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D
A
D
A
直线传播


折射

空气

$B_1$

【分析】
首先先确定题干中“潭清疑水浅”对应的光学原理:该现象是光从水中斜射入空气中时发生偏折,人眼逆着折射光线看去,形成的虚像位置比实际水底的位置偏高,本质属于光的折射现象。接下来我们逐个辨析四个选项对应的光学原理,先将常见光现象分为光的直线传播、光的反射、光的折射三类,逐一匹配后就能选出和题干原理一致的选项。
【解析】
1. 先明确题干原理:“潭清疑水浅”的核心是光的折射现象。
2. 逐一分析选项:
A选项:日晷是利用光沿直线传播的特性,通过晷针投射的影子位置来计量时间,属于光的直线传播,不符合题意。
B选项:拱桥在水面的倒影属于平面镜成像,水面相当于平面镜,成像原理是光的反射,不符合题意。
C选项:人能看到地上不发光的书,是书的粗糙表面发生漫反射,将光线反射进入人眼,属于光的反射,不符合题意。
D选项:海市蜃楼是光在密度分布不均匀的大气层中传播时发生折射,最终形成的虚像,属于光的折射现象,和“潭清疑水浅”的原理完全相同,符合题意。
【答案】D
【知识点】
光的折射现象,光的直线传播,光的反射
【点评】
本题结合古典诗词考察基础光现象的辨析,属于光学部分的常规题型,易错点是混淆不同生活场景下光现象的本质,学习时要多积累对应实例,理清三类光现象的核心区别,就能快速完成判断。
【难度系数】
0.7
【分析】
首先梳理解题思路:1. 先明确本题场景是光从水中斜射入空气,回忆对应折射规律:光从水这类光密介质斜射入空气这类光疏介质时,折射角大于入射角,折射光线会远离法线。2. 人在岸上观察水中的光源时,进入人眼的是折射光线,人眼默认光沿直线传播,会逆着折射光线的传播方向反向追溯光源,得到的像不是实际光线会聚而成的,是虚像,且像的位置比实际光源的位置更靠近界面(位置更浅)。3. 对比图中两条直线:直线②是光源S到入射点的实际入射光线路径,直线①更远离法线、更靠近界面,正好是折射光线反向延长线的所在位置,也就是虚像的位置。
【解析】
光从水中斜射入空气中时,折射角大于入射角,折射光线远离法线。人在岸上观察水中的光源S时,人眼会将进入眼中的折射光线默认沿直线反向延伸,所看到的像由折射光线的反向延长线相交形成,属于虚像,且该虚像的位置比实际光源S的位置更靠近界面,对应图中的直线①。因此选项A正确,B选项错误(虚像不在直线②上),C、D选项错误,该成像为虚像不是实像。
【答案】
A
【知识点】
光的折射规律;折射成像特点;虚像判断
【点评】
本题属于光的折射成像的基础题型,核心考察从空气侧观察水中物体的成像规律,易错点是容易误将实际入射光线的路径当成虚像的位置,要牢记:从空气看水中的物体,所成的虚像位置比实际物体的位置更浅、更靠近水面。
【难度系数】
0.7
【分析】
这道题是光现象的辨析题,我们可以按逻辑逐步推导:首先明确实验的对比逻辑,要探究加水前后“看不见”到“又看见”的变化,需要控制唯一变量是杯中的水,所以首先判断人眼位置是否需要固定;接着分析甲图没加水的场景,此时杯内只有空气,用光的直线传播规律解释看不到硬币的原因;再分析乙图加水后的场景,明确光线是从硬币出发,从水进入空气再传入人眼,用光的折射规律判断成像特点和折射的介质方向,最后逐一排查选项选出错误的说法即可。
【解析】
我们逐个对选项进行判断:
