湖南省永州市祁阳市浯溪二中2025年中考物理实验探究题——光学重点实验光的折射、光学实验设计与探究专题训练（含解析）
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| 名称 | 湖南省永州市祁阳市浯溪二中2025年中考物理实验探究题——光学重点实验光的折射、光学实验设计与探究专题训练（含解析） |  | |
| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 733.2KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版 | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2025-05-02 09:49:06 | ||
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文档简介
祁阳市浯溪二中2025年中考物理实验探究题——光学重点实验光的折射、光学实验设计与探究专题训练
实验一．探究光折射时的特点
1．学习光学时，小明完成了以下两个探究实验：
（一）用如图甲所示实验装置探究“光的反射定律”。
（1）图中反射角是 度；
（2）将纸板B向后折转一定角度，在B板上不能看到反射光，说明 ；
（3）让入射光线EO靠近法线ON，则反射角会 （选填“变大”或“变小”）。
（二）用如图乙所示的实验装置探究“光的折射规律”，表中是他测出的实验数据。
次数 1 2 3 4 5 …
入射角i 0° 15° 30° 45° 60°
折射角r 0° 9.9° 19.5° 28.1° 35.3°
根据实验现象和表中数据，他得出了如下结论：
（4）当光从空气垂直射到玻璃上时，光的传播方向 ；
（5）光从空气斜射到玻璃上时，折射角 （选填“大于”、“小于”或“等于”）入射角，且折射角随入射角的增大而 。
2．小明和小华发现光斜射入玻璃中会发生偏折．为了反映光偏折程度的差异，他们将“入射角与折射角的比值”定义为“偏折比”。于是他们想探究“光折射时，偏折比与什么因素有关”；经过讨论后，他们提出了以下几种猜想：猜想1：与光在玻璃中通过的路程有关；猜想2：与玻璃的种类有关；猜想3：与玻璃的颜色有关。
（1）根据所学知识，他们经过讨论，判断猜想1是 （选填“正确”或“错误”）的，判断的依据是 。
（2）将一束光穿过如图甲的普通无色玻璃砖，若光在玻璃砖上表面折射时的“偏折比”为1.25，则光在下表面折射时的“偏折比”为 。
（3）为探究猜想2，小明又用一块形状和长度与普通无色玻璃砖相同、但厚度变小的水晶无色玻璃砖进行实验，当两束平行白光以相同入射角斜射入两玻璃砖上表面中点处，光从两玻璃砖下表面射出位置到玻璃砖左端的距离相等．由此可知，在相同条件下，普通无色玻璃对白光的“偏折比”比水晶无色玻璃对白光的“偏折比” 。（选填“大”或“小”）
（4）进一步分析，由于不同颜色的光通过三棱镜的折射程度 （选填“相同”或“不同”），他们认为猜想3是正确的。小华只将图甲中的普通无色玻璃砖分别换成形状、大小完全相同的普通红色玻璃砖和普通绿色玻璃砖，使两束平行白光以相同入射角斜射入两玻离砖上表面中点处（如图甲），光从玻璃砖下表面射出位且如图乙，则在相同条件下，普通 （选填“红色”或“绿色”）玻璃对光的“偏折比”大。
3．某同学做“探究光折射时的特点”实验，图是光从空气斜射入水中时的光路。通过实验还得到如下数据：
入射角α 0° 15° 30° 45° 60°
反射角β 0° 15° 30° 45° 60°
折射角γ 0° 11° 22.1° 35.4° 40.9°
分析表中数据，可得出结论：
