3.4探究光的折射规律 一．选择题（共10小题）1．当发生光的折射时，下列说法正确的是（ ）A．折射角一定小于入射角B．入射光线靠近法线折射光线也靠近法线C．入射角减小5°时，折射角也减小5°D．光的折射过程中，光路是不可逆的2．如图所示，是光在空气和玻璃两种介质中传播情形，下列说法中不正确的是（ ）A．入射角等于60°B．折射角等于40°C．NN′是界面D．MM′的右边是玻璃3．图所示的光路图中，能够正确表示光由水中射入空气中的是（ ）A．B．C．D．4．下列不能用“光路具有可逆性”解释的现象是（ ）A．人在岸上看水中的游鱼时，鱼儿也能看到岸上的人B．汽车的灯光照前方的自行车尾灯上，灯光又沿原方向返回C．小明在平面镜中看到小红，小红通过平面镜也看到了小明D．用潜望镜能观察到水面的情况5．如图所示的光现象中，由于光的折射形成的是（ ）17A．塔在水中形成“倒影”B．景物在凸面镜中成像C．日晷面上呈现晷针的影子D．筷子好像在水面处“折断”6．下列有关光现象的解释不正确的是（ ）A．雨后睛朗的夜晚，背着月光行走，为了不踩着地上的积水应该不走亮处B．“潭清疑水浅，荷动知鱼散”句中的水浅是由于光的折射造成的错觉C．“井底之蛙”是由于光的直线传播才造成的“坐井观天，所见其小”D．“云在水中飘，鱼在云上游”是既有光的反射也有光的折射形成的现象7．如图光现象中，形成原因和其它三个不同的是（ ）A．雨后彩虹B．水中倒影C．铅笔“折断”17D．海市蜃楼8．小李把一个硬币放在碗里，移动碗直到眼睛看不到为止，保持头部不动往碗里倒水，倒到一定程度时，小李又重新看到硬币。小李用作图方法说明结论正确的是（ ）A．B．C．D．9．关于生活中的一些光现象，下列分析正确的是（ ）A．树木在阳光下的“影子”是由光的反射产生的B．树木在平静水面的“倒影”是由光的折射产生的C．透过露珠看到被放大的树叶叶脉是光的折射形成的虚像D．海面上的“海市蜃楼”是光在海面发生反射后成的虚像10．如图所示，一束光从空气斜射到玻璃表面，下列光路图中正确的是（ ）A．B．C．D． 二．填空题（共8小题）11．如图所示是光从玻璃斜射入空气中时，所发生的反射和折射的情况（其中∠1=∠2），由此可判断出 （填字母）为折射光线，空气在界面的 方（选填“上”、“下”、“左”或“右”）。12．小红爷爷在岸上A处看到水中B处有一条鱼在云朵里游泳，鱼是 现象，云朵是 17现象，（均选填“光的折射”或“光的反射”）．若小红爷爷拿着鱼叉准备叉鱼，他应该对准 射出（选填“鱼”“鱼上方”“鱼下方”）。13．泳池底部一个装饰灯发出的光从水中斜射向空气时会发生偏折，逆着光线看去，会感觉到灯的位置 （选填“升高”“降低”或“不变”），即池水看起来比实际的 （选填“深”“浅”或“不变”）．人的位置不动，泳池中抽出一部分水，看到的灯的位置比原来 （选填“升高”“降低”或“不变”）。14．古诗中有许多描述光学现象的诗句，如“潭清疑水浅”说的就是光的 现象；“池水映明月”说的就是光的 现象。“一叶障目，不见森林”说的就是光的 现象。15．如图所示，2022年2月19日，我国黑龙江省鸡西市的天空中出现了“四日同辉”的奇妙景观，这是幻日现象。出现幻日现象是因为天空中半透明的薄云里面，漂浮着六角形柱状的冰晶体，当它们整齐地垂直排列在空中，太阳光照射到这些六角形冰柱上时发生了 ；阳光照射到树木后，在地面出现了树木的影子，可以用 来解释。16．小文和小满在探究“光的折射规律”时，通过实验收集到一组实验数据，当入射角为45°时，折射角为30°．但粗心的小文没有及时在图中标出折射光线的位置，请你在图中标出折射光线，根据图示可知光的传播方向改变的角度是 。