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A
C
水射向空气
折射
下
折射
虚
2.8
折射
乙
虚
D
【分析】
我们可以分两步梳理解题思路：第一步先明确人看到水中鱼的本质：我们看到的“鱼”并不是真实的鱼，而是鱼反射的光经过水面折射后形成的虚像，这个虚像的位置比实际鱼的位置偏高，因此要叉到真实的鱼，肯定不能对准偏高的虚像，需要往虚像的下方叉。第二步分析手电筒照鱼的逻辑，这里要用到光路可逆的规律：既然鱼的光从水里出来沿某条折射路径进入人眼，反过来我们沿着这条折射光线的反方向，把手电筒的光射向水面，光进入水之后就会沿着原来鱼发出的入射光的路径传播，刚好落到真实的鱼身上，因此不需要往虚像下方照，直接对准看到的“鱼”照射即可，对比两个情况就能选出正确选项。
【解析】
1. 叉鱼的原理分析：水中真实的鱼反射的光线，从水斜射入空气时在水面处发生折射，折射角大于入射角，折射光线远离法线向水面偏折。人眼默认光沿直线传播，逆着折射光线的方向看去，会认为光线来自折射光线反向延长线的交点，这个交点就是鱼的虚像，虚像的位置比真实鱼的位置更高、更靠近水面。因此小明用鱼叉叉鱼时，必须对准看到的“鱼”（虚像）的下方，才能叉到真实的鱼。
2. 照鱼的原理分析：根据光的折射现象中光路可逆的特点，如果小王将手电筒对准看到的鱼的虚像照射，手电筒发出的光从空气斜射入水中时，会沿着之前鱼反射出的折射光线的反方向传播，进入水中后就会沿原入射光线的路径，精准照射到真实的鱼身上，因此小王直接对准看到的“鱼”照射即可，不需要对准“鱼”的下方。
综上可知，小明应叉“鱼”的下方，小王应对准“鱼”照，选项A描述正确。
【答案】A
【知识点】
光的折射规律、光路的可逆性
【点评】
本题是典型的易错题，很多同学会混淆叉鱼和照鱼的逻辑，错误认为照亮鱼也需要对准虚像下方，核心错因是忽略了折射光路的可逆性，解题时要明确：叉鱼是要让实物鱼叉抵达真实鱼的位置，而照鱼是利用光路可逆，沿虚像方向入射的光线会自动偏折落到真实鱼身上，二者的原理差异要注意区分。
【难度系数】
0.6
【分析】
解题时首先要明确核心逻辑：鱼能看到空中的昆虫，本质是昆虫反射的光进入鱼的眼睛，第一步先判断光线的传播方向：光线是从空气（昆虫所在区域）斜射入水中（鱼所在区域），箭头方向必须指向鱼，这样就能直接排除箭头方向从鱼指向空气的A、B选项。接下来回忆光的折射规律：光从空气斜射入水中时，折射角小于入射角，折射光线会向法线偏折。最后结合视觉的特点：鱼默认光沿直线传播，会沿着折射光线的反向延长线判定物体位置，因此看到的虚像位置会比昆虫的实际位置更高，对比剩余选项就能选出正确答案。
【解析】
1. 判定光路方向：鱼看到昆虫，是昆虫反射的光线经过水面折射后进入鱼眼，因此光线传播方向是从空气指向水中的鱼，A、B中光线箭头从鱼指向空气，不符合实际光路，直接排除。
2. 应用折射规律：光从空气斜射入水中时，折射光线向法线偏折，折射角小于入射角。
3. 判定虚像位置：鱼逆着折射光线反向看过去，会认为光沿直线传播，因此看到的昆虫虚像位置比昆虫实际位置偏高。对比C、D，D的虚像位置低于实际昆虫，不符合规律，只有C的光路和成像位置都符合要求。
【答案】
C
【知识点】
光的折射规律，折射成像特点
【点评】
本题的易错点是容易搞反光路传播方向，误选箭头从鱼指向昆虫的选项，同时要牢记：从水中看向空气中的物体，折射形成的虚像位置始终比实际物体的位置偏高，这是折射成像的常见结论。
【难度系数】
0.6
【分析】
