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第3课时 光的折射
基础聚焦
1、有一束光与水面成45°从空气射入水中,则折射角可能是（ ）
A、0° B、30° C、45° D、60°
2、如图所示的四种现象中,属于光的折射的是（ ）
A B C D
A、通过玻璃观赏白鹤梁水下奇观
B、小鸭在水中看见自己的像
C、阳光透过树林时留下树的影子
D、岸边植物的倒影
3、现今,一些大厦用许多大块的平板镀膜玻璃做外墙(俗称“玻璃幕墙”)。这种墙既能反射光线也能透过光线。下列选项中,能真实反映光通过“玻璃幕墙”进入室内传播途径的是（ ）
A B C D
4、平静的湖面上映出天上的白云,一位同学说：“快看,鱼在云里游呢。”他看到的“云和鱼”实
际上是（ ）
A、云是像,鱼是实物 B、云是虚像,鱼是实像
C、云和鱼都是实像 D、云和鱼都是虚像
如图所示,一束激光射到空水槽底部O点,形成一个光斑,沿水槽壁向水槽中缓慢注水,在此过程中,下列说法正确的是（ ）
A、水槽底部光斑向O点左侧移动,折射角逐渐变大
B、水槽底部光斑向O点右侧移动,折射角逐渐变大
C、水槽底部光斑向O点左侧移动,折射角保持不变
D、水槽底部光斑向O点右侧移动,折射角逐渐变小
6、一束光从空气中斜射到水面上时发生了反射和折射,入射光线与水面成30°角,则入射角的大小为 ,反射角的大小为 ，折射角 (选填“等于”“大于”或“小于”)入射角。请在图中完成光路图(反射、折射光线都要画)。
7、如图所示,在平静的湖边上方有一盏路灯,潜水员在水下E处看到了路灯的像,图中A、B两点,其中一点是路灯的发光点,另一点是路灯的像点。在图中画出水下E处的潜水员看到路灯的光路图,通过光路图区分发光点和像点。
8、如图所示为光在空气与玻璃之间发生的反射与折射现象,已知∠1=∠2＞∠3。那么图中 是玻璃与空气的界面, 是折射角。
9、某实验小组在探究光的折射规律时,让一束光从空气斜射入玻璃水槽内的水中,看到如图所示的现象。
(1)请在图中分别作出入射角(用字母a表示)和折射角(用字母γ表示),并给光线标上箭头。
(2)为了探究光从空气斜射入水中时折射角和入射角的关系,下列方案中正确的是 (填字母)。
A、只测量图中的入射角和折射角,分析并得出结论
B、保持入射角不变,进行多次实验,测量每次实验入射角和折射角,分析并得出结论
C、改变入射角,进行多次实验,测量每次实验入射角和折射角,分析并得出结论
思维拓展
10、如图所示是两个并排且深度相同的水池,一个装水,另一个未装水。在两池的中央各竖立着一根长度相同且比池深略高的标杆,当阳光斜照时就会在池底形成标杆的影子。下列说法中正确的是（ ）
A、未装水的池中标杆影子较长
B、装水的池中标杆影子较长
C、装水的池中标杆没有影子
D、两池中标杆影子长度相同
11、太阳光穿过地球大气层时会发生折射。如果没有这层大气,会出现（ ）
A、日出会提前,日落会延迟
B、日出和日落都会提前
C、日出会延迟,日落会提前
D、日出和日落都会延迟
12、某同学在做探究光的折射实验,如图所示是光从空气射入水中时的光路。实验中发现,入射光线、折射光线和法线在同一平面内,折射光线和入射光线分别位于法线的两侧,通过实验还得到如表所示数据：
入射角 0° 15° 30° 45° 60°
反射角 0° 15° 30° 45° 60°
折射角 0° 11° 22.1° 35.4° 40.9°
(1)在探究中,该同学在清水中滴入几滴牛奶并搅匀,在水面上方的空气中熏了点烟雾,上述做法是为了 。