17．在古书《史记》《梦溪笔谈》中都有关于海市蜃楼的记载，这种现象是由于光的 形成的；光污染中的白亮污染是由光的 形成的。18．如图所示，小希看见水中有条小鱼。A、B两点一处是“眼中鱼”，另一处是真实鱼的位置。若要在眼睛处用一束激光照射到水中鱼上，应瞄准水中的 （选填“A”、“B”或“AB之间”）。17 三．作图题（共2小题）19．一束光斜射入水中，当入射角为45°时，折射角为30°．请你在图中画出折射光线，并标出折射角的大小。20．如图所示，点S表示天空中的小鸟，点S′表示游泳者在水下看到的小鸟，请画出游泳者能看到小鸟的一条入射光线和对应的折射光线。（保留作图痕迹） 四．实验探究题（共2小题）21．如图所示是某小组研究光的折射规律的实验原理图，下表记录了不同的入射角和对应的折射角的实验测量数据。入射角i6.7°13.3°19.6°25.2°30.7°35.1°38.6°40.6°折射角γ10°20°30°40°50°60°70°80°（l）请你根据表格中的数值并结合光路图，以光从空气进入到玻璃中的情况为例，对光从其它透明介质得到具进入空气中的折射规律加以总结，将下列结论补充完整。a．折射光线跟入射光线和法线在同一平面内，并且分别位于法线两侧；b． （2）该组同学在实验中发现，光从玻璃进入到空气中时，有一部分光反射到玻璃砖内，请你在图中作出这条入射光线经过玻璃面反射后的光路图。17（3）当入射角增大到某一角度，使折射角达到90°时，折射光线就消失了，只剩下反射光线，这种现象叫做全反射。该组同学在进行光从玻璃进入到空气中的实验时观察到了这样的现象，他们继续进行光从空气进入玻璃中的实验，当入射角增大时， （选填“能”或“不能”）观察到全反射现象。22．小明同学为探究光的折射规律设计了如图所示的实验装置，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在水平面内前后折转。（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上可以看到折射后的光束。小明将光屏F向后折转一定角度后，则在光屏F上 （选填“能”或“不能”）看到折射光，这说明折射光和入射光 （选填“在”或“不在”）同一平面内。（2）保持入射点O不变，多次改变入射光AO与ON的夹角进行实验，他测量记录了如下表所示的数据。分析这些数据得出的结论是 。（写出一条即可）（3）小明将光屏F调至与光屏E在同一平面内，然后在玻璃水槽底部用另一只激光笔让光贴着光屏F沿BO射向水面时，可看到折射光沿OA方向射出，这说明在光的折射现象中光路是 。入射角α30°45°60°折射角β22°32°41° 1717（沪粤版）2022-2022学年度八年级物理上册同步练习：3.4探究光的折射规律参考答案与试题解析 一．选择题（共10小题）1．【分析】光的折射定律的内容：入射光线、法线、折射光线在同一平面内；折射光线和入射光线分别位于法线两侧；当光线从空气斜射入其它透明介质时，折射角小于入射角。当光线垂直射入时，传播方向不改变，折射，反射过程中光路可逆。【解答】解：A、当光线垂直射入水中时，折射光线的传播方向不变，即此时没有发生折射，并且折射角等于入射角都等于0；当光从空气中斜射入水中时，折射角小于入射角；综上分析可得，折射角等于或小于入射角，故A错误；B、入射光线靠近法线时，入射角变小，折射角变小，折射光线靠近法线，故B正确；C、入射光线减小5°时，当光从空气斜射入水时，折射角增大角度减小小于5°，当光从水斜射入空气时，折射角增大角度减小大于5°，故C错误；D、光的反射和光的折射过程中，光路是可逆的，故D错误。