光的折射及光學實驗設(shè)計與探究（教師版）-2023年初中物理自主招生講義

初中物理自主招生講義15

光的折射及光學實驗設(shè)計與探究

1.光的折射現(xiàn)象及其應(yīng)用

【知識點的認識】

折射現(xiàn)象是指當光由一種介質(zhì)（比如水）斜射入第二介質(zhì)（比如空氣）時，在界面上部份光

發(fā)生偏離原來路線而與原來路線產(chǎn)生夾角的現(xiàn)象。人們利用折射原理發(fā)明了透鏡透鏡有凸

透鏡和凹透鏡，

中央部分比邊緣部分厚的叫凸透鏡，中央部分比邊緣部分薄的叫凹透鏡，凸透鏡具有會聚

光線的作用，所以也叫“會聚透鏡”、“正透鏡”（可用于遠視與老花鏡），凹透鏡具有發(fā)

散光線的作用，所以也叫“發(fā)散透鏡”、“負透鏡”（可用于近視眼鏡）。

【命題方向】

用光的折射現(xiàn)象解釋生活中的現(xiàn)象，光的折射現(xiàn)象例子：海市蜃樓、筷子向上折斷了、池

水變“淺”了、放大鏡、望遠鏡、顯微鏡、照相機、投影儀、近視眼鏡、老花鏡、斜插在

水中的筷子在水中部分看起來向上彎；看見落到地平線下的太陽；叉魚的時候瞄準魚的下

方。

例如：魚兒在清澈的水里面游動，可以看得很清楚。然而，沿著你看見魚的方向去叉它，

卻叉不到。有經(jīng)驗的漁民都知道，只有瞄準魚的下方才能把魚叉到。

從上面看水，玻璃等透明介質(zhì)中的物體，會感到物體的位置比實際位置高一些。這是光的

折射現(xiàn)象引起的。

【解題方法點撥】

解題時要注意折射規(guī)律的內(nèi)容，屬于識記、理解內(nèi)容。

一.光的折射現(xiàn)象及其應(yīng)用（共24小題）

1.小紅在家做了這樣一個實驗：如圖所示把一枚硬幣放在一個沒有盛水的碗底，把碗放在

桌子上并慢慢向遠處推移，直到眼睛剛好看不到為止，保持頭部不動，緩緩地向碗中倒

水，倒著、倒著，怪事出現(xiàn)了，小紅又重新看到碗底的硬幣。下列關(guān)于該現(xiàn)象的說法正

確的是（）

A.開始看不到硬幣可以用光的反射來解釋

B.重新看到的硬幣其實是硬幣的實像

C.重新看到硬幣是因為光從空氣中射到水中

D.重新看到硬幣是因為光從水中射到空氣中

答案與解析：

A、開始看不到硬幣是因為硬幣反射的光線被碗擋住了，可以用光的直線傳播來解釋，

故A錯誤；

BCD、向碗中倒入水，硬幣反射的光線從水中射出時發(fā)生了折射后進入人的眼睛，人眼

看到的是硬幣的虛像，故D正確，BC錯誤；

故選：D。

2.生活中處處都有光學知識，下列說法正確的是（）

A.炎炎夏日，沿一條黑色柏油馬路向前方望去，感覺公路上有“水塘”是光的折射

B.只有光照射到物體上發(fā)生鏡面反射時，我們才能看清被照射的物體

C.電影屏幕對光的反射是鏡面反射

D.當入射光線彼此平行時，經(jīng)漫反射后的光線將彼此不平行，所以漫反射不遵從光的

反射定律

答案與解析：

A、公路沙石受太陽炙烤，表面的氣溫迅速升高，下熱上冷，上層空氣密度高，下層空

氣密度低。當太陽光從密度高的空氣層進入密度低的空氣層時，光的速度發(fā)生了改變，

經(jīng)過光的折射，感覺公路上有“水塘”，故A正確。

B、鏡面反射和漫反射的光線進入我們的眼睛，我們就能看到它，故B錯誤；

C、電影屏幕是粗糙的表面，所以發(fā)生的是漫反射，故C錯誤；

D、當入射光線彼此平行時，經(jīng)漫反射后的光線將彼此不平行，發(fā)生的是漫反射，鏡面

反射和漫反射都遵守光的反射定律，故D錯誤。

故選：Ao

3.以下描述中與光的折射現(xiàn)象有關(guān)的是（）

A.形影相隨，親密無間B.海市蜃樓，虛無縹緲

C.鏡中生花，脫離實際D.水中撈月，一無所得

答案與解析：

A、影子是光沿直線傳播形成的，故A不符合題意；

B、海市蜃樓是光在不均勻的大氣中發(fā)生光的折射形成的，故B符合題意；

C、鏡中生花是指花在鏡子中成像，屬于平面鏡成像，是光的反射形成的，故C不符合

題意；

D、水中撈月是指月在“鏡子”中成像，屬于平面鏡成像，是光的反射形成的，故D不

符合題意。

故選:Bo

4.以下關(guān)于光現(xiàn)象的對應(yīng)關(guān)系正確的是（）

A.看魚缸中的魚是光的直線傳播現(xiàn)象

B.小孔成像是光的直線傳播現(xiàn)象

C.樹底下的圓形亮斑是光的透鏡成實像原理

D.水中看到的倒影是折射現(xiàn)象

答案與解析：A、看魚缸中的魚是光的折射形成的；故A錯誤；

B、小孔成像是光的直線傳播現(xiàn)象；故B正確；

C、樹底下的圓形亮斑是光的小孔成像原理；故C錯誤；

D、水中看到的倒影是反射現(xiàn)象，故D錯誤.

