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【弯道超车】沪科版2024物理八年级（上） 预习学案
【弯道超车】沪科版八年级物理全册预习学案（有答案）：
内容：激趣导入+细读教材+典例精讲+热身训练 +拓展阅读；
适合：暑假或提前学习8年级内容的人群；
特点：资料讲解细致，对应新课标2022把握重要知识点；
作用：拓展阅读、增长见闻，拓宽视野，为开学学习奠定坚实的学习基础。
1．物理观念：
（1）了解光的折射现象，知道折射光线、折射角的含义，了解光从空气射入水中或射入其他介质时的偏折规律。
（2）了解光在发生折射时，光路的可逆性。
（3）了解生活中光的折射现象，并能用光的折射规律进行解释。
2．科学思维：体验由折射引起的错觉，基于事实证据和科学推理对不同信息、观点进行质疑和批判，解决问题。
3．科学探究：经历“光的折射规律”的探究过程，学习描绘光路、记录实验数据的方法。
4．科学态度与责任：初步领略折射现象的美妙，获得对自然现象、对生活的热爱。认识到在生活中不能完全相信自己的“眼睛”，要有安全意识，认识到学习物理的重要性。
1.教师准备一杯透明水、一根筷子，现场将筷子斜插入水中，提问：“同学们，你们发现了什么奇怪的现象？”（学生回答：筷子“断”了、弯折了）
2. 追问：“筷子真的断了吗？为什么会出现这种‘错觉’？这和光有什么秘密关系？”
3.顺势引出课题：“今天我们就一起揭开‘光的折射’的神秘面纱，破解这个‘断筷之谜’！”
知识点一：光的折射现象
1. 定义：光从一种介质斜射入另一种介质时，传播方向发生偏折的现象（垂直入射时传播方向不变）。
2.光的折射术语：
①入射光线：从一种介质射向另一种介质的光线；
②折射光线：进入另一种介质后的光线；
③法线：过入射点且垂直于两种介质分界面的直线；
④入射角：入射光线与法线的夹角（∠i）；
⑤折射角：折射光线与法线的夹角（∠r）。
知识点二：光的折射规律
通过实验探究可总结为以下4点： 光发生折射时：
1.（光线）共面性：折射光线、入射光线和法线在同一平面内；
2.（光线）分居性：折射光线与入射光线分居法线两侧；
3. 角度关系：
①光从空气斜射入水/玻璃等介质时，折射角 小于 入射角（折射光线向法线偏折）；
②光从水/玻璃等介质斜射入空气时，折射角 大于 入射角（折射光线远离法线偏折）；
③入射角增大（减小）时，折射角也随之增大（减小），二者变化同步；
④垂直入射特殊情况：当光垂直射向两种介质界面时，传播方向不改变，此时入射角和折射角均为0°。
4.光路可逆性
在光的折射现象中，光路是可逆的（若光线逆着折射光线方向入射，将沿原入射光线方向折射）。
知识点三：生活中的折射现象
1. 池水变浅：从岸上看水中的鱼/池底，由于光从水斜射入空气时折射角大于入射角，人眼逆着折射光线看，会觉得物体的像比实际位置偏高，因此池水看起来比实际浅。
2.筷子“弯折”：插入水中的筷子，水下部分反射的光从水斜射入空气时发生折射，人眼逆着折射光线看，会觉得水下部分的像向上偏移，导致筷子看起来在水面处“折断”。
3.海市蜃楼：由于空气密度随高度变化（如夏季海面附近空气温度低、上层空气温度高，密度下大上小），光在不均匀空气中传播时发生连续折射（甚至全反射），形成远处物体的虚像。
4.从水中看岸上物体：与“岸上看水中物体”相反，从水中看岸上的树/人，物体的像会比实际位置更高。
1.光从一种介质进入另一种介质时，垂直入射不会发生偏折，此时无折射角变化；
2.判断折射现象时，需区分“反射”（如倒影、平面镜成像）和“折射”（如筷子弯折、池水变浅）；
3.虚像位置规律：从空气看水中物体，虚像比实际位置高；从水中看空气中物体，虚像比实际位置更高。
题型1：光的折射现象
【典例1】小丽夏天和同学一起游泳时，发现人的腿在水中“变短”了。下列现象与其光学原理相同的是（　　）
【答案】C
【分析】（1）光在同一均匀介质中沿直线传播，光沿直线传播的实例有：小孔成像、激光准直、影子、日食和月食等。
（2）光斜射在两种介质界面上时，会发生反射，平面镜成像、水中的倒影等都是光的反射的例子。
（3）光从一种介质斜射入另一种介质时，光的传播方向就会发生偏转，光的折射形成的现象：放在有水的碗中的筷子看起来好像变折了、放大镜、海市蜃楼、池水看起来变浅等。
【解答】人的腿在水中“变短”了是光线由水斜射入空气时发生折射，折射光线远离法线，向水面偏折，看起来腿在水中“变短”了，这是光的折射现象造成的。
A、水中的倒影是平面镜成像，属于光的反射现象，故A不符合题意；
B、皮影是光在沿直线传播过程中遇到不透明的物体，在物体的后面形成的光照不到的暗区，故B不符合题意；
C、斜插入水中的筷子看起来向上弯折，是由于光线从水中斜射入空气中时发生了折射，故C符合题意；
D、后视镜中的像是光的反射形成的虚像，故D不符合题意。
故选：C。
【变式1-1】如图所示，从某一角度可同时观察到玻璃杯中一条小金鱼成4个像。从像的形成原因角度分析，仅由于光的折射形成的是（　　）
A．①② B．②③ C．③④ D．①④
【答案】B
【分析】当光线射到水中的鱼要发生反射，再利用光的折射规律，当光线从水中斜射到水面时，会发生折射现象，折射光线远离法线。
【解答】看到最上面的像①，是由于鱼射向杯子侧壁（对面的玻璃相当于平面镜）的光线发生反射，再斜射入空气中发生折射形成的一个虚像，虚像的位置偏高；
我们看到中间的像②，比鱼的实际位置偏高一些，是由于鱼斜射向水面的光线发生折射形成的虚像；
我们看到中间的像③，是一个放大的像，这是因为装水的玻璃杯相当于一个放大镜，属于凸透镜成像，则该像是仅由光的折射形成的；
看到最下面的像④，是由于鱼射向杯底的光线发生反射（类似于平面镜成像）、再斜射入空气中发生折射形成的一个虚像；
综上可知，仅由于光的折射形成的是②③。
故选：B。
【变式1-2】中华诗词博大精深、源远流长，很多诗词中蕴含着物理知识，下列光现象中与“潭清疑水浅”形成原理相同的是（　　）
A．池水映明月 B．月有阴晴圆缺
C．起舞弄清影 D．日影化为虹
【答案】D
【分析】光从一种介质斜射入另一种介质时，光的传播方向会发生偏折，如：透镜的应用、池水变浅了等。
光在同一均匀介质中是沿直线传播的，应用的实例有：小孔成像、影子的形成、日食和月食现象；
光的反射是指光线遇到障碍物被反射回来的现象，比如我们平时看到的物体，平面镜成像等。
【解答】潭清疑水浅指的是在水面上观察水中，发现水深比实际的浅，是光的折射现象；
A．池水映明月是平面镜成像，原理为光的反射，故A错误；
B．月有阴晴圆缺是由于日、地、月三者相对位置的周期性变化而形成的月相，是光的直线传播现象，故B错误；
C．起舞弄清影：影子的形成原理是光沿直线传播，故C错误；
D．日影化为虹：彩虹是光的色散现象，本质是光的折射，与题干原理相同，故D正确；
故选：D。
【变式1-3】下列现象中属于光的折射现象的是（　　）
①小孔成像
②影子的形成
③池水看起来比实际浅
④日食和月食
⑤黑板的“反光”现象
⑥叉鱼时，要把叉对准稍低于所看到的鱼的位置叉去才能叉中鱼。
A．①④ B．③⑤ C．③⑥ D．②④。
【答案】C
【分析】（1）光在同种、均匀、透明介质中沿直线传播，产生的现象有小孔成像、激光准直、影子的形成、日食和月食等；
（2）光线传播到两种介质的表面上时会发生光的反射现象，例如水面上出现岸上物体的倒影、平面镜成像、玻璃等光滑物体反光都是光的反射形成的；
（3）光线在同种不均匀介质中传播或者从一种介质斜射入另一种介质时，就会出现光的折射现象，例如水池底变浅、水中筷子变弯、海市蜃楼等都是光的折射形成的。
