登录
10. 有一圆柱形敞口容器，从其左侧某一高度斜射入一束激光，在容器底部产生一个光斑，如图4-4-6所示。下列操作将使光斑向右移动的是（
A.保持水面的高度和入射点不变，使激光的入射角减小
B.保持水面的高度不变，使激光笔向左平移
C.保持激光射入的角度不变，使水面上升
D.保持激光射入的角度不变，使激光笔向上平移
D
）。（对应目标：814402）A.保持水面的高度和入射点不变，使激光的入射角减小
B.保持水面的高度不变，使激光笔向左平移
C.保持激光射入的角度不变，使水面上升
D.保持激光射入的角度不变，使激光笔向上平移
答案
10. D
解析
【分析】
要判断光斑的移动方向，需结合光的折射规律（光从空气斜射入水中时，折射角小于入射角），逐一分析各操作对入射点位置、折射光线方向的影响，进而确定光斑的移动方向。
【解析】
根据光的折射规律，光从空气斜射入水中时，折射角随入射角变化而变化，且折射光线向法线偏折。对各选项分析如下：
选项A：保持水面高度和入射点不变，使激光入射角减小，折射角也随之减小，折射光线更靠近法线，因此光斑向左移动，A错误。
选项B：保持水面高度不变，激光笔向左平移，入射点向左移动，折射光线也向左偏移，光斑向左移动，B错误。
选项C：保持激光射入角度不变，水面上升，入射点向法线方向（左上方）移动，折射光线方向不变，因此光斑向左移动，C错误。
选项D：保持激光射入角度不变，激光笔向上平移，入射光线的入射点向右移动，折射光线方向不变，因此光斑向右移动，D正确。
【答案】
D
【知识点】
光的折射规律
【点评】
本题结合实际容器场景考查光的折射规律的应用，需准确分析不同操作下入射点与折射光线的变化，对学生的逻辑分析能力有一定要求。
【难度系数】
0.5
要判断光斑的移动方向，需结合光的折射规律（光从空气斜射入水中时，折射角小于入射角），逐一分析各操作对入射点位置、折射光线方向的影响，进而确定光斑的移动方向。
【解析】
根据光的折射规律，光从空气斜射入水中时，折射角随入射角变化而变化，且折射光线向法线偏折。对各选项分析如下：
选项A：保持水面高度和入射点不变，使激光入射角减小，折射角也随之减小，折射光线更靠近法线，因此光斑向左移动，A错误。
选项B：保持水面高度不变，激光笔向左平移，入射点向左移动，折射光线也向左偏移，光斑向左移动，B错误。
选项C：保持激光射入角度不变，水面上升，入射点向法线方向（左上方）移动，折射光线方向不变，因此光斑向左移动，C错误。
选项D：保持激光射入角度不变，激光笔向上平移，入射光线的入射点向右移动，折射光线方向不变，因此光斑向右移动，D正确。
【答案】
D
【知识点】
光的折射规律
【点评】
本题结合实际容器场景考查光的折射规律的应用，需准确分析不同操作下入射点与折射光线的变化，对学生的逻辑分析能力有一定要求。
【难度系数】
0.5
11. 如图4-4-7所示，在烧杯正中心上方固定一手电筒光源，光线向下投射到空烧杯底部形成一个圆形光斑（图中虚线所示），此时圆形光斑的面积大小为$ S_0 $。现在往烧杯中匀速注水，随着烧杯内液面高度$ H $的增加，圆形光斑面积$ S $变化情况描述正确的大致图像是图4-4-8中的（
图4-4-8
D
）。（对应目标：814402）图4-4-8
答案
11. D 解析：烧杯中没有水时，光沿直线传播，当光从空气斜射入水中时，折射角小于入射角，最左边和最右边折射光线的光路如图所示，从图中可以看出，折射光线在原来光线的内侧，逐渐注水，光线发生折射现象的界面变高，折射现象变早，光线逐渐向内侧移动，故底部圆形光斑逐渐变小。
解析
【分析】
首先明确空烧杯时光沿直线传播形成光斑；当向烧杯注水后，光线从空气斜射入水中会发生折射，根据光的折射规律，光从空气斜射入水时，折射角小于入射角，折射光线向法线偏折，这会改变光线到达烧杯底部的位置，从而影响光斑面积。随着液面高度H增加，折射的界面上移，折射光线更靠近中心，据此分析光斑面积随H的变化趋势。
【解析】
1. 空烧杯时，光在同种均匀介质（空气）中沿直线传播，投射到烧杯底部形成圆形光斑，面积为$ S_0 $。
2. 往烧杯注水后，光线从空气斜射入水中，发生折射现象：根据光的折射规律，光从空气斜射入水（或其他透明介质）时，折射角小于入射角，折射光线向法线方向偏折，因此折射光线会比原来直线传播的光线更靠近烧杯中心。
3. 随着液面高度$ H $逐渐增加，光线发生折射的界面位置不断上移，折射光线向中心偏折的程度使底部光斑位置更靠近中心，因此烧杯底部的圆形光斑面积$ S $会随着$ H $的增大而逐渐减小，对应选项D。
【答案】
D
【知识点】
光的直线传播、光的折射
【点评】
本题结合注水烧杯的实际情景，考查光的折射规律的应用，关键是理解光斜射入介质时折射光线的偏折方向，进而判断光斑面积的变化趋势，属于光学规律的基础应用题型。
【难度系数】
0.5
首先明确空烧杯时光沿直线传播形成光斑；当向烧杯注水后，光线从空气斜射入水中会发生折射，根据光的折射规律，光从空气斜射入水时，折射角小于入射角，折射光线向法线偏折，这会改变光线到达烧杯底部的位置，从而影响光斑面积。随着液面高度H增加，折射的界面上移，折射光线更靠近中心，据此分析光斑面积随H的变化趋势。
