2022年新苏科版物理八年级上册讲义4.1_光的折射（学生版+解析版）.docx
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4.1光的折射
【学习目标】
1.知道光的折射现象，体验折射引起的错觉；
2.理解光从空气射入水中或其它介质中时的偏折规律；
3.理解光在发生折射时，光路的可逆性；
4.会利用光的折射规律解决简单的物理问题。
【基础知识】
知识点一、光的折射现象
1、光的折射：
光从一种介质斜射入另一种介质时，传播方向发生偏折，这种现象叫光的折射。
2、基本概念
概念
定义
图示
入射光线
照射到两种介质分界面的光线AO
折射光线
光进入另一种介质被折射后的光线OB
法线
垂直于两介质分界面的直线MN
入射角
入射光线与法线的夹角i
折射角
折射光线与法线的夹角θ
3、日常现象：
（1）筷子“弯折”；
（2）池水变浅；
（3）海市蜃楼。
知识点诠释：
1、光的折射与光的反射一样都是发生在两种介质的交界处，只是反射光返回原介质中，而折射光则进入到另一种介质中，由于光在两种不同的介质里传播速度不同，故在两种介质的交界处传播方向发生变化，这就是光的折射。
如下图所示：
2、在两种介质的交界处，既发生折射，同时也发生反射。
3、光从一种介质垂直射入另一种介质时，它的传播方向不会发生改变。
知识点二、光的折射规律
1、光的折射规律：
（1）折射光线与入射光线、法线在同一平面上；（三线一面）
（2）折射光线和入射光线分居法线两侧；（两线分居）
（3）光从空气斜射入水或其他介质中时，折射角小于入射角（折射光线向法线偏折）；光从水或其他介质斜射入空气时，折射角大于入射角；
（4）入射角增大时，折射角也随着增大；
2、在光的折射现象中光路是可逆的。
知识点诠释：
1、两角关系：
（1）入射光线垂直界面入射时，折射角等于入射角等于0°；
（2）光从空气斜射入水等介质中时，折射角小于入射角；
（3）光从水等介质斜射入空气中时，折射角大于入射角。
（4）注意无论是折射角还是入射角，在空气中的角总是较大的。
2、光斜射到两种介质的分界面时，光的传播方向发生了偏折；但是光垂直照射到两种介质的交界面时，入射角为零度，折射角为零度，光还是沿直线传播。
3、光的折射看到的是物体的虚像。
【考点剖析】
考点一、光的折射规律
例1.下面哪一幅图正确地表示了光从空气进入玻璃中的光路（ ）
举一反三：
【变式】下图是光线通过厚玻璃板的折射光路示意图，其中正确的是（ ）
例2.下列关于光的折射的说法中正确的是（ ）
A．光从一种介质进入另一种介质时传播方向一定改变
B．折射角就是折射光线与镜面的夹角
C．发生光的折射时，折射角总是大于入射角
D．入射角增大时，折射角也随着增大
【思路点拨】
（1）光从一种介质斜射入另一种介质中是传播方向一般会发生变化；
（2）反射角、折射角、入射角，都是光线与法线的夹角；（3）发生折射现象时，在光速较大的介质中的角大；（4）折射角随入射角的增大而增大。
举一反三：
【变式】如图所示，一束光从空气斜射入水中，此时入射角为度，折射角入射角（选填“大于”、“等于”或“小于”）；增大入射角时，折射角（选填“增大”、“不变”或“减小”）。
考点二、光路的可逆性
例3.站在岸上的人看到平静的水面下有一静止的物体，如图，如他想用一束强光照亮物体，则应瞄准（ ）
A．看到的物体B．看到的物体的下方C．看到的物体的上方D．看到的物体的前方
考点三、光的折射作图
例4.如图所示，光源S发出的一条光线射向水中，在水面发生折射后，经过P点。
