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错误
液体深度改变,入射角、折射角的大小不变,偏折比不变


1.25
不相等

光无论从介质射向空气还是从空气射向介质,比值是一定的
【分析】
本题围绕自定义物理量“偏折比”(折射角与入射角的比值),结合光的折射规律展开探究。解题时需紧扣光的折射定律,结合实验现象、控制变量法及光路可逆性分析各问题:
1. 加水时,入射光线入射角不变,液面升高使入射点右移,折射角不变,据此判断光斑移动方向;偏折比由折射角和入射角决定,与液体深度无关,可判断猜想1。
2. 探究猜想2时,控制入射条件相同,换油后深度更小但光斑重合,说明油的折射角更小,可比较偏折比大小。
3. 探究猜想3时,根据光斑位置判断折射角大小,进而比较红、蓝光的偏折比。
4. 玻璃砖问题利用光路可逆性,结合上表面偏折比推导下表面偏折比。
5. 分析表格数据,总结偏折比与入射角、折射程度的关系,明确小华定义偏折比的优点。
【解析】
(1) 加水过程中,入射光线的入射角不变,液面上升导致入射点向右移动,根据光的折射规律,折射角不变,因此杯底光斑向右移动。偏折比是折射角与入射角的比值,液体深度改变时,入射角和折射角均不变,故偏折比与液体深度无关,猜想1错误。
(2) 探究猜想2时,入射条件相同,油的深度小于水的深度但光斑位置重合,说明油中光线的折射角更小,因此油对光的偏折比(折射角/入射角)比水小。
(3) 偏折比越大,折射角越大,光斑越靠右;由图丙可知红光的光斑更靠右,故红光的偏折比大。
(4) 玻璃砖上表面,光从空气射入玻璃,偏折比=玻璃中折射角/空气中入射角=0.8;下表面光从玻璃射入空气,根据光路可逆,下表面入射角等于上表面折射角,下表面折射角等于上表面入射角,因此下表面偏折比=空气中入射角/玻璃中折射角=1/0.8=1.25。
(5) 分析表格数据,不同入射角下偏折比不同,故偏折比不相等;相同入射角时,偏折比越大,折射角越大,介质对光的折射程度越高;小华定义的偏折比是空气中夹角与介质中夹角的比值,无论光从空气到介质还是介质到空气,比值恒定,更具普遍性。
【答案】
(1)右;错误;液体深度改变,入射角、折射角的大小不变,偏折比不变
(2)小
(3)红
(4)1.25
(5)不相等;高;光无论从介质射向空气还是从空气射向介质,比值是一定的
【知识点】
光的折射规律;控制变量法;光路可逆原理
【点评】
本题以“偏折比”的定义为核心,结合实验探究考查光的折射规律的应用,要求学生理解自定义物理量的含义,能结合实验现象和数据推理分析,体现了物理探究的核心思想,是光的折射知识的拓展应用。
【难度系数】
0.5
【分析】
本题围绕广告投影灯的设计实践展开,需结合凸透镜成像规律、投影比概念、光源选择等知识逐一分析各问题:
1. 第(1)题:明确投影比的定义,结合凸透镜成实像的规律判断选项正误;
2. 第(2)题:根据投影仪成像原理确定光源位置,结合颜色还原需求选择光源;
3. 第(3)题:利用平行光聚焦法找凸透镜焦点的操作,以及凸透镜破损时的成像特点判断观点;
4. 第(4)题:结合凸透镜成像规律分析任务三的不足,给出评价等级和优化建议。
【解析】
(1) 投影比=投影距离/画面宽度,相同投影距离时,投影比越大则画面宽度越小,故A错误;图标需透光成像,应使用透明材料,B正确;镜头远离墙面(像距变大),根据凸透镜成实像时“物近像远像变大”,投影直径变大,C正确;投影仪成像时物距在一倍到二倍焦距之间,即图标到镜头距离小于2倍焦距,D正确。故选A。
(2) 投影仪成像时,光源应放在凸透镜一倍焦距和二倍焦距之间(位置①),使图标成放大实像;要让像的颜色与图标相同,需用白光(白光可分解为七色光,还原彩色),故填①、白色。
(3) 平行光通过凸透镜后向焦点会聚,顺时针旋转透镜可让平行光更易会聚到焦点;凸透镜破损时,剩余部分仍能会聚光线成完整的像(仅亮度变暗),而图标破损会导致像对应部分缺失,故支持小明的观点。
(4) 任务三中只改变投影灯到墙壁的距离(像距),物距不变,无法保证成清晰的像,投影直径变化范围达标但成像不清晰,故评价等级为良好;依据是物距不变,仅改变像距,无法成清晰的像;优化建议是将图标固定改为可移动,改变物距,使像清晰。
【答案】
(1) A
(2) ①;白色
(3) 顺时针;小明;凸透镜破损时,光仍能通过凸透镜其他部分成完整的像
(4) 良好;物距不变,只改变像距,根据凸透镜成像规律可知,不能成清晰的像;将图标固定在黑盒内改为图标可在黑盒内移动,来改变物距
【知识点】
凸透镜成像规律;光的色散;实验评价与优化
【点评】
本题以综合实践活动为载体,将凸透镜成像规律应用于实际场景,既考察了理论知识的掌握,又培养了实践分析能力,是一道结合理论与应用的典型题目。
【难度系数】
0.5