光的折射（培優(yōu)）知識講義含練習(xí)答案解析

光的折射(提高)

【學(xué)習(xí)目標(biāo)】

1.知道光的折射現(xiàn)象，體驗(yàn)折射引起的錯(cuò)覺；

2.理解光從空氣射入水中或其它介質(zhì)中時(shí)的偏折規(guī)律；

3.理解光在發(fā)生折射時(shí)，光路的可逆性；

4.會利用光的折射規(guī)律解決簡單的物理問題。

【要點(diǎn)梳理】

要點(diǎn)一、光的折射現(xiàn)象

1、光的折射：光從一種介質(zhì)斜射入另一種介質(zhì)時(shí)，傳播方向發(fā)生偏折，這種現(xiàn)象叫光的折射。

2、基本概念

概念定義圖示

入射光線照射到兩種介質(zhì)分界面的光線A0M

折射光線光進(jìn)入另一種介質(zhì)被折射后的光線0B空氣

法線垂直于兩介質(zhì)分界面的直線MN

入射角入射光線與法線的夾角io

折射角折射光線與法線的夾角9

N

2、【高清課堂：《光的折射、光的色散、看不見的光》】日常現(xiàn)象:

(1)筷子“彎折”;

(2)池水變淺；

(3)海市蜃樓。

要點(diǎn)詮釋:

1、光的折射與光的反射一樣都是發(fā)生在兩種介質(zhì)的交界處，只是反射光返回原介質(zhì)中，而折射光則進(jìn)

入到另一種介質(zhì)中，由于光在兩種不同的介質(zhì)里傳播速度不同，故在兩種介質(zhì)的交界處傳播方向發(fā)生變

化，這就是光的折射。如下圖:

2、在兩種介質(zhì)的交界處，既發(fā)生折射，同時(shí)也發(fā)生反射。

3、光從一種介質(zhì)垂直射入另一種介質(zhì)時(shí)，它的傳播方向不會發(fā)生改變。

要點(diǎn)二、光的折射規(guī)律

1、【高清課堂：《光的折射、光的色散、看不見的光》】光的折射規(guī)律:

(1)折射光線與入射光線、法線在同一平面上；(三線一面)

(2)折射光線和入射光線分居法線兩側(cè)；(兩線分居)

（3）光從空氣斜射入水或其他介質(zhì)中時(shí);折射角小于入射角（折射光線向法線偏折）；光從水或其他介

質(zhì)斜射入空氣時(shí)，折射角大于入射角；

（4）入射角增大時(shí)，折射角也隨著增大；

2、在光的折射現(xiàn)象中光路是可逆的。

要點(diǎn)詮釋：

1、兩角關(guān)系：

（1）入射光線垂直界面入射時(shí)，折射角等于入射角等于0°；

（2）光從空氣斜射入水中或其他介質(zhì)中時(shí)，折射角小于入射角；

（3）光從水等介質(zhì)斜射入空氣中時(shí)，折射角大于入射角；

（4）注意無論是折射角還是入射角，在空氣中的角總是較大的。

2、光斜射到兩種介質(zhì)的分界面時(shí)，光的傳播方向發(fā)生了偏折；但是光垂直照射到兩種介質(zhì)的交界面時(shí),

入射角為零度，折射角為零度，光還是沿直線傳播。

【典型例題】

類型一、光的折射

CL（祁陽縣模擬）一束光線斜射到兩種透明介質(zhì)的界面上，光線與界面的夾角為20。，反射光線

與折射光線恰好垂直，則入射角和折射角分別是（）

A.20°70°B.20°20°C.70°20°D.70°70°

【答案】C

【解析】光線與界面的夾角為20。，所以入射角為70。，根據(jù)光的反射定律，反射角等于入射角等于

70°,反射光線與界面的夾角為90°-70。=20。；又反射光線與折射光線恰好垂直，所以折射光線與界

面的夾角為90°-20°=70°,則折射角為90°-70°=20°；故選C。

【總結(jié)升華】此題考查了入射角、折射角、反射角的關(guān)系，關(guān)鍵是掌握光的反射定律、光的折射規(guī)律的

內(nèi)容，掌握入射角、折射角、反射角的概念。

舉一反三：

【變式】如圖所示，0A是光從水中斜射入空氣中時(shí)的一條反射光線，OA與水面夾角為60°。下列關(guān)于

入射角a、折射角B的說法中正確的是（）

A.a=60°、3>60°B.a=60°、B<60°C.a=30°、B>30°D.a=30°、B<

30°

【答案】C

Cz.（秋?漉河區(qū)期中）如圖是小明和爺爺一起坐船在河中插魚的情景，小明站在船上看到河水中的

魚比魚的實(shí)際位置要（選填“深”或“淺”）些，這是由于光從中射向時(shí)發(fā)生折射的

緣故。

【思路點(diǎn)撥】從魚發(fā)出的光線由水中進(jìn)入空氣時(shí)，在水面上發(fā)生折射，折射角大于入射角，折射光線進(jìn)

