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第四章 光现象（原卷版）
课时4.4 光的折射
2022年课程标准 物理素养
物理观念：光的折射，光的折射特点，生活中的折射现象。
2.3.3 通过实验，探究并了解光 科学思维：通过实验探究，了解光的折射特点。
的反射定律，探究并了解光的折 科学探究：探究光的折射特点。
射现象及其特点。 科学态度与责任：能通过实验的探究，感受物理的奇妙；能够利用
所学知识解释和解决相关问题。
知识点一、光的折射
1.光的折射
问 题
在一个空碗中放一枚硬币。请你慢慢蹲下，当低至某一个观察位置时，就无法看到硬币了。但如果
你慢慢往碗中倒水，在同一个观察位置就又能看到碗中的硬币了（如下图）。这是为什么呢?
（1）光的折射：光从空气斜射入水中时，传播方向发生了偏折，这种现象叫作光的折射。如下图。
（2）描述折射现象的几个概念①入射点：入射光线与分界面的交点O；
②分界面：两种介质的分界面，如图所示的MM′；
③入射光线：照射到两种介质分界面的光线AO；
④折射光线：进入另一种介质的光线OB；
⑤法线：过入射点且垂直于两介质分界面的直线NN′；
⑥入射角：入射光线与法线的夹角α；
⑦折射角：折射光线与法线的夹角β。
2.实验：研究光的折射现象
提出问题 如果光从一种介质进入另一种介质，例如，从空气进人水或玻璃时，情况又会怎样呢?
①当光从一种介质进入另一种介质中时，可能会向法线偏折（或远离法线）。
猜想与假
②折射光线、入射光线位于法线两侧（同侧）。
设
③折射角可能等于（或大于/小于）入射角。
实验思路 让一束光从空气斜射入水中,观察光束在空气中和水中的径迹。
激光笔、半圆形玻璃砖、圆形刻度光盘（标有角度）。
实验器材
利用如图所示的实验装置进行实验。
（1）让一束光从空气斜射入水中，观察折射光线、入射光线和法线之间的位置关系，比
设计并进 较折射角和入射角的大小关系，并描画出光束在空气和水中的传播路径；
行实验 （2）改变入射角大小，观察折射角的变化情况；
（3）让一束光垂直射入水中，观察折射情况；
（4）让一束光逆着原折射光的方向从水中斜射入空气中，观察折射情况。
（1）光从空气斜射入水中时，可观察到折射光线、入射光线和法线在同一平面内，折射
光线和入射光线分居于法线两侧，折射光线向法线方向偏折，折射角小于入射角；
（2）改变入射角的大小，发现折射角的大小也随之改变，并且入射角增大时，折射角也
实验现象 增大；
（3）光从空气垂直射入水中时，其传播方向不变；
（4）让光逆着原折射方向从水中斜射入空气中时，进入空气中的折射光线逆着原入射光
线的方向射出。折射角大于入射角。
光从空气斜射入水中或其他介质中时，折射光线向法线偏折，折射角小于入射角。当入
探究归纳
射角增大时，折射角也增大；当入射角减小时，折射角也减小。当光从空气垂直射入水中或其他介质中时，传播方向不变。
在折射现象中，光路可逆。
特别提醒
对光的折射规律的理解
（1）因为先有入射光线，然后才有折射光线，所以叙述时一般说折射角随入射角的变化而变化，不
说入射角随折射角的变化而变化；
（2）当光垂直射到分界面上时，光的传播方向不发生变化，此时折射光线、入射光线和法线重合，
折射角和入射角都为0°；
（3）一般情况下，无论光从空气斜射入其他介质中，还是光从其他介质斜射入空气中，在空气中光
线与法线的夹角大于其他介质中光线与法线的夹角；（空气角大）
（4）一般来说，当光从两种介质分界面上发生折射时，光速大的介质中光线与法线的夹角大，光速
小的介质中光线与法线的夹角小。
（2024·四川广安·三模）某小组选用了图甲中光源、水、水槽、可折转的光屏（带刻
