文档内容
4.4 光的折射
【基础巩固】
1．光在同一种 介质中是沿直线传播的，当光从一种介质 另一种介质时，传
播方向一般会 ，这种现象叫光的折射现象。
【答案】均匀；斜射入；偏折（改变）
【解析】光只有在同一种均匀介质中才是沿直线传播的；
当光从一种介质斜射入另一种介质时，传播方向一般会发生偏折（改变），这种现象叫光的
折射现象。
2．（2021凉山州）如图所示是光在空气和玻璃两种介质中传播时同时发生反射和折射的光路图，
其中 是入射光线，折射角的大小是 。
【答案】BO；35°
【解析】由图可知，∠BOM′＝60°，所以∠BON＝90°﹣30°＝60°，同理∠AON＝60°；
根据反射角等于入射角，所以NN′为法线，MM′为界面，而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，BO为入射光线，OA为反射光线；
由图可知，折射角为：∠CON′＝90°﹣55°＝35°。
3．（2021盘锦）如图甲所示的碗中，起初看起来是空的，当慢慢往碗中倒水后，就会发现碗中还
藏着一枚硬币（如图乙所示）。前者看不到硬币，是因为光的 ，后者看到硬币，是因
为光从 （填“空气射入水”或“水射入空气”）中发生折射。
【答案】直线传播；水射入空气
【解析】光在同种均匀的介质中沿直线传播，故倒水前眼睛刚好能看不到硬币是因为光的直线传
播；
1慢慢往碗内倒水时，硬币反射的光线从水中斜射入空气中时，在水面处发生折射，折射光线远离法
线，人眼逆着折射光线沿直线看去，看到的是变高的硬币的虚像。
4．（2021广东）小明给弟弟变了个魔术，他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 （选填“实”或“虚”）像。
【答案】直线；折射；虚
【解析】弟弟在A处看不到硬币，是由于杯的边缘部分挡住了来自硬币的光线，光线进入不到眼
睛，所以眼睛看不到硬币，这说明了光在均匀介质中是沿直线传播的；
当杯中缓缓注水后，来自硬币的光线会从水中斜射入空气中从而发生折射，当折射光线进入人眼时
人眼逆着折射光线看去，看到的便是由于光的折射而形成的虚像（虚像的位置比物体的实际位置偏
高）。
5．“日出江花红胜火,春来江水绿如蓝”描写了美丽的江南风光，诗人看到的日出并非太阳的实际
位置，而是光线经过不均匀大气时发生了_____而形成的像，太阳实际在地平线_______(选填“以
下”或“以上”).
【答案】折射；以下
【解析】光线在同种均匀介质中沿直线传播，在不均匀介质中光线不断弯曲，发生折射现象，使
我们看到的像在实际太阳的下方.
6．（2021锦州）如图所示，一束光线在空气和水的交界面处发生反射和折射，已知折射光线为
OC，请画出大致的入射光线AO和反射光线OB。
2【答案】如图所示
【解析】先过折射点O垂直水面作出法线，根据折射角大于入射角，在法线左侧的水中画出入射
光线，方向指向入射点；然后再根据反射角等于入射角做出反射光线
7．（2021烟台）如图所示，某清澈池塘底部有一物体 A，站在岸边的小明（假设小明的眼睛在 C
处）看到物体在B处，请画出小明看到物体A的光路图。
【答案】如图所示
【解析】来自A的光线斜射向水面时会发生光的折射，折射角大于入射角，人逆着折射光线看到
的是A的虚像，即B点；连接眼睛C点和B点，与水面的交点即为入射点O；则AO为入射光线，
OC为折射光线
8．（2021重庆）如图所示的光现象中可以用光的折射解释的是（ ）
3A．后视镜中的汽车 B．夜空中的光柱 C．池底变浅的游鱼 D．湖水中的夕阳
【答案】C
【解析】A.汽车的后视镜是凸面镜，后视镜中的汽车是光的反射形成的，故A不合题意。
B.夜空中的光柱是由于光是沿直线传播形成的，故B不合题意。
C.池底游鱼是光线通过水、空气进入人眼看到鱼的像，当光线从水中进入空气中时会发生偏折，故
属于光的折射现象，故C符合题意。
D.湖水中的夕阳是由于光的反射现象形成的，故D不符合题意。
9．（2021黄石）下列事例中，属于光的折射现象的是（ ）
A．小孔成像 B．渔民叉鱼 C．潜望镜 D．古人日晷计时
【答案】B
【解析】A、小孔成像是由光沿直线传播形成的，故A不符合题意；
B、渔民叉鱼是一种由光的折射产生的现象，是光从水中传播到空气发生折射引起的，故B符合题
意；C、因潜望镜内部装有平面镜，且平面镜成等大正立的虚像，成像原理是光的反射现象，故 C
不符合题意；
D、由于光沿直线传播，当光遇到不透光障碍物后，被障碍物挡住，于是在障碍物后面就形成影子；
日晷就是利用影子的方向、长短粗略判断时刻的计时仪器，故D不符合题意。
10．下列关于折射现象的说法中，正确的是（ ）
A．光从空气进入水中时，折射角一定大于入射角
B．光从空气进入水中时，折射角一定小于入射角
C．光从水进入空气中时，传播方向有可能不变
D．光从水进入空气中时，传播方向一定改变
【答案】C
【解析】光从一种介质进入另一种介质，有直射和斜射两种情况：直射时光线不发生偏折，折射
角等于入射角；斜射时光线发生偏折，光从空气进入水中时，折射角小于入射角，光从水进入空气
4中时，折射角大于入射角.
