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3. 入射光线垂直射入水中，如图4-4-5，入射角为多大？
验证结果：光从空气垂直射入水中时，光线
图4-4-3 图4-4-4 图4-4-5
0°
。画出你猜想的折射光线路径，然后进行实验验证，并根据实验现象修正自己的答案。验证结果：光从空气垂直射入水中时，光线
无
（选填“有”或“无”）偏折。折射角为多大？0°
。 图4-4-3 图4-4-4 图4-4-5
答案
3. 0°
无 0°解析
【分析】
首先明确入射角的定义：入射角是入射光线与法线的夹角，法线始终垂直于两种介质的分界面。本题中入射光线垂直射入空气与水的分界面，因此入射光线与法线重合，夹角为0°，即入射角为0°。接着回忆光的折射规律：当光从一种介质垂直射入另一种介质时，传播方向不发生改变，因此光线不会偏折，此时折射光线与法线的夹角（折射角）也等于入射角，为0°。
【解析】
1. 计算入射角：入射光线垂直于空气和水的分界面，法线垂直于分界面，因此入射光线与法线的夹角为0°，即入射角为0°。
2. 判断折射情况：根据光的折射规律，光垂直入射到两种介质的界面时，传播方向不变，因此光线无偏折。
3. 计算折射角：垂直入射时，折射光线与法线的夹角等于入射角，故折射角为0°。
【答案】
0° 无 0°
【知识点】
光的折射规律；入射角；折射角
【点评】
本题考查光垂直入射时的折射规律，是光学的基础知识点，需准确掌握入射角、折射角的定义，区分斜射与垂直入射的不同规律，属于入门级的光学题目。
【难度系数】
0.2
首先明确入射角的定义：入射角是入射光线与法线的夹角，法线始终垂直于两种介质的分界面。本题中入射光线垂直射入空气与水的分界面，因此入射光线与法线重合，夹角为0°，即入射角为0°。接着回忆光的折射规律：当光从一种介质垂直射入另一种介质时，传播方向不发生改变，因此光线不会偏折，此时折射光线与法线的夹角（折射角）也等于入射角，为0°。
【解析】
1. 计算入射角：入射光线垂直于空气和水的分界面，法线垂直于分界面，因此入射光线与法线的夹角为0°，即入射角为0°。
2. 判断折射情况：根据光的折射规律，光垂直入射到两种介质的界面时，传播方向不变，因此光线无偏折。
3. 计算折射角：垂直入射时，折射光线与法线的夹角等于入射角，故折射角为0°。
【答案】
0°
无 0°【知识点】
光的折射规律；入射角；折射角
【点评】
本题考查光垂直入射时的折射规律，是光学的基础知识点，需准确掌握入射角、折射角的定义，区分斜射与垂直入射的不同规律，属于入门级的光学题目。
【难度系数】
0.2
4. 如果折射现象中光路是可逆的，光从水中斜射入空气中时，折射角应大于入射角；光从水中垂直射入空气中时，传播方向不变。如何验证折射现象中光路可逆？
。
。
答案
4. 准备两支发出同色激光的激光笔，先让一支激光笔在空气中发出一束光线斜射入水中，然后让另一支激光笔在水中发出一束光线逆着原来的折射光线射出水面，看折射光线是否逆着原来的入射光线射出
解析
【分析】要验证折射现象中光路可逆，需遵循“逆着原路径入射”的核心思路：让光线从水中逆着之前的折射光线入射，观察折射光线是否沿原入射光线（空气到水的入射光线）射出，以此判断光路是否可逆，因此需要两支同色激光笔分别完成正向、反向的入射操作。
【解析】验证光路可逆的具体步骤：准备两支发出同色激光的激光笔，第一步，让其中一支激光笔在空气中发出一束光线斜射入水中，观察并记录折射光线的位置；第二步，让另一支激光笔在水中发出一束光线，逆着刚才记录的折射光线射出水面，观察此时的折射光线是否逆着原来从空气射入水中的入射光线射出，若符合则证明折射现象中光路可逆。
