第四章光的折射透鏡§4-1光的折射【學習目標】1.知道光的折射現象，體驗折射引起的錯覺；2.理解光從空氣射入水中或其它介質中時的偏折規律；3.會利用光的折射規律解決簡單的物理問題。【典例精析】知識點一、光的折射現象例題1、如圖所示，小明站在白云湖邊看到小魚在水中游動，同時發現一只“鳥”在水中飛翔，似乎在模仿另一只鳥的飛翔動作，以下說法中正確的是(????)A.小明看到的魚是光的反射形成的虛像

B.小明看到的魚是光的折射形成的實像

C.水中的“鳥”到水面的距離小于空中的鳥到水面的距離

D.如果此時下雨，水面褶皺，水中的“鳥”和魚都不見了，但光的反射和折射規律不會改變，只是不能成清晰的像【答案】DAB、因為魚兒是在水中的實際物體，是由于光線從水中通過空氣折射進入了人的眼睛，我們看到水中的魚，其實看到的是魚的虛像，是由光的折射形成的，故AB錯誤;

C、水面相當于平面鏡，因為平面鏡所成的像是正立、等大的虛像，物體和像關于平面鏡對稱，物體動，像隨之動，所以水中的“鳥”到水面的距離等于空中的鳥到水面的距離。故C錯誤;

D、如果此時下雨，水面折皺，將發生漫反射，漫反射的光線射向各個方向，反射光線跟蹤訓練：沒有射向人的眼睛，所以水中的“鳥”和魚都“不見了”，但光的反射和折射規律不會改變，只是不能形成清晰的像，故D正確。

小明在岸上看見魚在水中游玩，看到的“魚”是(????)A.光的反射形成的實像 B.光的反射形成的虛像

C.光的折射形成的實像 D.光的折射形成的虛像【答案】D【解析】看到水中的魚是由于光線從水中通過空氣進入人的眼睛的，因此是光的折射現象形成的，并且像為虛像，故ABC錯誤，D正確。

故選：D。

光的折射：光從一種透明介質斜射入另一種透明介質時，光線的傳播方向會發生改變，折射時形成的像是虛像。

本題考查了光的折射，是一道考查學生學以致用能力的好題。知識點二、實驗：探究光的折射特點例題2、某同學在做“探究光的折射特點”的實驗，如圖所示是光從空氣射入水中時的光路．實驗中發現，入射光線、折射光線和法線在同一平面內，折射光線和入射光線分別位于法線的兩側．通過實驗還得到如下表數據：入射角α/°015304560反射角β/°015304560折射角γ/°01122.135.440.9(1)在探究中，該同學在清水中滴入幾滴牛奶并攪勻，在水面上方的空氣中熏了點煙霧，以上做法是為了________________________________________________________________．(2)分析表中數據，可得出結論：①光從空氣斜射到水面時，將同時發生________和________現象．②光從空氣斜射到水面時，折射角隨入射角的變化關系是__________________________，且折射角________(填“大于”“等于”或“小于”)入射角．當光從空氣垂直射到水面時，折射角等于零．該同學根據上述實驗中的發現和結論②總結出了光的折射特點．(3)請你對該同學通過上述探究實驗得出光的折射特點的過程做出評價．是否存在不足？答：________(填“是”或“否”)；請簡要說明理由：______________________________________________________________________________．【答案】(1)更好地顯示光路

(2)①反射

折射

②折射角隨入射角的增大而增大

小于

(3)是

沒有換用其他透明介質做此實驗【解析】(1)在清水中滴入幾滴牛奶并攪勻，并在水面上方的空氣中熏了點煙霧，牛奶和煙霧可以反射光，此做法是為了更好地顯示光路．

(2)①光從空氣斜射到水面時，將同時發生反射和折射現象．②由表中數據可知，光從空氣斜射到水面時，當入射角不斷增大時，折射角也隨之增大，故折射角隨入射角的變化關系是：折射角隨入射角的增大而增大，且折射角小于入射角．當光從空氣垂直射到水面時，入射光線、折射光線和法線重合，所以折射角等于零．

(3)該同學只利用水來做實驗，這樣得出的結論具有片面性，所以他的實驗存在不足，應該換用其他透明介質再做此實驗，使結論更具有普遍性．知識點三、光的折射規律及應用例題3、春暖花開，天氣晴朗，藍天飄著朵朵白云。小芳和爸爸媽媽在公園游玩，發現水里的魚好像在云中游。如圖所示我們所看到的魚是由于光的折射形成的______像(選填“實”或“虛”)，魚的位置比像的實際位置______些(選填“深”或“淺”)。【答案】虛；深【解析】魚反射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，就會覺得魚變淺了；

而我們看到的魚，不是魚的實際位置，而是變淺的魚的虛像，所以魚的位置比像的位置深些。跟蹤訓練：如圖所示，漁夫叉魚時，應瞄準哪個方向才能叉到魚(????)A.看到的魚的前方B.看到的魚的方向

