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4.4 光的折射
【素养目标】
物理观念:光的折射，光的折射特点，生活中的折射现象。
科学思维:通过实验探究，了解光的折射特点。
科学探究:探究光的折射特点。
科学态度与责任:能通过实验的探究，感受物理的奇妙;能够利用所学知识解释和解决相关问题。
知识点一、光的折射
1.光的折射
问 题
在一个空碗中放一枚硬币。请你慢慢蹲下，当低至某一个观察位置时，就无法看到硬币了。但如果你
慢慢往碗中倒水，在同一个观察位置就又能看到碗中的硬币了(如下图)。这是为什么呢
2.光的折射概念
光从一种介质斜射入另一种介质时，传播方向发生了偏折，这种现象叫光的折射。
(2）描述折射现象的几个概念
①入射点:入射光线与分界面的交点O;
②分界面:两种介质的分界面，如图所示的MM' ;
③入射光线:照射到两种介质分界面的光线AO;
④折射光线:进入另一种介质的光线OB;
⑤法线:过入射点且垂直于两介质分界面的直线NN'
⑥入射角:入射光线与法线的夹角α ;
⑦折射角:折射光线与法线的夹角β。
知识点二、探究光的折射时的特点
1.基本概念：“一点、一面、三线、两角”
一点 入射点 入射光与分界面的交点
一面 分界面 两种介质的分界面，如图所示的NN'
三线 入射光线 进入另一种介质的光线AO
法线 过入射点且垂直于两种介质分界面的直线NN'
折射光线 进入另一种介质的光线OC
两角 入射角 入射光线与法线的夹角
折射角 折射光线与法线的夹角
2.探究光的折射时的特点
【提出问题】让一束光从空气斜射入水中，传播方向是否发生偏折？向哪个方向偏折？
【实验器材】激光笔、水槽、标有角度的圆盘等。
【进行实验】利用如图所示的实验装置进行实验。
（1）让一束光从空气斜射入水中，观察折射光线、入射光线和法线之间的位置关系，比较折射角和入射角的大小关系，并描画出光束在空气和水中的传播路径；
（2）改变入射角大小，观察折射角的变化情况；
（3）让一束光垂直射入水中，观察折射情况；
（4）让一束光逆着原折射光的方向从水中斜射入空气中，观察折射情况。
【实验现象】
（1）光从空气斜射入水中时，，可观察到折射光线、入射光线和法线在同一平面内，折射光线和入射光线分居于法线两侧，折射光线向法线方向偏折，折射角小于入射角；
（2）改变入射角的大小，发现折射角的大小也随之改变，并且入射角增大时，折射角也增大；
（3）光从空气垂直射入水中时，其传播方向不变；
（4）让光逆着原折射方向从水中斜射入空气中时，进入空气中的折射光线逆着原入射光线的方向射出。
【实验结论】
（1）当光从空气斜射入水中（或其他介质）时，折射光线向法线方向偏折，折射角小于入射角；当入射角增大时，折射角也随之增大；
（2）当光线从水或其他介质斜射入空气中时，折射光线远离法线，折射角大于入射角；
（3）当光从空气垂直射入水中或其他介质中时，其传播方向不变；
（4）在光的折射现象中，光路是可逆的。
3.对光的折射现象的理解
（1）法线与分界面垂直，是描述入射光线、反射光线以及折射光线位置和方向的参考标准；
（2）折射角随着入射角的增大而增大，因为先有入射光线，然后才有折射光线，所以叙述时一般说折射角随入射角的变化而变化，不说入射角随折射角的变化而变化；
（3）当光垂直射到分界面上时，光的传播方向不发生变化，此时折射光线、入射光线和法线重合，折射角和入射角都为0°；
（4）一般情况下，无论光从空气斜射入其他介质中，还是光从其他介质斜射入空气中，在空气中光线与法线的夹角大于其他介质中光线与法线的夹角；
（5）一般来说，当光从两种介质分界面上发生折射时，光速大的介质中光线与法线的夹角大，光速小的介质中光线与法线的夹角小。
【比较辨析】光的反射与光的折射
光的反射 光的折射
不同点 发生条件 反射可以在任何物体的表面上发生 在不同介质分界面或同种介质不均匀介质中发生
角度大小关系 反射角始终等于入射角 折射角与入射角一般不相等
光垂直入射时的方向 反射光线与入射光线方向相反 折射光线与入射光线方向相反
相同点 三线共面 反射光线、折射光线都与其对应的入射光线、法线在同一平面内
分居两侧 反射光线、折射光线都与其对应的入射光线分居法线两侧
变化情况 反射角、折射角都随着入射角的增大而增大，随入射角的减小而减小
光路可逆 光在反射和折射时，光路都是可逆的
成像情况 光在两种介质分界面发生反射和折射时都能成像，且都为虚像
[2]由上图可知，若A点往上移动，反射光射到右壁上的C点，则水面上升。
知识点三、生活中的折射现象
海市蜃楼 夏天，海面附近空气温度较低，密度较大，来自地平线以下远处的物体的光，传播时由于不同高度空气的密度不同而向地面多次弯曲后进入我们的眼中，形成“蜃景”的现象
“错位”的奥秘 来自水面以下的笔上物点的光，从水中射向空气反生折射，折射角大于入射角，我们眼睛看到的光好像是从直线传播方向发出的，这样看起来就好像笔错位了
叉鱼的诀窍 因为人们看到的是水中的鱼的虚像，它比鱼的实际位置浅，所以要瞄准看到的“鱼”的下方才能叉到鱼
