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8. ★★(前沿科技)如图甲所示是一种增强现实技术的眼镜，结构简图如图乙所示，主要由数字显示屏(水平放置)、半透半反棱镜等核心部件组成。数字显示屏发出的光，经棱镜反射进入人眼，来自外部环境的光，经棱镜折射后进入人眼，各自成像，实现虚实结合。用户通过棱镜看到显示屏的像是
虚
(填“虚”或“实”)像。当显示屏向下移动时，像的移动方向是向左
(填“左”或“右”)。当用户戴着眼镜看到的像是字母“F”，则摘下眼镜旋转90°后让显示屏竖直放置正对自己，直接观察显示屏看到的字母形状是上
。答案
8.虚;左;上 【点拨】根据图中光路,用户通过棱镜看到显示屏的像是光的反射形成的,相当于平面镜成像,此时成虚像;根据像与物体关于反射面对称,当显示屏向下移动时,靠近反射面,像的移动方向是向左。由于反射面与水平方向成45°角,当用户戴着眼镜看到的像是字母“F”,则摘下眼镜旋转90°后,直接观察显示屏看到的字母形状是倒立的。
解析
【分析】
本题结合增强现实眼镜的结构，考查平面镜成像的应用。半透半反棱镜相当于平面镜，利用光的反射成像，需结合平面镜成像特点（像与物关于镜面对称）分析像的性质、移动方向，再根据反射面角度推导字母形状。
【解析】
1. 像的性质判断：数字显示屏发出的光经半透半反棱镜反射进入人眼，该过程属于平面镜成像，平面镜成正立、等大的虚像，因此用户看到显示屏的像是虚像。
2. 像的移动方向判断：平面镜成像中，像与物体关于反射面对称。已知反射面与水平方向成45°角，当显示屏向下移动时，根据对称关系，像的移动方向为向左。
3. 字母形状判断：由于反射面与水平方向成45°，用户看到的“F”是反射后的像；摘下眼镜旋转90°后，显示屏竖直放置正对自己，直接观察显示屏时，字母形状为“上”。
【答案】
虚；左；上
【知识点】
平面镜成像特点、光的反射
【点评】
本题结合前沿科技场景考查平面镜成像的应用，需理解半透半反棱镜的作用，利用像与物的对称关系分析问题，难度适中。
【难度系数】
0.5
本题结合增强现实眼镜的结构，考查平面镜成像的应用。半透半反棱镜相当于平面镜，利用光的反射成像，需结合平面镜成像特点（像与物关于镜面对称）分析像的性质、移动方向，再根据反射面角度推导字母形状。
【解析】
1. 像的性质判断：数字显示屏发出的光经半透半反棱镜反射进入人眼，该过程属于平面镜成像，平面镜成正立、等大的虚像，因此用户看到显示屏的像是虚像。
2. 像的移动方向判断：平面镜成像中，像与物体关于反射面对称。已知反射面与水平方向成45°角，当显示屏向下移动时，根据对称关系，像的移动方向为向左。
3. 字母形状判断：由于反射面与水平方向成45°，用户看到的“F”是反射后的像；摘下眼镜旋转90°后，显示屏竖直放置正对自己，直接观察显示屏时，字母形状为“上”。
【答案】
虚；左；上
【知识点】
平面镜成像特点、光的反射
【点评】
本题结合前沿科技场景考查平面镜成像的应用，需理解半透半反棱镜的作用，利用像与物的对称关系分析问题，难度适中。
【难度系数】
0.5
9. 2026长沙期末 如图所示，两块等大的平面镜A、B竖立在泥面上，其高度均为1.05 m，相距30 cm。现有一束激光与竖直方向成$45°$角射到平面镜B的上边缘，经多次反射后射向泥面。从第一次照射到平面镜B的上边缘开始计数，激光束在平面镜上一共发生了
4
次反射；投射到泥面上的光点到A平面镜的距离为0.15
m。答案