请你在图中大致作出入射光线和折射光线。
举一反三：
【变式】如图
（1）所示，在南美原始森林的河流里有一种射水鱼，它在水中看到水面上方的树枝上停留的昆虫等猎物后，便向猎物射水，使猎物落在水面上后进行捕杀，喷射出的水在空中呈抛物线形状。
关于这个情景，请你在图
（2）中作出光路图表示：
猎物P反射的光线是如何进入鱼的眼睛E的。
【真题演练】
1.（2020·孝感）下列有关光现象对应的解释与应用正确的是（ ）。
A.小孔成像是光的直线传播形成的；
B.湖中有趣的倒影是光的折射形成的；
C.游泳池注水后看上去变浅是光的反射形成的；
D.远视眼的矫正，可在眼睛前放一个合适的凹透镜
2．（2020·长沙）2020年6月21日，我国多地可以看到罕见的日环食，天文爱好者用墨水成像、小孔成像、相机拍照等方式观看或记录了这一天象奇观，下列说法正确的是（ ）。
A．日食形成的原因是光沿直线传播；
B．太阳在墨水中形成倒影是光的折射现象；
C．太阳通过小孔成像是光的反射现象；
D．太阳通过照相机镜头成的是虚像
3.（2020·达州）莲花湖是达城的后花园，在初夏的阳光下，鸟语花香，湖面波光粼粼，鱼儿在水面下游弋；树荫下的地面上有无数的圆形光斑；巴山大剧院传出优美的歌声。
此情景中从物理学的角度分析，以下说法正确的是（）。
A.树荫下地面上的圆形光斑，是光的直线传播形成的；
B.我们看见水面下的鱼儿，是鱼儿的实像；
C.湖面波光粼粼，是太阳光照在水面上发生漫反射形成的；
D.排练中的小花正在靠近剧院中的大镜子，她在镜中的像逐渐变大
4.（2020·安顺）如图所示，一束光线从水中斜射向空气，请画出折射光线的大致位置。
5.（2020·十堰）如图，空气中某点光源S发出的条光线射向水面，在水面发生反射和折射，反射光线经过P点。
请在图中作出这条入射光线、对应的反射光线和折射光线的大致方向（保留作图痕迹）。
6．（2020·湘潭）一束光从空气斜射入水中时，水中的折射光线OA如图所示，试用带箭头的直线画出入射光线的大致方向。
7.（2020·营口）如图所示，水平放置的凹透镜，F是它的焦点，光线a经回透镜折射后，再经平面镜反射，以图示的角度射到竖直放置的屏幕上。
请在图中确定平面镜的位置，完成光路图并标出经平面镜反射时反射角的大小。
【过关检测】
一、选择题
1.光线从空气垂直射入水中，其折射角为（ ）
A．0°B．45°C．60°D．90°
2.下列观察中不属于光的折射现象的是（ ）
A．夜空中星星”眨”眼眼睛
B．池水中映着一轮明月
C．海市蜃楼
D．池水变浅
3.如图所示，我们看到筷子斜插入水中的情况，正确的是（）
4.一束与液面成50°夹角的光线从空气斜射入某液体中时，折射角为30°，当入射光向法线靠拢10°时，则折射角为（ ）
A．大于30°小于40°B．大于40°C．大于20°小于30°D．30°
5.当光从玻璃中射入空气中时（ ）
A．传播方向一定会发生改变
B．折射角一定大于入射角
C．传播速度一定会发生改变
D．入射角增大时折射角随之减小
6.如图所示，一束激光AO由空气斜射入玻璃砖，折射后从另一侧面射出，其出射点可能是图中的（ ）
A．M点B．N点C．P点D．Q点
二、填空题
7.我们观察到水中的鱼和水中的云，前者是光的________现象；后者是光的________现象。
8.一束光垂直玻璃的表面射入玻璃时，光的传播方向________，光的传播速度________。
（填“不变”、“变小”或“变大”）。
9.如图所示，入射光线是______，反射光线是_______，折射光线是_______，入射角等于______，反射角等于_____，折射角等于______。
