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中考物理一轮复习单元复习讲练考专题12 光现象 单元核心素养考试达标试卷（含解析）
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这是一份中考物理一轮复习单元复习讲练考专题12 光现象 单元核心素养考试达标试卷（含解析），共18页。试卷主要包含了选择题，填空题，作图题，实验探究题，综合素养题等内容，欢迎下载使用。
（答题时间90分钟，试卷满分100分）
一、选择题（本大题有10道小题，每小题3分，共计30分）
1. （2022深圳）下列说法错误的是（ ）
A. 月亮是光源B. 灯光秀的光----光的直线传播
C. 桥的倒影----光的反射D. 彩虹------光的色散
【答案】A
【解析】A．自身能发光的物体叫做光源，月亮本身不发光，在夜晚能看见月亮，那是因为月亮是反射太阳的光，故A错误；
B．我们能看到灯光秀的光是由于光的直线播，故B正确；
C．桥的倒影属于平面镜成像，是光的反射现象，故C正确；
D．雨后，空气中有大量小水滴，太阳光经些水滴折射后可分解成七种色光，这就是光色散现象，故D正确。故选A。
2. （2022湖南湘潭）下列现象能说明光沿直线传播的是（ ）
A. 空中彩虹 B. 水中倒影 C. 墙上手影 D. 杯中铅笔
【答案】C
【解析】A．雨过天晴时，常在天空出现彩虹，这是太阳光透过悬浮在空气中细小水珠折射而成的，白光经水珠折射以后，分成各种彩色光，这种现象叫做光的色散现象，所以说雨后的天空出现彩虹是由光的折射形成的，故A不符合题意；
B．水中倒影是由于光的反射现象形成的平面镜成像，故B不符合题意；
C．墙上手影是由于光沿直线传播形成的，故C符合题意；
D．从水中铅笔上反射的光从水中斜射入空气中时，发生折射，折射光线远离法线，当人逆着折射光线的方向看时，看到的是铅笔的虚像，比实际位置偏高，所以感觉折断了，故D不符合题意。故选C。
3. （2022湖南郴州）下列属于光的反射现象的是（ ）
A. 旗杆在太阳下的影子B. 雨后的彩虹
C. 海市蜃楼D. 水塘边树的倒影
【答案】D
【解析】A．影子是由于光的直线传播产生的，旗杆挡住了射向地面的太阳光，在地面上形成的光照射不到的区域，故A不符合题意；
B．彩虹是光的色散现象，太阳光通过雨后天空中的小水滴分解成各种色光形成了彩虹，故B不符合题意；
C．海市蜃楼是光的折射现象，沙漠或者海面上空的空气由于不同高度的温度不同导致了空气的密度不同，光在不均匀的空气中传播方向发生了偏折，故C不符合题意；
D．水中倒影是平面镜成像（光反射现象），水面相当于镜面，水中的倒影是水塘边的树通过水面形成的像，故D符合题意。故选D。
4. （2022齐齐哈尔）下列属于光的反射现象的是（ ）
A.激光引导掘进方向 B.碗中筷子“折断” C.墙上的手影 D.物体在水面上的倒影
【答案】D
【解析】A．激光引导掘进方向，这是光在同种均匀，透明介质中沿着直线传播，故A不符合题意；
B．碗中筷子“折断”是光的折射现象，所以看到筷子像折了一样，故B不符合题意；
C．墙上的手影，这是光在同种均匀，透明介质中沿着直线传播，故C不符合题意；
D．光传播在光滑的介质表面将会发生反射现象，物体在水面上的倒影是由于光的反射，故D符合题意。
故选D。
5. （2022湖南益阳）如图所示，人站在竖直放置的平面镜前，下列判断正确的是（ ）
A. 人靠近平面镜时，他的像变大
B. 人与平面镜的距离增大时，他与像的距离变小
C. 平面镜垂直纸面向里移动，他的像位置不变
D. 平面镜的上端向人倾斜，他的像位置不变
【答案】C
【解析】A．平面镜所成的像，像与物大小相等。当人靠近平面镜时，人的大小不变，像的大小也不变。故A错误；
B．平面镜所成的像，像与物到平面镜的距离相等。当人与平面镜的距离增大时，像与平面镜的距离也增大，所以他与像的距离变大，故B错误；
C．当平面镜垂直纸面向里移动时，因为像与物关于平面镜对称，人的位置没有发生改变，所以他的像位置不变，故C正确；
D．平面镜的上端向人倾斜，人与平面镜的距离发生了改变，因为像与物关于平面镜对称，所以他的像位置发生了改变，故D错误。故选C。
6. （2022江苏徐州）人在岸上透过池水看池塘底部，下列光路图正确的是（ ）
A. B. C D.
【答案】D
【解析】人在岸上透过池水看池塘底部，是池塘底部发出的光线从水中射入空气中时，在水面上发生折射，折射角大于入射角，折射光线远离法线，故ABC错误，D正确。故选D。
7. （2022福建）如图的光现象中，由于光的折射形成的是（ ）
A.屏上的皮影 B.水中的倒影 C.水里的“折筷” D.镜中的花瓶
【答案】C
【解析】A．屏上的皮影，是由光在同种均匀介质中沿直线传播形成的，故A不符合题意；
B．平静的水面相当于平面镜，桥在水中形成“倒影”是平面镜成像，平面镜成像是光的反射现象，故B不符合题意；
C．根据光的折射规律可知，当光从水中斜射入空气中时，折射角大于入射角，折射光线向远离法线的方向偏折，出现了插入水中的筷子向上弯折的现象，故C符合题意；
D．花瓶在平面镜中的像属于光的反射现象。故D不符合题意。故选C。
8. （2021河北）下列光现象与物理知识对应正确的是（ ）
A. 在平静的湖面看到蓝天白云——光的直线传播
B. 游泳池注水后看上去好像变浅了——光的反射
C. 日出时，看到在地平线以下的太阳——光的折射
D. 阳光透过树叶间的缝隙射到地面上，形成圆形光斑——光的反射
【答案】C
【解析】A．在平静的湖面看到蓝天白云是光的反射现象，故A错误；
B．游泳池注水后看上去好像变浅了是光的折射现象，故B错误；
C．日出时，看到在地平线以下的太阳是光的折射现象，故C正确；
D．阳光透过树叶间的缝隙射到地面上，形成圆形光斑是光的直线传播现象，故D错误。
9．（2021内蒙古通辽）下列现象中与“杯弓蛇影”原理相同的是（ ）
A．露珠下的“叶脉”B．水中“倒影”C．空中“彩虹” D．日环食
【答案】B
【解析】（1）光在同种、均匀介质中沿直线传播，日食、月食、影子、小孔成像都是光的直线传播形成的；
（2）光从一种介质斜射入另一种介质，或在不均匀的介质中，传播方向发生变化，属于光的折射，水中的筷子看起来变弯、凸透镜成像等都是光的折射形成的；