9.4;0.15 【点拨】如图,∠DCF等于反射角等于入射角,在Rt△DCF中,CF=DF=30 cm=0.3 m,所以每反射一次,光线下移0.3 m,总共反射的次数$n=\frac{1.05\ \mathrm{m}}{0.3\ \mathrm{m}}=3.5$,即完整下降0.3 m的反射有3次,第四次反射后反射光线照在了泥面上,且通过观察可发现,最后一次反射后,反射光线与镜面和泥面构成的三角形是底角为45°的等腰直角三角形,且直角边的长为1.05 m−0.3 m×3=0.15 m,即投射到泥面上的光点到A平面镜的距离为0.15 m。
解析
【分析】要解决本题，需结合光的反射定律和几何知识分析：激光以45°角入射到平面镜B的上边缘，根据反射定律，反射角等于入射角，因此光线在两平面镜间反射时，每次水平移动的距离等于竖直方向下降的距离。两平面镜间距为0.3m，高度为1.05m，通过计算竖直方向总下降距离与间距的关系，可确定反射次数和泥面光点的位置。
【解析】已知两平面镜间距$d=30\ \mathrm{cm}=0.3\ \mathrm{m}$，高度$h=1.05\ \mathrm{m}$。由于入射光线与水平方向成$45°$，每次在两平面镜间反射时，光线竖直方向下降的距离等于水平移动的距离，即每次反射竖直下降$0.3\ \mathrm{m}$。总竖直高度$1.05\ \mathrm{m}$，$\frac{1.05\ \mathrm{m}}{0.3\ \mathrm{m}}=3.5$，说明光线完成3次完整的竖直下降$0.3\ \mathrm{m}$的反射后，第4次反射时光线到达泥面，因此总反射次数为4次。第4次反射时，竖直方向剩余的距离为$1.05\ \mathrm{m}-3×0.3\ \mathrm{m}=0.15\ \mathrm{m}$，因光线与水平方向成$45°$，水平移动距离等于竖直剩余距离，故投射到泥面上的光点到A平面镜的距离为$0.15\ \mathrm{m}$。
【答案】4;0.15
【知识点】光的反射定律、几何光学应用
【点评】本题将光的反射定律与几何中等腰直角三角形的性质结合，考查学生的综合应用能力，需理清光线的反射路径，利用角度关系计算反射次数和光点位置。
【难度系数】0.5
【解析】已知两平面镜间距$d=30\ \mathrm{cm}=0.3\ \mathrm{m}$，高度$h=1.05\ \mathrm{m}$。由于入射光线与水平方向成$45°$，每次在两平面镜间反射时，光线竖直方向下降的距离等于水平移动的距离，即每次反射竖直下降$0.3\ \mathrm{m}$。总竖直高度$1.05\ \mathrm{m}$，$\frac{1.05\ \mathrm{m}}{0.3\ \mathrm{m}}=3.5$，说明光线完成3次完整的竖直下降$0.3\ \mathrm{m}$的反射后，第4次反射时光线到达泥面，因此总反射次数为4次。第4次反射时，竖直方向剩余的距离为$1.05\ \mathrm{m}-3×0.3\ \mathrm{m}=0.15\ \mathrm{m}$，因光线与水平方向成$45°$，水平移动距离等于竖直剩余距离，故投射到泥面上的光点到A平面镜的距离为$0.15\ \mathrm{m}$。
【答案】4;0.15
【知识点】光的反射定律、几何光学应用
【点评】本题将光的反射定律与几何中等腰直角三角形的性质结合，考查学生的综合应用能力，需理清光线的反射路径，利用角度关系计算反射次数和光点位置。
【难度系数】0.5
三、作图题（每题3分，共6分）
泥面
10. 一束阳光斜射入房中，小明在A点用平面镜把该光竖直反射向房顶，请在图中画出平面镜的位置和反射光线。
泥面
10. 一束阳光斜射入房中，小明在A点用平面镜把该光竖直反射向房顶，请在图中画出平面镜的位置和反射光线。