【解答】①小孔成像； ②影子的形成； ④日食和月食，这些都是利用光的直线传播的原理形成的；
③池水看起来比实际浅；⑥叉鱼时，要把叉对准稍低于所看到的鱼的位置叉去才能叉中鱼。这些都属于光的折射现象；
⑤黑板的“反光”现象，这是利用光的反射的原理形成的；
故选：C。
题型2：光的折射规律
【例题2】小慧同学利用如图6所示的装置探究光的折射规律，让激光笔发射的一束激光沿AO斜射到水面。下表为做实验时收集到的实验数据，关于此实验下列说法正确的是（　　）
∠AON/° 0 15 30 45 60 75 80
∠BOM/° 0 11 22 32 40.5 46.5 47.5
A．为了更清晰地观察空气和水中的光路，可在空气中喷些烟雾，水里滴适量牛奶
B．光从空气斜射入水中，折射角随入射角的增大而减小
C．多次改变入射角的大小进行实验，是为了求平均值减小实验误差
D．根据表中数据推理，当光从水中以入射角为22°入射时，则光在空气中的折射角为30°。
【答案】AD
【分析】（1）为了更清晰地观察空气和水中的光路，可在空气中喷些烟雾，水里滴些牛奶；
（2）光从空气斜射入水中，折射角随入射角的变化而变化；
（3）多次改变入射角的大小进行实验，是为了寻找普遍规律；
（4）在光的折射中，光路是可逆的。
【解答】A、为了更清晰地观察空气和水中的光路，可在空气中喷些烟雾，水里滴些牛奶，发生漫反射，便于观察光的路径，故A正确；
B、由表中数据可知，入射角∠AON/°增大，折射角∠BOM/°也随着增大，因此光从空气斜射入水中，入射角增大时，折射角也随之增大，故B错误；
C、多次改变入射角的大小进行实验，是为了寻找普遍规律，故C错误；
D、根据光路可逆判断：当光以22°的入射角从水中斜射入空气中时，其折射角是30°，故D正确。
故选：AD。
【变式2-1】如图甲所示，在探究光的折射现象时，将一束入射角为50°的光斜射入杯内水中，在杯底形成光斑。兴趣小组对实验中光偏折程度产生了兴趣，为了定量反映这种偏折程度，小组成员将“折射角与入射角的比值”定义为“偏折比”。根据所学物理知识和生活经验，他们对影响“偏折比”大小的因素提出以下猜想。
猜想1：“偏折比”大小可能与液体的深度有关；
猜想2：“偏折比”大小可能与液体的种类有关；
猜想3：“偏折比”大小可能与入射光的颜色有关。
（1）图甲实验中，测得折射角为35°，则此时的“偏折比”为 ；
（2）为了验证猜想2，小组在乙杯中加油，如图乙，当油的深度小于水的深度，此时杯底光斑的位置恰与图甲中光斑的位置重合，对比可知：在相同条件下，油对光的“偏折比” （选填“大于”、“等于”或“小于”）水对光的“偏折比”；
（3）对于猜想3，小组准备用图甲装置先后入射红、紫色光束进行探究；请你结合光的色散实验，推测红光的光斑应位于图丁中的 （选填“A”或“B”）点；
（4）让一束光斜穿过如图戊所示的玻璃砖，若光在其上表面折射入玻璃砖时的“偏折比”为0.8，则光在其下表面折射出玻璃砖时的“偏折比”为 。
【答案】（1）0.7；（2）大于；（3）A；（4）1.25。
【分析】（1）已知入射角和折射角，根据“偏折比”的定义可求得答案；
（2）将图甲中的水换成油，当油的深度小于水的深度，根据几何知识可知此时折射角变小，然后即可判断“偏折比”的大小；
（3）光线的入射角和入射点不变，根据几何知识判断出红、蓝色激光的折射角，然后根据“偏折比”的定义可求得答案；
（4）画出一束激光穿过玻璃砖的光路图，根据几何知识，即可求出光在下表面折射时的“偏折比”。
【解答】（1）图甲实验中，测得折射角为35°，已知入射角为50°，则偏折比==0.7；
（2）为了验证猜想2，小组在乙杯中加油，如图乙，当油的深度小于水的深度，此时杯底光斑的位置恰与图甲中光斑的位置重合，如图1（为便于比较，在同一幅图中进行对比），
由图1可知：油中的折射角小于水中的折射角，由于入射角相同，则在相同条件下，油对光的“偏折比”比水对光的“偏折比”大；
（3）光线的入射角和入射点不变，红、紫色激光的折光线，如图2，
由图2可知：红色激光的折射角大于紫色激光的折射角，由于入射角相同，则根据“偏折比”的定义可知：红光的“偏折比”大，红光的光斑应位于图中的A点；
（4）将一束激光穿过如图丁所示的玻璃砖，若光在玻璃砖上表面折射时入射角为r,折射角为i,如图3，
【变式2-2】“探究光的折射特点”实验如图所示，下列说法错误的是（　　）
A．如图甲，将一束激光射至P点，形成一个光斑，向水槽内慢慢注水，水槽底部光斑的位置将向左移动
B．如图乙，使用可折转的光屏，是为了研究折射角与入射角是否相等
C．如图丙，光沿着AO方向射向水面上的O点，光在水中沿着OB方向射出，调整激光笔使入射光逐步靠近法线，折射光将逐步靠近法线
D．如图丙，从水槽上方透过水看到的水槽底部比它实际位置要深。
【答案】BD
【分析】（1）光从空气斜射入水或其它透明介质时，折射角小于入射角；
（2）为了研究折射光线、入射光线和法线是否在同一平面内，可使用可折转的光屏；
（3）入射光线和法线的夹角是入射角，折射光线和法线夹角是折射角，入射光线靠近法线，说明入射角减小，折射角也减小。
【解答】A、光从空气斜射入水或其它透明介质时，折射角小于入射角，将一束激光射至P点，形成一个光斑，向水槽内慢慢注水，光线在水面处发生折射，水槽底部光斑的位置将向左移动，故A正确；
B、使用可折转的光屏，是为了研究折射光线、入射光线和法线是否在同一平面内，故B错误；
C、入射光线和法线的夹角是入射角，折射光线和法线夹角是折射角，入射光线靠近法线，说明入射角减小，折射角也减小，则折射光线靠近法线，故C正确；
D、光从空气斜射入水或其它透明介质时，折射角小于入射角，从水槽上方透过水看到的水槽底部比它实际位置要浅一些，故D错误。
故选：BD。
【变式2-3】小明在“探究光折射时的特点”实验中，让光源发出的一束光从玻璃斜射入空气，观察到光束在玻璃中和空气中的径迹如图所示。
（1）此现象说明 （选填字母）。
A．光在玻璃面只发生了折射
B．光在玻璃面既发生了折射又发生了反射
（2）增大光源发出的这一束光与竖直方向的夹角，发现射入空气的光的径迹与竖直方向的夹角也增大，此现象说明入射角增大，折射角 ；但折射角始终大于入射角，小明推测：当入射角增大到某一值时，折射角等于 。
（3）让这一束光垂直于玻璃面射入空气，传播方向 （选填“向右偏”“向左偏”或“不会偏”）。
【答案】（1）B；（2）增大；折射角等于90°；（3）不会偏。
【分析】光从空气斜射入水或其它透明介质时，折射角小于入射角；光从水或其它透明介质斜射入空气中，折射角大于入射角；光垂直射到界面时不改变方向；光射到界面上时同时发生反射和折射。
【解答】（1）让光源发出的一束光从玻璃中以不同的角度射入空气，观察到光束在玻璃和空气中的径迹如图所示，图中可以看到反射光线，同时也看到折射光线；
故选：B；
（2）根据题意和光的折射定律可知，折射角会随着入射角的增大而增大。
光从玻璃斜射入空气中时，由光的折射定律可知，因为空气介质中的角最大，所以折射角要大于入射角，当入射角增大时，空气中的折射角也随之增大，并且当入射角增大到某一值时，折射角将等于90°。
（3）根据光的折射定律可知，当光垂直入射时，光的传播方向不变。
故答案为：（1）B；（2）增大；折射角等于90°；（3）不会偏。
题型3：光的折射的应用
【例题3】人在B处观察到一个彩色玻璃球沉在水池底A处，如图所示。B处用激光射到玻璃球上，则激光应对着（　　）
A．正对 A 点 B．A 点的上方些
C．A 点的下方些 D．A 点的左侧
【答案】A
【分析】光从一种介质斜射入另一种介质，光路会发生改变，所以看到水中的玻璃球是由光的折射形成的；从玻璃球上反射的光线会进入眼睛，由于光路是可逆的，所以B处的手电发出的光会照射到A处的玻璃球上。
