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8. 光在空气和玻璃两种介质中传播的情形如图4.4-6所示，下列说法正确的是（
A.入射角等于$30°$
B.折射角等于$50°$
C.$NN'$是界面
D.$MM'$的右边是玻璃
D
）。A.入射角等于$30°$
B.折射角等于$50°$
C.$NN'$是界面
D.$MM'$的右边是玻璃
答案
8. D
解析
【分析】要解决本题，需结合光的反射定律和折射定律分析：首先根据反射角等于入射角确定法线和界面，再通过折射角与入射角的大小关系判断空气和玻璃的位置，进而选出正确选项。
【解析】1. 确定界面与法线：根据光的反射定律，反射角等于入射角，即入射光线、反射光线与法线的夹角相等。观察图形，左上方光线与水平虚线$NN'$的夹角为$90°-30°=60°$，左下方光线与$NN'$的夹角为$60°$，两角相等，因此$NN'$是法线，竖直虚线$MM'$是界面。2. 确定入射角与折射角：入射角是入射光线与法线的夹角，即$60°$；折射光线为右侧光线，其与法线$NN'$的夹角为$90°-50°=40°$，即折射角为$40°$。3. 判断介质：由于折射角（$40°$）小于入射角（$60°$），说明光从空气斜射入玻璃，因此界面$MM'$的右侧是玻璃。
【答案】D
【知识点】光的反射定律、光的折射定律
【点评】本题考查光的反射与折射规律的应用，核心是通过相等的角确定法线和界面，再根据折射角与入射角的大小关系判断介质，属于光学基础题，需熟练掌握规律。
【难度系数】0.5
【解析】1. 确定界面与法线：根据光的反射定律，反射角等于入射角，即入射光线、反射光线与法线的夹角相等。观察图形，左上方光线与水平虚线$NN'$的夹角为$90°-30°=60°$，左下方光线与$NN'$的夹角为$60°$，两角相等，因此$NN'$是法线，竖直虚线$MM'$是界面。2. 确定入射角与折射角：入射角是入射光线与法线的夹角，即$60°$；折射光线为右侧光线，其与法线$NN'$的夹角为$90°-50°=40°$，即折射角为$40°$。3. 判断介质：由于折射角（$40°$）小于入射角（$60°$），说明光从空气斜射入玻璃，因此界面$MM'$的右侧是玻璃。
【答案】D
【知识点】光的反射定律、光的折射定律
【点评】本题考查光的反射与折射规律的应用，核心是通过相等的角确定法线和界面，再根据折射角与入射角的大小关系判断介质，属于光学基础题，需熟练掌握规律。
【难度系数】0.5
9. 某校新建成一个喷水池，在池底安装一只射灯。当池内无水时，射灯发出的一束光照在池壁上，在S点形成一个亮斑，如图4.4-7所示。往池内注水，当水面升至a位置时，站在池旁的人看到亮斑的位置在P点；若当水面升至b位置时，人看到亮斑的位置在Q点，则（
A.P点在S点的上方，Q点在S点的上方
B.P点在S点的下方，Q点在S点的上方
C.P点在S点的上方，Q点在S点的下方
D.P点在S点的下方，Q点在S点的下方
B
）。A.P点在S点的上方，Q点在S点的上方
B.P点在S点的下方，Q点在S点的上方
C.P点在S点的上方，Q点在S点的下方
D.P点在S点的下方，Q点在S点的下方
答案
9. B 解析 往池内注水，当水面升至a位置时，发生折射，根据折射角大于入射角画出折射光线，P点如图甲所示。当水面上升至b位置时，光在水中沿直线传播，经水池侧壁反射后，光从水中斜射向空气中，折射角大于入射角，折射光线远离法线，如图乙所示。通过图乙可知，光斑的虚像在Q点，Q在S的上方。
解析
【分析】
