专题突破四：光的折射【解析版】

目录TOC\o"1-1"\h\u一．光的折射现象及其应用（共7小题） 1二．光的折射规律的应用（共8小题） 5三．探究光折射的特点（共1小题） 10四．作光的折射光路图（共8小题） 13一．光的折射现象及其应用（共7小题）1．（2021秋•崇明区校级期末）在图中所示的四幅图中，属于光的折射现象的是（）A． B． C． D．【解答】解：A、湖面的“月影”属于平面镜成像，其原理是光的反射，故A不符合题意；B、杯中“断笔”属于光的折射现象，故B符合题意；C、墙上的“孔雀”是光沿直线传播形成的，故C不符合题意；D、镜中的“风景”属于凸面镜成像，其原理是光的反射，故D不符合题意。故选：B。2．（2021秋•静安区校级期中）如图所示，将一支竹筷子插入水中，从空气中所看到的现象应该是（）A． B． C． D．【解答】解：A、因为筷子在水中会发生偏折，故A错误；B、而根据光的折射定律：折射光线与入射光线分居法线两侧，故B错误；C、筷子的水下部分反射的光经水面折射后，会远离法线看起来就像向上弯折一样，故C错误；D、当筷子斜插入水中时，筷子的水下部分反射的光经水面折射后，会远离法线看起来就像向上弯折一样；故D正确。故选：D。3．（2021秋•金山区校级期中）某同学站在平静的水池边看到了鱼在云中游这一现象，对所看到的这一现象，下面说法中正确的是（）A．鱼是折射形成的实像，云是反射形成的实像 B．鱼是反射形成的虚像，云是折射形成的虚像 C．鱼是反射形成的实像，云是折射形成的实像 D．鱼是折射形成的虚像，云是反射形成的虚像【解答】解：白云在水中的倒影属于平面镜成像，是由光的反射形成的与物体等大的虚像。看到的水中的金鱼，由于光的折射，从上面看时，会感到鱼的位置比实际位置高一些，是鱼的虚像。综上分析，选项D正确。故选：D。4．（2021•徐汇区模拟）在研究光现象的实验时，小红在玻璃杯中放入一根木棒，从侧面观察到如图甲所示，当他倒入一定量水后，从同样的角度观察这根木棒时，最符合实际情况的是（）A． B． C． D．【解答】解：图甲所示，当他倒入一定量水后，木棒反射的光从水中斜射入空气中，类似通过厚玻璃砖看物体，光线传播方向在玻璃杯与空气界面发生了偏折，远离法线，折射角大于入射角，所以从侧面透过玻璃杯观察，木棒发生“错位”，人看到的是木棒的虚像。把看到的杯子当成平面图像，筷子在正中央位置是不变的，如果水上的部分偏左，水下的就更偏左。如果水上的部分偏右，水下的就更偏右。综上所述，故A正确，BCD错误。故选：A。5．（2022春•徐汇区校级期中）从斜上方看玻璃板底下的照片时，看到的照片的位置比照片的实际位置偏高（选填“高”“低”），看到的照片是虚（选填“实”或“虚”）像，这是光的折射现象。【解答】解：光线从照片上反射出来，到玻璃和空气的分界面的时候会发生光的折射，进入人的眼睛的是折射光线，所以人逆着折射光线看去，看到的并不是原来的照片，而是由于光的折射而形成的照片的虚像，像的位置比原来照片的位置要高。故答案为：高；虚；折射。6．（2021秋•静安区校级期中）当光从一种透明介质射入另一种透明介质中时，传播方向不一定发生偏折（选填“不一定”或“一定不”）。站在河边，看到水中岸上景物的倒影是光的反射现象；海市蜃楼是光的折射现象形成的；通过弯管看远处灯光，管中漆黑一片是光沿直线传播现象。【解答】解：当光从一种透明介质射入另一种透明介质中时，传播方向不一定发生偏折，例如当光线垂直与界面入射时，光线的传播方向不变；平静的水面上有岸边景物的倒影，是由于岸边景物在水面上成的像，是平面镜成像，属于光的反射现象；海市蜃楼是由光在不均匀的大气中折射形成的；通过弯管看远处灯光，管中漆黑一片是因为弯管挡住了沿直线传播的光，所以属于光沿直线传播现象。故答案为：不一定；反射；折射；沿直线传播。7．（2021秋•闵行区校级期中）如图，不透明容器底部A处有一光源，没倒水时在侧壁B处形成一个亮的光斑。当向容器中加水至EF处时，亮斑在B点的下方，当水面到达CD时，人眼在空气中，通过水面看到的亮斑在B点的上方。