八年级物理精讲精练—光的折射实验专题

初二物理学科精讲精练——光的折射实验专题
知识点：
一、光的折射
1.定义：
光从一种介质斜射入另一种介质时，传播方向发生变化的现象叫作折射。

当光垂直入射时，传播方向不发生变化。

2.基本概念：
3.折射特点/规律：
①折射光线、入射光线和法线在同一平面内；
②折射光线、入射光线分居法线两侧；
③入射角增大（减小）时，折射角随之增大（减小）；
④光从空气（光疏、光速大）射向水中（光密、光速大）时，折射光线偏向法线；
光从水中（光密、光速大）射向空气（光疏、光速大）时，折射光线远离法线。

⑤光路可逆
例题：
（2017•拱墅区二模）陶瓷茶杯底部放有一枚硬币，人移动到某一位置时恰好看不见硬币（如图甲），往茶杯中倒入一些水后，又能够看见硬币了（如图丙）。

（1）倒入一些水后看到硬币的是（选填“实”或“虚”）像，比硬币实际的位置（选填“高”或“低”）。

（2）在图乙中，大致画出所示光线所对应的折射光线。

（3）在图丙中，通过图示和标注的形式说明为什么能看到硬币。

【分析】
（1）当我们用眼睛看水中物体时，是物体所反射的光进入到了我们的眼睛，才看清物体；
（2）光的折射规律是当光从空气斜射入水中或其他介质中时，折射光线向法线方向偏折；光从水或者其他介质斜射入空气中时，折射光线向远离法线的方向偏折。

【解答】
解：（1）保持眼睛和杯子的位置不变，慢慢向杯子里倒水，随着水面的上升，将会看到硬币的虚像，这是由于光在水面发生了光的折射现象所形成的。

随着杯中水面的不断上升，根据折射角大于入射角可知，硬币的像将向上移动，比硬币实际的位置高。

（2）光从水斜射入空气中时，折射光线向远离法线的方向偏折，折射角大于入射角，画出空气中的折射光线。

如下图乙所示：
（3）根据光的折射规律，光从水斜射入空气中时，折射光线向远离法线的方向偏折，折射角大于入射角，人眼逆着光的传播方向看去，便可看到比硬币实际的位置高的像。

如图丙所示。

故答案为：（1）虚；高；（2）（3）如上图所示。

练习：
1．（2018•镇江）如图1所示，将透明的薄壁（厚度可忽略不计）方形水槽水平放置，固定在水槽底部的激光笔沿图示方向发出一细光束，小彬通过缓慢改变水槽中的水量来探究光的传播现象。

（1）图1水槽中未注水时可在侧壁上A处得到一个光点，注入一定量的水后，光点移至B处，这是由于光在水面处发生了光的现象，此时入射角角θ（选填“大于”“等于”或“小于”）；
（2）为使B处的光点移至C处，则应使水槽中的水量，若BC间距离为2cm，则水面高度的变化量△h2cm（选填“＞”“=”或“＜”）；
（3）如图2所示，小彬将激光笔移至虚线框内向水槽底部照射，为使光束第一次从水面射出后沿DE方向传播，则激光笔照射的方向应满足的条件是，且激光笔照射在水槽底部的位置必须在区（选填“①”②”或“③”）内。

2．（2018•广州模拟）图甲是学习光的折射的实验情景，图乙是示意图。

（1）实验前，点燃固定在盒盖下方的蚊香，盖上盒盖，打开亮度较亮的激光，可清晰观察到如图乙的光路，在透明塑料盒的右侧面上可看到一个亮点（如图乙B点），实验中能看清光路是利用了光的知识。

（2）向塑料盒中逐渐加入掺有少量牛奶的水，达到一定高度后会观察到在右侧面原来亮点B的上方出现一个亮点C，这个亮点是因为光照射到水面时发生了光的现象形成的，还有一个在原来亮点的下方D处，这是由于光产生的。

（3）保持入射光不动，继续加水，会看到原来的上面的亮点向移动，下面的亮点向移动。

（均选填“上”或“下”）
（4）为了研究入射角增大时折射角的变化情况，结合图甲、乙说明，应进行的操作是保持水位不变，改变入射角大小，注意观察的现象是。

3．（2017秋•高新区期末）在探究光的折射特点的实验中
（1）为了清楚地看到光在空气或水中传播的路径，可在水面上方喷些烟雾并在水中滴几点牛奶，其中利用的物理原理是。