11．当光从空气斜射入玻璃时,如果改变入射角,使入射角减小,则 ( )
A．反射角减小,折射角不变 B．反射角减小,折射角减小
C．反射角不变,折射角减小 D．反射光线与折射光线间的夹角减小
【答案】B
【解析】当光从空气斜射入水或其他介质中时,折射光线与入射光线和法线在同一平面内,折射光线
与入射光线分居法线两侧;折射角小于入射角;当入射角增大时,折射角也随着增大;入射角逐渐减小,
则折射角也逐渐减小,但总大于折射角;从而可知当光从空气斜射入玻璃时,如果改变入射角,使入射角
减小,则反射角减小,折射角也减小.所以选项B正确.
12．有经验的渔民使用钢叉捕鱼时,钢叉要对准看到的“鱼”的下方叉,因为实际的鱼在看到的
“鱼”的下方.如图所示的四幅图中,能正确反映渔民看到“鱼”的光路图是 ( )
【答案】A
【解析】看到水中的鱼,是鱼反射的光线,经过水面的折射进入眼中.折射过程中,光由水进入空气,折
射角大于入射角,所以人看到的鱼的位置偏高,据此判断A正确,B,C,D错误.
13．小明仔细观察了如图所示的光路图，总结出以下几条结论，其中不正确的是( )
A．光在同一种均匀介质中沿直线传播
B．光发生反射时，反射角等于入射角
C．光从空气斜射入玻璃时，入射角大于折射角
D．光从玻璃斜射入空气时，折射角小于入射角
【答案】D
【解析】选此题综合考查了光的直线传播、光的反射定律和光的折射规律,当光从玻璃斜射入空气
中时折射角大于入射角,故选D.
14．（2021辽阳）小红在平静的湖边看到“鸟在水中飞，鱼在鸟上游”，如图所示，对画面中的现
象解释正确的是（ ）
5A．水中的“鸟”是光的折射形成的 B．水中的“鸟”是实像
C．看到的“鱼”比实际位置深 D．看到的“鱼”是虚像
【答案】D
【解析】AB、看到水中的“鸟”属于平面镜成像，是由光的反射形成的与物体等大的虚像，故 A
错误，B错误；
CD、水中的鱼反射的光线斜射入空气中时，发生折射，人逆着折射光线的方向看去，看到水中的
鱼比实际位置要浅一些，是鱼的虚像，故C错误，D正确。
【能力提升】
15．（2021连云港）如图所示，一支固定好的激光笔向空水槽底部固定点 O打出一束激光。向水
槽内加水使水面上升至A点，此时光斑在O点 侧，这是因为发生了 现象。打
开水槽底部水龙头缓慢放水，同时观察到水槽底部光斑向 移动。
【答案】左；光的折射；右
【解析】水槽内没有注水时，光沿直线传播，照射到O点；当向水槽内注入适量的水后，光从空
气斜射入水中发生折射，折射角小于入射角，折射光线偏向法线，因此水槽底部光斑移动到O点的
左侧，该现象属于光的折射现象；
打开水槽底部水龙头缓慢放水，水面下降，折射点向右移动，因此折射光线逐渐向右移动。
16．如图所示,由发光点S发出的某一条光线射到空气和水的界面上,同时发生折射和反射,其反射光
线过P点,折射光线过Q点,试在图中按题意画出光路图.
6【答案】如图所示
【解析】先根据平面镜成像特点确定发光点S的像点S',平面镜成的像是反射光线反向延长线的交
点,所以过P点的光线反向延长线一定过S',确定出入射点,就很容易完成折射光路了.注意虚线、实线.
