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四、实验探究题(15分)
16. 实验考法 创新实验「2026广东佛山南海期末节选，★☆」如图1为千灯湖畔晚上的光影秀，光影秀的核心设备是投影仪和楼墙。小明用图2所示装置来探究其成像规律。
(1)实验前,将F光源中心、凸透镜的
(2)图1中,高大的楼墙相当于
(3)如图2所示,小明观察到等大清晰的像,可推知该凸透镜的焦距为
16. 实验考法 创新实验「2026广东佛山南海期末节选，★☆」如图1为千灯湖畔晚上的光影秀，光影秀的核心设备是投影仪和楼墙。小明用图2所示装置来探究其成像规律。
(1)实验前,将F光源中心、凸透镜的
光心
和光屏的中心调至同一高度,以确保像能清晰地成在光屏的中央。(2)图1中,高大的楼墙相当于
光屏
(选填“F光源”“凸透镜”或“光屏”),其上显示的“南海灯湖”字样是实
(选填“实”或“虚”)像。(3)如图2所示,小明观察到等大清晰的像,可推知该凸透镜的焦距为
10.0
cm。为模拟图1中投影效果,他应保持凸透镜位置不变,将F光源靠近
(选填“靠近”或“远离”)凸透镜,再移动光屏至呈现清晰放大的像。答案
(1)光心 (2)光屏 实 (3)10.0 靠近
解析 (1)为了使像成在光屏中央，实验前应将F光源的中心、凸透镜的光心和光屏的中心调至同一高度；
(2)光影秀的核心设备是投影仪和楼墙，因此高大的楼墙相当于光屏，其上显示的“南海灯湖”字样是实像；
(3)如图2所示，小明观察到等大清晰的像，说明u=v=2f=20.0 cm，故该凸透镜的焦距f=10.0 cm；为模拟图1中投影效果，物距应大于1倍焦距且小于2倍焦距，故他应保持凸透镜位置不变，将F光源靠近凸透镜，再移动光屏至呈现清晰放大的像。
解析 (1)为了使像成在光屏中央，实验前应将F光源的中心、凸透镜的光心和光屏的中心调至同一高度；
(2)光影秀的核心设备是投影仪和楼墙，因此高大的楼墙相当于光屏，其上显示的“南海灯湖”字样是实像；
(3)如图2所示，小明观察到等大清晰的像，说明u=v=2f=20.0 cm，故该凸透镜的焦距f=10.0 cm；为模拟图1中投影效果，物距应大于1倍焦距且小于2倍焦距，故他应保持凸透镜位置不变，将F光源靠近凸透镜，再移动光屏至呈现清晰放大的像。
解析
【分析】
解决本题需掌握凸透镜成像实验的操作要点、成像规律及生活应用。第(1)问需明确实验前调节“三心同高”的具体位置；第(2)问要结合投影仪的工作原理判断楼墙的作用和像的性质；第(3)问利用等大实像的规律计算焦距，再根据投影仪的成像条件调整物距。
【解析】
(1) 探究凸透镜成像实验时，为确保像清晰成在光屏中央，实验前需将F光源中心、凸透镜的光心和光屏中心调至同一高度，因此填“光心”。
(2) 光影秀中楼墙用于承接投影仪所成的像，相当于光屏；投影仪成倒立、放大的实像，因此填“光屏”“实”。
(3) 当凸透镜成等大清晰的像时，物距u=2f，由图可知物距为20.0cm，故焦距f=10.0cm；投影仪成像需物距满足f＜u＜2f，因此应将F光源靠近凸透镜以减小物距，再移动光屏得到清晰放大的像。
【答案】
(1)光心 (2)光屏 实 (3)10.0 靠近
【知识点】
凸透镜成像规律、凸透镜实验操作、实像与虚像
【点评】
本题结合生活中的光影秀实例，考查凸透镜成像的基础知识点，涵盖实验调节、成像性质判断和焦距计算，属于中等难度的基础题，能有效检验学生对凸透镜成像规律的掌握程度。
【难度系数】
0.5
