第4章　多彩的光

4.3 光的折射

1.光的折射

定义：光从一种物质进入另一种物质时，传播方向通常会发生偏折，这种现象叫做光的折射。

2.光的折射规律

①折射光线与入射光线、法线在同一平面内

②折射光线和入射光线分居法线两侧

③当光线由空气斜射入水中时，入射角大于折射角；入射角增大，折射角也增大

④当光线垂直入射时，传播方向不变

⑤在光的折射现象中，光路是的可逆的

【重点提示】

三线共面、两线分居、空气中角最大垂直入射不改变，光路可逆不忘记

3.光的折射现象

池底变浅从池底A点来的光线在水面处发生折射，折射角小于入射角，眼睛逆着折射光线看去，感觉光是从A′点射来的，A′点就是A点的变高的虚像

海市蜃楼、筷子变弯等

4.光的折射规律作图

作图方法：找到发生折射的界面，画出法线，作出折射光线或入射光线，光发生折射时，无论是入射角还是反射角，在空气里面的角是最大的。

5.光的折射探究实验（详见重难点例题）

1.光的折射规律

【例1】（2020·河北省初二期末）如图所示，a、b、c是从空气射向水中的三条光线，OA是折射光线，则OA的入射光线是

A．a          B．b         C．c        D．无法判断

2.光的折射现象

【例2】（2020·安徽省初三二模）小明在一只空碗中放一枚硬币，后退到某处眼睛刚好看不到它．另一位同学慢慢往碗中倒水时，小明在该处又看到硬币．这种现象可以用下列哪个光路图来解释？

A． B． C． D．

3.光的折射作图

【例3】（2020·甘肃省初三一模）如图，一束光从水中斜射入空气，请作出它的反射光线和大致的折射光线．

4.光的折射探究实验

【例4】（2020·长沙市开福区青竹湖湘一外国语学校初三一模）小青同学为“探究光的折射规律”设计了如图甲所示的实验装置，在玻璃水槽中竖直放置的光屏由 E 和 F 两个半圆形光屏组成，其竖直方向的直径 NOM 为两半圆的分界线，其中光屏 F 可绕直径 NOM 在水平方向前后折转。

（1）实验时，先让光屏 EF 位于同一平面内，一束激光贴着光屏 E 从空气斜射入水中，在光屏F 上能看到折射后的光束；小明将光屏 F 向后折转一定角度后，则在光屏 F 上不能看到折射光线，这说明折射光线和入射光线__________（选填“在”或“不在”）同一平面内；

（2）小青同学探究光从水射向空气时，折射角与入射角的关系，测得的数据如图乙表格所示。由表中数据可知，光从水中斜射入空气中时，折射角___________（选填“大于”、“等于”或“小于”）入射角。

【常考1】光的折射现象判断

【例1】（2020·天津初三二模）下列现象中，属于光的折射现象的是（  ）

A．海市蜃楼          B．坐井观天

C．一叶障目          D．水中捞月

【常考2】光的折射定律探究实验

【例2】（2020·四川师范大学附属中学初三其他）在“探究光折射时的特点”试验中，让光源发出的一束光从水中以不同的角度射入空气，观察到光束在水中和空气中的径迹如图所示。回答以下问题：

（1）此现象说明_______（选填序号）

A．光路可逆

B．光在水面只发生了折射

C．光在水面只发生了反射射

D．光在水面既发生了折射又发生了反射

（2）增大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_________（选填序号）

A．入射角增大，折射角减小

B．入射角增大，折射角增大

C．折射角的大小与入射角的大小成正比

D．折射角的正弦值与入射角的正弦值成正比

（3）让这一束光垂直于水面射入空气。传播方向__________（选填序号）。

A．向右偏    B．向左偏     C．不偏

【常考3】光的折射作图

【例3】（2020·广东省初三一模）小王把一束光从空气斜射入水中，根据实验现象画出了光束在空气中和水中的光路如图所示。请根据小王的研究（如甲图标示的角度），在如乙图中画出光以32°的入射角从水中斜着射进空气的光传播的示意图，并在图上标出反射角和折射角的角度。