17．（2021辽阳）如图所示，水池的侧壁上安装了一盏小射灯A，B点是它在水中像的位置，A发
出的一束光经水面折射后在池底C点形成光斑。请画出水面的位置及在C点形成光班的大致光路。
【答案】如图所示
【解析】B点是A在水中像的位置，根据平面镜成像的特点可知，A和B关于水面是对称的，线段
AB的中垂线为水面的位置；A发出的一束光经水面折射后会靠近法线，所以折射点在 AC连线的
右侧
18．（2021黄石）如图所示在水面上方有一发光点S，发出三束光线分别射到容器底上的A点和B
点，以及经水面反射后到达容器右侧壁上的C点（C点未标出），已知A点在S点的正下方，B点
在A点的右侧，请根据光的折射、反射规律画出这三条光线到达A、B、C三点的传播路径并标出
7C点。
【答案】如图所示
【解析】由题知，容器底上的A点在S点的正下方，S发出的光，垂直射向水面，传播方向不变，
即这条光线可到达A点；
S发出的光斜射向水面时，折射角小于入射角；连接SB，在SB与水面的交点右侧合适位置选择一
个点O，作为S发出光进入水中折射正好射到B点光路的入射点，连接SO为入射光线，OB为折射
光线；
过O点作法线，根据反射角等于入射角，在法线右侧的空气中画出反射光线与容器右壁交点为C点。
19．如图所示,容器底有一探照灯S发出一束光线投射到MN木板上,在B点形成一光斑,当向容器中
注水时,光斑B将移向 ( )
A．B的上方 B．B的下方 C．B的左边 D．B的右边
【答案】B
【解析】根据光的折射规律,当光从水中斜射入空气中时,折射光线远离法线偏折,折射角大于入射角,
由此可作出光路图,如图所示,由图可知,向容器中注水时,光斑将出现在B的下方.
20．如图所示,将刻度尺斜插入水中,从水面上看去,水中尺子的刻度情况 ( )
8A．变得疏了 B．变得密了 C．一部分变疏一部分变密 D．疏密没有变化
【答案】B
【解析】将尺子斜插入水中时,从上面看水中的尺子,尺子反射的光经水面折射进入我们的眼睛,折射
角大于入射角;眼睛逆着折射光线看去,误认为光是沿直线传播的,会感到尺子的位置比实际位置高一
些,看起来是向上弯折了,因此它的刻度就显得密了.选项B正确.
21．（2021衢州）标有甲、乙两点的筷子放在空碗中如图1所示，向碗中加水至虚线处，观察到如
图2所示场景，此时看到筷子上的甲点或乙点，光的传播路径正确的是（ ）
A B C D
【答案】D
【解析】AB、看甲点时，甲点反射的光线进入人的眼睛，属于光的直线传播，故AB错误；
CD、筷子反射的光从水中斜射入空气时，在水与空气的交界面上发生折射，进入空气中的折射光
线远离法线，而我们认为光是沿直线传播的，我们看到的筷子位置在折射光线的反向延长线上，像
的位置比实际位置偏高，看起来筷子向上弯折，故D正确，C错误。
22．如图所示，一盛水容器置于水平桌面上，一束方向不变的光线从左方斜射向水面，这时反射角
为α;折射角为r，若把容器右侧稍微垫高，待水面重新平静后，反射角为α′;折射角为r′，那么( )
9A．α′<α,r′α,r′>r D．α′=α,r′>r
【答案】B
【解析】应用光的反射定律和折射规律解决反射角及折射角的变化问题.待水再次平静后，水面仍
然是水平的，入射角不变，所以反射角、折射角均未变，故α′=α,r′=r.
23．如图所示，人眼在A处看见河里B处有一黑色鹅卵石，若从A处射出一束激光，要使激光照
在黑色鹅卵石上，则激光应瞄准（ ）
A．B上方 B．B点 C．B下方 D．B的左方或右方
【答案】B
【解析】由图可知，人眼看到B处有一黑色鹅卵石，实际是B′点反射的光线由水进入空气时发生
了折射.由光的折射规律知，折射光线远离法线，进入人眼，人便看到了.
人沿折射光线逆着看去，实际是看到了B′点的像B.在光的折射现象里，光路是可逆的，如果激光沿
AO方向射去，在O处发生折射便可射到B′点，故应瞄准B点.
【拓展探究】
24．阅读短文,回答问题:
彩 虹
彩虹是大气中一种光学现象,当阳光照射到半空中的水珠时,光线被折射和反射,在天空形成弧形
彩带.
10研究光线经过水珠的传播规律,可揭示彩虹形成的原因.如图甲所示,光线从点C进入半径为R的
水珠,经点D反射,再从点E射出.AB是通过水珠球心O且与入射太阳光平行的直线,用x表示进入水
珠的光线距AB的距离,α表示射出光线与AB的夹角,画出过入射点和球心O的直线(即该入射点的法
线),进一步研究可以得出α与x的关系如图乙所示,入射的太阳光分布是均匀的,但射出的光线分布是
不均匀的,在α最大时强度最大,能被地面上的人观察到.
牛顿发现,太阳光通过三棱镜后被分解成七种单色光,当太阳光进入水珠时,也会产生类似效果.从
同一点进入水珠的不同色光在水珠中沿不同路径传播,致使不同色光的α的最大值略有不同.
