4.4 光的折射
一、单选题
1．（2022秋·广东汕头·八年级统考期末）“大漠孤烟直，长河落日圆”蕴含了光的折射知识，如图所示属于光的折射的是（ ）
A． 激光准直 B． 水面“倒影”
C． 长廊上的树影 D． 铅笔“折断”
2．（2022秋·广东深圳·八年级统考期末）如图所示，固定在水面上方的光源S发出一束光线经水面反射后在光屏上有一个光斑A，已知光束与水面的夹角为40°，S'是光源经水面反射所成的像。下列说法正确的是（ ）
A．折射角的大小为50°
B．当水面升高时，反射角将变大
C．当水面升高时，光斑A将向右移动
D．当水面升高时，S'到水面的距离变小
3．（2022秋·广东佛山·八年级统考期末）下列有关光现象对应的解释与应用正确的是（ ）
A．游泳池注水后看上去变浅是光的反射形成的
B．湖中有趣的倒影是光的折射形成的
C．小孔成像是光的直线传播形成的
D．照镜子时离镜面越远成的像越小
4．（2022秋·广东广州·八年级统考期末）如图中能正确描述人看到水中A点的鱼的光路图是（ ）
A． B．
C． D．
二、填空题
5．（2022秋·广东潮州·八年级统考期末）身高1.68m的小颖站在竖直放置的平面镜前2m处，她在镜中的像高为 m。小翠同学漫步在风光旖旎的雾江平湖畔，同时看到了水中的矫健鹰和欢快鱼群，她看到水中的雄鹰是由于光的 形成的，水中的鱼群是由于光的 形成的。
6．（2022秋·广东韶关·八年级统考期末）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 是法线， 是入射光线，折射角的大小是 。
7．（2022秋·广东深圳·八年级统考期末）手电筒发出的光垂直地照射到一个空烧杯底部。光线投射到烧杯底部的光图如图中虚线所示。（选填“变大”、“变小”或“不变”）
（1）若将手电筒竖直向上移动一小段距离，烧杯底部的光圈会 ；
（2）若向烧杯中注水到一定高度，烧杯底部的光圈会 。
8．（2022秋·广东深圳·八年级统考期末）2022年11月21日，在内蒙古一地惊现“三个太阳”的奇观（如图甲），图乙是其成像原理图。专家解释说，在天空高层的半透明簿云里有许多六角形柱状的冰晶体，有时候它们会整整齐齐地垂直排列在空中，当太阳光射在这些六角形冰柱上就会发生非常规律的 现象，周围看起来就像出现了多个太阳，体型较小的“太阳”实际上是太阳的 像（选填“实”或“虚”）。
9．（2022秋·广东肇庆·八年级统考期末）下面的成语能反映出不同的光知识，镜水花月实质是光的 ；立竿见影实质是光的 ；海市蜃楼实质是光的 。
10．（2022秋·广东梅州·八年级统考期末）如图所示，一束激光由空气入射到空水槽底部O点，形成一个光斑。向水槽中注入适量水后，水槽底部光斑移动到O点的 （选填“左”或“右”）侧。继续沿水槽壁缓慢注水，在此过程中，入射角 ，折射角 （后两空选填“增大”“减小”或“不变”）。
11．（2022秋·广东揭阳·八年级统考期末）如图所示，渔民在叉鱼时真实的鱼是在渔夫看到鱼的虚像这是因为鱼反射的光从 中射到 中发生了折射现象的缘故。（选填“空气”或“水”）渔夫看到鱼时，鱼也看到渔夫，这是因为在光的折射现象中光路是 。
12．（2022秋·广东汕尾·八年级统考期末）《康熙几暇格物篇》中记载：“置钱碗底，远视若无，及盛满水时，则钱随水光而显现矣”。如图所示，把铜钱放在碗底B处后加适量水，从A处恰好看到铜钱的像在 （填写字母）处，这是由于 形成的像。用激光笔从A点向 （填写字母）处照射，可照亮铜钱。
13．（2022秋·广东汕尾·八年级统考期末）如图所示，光线AO从空气斜射向水面时，入射角是50°，则反射光线是 ，反射角的大小为 ，当光线AO顺时针转动时，光线OC将 （选填“顺”或“逆”）时针转动。