故选：B。 2．【分析】首先要掌握入射角和反射角及折射角的概念：知道入射角是入射光线与法线的夹角；反射角是反射光线与法线的夹角；折射角是折射光线与法线的夹角。其次需要掌握光的反射定律和折射定律的内容。【解答】解：根据反射定律知，反射角等于入射角，所以水平方向的直线NN′为法线，竖直方向的直线MM′为界面；由图中光线与界面的夹角为60°可知，入射角为60°，则反射角也为60°。由图可知折射光线与法线的夹角为90°﹣50°=40°，所以折射角为40°。光从空气斜入玻璃，折射角小于入射角，则MM′的右边是玻璃。故ABD正确，C错误。故选：C。17 3．【分析】光的折射定律：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；当光从水中斜射入空气中时，折射光线远离法线，折射角大于入射角。【解答】解：A、光从水斜射入空气中时，折射角大于入射角，而A图表示的是光从空气射入水中，入射光线的方向不对，故A错误；B、光从水斜射入空气中时，折射角大于入射角，而B图中折射角等于入射角，故B错误；C、光从水斜射入空气中时，入射光线的方向不对，故C错误；D、光从水斜射入空气中时，折射光线与入射光线分居法线两侧，并且折射角大于入射角，故D正确；故选：D。 4．【分析】在光的反射、折射中，光路是可逆的。自行车的尾灯是利用两面相互垂直放置的平面镜通过光的反射来工作的。【解答】解：A、人在岸上看水中的游鱼时，这是光的折射现象，鱼儿也能看到岸上的人，能证明光路具有可逆性，故A不符合题意；B、自行车的尾灯是两面垂直放置的平面镜，当光射向尾灯时，经过两次反射，最后的反射光线将沿原方向返回，不能证明光路具有可逆性，故B符合题意；C、小明在平面镜中看到小红，小红通过平面镜也看到了小明，这是光的反射现象，能证明光路具有可逆性，故C不符合题意；D、用潜望镜能观察水面情况时，在水面也能通过潜望镜观察到观察者，能证明光路具有可逆性，故D不符合题意。故选：B。 5．【分析】（1）光在同种、均匀、透明介质中沿直线传播，产生的现象有小孔成像、激光准直、影子的形成、日食和月食等；17（2）光线传播到两种介质的表面上时会发生光的反射现象，例如水面上出现岸上物体的倒影、平面镜成像、玻璃等光滑物体反光都是光的反射形成的；（3）光线在同种不均匀介质中传播或者从一种介质进入另一种介质时，就会出现光的折射现象，例如水池底变浅、水中筷子变弯、海市蜃楼等都是光的折射形成的。【解答】解：A、塔在水中形成“倒影”影，是水面成像，属于光的反射现象，故A错误；B、景物在凸面镜中成像扩大视野，是凸面镜成像，属于光的反射现象，故B错误；C、影子是光的直线传播形成的，故C错误；D、筷子好像在水面处向上弯折，属于光的折射现象，故D正确。故选：D。 6．【分析】（1）光的反射包括镜面反射和漫反射。（2）当光从一种介质斜射入另一种介质时，传播方向的会偏折，发生折射现象；（3）光在同一均匀介质中沿直线传播。光沿直线传播的实例有：小孔成像、激光准直、影子、日食和月食等。（4）我们看到水中的物体，其实看到的是物体的虚像，是由光的折射形成的。【解答】解：A、当我们迎着月光走时，镜面反射的光正好射到我们的眼睛，所以看到的亮处是水。