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8. (航天科技)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。则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
8.A
解析
【分析】
要解决本题，需明确光线在O₂点的介质变化：光线从外层的水（光密介质）斜射入内层的空气（光疏介质），根据光的折射规律，当光从光密介质斜射入光疏介质时，折射角大于入射角，折射光线会远离法线。本题中O₂点的法线是球心O与O₂的连线，据此判断折射光线的方向即可。
【解析】
光线到达O₂点时，由水（光密介质）斜射入空气（光疏介质），根据光的折射规律，折射角大于入射角，折射光线远离法线（法线为O与O₂的连线）。观察图中四条折射光线，只有光线①符合“远离法线”的要求，因此进入气泡球的折射光线是①。
【答案】
A
【知识点】
光的折射规律
【点评】
本题结合天宫课堂的真实情境，考查光的折射规律的应用，需准确判断介质类型及折射光线的特点，难度适中。
【难度系数】
0.5
要解决本题，需明确光线在O₂点的介质变化：光线从外层的水（光密介质）斜射入内层的空气（光疏介质），根据光的折射规律，当光从光密介质斜射入光疏介质时，折射角大于入射角，折射光线会远离法线。本题中O₂点的法线是球心O与O₂的连线，据此判断折射光线的方向即可。
【解析】
光线到达O₂点时，由水（光密介质）斜射入空气（光疏介质），根据光的折射规律，折射角大于入射角，折射光线远离法线（法线为O与O₂的连线）。观察图中四条折射光线，只有光线①符合“远离法线”的要求，因此进入气泡球的折射光线是①。
【答案】
A
【知识点】
光的折射规律
【点评】
本题结合天宫课堂的真实情境，考查光的折射规律的应用，需准确判断介质类型及折射光线的特点，难度适中。
【难度系数】
0.5
9.[天津期末]如图所示的是光在空气和玻璃两种介质中传播的情形，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
9.D
解析
【分析】要解决此题，需先根据光的反射定律确定界面和法线：反射角等于入射角，即入射光线和反射光线与法线的夹角相等。观察图形，下方光线与水平直线NN'的夹角为60°，左上方光线与NN'的夹角也为60°，因此NN'是法线，与它垂直的MM'是界面。再计算入射角、折射角，结合光的折射规律（光从空气斜射入玻璃时，折射角小于入射角）判断介质分布。
【解析】1. 确定界面与法线：根据反射角等于入射角，图中下方光线和左上方光线与NN'的夹角均为60°，故NN'是法线，MM'是界面。2. 分析选项：A选项，入射角是入射光线与法线的夹角，为60°，不是30°，错误；B选项，折射光线与法线NN'的夹角为90°-50°=40°，即折射角为40°，不是50°，错误；C选项，NN'是法线，不是界面，错误；D选项，入射角60°，折射角40°，折射角小于入射角，说明光从空气斜射入玻璃，折射光线在MM'右侧，故MM'的右边是玻璃，正确。
【答案】D
【知识点】光的反射定律、光的折射规律
【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，再结合折射角与入射角的大小关系判断介质，需理清光线与法线、界面的位置关系。
【难度系数】0.6
【解析】1. 确定界面与法线：根据反射角等于入射角，图中下方光线和左上方光线与NN'的夹角均为60°，故NN'是法线，MM'是界面。2. 分析选项：A选项，入射角是入射光线与法线的夹角，为60°，不是30°，错误；B选项，折射光线与法线NN'的夹角为90°-50°=40°，即折射角为40°，不是50°，错误；C选项，NN'是法线，不是界面，错误；D选项，入射角60°，折射角40°，折射角小于入射角，说明光从空气斜射入玻璃，折射光线在MM'右侧，故MM'的右边是玻璃，正确。
【答案】D
【知识点】光的反射定律、光的折射规律
【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，再结合折射角与入射角的大小关系判断介质，需理清光线与法线、界面的位置关系。