14．（2022秋·广东揭阳·八年级统考期末）从岸上看清澈池塘的深度比实际的要 （选填“深”或“浅”），这是由于光从 斜射向 时发生折射造成的，所以我们不能贸然独自下水，以免发生溺水事故。（后两空选填“水中”或“空气中”）
15．（2022秋·广东云浮·八年级统考期末）如图所示，S＇是人眼在P处透过水面看见的河底一颗白色鹅卵石的虚像，这虚像是由光的 形成的，鹅卵石真实位置在S＇的 方。若在P处用激光手电对准虚像S＇照 射，则手电发出的光 （选填“能”或“不能”）照射到河底的鹅卵石上。
16．（2022秋·广东汕尾·八年级统考期末）阅读材料，回答问题
光纤
光纤是光导纤维的简写，是一种由玻璃或塑料制成的纤维，可作为光传导工具如图所示，光可以从弯曲的光纤的一端传到另射光纤一端，而不会“溜”出光纤。光在玻璃纤维中每次由光纤内层的玻璃射向外层的分界面时，只会发生反射，而没有折射。这是因为光从玻璃斜射入空气中时，折射角大于入射角。当入射角增加到某一角度时，折射角先达到90°，此时的入射角叫临界角，入射角再增大时，折射光消失，只剩下反射光，这种现象叫光的全反射。
(1)光在光纤中传播时路线是 （填“折线”或“弧线”）；
(2)光从玻璃进入空气，如果临界角为46°，以下列角度入射的光线中，能发生全反射的是 ；
A．30° B．42°
C．45° D．50°
(3)当光从空气射向玻璃， （填“会”或“不会”）发生光的全反射现象，判断依据为： 。
三、作图题
17．（2022春·广东江门·八年级统考期末）如图所示，一束光在液面MN发生折射，在杯底形成光斑A。往杯中加水至M'N'，请画出此时的折射光线，并标出此时光斑的位置A'。
18．（2022秋·广东湛江·八年级统考期末）如图所示，光线AO从水中射到水面上，请画出AO对应的反射光线和折射光线的大致位置。
19．（2022秋·广东茂名·八年级统考期末）如图所示半圆玻璃砖，O为半玻璃砖的圆心，请画出一束光从空气斜射到O点后进入到玻璃砖的光路图。
20．（2022秋·广东汕头·八年级统考期末）如图，在A点看到水中物体S的像在，画出一条在A点看到物体像的光路图。
21．（2022秋·广东佛山·八年级统考期末）游泳是一项有益身心健康和健美体型的运动，但同时存在安全隐患。如图所示，某游泳馆救生员在泳池边的高椅子上注视着泳池中的动向。他发现由于泳池边缘的阻挡，池底有一块视觉盲区监管不到。请画出一条光线从池底盲区边缘处刚好射入救生员眼睛的光路图。
22．（2022秋·广东惠州·八年级统考期末）如图，一条光线垂直界面AC进入玻璃砖后，在界面AB上只发生反射，在图中画出该光线经界面AB反射和从界面BC离开玻璃砖后的光线。
23．（2022秋·广东湛江·八年级统考期末）如图所示，水下有一条鱼位于A点，A′为水面上的观众看到鱼的像的位置，B处有一个光源，请你在图中画出点B发光照亮A点的光路图。
24．（2022秋·广东汕头·八年级校考期末）如图， A点是平静的湖水下潜水员的眼睛，B点是空中飞翔的小鸟，B′点是潜水员在水中看到小鸟的像。请画出潜水员看到小鸟的光路图。
25．（2022秋·广东广州·八年级统考期末）如图，一束光由空气中的A点射向界面上的S点。
(1)画出入射光线和反射光线 。
(2)大致画出该光线进入水中的折射光线。
(3)标示出反射角r1和折射角r2。
(4)画出物体AB在水中所成的像。
(5)若AB逐渐远离界面，则第(4)问的像大小会 （选填“变大”“变小”“不变”）。
四、实验题
