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探究点3 光的折射作图
[典例3]如图所示，一束光线AO从空气斜射入水中，请画出大致的折射光线。
解析:光由空气斜射入水中时,折射光线向靠近法线的方向偏折,折射角小于入射角。
答案:如图所示。
[典例3]如图所示，一束光线AO从空气斜射入水中，请画出大致的折射光线。
解析:光由空气斜射入水中时,折射光线向靠近法线的方向偏折,折射角小于入射角。
答案:如图所示。
答案
解：
根据光的折射规律，光从空气斜射入水中时，折射光线向靠近法线的方向偏折，折射角小于入射角。
以入射点O为起点，在水中法线NN'的左侧画出带箭头的线段，箭头指向水中，使折射光线与法线的夹角小于入射光线AO与法线的夹角，该线段即为所求的大致折射光线。
根据光的折射规律，光从空气斜射入水中时，折射光线向靠近法线的方向偏折，折射角小于入射角。
以入射点O为起点，在水中法线NN'的左侧画出带箭头的线段，箭头指向水中，使折射光线与法线的夹角小于入射光线AO与法线的夹角，该线段即为所求的大致折射光线。
解析
【分析】
要画出光从空气斜射入水中的折射光线，需先明确光的折射规律：光从空气斜射入水或其他介质时，折射光线向法线偏折，折射角小于入射角，且折射光线与入射光线分居法线两侧。解题时，先找到入射点，再作法线，最后依据折射规律画出折射光线即可。
【解析】
1. 确定入射点：光线AO与空气和水界面的交点O为入射点；
2. 作法线：过O点作垂直于界面的虚线，即为法线；
3. 画折射光线：根据光的折射规律，光从空气斜射入水中时，折射光线与入射光线分居法线两侧，且折射角小于入射角，因此在水中、法线的另一侧（与入射光线AO分居法线两侧）画带箭头的线段，使该线段与法线的夹角小于入射光线AO与法线的夹角，此线段即为大致的折射光线。
【答案】
以入射点O为起点，在水中法线的另一侧（与入射光线AO分居法线两侧）画出带箭头的线段，箭头指向水中，且折射光线与法线的夹角小于入射光线AO与法线的夹角，该线段为所求折射光线。
【知识点】
光的折射规律、光的折射作图
【点评】
本题考查光的折射作图，核心是掌握光从空气斜射入水中的折射规律，属于光学基础作图题，是中考常考的基础题型，难度适中。
【难度系数】
0.6
要画出光从空气斜射入水中的折射光线，需先明确光的折射规律：光从空气斜射入水或其他介质时，折射光线向法线偏折，折射角小于入射角，且折射光线与入射光线分居法线两侧。解题时，先找到入射点，再作法线，最后依据折射规律画出折射光线即可。
【解析】
1. 确定入射点：光线AO与空气和水界面的交点O为入射点；
2. 作法线：过O点作垂直于界面的虚线，即为法线；
3. 画折射光线：根据光的折射规律，光从空气斜射入水中时，折射光线与入射光线分居法线两侧，且折射角小于入射角，因此在水中、法线的另一侧（与入射光线AO分居法线两侧）画带箭头的线段，使该线段与法线的夹角小于入射光线AO与法线的夹角，此线段即为大致的折射光线。
【答案】
以入射点O为起点，在水中法线的另一侧（与入射光线AO分居法线两侧）画出带箭头的线段，箭头指向水中，且折射光线与法线的夹角小于入射光线AO与法线的夹角，该线段为所求折射光线。
【知识点】
光的折射规律、光的折射作图
【点评】
本题考查光的折射作图，核心是掌握光从空气斜射入水中的折射规律，属于光学基础作图题，是中考常考的基础题型，难度适中。
【难度系数】
0.6
1.（多选）下列说法正确的是()。
A.光从空气斜射到玻璃表面时，有可能不发生折射