【热点题型1】光的折射现象判断

【例1】（2020·黑龙江省初二期末）站在河岸上的人看见水中的鱼，其实看到的是（  ）

A．鱼的虚像，较鱼的实际位置深 B．鱼的虚像，较鱼的实际位置浅

C．鱼的实像，较鱼的实际位置浅 D．鱼的实像，较鱼的实际位置深

【热点题型2】光的折射作图

【例2】（2020·江苏省初三一模）如图所示，当光线从水中射向空气时，请画出反射光线和折射光线的大致方向。

1.（2020·甘肃省初三一模）下列有关光现象的解释，不正确的是（　　）

A．“凿壁偷光”——光的直线传播 B．岸上的人看到水中的鱼——光的折射

C．“海市蜃楼”——光的折射 D．驾驶员看到后视镜中的景物——光的折射

2.（2020·山东省初三其他）宋代范仲淹的《岳阳楼记》中蕴含了丰富的光学知识，文字词句与物理知识相符合的是

A．“锦鳞游泳”，看到水里的鱼是实像

B．“皓月千里”，皎洁的月亮是光源

C．“浮光跃金”，湖面波动的光闪着金色是光的折射现象

D．“静影沉璧”，如玉璧一样月亮的倒影是光的反射现象

3.（2020·内蒙古自治区初三其他）关于光学现象，下列描述正确的是 （  ）

A．家里的穿衣镜所成的像是正立的等大的实像

B．开凿隧道时用激光来引导掘进机，利用了光的直线传播

C．自行车的尾灯是靠光的折射来引起后方车辆司机注意的

D．游泳池注水后，看上去好像变浅了，是由于光的反射形成的

4.（2020·湖北省初三其他）下列光现象中，能用光的折射知识解释的是

A．拱桥在湖中倒影

B．林间光柱

C．一叶障目，不见泰山

D．钢笔错位

5.（2020·湖北省初三其他）如图所示，渔夫叉鱼时，应瞄准哪个方向才能叉到鱼？（    ）

A．看到的鱼的前方 B．看到的鱼的方向

C．看到的鱼的上方 D．看到的鱼的下方

6.（2018·广西壮族自治区初三二模）下列关于光现象的说法中正确的是

A．平静湖面上群山的倒影是光的反射形成的实像

B．岸边看到湖水的小鱼是光的折射形成的实像

C．树荫下的圆形光斑是光沿直线传播形成的虚像

D．水中的筷子“折断”是光的折射形成的虚像

7.（2018·广西壮族自治区初二月考）人潜入水中看岸上的景物，将看到(　　)

A．变矮的景物的实像 B．变高的景物的虚像

C．变矮的景物的虚像 D．变高的景物的实像

8.（2020·山东省初三一模）下列光现象，由于光的折射形成的是（  ）

A．小孔成像 B．看见地上的书

C．水中的鱼     D．小猫照镜子

9.（2018·甘肃省初三三模）如图所示，一束光从空气斜射入水中，在水面发生反射和折射现象，图中给出了反射光线，请画出入射光线和大致的折射光线 

（______________）

10.（2020·山东省初三一模）按照要求作图．如图所示，S是点光源，作出入射光线SO的反射光线和大致的折射光线_______．

1.（2020·广西壮族自治区初二期末）如图所示的光路图中，能正确表示光从空气射人水中时发生的反射和折射现象是（　　）

A．

B．

C．

D．

2.（2020·福建省初三其他）下列古诗句中都蕴含着的光学现象，属于光的折射的是

A．床前明月光，疑是地上霜       B．溪边照影行，天在清溪底

C．举杯邀明月，对影成三人         D．潭清疑水浅，荷动知鱼散

3.（2020·江苏省初三其他）中国诗词蕴含着丰富的光学知识，下列说法正确的是（　　）

A．“小时不识月，呼做白玉盘”，天上的月亮是天然光源

B．“掬水月在手，弄花香满衣”，水中的月亮是由于光的反射形成的

C．“源清疑水浅，荷动知鱼散”，“疑水浅”是因为光一直沿直线传播

D．“峰多巧障日，江远欲浮天”，“巧障日”是因为光在经过山峰时发生了折射

4.（2020·江苏省初三一模）下列光现象中，由于光的折射而形成的是

A．平面镜中的像                       B．竖直杆的影子

C．放大的邮票                           D．拱桥的倒影

5.（2020·江苏省初三一模）如图所示，MN为水面，PQ为法线，水面下A处有潜水员，水面上方B、C处分别有小明和小红。他们分别通过水面观察对方的像，以下说法正确的是（　　）

A．小明看到小红的像是由于光的折射形成的

B．潜水员看到小明的像是由于光的反射形成的

C．小明观察小红的像对应的光路中，CO是入射光线，入射角为37°

D．潜水员观察小明的像对应的光路中，OA是折射光线，折射角为37°

6.（2019·湖北省初三其他）（2019·甘肃省初二期末）如图是光在空气和玻璃两种物质中传播的路线，由图可知：玻璃在CD的_____（填“左”或“右”），反射角的大小是_____。

7.（2020·江苏省初三二模）水中点光源S发出的光，经水面折射后被置于空气中的平面镜MN反射，反射光线为OP，如图所示．请画出水中的入射光线和对应的折射光线．

8.（2020·山西省初三一模）如图所示空气中某点光源S发出一束光经平面镜反射后，穿过游泳池中的水，照射在池底A点。请完成光路并在图中标出A的位置（保留作图痕迹）。

9.（2020·新疆维吾尔自治区初三一模）如图，入射光线从半圆形玻璃射向空气，在玻璃和空气的界面同时发生了反射和折射，请分别画出反射光线和折射光线（大概位置）。

10.（2019·湖北省初三其他）潭清疑水浅，安全记心间，如图中A是水池底某点，请大致作出人眼从岸上看到A的像A′的成像光路图。

11.（2020·福建省初三其他）小夏探究光的折射规律，将一束光从空气斜射入水中发生折射，实验数据如下表：

(1)分析数据，可以得到结论：光从空气斜射入水中时，折射角______入射角；当入射角逐渐减小时，折射角逐渐______；

(2)让光从水斜射向空气，入射角选用表中的折射角的度数，折射角恰好等于表中相应的入射角的度数，说明光路是________的；

(3)让光从水射向空气，不断增大入射角，折射角也随之增大，其中先接近90°的是______。由此猜想：继续增大入射角，可能出现的现象是______________。