4.4光的折射參考答案與試題解析一．基礎過關（共4小題）1．光的折射：光從一種介質斜射入另一種介質時，傳播方向發生偏折的現象。【答案】偏折。【解答】解：光的折射是指光從一種介質斜射入另一種介質時，傳播方向發生偏折的現象。故答案為：偏折。2．折射現象中的基本概念（1）入射點：入射光線與界面的交點O。（2）入射光線：從一種介質射向另一種介質的光線AO。（3）折射光線：進入另一種介質的光線OB。（4）法線：經過入射點與界面垂直的直線MN。（5）入射角：入射光線與法線的夾角∠i。（6）折射角：折射光線與法線的夾角∠r。【答案】（2）AO；（3）OB；（5）法線；i；（6）法線；r【解答】解：（2）入射光線：從一種介質射向另一種介質的光線AO；（3）折射光線：進入另一種介質的光線OB；（5）入射角指的是入射光線與法線之間的夾角，即∠i。（6）折射角指的是折射光線與法線之間的夾角，即∠r。故答案為：（2）AO；（3）OB；（5）法線；i；（6）法線；r。3．光的折射規律（定律）：（1）折射光線、入射光線和法線在同一平面內；（2）折射光線、入射光線分別位于法線兩側；（3）當光從空氣斜射入水中（或其他介質）時，折射光線向法線方向偏折，折射角小于入射角；當光線從水或其他介質斜射入空氣中時，折射光線遠離法線，折射角大于入射角；（4）在光的折射現象中，光路是可逆的。【答案】（1）同一平面內；（2）兩側；（3）小于；大于；（4）可逆的。【解答】解：（1）在探究光的折射規律實驗中，將有折射光線的半個光屏向后折轉一個角度，光屏上的折射光線沒有了，說明折射光線、入射光線和法線在同一平面內；（2）在探究光的折射規律實驗中，由折射光路圖知，折射光線、入射光線分別位于法線兩側；（3）在探究光的折射規律實驗中，當光從空氣斜射入水中（或其他介質）時，由折射光路圖知，折射光線向法線方向偏折，比較折射角與入射角大小知，折射角小于入射角大小；由以上分析和光路的可逆性知，當光線從水或其他介質斜射入空氣中時，折射光線遠離法線，折射角大于入射角；（4）當光沿折射光線的相反方向射入，則在光沿原入射光線的方向射出，說明在光的折射現象中，光路是可逆的。故答案為：（1）同一平面內；（2）兩側；（3）小于；大于；（4）可逆的。4．下列光現象中，屬于光的折射現象的有①⑤。①插入水中的筷子變“彎折”；②湖面上波光粼粼；③坐井觀天，所見甚小；④“豬八戒”照鏡子；⑤漫步湖邊，看到水中的“魚兒”；⑥樹蔭下的圓形光斑。【答案】①⑤【解答】解：①插入水中的筷子看起來變“彎折”了，屬于光的折射現象，故①符合題意；②湖面上波光粼粼是由于光的反射形成的，故②不符合題意；③坐井觀天，所見甚小是光沿直線傳播形成的，故③不符合題意；④“豬八戒”照鏡子，是平面鏡成像，是由光的反射形成的，故④不符合題意；⑤漫步湖邊，看到水中的“魚兒”，是光的折射形成的虛像，故⑤符合題意；⑥樹蔭下的圓形光斑屬于小孔成像，是由光的直線傳播形成的，故⑥不符合題意。故答案為：①⑤。二．試題（共13小題）5．下列現象中，由于光的反射而形成的是（）A．鳥的倒影 B．手影游戲 C．筷子好像在水面處彎折 D．日食【答案】A【解答】解：A、鳥的倒影是平面鏡成像，成像原理是光的反射，故A正確；BD、手影游戲、日食是由光的直線傳播形成的，故BD錯誤；C、筷子好像在水面處彎折，是由于光在不同介質中產生的折射現象，故D錯誤。故選：A。6．下列說法正確的是（）A．光從空氣斜射到玻璃表面時，有可能不發生折射 B．光從空氣斜射入玻璃時，傳播的速度一定不變 C．在岸上觀察魚塘中漫游的魚，看到的“魚”是由光的折射形成的實像 D．光從空氣斜射入水中時，折射角一定小于入射角【答案】D【解答】解：A、光從空氣斜射到玻璃表面時，會發生折射，當光線垂直于玻璃面入射時，光線的傳播方向不變，故A錯誤；B、光從空氣斜射入玻璃時，傳播的速度會減小，故B錯誤；C、水中的魚反射的光線由水中斜射入空氣時，在水面處發生折射，折射光線遠離法線向水面偏折，折射光線進入人的眼睛，人們便看到了水中的魚，人們看物體的時候總是認為光是沿直線傳播的。我們認為魚在折射光線的反向延長線上，由于光的折射，實際上我們看到的“魚”是魚的虛像，它比魚的實際位置高，故C錯誤；D、光從空氣斜射入水中時，折射光線會靠近法線，折射角一定小于入射角，故D正確。故選：D。