答案
10.【解】如图所示。
解析
【分析】
要完成该作图，需依据光的反射定律：反射角等于入射角，法线是入射光线与反射光线夹角的角平分线，且平面镜与法线垂直。解题步骤为：1. 明确入射光线（斜射向A点的光线）和反射光线（竖直向上指向房顶的光线）；2. 作入射光线与反射光线夹角的角平分线，得到法线；3. 过入射点A作垂直于法线的直线，即为平面镜的位置。
【解析】
根据光的反射定律，反射角等于入射角，因此先确定入射光线和反射光线，作出二者夹角的角平分线作为法线；再利用平面镜与法线垂直的关系，过A点画出平面镜的位置，图中竖直向上的光线为反射光线，按上述方法即可完成作图。
【答案】
【知识点】
光的反射定律、平面镜作图
【点评】
本题考查光的反射定律的应用，核心是掌握法线、平面镜与入射光线、反射光线的关系，属于基础作图题，需准确理解反射定律的内容。
【难度系数】
0.5
要完成该作图，需依据光的反射定律：反射角等于入射角，法线是入射光线与反射光线夹角的角平分线，且平面镜与法线垂直。解题步骤为：1. 明确入射光线（斜射向A点的光线）和反射光线（竖直向上指向房顶的光线）；2. 作入射光线与反射光线夹角的角平分线，得到法线；3. 过入射点A作垂直于法线的直线，即为平面镜的位置。
【解析】
根据光的反射定律，反射角等于入射角，因此先确定入射光线和反射光线，作出二者夹角的角平分线作为法线；再利用平面镜与法线垂直的关系，过A点画出平面镜的位置，图中竖直向上的光线为反射光线，按上述方法即可完成作图。
【答案】
【知识点】
光的反射定律、平面镜作图
【点评】
本题考查光的反射定律的应用，核心是掌握法线、平面镜与入射光线、反射光线的关系，属于基础作图题，需准确理解反射定律的内容。
【难度系数】
0.5
11. ★★ (真实情境) 如图，小文给同学们表演趣味小实验，她将一块厚玻璃砖竖立在桌面上，让小明站在玻璃砖右侧进行观察。小文将一枚硬币缓慢移至玻璃砖左侧某一位置时，小明惊奇地发现，硬币“进入”了玻璃砖内。请画出从A点出发的一条光线，经过玻璃砖进入眼睛的完整光路。
答案
11.【解】如图所示。
解析
【分析】要画出从A点出发经过玻璃砖进入眼睛的光路，需依据光的折射规律：光从空气斜射入玻璃时，折射角小于入射角；光从玻璃斜射入空气时，折射角大于入射角。解题思路是：先确定光线从A到玻璃砖左表面的入射点，画出空气到玻璃的折射光线；再确定该折射光线在玻璃砖右表面的出射点，画出玻璃到空气的折射光线，最终连接到眼睛，确保两条折射光线的角度符合折射规律。
【解析】绘制光路的具体步骤：
1. 从A点向玻璃砖左表面作入射光线，在左表面处作垂直于界面的法线，根据“光从空气斜射入玻璃，折射角小于入射角”，画出进入玻璃砖内部的折射光线；
2. 该折射光线到达玻璃砖右表面，在右表面处作垂直于界面的法线，根据“光从玻璃斜射入空气，折射角大于入射角”，画出进入眼睛的折射光线，完成完整光路。
【答案】
【知识点】光的折射、光路作图
【点评】本题结合趣味实验情境考查光的折射规律的应用，是基础的光路作图题，需熟练掌握不同介质间的折射角度关系，难度适中。
【难度系数】0.6
【解析】绘制光路的具体步骤：
1. 从A点向玻璃砖左表面作入射光线，在左表面处作垂直于界面的法线，根据“光从空气斜射入玻璃，折射角小于入射角”，画出进入玻璃砖内部的折射光线；
2. 该折射光线到达玻璃砖右表面，在右表面处作垂直于界面的法线，根据“光从玻璃斜射入空气，折射角大于入射角”，画出进入眼睛的折射光线，完成完整光路。
【答案】
【知识点】光的折射、光路作图