（3）光射到物体表面又被反回的现象叫光的反射，与平面镜有关的都是光的反射。
杯弓蛇影指的是弓在酒中成的虚像，也就是平面镜成像，是由光的反射形成的；
A、露珠下的“叶脉”被放大是由于光的折射形成的，故A错误；
B、水中“倒影”属于平面镜成像，是由于光的反射形成的，故B正确；
C、雨过天晴时，常在天空出现彩虹，这是太阳光通过悬浮在空气中细小的水珠折射而成的，白光经水珠折射以后，分成各种彩色光，这种现象叫做光的色散现象，所以说雨后的天空出现彩虹是由光的色散形成的，故C错误；
D、日环食是由光的直线传播形成的，故D错误。
10.（2021黑牡鸡朝鲜族）如图所示，一束激光AO由空气斜射入玻璃砖，折射后从另一侧面射出，其出射点可能是图中的（ ）
A. M点B. N点
C. P点D. Q点
【答案】B
【解析】光线从O点斜射入玻璃中发生折射现象，折射光线向靠近法线方向偏折，折射角小于入射角，如图所示：
所以从玻璃砖再射出，射出点可能是图中的N点．故选B．
二、填空题（每空1分，共计24分）
1. （2022梧州）早在公元前4世纪，墨家就做过小孔成像的实验，该实验的原理是光的 ___________，像是 ___________（选填“倒立”或“正立”）的。
【答案】 直线传播 倒立
【解析】我国著名思想家墨子和他的学生用“小孔成像”实验，解释了光是沿直线传播的。小孔成像所成的像是由实际光线会聚成的，是倒立的实像。
2. （2022黑龙江龙东）编钟是我国古代的一种乐器，它是广大劳动人民智慧的结晶。演奏时轻敲或重敲同一位置，所发出声音的__________（选填“音调”、“响度”或“音色”）不同；亲临现场时，我们能从不同角度看见编钟，是因为光在其表面发生__________。
【答案】 响度 漫反射
【解析】响度大小与振幅有关，演奏时轻敲或重敲同一位置，物体振动的幅度不同，发出声音的响度不同。编钟表面粗糙，光在其表面发生漫反射，反射光向四面八方反射，人们能从不同角度看见编钟。
3. （2022江苏徐州）如图所示，船员通过船舱驾驶台上的窗户观察前方航道的情况。窗户玻璃不是竖直的，而是向前倾斜。请从光学角度分析这样设计的目的：____________。
【答案】见解析
【解析】根据平面镜成像特点可知，物体在平面镜中成像时，物像连线与镜面垂直，物像到平面镜距离相等。窗户玻璃向前倾斜，船内物体的像落在船的斜下方，不会影响驾驶员的视线。
4. （2022苏州）用图甲中的器材探究平面镜成像的特点时，发现不便得到像和物左右之间的关系。为解决这一问题，应选用图乙中的___________ （a/b/c）棋子进行实验，分析可得像与物关于镜面___________。
【答案】 a 对称
【解析】图乙中，a物体左右不对称，b、c物体左右对称，用对称的b、c物体研究平面镜成像时，不容易识别像和物体的左右之间的关系，因此应选a物体探究平面镜成像的特点。
由平面镜成像的特点可知：像与物体的大小相同、像与物体的连线与镜面垂直、像与物体到平面镜的距离相等。即平面镜成像时，像与物体关于镜面对称。
5. （2022吉林省）身高1.6m的小明站在竖直摆放的平面镜前1m处，他的像距离平面镜______m；如果他远离平面镜，他的像的大小将______。
【答案】 1 不变
【解析】平面镜成像时，像到平面镜的距离等于物体到平面镜的距离，故小明站在竖直摆放的平面镜前1m处，他的像距离平面镜也为1m。
平面镜成像时像与物体的大小相等，小明身高1.6m，则小明的像的高度也等于1.6m，故小明远离平面镜时他的像的大小不变。
6. （2022江苏泰州）孤艳阳下的天德湖畔树影婆娑，水中的鹅卵石清晰可见，湖面上的小鸟上下翻飞，景色美不胜收！其中地面上的树影是由光的_______形成的，游人看到水中的鹅卵石是光的______形成的，小鸟从水面飞上树梢，它在水中所成的像到水面距离的大小变化情况是_______。
【答案】 直线传播 折射 变大
【解析】地面上的树影是光照射到不透明的物体，光照射不到的地方形成的黑暗区域，故是光的直线传播形成的。
水中的鹅卵石反射的光线由水中斜射入空气中时，在水面处发生折射，人眼逆着折射光线看过去，就看到了鹅卵石的像，故人看到鹅卵石是光的折射形成的。
小鸟在水中所成的像属于平面镜成像，像和物体到水面的距离相等，小鸟从水面飞上树梢，物距增大，故像到水面的距离增大。
7. （2022广西百色）光的世界变幻莫测，奥秘无穷。雨后天空出现七色彩虹，这是光的__________现象，其中红、__________、蓝三种颜色的光被称为光的“三基色”。
【答案】 色散 绿
【解析】太阳光是复色光，通过三棱镜后由于各种色光的折射率不同，会发生色散现象。
自然界中的各种色光都可以由红绿蓝按一定的比例组成，故红、绿、蓝被称为光的“三基色”。
8.（2021哈尔滨）如图所示，桥在水中形成的“倒影”是______（选填“虚”或“实”）像，这个像是光的_______（选填“反射”或“折射”）形成的。
【答案】 虚 反射
【解析】水面起到了平面镜的作用，桥在水中形成的“倒影”是桥经过水面所成的像，属于平面镜成像，是虚像，这个像是光的反射形成的。
9．（2021四川绵阳）如图所示，装有水的长方体水槽水平放置，固定在左壁上的激光笔发出的一束红光射到水面上的O点，红光与水面夹角是45°，反射光射到右壁上的A点，折射光射到右壁上的B点，则A点到水面的距离 （选填“大于”“小于”或“等于”）B点到水面的距离；往水槽内注水，水面上升2cm，此时反射光射到右壁上的C点，则A、C之间的距离是 cm。（点A、B、C未在图中标出）
【答案】小于；4。
【解析】（1）当光从空气斜射入水中时，入射角大于折射角；
（2）根据反射定律、折射定律画出光路图，根据数学几何知识即可解题。
如图所示：
，
光空气斜射入水中，折射光线偏向法线，因此A到水面的距离小于B到水面的距离；由几何知识可知AODC是一个平行四边形，因此AC＝OD，三角形ODE是一个等腰直角三角形，OD是水面上升高度的两倍，AC＝OD，所以AC的距离为4cm。
10.小芳同学站在穿衣镜前lm处，镜中的像与她相距_____m．当她远离穿衣镜时，像的大小_____（选填“变大”“变小”或“不变”）．
【答案】 (1)2 (2) 不变
【解析】（1）由平面镜成像特点知道，像和物距离平面镜的距离是相等的，所以，当小华距平面镜的距离是1m时，像与他之间的距离是：1m×2＝2m；
