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三、解答题
10.（2025·盐城盐都期中）如图所示为“探究光折射时的特点”的实验。
(1) 若光束沿 AO 与水平方向成 $45°$ 角斜射到水面,光将同时发生反射和折射现象,请在图中画出反射光线和大致的折射光线。
(2) 当这束光斜射入杯中时,会在杯底形成光斑。保持入射光束的方向不变,逐渐往杯中加水,观察到杯底的光斑向移动。继续沿杯壁匀速注水,在此过程中,折射角将(填“增大”“减小”或“不变”)。若水面上升距离为$s_{\mathrm{水}}$,光斑移动距离为$s_{\mathrm{光斑}}$,则两者的大小关系是$s_{\mathrm{水}}\_\_\_\_\_s_{\mathrm{光斑}}$。
(3) 在杯底右侧下方垫一个小木块,使水杯倾斜一个小的角度,则折射光线(填“顺时针方向旋转”“方向不变”或“逆时针方向旋转”)。
10.（2025·盐城盐都期中）如图所示为“探究光折射时的特点”的实验。
(1) 若光束沿 AO 与水平方向成 $45°$ 角斜射到水面,光将同时发生反射和折射现象,请在图中画出反射光线和大致的折射光线。
(2) 当这束光斜射入杯中时,会在杯底形成光斑。保持入射光束的方向不变,逐渐往杯中加水,观察到杯底的光斑向移动。继续沿杯壁匀速注水,在此过程中,折射角将(填“增大”“减小”或“不变”)。若水面上升距离为$s_{\mathrm{水}}$,光斑移动距离为$s_{\mathrm{光斑}}$,则两者的大小关系是$s_{\mathrm{水}}\_\_\_\_\_s_{\mathrm{光斑}}$。
(3) 在杯底右侧下方垫一个小木块,使水杯倾斜一个小的角度,则折射光线(填“顺时针方向旋转”“方向不变”或“逆时针方向旋转”)。
答案
左
不变
＞
方向不变
【分析】
本题围绕光的反射定律和折射规律展开，分三步分析：
(1) 画反射光线和折射光线：先确定垂直水面的法线，依据反射角等于入射角画反射光线；依据光从空气斜射入水中时折射角小于入射角，画大致折射光线。
(2) 往杯中加水时，入射点右移导致光斑左移；入射角不变则折射角不变；水面上升时，折射光线偏折使光斑移动距离小于水面上升距离。
(3) 水杯倾斜后水面仍水平，法线方向不变，入射光线方向不变，故折射光线方向不变。
【解析】
(1) 作图：过入射点O作垂直水面的法线，入射光线AO与法线夹角为45°（入射角），根据反射角等于入射角，在法线右侧空气中画出反射光线，使反射角为45°；光从空气斜射入水中，折射角小于入射角，在法线右侧水中画出大致的折射光线，如图所示（对应参考答案的图）。
(2) 保持入射光束方向不变，往杯中加水时，水面升高，入射点向右移动，因此杯底光斑向左移动；由于入射角不变，根据折射规律，折射角大小不变；设水面上升距离为$s_{\mathrm{水}}$，由几何关系可知，光斑移动距离$s_{\mathrm{光斑}} ＜ s_{\mathrm{水}}$，即$s_{\mathrm{水}} ＞ s_{\mathrm{光斑}}$。
(3) 水杯倾斜后，水面始终保持水平，法线方向不变，入射光线方向不变，因此入射角和折射角均不变，折射光线方向不变。
【答案】
左
不变
＞
方向不变
【知识点】
光的反射定律；光的折射规律
【点评】
本题结合实验场景考查光的反射与折射规律，需理解入射点变化、水面倾斜时光线的变化，注重规律的实际应用，是中等难度的规律应用题。
【难度系数】
0.5
解析
【分析】