B.光从空气斜射入玻璃时，入射角增大，折射角减小
C.在岸上观察鱼塘中漫游的鱼，看到的“鱼”比鱼的实际位置浅
D.光从空气斜射入水中时，折射角一定小于入射角
A.光从空气斜射到玻璃表面时，有可能不发生折射
B.光从空气斜射入玻璃时，入射角增大，折射角减小
C.在岸上观察鱼塘中漫游的鱼，看到的“鱼”比鱼的实际位置浅
D.光从空气斜射入水中时，折射角一定小于入射角
答案
CD
解析
【分析】
要判断各选项的正确性，需结合光的折射规律、折射角与入射角的关系以及视深的形成原理逐一分析：首先回忆光的折射核心规律：光从光疏介质斜射入光密介质时，折射角小于入射角，折射角随入射角增大而增大；光从水斜射入空气时，折射角大于入射角，人眼逆着折射光线看到的是虚像，位置比实际物体浅。再针对每个选项的表述，结合上述规律判断对错。
【解析】
1. 选项A：光从空气斜射到玻璃表面时，属于光疏介质斜射入光密介质，斜射情况下一定会发生折射，仅垂直入射时折射光线与入射光线重合（折射角为0），并非不发生折射，故A错误。
2. 选项B：根据光的折射规律，光从空气斜射入玻璃时，折射角随入射角的增大而增大，且折射角始终小于入射角，并非入射角增大时折射角减小，故B错误。
3. 选项C：岸上观察水中的鱼时，鱼反射的光从水中斜射入空气中发生折射，折射角大于入射角，人眼逆着折射光线的方向看去，会形成比鱼实际位置更浅的虚像，故C正确。
4. 选项D：光从空气（光疏介质）斜射入水（光密介质）时，折射角一定小于入射角，这是光的折射规律的基本内容，故D正确。
综上，正确选项为CD。
【答案】CD
【知识点】光的折射规律、光的折射现象
【点评】本题考查光学中光的折射相关基础知识点，需准确掌握折射规律、折射角与入射角的变化关系及视深的成因，属于中等难度的基础题，易错点在于对折射角随入射角变化的理解和视深的形成原理。
【难度系数】0.5
要判断各选项的正确性，需结合光的折射规律、折射角与入射角的关系以及视深的形成原理逐一分析：首先回忆光的折射核心规律：光从光疏介质斜射入光密介质时，折射角小于入射角，折射角随入射角增大而增大；光从水斜射入空气时，折射角大于入射角，人眼逆着折射光线看到的是虚像，位置比实际物体浅。再针对每个选项的表述，结合上述规律判断对错。
【解析】
1. 选项A：光从空气斜射到玻璃表面时，属于光疏介质斜射入光密介质，斜射情况下一定会发生折射，仅垂直入射时折射光线与入射光线重合（折射角为0），并非不发生折射，故A错误。
2. 选项B：根据光的折射规律，光从空气斜射入玻璃时，折射角随入射角的增大而增大，且折射角始终小于入射角，并非入射角增大时折射角减小，故B错误。
3. 选项C：岸上观察水中的鱼时，鱼反射的光从水中斜射入空气中发生折射，折射角大于入射角，人眼逆着折射光线的方向看去，会形成比鱼实际位置更浅的虚像，故C正确。
4. 选项D：光从空气（光疏介质）斜射入水（光密介质）时，折射角一定小于入射角，这是光的折射规律的基本内容，故D正确。
综上，正确选项为CD。
【答案】CD
【知识点】光的折射规律、光的折射现象
【点评】本题考查光学中光的折射相关基础知识点，需准确掌握折射规律、折射角与入射角的变化关系及视深的成因，属于中等难度的基础题，易错点在于对折射角随入射角变化的理解和视深的形成原理。
【难度系数】0.5
2.光从空气斜射入水中,下列选项中符合光的折射规律的是()。
答案
解：光从空气斜射入水中时，折射光线向法线偏折，折射角小于入射角，且折射光线与入射光线分居法线两侧。
A选项：光的传播方向没有发生偏折，折射角等于入射角，不符合斜射的折射规律；