首先梳理观察过程中光的传播路径：杯内的“物”字位于水面下方，它反射的光线需要先穿过杯中的水，再射出到空气里最终进入人眼。第一步先判断光的传播方向：光线是从水介质进入空气，也就是光从水射向空气，斜射时传播方向发生偏折，这就是光的折射现象，人眼逆着折射光线看过去，会形成比实际物体位置更高的虚像，所以看起来杯内的“物”比杯外的“理”更高。接下来分析水量减少的情况：当杯内水量变少，水面高度下降，光线在水面的入射位置下移，折射光线的偏折程度变小，对应的虚像位置就会向下移动。
【解析】
1. 人看到杯内的“物”字，是“物”反射的光从水中斜射入空气中，即光从水射向空气，传播方向发生偏折，属于光的折射现象，此时人眼逆着折射光线观察，得到的虚像位置高于物体实际位置，因此出现“物”比杯外“理”更高的现象。
2. 若减少杯内的水量，液面高度降低，光线在水面的入射点下移，折射光线的偏折幅度减小，观察到的“物”的虚像会向下移动。
【答案】
水射向空气 折射 下
【知识点】
光的折射，折射成像规律
【点评】
本题结合趣味小实验考查光的折射的基础应用，核心是理清光的传播路径，区分两种介质的先后顺序，再结合液面变化推导像的移动方向，部分同学容易误判光的传播方向，或是对虚像随液面的移动规律理解不到位而出错。
【难度系数】
0.6
【分析】
我们可以分三步梳理解题思路：第一，先区分图中两条虚线OB和CO的成像成因，水面同时可以作为反射面和两种介质的分界面；第二，回忆光的折射成像的特点，水下物体的光线从水射入空气发生折射，人眼逆着折射光线看到的是虚像，对应图中的CO；第三，水面相当于平面镜，根据平面镜成像物距等于像距的特点，已知A点到水面的距离，就可以算出A的像B到水面的距离，进而得到AB的总长度。
【解析】
1. 水中的竹篙部分反射的光线从水斜射入空气时，在水面处发生折射，人眼逆着折射光线的传播方向观察，会看到位置比实际竹篙更偏上的虚像，因此CO是由光的折射形成的虚像。
2. 水面等效为平面镜，根据平面镜成像规律，像与物体到镜面的距离相等，已知A点距水面的高度为1.4m，那么A点对应的像点B到水面的距离也为1.4m，因此AB两点间的距离为1.4m + 1.4m = 2.8m。
【答案】
折射；虚；2.8
【知识点】
光的折射，平面镜成像特点
【点评】
本题结合西湖撑竹篙的生活场景命题，同时考查了光的折射和平面镜成像两个基础知识点，核心是区分水面的反射成像和水下部分的折射成像的不同成因，结合平面镜等距成像的规律即可完成计算，属于光学的基础应用型题目。
【难度系数】
0.7
【分析】
我们可以按照以下思路逐步推导：首先回忆光的传播规律，地球外围的大气层是不均匀的，越靠近地面空气密度越大，光在不均匀的介质中传播时不会沿直线前进，会发生偏折，也就是光的折射现象。其次，人眼的视觉习惯是默认进入眼睛的光线是沿直线传播的，因此会逆着折射光线的方向反向延长，得到太阳的像，这个像的位置会比太阳的实际位置更高，也就是图中地平线以上的甲位置是我们看到的落日的像，那么太阳的实际位置就处在地平线的下方，对应图中的乙。最后判断像的性质：这个像不是实际光线直接会聚形成的，是光线反向延长线交汇得到的，因此是虚像。
【解析】
1. 太阳光从太空斜射入密度不均匀的地球大气层时，传播方向发生偏折，该现象为光的折射，诗人观察到的落日正是光经过大气层折射后形成的像。
2. 光发生折射时，折射光线向地面偏折，人逆着折射光线看去，会认为光沿直线传播，因此看到的太阳的虚像位置比太阳实际位置偏高，所以太阳的实际位置在地平线以下，对应图中的乙位置。
3. 该像不是实际光线会聚而成，是由折射光线的反向延长线相交形成的，因此属于虚像。
【答案】
折射 乙 虚
【知识点】
光的折射，虚像的形成，大气对光的折射
【点评】
本题结合经典古诗词创设生活化情境，考察光的折射现象的实际应用，易错点是容易混淆太阳实际位置和看到的像的位置，需要明确：我们在日落时看到的太阳，其实是太阳还在地平线以下时，通过大气折射提前形成的虚像，像的位置高于实际太阳的位置。