1. 选项A:要保证两次观察的差异仅由“是否加水”导致,必须控制人眼的观察位置保持不变,该说法正确。
2. 选项B:加水后硬币反射的光经水面折射后进入人眼,人逆着折射光线反向延长看去,形成的虚像位置比硬币实际位置更高,该说法正确。
3. 选项C:“看不见”硬币时杯内没有水,光在同种均匀的空气中沿直线传播,硬币反射的光线被杯壁遮挡,无法进入人眼,所以看不到硬币,该说法正确。
4. 选项D:“又看见了”的本质是硬币反射的光从水中斜射入空气中时发生折射,并非光从空气斜射入水中发生折射,该说法错误。
题目要求选出错误的说法,因此答案为D。
【答案】
D
【知识点】
光的直线传播,光的折射
【点评】
本题结合生活小实验考查光现象基础知识点,易错点是混淆折射光线的传播方向:人看到水中的物体,光线是从水中的物体出发,穿过水面进入空气再传入人眼,传播路径是水→空气,不少同学会误记为空气→水,平时要注意区分人眼看到物体的本质是物体的光进入人眼。
【难度系数】
0.7
【分析】
我们可以把题目里的两个观察对象拆分来逐个分析:第一步先分析“水中的鸟”,平静的水面相当于平面镜,空中的鸟的光射到水面上发生反射,根据平面镜成像的规律,此时成的是和鸟等大的虚像。第二步再分析“水中的鱼”:鱼本身在水中,它反射的光线从水斜射入空气中时会发生光的折射,人眼逆着折射光线看去,会觉得光线是沿直线传播过来的,看到的是鱼的虚像,位置比鱼的实际位置要偏高。接下来我们就可以结合两个成像的原理和像的性质,逐一判断选项的对错,选出正确答案。
【解析】
1. 分析水中的“鸟”:平静的池面相当于平面镜,空中飞翔的鸟的光在水面发生镜面反射,属于平面镜成像,所成的像是虚像,原理为光的反射。
2. 分析人看到的水中的“鱼”:鱼反射的光从水斜射入空气时发生折射,折射光线远离法线,人眼逆着折射光线观察,形成的是虚像,原理为光的折射。
3. 逐一判断选项:
A选项:鸟和鱼都是虚像,符合上述分析,正确。
B选项:鱼是光的折射形成的,并非光的反射,错误。
C选项:鱼是虚像不是实像,错误。
D选项:鸟是光的反射形成的,并非光的折射,错误。
综上,本题选A。
【答案】A
【知识点】
平面镜成像;光的折射;实像虚像判断
【点评】
本题属于光学基础辨析题,易错点是混淆两类水中成像的原理,不少同学容易误以为看到水中的鱼是实像,解题时只要把水面反射成像、折射观察水中物体这两类常见现象分开梳理,就能快速判断出像的性质和对应的光学原理。
【难度系数】
0.8
【分析】
我们可以逐个对应图中的不同光学现象推导答案:首先图里水鸟身后的黑影是影子,回忆影子的形成逻辑,光在同种均匀介质里沿直线传播,遇到不透明的水鸟时无法绕过,就会在背光侧形成暗的阴影区域,对应第一个空。然后水面下的倒影,水面相当于平面镜,平面镜成像的原理是光的反射,对应第二个空。接下来倒影更暗的原因:光射到水面时,不会全部发生反射,有一部分光会穿过水面进入水中,也就是发生折射,导致参与反射成像的光量变少,所以倒影更暗,对应第三个空。最后分析水鸟看水中食物的过程:食物本身在水里,它反射的光需要先从水里斜射出来,穿过水面进入空气,才能传到水鸟的眼睛里,这个折射过程形成的像不是实际光线会聚得到的,是虚像,就能填完剩下的空。
【解析】
1. 水鸟在滩涂上的黑影是影子,由光的直线传播形成,光被不透明的水鸟遮挡,无法到达背光区域,形成阴影。
2. 水面的倒影属于平面镜成像,本质是光的反射形成的虚像。
