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初中物理第4节 光的折射达标测试
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这是一份初中物理第4节 光的折射达标测试，共10页。试卷主要包含了4课时 光的折射等内容，欢迎下载使用。
1．光的折射
定义：光从一种介质斜射入另一种介质时__传播方向__发生改变的现象叫光的折射．
光的折射规律：(1)折射光线、入射光线和法线在__同一平面内__；(2)折射光线和入射光线分居在__法线__的两侧；(3)当光从空气斜射入水或其他介质时，折射角__小于__入射角．当光从水或其他介质斜射入空气中时，折射角__大于__入射角．
光路的可逆性：在折射现象中，光路是可逆的．
注意：光从一种介质垂直射入另一种介质时，光的传播方向不改变，此时，入射角为0°，折射角为0°，这是折射现象的一种特殊情况．如图所示．
2．生活中的折射现象
现象：(1)池水看起来比实际的__浅__；(2)筷子在水中的“__折断__”现象；(3)海市蜃楼；(4)有经验的渔民都知道，只有瞄准鱼的__下方__才能叉到鱼．
考点一 光的反射与折射的比较
【例1】如图所示，一束光从介质甲射向介质乙，两种介质中有一种是空气，另一种是玻璃，MN是其分界面。则图中的折射角和甲介质的种类分别是（ ）
A．50°，空气B．50°，玻璃C．60°，空气D．60°，玻璃
【解析】已知MN是界面，过入射点O垂直于界面作出法线EF，如下图所示：
由图知，∠AOM＝∠BON＝40°，则∠AOF＝∠BOF＝90°﹣40°＝50°，
根据“反射角等于入射角、折射光线和入射光线分别位于法线EF的两侧”可知，BO是入射光线，OA为反射光线，OC为折射光线，
折射光线CO与法线EF的夹角为折射角，则折射角∠COF＝90°﹣30°＝60°；
由图可知，折射角∠COE大于入射角∠BOF，由光的折射规律可知，光是从玻璃斜射入空气，则介质甲是玻璃。
故选：D。
【变式1】有一圆柱形敞口容器，从其左侧某一高度斜射一束激光，在容器底部都产生一个光斑O如图所示，下列操作使光斑向左移动的是（ ）
A．保持水面高度不变使激光笔向右平移
B．保持激光射入角度不变使水面上升
C．保持激光射入角度不变使水面下降
D．保持水面高度和入射点不变使激光入射角增大
【解析】A、保持水面高度不变使激光笔向右平移，光斑右移，故A错误；
B、保持激光射入角度不变，使水面上升，由下图可知，入射点向左移动，则光斑向左移动；故B正确；
C、保持激光射入角度不变，使水面下降，由下图可知，入射点向右移动，则光斑向右移动；故C错误；
D、保持水面高度和入射点不变，使激光入射角增大，折射角变大，光斑右移，故D错误。
故选：B。
【变式2】太阳光穿过地球大气层时会发生折射，如果没有这层大气，会出现（ ）
A．日出会提前，日落会延迟
B．日出和日落都会提前
C．日出会延迟，日落会提前
D．日出和日落都会延迟
【解析】由于大气层的存在太阳光会发生折射，我们会看到地平线以下的太阳，则有大气层时，我们会早看到日出，晚看到日落；如果没有这层大气，则会晚看到日出，早看到日落，故C正确，ABD错误。
故选：C。
考点二 生活中的折射现象
易错提示：从一种介质看另一种介质中的物体，所看到的都不是物体本身，而是由于折射而形成的物体的虚像．
【例2】十一期间，小明在临沂极地海洋世界观看了精彩的“美人鱼”表演，看到的“美人鱼”是（ ）
A．光的反射形成的实像B．光的反射形成的虚像
C．光的折射形成的实像D．光的折射形成的虚像
【解析】看到水中的美人鱼是由于鱼反射的光线从水中通过空气进入人的眼睛的，因此是光的折射现象形成的，并且像为虚像，故ABC错误，D正确。
故选：D。
