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38

D
B
B
【分析】
解题时要结合光的反射定律和折射规律逐步推导:
1. 首先区分法线和界面:根据反射定律,反射角等于入射角,观察图中两条垂直的虚线PQ、MN,可算出AO与MN的夹角为90°-30°=60°,CO与MN的夹角也为90°-30°=60°,这两个相等的角就是入射角和反射角,因此MN是法线,和法线垂直的PQ就是空气和水的分界面。
2. 确定折射角:折射角是折射光线与法线的夹角,直接读取OB和法线MN的夹角数值即可。
3. 判断空气的位置:根据光的折射规律,光从空气斜射入其他介质时折射角小于入射角,对比入射角和折射角的大小,就能确定空气所在的一侧。
【解析】
1. 由图可知∠AOQ=30°,∠COP=30°,因此AO、CO与竖直线MN的夹角均为90°-30°=60°,两角大小相等,符合反射角等于入射角的规律,因此MN为法线,水平虚线PQ为空气和水的分界面。
2. 折射角是折射光线与法线的夹角,折射光线OB与法线MN的夹角标注为38°,因此折射角为38°。
3. 此时入射角为60°,折射角38°小于入射角,说明光从空气斜射入水中,因此入射光线、反射光线所在的界面PQ的上侧是空气。
【答案】
38;上
【知识点】
光的反射定律;光的折射规律
【点评】
本题属于光学基础题型,易错点是误将水平虚线PQ当成法线导致角度计算错误,解题的核心突破口就是先找到两个相等的反射、入射相关角,以此确定法线,再结合折射规律判断介质分布,巩固了光的反射和折射的核心概念。
【难度系数】
0.7
【分析】
首先第一步先判断题干现象的光学本质:插入水中的铅笔“弯折”,是光从水斜射入空气时传播方向发生偏折,人眼逆着折射光线看到的虚像位置比铅笔实际位置偏高,属于光的折射现象。接下来我们只需要逐个辨析每个选项对应的光学原理,区分光的直线传播、光的反射、光的折射三类典型现象,就能筛选出和题干原理一致的选项。
【解析】
1. 先明确题干原理:插入水中的铅笔“弯折”属于光的折射现象。
2. 逐一分析选项:
A选项:日食是月球运行到太阳和地球之间,遮挡了太阳射向地球的光线,属于光的直线传播现象,不符合题意;
B选项:水中倒影是水面相当于平面镜,物体通过水面形成的虚像,属于光的反射现象,不符合题意;
C选项:树影中的光斑是小孔成像现象,是光沿直线传播形成的太阳的实像,属于光的直线传播现象,不符合题意;
D选项:海市蜃楼是空气密度分布不均匀时,光在不均匀介质中传播发生偏折形成的虚像,属于光的折射现象,和题干原理完全一致,符合题意。
综上答案选D。
【答案】
D
【知识点】
光的折射;光的直线传播;光的反射
【点评】
本题是光学模块的基础辨析题,核心考查学生对生活中常见光学现象的归类能力,只要熟记三类光学现象的典型实例就能轻松作答,是中考光学部分的高频基础考点,需要注意不要混淆倒影、小孔成像、弯折类现象的原理。
【难度系数】
0.8
【分析】
我们可以把这束光的传播过程拆分为两段分步思考:第一步,光从空气垂直入射到三棱镜的左侧界面,回忆光的折射规律,当光线垂直入射两种介质的分界面时,入射角为0°,光的传播方向不会发生偏折,因此光线会沿直线直接进入三棱镜内部。第二步,进入三棱镜的光线会斜射到三棱镜的第二个出射界面,此时光线是从光密介质(玻璃)斜射入光疏介质(空气),我们先在出射点作出该界面的法线,根据折射规律,光从玻璃斜射入空气时折射角大于入射角,折射光线会远离法线,最终向三棱镜的底边方向偏折,按这个逻辑就可以画出完整光路。
【解析】
1. 绘制第一段光路:由于入射光线垂直于三棱镜的左侧入射面,垂直入射时光的传播方向不变,沿入射光线的方向直接在三棱镜内部画出直线传播的光线。
2. 绘制第二段光路:找到三棱镜内部光线到达第二个侧面的出射点,过该点作出垂直于这个侧面的法线;根据光从玻璃斜射入空气时折射角大于入射角的规律,画出远离法线的折射光线,使最终出射光线向三棱镜的底边方向偏折,完成全部光路。
【答案】

