4.4 光的折射（考点解读）（学生版）

44 光的折射（考点解读）（原卷版） 1、光的折射规律 （1）在折射现象中，折射光线、入射光线、法线在同一平面内（共面）； （2）折射光线和入射光线分居在法线的两侧（分居）； （3）当光从空气斜射入水等其他透明物质（玻璃、水晶等）时，折射角小于（大于、小 于或等于）入射角；当光从水或其它透明物质斜射入空气时，折射角大于（大于、小于或 等于）入射角（不等角，在空气中的角大）。 2、光的折射现象及其应用 （1）当光从一种介质斜射入另一种介质时，光在另一种介质中传播方向发生改变的现象 叫 光的折射。 （2）光的折射发生在两种介质的交界面上，但光线在每种介质内是直线传播的。光从一 种介质垂直射入另一种介质时，其传播方向不改变（改变、不改变）。 （3）入射光线射入另一种介质时的交点（），叫入射点；入射光线与法线夹角（α）叫入 射角；折射光线与法线的夹角（γ）叫折射角。 （4）在生活中，我们常见的折射现象很多，如：看清澈的池水，池水水底变浅；在岸上 看到的鱼接近于水面；透过玻璃砖看物体发生了错位；水杯中的筷子好像弯折了；“海市 蜃楼”现象等等都是光的折射现象。 3、作光的折射光路图：（1）光的折射（2）光路可逆性。 【考点1 光的折射现象及其应用】 【典例1-1】（2023•东洲区模拟）“五一”假期小明一家到丽江边游玩。妈妈拍照时，小 明正在欣赏美景：对岸树木的倒“影”、水中的鱼“影”……，此时地面上留下了他的 身“影”。关于“影”的形成原理，下列说法正确的是（ ） ．妈妈的摄“影”——光的直线传播B．树木的倒“影”——光的反射 ．水中的鱼“影”——光的反射 D．小明的身“影”——光的折射 【典例1-2】（2023•徐州二模）诗人李白的《早发白帝城》脍炙人口。若把“朝辞白帝彩 云间”的彩云比作彩虹，这是光发生了 （“反射”或“折射”）现象；彩云可以 遮住阳光，说明了 ；“两岸猿声啼不住”是依据声音的 来判断是猿声的。 【变式1-1】（2023•天津二模）赏诗词之美，品科学之道！下列诗句所描述的现象可以用 光的折射来解释的是（ ） ．峰多巧障日 B．池水映明月 ．潭清疑水浅 D．明镜可鉴形 【变式1-2】（2023 春•昆明月考）（多选）莉莉到翠湖公游玩，美丽的风景让她流连忘返， 浮想联翩。下列说法正确的是（ ） ．一只小鸟俯冲向湖面，它在水中的像会变小 B．微风吹过湖面波光粼粼是光的反射现象 ．太阳光透过树叶间的缝隙射到地面上，形成的光斑是太阳倒立的实像 D．在知鱼廊，她从水面上方看到水中鱼的位置比实际位置“深” 【变式1-3】（2023•凤翔县二模）雨过天晴，地面上会出现建筑物的影子，影子是由于光 的 形成的。通过地面上一层薄薄的积水还可以看到建筑物的像，如图所示，积水 中建筑物的像是 （选填“虚像”或“实像”）。积水远看是薄薄的，一旦涉入水 中，发现积水的实际深度比看到的深，这是因为光从水面进入空气时发生了 现象。 【考点2 光的折射规律的应用】 【典例2-1】（2023•隆回县一模）如图所示，一束光线经杯中的水面发生折射与反射现象 后，在杯底M 点和墙面点形成两个光斑，保持入射光位置不动，在缓慢往杯中加水的 过程中，下列说法正确的是（ ） ．M 点右移，点上移 B．M 点右移，点下移 ．M 点左移，点上移 D．M 点左移，点下移 【典例2-2】（2023•鼓楼区二模）如图，一束光在两种介质的界面处同时发生了反射和折 射，折射角大小为 。若入射角变为20°，则反射光线和折射光线的夹角 于 100°。 