2.2 光的折射 学案（含解析）

2.2 光的折射
一、学习目标
1.了解光的折射规律
2.能通过介质（玻璃、空气、水）来判断折射角和入射角的关系
3.了解光路可逆，清楚看到一个物体是因为光线的进入而不是射出
4.能简单的作出光的折射图
二、知识点默写
光从一种介质进入另一种介质传播时产生的 现象，叫做光的折射。
光从空气斜向射入水或玻璃中时， 光线偏向法线方向；光从水或玻璃射入空气中时，折射光线 法线方向；折射光线与入射光线、法线在同一平面上；当光 入射时，进入第二种介质的光线方向不发生改变。
光从一种介质进入另一种介质时，有时不仅有折射现象，而且还有 现象存在。
从岸上看水里的物体和从水里看岸上的物体，看到的都不是物体本身，而是升高了的 。
光垂直射向介质表面时（折射光线、法线和入射光线在同一直线上），传播方向 ，但光的传播速度
不同介质对光的折射程度是 。气体>液体>固体(折射角度）
在光的折射现象中，光路是 。
在相同的条件下，折射角随入射角的增大（减小）而 （ ）。
当光线从其他介质斜射入空气时，折射角 入射角。（以上两条总结为：谁快谁大。即为光线在哪种物质中传播的速度快，那么不管那是折射角还是入射角都是较大的角，在 中的角度总是最大的）。
三、例题解析
考点一 通过角度区分折射光线、反射光线和入射光线
[例题1]如图所示，光线从空气中斜射到玻璃的界面上发生的现象，则入射光线是________，折射角是________，玻璃在界面的________边。（填“左”或“右”）
[解析]根据图片可知，∠MOC=90°-30°=60°；因为∠MOC=∠MOB，所以OB和OC是反射和入射光线，
而剩余的OA是折射光线；那么折射角∠AON=30°；根据折射光线和入射光线分居法线两侧，所以CO是入射光线，那么入射角∠MOC=60°；因为折射角小于入射角，所以光是从空气射入玻璃中，那么玻璃在界面的左侧。
[答案] CO；30°；左
考点二 平面镜虚像和折射虚像的对比
[例题2]游泳池池边有一位运动员甲，可通过水面看到路灯的倒影。水下有一运动员乙正在潜水，可通过水面看到岸上的路灯。当运动员甲从A地走到B地，运动员乙从C地潜到D地，有关他们所看到灯的叙述正确的是（?? ）
?甲看到灯的位置在变化，乙看到灯的位置不变???
乙看到灯的位置在变化，甲看到灯的位置不变
C.?两人看到的灯的位置都不变??????????????????????????
?D.?两人看到灯的位置都在变化
[解析]根据平面镜成像特点：像与物关于平面镜对称，作出路灯的像，连线用虚线；在空气中看去，光好像是从像点发出，连接人的眼睛与像点，与水面的交点即为入射点，同理做出运动员甲从A地走到B地时，看到路灯的光路图，如图所示：
由此可知，甲看到灯的位置不变。
根据光从水中斜射入空气中时折射角大于入射角的规律，做出运动员乙在C点看到路灯的位置在E点，运动员乙从C地潜到D地，看到路灯的位置在F点，如图所示：
由此可知，乙看到灯的位置在变化
[答案]B
考点三 生活相关的理解
[例题3]如图所示，水井中的青蛙潜入井底O点“坐井观天”，则青蛙通过井口观察范围正确光路图是(??? )
A.??????B.????C.?D.?
[解析]青蛙从井底看天空，那么光线从空气斜射入水中，此时折射角小于入射角，靠拢法线偏折，如下图所示：
[答案]A
巩固练习
1.以下描述中与光的折射现象有关的是(?? )
A.?形影相随，亲密无间???????????????????????????????????????????B.?海市蜃楼，虚无缥缈
C.?镜中生花，脱离实际???????????????????????????????????????????D.?水中捞月，一无所得
2.喷水鱼因特殊的捕食方式而得名，能喷出一股水柱，准确击落空中的昆虫作为食物。下列各图中能正确表示喷水鱼看到昆虫像的光路图的是(?? )
A.?????B.??C.??????D.?
3.如图所示，将一支铅笔放入水中，看起来铅笔发生了弯折。这是因为(?? )
A.?光在空气和水的分界面发生了镜面反射???????????????B.?光在空气和水的分界面发生了漫反射
C.?光从空气射入水中，传播方向不变??????????????????????D.?光从水中射入空气中，传播方向改变
题3图 题4图
4.如图所示，在烧杯正中心上方固定一手电筒光源，光线向下投射到空烧杯底部形成一个圆形光斑（图中虚线所示），此时圆形光斑的面积大小为S0。现在往烧杯中匀速注水，随烧杯内液面高度 H 的增加，圆形光斑面积S 变化情况描述正确的大致图像是（??? ）

A.?????????????????????????????????????????B.?
C.???????????????????????????????????????D.?
5.岸上的人看到平静的水面下一不动的鱼。若他用一束强光照亮这条鱼，则应瞄准( ???)