（2）平面镜所成的像与物体是等大的，当人远离平面镜时，视觉上感觉像在变小，但实际上像的大小并没有变．所以，若他远离平面镜后退1m，他在平面镜中像的大小不变．
11.小明探究“光的折射规律”时，做了两个实验，如图所示。对比两图，你有什么发现？_________。根据这两幅图，请你提出一个有探究价值的问题：_________。
【答案】在入射角相同时，不同介质中的折射角不同；影响折射角大小的因素是什么？
【解析】 如图，入射角都是60°，甲图中介质是水，乙图中介质是玻璃，介质不同，折射角不同，可以得到结论是：在入射角相同时，不同介质中的折射角不同；那么为什么介质不同，折射角不同呢？影响折射角大小的因素是什么？ （说明：意思正确就给分。）
12. 如图所示是一款自带投影功能的手机，我们看到的彩色投影画面是由红、______、蓝三种色光混合而成。充电宝给手机充电时，充电宝相当于电路中的______（填“电源”或“用电器”）。
【答案】 绿 电源
【解析】彩色投影画面的颜色是由红、绿、蓝三种色光合成的。
充电宝给手机充电时，充电宝提供电能，相当于简单电路中的电源。
三、作图题（每小题3分，共计15分）
1. （2022海南）请在图中画出入射光线相应的反射光线。
【答案】
【解析】在做光的反射图像时，反射角等于入射角，故如图所示。
2. （2022湖北孝感）有时，黑板反射的光会“晃”着一些同学的眼睛。如图所示，A点表示被“晃”人的眼睛，OA是发生这种现象时的一条反射光线。请在图中作出OA的入射光线。
【答案】如图所示。
【解析】过入射点O作反射面的垂线即法线，过O点作入射光线，使入射光线与法线的夹角等于反射光线与法线的夹角。
3. （2022梧州）如图，小玲利用一块平面镜，将正午时分直射的太阳光引入一根水平管道内，请在图中画出平面镜的位置。
【答案】如图所示。
【解析】将正午时分直射的太阳光引入一根水平管道，可知入射光线向下、反射光线水平向左，根据光的反射定律可知，法线垂直于平面镜，根据图中法线的位置，过入射点作法线的垂线得到平面镜的位置，如图所示。
4. （2022湖南怀化）如图所示，请在图中画出光线AO从空气斜射向水中时反射光线和折射光线的大致位置。
【答案】
【解析】原图中的虚线为法线，法线与水和空气的界面垂直，根据反射角等于入射角画出反射光线OB，即 SKIPIF 1 < 0 ；根据光从空气斜射入水中时折射角小于入射角画出折射光线OC，即 SKIPIF 1 < 0 ，如图。
5. （2021贵州黔东南州）如图所示，A、B是镜前一点光源S发出的光线，经平面镜MN反射后的两条反射光线，请在图中画出点光源S的位置。
【答案】如图所示。
【解析】根据光的反射定律，做两条光线的反向延长线，交点即为点光源S的像点 SKIPIF 1 < 0 ，再根据平面镜成像特点，像和物关于镜面对称，做出像点关于镜面的对称点S，即为点光源S.
四、实验探究题（本道大题有4个小题，共计21分）
1. （4分）（2022湖南长沙）为了探究光反射时的规律，小丽把一个平面镜放在水平桌面上，再把一张可以绕ON翻折的纸板ABCD竖直地立在平面镜上，纸板上的直线ON垂直于镜面。她将一束光贴着纸板沿EO方向射向O点，在纸板上用笔描出入射光EO和反射光OF的径迹。
（1）如图甲所示，反射角的大小为___________°；
（2）实验过程中，进行下列哪项操作后，在纸板上仍可以看到反射光？___________
A.如图乙所示，将纸板的右半部分向后翻折
B.如图丙所示，将纸板与入射光束一起以ON为轴旋转
C.如图丁所示，将纸板与入射光束一起以CD为轴向后倾倒
【答案】 （1）50 （2）C
【解析】（1）反射光线与法线的夹角反射角，如图甲所示，反射角的大小为50°。
（2）将纸板与入射光束一起以CD为轴向后倾倒，纸板ABCD和法线仍在同一平面上，因反射光线、入射光线和法线在同一平面内，故实验过程中，将纸板与入射光束一起以CD为轴向后倾倒，在纸板上仍可以看到反射光，故AB不符合题意，C符合题意。故选C。
2. （5分）（2022湖南衡阳）在“探究平面镜成像的特点”实验中，桌面上铺张一张大纸，纸上竖立一块玻璃板作为平面镜子。沿着玻璃板在纸上画一条直线表示平面镜的位置。把一直点燃的蜡烛A放在玻璃板的前面，可以看到它在玻璃板后面的像。再拿一支外形相同但是不点燃的蜡烛B，竖立着在玻璃板后面移动，直到看上去它与前面那支蜡烛的像完全重合。这个位置就是前面那支蜡烛的像的位置。在纸上记下这两个位置，实验时注意观察蜡烛的大小和它的像的大小是否相同。移动点燃的蜡烛，重做实验。
（1）为便于观察，该实验最好在___________环境中进行（选填“较亮”或“较暗”）；
（2）除了图中提供的器材外，实验中还需要一种测量工具是___________；
（3）把一支点燃的蜡烛A放在玻璃板前面，再拿一支外形相同但不点燃的蜡烛B，竖立着在玻璃板后面移动，直到看上去它跟前面那支蜡烛的像完全重合，这样做既确定了像的位置，又验证了像与物的___________关系；
（4）将蜡烛A逐渐靠近玻璃板时，它的像的大小___________（选填“变大”或“不变”或“变小”）；
（5）移去蜡烛B，在其位置竖立光屏，在光屏上不能承接到A的像，说明平面镜所成的像是___________像（选填“虚”或“实”）。
【答案】 （1）较暗 （2）刻度尺 （3） 大小 （4）不变 （5）虚
【解析】（1）实验需要点燃蜡烛A，烛焰在明亮的环境中，烛焰和明亮环境对比度较小，成像不太清晰；烛焰在黑暗环境中，烛焰和黑暗环境的对比度大，成像更清晰，为便于观察，该实验最好在较暗的环境中进行。
（2）除了图中提供的器材外，还需要测量像和物体到平面镜的距离，所以需要用到刻度尺。
（3）实验中，取两根完全相同的蜡烛，一根点燃放在玻璃板前面，一根未点燃，将未点燃的蜡烛在玻璃板后面移动，直到看上去它跟前面那支蜡烛的像完全重合，可以确定像的位置，同时可以比较像和物的大小关系。
（4）平面镜成像的大小和物体大小相等，将蜡烛A逐渐靠近玻璃板时，蜡烛A的大小不变，它的像的大小不变。
（5）实像可以成在光屏上，虚像不能成在光屏上，移去蜡烛B，在其位置上竖立光屏，在光屏上不能承接到蜡烛A的像，说明所成的像是虚像。
3.（6分） （2022广西河池）某同学做“探究光的折射规律”实验，她把半圆形玻璃砖固定在圆盘中心，让激光束沿圆盘半径入射到玻璃砖圆心处，激光束经玻璃砖折射后从半圆弧边射出（如图所示）。旋转圆盘，多次改变激光束入射角度，观察折射光线方向并记录数据，如下表所示。