解决本题需掌握凸透镜成像实验的操作要点、成像规律及生活应用。第(1)问需明确实验前调节“三心同高”的具体位置；第(2)问要结合投影仪的工作原理判断楼墙的作用和像的性质；第(3)问利用等大实像的规律计算焦距，再根据投影仪的成像条件调整物距。
【解析】
(1) 探究凸透镜成像实验时，为确保像清晰成在光屏中央，实验前需将F光源中心、凸透镜的光心和光屏中心调至同一高度，因此填“光心”。
(2) 光影秀中楼墙用于承接投影仪所成的像，相当于光屏；投影仪成倒立、放大的实像，因此填“光屏”“实”。
(3) 当凸透镜成等大清晰的像时，物距u=2f，由图可知物距为20.0cm，故焦距f=10.0cm；投影仪成像需物距满足f＜u＜2f，因此应将F光源靠近凸透镜以减小物距，再移动光屏得到清晰放大的像。
【答案】
(1)光心 (2)光屏 实 (3)10.0 靠近
【知识点】
凸透镜成像规律、凸透镜实验操作、实像与虚像
【点评】
本题结合生活中的光影秀实例，考查凸透镜成像的基础知识点，涵盖实验调节、成像性质判断和焦距计算，属于中等难度的基础题，能有效检验学生对凸透镜成像规律的掌握程度。
【难度系数】
0.5
五、综合应用题(15分)
17. 实验考法项目式学习「2025山西太原期末，★★☆」
【项目提出】
小明发现最近上课时看不清黑板上的字,看远处景物也很模糊。怎样才能看得清、看得远呢?项目式学习小组提出了“寻找眼睛的好帮手”学习主题。
【项目分析】
小组成员陪同小明去眼科医院做了检查,医生用如图的眼球模型示意图做了对比讲解。由此,他们知道了小明看不清黑板上的字,是因为晶状体厚度变化,需佩戴眼镜矫正。在查阅镜片相关资料时,他们了解到:1608年,荷兰眼镜商汉斯偶然发现,把两块镜片组合起来可以看清远处景物,受此启发,他制成了人类历史上第一架望远镜。有一种望远镜由两个焦距不同的凸透镜组成,作物镜的凸透镜焦距长,作目镜的凸透镜焦距短,凸透镜的焦距是影响望远镜功能的重要指标。
【项目实施】
(1)根据以上分析可知,小明看不清黑板上的字,是因为晶状体对光的会聚能力太
(2)经过验光检测,小明需要佩戴200度的眼镜。在选择镜片时,了解到树脂镜片的相关信息如表所示,折射率是衡量镜片材料折光能力的指标,折射率越高,镜片越薄,眼镜越轻便。为使佩戴更轻便,小明应选择
(3)在制作望远镜的跨学科实践活动中,小组成员找来两个焦距不同的凸透镜A和B,准备制作一个简易望远镜。为了确定哪个凸透镜作物镜,哪个凸透镜作目镜,请帮他们设计一个可操作的实验方案。
17. 实验考法项目式学习「2025山西太原期末，★★☆」
【项目提出】
小明发现最近上课时看不清黑板上的字,看远处景物也很模糊。怎样才能看得清、看得远呢?项目式学习小组提出了“寻找眼睛的好帮手”学习主题。
【项目分析】
小组成员陪同小明去眼科医院做了检查,医生用如图的眼球模型示意图做了对比讲解。由此,他们知道了小明看不清黑板上的字,是因为晶状体厚度变化,需佩戴眼镜矫正。在查阅镜片相关资料时,他们了解到:1608年,荷兰眼镜商汉斯偶然发现,把两块镜片组合起来可以看清远处景物,受此启发,他制成了人类历史上第一架望远镜。有一种望远镜由两个焦距不同的凸透镜组成,作物镜的凸透镜焦距长,作目镜的凸透镜焦距短,凸透镜的焦距是影响望远镜功能的重要指标。
【项目实施】
(1)根据以上分析可知,小明看不清黑板上的字,是因为晶状体对光的会聚能力太
强
(选填“强”或“弱”),像落到视网膜的前方,需佩戴近视