（1）光从空气斜射到水面时，将同时发生反射和 现象；
（2）光从空气斜射到水面时，折射角随入射角的增大而 （选填“增大”“减小”或“不变”），且折射角 （选填“大于”“等于”或“小于”）入射角；
（3）当小聪将光线沿CO方向入射时，发现折射光线沿OA方向射出，说明在光的折射现象中光路是 的；
（4）为了验证“光从一种介质斜射入另一种介质时，折射光线将偏向法线”这个结论，则该同学还需要进行探究的内容是 的情况。
4．在“初识光的折射现象”和“探究光的折射特点”实验中：
（1）如图甲，小明将一束激光射至P点，形成一个光斑，向水槽内慢慢注水，水槽底部光斑的位置将 （选填“向左移动”“向右移动”或“不移动”），这说明光从空气斜射入水中时，传播方向 （选填“会”或“不会”）发生偏折；
（2）如图乙，小明继续探究“光从空气射入水中时的折射特点”，他使用可折转的光屏，是为了研究折射光线、入射光线和法线是否 。如图丙，他将光沿着AO方向射向水面上的O点，光在水中沿着OB方向偏折，调整激光笔使入射光逐渐偏向法线，折射光也逐渐偏向法线，说明光从空气斜射入水中时，入射角减小，折射角随之
（选填“增大”“减小”或“不变”）。当入射光沿着NO方向射入时，折射光会沿ON'方向偏折，此时折射角为 度；
（3）若光沿BO方向射入，折射光将沿 方向射出，这是因为光折射时， 。
5．我校物理兴趣小组为了将理论与实践相结合，分别由三个小组来完成光学的问题探究。
A组：为了“探究光的反射定律”，进行了如图所示的实验。
（1）小明同学将白色粗糙硬纸板竖直立在平面镜上，平面镜放置在水平桌面上，如图甲所示；再将纸板F的部分沿着ON向后折转，如图乙所示，目的是为了探究 ；
（2）如图丙所示，保持E、F在同一平面内将硬纸板倾斜，让入射光线仍贴着硬纸板沿AO方向射向镜面，同时加入一些烟雾，此时反射光线将 （选填“在纸板前方”“在纸板上”或“不”）呈现；
B组：为了“探究平面镜成像特点”，进行了如图所示的实验。
小红同学利用两支大小完全相同的蜡烛A和B、茶色透明薄玻璃板、刻度尺等器材，进行以下实验探究。
（3）如图丁所示，将玻璃板竖直放置在水平桌面的白纸上，点燃的蜡烛A放在玻璃板前侧， （填“点燃”或“未点燃”）的蜡烛B（图中未画出）放在玻璃板后侧。
（4）保持丁图中点燃的蜡烛在A点位置以及BC边不动，将玻璃板绕BC顺时针缓慢转动，如图戊所示。玻璃板由BD位置转动90°到BD1位置的整个过程中，蜡烛A的像运动路径是 。（选填“线段”或“圆弧”）
C组：为了“探究光的折射”，进行了如图己所示的实验。
入射角 0° 15° 32° 45° 60°
折射角 0° 11° 23° 32° 40°
（5）在探究光的折射实验时，如图己所示，光从空气中射入水中时的折射光线应该是
（选填“OB”或“OC”）；
（6）实验中，同学们将光沿不同角度从空气中射向水面，测得的数据如表中所示。为了验证在光的折射现象中，光路可逆，则应该进行的操作是：用一支激光笔让光线从水中以32°的入射角射向水面时，当出现 的现象时，可以初步证明结论。
实验二．探究光折射实验-三线共面
6．在“初识光的折射现象”和“探究光的折射特点”实验中：
（1）如图甲，小明将一束激光射至P点，形成一个光斑，向水槽内慢慢注水，水槽底部光斑的位置将 （向左移动/向右移动/不动），这说明光从空气斜射入水中时，传播方向 （会/不会）发生偏折。实验中光在空气中的传播路径并不清晰，为解决此问题，他在水面上方喷了一些 ；
（2）如图乙，小明继续探究“光从空气射入水中时的折射特点”，他使用可折转的光屏，是为了研究折射光线、入射光线和法线是否 。如图丙，他将光沿着AO方向射向水面上的O点，光在水中沿着OB方向射出，调整激光笔使入射光逐步偏向法线，折射光也逐步偏向法线，说明光从空气斜射入水中时，入射角减小，折射角随之