10.当光从空气中入另一种介质中时，传播方向发生，这种现象叫做，光从空气中射入水中或其它介质中时，折射光线向偏折，此时折射角入射角；当光从其它物质斜射入空气中时，折射角入射角。
当光线垂直入射到两种介质的分界面上时，折射角与入射角，且等于度。
11.人站在岸边看到池水中的鱼比鱼的实际位置要些（选填“深”或“浅”），这是由于光从中射向时发生折射的缘故。
三、作图与实验探究题
12.如图所示，一容器的底面有一平面镜，容器中盛有水，一束光线与水面的夹角为，画出进入水中，经平面镜反射又射入空气中的光线传播路线。
13.在图1中，画出反射光线以及折射光线的大致方向；在图2中，画出折射光线的大致方向。
14.插入水中的筷子，在水中的部分看起来向上弯折，如图所示，人眼在C点处看到筷子B点的像在位置B′点。
请画出B点的一条光线经水面折射后过C点的光路图。
15.某同学研究光的折射规律，记录实验数据如表
（1）分析实验数据得知，当光从一种介质斜射人另一种介质时，折射角跟入射角之间的关系是。
（2）请你推测这位同学做实验时，人射光线可能是从进入。
4.1光的折射
【学习目标】
1.知道光的折射现象，体验折射引起的错觉；
2.理解光从空气射入水中或其它介质中时的偏折规律；
3.理解光在发生折射时，光路的可逆性；
4.会利用光的折射规律解决简单的物理问题。
【基础知识】
知识点一、光的折射现象
1、光的折射：
光从一种介质斜射入另一种介质时，传播方向发生偏折，这种现象叫光的折射。
2、基本概念
概念
定义
图示
入射光线
照射到两种介质分界面的光线AO
折射光线
光进入另一种介质被折射后的光线OB
法线
垂直于两介质分界面的直线MN
入射角
入射光线与法线的夹角i
折射角
折射光线与法线的夹角θ
3、日常现象：
（1）筷子“弯折”；
（2）池水变浅；
（3）海市蜃楼。
知识点诠释：
1、光的折射与光的反射一样都是发生在两种介质的交界处，只是反射光返回原介质中，而折射光则进入到另一种介质中，由于光在两种不同的介质里传播速度不同，故在两种介质的交界处传播方向发生变化，这就是光的折射。
如下图所示：
2、在两种介质的交界处，既发生折射，同时也发生反射。
3、光从一种介质垂直射入另一种介质时，它的传播方向不会发生改变。
知识点二、光的折射规律
2、光的折射规律：
（1）折射光线与入射光线、法线在同一平面上；（三线一面）
（2）折射光线和入射光线分居法线两侧；（两线分居）
（3）光从空气斜射入水或其他介质中时，折射角小于入射角（折射光线向法线偏折）；光从水或其他介质斜射入空气时，折射角大于入射角；
（4）入射角增大时，折射角也随着增大；
2、在光的折射现象中光路是可逆的。
知识点诠释：
1、两角关系：
（1）入射光线垂直界面入射时，折射角等于入射角等于0°；
（2）光从空气斜射入水等介质中时，折射角小于入射角；
（3）光从水等介质斜射入空气中时，折射角大于入射角。
（4）注意无论是折射角还是入射角，在空气中的角总是较大的。
2、光斜射到两种介质的分界面时，光的传播方向发生了偏折；但是光垂直照射到两种介质的交界面时，入射角为零度，折射角为零度，光还是沿直线传播。
3、光的折射看到的是物体的虚像。
【考点剖析】
考点一、光的折射规律
例1.下面哪一幅图正确地表示了光从空气进入玻璃中的光路（ ）
【答案】C
【解析】A、光从空气斜射入玻璃中，折射角应小于入射角，而图中折射角却大于入射角，故本选项错误；B、折射光线与入射光线在法线的同侧了，所以画法错误，不符合题意；C、光从空气斜射入玻璃中，折射角小于入射角．故本选项正确．符合题意；D、光从空气斜射入玻璃，光的传播方向没有变，故本选项错误，不符合题意；故选C。