【难度系数】
0.7
【分析】
要画出水下E处潜水员看到小鸟S的光路，首先明确原理：潜水员看到空中的小鸟，是小鸟反射的光从空气斜射入水中发生折射后进入人眼，人眼逆着折射光线看去，会形成比实际位置偏高的虚像S'。解题的核心思路是利用虚像的位置确定入射点：第一步，连接潜水员位置E和虚像S'，这条线和水面的交点就是光从空气进入水的入射点O；第二步，连接实际小鸟S和入射点O，得到入射光线；第三步，连接入射点O和E得到折射光线，同时标注正确的光线方向，注意折射时光从空气进入水，折射角小于入射角，且S'到O之间水面上方的部分是折射光线的反向延长线，需要画虚线。
【解析】
1. 确定入射点：用虚线连接E点和S'点，该线与空气和水的分界面（水面）交于点O，O即为光线的入射点。
2. 绘制入射光线：用实线连接实际小鸟S和入射点O，在线段上标注指向O的箭头，表示光从S射向水面的入射点。
3. 绘制折射光线：用实线连接入射点O和水下的E点，在线段上标注指向E的箭头，表示光从水面折射后进入水中，射向潜水员的眼睛。
4. 验证规律：此时折射角小于入射角，符合光从空气斜射入水中的折射规律，作图完成。
【答案】

【知识点】
光的折射作图，折射规律，虚像成因
【点评】
本题属于光的折射的基础作图题，易错点集中在三个地方：一是误将光线箭头方向画反，认为光从人眼射向小鸟；二是直接连接S和E忽略折射规律；三是忘记将虚像S'到入射点的非实际光线部分画为虚线。本题通过给出虚像点的方式降低了确定入射点的难度，核心考察学生对人眼看到折射虚像的光路逻辑的理解。
【难度系数】
0.6
【分析】
我们分两种注水场景逐步推导：第一步先分析水面上升到a位置的情况：此时水面高度低于无水时的亮斑S，射灯发出的光线从水中斜射入空气，在水面处发生折射，根据光的折射规律，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，折射光线向水面偏折，对比无水时光沿直线传播到S的路径，此时折射光线落在池壁的位置会比S更低。第二步分析水面上升到b位置的情况：此时水面高度高于S点，射灯发出的光线全程在水中沿直线传播，先射到池壁发生反射，反射后的光线再从水面斜射出进入人眼，人逆着折射光线的反向延长线看到的是亮斑的虚像，折射形成的虚像位置会比实际亮斑S的位置更高，最终即可判断P、Q和S的位置关系选出答案。
【解析】
我们分两种情况结合光学规律分析：
1. 当水面上升至a位置时：
水面高度低于S点，射灯射出的光线从水中斜射入空气，根据光的折射定律，折射角大于入射角，折射光线远离法线、向水面方向偏折，最终射到右侧池壁的亮斑P的位置，位于无水时亮斑S点的下方。
2. 当水面上升至b位置时：
水面高度高于S点，射灯射出的光线全程在水中传播，沿直线直接射到池壁的S点附近，发生反射后，反射光线从水中斜向上射出水面进入空气，再次发生折射，折射角大于入射角，折射光线远离法线。池旁的人接收到折射光线后，会沿折射光线的反向延长线判断光源位置，因此看到的亮斑虚像Q的位置，会比实际池壁上的真实亮斑S的位置更高，即Q点在S点的上方。
综上可得：P点在S点的下方，Q点在S点的上方。
【答案】
D

【知识点】
光的折射规律，光的直线传播，光的反射
【点评】
本题是光学的经典易错题，很多同学容易忽略水面升至b位置时，人看到亮斑的本质是池壁上的亮斑反射的光经水面折射后形成的虚像，错误认为Q点和S点重合。解题时通过分场景作图，结合对应的光学规律逐一推导，就能清晰得到亮斑的位置关系。
【难度系数】
0.5
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