【变式3】小明同学在湖边漫步，当他走到岸边的A处时，看到湖中B点处有一条鱼在游动，如图所示。请你在如图中大致画出小明看到鱼时的光路图。
【解析】连接眼睛A和鱼的像B，与分界面有一个交点O，即为折射点，过折射点做法线，根据光从水斜射入空气中，折射角大于入射角画出入射光线的位置，再根据于在B的下方，确定鱼的位置，如图所示：
【变式4】如图所示，在碗底放一枚硬币，把碗移到眼睛刚好看不到硬币的地方，保持眼睛和碗的位置不变，请一位同学向碗里缓慢加水后，又能看到硬币，其实看到的是硬币的 像（填“实”或“虚”），产生这种现象的原因是 ，试画出加水后眼睛看到硬币的光路图。
【解析】当水倒到一定高度后，看到了硬币。产生这种现象的原因是由于从硬币发出的漫反射光经水面折射，折射光线远离法线向下偏折，当光线射入人眼，人凭光直线传播的感觉，认为硬币在折射光线的反向延长线上，其实人看到的是硬币的虚像。如图所示：
故答案为：虚；光的折射；见解答图。
1．将筷子竖直插入装水的玻璃杯内，从俯视图中的P点沿水平方向看到的应该是如图所示哪个图中的情形（ ）
A．B．C．D．
【解析】图为筷子竖直插入盛水玻璃杯内的俯视图，A处为筷子，ABP表示由筷子发出的穿过玻璃杯壁B射向观察者P处的一条光线。ON为过B点沿半径方向的直线，即在B处和空气的分界面的法线，上述光线则相当于在B处由水中射入空气中，图中的角i和角r分别为此光线的入射角和折射角，根据光的折射规律可知，应有r＞i．所以观察者在P处看到的筷子A的像A′的位置不是在A的实际位置，而是由其实际位置偏离杯中心的方向向杯壁靠拢一些，据此可知。以筷子竖直插入玻璃杯中时，其侧视图应该是图中的C图才与实际情况相符。
同时，玻璃杯此时相当于一个凸透镜，对筷子起到了放大的作用，因此，观察到的筷子比实际粗些。
故选：C。
2．下列实例中，属于光的折射现象的是（ ）
A．阳光穿透茂密的树叶间隙，在地面形成圆形光斑
B．人在路灯下行走，地面上会出现人的影子
C．斜插在水中的筷子“变弯”了
D．湖边垂柳在湖面形成美丽的倒影
【解析】A、阳光透过密密的树叶在地面上形成一个个圆形的“光斑”，这就是小孔成像，是太阳所成的像，是光在同种、均匀、透明介质中沿直线传播产生的现象，故A错误；
B、人的影子是光沿直线传播形成的，故B错误；
C、根据光的折射，当光从空气斜射入水中或者其他介质中时，折射光线向法线方向偏折，出现了斜插在水中的吸管“变弯”了，同斜插在水中的筷子“变弯”了原理是一样的，故C正确。
D、湖边的垂柳在湖面上形成美丽的“倒影”是由于光的反射现象形成的水面成像现象，故D错误。
故选：C。
3．一束光线从空气中斜射向水面时，则（ ）
A．只发生折射现象，折射角小于入射角
B．只发生折射现象，折射角大于入射角
C．同时发生反射和折射现象，折射角小于入射角
D．同时发生反射和折射现象，折射角大于入射角
【解析】光从空气中斜射向水面，即有反射现产生，也有折射现象产生，反射时，反射角等于入射角，折射时，折射角小于入射角角。
故选：C。
4．在均匀木条一端缠上一小段铁丝后，放在一个装有水的大玻璃缸内，恰能竖直漂在水面，其中露出水面部分长度为l1，浸没在水中的部分长度为l2，那么从水面上斜着看下去（ ）
A．l1看起来变短了些，l2不变
B．l1和l2看起来都不变
C．l1和l2看起来都变短了许多
D．l1长度不变，l2看起来变短
【解析】水上部分木条上射出的光线沿直线射入人眼，如果距离不太远，应该看起来长度不会变化；水下部分就不同了，木条上射出的光线要经水和空气的界面折射后才能进入人眼，在折射时，由于折射光线远离法线，或使人觉得l2变短，选项ABC都不对，正确选项为D。
故选：D。
5．如图所示，用一激光射至空水槽的O点，向水槽内注入一些水，则可以看到水槽底部的光斑（ ）
A．向左边移动B．向右边移动C．不移动D．无法判断