【难度系数】0.6
10. (科学思维[西安月考]为了研究光的传播规律，小明在水槽底部安装了一微型光源S，S发出一束光照在右侧壁上形成一光斑，小明在光斑处固定了一小块橡皮泥P（如图所示）。现往水槽内缓慢加水至水面上升到a位置，期间小红在左上方观察，看到右壁上一直有光斑。在加水过程中，小红观察到光斑的移动情况正确的是 （
A.从P处缓慢下移到某一位置后再缓慢上移到与橡皮泥P重合
B.从P处缓慢下移到某一位置后再缓慢上移到橡皮泥P上方某一位置
C.从P处迅速下移到某一位置后再缓慢上移到与橡皮泥P重合
D.从P处迅速下移到某一位置后再缓慢上移到橡皮泥P上方某一位置
C
）A.从P处缓慢下移到某一位置后再缓慢上移到与橡皮泥P重合
B.从P处缓慢下移到某一位置后再缓慢上移到橡皮泥P上方某一位置
C.从P处迅速下移到某一位置后再缓慢上移到与橡皮泥P重合
D.从P处迅速下移到某一位置后再缓慢上移到橡皮泥P上方某一位置
答案
10.C 【点拨】往水槽内加水，水面升至P点以下的b位置时，发生折射，根据折射规律，光斑位置在S'，如图甲所示。水面上升至P点以上的a位置时，光线先在水槽壁反射，再折射出水面，根据反射定律和折射规律，光斑位置在S''，如图乙所示。通过画图可知：在加水过程中，由于开始的水很少，光斑会迅速下移到P点以下的某一位置，然后随着水的增多光斑再缓慢上移，由于人眼看到水中的橡皮泥也是虚像，其虚像的位置也在S''处，所以当水面升到橡皮泥处后，光斑始终和橡皮泥P是重合的；综上所述，小红观察到光斑从P迅速下移到某一位置后再缓慢上移，最终光斑和橡皮泥P重合。
解析
【分析】
要解决这道题，需分两个阶段分析加水时光斑的移动：①当水面在橡皮泥P下方时，光从水斜射入空气，根据折射规律判断光斑移动；②当水面超过P点时，光线先在水槽壁反射，再折射出水面，结合反射和折射规律分析后续光斑移动，最终确定整个过程的光斑变化情况。
【解析】
往水槽加水时，分两个阶段分析：
1. 水面在P点以下：光源S发出的光线从水斜射入空气，根据光的折射规律，折射角大于入射角，因此右壁上的光斑会从P处迅速下移到某一位置；
2. 水面上升至P点以上：光线先在水槽右侧壁发生反射，遵循光的反射定律（反射角等于入射角），反射光线再从水斜射入空气，此时折射角仍大于入射角，光斑会缓慢上移，且最终光斑与橡皮泥P重合。
综上，加水过程中，光斑从P处迅速下移到某一位置后再缓慢上移到与P重合，对应选项C。
【答案】C
【知识点】光的折射、光的反射
【点评】本题结合实际情景考查光的反射与折射规律的应用，需分阶段分析不同水面高度的光学现象，理解折射、反射对光斑位置的影响，是光学规律的典型应用题型。
【难度系数】0.5
要解决这道题，需分两个阶段分析加水时光斑的移动：①当水面在橡皮泥P下方时，光从水斜射入空气，根据折射规律判断光斑移动；②当水面超过P点时，光线先在水槽壁反射，再折射出水面，结合反射和折射规律分析后续光斑移动，最终确定整个过程的光斑变化情况。
【解析】
往水槽加水时，分两个阶段分析：
1. 水面在P点以下：光源S发出的光线从水斜射入空气，根据光的折射规律，折射角大于入射角，因此右壁上的光斑会从P处迅速下移到某一位置；
2. 水面上升至P点以上：光线先在水槽右侧壁发生反射，遵循光的反射定律（反射角等于入射角），反射光线再从水斜射入空气，此时折射角仍大于入射角，光斑会缓慢上移，且最终光斑与橡皮泥P重合。
综上，加水过程中，光斑从P处迅速下移到某一位置后再缓慢上移到与P重合，对应选项C。
【答案】C
【知识点】光的折射、光的反射
【点评】本题结合实际情景考查光的反射与折射规律的应用，需分阶段分析不同水面高度的光学现象，理解折射、反射对光斑位置的影响，是光学规律的典型应用题型。
【难度系数】0.5
11.[哈尔滨中考节选] 湖中有一把水位标尺，小星看到鱼恰好在标尺的45 cm处，水面在标尺的75 cm处，鱼到水面的实际深度应
等于
（填“小于”“等于”或“大于”）30 cm；如果想叉鱼，他应瞄准看到的鱼的下方
（填“上方”或“下方”）。答案
11. 等于；下方 【点拨】小星看到鱼恰好在标尺的45 cm处，看到的鱼和标尺的45 cm处都是它们在水中的虚像，同时也说明实际鱼在标尺的45 cm处。水面在标尺的75 cm处，鱼到水面的实际深度是75 cm－45 cm＝30 cm，实际鱼在虚像的下方，如果想叉鱼，应瞄准看到的鱼的下方，才能叉到鱼。
