4.4光的折射
【知识点1】探究光折射实验-不同介质的折射能力 1
【知识点2】光折射的角度计算 3
【知识点3】探究光折射实验-显示光路的操作方法 3
【知识点4】探究光折射实验-三线共面 5
【题型1】光的折射现象及其应用 6
【题型2】利用光的折射规律作图 9
【题型3】光的折射规律及其应用 13
【题型4】探究光的折射规律 16
【题型5】光折射的可逆性 22
【知识点1】探究光折射实验-不同介质的折射能力
当光线从光密介质斜射入光疏介质时，折射角大于入射角；反之，当光线从光疏介质斜射入光密介质时，折射角小于入射角。
考查探究光折射实验-不同介质的折射能力的实验，包括实验原理，实验器材，实验步骤，实验方法，数据分析，注意事项等内容。
例：某同学研究光的折射规律，记录的实验数据如表所示：
（1）分析序号______的数据，可得出的初步结论是：当光从空气垂直射入其他介质时，光的传播方向保持不变。
（2）分析比较实验序号②与⑤（或③与⑥）的数据，可得出的初步结论是：______。
（3）分析比较实验序号②与③（或⑤与⑥）的数据，可得出的初步结论是：______。
（4）分析比较实验序号______的数据，还可得出的初步结论是：______。分析：根据表格中的实验数据和光的折射规律，利用控制变量法可得出结论。
解析：解：（1）当光从空气垂直射入其他介质时，入射角为0°，折射角也0°，即光从空气垂直射入其他介质时，光的传播方向保持不变，实验数据①、④符合题意；
（2）分析比较实验序号②与⑤（或③与⑥）的数据，可得出的初步结论是：当光从空气斜射入不同介质时，入射角相同时，折射角不同（光在水中的折射角大于在玻璃中的折射角）；
（3）分析比较实验序号②与③（或⑤与⑥）的数据，可得出的初步结论是：当光从空气斜射入其它介质时，折射角随入射角的增大而增大；
（4）由②与③和⑤与⑥的数据还可得出的初步结论是：当光从空气斜射入其它介质时，折射角总小于入射角。
故答案为：（1）①、④；（2）当光从空气斜射入不同介质时，入射角相同时，折射角不同（光在水中的折射角大于在玻璃中的折射角）；（3）当光从空气斜射入其它介质时，折射角随入射角的增大而增大；（4）②与③和⑤与⑥；当光从空气斜射入其它介质时，折射角总小于入射角。
点评：此题主要考查了据现象和数据总结得出结论的能力，有一定难度。
此实验属于拓展类实验，掌握控制变法是解题的关键。
【知识点2】光折射的角度计算
一点：入射点
三线：①法线：经过入射点并垂直于介质分界面的直线；②入射光线；③折射光线
两角：①入射角：入射光线与法线的夹角
②折射角：折射光线与法线的夹角
根据图像写出折射角的度数，以及根据入射角的度数判断折射角的度数。
例：一束光线从水中入射到空气中，若折射角为30°，则入射角可能约为（ ）
A.0°
B.20°
C.30°
D.40°
分析：光从水或其它透明介质斜射入空气中，折射角大于入射角。
解析：解：A．只有当光线垂直射入时，入射角等于折射角，都为0°，故A不正确；
BCD．由光的折射规律可知：光从水中入射到空气中，折射角大于入射角，由于折射角等于30°，入射角小于30°，故CD不正确，B正确。
故选：B。
点评：此题考查了折射规律的应用，属于基础知识。
（1）在界面分布不同。反射光线与入射光线在界面的同侧，折射光线与入射光线却在界面的两侧。
（2）角大小不同。反射角等于入射角，折射角与入射角大小不一定相等。
（3）方向不一定改变。光垂直入射两种物质界面时：反射光线方向改变，光返回原来的物质中。折射光线却进入另一种物质，方向不变。
（4）折射是光穿过介质界面进入另一个介质了，反射是光没有穿过界面，还是在同一种介质中
【知识点3】探究光折射实验-显示光路的操作方法
光从空气斜射入水中，则显示水中光路的做法：在水中添加牛奶等。
考查光折射实验-显示光路的操作方法。
例：小明用如图所示的装置探究光的折射规律，透明的容器中装入无色透明的水。E、F是两块白色硬板可以绕MN向后转折，实验时让激光器发射的一束激光沿着硬纸板E表面斜射到水面上下列说法正确的是（ ）
A.当纸板F向后弯折时，折射光线会消失
B.保持入射角不变，多次实验，可得出规律
C.为了显示水中的光路，可以滴几滴牛奶
D.光线若沿CO入射，折射光线将沿OB射出
分析：（1）光的折射规律：折射光线、入射光线和法线位于同一平面内，折射光线与入射光线分居法线两侧，光由空气斜射入水中，折射角小于入射角；
（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；
（3）为了便于观察光束的路径，在水面上方喷些烟雾和在水中滴几滴牛奶，这是利用光的漫反射现象来显示光路，为了便于观察；
（4）光线从空气中斜射入水中，根据光的折射规律分析。
解析：解：
A、在实验中使用白色硬纸板显示光的传播路径，当折射光线、入射光线和法线位于同一平面内，将图中F硬纸板向后折，F板上无折射光线，但折射光仍然存在；故A错误；
B、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B错误；
C、为了显示水中的折射光路，可以在水中滴几滴牛奶，利用光的漫反射，便于观察；故C正确；
D、折射光路是可逆的，光线若沿CO入射，折射光线将沿OA射出；故D错误。
故选：C。
点评：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。
显示光路的其他方法：
（1）使用烟雾或水雾： 这种方法利用了光散射的原理， 使得光路变得可见。
（2）使用屏障或挡板： 这种方法利用了光线被阻挡后形成的阴影来显示光路。
【知识点4】探究光折射实验-三线共面
实验器材：光源（激光笔）、水槽、一个可折叠的光屏、一块玻璃砖。
实验步骤：
1.如图所示，让光从空气进入水中，观察折射光线、入射光线、法线之间的位置关系；
2.比较折射角与入射角的大小；
3.改变入射角的大小，观察折射角的变化情况；
4.换用玻璃砖，将上面的实验过程重复一次；
5.让光从水中斜射到空气中，观察入射角和折射角的变化。
实验结论：
光的折射规律：光在折射时，折射光线、入射光线、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；折射角随入射角的改变而改变，入射角增大时，折射角也增大；入射角减小时，折射角也减小。
考查探究光折射时的特点的实验，包括实验原理，实验器材，实验步骤，实验方法，数据分析，注意事项等内容。
