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4.3 光的折射
一.选择题
1.（2019•重庆一模）如图所示，下列现象中，属于光的折射现象的是（ ）
A．海市蜃楼 B．皮影戏
C．日环食 D．水中倒影
【答案】A
【解析】A、海市蜃楼是光的折射现象，故A正确；
B、影子是光沿直线传播形成的，故B错误；
C、日环食是由光的直线传播形成的，故C错误；
D、水中的“倒影”是由于光的反射现象形成的，故D错误。故选：A。
2.（2018•海南）光从空气斜射入玻璃中，入射角为60°，则折射角可能（ ）
A．等于 0° B．小于 60° C．等于 60° D．大于 60°
【答案】B
【解析】根据从空气斜射入玻璃中时，入射角为60°，折射角小于入射角。故B正确、ACD错误。
故选：B。
3.（2019•海曙区模拟）同学们在湖水里看到了“云在水中飘，鱼在云上游”的美景。下列说法正确的是（ ）
A．水中的鱼是光的折射所形成的虚像
B．水中的云是光的折射所形成的实像
C．水中的鱼是光的反射所形成的虚像
D．水中的云是光的反射所形成的实像
【答案】A
【解析】水中的云是云在水中成的虚像，是由光的反射形成的。我们看到水中的鱼，其实看到的是鱼的虚像，是由于光的折射形成的。故选：A。
4.（2018秋•沙依巴克区期末）岸边行走的游人在公园里所看到的下列情景中，由于光的折射形成的是（ ）
A．水中游动的鱼 B．水中的白云
C．阳光下游客的影子 D．垂柳在水中的倒影
【答案】A
【解析】人看到水中游动的鱼，是鱼反射的光线从水中斜射入空气中折射造成的，故A符合题意；
B、水中的“白云”属于平面镜成像，是光的反射造成的，故B不符合题意；
C、阳光下游客的影子是由于光在同种、均匀、透明介质中沿直线传播造成的，故C不符合题意；
D、垂柳在水中的倒影属于平面镜成像，是光的反射造成的，故D不符合题意。故选：A。
5.（2018秋•河西区期末）如图所示，我们从水面上斜着看插入水中的筷子，筷子在水下的部分向上“弯折”。图中的光路图能正确解释此现象的是（ ）
A． B．
C． D．
【答案】B
【解析】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向水面偏折，位置降低，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。
A、图中光线从水中斜射入空气中，应该是折射角大于入射角，而图中折射角小于入射角了，故A错误；
B、图中光线从水中斜射入空气中，折射角大于入射角，符合光的折射定律，故B正确；
C、图中折射光线和入射光线在法线的同一侧了，并且传播方向也错误，故C错误；
D、图中光的传播方向错误，故D错误。故选：B。
二．填空题
6.（2018•枣庄）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 所成的像，太阳实际在图中 （选填“甲”或“乙”）的位置。
【答案】折射； 乙
【解析】太阳落山时，太阳的实际位置在地平线下面，但太阳光经过不均匀的大气层时发生了折射，通过折射我们看见了太阳的虚像（即观察到的落日），此时，太阳的实际位置在图中的乙位置。
故答案为：折射； 乙。
7.（2017•淄博）如图是光在空气和水的界面发生反射和折射的光路图，∠AOS＝60°．图中的入射光线是 ；反射角大小是 ；折射光线在 （填“水”或“空气”）中。
【答案】AO；30°；空气
【解析】由图可知，∠AOS＝60°，所以∠AOP＝90°﹣60°＝30°，而∠COP与∠AOP时相等的，根据反射角等于入射角，所以PQ为法线，RS为界面，而折射光线和入射光线分别位于法线两侧，则OB一定为折射光线，AO为入射光线，OC为反射光线。
由图可知，折射角要大于入射角，因当光线从水中斜射入空气时，折射角大于入射角。
所以这束光线是由玻璃进入空气。即分界面的右侧是空气。
故答案为：AO；30°；空气。
8.在“森林重庆”的号召下，重庆市的空气质量得到了大幅度的提升，同学们都说现在夜空中看到的星星比以前多了。看着天边眨着眼睛的星星，我们知道，这是因为星光 进入了大气层，所以我们所看到的星星的位置比它的实际位置偏 （填“高”或“低”）。
【答案】折射；高