（1）做第三次实验时，忘了记录入射角的数据，结合图可知，此时的入射角为________；
（2）分析实验数据可知：当光从空气斜射到玻璃表面时，折射角________入射角，折射角随入射角增大而________。
【答案】 （1）45° （2）小于 增大
【解析】（1）图是探究光的反射规律的实验装置，入射角为入射光线与法线的夹角，此时入射角的大小为45°。
（2）由表格数据和图示知道，光从空气斜射到玻璃表面时，折射光线向法线偏折，折射角小于入射角。当入射角增大时，折射角增大，即折射角随着入射角的增大而增大。
4. （6分）（2022湖北宜昌）在“探究光从玻璃斜射入空气的折射规律”的实验中，小东借助激光笔、半圆形玻璃块和带刻度的光具盘完成了实验，观察到如图所示的1、2、3三条光束，并在光具盘上用笔描出了对应的光路。
（1）图中的折射角大小为___________；
（2）根据实验现象初步发现，光从玻璃斜射入空气时，折射角___________（选填“>”、“=”或“<”）入射角；
（3）现在要探究光的折射现象中光路是否可逆，具体的操作是___________，如果看到___________现象，就可证明光路是可逆的。
【答案】 （1）80° （2）> （3）让入射光沿光路2射入 折射光从光路1射出
【解析】（1）由图可知，光束1是入射光，光束3是反射光，光束2是折射光。光束1和3中间所夹的直线为法线，与玻璃砖底面一致的直线为界面，折射光线与法线的夹角为折射角，则折射角为80°。
（2）由图可知，反射角约为40°，由光的反射定律可知，反射角等于入射角，则入射角为40°，因此折射角大于入射角。
（3）要探究光的折射现象中光路是否可逆，则只需让入射光沿折射光（光路2）入射到玻璃砖，若看到折射光沿光路1射出，就能说明折射现象中光路是可逆的。
五、综合素养题（本题2道小题，共10分）
1．（6分）（2021北京）请阅读《华夏之光—圭表》并回答问题：
华夏之光——圭表
我国古代的天文观测一直居于世界领先地位，天文学家们发明了许多先进的天文观测仪器，其中圭表就是典型的代表。圭表（如图1所示）包括圭和表两部分，正南北方向平放的尺，叫作圭，直立在平地上的标竿或石柱、叫作表，圭和表相互垂直。
战国以前的天文学家已丝能够利用水面来校正圭，使其水平，使用铅垂线来校正表，使其与圭相互垂直。
依据圭表正午时表影长度的变化，就能推算出二十四节气，依据表影长短的周期性变化，就能确定一回归年的天数，由于日光散射和漫反射的影响，早期圭表的表影边缘模糊不清，影响了测量表影长度的精度。
为了解决上述问题，元代天文学家郭守敬采取理论与实践相结合的科学方法，对圭表进行了一系列政进与创新。他将表的高度增加，并且在表顶加一根架空的横梁，使表高变为传统表高的五倍。这样，测量时，把传统的确定表影端的位置变为确定梁影中心的位置、提高了测量影长的精度。
郭守敬又利用小孔成像的原理，发明了景符，利用景符可以在圭面上形成太阳和梁的清晰像（如图2所示），这样就可以精确的测量表的影长了。这些措施成功解决了圭表发明以来，测影时“虚景之中考求真实”的困难。
以圭表为代表的我国古代的科技成果，像一颗颗璀璨的明珠，闪耀着智慧的光芒，激励着我们攀登新的科技高峰。
请根据上述材料，回答下列问题：
（1）请写出我国古代天文学家保证圭和表相互垂直的措施，并解释为什么这种措施可以保证圭和表是相互垂直的。
（2）郭守敬的改进与创新措施解决了早期圭表的什么问题？
（3）除了圭表，请你再列举一个我国古代天文观测仪器。
【答案】见解析。
【解析】（1）重力的方向是竖直向下的，水面是水平的；
（2）早期圭表的表影边缘模糊不清，影响了测量表影长度的精度；
（3）我国古代天文观察仪器有日晷、浑天仪、水运仪等。
【解答】（1）用水面来矫正圭，使其水平，利用重垂线来矫正表，使其与圭相互垂直，这是因为重垂线是利用重力方向的竖直向下作用的，竖直向下与水平面互相垂直；
（2）测量时，把传统的确定表影端的位置变为确定梁影中心的位置，解决了早期圭表的表影边缘模糊不清的问题，提高了测量影长的精度；
（3）我国古代天文观察仪器还有日晷、浑天仪、水运仪等。
【点评】本题考查了光的直线传播、重力的方向的应用，读懂文中内容是解题的关键。
2.（4分）阅读与理解题
红灯停，绿灯行
红灯停，绿灯行，这是人所共知的，能否将红绿灯的作用互换一下呢？我们平时见到的太阳光是白光，它是由红、橙、绿、蓝、靛、紫等色光组成的，白光叫复色光，各种颜色的光叫单色光．单色光的颜色是由频率决定的，红光频率最低，波长最长；紫光频率最高，波长最短．光在空气中传播时，会遇到大气分子、水蒸气微粒以及尘埃微粒等障碍物．当光照射到这些微小的障碍物上，障碍物会将光波的一部分能量散射出去，而另一部分能量将穿过障碍物继续向前传播，光散射的强度与光波波长有关，波长越短，被散射出去的能量越多，穿过的能量越少，在相同条件下，红、橙光穿过的能量多，蓝、绿光被散射出去的能量多，早晚我们看见太阳时，见到的主要是太阳光中穿透厚厚大气层的红光、橙光，所以朝阳、落日是红色的．晴朗的天空，见到的主要是阳光中被大气散射的蓝、绿光，所以天空呈蓝色．
正因为红光在空气中散射最弱，穿透能力强，可以传到较远的地方，使车辆和行人在远处就能发现，及早做好准备，所以用红灯表示停止和危险信号．雾天行车，车上要开黄色警示灯，也是这个道理．可见红绿灯的作用是不能互换的．
阅读上文，回答下列问题：
（1）请你概括指出光散射遵循的规律．
（2）试着运用上文提到的知识解释大海为什么是蓝色的？
【答案】（1）根据文中的关键字句可知光散射遵循的规律：光散射的强度与光波波长有关，波长越短，被散射出去的能量越多，穿过的能量越少；
（2）我们能够看到大海是因为海水反射的光的进入我们的眼睛，射向水面的太阳光中波长较短的蓝光和紫光遇到较纯净的海水分子时就会发生强烈的散射和反射，于是人们所见到的海洋就呈现一片蔚蓝色或深蓝色了．
【解析】解答本题要抓住材料中的关键句子“光散射的强度与光波波长有关，波长越短，被散射出去的能量越多，穿过的能量越少”．太阳光由红、橙、黄、绿、青、蓝、紫七种颜色组成，这七种颜色的光，波长各不相同，从红光到紫光，波长逐渐变短，长波的穿透能力最强，最容易被水分子吸收，短波的穿透能力弱，容易发生反射和散射．
实验次数
1
2
3
4
