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專題03 光的直射,反射與折射
考點精講一、光的直線傳播
光在同一種均勻物質中沿直線傳播。小孔成像、影子的形成、日食、月食說明光的直線傳播。光速：宇宙中最快的速度是真空中的光速；在計算中，真空或空氣中光速c＝3×108m/s＝3×105km/s。
【注意】①小孔成像的性質：倒立的實像，可以成放大、等大、縮小的像。
②像的形狀與孔的形狀無關。
③像的大小與物距和像距有關。
典例1：（2022·衢州）科學就在身邊。下列現象中，由光的直線傳播產生的是（　　）
A．“折斷”的鉛筆 B．水中的倒影
C．鏡中的小狗 D．地上的影子
【答案】D
【解析】分析各個選項中包含的物理原理即可。
【解答】A.“折斷”的鉛筆，即水中的鉛筆發出的光從水中射入空氣中發生折射形成，故A不合題意；
B.水中的倒影，即水邊的景物發出的光線在水面發生反射形成，故B不合題意；
C.鏡中的小狗，是小狗發出的光線在鏡面上發生反射形成，故C不合題意；
D.地上的影子，是光沿直線傳播形成的，故D符合題意。
變式1：（2022·寧波）如圖所示是一個放置于寧波某地水平地面上的簡易計時模型，圭桿垂直下列描述錯誤的是（　　）
A．桿影的形成是由于光在均勻介質中沿直線傳播
B．一天內，桿影移動是由地球公轉造成的
C．一天內，正午的桿影最短
D．該模型依據桿影的方位計時
【答案】B
【解析】根據光沿直線傳播的知識分析判斷
【解答】A.桿影的形成是由于光在均勻介質中沿直線傳播，故A正確不合題意；
B.一天內，桿影移動是由地球自轉造成的，故B錯誤符合題意；
C.一天內，正午時陽光與地面的夾角最大，此時的桿影最短，故C正確不合題意；
D.該模型依據桿影的所對的刻度值進行計時，故D正確不合題意。
變式2：如圖所示，點燃的蠟燭放在距小孔a處，它成的像在距小孔b處的半透明紙上，且a大于b。則半透明紙上的像是(　　)
A．倒立、放大的虛像 B．正立、縮小的虛像
C．倒立、縮小的實像 D．正立、放大的實像
【答案】C
【解析】 小孔成像是由于光的直線傳播形成的，成倒立的實像，像的大小主要取決于物與小孔的距離及光屏與小孔的距離。
變式3：晴天正午，小明與同學從樹蔭下走過時，發現地面上有許多大小、形狀不同的光斑，如圖所示。光斑形狀與什么因素有關呢 光斑又是如何形成的呢 對此他們馬上進行了探究。他們猜想光斑形狀：a.與樹葉形狀有關，光斑是樹葉的影子；b.與樹葉間空隙形狀有關；c.與樹葉間空隙大小有關。
(1)根據所學知識,可確定猜想a_________(合理/不合理)。
(2)通過探究,他們得到了以下結論,無論是大孔還是小孔形成的光斑都是由于_____________形成的,其中________(小孔/大孔)形成光斑的形狀與孔的形狀有關,__________(小孔/大孔)形成的光斑的大小與孔到地面的距離有關。
【答案】(1)不合理; (2)直線傳播；大孔；小孔。
【解析】(1)猜想a是光斑是樹葉的影子，因為光斑是小孔成像現象，不是影子，所以不合理。
小孔成像是由光的直線傳播形成的；在光屏與小孔的距離相同的條件下，如果孔較小，通過孔形成的光斑是小孔成像現象，光斑形狀與孔的形狀無關；
如果孔太大，通過孔形成的光斑不再是小孔成像現象，而是影子的原因，則光斑形狀與孔的形狀有關；
如果光屏與小孔的距離較遠時，通過孔形成的光斑屬于小孔成像現象，像的大小與孔到光屏的距離有關。
考點精講二、光的反射
考點一、光的反射定律——三線共面，二線分居，兩角相等
①光反射時，入射光線MO、反射光線ON、法線OP在同一平面內。
②反射光線ON和入射光線MO分別位于法線OP兩側。
③反射角β(∠NOP)等于入射角α(∠MOP)。
④入射角α增大時，反射角β也同時增大，反之，入射角減小時反射角也同時減小。
⑤如果把入射角減小到與法線重合時，即當入射角為0°時，反射角也為0°，此時，入射光線、反射光線和法線三線重合。
⑥光路具有可逆性：如圖中，如果入射光線沿NO射入，那么反射光線一定沿OM射出。實際的應用是你通過鏡子看見別人的眼睛時，對方也可通過鏡子看見你的眼睛。
【注意】當光射到物體表面上時，有一部分光會被物體表面反射回來的現象叫光的反射。我們能夠看到本身不發光的物體，是因為物體反射的光進入了我們的眼睛。
考點二、鏡面反射和漫反射
反射分鏡面反射和漫反射，平行光線入射到平而光滑反射面上，反射光線還是平行射出，這種反射是鏡面反射；
平行光線入射到粗糙的反射面上，反射光線射向四面八方，這種反射是漫反射，鏡面反射和漫反射都遵守光的反射定律。
【注意】①反射定律的應用要注意是同一平面內。
②入射角是指入射光線與法線的夾角；反射角是指反射光線與法線的夾角。
③反射時，反射角等于入射角，不能說入射角等于反射角。
④鏡面反射和漫反射的共同點是每條光線都遵循光的反射定律，不同點是鏡面反射的反射光線朝某一方向，而漫反射的反射光線朝著各個方向。
考點三、平面鏡成像
成像特點：物體在平面鏡中成的是虛像，像的大小跟物體相等，像到鏡面的距離與物體到鏡面的距離相等，像與物體的連線關于鏡面對稱。
成像原理：發光點P把光線射到平面鏡上，又經平面鏡反射到人的眼中，人眼是根據光的直線傳播經驗來判斷物體位置的，人眼逆著反射光線的方向向鏡內看去，覺得光線好像是從兩條反射光線反向延長的交點P′處射來的，如圖所示。鏡面后實際并不存在發光點P′，P′也不是反射光線的交點，而是反射光線反向延長線的交點，所以是虛像。
考點四、探究光的反射定律
①為了保留光的傳播路徑，可以用筆描出入射光線和反射光線的路徑；入射光線、反射光線、法線在同一平面上；在光的反射中，光路是可逆的；
