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19.用隔板将容器平均分成左右两部分,隔板中部有一圆孔用薄橡皮膜封闭,装置如图甲所示。小科想利用此装置比较不同液体的密度。
(1)往装置右侧加水至橡皮膜上方,橡皮膜会向左凸出。从力的作用效果分析,说明力能
(2)往装置两侧分别加入密度为$\rho_1$、$\rho_2$的两种液体,液面如图乙所示。小科根据虚框位置中橡皮膜的凹凸情况得出$\rho_1$一定大于$\rho_2$,请推测他所看到的现象并说明原因：
(1)往装置右侧加水至橡皮膜上方,橡皮膜会向左凸出。从力的作用效果分析,说明力能
使物体发生形变
。(2)往装置两侧分别加入密度为$\rho_1$、$\rho_2$的两种液体,液面如图乙所示。小科根据虚框位置中橡皮膜的凹凸情况得出$\rho_1$一定大于$\rho_2$,请推测他所看到的现象并说明原因：
橡皮膜向右侧凸出。橡皮膜向右凸时，左侧液体压强大于右侧，而左侧液体深度小于右侧，则左侧液体密度$\rho_1$一定大于右侧液体密度$\rho_2$(或橡皮膜左右相平。橡皮膜左右相平时，左侧液体压强等于右侧，而左侧液体深度小于右侧，则左侧液体密度$\rho_1$一定大于右侧液体密度$\rho_2$)
。答案
19.(1)使物体发生形变 (2)橡皮膜向右侧凸出。橡皮膜向右凸时，左侧液体压强大于右侧，而左侧液体深度小于右侧，则左侧液体密度$\rho_1$一定大于右侧液体密度$\rho_2$(或橡皮膜左右相平。橡皮膜左右相平时，左侧液体压强等于右侧，而左侧液体深度小于右侧，则左侧液体密度$\rho_1$一定大于右侧液体密度$\rho_2$)
解析
【分析】
第(1)问需根据力的作用效果的两类表现，结合橡皮膜形状变化分析；第(2)问要利用液体压强公式$p=\rho gh$，结合橡皮膜凹凸判断两侧压强大小，再对比两侧液体深度推导密度关系。
【解析】
(1) 往装置右侧加水，橡皮膜向左凸出，橡皮膜的形状发生了改变，说明力能使物体发生形变。
(2) 观察图乙可知，左侧液体深度$h_1$小于右侧液体深度$h_2$。根据液体压强公式$p=\rho gh$：若橡皮膜向右侧凸出，说明左侧液体对橡皮膜的压强大于右侧，即$\rho_1gh_1＞\rho_2gh_2$，约去$g$后得$\rho_1h_1＞\rho_2h_2$，因$h_1＜h_2$，故$\rho_1＞\rho_2$；若橡皮膜左右相平，说明两侧压强相等，即$\rho_1gh_1=\rho_2gh_2$，同理可得$\rho_1＞\rho_2$。
【答案】
(1) 使物体发生形变；(2) 橡皮膜向右侧凸出（或左右相平）；橡皮膜向右侧凸出时，左侧液体压强大于右侧，左侧液体深度小于右侧，由$p=\rho gh$可知，$\rho_1$一定大于$\rho_2$（或橡皮膜左右相平时，两侧液体压强相等，左侧液体深度小于右侧，由$p=\rho gh$可知，$\rho_1$一定大于$\rho_2$）
【知识点】
力的作用效果；液体压强与密度的关系
【点评】
本题结合实验装置考查力的作用效果和液体压强公式的应用，核心是通过橡皮膜凹凸判断压强，再结合深度推导密度，属于基础应用类题目，需掌握控制变量法的应用。
【难度系数】
0.5
第(1)问需根据力的作用效果的两类表现，结合橡皮膜形状变化分析；第(2)问要利用液体压强公式$p=\rho gh$，结合橡皮膜凹凸判断两侧压强大小，再对比两侧液体深度推导密度关系。
【解析】
(1) 往装置右侧加水，橡皮膜向左凸出，橡皮膜的形状发生了改变，说明力能使物体发生形变。
(2) 观察图乙可知，左侧液体深度$h_1$小于右侧液体深度$h_2$。根据液体压强公式$p=\rho gh$：若橡皮膜向右侧凸出，说明左侧液体对橡皮膜的压强大于右侧，即$\rho_1gh_1＞\rho_2gh_2$，约去$g$后得$\rho_1h_1＞\rho_2h_2$，因$h_1＜h_2$，故$\rho_1＞\rho_2$；若橡皮膜左右相平，说明两侧压强相等，即$\rho_1gh_1=\rho_2gh_2$，同理可得$\rho_1＞\rho_2$。