故選：Bo

5.下列現(xiàn)象可以用光的折射解釋的是（）

A.利用凸面鏡作汽車后視鏡是為了看到車后更廣闊的范圍

B.日光下看到自己在路面上形成的影子

C.在游泳池邊看到的池底比實際淺

D.晴朗夏日的中午，在樹蔭下看見圓形的光斑

答案與解析:A、汽車觀后鏡是凸面鏡，利用光的反射原理形成的像，起到擴大視野的作

用，故A不符合題意；

B、日光下看到自己在路面上形成的影子，是因為光是沿直線傳播的，物體擋住了太陽

光，故B不符合題意。

C、在游泳池邊看到的池底比實際淺，是因為由池底反射的光從水中斜射入空氣中時發(fā)

生折射，故C符合題意；

D、陽光透過密密的樹葉在地面上形成一個個圓形的“光斑”，這就是小孔成像，是太

陽所成的像，是因為光在同種均勻物質(zhì)中沿直線傳播，故D不符合題意。

故選：C,

6.如圖所示的光現(xiàn)象中，由于光的折射形成的是（）

趙州橋在水中形成“倒影”

手在墻上形成“手影”

C.筷子好像在水面處向上彎折

D.景物在后視鏡中成像

答案與解析：A、趙州橋在水中形成“倒影”，是水面成像，屬于光的反射現(xiàn)象;

B、手在墻上形成“手影”，是光的直線傳播形成的;

C、筷子好像在水面處向上彎折，屬于光的折射現(xiàn)象;

D、景物在凸面鏡中成像擴大視野，是凸面鏡成像，屬于光的反射現(xiàn)象。

故選：Co

7.地球是個巨大的不透明球體，在受到太陽光的照射時，被照亮部分稱為晝半球，而未被

照亮部分稱為夜半球。現(xiàn)有二種說法:

①在不考慮大氣層影響下，由于太陽半徑比地球半徑大，會使晝半球稍大于夜半球;

②由于陽光通過大氣層時發(fā)生折射，會使晝半球稍大于夜半球,

則以上二種說法（）

A.①②都正確B.只有①正確C.只有②正確D.①②都錯誤

答案與解析：太陽是一個圓面，這樣圓面的邊緣點和中心點射來的光線在地球上切點位

置不同，與理論上的平行光線所形成的晨昏線相比，晝半球要大于夜半球。

大氣對陽光有折射作用，能使光線傳播方向改變而使晝半球范圍變大，因此①②說法都

正確。

故選：Ao

8.地球和太陽之間的距離比地球的半徑大得多，太陽光射到地球，假設(shè)地球表面沒有大氣

層，那么，太陽光照亮地球的范圍與有大氣層時照亮地球的范圍相比（不考慮地球大氣

層的變化）（）

A.變大B.變小

C.不變D.條件不足，無法確定

答案與解析：地球表面存在大氣層，太陽光通過大氣層時會發(fā)生折射，因此照亮的面積

比沒有大氣層時要大。如果地球表面沒有大氣層，那么，太陽光照亮地球的范圍與有大

氣層時照亮地球的范圍相比就變小.

