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13. 在天宫课堂中，航天员王亚平将空气注入水球，形成的气泡球与水球的球心都在O点。一束光线从空气射入水球的光路如图所示，其中球心O与入射点$O_1$的连线为法线。进入气泡球的折射光线可能为 （
A.①
B.②
C.③
D.④
A
）A.①
B.②
C.③
D.④
答案
13. A
解析
【分析】本题考查光的折射规律的应用，需明确：当光从光密介质（水）斜射入光疏介质（空气）时，折射角大于入射角，折射光线会远离法线。解题时先确定入射面的介质，再结合折射规律判断折射光线的方向。
【解析】光线从水球（水，光密介质）射向内部气泡球（空气，光疏介质），入射点为$O_2$，法线是球心$O$与$O_2$的连线。根据光的折射定律，光从光密介质到光疏介质时，折射角大于入射角，因此折射光线应远离法线。观察图中光线：①符合“远离法线”的特点；②的折射角小于入射角，③、④是靠近法线的方向，均不符合折射规律。
【答案】A
【知识点】光的折射规律
【点评】本题结合天宫课堂的实验场景，考查光的折射规律的实际应用，核心是掌握光在不同介质间折射时，折射角与入射角的大小关系，属于基础应用类题目。
【难度系数】0.3
【解析】光线从水球（水，光密介质）射向内部气泡球（空气，光疏介质），入射点为$O_2$，法线是球心$O$与$O_2$的连线。根据光的折射定律，光从光密介质到光疏介质时，折射角大于入射角，因此折射光线应远离法线。观察图中光线：①符合“远离法线”的特点；②的折射角小于入射角，③、④是靠近法线的方向，均不符合折射规律。
【答案】A
【知识点】光的折射规律
【点评】本题结合天宫课堂的实验场景，考查光的折射规律的实际应用，核心是掌握光在不同介质间折射时，折射角与入射角的大小关系，属于基础应用类题目。
【难度系数】0.3
14. (2023·十堰)小明将装有硬币A的空杯放在弟弟面前，弟弟的眼睛在P点看不到硬币，如图甲。小明向杯中缓缓注满水，弟弟眼睛在P点看到了硬币在B点，如图乙。请你在图乙中画出弟弟看到硬币的入射光线、折射光线，并标出折射角r(保留作图痕迹)。
答案
14. 如图所示
解析
【分析】
要完成该作图，需依据光的折射规律：当光从水中斜射入空气中时，折射光线远离法线，人眼逆着折射光线的方向看去，会看到物体的虚像。弟弟看到硬币在B点，B是硬币A的虚像，因此折射光线是从水面入射点O到P点，入射光线是从硬币A到O点。作图时，先确定入射点O，再画出折射光线、入射光线，最后过O点作垂直于水面的法线，标注折射角r。
【解析】
1. 确定折射光线：连接眼睛P与水面的交点O，OP为折射光线（光线从水中斜射入空气，方向指向P）；
2. 确定入射光线：连接硬币A与O点，AO为入射光线（光线从A射向O）；
3. 作法线：过O点作垂直于水面的虚线（法线）；
4. 标注折射角：折射光线OP与法线的夹角即为折射角r，在该角处标注r。
【答案】
【知识点】
光的折射规律、作光的折射光路图
【点评】
本题考查光的折射光路的作图，核心是掌握光从水斜射入空气时的折射特点，明确折射角的定义，属于光学基础作图题，需注意光线的方向和法线的画法。
【难度系数】
0.6
要完成该作图，需依据光的折射规律：当光从水中斜射入空气中时，折射光线远离法线，人眼逆着折射光线的方向看去，会看到物体的虚像。弟弟看到硬币在B点，B是硬币A的虚像，因此折射光线是从水面入射点O到P点，入射光线是从硬币A到O点。作图时，先确定入射点O，再画出折射光线、入射光线，最后过O点作垂直于水面的法线，标注折射角r。
【解析】
1. 确定折射光线：连接眼睛P与水面的交点O，OP为折射光线（光线从水中斜射入空气，方向指向P）；