【知识点】
光的折射规律;垂直入射折射特性
【点评】
本题是光学基础作图题,核心考查光经过三棱镜的折射光路特点,易错点是容易误将第一次垂直入射的光线画成发生偏折,或是第二次出射时将折射光线的偏折方向画反,牢记光垂直界面入射时传播方向不变、光通过三棱镜整体向底边偏折的规律即可顺利完成作图。
【难度系数】
0.7
【分析】
我们首先明确透镜的判断核心规则:凸透镜的特征是中间厚、边缘薄,对光线有会聚作用;凹透镜的特征是中间薄、边缘厚,对光线有发散作用。接下来逐个分析三部分的形状:先看①部分,整体结构中间厚、边缘薄,属于凸透镜,对光有会聚作用;再看③部分,同样满足中间厚、边缘薄的特征,也属于凸透镜,对光有会聚作用;最后看②部分,它的结构是中间薄、边缘厚,属于凹透镜,对光有发散作用。之后对照选项逐一排除错误选项,即可得到正确答案。
【解析】
根据透镜的分类标准逐一分析三个部分的属性:
1. 部分①:中间厚度大于边缘厚度,属于凸透镜,对光线有会聚作用;
2. 部分②:中间厚度小于边缘厚度,属于凹透镜,对光线有发散作用;
3. 部分③:中间厚度大于边缘厚度,属于凸透镜,对光线有会聚作用。
对选项逐一判断:
选项A:②是凹透镜,并非凸透镜,A错误;
选项B:①和③都是凸透镜,对光都具有会聚作用,B正确;
选项C:③是凸透镜,对光有会聚作用,不具备发散作用,C错误;
选项D:①和③都对光有会聚作用,并非只有①有会聚作用,D错误。
综上,本题选B。
【答案】
B
【知识点】
透镜分类辨别,透镜对光的作用
【点评】
本题的易错点是容易误判②的透镜类型,很多同学会误以为表面带凸面的透镜就是凸透镜,实际上判断透镜类型的核心是对比透镜中间和边缘的厚度,而非曲面的朝向,抓住这个核心就能快速区分三个部分的光学性质。
【难度系数】
0.7
【分析】
我们首先明确已知条件:点光源S到凸透镜的距离为d,初始光屏到凸透镜的距离也为d,将光屏向透镜小幅靠近时,光斑面积减小。我们可以分两类情况逐一验证:
1. 第一种情况:若点光源经凸透镜折射后,在透镜和初始光屏之间会聚成实像。此时折射光线先会聚到实像点,再继续向外发散投射到初始光屏上。当光屏向透镜移动、逐渐靠近实像点的过程中,投射到光屏上的光斑面积会不断减小,直到光屏到达实像点时光斑缩为一个点。根据凸透镜成像规律,当物距u=d>2f时,像距满足f<v<2f,显然v<2f<d,完全符合上述条件,该情况成立。
2. 第二种情况:若点光源的物距u=d<f,此时凸透镜折射光线的反向延长线形成虚像,折射光线从透镜出射后持续向外发散。此时光屏距离透镜越近,发散光线的横截面积就越小,也就是光斑面积越小,完全符合题目描述的现象,该情况也成立。
综合两种情况,d既可能大于2f,也可能小于f,对应正确选项。
【解析】
已知点光源S的物距u=d,初始光屏距透镜距离为d,光屏靠近透镜时光斑减小,分两种情况推导:
① 当d>2f时:根据凸透镜成像规律,此时像距f<v<2f,实像点位于透镜右侧、距离透镜小于2f的位置,也就是实像点在透镜和初始光屏之间。折射光线会聚到实像点后继续发散,光屏向透镜移动时,逐渐靠近实像点,光斑面积不断减小,符合题意。
② 当d<f时:此时点光源经凸透镜成正立放大的虚像,折射光线从透镜出射后向外发散,光屏距离透镜越近,光斑的横截面积越小,光屏靠近透镜时光斑面积减小,也符合题意。
因此d可能大于2f,也可能小于f,选项B正确。
【答案】B
【知识点】凸透镜成像规律
【点评】本题属于易漏解题型,多数同学容易只考虑实像落在透镜和光屏之间的场景,忽略物距小于焦距时折射光线发散、光屏靠近透镜光斑也会变小的情况,通过分类讨论可以覆盖所有符合条件的场景,避免错选。
【难度系数】0.4
【分析】
我们可以分两步来梳理思路:首先先识别图中两个透镜,左侧是凸透镜,右侧是凹透镜,再分别对应两类透镜的特殊光线规律来补全光路。先看左侧凸透镜:第一条给出的入射光线是从凸透镜左焦点F射向镜面的,回忆凸透镜的光路规律,过焦点的入射光线经凸透镜折射后会平行于主光轴射出;第二条给出的光线经过凸透镜的光心O,过光心的光线传播方向始终不变,补全对应的入射段即可。再看右侧凹透镜:第一条给出的入射光线是平行于主光轴射向凹透镜的,凹透镜对平行于主光轴的入射光线有发散作用,折射光线的反向延长线会经过凹透镜的左侧焦点;第二条给出的入射光线射向凹透镜的光心O,过凹透镜光心的光线传播方向也不改变,直接沿直线补全出射段即可。
【解析】
1. 左侧凸透镜光路补全:
① 从左焦点F出发射向凸透镜镜面的入射光线,根据凸透镜光路特性,折射后沿平行于主光轴的方向水平向右射出,画出该折射光线并标注向右的箭头。
② 经过凸透镜光心O的光线,传播方向不改变,在透镜左侧沿光线的现有反向延长,补全指向O点的入射光线,保证整条光线是一条无偏折的直线。
2. 右侧凹透镜光路补全:
① 平行于主光轴向右入射到凹透镜镜面的光线,经凹透镜发散后,折射光线的反向延长线过凹透镜左侧的焦点F,画出向外偏折的折射光线,用虚线将折射光线反向延长至左侧F点,折射光线标注向右的箭头。
② 射向凹透镜光心O的入射光线,传播方向不改变,在透镜右侧沿现有光线的方向延长,补全出射光线,保证整条光线是一条无偏折的直线。
【答案】

【知识点】
凸透镜特殊光路
凹透镜特殊光路
【点评】
本题是透镜光路作图的基础题型,核心考察对两类透镜特殊光线规律的记忆和应用,作图时要注意区分实线和虚线:实际光线用实线加箭头表示传播方向,反向延长线需要用虚线绘制,避免出现作图不规范的失分点。
【难度系数】
0.8