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1. (2024·南通期中)在探究光的折射特点的实验中：
（1）如图甲所示，光从空气斜射入水中，将入射角、折射角记录在下表中。本实验多次改变入射角的目的是
（2）如图乙所示，将透明的薄壁(厚度可忽略不计)方形水槽水平放置，激光笔沿图示方向发出一束光，侧壁上A处出现一个光斑，水槽中注入一定量的水后，侧壁上B处出现一个光斑，为使光斑由B移至C处，应使水槽中水面的高度
（3）如图丙所示，小明将激光笔移至虚线框内向水槽底部照射，为使光束沿DE方向射出，则激光笔照射在水槽底部的位置必须在
（1）如图甲所示，光从空气斜射入水中，将入射角、折射角记录在下表中。本实验多次改变入射角的目的是
多次实验排除偶然性
，分析表格中的数据，你能得出的结论：光从空气斜射入水中,折射角小于入射角(合理即可)
（写出一条即可）。当光以$32°$的入射角从水中射入空气中时，折射角为45
°。（2）如图乙所示，将透明的薄壁(厚度可忽略不计)方形水槽水平放置，激光笔沿图示方向发出一束光，侧壁上A处出现一个光斑，水槽中注入一定量的水后，侧壁上B处出现一个光斑，为使光斑由B移至C处，应使水槽中水面的高度
增加
(增加/不变/减少)，水面高度的变化量大于
(大于/等于/小于)B、C间的距离。（3）如图丙所示，小明将激光笔移至虚线框内向水槽底部照射，为使光束沿DE方向射出，则激光笔照射在水槽底部的位置必须在
②
(①/②/③)区域内，且激光笔射出的入射光的方向应与DE方向平行
。答案
1.（1）多次实验排除偶然性 光从空气斜射入水中，折射角小于入射角(合理即可) 45
（2）增加 大于
（3）② 与DE方向平行
（2）增加 大于
（3）② 与DE方向平行
解析
【分析】
本题围绕光的折射特点的实验展开，分三小问逐步分析：
1. 第一问：探究折射规律时，多次改变入射角是为了获取普遍规律，避免偶然性；根据折射规律的实验数据可总结结论，再利用光路可逆原理计算水到空气的折射角。
2. 第二问：水槽注水后光发生折射，光斑位置变化与水面高度相关，需结合折射规律分析水面变化对光斑的影响，再通过几何关系判断水面变化量与光斑移动距离的关系。
3. 第三问：要使光束沿DE射出，需结合光的折射方向，确定激光笔的照射区域和入射光方向。
【解析】
（1）探究光的折射规律时，多次改变入射角的目的是多次实验排除偶然性，得到普遍规律；分析实验数据可知，光从空气斜射入水中时，折射角小于入射角；根据光路可逆原理，光从水中斜射入空气时，折射角等于光从空气斜射入水中时的入射角，因此当光以32°的入射角从水中射入空气中时，折射角为45°。
（2）未注水时光沿直线传播到A处，注水后光从空气斜射入水中发生折射，折射角小于入射角，光斑下移到B处；要使光斑从B移至C处（上方），需增大折射点的水平位置，因此应增加水槽中水面的高度；设水面上升高度为Δh，B、C间的水平距离为s，根据几何关系，s = Δh·tan(折射角)，由于折射角小于入射角，tan(折射角) ＜ tan(入射角)，故s ＜ Δh，即水面高度的变化量大于B、C间的距离。
（3）要使光束沿DE方向射出，根据光的折射规律，激光笔照射在水槽底部的位置必须在②区域内，且激光笔射出的入射光的方向应与DE方向平行，才能保证折射后沿DE射出。
【答案】
（1）多次实验排除偶然性；光从空气斜射入水中，折射角小于入射角（合理即可）；45
（2）增加；大于
（3）②；与DE方向平行
【知识点】
光的折射规律；光路可逆原理；光的折射现象
【点评】
本题是光的折射特点的综合实验题，涵盖折射规律的探究、光路可逆的应用及折射现象的分析，考查学生对折射规律的理解与实际应用能力，需结合几何关系分析光斑移动问题，难度适中。
【难度系数】
0.5
本题围绕光的折射特点的实验展开，分三小问逐步分析：
1. 第一问：探究折射规律时，多次改变入射角是为了获取普遍规律，避免偶然性；根据折射规律的实验数据可总结结论，再利用光路可逆原理计算水到空气的折射角。
2. 第二问：水槽注水后光发生折射，光斑位置变化与水面高度相关，需结合折射规律分析水面变化对光斑的影响，再通过几何关系判断水面变化量与光斑移动距离的关系。