【答案】
(1) 使物体发生形变；(2) 橡皮膜向右侧凸出（或左右相平）；橡皮膜向右侧凸出时，左侧液体压强大于右侧，左侧液体深度小于右侧，由$p=\rho gh$可知，$\rho_1$一定大于$\rho_2$（或橡皮膜左右相平时，两侧液体压强相等，左侧液体深度小于右侧，由$p=\rho gh$可知，$\rho_1$一定大于$\rho_2$）
【知识点】
力的作用效果；液体压强与密度的关系
【点评】
本题结合实验装置考查力的作用效果和液体压强公式的应用，核心是通过橡皮膜凹凸判断压强，再结合深度推导密度，属于基础应用类题目，需掌握控制变量法的应用。
【难度系数】
0.5
20.诗句“大漠孤烟直，长河落日圆”给我们展现了一幅美丽的画卷。其实诗人观察到的落日并非太阳的实际位置（如图所示），而是太阳光经过不均匀的大气层发生了
折射
所成的像，太阳实际在图中乙
（选填“甲”或“乙”）的位置。答案
20.折射 乙
解析
【分析】首先明确解题思路：当太阳落山时，地球周围大气层密度不均匀，光在不均匀介质中传播会发生折射；人眼逆着折射光线看时，会认为光沿直线传播，看到的太阳虚像位置比实际太阳位置偏高。结合题图，我们看到的太阳是甲位置的虚像，因此实际太阳在更低的乙位置，由此可得出答案。
【解析】地球周围的大气层分布不均匀，太阳光从太空进入大气层时，传播方向会发生偏折，即发生折射现象。人眼逆着折射光线的方向看去，会认为光沿直线传播，因此看到的是太阳的虚像，该虚像位置比太阳实际位置偏高。结合题图，诗人看到的太阳是甲位置的虚像，所以太阳实际在乙位置。因此，太阳光经过不均匀的大气层发生了折射，太阳实际在乙位置。
【答案】折射；乙
【知识点】光的折射现象
【点评】本题结合古诗中的自然现象，考查光的折射在大气中的应用，体现了物理知识与生活实际的联系，帮助学生理解生活中的光学现象。
【难度系数】0.6
【解析】地球周围的大气层分布不均匀，太阳光从太空进入大气层时，传播方向会发生偏折，即发生折射现象。人眼逆着折射光线的方向看去，会认为光沿直线传播，因此看到的是太阳的虚像，该虚像位置比太阳实际位置偏高。结合题图，诗人看到的太阳是甲位置的虚像，所以太阳实际在乙位置。因此，太阳光经过不均匀的大气层发生了折射，太阳实际在乙位置。
【答案】折射；乙
【知识点】光的折射现象
【点评】本题结合古诗中的自然现象，考查光的折射在大气中的应用，体现了物理知识与生活实际的联系，帮助学生理解生活中的光学现象。
【难度系数】0.6
21.按要求完成作图。下图中已标出了入射光线，请在图中画出反射光线及法线。
答案
21.作图略(作出法线1分，反射光线正确1分)
解析
【分析】
要完成该作图，需依据光的反射定律。首先确定入射点为O，第一步过O点作垂直于镜面的直线，这是法线（法线需用虚线）；第二步根据反射角等于入射角，在法线另一侧画出与入射光线对称的反射光线，注意反射光线的箭头方向要正确（背离入射点）。
【解析】
1. 画法线：过入射点O，作垂直于平面镜的直线，用虚线标注，此为法线；
2. 画反射光线：根据光的反射定律，反射角等于入射角，在法线的另一侧，画出与入射光线关于法线对称的光线，箭头方向背离O点，即为反射光线。
【答案】
作图略（作出法线得1分，反射光线正确得1分）
【知识点】
光的反射定律、光学作图
【点评】
本题考查光的反射定律的应用，是基础光学作图题，需掌握法线的画法和反射角与入射角的关系，难度较低。
【难度系数】
0.7
要完成该作图，需依据光的反射定律。首先确定入射点为O，第一步过O点作垂直于镜面的直线，这是法线（法线需用虚线）；第二步根据反射角等于入射角，在法线另一侧画出与入射光线对称的反射光线，注意反射光线的箭头方向要正确（背离入射点）。
【解析】
1. 画法线：过入射点O，作垂直于平面镜的直线，用虚线标注，此为法线；
2. 画反射光线：根据光的反射定律，反射角等于入射角，在法线的另一侧，画出与入射光线关于法线对称的光线，箭头方向背离O点，即为反射光线。
【答案】
作图略（作出法线得1分，反射光线正确得1分）
【知识点】
光的反射定律、光学作图