B选项：折射光线远离法线，折射角大于入射角，不符合规律；
C选项：折射光线向法线偏折，折射角小于入射角，符合光的折射规律；
D选项：光线在水面处发生反射，没有进入水中，不属于折射现象。
因此符合规律的是选项C。
答：C。
A选项：光的传播方向没有发生偏折，折射角等于入射角，不符合斜射的折射规律；
B选项：折射光线远离法线，折射角大于入射角，不符合规律；
C选项：折射光线向法线偏折，折射角小于入射角，符合光的折射规律；
D选项：光线在水面处发生反射，没有进入水中，不属于折射现象。
因此符合规律的是选项C。
答：C。
解析
【分析】要判断光从空气斜射入水中是否符合折射规律，需牢记光的折射规律：光从空气斜射入水或其他介质时，折射光线向法线偏折，折射角小于入射角，且折射光线与入射光线分居法线两侧。需逐一分析各选项，区分折射与反射现象，判断折射光线的偏折情况和角度关系是否符合规律。
【解析】光从空气斜射入水中时，折射光线应向法线偏折，折射角小于入射角，且折射光线与入射光线分居法线两侧。
选项A：光的传播方向未发生偏折，折射角等于入射角，不符合斜射时的折射规律，错误；
选项B：折射光线远离法线，折射角大于入射角，不符合折射规律，错误；
选项C：折射光线向法线偏折，折射角小于入射角，且与入射光线分居法线两侧，符合光的折射规律，正确；
选项D：光线在水面处发生反射，没有进入水中，属于反射现象，不是折射，错误。
【答案】C
【知识点】光的折射规律
【点评】本题考查光从空气斜射入水中的折射规律，属于基础题型，需准确掌握折射时的角度关系和偏折方向，同时区分折射与反射现象，难度不大。
【难度系数】0.6
【解析】光从空气斜射入水中时，折射光线应向法线偏折，折射角小于入射角，且折射光线与入射光线分居法线两侧。
选项A：光的传播方向未发生偏折，折射角等于入射角，不符合斜射时的折射规律，错误；
选项B：折射光线远离法线，折射角大于入射角，不符合折射规律，错误；
选项C：折射光线向法线偏折，折射角小于入射角，且与入射光线分居法线两侧，符合光的折射规律，正确；
选项D：光线在水面处发生反射，没有进入水中，属于反射现象，不是折射，错误。
【答案】C
【知识点】光的折射规律
【点评】本题考查光从空气斜射入水中的折射规律，属于基础题型，需准确掌握折射时的角度关系和偏折方向，同时区分折射与反射现象，难度不大。
【难度系数】0.6
3.如图所示，一束光在空气和玻璃两种介质的分界面上发生了反射和折射。请判断：入射
角为，空气在（选填“AB 面的左侧”“AB 面的右侧”“CD面的上方”或“CD 面的下方”）。
角为，空气在（选填“AB 面的左侧”“AB 面的右侧”“CD面的上方”或“CD 面的下方”）。
答案
解：
由图可知，∠EOC = 90° - 60° = 30°，与∠FOC=30°相等，根据光的反射定律，反射角等于入射角，因此CD为法线，AB为两种介质的分界面。
入射角是入射光线与法线的夹角，因此入射角为30°。
折射光线与法线的夹角（折射角）大于入射角30°，根据光的折射规律，光从玻璃斜射入空气中时折射角大于入射角，因此空气在AB面的右侧。
答：入射角为$\boldsymbol{30°}$，空气在$\boldsymbol{AB面的右侧}$。
由图可知，∠EOC = 90° - 60° = 30°，与∠FOC=30°相等，根据光的反射定律，反射角等于入射角，因此CD为法线，AB为两种介质的分界面。
入射角是入射光线与法线的夹角，因此入射角为30°。
折射光线与法线的夹角（折射角）大于入射角30°，根据光的折射规律，光从玻璃斜射入空气中时折射角大于入射角，因此空气在AB面的右侧。