②實驗時玻璃板如果不豎直，不論怎樣移動后面的蠟燭都不可能與前面蠟燭的像完全重合；實驗中選擇兩根完全一樣的蠟燭是為了比較物體與像的大小關系；平面鏡成的是虛像。
【注意】1．可見光可以反射，不可見光同樣可以反射。
2．成虛像的判斷依據：平面鏡里所成的像不能呈現在光屏上，所以是虛像。
3．平面鏡所成像的大小與鏡面的大小、物體到鏡面的距離無關。
典例1：（2022·寧波）如圖所示是實驗室中的毛玻璃片，一面磨砂，一面平滑。為了分辨這兩個面，下列方法中不可行的是（　　）
A．用手去觸摸，粗糙的一面是磨砂面
B．用激光筆照射表面，反射后可在光屏上成一個亮點的一面是平滑面
C．壓力相同時，與同一水平桌面之間滑動摩擦力較大的一面是磨砂面
D．透過毛玻璃片看不清遠處物體，朝向眼睛的一面是平滑面
【答案】D
【解析】（1）根據兩個表面的手感不同判斷；
（2）光在光滑平整的表面上發生鏡面反射，反射光線集中在某個范圍內；光在凸凹不平的表面上發生漫反射，反射光線射向四面八方；
（3）增大摩擦力的方法：①增大壓力；②增大接觸面的粗糙程度；
（4）根據光的折射的知識判斷。
【解答】A.用手去觸摸，粗糙的一面是磨砂面，光滑的一面為平滑面，故A正確不合題意；
B.用激光筆照射表面，反射后可在光屏上成一個亮點的一面發生的是鏡面反射，則這個面是平滑面 ，故B正確不合題意；
C.壓力相同時，與同一水平桌面之間滑動摩擦力較大的一面肯定比較粗糙，應該是磨砂面，故C正確不合題意；
D.透過毛玻璃片看不清遠處物體，無論朝向眼睛的一面為平滑面還是粗糙面，穿過玻璃后的折射光線都是雜亂無章的，因此無法看到遠處的物體，故D錯誤符合題意。
變式1：（2022·溫州）如圖所示，在“探究平面鏡成像規律”時，固定蠟燭甲，為確定其像的位置，下列操作正確的是（　　）
A．移動丙靠近乙 B．移動丙遠離乙
C．移動乙靠近丙 D．移動乙遠離內
【答案】A
【解析】根據探究平面鏡成像規律的實驗過程、現象和結論分析判斷。
【解答】根據圖片可知，蠟燭乙的位置其實就是蠟燭甲在平面鏡內成的像的位置。為了找到甲的像的位置，應該用一根與其完全相同的蠟燭丙在鏡子另一側移動，直到與乙重合的位置即可。
故A正確，而B、C、D錯誤。
變式2：（2022·舟山）如圖，小舟利用平面鏡研究光的反射定律，下列說法錯誤的是（　　）
A．AO是入射光線
B．反射角等于30°
C．將激光筆靠近N時，光線OB會靠近ON
D．繞ON前后轉動F板，F板上觀察不到光線
【答案】B
【解析】根據對光的反射定律的理解分析判斷。
【解答】A.根據圖片可知，AO是激光筆發出的射向鏡面的光線，因此為入射光線，故A正確不合題意；
B.ON為法線，OB為反射光線，二者的夾角∠NOB為反射角。根據圖片可知，反射角應該為60°，故B錯誤符合題意；
C.將激光筆靠近N時，入射角會減小。根據“反射角等于入射角”可知，反射角會減小，即反射光線OB會靠近ON，故C正確不合題意；
D.反射光線、法線和入射光線在同一平面內，則繞ON前后轉動F板，此時F板上不會看到反射光線，故D正確不合題意。
變式3：（2022九下·杭州月考）如圖所示是探究平面鏡成像特點的實驗裝置。
（1）如果玻璃板沒有豎直放置，將對實驗產生什么影響？　 　
（2）小金用跳棋代替點燃的蠟燭進行實驗，但看不清跳棋的像。請你幫她想個辦法看清跳棋的像：　 　。
（3）小金在實驗過程中，讓鏡子沿OO'軸（鏡子與桌面的接觸部分）方向水平向右移動，結果她發現鏡中的像B相對于點燃的蠟燭A　 　移動（選填“向右”、“向左”或“不”）；接下來，她又將鏡子繞OO'軸轉向自己，他發現鏡中的像　 　（選填“轉向自己”、“轉離自己”或“不動”）。
【答案】（1）蠟燭B無法與蠟燭A的像重合
（2）用手電筒（或其他光源）照亮跳棋
（3）不；轉向自己
【解析】（1）在平面鏡成像的實驗中，如果玻璃板沒有與桌面垂直，那么根據平面鏡成像的對稱性可知，像要么在桌面的上方，要么在桌面的下方，總之，蠟燭不能與鏡子后的像重合。
（2）鏡子中像的亮度取決于反射光線的強度，即物體本身的亮度；
（3）物體和像關于平面鏡所在的那個平面對稱，據此分析解答。
【解答】（1）如果玻璃板沒有豎直放置，將對實驗產生的影響：蠟燭B無法與蠟燭A的像重合。
（2）小金用跳棋代替點燃的蠟燭進行實驗，但看不清跳棋的像。看清跳棋的像的方法：用手電筒（或其他光源）照亮跳棋。
（3）小金在實驗過程中，讓鏡子沿OO'軸（鏡子與桌面的接觸部分）方向水平向右移動，此時平面鏡所在的那個平面沒有改變，則她發現鏡中的像B相對于點燃的蠟燭A的位置不移動。
她又將鏡子繞OO'軸轉向自己，此時平面鏡所在的那個平面發生改變，則他發現鏡中的像發生改變，轉向自己。
考點精講三、光的折射
入射光線AO，折射光線OB，法線NN′在同一平面內。折射光線和入射光線分別位于法線兩側。光從空氣斜射入水或玻璃表面時，折射光線向法線偏折，折射角β小于入射角α。入射角α增大時，折射角β也增大。如果光從水中斜射入空氣中時，折射光線將偏離法線，折射角大于入射角。光的折射也遵循光路可逆，如果入射光線沿BO射入到點O，折射光線一定沿OA折射(如右上圖所示)。
【注意】①光必須斜射時，才能發生折射現象。
②解釋光現象或作圖時要注意：人眼看物體是物體發出或反射的光射入人的眼睛，而不是人眼發出光射到物體上。
③光垂直射到水或玻璃表面時傳播方向不改變，即垂直于界面時三線重合兩角為0°，這是一種特殊情況。
典例1：（2022·長興模擬）人們對光的研究始終沒有停止。
（1）如圖甲是某同學將光從空氣射向水面，根據實驗現象做出的光路圖，則當光從水中沿CO方向射向空氣時，光在空氣中的折射角大小為　 　