5
入射角
SKIPIF 1 < 0
SKIPIF 1 < 0
SKIPIF 1 < 0
SKIPIF 1 < 0
折射角
SKIPIF 1 < 0
SKIPIF 1 < 0
SKIPIF 1 < 0
SKIPIF 1 < 0
SKIPIF 1 < 0
（答题时间90分钟，试卷满分100分）
一、选择题（本大题有10道小题，每小题3分，共计30分）
1. （2022深圳）下列说法错误的是（ ）
A. 月亮是光源B. 灯光秀的光----光的直线传播
C. 桥的倒影----光的反射D. 彩虹------光的色散
【答案】A
【解析】A．自身能发光的物体叫做光源，月亮本身不发光，在夜晚能看见月亮，那是因为月亮是反射太阳的光，故A错误；
B．我们能看到灯光秀的光是由于光的直线播，故B正确；
C．桥的倒影属于平面镜成像，是光的反射现象，故C正确；
D．雨后，空气中有大量小水滴，太阳光经些水滴折射后可分解成七种色光，这就是光色散现象，故D正确。故选A。
2. （2022湖南湘潭）下列现象能说明光沿直线传播的是（ ）
A. 空中彩虹 B. 水中倒影 C. 墙上手影 D. 杯中铅笔
【答案】C
【解析】A．雨过天晴时，常在天空出现彩虹，这是太阳光透过悬浮在空气中细小水珠折射而成的，白光经水珠折射以后，分成各种彩色光，这种现象叫做光的色散现象，所以说雨后的天空出现彩虹是由光的折射形成的，故A不符合题意；
B．水中倒影是由于光的反射现象形成的平面镜成像，故B不符合题意；
C．墙上手影是由于光沿直线传播形成的，故C符合题意；
D．从水中铅笔上反射的光从水中斜射入空气中时，发生折射，折射光线远离法线，当人逆着折射光线的方向看时，看到的是铅笔的虚像，比实际位置偏高，所以感觉折断了，故D不符合题意。故选C。
3. （2022湖南郴州）下列属于光的反射现象的是（ ）
A. 旗杆在太阳下的影子B. 雨后的彩虹
C. 海市蜃楼D. 水塘边树的倒影
【答案】D
【解析】A．影子是由于光的直线传播产生的，旗杆挡住了射向地面的太阳光，在地面上形成的光照射不到的区域，故A不符合题意；
B．彩虹是光的色散现象，太阳光通过雨后天空中的小水滴分解成各种色光形成了彩虹，故B不符合题意；
C．海市蜃楼是光的折射现象，沙漠或者海面上空的空气由于不同高度的温度不同导致了空气的密度不同，光在不均匀的空气中传播方向发生了偏折，故C不符合题意；
D．水中倒影是平面镜成像（光反射现象），水面相当于镜面，水中的倒影是水塘边的树通过水面形成的像，故D符合题意。故选D。
4. （2022齐齐哈尔）下列属于光的反射现象的是（ ）
A.激光引导掘进方向 B.碗中筷子“折断” C.墙上的手影 D.物体在水面上的倒影
【答案】D
【解析】A．激光引导掘进方向，这是光在同种均匀，透明介质中沿着直线传播，故A不符合题意；
B．碗中筷子“折断”是光的折射现象，所以看到筷子像折了一样，故B不符合题意；
C．墙上的手影，这是光在同种均匀，透明介质中沿着直线传播，故C不符合题意；
D．光传播在光滑的介质表面将会发生反射现象，物体在水面上的倒影是由于光的反射，故D符合题意。
故选D。
5. （2022湖南益阳）如图所示，人站在竖直放置的平面镜前，下列判断正确的是（ ）
A. 人靠近平面镜时，他的像变大
B. 人与平面镜的距离增大时，他与像的距离变小
C. 平面镜垂直纸面向里移动，他的像位置不变
D. 平面镜的上端向人倾斜，他的像位置不变
【答案】C
【解析】A．平面镜所成的像，像与物大小相等。当人靠近平面镜时，人的大小不变，像的大小也不变。故A错误；
B．平面镜所成的像，像与物到平面镜的距离相等。当人与平面镜的距离增大时，像与平面镜的距离也增大，所以他与像的距离变大，故B错误；
C．当平面镜垂直纸面向里移动时，因为像与物关于平面镜对称，人的位置没有发生改变，所以他的像位置不变，故C正确；
D．平面镜的上端向人倾斜，人与平面镜的距离发生了改变，因为像与物关于平面镜对称，所以他的像位置发生了改变，故D错误。故选C。
6. （2022江苏徐州）人在岸上透过池水看池塘底部，下列光路图正确的是（ ）
A. B. C D.
【答案】D
【解析】人在岸上透过池水看池塘底部，是池塘底部发出的光线从水中射入空气中时，在水面上发生折射，折射角大于入射角，折射光线远离法线，故ABC错误，D正确。故选D。
7. （2022福建）如图的光现象中，由于光的折射形成的是（ ）
A.屏上的皮影 B.水中的倒影 C.水里的“折筷” D.镜中的花瓶
【答案】C
【解析】A．屏上的皮影，是由光在同种均匀介质中沿直线传播形成的，故A不符合题意；
B．平静的水面相当于平面镜，桥在水中形成“倒影”是平面镜成像，平面镜成像是光的反射现象，故B不符合题意；
C．根据光的折射规律可知，当光从水中斜射入空气中时，折射角大于入射角，折射光线向远离法线的方向偏折，出现了插入水中的筷子向上弯折的现象，故C符合题意；
D．花瓶在平面镜中的像属于光的反射现象。故D不符合题意。故选C。
8. （2021河北）下列光现象与物理知识对应正确的是（ ）
A. 在平静的湖面看到蓝天白云——光的直线传播
B. 游泳池注水后看上去好像变浅了——光的反射
C. 日出时，看到在地平线以下的太阳——光的折射
D. 阳光透过树叶间的缝隙射到地面上，形成圆形光斑——光的反射
【答案】C
【解析】A．在平静的湖面看到蓝天白云是光的反射现象，故A错误；
B．游泳池注水后看上去好像变浅了是光的折射现象，故B错误；
C．日出时，看到在地平线以下的太阳是光的折射现象，故C正确；
D．阳光透过树叶间的缝隙射到地面上，形成圆形光斑是光的直线传播现象，故D错误。
9．（2021内蒙古通辽）下列现象中与“杯弓蛇影”原理相同的是（ ）
A．露珠下的“叶脉”B．水中“倒影”C．空中“彩虹” D．日环食
【答案】B
【解析】（1）光在同种、均匀介质中沿直线传播，日食、月食、影子、小孔成像都是光的直线传播形成的；
（2）光从一种介质斜射入另一种介质，或在不均匀的介质中，传播方向发生变化，属于光的折射，水中的筷子看起来变弯、凸透镜成像等都是光的折射形成的；
（3）光射到物体表面又被反回的现象叫光的反射，与平面镜有关的都是光的反射。
杯弓蛇影指的是弓在酒中成的虚像，也就是平面镜成像，是由光的反射形成的；
A、露珠下的“叶脉”被放大是由于光的折射形成的，故A错误；
B、水中“倒影”属于平面镜成像，是由于光的反射形成的，故B正确；