例：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，其中光屏可绕直径NM在水平面内前后折转。实验时，先让光屏EF位于同一平面内，将光屏F向后折转一定角度后，在光屏F上______（选填“能”或“不能”）看到折射光，这说明折射光线和入射光线______（选填“在”或“不在”）同一平面内。将光屏E调至与光屏F在同一平面内，然后在玻璃水槽底部用另一支激光笔让光贴着光屏F沿BO射向水面时，可看到折射光线沿OA方向射出，这说明在光的折射现象中光路是______的。
分析：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；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。
解析：解：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；
该小组同学继续用另一支激光笔让光线沿着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：不能；在；可逆。
点评：本题考查的是我们对光的折射规律探究过程及分析数据得出结论的能力，难度不大。
1．如果实验改为光从空气斜射入水中，则显示水中光路的做法：在水中添加牛奶等。
2．折射光线偏暗的原因：有部分光在界面处发生了反射。
3．在入射角相同时，不同介质中的折射角不同的原因：光在不同介质中的传播速度不同。
4．折射角的大小变化判断：入射角逐渐增大（或减小）时，折射角也随之增大（或减小），但变化幅度不相等
【题型1】光的折射现象及其应用
【典型例题】下列所示的四个现象中，属于光的折射的是（ ）
A.①② B.①③ C.①②④ D.②③④
【答案】B
【解析】①海市蜃楼是由于空气不均匀，产生的折射现象；
②日环食是由于光沿直线传播形成的现象；
③水中的筷子上折，是光的折射形成的；
④鸟的倒影是由于光的反射形成的虚像。
故属于光的折射形成的是①③。
故ACD错误，B正确。
【举一反三1】物理知识与生活联系非常紧密，下列说法正确的是（ ）
A.冬天室外自来水管“冻裂”是水凝固成冰后体积变大造成的
B.游完泳之后刚从水中出来，感觉特别冷是因为皮肤上的水蒸发吸热致冷
C.校园里禁止大声音喧哗是在传播过程中减弱噪声
D.清澈的潭水看起来很“浅”是因为光从水中斜射入空气中时发生折射，且折射角大于入射角
【答案】ABD
【解析】水结成冰后，状态改变，质量不变，由于冰的密度比水的密度小，所以由V知，一定质量的水凝固成冰后体积变大，从而把水管胀裂，故A正确；
游完泳之后刚从水中出来，感觉特别冷是因为皮肤上的水蒸发吸热致冷，故B正确；
校园里禁止大声音喧哗是在声源处减弱噪声，故C错误；
从岸上看清澈池塘的深度比实际的要浅，是由于光从水中斜射入空气中，在水面处发生光的折射，折射角大于入射角，逆着光线看到的是池底变浅的虚像，所以不要贸然下水，故D正确。
【举一反三2】鸟儿白天会将玻璃幕墙看成蓝天白云，黄昏会透过玻璃看到明亮室内的绿色植物，导致其贸然飞往撞击受伤。鸟儿在如图所示位置所见情景，是因为在玻璃与空气分界面处分别发生（ ）
A.光的反射，光的折射
B.光的折射，光的反射
C.光的反射，光的直线传播
D.光的直线传播，光的折射
【答案】A
【解析】鸟儿白天会将玻璃幕墙看成蓝天白云，这是因为远处的蓝天白云反射的光在玻璃与空气分界处发生了反射进入了鸟的眼睛，是光的反射现象；
鸟儿在黄昏时会透过玻璃看到明亮室内的绿色植物，这是室内绿色植物反射的光通过玻璃与空气分界处发生了折射进入了鸟的眼睛，是光的折射现象。
【举一反三3】阅读下面材料，完成小题
海市蜃楼
海市蜃楼是一种奇幻的自然现象，其产生原因是太阳使地面温度上升后形成的一种气温梯度，由于空气密度不同，光线会在气温梯度分界处发生折射，形成的自然现象。
海市蜃楼最易形成在平静的海面、大江江面、湖面、雪原、沙漠或戈壁等地方。远处的物体发出的光线射向空中时，由于不断被折射，越来越偏离法线方向，进入上层的入射角不断增大，以致发生全反射，光线反射回地面，人们逆着光线看去，就会看到远方的景物悬在空中。沙漠里的行人常被这种景象所迷惑，以为前方有水源而向前去，但总是可望而不可及。
（1）海市蜃楼产生的原因是太阳使地面温度上升后形成的一种________________，由于空气密度不同，光线发生________，形成的自然现象。
（2）结合材料分析，早晨看到太阳在地平线附近，此时看到的是太阳的________（选填“虚”或“实”）像，而太阳实际位置在地平线________方。
【答案】（1）气温梯度 折射 （2）虚 下
【解析】（1）由文中材料可知，海市蜃楼的产生原因是太阳使地面温度上升后形成的一种气温梯度，由于空气密度不同，光线会在气温梯度分界处发生折射，形成的自然现象；
（2）由于大气层上疏下密，光线穿过不均匀的大气连续发生折射，早晨当阳光的折射光线沿水平线进入人眼时，而此时的入射光线还在地平线以下，即虽然看到了太阳的虚像，但真实的太阳还在地平线以下。
【举一反三4】小明在湖边游玩时，看到了一些光现象：
（1）茂密的树下有一个个圆形的小光斑，这是光沿直线传播形成的________（选填“虚”或“实”）像。
（2）看到湖水中游动的“鱼”比其实际位置要________（选填“深”或“浅”）一些。
【答案】(1)实 (2)浅
【解析】（1）茂密的树下有一个个圆形的小光斑，属于小孔成像现象，是由于光沿直线传播而形成的太阳的“像”；
（2）水中的鱼反射的光线从水中斜射入空气，进入人眼，此时光线在水面处发生折射，折射角大于入射角，即人眼逆着折射光线的方向看去，看到的是鱼经水面折射所成的虚像，且虚像在实际鱼的上方，所以从岸边看到水中“鱼”的位置比鱼实际位置要浅一些。
【举一反三5】渔夫大明的眼睛在A处看到B处有一条鱼，眼睛看到的是________（选填“C”或“D”）处鱼的________（选填“虚像”或“实像”），这是由于发生光的折射，折射角________（选填“小于”“等于”或“大于”）入射角导致的。若在A处发射一束光照亮水中的鱼，光束应朝向________（选填“B”“C”或“D”）处。
【答案】见解析图
【解析】看到水中的鱼，是鱼反射的光线经过水面折射后进入人的眼睛，由于折射角大于入射角，人的眼睛逆着光线看去，看到的是变高的鱼的虚像；所以眼睛看到的是D处鱼的虚像；
若在A处发射一束光照亮水中的鱼，根据光路可逆可知，光束应朝向B处。
【题型2】利用光的折射规律作图
【典型例题】如图所示的四幅光路图中，能正确描述光从空气斜射入水中这一现象的是（ ）
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】当光线从空气斜射入水中时，折射角小于入射角，图中折射角大于入射角了，故A错误；
