9.“仙女飞天”魔术表演中，位于P点的观众看到云雾中曼舞的仙女$A'$，实际是挡板后的演员$A$在平面镜中的虚像，如图所示。请作出平面镜的位置，并完成P点观众看到仙女的光路图。

9.

【分析】要完成该光路图，需利用平面镜成像的核心特点：像与物关于镜面对称。首先，演员A的像为A'，因此平面镜是AA'的垂直平分线，据此确定平面镜位置；其次，观众看到A'，是因为A发出的光经平面镜反射后进入P点，反射光线的反向延长线过像点A'，所以连接P与A'，与平面镜的交点即为入射点，再连接A与入射点（入射光线）、入射点与P（反射光线），并标注光线方向即可。
【解析】1. 连接A、A'，作线段AA'的垂直平分线，该垂直平分线就是平面镜的位置，平面镜的反射面朝向A和P一侧；2. 连接P和A'，与平面镜交于点O，O为光线的入射点；3. 画出入射光线AO（箭头从A指向O）和反射光线OP（箭头从O指向P），完成光路图。
【答案】
【知识点】平面镜成像、光的反射
【点评】本题是平面镜成像作图的基础题，需掌握像与物对称的特点，结合光的反射规律确定光路，难度适中。
【难度系数】0.5

10.如图所示,观光水池中,一束红光沿AO方向从水中射入空气,折射光线为OA'。若另一束红光沿BO方向从水中射入空气,请大致画出入射光线BO的折射光线,并标出对应的折射角r。

10.

【分析】
要解决这道题，需利用光的折射规律：光从水斜射入空气时，折射角随入射角的增大而增大。首先判断入射光线BO的入射角大小：BO比AO更靠近法线，因此BO的入射角小于AO的入射角；根据折射规律，BO对应的折射角也应小于OA'对应的折射角，据此确定折射光线的位置，再标注折射角r（折射光线与法线的夹角）。
【解析】
1. 回忆光的折射规律：光从水斜射入空气中时，折射光线远离法线，折射角大于入射角，且入射角越大，折射角越大。
2. 分析入射光线：BO相对于AO更靠近法线，故BO的入射角小于AO的入射角。
3. 确定折射光线：BO的折射角应小于OA'的折射角，因此折射光线OB'位于OA'与法线之间；折射角r为OB'与法线的夹角，据此画出折射光线并标注r。
【答案】

【知识点】
光的折射规律，折射角
【点评】
本题考查光的折射规律的应用，属于基础光学作图题，核心是理解入射角与折射角的关系，难度适中，适合学生巩固光学折射知识点。
【难度系数】
0.6

11.(2024菏泽)2024年4月26日,神舟十八号载人飞船成功对接中国空间站,装有4条斑马鱼的特制透明容器顺利转移到问天实验舱,如图(甲)所示。请你在图(乙)中画出航天员看到斑马鱼的光路图(S表示斑马鱼的实际位置,S'表示航天员看到的斑马鱼像的位置,不考虑容器壁对光线的影响)。

11.

【分析】
要画出航天员看到斑马鱼的光路，需明确：人看到水中的物体，是物体发出的光经水与空气的界面折射后进入人眼，人眼逆着折射光线会看到虚像S'。解题思路：1. 确定光线从S（斑马鱼实际位置）射向水和空气的界面（容器壁上的入射点）；2. 折射光线从入射点射向眼睛，且折射光线的反向延长线经过虚像S'，同时遵循光从水斜射入空气时折射角大于入射角的规律。
【解析】
1. 确定入射点：容器壁上光线从水进入空气的交点；
2. 画入射光线：连接S与入射点，箭头方向从S指向入射点（光的传播方向）；
3. 画折射光线：连接入射点与眼睛，箭头方向从入射点指向眼睛，且折射光线的反向延长线经过S'，符合光从水斜射入空气时折射角大于入射角的特点。
【答案】

【知识点】
光的折射、光路图绘制
【点评】
本题结合航天场景考查光的折射规律的应用，需理解人眼看到水中虚像的原理，掌握折射光路的绘制方法，属于光学基础作图题。
【难度系数】
0.6

12.光从空气斜射到水面时，一部分光射进水中，另一部分光返回到空气中，其光路如图（甲）所示。现在让光逆着折射光线的方向从水中斜射到与空气的分界面，请在图（乙）中画出相应的折射光线和反射光线。

12.

【分析】
要解决这个问题，需结合光的反射定律和折射定律，利用光路可逆性分析：首先确定入射点为O，法线为NN'；光从水中斜射入空气时，会同时发生反射和折射。反射光线遵循反射定律：与入射光线在同种介质（水）中，分居法线两侧，反射角等于入射角；折射光线遵循折射定律：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，折射光线远离法线，且与入射光线分居法线两侧。
【解析】
步骤1：确定入射光线和法线，入射光线是图乙中从水中指向O点的光线，法线为垂直于界面的虚线NN'，入射点为O。
步骤2：画反射光线：在水中，法线的另一侧，作与入射光线关于法线NN'对称的光线，即为反射光线，满足反射角等于入射角。
步骤3：画折射光线：在空气中，法线的另一侧，作折射光线，使折射角大于入射角（折射光线远离法线），即为所求的折射光线。
【答案】
12.
【知识点】
光的反射定律、光的折射定律
【点评】
本题考查光的反射和折射规律的应用，属于基础作图题，需熟练掌握反射角、折射角与入射角的关系，以及光路可逆的特点。
【难度系数】
0.7

13.(2023青岛)“若在水边走，安全记心头”。看起来不深的池水，也不要贸然下去。请在图中画出上述现象的光路图，并标出入射角i。
水面

13.