本题围绕光的反射定律和折射规律展开，分三步分析：(1) 画反射光线和折射光线时，先确定垂直水面的法线，依据反射角等于入射角画反射光线；依据光从空气斜射入水中时折射角小于入射角，画大致折射光线。(2) 往杯中加水时，水面升高导致入射点右移，光斑左移；入射角不变则折射角不变；通过几何关系可知水面上升距离大于光斑移动距离。(3) 水杯倾斜后水面仍水平，法线方向不变，入射光线方向不变，故折射光线方向不变。
【解析】
(1) 作图：过入射点O作垂直水面的法线，入射光线AO与法线夹角为45°（入射角），根据反射角等于入射角，在法线右侧空气中画出反射光线，使反射角为45°；光从空气斜射入水中，折射角小于入射角，在法线右侧水中画出大致的折射光线，如图所示（对应参考答案的图）。
(2) 保持入射光束方向不变，往杯中加水时，水面升高，入射点向右移动，因此杯底光斑向左移动；由于入射角不变，根据折射规律，折射角大小不变；设水面上升距离为$s_{\mathrm{水}}$，由几何关系可知，光斑移动距离$s_{\mathrm{光斑}} ＜ s_{\mathrm{水}}$，即$s_{\mathrm{水}} ＞ s_{\mathrm{光斑}}$。
(3) 水杯倾斜后，水面始终保持水平，法线方向不变，入射光线方向不变，因此入射角和折射角均不变，折射光线方向不变。
【答案】
左
不变
＞
方向不变
【知识点】
光的反射定律；光的折射规律
【点评】
本题结合实验场景考查光的反射与折射规律，需理解入射点变化、水面倾斜时光线的变化，注重规律的实际应用，是中等难度的规律应用题。
【难度系数】
0.5
本题围绕光的反射定律和折射规律展开，分三步分析：(1) 画反射光线和折射光线时，先确定垂直水面的法线，依据反射角等于入射角画反射光线；依据光从空气斜射入水中时折射角小于入射角，画大致折射光线。(2) 往杯中加水时，水面升高导致入射点右移，光斑左移；入射角不变则折射角不变；通过几何关系可知水面上升距离大于光斑移动距离。(3) 水杯倾斜后水面仍水平，法线方向不变，入射光线方向不变，故折射光线方向不变。
【解析】
(1) 作图：过入射点O作垂直水面的法线，入射光线AO与法线夹角为45°（入射角），根据反射角等于入射角，在法线右侧空气中画出反射光线，使反射角为45°；光从空气斜射入水中，折射角小于入射角，在法线右侧水中画出大致的折射光线，如图所示（对应参考答案的图）。
(2) 保持入射光束方向不变，往杯中加水时，水面升高，入射点向右移动，因此杯底光斑向左移动；由于入射角不变，根据折射规律，折射角大小不变；设水面上升距离为$s_{\mathrm{水}}$，由几何关系可知，光斑移动距离$s_{\mathrm{光斑}} ＜ s_{\mathrm{水}}$，即$s_{\mathrm{水}} ＞ s_{\mathrm{光斑}}$。
(3) 水杯倾斜后，水面始终保持水平，法线方向不变，入射光线方向不变，因此入射角和折射角均不变，折射光线方向不变。
【答案】
左
不变
＞
方向不变
【知识点】
光的反射定律；光的折射规律
【点评】
本题结合实验场景考查光的反射与折射规律，需理解入射点变化、水面倾斜时光线的变化，注重规律的实际应用，是中等难度的规律应用题。
【难度系数】
0.5
11.（2025·淮安期末）在“探究凸透镜成像规律”的实验中：
（1）小华要先调节烛焰中心和光屏的中心位于凸透镜的上；调整器材高度时，应（填“点燃”或“不点燃”）蜡烛；如图甲所示，在光屏上得到了一个最小最亮的光斑，则该凸透镜的焦距为cm。
（2）图乙中，光屏上呈现的是倒立、的实像。