(选填“近视”或“远视”)眼镜矫正。(2)经过验光检测,小明需要佩戴200度的眼镜。在选择镜片时,了解到树脂镜片的相关信息如表所示,折射率是衡量镜片材料折光能力的指标,折射率越高,镜片越薄,眼镜越轻便。为使佩戴更轻便,小明应选择
“1.56 透明”
(填镜片规格)的树脂镜片。(3)在制作望远镜的跨学科实践活动中,小组成员找来两个焦距不同的凸透镜A和B,准备制作一个简易望远镜。为了确定哪个凸透镜作物镜,哪个凸透镜作目镜,请帮他们设计一个可操作的实验方案。
答案
(1)强 近视 (2)“1.56 透明” (3)见解析
解析 (1)近视眼只能看清近处的物体，看不清远处的物体。小明看不清黑板上的字，看远处景物也很模糊，说明得了近视眼，形成原因是晶状体太厚，折光能力太强，像成在视网膜的前方，需佩戴近视眼镜矫正。
(2)小明需要佩戴200度的眼镜，度数区域在低度0~300度，由于折射率越高，镜片越薄，眼镜越轻便，为使佩戴更轻便，小明应选择“1.56 透明”的树脂镜片。
(3)有一种望远镜由两个焦距不同的凸透镜组成，作物镜的凸透镜焦距长，作目镜的凸透镜焦距短，据此设计实验方案如下：
实验器材：两个焦距不同的凸透镜A和B、刻度尺、白纸、平行光源。
实验步骤：①将凸透镜A正对着平行光源，另一侧平行于凸透镜放一张白纸，调整凸透镜A与白纸的距离，直到白纸上出现一个最小、最亮的光斑，用刻度尺测量此光斑到凸透镜A光心的距离，即其焦距，记作$f_1$；②换用凸透镜B重复上述操作，测出其焦距$f_2$；③比较$f_1$、$f_2$的大小。
实验结论：若$f_1＞f_2$，则凸透镜A作物镜，凸透镜B作目镜；若$f_1＜f_2$，则凸透镜B作物镜，凸透镜A作目镜。
解析 (1)近视眼只能看清近处的物体，看不清远处的物体。小明看不清黑板上的字，看远处景物也很模糊，说明得了近视眼，形成原因是晶状体太厚，折光能力太强，像成在视网膜的前方，需佩戴近视眼镜矫正。
(2)小明需要佩戴200度的眼镜，度数区域在低度0~300度，由于折射率越高，镜片越薄，眼镜越轻便，为使佩戴更轻便，小明应选择“1.56 透明”的树脂镜片。
(3)有一种望远镜由两个焦距不同的凸透镜组成，作物镜的凸透镜焦距长，作目镜的凸透镜焦距短，据此设计实验方案如下：
实验器材：两个焦距不同的凸透镜A和B、刻度尺、白纸、平行光源。
实验步骤：①将凸透镜A正对着平行光源，另一侧平行于凸透镜放一张白纸，调整凸透镜A与白纸的距离，直到白纸上出现一个最小、最亮的光斑，用刻度尺测量此光斑到凸透镜A光心的距离，即其焦距，记作$f_1$；②换用凸透镜B重复上述操作，测出其焦距$f_2$；③比较$f_1$、$f_2$的大小。
实验结论：若$f_1＞f_2$，则凸透镜A作物镜，凸透镜B作目镜；若$f_1＜f_2$，则凸透镜B作物镜，凸透镜A作目镜。
解析
【分析】
1. 第(1)问：小明看不清远处物体，属于近视眼，需回忆近视眼的成因：晶状体折光能力过强，导致像成在视网膜前方，矫正用近视眼镜，据此填空。
2. 第(2)问：已知小明需戴200度低度眼镜，题目说明折射率越高镜片越薄、越轻便，因此选高折射率的“1.56 透明”规格镜片。
3. 第(3)问：望远镜要求物镜焦距长、目镜焦距短，需用平行光聚焦法测量两个凸透镜的焦距，比较后确定哪个作物镜、哪个作目镜，据此设计实验方案。
【解析】
(1) 近视眼的成因是晶状体对光的会聚能力太强，远处物体的像成在视网膜前方，需佩戴对光线有发散作用的近视眼镜矫正，故填：强；近视。
(2) 小明需佩戴200度的低度眼镜，根据“折射率越高，镜片越薄、越轻便”的信息，应选择“1.56 透明”的树脂镜片。
(3) 实验方案：