26．（2022秋·广东惠州·八年级统考期末）如图2是某同学探究光的折射实验中，光从空气射入水中时的光路。实验中发现，入射光线、折射光线和法线在同一平面内，折射光线和入射光线分别位于法线的两侧。
入射角a 0° 15° 30° 45° 60°
反射角β 0° 15° 30° 45° 60°
折射角γ 0° 11.3° 22.1° 35.4° 40.9°
通过实验还得到数据如表，分析表中的数据，可得出的结论是：
①光从空气斜射到水面时，将同时发生 和 现象；
②光从空气斜射到水面时，折射角随入射角的增大而 （选填“增大”、“减小”或“不变”），且折射角 入射角（选填“大于”、“小于”或“等于”）；
③光从空气垂直射到水面时，折射角 入射角（选填“大于”、“小于”或“等于”）。
五、简答题
27．（2022秋·广东肇庆·八年级统考期末）小源对看到如图所示的广告图中有一处科学性的错误，违背我们所学的某个规律，请你说出小源质疑的是什么？并解释真相的原因。（可以用作图的方法去解释）
六、综合题
28．（2022秋·广东深圳·八年级统考期末）阅读短文，回答问题：
虹与霓的成因
虹与霓都是太阳光射入天空中的小水珠，经折射和全反射（全反射位置只发生反射，没有折射光线）后又自水珠射出。由于色散，地面上人看到的出射光呈红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫七种颜色依次排列的圆弧形彩带，如图a所示。虹和霓出现在和太阳光相对的方向，霓常常和虹同时出现，且色彩比虹淡一些。
如图b甲是入射光通过小水珠发生反射和折射的光路图。虹是太阳光从低云端中小水珠的上部射入，经两次折射和一次全反射后，自小水珠下部射出时产生的，由于紫光的偏折大，所以逆方向看去，彩带的内圈为紫色、外圈为红色。霓是太阳光从高云端中小水珠的下部射入，经两次折射和两次全反射后，自小水珠上部射出时产生的，由于紫光的偏折大，所以逆方向看去，霓呈内红外紫。
（1）高空中水蒸气液化成小水珠的过程需要 （选填“吸”或“放”）热，此物态变化前后物质的密度如何变化 （“变大”或“变小”“不变”）；
（2）图b甲中，∠1和∠2两个角的关系是∠2 ∠1（选填“>”“=”或“＜”）；
（3）图b乙、丙两图中，图 （选填“乙”或“丙”）是霓形成的原理图：
（4）下面说法正确的是 ；
A．图b乙中，光线AB是紫光，CD是红光
B．霓星内紫外红，虹呈内红外紫
C．虹和霓都出现在和太阳光相同的方向上
（5）你认为在全反射过程中是否遵循反射定律 。（填“是”或“否”）
29．（2022秋·广东广州·八年级统考期末）如图所示，水面下有灯S，a是S发出的光线，b是a射出水面后的折射光线，SO是另外一条射向水面的光线，其对应的折射光线可能是 （选填“1”、“2”），判断的依据是： ；图中垂直水面的入射光线c对应的入射角∠i= ，请在图中画出光线c射出水面后的光路。( )
参考答案：
1．D
【详解】A．激光准直是光的直线传播的实例，故A不符合题意；
B．水面“倒影”是光的反射的实例，故B不符合题意；
C．长廊上的树影是由于光的直线传播形成的，故C不符合题意；
D．铅笔“折断”是由于光的折射形成的，故D符合题意。
故选D。
2．D
【分析】（1）已知光束与水面的夹角为40°，可求得入射角的大小，根据光的折射规律可判断折射角的大小；
（2）入射光线方向不变，水面发生变化时，再次的水面是平行的，故反射光线也平行；两次的水面是平行的
（3）平面镜成像的特点是：像物等距、像物等大、像与物连线垂直镜面、虚像。
【详解】A．已知光束与水面的夹角为40°，则入射角为，根据光的折射规律可知，折射角应小于50°，故A错误；