而当我们背着月光走时，镜面反射的光完全不能进入人眼，此时进入眼睛的只有地上漫反射的光，所以看到的暗处是水，故A错误；B、潭清疑水浅，是由于光从水中射入空气中，在水面处发生光的折射而产生的现象，故B正确；C、坐井观天，所见甚小，这是由于光的直线传播形成的，故C正确；D、当光遇到水面时会发生反射，此时水面相当于一平面镜，所以看见水中的“云”是由光的反射现象形成的虚像；鱼生活在水里，鱼反射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，就会觉得鱼变高了，所以看到了鱼的虚像，故D正确。故选：A。 7．17【分析】①要掌握光的折射现象，知道水底看起来比实际的要浅、斜插入水中的筷子向上折、海市蜃楼、凸透镜成像都是光的折射。②要掌握光的反射现象，知道平面镜成像是由于光的反射形成的。③要掌握光沿直线传播现象，知道影子的形成、日月食的形成、小孔成像都是光沿直线传播形成的。【解答】解：A、雨过天晴时，常在天空出现彩虹，这是太阳光通过悬浮在空气中细小的水珠折射而成的，白光经水珠折射以后，分成各种彩色光，这种现象叫做光的色散现象。B、水中倒影属于平面镜成像；平面镜成像是光的反射原理。C、铅笔“折断”，是由于光的折射形成的现象错误。D、海市蜃楼是一种由光的折射产生的现象，是由于空气的密度不均匀而引起的。综上可知，B符合题意。故选：B。 8．【分析】首先要弄清人看到物体时，是物体发出或反射出的光进入人眼，而不是人的眼光照到物体上；其次要弄清发生折射现象时，折射角和入射角的大小关系。【解答】解：硬币反射的光由水中斜射入空气中发生折射现象，折射光线远离法线方向偏折，即折射角大于入射角，人眼逆着折射光线看去，就看到硬币了。故选：B。 9．【分析】（1）光在同种、均匀、透明介质中沿直线传播，产生的现象有小孔成像、激光准直、影子的形成、日食和月食等；（2）光线传播到两种介质的表面上时会发生光的反射现象，例如水面上出现岸上物体的倒影、平面镜成像、玻璃等光滑物体反光都是光的反射形成的；（3）光线在同种不均匀介质中传播或者从一种介质进入另一种介质时，就会出现光的折射现象，例如水池底变浅、水中筷子变弯、海市蜃楼、凸透镜成像等都是光的折射形成的。【解答】解：A、树木在阳光下的“影子”光是沿直线传播形成的，故A错误；B、树木在平静水面的“倒影”属于平面镜成像，是由于光的反射形成的，故B错误；C、露珠相当于放大镜，透过露珠看到被放大的树叶叶脉是光的折射形成的虚像，故C正确；17D、海面上的“海市蜃楼”是光在海面发生折射后成的虚像，故D错误。故选：C。 10．【分析】（1）光的反射定律：反射光线与入射光线、法线在同一平面上；反射光线和入射光线分居在法线的两侧；反射角等于入射角。（2）光的折射定律：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；当光从空气斜射入水里或其它透明介质中时，折射光线向法线方向偏折，折射角小于入射角。【解答】解：A、图中描述的是光从空气斜射入玻璃中的情境，反射角等于入射角，符合反射定律；折射角小于入射角，符合折射定律，故该图正确。B、图中描述的是光从空气斜射入玻璃中的情境，反射角等于入射角，符合反射定律；折射角大于入射角，不符合折射定律，故该图不正确。C、图中描述的是光从空气斜射入玻璃中的情境，反射角等于入射角，符合反射定律；折射光线和入射光线位于法线的同侧了，不符合折射定律，故该图不正确。D、图中光的传播方向不清楚，有两条入射光线，分不清是光从空气斜射到玻璃表面，还是光从玻璃表面斜射入空气，故该图不正确。故选：A。 二．填空题（共8小题）11．【分析】首先根据反射角和入射角相等，找出法线，从而确定界面，然后根据折射光线和入射光线的关系确定出折射光线。