【解答】连接BA，过折射点做法线，根据光从空气斜射入水中，折射角小于入射角画出折射光线的位置，虽然人看到的A点是玻璃球的虚像，玻璃球的实际位置在A点的正下方，因为激光在进入水的时候也会发生折射，所以沿着A点照射，激光刚好照在玻璃球上，如图所示：
故选：A。
【变式3-1】在天宫课堂中，航天员王亚平将空气注入水球，形成的气泡球与水球的球心都在O点。一束光从空气射入水球的光路如图所示，其中球心O与入射点O1的连线为法线，则进入气泡球的折射光线可能为（　　）
A．① B．② C．③ D．④
【答案】A
【分析】根据光的折射定律可知光从水中斜射入空气中，会发生折射，折射角大于入射角，对于球体而言，入射点与球心所在的直线即法线，入射光线和折射光线分别位于法线两侧，据此判断进入气泡球的折射光线。
【解答】当光从水中斜射入空气中，折射角大于入射角。对于球体而言，入射点与球心所在的直线即法线，如图OO2所在的直线即法线，折射光线和入射光线分别位于法线两侧，就图而言①可能为进入气泡球的折射光线。
故选：A。
【变式3-2】如图所示，在烧杯正中心上方固定一手电筒光源，光线向下投射到空烧杯底部形成一个圆形光斑（图中虚线所示），现在往烧杯中注水，随着烧杯内液面高度的增加，下列关于圆形光斑的面积变化情况描述正确的是（　　）
A．不变 B．变小
C．变大 D．先变小后变大
【答案】B
【分析】光的折射规律：光从空气斜射入其它透明介质时，折射光线、入射光线和法线在同一平面内，折射光线、入射光线分居法线两侧，折射光线靠近法线偏折，折射角小于入射角；通过最左边和最右边的两条折射光线我们可以想象出光圈的变化。
【解答】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：
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，即圆形光斑的面积逐渐变小，故ACD错误，B正确。
故选：B。
【变式3-3】如图所示，一束光从空气斜射入水中，同时发生反射和折射，下列说法正确的是（　　）
A．入射角为60o，AB是法线 B．折射角为50o，NM是界面
C．折射角为40o，AB是界面 D．反射角为30o，NM是法线。
【答案】C
【分析】（1）光的反射定律：反射光线、入射光线、法线在同一个平面内，反射光线与入射光线分居法线两侧，反射角等于入射角；
（2）光的折射定律：折射光线、入射光线、法线在同一个平面内，折射光线、入射光线分居法线两侧，当光由空气斜射进入水中或其它透明介质中时，折射光线向靠近法线方向偏折，折射角小于入射角；当光由水中或其它透明介质斜射进入空气中时，折射光线向远离法线方向偏折，折射角大于入射角。
【解答】如下图所示，
∠DON=90°-30°=60°，
根据反射角等于入射角，折射光线和入射光线分别位于法线两侧，所以MN为法线，AB为界面，OE为折射光线；
入射光线与法线的夹角为入射角，入射角∠CON=60°，
反射光线与法线的夹角为反射角，反射角∠DON=60°，
折射光线与法线的夹角为折射角，折射角∠EOM=90°-50°=40°。
综上所述，选项C正确，ABD错误。
故选：C。
一．选择题（共9小题）
1．渔民用激光枪射鱼，应该使激光对准（　　）
A．看到的鱼 B．看到的鱼的上方
C．看到的鱼的下方 D．看到的鱼的左上方
2．如图是小敏绘制的光现象思维导图的一部分，其中一个分支的实例内容有缺失，下列选项能正确补充的是（　　）
A．海市蜃楼 B．一叶障目 C．镜花水月 D．小孔成像
3．在《中国诗词大会》中，我们品味了诗词的意境，也探寻了科学的奥秘。“潭清疑水浅，荷动知鱼散”，下列现象与“水浅”的形成原理相同的是（　　）
4．如图，是AI根据古诗词“两个黄鹂鸣翠柳，一行白鹭上青天”的意境并融入水、鱼元素创作的作品。下列描述正确的是（　　）
A．白鹭在水中的倒影，是由于光的直线传播形成的
B．看到水中的鱼，是光的折射现象
C．翠柳是光源
D．能从各个方向看见黄鹂，是由于发生了镜面反射
5．以下现象中，是由于光的折射形成的是（　　）
A．中国的皮影 B．水中的“白云”
C．水中游动的鱼 D．垂柳在水中的倒影
6．如图，一束激光斜射到空水槽底部O点，形成一个光斑，现向水槽中注入适量水，则（　　）
A．水槽底部的光斑将移到O点的左侧
B．继续沿水槽壁缓慢注水，则反射角将变小
C．继续沿水槽壁缓慢注水，则折射角将变小
D．注水后槽底的光斑亮度比未注水时槽底的光斑亮度相同
7．关于诗词中的光现象，下列说法正确的是（　　）
A．“峰多巧障日，江远欲浮天”，山峰遮住太阳是由于光的折射
B．“水中映月影，波上生清辉”，“映月影”的形成是由于光的反射
C．“绿树垂枝荫四邻，春风还似旧时春”，“荫”是绿树的影子，与平面镜成像原理相同
D．“林幽偏聚鸟，溪阔本藏鱼”，看到溪水中的鱼是光的直线传播形成的
8．如图所示，一同学将硬币放在碗底，然后后退至恰好看不到硬币的位置停下。保持硬币的位置不动，另一同学向碗中缓缓注水，当水面上升到一定高度时，就能再次看到硬币。此时看到硬币的光路图是（　　）
A．B． C．D．
9．小宇将一枚硬币放在碗底，然后后退至眼睛恰好看不到硬币的位置，如图甲所示，请另一位同学向碗中缓缓注水（硬币的位置未移动），当水面上升到一定高度时，小宇就能再次看到碗中的硬币，如图乙所示。图丙中能反映小宇的眼睛所在位置的范围是（　　）
A．范围①或范围⑦ B．范围②或范围⑥
C．范围③或范围⑤ D．范围④
二．多选题（共1小题）
（多选）10．有一圆柱形敞口容器，如图所示，下列操作使光斑向左移动的是（　　）
A．保持水面高度不变使激光笔向右平移
B．保持激光射入角度不变使水面上升
C．保持激光射入角度不变使水面下降
D．保持水面高度和入射点不变，使激光入射角减小
三．填空题（共5小题）
11．在拙政园内的池塘边，游人在树荫下欣赏水中游鱼。树荫是由于光的　 　 形成的，能看到水中的鱼是光的　 　 现象。
12．古诗中有“大漠孤烟直，长河落日圆”的壮美诗句，诗人观察到的落日并非太阳的实际位置，而是光线经过不均匀的大气时发生了 　 　 而成的像，太阳实际在图中的 　 　 位置（填甲或乙）。
13．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，其中玻璃位于MM′的　 　 侧，折射光线是　 　 。
14．光在玻璃和空气的界面同时发生了反射和折射，根据图中的信息可判断，折射角为　 　 度，界面的　 　 边是玻璃。（选填“上”或“下”或“左”或“右”）。
15．虹是太阳光射入空中大量的小水珠后，经水珠内壁反射，再折射回空气中呈现出的一种光现象。如图为发生虹现象时，红光和紫光经球形水珠分离开的光路图（图中虚线为法线），α、β为出射光线与法线的夹角，则光线①为　 　 光，α　 　 β（＞/＝/＜）。
四．作图题（共5小题）
16．光线OB是从水中折射出的光线，请画出对应的入射光线AO，并标出折射角的度数。
17．如图是经平面镜反射后的反射光线，请画出射向平面镜的入射光线和进入空气中的折射光线。
18．在图中画出入射光线AO的折射光线OB的大概位置和反射光线OC。
19．如图所示，一束光线从空气中射向一块方形玻璃砖，该玻璃砖上、下表面平行。画出该光线射入玻璃砖和从玻璃砖射出时的光路。（均保留作图痕迹）
20．欢欢在海底隧道参观，看到了漂亮的海底世界。图中A，B、C三点分别是欢欢的眼睛、真实的鱼以及欢欢观察到鱼的像的位置，请你在图中画出欢欢看到鱼的像的光路图。
五．实验探究题（共2小题）