当光发生折射时，折射光线和入射光线分居法线两侧，图中折射光线与入射光线在法线的同侧了，故B错误。
当光从空气斜射入水中，折射光线应该向法线方向发生偏折，折射角应小于入射角，图中折射光线没有向法线方向发生偏折，折射角等于入射角了，故C错误；
当光从空气斜射入水中，折射光线和入射光线分别位于法线两侧，折射角小于入射角。图中光线符合光的折射规律，故D正确。
【举一反三1】如图所示，射水鱼发现水面上的小昆虫后，从口中快速喷出一束水柱，将昆虫击落，下列图中能表示射水鱼观察到小昆虫的光路是（ ）
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】射水鱼在水中看到水面上方的昆虫，是因为水面上方的昆虫“发出”的光射向水面，发生折射，再进入射水鱼的眼睛中，因此光的传播路线是由空气→水中，故AB错误；
根据光的折射规律可知，光从空气中斜射入水中时，折射光线向法线偏折，折射角小于入射角，所以D正确，C错误。
【举一反三2】如图所示，平静水面上方的小鸟和水中的小鱼分别位于B位置，在C点的人看到它们在水中的像A'和B'恰好重合。
（1）画出小鸟在水中的像A'的位置和人眼看到小鱼的光路图；
（2）小鸟向下俯冲的过程中，它在水中的像大小将 ，小鸟的像到水面的距离将 ；
（3）水中的小鱼透过水面看到岸上的人是变 （选填“高”或“矮”）的 像。
【答案】（1）见解析；
（2）不变；变小；
（3）高；虚。
【解析】（1）作出小鸟A关于水面的对称点A′，即小鸟的像位置。
因为C点人看到小鸟和小鱼的像重合，即A'也是小鱼B的像B′，A′C（B′C）与水面交于点O，连接BO即为入射光线，OC为折射光线，如图所示：
（2）根据平面镜成像特点可知，小鸟向下俯冲的过程中，它在水中的像大小将不变，小鸟的像到水面的距离将变小；
（3）岸上人反射的光从空气斜射入水中，发生折射，折射角小于入射角，折射光线靠近法线，向下偏折，所以水中的鱼逆着折射光线看上去，看到的岸上人的位置比实际位置偏高的虚像。
【举一反三3】2024年5月3日，在青岛工作的小伙王龙在淄博旅游时，为救落水的母子二人，不幸溺亡。王龙用年轻的生命挽救了他人家庭，心存大爱孝顺善良的他为社会作出了榜样，被追授为“淄博市见义勇为模范”。
（1）河水看似很浅，这是由于光的折射造成的错觉。为展示这一现象，老师用激光笔从水底A处向空气照射一束光，看到空气中的光束向 偏折。逆着折射光线看，A处好像变浅了。请你在图2中画出折射光线，并在图中标注折射角的位置。
（2）实验中，光束在水面同时发生反射现象，反射角的大小是 。
（3）为避免此类悲剧发生，请你帮助有河或湖的景区设计一个安全警示牌。请将安全警示牌的内容或写或画在方框中。
【答案】（1）界面；见解析图；（2）53°；（3）水深危险，严禁嬉水。
【解析】（1）激光笔从水底A处斜射入空气中，根据光的折射规律可知，此时折射角大于入射角，折射光线远离法线，向界面偏折，
过入射点作出法线，根据光线从水中斜射入空气中，折射角大于入射角，在法线左侧空气中画出折射光线，折射光线与法线的夹角为折射角，如图所示：
（2）已知入射光线与界面的夹角为37°，则入射角为90°﹣37°＝53°，由光的反射定律可知，反射角等于入射角，则反射角为53°；
（3）河或湖的景区没有警示牌，如果有人下河游泳会很危险，我们应该在这里做一个，“水深危险，严禁嬉水”的安全警示牌，从而提醒大家注意安全。
【举一反三4】羊羊用一支激光笔探究光的折射，将一束光线垂直入射到圆形玻璃砖的平面上，其中O为圆心．请画出光线通过玻璃出射到空气中的光路图．
【答案】
【解析】首先光从空气垂直入射到玻璃界面上，传播方向不变；第二次当光从玻璃斜射入空气中时，折射角大于入射角，折射光线将远离法线，圆点与第二个入射点的连线即法线．
【举一反三5】请在图中，作出光线由空气斜射入水时准确的反射光线和大致的折射光线，并标出反射角的度数。
【答案】
【题型3】光的折射规律及其应用
【典型例题】如图所示是两个并排而且深度相同的水池，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．当日光斜照时就会在池底形成杆的影子．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】没有装水的情况下，光是沿直线传播的，在杆的左面会形成杆的影子；对于装水的情况来说，从杆的顶端射来的光线到达水面处会发生折射，在水中的折射角小于入射角，即折射光线比沿直线传播的情况更靠近杆，因此此时影子的长度会变短．
【举一反三1】如图所示，长方体水槽一定深度处支架上有一激光笔，沿图示方向发出一束激光，在侧壁上B处形成一个光斑，下列操作不能使光斑向上移动的是（ ）
A.其他条件不变时，激光笔竖直向上移动
B.其他条件不变时，激光笔水平向左移动
C.其他条件不变时，激光笔逆时针旋转动
D.其他条件不变时，从水槽水中取出适量的水
【答案】D
【解析】其他条件不变时，激光笔竖直向上移动，光线入射角不变，入射点左移，折射光线也向左侧移动，且与原折射光线平行，因此光斑向上移动，故A不符合题意；
其他条件不变时，激光笔水平向左移动，光线入射角不变，入射点左移，折射光线也向左侧移动，且与原折射光线平行，因此光斑向上移动，故B不符合题意；
其他条件不变时，激光笔逆时针旋转动，入射点左移，光线入射角减小，根据光的折射规律可知，折射角也减小，使侧壁上的光斑向上移动，故C不符合题意；
其他条件不变时，从水槽水中取出适量的水，水面下降，入射点左移，光线入射角不变，折射光线也向下侧移动，且与原折射光线平行，因此光斑向下移动，故D符合题意。
【举一反三2】如图所示，是两束光在玻璃和空气中传播的光路，①和②是入射光线，③和④是折射光线。其中入射光线②与折射光线________是同一束光，界面的上方是________（选填“玻璃”或“空气”）。
【答案】③ 空气
【解析】根据光的折射规律的内容可知：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，当光线从空气射入玻璃时，折射角小于入射角；当光线从玻璃斜射入空气时，折射角大于入射角。由图可知，②和③是同一束光线，界面上方为空气。
【举一反三3】一束光从空气斜射到某液面上同时发生反射和折射，入射光线与液面成37°角，如图所示。若反射光线与折射光线的夹角为83°，则入射角的大小为________，反射角的大小为________，折射角的大小为________。
【答案】53° 53° 44°
【解析】根据光的反射定律和折射定律作图。
设入射角为α，折射角为β，则∠AOD＝∠DOB＝α。
由题意知，入射光线与液面成37°角，则反射角等于入射角α＝90°﹣37°＝53°；
