1 教材P63图3-3·拓展 小明为探究光的折射特点设计了如图甲所示的实验装置，其中光屏F可绕直径NOM前后折转。

(1)实验时，光贴着光屏从空气射入水中，小明将F板向后折转一定的角度，则在F板上（填“能”或“不能”）看到折射光，此时折射光线和入射光线（填“在”或“不在”）同一平面内。
(2)小明将光屏F恢复原状，保持入射光不动，继续加水，会看到杯底的亮斑B向（填“左”“右”或“上”）移动。
(3)小明用另一支激光笔让光沿着BO射向水面时，可看到折射光沿OA射出，这说明。
(4)让一束激光从玻璃斜射向空气（如图乙所示）。保持入射点不动，改变入射角（每次增加0.2°），当入射角增大到41.8°时，折射光消失，只存在入射光与反射光，这种现象叫作光的全反射，如图丙所示。此时的入射角叫作这种物质的临界角。当入射角大于临界角时，只发生反射，不发生折射，根据以上内容可以判断：
①当光从空气射向玻璃时（填“会”或“不会”）发生光的全反射现象；
②一个三棱镜由上述玻璃制成，一束光垂直于三棱镜的一个面射入，如图丁所示。则关于这束光
光经过三棱镜后的光路描述，下列图中正确的是。

1.(1)不能 在 (2)左 (3)在光的折射现象中，光路是可逆的 (4)①不会 ②D
[解析](1)当F板向后折转一定的角度后,则呈现折射光线的F板和呈现入射光线的E板不在同一平面内,所以在F板上不能看到折射光线;此时折射光线和入射光线在同一平面内.(2)若杯中的水增多,如答图甲所示.可见,当水增多时,液面升高,入射角不变,折射角也不变,光斑会向左移动.(3)小明继续用另一支激光笔让光线沿着BO射向水面时,可看到折射光线沿OA射出,这说明:在光的折射现象中,光路是可逆的.(4)①光从空气斜射向玻璃,折射角总小于入射角,折射角总小于90°,故不会发生全反射现象.②光线从空气垂直于玻璃入射时,光的传播方向不变;当光射到玻璃的右表面时,由题图可知入射角为45°,大于临界角41.8°,所以会发生全反射现象(折射光线消失,只有反射光线),其光路图如答图乙所示.故只有D正确.

【分析】
本题围绕光的折射特点、光路可逆及全反射现象展开，需结合光的折射规律、全反射的条件逐一分析各小问：
(1) 探究折射光线与入射光线的平面关系，利用“三线共面”的折射规律判断；
(2) 加水时液面升高，入射点左移，折射角不变，据此判断光斑移动方向；
(3) 光沿BO入射时沿OA射出，体现光路的可逆性；
(4) 全反射的条件是光从光密介质斜射向光疏介质，结合临界角分析空气到玻璃的情况，再分析三棱镜的光路。
【解析】
(1) 根据光的折射规律，折射光线、入射光线和法线在同一平面内。当F板向后折转后，F板与入射光线所在的E板不在同一平面，因此F板上不能看到折射光，但折射光线和入射光线仍在同一平面内。
(2) 保持入射光不动，加水后液面升高，入射点向左移动，由于入射角不变，折射角也不变，因此杯底的亮斑B向左移动。
(3) 光沿着BO射向水面时，折射光沿OA射出，说明在光的折射现象中，光路是可逆的。
(4) ① 全反射的条件是光从光密介质斜射向光疏介质，空气是光疏介质，玻璃是光密介质，光从空气射向玻璃不符合全反射条件，因此不会发生全反射；② 光垂直射入三棱镜时传播方向不变，到达另一表面时入射角为45°，大于临界角41.8°，发生全反射，只有反射光线，对应光路为D。
【答案】
1.(1)不能 在 (2)左 (3)在光的折射现象中，光路是可逆的 (4)①不会 ②D
【知识点】
光的折射规律、光路可逆、全反射现象
【点评】
本题考查光学基础知识点，涵盖折射的三线共面、光路可逆、全反射条件等，需结合题目情境分析，难度适中。
【难度系数】
0.6

2 某兴趣小组在“自制水膜透镜”活动中，如图所示，将内径为4 mm的细铁丝圆环在清水中浸一下后取出，布满圆环的水膜犹如透镜.实验过程中，小张和小华发现该透镜的观察范围太小，想制作更大的水膜透镜，但大的水膜容易破裂.为研究液膜的增大与哪些因素有关，他们作出如下猜想.
猜想一：可能与制作圆环的材料有关.
猜想二：可能与液体的种类有关.

(1)为了验证猜想一，小华选用细铁丝、细塑料片、细铝条制成圆环，改变圆环直径后，分别浸入水中获取液膜，测量出液膜即将破裂时的最大直径.实验前，她应该控制三种材料横截面的和相同.
(2)为了验证猜想二，小张找来比水黏稠的透明的色拉油、胶水，将细铁丝圆环分别浸入两种液体中，重复上述实验，记录的数据如表所示.于是小张就得出结论：液体越黏稠，液膜的最大直径越大.小张的实验过程存在两个主要问题：
①；
②.

2.(1)粗细 形状 (2)①实验次数太少 ②选用的液体种类太少

【分析】本题是探究影响液膜最大直径因素的实验题，需运用控制变量法分析实验设计的合理性。对于验证猜想一（与圆环材料有关），需控制除材料外的其他可能影响液膜的变量相同；对于验证猜想二（与液体种类有关），需从实验的普遍性、变量控制的严谨性评估实验方案的不足。
【解析】(1) 验证猜想一（液膜大小与圆环材料有关）时，根据控制变量法，需保证除材料不同外，其他可能影响液膜最大直径的因素相同，因此要控制三种材料横截面的粗细和形状相同，避免这些因素对实验结果造成干扰。(2) 小张验证猜想二时，存在两个问题：①仅用少量实验数据得出结论，实验次数太少，结论具有偶然性，不具备普遍性；②选用的液体种类太少，仅两种液体，无法得出液体黏稠度与液膜最大直径关系的普遍规律，应选用更多不同黏稠度的液体进行实验。
【答案】2.(1)粗细 形状 (2)①实验次数太少 ②选用的液体种类太少
【知识点】控制变量法、实验探究评估
【点评】本题围绕实验探究的核心方法——控制变量法展开，考查学生对实验变量控制的理解和实验方案的评估能力，是初中物理实验探究的典型题型，注重基础实验能力的考查。
【难度系数】0.5