度）等器材，用于完成探究“光从空气射入水中时的折射规律”：图丙是光从空气射入水中，入射点为
O点，不断改变入射角，读出刻度盘上对应的折射角，将实验结果画在图丙中，其中1和1′、2和2′、3
和3′、4和4′分别表示各次入射光线和对应的折射光线的位置。试问：
（1）甲图中一束光从空气射入水中，各个方向的同学都能观察到此现象，是因为光发生了 反射；
（2）当光从空气垂直射到水面时，折射角等于 度；
（3）图乙中的把光屏向后翻的目的是为了 ；
（4）由图丙可以得到：光从空气斜射入水中时，折射角随入射角的增大而 。
知识点二、生活中的折射现象
1.池底变浅
池底为什么看起来比实际浅呢？
分析：因为池底某点反射的光从水中斜射向空气时会发生偏折，逆着折射光看去，就会感觉这点的
位置升高了（如下图），即池水看起来比实际浅。2.叉鱼
怎样才能插到鱼？
分析：鱼从水中发出的光线，由水进入空气时发生折射，折射角大于入射角，折射光线进入人眼，
人眼逆着折射光线的方向看，觉得光线好像是从它们的反向延长线的交点，即鱼像发出来的，像比鱼位
置高。所以，有经验的渔民在叉鱼时，要向看到的鱼的下方投叉才能叉到鱼。
3.让硬币出现
在一个空碗中放一枚硬币。请你慢慢蹲下，当低至某一个观察位置时，就无法看到硬币了。但如果
你慢慢往碗中倒水，在同一个观察位置就又能看到碗中的硬币了（如下图）。这是为什么呢?
分析：加水后，硬币的光从水中斜射入空气时，折射光线偏离法线，折射光进入了眼睛，眼睛看到
的实际上是升高了的硬币的虚像。
4.海市蜃楼
海市蜃楼是一种由光的折射产生的现象，多发生在夏天的海面上。夏天空气较热，但是海水比较凉，
海面附近底层空气的温度比上层的低。空气热胀冷缩，上层的空气比底层的空气稀疏。来自地平线以下
远处物体的光，本来不能到达我们的眼中，但有一些射向空中的光，由于不同高度空气的疏密不同而发
生弯曲，逐渐弯向地面（如下图），进入观察者的眼睛。观察者逆着光望去，就看见了远处的物体。
特别提醒（1）光由一种介质斜射入另一种介质时，同时发生光的反射和光的折射。在界面处发生折射时遵守
折射规律，发生反射时，遵守反射定律。例如：水中的倒影亮度比岸上的物体要暗，原因时光从空气射
入水中不仅发生了光的反射，还有一部分光发生了光的折射。
（2）光的折射现象中，看到的是物体的像，并且是虚像。
（3）不论是从岸上看水中的物体，还是水中看岸上的物体，看到的都是物体的像，像的位置都要比
物体的位置要高。
（4）眼睛不是光源，不能发出光，因此光线的箭头指向眼睛。
（23-24八年级下·云南文山·期末）位于文山州广南县的坝美村，风景优美，被称为“世
外桃源”，每年都吸引着许多旅游者前来休闲度假。如图是一位摄影爱好者拍下的风景照，下列叙述属
于光的折射的是（ ）
A．游客看到水中鱼儿游来游去
B．水车在水中的倒影与水车相映成趣
C．树下光斑交错成辉
D．地面上树影婆娑
（2024·黑龙江大庆·中考真题）以下光的反射、折射的光路图，正确的是（ ）
A． B．
C． D．问题一：研究光的折射现象
1.实验现象
（1）光从空气斜射入水中时，可观察到折射光线、入射光线和法线在同一平面内，折射光线和入射
光线分居于法线两侧，折射光线向法线方向偏折，折射角小于入射角；
（2）改变入射角的大小，发现折射角的大小也随之改变，并且入射角增大时，折射角也增大；
（3）光从空气垂直射入水中时，其传播方向不变；
（4）让光逆着原折射方向从水中斜射入空气中时，进入空气中的折射光线逆着原入射光线的方向射
出。折射角大于入射角。
2.实验结论
光从空气斜射入水中或其他介质中时，折射光线向法线偏折，折射角小于入射角。当入射角增大时，