【总结升华】题目考查了光的折射规律，解答这类题目要注意，光是从空气斜射入其它介质，还是从其它介质斜射入空气。
在空气中的角总是大的。
举一反三：
【变式】下图是光线通过厚玻璃板的折射光路示意图，其中正确的是（ ）
【答案】A
例2.下列关于光的折射的说法中正确的是（ ）
A．光从一种介质进入另一种介质时传播方向一定改变
B．折射角就是折射光线与镜面的夹角
C．发生光的折射时，折射角总是大于入射角
D．入射角增大时，折射角也随着增大
【思路点拨】
（1）光从一种介质斜射入另一种介质中是传播方向一般会发生变化；
（2）反射角、折射角、入射角，都是光线与法线的夹角；（3）发生折射现象时，在光速较大的介质中的角大；（4）折射角随入射角的增大而增大。
【答案】D
【解析】A、垂直入射时传播方向不变，故A错误；B、折射角是折射光线与法线的夹角，故B错误；
C、光由空气斜射入其他介质时折射角小于入射角，由其他介质斜射入空气时，折射角大于入射角，故C错误；D、入射角增大，折射角也增大，故D正确。
【总结升华】
（1）光线传播方向发生改变要注意：
斜射入、一般会改变；
（2）折射角随入射角的增大而增大，但折射角不是一定大于入射角。
举一反三：
【变式】如图所示，一束光从空气斜射入水中，此时入射角为度，折射角入射角（选填“大于”、“等于”或“小于”）；增大入射角时，折射角（选填“增大”、“不变”或“减小”）。
【答案】30；小于；增大
考点二、光路的可逆性
例3.站在岸上的人看到平静的水面下有一静止的物体，如图，如他想用一束强光照亮物体，则应瞄准（ ）
A．看到的物体B．看到的物体的下方C．看到的物体的上方D．看到的物体的前方
【答案】A
【解析】我们看到水中的物体，是物体的光经水面折射以后进入我们眼睛形成的，如果一束光照到此物体，根据光的传播路径的可逆性，只要逆着光传播的方向照射就可以找到物体上。
【总结升华】题目考查了光的折射中光路的可逆性。
考点三、光的折射作图
例4.如图所示，光源S发出的一条光线射向水中，在水面发生折射后，经过P点。
请你在图中大致作出入射光线和折射光线。
【答案与解析】连接SP交水面于点A，从点P向水面引垂线，交水面于点B，在A、B两点间取一点O；
过O点垂直水面作出法线，连接SO画出入射光线，连接OP画出折射光线，如图所示：
【总结升华】题目考查了光的折射规律，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。
举一反三：
【变式】如图
（1）所示，在南美原始森林的河流里有一种射水鱼，它在水中看到水面上方的树枝上停留的昆虫等猎物后，便向猎物射水，使猎物落在水面上后进行捕杀，喷射出的水在空中呈抛物线形状。
关于这个情景，请你在图
（2）中作出光路图表示：
猎物P反射的光线是如何进入鱼的眼睛E的。
【答案】在水面上取一点O，过O点垂直水面作出法线，连接PO为入射光线，OE为折射光线，注意折射角小于入射角，如图所示：
【真题演练】
1.（2020·孝感）下列有关光现象对应的解释与应用正确的是（ ）。
A.小孔成像是光的直线传播形成的；
B.湖中有趣的倒影是光的折射形成的；
C.游泳池注水后看上去变浅是光的反射形成的；
D.远视眼的矫正，可在眼睛前放一个合适的凹透镜
【答案】A。
【解析】A．小孔成像是由光的直线传播形成的，故A正确；
B．湖中有趣的倒影是光的反射形成的，故B错误；