【分析】要画出池水变浅现象的光路图，需利用光的折射规律：光从水中斜射入空气中时，折射光线远离法线，人眼逆着折射光线会看到水中物体的虚像。解题步骤：1. 确定入射点：连接人眼B和虚像A'，与水面的交点即为入射点；2. 画入射光线：连接水中的A点和入射点，箭头方向从A指向入射点；3. 画折射光线：连接入射点和B点，箭头方向从入射点指向B；4. 画法线：过入射点作垂直于水面的虚线（法线），入射光线与法线的夹角即为入射角i，标注i。
【解析】根据光的折射规律，水中A点的光经水面折射后进入人眼B，人眼看到的是A的虚像A'。作图步骤：①连接A'与B，交水面于O点（入射点）；②连接A与O，标箭头（入射光线，方向A→O）；③连接O与B，标箭头（折射光线，方向O→B）；④过O作垂直水面的法线（虚线），入射光线AO与法线的夹角为入射角i，标注i。
【答案】
【知识点】光的折射现象、光的折射规律
【点评】本题结合生活中的“池水变浅”现象考查光的折射作图，需掌握光从水斜射入空气的折射特点，作图时要注意法线为虚线、光线箭头方向、入射角的标注，属于基础光学作图题，难度适中。
【难度系数】0.6

14.(2025长沙)傍晚时分,在水面平静的池塘边,小湘尝试用激光笔从A点去照亮池塘对面树上的一个果子(B点),发现可以用两种不同的方式实现。请在图中画出这两种方式的光路图(保留作图痕迹)。

14.

【分析】
要画出从A点照亮B点的两种光路，需明确两种实现方式：一是光沿直线传播，直接从A到B；二是利用光的反射，水面相当于平面镜，根据平面镜成像特点，像与物关于镜面对称，找到B的像后，结合入射点完成反射光路。作图时需保留直线、交点等作图痕迹。
【解析】
1. 第一种光路（光的直线传播）：用直尺连接A点与B点，在直线上标上箭头表示光的传播方向，即为直接照亮的光路。
2. 第二种光路（光的反射）：
① 过B点作水面的垂线，延长垂线至水面另一侧，使像点B'到水面的距离等于B点到水面的距离，得到B的像B'；
② 用直尺连接A点与B'，与水面交于入射点O；
③ 连接A到O（标箭头，方向从A到O，为入射光线），连接O到B（标箭头，方向从O到B，为反射光线），完成反射光路。
【答案】

【知识点】
光的直线传播、光的反射、平面镜成像
【点评】
本题结合实际场景考查光的直线传播和光的反射的应用，核心是理解反射光路利用平面镜成像的原理，作图时需注意保留必要的痕迹，属于基础应用类作图题。
【难度系数】
0.5

15.为测量容器中水的深度，一同学将刻度尺竖直插入水中，如图所示。从A处向水中看去，看到刻度尺上B点在水中所成的像位于C点，同时看到水中D点的像也位于C点。请据此：
(1)用虚线画出水面位置。
(2)完成看到D点的光路图。

15.

【分析】
要解决本题，需利用光的折射成像规律：从空气中观察水中物体时，物体的虚像位置比实际位置偏高，且两个水中物体的像重合时，说明它们的虚像在同一点，该点对应的水平直线即为水面（折射界面）。解题时，首先根据B、D两点的像都在C点，确定水面位置；再根据像与折射光线的关系，画出D点的光路：连接A与C，与水面交于入射点O，连接D与O即为入射光线，O到A为折射光线，完成光路。
【解析】
(1) 水面位置：由于B点和D点在水中，它们的像均位于C点，说明C是两者的虚像，根据光的折射规律，水面为折射界面，过C点作水平虚线，即为水面位置。
(2) 光路绘制：① 连接A点与C点，该线与水面的交点O为入射点；② 连接D点与O点，此为D点发出的入射光线，O到A点的线段为折射光线，即完成看到D点的光路图。
【答案】

【知识点】
光的折射、光路图
【点评】
本题结合实际测量场景，考查光的折射成像规律的应用，核心是确定水面位置，再根据像的位置推导光路，需理解虚像与折射光线的对应关系，是光学中常见的应用题型。
【难度系数】
0.4

16. (2025大庆)通过鱼缸右侧上方的平面镜可观察到鱼缸中的小鱼，补充画出人眼P通过平面镜看到水中小鱼S的光路图(保留作图痕迹)。

16.

【分析】要画出人眼P通过平面镜看到水中小鱼S的光路，需明确光线的传播路径：小鱼S发出的光，先从水中斜射入空气（经过水面时发生折射），折射光线射到右侧的平面镜上，经平面镜反射后，最终进入人眼P。作图时遵循以下步骤：①确定反射光线：连接人眼P与平面镜上的反射点，该线段为反射光线（方向从平面镜指向P）；②根据平面镜反射定律，过反射点作垂直于平面镜的法线，依据反射角等于入射角，画出空气中的折射光线（从水面入射点指向平面镜反射点）；③根据光的折射规律，光从水斜射入空气时折射角大于入射角，过水面入射点作垂直于水面的法线，连接S与水面入射点，即为水中的入射光线，完成光路。
【解析】作图步骤：1. 连接P与平面镜上的某点（反射点），得到反射光线；2. 过反射点作平面镜的法线（水平虚线），根据反射角等于入射角，画出从水面入射点到反射点的折射光线（空气中）；3. 过水面入射点作水面的法线（竖直虚线），根据光从水斜射入空气时折射角大于入射角，画出从S到水面入射点的入射光线（水中），保留法线、光线等作图痕迹。
【答案】
【知识点】光的折射规律、光的反射定律
【点评】本题是光学综合作图题，结合光的折射与反射规律，需明确光线的传播路径，考查学生对光学规律的应用能力，是初中物理光学的典型题型。
【难度系数】0.5