【点评】本题结合趣味实验情境考查光的折射规律的应用，是基础的光路作图题，需熟练掌握不同介质间的折射角度关系，难度适中。
【难度系数】0.6
四、实验探究题（12题12分，13题10分，共22分）
12. 2026西安期末 某小组同学设计了如图甲的实验装置探究光的折射特点，在玻璃水槽中竖直放置的光屏由E和F两个半圆形光屏组成，其竖直方向的直径NOM为两半圆的分界线。
(1)将光屏F调至与光屏E在同一平面内，保持入射点O不变，多次改变入射光线AO与ON的夹角进行实验，数据记录在表格中。
| 入射角 | $0°$ | $15°$ | $30°$ | $45°$ | $60°$ |
| --- | --- | --- | --- | --- | --- |
| 折射角 | $0°$ | $11.31°$ | $22.1°$ | $35.4°$ | $40.9°$ |
①分析表格数据得出结论：
②当光从空气垂直射入水中时，光的传播方向
(2)该小组同学在玻璃水槽底部用另一支激光笔让光贴着光屏F沿BO射向水面时，可看到折射光线沿OA方向射出，这说明在光的折射现象中，光路是
(3)另一小组的小华在做光的折射实验时，将一束光以相同的入射角从空气分别斜射入水和玻璃中，如图乙所示，分析实验现象可知折射角是
(4)如图丙所示，在岸上的人会发现泳池里人的腿变短，能描述此现象的光路是图丁中的
12. 2026西安期末 某小组同学设计了如图甲的实验装置探究光的折射特点，在玻璃水槽中竖直放置的光屏由E和F两个半圆形光屏组成，其竖直方向的直径NOM为两半圆的分界线。
(1)将光屏F调至与光屏E在同一平面内，保持入射点O不变，多次改变入射光线AO与ON的夹角进行实验，数据记录在表格中。
| 入射角 | $0°$ | $15°$ | $30°$ | $45°$ | $60°$ |
| --- | --- | --- | --- | --- | --- |
| 折射角 | $0°$ | $11.31°$ | $22.1°$ | $35.4°$ | $40.9°$ |
①分析表格数据得出结论：
光从空气斜射入水中时，折射角小于入射角，入射角增大，折射角也随之增大
（写出一条即可）；②当光从空气垂直射入水中时，光的传播方向
不改变
（填“改变”或“不改变”）。(2)该小组同学在玻璃水槽底部用另一支激光笔让光贴着光屏F沿BO射向水面时，可看到折射光线沿OA方向射出，这说明在光的折射现象中，光路是
可逆
的。(3)另一小组的小华在做光的折射实验时，将一束光以相同的入射角从空气分别斜射入水和玻璃中，如图乙所示，分析实验现象可知折射角是
不同
（填“不同”或“相同”）的，水对光的折射本领小于
（填“大于”“等于”或“小于”）玻璃对光的折射本领。(4)如图丙所示，在岸上的人会发现泳池里人的腿变短，能描述此现象的光路是图丁中的
②
（填序号）。答案
12.(1)①光从空气斜射入水中时,折射角小于入射角,入射角增大,折射角也随之增大 ②不改变
(2)可逆 (3)不同;小于 (4)②
【点拨】(4)如图丙所示,在岸上的人会发现泳池里人的腿变短,此时光线从水中斜射向空气中,折射角大于入射角,能描述此现象的光路是图丁中②。
(2)可逆 (3)不同;小于 (4)②
【点拨】(4)如图丙所示,在岸上的人会发现泳池里人的腿变短,此时光线从水中斜射向空气中,折射角大于入射角,能描述此现象的光路是图丁中②。
解析
【分析】
本题围绕光的折射特点展开实验探究，需结合表格数据、图像信息及折射规律逐一分析各问题：
1. 分析(1)①时，观察表格中入射角和对应折射角的变化：入射角从0°增大到60°，折射角也从0°增大到40.9°，且折射角始终小于入射角，据此总结结论；②垂直入射时，根据折射规律，光垂直射入介质时传播方向不变。