C．游泳池注水后看上去变浅是光的折射形成的，故C错误；
D．远视眼的矫正，可在眼睛前放一个合适的凸透镜，故D错误。
故选A。
2．（2020·长沙）2020年6月21日，我国多地可以看到罕见的日环食，天文爱好者用墨水成像、小孔成像、相机拍照等方式观看或记录了这一天象奇观，下列说法正确的是（ ）。
A．日食形成的原因是光沿直线传播；
B．太阳在墨水中形成倒影是光的折射现象；
C．太阳通过小孔成像是光的反射现象；
D．太阳通过照相机镜头成的是虚像
【答案】A。
【解析】A、月球转到太阳和地球之间，太阳、地球和月球在同一直线上，由于光是沿直线传播的，太阳发出的光线被月球遮挡，地球上的人在某个区域看到日环食，在某个区域看到日偏食，所以日环食是光直线传播的结果，故A正确。
B、水中倒影，属于平面镜成像，是光的反射现象，故B错误。
C、太阳通过小孔成像是由光的直线传播形成的，故C错误。
D、太阳通过照相机镜头成倒立、缩小的实像，故D错误。
故选：
A。
3.（2020·达州）莲花湖是达城的后花园，在初夏的阳光下，鸟语花香，湖面波光粼粼，鱼儿在水面下游弋；树荫下的地面上有无数的圆形光斑；巴山大剧院传出优美的歌声。
此情景中从物理学的角度分析，以下说法正确的是（）。
A.树荫下地面上的圆形光斑，是光的直线传播形成的；
B.我们看见水面下的鱼儿，是鱼儿的实像；
C.湖面波光粼粼，是太阳光照在水面上发生漫反射形成的；
D.排练中的小花正在靠近剧院中的大镜子，她在镜中的像逐渐变大
【答案】A。
【解析】A．树荫下地面上的圆形光斑是小孔成像，是光沿直线传播的现象，故A正确；
B．我们看见水面下的鱼儿是经过折射后的像，为虚像，故B错误；
C．水面相当于平面镜，湖面波光粼粼，是太阳光照在水面上发生镜面反射形成的，故C错误；
D．平面镜成的像与物大小相同，小花大小没变，所以像也没变，故D错误。
故选A。
4.（2020·安顺）如图所示，一束光线从水中斜射向空气，请画出折射光线的大致位置。
【解析】根据光从水中斜射入空气中，折射角大于入射角画出折射光线。
如图所示：
。
5.（2020·十堰）如图，空气中某点光源S发出的条光线射向水面，在水面发生反射和折射，反射光线经过P点。
请在图中作出这条入射光线、对应的反射光线和折射光线的大致方向（保留作图痕迹）。
【解析】过光源S作水面的垂线，此时的水面相当于平面镜的镜面，据平面镜的成像特点，找光源S在水中的像S＇，连接S＇P，S＇P与水面的交点，即为入射点O，作S＇P时，OP段为实线，即为经过P点的反射光线，OS＇段为虚线，是反射光线的反射延长线，不是实际光线。
连接SO，即为入射光线。
接着作出水面的法线，再根据光的折射定律作出SO的折射光线。
作图如下：
6．（2020·湘潭）一束光从空气斜射入水中时，水中的折射光线OA如图所示，试用带箭头的直线画出入射光线的大致方向。
【解析】图中已知是折射光线，下面是水、上面是空气，首先过折射点画出法线（用虚线），根据“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”在法线右侧的空气中画出入射光线；如图所示：
7.（2020·营口）如图所示，水平放置的凹透镜，F是它的焦点，光线a经回透镜折射后，再经平面镜反射，以图示的角度射到竖直放置的屏幕上。
请在图中确定平面镜的位置，完成光路图并标出经平面镜反射时反射角的大小。
【解析】过光线a与凹透镜的交点做平行于主光轴的光线，则该光线为光线a过凹透镜的折射光线，延长光线a的折射光线及射向屏幕的光线交于一点，该点即为经平面镜反射的入射点，过该点做入射光线与反射光线所成夹角的角平分线，即为法线，过入射点做垂直于法线的直线，则为平面镜所在位置。