“变高”的奥秘 因为光从空气进入水中时发生折射，所以水中的人看到的是岸上的树的虚像，它比树的真实位置要高
由于光的折射，从一种介质看另一种介质中的物体时，所看到的一般不是物体本身，而是由光的折射所形成的物体的虚像。
题型一：光的折射现象
1．关于光的描述语言很多，下列所描述的情景中，属于光的折射现象的是　　
A．镜花水月 B．一叶障目 C．海市蜃楼 D．猴子捞月
【答案】
【解答】解：、镜花水月，都是平面镜成像现象，是光的反射形成的，故不符合题意；
、一叶障目，是光在直线传播时，被不透明的叶子挡住，传不到眼睛中，是光的直线传播形成的，故不符合题意；
、海市蜃楼是光在不均匀的空气中传播时发生偏折形成的，是光的折射现象，故符合题意；
、猴子所捞的月是月亮在水中的倒影，是光的反射形成的，故不符合题意。
故选：。
2．在图中所示的光现象中，由于光的折射形成的是　　
A．水上的波光
B．墙上的影子
C．水晶球里的像
D．水中的倒影
【答案】
【解答】解：、水上的波光是由光的反射形成的，故错误；
、墙上的影子是由光的直线传播形成的，故错误；
、角楼透过水晶球所成的像属于凸透镜成像现象，是由光的折射形成的，故正确；
、水中的倒影属于平面镜成像现象，是由光的反射形成的，故错误。
故选：。
3．蓝蓝的天上白云飘，站在湖边的小明看到清澈的水中鱼儿在云中游动，下列说法正确的是（　　）
A．看到的水中的鱼是实像
B．看到的水中的云是实像
C．看到的水中的云是由于光的折射形成的
D．看到的水中的鱼是由于光的折射形成的
【答案】D
【解答】解：看到的水中的鱼是由鱼反射的光线从水中斜射入空气时，在水面发生折射形成的虚像；
看到的水中的云属于平面镜成像，是由光的反射形成的。故ABC错误、D正确。
故选：D。
4．如图甲所示，起初茶碗看起来是空的，但当你慢慢往茶碗中倒水时，就会发现碗中还藏着一枚硬币，如图乙所示。关于上述现象的解释，下列说法正确的是　　
A．起初看不到硬币是由于人眼发出的光未射到硬币上
B．后来看到了硬币是由于人眼发出的光射到了硬币上
C．后来看到的硬币是由于光的反射形成的虚像
D．后来看到了硬币是由于硬币反射的光在水面处发生了偏折
【答案】
【解答】解：、人的眼睛不能发出光线，故错误；
、看到硬币是由于水中铅笔上反射的光从水中斜射入空气中时，发生折射，故错误，正确。
故选：。
5．如图所示，将刻度尺斜插入水中，从水面上看去，水中尺子的刻度情况　　
A．变得疏了 B．变得密了
C．一部分变疏一部分变密 D．疏密没有变化
【答案】
【解答】解：将刻度尺斜插入水中，从水中的尺子上反射出的光线由水中斜射入空气时，在水面上发生折射，折射角大于入射角，折射光线进入人眼，人眼会逆着折射光线的方向看去，就会觉得尺子变短了，所以水中尺子的刻度看起来变得密了。
故选：。
题型二：探究光的折射时的特点
6．在“探究光从玻璃斜射入空气的折射规律”实验中，小东借助激光笔、半圆形玻璃块和带刻度的光具盘完成了实验，观察到如图所示的1、2、3三条光束，并在光具盘上用笔描出了对应的光路。
（1）图中的折射角大小为 　　；
（2）根据实验现象发现，光从玻璃斜射入空气时，折射角 　　（选填“”“ ”或“” 入射角；
（3）现在要探究光的折射现象中光路是否可逆，具体的操作是 　　，如果看到 　　现象，就可证明光路是可逆的。
【答案】（1）；（2）；（3）让入射光逆着光路2射入；折射光逆着光路1射出。
【解答】解：（1）由图可知，光路1和3是关于线对称，所以线是法线，线是界面，而折射光线和入射光线分别位于法线两侧，则光路2是折射光线，由图可知，折射角为。
（2）由实验现象可知，光从玻璃斜射入空气时，光路1与法线夹角，即入射角为，根据（1）可知，折射角入射角；
（3）为了验证折射现象中光路是否可逆，也可以让入射光逆着光路2射入，如果看到折射光逆着光路1射出现象，就可证明光路是可逆的。
故答案为：（1）；（2）；（3）让入射光逆着光路2射入；折射光逆着光路1射出。
7．如图是小宇“探究光的反射与折射规律”的实验装置。通过多次实验得到如表数据：
入射角
反射角
折射角
（1）多次实验表明：在光的反射过程中，反射角 　等于　（选填“大于”“小于”或“等于” 入射角；当光从空气斜射入水中时，折射角随入射角的增大而 　　（选填“增大”“减小”或“不变” ；
（2）小宇让一束光沿着图中方向入射向水面时，发现光线沿着方向折射进入空气，这表明：光的折射现象中，光路是 　　的；
（3）小宇接着又完成了光从空气斜射进玻璃和从玻璃斜射入空气的实验，他这样进行多次实验的目的是为了 　　。
【答案】（1）等于；增大；（2）可逆；（3）使结论具有普遍规律，防止实验的偶然性。
【解答】解：（1）根据表格中的数据可知，在光的反射现象中，反射角始终等于入射角。
当光从空气斜射入水中时，折射角小于入射角，随着入射角的增大，折射角也在增大。
（2）让一束光沿着图中方向入射向水面时，根据光路具有可逆性，光线沿着方向折射进入空气。
（3）换用不同的介质多次实验的目的是避免偶然性，使实验结论更具有普遍性。
故答案为：（1）等于；增大；（2）可逆；（3）使结论具有普遍规律，防止实验的偶然性。