21．图甲中，“插槽”可插入不同光学元件，“内筒”固定，“外筒”可横向移动，外筒上的“半透明薄膜”可作光屏。图乙中光学元件分别是：①凸透镜、②平面镜、③钻有小孔的遮光板。点燃蜡烛进行实验：
（1）在如图甲所示的插槽中插入光学元件①，恰能在半透明薄膜上看到烛焰清晰的像，该像是　 　 （选填“放大”或者“缩小”）的像；为了能在半透明薄膜上看到更大的像，应将蜡烛　 　 （选填“靠近”或者“远离”）插槽方向移动，并同时调节半透明薄膜的位置；
（2）当插入某光学元件后，在薄膜上看到了清晰的倒立的像，向左移动外筒，像始终清晰，则插入的光学元件是　 　 （选填“①”、“②”或者“③”），此过程中像的亮度将　 　 （选填“变亮”、“变暗”或者“不变”）。
22．为了探究光反射时的规律，小李同学将平面镜置于水平桌面上，如图甲所示。激光笔的光束射向平面镜上的O点，在平面镜上方喷水雾，从前向后观察，可在镜面上方看到　 　 条光束。实验时把平面镜放在水平桌面上，将一束光斜射到平面镜上，如图乙所示，为了使反射光和入射光的径迹同时显示在纸板上，应把纸板与平面镜　 　 放置；
（1）小李觉得每次用笔把光的传播路径描下来非常不方便。认真思考后，他想到只要在光传播的路径上标记一个合适的点就能确定光线的位置。他用到的光学知识是　 　 。
（2）若将纸板整体向后倾斜，如图丙所示，此时，纸板上ON　 　 （选填“是”或“不是”）入射光线AO的法线；反射光线在　 　 所决定的平面内。
（3）小李又借助激光笔、半圆形玻璃块和带刻度的光具盘完成了“探究光从玻璃斜射入空气的折射规律”的实验，观察到如图丁所示的1、2、3三条光束，并在光具盘上用笔描出了对应的光路。图中的折射角大小为　 　 。现在要探究光的折射现象中光路是否可逆，让入射光线逆着光路2射入，如果看到　 　 现象，就可证明光路是可逆的。
23．阅读短文，回答问题。
天宫课堂
2021年12月9日15点40分，神舟十三号乘组航天员翟志刚、王亚平、叶光富变身“太空教师”在中国空间站精彩开讲，并面向全球直播。这次授课中，三位太空老师带来了5个物理实验，印象最深刻的是“水球透镜”实验。请阅读下面的内容，并完成相关问题：本次“天宫课堂”，王亚平对实验做了一个小小的升级，通过透镜看到的竟然是一正一反两个像，这是为什么呢？其原理解释是：
（1）如图甲所示，加气泡之前的水球可以被看作是一个凸透镜。王亚平站在远处（这个凸透镜的两倍焦距以外），我们眼睛看到的是她倒立、　 　 的实像（A．放大B．等大C．缩小）。
（2）中央加气泡之后，水球因此被气泡变为了两部分，中间是空气，气泡周围是水。这个时候整个水球就变成了两个透镜，外圈部分的凸透镜虽然没有原来完整，但对光线仍然有 　 　 作用，依然能够成像，只不过透过的光线变少了而已，所以依然呈现出一个倒立的像；内圈相当于变成了两个凹透镜的组合，所以这个时候中间部分又出现了一个正立的像。因此可以在水球中同时看到一正一倒的两个像。
（3）根据上面的实验，可推测出凹透镜成 　 　 （A．放大B．缩小C．等大）的 　 　 像（A．实B．虚）。
（4）请将图中的入射光线通过透镜后的折射光线补全。
。
热身训练参考答案与试题解析
一．选择题（共9小题）
1．【答案】A
【分析】渔民在叉鱼时，是对着看到的鱼的下方叉，这是由于光从水中斜射到空气中发生了折射的缘故。
从水面上能看到鱼，光的折射中光路是可逆的，要想从水面上照到鱼，正对着鱼射击。
【解答】鱼反射的光线从水斜射向空气中时，在水面处发生折射，折射光线进入眼睛，因光的折射中光路是可逆的，从看到鱼的位置正对鱼照射，能把鱼照亮，所以渔民应瞄准看到“鱼”的开始射击。
故选：A。
2．【答案】A
【分析】光在自然界中存在三种光现象：
（1）光在同种均匀物质中沿直线传播，在日常生活中，激光准直、小孔成像和影子的形成等都表明光在同一种均匀介质中是沿直线传播的；
（2）当光照射到物体表面上时，有一部分光被反射回来，例如：平面镜成像、水中倒影等；
（3）当光从一种介质斜射入另一种介质时，传播方向会偏折，发生折射现象，如：看水里的鱼比实际位置浅等。
【解答】A、海市蜃楼是光在密度不均匀的空气中传播时发生偏折形成的现象，属于光的折射现象，故A符合题意；
B、一叶障目是一片叶子挡住了眼睛，就看不到外面的事物，这是因为光沿直线传播，叶子挡住了光线的路径，故B不符合题意；
C、镜花水月中的“镜中花”和“水中月”都是平面镜成像，属于光的反射现象，故C不符合题意；
D、小孔成像的原理是光的直线传播的应用实例，故D不符合题意。
故选：A。
3．【答案】B
【分析】（1）光在同种均匀介质中沿直线传播，在日常生活中，激光准直、小孔成像和影子的形成等，都表明光在同一种均匀介质中是沿直线传播的；
（2）当光照射到物体表面上时，有一部分光被反射回来的现象是光的反射，例如：平面镜成像、水中倒影都是由光的反射形成的；
（3）光在同种不均匀介质中传播或者从一种介质斜射入另一种介质时，就会出现光的折射现象，例如水池底变浅、水中筷子变弯、海市蜃楼、凸透镜成像等都是光的折射形成的。
【解答】“潭清疑水浅”属于光的折射现象，当光从水中斜射入空气中时，折射角大于入射角，人眼逆着折射光线看去，会觉得水变浅了。
A．小孔成像是由光的直线传播形成的，故A不符合题意；
B．海市蜃楼是一种由光的折射产生的现象，是由于空气的密度不均匀而引起的，故B符合题意；
C．水中倒影，属于平面镜成像，是由于光的反射形成的，故C不符合题意；
D．日晷计时是影子的形成，是由于光的直线传播，故D不符合题意。
故选：B。
4．【答案】B
【分析】（1）倒影是由于光的反射形成的；影子是由于光的直线传播形成的；
（2）光在同种不均匀介质中传播或者从一种介质斜射入另一种介质时，就会出现光的折射现象，例如水池底变浅、水中筷子变弯、海市蜃楼、凸透镜成像等都是光的折射形成的；
（3）自身能发光的物体称为光源；
（4）光的反射分为镜面反射和漫反射。发生镜面反射后，反射光线向一方向传播；发生漫反射后，反射光线向各个方向传播。
【解答】A、白鹭在水中的倒影，属于平面镜成像，是由于光的反射形成的，故A错误；
B、我们看到水中的物体，其实看到的是物体的虚像，是由光的折射形成的，故B正确；
C、翠柳自身不能发光，不是光源，故C错误；
D、能从各个方向看见黄鹂，是由于光照在黄鹂身上发生了漫反射，反射光线射向各个方向的缘故，故D错误。
故选：B。
5．【答案】C
【分析】（1）光在同种均匀介质中沿直线传播，在日常生活中，激光准直、小孔成像和影子的形成等，都表明光在同一种均匀介质中是沿直线传播的；
（2）当光照射到物体表面上时，有一部分光被反射回来的现象是光的反射，例如：平面镜成像、水中倒影都是由光的反射形成的；
（3）当光从一种介质斜射入另一种介质时，传播方向会发生偏折，这就是光的折射，复色光发生折射时，会出现色散现象，如：海市蜃楼、看水里的鱼比实际位置浅、雨后天空中的彩虹等都是光的折射形成的。
【解答】A．皮影戏是利用光沿直线传播的原理，故A不符合题意；
B．水中的“白云”是平面镜成像，是由光的反射形成的，故B不符合题意；
C．我们看到水中游动的鱼，是因为鱼反射的光线从水中斜射入空气中时，传播方向发生了偏折，折射光线进入人眼，人眼逆着折射光线的方向看去，看到的是鱼的虚像，这个虚像的位置比鱼的实际位置偏高，是光的折射现象，故C符合题意；
D．垂柳在水中的倒影和水中的“白云”原理一样，也是平面镜成像，属于光的反射现象，故D不符合题意。
故选：C。
6．【答案】A
【分析】容器内加水后，就会发生折射现象，根据光的折射规律可知当光从空气斜射入水中时，折射光线靠近法线，折射角小于入射角，然后分析光斑的移动情况。