故選：Bo

9.如圖所示，把由同種玻璃制成的正方體玻璃磚A和半球形玻璃磚B放在報紙上，若正方

體的棱長和半球的半徑相同，則從正上方沿圖中虛線（中心線）方向往下看中心線對準

A.A和B中看到的都比實際的高

B.A中看到的比實際的高，B中看到的比實際的低

C.A中看到的比實際的高，B中看到的與實際的一樣高

D.A和B中看到的都與實際一樣高

答案與解析：

從半球形玻璃磚B正上方沿圖中虛線（中心線）方向往下看中心線對準的文字，字反射

的光進入玻璃時都經(jīng)過球心，沿法線傳播，光的傳播方向不變，光線的反向延長線的交

點仍在字處，位置不變；但正方體玻璃磚A下的字反射的光除垂線那條外，都是斜射入

玻璃磚中，在界面處會折射，折射光線反向延長線的交點就是字的像，比字的位置高。

即：A中看到的比實際的高，B中看到的與實際的一樣高。

故選：Co

10.細心的小明同學注意到這樣一個問題：如果打開窗戶，直接看遠處的高架電線，電線

呈規(guī)則的下彎弧形；而如果隔著窗玻璃看，電線雖然整體上也呈弧形，但電線上的不同

部位有明顯的不規(guī)則彎曲，而且，輕微擺動頭部讓視線移動時，電線上的不規(guī)則彎曲情

景也在移動。產(chǎn)生這種現(xiàn)象的原因是（）

A.玻璃上不同部位對視線的阻擋情況不同

B.玻璃各部分的透光度不均勻

C.玻璃各部分的厚度不均勻

D.玻璃上不同部位對光的反射不一樣

答案與解析:A、如果隔著窗玻璃看，玻璃上不同部位對光的折射程度不同，而不是玻璃

上不同部位對視線的阻擋情況不同，故本選項錯誤；

B、玻璃各部分的厚度不均勻，所以玻璃各部分的透光度是均勻的，故本選項錯誤；

C、因玻璃上不同部位因厚度不同對光的折射情況不同，所以如果隔著窗玻璃看，電線

雖然整體上也呈弧形，但電線上的不同部位有明顯的不規(guī)則彎曲，當輕微擺動頭部讓視

線移動時，電線上的不規(guī)則彎曲情景也在移動。故本選項正確；

D、因如果隔著窗玻璃看，玻璃上不同部位對光的折射情況不同，而不是反射情況不

同。

故選：C,

可以發(fā)出各種顏色光的細線光源長度為豎直放置，下端恰好在水面處，如

??.ab,L0,a

圖所示。一個潛水運動員在水下法線（圖中的虛線）附近的C點觀察光源ab發(fā)出的靠近

水面法線的細光束經(jīng)水面折射后所成的像，若以Li表示當光源ab發(fā)紅光時，潛水運動

員觀察到的紅光所成的像的長度；若以L2表示當光源ab發(fā)綠光時，潛水運動員觀察到

的綠光所成的像的長度。則下列關(guān)系正確的是（）

A.LI>L2>LOB.L∣<L2<L0C.L2>L∣>L0D.L2<L∣<L0

答案與解析：選取細線光源ab下端b點發(fā)出的靠近ab的一條光線，因為綠光的折射率

比紅光的折射率大，在水面處折射后，綠光的偏折程度比紅光大，做出綠光和紅光兩條

折射光線的反向延長線分別交于ab上的兩點，即為綠光和紅光所成的像點，兩像點均在

b點的上方，且綠光所成的像點b”在上。則L2>LI>LO,如下圖所示：

12.下列關(guān)于光現(xiàn)象的說法中正確的是（）

A.太陽光斜射入地球大氣層后，其傳播路徑會發(fā)生彎曲

B.光從水斜射入空氣時，折射角小于入射角

C.光垂直射到平面鏡上時，其反射角為90度

D.平面鏡所成的像不能用照相機拍攝，因為這個像是虛像

答案與解析:A、光在同種、均勻、透明介質(zhì)中沿直線傳播，當介質(zhì)不均勻時，光的傳播

路線會發(fā)生彎曲，因為地球周圍的大氣層密度不均勻，所以太陽光斜射入地球大氣層

后，其傳播路徑會發(fā)生彎曲，故本選項正確；

B、光從水斜射入空氣時，折射角大于入射角，故本選項錯誤；

C、光垂直射到平面鏡上時，反射光線、入射光線、法線重合在一起，所以反射角為

00,故本選項錯誤；

D、盡管平面鏡成的是虛像，但是照樣用照相機拍攝，只要眼睛看得見，相機就能拍得

至∣J,故本選項錯誤。

故選：Ao

13.下列敘述中的“影”由于光的折射形成的是（）

A.立竿見“影”B.畢業(yè)合“影”C.湖光倒“影”D.形“影”不離

答案與解析：A、光的直線傳播；

B、光的折射；

C、光的反射；

D、光的直線傳播。

故選:Bo

14.如圖所示的四種現(xiàn)象中，由于光的折射的是（）

答案與解析:A、插入水中的鉛筆好像彎折了，是光從一種介質(zhì)斜射入另一種介質(zhì)時，光

的傳播方向會發(fā)生偏折，屬于光的折射現(xiàn)象。故本選項符合題意。

B、倒影是水面為平面鏡成的像，是光的反射。故本選項不符合題意。

C、手影是光沿直線傳播形成的。故本選項不符合題意。

D、瓶子在平面鏡中的像，是平面鏡成像，是光的反射。故本選項不符合題意。

故選：Ao

15.將筷子豎直插入裝水的玻璃杯內(nèi)，從俯視圖中的P點沿水平方向看到的應(yīng)該是如圖所

示哪個圖中的情形（）

俯視圖

玻璃杯

P

A.B.

答案與解析：圖為筷子豎直插入盛水玻璃杯內(nèi)的俯視圖，A處為筷子，ABP'表示由筷

子反射穿過玻璃杯壁B射向觀察者P處的一條光線。ON為過B點沿半徑方向的直線，

即在B處和空氣的分界面的法線，上述光線則相當于在B處由水中射入空氣中，圖中的

角i和角r分別為此光線的入射角和折射角，根據(jù)光的折射規(guī)律可知，應(yīng)有γ>r所以觀

察者在P處看到的筷子A的像A'的位置不是在A的實際位置，而是由其實際位置偏離

杯中心的方向向杯壁靠攏一些，據(jù)此可知?以筷子豎直插入玻璃杯中時，其側(cè)視圖應(yīng)該

是圖中的B或C圖才與實際情況相符。

同時，玻璃杯此時相當于一個凸透鏡，對筷子起到了放大的作用，因此，觀察到的筷子

比實際粗些。

故選：Co

玻璃杯

故答案為：Co

16.假設(shè)地球表面不存在大氣層，那么觀察到的日出時刻與實際存在大氣層時的情況相比

()