【解析】光从空气斜射入水中，折射角小于入射角；
当两者比较可知刚开始向水槽内注水，即水位低、水位升高时的光的折射的光路图分别如B、A图所示：
两者比较可知在注水的过程中光斑向左移动。
故选：A。
6．如图，A是水中的一个发光点，从A发出一条光线经平面镜反射后，反射光线通过B点，并在水面处发生折射。请画出入射光线、反射光线和折射光线的大致方向。
【解析】（1）作出发光点A关于平面镜的对称点，即为像点A′，连接A′B点交平面镜于点O，沿OB画出反射光线，连接AO画出入射光线，如图所示；
（2）OB又斜射到空气和水的界面时，根据光的折射定律：折射光线、入射光线和法线在同一平面内，折射光线与入射光线分居法线两侧，从水斜射入空气中，折射角大于入射角。作图如下：
7．一束光从空气射入水中，用箭头标出光前进的方向，注明入射光线和折射光线。
【解析】因为空气中有两条光线，因此空气中的两条光线分别为入射光线和反射光线，则水中的光线一定为折射光线，根据折射光线可以确定空气中左边的光线为入射光线，右边光线为反射光线。如图所示：
8．小明做了如下实验：照如图那样，让一束光沿半圆形玻璃砖的半径射到直边上，可以看到一部分光线从玻璃砖的直边上折射到空气中，另一部分光线反射射入玻璃砖内。
在实验中，发现折射角比入射角大，而且逐渐增大光的入射角，将看到折射光线离法线越来越 ，而且光强越来越弱，反射光强越来越强。当入射角增大到某一角度，使折射角达到90°时， 光线就消失了，只剩下 光线。
小明同学继续对这个问题进行研究，他让光从半圆形玻璃砖直边上射入玻璃砖，则由于折射角小于入射角，就找不到前面实验中出现的现象。
他把这个发现请教了物理老师，老师告诉他们这种现象叫做全反射。折射角变成了90°时的入射角，叫做临界角。
他又用水进行了实验，让光从水中射向水面、再让光从水面入射到水中，得到了同样的结论。
根据上面小明的探究和已学过的知识，请总结一下发生全反射的条件是：
① ，② 。
【解析】（1）当光从玻璃中斜射入空气中时，折射角大于入射角，所以当逐渐增大光的入射角，将看到折射光线离法线越来越远；当入射角增大到某一角度，使折射角达到90°时，折射光线就消失了，只剩下反射光线；
（2）要发生全反射现象，需要光从光密介质射向光疏介质，并且入射角需要达到或大于临界角，此时折射光线消失，只剩下反射光线；
故答案为：远，折射，反射，①光要从水或从玻璃射向空气，②入射角大于等于临界角。
9．如下图所示，试画出光通过三棱镜时两次折射的大致光路，并画出相应的法线。
【解析】首先做出法线，光从空气斜射入玻璃中，折射角小于入射角，所以折射光线要靠近法线。
光从玻璃斜射入空气中时，折射角大于入射角，所以光线要远离法线。
故答案为：
相同点
①在分界面处传播方向都发生改变．②反射光线、折射光线与对应的入射光线都在法线的两侧．③三线共面．④反射角、折射角都随对应的入射角变化而变化．⑤光在两种介质分界面处发生反射和折射时都能成像．⑥光路可逆
不同点
①反射光线与入射光线在界面的同侧，折射光线与入射光线却在界面的两侧．②反射角等于入射角，折射角与入射角大小不（一定）相等．③光垂直射入两种介质界面时，反射光线方向改变，光返回原来的介质中．折射光线却进入另一种介质，方向不变．④反射时物像在界面的两侧．折射时物像在界面的两侧或同侧．⑤反射时物像大小相同，折射时物像大小不同．⑥光发生反射时不一定发生折射，但光反生折射同时（一般都）发生反射
现象
分析
池底（或水中物体）的光线由水中斜射入空气中时，在水面上发生折射，折射角大于入射角，折射光线进入人眼，人眼会逆着折射光线的方向看去，就会觉得池底变浅了（或变高了、变短、弯折了）
水上的物体反射的光从空气进入水中，发生折射，折射角小于入射角，折射光线靠近法线，向下偏折，所以潜水员看到的树的位置比实际位置偏高