(2)分析表中数据,可得出结论： 。
①光从空气斜射到水面时,将同时发生 和 现象。
②光从空气斜射到水面时,折射角随入射角的变化关系是 ,且折射角 入射角,当光从空气垂直射到水面时,折射角等于零。
该同学根据上述实验中的发现和结论②总结出了光的折射规律。
(3)你认为该同学通过上述探究实验得出光的折射规律的过程是否存在不足： (选填“是”或“否”)。请简要说明理由： 。
创新应用
13、某校新建成一个喷水池,在池底中央安装了一只射灯。射灯发出的一束光照在右边的池壁上,当池内无水时,站在池旁左边的人看到在S点形成一个亮斑,如图所示。现往池内灌水,水面升至a位置时,人看到亮斑的位置在P点；继续灌水,水面升至b位置时,人看到亮斑的位置在Q点,请在图中画出形成P、Q两个亮斑的光路图。
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第3课时 光的折射
基础聚焦
1、有一束光与水面成45°从空气射入水中,则折射角可能是（▲）
A、0° B、30° C、45° D、60°
【答案】B
【解析】光的折射定律：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；光由水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。
【分析】本题的关键是掌握光的折射规律，注意光从空气斜射入玻璃时，折射角小于入射角。
【详解】根据光从空气斜射入水中或其它透明介质时，折射角小于入射角。故B可能正确，ACD一定错误。故选B。
2、如图所示的四种现象中,属于光的折射的是（▲）
A B C D
A、通过玻璃观赏白鹤梁水下奇观
B、小鸭在水中看见自己的像
C、阳光透过树林时留下树的影子
D、岸边植物的倒影
【答案】A
【解析】本题考查对光的折射现象的辨别，光从一种介质进入另一种介质时，发生的是折射现象，或者光在不均匀的同一种介质中传播时发生的也是折射现象。
【分析】人们透过玻璃、水等介质看另一侧的物体是折射，人们在空气中通过玻璃、水看到空气中的物体是反射。
【详解】A、光的路径经历了空气和玻璃两种介质，是折射现象，故A正确；B、水面相当于平面镜，鸭子的倒影是平面镜成像，是光的反射，故B不正确；C、影子是光在沿直线传播过程中遇到了树，在树的下面形成的暗区，故C不正确；D、与B相同，是平面镜成像，属光的反射原理，故D不正确。故选A。
3、现今,一些大厦用许多大块的平板镀膜玻璃做外墙(俗称“玻璃幕墙”)。这种墙既能反射光线也能透过光线。下列选项中,能真实反映光通过“玻璃幕墙”进入室内传播途径的是（▲）
A B C D
【答案】B
【解析】当光从空气斜射入玻璃中时，折射角小于入射角；当光从玻璃斜射入空气中时，折射角大于入射角，根据光的折射规律来分析解答。
【分析】本题是有关光的折射的题目，解答此题的关键是要掌握光的折射规律。
【详解】光通过玻璃膜墙进入室内，经历了两次折射，第一次是从空气斜射入玻璃中，折射光线向靠近法线方向偏折；第二次是从玻璃斜射入空气中，折射光线向远离法线方向偏折。故选B。
4、平静的湖面上映出天上的白云,一位同学说：“快看,鱼在云里游呢。”他看到的“云和鱼”实
际上是（▲）
A、云是像,鱼是实物 B、云是虚像,鱼是实像
C、云和鱼都是实像 D、云和鱼都是虚像
【答案】D
【解析】①要掌握光的折射现象。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。②要解决此题，需要掌握平面镜成的像是与物体等大的虚像，知道平面镜成像是由于光的反射形成的。