则折射角β＝180°﹣53°﹣83°＝44°。
【举一反三4】篝火晚会上小强发现，隔着燃烧的火堆看对面的同学或其它物体，看到他们在晃动，他以为自己的眼睛花了，他将眼睛闭上一会儿，再认真去看，还是感觉到他们在晃动，小明百思不得其解，请你帮他解释这一现象的原因？自然界中，与此相似的现象还有哪些，请举一例？
【答案】篝火燃烧时，上方空气密度不均匀，光在疏密不同的介质中传播时，发生折射，因此人眼看对面的同学或其它物体在晃动；例子：海市蜃楼等．
【解析】篝火燃烧时，上方空气密度不均匀，光在疏密不同的介质中传播时，发生折射，因此人眼看对面的同学或其它物体在晃动；例子：海市蜃楼等．
【题型4】探究光的折射规律
【典型例题】如图所示，A在水面上方，B在水面下方，ABD垂直于水面，垂足分别是C和D，AB连线与水面相交于E点，若从A处射出一束激光，要使激光能够照射到B点，则射出的激光在水面上的入射位置是（ ）
A.E点
B.D点
C.D与E之间的某一个点
D.C与E之间的某一个点
【答案】C
【解析】光从A斜射入水面，到达B点，折射角小于入射角，如图所示：
所以若从A处射出一束激光，要使激光能够照射到B点，则射出的激光在水面上的入射位置是D与E之间的某一个点。故选C。
【举一反三1】如图，为“探究光的折射规律”时光从空气沿AO斜射入玻璃砖的情形．仅根据这一步骤，小明就提出：“光从空气斜射入玻璃中，若增大入射角后，入射角也一定大于折射角“，他这一提法属于（ ）
A.猜想 B.评估 C.设计实验 D.实验结论
【答案】A
【解析】小明仅根据这一步骤，就提出：“光从空气斜射入玻璃中，若增大入射角后，入射角也一定大于折射角的”．是根据实验现象作出的初步判断，他这一提法属于科学探究过程中的“猜想与假设”环节．
【举一反三2】在探究“光的折射规律”的实验时，小米同学将呈现折射光线的活动月牙板向后折，发现在月牙板上看不到折射光线，如图所示，就此现象可以说明（ ）
A.当月牙板向后折时，折射光线消失了
B.折射光线与入射光线分居在法线两侧
C.光发生折射时，光路是可逆的
D.折射光线、入射光线和法线在同一平面内
【答案】D
【解析】（1）在光的折射中，折射光线、入射光线、法线在同一平面内，当月牙板向后折时，看不到折射光线，但折射光线仍然存在，故A错误； （2）将呈现折射光线的活动月牙板向后折，发现在月牙板上看不到折射光线，就此现象可以说明折射光线、入射光线和法线在同一平面内． 尽管B选项折射光线与入射光线分居在法线两侧，以及C选项光发生折射时，光路是可逆的都是正确的，但就此现象不能说明，故BC不符合题意．
【举一反三3】光从空气斜射入水和玻璃时都会发生折射现象，但是水和玻璃的折射情况会相同吗？为了探究这个问题，小华选择了光屏、透明玻璃砖、水槽、激光电筒等器材进行实验．他在光屏上画出互相垂直的NN′和MM′两条线段并相交于O点，如下图甲所示．
（1）小华将玻璃砖的一个表面与MM′齐平放置，让激光电筒发出的光线从A点到O点入射，他看到了如图乙所示的光路（AOC为同一直线）你认为出现光线OC是因为 所致，鉴于本实验的目的，此时最应该记录的两条光线是 ；
（2）接下来他要观察光从空气中进入水中的情况，他将光屏竖直放入水槽中，（使线段MM′水平）并向水槽中慢慢注水至水面与MM′齐平，入射光线应从A点向O点射入，这是为了保证 ，其实本实验小华还考虑了入射光线所在一侧的 相同；
（3）小华最终在光屏上记录下了如图丙所示的光路图（OE为折射光线），分析光路，你认为玻璃和水这两种介质对光的偏折能力较强的是 ；
（4）若激光以相同的入射角分别从玻璃和水中斜射入空气中，则 射出的折射光线更远离法线。
如图所示，将透明的薄壁（厚度可忽略不计）方形水槽水平放置，固定在水槽底部的激光笔沿图示方向发出一细光束，小彬通过缓慢改变水槽中的水量来探究光的传播现象。
（5）图1水槽中未注水时可在侧壁上A处得到一个光点，注入一定量的水后，光点移至B处，这是由于光在水面处发生了光的折射现象，此时入射角 角θ（θ为折射角，选填“大于”“等于”或“小于”）
（6）为使B处的光点移至C处，则应使水槽中的水量 ，若BC间距离为2cm，则水面高度的变化量Δh 2cm（选填“＞”“＝”或“＜”）；
（7）如图2所示，小彬将激光笔移至虚线框内向水槽底部照射，为使光束第一次从水面射出后沿DE方向传播，则激光笔照射的方向应满足的条件是 ，且激光笔照射在水槽底部的位置必须在区 （选填“①”“②”或“③”）内。
【答案】（1）有部分光线并没有通过玻璃砖，而依旧在空气中传播；AO和OB；（2）入射光线重合；介质；（3）玻璃；（4）玻璃；（5）小于；（6）增加；＞；（7）平行于DE；②
【解析】（1）光线AO到OC，光的传播路线没有改变，说明光在同一种均匀介质中传播，所以可以判断有部分光线并没有通过玻璃砖，而依旧在空气中传播。本实验探究光的折射规律，要记录光的折射光线和入射光线，所以要记录的两条光线是AO和OB。
（2）探究光在玻璃和水的折射能力，要控制入射光线相同，还要控制A点所在的介质相同，观察折射光线和折射角的变化情况，所以入射光线应从A点向O点射入，这是为了保证入射光线重合，并且介质相同。
（3）如乙丙图，当光在空气中传播时AO入射，OC传播；当光线从空气斜射入水中，AO入射，OE传播；当光线从空气斜射入玻璃中，AO入射，OB传播，比较两条折射光线OB和OE，OB偏离OC更多，所以玻璃和水这两种介质对光的偏折能力较强的是玻璃。
（4）光从空气斜射入玻璃中的偏折能力比在水中的偏折能力强，根据光路是可逆的，当光从玻璃斜射入空气中时的偏折能力比光从水中斜射入空气中时的偏折能力强，所以从玻璃中射出的折射光线更远离法线。
（5）水槽中未加水时，由于光的直线传播，激光射到侧壁上的A点，当水槽中加水时，光点下移到B点位置，这是由于光的折射现象引起的，当光从水中射入空气中时，折射角大于入射角，此时入射角小于角θ；
（6）因入射角和折射角都不变，要使B处的光点向上移到C处，则应使水槽中的水量增加；若BC间距离为2cm，因两次折射光线是平行的，如下面图1所示，则水面高度的变化量大于2cm；
（7）将激光笔移至虚线框内向水槽底部（厚度可忽略不计）照射，因光从空气斜射进入水中和从水斜射进入空气中时，两次发生折射，由于光路是可逆的，则最终的折射光线与最初的入射光线是平行的，所以激光笔应该与DE平行入射到区域②的位置，才能实现，如下面图2所示；
【举一反三4】小明为探究光的折射规律设计了下面两个实验装置：如图甲所示的实验装置，其中光屏F可绕直径NOM前后折转。