（2）該同學還想利用紫光探究光的反射定律，他利用三棱鏡和遮光板將陽光中的紫光分離出來，如圖乙所示，三種遮擋方法最有可能在地面上得到紫光的是　 　。(填圖中數字 )
（3）光對被照射物體具有力的作用，研究表明，在地球附近，一個正對著太陽的面積為1.0×106m2的平整光亮表面，受到的太陽光的壓力約為9 N。則太陽光對這個平面的壓強是多少？
【答案】（1）55° （2）3
（3）解：P= = =9×10-6 Pa
【解析】（1）折射角為折射光線和法線的夾角；
（2）根據三棱鏡對色光偏折能力的不同解答；
（3）根據壓強公式計算即可。
【解答】（1）根據圖片可知，AO為折射光線，OD為法線，則折射角AOD=90°-35°=55°。
（2）三棱鏡對紫光的偏折能力最大，根據圖乙可知，紫光應該在光柱的最下方，因此只有③能夠讓紫光經過，故選③。
變式1：[綿陽中考]如圖所示，兩塊完全相同的直角三角形玻璃磚A和B放置在同一水平面內，斜邊平行且相距一定距離。一條光線從空氣中垂直于玻璃磚A的直角邊射入，從玻璃磚B的直角邊射出，射出后的位置和方向可能是圖中的(　　)
A．光線a B．光線b
C．光線c D．光線d
【答案】B
【解析】光垂直于玻璃磚A的直角邊入射時，傳播方向不變；光從玻璃磚A斜射入空氣中時，折射角大于入射角，故從A出來的折射光線會向上偏轉；光從空氣中斜射入B中時，折射角小于入射角(此時的折射角等于A中的入射角)，故折射光線與入射光線平行射出B，如圖所示。
變式2：某校新建成一個噴水池，在池底中央安裝了一只射燈。射燈發出的一束光照在右邊的池壁上，當池內無水時，站在池旁左邊的人看到在S點形成一個亮斑，如圖所示。現往池內灌水，水面升至a位置時，人看到亮斑的位置在P點；如果水面升至b位置時，人看到亮斑的位置在Q點，則(　　)
A．P點在S點的下方，Q點在S點的上方
B．P點在S點的上方，Q點在S點的下方
C．P點在S點的上方，Q點在S點的上方
D．P點在S點的下方，Q點在S點的下方
【答案】A
【解析】往池內灌水，水面升至a位置時，由于光的折射，空氣那側折射角大于入射角，所以人看到亮斑的位置P點在S點的下方；如果水面升至b位置時，射燈發出的光線在水中是直線傳播的，亮斑的實際位置在S點，由于人從水面上看時，池底會變“淺”，人看到亮斑的位置Q點在S點的上方。
變式3：（2022·湖州）三棱鏡是一種重要的光學元件，光通過三棱鏡的傳播路線是怎樣的呢？小越用紅光以一定角度射到三棱鏡上，光路圖如圖1所示。改變入射角度，光路圖如圖2、圖3所示。
（1）經過兩次折射后，紅光均向三棱鏡的　 　（選填“頂角A”或“底面BC”）偏折。這個規律對于其他的單色光成立嗎？小越選用其他不同的單色光重復上述實驗，發現了同樣的規律。
（2）了解了小越的探究后，老師建議小越把凸透鏡分割成兩部分進行思考，如圖4所示。小越經過分析和綜合，理解了凸透鏡對光具有　 　作用的原因。
（3）利用三棱鏡還可以進行的探究實驗是　 　。
【答案】（1）底面BC
（2）會聚
（3）光的色散或凹透鏡對光的作用
【解析】（1）根據圖1、圖2、圖3可知，經過兩次折射后，紅光均向三棱鏡的底面BC方向偏折。
（2）根據圖4可知，凸透鏡相當于兩個相同的三棱鏡將底部重合在一起，根據三棱鏡對光線的作用可知，上面的光線向下偏折，下面的光線向上偏折，其實就是所有的光線都向主軸偏折，即凸透鏡對光線有會聚作用。
（3）①太陽光經過三棱鏡后會被分解為七種顏色的色光，這就是光的色散現象；
②凹透鏡相當于兩個相同的三棱鏡頂角重合在一起，根據三棱鏡對光線的作用可知，上面的光線向上偏折，下面的光線向下偏折，其實就是使光線遠離主軸，即凹透鏡對光線有發散作用。
那么利用三棱鏡還可以進行的探究實驗為：光的色散或凹透鏡對光的作用。
1．（2022·椒江模擬）如圖為一只白鷺正在平靜的水面上展翅起飛。關于白鷺在水中所成的像，下列說法正確的是（　　）
A．水中的像是光的折射形成的 B．水中的像是白鷺的虛像
C．白鷺飛得越高，水中的像越小 D．水越深，水中的像離水面越遠
【答案】B
【解析】根據平面鏡成像的成因和特點分析判斷。
【解答】A.水中的像是白鷺身上的光在水面發生反射形成的，故A錯誤；
B.水中的像是白鷺在水中形成的平面鏡成像現象，屬于虛像，故B正確；
C.根據平面鏡成像的“物像等大”可知，白鷺的像與它大小相等，與距離無關，故C錯誤；
D.水面相當于平面鏡，則白鷺離水面越高，則像離水面越遠，與水的深度無關，故D錯誤。
2．（2022·杭州）下列所成的像為實像的是（　　）
A．人在平面鏡中成的像
B．山在水中的倒影
C．郵票經放大鏡成的正立放大的像
D．太陽經過小孔在地面上成的圓形光斑
【答案】D
【解析】實像由實際光線會聚而成，可以成在光屏上，根據各個選項的成像原理和特點判斷。
【解答】A.人在平面鏡中成的像，是光的反射形成的虛像，故A不合題意；
B.山在水中的倒影，是光的反射形成的虛像，故B不合題意；
C.郵票經放大鏡成的正立放大的像，是光的折射形成的虛像，故C不合題意；
D.太陽經過小孔在地面上成的圓形光斑，是光沿直線傳播形成的實像，故D符合題意。
3．（2022·溫州模擬）如圖(俯視圖)所示，S為房間內的一盞燈，MN為房間的玻璃門，可繞M轉動，當玻璃門逆時針打開時(從MN位置轉到MN’位置)，燈S的像距和像的大小如何變化(　　)
A．像距變大，像變小 B．像距變小，像變小
C．像距變大，像的大小不變 D．像距不變，像的大小不變
【答案】C
【解析】根據平面鏡成像的特點判斷。
【解答】根據圖片可知，當玻璃門逆時針方向打開時，燈S到玻璃門的距離逐漸增大，根據“物像等距”的規律可知，此時的像距也變大。根據“物像等大”的規律可知，像的大小只取決于燈泡L的大小，與距離無關，即像的大小不變，故C正確，而A、B、D錯誤。