8．小聪在探究光的折射规律实验中，让光从空气分别射入水和玻璃中，测出相应的入射角、折射角，记录在表格中，分析数据，可以得出：
空气中的入射角 0 30 45 60
水中的折射角 0 22 32 40
玻璃中的折射角 0 19 28 35
（1）光从一种介质垂直射入另一种介质时，传播方向 　不变　；
（2）光从空气斜射入其他介质时，折射角随入射角的增大而 　　；
（3）光以的入射角从玻璃射向空气时，折射角大小为 　　；
（4）分析表中数据猜想，光从水中射入空气中，逐渐增大入射角，　　（选填“入射角”或“折射角” 先达到；
（5）小芳对实验进行拓展，如图所示，保证入射光传播方向不变，把容器的右侧略微抬高，折射角 　　（选填“变大”、“变小”或“不变” 。
【答案】（1）不变；（2）增大；（3）45；（4）折射角；（5）不变
【解答】解：（1）当空气中的入射角为时，水中的折射角和玻璃中的折射角都为，故当光从一种介质垂直射入到另一种介质时，传播方向不变；
（2）由表格中的数据可知：当空气中的入射角逐渐增大时，折射角也随之增大；
（3）光的折射中，光路是可逆的，由表格可知，当光线以入射角从玻璃中射向空气时，则折射角是；
（4）由表中数据可知，光从水中斜射入空气中，折射角大于入射角，逐渐增大入射角，则折射角先达到；
（5）当把容器的右端垫高些时，水面仍然是水平的，即法线方向仍然是竖直方向，故入射角不变，所以反射角和折射角也不变化。
故答案为：（1）不变；（2）增大；（3）45；（4）折射角；（5）不变。
9．如图1所示，为了探究“光折射时的特点”：
（1）当一束光射入杯中时，会在杯底形成光斑，保持入射光束的方向不变，逐渐往杯中加水，观察到杯底的光斑向 　左　（选填“左”或“右” 移动；
（2）保持激光笔的位置不变，将水槽的左侧底部缓慢抬起，相应的折射角将 　　（选填“增大”、“不变”或“减小” 。
（3）如改用手电筒垂直往下照射到一个空杯的底部，形成的光圈用虚线表示，若往烧杯中注满水，烧杯底部的光圈会变为图2中 　　。
【答案】（1）左；（2）不变；（3）。
【解答】解：（1）当一束光射入杯中时，会在杯底形成光斑，保持入射光束的方向不变，逐渐往杯中加水，入射点左移，但入射角和折射角均不变，故可观察到杯底的光斑向左移动；
（2）将水槽的左侧底部慢慢抬起，水面总保持相平，因为入射角不变，所以反射角也不变，折射角也不变；
（3）当光从空气斜射入水中时，折射角小于入射角，下图为最左边和最右边折射光线的光路（注意外侧的光线表示没有折射时的光线，内侧的光线表示折射后的光线）
从图中可以看出，折射光线在原来光线的内侧，由此可以联想到周围光线都是如此，故图为正确图形。
故选：。
故答案为：（1）左；（2）不变；（3）。
10．如图所示，将透明的薄壁方形水槽（厚度可忽略不计）水平放置，固定在水槽底部的激光笔沿图示方向发出一束细光束，小彬通过缓慢改变水槽中的水量来探究光的传播现象：
（1）图中水槽中未注水时可在侧壁上A处得到一个光点，注入一定量的水后，光点移至B处，此时入射角 　小于　（选填“大于”、“等于”或“小于”）图中的角θ；
（2）为使B处的光点移至C处，应 　增加　（选填“增加”或“减少”）水槽中的水量，若BC间距离为2cm，则水面高度的变化量Δh 　＞　（选填“＞”、“＝”或“＜”）2cm。
【答案】（1）小于；（2）增加；＞。
【解答】解：（1）光线由水中斜射入空气，根据折射规律可知，此时的入射角应小于折射角，即此时入射角小于角θ。
（2）当水槽中的水量上升时，激光射入空气的入射点右移，这时折射光线应平行原折射光线，并在原折射光线的上方，即光点可以上移至C处，所以应使水槽中的水量增加。
过水面上升后激光的入射点作原水面的垂线，如下图所示：
垂线和现在水面的交点为O'，垂线和原折射光线的交点为D，垂线与原水面的交点为E，由图可知
O'D＝BC＝2cm
O'E＝Δh
所以有Δh＞2cm。
故答案为：（1）小于；（2）增加；＞。
题型三：利用光的折射规律作图
11．游泳池底安装一支射灯，当池内无水时会在右侧池壁上形成一个亮斑；当向池内注水至图中虚线位置时，会在右侧池壁上形成一个亮斑，请通过作图确定亮斑、的大致位置。
【答案】
【解答】解：根据光的直线传播，将光线延长与池壁相交为点；
往池内注水，水面升至虚线位置时，发生折射，根据折射定律，折射角大于入射角，偏转后与池壁相交与点，如图所示：
12．如图所示，一条光线从水中斜射向水面时发生了折射，为折射光线，请在图中作出大致的入射光线并标出折射角的度数。
【解答】解：由图可知，折射光线与水面的夹角为，则折射角等于；
过入射点作出法线，在法线左侧的水中画出入射光线，因为光由水中斜射进入空气中，所以折射角大于入射角，如图所示：
13．如图，一束光从水射向空气，请做出反射光线和折射光线，并标出反射角大小。
【答案】见解答
【解答】解：过入射点作出法线，在水中法线的另一侧作出反射光线，注意反射角等于入射角，等于；
在空气中法线的另一侧作出折射光线，注意折射角大于入射角，如图所示：