C、雨过天晴时，常在天空出现彩虹，这是太阳光通过悬浮在空气中细小的水珠折射而成的，白光经水珠折射以后，分成各种彩色光，这种现象叫做光的色散现象，所以说雨后的天空出现彩虹是由光的色散形成的，故C错误；
D、日环食是由光的直线传播形成的，故D错误。
10.（2021黑牡鸡朝鲜族）如图所示，一束激光AO由空气斜射入玻璃砖，折射后从另一侧面射出，其出射点可能是图中的（ ）
A. M点B. N点
C. P点D. Q点
【答案】B
【解析】光线从O点斜射入玻璃中发生折射现象，折射光线向靠近法线方向偏折，折射角小于入射角，如图所示：
所以从玻璃砖再射出，射出点可能是图中的N点．故选B．
二、填空题（每空1分，共计24分）
1. （2022梧州）早在公元前4世纪，墨家就做过小孔成像的实验，该实验的原理是光的 ___________，像是 ___________（选填“倒立”或“正立”）的。
【答案】 直线传播 倒立
【解析】我国著名思想家墨子和他的学生用“小孔成像”实验，解释了光是沿直线传播的。小孔成像所成的像是由实际光线会聚成的，是倒立的实像。
2. （2022黑龙江龙东）编钟是我国古代的一种乐器，它是广大劳动人民智慧的结晶。演奏时轻敲或重敲同一位置，所发出声音的__________（选填“音调”、“响度”或“音色”）不同；亲临现场时，我们能从不同角度看见编钟，是因为光在其表面发生__________。
【答案】 响度 漫反射
【解析】响度大小与振幅有关，演奏时轻敲或重敲同一位置，物体振动的幅度不同，发出声音的响度不同。编钟表面粗糙，光在其表面发生漫反射，反射光向四面八方反射，人们能从不同角度看见编钟。
3. （2022江苏徐州）如图所示，船员通过船舱驾驶台上的窗户观察前方航道的情况。窗户玻璃不是竖直的，而是向前倾斜。请从光学角度分析这样设计的目的：____________。
【答案】见解析
【解析】根据平面镜成像特点可知，物体在平面镜中成像时，物像连线与镜面垂直，物像到平面镜距离相等。窗户玻璃向前倾斜，船内物体的像落在船的斜下方，不会影响驾驶员的视线。
4. （2022苏州）用图甲中的器材探究平面镜成像的特点时，发现不便得到像和物左右之间的关系。为解决这一问题，应选用图乙中的___________ （a/b/c）棋子进行实验，分析可得像与物关于镜面___________。
【答案】 a 对称
【解析】图乙中，a物体左右不对称，b、c物体左右对称，用对称的b、c物体研究平面镜成像时，不容易识别像和物体的左右之间的关系，因此应选a物体探究平面镜成像的特点。
由平面镜成像的特点可知：像与物体的大小相同、像与物体的连线与镜面垂直、像与物体到平面镜的距离相等。即平面镜成像时，像与物体关于镜面对称。
5. （2022吉林省）身高1.6m的小明站在竖直摆放的平面镜前1m处，他的像距离平面镜______m；如果他远离平面镜，他的像的大小将______。
【答案】 1 不变
【解析】平面镜成像时，像到平面镜的距离等于物体到平面镜的距离，故小明站在竖直摆放的平面镜前1m处，他的像距离平面镜也为1m。
平面镜成像时像与物体的大小相等，小明身高1.6m，则小明的像的高度也等于1.6m，故小明远离平面镜时他的像的大小不变。
6. （2022江苏泰州）孤艳阳下的天德湖畔树影婆娑，水中的鹅卵石清晰可见，湖面上的小鸟上下翻飞，景色美不胜收！其中地面上的树影是由光的_______形成的，游人看到水中的鹅卵石是光的______形成的，小鸟从水面飞上树梢，它在水中所成的像到水面距离的大小变化情况是_______。
【答案】 直线传播 折射 变大
【解析】地面上的树影是光照射到不透明的物体，光照射不到的地方形成的黑暗区域，故是光的直线传播形成的。
水中的鹅卵石反射的光线由水中斜射入空气中时，在水面处发生折射，人眼逆着折射光线看过去，就看到了鹅卵石的像，故人看到鹅卵石是光的折射形成的。
小鸟在水中所成的像属于平面镜成像，像和物体到水面的距离相等，小鸟从水面飞上树梢，物距增大，故像到水面的距离增大。
7. （2022广西百色）光的世界变幻莫测，奥秘无穷。雨后天空出现七色彩虹，这是光的__________现象，其中红、__________、蓝三种颜色的光被称为光的“三基色”。
【答案】 色散 绿
【解析】太阳光是复色光，通过三棱镜后由于各种色光的折射率不同，会发生色散现象。
自然界中的各种色光都可以由红绿蓝按一定的比例组成，故红、绿、蓝被称为光的“三基色”。
8.（2021哈尔滨）如图所示，桥在水中形成的“倒影”是______（选填“虚”或“实”）像，这个像是光的_______（选填“反射”或“折射”）形成的。
【答案】 虚 反射
【解析】水面起到了平面镜的作用，桥在水中形成的“倒影”是桥经过水面所成的像，属于平面镜成像，是虚像，这个像是光的反射形成的。
9．（2021四川绵阳）如图所示，装有水的长方体水槽水平放置，固定在左壁上的激光笔发出的一束红光射到水面上的O点，红光与水面夹角是45°，反射光射到右壁上的A点，折射光射到右壁上的B点，则A点到水面的距离 （选填“大于”“小于”或“等于”）B点到水面的距离；往水槽内注水，水面上升2cm，此时反射光射到右壁上的C点，则A、C之间的距离是 cm。（点A、B、C未在图中标出）
【答案】小于；4。
【解析】（1）当光从空气斜射入水中时，入射角大于折射角；
（2）根据反射定律、折射定律画出光路图，根据数学几何知识即可解题。
如图所示：
，
光空气斜射入水中，折射光线偏向法线，因此A到水面的距离小于B到水面的距离；由几何知识可知AODC是一个平行四边形，因此AC＝OD，三角形ODE是一个等腰直角三角形，OD是水面上升高度的两倍，AC＝OD，所以AC的距离为4cm。
10.小芳同学站在穿衣镜前lm处，镜中的像与她相距_____m．当她远离穿衣镜时，像的大小_____（选填“变大”“变小”或“不变”）．
【答案】 (1)2 (2) 不变
【解析】（1）由平面镜成像特点知道，像和物距离平面镜的距离是相等的，所以，当小华距平面镜的距离是1m时，像与他之间的距离是：1m×2＝2m；
（2）平面镜所成的像与物体是等大的，当人远离平面镜时，视觉上感觉像在变小，但实际上像的大小并没有变．所以，若他远离平面镜后退1m，他在平面镜中像的大小不变．
11.小明探究“光的折射规律”时，做了两个实验，如图所示。对比两图，你有什么发现？_________。根据这两幅图，请你提出一个有探究价值的问题：_________。