4．（2022·仙居模擬）如圖是某同學制作的照相機模型，內紙筒的左端貼有半透明膜，外紙筒的左端裝有凸透鏡，通過調整內外紙筒的位置，可以在半透明膜上看到遠處景物的像。該像的性質是（　　）
A．正立縮小的虛像 B．倒立縮小的實像
C．正立放大的虛像 D．倒立放大的實像
【答案】B
【解析】根據凸透鏡成像的特點和性質分析解答。
【解答】半透明的膜相當于光屏，能夠成在光屏上的像肯定是實像。因為此時像距遠遠小于物距，所以成的是倒立縮小的實像，故B正確，而A、B、D錯誤。
5．（2022·江山模擬）在做“探究平面鏡成像規律”實驗時，小科選擇了以下實驗裝置。下列說法正確的是（　　）
A．在圖甲實驗中，蠟燭遠離玻璃板，所成的像將變小
B．在圖甲實驗中，蠟燭所成的像將位于C位置
C．在圖乙實驗中，僅將玻璃板由I位置移動到II位置，蠟燭仍能成像
D．在圖乙實驗中，環境越明亮，觀察到的像越清晰
【答案】C
【解析】根據平面鏡成像的特點分析判斷。
【解答】A.蠟燭所成的像的大小與蠟燭大小相同，與距離無關，故A錯誤；
B.根據平面鏡成像的對稱性可知，蠟燭所成的像應該再B點，故B錯誤；
C.物體和像關于平面鏡對稱，其實是關于平面鏡所在的那個平面對稱。當玻璃板從I位置到II位置時，平面鏡所在的那個平面的位置沒有改變，因此蠟燭的像沒有改變，故C正確；
D.像的清晰程度取決于物體發出光線的明亮程度，而環境越明亮，相當于物體越暗，則看起來越不清晰，故D錯誤。
6.如圖甲所示，玉林園博園的彩虹橋橋面距湖面3m，它的“倒影”距橋面____m。如圖乙所示，是從平面鏡中看到的掛鐘，掛鐘顯示的實際時間是____。
【答案】6 7：25
【解析】 (1)物、像到平面鏡的距離相等，平靜的水面相當于平面鏡，彩虹橋的像和彩虹橋到水面的距離相等，都是3m，所以它的“倒影”距橋面6m。(2)根據掛鐘在平面鏡中成像判斷實際時間的方法：方法一：根據平面鏡成像特點，即物、像關于平面鏡對稱，作出平面鏡中掛鐘指針的實際情況。方法二：把試卷翻過來，注意上下不要顛倒，直接從試卷的反面看掛鐘的實際時間是7：25。
7．通過玻璃門(如圖甲)可簡單地驗證平面鏡成像的某些規律。
　　　　甲　　　　　　　　　乙
(1)先在房間A的地磚拼接處放一標記物，然后到房間B，若實驗者及標記物的位置如圖乙所示。為了讓實驗者所成的像落在標記物上，他應向________(填序號)方向移動。
(2)為了讓成像更清晰，房間B的亮度要比房間A__________。
(3)對本實驗的相關評價，合理的有____________。
A．證明了平面鏡所成的像是等大的虛像
B．利用地磚方便地確定像和物體的位置關系
C．巧妙利用生活中的物體進行實驗，感受到科學就在我們身邊
【答案】③ 亮(或大) BC
【解析】 (1)平面鏡成像時，物體與像是以平面鏡為對稱軸的對稱圖形，物像連線與鏡面垂直，物距與像距相等，像與物體大小相等。(2)標記物在房間A，要求實驗者所成的像落在標記物上，故為了使像更加清晰，房間B的亮度要比房間A亮一些。(3)本實驗沒有驗證像與物體是否等大，也沒有驗證像的虛實。
8.（2020·諸暨模擬）探究光的反射規律時，小明將一塊平面鏡Ｍ放在水平桌面上，再把一張硬紙板豎直放在平面鏡上，如圖所示，硬紙板是由可以繞ON折轉的E、F兩塊板組成。讓一束光貼著硬紙板左側的E板沿AO方向射到O點，在右側F板上能看到反射光線OB。
（1）從硬紙板前不同的方向都能看到入射光線，這是因為光在硬紙板上發生了________(選填“鏡面”或“漫”)反射。
（2）若小明保持入射光線的位置不變，將平面鏡Ｍ向右移，此時，反射光線將________(選填“向左移”、“不移動”或“向右移”)。
（3）多次改變入射光的方向，總能在紙板上觀察到入射光和反射光的徑跡，由此小明得出結論：在光的反射現象中，反射光線，入射光線和法線都在同一平面內。請你評估小明的做法是否合理并說明理由：_______。
【答案】（1）漫
（2）不移動
（3）沒有設計對比實驗，證明當反射面不在同一平面上時，就不能同時看到反射光線
【解析】（1）漫反射的反射光線射向四面八方，雖然比較微弱，但是可以讓我們從不同角度觀察物體；鏡面反射的反射光線集中在同一方向，要么光線十分明亮，要么十分黑暗。
（2）反射光線的位置由入射光線決定，據此分析；
（3）如果要使得到的結論更客觀，那么就要調整反射面不在同一平面內，觀察是否照樣能看到反射光線。
【解答】（1）從硬紙板前不同的方向都能看到入射光線，這是因為光在硬紙板上發生了漫反射。
（2）若小明保持入射光線的位置不變，將平面鏡Ｍ向右移，入射點的位置始終保持不變，因此反射光線將不移動；
（3）小明的做法不合理，理由是：沒有設計對比實驗，證明當反射面不在同一平面上時，就不能同時看到反射光線。
9．在探究光的反射定律時，小波將一塊平面鏡放在水平桌面上，再把一塊紙板(分E、F兩個面)垂直放置在平面鏡上，如圖甲所示。
(1)圖甲中，E、F在同一平面上，讓光線沿紙板E上的AO射向鏡面，則在紙板F上得到沿OB的反射光線，測得AO、OB與法線的夾角均為40°，于是小波得出結論：反射角等于入射角。你認為小波得出結論的過程____________(選填“合理”或“不合理”)，原因是___________________。
(2)在實驗過程中，若將紙板傾斜(即紙板與平面鏡不垂直)，如圖乙所示，讓光線仍貼著紙板沿AO方向射向鏡面，此時反射光線與入射光線________(選填“在”或“不在”)同一平面內，紙板上________(選填“能”或“不能”)看到反射光線。
【答案】(1)不合理　 由一次實驗結果得出結論具有偶然性(2)在　不能