【分析】此题主要考查了通过同一幅画面考查了光的反射和光的折射现象。特别是看到的现象同是在水中，很容易搞错，相同之处还有，都是虚像，不同之处是，成像原理不同，做题时一定要仔细，认真。
【详解】平静的水面相当于平面镜，平静的湖面上映出天上的白云，是白云在水平面镜中成虚像；看到鱼是鱼射出的光线在水面处发生折射，折射光线远离法线，眼睛逆着折射光线看去，感觉折射光线是从折射光线反向延长线上发出的，眼睛看到的鱼的虚像。云的虚像和鱼的虚像叠在一起，看到鱼在云里游的现象，因此她看到的“云”和“鱼”实际上都是虚像。故选D。
如图所示,一束激光射到空水槽底部O点,形成一个光斑,沿水槽壁向水槽中缓慢注水,在此过程中,下列说法正确的是（▲）
A、水槽底部光斑向O点左侧移动,折射角逐渐变大
B、水槽底部光斑向O点右侧移动,折射角逐渐变大
C、水槽底部光斑向O点左侧移动,折射角保持不变
D、水槽底部光斑向O点右侧移动,折射角逐渐变小
【答案】C
【解析】光从一种介质斜射入另一种介质时，光的传播方向发生改变，称为光的折射。
【分析】本题考查光的折射，属于光学基础的考查，注意水位上升时，入射角和折射角都不变，是解答的关键。
【详解】水槽内没有注水时，光沿直线传播，照射到O点，当向水槽内注入适量的水后，光从空气斜射入水中发生折射，折射角小于入射角，因此光线移动到O点左侧；继续沿水槽壁缓慢注水，折射光线逐渐向左偏折，但是入射角不变，折射角和反射角的大小也不变，故C正确。故选：C。
6、一束光从空气中斜射到水面上时发生了反射和折射,入射光线与水面成30°角,则入射角的大小为 ▲ ,反射角的大小为 ▲ ，折射角 ▲ (选填“等于”“大于”或“小于”)入射角。请在图中完成光路图(反射、折射光线都要画)。
【答案】60°；60°；小于；如图所示：
【解析】（1）入射光线与法线的夹角为入射角；（2）反射角等于入射角；（3）当光从空气斜射入水或其他介质中时，折射角小于入射角（当光从水或其他介质斜射入空气中时，折射角大于入射角）；折射角随入射角的改变而改变；光的折射现象中，光路是可逆的。
【分析】本计考查入射角的定义及反射定律和折射规律的内容。为基础题。
【详解】由图知入射光线与水面成30°角，而入射光线与法线的夹角为入射角，故入射角的大小为：90°-30°=60°；根据光的反射定律，反射角等于入射角，则反射角的大小也为60°；当光从空气斜射入水中时，折射角小于入射角。故答案为：60°；60°；小于；如图所示：
7、如图所示,在平静的湖边上方有一盏路灯,潜水员在水下E处看到了路灯的像,图中A、B两点,其中一点是路灯的发光点,另一点是路灯的像点。在图中画出水下E处的潜水员看到路灯的光路图,通过光路图区分发光点和像点。
【答案】如图所示：
【解析】光从空气中斜射入水中时，折射角小于入射角，潜水员在水下E处逆着光的传播方向看到路灯的像会比路灯本身偏高一点，所以B是路灯的虚像点，A是路灯的发光点。
【分析】作图时注意入射光线和反射光线用实线画，反射光线的反向延长线用虚线画，另外光线箭头很容易画错。
【详解】连接EB，EB与界面的交点即为入射点O，OE就是折射光线，连接AO，AO就是入射光线，即可完成水下E处的人看到路灯A的光路图；如图所示：
8、如图所示为光在空气与玻璃之间发生的反射与折射现象,已知∠1=∠2＞∠3。那么图中 ▲ 是玻璃与空气的界面, ▲ 是折射角。
【答案】M1M2 ； ∠3
【解析】【分析】【详解】略