【答案】在入射角相同时，不同介质中的折射角不同；影响折射角大小的因素是什么？
【解析】 如图，入射角都是60°，甲图中介质是水，乙图中介质是玻璃，介质不同，折射角不同，可以得到结论是：在入射角相同时，不同介质中的折射角不同；那么为什么介质不同，折射角不同呢？影响折射角大小的因素是什么？ （说明：意思正确就给分。）
12. 如图所示是一款自带投影功能的手机，我们看到的彩色投影画面是由红、______、蓝三种色光混合而成。充电宝给手机充电时，充电宝相当于电路中的______（填“电源”或“用电器”）。
【答案】 绿 电源
【解析】彩色投影画面的颜色是由红、绿、蓝三种色光合成的。
充电宝给手机充电时，充电宝提供电能，相当于简单电路中的电源。
三、作图题（每小题3分，共计15分）
1. （2022海南）请在图中画出入射光线相应的反射光线。
【答案】
【解析】在做光的反射图像时，反射角等于入射角，故如图所示。
2. （2022湖北孝感）有时，黑板反射的光会“晃”着一些同学的眼睛。如图所示，A点表示被“晃”人的眼睛，OA是发生这种现象时的一条反射光线。请在图中作出OA的入射光线。
【答案】如图所示。
【解析】过入射点O作反射面的垂线即法线，过O点作入射光线，使入射光线与法线的夹角等于反射光线与法线的夹角。
3. （2022梧州）如图，小玲利用一块平面镜，将正午时分直射的太阳光引入一根水平管道内，请在图中画出平面镜的位置。
【答案】如图所示。
【解析】将正午时分直射的太阳光引入一根水平管道，可知入射光线向下、反射光线水平向左，根据光的反射定律可知，法线垂直于平面镜，根据图中法线的位置，过入射点作法线的垂线得到平面镜的位置，如图所示。
4. （2022湖南怀化）如图所示，请在图中画出光线AO从空气斜射向水中时反射光线和折射光线的大致位置。
【答案】
【解析】原图中的虚线为法线，法线与水和空气的界面垂直，根据反射角等于入射角画出反射光线OB，即 SKIPIF 1 < 0 ；根据光从空气斜射入水中时折射角小于入射角画出折射光线OC，即 SKIPIF 1 < 0 ，如图。
5. （2021贵州黔东南州）如图所示，A、B是镜前一点光源S发出的光线，经平面镜MN反射后的两条反射光线，请在图中画出点光源S的位置。
【答案】如图所示。
【解析】根据光的反射定律，做两条光线的反向延长线，交点即为点光源S的像点 SKIPIF 1 < 0 ，再根据平面镜成像特点，像和物关于镜面对称，做出像点关于镜面的对称点S，即为点光源S.
四、实验探究题（本道大题有4个小题，共计21分）
1. （4分）（2022湖南长沙）为了探究光反射时的规律，小丽把一个平面镜放在水平桌面上，再把一张可以绕ON翻折的纸板ABCD竖直地立在平面镜上，纸板上的直线ON垂直于镜面。她将一束光贴着纸板沿EO方向射向O点，在纸板上用笔描出入射光EO和反射光OF的径迹。
（1）如图甲所示，反射角的大小为___________°；
（2）实验过程中，进行下列哪项操作后，在纸板上仍可以看到反射光？___________
A.如图乙所示，将纸板的右半部分向后翻折
B.如图丙所示，将纸板与入射光束一起以ON为轴旋转
C.如图丁所示，将纸板与入射光束一起以CD为轴向后倾倒
【答案】 （1）50 （2）C
【解析】（1）反射光线与法线的夹角反射角，如图甲所示，反射角的大小为50°。
（2）将纸板与入射光束一起以CD为轴向后倾倒，纸板ABCD和法线仍在同一平面上，因反射光线、入射光线和法线在同一平面内，故实验过程中，将纸板与入射光束一起以CD为轴向后倾倒，在纸板上仍可以看到反射光，故AB不符合题意，C符合题意。故选C。
2. （5分）（2022湖南衡阳）在“探究平面镜成像的特点”实验中，桌面上铺张一张大纸，纸上竖立一块玻璃板作为平面镜子。沿着玻璃板在纸上画一条直线表示平面镜的位置。把一直点燃的蜡烛A放在玻璃板的前面，可以看到它在玻璃板后面的像。再拿一支外形相同但是不点燃的蜡烛B，竖立着在玻璃板后面移动，直到看上去它与前面那支蜡烛的像完全重合。这个位置就是前面那支蜡烛的像的位置。在纸上记下这两个位置，实验时注意观察蜡烛的大小和它的像的大小是否相同。移动点燃的蜡烛，重做实验。
（1）为便于观察，该实验最好在___________环境中进行（选填“较亮”或“较暗”）；
（2）除了图中提供的器材外，实验中还需要一种测量工具是___________；
（3）把一支点燃的蜡烛A放在玻璃板前面，再拿一支外形相同但不点燃的蜡烛B，竖立着在玻璃板后面移动，直到看上去它跟前面那支蜡烛的像完全重合，这样做既确定了像的位置，又验证了像与物的___________关系；
（4）将蜡烛A逐渐靠近玻璃板时，它的像的大小___________（选填“变大”或“不变”或“变小”）；
（5）移去蜡烛B，在其位置竖立光屏，在光屏上不能承接到A的像，说明平面镜所成的像是___________像（选填“虚”或“实”）。
【答案】 （1）较暗 （2）刻度尺 （3） 大小 （4）不变 （5）虚
【解析】（1）实验需要点燃蜡烛A，烛焰在明亮的环境中，烛焰和明亮环境对比度较小，成像不太清晰；烛焰在黑暗环境中，烛焰和黑暗环境的对比度大，成像更清晰，为便于观察，该实验最好在较暗的环境中进行。
（2）除了图中提供的器材外，还需要测量像和物体到平面镜的距离，所以需要用到刻度尺。
（3）实验中，取两根完全相同的蜡烛，一根点燃放在玻璃板前面，一根未点燃，将未点燃的蜡烛在玻璃板后面移动，直到看上去它跟前面那支蜡烛的像完全重合，可以确定像的位置，同时可以比较像和物的大小关系。
（4）平面镜成像的大小和物体大小相等，将蜡烛A逐渐靠近玻璃板时，蜡烛A的大小不变，它的像的大小不变。
（5）实像可以成在光屏上，虚像不能成在光屏上，移去蜡烛B，在其位置上竖立光屏，在光屏上不能承接到蜡烛A的像，说明所成的像是虚像。
3.（6分） （2022广西河池）某同学做“探究光的折射规律”实验，她把半圆形玻璃砖固定在圆盘中心，让激光束沿圆盘半径入射到玻璃砖圆心处，激光束经玻璃砖折射后从半圆弧边射出（如图所示）。旋转圆盘，多次改变激光束入射角度，观察折射光线方向并记录数据，如下表所示。
（1）做第三次实验时，忘了记录入射角的数据，结合图可知，此时的入射角为________；