B．因为入射光线方向不变，当水面升高时，再次的水面是平行的，反射光线与原来的反射光线是平行的，故反射角不变，故B错误；
C．当液面升高时，由于入射角不变，所以反射光线与原来的反射光线平行，故光屏上的光斑A向左移动到A′位置。如图所示：
故C错误；
D．当水面升高时，光源S到水面的距离小了，所以像到水面的距离也小了，故D正确。
故选D。
3．C
【详解】A．游泳池注水后，看上去好像变浅了，是因为池底反射的光由水斜射入空气中时发生折射，折射角大于入射角，人逆着折射光看去，看到的为池底的虚像，感觉变浅了，故A错误；
B．平静的湖面相当于平面镜，湖中有趣的倒影是平面镜成像，属于光的反射，故B错误；
C．光在均匀介质中沿直线传播，小孔成像是由光的直线传播形成的，故C正确；
D．平面镜成的像与物大小相等，照镜子时成像大小与离镜面的远近无关，故D错误。
故选C。
4．C
【详解】A．由图可知，光的传播方向反了，应该是从水中到空气中，故A不符合题意；
B．由图可知，光的传播方向从水中到空气是对的，但入射光与折射光不应该在同一直线上，故B不符合题意；
C．由图可知，光从水中斜射入空气中，在水面处发生了折射，折射角大于入射角，故C符合题意；
D．由图可知，光的传播方向反了，应该是从水中到空气中，故D不符合题意。
故选C。
5． 1.68 反射 折射
【详解】[1]小颖的身高是1.68m，根据平面镜成像特点：像与物大小相等可知，小颖在平面镜中的像高也是1.68m。
[2]水中的“雄鹰”是在水中形成的像，即平面镜成像，故看到水中的“雄鹰”是由光的反射形成的与物体等大的虚像。
[3]因为鱼是在水中的实际物体，是由光从水中通过空气折射进入了人的眼睛，我们看到水中的鱼，看到的是鱼的虚像，是由光的折射形成的。
6． NN' BO 35°
【详解】[1][2]根据光的反射定律，入射光线和反射光线分居法线两侧，反射角等于入射角；根据光的折射规律，折射光线和入射光线分居法线两侧，因此NN'是法线，BO的入射光线。
[3]折射角是折射光线与法线的夹角，因此折射角∠CON为
90°-55°=35°
7． 变大 变小
【详解】（1）[1]由光在同种均匀介质中沿直线传播可知，若将手电筒竖直向上移动一小段距离，烧杯底部的光圈会变大。
（2）[2]当光从空气斜射入水中时，折射角小于入射角，下图为最左边和最右边折射光线的光路（注意黑色光线表示没有折射时的光线，红色表示折射后的光线）：
从图中可以看出，折射光线在原来光线的内侧，由此可以联想到周围光线都是如此，故向烧杯中注水到一定高度，烧杯底部的光圈会变小。
8． 折射 虚
【详解】[1][2]光由一种透明介质斜射入另一种透明介质时，传播方向会发生偏折，是光的折射现象，太阳光从空气射向小冰晶时，在冰晶的表面发生了光的折射现象，形成幻日的奇观，即看到的太阳的虚像。
9． 反射 直线传播 折射
【详解】[1]镜花水月，这里的花和月都是平面镜成的像，平面镜成像利用的是光的反射。
[2]立竿见影，这个影是影子，是由于光的直线传播形成的。
[3]海市蜃楼是光在不均匀大气中传播时发生折射形成的，属于光的折射现象。
10． 左 不变 不变
【详解】[1]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，因此光线移动到O点左侧。
[2][3]继续沿水槽壁缓慢注水，折射光线逐渐向左偏折，但是入射角不变，根据光的折射规律可知，折射角和反射角的大小也不变。
11． 水 空气 可逆的
【详解】[1][2][3]渔民在叉鱼时，真实的鱼是在渔夫看到的鱼的下方，是虚像，这是因为，鱼反射的光从水中射到空气中发生了折射现象的缘故，人眼是沿着折射的反向延长线看去，看到的是变浅了的鱼的虚像；因为在折射现象中光路是可逆的，渔夫看到鱼时，鱼也看到渔夫。