（均选填“上方”、“下方”或“原处”）【解答】解：（1）往池内注水，水面升至EF位置时，光发生折射，根据折射定律，我们看到的亮斑在B的下方，如图1中B′所示：（2）当水面到达CD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，B点的像如图2中B″所示；通过画图可知：B″点在B点的上方。故答案为：下方；上方。二．光的折射规律的应用（共8小题）8．（2022春•奉贤区校级期末）光从空气倾斜射入水中，入射角为30°，折射角可能为（）A．0° B．25° C．35° D．60°【解答】解：因为光从空气射入水中，折射角小于入射角，所以，若入射角为30°，则折射角一定大于0°，小于30°。故B可能正确，ACD错误。故选：B。9．（2021秋•浦东新区期末）光线从空气垂直射入水中，入射角是0°，则折射角是（）A．0° B．90° C．180° D．360°【解答】解：光线从空气射入水中，若入射角为0°，说明光线垂直射向水面，此时光的传播方向不变，因此入射光线、折射光线与法线重合，则入射角、折射角都为0°。故选：A。10．（2022秋•黄浦区月考）一根筷子在水和空气的界面处，发生弯折的情况如图1所示，根据光的折射规律，可以知道上方是空气（选填“空气”或“水”）。图2是光从玻璃斜射入空气的光路图，折射角大小为46度。【解答】解：图中折射光线靠近法线，属于光从空气斜射入水或其他介质，折射角小于入射角，则界面的上方是空气，下方是水或玻璃等其他介质；由图可见，折射光线与界面的夹角是44°，因此折射角是90°﹣44°＝46°。故答案为：空气；46。11．（2021秋•静安区校级期末）如图所示是一束光在空气和玻璃两种介质的界面上发生了反射现象和折射现象，则GO是入射光线，折射角为60度，界面的左（选填“上”、“下”、“左”、“右”）边是空气。【解答】解：由图可知，∠AOG＝60°，所以∠GOF＝90°﹣60°＝30°，而∠EOF＝30°，根据反射角等于入射角，所以BF为法线，AD为界面，折射光线和入射光线分别位于法线两侧，则OC一定为折射光线，GO为入射光线，OE为反射光线：；由图可知，折射角为：∠COB＝90°﹣30°＝60°．因当光线从其它介质斜射入空气时，折射角大于入射角。所以这束光线是由玻璃进入空气。即分界面的左侧是空气。故答案为：GO；60；左。12．（2021秋•徐汇区校级期末）如图所示是一束光在空气和玻璃两种介质的界面上发生了反射现象和折射现象，则BF是法线，折射角为60度，界面的右（选填“上”、“下”、“左”、“右”）边是玻璃。【解答】解：由图可知，∠AOG＝60°，所以∠GOF＝90°﹣60°＝30°，而∠EOF＝30°，根据反射角等于入射角，所以BF为法线，AD为界面，折射光线和入射光线分别位于法线两侧，则OC一定为折射光线，GO为入射光线，OE为反射光线。由图可知，折射角为：∠COB＝90°﹣30°＝60°．因当光线从其它介质斜射入空气时，折射角大于入射角。所以这束光线是由玻璃进入空气。即分界面的右边是玻璃。故答案为：BF；60；右。13．（2021秋•金山区校级期中）某同学通过实验探究光在空气和其他介质间传播时的规律，他做了如图（a）、（b）、（c）所示的三次实验。仔细观察图中入射光线、折射光线、法线的位置关系，以及入射角和折射角等相关条件，归纳得出初步结论。（1）分析比较图（a）或（b）或（c）中入射光线、折射光线、法线的位置关系，归纳得出结论在光的折射中，折射光线、入射光线分居在法线的两侧。（2）分析比较图（a）或（b）或（c）中入射角与折射角的大小关系，归纳得出结论：光从空气斜射入其他介质中时，折射角小于入射角。（3）分析比较图（a）和（b）和（c）中入射角与折射角的关系，归纳得出结论：在入射角不变的情况下，光斜射入的介质不同，折射角的大小也不同。【解答】解：（1）分析比较图（a）或（b）或（c）中入射光线、法线、折射光线的位置可知，折射光线、入射光线分居在法线的两侧；（2）比较图（a）或（b）或（c）中折射角与入射角的大小可知，当光从空气中斜射入其他介质中时，折射角小于入射角；（2）分析比较图（a）和（b）和（c）中入射角与折射角的大小可知，在入射角不变的情况下，光斜射入的介质不同，折射角的大小也不同。