【变式2-1】（2023•苏州模拟）如图M 是介质和B 的分界面，其中之一是空气，一束光从 介质入射到介质B，折射角为（ ） ．30° B．40° ．50° D．60° 【变式2-2】（2023•金安区校级二模）一束光从空气斜射到某液面上同时发生反射和折射， 入射光线与液面成37°角，如图所示。若反射光线与折射光线的夹角为83°，则折射角的 大小为 。 【考点3 探究光折射的特点】 【典例3-1】（2022•惠州二模）小明利用如图所示的装置探究光的折射规律，其中竖直放 置的光屏可以绕轴'折转。实验时，让激光笔发射的一束激光沿着光屏E 面斜射到水面点。 下列说法错误的是（ ） ．光从空气斜射入水中，入射角增大时，折射角也随之增大 B．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 ．将光屏F 面向后折转一定角度，则在光屏F 面上不能看到折射光线 D．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 【典例3-2】（2023•博山区二模）小华利用如图所示的实验装置，做“探究光的反射规律 和光的折射特点”的实验：她用激光笔发出一束光从空气射向水面，多次改变入射光的 方向，将实验数据记录在表中。 /° ∠ 0 15 30 45 60 75 80 /° ∠ 0 15 30 45 60 75 80 BM/° ∠ 0 11 22 32 405 465 475 （1）通过数据发现：当激光与水面成15°入射时，折射角度数为 ；在反射现象中 反射角 入射角（选填“＞”，“＜”或“＝”）；在从空气斜射入水中时，折射 角 入射角（选填“＞”，“＜”或“＝”）； （2）当入射角增大时，反射角 （选填“增大”，“减小”或“不变”）；可从 不同方向看到圆盘上的光线，是因为光束中的部分光在圆盘上发生了 反射； （3）当激光笔从水下沿B 入射时，折射光线应沿 方向射出； （4）把一枚硬币放入杯底，看到硬币的位置比它实际的位置要偏 （选填“高” 或“低”）。 【变式3-1】（2022 秋•相山区校级期末）如图所示，为研究光的折射特点的实验装置图， 实验时将一束光从空气中以不同角度入射到水中，入射角和折射角分别记录如表。 入射角/° 0 30 40 50 折射角/° 0 25 33 40 （1）从实验数据看，光从一种介质进入到另一种介质时， （选填“一定”或 “不一定”）发生折射； （2）光从空气斜射入水中发生折射时的特点有 （写出一条即可）。 【变式3-2】（2023•环翠区一模）如图1 所示，小军利用半圆形玻璃砖（点为圆心）“探 究光的折射特点”，并将收集的实验数据记录在下面的表格中。 实验次数 1 2 3 4 5 6 7 8 玻璃中的入射角 0 10° 20° 30° 40° 412° 42° 50° 空气中的折射角γ 0 152° 309° 486° 746° 81° 没有发生光的折射 （1）由第1 次实验数据可知：当光从玻璃垂直射向空气中时，小军观察到的现象是 。 （2）小军分析第2～6 次实验数据，发现光折射时的特点是 ； （写出两条）。 （3）在2～6 次实验中，小军在玻璃与空气的分界面除了观察到光的折射现象外，还同 时观察到另一种光现象。而在7、8 两次实验中，小军都没有观察到光的折射现象，但 却发现另一种光现象中光的亮度比之前几次实验的亮度大。请用作图的方法，在图2 中 尝试画出小军在第8 次实验时看到的现象。 （4）若光从空气斜射向点，且空气中的入射角为486°，则玻璃中的折射角大小为 。 （5）为了便于观察和发现光折射时的特点，在实验操作中，应使入射光始终 照射。 【考点4 作光的折射光路图】 【典例4-1】（2023•肥城市模拟）著名诗人徐志摩在《再别康桥》这首诗中写道“软泥上 的青荇，油油的在水底招摇”。下列光路图能正确反映诗人看见水底“青荇”的是（ ） ． B． ． D． 【典例4-2】（2023•前郭县四模）请在图中画出入射光线在空气与玻璃界面处发生反射和 折射的大致光路。 【变式4-1】（2022 秋•临西县期末）如图所示，一支固定好的激光笔向盛有水的水槽发射 一束激光照射到水面上的点，光线经过折射在水槽底部形成一个光斑，此时折射角 （填“大于”、“小于”或“等于”）入射角；打开水槽底部的水龙头缓慢放水，能 观察到水槽底部光斑向 （填“左”或“右”）移动，请在图中画出折射光线的大 致位置。 【变式4-2】（2023•汶上县一模）由于光的折射，池水看起来比实际的浅，夏季要特别注 意防范溺水事故。如图所示，某清澈池塘底部有一物体，站在岸边的小明（假设小明的 眼睛在处）看到物体在B 处，请画出小明看到物体的光路图。 一、选择题。 1．（2023•大兴区二模）如图所示的四个实例中，属于光的折射现象的是（ ） ． 通过后视镜看到很宽的范围 B． 通过镜子看到自己的像 ． 日晷的指针在晷面投下影子 D． 通过水滴看到放大了的叶脉 2．（2023•诸城市二模）光与影的世界是生活也是艺术，更包含着科学的知识与原理，如 图是铅笔放入装有水的玻璃杯中，置于平面镜前的情景。下列分析正确的是（ ） ．灯光下玻璃杯的影子是光的折射形成的 B．水中放大的“铅笔”是光的反射形成的 ．铅笔在水面“弯折”是光沿直线传播形成的 D．平面镜中的“玻璃杯”是玻璃杯等大的虚像 3．（2023•九龙坡区校级开学）如图所示，上下表面平行的玻璃砖水平放置，一束光以与 上表面夹角θ＝30°，从空气射到玻璃砖上表面的点，在点一部分光反射，另一部分光 折射，折射光线照射到玻璃砖的下表面的B 点。则（ ） ．点反射光线的反射角为30° B．点折射光线的折射角为60° ．射出B 点的光线与点的入射光线平行 D．点反射光线与折射光线夹角为60° 4．（2022 秋•镇江期末）如图所示，长方体水槽一定深度处支架上有一激光笔，沿图示方 向发出一束激光，在侧壁上B 处形成一个光斑，下列操作不能使光斑向上移动的是（ ） ．其他条件不变时，激光笔竖直向上移动 B．其他条件不变时，激光笔水平向左移动 ．其他条件不变时，激光笔逆时针旋转动 D．其他条件不变时，从水槽水中取出适量的水 5．（2022 秋•青羊区校级期末）对下列光现象解释合理的是（ ） ．同学们能从不同位置看到黑板上的粉笔字，是由于光发生了镜面反射 B．岸边的景物在水中的“倒影”是由于光的反射而形成的实像 ．在光的反射现象中光路是可逆的，而在光的折射现象中光路也是可逆的 D．一束光从空气射到水面，传播速度和方向可能都不发生改变 6．（2023•南山区二模）如图所示，在水中处有一条鱼，但岸上的人却看到这条鱼在B 处， 如图所示，能正确说明产生这一现象原因的光路图是（ ） ． B． ． D． 7．（2023•南溪区模拟）（多选）如图是光在空气和水的界面处发生反射和折射的光路图， ∠S＝60°，下列判断正确的是（ ） ．是入射光线、∠P 是反射角，B 是折射光线 B．B 是入射光线、RS 为法线、PQ 为界面，PQ 上方介质是水 ．入射角为30°，PQ 为法线、RS 为界面，RS 右侧介质是空气 D．