（增大/减小/不变）。当光沿着NO方向射入时会沿ON′方向射出，此时折射角为 度；
（3）若光沿BO方向射入，折射光线将沿 方向射出，这是因为光折射时， 。
实验三．探究光折射实验-入射光线与折射光线的关系（共1小题）
7．如图甲所示，小明在探究光折射现象时，将一束入射角为50°的光线斜射入杯中，在杯底形成光斑，然后逐渐往杯中加水，观察杯底光斑的位置变化。他对实验中光偏折程度的差异产生了兴趣，为了定量反映这种差异，他将“折射角与入射角的比值”定义为“偏折比”。根据所学知识和生活经验，小明对影响“偏折比”大小的因素提出如下猜想：
猜想1：与液体深度有关。
猜想2；与液体种类有关。
猜想3：与入射光的颜色有关。
（1）图甲实验中，测得折射光线与水面的夹角为55°，则此时的“偏折比”为 。
（2）你认为猜想1 （选填“正确”或“不正确”），理由是： 。
（3）为了探究猜想2，小明只将图甲中的水换成油，当油的深度小于水的深度（如图乙所示），杯底光斑位置恰与图甲实验时光斑位置重合。对比可知：在相同条件下，油对光的“偏折比”比水对光的“偏折比” （选填“大”或“小”）。
（4）为了探究猜想3，小明用图甲装置先后入射红、蓝色激光，杯底光斑位置如图丙所示，则 光的“偏折比”大。
（5）小明想利用紫光继续探究，他利用三棱镜和遮光板将阳光中的紫光分离出来，如图丁所示，遮光板 （选填“1”、“2”或“3”）最有可能得到紫光。
（6）将一束激光穿过如图戊所示的玻璃砖，若光在玻璃砖上表面折射时的“偏折比”为0.8，则光在下表面折射时的“偏折比”为 。
实验四．光学实验设计与探究
8．行人在路灯下的影长与哪些因素有关呢？小明猜想：
猜想一；影长与光源到物体的距离有关。猜想二：影长与灯光照射的角度有关。
小明设计了如图实验，保持橡皮到墙壁间的距离不变，左右移动手电筒，分别测出墙壁上所形成的影子的纵向长度。记录实验数据如表：
光源到橡皮的距离L/cm 5 10 15 20 25
影子的长度H/cm 10 6 4.5 3.7 3.1
（1）此实验是为了寻找猜想 （一/二）的证据；分析数据后可以发现，若保持其他因素不变，当手电筒由近处逐渐远离橡皮时，影子的长度变 。
（2）为了进一步发现其中的规律，根据表中数据，以手电筒到橡皮的距离L为横坐标、影子的长度H为纵坐标，H随L变化关系如图2。由图像可知，当手电筒到橡皮的距离L＝17.5cm，影子的长度H大约是 cm。观察图像的变化趋势发现，当手电筒距离橡皮较远时，影子的长度变小得越 （快/慢）。
（3）为了寻找另一个猜想的证据，小明保持橡皮擦位置不变，将手电筒竖直向上移动并始终让灯光对准橡皮擦照，测量影子的长度，并得出结论。在交流环节，有同学认为该方案并不完完善，因为没有控制 不变。
（4）在交流过程中，有同学发现有时影子边缘模糊，有时清晰，这是什么原因造成的呢？
查阅资料后得知：第一种原因是橡皮擦与影子之间的距离会影响影子的清晰度。第二种原因是光源性质不同，点光源形成的影子边缘往往比较清晰；光源较大时，光线就会从多个方向照射到物体上，使得影子边缘的光强分布变得复杂，从而导致边缘模糊。同学们通过下面实验继续寻找证据：
①为了验证第一种原因是否正确，只改变橡皮擦与墙壁的距离，发现距离越近，影子边缘越来越清晰了。则说明第一种原因 （正确/不正确）。
②实验后，有同学通过画光路图方法，对上述两种原因进行验证。如图3，对比
两个光路图可以说明第二种原因是正确的。
9．小华偶然间竖直向下看到放在玻璃砖下面的字发生了错位，联想到“平面镜成像”找像位置的方法，于是他按如图甲所示将玻璃砖紧贴物体摆放在水平桌面上的一张白纸上，标记出物体的位置。按照图乙至图丁的方式沿水平方向观察物体（观察盒上的条形码）。记录结果如图戊。请回答：