3. 光入射到水面时,同时发生反射和折射,部分光折射进入水中,使得反射光的强度降低,因此倒影看起来比实物更暗。
4. 水鸟看到水中的食物,是食物反射的光从水介质中斜射入空气介质,发生折射后进入水鸟的眼睛,逆着折射光线看到的是光的折射形成的虚像。
【答案】
直线传播 反射 折射 水 空气 虚
【知识点】
光的直线传播
光的反射
光的折射
【点评】
本题结合生活化的场景串联了三类基础光现象,重点考察不同光现象的成因区分,易错点是容易颠倒观察水中物体时光的传播方向,要明确人/动物看到物体,是物体反射的光进入观察者的眼睛,而非观察者发出光线射向物体。
【难度系数】
0.8
【分析】
首先我们要明确潜水员在水中看岸边物体的成像原理:岸边物体反射的光线从空气斜射入水中时会发生折射,根据光的折射规律,此时折射角小于入射角,折射光线向法线方向偏折。而人眼的视觉习惯是默认光沿直线传播,潜水员逆着折射光线往回看时,会将折射光线的反向延长线的交点当作物体的位置,这个像的位置会比实际物体的位置更高。对比图中B和B₁的位置,B₁在B的上方,也就是位置更高,同时这个像不是实际光线会聚得到的,属于虚像,由此就能得出答案。
【解析】
1. 成像过程:岸边的真实物体是B,它反射的自然光从空气斜射入水中,在水面处发生折射,折射角小于入射角,折射光线靠近法线后进入潜水员的眼睛。
2. 人眼的视觉感知:潜水员在水中逆着折射光线观察时,会沿着折射光线的反向延长线去判断物体的位置,最终得到的像的位置会比实际物体B的位置偏高,因此位置更高的B₁就是人眼看到的物体的像。
3. 像的性质:该像由折射光线的反向延长线相交形成,并非实际光线会聚得到,无法用光屏承接,因此是虚像。
【答案】
$B_1$;虚
【知识点】
光的折射规律;虚像判断
【点评】
本题是光的折射成像的基础应用题,核心考点是“从水中看岸上的物体,看到的虚像位置比实际物体偏高”的规律,学生容易混淆像和实际物体的位置,只要牢记折射成像中,无论是岸上看水下物体还是水下看岸上物体,看到的虚像位置都比实际物体位置更高,就能快速做出判断。
【难度系数】
0.7
【分析】
我们要明确人眼能看到水中P点的本质:是P点反射的光线从水中斜射入空气中,发生折射后进入人眼,人眼逆着折射光线看去,就刚好沿题图的虚线看到P点。解题的第一步先找折射点:题图里的虚线是我们看到虚像的视线,这条虚线和水面的交点就是光线从水进入空气的折射位置。第二步,连接P点和这个折射点得到入射光线,再把折射点和人眼相连得到折射光线,注意光线的箭头方向要指向人眼,因为光的传播路径是从P出发,经过水面折射后进入人眼。
【解析】
1. 延长题图中人眼的虚线视线,找到它与水面的交点,该点就是光从水斜射入空气的折射点O;
2. 用实线连接P点和折射点O,这就是入射光线,在这条线上标注指向O的箭头,表示光从P点射向水面;
3. 用实线连接折射点O和人眼,这就是折射光线,在这条线上标注指向人眼的箭头,表示光从水面射出进入人眼,此时折射角大于入射角,符合光从水斜射入空气的折射规律,满足人眼刚好沿虚线看到P点的要求。
【答案】

【知识点】
光的折射规律,光学光路作图
【点评】
本题是生活中“加水见硬币”现象的光路作图题,核心易错点是容易搞错光线的传播方向,误将箭头画成从人眼指向水中,要牢记人眼看到物体是物体反射的光进入人眼,同时要准确找到水面上的折射点,保证折射光线刚好沿碗的边缘进入人眼。
【难度系数】
0.6