折射角也增大；当入射角减小时，折射角也减小。当光从空气垂直射入水中或其他介质中时，传播方向
不变。在折射现象中，光路可逆。
3.一般情况下，无论光从空气斜射入其他介质中，还是光从其他介质斜射入空气中，在空气中光线
与法线的夹角大于其他介质中光线与法线的夹角；（空气角大）当光从水中射入空气时，折射角大于入
射角，当入射角增大到一定时，折射关消失，此时只发生光的反射。
【典例1】（23-24八年级上·江西南昌·期中）某小组选用了图甲中光源、水、水槽、可折转的光屏
（带刻度）等器材，用于完成探究“光从空气射入水中时的折射规律”。
（1）使用可折转的光屏，是为了观察折射光线和入射光线是否 ；
（2）图8甲中，光从空气射入水中，入射点为O点，则折射角是 （填“ ”或“
”）；
（3）光从空气射入水中，不断改变入射角，读出刻度盘上对应的折射角，将实验结果画在图8丙中，其
中1和 、2和 …4和 分别表示各次入射光线和对应的折射光线的位置。由此可见，光从空气斜射入
水中时，折射角随入射角的增大而 ，且折射角 （填“大于”、“等于”或“小于”）入射
角；当光从空气垂直射入水中时入射角为 度，此时折射角 （填“大于”、“等于”或“小
于”）入射角；
（4）若让光线沿 、 …和 入射，发现折射光线恰好与其对应的入射光线重合，这一现象说明：在折
射现象中， 。
【变式1-1】（23-24八年级下·河南周口·期末）小宇用如图所示装置将一细光束斜射到空气中，用于
探究“光的折射规律”。（1）为了更清晰地观察水中的光路，可以采用的办法是： ，实验中 （选填
“能”或“不能”）看见反射光线；
（2）实验的折射光路如图所示，可以判定折射角 （选填“大于”“小于”或“等于”）入射角。
增大入射角，观察到折射角在 （选填“增大”或“减小”）；
（3）他通过查阅资料发现，若不断增大光在水中的入射角，会观察到的现象是：入射角增大到一定值时，
。
入射角 0 10 20 30 40 48.6 50
折射角 0 13.4 27.0 41.7 58.7 90
问题二：生活中的折射现象
【角度1】判断生活中的折射现象
1.判断光的直线传播、光的反射和光的折射现象。
（1）光的直线传播：影子、日食和月食、小孔成像、激光准直等；
（2）光的发射：水中倒影、看不发光的物体、平面镜成像等；
（3）光的折射：池底变浅、看水中的物体、叉鱼、海市蜃楼等。
【典例2】（2024·辽宁·中考真题）如图，斜插入水中的筷子，看起来弯折了的原因是（ ）
A．光沿直线传播 B．光的反射
C．光的色散 D．光的折射
【变式2-1】（2024·宁夏吴忠·二模）沈括在《梦溪笔谈》中关于“海市蜃楼”的记载：登州海中，
时有云气，如宫室、台……冠盖，历历可见，谓之“海市”。下列现象与其形成原理相同的是（ ）
A．小孔成像 B．水中倒影
C．立竿见影 D．潭深疑水浅
【变式2-2】（2024·甘肃临夏·中考真题）光——宇宙的使者。关于光现象的描述可以用光的折射来
解释的是（ ）A． 墙上呈现手的影子 B． 桥在水中的倒影
C． 平面镜使太阳光聚集到同一位置 D． 人
看到鱼在水中的像
【角度2】光的折射和反射求角度
1.发生光的折射同时会发生光的反射。求解此类题型的一般方法：
（1）先找出相等的两个角，即可判断光的反射光路图，从而找出法线和分界面；
（2）根据光的折射现象中，折射光线和入射光线在法线的两侧，即可判断光的折射光路图；
（3）最后判断分界面两侧的介质种类。
【典例3】（2024·黑龙江哈尔滨·三模）如图所示，一束光在玻璃和空气两种介质的界面上同时发生
反射和折射（入射光线、反射光线和折射光线的方向均未标出），其中折射光线是 （用字母表
示），反射角等于 。
