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三、解答题
5.（南通海门期末）“小眼镜”成为社会的“大关切”。在跨学科实践活动中，小实对“眼睛视物原理”和“视力矫正原理”进行探究。他利用橡皮膜和注射器制作了水透镜，打开夹子，通过注射器向橡皮膜中注水或从橡皮膜中抽水，来改变橡皮膜凸起的程度。
（1）用注射器向“水透镜”的薄膜中缓慢注水，使薄膜略微凸起，模拟成像实验中的水透镜相当于图甲眼球的（填名称）。
（2）将蜡烛、水透镜和光屏依次摆放在水平光具座上，点燃蜡烛，使烛焰和光屏的中心在水透镜的，目的是。
（3）将蜡烛放在离水透镜较远的位置，移动光屏，直到光屏上出现倒立、缩小的。如图乙所示，记下此时光屏所在的位置。
（4）用注射器向水透镜里加适量的水，水透镜对光的偏折能力会变强，此时光屏上的像变得模糊，这是模拟视眼看物体的情况。将光屏慢慢靠近水透镜，直到光屏上出现的像清晰为止，这说明此时所成的像在视网膜（填“前”或“后”）。
（5）如图丙所示，他观察到如下现象：将近视眼镜片放在蜡烛和凸透镜之间，光屏上原来清晰的像变模糊了；使光屏（填“靠近”或者“远离”）透镜，又能在光屏上看到烛焰清晰的像。这说明近视眼镜对光线有作用。
（6）图中表示远视眼成因及其矫正的图形分别是（填字母）。
A. ①③
B. ①④
C. ②③
D. ②④
（7）请对“保护视力，科学用眼”提一条建议：。
5.（南通海门期末）“小眼镜”成为社会的“大关切”。在跨学科实践活动中，小实对“眼睛视物原理”和“视力矫正原理”进行探究。他利用橡皮膜和注射器制作了水透镜，打开夹子，通过注射器向橡皮膜中注水或从橡皮膜中抽水，来改变橡皮膜凸起的程度。
（1）用注射器向“水透镜”的薄膜中缓慢注水，使薄膜略微凸起，模拟成像实验中的水透镜相当于图甲眼球的（填名称）。
（2）将蜡烛、水透镜和光屏依次摆放在水平光具座上，点燃蜡烛，使烛焰和光屏的中心在水透镜的，目的是。
（3）将蜡烛放在离水透镜较远的位置，移动光屏，直到光屏上出现倒立、缩小的。如图乙所示，记下此时光屏所在的位置。
（4）用注射器向水透镜里加适量的水，水透镜对光的偏折能力会变强，此时光屏上的像变得模糊，这是模拟视眼看物体的情况。将光屏慢慢靠近水透镜，直到光屏上出现的像清晰为止，这说明此时所成的像在视网膜（填“前”或“后”）。
（5）如图丙所示，他观察到如下现象：将近视眼镜片放在蜡烛和凸透镜之间，光屏上原来清晰的像变模糊了；使光屏（填“靠近”或者“远离”）透镜，又能在光屏上看到烛焰清晰的像。这说明近视眼镜对光线有作用。
（6）图中表示远视眼成因及其矫正的图形分别是（填字母）。
A. ①③
B. ①④
C. ②③
D. ②④
（7）请对“保护视力，科学用眼”提一条建议：。
答案
晶状体
主光轴上
使
像成在光屏中央
实像
近
前
远离
发散
D
不要在强光或弱光下看书，看书
时不能离书太近
主光轴上
使
像成在光屏中央
实像
近
前
远离
发散
D
不要在强光或弱光下看书，看书
时不能离书太近
解析
【分析】
本题围绕眼睛视物原理和视力矫正展开，需结合凸透镜成像规律、眼球结构、近视与远视的成因及矫正方法逐一分析各小问：
1. 明确眼球折光结构，判断水透镜模拟的眼球部分；
2. 回忆凸透镜成像实验中调整器材高度的目的；
3. 根据物距与焦距的关系判断成像性质；
4. 分析透镜折光能力变化对像位置的影响，对应近视眼成因；
5. 理解近视眼镜的作用及对像距的影响；
6. 区分远视眼的成因与矫正，对应图形选择；
7. 结合生活实际提出科学用眼建议。
【解析】
（1）眼球的晶状体是折光系统的核心，实验中注水改变凸起程度的水透镜，模拟的是眼球的晶状体；
（2）实验时需使烛焰、光屏的中心在水透镜的主光轴上，目的是使像成在光屏中央，确保像能清晰呈现在光屏上便于观察；
（3）蜡烛离水透镜较远（物距大于2倍焦距），根据凸透镜成像规律，此时成倒立、缩小的实像；
（4）向水透镜注水，折光能力变强，像会成在光屏前方，模拟近视眼看物体的情况；光屏靠近水透镜才出现清晰像，说明像在视网膜前；
（5）近视眼镜是凹透镜，对光线有发散作用，会使像距变大，因此需将光屏远离透镜才能接到清晰的像；
（6）远视眼成因是晶状体折光能力弱，像成在视网膜后，矫正用凸透镜，对应图②（成因）和图④（矫正），故选D；