【解析】(1)在利用實驗數據得出結論時，為了使結論具有可行性，應該多做幾次實驗，從多組數據中得出的結論才具有普遍性，可以避免結論的偶然性，因此，根據一次實驗數據得出結論的過程是不合理的；
(2)在光的反射現象中，反射光線、入射光線和法線在同一平面上，若實驗中將紙板傾斜，由于反射光線和入射光線與法線在同一平面上，故我們在紙板上將看不到反射光線。
10.同學們學習了“光的折射”后,知道了光從空氣斜射入玻璃中時,折射角小于入射角。入射角增大,折射角也增大。那么當光從空氣斜射入玻璃中時,折射角與入射角大小是否成正比呢
【建立猜想】折射角與入射角大小可能成正比。
【實驗探究】同學們測得了四組實驗數據。
第2次實驗如圖所示,請將實驗數據填入表格中。
【實驗結論】折射角與入射角大小_______(選填“成正比”或“不成正比”)。
【評價與交流】根據實驗數據,還可以得出的結論是_______。
【答案】（1）25°
（2）不成正比
（3）光從空氣斜射入玻璃中時，折射角增大值小于入射角增大值
【解析】（2）入射角增大為原來的幾倍，折射角增大的倍數與入射角增大的倍數不同，則兩者不成正比。
11．(2019.棗莊)如圖甲是“探究平面鏡成像特點”的實驗裝置圖。
(1)實驗時,不采用平面鏡面采用透明薄玻璃板,不僅能觀察到蠟燭的像,也便于
(2)在豎立的玻璃板前點燃蠟燭A ,可以看到蠟燭A在玻璃板后面的像,取一支外形相同但不點燃的蠟燭B在玻璃板后面移動,直到看上去它跟蠟燭A的像完全重合。在比較物與像的大小關系時,蠟燭B替代的是
(選填“蠟燭A的像”或"蠟燭B的像”) , 看到蠟燭是由光的 (填“反射”或“折射”)形成的。
(3)移去蠟燭B ,在其原來位置上放置一 塊光屏,光屏上 (選填“能”或“不能)呈現蠟燭A的像。
(4)實驗過程中如果玻璃板沒有垂直架在紙上,而是如圖乙所示傾斜,蠟燭A的像應是 圖中的(選填"A1”、"A2”或"A3”)。
【答案】(1)確定像的位置 (2)蠟燭A的像 (3)反射 (4)不能 (5)A1
【解析】(1)該實驗采用透明薄玻璃板代替日常使用的平面鏡,玻璃板是透明的,觀察到A蠟燭像的同時,也能觀察到蠟燭B,當蠟燭B和蠟燭A的像重合時, 蠟燭B的位置便是蠟燭A的像的位置;
(2)在豎立的玻璃板前點燃蠟燭A ,拿未點燃的蠟燭B豎直在玻璃板后面移動，人眼一直在玻璃板的前側觀察,直至它與蠟燭A的像完全重合;在比較物與像的大小關系時,蠟燭B替代的是蠟燭A的像;看到蠟燭是由光的反射形成的;
(3 )移去后面的蠟燭,并在所在位置上放一光屏,則光屏上不能接收到蠟燭燭焰的像。所以平面鏡所成的像是虛像;
(4)實驗過程中如果玻璃板沒有垂直架在紙上,而是如圖所示傾斜,物與像關于鏡面對稱,蠟燭A的像應是圖中的A1
12．（2022·舟山）鉆石素有“寶石之王”的稱謂，因其優越的特性和漂亮的外表而受到大眾喜愛(圖甲)。
（1）鉆石是在地下150~250 千米的深處，由熔化的地幔中的碳元素冷卻生成的八面體晶體之后，這些晶體經　 　搬運到地表附近。
（2）天然鉆石產量極其稀少，在很多領域會用性質相近的氧化鋯(ZrO2)替代。前者屬于單質，后者屬于化合物，分類的依據是　 　。
（3）鉆石閃閃發光的奧秘在于控制切割鉆石的角度，使入射光線不穿透下部亭部面，而被全部反射。圖乙為光線經鉆石傳播的部分光路圖，請補充光傳播到E處后的折射光線。
【答案】（1）地殼變動
（2）是否由同種元素組成
（3）
【解析】1.地殼變動是在地球內力的作用下形成的，地震和火山是地殼變動的主要表現形式。
2.純凈物只由一種物質構成，只由一種元素構成的純凈物只有一種物質，即單質。
由兩種或兩種以上組分(如元素)按一定重量比與一定結構排列結合成的叫化合物。
3.光的折射是指光從一種介質斜射入另一種介質時，傳播方向發生改變，從而使光線在不同介質的交界處發生偏折的現象。屬于光的折射現象。
【解答】(1)鉆石是在地下150~250 千米的深處，由熔化的地幔中的碳元素冷卻生成的八面體晶體。之后，這些晶體經地殼變動搬運到地表附近。
(2)天然鉆石產量極其稀少，在很多領域會用性質相近的氧化鋯(ZrO2)替代。前者屬于單質，后者屬于化合物，分類的依據是是否由同種元素組成。
(3)鉆石閃閃發光的奧秘在于控制切割鉆石的角度，使入射光線不穿透下部亭部面，而被全部反射。光線由鉆石臺面垂直進入時亭角的設計，光線進入鉆石后經亭部C、D發生兩次全反射，并以小于鉆石臨界角的角度從鉆石冠部射出，故光傳播到E處后的折射光線如圖：
13．（2022·上虞模擬）小科學完光學知識后回家進行了實驗，先根據課本介紹將鉛筆放入水中觀察到了預期的現象(圖甲)，后又發現將鉛筆豎直放入盛有水的圓柱形的杯子當中，觀察到水中的鉛筆變粗并錯位。將鉛筆由水杯中間向兩邊移動，發現水中的鉛筆錯位更加明顯，快到水杯邊上時，水中的鉛筆竟然“消失”了。
于是小科在老師的指導下，查閱了一些資料，并且將實驗現象畫成簡圖。
資料一：若界面為弧形，可以將折射點及反射點的切面視為該點的折射面(圖乙)。
資料二：光從水中射向空氣中折射角與入射角的變化規律如下表。
入射角 0° 10° 20° 30° 40° 50° 60°
折射角 0° 13.4° 27.1° 41.7° 58.7° 無折射 無折射
（1）請在圖丙中畫出入射光線ao大致的折射光線。
（2）當鉛筆放入盛有水的圓柱形杯子當中，水杯相當于凸透鏡，當鉛筆的位置小于一倍焦距時，成正立放大的　 　。(填“虛”或“實”像，因此筷子變粗。
（3）分析表中數據，反射的光線通過折射面射入人眼，折射角大于入射角，進一步分析可得到折射角之間的差值，隨著入射角的增大而　 　， 因此鉛筆錯位更加厲害.