3. 第三问：要使光束沿DE射出，需结合光的折射方向，确定激光笔的照射区域和入射光方向。
【解析】
（1）探究光的折射规律时，多次改变入射角的目的是多次实验排除偶然性，得到普遍规律；分析实验数据可知，光从空气斜射入水中时，折射角小于入射角；根据光路可逆原理，光从水中斜射入空气时，折射角等于光从空气斜射入水中时的入射角，因此当光以32°的入射角从水中射入空气中时，折射角为45°。
（2）未注水时光沿直线传播到A处，注水后光从空气斜射入水中发生折射，折射角小于入射角，光斑下移到B处；要使光斑从B移至C处（上方），需增大折射点的水平位置，因此应增加水槽中水面的高度；设水面上升高度为Δh，B、C间的水平距离为s，根据几何关系，s = Δh·tan(折射角)，由于折射角小于入射角，tan(折射角) ＜ tan(入射角)，故s ＜ Δh，即水面高度的变化量大于B、C间的距离。
（3）要使光束沿DE方向射出，根据光的折射规律，激光笔照射在水槽底部的位置必须在②区域内，且激光笔射出的入射光的方向应与DE方向平行，才能保证折射后沿DE射出。
【答案】
（1）多次实验排除偶然性；光从空气斜射入水中，折射角小于入射角（合理即可）；45
（2）增加；大于
（3）②；与DE方向平行
【知识点】
光的折射规律；光路可逆原理；光的折射现象
【点评】
本题是光的折射特点的综合实验题，涵盖折射规律的探究、光路可逆的应用及折射现象的分析，考查学生对折射规律的理解与实际应用能力，需结合几何关系分析光斑移动问题，难度适中。
【难度系数】
0.5
2. (2024·扬州高邮校级三模)小亮用凸透镜做“探究凸透镜成像规律”的实验。
（1）实验前，小亮先想办法测凸透镜的焦距，如图甲，他将该凸透镜正对着太阳光，此时纸上呈现一个并非最小的光斑时，测得这个光斑到凸透镜的距离为$L$。此时再将这个凸透镜与纸之间距离稍微增大，发现光斑变大了，则凸透镜的焦距$f$
（2）实验时，调整蜡烛、凸透镜和光屏高度时，应
（3）如图乙，将蜡烛向右移至45 cm刻度处时，从凸透镜右侧通过凸透镜可以看到烛焰的
（4）小亮在实验过程中不断改变蜡烛位置，观察到如图丙中①至⑤的五种烛焰清晰的像，请按蜡烛到凸透镜距离由远到近所得到的5个像进行排序，正确顺序为
（5）若按如图丁所示的方式，将透镜中间部分切除，再将剩余部分往中间凑紧，重新组成一个“透镜”进行实验，则在光屏上可以呈现
（6）若固定蜡烛与光屏间的距离为$L_0$不变，只移动凸透镜。设第一次成清晰像时，蜡烛与凸透镜所在位置A间的距离为$L$，如图戊所示，则该透镜焦距
（1）实验前，小亮先想办法测凸透镜的焦距，如图甲，他将该凸透镜正对着太阳光，此时纸上呈现一个并非最小的光斑时，测得这个光斑到凸透镜的距离为$L$。此时再将这个凸透镜与纸之间距离稍微增大，发现光斑变大了，则凸透镜的焦距$f$
$＜$
(＞/=/＜)$L$；调整以后正确地测得该透镜的焦距为10 cm。（2）实验时，调整蜡烛、凸透镜和光屏高度时，应
点燃
(点燃/不点燃)蜡烛。（3）如图乙，将蜡烛向右移至45 cm刻度处时，从凸透镜右侧通过凸透镜可以看到烛焰的
虚
(虚/实)像；该实验现象可以说明放大镜
(照相机/幻灯机/放大镜)的成像特点。（4）小亮在实验过程中不断改变蜡烛位置，观察到如图丙中①至⑤的五种烛焰清晰的像，请按蜡烛到凸透镜距离由远到近所得到的5个像进行排序，正确顺序为
①②④⑤③
。（5）若按如图丁所示的方式，将透镜中间部分切除，再将剩余部分往中间凑紧，重新组成一个“透镜”进行实验，则在光屏上可以呈现
2
个像(光屏足够大)。（6）若固定蜡烛与光屏间的距离为$L_0$不变，只移动凸透镜。设第一次成清晰像时，蜡烛与凸透镜所在位置A间的距离为$L$，如图戊所示，则该透镜焦距
小于
(大于/等于/小于)$L$，凸透镜移动过程中，设第二次成清晰像的位置为B(图中未画出)，则前后两次成清晰的像所在位置A、B之间的距离为$L_0-2L$
(用$L_0$、$L$表示)。答案
2.（1）$＜$
（2）点燃
（3）虚 放大镜
（4）①②④⑤③
（5）2
（6）小于 $L_0-2L$
（2）点燃
（3）虚 放大镜
（4）①②④⑤③
（5）2
（6）小于 $L_0-2L$
解析
【分析】
本题围绕凸透镜成像规律的实验展开，需逐一梳理各问题的解题逻辑：