（3）在（2）步骤基础上，更换成另一个材料与直径相同，但厚度更大一些的凸透镜，发现原位置处光屏上烛焰的像变模糊了，此现象与（填“近视”或“远视”）眼成因相似。为了使光屏上的像恢复清晰，可贴着凸透镜左侧放置一块合适的透镜，或将蜡烛适当向（填“靠近”或“远离”）凸透镜的方向移动一些。
（4）人一旦出现近视或远视，就必须佩戴合适的眼镜。眼镜的度数在数值上等于镜片焦距（以m为单位）倒数的100倍。远视镜片（凸透镜）度数为正，近视镜片（凹透镜）度数为负。所以焦距为0.2 m的近视镜片度数为度。
（5）小明换用另外一个凸透镜，利用该装置进行实验并根据记录的实验数据得到了如图丙所示的图像，图像为物距u的倒数和像距v的倒数的对应关系，根据图像信息可知，小明所用凸透镜的焦距为cm。
（1）小华要先调节烛焰中心和光屏的中心位于凸透镜的上；调整器材高度时，应（填“点燃”或“不点燃”）蜡烛；如图甲所示，在光屏上得到了一个最小最亮的光斑，则该凸透镜的焦距为cm。
（2）图乙中，光屏上呈现的是倒立、的实像。
（3）在（2）步骤基础上，更换成另一个材料与直径相同，但厚度更大一些的凸透镜，发现原位置处光屏上烛焰的像变模糊了，此现象与（填“近视”或“远视”）眼成因相似。为了使光屏上的像恢复清晰，可贴着凸透镜左侧放置一块合适的透镜，或将蜡烛适当向（填“靠近”或“远离”）凸透镜的方向移动一些。
（4）人一旦出现近视或远视，就必须佩戴合适的眼镜。眼镜的度数在数值上等于镜片焦距（以m为单位）倒数的100倍。远视镜片（凸透镜）度数为正，近视镜片（凹透镜）度数为负。所以焦距为0.2 m的近视镜片度数为度。
（5）小明换用另外一个凸透镜，利用该装置进行实验并根据记录的实验数据得到了如图丙所示的图像，图像为物距u的倒数和像距v的倒数的对应关系，根据图像信息可知，小明所用凸透镜的焦距为cm。
答案
【分析】
本题围绕“探究凸透镜成像规律”实验展开，需分模块思考：①实验器材调节：为使像成在光屏中央，需让烛焰、凸透镜、光屏中心在同一高度（主光轴上），调整时要点燃蜡烛确定烛焰中心；最小最亮的光斑是凸透镜的焦点，焦距为光斑到透镜的距离。②成像特点判断：根据物距与焦距的关系，结合凸透镜成像规律判断像的性质。③透镜特性与视力矫正：厚度更大的凸透镜折光能力更强、焦距更小，光线提前会聚，类似近视成因；矫正需用凹透镜或调整物距。④透镜度数计算：牢记度数公式（度数=1/f×100，近视为负）。⑤从1/u与1/v图像求焦距：利用成像公式，当u=v=2f时，1/u=1/v，由此计算焦距。
【解析】
（1）实验中，调节烛焰中心、光屏中心位于凸透镜的主光轴上，确保像成在光屏中央；调整器材高度时，需点燃蜡烛以准确确定烛焰中心；图甲中最小最亮的光斑为焦点，焦点到透镜的距离为焦距，故焦距为10.0 cm。
（2）图乙中物距满足f＜u＜2f，根据凸透镜成像规律，此时成倒立、放大的实像。
（3）厚度更大的凸透镜折光能力增强，光线会聚在光屏前方，与近视眼（晶状体太厚，像成在视网膜前方）成因相似；为使像清晰，可在凸透镜左侧放置凹透镜（发散光线，使像后移），或将蜡烛向靠近凸透镜方向移动（减小物距，增大像距，让像回到光屏）。
（4）近视镜片为凹透镜，度数为负；度数计算公式为：度数=（1/f）×100（f单位为m），已知f=0.2 m，故度数为（1/0.2）×100=500，即-500度。
（5）根据凸透镜成像公式1/f=1/u+1/v，当u=v=2f时，1/u=1/v=1/(2f)，对应图像中1/u与1/v的交点；由图像得交点处1/u=0.02 cm⁻¹，故u=50 cm，焦距f=25 cm。
【答案】
主光轴；点燃；10.0；放大；近视；凹；靠近；-500；25