（7）保护视力的建议如：不要在强光或弱光下看书，看书时不能离书太近。
【答案】
晶状体；主光轴上；使；像成在光屏中央；实像；近；前；远离；发散；D；不要在强光或弱光下看书，看书时不能离书太近
【知识点】
凸透镜成像规律；眼睛的视物原理；视力的矫正
【点评】
本题结合跨学科实践考查眼睛视物与视力矫正知识，将物理规律与生活实际结合，注重基础应用，需理解近视、远视的成因及矫正原理，难度适中。
【难度系数】
0.6
本题围绕眼睛视物原理和视力矫正展开，需结合凸透镜成像规律、眼球结构、近视与远视的成因及矫正方法逐一分析各小问：
1. 明确眼球折光结构，判断水透镜模拟的眼球部分；
2. 回忆凸透镜成像实验中调整器材高度的目的；
3. 根据物距与焦距的关系判断成像性质；
4. 分析透镜折光能力变化对像位置的影响，对应近视眼成因；
5. 理解近视眼镜的作用及对像距的影响；
6. 区分远视眼的成因与矫正，对应图形选择；
7. 结合生活实际提出科学用眼建议。
【解析】
（1）眼球的晶状体是折光系统的核心，实验中注水改变凸起程度的水透镜，模拟的是眼球的晶状体；
（2）实验时需使烛焰、光屏的中心在水透镜的主光轴上，目的是使像成在光屏中央，确保像能清晰呈现在光屏上便于观察；
（3）蜡烛离水透镜较远（物距大于2倍焦距），根据凸透镜成像规律，此时成倒立、缩小的实像；
（4）向水透镜注水，折光能力变强，像会成在光屏前方，模拟近视眼看物体的情况；光屏靠近水透镜才出现清晰像，说明像在视网膜前；
（5）近视眼镜是凹透镜，对光线有发散作用，会使像距变大，因此需将光屏远离透镜才能接到清晰的像；
（6）远视眼成因是晶状体折光能力弱，像成在视网膜后，矫正用凸透镜，对应图②（成因）和图④（矫正），故选D；
（7）保护视力的建议如：不要在强光或弱光下看书，看书时不能离书太近。
【答案】
晶状体；主光轴上；使；像成在光屏中央；实像；近；前；远离；发散；D；不要在强光或弱光下看书，看书时不能离书太近
【知识点】
凸透镜成像规律；眼睛的视物原理；视力的矫正
【点评】
本题结合跨学科实践考查眼睛视物与视力矫正知识，将物理规律与生活实际结合，注重基础应用，需理解近视、远视的成因及矫正原理，难度适中。
【难度系数】
0.6
6.（南通通州期末）光从空气斜射入其他介质中时，传播方向发生偏折，折射角随入射角的增大而增大，它们变化的幅度是否相同呢？实验小组的同学猜想折射角相对入射角变化的大小可能与下列因素有关：
猜想一：入射角的大小；
猜想二：介质的种类；
猜想三：光的颜色。
他们找来与图甲中相同的三个烧杯，杯中装入不同的液体，用激光笔向液面发射激光，利用量角器测出入射角和折射角的大小进行探究。
（1）根据生活中的现象可判断猜想三是正确的。
（2）他们利用红光实验的数据记录如下表。
处理数据时，发现第7组数据被墨迹遮挡，可以判断，$a$处数据可能为。
A. 9.5
B. 19.5
C. 29.5
D. 39.5
（3）分析数据可知，根据第组数据，可以初步判断猜想一是正确的；根据第1、4、7或2、5、8或3、6、9组数据，可以初步得出的结论是。
（4）小明同学用图乙所示厚为$d$的长方体玻璃砖探究猜想三，他将一束光斜射到玻璃砖上表面，在玻璃砖下方白纸1上记录不同色光的出射点依次为$A$、$B$、$C ··· ···$现仅将长方体玻璃砖转换成同材质的半球形玻璃砖（半径为$d$），让上述光线以相同入射角斜射到球心$O$，记录下方白纸2上各色光的落点依次为$A'$、$B'$、$C' ··· ···$如图丙所示。将白纸1、2叠放在一起，发现$A$和$A'$、$B$和$B'$、$C$和$C'$（填“可以”或“不可以”）完全重合。（已知半球内从圆心射向球面的光线射出时传播方向不发生变化）
猜想一：入射角的大小；
猜想二：介质的种类；
猜想三：光的颜色。
他们找来与图甲中相同的三个烧杯，杯中装入不同的液体，用激光笔向液面发射激光，利用量角器测出入射角和折射角的大小进行探究。
（1）根据生活中的现象可判断猜想三是正确的。
（2）他们利用红光实验的数据记录如下表。
处理数据时，发现第7组数据被墨迹遮挡，可以判断，$a$处数据可能为。
A. 9.5
B. 19.5
C. 29.5
D. 39.5