（1）如图乙，当看到物体经玻璃砖成的像时，前后移动小卡片并与像在同一个平面上，将小卡片此时的位置标记在白纸上，这样就找到了放置一块玻璃砖时 （选填“小卡片”或“小卡片的像”）的位置；随后，他将玻璃砖离开物体向观察者移动一小段距离后进行观察，发现像的位置不变，说明玻璃砖与物体的距离 （选填“会”或“不会”）影响成像位置。
（2）为了观察不同厚度玻璃的成像情况，他将第二块相同玻璃砖紧贴在第一块后面，如图丙所示，观察并记录像的位置；他再将第三块相同玻璃砖紧贴在前两块后面，如图丁所示，观察并记录像的位置。记录数据如图戊所示。三次实验都说明了光在垂直入射时，像的位置会 观察者（选填“靠近”或“远离”）。
（3）从图戊的实验数据还可以得出：玻璃的厚度越厚，像与物的距离越 。
（4）从以上探究可知，夏天当你站在水池边，看着清澈见底、深度不过齐腰的水时，千万不要贸然下去，以免发生危险。这是由于光从 中向 中传播时发生折射，使池水深度看起来比实际的 （深/浅）。
10．物理科创小组制作了一个长方体光学元件盒，外现如图乙，上方右侧开有一正方形大口，并贴上一张半透明薄纸片ABCD，左侧开有一圆形小孔，其余部分密封完好。小睿将一个点燃的蜡烛正立竖直放在小孔正前方，如图甲所示，可以在半透明薄纸片上观察到烛焰的像。他对这个“小孔”光学盒的内部结构产生了极大的兴趣，科创小组的同学告诉他，盒中只有1块不透光的平面镜。于是，小睿开始分析：
（1）半透明薄纸片上的像是 （选填“实”或“虚”）像。
（2）请你帮助小睿在图丙中的虚线框中画出平面镜的大致位置和放置方向。
（3）小睿在半透明薄纸片ABCD上看到烛焰的像是怎样的？请在下面四个图中选出你认为正确的图像： 。
（4）要使半透明薄纸片上的像变大，小睿想到了以下一些方案，你认为可行的是 。（选填“A”“B”“C”“D”）
①将F光源移向小孔 ②将小孔的大小增大③将光学元件盒缩短④将光学元件盒加高
A.①② B.②③ C.③④ D.①④
11．学习了光学知识后，爱动脑筋的小桐和小朵想自己探究小孔成像现象。如图（a）所示，她们给两个空罐的底部中央分别打上一个圆孔和一个方孔，再用两片半透明的塑料膜蒙在空罐的口上。分别将小孔对着蜡烛和灯泡，可以在塑料膜上看到蜡烛和灯泡通过小孔所成的像。
（1）分析比较甲、乙两图，可以得出物体通过小孔所成的像与孔的形状 （有关/无关）。
（2）树荫下的圆形光斑是 通过树叶的缝隙在地面上成的像。
（3）小桐把易拉罐正对着点亮的灯泡，如图丙所示，则在半透明塑料膜上会看到灯泡的
（正立/倒立）的 像，这现象可用光的 知识解释。
（4）为了探究孔的大小是否影响小孔所成的像，则应选择如图（b）所示的 孔，然后用卡片覆盖并移动卡片以改变孔的大小进行实验。
（5）保持小孔距光屏的位置不变，应将蜡烛向 （左/右）移动，可以使得屏上的像变大。
（6）小朵在空罐底部扎了两个小孔，则在半透明膜上可以观察到烛焰的像有 （一/两）个。
（7）小明利用部分实验器材继续进行实验，他发现蜡烛和小孔的位置固定后，像离小孔越远，像就越大，他测出了不同距离时像的高度，填在表内：
像的高度h/cm 1.0 2.0 3.0 4.0 5.0
像到小孔的距离s/cm 2.0 4.0 6.0 8.0 10.0
分析实验数据，可以得出的结论是：蜡烛和小孔的位置固定后，h与s的关系为 。
实验五．光的色散及其现象
12．如图1所示，让一束太阳光通过挡光板的狭缝照射到三棱镜的一个侧面上，用光屏接收从三棱镜的另一侧出射的光线。
（1）当发现光屏上的白色光带边缘出现彩色时，微微转一转 （选填“三棱镜”或“光屏”）即可看到彩色光带；如果彩色光带较亮，而你又分辨不清光屏上彩色光带的色彩，那么你应适当 （选填“增大”或“减小”）光屏与三棱镜间的距离；