A.?看到的鱼??????????B.?看到的鱼的下方?????????????C.?看到鱼的上方???????????D.?看到的鱼的前方
6.科学家发现一种特殊的负折射材料。所谓“负折射”，是指当光线在界面发生折射时，折射光线与入射光线始终位于法线同一侧。则当有一束光线射到负折射材料上时，正确的折射光路是(??? )

??????B.???????C.?????D.?
7.科学老师把海波溶于水，倒在长方形玻璃缸内。两天后，玻璃缸内液体密度呈上疏下密的不均匀分布(如图所示)。一位同学用激光笔从玻璃缸的外侧将光线斜向上射入缸中，请问缸中的光路图表示正确的是(??? )

A.??????B.?C.??????????????????D.?
8.光从空气射向水面的过程中，下列光路正确的是(??? )
A.?B.?C.???D.?
9.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
10.如图所示，一容器内盛有水，容器的下方有一阀门k，一束与水平方向成40°角的入射光由空气射入水中，在容器底部形成光斑。打开阀门让水从小孔慢慢流出，在水流出的过程中，观察到的光斑的移动方向（?? ）
A.?向左移动????????????????????B.?向右移动????????????????C.?不移动?????????????????????????????D.?无法判断

题10图 题11图
11.如图所示，OA是光从水中斜射入空气中时的一条反射光线，OA与水面夹角为60°。下列关于入射角α、折射角β的说法中正确的是（? ???）
A.?α=60°、β＞60°????????????B.?α=30°、β＞30°????????????C.?α=60°、β＜60°?????????????D.?α=30°、β＜30°
12.某校新建一个喷水池，在池底中央安装一只射灯。池内无水时，射灯发出的一束光照在池壁上，在S点形成一个亮斑，如图所示。现往池内注水，水面升至a位置时，站在池旁的人看到亮斑的位置在P点；如果水面升至b位置时，人看到亮斑的位置在Q点，则（?? ）
A.?P点在S点的下方，Q点和S点重合???????B.?P点在S点的上方，Q点在S点的下方
C.?P点在S点的上方，Q点在S点的上方??D.?P点在S点的下方，Q点在S点的上方
13.一束光线由空气斜射入水中，如果入射角逐渐增大，则折射角(??????? )
A.?逐渐增大，且总小于入射角????????????????????????????????B.?逐渐增大，且总大于入射角
C.?逐渐减小，且总大于入射角????????????????????????????????D.?逐渐减小，且总小于入射角
14.李白的诗句“举杯邀明月，对饮成三人”中的“三人”，除他自己外，一个是他的影子，一个是他在酒杯中的像，它们形成的原因分别是光的(?? )
A.?折射、反射??????B.?直线传播、反射??????????C.?反射、折射???????????D.?直线传播、折射
15.如图所示，把铜钱放在碗底B处后加适量水，从A处恰好看到铜钱的像在E处，用激光笔从A点向________(用图中字母表示)处照射，可照亮铜钱。加满水，从A处看到像的位置将________(填“变高“变低”或“不变”)。
小红的爷爷在岸上看到水中有一条鱼在云朵里游泳，看到的鱼是________?(选填“光的折射”或“光的反射”)所成的像，看到的白云是________(选填“虚像”或“实像”)，若小红爷爷拿着鱼叉准备叉鱼，他应该将鱼叉对准所看到的________(选填“鱼”“鱼上方”或“鱼下方”)叉去，根据光路可逆原理，在鱼的视觉中，人的像比人实际位置________(选填“高”或“矮”)。
答案
知识点默写
偏折
折射 偏离 垂直
反射
虚像
不变 改变
不同的
可逆的
增大 减小
大于 真空
巩固练习
1. B 2. A 3. D 4. D 5. A
6. B 7. A 8. B 9. C 10. B
11. B 12. A 13. A 14. B
15. E；变高
16. 光的折射；虚像；鱼下方；高
巩固练习解析
1. B
【解析】A.形影相随，亲密无间，其中影子是由光沿直线传播形成，故A不合题意；
B.海市蜃楼，虚无缥缈，其中海市蜃楼是光的折射现象形成的，故B符合题意；?
C.镜中生花，脱离实际，平面镜成像是光的反射现象形成的，故C不合题意；?
D.水中捞月，一无所得，“水中月”就是光的反射现象形成的，故D不合题意。
2. A
【解析】喷水鱼从水里看空气里的昆虫，那么光线从空气射入水中，故C、D错误；
当光从空气斜射入水中时，折射角小于入射角，故A正确，而B错误。
3. D
【解析】将一支铅笔放入水中后，水中的铅笔发出的光线从水里斜射入空气中时，发生光的折射现象，即传播方向发生改变。这些折射光线射入眼睛后，眼睛看到的铅笔的位置就会发生改变，好像弯折了，故D正确，而A、B、C错误。
4. D
【解析】当光从空气中斜射到水中时，折射角小于入射角，如下图所示：