A.將提前

B.將延后

C.不變

D.在某些地區(qū)將提前，另一些地區(qū)將延后

答案與解析：如果地球表面不存在大氣層，太陽光將在真空中沿直線傳播，由于地球是

圓形的，所以只有太陽升到某一位置時才能觀察到；

而正因為地球表面上有大氣層，陽光射入大氣層時會發(fā)生折射現(xiàn)象，能夠提前觀察到；

所以如果地球表面不存在大氣層，那么觀察到的日出時刻與實際存在大氣層時的情況相

比將延后。

故選：Bo

答案與解析：A、日偏食是光沿直線傳播形成的現(xiàn)象，不符合題意；

B、湖邊景物在水面成像，是平面鏡成像現(xiàn)象，是光的反射形成的，不符合題意；

C、根據(jù)光的折射，當光從空氣斜射入水中或者其他介質(zhì)中時，折射光線向法線方向偏

折，出現(xiàn)了筷子好像在水面處折斷了的現(xiàn)象，符合題意；

D、汽車的觀后鏡是一個凸面鏡，起擴大視野的作用，是光的反射現(xiàn)象，不符合題意。

故選：C,

18.若水中的魚能看到岸邊的人，它看到的人其實是（）

A.變矮了的人的實像B.變高了的人的實像

C.變矮了的人的虛像D.變高了的人的虛像

答案與解析：如圖所示，人在頭部某點A反射出的光線由空氣進入水中時，

在水面處發(fā)生折射，折射光線靠近法線，這些光線射入魚的眼里，

魚看到這些光線是從它的反向延長線的交點A'發(fā)出的，A'就是A的虛像。

同理，人其他部分的情形也都一樣，顯然這個像比人高。

故選：D。

Q

（多選）19.如右圖所示，把由同種玻璃制成的厚度為d的立方體A和半徑為d的半球體B

分別放在報紙上，且讓半球的凸面向上。某同學從正上方（對B來說是最高點）豎直向

下分別觀察A、B中心處報紙上的文字，下面的觀察記錄正確的是（）

A.看到A中的字比B中的字高

B.看到B中的字比A中的字高

C.看到A、B中的字一樣高

D.看到B中的字和沒有放玻璃半球時一樣高

答案與解析：從正上方豎直向下觀察A中心處報紙上的文字，由于人觀察的方向與立方

體上面是垂直的，所以折射光線不會發(fā)生偏折，看到A、B中的字一樣高。

對于立方體而言，是B斜向于A,故會發(fā)生折射。則通過立方體觀察像比物高，即看到

A中的字比B中的字高，通過球體觀察物像重合，即看到B中的字和沒有放玻璃半球時

一樣高。

故選：CDo

20.漁民叉魚時要瞄準魚的下方，這是因為水中的魚反射的光在水面發(fā)生折射，折射

角大于入射角（填“大于”、“小于”或“等于"），人逆著折射光線看到水中魚

變淺（填“深”或“淺”）的虛像。

答案與解析：水中魚反射出的光，在水面處發(fā)生了折射，折射光線向遠離法線的方向偏

折，折射角大于入射角，我們逆著折射光線看去，看到的是變淺的魚的虛像，因此用魚

叉捕魚時，不是將魚叉對準他看到的魚，而是瞄準所看到的魚的下方位置叉去。

故答案為：折射；大于；淺。

21.（1）在光學中，折射率是這樣定義的，讓光線從真空（或空氣）射入某介質(zhì)發(fā)生折射，

如果入射角是i,折射角是r,則該介質(zhì)的折射率為n=^如圖1為某光線通過等腰

sinr

三角形三棱鏡（頂角為2a）的光路圖，則該三棱鏡的折射率為Cota。

2a

圖1

（2）將三棱鏡換成如圖2所示平行玻璃磚，平行玻璃磚的厚度為d。某光線斜射到玻璃

磚的上表面，a=45°,光線從玻璃磚的下表面射出，玻璃對這種光的折射率為√5,則

出射光線與入射光線的間距X為0.3d。（sinl5°=0.26）

答案與解析：（1）先作左邊界面的斜面的法線，再作右邊斜面的法線，

當光線從左邊以a角入射時，此時的入射角i=90°-a,

讓光線從右邊可逆方向以a角入射求出此時的折射角，發(fā)現(xiàn)兩入射角相等，這說明了中

間光線和兩側(cè)的斜邊夾角相等，說明和底邊平行，即CD〃BC,則當光線從左邊以a角

入射時，此時的折射角為r=90°-國NQ-=a?則該三棱鏡的折射率為

2

n4=90°-a=c°ta°

sinra

（2）由a=45°,光線從玻璃磚的下表面射出，玻璃對這種光的折射率為√5,可得，

Sina=Sin450=近,解得Sinr=工，則r=30°。

sinrsinr2

CoSr=-^-=^?,則OB=R^d,

OB23

ZBOD=ZEOD-Zr=45o-300=15

解得BDNo.3d,X=BD=O.3d。

22.取一個裝滿水的圓筒形透明玻璃杯，蓋上杯蓋后橫放在書上，透過玻璃杯可以看到放

大了的“字”，看到的“字”實質(zhì)上是虛（選填“實”或“虛”）像；是由于光的

折射（選填“反射”或“折射”）形成的。

答案與解析：（1）玻璃杯中裝水形成一個水凸透鏡，字在水凸透鏡的一倍焦距以內(nèi)，水

凸透鏡相當于一個放大鏡，成正立、放大的虛像。（2）字反射出的光線經(jīng)凸透鏡折射

后進入人的眼睛，屬于折射現(xiàn)象。

故答案為：虛；折射。

23.（1）早晨看到太陽從地平線上剛剛升起時，實際上它還在地平線的下方。這種現(xiàn)象是

由光的折射造成的。

（2）一般電影的屏幕是用粗糙的白布制成的，其原因是白色能反射所有顏色的光、

白布表面粗糙（不光滑）能發(fā)生漫反射。

答案與解析：（1）早晨看太陽從地平線剛剛升起時，實際上它還處在地平線的下方，但

通過光在不均勻的大氣層中發(fā)生折射，可以射入我們的眼睛，我們就可以看見太陽:

（2）電影銀幕用白布制作有以下兩個原因:

①白色能反射所有顏色的光，使所看到的像更加逼真，而黑色吸收所有的光，銀幕不反

射的話我們就什么也看不見;

②白布表面粗糙（不光滑）能發(fā)生漫反射，使光線向各個方向傳播，以便使坐在不同位

置上的人都能看到。

故答案為：（1）光的折射；（2）白色能反射所有顏色的光；白布表面粗糙（不光滑）

能發(fā)生漫反射。

24.圖中甲、乙是兩只透明的玻璃杯，甲杯裝水至刻度線A處，乙杯裝滿水，根據(jù)生活經(jīng)