【知识点】
凸透镜成像规律；透镜焦距与度数计算；视力矫正
【点评】
本题为凸透镜成像规律的综合实验题，全面考查实验操作、成像特点、视力矫正及相关计算，注重知识的理解与应用，是光学核心考点。
【难度系数】
0.6
主光轴
点燃
10.0
放大
近视
凹
靠近
-500
25
【分析】
本题围绕“探究凸透镜成像规律”实验展开，需分模块思考：①实验器材调节：为使像成在光屏中央，需让烛焰、凸透镜、光屏中心在同一高度（主光轴上），调整时要点燃蜡烛确定烛焰中心；最小最亮的光斑是凸透镜的焦点，焦距为光斑到透镜的距离。②成像特点判断：根据物距与焦距的关系，结合凸透镜成像规律判断像的性质。③透镜特性与视力矫正：厚度更大的凸透镜折光能力更强、焦距更小，光线提前会聚，类似近视成因；矫正需用凹透镜或调整物距。④透镜度数计算：牢记度数公式（度数=1/f×100，近视为负）。⑤从1/u与1/v图像求焦距：利用成像公式，当u=v=2f时，1/u=1/v，由此计算焦距。
【解析】
（1）实验中，调节烛焰中心、光屏中心位于凸透镜的主光轴上，确保像成在光屏中央；调整器材高度时，需点燃蜡烛以准确确定烛焰中心；图甲中最小最亮的光斑为焦点，焦点到透镜的距离为焦距，故焦距为10.0 cm。
（2）图乙中物距满足f＜u＜2f，根据凸透镜成像规律，此时成倒立、放大的实像。
（3）厚度更大的凸透镜折光能力增强，光线会聚在光屏前方，与近视眼（晶状体太厚，像成在视网膜前方）成因相似；为使像清晰，可在凸透镜左侧放置凹透镜（发散光线，使像后移），或将蜡烛向靠近凸透镜方向移动（减小物距，增大像距，让像回到光屏）。
（4）近视镜片为凹透镜，度数为负；度数计算公式为：度数=（1/f）×100（f单位为m），已知f=0.2 m，故度数为（1/0.2）×100=500，即-500度。
（5）根据凸透镜成像公式1/f=1/u+1/v，当u=v=2f时，1/u=1/v=1/(2f)，对应图像中1/u与1/v的交点；由图像得交点处1/u=0.02 cm⁻¹，故u=50 cm，焦距f=25 cm。
【答案】
主光轴；点燃；10.0；放大；近视；凹；靠近；-500；25
【知识点】
凸透镜成像规律；透镜焦距与度数计算；视力矫正
【点评】
本题为凸透镜成像规律的综合实验题，全面考查实验操作、成像特点、视力矫正及相关计算，注重知识的理解与应用，是光学核心考点。
【难度系数】
0.6
本题围绕“探究凸透镜成像规律”实验展开，需分模块思考：①实验器材调节：为使像成在光屏中央，需让烛焰、凸透镜、光屏中心在同一高度（主光轴上），调整时要点燃蜡烛确定烛焰中心；最小最亮的光斑是凸透镜的焦点，焦距为光斑到透镜的距离。②成像特点判断：根据物距与焦距的关系，结合凸透镜成像规律判断像的性质。③透镜特性与视力矫正：厚度更大的凸透镜折光能力更强、焦距更小，光线提前会聚，类似近视成因；矫正需用凹透镜或调整物距。④透镜度数计算：牢记度数公式（度数=1/f×100，近视为负）。⑤从1/u与1/v图像求焦距：利用成像公式，当u=v=2f时，1/u=1/v，由此计算焦距。
【解析】
（1）实验中，调节烛焰中心、光屏中心位于凸透镜的主光轴上，确保像成在光屏中央；调整器材高度时，需点燃蜡烛以准确确定烛焰中心；图甲中最小最亮的光斑为焦点，焦点到透镜的距离为焦距，故焦距为10.0 cm。
（2）图乙中物距满足f＜u＜2f，根据凸透镜成像规律，此时成倒立、放大的实像。
（3）厚度更大的凸透镜折光能力增强，光线会聚在光屏前方，与近视眼（晶状体太厚，像成在视网膜前方）成因相似；为使像清晰，可在凸透镜左侧放置凹透镜（发散光线，使像后移），或将蜡烛向靠近凸透镜方向移动（减小物距，增大像距，让像回到光屏）。