两次折射后，入射光线与第二次折射光线平行，于是钢笔“错位”了
海市蜃楼是一种光学幻景，是地球上物体反射的光经大气折射而形成的虚像
1．光的折射
定义：光从一种介质斜射入另一种介质时__传播方向__发生改变的现象叫光的折射．
光的折射规律：(1)折射光线、入射光线和法线在__同一平面内__；(2)折射光线和入射光线分居在__法线__的两侧；(3)当光从空气斜射入水或其他介质时，折射角__小于__入射角．当光从水或其他介质斜射入空气中时，折射角__大于__入射角．
光路的可逆性：在折射现象中，光路是可逆的．
注意：光从一种介质垂直射入另一种介质时，光的传播方向不改变，此时，入射角为0°，折射角为0°，这是折射现象的一种特殊情况．如图所示．
2．生活中的折射现象
现象：(1)池水看起来比实际的__浅__；(2)筷子在水中的“__折断__”现象；(3)海市蜃楼；(4)有经验的渔民都知道，只有瞄准鱼的__下方__才能叉到鱼．
考点一 光的反射与折射的比较
【例1】如图所示，一束光从介质甲射向介质乙，两种介质中有一种是空气，另一种是玻璃，MN是其分界面。则图中的折射角和甲介质的种类分别是（ ）
A．50°，空气B．50°，玻璃C．60°，空气D．60°，玻璃
【解析】已知MN是界面，过入射点O垂直于界面作出法线EF，如下图所示：
由图知，∠AOM＝∠BON＝40°，则∠AOF＝∠BOF＝90°﹣40°＝50°，
根据“反射角等于入射角、折射光线和入射光线分别位于法线EF的两侧”可知，BO是入射光线，OA为反射光线，OC为折射光线，
折射光线CO与法线EF的夹角为折射角，则折射角∠COF＝90°﹣30°＝60°；
由图可知，折射角∠COE大于入射角∠BOF，由光的折射规律可知，光是从玻璃斜射入空气，则介质甲是玻璃。
故选：D。
【变式1】有一圆柱形敞口容器，从其左侧某一高度斜射一束激光，在容器底部都产生一个光斑O如图所示，下列操作使光斑向左移动的是（ ）
A．保持水面高度不变使激光笔向右平移
B．保持激光射入角度不变使水面上升
C．保持激光射入角度不变使水面下降
D．保持水面高度和入射点不变使激光入射角增大
【解析】A、保持水面高度不变使激光笔向右平移，光斑右移，故A错误；
B、保持激光射入角度不变，使水面上升，由下图可知，入射点向左移动，则光斑向左移动；故B正确；
C、保持激光射入角度不变，使水面下降，由下图可知，入射点向右移动，则光斑向右移动；故C错误；
D、保持水面高度和入射点不变，使激光入射角增大，折射角变大，光斑右移，故D错误。
故选：B。
【变式2】太阳光穿过地球大气层时会发生折射，如果没有这层大气，会出现（ ）
A．日出会提前，日落会延迟
B．日出和日落都会提前
C．日出会延迟，日落会提前
D．日出和日落都会延迟
【解析】由于大气层的存在太阳光会发生折射，我们会看到地平线以下的太阳，则有大气层时，我们会早看到日出，晚看到日落；如果没有这层大气，则会晚看到日出，早看到日落，故C正确，ABD错误。
故选：C。
考点二 生活中的折射现象
易错提示：从一种介质看另一种介质中的物体，所看到的都不是物体本身，而是由于折射而形成的物体的虚像．
【例2】十一期间，小明在临沂极地海洋世界观看了精彩的“美人鱼”表演，看到的“美人鱼”是（ ）
A．光的反射形成的实像B．光的反射形成的虚像
C．光的折射形成的实像D．光的折射形成的虚像
【解析】看到水中的美人鱼是由于鱼反射的光线从水中通过空气进入人的眼睛的，因此是光的折射现象形成的，并且像为虚像，故ABC错误，D正确。
故选：D。
【变式3】小明同学在湖边漫步，当他走到岸边的A处时，看到湖中B点处有一条鱼在游动，如图所示。请你在如图中大致画出小明看到鱼时的光路图。
【解析】连接眼睛A和鱼的像B，与分界面有一个交点O，即为折射点，过折射点做法线，根据光从水斜射入空气中，折射角大于入射角画出入射光线的位置，再根据于在B的下方，确定鱼的位置，如图所示：