2. 确定入射光线：连接硬币A与O点，AO为入射光线（光线从A射向O）；
3. 作法线：过O点作垂直于水面的虚线（法线）；
4. 标注折射角：折射光线OP与法线的夹角即为折射角r，在该角处标注r。
【答案】
【知识点】
光的折射规律、作光的折射光路图
【点评】
本题考查光的折射光路的作图，核心是掌握光从水斜射入空气时的折射特点，明确折射角的定义，属于光学基础作图题，需注意光线的方向和法线的画法。
【难度系数】
0.6
15.（2024·苏州吴江期中）如图，在水槽中斜插一块平面镜，让太阳光从左往右斜射到平面镜上，适当调整平面镜的位置、角度，可以在对面白色平整的墙壁上看到彩色的光带。看到的彩色光带应该是（
A
）答案
15. A
解析
【分析】
本题考查光的色散现象，解题思路为：水槽中的水与平面镜组合成类似三棱镜的色散装置，太阳光（复色光）经过该装置时会发生色散，分解为七种单色光。不同色光的折射率不同，红光折射率最小，偏折程度最小；紫光折射率最大，偏折程度最大。结合实验中光的传播方向，判断彩色光带的颜色分布。
【解析】
水槽中的水和平面镜构成色散的核心结构，太阳光作为复色光，在经过水与空气的界面时发生折射。不同色光的折射率存在差异：红光的折射率最小，偏折程度最小；紫光的折射率最大，偏折程度最大。由于实验中光的入射方向，偏折程度小的红光会出现在光带的上方，偏折程度大的紫光出现在光带的下方，因此形成水平方向的彩色光带，即上红下紫，对应选项A。
【答案】
A
【知识点】
光的色散、光的折射
【点评】
本题结合实际实验装置考查光的色散规律，需掌握不同色光的偏折差异，属于光学基础题，难度适中。
【难度系数】
0.6
本题考查光的色散现象，解题思路为：水槽中的水与平面镜组合成类似三棱镜的色散装置，太阳光（复色光）经过该装置时会发生色散，分解为七种单色光。不同色光的折射率不同，红光折射率最小，偏折程度最小；紫光折射率最大，偏折程度最大。结合实验中光的传播方向，判断彩色光带的颜色分布。
【解析】
水槽中的水和平面镜构成色散的核心结构，太阳光作为复色光，在经过水与空气的界面时发生折射。不同色光的折射率存在差异：红光的折射率最小，偏折程度最小；紫光的折射率最大，偏折程度最大。由于实验中光的入射方向，偏折程度小的红光会出现在光带的上方，偏折程度大的紫光出现在光带的下方，因此形成水平方向的彩色光带，即上红下紫，对应选项A。
【答案】
A
【知识点】
光的色散、光的折射
【点评】
本题结合实际实验装置考查光的色散规律，需掌握不同色光的偏折差异，属于光学基础题，难度适中。
【难度系数】
0.6
16.（2024·盐城）嫦娥六号任务搭载的激光角反射器，为月面探测提供服务，通过反射激光进行精准测量定位。以下光现象与其原理相同的是（
A.三棱镜分解太阳光
B.竿在阳光下形成影子
C.铅笔在水中弯折
D.丹顶鹤在水中形成倒影
D
）A.三棱镜分解太阳光
B.竿在阳光下形成影子
C.铅笔在水中弯折
D.丹顶鹤在水中形成倒影
答案
16. D
解析
【分析】首先明确题目中激光角反射器的工作原理是光的反射。接下来逐一分析各选项对应的光现象原理：A选项三棱镜分解太阳光属于光的色散，是光的折射现象；B选项竿在阳光下形成影子是光沿直线传播形成的；C选项铅笔在水中弯折是光的折射现象；D选项丹顶鹤在水中的倒影是平面镜成像，属于光的反射现象，与激光角反射器原理一致。
【解析】激光角反射器的原理是光的反射。A选项，三棱镜分解太阳光（色散）是光的折射，不符合；B选项，影子是光的直线传播形成的，不符合；C选项，水中铅笔弯折是光的折射，不符合；D选项，水中倒影是光的反射形成的，与题干原理相同，故选D。