驗或觀察過的現(xiàn)象，分別畫出兩杯中液面的形狀。

答案與解析：①甲杯中水的情況可以聯(lián)想使用量筒測量水的體積時的讀數(shù)情況進行解

答，量筒中的水面是凹液面，所以甲杯中的水面也是凹液面：

②乙杯中的水的情況可以聯(lián)想荷葉上的水珠的形狀解答，水珠的上面是凸出的，所以乙

杯中的水面應(yīng)該是凸面。

液面形狀如圖所示：

二.光的折射規(guī)律的應(yīng)用（共10小題）

25.一束激光在某透明界面發(fā)生反射和折射現(xiàn)象，如圖所示。其中NAoB=NAOC,則

OAxOB、OC三束光中能量（）

、（'

A.OA最大B.OB最大C.OC最大D.一樣大

答案與解析：由圖可知，ZAOB=ZAOC,則0為折射點或反射點；若入射光線為BO

或CO,OA為折射光線，則NBoC的平分線即法線與OA是重合的，不符合光的折射定

所以只能是AO為入射光線，由于入射分成兩條路徑，所以Ao的能量是最大的，故A

正確。

故選：Ao

26.把一個凸透鏡固定于薄壁玻璃筒中間，在凸透鏡的焦點F處放一個點光源S,然后注入

水，使水面處于光源S和凸透鏡之間，如圖所示，為使凸透鏡折射后的光線是一束平行

B.應(yīng)適當降低

C.應(yīng)不動

D.無論怎樣變動，均無法實現(xiàn)

答案與解析：根據(jù)光路的可逆性，我們假設(shè)是從水底有一束平行光線向上射出，經(jīng)過凸

透鏡、水和空氣發(fā)生三次折射后到達光源。如圖，

經(jīng)凸透鏡折射后的光線由玻璃斜射入水中時，因水對光線的折射能力較弱，所以折射光

線的偏折程度較小，當該光線由水斜射入空氣中時，折射角大于入射角（即折射光線遠

離法線），這兩次的折射光路圖如圖中藍線所示，藍線與綠線（主光軸）的交點就是現(xiàn)

在光源S的位置，所以與原來的位置比較可知：光源的位置應(yīng)適當升高；

故選：A。

27.兩塊完全相同的平行玻璃磚相互垂直放置。如圖一束單色光從左側(cè)水平射入左側(cè)玻璃

磚,從右側(cè)射出，則出射光線與入射光線（)

A.平行B.不平行向上偏折

C.不平行向下偏折D.都有可能

答案與解析：光線通過第一塊玻璃磚再進入空氣發(fā)生兩次折射：

第一次是從空氣斜射進入玻璃磚，折射光線應(yīng)該靠近法線偏折，折射角小于入射角；

第二次是從玻璃磚斜射進入空氣，折射光線應(yīng)該遠離法線偏折，折射角大于入射角。

由于玻璃磚上下表面垂直，第二次折射的入射角等于第一次折射的折射角，所以第二次

折射的折射角等于第一次折射的入射角，最后的出射光線與入射光線相比，只是作了平

移，即出射光線與入射光線平行。

同理，經(jīng)過第二塊玻璃磚時，也是這樣兩次折射，第四次的折射光線，與第三次的入射

光線即第二次的折射光線平行；第二次的折射光線與第與第一次的入射光線平行，因此

經(jīng)過兩塊玻璃磚折射后，出射光線與入射光線平行，如下圖：

故選：A0

28.如圖所示，兩塊同樣的玻璃直角三棱鏡ABC,兩者的AC面是平行放置的，在它們之

間是某種均勻的透明介質(zhì)。一單色細光束O垂直于AB面入射，在圖示的出射光線中

（）

A.1、2、3（彼此平行）中的任一條都有可能

B.7、8、9（彼此平行）中的任一條都有可能

C.只能是4、6（彼此平行）中的某一條

D.4、5、6（彼此平行）中的任一條都有可能

答案與解析：垂直AB射入的左棱鏡的入射光線，在此三棱鏡中傳播方向不變，由AC

面出射到兩棱鏡間的均勻未知透明介質(zhì)時，則可能有三種情況：若介質(zhì)的折射率與棱鏡

的折射率相等，則不改變方向最后沿第“5”條直線射出，相當于一整塊玻璃磚，垂直

射入的（即沿法線射入）不會發(fā)生偏折。若介質(zhì)的折射率不等于玻璃的折射率，兩個三

棱鏡間的均勻介質(zhì)相當于平行玻璃板，穿過的光線平行側(cè)移。如果介質(zhì)的折射率大于玻

璃，則沿光路“4"Hl射；如果介質(zhì)的折射率小于玻璃，則沿光路“6”射出。

故選：D。

29.有一盛水的圓柱形敞口容器，水面的升降可由進水管和出水管調(diào)節(jié)。在其右側(cè)某一高

度朝確定方向射出一激光束，在容器底部中央產(chǎn)生一個光斑，如圖所示，該光斑（）

A.是激光束經(jīng)水面反射后形成的；若向右移動，表明水面上升

B.是激光束經(jīng)水面反射后形成的；若向左移動，表明水面上升

C.是激光束經(jīng)水面折射后形成的；若向左移動，表明水面下降

D.是激光束經(jīng)水面折射后形成的；若向右移動，表明水面下降

答案與解析：光由空氣斜射進入水中時，折射光線向法線偏折，折射角小于入射角，所

以光斑是由光的折射形成的;

當水面上升時，折射光路的變化如圖:

可見，水面上升，折射點右移，光斑右移。

故選：Co

30.如圖所示，一盛水容器的底部放有一塊平面鏡。它與容器底部的夾角為15°.一條光

線以45°入射角從空氣射向水面，折射角為30°,進入水中的折射光線能夠射到平面鏡

的表面，那么，這條光線經(jīng)過平面鏡反射后再從水入空氣的折射角是（）

A.90B.75C.30D.0

答案與解析：作出光路示意圖。光線入射到平面鏡上時的反射角，平面鏡反射時，反射

角等于入射角。

而光從水中斜射入空氣中時，折射角大于入射角，如圖所示：

由入射角為45°,折射角為30°,平面鏡與容器底部的夾角為15°可知，

ZBOC=90o-30°=60°,NCBo=30°,所以∕BCO=90°,即這條光線經(jīng)過平面

鏡反射后垂直從水中射向空氣，此時折射光線，入射光線，法線三線重合，則折射角為

0°。

31.物理學中，把光線從真空（或空氣）射入某介質(zhì)發(fā)生折射時，入射角i與折射角r的正

弦之比n叫做介質(zhì)的折射率，即n=迪匚，光線以入射角θ從空氣射向折射率n=√5的

sinr

玻璃表面。當入射角θ=45°時，反射光線與折射光線間的夾角為」

sinθ=sin45=°工≡-,；

2_

sinr-sinθ-

n2222

.?.r=30°

反射光線與折射光線間的夾角=180°-θ-r=180o-45°-30°=105°。

故答案為：105°

32.在光學中，折射率是這樣定義的：讓光線從真空（空氣）射入某介質(zhì)發(fā)生折射。如果入

射角為i，折射角為r,則該介質(zhì)的折射率為n=m也，圖為某光線通過三棱鏡（等腰三

sint

角形的頂角為2a）的光路圖，則該三棱鏡的折射率為（數(shù)學關(guān)系：sin（。）=

y,cos（θ）=x,tan（θ）=y∕x）

α

答案與解析：先作左邊界面的斜面的法線，再作右邊斜面的法線,

當光線從左邊以a角入射時，此時的入射角1=90°-a,

讓光線從右邊可逆方向以a角入射求出此時的折射角，發(fā)現(xiàn)兩入射角相等，這說明了中

間光線和兩側(cè)的斜邊夾角相等，說明和底邊平行，即CD〃BC,則當光線從左邊以a角

入射時，

此時的折射角為r=90°-?g?zga=ao

2

rι

則該三棱鏡的折射率為：n=s+i=如_Z≤_=cota0

sinra

故答案為：cota。

33.讓一束光從某介質(zhì)以不同角度射入空氣中，觀察光束在介質(zhì)和空氣中的徑跡變化，得

到光速在介質(zhì)中的入射角i及其正弦值sini、折射角r及其正弦值Sinr的值如下表所示。

從探究中我們可以得出：折射角總是大于入射角（選填“小于”、“等于”或“大

于"）；采用多次測量求平均值的方法我們可以得到折射角的正弦與入射角的正弦之比

等于1.50（保留兩位小數(shù)）。

次數(shù)123456

數(shù)據(jù)

物理量

i10°20°30°40°50°60°

sini0.1740.3420.50.6430.7660.866

r15.1°30.9°48.7°76.5°

---

sinr0.260.5130.7510.972

---

答案與解析：由實驗可知，入射角i由10。增大到40。，折射角r由15.1°增大到

76.5°,由此可得，光從某介質(zhì)以不同角度射入空氣中，折射角總是大于入射角；

折射角的正弦與入射角的正弦之比迎二=°?26~150,°?513=的0,...

sini0.1740.342

故答案為：大于；1.50。

34.某小組同學在“研究光的折射規(guī)律”的實驗中，選用不同顏色的光（紅光、黃光和紫

光），分別以不同的入射角i從空氣射入玻璃磚中，如圖所示，每次的入射點均為O點，

然后測出折射光線對應(yīng)的折射角r并記錄在下表中。實驗過程中，他們通過網(wǎng)上查閱相

關(guān)物理資料發(fā)現(xiàn)不同顏色的光在同種介質(zhì)中的傳播速度是不同的，對于紅、黃、紫三種

顏色的光，紅光在玻璃中的傳播速度最快，黃光次之，而紫光在玻璃中傳播速度最慢。

表一（紅光光源實驗）表二（黃光光源實驗）表三（紫光光源實驗）

實驗入射角i折射角r實驗入射角i折射角r實驗入射角i折射角r

序號（度）（度）序號（度）（度）序號（度）（度）

100500900

22516.462515.7102515.1

35030.775029.4115028.2

47540.187538.3127536.6

（1）初步分析三個表中的數(shù)據(jù)，可以看出，當光從一種介質(zhì)進入另一種介質(zhì)中時，光的

傳播方向不一定（選填“一定”或“不一定”）發(fā)生改變。

（2）分析比較實驗序號2、6、10或3、7、11或4、8、12的數(shù)據(jù)及相關(guān)條件,可以

得到初步結(jié)論：不同顏色的光從空氣中以相同的入射角斜射入另一種介質(zhì)時，光在這種

介質(zhì)中傳播速度越慢，折射角越小。

（3）請進一步綜合分析比較表一、表二、表三中的數(shù)據(jù)及相關(guān)條件，并歸納得出結(jié)論。

①綜合分析比較表一（或表二或表三）中的數(shù)據(jù)及相關(guān)條件，可以得出結(jié)論：同種顏色

的光從空氣斜射入同種介質(zhì)中時，折射角小于入射角，且折射角隨著入射角的增大而

增大

②綜合分析比較表一、表二和表三中的數(shù)據(jù)及相關(guān)條件，可以得出結(jié)論：不種顏色的光

從空氣斜射入同種介質(zhì)中時，在介質(zhì)中傳播傳播速度越快，折射角越大。

答案與解析：（I）光在均勻介質(zhì)中一定沿直線傳播；光從一種介質(zhì)傳播到另一種介質(zhì)，

傳播方向不一定發(fā)生改變，因為光從一種介質(zhì)垂直射入另一種介質(zhì)的時候，傳播方向不

改變，即不發(fā)生折射。

（2）因?qū)嶒灲Y(jié)論：不同顏色的光從空氣中以相同的入射角斜射入另一種介質(zhì)時，光在這

種介質(zhì)中傳播速度越慢，折射角越小。所以由表中數(shù)據(jù)可知，分析比較實驗序號2、

6、10或3、7、11或4、8、12的數(shù)據(jù)即可。

（3）①從表格中數(shù)據(jù)可以看出，折射角隨著入射角的增大而增大，而且每一次記錄的數(shù)