【答案】准备两支发出同色激光的激光笔，先让一支激光笔在空气中发出一束光线斜射入水中，然后让另一支激光笔在水中发出一束光线逆着原来的折射光线射出水面，看折射光线是否逆着原来的入射光线射出。
【知识点】光的折射、光路可逆性
【点评】本题通过实验设计考查光的折射光路可逆性，核心是利用反向入射的操作验证光路可逆，属于光学基础实验的典型应用，难度适中。
【难度系数】0.6
【解析】验证光路可逆的具体步骤：准备两支发出同色激光的激光笔，第一步，让其中一支激光笔在空气中发出一束光线斜射入水中，观察并记录折射光线的位置；第二步，让另一支激光笔在水中发出一束光线，逆着刚才记录的折射光线射出水面，观察此时的折射光线是否逆着原来从空气射入水中的入射光线射出，若符合则证明折射现象中光路可逆。
【答案】准备两支发出同色激光的激光笔，先让一支激光笔在空气中发出一束光线斜射入水中，然后让另一支激光笔在水中发出一束光线逆着原来的折射光线射出水面，看折射光线是否逆着原来的入射光线射出。
【知识点】光的折射、光路可逆性
【点评】本题通过实验设计考查光的折射光路可逆性，核心是利用反向入射的操作验证光路可逆，属于光学基础实验的典型应用，难度适中。
【难度系数】0.6
5. 我们研究了光从空气射入水中时的折射情况，那么光从空气射入玻璃等其他透明介质时的折射情况是否相同呢？请用一块玻璃砖完成实验。
答案
解：
实验步骤：
1. 在水平桌面上铺一张白纸，将玻璃砖平放在白纸上，用笔描出玻璃砖与空气接触的两个界面。
2. 用激光笔射出一束光线，从空气斜射向玻璃砖的其中一个界面，在白纸上标记出对应的入射光线、玻璃砖内的折射光线的径迹。
3. 多次改变入射光线与法线的夹角（入射角），重复步骤2，分别记录每次实验的入射角和对应的折射角。
4. 观察不同入射角下折射光线的偏折方向，对比光从空气射入水中的折射规律。
实验现象：
光从空气斜射入玻璃时，折射光线向法线方向偏折，折射角小于入射角；入射角增大时，折射角也随之增大；当光线垂直于界面入射时，进入玻璃的光线传播方向不发生改变。
实验结论：
光从空气射入玻璃等其他透明介质时，整体折射规律和光从空气射入水中的规律一致，仅在入射角相同时，光在玻璃中的折射角比在水中的折射角更小。
实验步骤：
1. 在水平桌面上铺一张白纸，将玻璃砖平放在白纸上，用笔描出玻璃砖与空气接触的两个界面。
2. 用激光笔射出一束光线，从空气斜射向玻璃砖的其中一个界面，在白纸上标记出对应的入射光线、玻璃砖内的折射光线的径迹。
3. 多次改变入射光线与法线的夹角（入射角），重复步骤2，分别记录每次实验的入射角和对应的折射角。
4. 观察不同入射角下折射光线的偏折方向，对比光从空气射入水中的折射规律。
实验现象：
光从空气斜射入玻璃时，折射光线向法线方向偏折，折射角小于入射角；入射角增大时，折射角也随之增大；当光线垂直于界面入射时，进入玻璃的光线传播方向不发生改变。
实验结论：
光从空气射入玻璃等其他透明介质时，整体折射规律和光从空气射入水中的规律一致，仅在入射角相同时，光在玻璃中的折射角比在水中的折射角更小。
解析
【分析】
本题需探究光从空气射入玻璃的折射情况，通过实验法验证其与光射入水中的折射规律是否一致。解题思路为：先明确实验所需器材，再按规范步骤完成实验操作，记录实验现象，最后对比光射入水中的折射规律得出结论。
【解析】
实验步骤：
1. 在水平桌面铺白纸，将玻璃砖平放在白纸上，描出玻璃砖与空气接触的两个界面；