由于不同色光的α最大值略有不同,对某一水珠来讲只能有一种颜色的光被地面上的人看到,进
入人眼的不同颜色的光来自内外不同弧线的水珠.所以人眼看到的彩虹由外圈至内圈呈红、橙、黄、
绿、蓝、靛、紫七色.
甲 乙 丙 丁
(1)在图甲中,如果连接OD,则∠CDO (填“>”“=”或“<”)∠ODE.
(2)根据图乙可知,x从0增加到R的过程中,α的变化情况是 ( )
A．增大 B．先增大后减小 C．减小 D．先减小后增大
(3)如图甲所示,光线从空气进入水珠的折射角随x增大而 .
(4)图乙给出的是红光的α - x图像,其α最大值是42°,则紫光的α最大值 (填“大于”“等
于”或“小于”)42°.
(5)图丙中画出了红光通过小水珠时α最大值的光路,请在图丁中画出红光通过大水珠(虚线圆)时α最
大值的光路.(图丁中已画出小水珠的光路)
【答案】(1)= (2)B (3)增大 (4)小于 (5)光路图如图所示
【解析】(1)由于∠CDO与∠ODE分别是光线在D点进行反射时的入射角与反射角,根据光的反射
规律,这两个角是相等的;
(2)由图乙可以看出,当x从0增加到R的过程中,α的变化是先增大后减小,选B;
(3)若x增大,则光线从空气进入水珠时的入射角增大,则根据光的折射规律可知,其折射角也增大;
(4)由于紫光在水珠中的折射率要比红光大,故在甲图中,折射角要增大,光线CD要绕C点沿顺时针方
向旋转,现假设其刚好转到直线AB处,则从水珠中射出的光线平行于射入的光线,即α=0°,故紫光的α
最大值要比红光小,即α最大值要小于42°;
(5)由于已经画出了红光通过小水珠时的α最大值的光路,当通过大水珠时,水珠的半径增大,则α最大
值对应的x值也增大,与小水珠相比,入射角相等,故作出的光路图如答案图所示.
1125．如图是研究光的折射规律的实验原理图；下表中记录了不同的入射角和对应的折射角的实验测
量数据。
（1）请你结合图，以光从空气进入到玻璃中的情况为例，分析实验数据（光从空气进入其它透明
介质中也可得到具有相同规律的实验数据），对光从空气进入其它透明介质中的折射规律加以总结
（补充完整）
入射角i 10° 20° 30° 40° 50° 60° 70° 80°
折射角γ 6.7° 13.3° 19.6° 25.2° 30.7° 35.1° 38.6° 40.6°
a．折射光线跟入射光线和法线在同一平面内，并且分别位于法线两侧；
b． 。
（2）请定量比较实验数据。把你新的发现写在下面：
。
【答案】b．入射角增大，折射角也增大；但折射角总是小于入射角
（2）入射角较小时，入射角i与折射角γ近似成正比关系；当入射角较大时，正比关系不再成立
【解析】（1）b表格中入射角i从10°逐渐增大到80°，折射角γ随之从6.7°逐渐增大到40.6°，而
且对应的折射角总是小于入射角。
（2）从表格中数据还可以看出：
入射角为10°．折射角为6.7°；
入射角变为20°，折射角为13.3°＝2×6.7°﹣0.1°；
入射角为30°．折射角为19.6°＝3×6.7°﹣0.5°；
入射角为40°．折射角为25.2°＝4×6.7°﹣1.6°；
入射角为50°．折射角为30.7°＝5×6.7°﹣2.8°；
可见，入射角较小时，入射角增大几倍，折射角近似增大几倍；入射角增大的倍数较大时，这种关
系不再成立。
26．小宇利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”.
12（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”）. 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， .
【答案】(1)水中加入少许牛奶（空气中充入少量烟雾或在水槽背面贴一张白纸作为背景等）；能
(2)大于；增大；光发生全反射(光线全部反射回水中)
【解析】本题探究光的折射规律,实验中一定要注意：①设法显示光路.②要通过亲自操作实验,才能
体会到当光从水中斜射入空气时,入射角增大到一定程度,在空气中就会找不到折射光线,即光发生了
全反射的现象.③通过分析实验总结出折射现象中“三线”（入射光线、折射光线和法线）,“二角”
（入射角、折射角）之间的关系.“三线共一面，两角不相等”且折射角随入射角的增大而增大.
27．冬日的夜晚，在野外点燃篝火尽情玩乐，隔着火焰上方的空气看对面的朋友时，会感到他的身
体在不断晃动．为什么？
【答案】点燃篝火上方的火焰密度分布不均匀且不断变化，使对面朋友反射的光线发生折射，透
过火焰看上去的虚像就会不断晃动．
【解析】见答案
1314