（3）分析数据可知，根据第组数据，可以初步判断猜想一是正确的；根据第1、4、7或2、5、8或3、6、9组数据，可以初步得出的结论是。
（4）小明同学用图乙所示厚为$d$的长方体玻璃砖探究猜想三，他将一束光斜射到玻璃砖上表面，在玻璃砖下方白纸1上记录不同色光的出射点依次为$A$、$B$、$C ··· ···$现仅将长方体玻璃砖转换成同材质的半球形玻璃砖（半径为$d$），让上述光线以相同入射角斜射到球心$O$，记录下方白纸2上各色光的落点依次为$A'$、$B'$、$C' ··· ···$如图丙所示。将白纸1、2叠放在一起，发现$A$和$A'$、$B$和$B'$、$C$和$C'$（填“可以”或“不可以”）完全重合。（已知半球内从圆心射向球面的光线射出时传播方向不发生变化）
答案
光的色散
A
1、2、3
折射角相对入
射角变化的大小与介质的种类有关
白
可以
A
1、2、3
折射角相对入
射角变化的大小与介质的种类有关
白
可以
解析
【分析】
首先，猜想三是探究光的颜色对折射的影响，生活中光的色散现象（如彩虹）能体现不同色光折射程度不同，可判断猜想三正确；第（2）问需分析红光的折射规律，入射角增大时折射角同步增大，且数据呈现每10°入射角对应约9.5°折射角的规律，据此判断第7组数据；第（3）问验证猜想一需控制介质、光的颜色相同，仅改变入射角，结合同入射角不同介质的数据分析结论；第（4）问探究色光需用白光，半球形玻璃砖的特殊入射条件使光线射出时不偏折，据此判断落点是否重合。
【解析】
（1）光的色散是复色光分解为单色光的现象，如彩虹，不同颜色的光折射程度不同，可判断猜想三正确，故填光的色散。
（2）分析红光实验数据，入射角每增加10°，折射角约增加9.5°，第7组对应入射角为10°，因此折射角a为9.5°，选A。
（3）验证猜想一（折射角变化与入射角大小有关），需控制介质种类、光的颜色相同，仅改变入射角，故选1、2、3组；第1、4、7组入射角相同，介质不同，折射角相对入射角的变化大小不同，故结论为：折射角相对入射角变化的大小与介质的种类有关。
（4）探究光的颜色对折射的影响，需用包含所有色光的白光；半球形玻璃砖中，光线从球心入射时，射出时传播方向不变，因此白纸1和白纸2上的落点可以完全重合。
【答案】
光的色散；A；1、2、3；折射角相对入射角变化的大小与介质的种类有关；白；可以
【知识点】
光的折射、光的色散、控制变量法
【点评】
本题为光学探究实验题，核心考查控制变量法的应用，结合生活现象分析物理猜想，需掌握光的折射规律及不同色光的折射特点，注重实验思维的考查，综合性适中。
【难度系数】
0.6
首先，猜想三是探究光的颜色对折射的影响，生活中光的色散现象（如彩虹）能体现不同色光折射程度不同，可判断猜想三正确；第（2）问需分析红光的折射规律，入射角增大时折射角同步增大，且数据呈现每10°入射角对应约9.5°折射角的规律，据此判断第7组数据；第（3）问验证猜想一需控制介质、光的颜色相同，仅改变入射角，结合同入射角不同介质的数据分析结论；第（4）问探究色光需用白光，半球形玻璃砖的特殊入射条件使光线射出时不偏折，据此判断落点是否重合。
【解析】
（1）光的色散是复色光分解为单色光的现象，如彩虹，不同颜色的光折射程度不同，可判断猜想三正确，故填光的色散。
（2）分析红光实验数据，入射角每增加10°，折射角约增加9.5°，第7组对应入射角为10°，因此折射角a为9.5°，选A。
（3）验证猜想一（折射角变化与入射角大小有关），需控制介质种类、光的颜色相同，仅改变入射角，故选1、2、3组；第1、4、7组入射角相同，介质不同，折射角相对入射角的变化大小不同，故结论为：折射角相对入射角变化的大小与介质的种类有关。
（4）探究光的颜色对折射的影响，需用包含所有色光的白光；半球形玻璃砖中，光线从球心入射时，射出时传播方向不变，因此白纸1和白纸2上的落点可以完全重合。
【答案】
光的色散；A；1、2、3；折射角相对入射角变化的大小与介质的种类有关；白；可以
【知识点】
光的折射、光的色散、控制变量法
【点评】
本题为光学探究实验题，核心考查控制变量法的应用，结合生活现象分析物理猜想，需掌握光的折射规律及不同色光的折射特点，注重实验思维的考查，综合性适中。
【难度系数】
0.6