【变式3-1】（2024·甘肃金昌·三模）如图所示为光从空气射向玻璃时发生折射的光路图，由图可知，
折射光线是 ，界面的 侧是空气。
【变式3-2】（2024·四川绵阳·模拟预测）如图一束光线从空气进入玻璃的情形，MN是两种介质的
分界面。那么下列说法正确的是（ ）A．入射角为35°，MN左侧是玻璃 B．入射角为25°，MN右侧是玻璃
C．折射角为65°，MN左侧是空气 D．折射角为55°，MN右侧是空气
【角度3】液面上升或光斑移动的相关问题
1.一般判断入射点的位置变化，再作出对应的光路图进行分析。
【典例4】（22-23八年级上·北京朝阳·期末）如图所示，一束光射入杯中，在杯底形成光斑。逐渐往
杯中加水，则观察到的光斑将会（ ）
A．向右移动 B．向左移动 C．向上移动 D．原位不动
【变式4-1】（22-23八年级上·江苏南通·阶段练习）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；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点的上方，Q点与S点重合
B．P点在S点的下方，Q点与S点重合
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【基础强化】
1．（2024·陕西榆林·三模）如图所示，来自地平线以下远处物体的光，由于光的 而发生弯曲，进
入了观察者的眼睛，观察者看到的是建筑物的 （选填“实像”或“虚像”）。
2．（2024·广东肇庆·二模）小明在岸上看到水中的鱼是由于光的 （选填“直线传播”“反射”或
“折射”）形成的 （选填“虚”或“实”）像，像在鱼实际位置的 （选填“上”或
“下”）方。
3．（2024·甘肃武威·三模）小明将装有一枚硬币的杯子放在弟弟面前，如图所示，弟弟在A处看不到硬
币，这是因为光沿 传播。小明向杯中缓缓注水后，弟弟能看到硬币了，这是由光的
产生的现象。弟弟看到的是硬币的 像。
4．（2024·天津河北·二模）如图所示，一束光线射入杯底形成光斑，逐渐往杯中加水，光斑将向
（选填“左”或“右”）移动，这是光的 现象。
5．（23-24九年级下·江苏扬州·阶段练习）诗句“大漠孤烟直，长河落日圆”给我们展现了一幅美丽的画
卷。其实诗人观察到的落日并非太阳的实际位置（如图所示），而是太阳光经过不均匀的大气层发生了
（选填“反射”或“折射”）所成的像，太阳实际在图中 （选填“甲”或“乙”）的位置，人
眼所看到的太阳是 （选填“实”或“虚”）像。在特殊的日子会看到日食现象，此时，地球、
月球、太阳三者位置关系， 位于中间。
【素养提升】
6．（23-24八年级下·北京延庆·期末）一束单色光从空气斜射入水中的情景如图所示，下列说法中正确的
是（ ）A．BO是入射光，OA是反射光
B．AO是入射光，OC是折射光
C．∠AOM是入射角，∠NOC是折射角
D．光若沿CO入射，将沿OA和OB射出
7．（2024·贵州黔东南·模拟预测）如图为小莉在黔东南苗族侗族自治州某景区游览时拍摄的照片。照片
中河水清澈见底，舟行水上如悬浮空中，美如画卷。下列说法正确的是（ ）
A．河底小船黑色影子是光的反射形成的
B．小莉看到的河底是光的折射成的虚像
C．苗族妇女在水中的倒影是光的直线传播形成的
D．苗族妇女的银饰在阳光下银光闪闪，是光发生了漫反射
8．（2024·广东·二模）将筷子斜放在空碗中，向碗内缓缓注水，观察到水中筷子向上折的场景，如图所
示，下列光路图能对此现象作出正确解释的是（ ）
A． B．
C． D．
9．（2024·江苏南通·一模）如图所示为一束光从空气中斜射向玻璃砖并穿过的光路．关于四个角的大小