（1）实验时，先让光屏E、F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，观察发现折射光线和入射光线位于法线 ；小明将光屏F向后折转一定角度后，在光屏F上不能看到折射光，说明折射光线和入射光线 （选填“在”、“不在”）同一平面内；
（2）小明将光屏F恢复原状，保持入射光不动，继续加水，会看到杯底的亮斑B向 （选填“左”、“右”、“上”）移动；
（3）小明继续用另一支激光笔让光沿着BO射向水面时，可看到折射光沿OA射出，这说明在光折射现象中光路是 。
（4）小明让一束光强不变的激光从某玻璃斜射向空气（如图乙、丙），不断调整入射角，通过实验得到如表格：
①光的折射现象一般都会伴随着反射现象的发生，当入射角增大时，折射角 （选填“增大”、“减小”或“不变”），折射光线的能量 （选填“增大”、“减小”或“不变”）；
②当入射角α≥41.8°时，折射光线消失，反射光线会变得更亮，即发生光的全反射现象。图像丁中的图线 （选填“a”或“b”）反映了上述实验中的两角关系。
【答案】（1）两侧；在；（2）左；（3）可逆的；（4）①增大；减小；②a。
【解析】（1）实验时，先让光屏E、F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，由图甲可知折射光线和入射光线位于法线两侧；
将光屏F向后折转一定角度后，在光屏F上不能看到折射光，这是因为呈现折射光线的F板和呈现入射光线的E板不在同一平面内，该现象可说明折射光线和入射光线在同一平面内；
（2）保持入射光不动，继续加水时，水面升高，入射点比原先偏左，入射角不变，折射角也不变，故杯底的亮斑会向左移动，如下图所示：
；
（3）小明继续用另一支激光笔让光沿着BO射向水面时，可看到折射光沿OA射出，这说明在光的折射现象中光路是可逆的；
（4）①由表格数据可知：入射角增大时，折射角也随着增大，且反射光线能量增大，则折射光线的能量将减小；
②折射角随着入射角的增大而增大，但折射角总大于入射角，而图线b中，当入射角等于45°时，折射角也等于45°，图线a中的折射角始终大于入射角，且当入射角为41.8°时，折射角为90°，所以图线a反映了上述实验中折射角与入射角的关系。
【举一反三5】（2022·湖北宜昌）在“探究光从玻璃斜射入空气的折射规律”的实验中，小东借助激光笔、半圆形玻璃块和带刻度的光具盘完成了实验，观察到如图所示的1、2、3三条光束，并在光具盘上用笔描出了对应的光路。
（1）图中的折射角大小为 ；
（2）根据实验现象初步发现，光从玻璃斜射入空气时，折射角 （选填“>” “=”或“<”）入射角；
（3）现在要探究光的折射现象中光路是否可逆，具体的操作是 ，如果看到 现象，就可证明光路是可逆的。
【答案】（1）80° （2）> （3）让入射光沿光路2射入；折射光从光路1射出
【解析】（1）由图可知，光束1是入射光，光束3是反射光，光束2是折射光。光束1和3中间所夹的直线为法线，与玻璃砖底面一致的直线为界面，折射光线与法线的夹角为折射角，则折射角为80°。
（2）由图可知，反射角约为40°，由光的反射定律可知，反射角等于入射角，则入射角为40°，因此折射角大于入射角。
（3）要探究光的折射现象中光路是否可逆，则只需让入射光沿折射光（光路2）入射到玻璃砖，若看到折射光沿光路1射出，就能说明折射现象中光路是可逆的。
【举一反三6】（2022·广西河池）某同学做“探究光的折射规律”实验，她把半圆形玻璃砖固定在圆盘中心，让激光束沿圆盘半径入射到玻璃砖圆心处，激光束经玻璃砖折射后从半圆弧边射出（如图所示）。旋转圆盘，多次改变激光束入射角度，观察折射光线方向并记录数据，如表所示。
（1）做第三次实验时，忘了记录入射角的数据，结合图可知，此时的入射角为 ；
（2）分析实验数据可知：当光从空气斜射到玻璃表面时，折射角 入射角，折射角随入射角增大而 。
【答案】（1）45° （2）小于 增大
【解析】（1）图是探究光的反射规律的实验装置，入射角为入射光线与法线的夹角，此时入射角的大小为45°。（2）由表格数据和图示知道，光从空气斜射到玻璃表面时，折射光线向法线偏折，折射角小于入射角。当入射角增大时，折射角增大，即折射角随着入射角的增大而增大。
【题型5】光折射的可逆性
【典型例题】渔民用激光枪射鱼，应该使激光对准（ ）
A.看到的鱼 B.看到的鱼的上方 C.看到的鱼的下方 D.看到的鱼的左上方
【答案】A
【解析】鱼射出的光线在水面处发生折射，折射光线进入眼睛，光的折射中光路是可逆的，从看到鱼的位置正对鱼照射，能把鱼照亮，所以渔民应瞄准看到“鱼”的开始射击。
【举一反三1】下列有关光学的知识，叙述不正确的是（ ）
A.水中倒影是光的折射成的实像
B.光在真空中的传播速度为3×108 m/s
C.潜望镜是利用了平面镜能改变光路的原理制成的
D.无论是光的反射，还是光的折射，其光路都是可逆的
【答案】A
【解析】水中倒影是光的反射形成的虚像，故A错误；
光在真空中的传播速度为3×108 m/s，故B正确；
潜望镜的构造主要是两块平行的与水平面成45°的平面镜组成，其原理是利用了平面镜能改变光的传播方向的原理，故C正确；
由光的反射定律与光的折射规律可知，无论是光的反射还是光的折射，光路都是可逆的，故D正确。
【举一反三2】在“探究凸透镜成像规律”的实验中，蜡烛在距凸透镜 40 cm时，在透镜的另一侧的光屏上得到清晰缩小的像．若将蜡烛与光屏的位置对调，则所的像一定是（ ）
A.放大的虚像 B.放大的实像 C.缩小的虚像 D.缩小的实像
【答案】B
【解析】蜡烛距凸透镜40 cm时，在透镜的另一侧的光屏上得到清晰缩小的像；光的折射中，光路是可逆的，当把蜡烛放在光屏位置，光屏放在原来蜡烛的位置，在光屏上会得到一个倒立、放大的像．
【举一反三3】渔民用激光枪射鱼，应该使激光对准（ ）
A.看到的鱼 B.看到的鱼的上方 C.看到的鱼的下方 D.看到的鱼的左上方
【答案】A
【解析】鱼射出的光线在水面处发生折射，折射光线进入眼睛，光的折射中光路是可逆的，从看到鱼的位置正对鱼照射，能把鱼照亮，所以渔民应瞄准看到“鱼”的开始射击。
【举一反三4】物体通过凸透镜在光屏上得到一个缩小的像，若保持凸透镜的位置不变，物体和光屏的位置对调一下，则（ ）
A.光屏上仍能得到一个缩小的像
B.光屏上能得到一个放大的像
C.光屏上没有像
D.光屏上没有像，需要重新调节光屏的位置光屏上才会出现像
【答案】B
【解析】物体通过凸透镜在光屏上得到一个缩小的像，物距一定大于像距，凸透镜的位置不变时，对调蜡烛和光屏，根据光路可逆，光屏上还能得到清晰的像，对调蜡烛和光屏，物距小于像距，光屏上会出现倒立、放大的实像．4.4光的折射
【知识点1】探究光折射实验-不同介质的折射能力 1
【知识点2】光折射的角度计算 3
【知识点3】探究光折射实验-显示光路的操作方法 3
