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14.如图甲所示,将透明的薄壁(厚度可忽略不计)方形水槽水平放置,固定在水槽底部的激光笔沿图示方向发出一细光束,小明通过缓慢改变水槽中的水量来探究光的折射现象.
(1)水槽中注入一定量的水后,侧壁上B处得到一个光点,为使B处的光点移至C处,则应使水槽中的水量
(2)如图乙所示,小明将激光笔移至虚线框内向水槽底部照射,为使光束第一次从水面射出后沿DE方向传播,则激光笔照射的方向应满足的条件是
(1)水槽中注入一定量的水后,侧壁上B处得到一个光点,为使B处的光点移至C处,则应使水槽中的水量
增加
(选填“增加”“减少”或“不变”),若BC间距离为2 cm,则水面高度的变化量Δh大于
(选填“大于”“小于”或“等于”)2 cm.(2)如图乙所示,小明将激光笔移至虚线框内向水槽底部照射,为使光束第一次从水面射出后沿DE方向传播,则激光笔照射的方向应满足的条件是
平行于DE
,且激光笔照射在水槽底部的位置必须在②
(选填“①”“②”或“③”)区域内.答案
14.(1)增加 大于 (2)平行于DE ②
解析
【分析】
本题考查光的折射规律的应用，需结合几何关系分析光路变化。
(1) 要使光点从B移到C（C在B上方），需分析水面变化对入射点的影响：水量增加时，水面升高，激光的入射点向水槽右侧移动，折射光线方向不变，因此侧壁光点上移；再结合几何关系判断水面高度变化量与BC的关系。
(2) 要使光束从水面射出后沿DE，需利用光的折射中入射光线与折射光线的平行关系，结合光路的入射点位置判断激光笔的照射区域。
【解析】
(1) 当水槽中水量增加时，水面高度上升，激光笔发出的光束在水中的入射点向水槽右侧移动，由于入射角和水的折射率不变，折射光线的方向不变，因此侧壁上的光点会向上移动，从B处移至C处，故应使水量增加。
设水面高度变化量为Δh，BC间竖直距离为2cm，由于折射光线的水平位移与竖直位移的几何关系，水面上升时入射点右移的水平距离小于Δh，因此水面高度的变化量Δh大于2cm。
(2) 根据光的折射规律，当光从水中斜射入空气时，若要折射光线沿DE方向传播，则水中的入射光线应平行于DE方向；结合乙图中DE的入射点D位于②区域，可知激光笔照射在水槽底部的位置必须在②区域内，才能使光束经水面折射后沿DE传播。
【答案】
(1)增加；大于 (2)平行于DE；②
【知识点】
光的折射规律；几何光学应用
【点评】
本题结合水槽水量变化的实际场景，考查光的折射规律的理解与应用，需结合几何关系分析光路变化，注重对规律的灵活运用，难度适中。
【难度系数】
0.5
本题考查光的折射规律的应用，需结合几何关系分析光路变化。
(1) 要使光点从B移到C（C在B上方），需分析水面变化对入射点的影响：水量增加时，水面升高，激光的入射点向水槽右侧移动，折射光线方向不变，因此侧壁光点上移；再结合几何关系判断水面高度变化量与BC的关系。
(2) 要使光束从水面射出后沿DE，需利用光的折射中入射光线与折射光线的平行关系，结合光路的入射点位置判断激光笔的照射区域。
【解析】
(1) 当水槽中水量增加时，水面高度上升，激光笔发出的光束在水中的入射点向水槽右侧移动，由于入射角和水的折射率不变，折射光线的方向不变，因此侧壁上的光点会向上移动，从B处移至C处，故应使水量增加。
设水面高度变化量为Δh，BC间竖直距离为2cm，由于折射光线的水平位移与竖直位移的几何关系，水面上升时入射点右移的水平距离小于Δh，因此水面高度的变化量Δh大于2cm。
(2) 根据光的折射规律，当光从水中斜射入空气时，若要折射光线沿DE方向传播，则水中的入射光线应平行于DE方向；结合乙图中DE的入射点D位于②区域，可知激光笔照射在水槽底部的位置必须在②区域内，才能使光束经水面折射后沿DE传播。
【答案】
(1)增加；大于 (2)平行于DE；②
【知识点】
光的折射规律；几何光学应用
【点评】
本题结合水槽水量变化的实际场景，考查光的折射规律的理解与应用，需结合几何关系分析光路变化，注重对规律的灵活运用，难度适中。
【难度系数】
0.5
15.(2023·新沂市期中)在“探究凸透镜成像规律”的实验中,凸透镜位置保持不变(如图
),某同学记录并绘制了物距u和像距v之间关系的图像,如图所示.