（2）在进行实验过程中，提醒大家不要将激光束射向人眼，激光会对眼睛造成伤害，严重时会导致失明!这个提醒说明光具有。

（3）在实验中，光从空气射向水中时，折射角小于入射角，如图a所示。

小明同学想若让光从水中射向空气，折射角是否还是小于入射角？实验结果如图b所示。

图示实验a与b，说明光路具有。

（4）如图b所示，光从水中射向空气时，折射角大于入射角，当入射角逐渐增大时，折射角也逐渐增大（如图c，d所示），那么，当入射角增大到某一值时，可能会出现什么现象呢？说出你的观点并解释：。

（5）小明为了验证自己的推测，设计如图所示的实验，实验过程中逐渐增大激光笔射向水面的入射角的角度，当增大到某一角度时，小明观察到，证实了自己的推测。

初二物理学科精讲精练——光的折射实验专题
参考答案与试题解析
1.【分析】
（1）根据光的折射现象可知，光从一种介质斜射入另一种介质时，其传播方向一定发生改变；光从水中射入空气中时，折射角大于入射角。

折射角随入射角的改变而改变；
（2）要使B点的光移到C处，则应使水槽内的水量增加，若BC间距离为2cm，由几何关系可知水面高度的变化量应大于2cm；
（3）因为光在水中和空气中发生折射时在空气中的角度较大则为了使光束第一次从水面射出后沿DE方向传播，激光笔应该与DE平行入射到区域2的位置，才能实现。

【解答】
解：（1）水槽中未加水水时，由于光的直线传播，激光射到侧壁上的A点，当水槽中加水时，光点下移到B点位置，这是由于光的折射现象引起的，当光从水中射入空气中时，折射角大于入射角，此时入射角小于角θ；
（2）要使B处的光点移到C处，则应使水槽中的水量增加；若BC间距离为2cm，根据几何关系可知，水面高度的变化量大于2cm；
（3）因为光在水中与空气中发生折射时，在空气中的角度较大，则为了使光束第一次从水面射出后沿DE方向传播，激光笔应该与DE平行入射到区域②的位置，才能实现。

故答案为：（1）折射；小于；（2）增加；＞；（3）平行于DE；②。

2．【分析】
（1）空气是透明的，不能反射光，没有光线进入人的眼睛，人不能看到光的传播路径，当空气中有灰尘、小水珠、或其它固体颗粒时，颗粒发生漫反射现象，反射的光线能进入人眼，人能看到光路。

（2）当光线射向两种介质的界面上时，会同时发生反射和折射。

（3）亮点随入射点的移动而改变。

（4）在光的折射中，折射角随入射角的增大而增大。

【解答】
解：（1）烟是固体颗粒，光遇到空气中小的固体颗粒发生漫反射，反射的光进入人的眼睛，人能看到光的传播路线。

（2）向塑料盒中逐渐加入掺有少量牛奶的水，达到一定高度后会观察到在右侧面原来亮点的上方出现一个亮点，这个亮点是因为光照射到水面时发生了光的反射现象形成的，还有一个在原来亮点的下方，这是由于光在水面处发生折射传播方向发生改变而产生的；
（3）保持入射光不动，继续加水，入射点向左移动，会看到上面的亮点向上移动，下面的亮点向下移动。

（4）为了研究入射角增大时折射角的变化情况，应将AO绕O点逆时针旋转，增大入射角，同时注意观察折射角的变化。

故答案为：（1）漫反射；（2）反射；折射；（3）上；下；（4）折射角的变化。

3．【分析】
（1）根据光的反射现象分析；
（2）光具有能量；
（3）在光的折射中，光路是可逆的；
（4）（5）由于光从水中斜射向空气时，折射角大于入射角，根据折射角的变化分析。

【解答】
解：（1）为了便于观察光束的路径，在水面上方喷些烟雾和在水中滴几滴牛奶。

这是利用光的漫反射现象来显示光路，
（2）激光会对眼睛造成伤害，严重时会导致失明!这个提醒说明光具有能量；
（3）光从空气射向水中时，折射角小于入射角；光从水中射向空气，由图可知，折射角小于入射角，光会从原来的路径射出，这表明光路具有可逆性。

（4）（5）光从水中射向空气时，折射角大于入射角，当入射角逐渐增大时，折射角也逐渐增大，那么，当入射角增大到某一值时，可能会发现折射光线消失；在实验中逐渐增大激光笔射向水面的入射角的角度，当增大到某一角度时，若观察不到折射光线，则能证明推测是正确的。

故答案为：（1）漫反射；（2）能量；（3）可逆性；（4）看不到折射光线；光从水中斜射入空气中，折射角大于入射角；（5）折射光线消失。