7．“海市蜃樓“在我國古書《史記》《夢溪筆談》中都有記載，下列光現象中與“海市蜃樓”形成原理相同的是（）A．樹木在水中的倒影 B．池水看起來比實際的淺 C．樹蔭下圓形的光斑 D．陽光下人的影子【答案】B【解答】解：海市蜃樓是由于空氣的密度不均勻，光在傳播過程中發生折射產生的現象。A、平靜的水面相當于平面鏡，倒影是平面鏡成的像，這是利用光的反射原理，故A錯誤；B、池底的光線由水中進入空氣時，在水面上發生折射，折射角大于入射角，折射光線進入人眼，人眼會逆著折射光線的方向看去，就會覺得池底變淺了，故B正確；C、樹蔭下圓形的光斑，是小孔成像，可以用光沿直線傳播來解釋，故C錯誤；D、陽光下的影子屬于光沿直線傳播現象，不是光的折射現象，故D錯誤。故選：B。8．小紅在平靜的湖邊看到“鳥在水中飛，魚在鳥上游”，如圖所示，對畫面中的現象解釋正確的是（）A．水中的“鳥”是由光的折射形成的 B．水中的“鳥”是實像 C．看到的“魚”比實際位置深 D．看到的“魚”是虛像【答案】D【解答】解：AB、看到水中的“鳥”屬于平面鏡成像，是由光的反射形成的與物體等大的虛像，故A錯誤，B錯誤；CD、水中的魚反射的光線斜射入空氣中時，發生折射，人逆著折射光線的方向看去，看到水中的魚比實際位置要淺一些，是魚的虛像，故C錯誤，D正確。故選：D。9．如圖所示，一束激光AO由空氣斜射入玻璃磚，折射后從另一側面射出，其出射點可能是圖中的（）A．M點 B．N點 C．P點 D．Q點【答案】B【解答】解：光線從O點斜射入玻璃中發生折射現象，折射光線向靠近法線方向偏折，折射角小于入射角，如圖所示：所以從玻璃磚再射出，射出點可能是圖中的N點。故選：B。10．如圖所示，一束光線在空氣和水的交界面處發生反射和折射，已知折射光線為OC，請畫出大致的入射光線AO和反射光線OB。【答案】【解答】解：先過折射點O垂直水面作出法線，根據折射角大于入射角，在法線左側的水中畫出入射光線，方向指向入射點；然后再根據反射角等于入射角做出反射光線，如圖所示：11．如圖所示，一束光在水和空氣兩種介質的界面上發生了反射和折射，請判斷：AD是界面。入射角的大小是30°，折射角的大小是60°，水在AD的右方。（選填“AD的右方”“AD的左方”“BF的下方”“BF的上方”）【答案】AD；30°；60°；AD的右方。【解答】解：仔細分析題圖，先分析哪是界面，BO、CO、DO不可能是界面，只有BF和AD是界面，設界面是BF，那么AD就是法線，利用光的反射定律，入射光線、反射光線必在同一種介質內，并且折射光線和入射光線分居在法線的兩側，CO應是入射光線，OE是反射光線，OG是折射光線，反射角（∠EOD）和入射角（∠COD）不相等，不符合光的反射定律，假設不成立；因此只有AD是界面，BF是法線，則GO是入射光線，OE是反射光線，OC是折射光線。根據折射角大于入射角可知，AD的右側是水，左側是空氣，因為∠AOG＝60°，則入射角∠GOF＝90°﹣60°＝30°，又因為∠COD＝30°，則折射角∠BOC＝90°﹣30°＝60°。故答案為：AD；30°；60°；AD的右方。12．詩句“大漠孤煙直，長河落日圓”給我們展現了一幅美麗的畫卷，其實詩人觀察到的落日并非太陽的實際位置（如圖所示），而是太陽光經過不均勻的大氣層發生了折射所成的像，太陽實際在圖中乙（選填“甲”或“乙”）的位置。【答案】折射；乙【解答】解：太陽落山時，太陽的實際位置在地平線下面，但太陽光經過不均勻的大氣層時發生了折射，通過折射我們看見了太陽的虛像（即觀察到的落日），此時，太陽的實際位置在圖中的乙位置。故答案為：折射；乙。13．如圖所示，請畫出激光束從三棱鏡折射入空氣時，法線的位置和折射光線的大致位置。【答案】見試題解答內容【解答】解：激光束從三棱鏡折射入空氣時，此時的折射角要大于入射角，首先做出法線，根據折射角和入射角的關系做出折射光線，如圖所示：14．圖甲是漁民叉魚的情境，有經驗的漁民都知道叉魚時不能瞄準看到的“魚”A的位置，而應該對著“魚”A稍向下的地方.請你在圖乙中畫出漁民看到水中的魚的光路圖.【答案】見解答【解答】解：人看到的魚在水中，光是從水中斜射入空氣中進入了船上的人的眼睛，當光從水、玻璃等透明介質斜射入空氣中時，折射角大于入射角，船上的人感覺光是沿直線傳播的，逆著光看去，好像是從光的反向延長線的交點處來的，比實際位置偏高，所以像在實際與的上方，故直接連接眼睛與魚的像A，與水面的交點即為入射點O，從O點作出法線，連接點A的下方的一點B與點O即為入射光線，如圖所示：15．