5. A
【解析】 岸上的人看到平静的水面下一不动的鱼，说明水里的鱼发出的光线经过折射后射入了人的眼睛。根据光路的可逆性可知，人的眼睛发出的光线经过水面的折射后也能射入鱼的眼睛，即鱼肯定能看到人的存在。发出强光的电筒就相当于眼睛，因此只要将强光瞄准看到的鱼，既能照亮它。
6. B
【解析】在负折射材料中先画出法线，法线与折射面垂直，再根据信息“ 所谓“负折射”，是指当光线在界面发生折射时，折射光线与入射光线始终位于法线同一侧 ”可知，A、C、D都有光线在法线的两侧，是错误的，B入射光线与折射光线都在法线的同侧，B选项正确。
7. A
【解析】如果水里海波的密度均匀分布，那么光在里面肯定沿直线传播；实际上里面的海波密度上小下大，当光线斜向上射入时，相当于光不断的从水中斜射入空气上，所以会不断的折射角大于入射角，即光的传播路径是向左不断弯曲的，故A正确，而B、C、D错误。
8. B
【解析】光从空气斜射到水面上时，部分光线发生反射，那么反射光线在法线的右侧，且反射角等于入射角；部分光线在水里发生折射，折射光线在法线的右侧，且折射角小于入射角，故B正确，而A、C、D错误。
9. C
【解析】由于大气层的折射，日出的时候太阳还在地平面以下的时候，就可以看到日出现象；而傍晚的时候太阳落到地平面以下，我们依然可以看到太阳；如果没有了大气，则不会折射，看到日出，只有太阳升到地平面以上才可以，导致日出会延迟；而日落则会提前；
10. B
【解析】当光从空气斜射入水中时，折射角小于入射角，作图如下：

如上图所示，观察到光斑向右移动，故B正确，而A、C、D错误。
11. B
【解析】图中光线是一条反射光线，反射角为90°-60°=30°，由反射角=入射角，可知入射角为 α= 30°，当光线由水射向空气时，折射角大于入射角，所以 β＞30° ，B选项正确。
12. A
【解析】水池内无水时，光沿直线传播，光斑成在S点；当水池内水面升至b位置时，从射灯射出的光在水中同样沿直线传播，光斑成在Q点，因此S点与Q点重合。当水面上升至a时，从射灯射出的光线在水面发生折射，因为折射角大于入射角，所以这时成的光斑P点在S点的下方，故A正确。
13. A
【解析】根据光的折射规律可知，一束光线由空气斜射入水中，如果入射角逐渐增大，则折射角逐渐增大，且总小于入射角，故A正确。
14. B
【解析】李白的影子是光沿直线传播形成的，而他在酒杯中的像，是光的反射形成的，故B正确。
15. E；变高
【解析】（1）从A处恰好看到铜钱的像在E处，说明B点发出的光线经过折射后恰好射入A处的眼睛，人沿折射光线的反向延长线望去，看到像成在E处。根据光路的可逆性，如果用激光笔从A点向E点照射，那么相当于沿折射光线反向射回去，那么肯定能够照亮铜钱。
（2）加满水后，从A点看到像的位置将比原来更高。
16. 光的折射；虚像；鱼下方；高
【解析】（1）鱼在水里，从空气中看水里的鱼，光线要从水射入空气，因此看到的鱼是光的折射所成的像；
（2）看到的白云其实是天空的白云在水里的“倒影”，即光的反射形成的虚像；
（3）因为看到鱼的虚像位置比实际的浅，所以要将鱼叉对准看到鱼的下方叉去；根据光路可逆原理，在鱼的视觉中，人的像比人实际位置高。