2. 用激光笔射出一束光线，从空气斜射向玻璃砖的一个界面，在白纸上标记入射光线、玻璃砖内折射光线的径迹；
3. 多次改变入射光线与法线的夹角（入射角），重复步骤2，记录每次实验的入射角和对应折射角；
4. 观察不同入射角下折射光线的偏折方向，对比光从空气射入水中的折射规律。
实验现象：
光从空气斜射入玻璃时，折射光线向法线方向偏折，折射角小于入射角；入射角增大时，折射角随之增大；光线垂直界面入射时，传播方向不变。
实验结论：
光从空气射入玻璃等其他透明介质时，整体折射规律和光从空气射入水中的规律一致，仅入射角相同时，光在玻璃中的折射角比在水中更小。
【答案】
解：实验步骤：1. 在水平桌面上铺一张白纸，将玻璃砖平放在白纸上，用笔描出玻璃砖与空气接触的两个界面。2. 用激光笔射出一束光线，从空气斜射向玻璃砖的其中一个界面，在白纸上标记出对应的入射光线、玻璃砖内的折射光线的径迹。3. 多次改变入射光线与法线的夹角（入射角），重复步骤2，分别记录每次实验的入射角和对应的折射角。4. 观察不同入射角下折射光线的偏折方向，对比光从空气射入水中的折射规律。实验现象：光从空气斜射入玻璃时，折射光线向法线方向偏折，折射角小于入射角；入射角增大时，折射角也随之增大；当光线垂直于界面入射时，进入玻璃的光线传播方向不发生改变。实验结论：光从空气射入玻璃等其他透明介质时，整体折射规律和光从空气射入水中的规律一致，仅在入射角相同时，光在玻璃中的折射角比在水中的折射角更小。
【知识点】
光的折射规律、实验探究设计
【点评】
本题为光学基础实验题，考查学生对光的折射规律的理解及实验设计能力，通过对比不同透明介质的折射现象，深化学生对折射规律的认识，是初中物理光学部分的重点题型。
【难度系数】
0.7
本题需探究光从空气射入玻璃的折射情况，通过实验法验证其与光射入水中的折射规律是否一致。解题思路为：先明确实验所需器材，再按规范步骤完成实验操作，记录实验现象，最后对比光射入水中的折射规律得出结论。
【解析】
实验步骤：
1. 在水平桌面铺白纸，将玻璃砖平放在白纸上，描出玻璃砖与空气接触的两个界面；
2. 用激光笔射出一束光线，从空气斜射向玻璃砖的一个界面，在白纸上标记入射光线、玻璃砖内折射光线的径迹；
3. 多次改变入射光线与法线的夹角（入射角），重复步骤2，记录每次实验的入射角和对应折射角；
4. 观察不同入射角下折射光线的偏折方向，对比光从空气射入水中的折射规律。
实验现象：
光从空气斜射入玻璃时，折射光线向法线方向偏折，折射角小于入射角；入射角增大时，折射角随之增大；光线垂直界面入射时，传播方向不变。
实验结论：
光从空气射入玻璃等其他透明介质时，整体折射规律和光从空气射入水中的规律一致，仅入射角相同时，光在玻璃中的折射角比在水中更小。
【答案】
解：实验步骤：1. 在水平桌面上铺一张白纸，将玻璃砖平放在白纸上，用笔描出玻璃砖与空气接触的两个界面。2. 用激光笔射出一束光线，从空气斜射向玻璃砖的其中一个界面，在白纸上标记出对应的入射光线、玻璃砖内的折射光线的径迹。3. 多次改变入射光线与法线的夹角（入射角），重复步骤2，分别记录每次实验的入射角和对应的折射角。4. 观察不同入射角下折射光线的偏折方向，对比光从空气射入水中的折射规律。实验现象：光从空气斜射入玻璃时，折射光线向法线方向偏折，折射角小于入射角；入射角增大时，折射角也随之增大；当光线垂直于界面入射时，进入玻璃的光线传播方向不发生改变。实验结论：光从空气射入玻璃等其他透明介质时，整体折射规律和光从空气射入水中的规律一致，仅在入射角相同时，光在玻璃中的折射角比在水中的折射角更小。
【知识点】
光的折射规律、实验探究设计
【点评】