14．我们站在桥上看水中的风景，桥下的鱼也在水中看着我们。已知和，一个是真的我们，一个是我们的像。请完成鱼在水中看我们的光路图。
【答案】见解答图
【解答】解：我们站在桥上看水中的风景，桥下的鱼也在水中看着我们。鱼从水中看我们，我们反射的光由空气斜射入水中发生折射，此时折射光线会靠近法线，因此是我们的像，是真的我们，连接点和鱼，与水面的交点为入射点，再连接点与入射点，如图所示
15．如图所示，一束光线在空气和水面间发生反射和折射，图中光线是折射光线，请在图中画出其入射光线的大致位置和对应的反射光线。
【答案】见解答
【解答】解：过入射点的法线已作出，由此可确定折射角，光由水中斜射进入空气时，折射光线向远离法线方向偏折，根据折射角大于入射角画出入射光线。
由光的反射定律的内容，根据反射角等于入射角，反射光线与入射光线分居法线两侧画出反射光线；如图所示：
一．选择题（共10小题）
1．关于如图所示的现象或实验解释正确的是　　
A．图甲中树荫下的亮斑的形状和树叶缝隙的形状是一致的
B．图乙中水中的筷子变弯了，是由于光从空气斜射入水中时发生了折射
C．图丙中自行车尾灯是将照射来的光反射回去，达到安全警示的作用
D．图丁中将纸板沿向后翻折，发现纸板上没有反射光，表明反射现象消失
【答案】
【解答】解：．图甲中，树荫下的亮斑是小孔成像现象，是太阳通过树叶缝隙成的实像，是圆形的，与树叶缝隙的形状不同，故错误；
．图乙中，水中的筷子变弯了，是光从水斜射向空气中时发生折射形成的，故错误；
．图丙中，光照在自行车尾灯上时被反射回去，此时的尾灯相当于平面镜，故正确；
．图丁中，将纸板沿向后翻折，发现纸板上没有反射光，此时反射光并没有消失，只是反射光不在纸板所在的平面内，故错误。
故选：。
2．如图所示，一束光在空气和玻璃的分界面上发生反射和折射现象，形成了、和三条光线（箭头未画出）。以下说法正确的是　　
A．的下边是玻璃 B．的右边是玻璃
C．折射角为 D．折射角为
【答案】
【解答】解：
由图知，，所以，，根据反射角等于入射角且共边，则为界面，为法线。
反射光线、折射光线均与入射光线分居在法线的两侧，所以为入射光线，为反射光线，为折射光线。
由图可知，折射角为，反射角和入射角都为，折射角小于入射角，所以界面的右侧是空气，左侧是玻璃。
故选：。
3．下列关于光现象形成原因的对应关系都正确的一组是　　
A．对镜梳妆——光的反射；“镜花水月”——光的折射
B．黑板反光——光的镜面反射；“一叶障目”——光的直线传播
C．凿壁借光——光的反射；“海市蜃楼”——光的折射
D．雨后彩虹——光的反射；“立竿见影”——光的直线传播
【答案】
【解答】解：．对镜梳妆时能看到镜中的“自己”，是平面镜成像，平面镜成像是光的反射形成的。镜花是指光线从花射到镜子，在镜子上发生反射，从而进入人的眼睛。水月则是指月亮反射太阳的光线，射到水面，然后在水面上发生反射，从而进入人的眼睛。因此，镜花水月都是光的反射现象，是平面镜成像形成的。故错误；
．黑板反光是由于光线在黑板表面发生镜面反射所造成的。“一叶障目”指的是当一片叶子挡在眼前时，它会挡住沿直线传播的光，使得人眼无法看到叶子后面的物体，其原理是光的直线传播，故正确；
．“海市蜃楼”是光在不均匀的介质中传播时发生折射形成的；凿壁借光，其典故是小匡衡在墙上凿一个洞时，邻居家的光就能够沿直线传播透射进来，使得室内得到照明，其原理是光的直线传播，故错误；
．雨后彩虹，是光在不均匀的介质中传播时发生折射形成的。立竿见影，描述的是在阳光下竖起竿子后立刻看到影子的现象，它实际上是利用了光的直线传播原理。故错误。
故选：。
4．如图所示，光线从空气射入某种液体中，入射角为，折射角为，光线射到液体底部水平放置的平面镜上又反射回来，最后光线又回到空气中的折射角是　　
A． B． C． D．
【答案】
【解答】解：作出光路示意图：
光线入射到平面镜上时的反射角，平面镜反射时，反射角等于入射角，
而光从液体中斜射入空气中时，折射角大于入射角，
如图所示
光从液体射向空气时的入射角为
根据光路的可逆性可知这时的折射角
故选：。
5．小明暑假期间去附近的公园游玩，他发现公园里既有“楼台倒影入池塘”的静态美，又有“鱼戏莲叶间”的动态美，动静结合相映成趣。对于这些现象的分析，下列说法正确的是　　
①他在岸上看到的水中“鱼”是虚像
②他在岸上看到的水中“鱼”的位置比实际位置低
③他在岸上看到的水中“楼台”是由于光的反射形成的
④他在岸上看到的水中“楼台”比地上的楼台要小一些
A．只有①④ B．只有①②③ C．只有②④ D．只有①③
【答案】
【解答】解：（1）看到水中的鱼比鱼的实际位置浅是光的折射现象，看到的是鱼的虚像，虚像的位置比实际位置高；
（2）看到的水中楼台属于平面镜成像，是由于光的反射形成的，比地上的楼台大小相同。
综上所述，①③正确，②④错误。
故选：。
6．人工智能飞速发展的今天，智能配送机器人已被广泛使用，用户可通过人脸识别、输入（扫描）取货码等多种方式取货。如图所示是某款机器人正在送货的情景，下列分析正确的是　　
A．机器人旁边的影子，是光的折射形成的