（4）近视镜片为凹透镜，度数为负；度数计算公式为：度数=（1/f）×100（f单位为m），已知f=0.2 m，故度数为（1/0.2）×100=500，即-500度。
（5）根据凸透镜成像公式1/f=1/u+1/v，当u=v=2f时，1/u=1/v=1/(2f)，对应图像中1/u与1/v的交点；由图像得交点处1/u=0.02 cm⁻¹，故u=50 cm，焦距f=25 cm。
【答案】
主光轴；点燃；10.0；放大；近视；凹；靠近；-500；25
【知识点】
凸透镜成像规律；透镜焦距与度数计算；视力矫正
【点评】
本题为凸透镜成像规律的综合实验题，全面考查实验操作、成像特点、视力矫正及相关计算，注重知识的理解与应用，是光学核心考点。
【难度系数】
0.6
主光轴
点燃
10.0
放大
近视
凹
靠近
-500
25
【分析】
本题围绕“探究凸透镜成像规律”实验展开，需分模块思考：①实验器材调节：为使像成在光屏中央，需让烛焰、凸透镜、光屏中心在同一高度（主光轴上），调整时要点燃蜡烛确定烛焰中心；最小最亮的光斑是凸透镜的焦点，焦距为光斑到透镜的距离。②成像特点判断：根据物距与焦距的关系，结合凸透镜成像规律判断像的性质。③透镜特性与视力矫正：厚度更大的凸透镜折光能力更强、焦距更小，光线提前会聚，类似近视成因；矫正需用凹透镜或调整物距。④透镜度数计算：牢记度数公式（度数=1/f×100，近视为负）。⑤从1/u与1/v图像求焦距：利用成像公式，当u=v=2f时，1/u=1/v，由此计算焦距。
【解析】
（1）实验中，调节烛焰中心、光屏中心位于凸透镜的主光轴上，确保像成在光屏中央；调整器材高度时，需点燃蜡烛以准确确定烛焰中心；图甲中最小最亮的光斑为焦点，焦点到透镜的距离为焦距，故焦距为10.0 cm。
（2）图乙中物距满足f＜u＜2f，根据凸透镜成像规律，此时成倒立、放大的实像。
（3）厚度更大的凸透镜折光能力增强，光线会聚在光屏前方，与近视眼（晶状体太厚，像成在视网膜前方）成因相似；为使像清晰，可在凸透镜左侧放置凹透镜（发散光线，使像后移），或将蜡烛向靠近凸透镜方向移动（减小物距，增大像距，让像回到光屏）。
（4）近视镜片为凹透镜，度数为负；度数计算公式为：度数=（1/f）×100（f单位为m），已知f=0.2 m，故度数为（1/0.2）×100=500，即-500度。
（5）根据凸透镜成像公式1/f=1/u+1/v，当u=v=2f时，1/u=1/v=1/(2f)，对应图像中1/u与1/v的交点；由图像得交点处1/u=0.02 cm⁻¹，故u=50 cm，焦距f=25 cm。
【答案】
主光轴；点燃；10.0；放大；近视；凹；靠近；-500；25
【知识点】
凸透镜成像规律；透镜焦距与度数计算；视力矫正
【点评】
本题为凸透镜成像规律的综合实验题，全面考查实验操作、成像特点、视力矫正及相关计算，注重知识的理解与应用，是光学核心考点。
【难度系数】
0.6
解析
【分析】
本题围绕“探究凸透镜成像规律”实验展开，分模块思考：①实验器材调节：为使像成在光屏中央，需让烛焰、凸透镜、光屏中心在同一高度（主光轴上），调整时要点燃蜡烛确定烛焰中心；最小最亮的光斑是凸透镜的焦点，焦距为光斑到透镜的距离。②成像特点判断：根据物距与焦距的关系，结合凸透镜成像规律判断像的性质。③透镜特性与视力矫正：厚度更大的凸透镜折光能力更强、焦距更小，光线提前会聚，类似近视成因；矫正需用凹透镜或调整物距。④透镜度数计算：牢记度数公式（度数=1/f×100，近视为负）。⑤从1/u与1/v图像求焦距：利用成像公式，当u=v=2f时，1/u=1/v，由此计算焦距。