【解答】解：由题和图示可知，∠1=∠2，则∠AOM=∠COM，根据反射角等于入射角，所以MN为法线，EF为分界面；而折射光线和入射光线分别位于法线两侧，则OB一定为折射光线；根据折射角∠BON＞∠COM可知，右边为空气，左边为玻璃。故答案为：OB；右。 1712．【分析】光的折射现象，知道看水中的物体如“鱼”、水底看起来比实际的要浅、斜插入水中的筷子向上折、海市蜃楼等都是光的折射形成的，看到水中的鱼是鱼的虚像。【解答】解：水中的“鱼”是鱼反射的光线从水中进入空气发生折射形成的虚像；水中的云朵是平面镜成像，是由光的反射形成的；看到的鱼（虚像）在实际鱼位置的上方，则实际鱼的位置在看到的像点的下方。故答案为：光的折射；光的反射；鱼下方。 13．【分析】池里的灯发出的光线斜射到水面，发生折射的规律是：折射光线、入射光线和法线在同一平面内，折射光线、入射光线分居法线两侧，折射光线远离法线偏折，折射角大于入射角；人看到的像在折射光线的反向延长线上，看起来灯的像比实际位置要偏上；水面降低，像也跟着降低。【解答】解：从水面上看水中灯的位置，灯发出的光线斜射到水面发生折射，折射角大于入射角，灯的像在折射光线的反向延长线上，灯虚像的位置在真实鱼灯的上方即会感觉到灯的位置升高，即池水看起来比实际的浅；人的位置不动，泳池中抽出一部分水，水面降低，像也跟着降，故看到的灯的位置比原来降低。故答案为：升高；浅；降低。 14．【分析】（1）光线在同种不均匀介质中传播或者从一种介质进入另一种介质时，就会出现光的折射现象，例如水池底变浅、水中筷子变弯、海市蜃楼等都是光的折射形成的；（2）光线传播到两种介质的表面上时会发生光的反射现象，例如水面上出现岸上物体的倒影、平面镜成像、玻璃等光滑物体反光都是光的反射形成的；（3）光在同一种均匀介质中沿直线传播，如小孔成像，日食，月食的形成等。【解答】解：（1）“潭清疑水浅”指的是，水比较清澈，水底看起来比较浅，这是由于光的折射形成的，看水底是逆着光的传播方向看的，即逆着折射光线看，由于错觉，我们始终认为光是沿直线传播的，所以看到的位置比实际位置浅；（2）“池水照明月”就是水面出现月亮的像，属于平面镜成像现象，是光的反射形成的。17（3）“一叶障目，不见森林”树叶挡住了光线，说的就是光的直线传播现象。故答案为：折射；反射；直线传播。 15．【分析】光由一种透明介质斜射入另一种透明介质时，传播方向会发生偏折，这就是光的折射；光在同种均匀物质中沿直线传播，在日常生活中，激光准直、小孔成像和影子的形成等都表明光在同一种均匀介质中是沿直线传播的。【解答】解：太阳光从空气射向小六角形冰柱时，在冰柱的表面发生了光的折射现象，形成幻日的奇观，即看到的太阳的虚像。阳光照射到树木后，在地面出现了树木的影子，可以用光的直线传播来解释。故答案为：折射；光的直线传播。 16．【分析】光的折射定律：折射光线、入射光线和法线都在同一平面内，折射光线、入射光线分居法线两侧，当光从空气斜射入玻璃中时，折射角小于入射角。折射光线方向改变的角度等于折射光线与入射光线的夹角。【解答】解：光由空气斜射入玻璃中，根据光的折射定律可知，折射光线和入射光线位于法线两侧，折射角小于入射角，已知折射角等于30°，完成的光路图如下：根据图示可知，延长入射光线可知，光的传播方向改变的角度：45°﹣30°=15°。故答案为：如上图；15°。 17．【分析】光在不均匀的空气中传播时会发生折射现象；平行光射到玻璃幕墙、釉面砖墙、磨光大理石等反射面时，反射光线射向同一方向，会造成光污染。【解答】解：海市蜃楼是由于光在不均匀的空气中传播时发生折射形成的；17建筑物的玻璃幕墙、釉面砖墙、磨光大理石等表面光滑，太阳光射到上面时，发生镜面反射，反射光线从同一方向射出，光线很强，会给人们的生活工作等造成很大的不便，称为白亮污染。