本题为光学基础实验题，考查学生对光的折射规律的理解及实验设计能力，通过对比不同透明介质的折射现象，深化学生对折射规律的认识，是初中物理光学部分的重点题型。
【难度系数】
0.7
1. 池水“变浅”的原因。
（1）如图4-4-6所示，A是水池中某一点，来自A点的光线斜射进空气时发生偏折。
（2）折射光线沿传播方向是否有交点？
图4-4-6
（3）你通过观察发现A'在A的上方还是下方？
（4）参考以上作图，解释池水为什么“变浅”了。
（1）如图4-4-6所示，A是水池中某一点，来自A点的光线斜射进空气时发生偏折。
（2）折射光线沿传播方向是否有交点？
无
。人眼觉得折射光线是由A'发出的，请通过作图确定A'。图4-4-6
（3）你通过观察发现A'在A的上方还是下方？
上方
。（4）参考以上作图，解释池水为什么“变浅”了。
答案
1.（2）无
（3）上方
（4）水池底每一点发出(或反射外界)的光线从水中斜射入空气中时都会发生偏折，折射光线反向延长的交点在对应点的上方，所以人眼感觉池水“变浅”了。
解析
【分析】
本题考查光的折射现象在生活中的应用，解题思路为：①回忆光从水斜射入空气时的折射规律（折射角大于入射角）；②分析折射光线的传播特点，判断折射光线是否存在实际交点；③通过反向延长折射光线确定虚像A'，对比A与A'的位置；④结合虚像位置的特点，解释池水“变浅”的原因。
【解析】
（2）根据光的折射规律，光从水中斜射入空气中时，折射光线远离法线，因此图中两条折射光线沿传播方向没有实际交点；将两条折射光线反向延长，其交点即为A'（作图如答图4-30所示）。
（3）由作图可知，A'在A的上方。
（4）池底的物体发出或反射的光线从水中斜射入空气时发生折射，折射光线远离法线，人眼逆着折射光线看去，会认为光线是从折射光线反向延长线的虚像A'发出的，虚像A'的位置比实际物体位置高，因此人眼看到的池底虚像比实际池底更浅，所以池水看起来“变浅”了。
【答案】
（2）无；（3）上方；（4）水池底每一点发出(或反射外界)的光线从水中斜射入空气中时都会发生偏折，折射光线反向延长的交点在对应点的上方，所以人眼感觉池水“变浅”了。
【知识点】
光的折射、虚像
【点评】
本题结合生活中池水变浅的现象，考查光的折射规律的应用，需理解人眼看到虚像的原理，通过作图辅助分析，难度中等。
【难度系数】
0.5
本题考查光的折射现象在生活中的应用，解题思路为：①回忆光从水斜射入空气时的折射规律（折射角大于入射角）；②分析折射光线的传播特点，判断折射光线是否存在实际交点；③通过反向延长折射光线确定虚像A'，对比A与A'的位置；④结合虚像位置的特点，解释池水“变浅”的原因。
【解析】
（2）根据光的折射规律，光从水中斜射入空气中时，折射光线远离法线，因此图中两条折射光线沿传播方向没有实际交点；将两条折射光线反向延长，其交点即为A'（作图如答图4-30所示）。
（3）由作图可知，A'在A的上方。
（4）池底的物体发出或反射的光线从水中斜射入空气时发生折射，折射光线远离法线，人眼逆着折射光线看去，会认为光线是从折射光线反向延长线的虚像A'发出的，虚像A'的位置比实际物体位置高，因此人眼看到的池底虚像比实际池底更浅，所以池水看起来“变浅”了。
【答案】
（2）无；（3）上方；（4）水池底每一点发出(或反射外界)的光线从水中斜射入空气中时都会发生偏折，折射光线反向延长的交点在对应点的上方，所以人眼感觉池水“变浅”了。
【知识点】
光的折射、虚像
【点评】
本题结合生活中池水变浅的现象，考查光的折射规律的应用，需理解人眼看到虚像的原理，通过作图辅助分析，难度中等。
【难度系数】
0.5