入人眼，人眼會逆著折射光線的方向看去，就會覺得魚變淺了。

【答案】淺；水；空氣

【解析】在岸上看水中的魚，看到的魚的位置比實(shí)際位置淺，這是由于光從水中進(jìn)入空氣時(shí)，在水面上

發(fā)生折射光造成的；故答案為：淺；水；空氣。

【總結(jié)升華】本題考查了水中的魚看起來變淺的原因是由于光的折射造成的。

舉一反三：

【變式】（姜堰市模擬）湖邊水中浸沒的石塊，看起來比實(shí)際位置（選填“淺一些”或“深一些”）,

這是由于光（選填“從空氣斜射入水中”或“從水中斜射入空氣”）時(shí)發(fā)生折射，折射角

（選填“大于”、“等于”或“小于”）入射角的緣故。

【答案】淺一些；從水中斜射入空氣；大于

類型二、綜合應(yīng)用

^^3.某校新建成一個(gè)噴水池，在池底的中央安裝一只射燈。池內(nèi)無水時(shí)，射燈發(fā)出的一束光照在池

壁上，在S點(diǎn)形成一個(gè)亮斑，如圖所示?，F(xiàn)往池內(nèi)注水，水面升至a位置時(shí)，站在池旁的人看到亮斑的

位置在P點(diǎn)；如果水面升至b位置時(shí)，人看到亮斑的位置在Q點(diǎn)，則（）

A.P點(diǎn)在S點(diǎn)的下方，Q點(diǎn)在S點(diǎn)的上方B.P點(diǎn)在S點(diǎn)的上方，Q點(diǎn)在S點(diǎn)的下方

C.P點(diǎn)在S點(diǎn)的上方，Q點(diǎn)在S點(diǎn)的上方D.P點(diǎn)在S點(diǎn)的下方，Q點(diǎn)在S點(diǎn)的下方

【答案】A

【解析】（1）往池內(nèi)注水，水面升至a位置時(shí)，發(fā)生折射，根據(jù)折射定律，P點(diǎn)如下圖所示:

（2）水面上升至b位置時(shí)，光線先在水池壁反射，再折射出水面，根據(jù)反射定律和折射定律，Q點(diǎn)如下

圖所示：

通過畫圖可知：P點(diǎn)在S點(diǎn)的下方，Q點(diǎn)在S點(diǎn)的上方。

【總結(jié)升華】題目重點(diǎn)考查的是作反射光線和折射光線，理解并掌握光的反射定律和折射定律是解決此

題的關(guān)鍵。水面升至a位置時(shí)，光從水斜射入空氣中時(shí)，入射光線、折射光線以及法線在同一平面內(nèi)，

折射角大于入射角，確定折射光線的方向；水面上升至b位置時(shí)，光線先在水池側(cè)壁發(fā)生反射，反射角

等于入射角，反射光線再從水中斜射入空氣里發(fā)生折射，折射角大于入射角。

舉一反三：

【變式】圖中的A、B兩架飛機(jī)，一架是實(shí)際飛機(jī)，一架是從潛水艇上觀察到的該飛機(jī)的像，則：

（填字母）是實(shí)際飛機(jī)，并作光路圖示意。

【答案與解析】如圖飛機(jī)的光線由空氣中斜射入水中時(shí)，在水面上發(fā)生折射，折射角小于入射角，折射

光線進(jìn)入潛水艇觀察者眼里，觀察者逆著折射光線的方向看去，就會覺得飛機(jī)變高了，所以B架是實(shí)際

飛機(jī)，A架是飛機(jī)的像。

類型三、實(shí)驗(yàn)探究

C4研究光進(jìn)入玻璃和從玻璃進(jìn)入空氣時(shí)的傳播規(guī)律。選用如圖的圓盤形量角器作光屏，半圓形玻

璃磚及激光器等器材。

實(shí)驗(yàn)步驟如下：

①將半圓形玻璃豉放在標(biāo)有角度的圓盤上，使二者的圓心重合；

②如圖甲，將一束激光從A射向圓心0,激光在0處發(fā)生折射，射向B；讀出入射角和折射角的大小，

入射角大小為度，折射角大小為度；

③減小入射角再次實(shí)驗(yàn)，如圖乙，從實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象中可以得出的結(jié)論是，

采用半圓形玻璃磚來進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的一明顯的好處是;