（2）通过该实验，你看到的现象是：太阳光通过三棱镜后，分解成的色光都向三棱镜的
（选填“顶部”或“底部”）方向偏折，彩色光带的颜色从上到下依次是红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫，这种现象表明太阳光是由 而成的；
（3）一个长方形水槽中装有一定量的水，小明将一块平面镜斜插入水槽中，使太阳光照射在平面镜上，并反射到白色墙壁或白纸上，也可以看到彩色光带，此时平面镜上方的水类似于 （填写光学元件名称），轻轻敲击水槽，使水面迅速地做微小振动，墙面上的彩色条纹将 （选填“消失”“不变”或“振动”）。
（4）探究过程通常采用下列一些步骤：①问题、②解释、③证据、④交流等。你认为要完成探究的全过程，所采取步骤的合理顺序是 。
参考答案及解析
1．（1）40；（2）反射光线、法线和入射光线在同一平面内；（3）变小；（4）不变；（5）小于；增大。
解析：（1）由图可知，入射角的大小为40°，根据光的反射定律可知，反射角等于入射角，故反射角也为40°；
（2）若将纸板B向后折转一定角度，纸板B和纸板A不在同一平面上，因此在B板上不能看到反射光，说明反射光线、入射光线和法线在同一平面内；
（3）让入射光线EO靠近法线ON，则入射角变小，由于反射角等于入射角，故反射角也变小；
（4）由表中数据可知，当光从空气垂直射到玻璃上时，入射角为0°，折射角也为0°，说明光的传播方向不变；
（5）由表中数据可知，当光从空气斜射到玻璃上时，折射角小于入射角，且折射角随入射角的增大而增大。
2．（1）错误；玻璃的厚度改变时，光的入射角和折射角都不变；（2）0.8；（3）大；（4）不同；绿色。
解析：（1）光只在两个介质相交处发生偏折，与光在玻璃中走过的路程无关，由下图（1）可知，玻璃的厚度改变时，光的入射角和折射角都不变，
故猜想1错误。
（2）将一束光穿过如图甲的普通无色玻璃砖，若光在玻璃砖上表面折射时的“偏折比”为1.25，如图（1）所示，光在玻璃砖上表面的偏折比为
那么光在下表面的偏折比为
（3）如图（1）和图（2）中光线所示，水晶玻璃厚度小，普通无色玻璃砖厚度大，如果射出点相同，那么在厚度大的砖块中，光的偏折更大一点，也就是说，光在普通无色玻璃砖中，光的偏折比更大。
（4）进一步分析，如图2所示，红光在左边，绿光在右边，那么绿光的偏折更大，不同颜色的光在三棱镜中偏折程度不同。
3．（1）折射；（2）增大；小于；（3）可逆；（4）光从水中斜射向空气中。
解析：（1）由表格数据可知，光从空气斜射到水面时，将同时发生反射和折射现象；
（2）由表中数据可知，光从空气斜射到水面时，当入射角不断增大时，折射角也随之增大，即折射角随入射角的增大而增大，且折射角小于入射角；
（3）当小聪将光线沿CO方向入射时，发现折射光线沿OA方向射出，这说明在光的折射现象中，光路是可逆的；
（4）为了使得“光从一种介质斜射入另一种介质时，折射光线将偏向法线”这个结论具有普遍性，还应该探究光从水中斜射向空气中的情况。
4．（1）向左移动；会；（2）在同一平面；减小；0；（3）OA；光路可逆。
解析：（1）小明将一束激光射至P点，形成一个光斑，向水槽内慢慢注水，当光从空气斜射入水或其它透明介质时，折射角小于入射角，则入射光线在水面处发生折射，水槽底部光斑的位置将向左移动，说明光从空气斜射入水中时，传播方向会发生改变。
（2）小明继续探究“光从空气射入水中时的折射特点”，若将纸板右半部分绕NN'向后翻转任意角度，会发现纸板上无折射光线呈现，这是为了探究折射光线、入射光线和法线是否在同一平面内。
入射光线和法线的夹角是入射角，折射光线和法线的夹角是折射角，图丙中入射光逐步偏向法线，折射光也逐步偏向法线，说明入射角减小，折射角也减小。