【变式4】如图所示，在碗底放一枚硬币，把碗移到眼睛刚好看不到硬币的地方，保持眼睛和碗的位置不变，请一位同学向碗里缓慢加水后，又能看到硬币，其实看到的是硬币的 像（填“实”或“虚”），产生这种现象的原因是 ，试画出加水后眼睛看到硬币的光路图。
【解析】当水倒到一定高度后，看到了硬币。产生这种现象的原因是由于从硬币发出的漫反射光经水面折射，折射光线远离法线向下偏折，当光线射入人眼，人凭光直线传播的感觉，认为硬币在折射光线的反向延长线上，其实人看到的是硬币的虚像。如图所示：
故答案为：虚；光的折射；见解答图。
1．将筷子竖直插入装水的玻璃杯内，从俯视图中的P点沿水平方向看到的应该是如图所示哪个图中的情形（ ）
A．B．C．D．
【解析】图为筷子竖直插入盛水玻璃杯内的俯视图，A处为筷子，ABP表示由筷子发出的穿过玻璃杯壁B射向观察者P处的一条光线。ON为过B点沿半径方向的直线，即在B处和空气的分界面的法线，上述光线则相当于在B处由水中射入空气中，图中的角i和角r分别为此光线的入射角和折射角，根据光的折射规律可知，应有r＞i．所以观察者在P处看到的筷子A的像A′的位置不是在A的实际位置，而是由其实际位置偏离杯中心的方向向杯壁靠拢一些，据此可知。以筷子竖直插入玻璃杯中时，其侧视图应该是图中的C图才与实际情况相符。
同时，玻璃杯此时相当于一个凸透镜，对筷子起到了放大的作用，因此，观察到的筷子比实际粗些。
故选：C。
2．下列实例中，属于光的折射现象的是（ ）
A．阳光穿透茂密的树叶间隙，在地面形成圆形光斑
B．人在路灯下行走，地面上会出现人的影子
C．斜插在水中的筷子“变弯”了
D．湖边垂柳在湖面形成美丽的倒影
【解析】A、阳光透过密密的树叶在地面上形成一个个圆形的“光斑”，这就是小孔成像，是太阳所成的像，是光在同种、均匀、透明介质中沿直线传播产生的现象，故A错误；
B、人的影子是光沿直线传播形成的，故B错误；
C、根据光的折射，当光从空气斜射入水中或者其他介质中时，折射光线向法线方向偏折，出现了斜插在水中的吸管“变弯”了，同斜插在水中的筷子“变弯”了原理是一样的，故C正确。
D、湖边的垂柳在湖面上形成美丽的“倒影”是由于光的反射现象形成的水面成像现象，故D错误。
故选：C。
3．一束光线从空气中斜射向水面时，则（ ）
A．只发生折射现象，折射角小于入射角
B．只发生折射现象，折射角大于入射角
C．同时发生反射和折射现象，折射角小于入射角
D．同时发生反射和折射现象，折射角大于入射角
【解析】光从空气中斜射向水面，即有反射现产生，也有折射现象产生，反射时，反射角等于入射角，折射时，折射角小于入射角角。
故选：C。
4．在均匀木条一端缠上一小段铁丝后，放在一个装有水的大玻璃缸内，恰能竖直漂在水面，其中露出水面部分长度为l1，浸没在水中的部分长度为l2，那么从水面上斜着看下去（ ）
A．l1看起来变短了些，l2不变
B．l1和l2看起来都不变
C．l1和l2看起来都变短了许多
D．l1长度不变，l2看起来变短
【解析】水上部分木条上射出的光线沿直线射入人眼，如果距离不太远，应该看起来长度不会变化；水下部分就不同了，木条上射出的光线要经水和空气的界面折射后才能进入人眼，在折射时，由于折射光线远离法线，或使人觉得l2变短，选项ABC都不对，正确选项为D。
故选：D。
5．如图所示，用一激光射至空水槽的O点，向水槽内注入一些水，则可以看到水槽底部的光斑（ ）
A．向左边移动B．向右边移动C．不移动D．无法判断
【解析】光从空气斜射入水中，折射角小于入射角；
当两者比较可知刚开始向水槽内注水，即水位低、水位升高时的光的折射的光路图分别如B、A图所示：
两者比较可知在注水的过程中光斑向左移动。
故选：A。