【解析】我们可以把地球表面上的大气看作是由介质不同的许多水平气层组成的，星光从一个气层进入下一个气层时，会发生折射，折射光线靠近法线，我们逆着折射光线的方向看，它们比实际位置变高了。如图所示：故答案为：折射；高。
9.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”。
（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到一定值时， 。
【答案】（1）在水中加入少许牛奶；能；（2）大于；增大；折射光线消失。
【解析】（1）为了更清晰地看到光路，使水稍微混浊一些，可以放入少量的牛奶。就能看到入射光线、反射光线，空气中的折射光线是在白屏上显示或在有烟雾的空气中看到的。
（2）如图，折射光线和法线的夹角是折射角，入射光线和法线的夹角是入射角，并且折射角大于入射角。增大入射角，折射角增大。不断增大光在水中的入射角，增大到一定程度，折射光线消失。
故答案为：（1）在水中加入少许牛奶；能；（2）大于；增大；折射光线消失。
三.作图题
10.（2019•深圳）一束光线从空气射入玻璃时，界面MN上的反射光线如右图所示，请画出对应的入射光线和大致的折射光线。
【解析】图中法线已经画出，根据反射角等于入射角在法线下侧的空气中画出入射光线；
光从空气斜射入玻璃时，折射角小于入射角，据此在玻璃内部法线的上侧作出折射光线；如图所示：
一．选择题
1.（2018•海南）光从空气斜射入玻璃中，入射角为60°，则折射角可能（ ）
A．等于 0° B．小于 60° C．等于 60° D．大于 60°
【答案】B
【解析】根据从空气斜射入玻璃中时，入射角为60°，折射角小于入射角。故B正确、ACD错误。
故选：B。
2.（2019•杭州）太阳光穿过地球大气层时会发生折射，如果没有这层大气，会出现（ ）
A．日出会提前，日落会延迟
B．日出和日落都会提前
C．日出会延迟，日落会提前
D．日出和日落都会延迟
【答案】C
【解析】由于大气层的存在太阳光会发生折射，我们会看到地平线以下的太阳，则有大气层时，我们会早看到日出，晚看到日落；如果没有这层大气，则会晚看到日出，早看到日落，故C正确，ABD错误。
故选：C。
3.（2019•上海模拟）光线从空气垂直射入水中，其折射角为（ ）
A．0° B．45° C．60° D．90°
【答案】 A
【解析】一束光线从空气垂直水面射入时，此时入射光线、反射光线、折射光线与法线重合，所以夹角都为0°，即反射角为0°，折射角为0°。故选：A。
4.（2019•兰山区一模）如图所示，一束光线由介质Ⅰ射入介质Ⅱ，下列说法中正确的是（ ）
A．α为入射角，γ为折射角
B．α为入射角，β 为折射角
C．如果角δ增大5o，则角β也一定增大5o
D．入射光线AO与折射光线OB一定在同一平面内
【答案】D
【解析】AB、入射光线与法线的夹角叫做入射角；折射光线与法线的夹角叫做折射角，由图可知，δ为入射角，β 为折射角，故AB错误；
C、因为一束光线由介质Ⅰ射入介质Ⅱ，折射角小于入射角，所以如果角δ增大5o，则角β也增大，但增大的读数小于5o；故C错误；
D、由图可知，入射光线是AO，折射光线为OB，入射光线、法线、折射光线在同一平面内，故D正确。
故选：D。
二．填空题
5.（2019•张家口模拟）古诗词中有许多描述光学现象的诗句，如“潭清疑水浅”说的是光的 现象，“池水映明月”说的就是光的 现象；如图所示，OA是人眼在A点观察河里B处鹅卵石的折射光线，请在图中补全人眼看见鹅卵石的光路图：若用激光笔沿AO照射，则激光 （选填“能”或“不能”）照射到鹅卵石上。
【答案】 折射；反射；能
【解析】（1）“潭清疑水浅”指的是，水比较清澈，水底看起来比较浅，这是由于光的折射形成的，看水底是逆着光的传播方向看的，即逆着折射光线看，由于错觉，我们始终认为光是沿直线传播的，所以看到的位置比实际位置浅；
（2）“池水照明月”就是水面出现月亮的像，属于平面镜成像，是光的反射形成的。
（3）B处鹅卵石反射的光线在水面处发生折射，BO为入射光线，光路图如下；
根据光路的可逆性，用激光笔沿AO照射，激光能射到河底的鹅卵石上。
故答案为：折射；反射；如上图；能。
6.（2019•长春模拟）如图是小明和爷爷一起坐船在河中插鱼的情景，小明站在船上看到河水中的鱼比鱼的实际位置要 （选填“深”或“浅”）些，这是由于光从 中射向 时发生折射的缘故。
【答案】浅；水； 空气