9、某实验小组在探究光的折射规律时,让一束光从空气斜射入玻璃水槽内的水中,看到如图所示的现象。
(1)请在图中分别作出入射角(用字母a表示)和折射角(用字母γ表示),并给光线标上箭头。
(2)为了探究光从空气斜射入水中时折射角和入射角的关系,下列方案中正确的是 ▲ (填字母)。
A、只测量图中的入射角和折射角,分析并得出结论
B、保持入射角不变,进行多次实验,测量每次实验入射角和折射角,分析并得出结论
C、改变入射角,进行多次实验,测量每次实验入射角和折射角,分析并得出结论
【答案】（1）如图所示；
（2） C。
【解析】（1）光从空气斜射入水或其它透明介质时，折射角小于入射角。据此做出入射角和折射角；（2）要探究光从空气斜射入水中时折射角和入射角的关系，需要多次改变入射角的大小，测量折射角的大小，将两者比较得出规律。
【分析】此题考查的是我们对光的折射规律探究过程中折射角、入射角的作法及实验方案的优化，属于基本技能的考查。难度不大，是一道基础题。
【详解】（1）过入射点做垂线，得到法线，入射光线与法线之间的夹角是入射角；折射光线与法线之间的夹角是折射角。如下图：
A、只进行一次实验就得出结论，偶然性太强，客观性不够，故A选项错误；B、 保持入射角不变，虽然进行多次实验，但得到的折射角是相同的，得不出客观的结论。故B选项错误；C、多次改变入射角大小，测量每次实验时入射角和折射角，发现折射角随入射角变化的规律，得到的结论是普遍的。故C选项正确。故选C。故答案为：（1）如图所示；
（2） C。
思维拓展
10、如图所示是两个并排且深度相同的水池,一个装水,另一个未装水。在两池的中央各竖立着一根长度相同且比池深略高的标杆,当阳光斜照时就会在池底形成标杆的影子。下列说法中正确的是（▲）
A、未装水的池中标杆影子较长
B、装水的池中标杆影子较长
C、装水的池中标杆没有影子
D、两池中标杆影子长度相同
【答案】A
【解析】光在同一种均匀介质中是沿直线传播的，如日食、月食、小孔成像、影子的形成等都是光沿直线传播的实例；当光从一种透明介质斜射向另一种透明介质时，其传播方向会发生改变，且当光从空气中斜射入水中时，折射角小于入射角。
【分析】光从一种透明介质中斜射向另一种透明介质时，其传播方向会发生改变，这就是光的折射；在发生光的折射时，一般是在光速大的介质中的角大，故据此分析即可判断。
【详解】该题中，对于没有装水的情况下，据光是沿直线传播的，故在杆的后方会形成影子；但是对于装水的情况来说，从杆的顶端射过的光线到达水面处会发生折射，由于在水中的折射角小于入射角，即折射光线比原来的光线（沿直线传播的情况）更靠近杆，故此时影子的长度会变小。故选：A。
11、太阳光穿过地球大气层时会发生折射。如果没有这层大气,会出现（▲）
A、日出会提前,日落会延迟
B、日出和日落都会提前
C、日出会延迟,日落会提前
D、日出和日落都会延迟
【答案】C
【解析】太阳光从真空进入大气层时，会产生折射现象。
【分析】本题考查光的折射现象，理解回答即可。
【详解】由于大气层的存在太阳光会发生折射，我们会看到地平线以下的太阳，则有大气层时，我们会早看到日出，晚看到日落；如果没有这层大气，则会晚看到日出，早看到日落，故C正确，ABD错误。故选：C。
12、某同学在做探究光的折射实验,如图所示是光从空气射入水中时的光路。实验中发现,入射光线、折射光线和法线在同一平面内,折射光线和入射光线分别位于法线的两侧,通过实验还得到如表所示数据：
入射角 0° 15° 30° 45° 60°
反射角 0° 15° 30° 45° 60°