（4）圖表中還可發現入射角大于一定角度時(如大于50°時)，鉛筆會“消失”視野中，發生這個現象的原因是因為此時的光線　 　的緣故。
【答案】（1）
（2）虛
（3）增大
（4）只有反射，沒有折射，光線消失無法進入人眼(全反射)
【解析】（1）根據光的折射規律完成作圖；
（2）根據凸透鏡成像的規律分析解答；
（3）根據光的折射規律分析解答。
【解答】（1）光從水中斜射入空氣中時，折射角大于入射角，如下圖所示：
（2）水杯相當于凸透鏡，當鉛筆的位置小于一倍焦距時，成正立放大的虛像，因此筷子變粗。
（3）分析表中數據，反射的光線通過折射面射入人眼，折射角大于入射角，進一步分析可得到折射角之間的差值，隨著入射角的增大而增大， 因此鉛筆錯位更加厲害。
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專題03 光的直射,反射與折射
考點精講一、光的直線傳播
光在同一種均勻物質中沿直線傳播。小孔成像、影子的形成、日食、月食說明光的直線傳播。光速：宇宙中最快的速度是真空中的光速；在計算中，真空或空氣中光速c＝3×108m/s＝3×105km/s。
【注意】①小孔成像的性質：倒立的實像，可以成放大、等大、縮小的像。
②像的形狀與孔的形狀無關。
③像的大小與物距和像距有關。
典例1：（2022·衢州）科學就在身邊。下列現象中，由光的直線傳播產生的是（　　）
A．“折斷”的鉛筆 B．水中的倒影
C．鏡中的小狗 D．地上的影子
變式1：（2022·寧波）如圖所示是一個放置于寧波某地水平地面上的簡易計時模型，圭桿垂直下列描述錯誤的是（　　）
A．桿影的形成是由于光在均勻介質中沿直線傳播
B．一天內，桿影移動是由地球公轉造成的
C．一天內，正午的桿影最短
D．該模型依據桿影的方位計時
變式2：如圖所示，點燃的蠟燭放在距小孔a處，它成的像在距小孔b處的半透明紙上，且a大于b。則半透明紙上的像是(　　)
A．倒立、放大的虛像 B．正立、縮小的虛像
C．倒立、縮小的實像 D．正立、放大的實像
變式3：晴天正午，小明與同學從樹蔭下走過時，發現地面上有許多大小、形狀不同的光斑，如圖所示。光斑形狀與什么因素有關呢 光斑又是如何形成的呢 對此他們馬上進行了探究。他們猜想光斑形狀：a.與樹葉形狀有關，光斑是樹葉的影子；b.與樹葉間空隙形狀有關；c.與樹葉間空隙大小有關。
(1)根據所學知識,可確定猜想a_________(合理/不合理)。
(2)通過探究,他們得到了以下結論,無論是大孔還是小孔形成的光斑都是由于_____________形成的,其中________(小孔/大孔)形成光斑的形狀與孔的形狀有關,__________(小孔/大孔)形成的光斑的大小與孔到地面的距離有關。
考點精講二、光的反射
考點一、光的反射定律——三線共面，二線分居，兩角相等
①光反射時，入射光線MO、反射光線ON、法線OP在同一平面內。
②反射光線ON和入射光線MO分別位于法線OP兩側。
③反射角β(∠NOP)等于入射角α(∠MOP)。
④入射角α增大時，反射角β也同時增大，反之，入射角減小時反射角也同時減小。
⑤如果把入射角減小到與法線重合時，即當入射角為0°時，反射角也為0°，此時，入射光線、反射光線和法線三線重合。
⑥光路具有可逆性：如圖中，如果入射光線沿NO射入，那么反射光線一定沿OM射出。實際的應用是你通過鏡子看見別人的眼睛時，對方也可通過鏡子看見你的眼睛。
【注意】當光射到物體表面上時，有一部分光會被物體表面反射回來的現象叫光的反射。我們能夠看到本身不發光的物體，是因為物體反射的光進入了我們的眼睛。
考點二、鏡面反射和漫反射
反射分鏡面反射和漫反射，平行光線入射到平而光滑反射面上，反射光線還是平行射出，這種反射是鏡面反射；
平行光線入射到粗糙的反射面上，反射光線射向四面八方，這種反射是漫反射，鏡面反射和漫反射都遵守光的反射定律。
【注意】①反射定律的應用要注意是同一平面內。
②入射角是指入射光線與法線的夾角；反射角是指反射光線與法線的夾角。
③反射時，反射角等于入射角，不能說入射角等于反射角。
④鏡面反射和漫反射的共同點是每條光線都遵循光的反射定律，不同點是鏡面反射的反射光線朝某一方向，而漫反射的反射光線朝著各個方向。
考點三、平面鏡成像
成像特點：物體在平面鏡中成的是虛像，像的大小跟物體相等，像到鏡面的距離與物體到鏡面的距離相等，像與物體的連線關于鏡面對稱。
成像原理：發光點P把光線射到平面鏡上，又經平面鏡反射到人的眼中，人眼是根據光的直線傳播經驗來判斷物體位置的，人眼逆著反射光線的方向向鏡內看去，覺得光線好像是從兩條反射光線反向延長的交點P′處射來的，如圖所示。鏡面后實際并不存在發光點P′，P′也不是反射光線的交點，而是反射光線反向延長線的交點，所以是虛像。
考點四、探究光的反射定律
①為了保留光的傳播路徑，可以用筆描出入射光線和反射光線的路徑；入射光線、反射光線、法線在同一平面上；在光的反射中，光路是可逆的；
②實驗時玻璃板如果不豎直，不論怎樣移動后面的蠟燭都不可能與前面蠟燭的像完全重合；實驗中選擇兩根完全一樣的蠟燭是為了比較物體與像的大小關系；平面鏡成的是虛像。
【注意】1．可見光可以反射，不可見光同樣可以反射。
2．成虛像的判斷依據：平面鏡里所成的像不能呈現在光屏上，所以是虛像。
3．平面鏡所成像的大小與鏡面的大小、物體到鏡面的距離無關。
典例1：（2022·寧波）如圖所示是實驗室中的毛玻璃片，一面磨砂，一面平滑。為了分辨這兩個面，下列方法中不可行的是（　　）
A．用手去觸摸，粗糙的一面是磨砂面
B．用激光筆照射表面，反射后可在光屏上成一個亮點的一面是平滑面