【知识点4】探究光折射实验-三线共面 5
【题型1】光的折射现象及其应用 6
【题型2】利用光的折射规律作图 8
【题型3】光的折射规律及其应用 10
【题型4】探究光的折射规律 11
【题型5】光折射的可逆性 15
【知识点1】探究光折射实验-不同介质的折射能力
当光线从光密介质斜射入光疏介质时，折射角大于入射角；反之，当光线从光疏介质斜射入光密介质时，折射角小于入射角。
考查探究光折射实验-不同介质的折射能力的实验，包括实验原理，实验器材，实验步骤，实验方法，数据分析，注意事项等内容。
例：某同学研究光的折射规律，记录的实验数据如表所示：
（1）分析序号______的数据，可得出的初步结论是：当光从空气垂直射入其他介质时，光的传播方向保持不变。
（2）分析比较实验序号②与⑤（或③与⑥）的数据，可得出的初步结论是：______。
（3）分析比较实验序号②与③（或⑤与⑥）的数据，可得出的初步结论是：______。
（4）分析比较实验序号______的数据，还可得出的初步结论是：______。分析：根据表格中的实验数据和光的折射规律，利用控制变量法可得出结论。
解析：解：（1）当光从空气垂直射入其他介质时，入射角为0°，折射角也0°，即光从空气垂直射入其他介质时，光的传播方向保持不变，实验数据①、④符合题意；
（2）分析比较实验序号②与⑤（或③与⑥）的数据，可得出的初步结论是：当光从空气斜射入不同介质时，入射角相同时，折射角不同（光在水中的折射角大于在玻璃中的折射角）；
（3）分析比较实验序号②与③（或⑤与⑥）的数据，可得出的初步结论是：当光从空气斜射入其它介质时，折射角随入射角的增大而增大；
（4）由②与③和⑤与⑥的数据还可得出的初步结论是：当光从空气斜射入其它介质时，折射角总小于入射角。
故答案为：（1）①、④；（2）当光从空气斜射入不同介质时，入射角相同时，折射角不同（光在水中的折射角大于在玻璃中的折射角）；（3）当光从空气斜射入其它介质时，折射角随入射角的增大而增大；（4）②与③和⑤与⑥；当光从空气斜射入其它介质时，折射角总小于入射角。
点评：此题主要考查了据现象和数据总结得出结论的能力，有一定难度。
此实验属于拓展类实验，掌握控制变法是解题的关键。
【知识点2】光折射的角度计算
一点：入射点
三线：①法线：经过入射点并垂直于介质分界面的直线；②入射光线；③折射光线
两角：①入射角：入射光线与法线的夹角
②折射角：折射光线与法线的夹角
根据图像写出折射角的度数，以及根据入射角的度数判断折射角的度数。
例：一束光线从水中入射到空气中，若折射角为30°，则入射角可能约为（ ）
A.0°
B.20°
C.30°
D.40°
分析：光从水或其它透明介质斜射入空气中，折射角大于入射角。
解析：解：A．只有当光线垂直射入时，入射角等于折射角，都为0°，故A不正确；
BCD．由光的折射规律可知：光从水中入射到空气中，折射角大于入射角，由于折射角等于30°，入射角小于30°，故CD不正确，B正确。
故选：B。
点评：此题考查了折射规律的应用，属于基础知识。
（1）在界面分布不同。反射光线与入射光线在界面的同侧，折射光线与入射光线却在界面的两侧。
（2）角大小不同。反射角等于入射角，折射角与入射角大小不一定相等。
（3）方向不一定改变。光垂直入射两种物质界面时：反射光线方向改变，光返回原来的物质中。折射光线却进入另一种物质，方向不变。
（4）折射是光穿过介质界面进入另一个介质了，反射是光没有穿过界面，还是在同一种介质中
【知识点3】探究光折射实验-显示光路的操作方法
光从空气斜射入水中，则显示水中光路的做法：在水中添加牛奶等。
考查光折射实验-显示光路的操作方法。
例：小明用如图所示的装置探究光的折射规律，透明的容器中装入无色透明的水。E、F是两块白色硬板可以绕MN向后转折，实验时让激光器发射的一束激光沿着硬纸板E表面斜射到水面上下列说法正确的是（ ）
A.当纸板F向后弯折时，折射光线会消失
B.保持入射角不变，多次实验，可得出规律
C.为了显示水中的光路，可以滴几滴牛奶
D.光线若沿CO入射，折射光线将沿OB射出
分析：（1）光的折射规律：折射光线、入射光线和法线位于同一平面内，折射光线与入射光线分居法线两侧，光由空气斜射入水中，折射角小于入射角；
（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；
（3）为了便于观察光束的路径，在水面上方喷些烟雾和在水中滴几滴牛奶，这是利用光的漫反射现象来显示光路，为了便于观察；
（4）光线从空气中斜射入水中，根据光的折射规律分析。
解析：解：
A、在实验中使用白色硬纸板显示光的传播路径，当折射光线、入射光线和法线位于同一平面内，将图中F硬纸板向后折，F板上无折射光线，但折射光仍然存在；故A错误；
B、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B错误；
C、为了显示水中的折射光路，可以在水中滴几滴牛奶，利用光的漫反射，便于观察；故C正确；
D、折射光路是可逆的，光线若沿CO入射，折射光线将沿OA射出；故D错误。
故选：C。
点评：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。
显示光路的其他方法：
（1）使用烟雾或水雾： 这种方法利用了光散射的原理， 使得光路变得可见。
（2）使用屏障或挡板： 这种方法利用了光线被阻挡后形成的阴影来显示光路。
【知识点4】探究光折射实验-三线共面
实验器材：光源（激光笔）、水槽、一个可折叠的光屏、一块玻璃砖。
实验步骤：
1.如图所示，让光从空气进入水中，观察折射光线、入射光线、法线之间的位置关系；
2.比较折射角与入射角的大小；
3.改变入射角的大小，观察折射角的变化情况；
4.换用玻璃砖，将上面的实验过程重复一次；
5.让光从水中斜射到空气中，观察入射角和折射角的变化。
实验结论：
光的折射规律：光在折射时，折射光线、入射光线、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；折射角随入射角的改变而改变，入射角增大时，折射角也增大；入射角减小时，折射角也减小。
考查探究光折射时的特点的实验，包括实验原理，实验器材，实验步骤，实验方法，数据分析，注意事项等内容。
例：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，其中光屏可绕直径NM在水平面内前后折转。实验时，先让光屏EF位于同一平面内，将光屏F向后折转一定角度后，在光屏F上______（选填“能”或“不能”）看到折射光，这说明折射光线和入射光线______（选填“在”或“不在”）同一平面内。将光屏E调至与光屏F在同一平面内，然后在玻璃水槽底部用另一支激光笔让光贴着光屏F沿BO射向水面时，可看到折射光线沿OA方向射出，这说明在光的折射现象中光路是______的。