【解答】当容器内加水时，入射光线与水平面之间的夹角不变，入射角不变，反射角不变，折射角不变；由光的折射规律可知，光线将发生折射现象，折射光线靠近法线，即向下偏折，也就是在容器底的光斑向左移动，当水加满后，光斑就停止移动。如下图：
；
由于水面反射了一部分光线，注水后槽底的光斑亮度比未注水时槽底的光斑亮度要暗；
综上所述，A正确。
故选：A。
7．【答案】B
【分析】（1）光在同种、均匀、透明介质中沿直线传播，产生的现象有小孔成像、激光准直、影子的形成、日食和月食等；
（2）光传播到两种介质的表面上时会发生光的反射现象，例如水面上出现岸上物体的倒影、平面镜成像、玻璃等光滑物体反光都是光的反射形成的；
（3）光在同种不均匀介质中传播或者从一种介质斜射入另一种介质时，就会出现光的折射现象，例如水池底变浅、水中筷子变弯、海市蜃楼、凸透镜成像等都是光的折射形成的。
【解答】A．山峰能够遮挡住太阳的光芒，是因为光是沿直线传播的，故A不符合题意；
B．水面上出现月亮的倒影，这是光的反射现象，故B符合题意；
C．绿树的影子是因为沿直线传播的光被遮挡而形成的，平面镜成像的本质是光的反射，二者原理是不同的，故C不符合题意；
D．人眼能看到溪水中的鱼，这是光从水中斜射到空气中时，光的传播方向发生了偏折，这是光的折射现象，故D不符合题意。
故选：B。
8．【答案】C
【分析】（1）当我们用眼睛看水中物体时，是物体所反射的光进入到了我们的眼睛，才看清物体；（2）光的折射定律是当光从空气斜射入水中或其他介质中时，折射光线向法线方向偏折；光从水或者其他介质斜射入空气中时，折射光线向远离法线方向偏折。
【解答】当我们用眼睛看到水中的硬币，是因为硬币反射的光进入到了我们的眼睛的缘故，光从水斜射入空气中时，折射光线远离法线，折射角大于入射角，且光线是从硬币上发出的，故只有C正确，ABD错误。
故选：C。
9．【答案】B
【分析】能够再次看到硬币，这是因为光的折射所引起的现象，光在空气这一均匀介质中沿直线传播，而向碗中注水后，从硬币发出的光要经过水和空气进入人眼，在水面发生光的折射，折射光线比原来的传播方向向下偏转，可以进入人的眼睛，使人再次看到物体。
【解答】物体发出的光或反射与折射的光能进入人眼时，人就能看到物体；
图甲硬币位于茶碗底部，由于光在同种均匀介质中沿直线传播，硬币反射的光被碗的上边缘挡住，不能看到这枚硬币；
加水后，水面升高到一定程度时，硬币反射的光在水面处发生折射，由于光从水中斜射入空气中时折射角大于入射角，折射光线偏离法线从而进入人眼，这时观察者就看见碗中的硬币了；综上可知，入射光线没有进入人眼，经水面折射后能进入人眼，说明观察者眼睛所在的位置一定在图丙中的范围②或范围⑥。
故选：B。
二．多选题（共1小题）
10．【答案】BD
【分析】（1）光斑的形成原因，激光由空气斜射进入水中，光线要发生偏折；
（2）光斑的移动原因水面上开或下降，入射角不会发生变化折射角也不会发生变化，但折射点要发生移动，折射光线要发生平行移动，所以找到折射点与水面升降的关系的变化规律，即可找到光斑移动与水面升降的变化关系。
【解答】A、保持水面高度不变使激光笔向右平移，光斑右移，故A错误；
BC、向水槽内注水，水位升高，入射角和折射角大小不变，则光斑向左移动，水位下降，光斑向右移动；故B正确、C错误；
D、保持水面高度和入射点不变，使激光入射角减小，入射点左移，则光斑向左移动，故D正确。
故选：BD。
三．填空题（共5小题）
11．【答案】直线传播；折射。
【分析】根据光的传播原理及光的反射原理进行分析解答。
【解答】树荫是光在同种均匀介质中沿直线传播时，被树叶遮挡形成的阴影区域；我们能看到水中的鱼，是鱼反射的光从水中斜射入空气中时发生折射，人眼逆着折射光线看到的虚像；
故答案为：直线传播；折射。
12．【答案】折射，乙。
【分析】光线在同种不均匀介质中传播或者从一种介质斜射入另一种介质时，就会出现光的折射现象，
【解答】由于大气分布不均匀，下部空气密度大，上部空气密度小，落日发出的光在不均匀的空气中传播时发生折射，折射光线不断向下偏折，我们逆着折射光线看去所看到的落日位置比实际位置高，太阳实际在图中的乙位置，我们看到的“落日”是由于光的折射而形成的太阳的虚像。
故答案为：折射，乙。
13．【答案】下；OC。
【分析】光的反射定律：反射光线、入射光线、法线在同一个平面内，反射光线与入射光线分居法线两侧，反射角等于入射角；根据定律反射光线和入射光线与法线的夹角一定相等，由此可确定入射光线和反射光线。
光的折射规律：折射光线、入射光线、法线在同一个平面内，折射光线、入射光线分居法线两侧，当光由空气斜射进入水中或其它透明介质中时，折射光线向法线偏折，折射角小于入射角；当光由水中或其它透明介质斜射进入空气中时，折射光线远离法线偏折，折射角大于入射角。
【解答】因为反射光线、入射光线与法线之间的夹角相等，所以AO、BO中一条为入射光线，一条为反射光线，图中N′N为法线；
再根据折射光线与入射光线在法线两侧、且在两种介质中，所以OC为折射光线，那么AO为入射光线，OB为反射光线，图中的MM′是界面；
∠AON′是入射角，∠CON是折射角，由于折射角大于入射角，图中MM′下方是玻璃，上方是空气。
故答案为：下；OC。
14．【答案】35；右。
【分析】光从一种介质斜射向另一种介质时，在界面将发生反射和折射，注意入射光线和反射光线具有对称性，在界面的同侧；入射光线和折射光线不对称，分别在界面的两侧；光从其他介质斜射入空气中时，折射角大于入射角。
【解答】由图可知，∠AON＝∠BON＝90°﹣30°＝60°，根据反射角等于入射角可知，
反射角等于入射角，反射光线和入射光线分别位于法线两侧，折射光线和入射光线分别位于法线两侧，所以MM′为界面，NN′为法线，BO为入射光线，OA为反射光线，OC为折射光线，则折射角为90°﹣55°＝35°
入射角为90°﹣30°＝60°，
折射角小于入射角，所以光线是从空气斜射入玻璃，故界面的右边是玻璃。
故答案为：35；右。
15．【答案】紫；＝。
【分析】太阳光经水珠发生第一次折射时，红光的偏折能力最弱，紫光的偏折能力最强，结合图示判断光线①为哪种光；
图中光线经过球形水珠会发生两次折射和一次反射，根据光的反射定律、几何知识分析可知，对同一光线来说，第二次折射时的入射角＝第一次折射时的折射角，进一步根据“在折射现象中光路是可逆的”判断出射角与最初入射角的大小关系，从而可知α、β的大小关系。
【解答】太阳光经水珠（相当于三棱镜）发生第一次折射时，结合光的色散知识可知，红光的偏折能力最弱，紫光的偏折能力最强；由题图可知，太阳光（含红光和紫光）进入球形水珠时，光线①对应折射光的偏折程度更大，所以光线①为紫光，而光线②为红光；
图中光线经过球形水珠会发生两次折射和一次反射，以光线①为研究对象，连接球心O与对应的反射点B，因光发生反射时反射角等于入射角，则结合几何知识可知△AOB与△COB全等，所以∠OCB＝∠OAB，即第二次折射时的入射角＝第一次折射时的折射角，又因为在折射现象中光路是可逆的，所以第二次折射时的折射角＝第一次折射时的入射角，即出射角α＝最初的入射角i，如下图所示：
对光线②来说，同理可得出射角β＝最初的入射角i，故α＝β。
故答案为：紫；＝。
四．作图题（共5小题）
16．【答案】
【分析】（1）光的折射规律：折射光线、入射光线、法线在同一个平面内，折射光线与入射光线分居法线两侧，光由水中斜射入空气中时，折射光线远离法线，折射角大于入射角；
（2）折射角是折射光线与法线的夹角。
【解答】先过折射点垂直于界面作出法线，然后根据光从水中斜射入空气中时，折射角大于入射角，在法线右侧的水中作出入射光线；
图中折射光线与水面的夹角为40°，则折射角等于90°﹣40°＝50°。如下图所示：