④根據(jù)光路可逆原理，如果讓光從半圓表面斜射入玻璃中，可能發(fā)生的情況

是,此時(shí)一組可能的任意的入射角和折射角是：度；

度。

【答案與解析】②入射角為A0與00法線的夾角，此夾角為：45度；折射角為B0與00法線的夾角，此

夾角為：30度；故答案為：45度，30度。

③由圖可知，當(dāng)光線垂直于界面入射時(shí)，折射方向不變，故答案為：當(dāng)光線垂直于界面入射時(shí)不發(fā)生折

射；

因半圓形的玻璃磚截面是水平的，便于測量角度的大?。还蚀鸢笧椋罕阌跍y量角度的大小。

④因當(dāng)光從水中或其它介質(zhì)斜射入空氣中時(shí)，折射角大于入射角，故答案為：折射角大于入射角或完全

被反射回來；30度；45度。

【總結(jié)升華】總結(jié)光的折射規(guī)律的能力。光從空氣斜射入其它介質(zhì)時(shí)的折射規(guī)律，折射角小于入射角，

并且折射角隨入射角的增大而增大。

舉一反三：

【變式】小剛同學(xué)探究光從空氣射入不同介質(zhì)發(fā)生折射時(shí)的一些規(guī)律，他將一束光從空氣射入水、玻璃

后發(fā)生折射的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄于下表：

實(shí)驗(yàn)次數(shù)1234

入射角i0°20°40°60"

水中折射角P0"15.4°26.3,40.8°

玻璃中折射角r0°13.3°25.2。35.1°

（1）分析第1次的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，結(jié)論是:___________________________________________________________

（2）分析第2次至第4次的某次實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，結(jié)論是：光從空氣斜射入水、玻璃中，當(dāng)入射角一定時(shí)，

（3）分析第2次至第4次的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的變化，結(jié)論是：光從空氣斜射入水、玻璃中時(shí)，

【答案】（1）光從一種透明介質(zhì)垂直射入另一種透明介質(zhì)時(shí)，傳播方向不變；

（2）在玻璃中的折射角總是小于水中的折射角；

（3）折射角總是小于入射角。

【鞏固練習(xí)】

一、選擇題

1.（湖州二模）下列現(xiàn)象屬于光的折射的是（）

A.通過潛望鏡觀察海面上的船只

B.觀察樓房在水中的倒影

C.從水中看岸上的物體比實(shí)際位置高

D.在路燈下出現(xiàn)了人的影子

2.水邊有一個(gè)豎立的標(biāo)桿，水面下的游泳者看到標(biāo)桿位置與實(shí)際位置相比（）

A.一樣高B.偏低C.偏高D.無法判斷

3.一束光線從玻璃斜射入空氣，如果折射角不斷地增大，則入射角一定（）

A.保持不變B.逐漸變大C.逐漸變小D.無法斷定

4.（高郵市三模）下列敘述中的“影”，屬于光的折射現(xiàn)象的是（）

A.立竿見“影”B.形“影”不離C.湖光倒“影”D.畢業(yè)合“影”

5.（普陀區(qū)二模）當(dāng)光從空氣射入水中，入射角為40°,則折射角可能為（）

A.30°B.40°C.50°D.60°

6.如圖所示的軍事觀察孔，圖中的虛線表示空氣孔的觀察范圍，現(xiàn)在在孔中嵌入玻璃磚后，觀察的范

圍將（）

??

、、

6題

A.變大B.變小C.不變D.無法確定

二、填空題

7.（營口二模）有經(jīng)驗(yàn)的漁民在用叉子叉魚時(shí)，常常將叉子對準(zhǔn)所看到的魚的方扔叉子，因?yàn)?/p>

看到的魚只是魚的像，位于實(shí)際魚的方。

8.（安徽模擬）早晨一束陽光從空氣中斜射入某液體中，在液面上發(fā)生反射和折射，入射光線與液面成

30°反射光線恰好與折射光線垂直，則折射角為,隨著時(shí)間的推移，從早晨到中午，折射角將

（選填“增大”、“不變”或“減小”）。

9.如圖所示，MN是兩種均勻介質(zhì)的分界面，已知兩種介質(zhì)中其中一種是空氣，一光線從A介質(zhì)入射到

B介質(zhì)，則折射角大小等于,其中介質(zhì)是空氣。

10.你能解釋“坐井觀天，所見甚小”嗎？請你在圖中用光學(xué)知識畫圖說明.若井中有水，井底青蛙的

位置不變，由于,青蛙觀察到的井上范圍將（選填“變大”、“變小”或“不變

10題

11.小王在河邊玩?？匆娗宄旱暮拥撞坑幸粋€(gè)黑色的鵝卵石，他想用手中的激光手電筒去照亮鵝卵石，

則激光束應(yīng)對著鵝卵石的照射（選填：上方、下方、正對方向）。

12.潛水員從水中看岸上的路燈的位置比實(shí)際位置要（填“高”或"低”），這是由于光在水面處

產(chǎn)生折射時(shí)，折射角入射角的緣故。

三、作圖與實(shí)驗(yàn)探究

13.為什么從斜上方看水中的硬幣，看到的硬幣比實(shí)際位置淺?畫圖說明。

14.如圖所示，請你畫出光線A0從空氣中斜射入玻璃中的光路圖。

15.在探究“光從空氣斜射人水和油時(shí)，哪種液體對光的偏折本領(lǐng)較大”的實(shí)驗(yàn)中，小明提出如下實(shí)驗(yàn)