入射角为30°，PQ 为法线、RS 为界面，RS 左侧介质是空气 二、填空题。 8．（2023•灵宝市二模）2022 年8 月15 日，河南驻马店出现了“日晕”奇观，如图它是由 于气温低，云中的水滴变成六棱柱状的小冰晶，此过程发生 （填物态变化名称）， 此过程需要 （选填“吸收”或“放出”）热量，太阳光穿过云层即在小冰晶上发 生 （选填“折射”或“反射”或“光沿直线传播”），看上去在太阳的周围出现 一个圆圈，由内而外呈光谱色，这就是“日晕”。 9．（2023•惠阳区一模）烈日下的湖畔树影婆娑，水中的鹅卵石清晰可见，湖面上的小鸟 上下翻飞，景色美不胜收！其中地面上的树影是由光的 形成的，游人看到水中 的鹅卵石是光的 形成的，小鸟从水面飞上树梢，它在水中所成的像 （选填 “变大”、“变小”或“不变”）。 10．（2023•澧县三模）在天宫课堂中，航天员王亚平课前整理仪容时距离平面镜1m，若 以05m/s 速度远离平面镜，在这过程中人的像 （选填“变大”“变小”、“不 变”）。上课时她将空气注入水球，形成的气泡球与水球的球心都在点，一束光线从空 气射入水球的光路如图乙所示，其中球心与入射点1的连线为法线，则进入气泡球的折 射光线可能为 （选填①、②、③、④）。 11．（2021 秋•淮北月考）如图所示，B'是人眼在处透过水面看见的河底的一块白色鹅卵石 所成的虚像。若在处用激光灯对准虚像B'照射，则激光灯发出的光 （选填“能” 或“不能”）照射到河底的那块鹅卵石上，这个现象说明光折射时，光路是 。 三、作图题。 12．（2023•岱岳区二模）小明学习古诗词时学到一句“潭清疑水浅”，为探究这句古诗背 后的科学道理，利用饮料瓶做了物理实验，如图所示，一瓶饮料放在空水槽中时，瓶底 附近的一个黑色点在处；当向水槽中加水后，眼睛放在图示位置观察，发现瓶子变短了， 瓶底附近的黑色点升高到了'处。请画出图示中的眼睛看到黑点的光路图。 13．（2023•孝南区三模）为什么池水看起来比实际的浅呢？完成这个画图，你或许能明白 其中的道理。如图，一束光从水中斜射入空气，请画出进入空气中的折射光线的大致方 向。 14．（2023•泌阳县三模）在制作防溺水安全海报时，小丽想绘制光路图，清晰明了的展示 池塘里水的实际深度比看起来的深度大，警告同学们不能贸然下水游泳。如图为未完成 的光路图，其中为水底的物体，′是岸边童看到的的像。请你在图中作出过点的入射光 线和折射光线。 15．（2023•蚌山区三模）将一根笔直的筷子斜放在装有清水的碗里，看到筷子没入水中的 部分向上翘起，如图甲所示。来自筷子点的光和'从水斜射入空气时发生偏折，如图乙所 示，请大致做出'的折射光线'并标出像'的位置。 四、实验探究题。 16．（2023•金安区校级二模）同学们在探究光的反射和折射现象时出现了以下情形，请大 家补充完整。 （1）实验中应选择表面较 （选填“光滑”或“粗糙”）的光屏来承接光路。 （2）在图乙中，将纸板B 沿PQ 剪开，把纸板B 的上半部分向后折，在纸板B 的上半 部分 （选填“能”或“不能”）观察到反射光线，表明反射光线、入射光线和法 线在同一平面内。 （3）如图丙所示探究光从玻璃斜射入空气中时，细心的同学们发现当入射角增大到某 个值时，就找不到折射光线了，这种现象叫做“全反射”。