关系，下列判断正确的是（ ）A． B． C． D．
10．（23-24八年级上·重庆巴南·期中）一条光线从空气斜射向玻璃。在交界面上同时发生了反射和折射
现象，如图所示。针对该图像，判断正确的是（ ）
A． 是交界面，上方是空气，下方是玻璃
B． 光线为折射光线， 是折射角
C． 是空气和玻璃的交界面， 是法线
D．当 光线靠近 时， 光线靠近
【能力培优】
11．（23-24八年级上·江苏盐城·阶段练习）有一圆柱形敞口容器，从其左侧某一高度斜射入一束激光，
在容器底部产生一个光斑，如图所示。下列操作将使光斑向右移动的是（ ）
A．保持水面的高度和入射点不变，使激光的入射角减小
B．保持水面的高度不变，使激光笔向左平移
C．保持激光射入的角度不变，使水面上升
D．保持激光射入的角度不变，使激光笔向上平移
12．（23-24八年级上·江苏泰州·期中）如图，鱼缸底部点光源S发出的光线经过水面照亮挡板上N点，
当鱼缸内水面上升高度d后，挡板上M点（图中未画出）被照亮，则M点和N点间的距离（ ）A．等于d B．大于d
C．小于d D．无法确定
13．（23-24八年级上·辽宁沈阳·期末）如图所示，暗室内有一个容器，容器上方一激光束入射到平面镜
（图中未画出）上的O点，光束经平面镜反射后照射到容器壁的A点。现在给容器中装水，水面到如图
所示位置，结果发现原来射到A点的光束射到容器底的B点了，请确定平面镜的位置后画出来，并作出
激光束从镜面O点反射后，照射到B点的光路图。
14．（2024·陕西咸阳·三模）创新实验小组为了探究“光从空气斜射入各种介质时折射角大小与哪些因素
有关”，同学们利用激光笔、玻璃、水、光具盘等进行如图-1所示的实验探究。先让光从空气斜射入玻
璃，分别测出入射角和折射角的大小，记录在表中。
实验序
介质种类 入射角/° 折射角/°
号
1 水 60 40.5
2 透明树脂 60 35.3
3 透明树脂 45 28.1
4 透明树脂 30 19.5
5 玻璃 60 31.7
（1）如图-1所示是某次实验情形，此次试验的入射角是 ；（2）分析序号为 的三次实验数据可得初步结论：光从空气斜射入某种透明介质中时，折射角随
入射角的增大而 ；
（3）分析序号为1、2、5的三次实验数据可知，当入射角相同时，光从空气斜射入玻璃的折射角
（选填“大于”“小于”或“等于”）光从空气斜射入水的折射角，因此，光从空气斜射入其他介质时，
折射角大小还与 有关；和水相比玻璃对光的折射本领较 ；
（4）如图-1、图-2两种组装器材的方式中，小明认为更合理的是图-2，理由是此种组装方式能更方便地
测出 。
15．（2024·山东青岛·一模）探究光的折射规律实验：在天宫课堂中，航天员王亚平将空气注入水球，一
束光从空气斜射入水球时，发生了折射现象。此现象引起了小华的好奇，并对“光的折射现象”进行了
探究，得到以下实验数据：
表一：从空气斜射入水
序 入射角 折射角
号 α/° γ/°
1 23.0 15.0
2 35.8 23.0
3 51.0 31.3
表二：从空气斜射入玻璃
入射角 折射角
序号
α/° γ/°
1 23.0 17.5
2 35.8 26.7
3 51.0 36.9
（1）分析数据可知：光从空气斜射入玻璃时，折射角 入射角（选填“大于”、“小于”），
且折射角随入射角增大而 ；
（2）天宫课堂中的水球中央有一个球形气泡，两个球心都在O点，结构如图。一束光AO 从空气射入水
1
球，光路如图所示，则光从水球进入气泡球时，折射光线可能为 （选填①、②、③、④），
OO 和OO的连线均为法线。
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