要解决这道题，需分两种注水情况分析亮斑位置，核心是利用光的折射和反射规律：当水面升至a位置时，光从水中斜射入空气，折射角大于入射角，人看到的是折射光线反向延长线形成的虚像；当水面升至b位置时，光先在水中直线传播、经侧壁反射后，再从水中斜射入空气，同样需结合折射规律判断虚像位置，进而确定P、Q与S的位置关系。
【解析】
1. 水面升至a位置时：射灯发出的光从水中斜射入空气中，根据光的折射规律，折射角大于入射角，折射光线远离法线。人眼逆着折射光线看去，看到的是亮斑的虚像，该虚像位置在实际S点的下方，对应图甲的P点。
2. 水面升至b位置时：光在水中沿直线传播到池壁，经池壁反射后，再从水中斜射入空气，此时折射角大于入射角，人眼逆着折射光线看到的亮斑虚像Q点，位置在S点的上方，对应图乙。
综上，P点在S点下方，Q点在S点上方，对应选项B。
【答案】B
【知识点】光的折射、光的反射
【点评】本题结合生活中的喷水池亮斑问题，考查光的折射和反射规律的应用，需分两种注水场景分析，关键是明确人看到的亮斑是虚像，由折射光线的反向延长线形成，难度中等。
【难度系数】0.5
要解决这道题，需分两种注水情况分析亮斑位置，核心是利用光的折射和反射规律：当水面升至a位置时，光从水中斜射入空气，折射角大于入射角，人看到的是折射光线反向延长线形成的虚像；当水面升至b位置时，光先在水中直线传播、经侧壁反射后，再从水中斜射入空气，同样需结合折射规律判断虚像位置，进而确定P、Q与S的位置关系。
【解析】
1. 水面升至a位置时：射灯发出的光从水中斜射入空气中，根据光的折射规律，折射角大于入射角，折射光线远离法线。人眼逆着折射光线看去，看到的是亮斑的虚像，该虚像位置在实际S点的下方，对应图甲的P点。
2. 水面升至b位置时：光在水中沿直线传播到池壁，经池壁反射后，再从水中斜射入空气，此时折射角大于入射角，人眼逆着折射光线看到的亮斑虚像Q点，位置在S点的上方，对应图乙。
综上，P点在S点下方，Q点在S点上方，对应选项B。
【答案】B
【知识点】光的折射、光的反射
【点评】本题结合生活中的喷水池亮斑问题，考查光的折射和反射规律的应用，需分两种注水场景分析，关键是明确人看到的亮斑是虚像，由折射光线的反向延长线形成，难度中等。
【难度系数】0.5
10. 探究光的折射时，折射角与入射角的关系如图4.4-8所示，使一束光从甲介质斜射入乙介质，测量并记录入射角和折射角大小。改变光束射向O点的角度，进行多次实验，数据如表格所示。
（1）当光从甲介质斜射入乙介质发生折射时，折射角
（2）做完第4次实验后，同学们又使一束光从乙介质中以73.8°的入射角射入甲介质，测得折射角恰好为40°，这说明在折射现象中，
（1）当光从甲介质斜射入乙介质发生折射时，折射角
大于
（选填“大于”“小于”或“等于”）入射角；折射角随着入射角的增大而增大
。（2）做完第4次实验后，同学们又使一束光从乙介质中以73.8°的入射角射入甲介质，测得折射角恰好为40°，这说明在折射现象中，
光路是可逆的
。答案
10.（1）大于 增大 （2）光路是可逆的
解析
【分析】
要解答本题，需结合实验数据和光的折射规律分析：（1）对比每次实验中入射角与折射角的大小，判断折射角和入射角的关系；观察入射角变化时折射角的变化，总结折射角随入射角的变化规律。（2）对比光在甲、乙介质间斜射时的入射角与折射角数值，判断光路是否可逆。
【解析】