17．【答案】
【分析】（1）在反射现象中，反射光线、入射光线分居法线两侧，反射角等于入射角；画反射光线，要根据光的反射定律，先画出法线，然后根据两角相等画出；
（2）光从水中垂直水面射入空气中时，传播的方向不变。
【解答】（1）过入射点画出法线，法线与镜面垂直，并且用虚线表示；根据光的反射定律，画出入射光线；光从水中垂直水面射入空气中时，传播的方向不变。如图所示：
18．【答案】
【分析】（1）光的反射定律的内容：反射光线与入射光线、法线在同一平面上；反射光线和入射光线分居在法线的两侧；反射角等于入射角。可归纳为：“三线共面，两线分居，两角相等”。
（2）光的折射规律的内容：折射光线、入射光线、法线在同一个平面内，折射光线与入射光线分居法线两侧，光从水斜射空气中入中时，折射光线将向远离法线的方向偏折，折射角大于入射角。据此完成光路图。
【解答】首先做出法线，入射光线与法线的夹角为入射角；反射角等于入射角；当光从水斜射空气中入中时，折射光线将向远离法线的方向偏折，折射光线与法线的夹角为折射角，折射角大于入射角，如图所示：
19．【答案】
【分析】光的折射规律的内容：入射光线、法线、折射光线在同一平面内，折射光线和入射光线分别位于法线两侧，当光线从空气斜射入其它透明介质时，折射角小于入射角；当光线从其它介质斜射入空气时，则折射角大于入射角，据此作图。
【解答】一束光线从空气中射向一块方形玻璃砖，过入射点B作出法线MN，根据折射角小于入射角，据此画出折射光线BC；过C作出法线，当光线BC由玻璃斜射入空气中时，折射角大于入射角，据此作出折射光线CD，如下所示：
20．【答案】
【分析】本题需注意欢欢是在海底隧道参观，水位于空气上方。根据题意，上方水中的鱼反射的光，斜射到水和空气的界面时发生折射，折射后进入A处欢欢的眼睛，欢欢逆着折射光线，沿直线看到是鱼的虚像，据此作出欢欢看到鱼的光路图。
【解答】水中的鱼反射的光线从水中斜射入下方的空气中，发生折射后进入欢欢的眼睛A点，欢欢逆着折射光线的方向看去，看到在C点的鱼是鱼的虚像，而真实的鱼在B点处，据此画光路图：
首先连接CA两点，连线与水和空气的交界线有个交点O，即为入射点（注意水中用虚线，空气中用实线）；
再连接B点和刚才找到的入射点O，BO即为入射光线，OA为折射光线，
如下图所示：
五．实验探究题（共2小题）
21．【答案】（1）放大；靠近；（3）③；变亮。
【分析】（1）根据凸透镜成实像时，物距小于像距，在光屏上成倒立放大的实像；凸透镜成实像时，物距变小，像距变大，像变大；
（2）凸透镜成实像时都是倒立的，向左移动外筒，像始终清晰，说明只改变像距，像的清晰程度不会发生改变，说明这是小孔成像现象；
向左移动外筒，像距减小，成的像变小，相同的面积上会聚的光变多，成的像会变亮。
【解答】（1）在插槽位置插入凸透镜时，恰能在半透明薄膜上看到烛焰清晰的像，此时成像为实像，由甲图可知，蜡烛到凸透镜的距离小于薄膜到凸透镜的距离，则物距小于像距，该像是倒立、放大的实像。为了能在半透明薄膜上看到更大的像，需要增大像距、减小物距，应将蜡烛向靠近插槽方向移动，并同时调节半透明薄膜的位置。
（2）薄膜上看到了清晰的倒立的像，说明成的是实像，向左移动外筒，像始终清晰，说明只改变像距，像的清晰程度不会发生改变，说明这是小孔成像现象，则插入的光学元件是钻有小孔的遮光板，故选③。
向左移动外筒，成的像将会变小，则相同的面积上会聚的光变多，故成的像会变亮。
故答案为：（1）放大；靠近；（3）③；变亮。
22．【答案】2；垂直；（1）光在同种均匀介质中沿直线传播；（2）不是；入射光线和法线；（3）80°；折射光逆着光路1射出。
【分析】通过水雾可显示出反射光线和入射光线的传播路径；入射光线、法线、反射光线在同一平面内，由此判断纸板与平面镜放置的位置关系；
（1）根据光的直线传播分析；
（2）反射光线、法线、入射光线在同一平面内；
（3）此题首先根据反射角和入射角相等，找出法线，从而确定界面，然后根据折射光线和入射光线的关系确定出折射光线、入射光线、反射光线以及折射角的度数；根据光路可逆分析。
【解答】如图甲所示，激光笔的光束射向平面镜上O点，在平面镜上方喷水雾，这样能显示出反射光线和入射光线的传播路径，即可在镜面上方看到2条光束；反射光线、法线、入射光线在同一平面内，法线与平面镜垂直，所有把纸板与平面镜垂直放置；
（1）因为光在同种均匀介质中是沿直线传播的，因此沿光路用铅笔相隔一定距离时在纸板上各打两个点，再过两点用直尺、铅笔将光的路径画在纸板上（两点确定一条直线）；
（2）法线与平面镜垂直，若将纸板整体向后倾斜，ON和平面镜不垂直，所以ON不是入射光线AO的法线；反射光线、法线和入射光线仍然在同一平面内，反射光线在入射光线和法线所决定的平面内；
（3）由图可知，光路1和3是关于90°线对称，所以90°线是法线，0°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80°；
为了验证折射现象中光路是否可逆，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：2；垂直；（1）光在同种均匀介质中沿直线传播；（2）不是；入射光线和法线；（3）80°；折射光逆着光路1射出。
23．【答案】（1）C；
（2）会聚；
（3）B；B；
（4）
【分析】（1）凸透镜成像情况之一：u＞2f，成倒立、缩小的实像；
（2）凸透镜对光线有会聚作用；
（3）凹透镜成正立、缩小的虚像；
（4）凸透镜的三条特殊光线：过光心的光线其传播方向不变；过焦点的光线经凸透镜折射后折射光线平行于主光轴；平行于主光轴的光线经凸透镜折射后折射光线通过焦点。
凹透镜的三条特殊光线：过光心的光线传播方向不变；平行于主光轴的入射光线经凹透镜折射后折射光线反向延长通过焦点；指向另一侧焦点的入射光线经凹透镜折射后平行于主光轴。
【解答】（1）水球相当于一个凸透镜，王亚平站在远处（这个凸透镜的两倍焦距以外），由凸透镜成像规律可知，u＞2f，成倒立、缩小的实像，故选：C。
（2）水球被气泡变为了两部分，中间是空气，气泡周围是水，这个时候整个水球就变成了两个透镜，外圈成为了一个凸透镜，凸透镜对光线有会聚作用。
（3）内圈相当于变成了两个凹透镜的组合，所以这个时候中间部分又出现了一个正立的像，实验中内圈正立像的尺寸比原物体小，成缩小的像，因为虚像是正立的，所以成的是虚像。
（4）平行于主光轴的入射光线经凸透镜折射后，折射光线过异侧焦点；平行于主光轴的入射光线经凹透镜折射后，折射光线的反向延长线过同侧焦点，据此作图。
故答案为：（1）C；
（2）会聚；
（3）B；B；
（4）
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【弯道超车】沪科版2024物理八年级（上） 预习学案
【弯道超车】沪科版八年级物理全册预习学案（有答案）：
内容：激趣导入+细读教材+典例精讲+热身训练 +拓展阅读；
适合：暑假或提前学习8年级内容的人群；
特点：资料讲解细致，对应新课标2022把握重要知识点；
作用：拓展阅读、增长见闻，拓宽视野，为开学学习奠定坚实的学习基础。
1．物理观念：
（1）了解光的折射现象，知道折射光线、折射角的含义，了解光从空气射入水中或射入其他介质时的偏折规律。
（2）了解光在发生折射时，光路的可逆性。
（3）了解生活中光的折射现象，并能用光的折射规律进行解释。
2．科学思维：体验由折射引起的错觉，基于事实证据和科学推理对不同信息、观点进行质疑和批判，解决问题。
3．科学探究：经历“光的折射规律”的探究过程，学习描绘光路、记录实验数据的方法。