方案：先讓一束入射光從空氣直接斜射入透明的空水槽中，記錄下光斑位置（如圖所示）；接著分別倒

入水和油，記錄對應(yīng)的光斑位置，再通過分析就可得到實(shí)驗(yàn)結(jié)論。經(jīng)討論，同學(xué)們認(rèn)為這一方案是可行

的，于是進(jìn)行了探究實(shí)驗(yàn)。

（1）要實(shí)現(xiàn)探究目標(biāo)，他們應(yīng)選擇圖中的（選填字母序號）兩圖實(shí)驗(yàn)；

（2）實(shí)驗(yàn)時(shí)，同學(xué)們在水槽底部貼上一把自制紙質(zhì)刻度尺，這樣做的目的是為了。

（3）某小組同學(xué)正確實(shí)驗(yàn)后，所記錄的三次光斑的相對位置如圖所示，經(jīng)分析可知：光從空氣斜射入

水和油時(shí)，____________對光的偏折本領(lǐng)較大。

15題

【答案與解析】

一、選擇題

1.【答案】C

【解析】A、通過潛望鏡觀察海面上的船只，屬于平面鏡成像，是光的反射形成的，故本選項(xiàng)不符合

題意；B、觀察樓房在水中的倒影，平靜的水面相當(dāng)于平面鏡，屬于平面鏡成像，是光的反射形成的，

故本選項(xiàng)不符合題意；C、從水中看岸上的物體比實(shí)際位置高，是光的折射現(xiàn)象，故本選項(xiàng)符合題意；

D、路燈下出現(xiàn)了人的影子，是光沿直線傳播，故本選項(xiàng)不符合題意；故選C。

2.【答案】C

【解析】光從空氣中斜射入水中時(shí);在水面處發(fā)生了折射，折射角小于入射角，人眼逆著折射光線的

反向延長線看去，看到是標(biāo)桿的虛像，虛像在標(biāo)桿的上方，因此在水面下的游泳者看到的標(biāo)桿與實(shí)際的

標(biāo)桿相比偏高。

3.【答案】B

【解析】當(dāng)光從玻璃斜射入空氣中時(shí)發(fā)生折射，若入射角增大，則折射角增大。所以如果折射角不斷

增大，則入射角一定不斷增大。

4.【答案】D

【解析】A、立竿見“影”是由于光的直線傳播形成的；B、形“影”不離也是由于光的直線傳播形成

的；C、湖光倒“影”屬于平面鏡成像，是由于光的反射形成的；D、畢業(yè)合影屬于凸透鏡成像，是由于

光的折射形成的，故選D。

5.【答案】A

【解析】根據(jù)從空氣射入水中時(shí)，入射角為40°,折射角小于入射角.故A可能正確，BCD一定錯(cuò)誤;

故選A。

6.【答案】A

【解析】光從空氣斜射入玻璃，發(fā)生折射，根據(jù)折射規(guī)律，折射角小于入射角。如圖所示，所以觀察

的范圍變大。

二、填空題

7.【答案】下：虛；上

【解析】從魚身上反射出的光線由水中進(jìn)入空氣時(shí)，在水面上發(fā)生折射，折射角大于入射角，折射光

線進(jìn)入人眼，人眼會逆著折射光線的方向看去，就會覺得魚變淺了，眼睛看到的是魚的虛像，在魚的上

方，所以叉魚時(shí)要瞄準(zhǔn)像的下方；故答案為：下；虛；上。

8.【答案】30°；減小

【解析】(1)由題意知，入射光線與液面成30°角，則入射角為90°-30。=60°,反射角也為60°,

由題知，反射光線恰好與折射光線垂直，設(shè)折射角為B,則折射角B=180°-60。-90°=30。；

(2)從早晨到開始，隨著時(shí)間的推移，太陽越升越高，陽光與地面間的夾角越來越大，入射角逐漸變

小，到達(dá)正午時(shí)，光線垂直射向地面，反射光線和折射光線向法線靠近；折射角是折射光線和法線的夾

角，因此折射角將減??；故答案為：30°；減小。

9.【答案】60°；B

【解析】如圖所示：已知MN是界面，作法線FG,根據(jù)光線的方向，可以確定C0是入射光線，0D是

反射光線，0E是折射光線。

則反射角為ND0F