B．行人都能看见机器人，是由于阳光在它表面发生了镜面反射
C．用户进行声纹识别时，利用了不同的人发出声音的音调不同
D．机器人对人脸拍照识别时，利用了光的折射
【答案】
【解答】解：．机器人旁边的影子，是光的直线传播形成的，故错误；
．行人从各个方向都能看到机器人，是由于阳光在它表面发生了漫反射，故错误；
．用户进行声纹识别时，利用了不同的人发出声音的音色不同，故错误；
．机器人对人脸拍照识别时，利用的是凸透镜成像，属于光的折射，故正确。
故选：。
7．下列现象中与“海市蜃楼”原理相同的是　　
A．日晷上针的影子
B．皮影戏中的皮影
C．鸟巢在水中的倒影
D．筷子水面处弯折
【答案】
【解答】解：海市蜃楼是光在不均匀的空气中传播发生的折射现象。
．日晷上针的影子利用了光在同种均匀介质中沿直线传播，故不符合题意；
．皮影戏中的皮影利用了光在同种均匀介质中沿直线传播，故不符合题意；
．鸟巢在水中的倒影是平面镜成像现象，平面镜成像原理是光的反射，故不符合题意；
．筷子水面处弯折是光的折射现象，故符合题意。
故选：。
8．如图所示是一束光由空气进入某透明物质时，在界面上发生的反射和折射的光路，则下列判断正确的是　　
A．可能是入射光线 B．可能是折射光线
C．必定是反射光线 D．必定是入射光线
【答案】
【解答】解：
（1）假设是入射光线，若为反射光线，为折射光线，折射光线与法线重合，不可能；若为反射光线，为折射光线，折射光线与入射光线在法线同侧，不可能；
（2）假设是入射光线，若为反射光线，为折射光线，折射光线与法线重合，不可能；若为反射光线，为折射光线，折射光线与入射光线在法线同侧，不可能；
（3）假设是入射光线，若为反射光线，为折射光线，折射角小于入射角，可能；若为反射光线，为折射光线，折射角小于入射角，可能；
可见，一定是入射光线，、可能是反射光线也可能是折射光线。故错、正确。
故选：。
9．如图，面对清澈见底、看起来不过齐腰深的池水，不会游泳的人千万不要贸然下去，因为人们看到的池水深度和它的实际深度并不相同。下面四幅图能正确解释此现象的是　　
A． B．
C． D．
【答案】
【解答】解：、人们看到的池水深度和它的实际深度并不相同，是因为光线从水中斜射入空气中，折射光线进入人的眼睛，而图中表示的是光从空气斜射入水里，当光从空气斜射入水里或其它透明介质中时，折射角小于入射角，而图中是折射角大于入射角，故错误；
、人们看到的池水深度和它的实际深度并不相同，是因为光线从水中斜射入空气中，折射光线进入人的眼睛，而图中表示的是光从空气斜射入水里，故错误；
、池底反射出的光，在水面处发生了折射，折射角大于入射角，人认为光是沿直线传播的，所以逆着折射光线看上去，看到的是变浅的池底的虚像，即池水的实际深度比看到的池底要深，而图中池底的位置在看到的池底虚像的上方，故正确，故错误。
故选：。
10．如图所示，潜入水中的潜水员，看见岸上的景物的位置变高了，下列哪一幅光路图能正确反映这一现象　　
A． B．
C． D．
【答案】
【解答】解：
潜水员在水中看岸上的景物，入射光线应该来自岸上的景物，、中光线的传播方向错误，故错误；
根据光的折射规律，光从空气中斜射入水中时，折射角应小于入射角，而图中折射角大于入射角，故错误，正确；
故选：。
二．填空题（共4小题）
11．如图所示是南昌海昏侯博物馆“刘充国印”的展台，透过上方镜能看到放大的印章，这属于光的 　折射　现象；通过下方镜能看到印章底部的字，这属于光的 　　现象。
【答案】折射；反射。
【解答】解：（1）上方镜是放大镜，透过上方镜能看到放大的印章，这属于光的折射现象；
（2）下方镜是平面镜，通过下方镜能看到印章底部的字是属于平面镜成像，是利用光的反射现象。
故答案为：折射；反射。
12．诗句“大漠孤烟直，长河落日圆”展现了一幅美丽的画卷。诗人观察到的落日其实是阳光经过大气层发生了光的 　折射　形成太阳的 　　像，实际太阳在甲、乙中的 　　位置。
【答案】折射；虚；乙。
【解答】解：太阳落山时，太阳的实际位置在地平线下面，但太阳光经过不均匀的大气层时发生了折射，通过折射我们看见了太阳的虚像，此时，太阳的实际位置在图中的乙位置。
故答案为：折射；虚；乙。
13．如图所示，是光在空气和玻璃两种介质中传播的路线，则 　　（选填“、或” 是折射光线，折射角是 　　（填度数）。
【答案】；。
【解答】解：由图可知，，所以，
同理，
根据反射角等于入射角，所以为法线，为界面，
而折射光线和入射光线分别位于法线两侧，
则一定为折射光线，为入射光线，为反射光线。
由图可知，折射角为：。
故答案为：；。
14．如图所示，入射光线斜射入到空气和水的交界面上，虚线与光线在同一直线上，则入射光线的折射光线将沿着 　　方向射出。（选填“”、“ ”或“”
【答案】
【解答】解：根据光的折射规律可知，当光从空气斜射入其他介质时，折射角小于入射角，故入射光线的折射光线将沿着方向射出。
故答案为：。
三．作图题（共4小题）
15．一束光线斜射到水面发生反射和折射，请在图中画出它的反射光线和大致的折射光线。
【答案】