4．科学态度与责任：初步领略折射现象的美妙，获得对自然现象、对生活的热爱。认识到在生活中不能完全相信自己的“眼睛”，要有安全意识，认识到学习物理的重要性。
1.教师准备一杯透明水、一根筷子，现场将筷子斜插入水中，提问：“同学们，你们发现了什么奇怪的现象？”（学生回答：筷子“断”了、弯折了）
2. 追问：“筷子真的断了吗？为什么会出现这种‘错觉’？这和光有什么秘密关系？”
3.顺势引出课题：“今天我们就一起揭开‘光的折射’的神秘面纱，破解这个‘断筷之谜’！”
知识点一：光的折射现象
1. 定义：光从一种介质斜射入另一种介质时，传播方向发生偏折的现象（垂直入射时传播方向不变）。
2.光的折射术语：
①入射光线：从一种介质射向另一种介质的光线；
②折射光线：进入另一种介质后的光线；
③法线：过入射点且垂直于两种介质分界面的直线；
④入射角：入射光线与法线的夹角（∠i）；
⑤折射角：折射光线与法线的夹角（∠r）。
知识点二：光的折射规律
通过实验探究可总结为以下4点： 光发生折射时：
1.（光线）共面性：折射光线、入射光线和法线在同一平面内；
2.（光线）分居性：折射光线与入射光线分居法线两侧；
3. 角度关系：
①光从空气斜射入水/玻璃等介质时，折射角 小于 入射角（折射光线向法线偏折）；
②光从水/玻璃等介质斜射入空气时，折射角 大于 入射角（折射光线远离法线偏折）；
③入射角增大（减小）时，折射角也随之增大（减小），二者变化同步；
④垂直入射特殊情况：当光垂直射向两种介质界面时，传播方向不改变，此时入射角和折射角均为0°。
4.光路可逆性
在光的折射现象中，光路是可逆的（若光线逆着折射光线方向入射，将沿原入射光线方向折射）。
知识点三：生活中的折射现象
1. 池水变浅：从岸上看水中的鱼/池底，由于光从水斜射入空气时折射角大于入射角，人眼逆着折射光线看，会觉得物体的像比实际位置偏高，因此池水看起来比实际浅。
2.筷子“弯折”：插入水中的筷子，水下部分反射的光从水斜射入空气时发生折射，人眼逆着折射光线看，会觉得水下部分的像向上偏移，导致筷子看起来在水面处“折断”。
3.海市蜃楼：由于空气密度随高度变化（如夏季海面附近空气温度低、上层空气温度高，密度下大上小），光在不均匀空气中传播时发生连续折射（甚至全反射），形成远处物体的虚像。
4.从水中看岸上物体：与“岸上看水中物体”相反，从水中看岸上的树/人，物体的像会比实际位置更高。
1.光从一种介质进入另一种介质时，垂直入射不会发生偏折，此时无折射角变化；
2.判断折射现象时，需区分“反射”（如倒影、平面镜成像）和“折射”（如筷子弯折、池水变浅）；
3.虚像位置规律：从空气看水中物体，虚像比实际位置高；从水中看空气中物体，虚像比实际位置更高。
题型1：光的折射现象
【典例1】小丽夏天和同学一起游泳时，发现人的腿在水中“变短”了。下列现象与其光学原理相同的是（　　）
【变式1-1】如图所示，从某一角度可同时观察到玻璃杯中一条小金鱼成4个像。从像的形成原因角度分析，仅由于光的折射形成的是（　　）
A．①② B．②③ C．③④ D．①④
【变式1-2】中华诗词博大精深、源远流长，很多诗词中蕴含着物理知识，下列光现象中与“潭清疑水浅”形成原理相同的是（　　）
A．池水映明月 B．月有阴晴圆缺
C．起舞弄清影 D．日影化为虹
【变式1-3】下列现象中属于光的折射现象的是（　　）
①小孔成像
②影子的形成
③池水看起来比实际浅
④日食和月食
⑤黑板的“反光”现象
⑥叉鱼时，要把叉对准稍低于所看到的鱼的位置叉去才能叉中鱼。
A．①④ B．③⑤ C．③⑥ D．②④。
题型2：光的折射规律
【例题2】小慧同学利用如图6所示的装置探究光的折射规律，让激光笔发射的一束激光沿AO斜射到水面。下表为做实验时收集到的实验数据，关于此实验下列说法正确的是（　　）
∠AON/° 0 15 30 45 60 75 80
∠BOM/° 0 11 22 32 40.5 46.5 47.5
A．为了更清晰地观察空气和水中的光路，可在空气中喷些烟雾，水里滴适量牛奶
B．光从空气斜射入水中，折射角随入射角的增大而减小
C．多次改变入射角的大小进行实验，是为了求平均值减小实验误差
D．根据表中数据推理，当光从水中以入射角为22°入射时，则光在空气中的折射角为30°。
【变式2-1】如图甲所示，在探究光的折射现象时，将一束入射角为50°的光斜射入杯内水中，在杯底形成光斑。兴趣小组对实验中光偏折程度产生了兴趣，为了定量反映这种偏折程度，小组成员将“折射角与入射角的比值”定义为“偏折比”。根据所学物理知识和生活经验，他们对影响“偏折比”大小的因素提出以下猜想。
猜想1：“偏折比”大小可能与液体的深度有关；
猜想2：“偏折比”大小可能与液体的种类有关；
猜想3：“偏折比”大小可能与入射光的颜色有关。
（1）图甲实验中，测得折射角为35°，则此时的“偏折比”为 ；
（2）为了验证猜想2，小组在乙杯中加油，如图乙，当油的深度小于水的深度，此时杯底光斑的位置恰与图甲中光斑的位置重合，对比可知：在相同条件下，油对光的“偏折比” （选填“大于”、“等于”或“小于”）水对光的“偏折比”；
（3）对于猜想3，小组准备用图甲装置先后入射红、紫色光束进行探究；请你结合光的色散实验，推测红光的光斑应位于图丁中的 （选填“A”或“B”）点；
（4）让一束光斜穿过如图戊所示的玻璃砖，若光在其上表面折射入玻璃砖时的“偏折比”为0.8，则光在其下表面折射出玻璃砖时的“偏折比”为 。
【变式2-2】“探究光的折射特点”实验如图所示，下列说法错误的是（　　）
A．如图甲，将一束激光射至P点，形成一个光斑，向水槽内慢慢注水，水槽底部光斑的位置将向左移动
B．如图乙，使用可折转的光屏，是为了研究折射角与入射角是否相等
C．如图丙，光沿着AO方向射向水面上的O点，光在水中沿着OB方向射出，调整激光笔使入射光逐步靠近法线，折射光将逐步靠近法线
D．如图丙，从水槽上方透过水看到的水槽底部比它实际位置要深。
【变式2-3】小明在“探究光折射时的特点”实验中，让光源发出的一束光从玻璃斜射入空气，观察到光束在玻璃中和空气中的径迹如图所示。
（1）此现象说明 （选填字母）。
A．光在玻璃面只发生了折射
B．光在玻璃面既发生了折射又发生了反射
（2）增大光源发出的这一束光与竖直方向的夹角，发现射入空气的光的径迹与竖直方向的夹角也增大，此现象说明入射角增大，折射角 ；但折射角始终大于入射角，小明推测：当入射角增大到某一值时，折射角等于 。
（3）让这一束光垂直于玻璃面射入空气，传播方向 （选填“向右偏”“向左偏”或“不会偏”）。
题型3：光的折射的应用
【例题3】人在B处观察到一个彩色玻璃球沉在水池底A处，如图所示。B处用激光射到玻璃球上，则激光应对着（　　）
A．正对 A 点 B．A 点的上方些
C．A 点的下方些 D．A 点的左侧
【变式3-1】在天宫课堂中，航天员王亚平将空气注入水球，形成的气泡球与水球的球心都在O点。一束光从空气射入水球的光路如图所示，其中球心O与入射点O1的连线为法线，则进入气泡球的折射光线可能为（　　）
A．① B．② C．③ D．④
【变式3-2】如图所示，在烧杯正中心上方固定一手电筒光源，光线向下投射到空烧杯底部形成一个圆形光斑（图中虚线所示），现在往烧杯中注水，随着烧杯内液面高度的增加，下列关于圆形光斑的面积变化情况描述正确的是（　　）
A．不变 B．变小
C．变大 D．先变小后变大
【变式3-3】如图所示，一束光从空气斜射入水中，同时发生反射和折射，下列说法正确的是（　　）
A．入射角为60o，AB是法线 B．折射角为50o，NM是界面
C．折射角为40o，AB是界面 D．反射角为30o，NM是法线。