據(jù)都是折射角小于入射角，。

②由表格中數(shù)據(jù)可以看出，紅光在玻璃中的傳播速度最快，黃光次之，而紫光在玻璃中

傳播速度最慢。同樣的入射角入射時，在傳播速度較大的紅光中，折射角也大，故說明

不同顏色的光從空氣斜射入同種介質(zhì)中時，在介質(zhì)中傳播傳播速度越快，折射角越大。

故答案為：（1）不一定；

（2）2,6、10或3、7、11或4、8、12；

（3）①折射角小于入射角，且折射角隨著入射角的增大而增大；②在介質(zhì)中傳播傳播速

度越快，折射角越大。

3.探究光折射的特點

三.探究光折射的特點（共2小題）

35.某實驗小組在探究光的折射規(guī)律時，將光從空氣分別射入水和玻璃中測得的數(shù)據(jù)填入

表中：

空氣中的入射角i0°30°45°60°

水中的折射角0°0°22°32°40°

玻璃中的折射角0°0°17°24°30°

分析表中數(shù)據(jù)，你肯定能得出一些規(guī)律。請寫出二條：

（I）光由空氣垂直射入其他透明介質(zhì)，不發(fā)生折射現(xiàn)象

（2）光從空氣斜射入其他透明介質(zhì)，折射角小于入射角。

答案與解析：由表格中的數(shù)據(jù)得到：①光由空氣垂直射入其他透明介質(zhì)，不發(fā)生折射現(xiàn)

象；

②折射角隨入射角的增大而增大；

③光從空氣斜射入其他透明介質(zhì)，折射角小于入射角。

故答案為：（1）光由空氣垂直射入其他透明介質(zhì)，不發(fā)生折射現(xiàn)象；

（2）光從空氣斜射入其他透明介質(zhì)，折射角小于入射角。

36.一塊玻璃磚有兩個相互平行的表面，某同學利用玻璃磚探究光的折射現(xiàn)象。實驗時，

先將玻璃磚放到白紙上，沿玻璃磚平行的兩表面作兩條直線AB、CD下方透過玻璃磚觀

察Pl、P2的像，在適當?shù)奈恢貌迳螾3，使得P3恰能擋住Pl、P2的像，即P3與P|、P2

的像在一條直線上，再插上P4,讓它恰能擋住P3和Pl、P2的像。P3、P4的位置如圖。

（1）P4擋住P3是因為光的傳播具有什么特點？光在同種均勻介質(zhì)中沿直線傳播。

（2）若一束光沿P1P2連線的方向從AB面射入玻璃磚，再從CD面射出，試作出該光線

在AB面發(fā)生折射時的入射角（用α表示）和折射角（用β表示），由圖可知α>（選

填“<”、“=”或>βo

?己

?尸2

CD

?P3

?A

答案與解析：（I）P3、P4在同一直線上，光在同一種均勻介質(zhì)中沿直線傳播，因此P4擋

住P3。

（2）光從空氣斜射入玻璃中時，折射光線與入射光線分居法線兩側(cè)，折射角小于入射

角，據(jù)此畫出折射光線；入射角是入射光線與法線的夾角，折射角是折射光線與法線的

夾角，如下圖所示：

光從空氣斜射入玻璃中時，折射角小于入射角，所以α>β.

故答案為：（1）光在同種均勻介質(zhì)中沿直線傳播；（2）>。

4.作光的折射光路圖

【知識點的認識】光的折射作圖方法：（1）光的折射（2）光路可逆性

【命題方向】光的折射作圖是中考命題的主要知識點，（例如凸透鏡、凹透鏡光線作圖）

【解題方法點撥】

（1）利用光的折射規(guī)律：

①光從空氣斜射入水中或其他介質(zhì)中時，折射光線向法線偏折，入射角大于折射

角；

②光從水或其他介質(zhì)斜射入空氣中時，折射光線遠離法線偏折，折射角大于入射

角；

③光垂直界面射入時，傳播方向不改變；此時入射角等于折射角等于0。

④光的折射現(xiàn)象例子：海市蜃樓、筷子向上折斷了、池水變“淺”了、放大鏡、望

遠鏡、顯微鏡、照相機、投影儀、近視眼鏡、老花鏡、斜插在水中的筷子在水中部分看起

來向上彎；看見落到地平線下的太陽；叉魚的時候瞄準魚的下方。

（2）根據(jù)光路可逆的可逆性。

若光是由較密的介質(zhì)射入較疏的介質(zhì)時呢？畫出下圖

①由疏到密②由密到疏

四.作光的折射光路圖（共13小題）

37.如圖所示一條光線由空氣射到半圓玻璃磚表面的圓心處，玻璃磚的半圓表面上鍍有銀

反射面，則圖中幾個光路圖中，正確、完整表示光線行進過程的是（)