解析
【分析】首先明确：我们看到水中的鱼是光的折射形成的虚像，虚像位置比实际鱼的位置浅。本题中，水面对应标尺的75cm处，看到的鱼的虚像对应标尺的45cm处，说明实际鱼的位置就在标尺的45cm处，据此可计算实际深度；再结合虚像与实际鱼的位置关系，确定叉鱼的瞄准方向。
【解析】根据光的折射规律，从空气中观察水中物体时，看到的是物体的虚像，虚像位置比实际物体更浅。本题中，水面在标尺75cm处，看到的鱼的虚像在标尺45cm处，说明实际鱼的位置对应标尺45cm处，因此鱼到水面的实际深度为：$75\,\mathrm{cm} - 45\,\mathrm{cm} = 30\,\mathrm{cm}$，故实际深度等于30cm；由于虚像在实际鱼的上方，叉鱼时需要瞄准看到的鱼的下方，才能对准实际鱼的位置。
【答案】等于；下方
【知识点】光的折射现象
【点评】本题考查光的折射在生活中的实际应用，核心是理解水中物体的虚像位置比实际位置浅，属于基础光学题，难度较低。
【难度系数】0.6
【解析】根据光的折射规律，从空气中观察水中物体时，看到的是物体的虚像，虚像位置比实际物体更浅。本题中，水面在标尺75cm处，看到的鱼的虚像在标尺45cm处，说明实际鱼的位置对应标尺45cm处，因此鱼到水面的实际深度为：$75\,\mathrm{cm} - 45\,\mathrm{cm} = 30\,\mathrm{cm}$，故实际深度等于30cm；由于虚像在实际鱼的上方，叉鱼时需要瞄准看到的鱼的下方，才能对准实际鱼的位置。
【答案】等于；下方
【知识点】光的折射现象
【点评】本题考查光的折射在生活中的实际应用，核心是理解水中物体的虚像位置比实际位置浅，属于基础光学题，难度较低。
【难度系数】0.6
12. 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。
(1)用虚线画出水面位置。
(2)完成看到D点的光路图。
(1)用虚线画出水面位置。
(2)完成看到D点的光路图。
答案
12. 如图所示
解析
【分析】
要确定水面位置，需利用平面镜成像“像与物关于镜面对称”的特点：看到B点的像在C点，说明水面是B、C两点的对称轴；再根据“看到水中D点的像也在C点”，结合光的折射规律，光线从水中D点射向水面，折射后进入人眼，折射光线的反向延长线过像点C，据此完成光路。
【解析】
(1) 水面是水平的，根据平面镜成像特点，像与物关于水面对称，因此水面是线段BC的垂直平分线。由刻度尺可知，B点在30cm刻度处，C点在10cm刻度处，BC中点为20cm刻度处，故水面位置为刻度尺20cm刻度处的水平线。
(2) 看到D点的像在C点，说明折射光线的反向延长线经过C点，因此光路为：连接D与水面上的O点（O点在20cm刻度处），再连接O与A点，其中CO为折射光线的反向延长线，辅助确定光路。
【答案】
如图所示（）
【知识点】
平面镜成像、光的折射
【点评】
本题结合平面镜成像与光的折射进行作图，考查学生对光学基本规律的应用，需明确像的形成原理，是光学作图的基础题型。
【难度系数】
0.5
要确定水面位置，需利用平面镜成像“像与物关于镜面对称”的特点：看到B点的像在C点，说明水面是B、C两点的对称轴；再根据“看到水中D点的像也在C点”，结合光的折射规律，光线从水中D点射向水面，折射后进入人眼，折射光线的反向延长线过像点C，据此完成光路。
【解析】
(1) 水面是水平的，根据平面镜成像特点，像与物关于水面对称，因此水面是线段BC的垂直平分线。由刻度尺可知，B点在30cm刻度处，C点在10cm刻度处，BC中点为20cm刻度处，故水面位置为刻度尺20cm刻度处的水平线。
(2) 看到D点的像在C点，说明折射光线的反向延长线经过C点，因此光路为：连接D与水面上的O点（O点在20cm刻度处），再连接O与A点，其中CO为折射光线的反向延长线，辅助确定光路。
【答案】
如图所示（
）【知识点】
平面镜成像、光的折射
【点评】
本题结合平面镜成像与光的折射进行作图，考查学生对光学基本规律的应用，需明确像的形成原理，是光学作图的基础题型。