故答案为：（1）在光的折射中，折射光线、入射光线分居在法线的两侧；（2）光从空气斜射入其他介质中时，折射角小于入射角；（3）在入射角不变的情况下，光斜射入的介质不同，折射角的大小也不同。14．（2021•长宁区校级模拟）小明在学了光的折射后，想知道光进入不同介质时，弯曲程度是否相同（折射角是否相等），如不同，弯曲程度跟什么因素有关？老师帮他设计了下面的实验：用一厚玻璃缸盛一定量的水，让一激光手电筒射出的光束从空气中斜射入水中，从水中进入玻璃，再次进入空气中，其光路如图所示．小明上网查出一些介质的其他参数如下表。物质密度/（kg/m3）光速/（m/s）空气1.293.0×108水1.0×1032.25×108玻璃2.0×108植物油0.8×103（1）分析光路图（a）可得出结论：光从一种介质斜射入另一种介质时，传播方向会发生变化。（2）分析表中数据猜想玻璃的密度比水的密度大（填“大”或“小”）。（3）分析光路图（a）和表中数据可得出折射角变化的规律：光从光速大的介质斜射入光速小的介质中时，折射角小于入射角。（4）你认为光在植物油中传播的速度比在水中的传播速度大（填“大”或“小”）。（5）现代医学治疗中常用超声波击碎人体内的结石，当超声波斜射入人体时，能发生类似光一样的折射。如图（b）所示，超声波进入人体击碎结石时，入射点应在O点的左侧。（选填：“左”或“右”）【解答】解：（1）由图中的光路可知，光从一种介质斜射入另一种介质时，传播方向不在沿直线传播，而发生了变化；（2）由表中数据可知，光在水中的传播速度是2.25×108m/s，大于在玻璃中的传播速度2.0×108m/s，则说明玻璃的密度大于水的密度。（3）由图可知，光从光速大的介质斜射入光速小的介质中时，折射角小于入射角；（4）对比空气、水、玻璃的密度与光速的关系，可以看出介质的密度越大，光传播的速度越慢，因此，可猜想光在植物油中的传播速度比在水中的传播速度要大；（5）由于超声波在人体内的传播速度大于在空气中的传播速度，所以超声波进入人体后，折射角大于入射角，要使超声波进入人体击碎结石时，入射点应在O点的左侧。故答案为：（1）光从一种介质斜射入另一种介质时，传播方向会发生变化；（2）大；（3）光从光速大的介质斜射入光速小的介质中时，折射角小于入射角；（4）大；（5）左。15．（2019秋•崇明区期末）为了探究光从其他介质斜射入空气时折射角的大小与哪些因素有关，小李同学利用激光笔、玻璃、水、量角器等进行实验探究。他先让光从水中斜射入空气，分别测出入射角和折射角的大小，记录在表一中。然后他又让光从玻璃斜射入空气中，重复上述实验，将数据记录在表二中。表一：光从水斜射入空气中实验序号入射角（度）折射角（度）1101322027330424405954570650无折射表二：光从玻璃斜射空气中实验序号入射角（度）折射角（度）7101582031930491040761145无折射1250无折射①分析比较表一或表二的第2列和第3列，可以得到的初步结论是：光从其他介质斜射到空气时，折射角大于（选填“大于”、“等于”或“小于”）入射角；②分析比较实验序号1﹣5或7﹣10中折射角随入射角的变化关系，可以得到的初步结论是：光从水或玻璃斜射入空气时，折射角随入射角的增大而增大；③分析比较表一和表二中的数据可知：当入射角相同时，光从水中斜射入空气的折射角小于（选填“大于”、“小于”、“等于”）光从玻璃斜射到空气的折射角。因此，光从其他介质斜射入空气时，折射角的大小还跟介质种类有关；④从表一、表二数据中，他发现光从水或玻璃斜射入空气时，当入射角增大到一定程度，就不再有折射光线。如果光从玻璃斜射入空气中，折射光线恰好消失时的入射角为a，为了得到a的大小，应该在入射角为40°～45°的范围内继续实验。