分析：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；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。
解析：解：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；
该小组同学继续用另一支激光笔让光线沿着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：不能；在；可逆。
点评：本题考查的是我们对光的折射规律探究过程及分析数据得出结论的能力，难度不大。
1．如果实验改为光从空气斜射入水中，则显示水中光路的做法：在水中添加牛奶等。
2．折射光线偏暗的原因：有部分光在界面处发生了反射。
3．在入射角相同时，不同介质中的折射角不同的原因：光在不同介质中的传播速度不同。
4．折射角的大小变化判断：入射角逐渐增大（或减小）时，折射角也随之增大（或减小），但变化幅度不相等
【题型1】光的折射现象及其应用
【典型例题】下列所示的四个现象中，属于光的折射的是（ ）
A.①② B.①③ C.①②④ D.②③④
【举一反三1】物理知识与生活联系非常紧密，下列说法正确的是（ ）
A.冬天室外自来水管“冻裂”是水凝固成冰后体积变大造成的
B.游完泳之后刚从水中出来，感觉特别冷是因为皮肤上的水蒸发吸热致冷
C.校园里禁止大声音喧哗是在传播过程中减弱噪声
D.清澈的潭水看起来很“浅”是因为光从水中斜射入空气中时发生折射，且折射角大于入射角
【举一反三2】鸟儿白天会将玻璃幕墙看成蓝天白云，黄昏会透过玻璃看到明亮室内的绿色植物，导致其贸然飞往撞击受伤。鸟儿在如图所示位置所见情景，是因为在玻璃与空气分界面处分别发生（ ）
A.光的反射，光的折射
B.光的折射，光的反射
C.光的反射，光的直线传播
D.光的直线传播，光的折射
【举一反三3】阅读下面材料，完成小题
海市蜃楼
海市蜃楼是一种奇幻的自然现象，其产生原因是太阳使地面温度上升后形成的一种气温梯度，由于空气密度不同，光线会在气温梯度分界处发生折射，形成的自然现象。
海市蜃楼最易形成在平静的海面、大江江面、湖面、雪原、沙漠或戈壁等地方。远处的物体发出的光线射向空中时，由于不断被折射，越来越偏离法线方向，进入上层的入射角不断增大，以致发生全反射，光线反射回地面，人们逆着光线看去，就会看到远方的景物悬在空中。沙漠里的行人常被这种景象所迷惑，以为前方有水源而向前去，但总是可望而不可及。
（1）海市蜃楼产生的原因是太阳使地面温度上升后形成的一种________________，由于空气密度不同，光线发生________，形成的自然现象。
（2）结合材料分析，早晨看到太阳在地平线附近，此时看到的是太阳的________（选填“虚”或“实”）像，而太阳实际位置在地平线________方。
【举一反三4】小明在湖边游玩时，看到了一些光现象：
（1）茂密的树下有一个个圆形的小光斑，这是光沿直线传播形成的________（选填“虚”或“实”）像。
（2）看到湖水中游动的“鱼”比其实际位置要________（选填“深”或“浅”）一些。
【举一反三5】渔夫大明的眼睛在A处看到B处有一条鱼，眼睛看到的是________（选填“C”或“D”）处鱼的________（选填“虚像”或“实像”），这是由于发生光的折射，折射角________（选填“小于”“等于”或“大于”）入射角导致的。若在A处发射一束光照亮水中的鱼，光束应朝向________（选填“B”“C”或“D”）处。
【题型2】利用光的折射规律作图
【典型例题】如图所示的四幅光路图中，能正确描述光从空气斜射入水中这一现象的是（ ）
A. B. C. D.
【举一反三1】如图所示，射水鱼发现水面上的小昆虫后，从口中快速喷出一束水柱，将昆虫击落，下列图中能表示射水鱼观察到小昆虫的光路是（ ）
A. B. C. D.
【举一反三2】如图所示，平静水面上方的小鸟和水中的小鱼分别位于B位置，在C点的人看到它们在水中的像A'和B'恰好重合。
（1）画出小鸟在水中的像A'的位置和人眼看到小鱼的光路图；
（2）小鸟向下俯冲的过程中，它在水中的像大小将 ，小鸟的像到水面的距离将 ；
（3）水中的小鱼透过水面看到岸上的人是变 （选填“高”或“矮”）的 像。
【举一反三3】2024年5月3日，在青岛工作的小伙王龙在淄博旅游时，为救落水的母子二人，不幸溺亡。王龙用年轻的生命挽救了他人家庭，心存大爱孝顺善良的他为社会作出了榜样，被追授为“淄博市见义勇为模范”。
（1）河水看似很浅，这是由于光的折射造成的错觉。为展示这一现象，老师用激光笔从水底A处向空气照射一束光，看到空气中的光束向 偏折。逆着折射光线看，A处好像变浅了。请你在图2中画出折射光线，并在图中标注折射角的位置。
（2）实验中，光束在水面同时发生反射现象，反射角的大小是 。
（3）为避免此类悲剧发生，请你帮助有河或湖的景区设计一个安全警示牌。请将安全警示牌的内容或写或画在方框中。
【举一反三4】羊羊用一支激光笔探究光的折射，将一束光线垂直入射到圆形玻璃砖的平面上，其中O为圆心．请画出光线通过玻璃出射到空气中的光路图．
【举一反三5】请在图中，作出光线由空气斜射入水时准确的反射光线和大致的折射光线，并标出反射角的度数。
【题型3】光的折射规律及其应用
【典型例题】如图所示是两个并排而且深度相同的水池，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．当日光斜照时就会在池底形成杆的影子．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
【举一反三1】如图所示，长方体水槽一定深度处支架上有一激光笔，沿图示方向发出一束激光，在侧壁上B处形成一个光斑，下列操作不能使光斑向上移动的是（ ）
A.其他条件不变时，激光笔竖直向上移动
B.其他条件不变时，激光笔水平向左移动
C.其他条件不变时，激光笔逆时针旋转动
D.其他条件不变时，从水槽水中取出适量的水
【举一反三2】如图所示，是两束光在玻璃和空气中传播的光路，①和②是入射光线，③和④是折射光线。其中入射光线②与折射光线________是同一束光，界面的上方是________（选填“玻璃”或“空气”）。
【举一反三3】一束光从空气斜射到某液面上同时发生反射和折射，入射光线与液面成37°角，如图所示。若反射光线与折射光线的夹角为83°，则入射角的大小为________，反射角的大小为________，折射角的大小为________。