一．选择题（共9小题）
1．渔民用激光枪射鱼，应该使激光对准（　　）
A．看到的鱼 B．看到的鱼的上方
C．看到的鱼的下方 D．看到的鱼的左上方
2．如图是小敏绘制的光现象思维导图的一部分，其中一个分支的实例内容有缺失，下列选项能正确补充的是（　　）
A．海市蜃楼 B．一叶障目 C．镜花水月 D．小孔成像
3．在《中国诗词大会》中，我们品味了诗词的意境，也探寻了科学的奥秘。“潭清疑水浅，荷动知鱼散”，下列现象与“水浅”的形成原理相同的是（　　）
4．如图，是AI根据古诗词“两个黄鹂鸣翠柳，一行白鹭上青天”的意境并融入水、鱼元素创作的作品。下列描述正确的是（　　）
A．白鹭在水中的倒影，是由于光的直线传播形成的
B．看到水中的鱼，是光的折射现象
C．翠柳是光源
D．能从各个方向看见黄鹂，是由于发生了镜面反射
5．以下现象中，是由于光的折射形成的是（　　）
A．中国的皮影 B．水中的“白云”
C．水中游动的鱼 D．垂柳在水中的倒影
6．如图，一束激光斜射到空水槽底部O点，形成一个光斑，现向水槽中注入适量水，则（　　）
A．水槽底部的光斑将移到O点的左侧
B．继续沿水槽壁缓慢注水，则反射角将变小
C．继续沿水槽壁缓慢注水，则折射角将变小
D．注水后槽底的光斑亮度比未注水时槽底的光斑亮度相同
7．关于诗词中的光现象，下列说法正确的是（　　）
A．“峰多巧障日，江远欲浮天”，山峰遮住太阳是由于光的折射
B．“水中映月影，波上生清辉”，“映月影”的形成是由于光的反射
C．“绿树垂枝荫四邻，春风还似旧时春”，“荫”是绿树的影子，与平面镜成像原理相同
D．“林幽偏聚鸟，溪阔本藏鱼”，看到溪水中的鱼是光的直线传播形成的
8．如图所示，一同学将硬币放在碗底，然后后退至恰好看不到硬币的位置停下。保持硬币的位置不动，另一同学向碗中缓缓注水，当水面上升到一定高度时，就能再次看到硬币。此时看到硬币的光路图是（　　）
A．B． C．D．
9．小宇将一枚硬币放在碗底，然后后退至眼睛恰好看不到硬币的位置，如图甲所示，请另一位同学向碗中缓缓注水（硬币的位置未移动），当水面上升到一定高度时，小宇就能再次看到碗中的硬币，如图乙所示。图丙中能反映小宇的眼睛所在位置的范围是（　　）
A．范围①或范围⑦ B．范围②或范围⑥
C．范围③或范围⑤ D．范围④
二．多选题（共1小题）
（多选）10．有一圆柱形敞口容器，如图所示，下列操作使光斑向左移动的是（　　）
A．保持水面高度不变使激光笔向右平移
B．保持激光射入角度不变使水面上升
C．保持激光射入角度不变使水面下降
D．保持水面高度和入射点不变，使激光入射角减小
三．填空题（共5小题）
11．在拙政园内的池塘边，游人在树荫下欣赏水中游鱼。树荫是由于光的　 　 形成的，能看到水中的鱼是光的　 　 现象。
12．古诗中有“大漠孤烟直，长河落日圆”的壮美诗句，诗人观察到的落日并非太阳的实际位置，而是光线经过不均匀的大气时发生了 　 　 而成的像，太阳实际在图中的 　 　 位置（填甲或乙）。
13．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，其中玻璃位于MM′的　 　 侧，折射光线是　 　 。
14．光在玻璃和空气的界面同时发生了反射和折射，根据图中的信息可判断，折射角为　 　 度，界面的　 　 边是玻璃。（选填“上”或“下”或“左”或“右”）。
15．虹是太阳光射入空中大量的小水珠后，经水珠内壁反射，再折射回空气中呈现出的一种光现象。如图为发生虹现象时，红光和紫光经球形水珠分离开的光路图（图中虚线为法线），α、β为出射光线与法线的夹角，则光线①为　 　 光，α　 　 β（＞/＝/＜）。
四．作图题（共5小题）
16．光线OB是从水中折射出的光线，请画出对应的入射光线AO，并标出折射角的度数。
17．如图是经平面镜反射后的反射光线，请画出射向平面镜的入射光线和进入空气中的折射光线。
18．在图中画出入射光线AO的折射光线OB的大概位置和反射光线OC。
19．如图所示，一束光线从空气中射向一块方形玻璃砖，该玻璃砖上、下表面平行。画出该光线射入玻璃砖和从玻璃砖射出时的光路。（均保留作图痕迹）
20．欢欢在海底隧道参观，看到了漂亮的海底世界。图中A，B、C三点分别是欢欢的眼睛、真实的鱼以及欢欢观察到鱼的像的位置，请你在图中画出欢欢看到鱼的像的光路图。
五．实验探究题（共2小题）
21．图甲中，“插槽”可插入不同光学元件，“内筒”固定，“外筒”可横向移动，外筒上的“半透明薄膜”可作光屏。图乙中光学元件分别是：①凸透镜、②平面镜、③钻有小孔的遮光板。点燃蜡烛进行实验：
（1）在如图甲所示的插槽中插入光学元件①，恰能在半透明薄膜上看到烛焰清晰的像，该像是　 　 （选填“放大”或者“缩小”）的像；为了能在半透明薄膜上看到更大的像，应将蜡烛　 　 （选填“靠近”或者“远离”）插槽方向移动，并同时调节半透明薄膜的位置；
（2）当插入某光学元件后，在薄膜上看到了清晰的倒立的像，向左移动外筒，像始终清晰，则插入的光学元件是　 　 （选填“①”、“②”或者“③”），此过程中像的亮度将　 　 （选填“变亮”、“变暗”或者“不变”）。
22．为了探究光反射时的规律，小李同学将平面镜置于水平桌面上，如图甲所示。激光笔的光束射向平面镜上的O点，在平面镜上方喷水雾，从前向后观察，可在镜面上方看到　 　 条光束。实验时把平面镜放在水平桌面上，将一束光斜射到平面镜上，如图乙所示，为了使反射光和入射光的径迹同时显示在纸板上，应把纸板与平面镜　 　 放置；
（1）小李觉得每次用笔把光的传播路径描下来非常不方便。认真思考后，他想到只要在光传播的路径上标记一个合适的点就能确定光线的位置。他用到的光学知识是　 　 。
（2）若将纸板整体向后倾斜，如图丙所示，此时，纸板上ON　 　 （选填“是”或“不是”）入射光线AO的法线；反射光线在　 　 所决定的平面内。
（3）小李又借助激光笔、半圆形玻璃块和带刻度的光具盘完成了“探究光从玻璃斜射入空气的折射规律”的实验，观察到如图丁所示的1、2、3三条光束，并在光具盘上用笔描出了对应的光路。图中的折射角大小为　 　 。现在要探究光的折射现象中光路是否可逆，让入射光线逆着光路2射入，如果看到　 　 现象，就可证明光路是可逆的。
23．阅读短文，回答问题。
天宫课堂
2021年12月9日15点40分，神舟十三号乘组航天员翟志刚、王亚平、叶光富变身“太空教师”在中国空间站精彩开讲，并面向全球直播。这次授课中，三位太空老师带来了5个物理实验，印象最深刻的是“水球透镜”实验。请阅读下面的内容，并完成相关问题：本次“天宫课堂”，王亚平对实验做了一个小小的升级，通过透镜看到的竟然是一正一反两个像，这是为什么呢？其原理解释是：
（1）如图甲所示，加气泡之前的水球可以被看作是一个凸透镜。王亚平站在远处（这个凸透镜的两倍焦距以外），我们眼睛看到的是她倒立、　 　 的实像（A．放大B．等大C．缩小）。
（2）中央加气泡之后，水球因此被气泡变为了两部分，中间是空气，气泡周围是水。这个时候整个水球就变成了两个透镜，外圈部分的凸透镜虽然没有原来完整，但对光线仍然有 　 　 作用，依然能够成像，只不过透过的光线变少了而已，所以依然呈现出一个倒立的像；内圈相当于变成了两个凹透镜的组合，所以这个时候中间部分又出现了一个正立的像。因此可以在水球中同时看到一正一倒的两个像。
（3）根据上面的实验，可推测出凹透镜成 　 　 （A．放大B．缩小C．等大）的 　 　 像（A．实B．虚）。
（4）请将图中的入射光线通过透镜后的折射光线补全。
。
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