C.看到的魚的上方D.看到的魚的下方

【答案】D【解析】叉魚時將魚叉對準看到的魚，不能叉到魚，這是因為從魚身上反射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，人眼逆著折射光線的方向看去，就會覺得魚變淺了，眼睛看到的是魚的虛像，在魚的上方，所以叉魚時要瞄準看到的魚的下方，如圖所示．知識點四、光的折射作圖例題4、圖中，一條光線從空氣射入水中，請標出它的入射角α并大致畫出折射光線。

【答案】首先畫出法線，然后根據折射光線與入射光線和法線在同一平面內，在法線的由此水中畫出折射光線，光從空氣斜射入水中，所以折射角小于入射角，入射角是入射光線與法線的夾角。

如圖所示：

跟蹤訓練：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，已知反射光線為OC，請畫出大致的入射光線AO和折射光線OB。【答案】見解析

【解析】經過入射點垂直界面畫出法線，根據反射光線與入射光線分居法線兩側，在法線左側畫出入射光線，使反射角等于入射角；

在法線右側的水中從O點畫出折射光線，注意折射角小于入射角，如圖所示：。

【鞏固練習】一、選擇題1、下列光現象中，由于光的折射形成的是(

)A.樹蔭下的光斑B.橋在水中形成倒影

C.雨后彩虹D.路口反光鏡中的景象【答案】C【解析】A.樹蔭下的光斑屬于小孔成像現象，小孔成像的原理是光沿直線傳播，故A不符合題意；

B.橋在水中的倒影是平面鏡成像，屬于光的反射，故B不符合題意；

C.雨后彩虹是光的色散現象，原理是光的折射，故C符合題意；

D.路口反光鏡是凸面鏡，原理是光的反射，故D不符合題意。

故選C。

2、叉魚時，只有瞄準魚的下方才能叉到魚。如圖所示，光路圖正確規范的是(????)(S表示魚，S'表示魚的像)A.B.C.D.【答案】D【解析】AB.叉魚時，漁民看到魚的像，光線是從水中斜射向空氣，然后進入人眼，圖中光線傳播方向畫反了。故AB錯誤；

CD.叉魚時，漁民看到魚的像，光線是從水中斜射向空氣再進入人眼，根據光的折射規律可知，光從水中斜射向空氣中時，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，就會覺得魚的位置偏高，且像為虛像，因此看到像的光線應該用虛線，故C錯誤，D正確。

故選D。

3、能正確反映水中的筷子看起來向上偏折的光路是(????)A.B.C.D.【答案】C【解析】BD.水中的筷子看起來向上偏折，是光線從水中斜射入空氣時發生折射形成的，而BD圖都是光線從空氣射入水里，BD不符合題意；

AC.當光從水中斜射入空氣時，在水與空氣的交界面上發生折射，進入空氣中的折射光線遠離法線，折射角大于入射角，而我們眼睛認為光是沿著直線傳播的，看到筷子位置在折射光線的反向延長線上，從而位置比實際位置偏高，看起來筷子向上偏折，而A圖折射角小于入射角，不符合光的折射規律，A不符合題意，C符合題意。

故選C。

4、在學習“光的傳播”時，同學們做了幾個實驗，過程如下：①用激光筆射向水中，觀察到水中的光線是一條直線②向水中慢慢注入海波溶液，觀察到光線發生了彎曲，經攪拌后，觀察到光線又變直③在盛水臉盆內傾斜放入一面鏡子，當陽光射入時，會在對面的白墻上出現彩色光帶。小葉同學根據上述現象得出的結論，正確的是(

)A.過程③利用了光的折射原理 B.光只有在水中才沿直線傳播

C.光的傳播需要介質 D.攪拌可以改變光的傳播方向【答案】A【解析】

A.過程③，當太陽光從空氣進入水中時，在水面發生折射，折射角小于入射角；當光射到水中的平面鏡上后，又被反射向另一方向；光從水中又進入空氣中，發生二次折射，此時折射角大于入射角，由于不同顏色的光的偏折能力不同，故會發生色散現象，會在前面的墻上形成彩色光帶，即過程③利用了光的折射原理。故A正確；

B.光在同種均勻介質中沿直線傳播，而不是只有在水中才沿直線傳播，故B錯誤；

C.光可以真空傳播，光的傳播不需要介質，故C錯誤；

D.攪拌只是改變了溶液的均勻程度，而不是攪拌可以改變光的傳播方向，故D錯誤。

故選A。5、如圖所示，一束光在空氣和玻璃兩種介質分界面上同時發生反射和折射，下列說法正確的是(????)A.介質的交界面為MM'、折射光線OC、光從空氣射向玻璃

B.介質的交界面為MM'、折射光線OA、光從玻璃射向空氣

C.介質的交界面為NN'、折射光線OA、反射角等于60度

D.介質的交界面為NN'、折射光線OC、反射角等于30度

【答案】B【解答】

根據反射角等于入射角結合圖可知，NN'是法線，則與其垂直的MM'為界面，則OA是折射光線；又折射光線、入射光線分居法線兩側，CO是入射光線，OB是反射光線；

∠BON'為反射角；由圖知，∠BOM=60°，所以反射角∠BON'=90°?60°=30°，

根據反射角等于入射角，入射角也為30°，折射角∠AON=40°6、如圖所示，一束光線透過容器的玻璃側壁斜射到容器中，在P處形成一光斑，在向容器里逐漸加滿水的過程中，光斑將(