故答案为：折射；反射。 18．【分析】首先知道光由水中斜射进入空气遵循的规律：折射光线、入射光线和法线在同一平面内，折射光线、入射光线分居法线两侧，光由水斜射进入空气中时，折射光线远离法线偏折，折射角大于入射角；其次明白本题是鱼反射的光线到达右侧玻璃经折射后折射光线进入人眼，人看到的鱼的像在进入人眼的折射光线的反向延长线上的。【解答】解：光由B点发出，经水面射入空气中时发生折射，折射角大于入射角而射入人眼。鱼的实际位置在B点，鱼的虚像的位置A就在折射光线的反向延长线上。则小明用激光笔瞄准A点能照射到鱼。故答案为：A。 三．作图题（共2小题）19．【分析】光的折射定律的内容：入射光线、法线、折射光线在同一平面内，折射光线和入射光线分别位于法线两侧；当光线从空气斜射入其它透明介质时，折射角小于入射角；当光线从其它介质斜射入空气时，则折射角大于入射角。入射角是入射光线与法线的夹角；折射角是折射光线与法线的夹角。【解答】解：由题意知，折射角为30°，即折射光线与法线的夹角是30°。光从空气斜射入水中，折射角小于入射角，折射角等于30°，折射光线要靠近法线，如图所示：17 20．【分析】根据光在同种均匀介质中沿直线传播的规律，以及光从空气中进入水中时折射角小于入射角的规律作出游泳者观察鸟的光路图。【解答】解：由题知，点S′表示游泳者在水下看到的小鸟，则直接连接眼睛与S′，与分界面的交点为入射点O，连接SO即为入射光线，眼睛与O点的连线为折射光线，逆着折射光线看上去，看到了小鸟的像S′，如图所示： 四．实验探究题（共2小题）21．【分析】（1）分析表格中入射角i大小变化时，折射角γ随入射角的变化情况，并比较它们的大小，得到入射角和折射角的大小变化规律。（2）根据光的反射定律画出反射光线；（3）折射角变成90°时的入射角，叫做临界角；根据探究和已学知识可以得出发生全反射的条件是：①光线从其它介质斜射入空气中；②入射角大于等于临界角。【解答】解：（1）表格中入射角i从6.7°逐渐增大到40.6°，折射角γ随之从10°逐渐增大到80°，而且对应的折射角总是大于入射角。所以得出的结论：入射角增大，折射角也增大；但折射角总是小于入射角。（2）光从玻璃进入到空气中时，有一部分光反射到玻璃砖内，反射光线与入射光线分居法线两侧，反射角等于入射角；作图如下：17（3）只有入射角大于或等于临界角，才会发生全反射，因此光只有从水或玻璃射向空气时，才会发生全反射；光线从空气中斜射入空气中不能观察到全反射现象。故答案为：（1）入射角增大，折射角也增大；但折射角总是大于入射角；（2）见上图；（3）不能。 22．【分析】（1）掌握光的折射规律：光从空气斜射入水或其它介质时，折射光线与入射光线、法线在同一平面内；折射角小于入射角；（2）分析数据得到结论。（3）根据折射光线和反射光线的位置互换进行实验，观察折射光线与原来入射光线的关系得出光路的可逆性。【解答】解：（1）当F板向后折转一定的角度后，则呈现折射光线的F板和呈现入射光线的E板不在同一平面内，所以在F板上不能看到折射光；这说明折射光和入射光在同一平面内；（2）分析表格数据可得到：光从空气斜射入水中时，入射角增大，折射角也随之增大（或者折射角小于入射角）；（3）该小组同学继续用另一只激光笔让光线沿着BO射向水面时，可看到折射光线沿OA射出，这说明在光的折射现象中，光路是可逆的。故答案为：（1）不能；在；（2）折射角随入射角的增大而增大（或者折射角小于入射角）；（3）可逆的。 17