【解答】解：图中入射光线与界面的夹角是，入射角是入射光线与法线的夹角，因此入射角是；反射角是反射光线与法线的夹角，反射角等于入射角也为；
光由空气斜射进入水中时，折射光线向靠近法线方向偏折，折射角小于入射角，据此完成光路，如下图所示：
16．当光线从水中射向空气时，它的反射光线如图所示，请画出入射光线和折射光线。
【解答】解：在发生光的反射时，反射角等于入射角，据此在法线右侧的水中画出入射光线；光从水中斜射入空气中，折射角大于入射角，折射光线远离法线，据此在法线左侧的空气中画出折射光线。如图所示：
17．如图所示是一束光从空气射入水中的部分光路图，请你画出入射光线及反射光线。
【答案】
【解答】解：因为折射光线在水中，所以入射光线在空气中，根据折射角小于入射角，在法线左侧，液面上方画出入射光线，再根据反射角等于入射角画出反射光线，如图所示：
18．如图，在点看到水中物体的像在，画出一条在点看到物体像的光路图。
【解答】解：的光由水进入空气后进入人眼，人眼逆着折射光线看到的像点，连接交水面于点，连接画出入射光线，连接画出折射光线，如图所示：
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4.4 光的折射
【素养目标】
物理观念:光的折射，光的折射特点，生活中的折射现象。
科学思维:通过实验探究，了解光的折射特点。
科学探究:探究光的折射特点。
科学态度与责任:能通过实验的探究，感受物理的奇妙;能够利用所学知识解释和解决相关问题。
知识点一、光的折射
1.光的折射
问 题
在一个空碗中放一枚硬币。请你慢慢蹲下，当低至某一个观察位置时，就无法看到硬币了。但如果你
慢慢往碗中倒水，在同一个观察位置就又能看到碗中的硬币了(如下图)。这是为什么呢
2.光的折射概念
光从一种介质斜射入另一种介质时，传播方向发生了偏折，这种现象叫光的折射。
(2）描述折射现象的几个概念
①入射点:入射光线与分界面的交点O;
②分界面:两种介质的分界面，如图所示的MM' ;
③入射光线:照射到两种介质分界面的光线AO;
④折射光线:进入另一种介质的光线OB;
⑤法线:过入射点且垂直于两介质分界面的直线NN'
⑥入射角:入射光线与法线的夹角α ;
⑦折射角:折射光线与法线的夹角β。
知识点二、探究光的折射时的特点
1.基本概念：“一点、一面、三线、两角”
一点 入射点 入射光与分界面的交点
一面 分界面 两种介质的分界面，如图所示的NN'
三线 入射光线 进入另一种介质的光线AO
法线 过入射点且垂直于两种介质分界面的直线NN'
折射光线 进入另一种介质的光线OC
两角 入射角 入射光线与法线的夹角
折射角 折射光线与法线的夹角
2.探究光的折射时的特点
【提出问题】让一束光从空气斜射入水中，传播方向是否发生偏折？向哪个方向偏折？
【实验器材】激光笔、水槽、标有角度的圆盘等。
【进行实验】利用如图所示的实验装置进行实验。
（1）让一束光从空气斜射入水中，观察折射光线、入射光线和法线之间的位置关系，比较折射角和入射角的大小关系，并描画出光束在空气和水中的传播路径；
（2）改变入射角大小，观察折射角的变化情况；
（3）让一束光垂直射入水中，观察折射情况；
（4）让一束光逆着原折射光的方向从水中斜射入空气中，观察折射情况。
【实验现象】
（1）光从空气斜射入水中时，，可观察到折射光线、入射光线和法线在同一平面内，折射光线和入射光线分居于法线两侧，折射光线向法线方向偏折，折射角小于入射角；
（2）改变入射角的大小，发现折射角的大小也随之改变，并且入射角增大时，折射角也增大；
（3）光从空气垂直射入水中时，其传播方向不变；
（4）让光逆着原折射方向从水中斜射入空气中时，进入空气中的折射光线逆着原入射光线的方向射出。
【实验结论】
（1）当光从空气斜射入水中（或其他介质）时，折射光线向法线方向偏折，折射角小于入射角；当入射角增大时，折射角也随之增大；
（2）当光线从水或其他介质斜射入空气中时，折射光线远离法线，折射角大于入射角；
（3）当光从空气垂直射入水中或其他介质中时，其传播方向不变；
（4）在光的折射现象中，光路是可逆的。
3.对光的折射现象的理解
（1）法线与分界面垂直，是描述入射光线、反射光线以及折射光线位置和方向的参考标准；
（2）折射角随着入射角的增大而增大，因为先有入射光线，然后才有折射光线，所以叙述时一般说折射角随入射角的变化而变化，不说入射角随折射角的变化而变化；
（3）当光垂直射到分界面上时，光的传播方向不发生变化，此时折射光线、入射光线和法线重合，折射角和入射角都为0°；
（4）一般情况下，无论光从空气斜射入其他介质中，还是光从其他介质斜射入空气中，在空气中光线与法线的夹角大于其他介质中光线与法线的夹角；
（5）一般来说，当光从两种介质分界面上发生折射时，光速大的介质中光线与法线的夹角大，光速小的介质中光线与法线的夹角小。
【比较辨析】光的反射与光的折射
光的反射 光的折射
不同点 发生条件 反射可以在任何物体的表面上发生 在不同介质分界面或同种介质不均匀介质中发生
角度大小关系 反射角始终等于入射角 折射角与入射角一般不相等