12． E 光的折射 E
【详解】[1]来自硬币的光线会从水斜射入空气中发生折射，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，所以从A处恰好看到铜钱的像在E处，这利用了光的折射。
[2]根据光路的可逆性可得，他用激光笔从A点向E处射出光束时，光线会原路返回，即可把铜钱照亮。
13． OB 50° 顺
【详解】[1]由图可知，光线AO从空气斜射向水面时，入射角是50°，由于反射光线和入射光线分居在法线两侧，所以反射光线是OB。
[2]在反射现象中，反射角等于入射角，所以反射角为50°。
[3] 由于折射光线和入射光线分居在法线两侧，折射光线和入射光线在不同介质中，所以OC为折射光线。当光线AO顺时针转动时，入射角变小，所以折射角也随之变小，所以光线OC将顺时针转动。
14． 浅 水中 空气中
【详解】[1][2][3]我们站在岸上看到池塘，池底反射的光从水中斜射入空气时，在水面发生光的折射，折射角大于入射角，我们逆着折射光线看去，看到的是变浅的虚像，所以看到池塘的深度比实际的要浅。
15． 折射 下 能
【详解】[1]光从一种介质斜射入另一种介质，光路会发生改变，所以看到水中的鹅卵石是由光的折射形成的，即看到水中的鹅卵石的虚像是光的折射现象。
[2]根据光从水中斜射入空气，折射角大于入射，鹅卵石的实际位置在S＇点的下方，虚像在白色鹅卵石的上方。
[3]根据光路的可逆性，P处用激光手电发出的光能射到河底的鹅卵石上。
16． 折线 D 不会 光从空气射向玻璃时，折射角小于入射角
【详解】(1)[1]因为光在同种均匀介质中沿直线传播，光在光纤内层的玻璃芯外层发生反射时方向发生改变，所以光在光纤中传播时路线是折线。
(2)[2]光从玻璃进入空气，如果临界角为46°，只有入射光以50°的入射角从玻璃进入空气时，入射角大于临界角，会发生全反射现象。
故选D。
(3)[3][4]由题意可知，光从玻璃斜射入空气中时，折射角大于入射角，当有入射角大于或等于临界角时，折射角先达到90°，才会发生全反射现象，而光从空气射向玻璃时，折射角小于入射角，因此不会发生全反射现象。
17．
【详解】过入射光线与M'N'的交点，即入射点，垂直于M'N'作出法线，然后根据折射角小于入射角，在法线左侧的水中画出折射光线，与杯底的交点为此时光斑的位置A'。由于入射光线方向不变、在水面偏折程度不变，故通过现在的入射点的折射光线与原来的折射光线相平行。如图所示：
18．
【详解】光从水中斜射入空气中，在水面处发生反射和折射。反射光线返回到水中，遵循光的反射定律。折射光线进入空气中，折射角大于入射角。如图所示：
19．
【详解】图中已经作出法线，光线从空气斜射入玻璃砖时，折射光线向法线偏折，折射光线小于入射光线，据此作出第一条折射光线；
折射光线从玻璃砖射入空气中时，由于此光线是由圆心O射出，当经过第二个折射面时，正好与该入射点处的切线垂直，因此第二次折射光线的传播方向不变，如图所示：
20．
【详解】S的光由水折射进入空气后进入人眼，人眼逆着折射光线看到S的像点，连接交水面于点O，连接SO画出入射光线，连接OA画出折射光线，如图
21．
【详解】由于光在同种均匀介质中是沿直线传播，根据人的眼睛和泳池边缘作出折射光线可得入射点O，连接O点和盲区左边缘可得入射光线，如下图所示：
22．