2. (2)中，光沿BO射向水面时，折射光线沿OA射出，说明光从水到空气的路径与从空气到水的路径重合，体现光路的可逆性。
3. (3)中，图乙里入射角均为60°，水和玻璃中折射光线与界面的夹角不同，计算得折射角不同；玻璃中折射角更小，说明玻璃对光的偏折能力更强，即水的折射本领小于玻璃。
4. (4)中，岸上的人看水里的腿，是水中光线斜射入空气，折射角大于入射角，人眼逆着折射光线会看到腿的虚像，对应图丁中②的光路。
【解析】
(1)①由表格数据可知，光从空气斜射入水中时，折射角小于入射角，且入射角增大，折射角也随之增大；②当光从空气垂直射入水中时，根据折射规律，光的传播方向不改变。
(2)光从BO射向水面时，折射光线沿OA射出，说明光的折射现象中，光路是可逆的。
(3)图乙中，入射角均为60°，光在水中的折射角为90°-70°=20°，在玻璃中的折射角为90°-75°=15°，故折射角不同；玻璃中折射角更小，说明玻璃对光的偏折能力更强，即水对光的折射本领小于玻璃。
(4)岸上的人看到泳池里的腿变短，是因为水中的光线斜射入空气时，折射角大于入射角，人眼逆着折射光线会看到腿的虚像，位置偏高，对应图丁中的②光路。
【答案】
(1)①光从空气斜射入水中时，折射角小于入射角，入射角增大，折射角也随之增大；②不改变
(2)可逆
(3)不同；小于
(4)②
【知识点】
光的折射规律、光路可逆性、介质折射特性
【点评】
本题为光的折射规律的实验探究题，结合表格、图像考查学生对折射规律的理解与应用，注重知识的实际运用，难度适中。
【难度系数】
0.6
本题围绕光的折射特点展开实验探究，需结合表格数据、图像信息及折射规律逐一分析各问题：
1. 分析(1)①时，观察表格中入射角和对应折射角的变化：入射角从0°增大到60°，折射角也从0°增大到40.9°，且折射角始终小于入射角，据此总结结论；②垂直入射时，根据折射规律，光垂直射入介质时传播方向不变。
2. (2)中，光沿BO射向水面时，折射光线沿OA射出，说明光从水到空气的路径与从空气到水的路径重合，体现光路的可逆性。
3. (3)中，图乙里入射角均为60°，水和玻璃中折射光线与界面的夹角不同，计算得折射角不同；玻璃中折射角更小，说明玻璃对光的偏折能力更强，即水的折射本领小于玻璃。
4. (4)中，岸上的人看水里的腿，是水中光线斜射入空气，折射角大于入射角，人眼逆着折射光线会看到腿的虚像，对应图丁中②的光路。
【解析】
(1)①由表格数据可知，光从空气斜射入水中时，折射角小于入射角，且入射角增大，折射角也随之增大；②当光从空气垂直射入水中时，根据折射规律，光的传播方向不改变。
(2)光从BO射向水面时，折射光线沿OA射出，说明光的折射现象中，光路是可逆的。
(3)图乙中，入射角均为60°，光在水中的折射角为90°-70°=20°，在玻璃中的折射角为90°-75°=15°，故折射角不同；玻璃中折射角更小，说明玻璃对光的偏折能力更强，即水对光的折射本领小于玻璃。
(4)岸上的人看到泳池里的腿变短，是因为水中的光线斜射入空气时，折射角大于入射角，人眼逆着折射光线会看到腿的虚像，位置偏高，对应图丁中的②光路。
【答案】
(1)①光从空气斜射入水中时，折射角小于入射角，入射角增大，折射角也随之增大；②不改变
(2)可逆
(3)不同；小于
(4)②
【知识点】
光的折射规律、光路可逆性、介质折射特性
【点评】
本题为光的折射规律的实验探究题，结合表格、图像考查学生对折射规律的理解与应用，注重知识的实际运用，难度适中。
【难度系数】
0.6