同学们将每次实验的数据及 观察到的现象记录下来并查阅相关资料，设计了如表表格，请你分析实验数据回答下列 问题（折射能量与反射能量之和等于入射能量） 入射角 0° 10° 30° 40° 412° 418° 42° 折射角α 0° 152° 486° 746° 81° 90° / 反射能量 5% 7% 43% 77% 84% 100% 100% ①光从玻璃斜射入空气时，折射角大于入射角，当入射角不小于 时，反射能量 达到100%，此时观察不到折射光线，即发生全反射现象。 ②根据光路可逆，当光从空气斜射入玻璃时，折射角小于入射角，因此 （选填 “会”或“不会”）发生全反射。 17．（2023 春•西峰区校级期中）某同学在做探究光的折射特点实验，如图是光从空气射 入水中时的光路，实验中发现，入射光线、折射光线和法线在同一平面内，折射光线和 入射光线分别位于法线的两侧。通过实验还得到如表数据，分析表中数据，可得出结论： （1）光从空气斜射到水面时，将同时发生 和折射现象； （2）光从空气斜射到水面时，折射角随入射角的变化关系是： ，且折 射角 （大于/等于/小于）入射角。当光从空气垂直射到水面时，折射角等于 （填度数）。该同学根据上述实验中的发现和结论总结出了光的折射特点。 入射角α 0° 15° 30° 45° 60° 反射角β 0° 15° 30° 45° 60° 折射角γ 0° 113° 221° 354° 409° （3）这个实验中，亮度最亮的是 （填“入射光线”、“反射光线”或“折射光 线”）。 五、解答题。 18．（2023•惠州一模）小明的书桌放在南窗边，冬日的暖阳斜射在书桌玻璃台板上，在房 间竖直雪白的墙壁上留下一块规则的光斑。有一次他将一支铅笔放在玻璃圆镜正上方约 10 厘米处，墙上光斑中出现了两个黑色的阴影，小明在思考： （1）光斑的形成是因为 ，影子的形成是由于 造成的。 （2）为什么墙上有两个黑影呢？小明进行了探究，如图甲和乙所示，当笔放在玻璃圆 镜上时，两个黑影变为紧挨着。改变铅笔和玻璃圆镜的距离。发现两个黑影对称着变化 移动。于是他认为两个黑影中一个是铅笔的影子，另一个是铅笔通过平面镜所成的像， 请帮助分析他的猜想是否有道理？ （选填“有道理”或“没有道理”）， 理由： 。 （3）为什么一只笔出现了两个影子呢？小明再次移动铅笔偏离镜面的正上方，结果发 现影子只剩下一个，如图丙所示。小明为了搞清楚背后的原理，请了老师。老师告诉小 明：一个影子由镜子反射的光照射到铅笔上被铅笔挡住形成的，一个影子是射向镜子的 太阳光被铅笔挡住形成的。请你根据老师的解释尝试在图丁中用光学作图来说明光斑中 为什么会出现两黑影的道理。 19．（2023•石家庄一模）如图甲所示，是小红拍摄的一张荷花照片，在照片上能看到三朵 荷花，水面上方的荷花、莲叶上的“荷花”和水中的“荷花”。其中莲叶上的“荷花” 是由于光的 形成的“影子”；水中的“荷花”是由于光的 （选填“反 射”“折射”）现象形成的虚像。小红还看到了水中的“鱼”，如图乙所示，鱼在水中 点的位置，试画出她看到鱼的光路图。 20．（2023•黄埔区校级模拟）如图，一束光从空气射到水面点，反射光线在容器壁上形成 一光点，折射光线在水底形成一光点B。 ①画出入射光线、经水面反射的光线及进入水中的折射光线。 ②光点在水中的像到的距离为 m； ③若入射光线方向不变，仅使水面上升，则点的位置会 （选填“上升”、“下 降”、“不变”），B 点位置会 （选填“左移”、“右移”、“不变”）。 21．（2023•海珠区一模）如图所示，水面上方有一发光点S。 （1）、b、是S 发出的三条光线，其中一条射入水中经过M 点。请画出：该光线的折射 光线，并标出对应的折射角r。 （2）挡光板上有一点D，S 发出的光线，能否通过水面反射到D 点？答：