在括号里填写“物”或“像”。
19．小冰同学在探究“光的折射规律”时利用了如图所示的装置。由E和F两个半圆形组成的光屏竖直放置在玻璃水槽中，NOM为两半圆的分界线。
(1)实验时，先让光屏EF位于同一平面内，一束激光贴着光屏沿AO从空气斜射入水中，在光屏F上可以看到折射后的光束OB。实验中除图中的AO、OB光线之外，小冰在光屏上还能看到一条光线，这是因为光的 现象产生的，请在图中画出此光线。
(2)为验证折射光、入射光、法线在同一平面，小冰应将光屏 （选填“E”或“F”）向后折转一定角度进行观察。
(3)大冰让一束光强不变的激光从某玻璃斜射向空气（如图乙、丙），不断调整入射角，通过实验得到如表格：
入射角α 0° 10° 20° 30° 40° 41.8° 50°
折射角β 0° 15.2° 30.9° 48.6° 81° 90°
反射能量 5% 7% 26% 43% 84% 100% 100%
①光的折射现象一般都会伴随着反射现象的发生，当入射角增大时，折射角 （选填“增大”、“减小”或“不变”），折射光线的能量 （选填“增大”、“减小”或“不变”）；
②当入射角时，折射光线消失，反射光线会变得更亮，即发生光的全反射现象。图像中的图线 （选填“a”或“b”）反映了上述实验中的两角关系。
1．如图光线从水中射入空气，反射光线OA与水面之间的夹角为60°．关于入射角α、折射光线与水面之间的夹角β的说法正确的是（ ）
A．α=30°，β＜60° B．α=60°，β＞30°
C．α=30°，β＞60° D．α=60°，β＜30°
2．如图，一束光在空气和玻璃两种介质的界面处同时发生了反射和折射，此时折射角大小为
度。若入射角变为20°，则反射光线和折射光线的夹角将 （选填“>”、“=”或“<”）110°。
3．老蒋把薄壁方形水槽放在水平面上，固定在水槽底部的激光笔能发出一束细光，如图所示。水槽中未注水时，光点在侧壁上A处，注入一定量的水后，光点移至B处。老蒋为了让B处的光点移至C处，应使水槽中的水量 （选填“增加”“减小”或“不变”），测得BC的距离为4cm，则水面高度的变化量 4cm（选填“>”“=”或“<”）。
4．沙坪坝三峡广场亲水乐园的池底安装了射灯。池内装满水，其中一盏射灯发出的一束光线照在池壁上，在S点形成一个亮斑，如图所示。现将池中水放出，水面降至a位置时，站在池旁的人看到亮斑的位置在P点（图中未画出），P点应在 （选填“S点上方”、“S点”或“S点下方”）；若水面降至b位置时，射灯发出的光照在 （选填“S点上方”、“S点”或“S点下方”）。
5．一束光从空气中斜射向玻璃砖并穿过，其光路如图所示。关于四个角的大小关系正确的是（　 ）
A．
B．
C．
D．
6．有一圆柱形敞口容器，装入适量的水，从其左侧某一高度处斜射入一束激光，在容器底部产生一个光斑O，如图所示。下列说法正确的是（ ）
A．保持入射点不变，垫高容器左侧，入射角增大
B．保持水面的高度不变，使激光笔向右平移，光斑位置左移
C．保持入射点不变，使激光的入射角增大，光斑位置左移
D．保持激光射入的角度不变，使水面下降，光斑位置右移
7．如图是一束光在空气和玻璃两种介质的界面上发生了反射现象和折射现象，下列说法错误的是（　 　）
A．入射光线是GO，入射角是30°
B．法线是BF，界面是AD，右侧是玻璃
C．反射光线是OE，折射光线是OC，折射角是30°
D．如果减小入射角，则反射光线与折射光线的夹角从90°开始增大
8．有一块上下两面MN与EF相平行的玻璃砖，现有入射光线AB斜射到玻璃砖上，经玻璃砖两次折射后，出射光线为CD（图中没有画出），如图所示。
（1）画出光线经过玻璃砖的传播路径（注意标出法线）；
（2）证明：入射光线AB与出射光线CD相平行。
9．阅读材料，回答问题。
折射法测糖度
糖度是指溶液中糖分质量在溶液总质量中所占的比例。折射法是测量溶液糖度一种常用的方法。我们知道，光从一种介质斜射入另一种介质时会发生折射，介质的折射率①越大，使入射光发生折射的能力越强。糖溶液的折射率比空气的折射率大。蔗糖溶液的浓度越高，它的折射率就越大。在一定条件（同一温度、压力）下，只要测出糖溶液的折射率，就可以推算出溶液的含糖率。
图1甲所示是一种糖度计，量程0﹣20%，分度值0.1%。其工作原理如图1乙所示，当光在待测溶液与棱镜之间发生折射时，折射角随溶液糖度的变化而改变，导致光照亮的刻度屏区域不同，刻度屏上明暗分界线对应的刻度值就是待测溶液的糖度值，如图丙所示。这是应用了光发生折射时，两介质的折射率相差越小，光的偏折程度越小的规律。
①折射率是指光在真空中的速度与光在介质中的速度之比。

（1）光在玻璃中的传播速度比在水中小，则玻璃的折射率 水的折射率；
（2）如图2所示，当三束光从空气斜射到玻璃时，折射出三束光线，入射光线1在玻璃中的折射光线为 （选填“a”“b”或“c”）。如果在玻璃上方均匀铺上糖溶液，“暗区”与“亮区”的分界线会 （选填“上升”“下降”或“不变”）；
（3）图3是一瓶蔗糖水溶液的标签，糖度和密度信息已缺失。若取出10g溶液，用40g纯净水稀释，如图1丙所示，则稀释液中糖分的质量为 g，这瓶蔗糖水溶液的糖度为 %，密度为 g/cm3。（含糖量是指每1mL糖液中所含糖分的质量；计算结果保留2位小数）
【课后评价】
这节课我给自己☆☆☆☆☆颗星。
【参考答案】
【自主学习】
一、光的折射：光的折射、法线、入射角、折射角
【例1】（1）大于、较暗；（2）45°、光路可逆；（3）不能、在、0°、0°；（4）左；
（5）靠近
【例2】A 【例3】A 【例4】A 【例5】C 【例6】C 【例7】C 【例8】C
【例9】
【课后巩固】
基础练习
1. B 2. D 3. C 4. B 5. B 6. D 7. A 8. B
9. C 10. B 11. C 12. C 13. 浅、右移 ； 14. 左、不变、0；
15. 折射、虚、光的反射； 16. 白糖水的密度不均匀、搅拌均匀糖水；
17. 18.
19. (1) 反射 、 ；(2) F ；(3) 寻找普遍规律；(4) 增大、减小、a
能力提升
1. A 2. 60、< ； 3. 增加、> ； 4. S点上方、S点下方
5. C 6. D 7. C
8. （1）
（2）如下图，延长AB，反向延长CD，入射光线AB、出射光线CD与玻璃砖的夹角都为α。
证明：因为∠1=∠α，∠2=∠α，所以∠1=∠2，由于 MN 与 EF 相平行，则两界面的两条法线平行。所以∠1+∠3=∠2+∠4，那么∠3=∠4，所以AB∥CD
9. （1）大于；（2）c 、 上升； （3）6.25、 62.5% 、 1.30
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