)A.一直向左移動

B.先向左移動再向右移回到P點

C.一直向右移動

D.先向右移動再向左移回到P點【答案】B【解析】(1)當容器內加水時，由光的折射規律可知，光將發生折射現象，折射光線靠近法線，即向下偏折，也就是在容器底的光斑向左移動，如下左圖；

(2)當水加滿后，如上右所示，光在水中傳播，故光沿直線傳播，光斑移回到P點。

故選B。7、有一圓柱形敞口容器，從其左側某一高度斜射一束激光，在容器底部都產生一個光斑O如圖所示，下列操作使光斑向左移動的是(????)A.保持水面高度不變使激光筆向右平移

B.保持激光射入角度不變使水面下降

C.保持激光射入角度不變使水面上升

D.保持水面高度和入射點不變使激光入射角增大

【答案】C【解答】

A.保持水面高度不變使激光筆向右平移，光斑右移，故A不符合題意；

B.保持激光射入角度不變，使水面下降，由下圖可知，入射點向右移動，則光斑向右移動，故B錯誤；

C.保持激光射入角度不變，使水面上升，由下圖可知，入射點向左移動，則光斑向左移動，故C正確；

D.保持水面高度和入射點不變，使激光入射角增大，折射角變大，光斑右移，故D錯誤。

故選C。

8、如圖所示，N點是人眼在M處看到的河中魚的位置．若有人從M處用一根魚叉叉魚，應對著______叉去，若從M處射出一束激光，要使激光照射到魚身上，則激光應對著______射．(????A.N點，N點 B.N點下方，N點上方

C.N點下方，N點 D.N點下方，N點下方【答案】C【解析】解：(1)光從水中斜射入空氣中時，折射角大于入射角，人之所以能看到水中的魚，是由魚反射的光線經水面折射后進入人眼，魚的像是人眼逆著折射光線看到的，所以看到的是魚的虛像，魚實際在像N的下方．

(2)光從空氣斜射入水中，折射角小于入射角，人看到的N點是魚的虛像，魚的實際位置在N點的正下方，因為激光在進入水的時候也會發生折射，所以照著N點，激光也就剛好落在魚上了．

故選C．二、非選擇題9、一束光從空氣斜射到某液面上同時發生反射和折射，入射光線與液面成37°角，如圖所示．若反射光線與折射光線的夾角為83°，則反射角的大小為

，折射角的大小為

．【答案】53°44°

【解析】入射光線與液面成37°角，則入射角為90°?37°=53°，反射角為53°.折射光線與界面的夾角為83°?37°=46°，折射角為90°?46°=44°．10、如圖所示，一束光在空氣和玻璃兩種介質的界面上同時發生反射和折射，其中折射光線是______，反射角______°，玻璃在界面的______側。【答案】OG

30

左【解析】由圖可知，∠BOE=60°，所以∠COE=90°?60°=30°，而∠COF=30°，

根據反射角等于入射角，所以CD為法線，AB為界面，

而折射光線和入射光線分別位于法線兩側，

則OG一定為折射光線，EO為入射光線，OF為反射光線。

由圖可知，折射角為：∠GOD=45°.因當光線從其它介質斜射入空氣時，折射角大于入射角。

所以這束光線是由玻璃進入空氣。

根據光由其他介質斜射入空氣時，折射角大于入射角，可知，AB左側是玻璃。

故答案為：OG；30；由玻璃進入空氣。

11、光在空氣和水的分界面處，同時發生反射和折射的光路，如圖所示，其中折射角為∠______(選填“1”、“2”或“3”)，分界面為______(選填“①”“②”)．【答案】2

②【解析】由圖可知，∠1等于∠3，因此①是法線，②是界面，CO是入射光線，OA是反射光線，OB是折射光線；

當光由其他介質進入空氣中，入射角小于折射角，當光由空氣進入其他介質中，入射角大于折射角．由∠1和∠3相等可知，∠3是入射角，∠1是反射角，∠2是折射角。

故答案為：2；②。

12、一束光與水面成30°入射，請在圖中畫出反射光線和折射光線并標出反射角。【答案】【解析】圖中入射光線與界面的夾角是30°，入射角是入射光線與法線的夾角，因此入射角是90°?30°=60°；反射角是反射光線與法線的夾角，反射角等于入射角也為60°；光由空氣斜射進入水中時，折射光線向靠近法線方向偏折，折射角小于入射角，據此完成光路，如下圖所示：

。

13、一條光線照射到水面發生反射和折射，這條光線經水面反射后的光線如圖所示。請在圖中畫出它的入射光線和折射光線的大致方向。

【答案】過入射點O作垂直于界面的法線，根據反射角等于入射角畫出入射光線；根據折射角小于入射角畫出折射光線。如圖所示：

【解析】先過入射點作出法線，