光垂直入射时的方向 反射光线与入射光线方向相反 折射光线与入射光线方向相反
相同点 三线共面 反射光线、折射光线都与其对应的入射光线、法线在同一平面内
分居两侧 反射光线、折射光线都与其对应的入射光线分居法线两侧
变化情况 反射角、折射角都随着入射角的增大而增大，随入射角的减小而减小
光路可逆 光在反射和折射时，光路都是可逆的
成像情况 光在两种介质分界面发生反射和折射时都能成像，且都为虚像
[2]由上图可知，若A点往上移动，反射光射到右壁上的C点，则水面上升。
知识点三、生活中的折射现象
海市蜃楼 夏天，海面附近空气温度较低，密度较大，来自地平线以下远处的物体的光，传播时由于不同高度空气的密度不同而向地面多次弯曲后进入我们的眼中，形成“蜃景”的现象
“错位”的奥秘 来自水面以下的笔上物点的光，从水中射向空气反生折射，折射角大于入射角，我们眼睛看到的光好像是从直线传播方向发出的，这样看起来就好像笔错位了
叉鱼的诀窍 因为人们看到的是水中的鱼的虚像，它比鱼的实际位置浅，所以要瞄准看到的“鱼”的下方才能叉到鱼
“变高”的奥秘 因为光从空气进入水中时发生折射，所以水中的人看到的是岸上的树的虚像，它比树的真实位置要高
由于光的折射，从一种介质看另一种介质中的物体时，所看到的一般不是物体本身，而是由光的折射所形成的物体的虚像。
题型一：光的折射现象
1．关于光的描述语言很多，下列所描述的情景中，属于光的折射现象的是　　
A．镜花水月 B．一叶障目 C．海市蜃楼 D．猴子捞月
2．在图中所示的光现象中，由于光的折射形成的是　　
A．水上的波光
B．墙上的影子
C．水晶球里的像
D．水中的倒影
3．蓝蓝的天上白云飘，站在湖边的小明看到清澈的水中鱼儿在云中游动，下列说法正确的是（　　）
A．看到的水中的鱼是实像
B．看到的水中的云是实像
C．看到的水中的云是由于光的折射形成的
D．看到的水中的鱼是由于光的折射形成的
4．如图甲所示，起初茶碗看起来是空的，但当你慢慢往茶碗中倒水时，就会发现碗中还藏着一枚硬币，如图乙所示。关于上述现象的解释，下列说法正确的是　　
A．起初看不到硬币是由于人眼发出的光未射到硬币上
B．后来看到了硬币是由于人眼发出的光射到了硬币上
C．后来看到的硬币是由于光的反射形成的虚像
D．后来看到了硬币是由于硬币反射的光在水面处发生了偏折
5．如图所示，将刻度尺斜插入水中，从水面上看去，水中尺子的刻度情况　　
A．变得疏了 B．变得密了
C．一部分变疏一部分变密 D．疏密没有变化
题型二：探究光的折射时的特点
6．在“探究光从玻璃斜射入空气的折射规律”实验中，小东借助激光笔、半圆形玻璃块和带刻度的光具盘完成了实验，观察到如图所示的1、2、3三条光束，并在光具盘上用笔描出了对应的光路。
（1）图中的折射角大小为 　　；
（2）根据实验现象发现，光从玻璃斜射入空气时，折射角 　　（选填“”“ ”或“” 入射角；
（3）现在要探究光的折射现象中光路是否可逆，具体的操作是 　　，如果看到 　　现象，就可证明光路是可逆的。
7．如图是小宇“探究光的反射与折射规律”的实验装置。通过多次实验得到如表数据：
入射角
反射角
折射角
（1）多次实验表明：在光的反射过程中，反射角 　　（选填“大于”“小于”或“等于” 入射角；当光从空气斜射入水中时，折射角随入射角的增大而 　　（选填“增大”“减小”或“不变” ；
（2）小宇让一束光沿着图中方向入射向水面时，发现光线沿着方向折射进入空气，这表明：光的折射现象中，光路是 　　的；
（3）小宇接着又完成了光从空气斜射进玻璃和从玻璃斜射入空气的实验，他这样进行多次实验的目的是为了 　　。
8．小聪在探究光的折射规律实验中，让光从空气分别射入水和玻璃中，测出相应的入射角、折射角，记录在表格中，分析数据，可以得出：
空气中的入射角 0 30 45 60
水中的折射角 0 22 32 40
玻璃中的折射角 0 19 28 35
（1）光从一种介质垂直射入另一种介质时，传播方向 　　；
（2）光从空气斜射入其他介质时，折射角随入射角的增大而 　　；
（3）光以的入射角从玻璃射向空气时，折射角大小为 　　；
（4）分析表中数据猜想，光从水中射入空气中，逐渐增大入射角，　　（选填“入射角”或“折射角” 先达到；
（5）小芳对实验进行拓展，如图所示，保证入射光传播方向不变，把容器的右侧略微抬高，折射角 　　（选填“变大”、“变小”或“不变” 。
9．如图1所示，为了探究“光折射时的特点”：
（1）当一束光射入杯中时，会在杯底形成光斑，保持入射光束的方向不变，逐渐往杯中加水，观察到杯底的光斑向 　　（选填“左”或“右” 移动；
（2）保持激光笔的位置不变，将水槽的左侧底部缓慢抬起，相应的折射角将 　　（选填“增大”、“不变”或“减小” 。
（3）如改用手电筒垂直往下照射到一个空杯的底部，形成的光圈用虚线表示，若往烧杯中注满水，烧杯底部的光圈会变为图2中 　　。
10．如图所示，将透明的薄壁方形水槽（厚度可忽略不计）水平放置，固定在水槽底部的激光笔沿图示方向发出一束细光束，小彬通过缓慢改变水槽中的水量来探究光的传播现象：