（2）分析实验数据可知：当光从空气斜射到玻璃表面时，折射角________入射角，折射角随入射角增大而________。
【答案】 （1）45° （2）小于 增大
【解析】（1）图是探究光的反射规律的实验装置，入射角为入射光线与法线的夹角，此时入射角的大小为45°。
（2）由表格数据和图示知道，光从空气斜射到玻璃表面时，折射光线向法线偏折，折射角小于入射角。当入射角增大时，折射角增大，即折射角随着入射角的增大而增大。
4. （6分）（2022湖北宜昌）在“探究光从玻璃斜射入空气的折射规律”的实验中，小东借助激光笔、半圆形玻璃块和带刻度的光具盘完成了实验，观察到如图所示的1、2、3三条光束，并在光具盘上用笔描出了对应的光路。
（1）图中的折射角大小为___________；
（2）根据实验现象初步发现，光从玻璃斜射入空气时，折射角___________（选填“>”、“=”或“<”）入射角；
（3）现在要探究光的折射现象中光路是否可逆，具体的操作是___________，如果看到___________现象，就可证明光路是可逆的。
【答案】 （1）80° （2）> （3）让入射光沿光路2射入 折射光从光路1射出
【解析】（1）由图可知，光束1是入射光，光束3是反射光，光束2是折射光。光束1和3中间所夹的直线为法线，与玻璃砖底面一致的直线为界面，折射光线与法线的夹角为折射角，则折射角为80°。
（2）由图可知，反射角约为40°，由光的反射定律可知，反射角等于入射角，则入射角为40°，因此折射角大于入射角。
（3）要探究光的折射现象中光路是否可逆，则只需让入射光沿折射光（光路2）入射到玻璃砖，若看到折射光沿光路1射出，就能说明折射现象中光路是可逆的。
五、综合素养题（本题2道小题，共10分）
1．（6分）（2021北京）请阅读《华夏之光—圭表》并回答问题：
华夏之光——圭表
我国古代的天文观测一直居于世界领先地位，天文学家们发明了许多先进的天文观测仪器，其中圭表就是典型的代表。圭表（如图1所示）包括圭和表两部分，正南北方向平放的尺，叫作圭，直立在平地上的标竿或石柱、叫作表，圭和表相互垂直。
战国以前的天文学家已丝能够利用水面来校正圭，使其水平，使用铅垂线来校正表，使其与圭相互垂直。
依据圭表正午时表影长度的变化，就能推算出二十四节气，依据表影长短的周期性变化，就能确定一回归年的天数，由于日光散射和漫反射的影响，早期圭表的表影边缘模糊不清，影响了测量表影长度的精度。
为了解决上述问题，元代天文学家郭守敬采取理论与实践相结合的科学方法，对圭表进行了一系列政进与创新。他将表的高度增加，并且在表顶加一根架空的横梁，使表高变为传统表高的五倍。这样，测量时，把传统的确定表影端的位置变为确定梁影中心的位置、提高了测量影长的精度。
郭守敬又利用小孔成像的原理，发明了景符，利用景符可以在圭面上形成太阳和梁的清晰像（如图2所示），这样就可以精确的测量表的影长了。这些措施成功解决了圭表发明以来，测影时“虚景之中考求真实”的困难。
以圭表为代表的我国古代的科技成果，像一颗颗璀璨的明珠，闪耀着智慧的光芒，激励着我们攀登新的科技高峰。
请根据上述材料，回答下列问题：
（1）请写出我国古代天文学家保证圭和表相互垂直的措施，并解释为什么这种措施可以保证圭和表是相互垂直的。
（2）郭守敬的改进与创新措施解决了早期圭表的什么问题？
（3）除了圭表，请你再列举一个我国古代天文观测仪器。
【答案】见解析。
【解析】（1）重力的方向是竖直向下的，水面是水平的；
（2）早期圭表的表影边缘模糊不清，影响了测量表影长度的精度；
（3）我国古代天文观察仪器有日晷、浑天仪、水运仪等。
【解答】（1）用水面来矫正圭，使其水平，利用重垂线来矫正表，使其与圭相互垂直，这是因为重垂线是利用重力方向的竖直向下作用的，竖直向下与水平面互相垂直；
（2）测量时，把传统的确定表影端的位置变为确定梁影中心的位置，解决了早期圭表的表影边缘模糊不清的问题，提高了测量影长的精度；
（3）我国古代天文观察仪器还有日晷、浑天仪、水运仪等。
【点评】本题考查了光的直线传播、重力的方向的应用，读懂文中内容是解题的关键。
2.（4分）阅读与理解题
红灯停，绿灯行
红灯停，绿灯行，这是人所共知的，能否将红绿灯的作用互换一下呢？我们平时见到的太阳光是白光，它是由红、橙、绿、蓝、靛、紫等色光组成的，白光叫复色光，各种颜色的光叫单色光．单色光的颜色是由频率决定的，红光频率最低，波长最长；紫光频率最高，波长最短．光在空气中传播时，会遇到大气分子、水蒸气微粒以及尘埃微粒等障碍物．当光照射到这些微小的障碍物上，障碍物会将光波的一部分能量散射出去，而另一部分能量将穿过障碍物继续向前传播，光散射的强度与光波波长有关，波长越短，被散射出去的能量越多，穿过的能量越少，在相同条件下，红、橙光穿过的能量多，蓝、绿光被散射出去的能量多，早晚我们看见太阳时，见到的主要是太阳光中穿透厚厚大气层的红光、橙光，所以朝阳、落日是红色的．晴朗的天空，见到的主要是阳光中被大气散射的蓝、绿光，所以天空呈蓝色．
正因为红光在空气中散射最弱，穿透能力强，可以传到较远的地方，使车辆和行人在远处就能发现，及早做好准备，所以用红灯表示停止和危险信号．雾天行车，车上要开黄色警示灯，也是这个道理．可见红绿灯的作用是不能互换的．
阅读上文，回答下列问题：
（1）请你概括指出光散射遵循的规律．
（2）试着运用上文提到的知识解释大海为什么是蓝色的？
【答案】（1）根据文中的关键字句可知光散射遵循的规律：光散射的强度与光波波长有关，波长越短，被散射出去的能量越多，穿过的能量越少；
（2）我们能够看到大海是因为海水反射的光的进入我们的眼睛，射向水面的太阳光中波长较短的蓝光和紫光遇到较纯净的海水分子时就会发生强烈的散射和反射，于是人们所见到的海洋就呈现一片蔚蓝色或深蓝色了．
【解析】解答本题要抓住材料中的关键句子“光散射的强度与光波波长有关，波长越短，被散射出去的能量越多，穿过的能量越少”．太阳光由红、橙、黄、绿、青、蓝、紫七种颜色组成，这七种颜色的光，波长各不相同，从红光到紫光，波长逐渐变短，长波的穿透能力最强，最容易被水分子吸收，短波的穿透能力弱，容易发生反射和散射．
实验次数
1
2
3
4
5
入射角
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折射角
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