折射角 0° 11° 22.1° 35.4° 40.9°
(1)在探究中,该同学在清水中滴入几滴牛奶并搅匀,在水面上方的空气中熏了点烟雾,上述做法是为了 ▲ 。
(2)分析表中数据,可得出结论： ▲ 。
①光从空气斜射到水面时,将同时发生 ▲ 和 ▲ 现象。
②光从空气斜射到水面时,折射角随入射角的变化关系是 ▲ ,且折射角 ▲ 入射角,当光从空气垂直射到水面时,折射角等于零。
该同学根据上述实验中的发现和结论②总结出了光的折射规律。
(3)你认为该同学通过上述探究实验得出光的折射规律的过程是否存在不足： ▲ (选填“是”或“否”)。请简要说明理由： ▲ 。
【答案】（1）更好地显示光路；（2）①反射；折射；②折射角随入射角的增大而增大；一直小于；（3）是；没有换用其他透明介质做此实验
【解析】（1）利用光的反射进行分析；（2）①光从空气斜射到水面时，将同时发生反射和折射现象；②光从空气斜射入水或其他介质中时，折射角小于入射角，折射角随入射角的改变而改变。（3）实验次数较少，结论具有偶然性，多次测量是为了获取多组数据，得出普遍性的结论，换用其他透明介质再做此实验，得出的结论更具有普遍性。
【分析】此题考查光的折射定律，光从空气斜射入水或其他介质中时，折射角小于入射角，折射角随入射角的改变而改变。
【详解】（1）在清水中滴入几滴牛奶并搅匀，并在水面上方的空气中熏了点烟雾，这些烟雾可以反射光，此做法是为了更好的显示光路。（2）①光从空气斜射到水面时，将同时发生反射和折射现象；②由表中数据可知，光从空气斜射到水面时，当入射角不断增大时，折射角也随之增大，故折射角随入射角的变化关系是：折射角随入射角的增大而增大，且折射角小于入射角。当光从空气垂直射到水面时，折射角等于零。（3）据分析可知，五次实验数据可以，该实验的不足之处，探究过程不完整，还应该换用其他透明介质再做此实验，这样得出的结论将更具有普遍性。故答案为：（1）更好地显示光路；（2）①反射；折射；②折射角随入射角的增大而增大；小于；（3）是；没有换用其他透明介质做此实验。
创新应用
13、某校新建成一个喷水池,在池底中央安装了一只射灯。射灯发出的一束光照在右边的池壁上,当池内无水时,站在池旁左边的人看到在S点形成一个亮斑,如图所示。现往池内灌水,水面升至a位置时,人看到亮斑的位置在P点；继续灌水,水面升至b位置时,人看到亮斑的位置在Q点,请在图中画出形成P、Q两个亮斑的光路图。
【答案】如图所示：
【解析】（1）光在同种、均匀、透明介质中沿直线传播，从一种介质进入另一介质时，光的传播方向发生改变，产生折射现象；（2）水面升至a位置时，光从水斜射入空气中时，入射光线、折射光线以及法线在同一平面内，折射角大于入射角，据此可确定折射光线的方向；（3）水面上升至b位置时，光线先在水池侧壁发生反射，反射角等于入射角，反射光线再从水中斜射入空气里发生折射，折射角大于入射角。
【分析】本题重点考查的是作反射光线和折射光线，理解并掌握光的反射定律和折射定律是解决此题的关键，此题通过作图说明，学生一目了然，效果更好。
【详解】（1）往池内注水，水面升至a位置时，发生折射，根据折射规律，此进折射角大于入射角，人看到亮斑的位置P点如下图所示：
水面上升至b位置时，光线先在水池壁反射，再折射出水面，根据反射定律和折射定律，人看到亮斑的位置Q点如下图所示：
通过画图可知：水面升至a位置时，人看到亮斑P在S点的下方，当水面升至b位置时，人看到的光斑Q在S点的上方。
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