(1)凸透镜的焦距为
(2)图甲为某一时刻实验中的情景,随着蜡烛的燃烧,光屏上依然得到烛焰清晰像,但光屏上像的位置却偏高,为了使像仍成在光屏的中央,则应向
(3)调整后,图甲中光屏上烛焰的像是倒立、
(4)若有一只苍蝇落到凸透镜上,则光屏上
(5)在上述实验的基础上,将蜡烛向远离透镜的方向移动,要在光屏上得到清晰的像,应将光屏
),某同学记录并绘制了物距u和像距v之间关系的图像,如图所示.(1)凸透镜的焦距为
10
cm.(2)图甲为某一时刻实验中的情景,随着蜡烛的燃烧,光屏上依然得到烛焰清晰像,但光屏上像的位置却偏高,为了使像仍成在光屏的中央,则应向
下
(选填“上”或“下”)调节凸透镜.(3)调整后,图甲中光屏上烛焰的像是倒立、
放大
(选填“放大”“缩小”或“等大”)的实像.(4)若有一只苍蝇落到凸透镜上,则光屏上
能
(选填“能”或“不能”)成完整的蜡烛的像.(5)在上述实验的基础上,将蜡烛向远离透镜的方向移动,要在光屏上得到清晰的像,应将光屏
靠近
(选填“远离”或“靠近”)透镜,光屏上的像变小
(选填“变大”“变小”或“不变”).答案
15.(1)10 (2)下 (3)放大 (4)能 (5)靠近 变小
解析
【分析】
本题围绕凸透镜成像规律的实验展开，需结合图像和实验操作分析各问题：
1. 求焦距：利用凸透镜成像规律中“当物距等于2倍焦距时，像距也等于2倍焦距，成等大实像”的特点，从图像中找到u=v的点计算焦距。
2. 调节凸透镜：蜡烛燃烧变短，像会上移，根据过光心的光线传播方向不变，需调节凸透镜使像回到光屏中央。
3. 判断像的性质：计算图甲的物距，结合焦距，依据凸透镜成像规律中不同物距范围的成像特点判断像的类型。
4. 凸透镜遮挡的影响：凸透镜成像是物体各部分光线经透镜折射会聚，部分遮挡仍能成完整像，仅亮度变化。
5. 物距变化的影响：根据“物远像近像变小”的规律，判断蜡烛远离透镜时光屏的移动方向和像的大小变化。
【解析】
(1) 根据凸透镜成像规律，当u=2f时，v=2f，成倒立、等大的实像。由图乙可知，当u=20cm时，v=20cm，即2f=20cm，因此焦距f=10cm。
(2) 蜡烛燃烧变短，烛焰下移，像会向上移动。根据过凸透镜光心的光线传播方向不变，要使像回到光屏中央，应向下调节凸透镜。
(3) 图甲中，凸透镜在50cm刻度处，蜡烛在35cm刻度处，物距u=50cm-35cm=15cm，已知f=10cm，满足f＜u＜2f，此时成倒立、放大的实像。
(4) 苍蝇落到凸透镜上，仅挡住部分入射光线，凸透镜其余部分仍能折射光线会聚成像，因此光屏上能成完整的蜡烛的像，只是像的亮度变暗。
(5) 根据凸透镜成像规律，物距增大时，像距减小，像变小。蜡烛向远离透镜方向移动，物距变大，因此需将光屏靠近透镜，此时光屏上的像变小。
【答案】
(1)10 (2)下 (3)放大 (4)能 (5)靠近；变小
【知识点】
凸透镜成像规律；凸透镜实验操作；实像的形成特点
【点评】
本题考查凸透镜成像规律的应用，结合实验情景和图像分析问题，需熟练掌握成像规律及实验调节方法，难度适中。
【难度系数】
0.7
本题围绕凸透镜成像规律的实验展开，需结合图像和实验操作分析各问题：
1. 求焦距：利用凸透镜成像规律中“当物距等于2倍焦距时，像距也等于2倍焦距，成等大实像”的特点，从图像中找到u=v的点计算焦距。
2. 调节凸透镜：蜡烛燃烧变短，像会上移，根据过光心的光线传播方向不变，需调节凸透镜使像回到光屏中央。
3. 判断像的性质：计算图甲的物距，结合焦距，依据凸透镜成像规律中不同物距范围的成像特点判断像的类型。
4. 凸透镜遮挡的影响：凸透镜成像是物体各部分光线经透镜折射会聚，部分遮挡仍能成完整像，仅亮度变化。
5. 物距变化的影响：根据“物远像近像变小”的规律，判断蜡烛远离透镜时光屏的移动方向和像的大小变化。
【解析】
(1) 根据凸透镜成像规律，当u=2f时，v=2f，成倒立、等大的实像。由图乙可知，当u=20cm时，v=20cm，即2f=20cm，因此焦距f=10cm。
(2) 蜡烛燃烧变短，烛焰下移，像会向上移动。根据过凸透镜光心的光线传播方向不变，要使像回到光屏中央，应向下调节凸透镜。
(3) 图甲中，凸透镜在50cm刻度处，蜡烛在35cm刻度处，物距u=50cm-35cm=15cm，已知f=10cm，满足f＜u＜2f，此时成倒立、放大的实像。
(4) 苍蝇落到凸透镜上，仅挡住部分入射光线，凸透镜其余部分仍能折射光线会聚成像，因此光屏上能成完整的蜡烛的像，只是像的亮度变暗。
(5) 根据凸透镜成像规律，物距增大时，像距减小，像变小。蜡烛向远离透镜方向移动，物距变大，因此需将光屏靠近透镜，此时光屏上的像变小。
【答案】
(1)10 (2)下 (3)放大 (4)能 (5)靠近；变小
【知识点】
凸透镜成像规律；凸透镜实验操作；实像的形成特点
【点评】
本题考查凸透镜成像规律的应用，结合实验情景和图像分析问题，需熟练掌握成像规律及实验调节方法，难度适中。
【难度系数】
0.7