【解析】在岸上看水中的鱼，看到的鱼的位置比实际位置浅，这是由于光从水中进入空气时，在水面上发生折射光造成的。故答案为：浅；水； 空气。
7.（2018秋•武汉月考）某同学在用玻璃做光的折射和反射的探究实验时，描绘了一个实际的光路图，但没有标出法线、入射光线、反射光线以及入射角、反射角等，如图所示，图中的各位置表示的物理量分别应该是：反射光线是 ，折射角大小是 ，界面的 侧是空气。
【答案】 直线传播；反射；虚像
【解析】根据光的反射定律，入射光线与法线的夹角为入射角，反射光线与法线的夹角为反射角，
可得知是CG界面，是AE法线，所以FO是入射光线，OD是反射光线，又因反射角等于入射角，
则∠DOE为反射角，∠FOE为入射角，∠FOE＝90°﹣30°＝60°，
而OB是折射光线，折射光线与法线的夹角为折射角，∠AOB为折射角等于30°，
因为折射角小于入射角，所以可知界面右侧是空气，左侧为玻璃。
故答案为：OD；30°；右。
三.实验题
8.（2018•长沙模拟）小明在探究光的折射规律时，将光从空气分别射入玻璃和水中。其实验过程如下：
表格一
实验次数
1
2
3
4
入射角i
0°
30°
45°
60°
玻璃中折射角r
0°
17°
24°
30°
表格二
实验次数
1
2
3
4
入射角i
0°
30°
45°
60°
水中折射角r
0°
22°
32°
40°
实验一：将光从空气射入玻璃中
①将半圆形玻璃砖放在标有角度的圆盘上，如图甲所示；
②将一束激光从空气射向玻璃砖的圆心O处，激光在O处发生折射。记录入射角和折射角的度数；
③逐渐增大入射角，重复步骤②；
实验所测得的数据如表格一所示。
实验二：将光从空气射入水中
①将标有角度的圆盘按图乙所示方式放置；
②将一束激光从空气射向水面O处，激光在O处发生折射，记录入射角和折射角的度数；
③逐渐增大入射角，重复步骤②；
实验所测得的数据如表格二所示。
分析以上数据可得：
（1）当光从空气垂直入射到其他透明介质时，传播方向 ；
（2）当光从空气斜射入玻璃或水中时，折射角随入射角的增大而 （选填“增大”“不改变”或“减小“）；
（3）联系生活实际，小明还做了其他相关研究。比如看着不深的池水，不要贸然下水，否则会因为实际水位过深，而发生危险。如图丙就是小明在研究从空气中看水中的池底时所画的图，请你帮他判断入射点应在O点的 （选填“左”或“右”）侧。
【答案】（1）不变；（2）增大；（3）右侧。
【解析】（1）由表格一中的第一列可知，当入射角为0°时，折射角也为0°；由此可得，当光从空气垂直入射到其它透明介质时，传播方向不发生改变。
（2）由表格一、二数据可知可知，当入射角增大时，折射角也随着增大，但折射角总小于入射角；
（3）当光线从水中斜射入空气中时，折射角大于入射角，故入射点应在O点的右侧；
故答案为：（1）不变；（2）增大；（3）右侧。
9.（2019•遵义模拟）在探究“光从空气斜射入水和油时，哪种液体对光的偏折本领较大”的实验中，小明提出如下实验方案：先让一束入射光从空气直接斜射入透明的空水槽中，记录下光斑位置（如图甲所示）；接着分别倒入水和油，记录对应的光斑位置，再通过分析就可得到实验结论。经讨论，同学们认为这一方案是可行的，于是进行了探究实验。
（1）要实现探究目标，他们应选择图乙中的 （选填字母序号）两图示实验，实 验中用的研究的方法是 。
（2）某小组同学正确实验后，所记录的三次光斑的相对位置如图丙所示，经分析可知：光从空气斜射入水和油时， 对光的偏折本领较大。
【答案】（1）B、D；控制变量；（2）油
【解析】（1）根据控制变量法的思想，要探究水和油对光的偏折本领大小，必须控制入射角和液面的高度相同，只改变光线传播的介质，因此符合条件的有B、D两图；
（2）根据记录，油中光斑的位置距离空气比较远，因此油对光线的偏折程度大，对光的偏折本领较大。
故答案为：（1）B、D；控制变量；（2）油
四.作图题
10.（2019•鄂州）“坐井观天，所见甚小”，青蛙在枯井和有水的井中“观天”的范围大小是不同的。如图所示，一只青蛙在井底（井中有水）中央，请用光路图作出井底之蛙“观天”的最大范围。
【解析】井中有水时，光线射到水面会发生折射现象，由于光是从空气斜射向水，所以入射角大于折射角，因此井底之蛙看到的视野范围比没水时会看到更大；大致范围如图中两条入射光线之间的区域所示，如下图：
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