【解析】
（1）实验中，调节烛焰中心、光屏中心位于凸透镜的主光轴上，确保像成在光屏中央；调整器材高度时，需点燃蜡烛以准确确定烛焰中心；图甲中最小最亮的光斑为焦点，焦点到透镜的距离为焦距，故焦距为10.0 cm。
（2）图乙中物距满足f＜u＜2f，根据凸透镜成像规律，此时成倒立、放大的实像。
（3）厚度更大的凸透镜折光能力增强，光线会聚在光屏前方，与近视眼（晶状体太厚，像成在视网膜前方）成因相似；为使像清晰，可在凸透镜左侧放置凹透镜（发散光线，使像后移），或将蜡烛向靠近凸透镜方向移动（减小物距，增大像距，让像回到光屏）。
（4）近视镜片为凹透镜，度数为负；度数计算公式为：度数=（1/f）×100（f单位为m），已知f=0.2 m，故度数为（1/0.2）×100=500，即-500度。
（5）根据凸透镜成像公式1/f=1/u+1/v，当u=v=2f时，1/u=1/v=1/(2f)，对应图像中1/u与1/v的交点；由图像得交点处1/u=0.02 cm⁻¹，故u=50 cm，焦距f=25 cm。
【答案】
主光轴；点燃；10.0；放大；近视；凹；靠近；-500；25
【知识点】
凸透镜成像规律；透镜度数计算；视力矫正
【点评】
本题为凸透镜成像规律的综合实验题，全面考查实验操作、成像特点、视力矫正及相关计算，注重知识的理解与应用，是光学核心考点。
【难度系数】
0.6
本题围绕“探究凸透镜成像规律”实验展开，分模块思考：①实验器材调节：为使像成在光屏中央，需让烛焰、凸透镜、光屏中心在同一高度（主光轴上），调整时要点燃蜡烛确定烛焰中心；最小最亮的光斑是凸透镜的焦点，焦距为光斑到透镜的距离。②成像特点判断：根据物距与焦距的关系，结合凸透镜成像规律判断像的性质。③透镜特性与视力矫正：厚度更大的凸透镜折光能力更强、焦距更小，光线提前会聚，类似近视成因；矫正需用凹透镜或调整物距。④透镜度数计算：牢记度数公式（度数=1/f×100，近视为负）。⑤从1/u与1/v图像求焦距：利用成像公式，当u=v=2f时，1/u=1/v，由此计算焦距。
【解析】
（1）实验中，调节烛焰中心、光屏中心位于凸透镜的主光轴上，确保像成在光屏中央；调整器材高度时，需点燃蜡烛以准确确定烛焰中心；图甲中最小最亮的光斑为焦点，焦点到透镜的距离为焦距，故焦距为10.0 cm。
（2）图乙中物距满足f＜u＜2f，根据凸透镜成像规律，此时成倒立、放大的实像。
（3）厚度更大的凸透镜折光能力增强，光线会聚在光屏前方，与近视眼（晶状体太厚，像成在视网膜前方）成因相似；为使像清晰，可在凸透镜左侧放置凹透镜（发散光线，使像后移），或将蜡烛向靠近凸透镜方向移动（减小物距，增大像距，让像回到光屏）。
（4）近视镜片为凹透镜，度数为负；度数计算公式为：度数=（1/f）×100（f单位为m），已知f=0.2 m，故度数为（1/0.2）×100=500，即-500度。
（5）根据凸透镜成像公式1/f=1/u+1/v，当u=v=2f时，1/u=1/v=1/(2f)，对应图像中1/u与1/v的交点；由图像得交点处1/u=0.02 cm⁻¹，故u=50 cm，焦距f=25 cm。
【答案】
主光轴；点燃；10.0；放大；近视；凹；靠近；-500；25
【知识点】
凸透镜成像规律；透镜度数计算；视力矫正
【点评】
本题为凸透镜成像规律的综合实验题，全面考查实验操作、成像特点、视力矫正及相关计算，注重知识的理解与应用，是光学核心考点。
【难度系数】
0.6