（1）观察表格实验数据：第1次实验，入射角30°，折射角45°，45°＞30°；第2次实验，入射角40°，折射角58°，58°＞40°；第3次实验，入射角50°，折射角73.8°，73.8°＞50°，因此光从甲介质斜射入乙介质时，折射角大于入射角。同时，入射角从30°增大到50°，折射角从45°增大到73.8°，说明折射角随着入射角的增大而增大。
（2）第3次实验中，光从甲介质斜射入乙介质时，入射角为50°，折射角为73.8°；当光从乙介质斜射入甲介质时，入射角为73.8°，折射角为40°，恰好是前一次实验中入射角与折射角的互换，这说明在折射现象中，光路是可逆的。
【答案】
（1）大于；增大 （2）光路是可逆的
【知识点】
光的折射规律；光路可逆性
【点评】
本题通过实验数据探究光的折射规律，考查学生对折射角与入射角关系的理解及光路可逆性的应用，属于基础题型，难度较低，适合巩固光的折射相关知识。
【难度系数】
0.8
要解答本题，需结合实验数据和光的折射规律分析：（1）对比每次实验中入射角与折射角的大小，判断折射角和入射角的关系；观察入射角变化时折射角的变化，总结折射角随入射角的变化规律。（2）对比光在甲、乙介质间斜射时的入射角与折射角数值，判断光路是否可逆。
【解析】
（1）观察表格实验数据：第1次实验，入射角30°，折射角45°，45°＞30°；第2次实验，入射角40°，折射角58°，58°＞40°；第3次实验，入射角50°，折射角73.8°，73.8°＞50°，因此光从甲介质斜射入乙介质时，折射角大于入射角。同时，入射角从30°增大到50°，折射角从45°增大到73.8°，说明折射角随着入射角的增大而增大。
（2）第3次实验中，光从甲介质斜射入乙介质时，入射角为50°，折射角为73.8°；当光从乙介质斜射入甲介质时，入射角为73.8°，折射角为40°，恰好是前一次实验中入射角与折射角的互换，这说明在折射现象中，光路是可逆的。
【答案】
（1）大于；增大 （2）光路是可逆的
【知识点】
光的折射规律；光路可逆性
【点评】
本题通过实验数据探究光的折射规律，考查学生对折射角与入射角关系的理解及光路可逆性的应用，属于基础题型，难度较低，适合巩固光的折射相关知识。
【难度系数】
0.8
11. 小华想探究光从空气斜射入其他介质中发生折射时，光的偏折程度与介质种类是否有关。她选择了带有刻度的防水光屏（如图4.4-9所示）、透明玻璃砖、水槽、激光笔等器材进行实验。
a. 小华将玻璃砖的上表面与$MM'$齐平放置，让激光笔发出的光沿着光屏与$NN'$成$30°$角入射到$O$点，记录下此时玻璃中折射光的折射角$r_1$。
b. 让激光笔发出的光沿着光屏与$NN'$成$45°$角入射到$O$点，记录下此时玻璃中折射光的折射角$r_2$。
c. 比较两次折射角的大小关系。
（1）请指出小华在探究过程中存在的问题。
（2）请你针对小华在探究过程中存在的问题，写出改正措施。
a. 小华将玻璃砖的上表面与$MM'$齐平放置，让激光笔发出的光沿着光屏与$NN'$成$30°$角入射到$O$点，记录下此时玻璃中折射光的折射角$r_1$。
b. 让激光笔发出的光沿着光屏与$NN'$成$45°$角入射到$O$点，记录下此时玻璃中折射光的折射角$r_2$。
c. 比较两次折射角的大小关系。
（1）请指出小华在探究过程中存在的问题。
（2）请你针对小华在探究过程中存在的问题，写出改正措施。
答案
11.（1）探究光从空气斜射入其他介质中发生折射时，光的偏折程度与介质种类是否有关，需要保持入射角不变，改变介质的种类，得出实验结论。因此实验存在的问题是：没有改变介质种类，没有控制入射角不变。
（2）a. 将玻璃砖的上表面与$MM'$齐平放置，让激光笔发出的光沿着光屏与$NN'$成$30°$角入射到$O$点，记录下此时玻璃中折射光的折射角$r_1$。