C．壓力相同時，與同一水平桌面之間滑動摩擦力較大的一面是磨砂面
D．透過毛玻璃片看不清遠處物體，朝向眼睛的一面是平滑面
變式1：（2022·溫州）如圖所示，在“探究平面鏡成像規律”時，固定蠟燭甲，為確定其像的位置，下列操作正確的是（　　）
A．移動丙靠近乙 B．移動丙遠離乙
C．移動乙靠近丙 D．移動乙遠離內
變式2：（2022·舟山）如圖，小舟利用平面鏡研究光的反射定律，下列說法錯誤的是（　　）
A．AO是入射光線
B．反射角等于30°
C．將激光筆靠近N時，光線OB會靠近ON
D．繞ON前后轉動F板，F板上觀察不到光線
變式3：（2022九下·杭州月考）如圖所示是探究平面鏡成像特點的實驗裝置。
（1）如果玻璃板沒有豎直放置，將對實驗產生什么影響？　 　
（2）小金用跳棋代替點燃的蠟燭進行實驗，但看不清跳棋的像。請你幫她想個辦法看清跳棋的像：　 　。
（3）小金在實驗過程中，讓鏡子沿OO'軸（鏡子與桌面的接觸部分）方向水平向右移動，結果她發現鏡中的像B相對于點燃的蠟燭A　 　移動（選填“向右”、“向左”或“不”）；接下來，她又將鏡子繞OO'軸轉向自己，他發現鏡中的像　 　（選填“轉向自己”、“轉離自己”或“不動”）。
考點精講三、光的折射
入射光線AO，折射光線OB，法線NN′在同一平面內。折射光線和入射光線分別位于法線兩側。光從空氣斜射入水或玻璃表面時，折射光線向法線偏折，折射角β小于入射角α。入射角α增大時，折射角β也增大。如果光從水中斜射入空氣中時，折射光線將偏離法線，折射角大于入射角。光的折射也遵循光路可逆，如果入射光線沿BO射入到點O，折射光線一定沿OA折射(如右上圖所示)。
【注意】①光必須斜射時，才能發生折射現象。
②解釋光現象或作圖時要注意：人眼看物體是物體發出或反射的光射入人的眼睛，而不是人眼發出光射到物體上。
③光垂直射到水或玻璃表面時傳播方向不改變，即垂直于界面時三線重合兩角為0°，這是一種特殊情況。
典例1：（2022·長興模擬）人們對光的研究始終沒有停止。
（1）如圖甲是某同學將光從空氣射向水面，根據實驗現象做出的光路圖，則當光從水中沿CO方向射向空氣時，光在空氣中的折射角大小為　 　
（2）該同學還想利用紫光探究光的反射定律，他利用三棱鏡和遮光板將陽光中的紫光分離出來，如圖乙所示，三種遮擋方法最有可能在地面上得到紫光的是　 　。(填圖中數字 )
（3）光對被照射物體具有力的作用，研究表明，在地球附近，一個正對著太陽的面積為1.0×106m2的平整光亮表面，受到的太陽光的壓力約為9 N。則太陽光對這個平面的壓強是多少？
變式1：[綿陽中考]如圖所示，兩塊完全相同的直角三角形玻璃磚A和B放置在同一水平面內，斜邊平行且相距一定距離。一條光線從空氣中垂直于玻璃磚A的直角邊射入，從玻璃磚B的直角邊射出，射出后的位置和方向可能是圖中的(　　)
A．光線a B．光線b
C．光線c D．光線d
變式2：某校新建成一個噴水池，在池底中央安裝了一只射燈。射燈發出的一束光照在右邊的池壁上，當池內無水時，站在池旁左邊的人看到在S點形成一個亮斑，如圖所示。現往池內灌水，水面升至a位置時，人看到亮斑的位置在P點；如果水面升至b位置時，人看到亮斑的位置在Q點，則(　　)
A．P點在S點的下方，Q點在S點的上方
B．P點在S點的上方，Q點在S點的下方
C．P點在S點的上方，Q點在S點的上方
D．P點在S點的下方，Q點在S點的下方
變式3：（2022·湖州）三棱鏡是一種重要的光學元件，光通過三棱鏡的傳播路線是怎樣的呢？小越用紅光以一定角度射到三棱鏡上，光路圖如圖1所示。改變入射角度，光路圖如圖2、圖3所示。
（1）經過兩次折射后，紅光均向三棱鏡的　 　（選填“頂角A”或“底面BC”）偏折。這個規律對于其他的單色光成立嗎？小越選用其他不同的單色光重復上述實驗，發現了同樣的規律。
（2）了解了小越的探究后，老師建議小越把凸透鏡分割成兩部分進行思考，如圖4所示。小越經過分析和綜合，理解了凸透鏡對光具有　 　作用的原因。
（3）利用三棱鏡還可以進行的探究實驗是　 　。
1．（2022·椒江模擬）如圖為一只白鷺正在平靜的水面上展翅起飛。關于白鷺在水中所成的像，下列說法正確的是（　　）
A．水中的像是光的折射形成的 B．水中的像是白鷺的虛像
C．白鷺飛得越高，水中的像越小 D．水越深，水中的像離水面越遠
2．（2022·杭州）下列所成的像為實像的是（　　）
A．人在平面鏡中成的像
B．山在水中的倒影
C．郵票經放大鏡成的正立放大的像
D．太陽經過小孔在地面上成的圓形光斑
3．（2022·溫州模擬）如圖(俯視圖)所示，S為房間內的一盞燈，MN為房間的玻璃門，可繞M轉動，當玻璃門逆時針打開時(從MN位置轉到MN’位置)，燈S的像距和像的大小如何變化(　　)
A．像距變大，像變小 B．像距變小，像變小
C．像距變大，像的大小不變 D．像距不變，像的大小不變
4．（2022·仙居模擬）如圖是某同學制作的照相機模型，內紙筒的左端貼有半透明膜，外紙筒的左端裝有凸透鏡，通過調整內外紙筒的位置，可以在半透明膜上看到遠處景物的像。該像的性質是（　　）
A．正立縮小的虛像 B．倒立縮小的實像
C．正立放大的虛像 D．倒立放大的實像
5．（2022·江山模擬）在做“探究平面鏡成像規律”實驗時，小科選擇了以下實驗裝置。下列說法正確的是（　　）
A．在圖甲實驗中，蠟燭遠離玻璃板，所成的像將變小
B．在圖甲實驗中，蠟燭所成的像將位于C位置
C．在圖乙實驗中，僅將玻璃板由I位置移動到II位置，蠟燭仍能成像
D．在圖乙實驗中，環境越明亮，觀察到的像越清晰
6.如圖甲所示，玉林園博園的彩虹橋橋面距湖面3m，它的“倒影”距橋面____m。如圖乙所示，是從平面鏡中看到的掛鐘，掛鐘顯示的實際時間是____。