答：入射角为$\boldsymbol{30°}$，空气在$\boldsymbol{AB面的右侧}$。
解析
【分析】
要解决这道题，需先利用光的反射定律确定法线和界面，再根据入射角、折射角的关系判断介质位置：第一步，根据“反射角等于入射角”找到相等的两个角，确定法线，进而确定分界面；第二步，明确入射角是入射光线与法线的夹角；第三步，比较折射角和入射角的大小，结合折射规律判断空气所在位置。
【解析】
1. 确定法线和分界面：由图可知，∠EOB=60°，AB与CD垂直，因此∠EOC=90°-60°=30°，又已知∠FOC=30°，这两个角相等。根据光的反射定律，反射角等于入射角，所以相等的∠EOC和∠FOC对应的直线CD是法线，AB是空气和玻璃的分界面。
2. 确定入射角：入射角是入射光线与法线的夹角，因此入射角为30°。
3. 判断空气位置：折射光线与法线CD的夹角（折射角）大于入射角30°，根据光的折射规律：光从玻璃斜射入空气中时，折射角大于入射角，可知折射光线所在的AB面右侧是空气。
【答案】30°；AB面的右侧
【知识点】光的反射定律、光的折射规律
【点评】本题综合考查光的反射和折射规律的应用，核心是先通过相等的角确定法线和界面，再利用折射角与入射角的大小关系判断介质，属于光学基础题型，需熟练掌握规律。
【难度系数】0.5
要解决这道题，需先利用光的反射定律确定法线和界面，再根据入射角、折射角的关系判断介质位置：第一步，根据“反射角等于入射角”找到相等的两个角，确定法线，进而确定分界面；第二步，明确入射角是入射光线与法线的夹角；第三步，比较折射角和入射角的大小，结合折射规律判断空气所在位置。
【解析】
1. 确定法线和分界面：由图可知，∠EOB=60°，AB与CD垂直，因此∠EOC=90°-60°=30°，又已知∠FOC=30°，这两个角相等。根据光的反射定律，反射角等于入射角，所以相等的∠EOC和∠FOC对应的直线CD是法线，AB是空气和玻璃的分界面。
2. 确定入射角：入射角是入射光线与法线的夹角，因此入射角为30°。
3. 判断空气位置：折射光线与法线CD的夹角（折射角）大于入射角30°，根据光的折射规律：光从玻璃斜射入空气中时，折射角大于入射角，可知折射光线所在的AB面右侧是空气。
【答案】30°；AB面的右侧
【知识点】光的反射定律、光的折射规律
【点评】本题综合考查光的反射和折射规律的应用，核心是先通过相等的角确定法线和界面，再利用折射角与入射角的大小关系判断介质，属于光学基础题型，需熟练掌握规律。
【难度系数】0.5
4.一束光从空气斜射到某液面上发生反射和折射，入射光线与液面成$30°$角，如图所示，反射光线与折射光线的夹角为$83°$，则反射角的大小为，折射角的大小为。
答案
$60°$；$37°$
解析
【分析】
要解决这道题，首先需明确入射角、反射角、折射角的定义：入射角是入射光线与法线的夹角，法线垂直于液面；反射角等于入射角；折射角是折射光线与法线的夹角。先根据入射光线与液面的夹角算出入射角，得到反射角，再结合反射光线与折射光线的夹角，通过几何关系算出折射角。
【解析】
解：1. 求反射角：
入射光线与液面成$30°$角，法线垂直液面，因此入射角为$90° - 30° = 60°$。根据光的反射定律，反射角等于入射角，所以反射角为$60°$。
2. 求折射角：
反射光线与液面的夹角为$90° - 60° = 30°$，已知反射光线与折射光线的夹角为$83°$，则折射光线与液面的夹角为$180° - 30° - 83° = 67°$，因此折射角为$90° - 67° = 37°$。