【解析】
1. 空烧杯时，光在同种均匀介质（空气）中沿直线传播，投射到烧杯底部形成圆形光斑，面积为$ S_0 $。
2. 往烧杯注水后，光线从空气斜射入水中，发生折射现象：根据光的折射规律，光从空气斜射入水（或其他透明介质）时，折射角小于入射角，折射光线向法线方向偏折，因此折射光线会比原来直线传播的光线更靠近烧杯中心。
3. 随着液面高度$ H $逐渐增加，光线发生折射的界面位置不断上移，折射光线向中心偏折的程度使底部光斑位置更靠近中心，因此烧杯底部的圆形光斑面积$ S $会随着$ H $的增大而逐渐减小，对应选项D。
【答案】
D
【知识点】
光的直线传播、光的折射
【点评】
本题结合注水烧杯的实际情景，考查光的折射规律的应用，关键是理解光斜射入介质时折射光线的偏折方向，进而判断光斑面积的变化趋势，属于光学规律的基础应用题型。
【难度系数】
0.5
12. 探究光的折射规律实验：在天宫课堂中，航天员王亚平将空气注入水球中，当一束光从空气斜射入水球中时，发生了折射现象。此现象引起了小华的好奇，并对“光的折射现象”进行了探究，得到以下实验数据：（对应目标：814402）
光从空气斜射入水中
图4-4-9
（1）分析数据可知：当光从空气斜射入水中时，折射角
（2）天宫课堂中的水球中央有一个球形气泡，两个球心都在O点，结构如图4-4-9所示。一束光AO₁从空气射入水球，其中O₁与O、O₂与O的连线均为法线，则光从水球进入气泡球时，折射光线可能为
光从空气斜射入水中
图4-4-9
（1）分析数据可知：当光从空气斜射入水中时，折射角
小于
（选填“大于”或“小于”）入射角，且折射角随入射角增大而增大
。（2）天宫课堂中的水球中央有一个球形气泡，两个球心都在O点，结构如图4-4-9所示。一束光AO₁从空气射入水球，其中O₁与O、O₂与O的连线均为法线，则光从水球进入气泡球时，折射光线可能为
①
（选填“①”“②”“③”或“④”）。答案
12. （1）小于 增大 （2）①
解析：（1）分析题表数据可知，当光从空气斜射入水中时，入射角由23°增大到51°，则折射角由15°增大到31.3°，由此可知，折射角随入射角的增大而增大，且折射角小于入射角。
（2）光从水中斜射入空气中，会发生折射，折射角大于入射角，对于球体而言，入射点与球心所在的直线为法线，入射光线和折射光线分别位于法线两侧，由题意知，$OO_2$所在的直线为法线，进入气泡球的折射光线可能为①。
解析：（1）分析题表数据可知，当光从空气斜射入水中时，入射角由23°增大到51°，则折射角由15°增大到31.3°，由此可知，折射角随入射角的增大而增大，且折射角小于入射角。
（2）光从水中斜射入空气中，会发生折射，折射角大于入射角，对于球体而言，入射点与球心所在的直线为法线，入射光线和折射光线分别位于法线两侧，由题意知，$OO_2$所在的直线为法线，进入气泡球的折射光线可能为①。
解析
【分析】
本题考查光的折射规律的应用。第（1）问需结合实验数据，对比光从空气斜射入水中时入射角与折射角的大小关系，以及两者随入射角变化的规律；第（2）问需明确球体的法线为入射点与球心的连线，结合光从水斜射入空气的折射规律，判断折射光线的位置。
【解析】
（1）分析实验数据可知，当光从空气斜射入水中时，入射角增大，折射角也随之增大，且所有入射角对应的折射角均小于入射角，因此折射角小于入射角，且折射角随入射角增大而增大。
（2）光从水斜射入空气时，折射角大于入射角；对于球体，入射点与球心的连线为法线，本题中OO₂所在直线为法线，入射光线AO₁在法线一侧，折射光线应在法线另一侧，且折射角大于入射角，结合图形可知，折射光线为①。
【答案】
（1）小于；增大 （2）①
【知识点】
光的折射规律
【点评】
本题结合天宫课堂的实际情境，将光的折射规律与实验探究、实际应用相结合，既考查了基础规律的分析，又考查了对特殊情况（球体法线）的理解，注重知识的灵活运用。
【难度系数】
0.5
本题考查光的折射规律的应用。第（1）问需结合实验数据，对比光从空气斜射入水中时入射角与折射角的大小关系，以及两者随入射角变化的规律；第（2）问需明确球体的法线为入射点与球心的连线，结合光从水斜射入空气的折射规律，判断折射光线的位置。
【解析】
（1）分析实验数据可知，当光从空气斜射入水中时，入射角增大，折射角也随之增大，且所有入射角对应的折射角均小于入射角，因此折射角小于入射角，且折射角随入射角增大而增大。
（2）光从水斜射入空气时，折射角大于入射角；对于球体，入射点与球心的连线为法线，本题中OO₂所在直线为法线，入射光线AO₁在法线一侧，折射光线应在法线另一侧，且折射角大于入射角，结合图形可知，折射光线为①。
【答案】
（1）小于；增大 （2）①
【知识点】
光的折射规律
【点评】
本题结合天宫课堂的实际情境，将光的折射规律与实验探究、实际应用相结合，既考查了基础规律的分析，又考查了对特殊情况（球体法线）的理解，注重知识的灵活运用。
【难度系数】
0.5