7．通過玻璃門(如圖甲)可簡單地驗證平面鏡成像的某些規律。
　　　　甲　　　　　　　　　乙
(1)先在房間A的地磚拼接處放一標記物，然后到房間B，若實驗者及標記物的位置如圖乙所示。為了讓實驗者所成的像落在標記物上，他應向________(填序號)方向移動。
(2)為了讓成像更清晰，房間B的亮度要比房間A__________。
(3)對本實驗的相關評價，合理的有____________。
A．證明了平面鏡所成的像是等大的虛像
B．利用地磚方便地確定像和物體的位置關系
C．巧妙利用生活中的物體進行實驗，感受到科學就在我們身邊
8.（2020·諸暨模擬）探究光的反射規律時，小明將一塊平面鏡Ｍ放在水平桌面上，再把一張硬紙板豎直放在平面鏡上，如圖所示，硬紙板是由可以繞ON折轉的E、F兩塊板組成。讓一束光貼著硬紙板左側的E板沿AO方向射到O點，在右側F板上能看到反射光線OB。
（1）從硬紙板前不同的方向都能看到入射光線，這是因為光在硬紙板上發生了________(選填“鏡面”或“漫”)反射。
（2）若小明保持入射光線的位置不變，將平面鏡Ｍ向右移，此時，反射光線將________(選填“向左移”、“不移動”或“向右移”)。
（3）多次改變入射光的方向，總能在紙板上觀察到入射光和反射光的徑跡，由此小明得出結論：在光的反射現象中，反射光線，入射光線和法線都在同一平面內。請你評估小明的做法是否合理并說明理由：_______。
9．在探究光的反射定律時，小波將一塊平面鏡放在水平桌面上，再把一塊紙板(分E、F兩個面)垂直放置在平面鏡上，如圖甲所示。
(1)圖甲中，E、F在同一平面上，讓光線沿紙板E上的AO射向鏡面，則在紙板F上得到沿OB的反射光線，測得AO、OB與法線的夾角均為40°，于是小波得出結論：反射角等于入射角。你認為小波得出結論的過程____________(選填“合理”或“不合理”)，原因是___________________。
(2)在實驗過程中，若將紙板傾斜(即紙板與平面鏡不垂直)，如圖乙所示，讓光線仍貼著紙板沿AO方向射向鏡面，此時反射光線與入射光線________(選填“在”或“不在”)同一平面內，紙板上________(選填“能”或“不能”)看到反射光線。
10.同學們學習了“光的折射”后,知道了光從空氣斜射入玻璃中時,折射角小于入射角。入射角增大,折射角也增大。那么當光從空氣斜射入玻璃中時,折射角與入射角大小是否成正比呢
【建立猜想】折射角與入射角大小可能成正比。
【實驗探究】同學們測得了四組實驗數據。
第2次實驗如圖所示,請將實驗數據填入表格中。
【實驗結論】折射角與入射角大小_______(選填“成正比”或“不成正比”)。
【評價與交流】根據實驗數據,還可以得出的結論是_______。
11．(2019.棗莊)如圖甲是“探究平面鏡成像特點”的實驗裝置圖。
(1)實驗時,不采用平面鏡面采用透明薄玻璃板,不僅能觀察到蠟燭的像,也便于
(2)在豎立的玻璃板前點燃蠟燭A ,可以看到蠟燭A在玻璃板后面的像,取一支外形相同但不點燃的蠟燭B在玻璃板后面移動,直到看上去它跟蠟燭A的像完全重合。在比較物與像的大小關系時,蠟燭B替代的是
(選填“蠟燭A的像”或"蠟燭B的像”) , 看到蠟燭是由光的 (填“反射”或“折射”)形成的。
(3)移去蠟燭B ,在其原來位置上放置一 塊光屏,光屏上 (選填“能”或“不能)呈現蠟燭A的像。
(4)實驗過程中如果玻璃板沒有垂直架在紙上,而是如圖乙所示傾斜,蠟燭A的像應是 圖中的(選填"A1”、"A2”或"A3”)。
12．（2022·舟山）鉆石素有“寶石之王”的稱謂，因其優越的特性和漂亮的外表而受到大眾喜愛(圖甲)。
（1）鉆石是在地下150~250 千米的深處，由熔化的地幔中的碳元素冷卻生成的八面體晶體之后，這些晶體經　 　搬運到地表附近。
（2）天然鉆石產量極其稀少，在很多領域會用性質相近的氧化鋯(ZrO2)替代。前者屬于單質，后者屬于化合物，分類的依據是　 　。
（3）鉆石閃閃發光的奧秘在于控制切割鉆石的角度，使入射光線不穿透下部亭部面，而被全部反射。圖乙為光線經鉆石傳播的部分光路圖，請補充光傳播到E處后的折射光線。
13．（2022·上虞模擬）小科學完光學知識后回家進行了實驗，先根據課本介紹將鉛筆放入水中觀察到了預期的現象(圖甲)，后又發現將鉛筆豎直放入盛有水的圓柱形的杯子當中，觀察到水中的鉛筆變粗并錯位。將鉛筆由水杯中間向兩邊移動，發現水中的鉛筆錯位更加明顯，快到水杯邊上時，水中的鉛筆竟然“消失”了。
于是小科在老師的指導下，查閱了一些資料，并且將實驗現象畫成簡圖。
資料一：若界面為弧形，可以將折射點及反射點的切面視為該點的折射面(圖乙)。
資料二：光從水中射向空氣中折射角與入射角的變化規律如下表。
入射角 0° 10° 20° 30° 40° 50° 60°
折射角 0° 13.4° 27.1° 41.7° 58.7° 無折射 無折射
（1）請在圖丙中畫出入射光線ao大致的折射光線。
（2）當鉛筆放入盛有水的圓柱形杯子當中，水杯相當于凸透鏡，當鉛筆的位置小于一倍焦距時，成正立放大的　 　。(填“虛”或“實”像，因此筷子變粗。
（3）分析表中數據，反射的光線通過折射面射入人眼，折射角大于入射角，進一步分析可得到折射角之間的差值，隨著入射角的增大而　 　， 因此鉛筆錯位更加厲害.
（4）圖表中還可發現入射角大于一定角度時(如大于50°時)，鉛筆會“消失”視野中，發生這個現象的原因是因為此時的光線　 　的緣故。
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