【点评】
本题考查光的反射定律的应用，是基础光学作图题，需掌握法线的画法和反射角与入射角的关系，难度较低。
【难度系数】
0.7
三、实验探究题(每空2分,共20分)
22.在“研究凸透镜成像规律”的实验中:
(1)某次实验过程中,小科移动光屏直到出现清晰的像,蜡烛、透镜和光屏在光具座上的位置如图甲所示,此时所成的是倒立、
(2)若通过移动透镜,使光屏上再次成清晰的像,透镜应该移到
(3)实验一段时间后,原本成在光屏中央的像“跑”到光屏的上方,如图乙所示的位置。要使像重新回到光屏中央,以下的操作可行的有
①将蜡烛适当下移 ②将蜡烛适当上移 ③将凸透镜适当下移 ④将光屏适当上移
22.在“研究凸透镜成像规律”的实验中:
(1)某次实验过程中,小科移动光屏直到出现清晰的像,蜡烛、透镜和光屏在光具座上的位置如图甲所示,此时所成的是倒立、
放大
的实像。(2)若通过移动透镜,使光屏上再次成清晰的像,透镜应该移到
45
厘米刻度处。(3)实验一段时间后,原本成在光屏中央的像“跑”到光屏的上方,如图乙所示的位置。要使像重新回到光屏中央,以下的操作可行的有
②③④
(填序号)。①将蜡烛适当下移 ②将蜡烛适当上移 ③将凸透镜适当下移 ④将光屏适当上移
答案
22.(1)放大 (2)45 (3)②③④
解析
【分析】
本题围绕凸透镜成像规律展开，需先计算物距、像距判断成像性质，利用光路可逆解决再次成像的问题，再根据过光心光线的传播规律调整像的位置，逐步分析各小问。
【解析】
(1) 由图甲可知，蜡烛在15cm刻度处，凸透镜在30cm刻度处，光屏在60cm刻度处。物距$ u = 30cm - 15cm = 15cm $，像距$ v = 60cm - 30cm = 30cm $，此时$ u ＜ v $，根据凸透镜成像规律，当$ f ＜ u ＜ 2f $时，$ v ＞ 2f $，成倒立、放大的实像。
(2) 根据光路可逆原理，当物距变为原来的像距、像距变为原来的物距时，光屏上会再次成清晰的像。原来物距为15cm，像距为30cm，因此新的物距应为30cm，即凸透镜位置为$ 15cm + 30cm = 45cm $刻度处。
(3) 像成在光屏上方，根据过凸透镜光心的光线传播方向不变：①蜡烛下移，像会更靠上，错误；②蜡烛上移，像会下移到光屏中央，正确；③凸透镜下移，像会上移到光屏中央，正确；④光屏上移，可直接让像到达中央，正确。故可行的是②③④。
【答案】
(1)放大 (2)45 (3)②③④
【知识点】
凸透镜成像规律、光路可逆、实验器材调整
【点评】
本题为凸透镜成像实验的基础题型，考查成像性质判断、光路可逆的应用及实验中像位置的调整，需熟练掌握凸透镜成像规律的核心内容。
【难度系数】
0.6
本题围绕凸透镜成像规律展开，需先计算物距、像距判断成像性质，利用光路可逆解决再次成像的问题，再根据过光心光线的传播规律调整像的位置，逐步分析各小问。
【解析】
(1) 由图甲可知，蜡烛在15cm刻度处，凸透镜在30cm刻度处，光屏在60cm刻度处。物距$ u = 30cm - 15cm = 15cm $，像距$ v = 60cm - 30cm = 30cm $，此时$ u ＜ v $，根据凸透镜成像规律，当$ f ＜ u ＜ 2f $时，$ v ＞ 2f $，成倒立、放大的实像。
(2) 根据光路可逆原理，当物距变为原来的像距、像距变为原来的物距时，光屏上会再次成清晰的像。原来物距为15cm，像距为30cm，因此新的物距应为30cm，即凸透镜位置为$ 15cm + 30cm = 45cm $刻度处。
(3) 像成在光屏上方，根据过凸透镜光心的光线传播方向不变：①蜡烛下移，像会更靠上，错误；②蜡烛上移，像会下移到光屏中央，正确；③凸透镜下移，像会上移到光屏中央，正确；④光屏上移，可直接让像到达中央，正确。故可行的是②③④。
【答案】
(1)放大 (2)45 (3)②③④
【知识点】
凸透镜成像规律、光路可逆、实验器材调整
【点评】
本题为凸透镜成像实验的基础题型，考查成像性质判断、光路可逆的应用及实验中像位置的调整，需熟练掌握凸透镜成像规律的核心内容。
【难度系数】
0.6