【详解】光线由空气垂直射入玻璃时，传播方向不改变，此光线射向AB界面时，发生了全反射，据光的反射定律，作AB的垂线，即法线。因为玻璃砖是一个底角为45度的等腰三角形，AB为底边，那么垂直于腰AC入射的光线与AB的夹角为45度。所以射向AB的光线的入射角为45度。在光的反射现象中，反射角等于入射角，作出反射光线。反射角为45度，此反射光线与AB的夹角也为45度，所以是垂直射向BC，则此反射光线由玻璃射出时，传播方向不改变。作图如下：
23．
【详解】由题意，连接光源B和像点A′，与水面的交点为入射点，连接光源B与入射点的连线为入射光线，连接入射点与A的连线为光源B发光照亮A的折射光线，如图所示：
24．
【详解】连接AB′，AB′与界面的交点即为入射点O，OA就是折射光线，连接BO，BO就是入射光线，即可完成水下A处的人看到小鸟的光路图，如图所示：
25． 不会
【详解】(1) (2) (3) (4) [1]如图先连接 AS，并标上指向 A点的箭头，即为入射光线AS，过入射点做法线，根据反射角等于入射角，过S点画出反射光线，这样一个光的反射图就画好了；根据空气中角比较大，过折射点S画一条向水下偏折的直线，向法线靠近，即为折射光线，并标上箭头；如图标出反射光线与法线的夹角即为反射角r1，折射光线与法线的夹角即为折射角即为折射角r2；再过 A点做垂线，根据等距，找到对称点A’，再过 B点做垂线，是虚线，找到对称点B’，用虚线连接A’B’即为像，故如下图所示：
(5)[2]根据像与物等大，故物体远离，物体的大小不变，故像的大小不变。
26． 反射 折射 增大 小于 等于
【详解】①[1][2]根据题意可知，光从空气斜射到水面时，将同时发生反射和折射现象。
②[3][4]根据表中数据，光从空气斜射到水面时，折射角随入射角的增大而增大；且折射角小于入射角。
③[5]光从空气垂直射到水面时，入射角为0°，根据表中数据可知，反射角和折射角都为0°，故折射角等于入射角。
27．由光的折射现象可知，当把勺子斜插入饮料时，会发生折射现象，从外面看勺子好像在液面处被折断了，而图中的勺子看起来是直的，它违背了光的折射规律。
【详解】由光的折射现象可知，当把勺子斜插入饮料时，会发生折射现象，从外面看勺子好像在液面处被折断了，而图中的勺子看起来是直的，它违背了光的折射规律。
28． 放 变大 ＜ 丙 A 是
【详解】（1）[1]高空中小水珠是由水蒸气液化形成的，液化放热。
[2]水蒸气液化成小水珠后，质量不变，体积减小，结合密度计算公式可知密度变大。
（2）[3]由图甲可知，光线从空气中斜射入水珠中发生折射，折射角小于入射角，∠1为入射角，∠2为折射角，则
（3）[4]霓是太阳光从高云端中小水珠的下部射入，经两次折射和两次全反射后，自小水珠上部射出时产生的，所以图丙是霓的形成原理；乙图中光线是经过两次折射和一次全反射，属于虹的形成原理。
（4）[5]A．由于紫光的偏折大，，所以紫光的偏移距离大，图b乙中，光线AB是紫光，CD是红光，故A正确；
B．根据短文的内容可知，虹的内圈为紫色、外圈为红色，霓呈内红外紫，故B错误；
C．根据短文的内容可知，虹和霓出现在和太阳光相对的方向，故C错误。
故选A。
（5）[6]在全反射过程中还是遵循反射定律。
29． 1 折射角随入射角的减小而减小 0°
【详解】[1][2]光从水中斜射入空气中会发生折射，折射角大于入射角，且折射角随入射角的减小而减小；如图所示，a是S发出的光线，b是a射出水面后的折射光线，SO是另外一条射向水面的光线，由图可知，SO光线的入射角小于a光线的入射角，所以SO光线折射后的折射角应该小于b光线的折射角，所以其对应的折射光线可能是1；判断的依据是：折射角随入射角的减小而减小。
[3][4]光从水中垂直射入空气中，入射角为0°，所以图中垂直水面的入射光线c对应的入射角∠i=0°，经水面后传播方向不变，故光线c射出水面后的光路如下图所示。