（1）图中水槽中未注水时可在侧壁上A处得到一个光点，注入一定量的水后，光点移至B处，此时入射角 　 　（选填“大于”、“等于”或“小于”）图中的角θ；
（2）为使B处的光点移至C处，应 　 　（选填“增加”或“减少”）水槽中的水量，若BC间距离为2cm，则水面高度的变化量Δh 　 　（选填“＞”、“＝”或“＜”）2cm。
题型三：利用光的折射规律作图
11．游泳池底安装一支射灯，当池内无水时会在右侧池壁上形成一个亮斑；当向池内注水至图中虚线位置时，会在右侧池壁上形成一个亮斑，请通过作图确定亮斑、的大致位置。
12．如图所示，一条光线从水中斜射向水面时发生了折射，为折射光线，请在图中作出大致的入射光线并标出折射角的度数。
13．如图，一束光从水射向空气，请做出反射光线和折射光线，并标出反射角大小。
14．我们站在桥上看水中的风景，桥下的鱼也在水中看着我们。已知和，一个是真的我们，一个是我们的像。请完成鱼在水中看我们的光路图。
15．如图所示，一束光线在空气和水面间发生反射和折射，图中光线是折射光线，请在图中画出其入射光线的大致位置和对应的反射光线。
一．选择题（共10小题）
1．关于如图所示的现象或实验解释正确的是　　
A．图甲中树荫下的亮斑的形状和树叶缝隙的形状是一致的
B．图乙中水中的筷子变弯了，是由于光从空气斜射入水中时发生了折射
C．图丙中自行车尾灯是将照射来的光反射回去，达到安全警示的作用
D．图丁中将纸板沿向后翻折，发现纸板上没有反射光，表明反射现象消失
2．如图所示，一束光在空气和玻璃的分界面上发生反射和折射现象，形成了、和三条光线（箭头未画出）。以下说法正确的是　　
A．的下边是玻璃 B．的右边是玻璃
C．折射角为 D．折射角为
3．下列关于光现象形成原因的对应关系都正确的一组是　　
A．对镜梳妆——光的反射；“镜花水月”——光的折射
B．黑板反光——光的镜面反射；“一叶障目”——光的直线传播
C．凿壁借光——光的反射；“海市蜃楼”——光的折射
D．雨后彩虹——光的反射；“立竿见影”——光的直线传播
4．如图所示，光线从空气射入某种液体中，入射角为，折射角为，光线射到液体底部水平放置的平面镜上又反射回来，最后光线又回到空气中的折射角是　　
A． B． C． D．
5．小明暑假期间去附近的公园游玩，他发现公园里既有“楼台倒影入池塘”的静态美，又有“鱼戏莲叶间”的动态美，动静结合相映成趣。对于这些现象的分析，下列说法正确的是　　
①他在岸上看到的水中“鱼”是虚像
②他在岸上看到的水中“鱼”的位置比实际位置低
③他在岸上看到的水中“楼台”是由于光的反射形成的
④他在岸上看到的水中“楼台”比地上的楼台要小一些
A．只有①④ B．只有①②③ C．只有②④ D．只有①③
6．人工智能飞速发展的今天，智能配送机器人已被广泛使用，用户可通过人脸识别、输入（扫描）取货码等多种方式取货。如图所示是某款机器人正在送货的情景，下列分析正确的是　　
A．机器人旁边的影子，是光的折射形成的
B．行人都能看见机器人，是由于阳光在它表面发生了镜面反射
C．用户进行声纹识别时，利用了不同的人发出声音的音调不同
D．机器人对人脸拍照识别时，利用了光的折射
7．下列现象中与“海市蜃楼”原理相同的是　　
A．日晷上针的影子
B．皮影戏中的皮影
C．鸟巢在水中的倒影
D．筷子水面处弯折
8．如图所示是一束光由空气进入某透明物质时，在界面上发生的反射和折射的光路，则下列判断正确的是　　
A．可能是入射光线 B．可能是折射光线
C．必定是反射光线 D．必定是入射光线
9．如图，面对清澈见底、看起来不过齐腰深的池水，不会游泳的人千万不要贸然下去，因为人们看到的池水深度和它的实际深度并不相同。下面四幅图能正确解释此现象的是　　
A． B．
C． D．
10．如图所示，潜入水中的潜水员，看见岸上的景物的位置变高了，下列哪一幅光路图能正确反映这一现象　　
A． B．
C． D．
二．填空题（共4小题）
11．如图所示是南昌海昏侯博物馆“刘充国印”的展台，透过上方镜能看到放大的印章，这属于光的 　　现象；通过下方镜能看到印章底部的字，这属于光的 　　现象。
12．诗句“大漠孤烟直，长河落日圆”展现了一幅美丽的画卷。诗人观察到的落日其实是阳光经过大气层发生了光的 　　形成太阳的 　　像，实际太阳在甲、乙中的 　　位置。
13．如图所示，是光在空气和玻璃两种介质中传播的路线，则 　　（选填“、或” 是折射光线，折射角是 　　（填度数）。
14．如图所示，入射光线斜射入到空气和水的交界面上，虚线与光线在同一直线上，则入射光线的折射光线将沿着 　　方向射出。（选填“”、“ ”或“”
三．作图题（共4小题）
15．一束光线斜射到水面发生反射和折射，请在图中画出它的反射光线和大致的折射光线。
16．当光线从水中射向空气时，它的反射光线如图所示，请画出入射光线和折射光线。
17．如图所示是一束光从空气射入水中的部分光路图，请你画出入射光线及反射光线。
18．如图，在点看到水中物体的像在，画出一条在点看到物体像的光路图。
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