潛水員的眼睛在水面以下A處，觀察岸上的物體。圖中的兩個B1和B2分別是物、像的位置，請在圖中作出潛水員觀察物體的光路圖和入射角i。【答案】【解答】解：連接AB2兩點（空氣中用虛線，水中用實線）與水面相交，則交點O為入射點；連接B1O即為入射光線，OA為折射光線，法線和B1O的夾角即為i，如下圖所示：16．如圖甲是王楠同學利用光具盤探究光從空氣斜射入玻璃中時的光路，經過多次實驗并記錄了數據：入射角α10°30°45°60°折射角β7.1°20.7°30°37.8°（1）實驗中，光具盤除了能讀出入射角和折射角大小外，還具有顯示光路的作用。（2）分析表格中的數據，你能得出的結論（寫出一條即可）：當光從空氣斜射入玻璃中時，折射角小于入射角。（3）由表格中的數據還可以判斷：當光以55°的入射角從空氣射入玻璃中時，其折射角大于30°（選填“等于”、“小于”或“大于”）。（4）當光以30°的入射角從玻璃斜射入空氣中時，其折射角是45°，你的依據是在光的折射中，光路是可逆的。（5）同班的陳新同學利用圖乙探究光從空氣斜射入水中時的光路。實驗時，光貼著光屏從空氣斜射入水中，將F板向后折轉一定的角度，則在F板上不能（選填“能”或“不能”）看到折射光，此時折射光線和入射光線在（選填“在”或“不在”）同一平面內。（6）保持圖乙的入射光不動，繼續往水槽里加適量的水，會看到水槽底部的亮斑B向左移動。【答案】（1）顯示光路；（2）當光從空氣斜射入玻璃中時，折射角小于入射角；（3）大于；（4）45°；在光的折射中，光路是可逆的；（5）不能；在；（6）左。【解答】解：（1）利用光具盤表面的漫反射可以顯示光路，同時能直接讀出入射角和折射角的大小；（2）由表格數據可知，當光從空氣斜射入玻璃中時，折射角小于入射角；（3）由表格數據可知，當光由空氣斜射入玻璃中時，隨著入射角的增大，折射角也增大，當入射角等于45°時折射角為30°，當入射角等于60°時折射角為37.8°，所以當入射角等于55°時折射角30°＜β＜37.8°；（4）根據在光的折射中，光路是可逆的，當光由玻璃射入空氣時，入射角小于折射角，且當入射角等于30°時，折射角為45°。（5）因折射光線和入射光線和法線在同一平面內，所以光貼著光屏從空氣射入水中，該小組同學將F板向后折轉一定角度，則在F板上不能看到折射光，此時折射光線、入射光線與法線在同一平面內；（6）當光從空氣斜射入水時，折射角小于入射角，保持入射光不動，繼續加水，入射點向左移動，會看到亮點B向左移動。故答案為：（1）顯示光路；（2）當光從空氣斜射入玻璃中時，折射角小于入射角；（3）大于；（4）45°；在光的折射中，光路是可逆的；（5）不能；在；（6）左。17．在探究“光從空氣斜射入水和油時，哪種液體對光的偏折本領較大”的實驗中，小明提出如下實驗方案：先讓一束入射光從空氣直接斜射入透明的空水槽中，記錄下光斑位置（如圖所示）；接著分別倒入水和油，記錄對應的光斑位置，再通過分析就可得到實驗結論。經討論，同學們認為這一方案是可行的，于是進行了探究實驗。（1）要實現探究目標，他們應選擇圖乙中的BD（選填字母序號）兩圖示實驗；（2）由AD兩圖的實驗不能（能/不能）得出結論，原因是沒有控制液面的高度相同。（3）某小組同學正確實驗后，所記錄的三次光斑的相對位置如圖所示，經分析可知：光從空氣斜射入水和油時，油對光的偏折本領較大。【答案】見試題解答內容【解答】解：（1）根據控制變量法的思想，要探究水和油對光的偏折本領大小，必須控制入射角和液面的高度相同，符合條件的有B、D兩圖；（2）在探究“光從空氣斜射入水和油時，哪種液體對光的偏折本領較大”的實驗中，要用到控制變量法，A圖中是水，D圖中是油，物質種類不同，液面高度不相同，因此由AD兩圖的實驗不能得出結論；（3）根據記錄，油中光斑的位置距離空氣比較遠，因此油對光線的偏折程度大，對光的偏折本領較大。故答案為：（1）BD；（2）不能；沒有控制液面的高度相同；（3）油。三．能力提升（共1小題）18．“索菲亞廣場”建成一個噴水池，在池底固定安裝一只射燈。池內無水時，射燈發出的一束光照在池壁上S點形成