1. 核心素养 科学探究（2025·宿迁沭阳县月考）
小明为探究光的折射规律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) 小明继续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) 让一束激光从某玻璃斜射向空气（图乙）。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。则关于这束光经过三棱镜后的光路描述，下图中正确的是。

1. (1)不能 在 (2)左 (3)光的折射现象中,光路是可逆的 (4)①不会 ②D
解析:(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,即F板和入射光线所在的E板不处在同一平面内,则在F板上不能看到折射光,因为此时折射光线和入射光线在同一平面内.(2)保持入射光不动,继续加水,则入射点向左上方平移,入射角不变,故折射角不变,则折射光线向左平移,所以会看到杯底的亮斑B向左移动.(3)让光沿着BO射向水面时,可看到折射光沿OA射出,这说明光的折射现象中,光路是可逆的.(4)①当光从空气射向玻璃时,折射光线向靠近法线处偏折,折射角小于入射角,所以不会发生光的全反射现象.②一束光垂直于三棱镜的一个面射入,则其传播方向不变,接着射到三棱镜的斜边处,作出法线,可知入射角为45°,这一角度超过了该玻璃的临界角,所以在斜边处发生全反射现象,如图所示：
故正确的是D项,故选D.

【分析】
本题围绕光的折射规律、光路可逆及全反射现象展开，需结合光学基本规律逐一分析各小问：
(1) 根据光的折射定律，折射光线与入射光线在同一平面内，F板折转后与入射平面不共面，故无法看到折射光；
(2) 加水时入射点上移，入射角不变，折射角不变，折射光线左移，导致杯底亮斑左移；
(3) 光沿BO入射时折射沿OA射出，体现光路可逆；
(4) ①全反射需光从光密介质射向光疏介质，空气到玻璃不满足，不会发生；②垂直入射三棱镜后，斜边处入射角45°超过临界角，发生全反射，对应选项D。
【解析】
(1) 光的折射规律表明，折射光线、入射光线和法线在同一平面内。将F板向后折转，F板与入射光线所在平面不在同一平面，因此F板上不能看到折射光，说明折射光线和入射光线在同一平面内。
(2) 保持入射光不动，继续加水，水面升高，入射点向左上方移动；由于入射角不变，折射角也不变，因此折射光线向左平移，杯底的亮斑B向左移动。
(3) 光从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入光疏介质，且入射角≥临界角。空气是光疏介质，玻璃是光密介质，光从空气射向玻璃时，不满足全反射条件，因此不会发生全反射。
②光垂直于三棱镜的一个面射入时，传播方向不变；当光到达三棱镜的斜边时，法线与斜边垂直，此时入射角为45°，而该玻璃的临界角为41.8°，45°大于临界角，因此在斜边处发生全反射，不再发生折射，故正确选项为D。
【答案】
(1) 不能；在
(2) 左
(3) 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】
本题综合考查光的折射相关规律，涵盖基础折射规律、光路可逆及全反射的应用，需准确理解各光学现象的条件，是光学部分的典型综合题，对学生的概念理解和应用能力有一定要求。
【难度系数】
0.5

2. (2026·常州北郊初级中学期中)用蜡烛、凸透镜(焦距未知)、光屏和光具座(长度是100.0 cm)等器材做“探究凸透镜成像的规律”实验.

(1)当发光物体、凸透镜和光屏在光具座上的位置如图所示时,光屏上恰好呈现发光物体清晰的像(像未画出),则该凸透镜的焦距为 cm.
(2)用该凸透镜进行实验,将其固定在50 cm刻度线处,蜡烛放在10 cm刻度线处,光屏应移至标尺刻度线的(填“50~60 cm”“60~70 cm”或“大于70 cm”)范围内,才能承接到一个清晰的像,此时所成的像是倒立、(填“放大”“等大”或“缩小”)的(填“实”或“虚”)像.
(3)将发光物体移动到光具座上44 cm刻度线的位置,发现无论怎样调整光屏的位置,都无法在光屏上得到像,为了观察到像,眼睛应该在透镜的(填“左”“右”)侧观察.
(4)在图中,不改变透镜位置,当换用不同焦距的凸透镜,移动蜡烛和光屏,下列无法完成凸透镜“实像成像规律”探究的是.
A. 焦距为12 cm的凸透镜
B. 焦距为5 cm的凸透镜
C. 焦距为30 cm的凸透镜
(5)做实验时小杰不小心用指尖触碰到了凸透镜,则光屏上.
A. 出现指尖的像
B. 出现指尖的影子
C. 仍有烛焰完整的像,但亮度变暗