【答案】
$60°$；$37°$
【知识点】
光的反射定律、光的折射定律
【点评】
本题结合光的反射和折射定律，考查角度的几何计算，关键是明确各角与液面、法线的关系，属于基础应用题型。
【难度系数】
0.5
要解决这道题，首先需明确入射角、反射角、折射角的定义：入射角是入射光线与法线的夹角，法线垂直于液面；反射角等于入射角；折射角是折射光线与法线的夹角。先根据入射光线与液面的夹角算出入射角，得到反射角，再结合反射光线与折射光线的夹角，通过几何关系算出折射角。
【解析】
解：1. 求反射角：
入射光线与液面成$30°$角，法线垂直液面，因此入射角为$90° - 30° = 60°$。根据光的反射定律，反射角等于入射角，所以反射角为$60°$。
2. 求折射角：
反射光线与液面的夹角为$90° - 60° = 30°$，已知反射光线与折射光线的夹角为$83°$，则折射光线与液面的夹角为$180° - 30° - 83° = 67°$，因此折射角为$90° - 67° = 37°$。
【答案】
$60°$；$37°$
【知识点】
光的反射定律、光的折射定律
【点评】
本题结合光的反射和折射定律，考查角度的几何计算，关键是明确各角与液面、法线的关系，属于基础应用题型。
【难度系数】
0.5
5.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。
所成的像，太阳实际在图中（选填“甲”或“乙”）的位置。
答案
解：
太阳光经过不均匀的大气层时传播方向发生偏折，发生了光的折射现象，诗人观察到的落日是光的折射形成的虚像，该虚像的位置比太阳的实际位置偏高，因此太阳实际位于地平线以下的乙位置。
答案依次为：折射；乙。
太阳光经过不均匀的大气层时传播方向发生偏折，发生了光的折射现象，诗人观察到的落日是光的折射形成的虚像，该虚像的位置比太阳的实际位置偏高，因此太阳实际位于地平线以下的乙位置。
答案依次为：折射；乙。
解析
【分析】
要解决这个问题，需明确：当光在同种不均匀介质中传播时，会发生折射现象。诗人看到的落日是太阳光经过不均匀大气层折射形成的虚像，虚像位置比实际太阳位置偏高，据此可判断太阳的实际位置。
【解析】
太阳光从太空进入大气层时，由于大气层的密度不均匀，光的传播方向会发生偏折，即发生光的折射现象。我们逆着折射光线的方向看去，会看到比实际位置偏高的太阳虚像，也就是诗人观察到的“落日”，而太阳的实际位置在地平线以下，对应图中的乙位置。
【答案】
折射；乙
【知识点】
光的折射
【点评】
本题结合古诗中的场景考查光的折射的应用，将物理知识与文学意境结合，体现了物理知识在生活中的体现，需要理解光在不均匀介质中会发生折射的原理。
【难度系数】
0.5
要解决这个问题，需明确：当光在同种不均匀介质中传播时，会发生折射现象。诗人看到的落日是太阳光经过不均匀大气层折射形成的虚像，虚像位置比实际太阳位置偏高，据此可判断太阳的实际位置。
【解析】
太阳光从太空进入大气层时，由于大气层的密度不均匀，光的传播方向会发生偏折，即发生光的折射现象。我们逆着折射光线的方向看去，会看到比实际位置偏高的太阳虚像，也就是诗人观察到的“落日”，而太阳的实际位置在地平线以下，对应图中的乙位置。
【答案】
折射；乙
【知识点】
光的折射
【点评】
本题结合古诗中的场景考查光的折射的应用，将物理知识与文学意境结合，体现了物理知识在生活中的体现，需要理解光在不均匀介质中会发生折射的原理。
【难度系数】
0.5