b. 将光屏竖直放入水槽中，使$MM'$水平并向水槽中慢慢注水至水面与$MM'$齐平，让激光笔发出的光沿光屏与$NN'$成$30°$角入射到$O$点，记录下此时水中折射光的折射角$r_2$。
c. 比较两次折射角大小关系。
（2）a. 将玻璃砖的上表面与$MM'$齐平放置，让激光笔发出的光沿着光屏与$NN'$成$30°$角入射到$O$点，记录下此时玻璃中折射光的折射角$r_1$。
b. 将光屏竖直放入水槽中，使$MM'$水平并向水槽中慢慢注水至水面与$MM'$齐平，让激光笔发出的光沿光屏与$NN'$成$30°$角入射到$O$点，记录下此时水中折射光的折射角$r_2$。
c. 比较两次折射角大小关系。
解析
【分析】要探究光从空气斜射入其他介质时，偏折程度与介质种类的关系，需运用控制变量法，控制入射角相同，改变介质种类，观察折射角的变化。小华的实验中，两次实验均使用同一种介质（玻璃），且入射角不同，既未控制入射角不变，也未更换不同介质，无法完成探究目的。
【解析】（1）探究光的偏折程度与介质种类的关系时，应控制入射角不变，改变介质种类。小华的实验存在两个问题：一是两次实验都使用了同一种介质（玻璃），未改变介质种类；二是两次实验的入射角不同（分别为30°和45°），未控制入射角不变，因此无法得出光的偏折程度与介质种类有关的结论。（2）改正措施：保持入射角不变，更换不同介质进行实验。具体步骤：①将玻璃砖的上表面与MM'齐平放置，让激光笔发出的光沿光屏与NN'成30°角入射到O点，记录玻璃中折射光的折射角r₁；②将光屏竖直放入水槽中，使MM'水平，向水槽注水至水面与MM'齐平，让激光笔发出的光沿光屏与NN'成30°角入射到O点，记录水中折射光的折射角r₂；③比较r₁和r₂的大小，得出光的偏折程度与介质种类的关系。
【答案】（1）探究光的偏折程度与介质种类的关系时，没有控制入射角不变，且两次实验使用了同一种介质，未改变介质种类，无法得出结论。（2）保持入射角为30°不变，分别在玻璃和水中进行实验，记录两次的折射角，比较得出结论。
【知识点】光的折射规律；控制变量法
【点评】本题考查控制变量法在光学探究实验中的应用，是光的折射实验的基础题型，需明确探究变量，正确控制无关变量，培养实验设计能力。
【难度系数】0.5
【解析】（1）探究光的偏折程度与介质种类的关系时，应控制入射角不变，改变介质种类。小华的实验存在两个问题：一是两次实验都使用了同一种介质（玻璃），未改变介质种类；二是两次实验的入射角不同（分别为30°和45°），未控制入射角不变，因此无法得出光的偏折程度与介质种类有关的结论。（2）改正措施：保持入射角不变，更换不同介质进行实验。具体步骤：①将玻璃砖的上表面与MM'齐平放置，让激光笔发出的光沿光屏与NN'成30°角入射到O点，记录玻璃中折射光的折射角r₁；②将光屏竖直放入水槽中，使MM'水平，向水槽注水至水面与MM'齐平，让激光笔发出的光沿光屏与NN'成30°角入射到O点，记录水中折射光的折射角r₂；③比较r₁和r₂的大小，得出光的偏折程度与介质种类的关系。
【答案】（1）探究光的偏折程度与介质种类的关系时，没有控制入射角不变，且两次实验使用了同一种介质，未改变介质种类，无法得出结论。（2）保持入射角为30°不变，分别在玻璃和水中进行实验，记录两次的折射角，比较得出结论。
【知识点】光的折射规律；控制变量法
【点评】本题考查控制变量法在光学探究实验中的应用，是光的折射实验的基础题型，需明确探究变量，正确控制无关变量，培养实验设计能力。
【难度系数】0.5