6．如图，A是水中的一个发光点，从A发出一条光线经平面镜反射后，反射光线通过B点，并在水面处发生折射。请画出入射光线、反射光线和折射光线的大致方向。
【解析】（1）作出发光点A关于平面镜的对称点，即为像点A′，连接A′B点交平面镜于点O，沿OB画出反射光线，连接AO画出入射光线，如图所示；
（2）OB又斜射到空气和水的界面时，根据光的折射定律：折射光线、入射光线和法线在同一平面内，折射光线与入射光线分居法线两侧，从水斜射入空气中，折射角大于入射角。作图如下：
7．一束光从空气射入水中，用箭头标出光前进的方向，注明入射光线和折射光线。
【解析】因为空气中有两条光线，因此空气中的两条光线分别为入射光线和反射光线，则水中的光线一定为折射光线，根据折射光线可以确定空气中左边的光线为入射光线，右边光线为反射光线。如图所示：
8．小明做了如下实验：照如图那样，让一束光沿半圆形玻璃砖的半径射到直边上，可以看到一部分光线从玻璃砖的直边上折射到空气中，另一部分光线反射射入玻璃砖内。
在实验中，发现折射角比入射角大，而且逐渐增大光的入射角，将看到折射光线离法线越来越 ，而且光强越来越弱，反射光强越来越强。当入射角增大到某一角度，使折射角达到90°时， 光线就消失了，只剩下 光线。
小明同学继续对这个问题进行研究，他让光从半圆形玻璃砖直边上射入玻璃砖，则由于折射角小于入射角，就找不到前面实验中出现的现象。
他把这个发现请教了物理老师，老师告诉他们这种现象叫做全反射。折射角变成了90°时的入射角，叫做临界角。
他又用水进行了实验，让光从水中射向水面、再让光从水面入射到水中，得到了同样的结论。
根据上面小明的探究和已学过的知识，请总结一下发生全反射的条件是：
① ，② 。
【解析】（1）当光从玻璃中斜射入空气中时，折射角大于入射角，所以当逐渐增大光的入射角，将看到折射光线离法线越来越远；当入射角增大到某一角度，使折射角达到90°时，折射光线就消失了，只剩下反射光线；
（2）要发生全反射现象，需要光从光密介质射向光疏介质，并且入射角需要达到或大于临界角，此时折射光线消失，只剩下反射光线；
故答案为：远，折射，反射，①光要从水或从玻璃射向空气，②入射角大于等于临界角。
9．如下图所示，试画出光通过三棱镜时两次折射的大致光路，并画出相应的法线。
【解析】首先做出法线，光从空气斜射入玻璃中，折射角小于入射角，所以折射光线要靠近法线。
光从玻璃斜射入空气中时，折射角大于入射角，所以光线要远离法线。
故答案为：
相同点
①在分界面处传播方向都发生改变．②反射光线、折射光线与对应的入射光线都在法线的两侧．③三线共面．④反射角、折射角都随对应的入射角变化而变化．⑤光在两种介质分界面处发生反射和折射时都能成像．⑥光路可逆
不同点
①反射光线与入射光线在界面的同侧，折射光线与入射光线却在界面的两侧．②反射角等于入射角，折射角与入射角大小不（一定）相等．③光垂直射入两种介质界面时，反射光线方向改变，光返回原来的介质中．折射光线却进入另一种介质，方向不变．④反射时物像在界面的两侧．折射时物像在界面的两侧或同侧．⑤反射时物像大小相同，折射时物像大小不同．⑥光发生反射时不一定发生折射，但光反生折射同时（一般都）发生反射
现象
分析
池底（或水中物体）的光线由水中斜射入空气中时，在水面上发生折射，折射角大于入射角，折射光线进入人眼，人眼会逆着折射光线的方向看去，就会觉得池底变浅了（或变高了、变短、弯折了）
水上的物体反射的光从空气进入水中，发生折射，折射角小于入射角，折射光线靠近法线，向下偏折，所以潜水员看到的树的位置比实际位置偏高
两次折射后，入射光线与第二次折射光线平行，于是钢笔“错位”了
海市蜃楼是一种光学幻景，是地球上物体反射的光经大气折射而形成的虚像
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