由几何知识可知，在平面镜反射时，入射角和反射角为60°，完成光路图并标出经平面镜反射时反射角的大小，如图所示：
【过关检测】
一、选择题
1.光线从空气垂直射入水中，其折射角为（ ）
A．0°B．45°C．60°D．90°
【答案】A
【解析】一束光线从空气垂直水面射入时，此时入射光线、反射光线、折射光线与法线重合，所以夹角都为0°，即反射角为0°，折射角为0°；故选A。
2.下列观察中不属于光的折射现象的是（ ）
A．夜空中星星”眨”眼眼睛
B．池水中映着一轮明月
C．海市蜃楼
D．池水变浅
【答案】B
【解析】A、夜空中星星”眨”眼睛是由于空气的不均匀，光的传播方向一直发生改变的缘故，因此属于折射现象；B、池水中映着一轮明月是由于光的反射现象形成的水面成像现象；C、海市蜃楼是由于介质的不均匀使光路发生改变的缘故，因此属于光的折射现象；D、池底的光线由水中进入空气时，在水面上发生折射，折射角大于入射角，折射光线进入人眼，人眼会逆着折射光线的方向看去，就会觉得池底变浅了，故选B。
3.如图所示，我们看到筷子斜插入水中的情况，正确的是（）
【答案】D
【解析】此时筷子斜插入水中，由于光的折射，从上面看筷子在水中部分的位置比实际位置高一些，看起来向上弯折。
4.一束与液面成50°夹角的光线从空气斜射入某液体中时，折射角为30°，当入射光向法线靠拢10°时，则折射角为（ ）
A．大于30°小于40°B．大于40°C．大于20°小于30°D．30°
【答案】C
【解析】根据题意可知，当入射角等于40°时，折射角等于30°；当入射光线向法线靠拢10°时，入射角等于30°；根据光从空气斜射入其它介质时，折射角小于入射角可知，折射角小于30°；由于折射角随入射角的增大而增大，因此当光从空气斜射入其它介质时，折射角的变化量小于入射角的变化量，即折射角大于20°。
5.当光从玻璃中射入空气中时（ ）
A．传播方向一定会发生改变
B．折射角一定大于入射角
C．传播速度一定会发生改变
D．入射角增大时折射角随之减小
【答案】C
【解析】当光从空气斜射入水或其他介质中时，折射光线与入射光线和法线在同一平面内，折射光线与入射光线分居法线两侧；折射角小于入射角；当入射角增大时，折射角也随着增大；垂直入射时，传播方向不变；故ABD错误；光在不同介质中传播时，波长变化，光速也发生变化，光从玻璃射入空气时，光速变大，故C正确；故选C。
6.如图所示，一束激光AO由空气斜射入玻璃砖，折射后从另一侧面射出，其出射点可能是图中的（ ）
A．M点B．N点C．P点D．Q点
【答案】B
【解析】光线从O点斜射入玻璃中发生折射现象，折射光线向靠近法线方向偏折，折射角小于入射角，如图所示，所以从玻璃砖再射出，射出点可能是图中的N点。
二、填空题
7.我们观察到水中的鱼和水中的云，前者是光的________现象；后者是光的________现象。
【答案】折射；反射
8.一束光垂直玻璃的表面射入玻璃时，光的传播方向________，光的传播速度________。
（填“不变”、“变小”或“变大”）。
【答案】不变；变小
9.如图所示，入射光线是______，反射光线是_______，折射光线是_______，入射角等于______，反射角等于_____，折射角等于______。
【答案】AO；OB；OC；45°；45°；60
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