2. (1)10.0 (2)60~70 cm 缩小 实 (3)右 (4)C (5)C
解析:(1)由图可知,光具座分度值为1 cm,透镜在50.0 cm处,蜡烛在70.0 cm处,光屏在30.0 cm处,此时u = v = 70. 0 cm - 50. 0 cm = 50. 0 cm - 30.0 cm=20.0 cm,此时光屏上成清晰的像,即为实像,根据凸透镜成实像的规律,当u = v = 2f时,成倒立、等大的实像,所以该凸透镜的焦距f=20.0 cm/2=10.0 cm.(2)由题可知,将凸透镜固定在50 cm刻度线处,蜡烛放在10 cm刻度线处,即u = 50.0 cm-10.0 cm = 40. 0 cm ＞ 2f,根据凸透镜成像规律,当u＞2f时,成倒立、缩小的实像,f＜v＜2f,所以光屏应该移至60.0~70.0 cm范围内.(3)将发光物体移动到光具座上44 cm刻度线的位置,即u = 50.0 cm-44.0 cm=6.0 cm＜f,此时成的是正立、放大的虚像,且像与物体在同一侧,所以为了观察到像,眼睛应该在透镜的右侧观察.(4)要能完成凸透镜“实像成像规律”的探究,要保证物距能调节至大于二倍焦距以外的位置,由图可知,凸透镜在50.0 cm处,左右两边距离凸透镜最远的距离为50.0 cm,所以凸透镜的焦距需要2f ＜ 50. 0 cm,即f ＜ 50.0 cm/2=25.0 cm,故AB不符合题意,C符合题意.故选C.(5)用指尖触碰到凸透镜,凸透镜的其他部分仍能会聚光线成像,所以光屏上仍有烛焰完整的像,但由于部分光线被指尖挡住,会聚的光线减少,像的亮度变暗.故AB不符合题意,C符合题意.故选C.

【分析】
本题围绕“探究凸透镜成像的规律”实验展开，需结合光具座刻度计算物距、像距，再依据凸透镜成像的不同规律（如u=2f时成等大实像、u＞2f时成缩小实像、u＜f时成虚像等），逐一分析各小问的条件，得出对应结论。
【解析】
(1) 由图可知，凸透镜在50.0 cm刻度线处，蜡烛在70.0 cm刻度线处，光屏在30.0 cm刻度线处，此时物距u=70.0 cm - 50.0 cm=20.0 cm，像距v=50.0 cm - 30.0 cm=20.0 cm，即u=v=2f时，成倒立、等大的实像，因此焦距f=20.0 cm÷2=10.0 cm。
(2) 凸透镜固定在50 cm刻度线处，蜡烛在10 cm刻度线处，物距u=50.0 cm - 10.0 cm=40.0 cm＞2f（20 cm），根据凸透镜成像规律，此时成倒立、缩小的实像，像距满足f＜v＜2f，即10 cm＜v＜20 cm，因此光屏应移至50.0 cm+10 cm=60.0 cm到50.0 cm+20 cm=70.0 cm范围内，即60~70 cm。
(3) 物体在44 cm刻度线处，物距u=50.0 cm - 44.0 cm=6.0 cm＜f（10 cm），此时成正立、放大的虚像，虚像与物体在透镜的同侧，因此需在透镜的右侧（光屏一侧）透过透镜观察像。
(4) 探究实像成像规律，需保证物距能调节至大于2f的位置，凸透镜在50.0 cm处，左右两侧最大距离为50.0 cm，因此需2f＜50.0 cm，即f＜25.0 cm。焦距12 cm、5 cm均小于25 cm，焦距30 cm大于25 cm，无法完成探究，故选C。
(5) 指尖触碰凸透镜，仅遮挡了部分透镜，凸透镜其余部分仍能会聚光线，因此光屏上仍有烛焰完整的像，但由于会聚的光线减少，像的亮度变暗，故选C。
【答案】
(1)10.0；(2)60~70 cm；缩小；实；(3)右；(4)C；(5)C
【知识点】
凸透镜成像规律；实像与虚像；凸透镜的应用
【点评】
本题全面考查凸透镜成像规律的实验应用，涵盖焦距计算、成像规律应用、虚像观察、实验条件判断及器材故障分析，是光学部分的核心基础题型，需学生熟练掌握成像规律的各类情况。
【难度系数】
0.6