【难度系数】
0.5
13. （科学思维）一个圆柱形的烧杯内装水，将一根木棍竖直插入其中，位置比圆心偏左些（俯视图如图），现从侧面观察，则哪幅图能正确反映所看到的情景（
A
B
C D
B
）A
B
C D
答案
13.B 【点拨】图为木棍竖直插入盛水烧杯内的俯视图，A处为木棍，ABP表示由木棍反射的穿过烧杯壁B射向观察者P处的一条光线；ON为过B点沿半径方向的直线，即在B处和空气的分界面的法线；上述光线则相当于在B处由水中射入空气中，图中的i和r分别为入射角和折射角，根据光的折射规律可知，应有r＞i；所以观察者在P处看到的木棍A的像A'的位置不是A的实际位置，即像A'的位置偏左；据此可知，木棍竖直插入烧杯中时，从侧面观察，应该是图B所示的情景。
解析
【分析】
要解决本题，需结合光的折射规律分析。圆柱形烧杯装水后，从侧面观察水中竖直插入的木棍时，木棍反射的光线会从水中（光密介质）斜射入空气中（光疏介质），发生折射。根据光的折射规律，光从光密介质斜射入光疏介质时，折射角大于入射角，人眼逆着折射光线看去会形成虚像，虚像位置与实际位置会偏移，且木棍竖直插入，观察到的像应保持竖直，据此可逐步排除错误选项。
【解析】
圆柱形烧杯内装水，其侧壁可看作折射界面。木棍竖直插入水中，木棍反射的光线从水中斜射入空气时，折射角大于入射角，折射光线远离法线，人眼逆着折射光线方向看去，会看到木棍的虚像，虚像位置比实际木棍位置更偏左。由于木棍是竖直插入的，观察到的像应保持竖直，因此排除C、D选项（这两个选项中木棍为倾斜状态）；A选项中木棍位置与实际位置一致，无偏移，不符合折射规律；B选项中木棍竖直且位置更偏左，符合光的折射形成虚像的特点，故正确。
【答案】
B
【知识点】
光的折射规律；虚像
【点评】
本题结合生活场景考查光的折射规律的应用，需理解光从水斜射入空气时的折射特点及虚像的形成，能较好考查学生的科学思维能力，难度适中。
【难度系数】
0.5
要解决本题，需结合光的折射规律分析。圆柱形烧杯装水后，从侧面观察水中竖直插入的木棍时，木棍反射的光线会从水中（光密介质）斜射入空气中（光疏介质），发生折射。根据光的折射规律，光从光密介质斜射入光疏介质时，折射角大于入射角，人眼逆着折射光线看去会形成虚像，虚像位置与实际位置会偏移，且木棍竖直插入，观察到的像应保持竖直，据此可逐步排除错误选项。
【解析】
圆柱形烧杯内装水，其侧壁可看作折射界面。木棍竖直插入水中，木棍反射的光线从水中斜射入空气时，折射角大于入射角，折射光线远离法线，人眼逆着折射光线方向看去，会看到木棍的虚像，虚像位置比实际木棍位置更偏左。由于木棍是竖直插入的，观察到的像应保持竖直，因此排除C、D选项（这两个选项中木棍为倾斜状态）；A选项中木棍位置与实际位置一致，无偏移，不符合折射规律；B选项中木棍竖直且位置更偏左，符合光的折射形成虚像的特点，故正确。
【答案】
B
【知识点】
光的折射规律；虚像
【点评】
本题结合生活场景考查光的折射规律的应用，需理解光从水斜射入空气时的折射特点及虚像的形成，能较好考查学生的科学思维能力，难度适中。
【难度系数】
0.5
14. （分类讨论）如图所示，一束入射光照射在空气和玻璃的分界面上，同时发生了反射和折射现象。图中OA、OB、OC对应三条光束。由图可知（
A.光由空气进入玻璃，折射角为$15°$
B.光由空气进入玻璃，反射角为$50°$
C.光由玻璃进入空气，折射角为$15°$
D.光由玻璃进入空气，反射角为$50°$
A
）A.光由空气进入玻璃，折射角为$15°$
B.光由空气进入玻璃，反射角为$50°$
C.光由玻璃进入空气，折射角为$15°$
D.光由玻璃进入空气，反射角为$50°$
答案
