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增加
大于
平行于DE

10

放大

靠近
变小
【分析】
本题考查光的折射规律的应用,需结合几何关系分析水面变化时光点的移动规律,以及入射光线与折射光线的对应关系。
第(1)问:要使侧壁光点从B移到上方的C,需让水面升高,因此水量增加;结合光的折射偏折特点,水面高度变化量与BC距离的关系需通过几何折射规律推导。
第(2)问:根据光从水斜射入空气的折射规律,要让折射光线沿DE方向,入射光线需满足平行于DE;激光笔的照射位置需保证折射后光线沿DE,对应区域需结合光路分析。
【解析】
(1) 当水槽中水量增加时,水面升高,光的入射点向左移动,折射光线向上偏移,侧壁光点会从B处移至C处。由于光从水斜射入空气时发生折射,折射光线相对于入射光线偏折,因此水面高度的变化量Δh会大于BC间的2cm。
(2) 根据光的折射规律,光从水中斜射入空气时,若要使折射光线沿DE方向传播,入射光线应平行于DE方向;激光笔在水槽底部照射时,只有在②区域内,才能保证折射后光线沿DE方向,若在①或③区域,折射光线无法沿DE方向。
【答案】
(1) 增加;大于
(2) 平行于DE;②
【知识点】
光的折射规律
【点评】
本题结合实际水槽的光折射现象,考查对折射规律的理解与应用,需要结合几何关系分析光路变化,难度适中。
【难度系数】
0.5
【分析】
要解决本题,需结合凸透镜成像规律逐步分析:
1. 利用凸透镜成等大实像时“u=v=2f”的特点,从图像中计算焦距;
2. 根据蜡烛变短后像的偏移方向,结合过光心的光线传播方向不变,判断凸透镜的调节方向;
3. 计算图甲的物距,结合焦距确定物距范围,判断成像性质;
4. 明确凸透镜成像的原理是光线经透镜折射会聚,透镜部分遮挡仍能成完整像;
5. 依据“物远像近像变小”的规律,判断物距变化时像距和像的变化。
【解析】
(1) 当凸透镜成等大实像时,物距u=2f,像距v=2f,此时u=v。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,烛焰向下移动,根据过凸透镜光心的光线传播方向不变,像会向上偏移。要使像回到光屏中央,应向下调节凸透镜(或向上调节光屏,题目要求调节凸透镜,故选择向下);
(3) 图甲中,物距u=50cm - 35cm=15cm,已知f=10cm,满足f<u<2f,根据凸透镜成像规律,此时成倒立、放大的实像;
(4) 苍蝇落到凸透镜上,仅遮挡了透镜的一部分,蜡烛发出的光线仍可通过透镜的其他部分折射会聚成像,因此光屏上能成完整的蜡烛像,仅亮度变暗;
(5) 根据凸透镜成像规律“物远像近像变小”,蜡烛向远离透镜方向移动时,物距变大,像距会变小,故光屏应靠近透镜,且光屏上的像变小。
【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;焦距计算;实验操作调节
【点评】
本题为凸透镜成像规律的基础应用题型,涵盖焦距计算、实验调节、成像性质判断及成像动态变化,是光学实验的核心考点,需熟练掌握成像规律的核心逻辑。
【难度系数】
0.6