答案與解析：光線在圓心處發(fā)生折射和反射，由反射定律知，反射光線在法線右側(cè)的空

氣中，且反射角等于入射角；由折射規(guī)律知，進入玻璃的折射光線在法線右側(cè)的玻璃

中，由于光是圓心處折射的，折射光線垂直于射到鍍有銀反射面切線，所以再次發(fā)生反

射，且原路返回到圓心0；

返回到圓心。的光線再次發(fā)生反射和折射，反射光線在法線左側(cè)的玻璃中，且又將被鍍

銀反射面原路返回到O點，最后從。點折射后與射向。點時發(fā)生反射的反射光線重合。

故ABC錯誤，D正確。

故選：D。

38.光線斜射到上下兩表面互相平行的厚玻璃板上，在上、下兩表面發(fā)生折射，如下圖所

示，則正確的光路圖是（）

答案與解析：當光從空氣斜射入玻璃時，根據(jù)光的折射規(guī)律可知，折射角小于入射角，

所以折射光線比入射光線更靠近法線；當光線從玻璃斜射入空氣中時，折射角大于入射

角，所以折射光線相對于入射光線要遠離法線。由此可知丙圖符合規(guī)律。

綜上分析故選Co

39.用厚度不計的玻璃制成一空氣三棱鏡，放置于水中，如圖所示，一束平行底邊ab的單

色光線射向側(cè)面ac,并從be側(cè)面射出，此時，光線將向（）

B.向頂角偏折

C.不發(fā)生偏折

D.與入射光線平行，但不共線

答案與解析：首先光從水斜射向空氣時，折射角大于入射角；隨后光由空氣斜射入水

中，折射角小于入射角，如下圖所示:

故選:B,

40.如圖，空碗底部有一枚硬幣，人眼在A處剛好看不到整枚硬幣。保持人眼、碗及硬幣

的位置不變，現(xiàn)向碗中緩慢加水，當水面到達B處時，人眼恰好能看到整枚硬幣。請在

右圖作圖，用一條光線示意以上光學現(xiàn)象（并畫出水面、法線）。

人眼在A處剛好看不到整枚硬幣;

向碗里緩慢如水，當水面到達B處時，人眼恰好能看到整枚硬幣，說明由硬幣右邊緣反

射向水面的光線折射后進入了人的眼睛;

過B點沿水平方向畫出水面，連接人眼與硬幣的左邊緣，與水面的交點即為入射點，然

后過入射點垂直于水面畫出法線，連接硬幣的右邊緣與入射點即為入射光線，連接入射

點與人眼，即為折射光線，如圖所示:

41.將一平面鏡斜放在裝有水的水槽中，有一束光線垂直射向水面，如圖所示，請畫出這

束光線在水中行進最后射出水面的光路圖。

答案與解析：光從空氣垂直射入水中，傳播方向不變，根據(jù)光的反射定律畫出經(jīng)過平面

鏡后的反射光線，光線從水中斜射入空氣中時，折射角大于入射角，據(jù)此作出折射光

線。

42.如圖所示，a、b是水中的一個發(fā)光點S發(fā)出的兩條光線。請畫出a、b的折射光線及從

岸上看的點S在水中像的位置。（保留作圖痕跡）

空氣

D水

答案與解析：過兩入射點分別做出法線，然后根據(jù)“光從水中斜射入空氣中時折射角大

于入射角”確定兩條折射光線的大致位置；折射光線進入岸上人的眼睛，人逆著折射光

線看去就能看到S的像，即兩折射光線的反向延長線的交點S為像點，如下圖所示：

43.如圖所示，一束光從半球面上的A點沿半徑方向射入半球形玻璃磚，已知半球形玻璃

磚的球心為0,且光線到達半球形玻璃磚下表面處時可以發(fā)生折射和反射。請畫出這束

光線從射入玻璃磚到射出玻璃磚的完整光路圖。

O

答案與解析：過球心的光線不發(fā)生折射，但當光線從玻璃磚射出時，發(fā)生折射，從折射

點O作法線，根據(jù)光從玻璃斜射入空氣時，折射角大于入射角，在法線左側(cè)空氣中作出

折射光線；如下圖所示：

44.如圖所示，一束光射向一塊玻璃磚，畫出這束光先進入玻璃和離開玻璃后的徑跡。

答案與解析：當光從空氣斜射入玻璃時，折射光線和入射光線分居法線的兩側(cè)，折射角

小于入射角；當光從玻璃斜射入空氣時，折射光線和入射光線分居法線的兩側(cè)，折射角

大于入射角。最初的入射光線與最后的折射光線是平行的。如圖所示：

45.如圖所示，潛水員眼睛在水下A點處，B點有條小魚，C點有只小鳥，請作出潛水員

觀察魚、鳥的光路圖。

C

答案與解析:

(1)直接連接BA,光線方向從B指向A,光線BA即為潛水員觀察魚的光路圖:

(2)首先確定入射點O,點。在AC連線與界面交點的左側(cè)，連接CO與OA即為入射

光線與折射光線。

故答案為：

46.如圖所示，一束激光Ao由空氣射向半圓形玻璃磚的圓心0,發(fā)現(xiàn)在屏幕MN上出現(xiàn)了

兩個光斑。

(1)請畫出形成兩個光斑的光路圖；

(2)保持入射點O不變，讓激光入射方向順時針旋轉(zhuǎn)適當角度，即α角減小，那么兩

答案與解析：(1)光線從空氣斜射入玻璃磚時，會同時發(fā)生反射和折射現(xiàn)象，

根據(jù)光的反射定律，過入射點在法線上方的空氣中畫出反射光線，注意反射角等于入射

角；

發(fā)生折射時，折射光線向法線偏折，折射角小于入射角，據(jù)此作出第