14.A 【点拨】由题图可知，∠BOC＝360°－100°－130°＝130°。①若AO是入射光线、OB是反射光线、OC为折射光线，此时的入射角为$\frac{1}{2}×100°＝50°$，反射角为50°，此时法线与折射光线的夹角为180°－50°－130°＝0°，与OC重合，折射角不可能是0°，此情况不可能。②若BO是入射光线、OA是反射光线、OC为折射光线，此时的入射角为$\frac{1}{2}×100°＝50°$，反射角为50°，此时法线与折射光线的夹角为180°－50°－130°＝0°，与OC重合，折射角不可能是0°，此情况不可能。③若AO是入射光线、OC是反射光线、OB为折射光线，此时的入射角为$\frac{1}{2}×130°＝65°$，反射角为65°，法线与OB的夹角为180°－65°－100°＝15°，折射角为15°，光从空气斜射入玻璃，折射角小于入射角，但折射光线与入射光线同侧，此情况不可能。④若CO是入射光线、OA是反射光线、OB为折射光线，此时的入射角为$\frac{1}{2}×130°＝65°$，反射角为65°，法线与OB的夹角为180°－65°－100°＝15°，折射角为15°，光从空气斜射入玻璃，折射角小于入射角。⑤若CO是入射光线、OB是反射光线、OA为折射光线，此时的入射角为$\frac{1}{2}×130°＝65°$，反射角为65°，法线与OB的夹角为180°－65°－100°＝15°，折射角为15°，光从空气斜射入玻璃，折射角小于入射角。⑥若BO是入射光线，OC是反射光线，OA为折射光线，此时折射光线与入射光线同侧，此情况不可能。故A正确，BCD错误。故选A。
解析
【分析】要解决本题，需结合光的反射定律（反射角等于入射角，入射光线与反射光线关于法线对称）和折射规律（折射光线与入射光线分居法线两侧，光从空气斜射入玻璃时折射角小于入射角），先计算出未知角的度数，再通过分类讨论确定入射光线、反射光线、折射光线，进而判断光的传播方向和折射角大小。
【解析】首先计算∠BOC的度数：周角为360°，因此∠BOC=360°−100°−130°=130°。
根据光的反射定律，入射光线与反射光线的夹角为2倍的入射角，需对三条光线的组合分类讨论：
1. 假设AO为入射光线、OB为反射光线，入射角为$\frac{1}{2}×100°=50°$，法线为AO与OB的角平分线，此时法线与OC的夹角为$360°−50°−50°−130°=130°$，不符合折射光线与入射光线分居法线两侧的规律，排除；
2. 假设BO为入射光线、OA为反射光线，同理，法线与OC夹角为130°，不符合规律，排除；
3. 假设AO为入射光线、OC为反射光线，入射角为$\frac{1}{2}×130°=65°$，法线为AO与OC的角平分线，此时折射光线OB与入射光线AO在法线同侧，不符合折射规律，排除；
4. 假设CO为入射光线、OA为反射光线，入射角为65°，法线为CO与OA的角平分线，折射光线为OB，折射角为$180°−65°−100°=15°$，折射光线与入射光线分居法线两侧，且光从空气斜射入玻璃时折射角小于入射角，符合规律；
综上，光由空气进入玻璃，折射角为15°，对应选项A。
【答案】A
【知识点】光的反射定律、光的折射规律
【点评】本题通过分类讨论结合光学规律确定各光线的身份，考查学生对光学知识的综合应用能力，需重点掌握折射光线与入射光线的位置关系。
【难度系数】0.5
【解析】首先计算∠BOC的度数：周角为360°，因此∠BOC=360°−100°−130°=130°。
根据光的反射定律，入射光线与反射光线的夹角为2倍的入射角，需对三条光线的组合分类讨论：
1. 假设AO为入射光线、OB为反射光线，入射角为$\frac{1}{2}×100°=50°$，法线为AO与OB的角平分线，此时法线与OC的夹角为$360°−50°−50°−130°=130°$，不符合折射光线与入射光线分居法线两侧的规律，排除；
2. 假设BO为入射光线、OA为反射光线，同理，法线与OC夹角为130°，不符合规律，排除；
3. 假设AO为入射光线、OC为反射光线，入射角为$\frac{1}{2}×130°=65°$，法线为AO与OC的角平分线，此时折射光线OB与入射光线AO在法线同侧，不符合折射规律，排除；
4. 假设CO为入射光线、OA为反射光线，入射角为65°，法线为CO与OA的角平分线，折射光线为OB，折射角为$180°−65°−100°=15°$，折射光线与入射光线分居法线两侧，且光从空气斜射入玻璃时折射角小于入射角，符合规律；
综上，光由空气进入玻璃，折射角为15°，对应选项A。
【答案】A
【知识点】光的反射定律、光的折射规律
【点评】本题通过分类讨论结合光学规律确定各光线的身份，考查学生对光学知识的综合应用能力，需重点掌握折射光线与入射光线的位置关系。
【难度系数】0.5