【解答】解：①分析表格数据可知，光从其他介质斜射到空气时，折射角的度数都大于入射角的度数，故折射角大于入射角；②分析表格数据可知，光从水或玻璃斜射入空气时，入射角度数增大时，折射角度数也增大，故折射角随入射角的增大而增大；③入射角都为10°时，光从水斜射入空气中的折射角为13°，光从玻璃斜射空气中的折射角为15°，同理可分析其他组的数据，可知，当入射角相同时，光从水中斜射入空气的折射角小于光从玻璃斜射到空气的折射角；④如果光从玻璃斜射入空气中，折射光线恰好消失时的入射角为a，为了得到a的大小，应该在最大折射角与折射角消失之间进行实验，由表二数据可知应在入射角为40°～45°的范围内继续实验。故答案为：①大于；②增大；③小于；介质种类；④40°～45°。三．探究光折射的特点（共1小题）16．（2021秋•黄浦区月考）某小组同学探究光的折射规律，他们分别测量并记录了光从空气斜射入玻璃和光从玻璃斜射入空气时的入射角和折射角，实验数据如表一、表二所示。（1）分析比较实验序号1～5可得：当光从空气斜射入玻璃时，折射角小于入射角；分析比较实验序号6～10可得：当光从玻璃斜射入空气时，折射角大于入射角。（均选填“大于”或“小于”）（2）分析比较表一中折射角随入射角的变化关系，可得出的初步结论是：当光从空气斜射入玻璃中时，折射角随入射角的增大而增大。（3）分析比较实验序号1与6或2与7或3与8可得：当光发生折射时，光路是可逆的。表一：光从空气斜射入玻璃中实验序号入射角（度）折射角（度）1201323019340254503156035表二：光从玻璃斜射入空气中实验序号入射角（度）折射角（度）61320719308254092845103355表三：光从空气斜射入玻璃中实验序号入射角（度）折射角（度）116537127039138041148942表四：光从玻璃斜射入空气中实验序号入射角（度）折射角（度）1540165017601870（4）他们增大入射角继续研究，表三为光从空气斜射入玻璃时的实验数据，表四中的入射角为当光从玻璃斜射入空气时拟进行实验的数据。小王分析了表三的数据，结合之前得到的实验结论，认为表四中实验序号16、17、18中拟定的入射角会找不到折射光线。【解答】解：（1）分析比较实验序号1～5的实验数据可知：光从空气斜射入玻璃中时，折射角小于入射角；分析比较实验序号6～10的实验数据可知：光从玻璃斜射入空气中时，折射角大于入射角；（2）分析比较表一中折射角随入射角的变化关系，可得出的初步结论是：当光从空气斜射入玻璃中时，折射角随入射角的增大而增大；（3）分析比较实验序号1与6或2与7或3与8可知，当光发生折射时，光路是可逆的；（4）由表三数据可知，空气中的入射角为89度时，在玻璃中的折射角为42度；因光发生折射时光路是可逆的，所以当玻璃中的入射角为42度时，空气中的折射角为89度；因折射角随入射角的增大而增大，所以当玻璃中的入射角为50度时，空气中的折射角应大于90度，不符合实际，此时折射光线将消失（即发生全反射），故实验序号16、17和18中拟定的入射角会找不到折射光线。故答案为：（1）小于；大于；（2）折射角随入射角的增大而增大；（3）光发生折射时，光路是可逆的；（4）16、17、18。四．作光的折射光路图（共8小题）17．（2021秋•安新县期末）下列模型能正确解释“从岸边看水中的鱼时，看到‘鱼’与实际位置”的是（）A． B． C． D．【解答】解：看水中的鱼，是看到由鱼反射出的光进入人眼，所以A、C错误。光由水中斜射入空气时，折射角大于入射角，折射光线远离法线，看到鱼的位置比其实际位置要浅，故B错误，D正确。故选：D。18．（2021秋•徐汇区校级期中）图中，能正确表示光从室外通过窗户玻璃进入室内的光路图是（）A． B． C． D．【解答】解：第一次折射：先过入射点O垂直玻璃左表面作出法线，再在玻璃内部法线的另一侧作出折射光线，注意折射角小于入射角：第二次折射：先过O′点垂直玻璃右表面作出法线，再在玻璃的右侧空气中作出折射光线，注意折射角大于入射角，折射光线与玻璃左表面的入射光线平行，如图所示：故选：A。19．（2021秋•徐汇区校级期末）如图所示，一束激光AO由空气斜射入玻璃砖，折射后从另一侧面射出，其出射点可能是图中的（）A．M点 B．N点 C．P点 D．Q点【解答】解：光线从O点斜射入玻璃中发生折射现象，折射光线向靠近法线方向偏折，折射角小于入射角，如图所示：所以从玻璃