实验器材：两个焦距不同的凸透镜A和B、刻度尺、白纸、平行光源。
实验步骤：①将凸透镜A正对着平行光源，另一侧平行于凸透镜放置白纸，调整凸透镜A与白纸的距离，直到白纸上出现最小、最亮的光斑，用刻度尺测量该光斑到凸透镜A光心的距离，记为$f_1$；②换用凸透镜B重复步骤①，测出其焦距$f_2$；③比较$f_1$与$f_2$的大小。
实验结论：若$f_1＞f_2$，则凸透镜A作物镜，凸透镜B作目镜；若$f_1＜f_2$，则凸透镜B作物镜，凸透镜A作目镜。
【答案】
(1) 强；近视
(2) “1.56 透明”
(3) 实验方案：实验器材：两个焦距不同的凸透镜A和B、刻度尺、白纸、平行光源。实验步骤：①将凸透镜A正对着平行光源，另一侧平行于凸透镜放置白纸，调整凸透镜A与白纸的距离，直到白纸上出现最小、最亮的光斑，用刻度尺测量该光斑到凸透镜A光心的距离，记为$f_1$；②换用凸透镜B重复步骤①，测出其焦距$f_2$；③比较$f_1$与$f_2$的大小。实验结论：若$f_1＞f_2$，则凸透镜A作物镜，凸透镜B作目镜；若$f_1＜f_2$，则凸透镜B作物镜，凸透镜A作目镜。
【知识点】
近视眼矫正、凸透镜焦距测量、望远镜构造
【点评】
本题结合生活实际考查光学知识的应用，将视力矫正、望远镜制作与透镜原理结合，注重实践操作与知识迁移，难度适中。
【难度系数】
0.6
1. 第(1)问：小明看不清远处物体，属于近视眼，需回忆近视眼的成因：晶状体折光能力过强，导致像成在视网膜前方，矫正用近视眼镜，据此填空。
2. 第(2)问：已知小明需戴200度低度眼镜，题目说明折射率越高镜片越薄、越轻便，因此选高折射率的“1.56 透明”规格镜片。
3. 第(3)问：望远镜要求物镜焦距长、目镜焦距短，需用平行光聚焦法测量两个凸透镜的焦距，比较后确定哪个作物镜、哪个作目镜，据此设计实验方案。
【解析】
(1) 近视眼的成因是晶状体对光的会聚能力太强，远处物体的像成在视网膜前方，需佩戴对光线有发散作用的近视眼镜矫正，故填：强；近视。
(2) 小明需佩戴200度的低度眼镜，根据“折射率越高，镜片越薄、越轻便”的信息，应选择“1.56 透明”的树脂镜片。
(3) 实验方案：
实验器材：两个焦距不同的凸透镜A和B、刻度尺、白纸、平行光源。
实验步骤：①将凸透镜A正对着平行光源，另一侧平行于凸透镜放置白纸，调整凸透镜A与白纸的距离，直到白纸上出现最小、最亮的光斑，用刻度尺测量该光斑到凸透镜A光心的距离，记为$f_1$；②换用凸透镜B重复步骤①，测出其焦距$f_2$；③比较$f_1$与$f_2$的大小。
实验结论：若$f_1＞f_2$，则凸透镜A作物镜，凸透镜B作目镜；若$f_1＜f_2$，则凸透镜B作物镜，凸透镜A作目镜。
【答案】
(1) 强；近视
(2) “1.56 透明”
(3) 实验方案：实验器材：两个焦距不同的凸透镜A和B、刻度尺、白纸、平行光源。实验步骤：①将凸透镜A正对着平行光源，另一侧平行于凸透镜放置白纸，调整凸透镜A与白纸的距离，直到白纸上出现最小、最亮的光斑，用刻度尺测量该光斑到凸透镜A光心的距离，记为$f_1$；②换用凸透镜B重复步骤①，测出其焦距$f_2$；③比较$f_1$与$f_2$的大小。实验结论：若$f_1＞f_2$，则凸透镜A作物镜，凸透镜B作目镜；若$f_1＜f_2$，则凸透镜B作物镜，凸透镜A作目镜。
【知识点】
近视眼矫正、凸透镜焦距测量、望远镜构造
【点评】
本题结合生活实际考查光学知识的应用，将视力矫正、望远镜制作与透镜原理结合，注重实践操作与知识迁移，难度适中。
【难度系数】
0.6