1. 测焦距时，最小最亮的光斑才是焦点，若光斑非最小，增大透镜与纸的距离时光斑变大，说明透镜在焦点之后，故焦距f小于该距离L；
2. 调整烛焰、凸透镜、光屏高度时，需点燃蜡烛才能确定烛焰中心，保证三者中心共线，使像成在光屏中央；
3. 蜡烛移至45cm刻度处时，物距小于焦距，成正立放大虚像，对应放大镜的成像特点；
4. 蜡烛到透镜距离由远到近时，物距减小，像距增大、像变大，据此对像排序；
5. 透镜中间切除后凑紧，形成两个独立透镜，每个透镜成一个像；
6. 利用凸透镜成像公式和光路可逆性，推导焦距与L的关系及A、B间距离。
【解析】
（1）凸透镜正对太阳光时，最小最亮的光斑为焦点。若光斑非最小，增大透镜与纸的距离时光斑变大，说明透镜位于焦点之后，因此焦距f＜L；
（2）调整三者高度时，必须点燃蜡烛，才能确定烛焰中心，使烛焰、凸透镜、光屏的中心在同一高度，确保像成在光屏中央；
（3）凸透镜焦距为10cm，蜡烛在45cm刻度处时，物距u=50cm-45cm=5cm＜f，根据凸透镜成像规律，此时成正立、放大的虚像，该特点应用于放大镜；
（4）蜡烛到凸透镜距离由远到近时，物距逐渐减小，像距逐渐增大、像逐渐变大，对应图丙的像排序为①②④⑤③；
（5）将透镜中间部分切除再凑紧，相当于两个独立的凸透镜，每个透镜都会成一个像，故光屏上可呈现2个像；
（6）设第一次成像时物距为u=L，像距为v=L₀-L，由凸透镜成像公式1/f=1/u +1/v得：1/f=1/L +1/(L₀-L)，化简得f=L(L₀-L)/L₀，比较f与L：f= L - L²/L₀ ＜L；根据光路可逆，第二次成像时物距为v=L₀-L，像距为u=L，故A、B间距离为(L₀-L)-L = L₀-2L。
【答案】
（1）＜；（2）点燃；（3）虚，放大镜；（4）①②④⑤③；（5）2；（6）小于，L₀-2L
【知识点】
凸透镜成像规律、凸透镜焦距的测量
【点评】
本题是凸透镜成像规律的综合实验题，涵盖焦距测量、实验操作、成像特点应用、光路可逆等核心知识点，考查学生对成像规律的理解与应用能力，需注意细节分析。
【难度系数】
0.6
本题围绕凸透镜成像规律的实验展开，需逐一梳理各问题的解题逻辑：
1. 测焦距时，最小最亮的光斑才是焦点，若光斑非最小，增大透镜与纸的距离时光斑变大，说明透镜在焦点之后，故焦距f小于该距离L；
2. 调整烛焰、凸透镜、光屏高度时，需点燃蜡烛才能确定烛焰中心，保证三者中心共线，使像成在光屏中央；
3. 蜡烛移至45cm刻度处时，物距小于焦距，成正立放大虚像，对应放大镜的成像特点；
4. 蜡烛到透镜距离由远到近时，物距减小，像距增大、像变大，据此对像排序；
5. 透镜中间切除后凑紧，形成两个独立透镜，每个透镜成一个像；
6. 利用凸透镜成像公式和光路可逆性，推导焦距与L的关系及A、B间距离。
【解析】
（1）凸透镜正对太阳光时，最小最亮的光斑为焦点。若光斑非最小，增大透镜与纸的距离时光斑变大，说明透镜位于焦点之后，因此焦距f＜L；
（2）调整三者高度时，必须点燃蜡烛，才能确定烛焰中心，使烛焰、凸透镜、光屏的中心在同一高度，确保像成在光屏中央；
（3）凸透镜焦距为10cm，蜡烛在45cm刻度处时，物距u=50cm-45cm=5cm＜f，根据凸透镜成像规律，此时成正立、放大的虚像，该特点应用于放大镜；
（4）蜡烛到凸透镜距离由远到近时，物距逐渐减小，像距逐渐增大、像逐渐变大，对应图丙的像排序为①②④⑤③；
（5）将透镜中间部分切除再凑紧，相当于两个独立的凸透镜，每个透镜都会成一个像，故光屏上可呈现2个像；
（6）设第一次成像时物距为u=L，像距为v=L₀-L，由凸透镜成像公式1/f=1/u +1/v得：1/f=1/L +1/(L₀-L)，化简得f=L(L₀-L)/L₀，比较f与L：f= L - L²/L₀ ＜L；根据光路可逆，第二次成像时物距为v=L₀-L，像距为u=L，故A、B间距离为(L₀-L)-L = L₀-2L。
【答案】
（1）＜；（2）点燃；（3）虚，放大镜；（4）①②④⑤③；（5）2；（6）小于，L₀-2L
【知识点】
凸透镜成像规律、凸透镜焦距的测量
【点评】
本题是凸透镜成像规律的综合实验题，涵盖焦距测量、实验操作、成像特点应用、光路可逆等核心知识点，考查学生对成像规律的理解与应用能力，需注意细节分析。
【难度系数】
0.6