【答案】D
【知识点】光的反射、光的折射、光的直线传播
【点评】本题考查常见光现象的原理，需准确区分光的直线传播、反射、折射等现象，属于光学基础题，难度较低。
【难度系数】0.3
【解析】激光角反射器的原理是光的反射。A选项，三棱镜分解太阳光（色散）是光的折射，不符合；B选项，影子是光的直线传播形成的，不符合；C选项，水中铅笔弯折是光的折射，不符合；D选项，水中倒影是光的反射形成的，与题干原理相同，故选D。
【答案】D
【知识点】光的反射、光的折射、光的直线传播
【点评】本题考查常见光现象的原理，需准确区分光的直线传播、反射、折射等现象，属于光学基础题，难度较低。
【难度系数】0.3
17. 沈括在《梦溪笔谈》中记述了“若鸢飞空中，其影随鸢而移”，而在纸窗上开一个小孔，使鸢的影子呈现在室内纸屏上，却观察到“鸢东则影西，鸢西则影东”，则下列说法错误的是（
A.“鸢东则影西，鸢西则影东”描述的现象是小孔成像
B.“若鸢飞空中，其影随鸢而移”描述的是图乙
C.图甲和图乙都可以用光的直线传播来解释
D.小孔成像时，物左右移动时，其像的移动方向与物相反
B
）A.“鸢东则影西，鸢西则影东”描述的现象是小孔成像
B.“若鸢飞空中，其影随鸢而移”描述的是图乙
C.图甲和图乙都可以用光的直线传播来解释
D.小孔成像时，物左右移动时，其像的移动方向与物相反
答案
17. B
解析
【分析】
首先明确两种现象的本质：“若鸢飞空中，其影随鸢而移”是光沿直线传播形成的影子，对应图甲；“鸢东则影西，鸢西则影东”是小孔成像，对应图乙。需结合光的直线传播原理，逐一分析选项：A选项判断该现象为小孔成像，正确；B选项将“影随鸢而移”对应图乙，错误；C选项指出两种现象都用光的直线传播解释，正确；D选项说明小孔成像物与像左右移动方向相反，正确。
【解析】
1. 对于“若鸢飞空中，其影随鸢而移”：光在同种均匀介质中沿直线传播，鸢作为不透明物体挡住光线，在其后方形成影子，对应图甲，而非图乙。
2. 对于“鸢东则影西，鸢西则影东”：这是小孔成像现象，光通过纸窗上的小孔后，在纸屏上成倒立的实像，像与物左右方向相反，对应图乙，故A、D选项正确。
3. 图甲的影子和图乙的小孔成像，本质都是光的直线传播形成的，因此C选项正确。
4. 选项B将“影随鸢而移”对应图乙，与实际不符，是错误的，故本题选B。
【答案】
B
【知识点】
光的直线传播、小孔成像
【点评】
本题结合古代科技记载，考查光的直线传播的应用，需区分影子和小孔成像的原理及对应现象，是基础光学题。
【难度系数】
0.5
首先明确两种现象的本质：“若鸢飞空中，其影随鸢而移”是光沿直线传播形成的影子，对应图甲；“鸢东则影西，鸢西则影东”是小孔成像，对应图乙。需结合光的直线传播原理，逐一分析选项：A选项判断该现象为小孔成像，正确；B选项将“影随鸢而移”对应图乙，错误；C选项指出两种现象都用光的直线传播解释，正确；D选项说明小孔成像物与像左右移动方向相反，正确。
【解析】
1. 对于“若鸢飞空中，其影随鸢而移”：光在同种均匀介质中沿直线传播，鸢作为不透明物体挡住光线，在其后方形成影子，对应图甲，而非图乙。
2. 对于“鸢东则影西，鸢西则影东”：这是小孔成像现象，光通过纸窗上的小孔后，在纸屏上成倒立的实像，像与物左右方向相反，对应图乙，故A、D选项正确。
3. 图甲的影子和图乙的小孔成像，本质都是光的直线传播形成的，因此C选项正确。
4. 选项B将“影随鸢而移”对应图乙，与实际不符，是错误的，故本题选B。
【答案】
B
【知识点】
光的直线传播、小孔成像
【点评】
本题结合古代科技记载，考查光的直线传播的应用，需区分影子和小孔成像的原理及对应现象，是基础光学题。
【难度系数】
0.5