【举一反三4】篝火晚会上小强发现，隔着燃烧的火堆看对面的同学或其它物体，看到他们在晃动，他以为自己的眼睛花了，他将眼睛闭上一会儿，再认真去看，还是感觉到他们在晃动，小明百思不得其解，请你帮他解释这一现象的原因？自然界中，与此相似的现象还有哪些，请举一例？
【题型4】探究光的折射规律
【典型例题】如图所示，A在水面上方，B在水面下方，ABD垂直于水面，垂足分别是C和D，AB连线与水面相交于E点，若从A处射出一束激光，要使激光能够照射到B点，则射出的激光在水面上的入射位置是（ ）
A.E点
B.D点
C.D与E之间的某一个点
D.C与E之间的某一个点
【举一反三1】如图，为“探究光的折射规律”时光从空气沿AO斜射入玻璃砖的情形．仅根据这一步骤，小明就提出：“光从空气斜射入玻璃中，若增大入射角后，入射角也一定大于折射角“，他这一提法属于（ ）
A.猜想 B.评估 C.设计实验 D.实验结论
【举一反三2】在探究“光的折射规律”的实验时，小米同学将呈现折射光线的活动月牙板向后折，发现在月牙板上看不到折射光线，如图所示，就此现象可以说明（ ）
A.当月牙板向后折时，折射光线消失了
B.折射光线与入射光线分居在法线两侧
C.光发生折射时，光路是可逆的
D.折射光线、入射光线和法线在同一平面内
【举一反三3】光从空气斜射入水和玻璃时都会发生折射现象，但是水和玻璃的折射情况会相同吗？为了探究这个问题，小华选择了光屏、透明玻璃砖、水槽、激光电筒等器材进行实验．他在光屏上画出互相垂直的NN′和MM′两条线段并相交于O点，如下图甲所示．
（1）小华将玻璃砖的一个表面与MM′齐平放置，让激光电筒发出的光线从A点到O点入射，他看到了如图乙所示的光路（AOC为同一直线）你认为出现光线OC是因为 所致，鉴于本实验的目的，此时最应该记录的两条光线是 ；
（2）接下来他要观察光从空气中进入水中的情况，他将光屏竖直放入水槽中，（使线段MM′水平）并向水槽中慢慢注水至水面与MM′齐平，入射光线应从A点向O点射入，这是为了保证 ，其实本实验小华还考虑了入射光线所在一侧的 相同；
（3）小华最终在光屏上记录下了如图丙所示的光路图（OE为折射光线），分析光路，你认为玻璃和水这两种介质对光的偏折能力较强的是 ；
（4）若激光以相同的入射角分别从玻璃和水中斜射入空气中，则 射出的折射光线更远离法线。
如图所示，将透明的薄壁（厚度可忽略不计）方形水槽水平放置，固定在水槽底部的激光笔沿图示方向发出一细光束，小彬通过缓慢改变水槽中的水量来探究光的传播现象。
（5）图1水槽中未注水时可在侧壁上A处得到一个光点，注入一定量的水后，光点移至B处，这是由于光在水面处发生了光的折射现象，此时入射角 角θ（θ为折射角，选填“大于”“等于”或“小于”）
（6）为使B处的光点移至C处，则应使水槽中的水量 ，若BC间距离为2cm，则水面高度的变化量Δh 2cm（选填“＞”“＝”或“＜”）；
（7）如图2所示，小彬将激光笔移至虚线框内向水槽底部照射，为使光束第一次从水面射出后沿DE方向传播，则激光笔照射的方向应满足的条件是 ，且激光笔照射在水槽底部的位置必须在区 （选填“①”“②”或“③”）内。
【举一反三4】小明为探究光的折射规律设计了下面两个实验装置：如图甲所示的实验装置，其中光屏F可绕直径NOM前后折转。
（1）实验时，先让光屏E、F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，观察发现折射光线和入射光线位于法线 ；小明将光屏F向后折转一定角度后，在光屏F上不能看到折射光，说明折射光线和入射光线 （选填“在”、“不在”）同一平面内；
（2）小明将光屏F恢复原状，保持入射光不动，继续加水，会看到杯底的亮斑B向 （选填“左”、“右”、“上”）移动；
（3）小明继续用另一支激光笔让光沿着BO射向水面时，可看到折射光沿OA射出，这说明在光折射现象中光路是 。
（4）小明让一束光强不变的激光从某玻璃斜射向空气（如图乙、丙），不断调整入射角，通过实验得到如表格：
①光的折射现象一般都会伴随着反射现象的发生，当入射角增大时，折射角 （选填“增大”、“减小”或“不变”），折射光线的能量 （选填“增大”、“减小”或“不变”）；
②当入射角α≥41.8°时，折射光线消失，反射光线会变得更亮，即发生光的全反射现象。图像丁中的图线 （选填“a”或“b”）反映了上述实验中的两角关系。
【举一反三5】（2022·湖北宜昌）在“探究光从玻璃斜射入空气的折射规律”的实验中，小东借助激光笔、半圆形玻璃块和带刻度的光具盘完成了实验，观察到如图所示的1、2、3三条光束，并在光具盘上用笔描出了对应的光路。
（1）图中的折射角大小为 ；
（2）根据实验现象初步发现，光从玻璃斜射入空气时，折射角 （选填“>” “=”或“<”）入射角；
（3）现在要探究光的折射现象中光路是否可逆，具体的操作是 ，如果看到 现象，就可证明光路是可逆的。
【举一反三6】（2022·广西河池）某同学做“探究光的折射规律”实验，她把半圆形玻璃砖固定在圆盘中心，让激光束沿圆盘半径入射到玻璃砖圆心处，激光束经玻璃砖折射后从半圆弧边射出（如图所示）。旋转圆盘，多次改变激光束入射角度，观察折射光线方向并记录数据，如表所示。
（1）做第三次实验时，忘了记录入射角的数据，结合图可知，此时的入射角为 ；
（2）分析实验数据可知：当光从空气斜射到玻璃表面时，折射角 入射角，折射角随入射角增大而 。
【题型5】光折射的可逆性
【典型例题】渔民用激光枪射鱼，应该使激光对准（ ）
A.看到的鱼 B.看到的鱼的上方 C.看到的鱼的下方 D.看到的鱼的左上方
【举一反三1】下列有关光学的知识，叙述不正确的是（ ）
A.水中倒影是光的折射成的实像
B.光在真空中的传播速度为3×108 m/s
C.潜望镜是利用了平面镜能改变光路的原理制成的
D.无论是光的反射，还是光的折射，其光路都是可逆的
【举一反三2】在“探究凸透镜成像规律”的实验中，蜡烛在距凸透镜 40 cm时，在透镜的另一侧的光屏上得到清晰缩小的像．若将蜡烛与光屏的位置对调，则所的像一定是（ ）
A.放大的虚像 B.放大的实像 C.缩小的虚像 D.缩小的实像
【举一反三3】渔民用激光枪射鱼，应该使激光对准（ ）
A.看到的鱼 B.看到的鱼的上方 C.看到的鱼的下方 D.看到的鱼的左上方
【举一反三4】物体通过凸透镜在光屏上得到一个缩小的像，若保持凸透镜的位置不变，物体和光屏的位置对调一下，则（ ）
A.光屏上仍能得到一个缩小的像
B.光屏上能得到一个放大的像
C.光屏上没有像
D.光屏上没有像，需要重新调节光屏的位置光屏上才会出现像