当光沿着NO方向射入时会沿ON′方向射出，此时光线垂直入射不改变传播方向，则此时入射角和折射角都等于0度。
（3）由于光折射时，光路可逆，若光沿BO方向射入，折射光线将沿OA方向射出，与原来的传播方向正好相反。
5．（1）反射光线、入射光线及法线是否在同一平面内；（2）在纸板前方；（3）未点燃；（4）圆弧；（5）OC；（6）光线在空气中以45°的折射角射出水面。
解析：（1）将纸板F的部分沿着ON向后折转，此时不能看到反射光线，说明反射光线、与入射光线和法线应在同一平面内。目的是为了探究反射光线、入射光线及法线是否在同一平面内。
（2）此时反射光线和入射光线在同一平面内，但是不能在纸板上看到反射光线，反射光线在纸板的前方；加烟雾是为了能显示光路。
（3）在玻璃板前面放一支点燃的蜡烛A，再拿一支没点燃的相同的蜡烛B，在玻璃板后面移动，直至与蜡像A的像重合，说明像与物的大小相等，故这样做是为了比较像与物的大小关系。
（4）像和物关于镜面对称，蜡烛A的像运动路径是圆弧。
（5）光从空气斜射入水中时，折射角小于入射角，折射光线应该是OC。
（6）用一支激光笔让光线从水中以32°的入射角射向水面时，当出现光线在空气中以45°的折射角射出水面的现象时，这说明在光的折射现象中，光路是可逆的。
6．（1）向左移动；会；烟雾；（2）在同一平面；减小；0；（3）OA；光路可逆。
解析：（1）光从空气斜射入水中，折射角小于入射角；如果按照图示中的角度照射激光，同时向水槽内慢慢注水，折射点会左移，水槽底部光斑的位置将向左移动，这说明光从空气斜射入水中时，传播方向会发生偏折；向水面上方喷些烟雾，这时光通过烟雾的水时发生漫反射，便于在各个角度观察光的传播路径；
（2）使用可折转的光屏，是为了观察折射光线、入射光线和法线是否在同一平面内；因为当入射光线偏向法线时，折射角也随之偏向法线，所以可以说明光从空气斜射入水中时，入射角减小，折射角随之减小；当光沿着NO方向射入时会沿ON′方向射出，即入射光线垂直入射，折射光线与法线重合，即此时折射角为0度；
（3）由于光折射时，光路可逆，若光沿BO方向射入，折射光线将沿OA方向射出，与原来的传播方向正好相反。
7．（1）0.7；（2）不正确；水面上升或下降时，入射角和折射角都不变；（3）小；（4）红；（5）3；（6）1.25。
解析：（1）图甲实验中，测得折射角为35°，已知入射角为50°，则偏折比0.7；
（2）由图可知，水面上升或下降时，入射角和折射角都不变，则折射角与入射角的比值即偏折比也不变，由此说明偏折比与液体深度无关，故猜想1不正确；
（3）将图甲中的水换成油，当油的深度小于水的深度，杯底光斑位置恰与图甲实验时光斑位置重合，如图1，
由图1可知：水中的折射角大于油中的折射角，由于入射角相同，则在相同条件下，油对光的“偏折比”比水对光的“偏折比”小；
（4）光线的入射角和入射点不变，红、蓝色激光的折光线，如图2，
由图2可知：红色激光的折射角大于蓝色激光的折射角，由于入射角相同，则根据“偏折比”的定义可知：红光的“偏折比”大；
（5）在光的色散现象中，光屏上自上而下出现了红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫的色带，因为紫光的偏折程度最大，在光屏的最下面，所以图丁中第3种遮挡方法最有可能得到紫光；
（6）将一束激光穿过如图丁所示的玻璃砖，若光在玻璃砖上表面折射时入射角为r，折射角为i，如图3，
此时“偏折比”为0.8，即：0.8；
当光在下表面折射时如图3中，则此时入射角为r′，折射角为i′，根据几何知识可知：∠r′＝∠i，∠i′＝∠r，
所以，光在下表面折射时的“偏折比”为：1.25。
8．（1）一；短；（2）4；慢；（3）光源到物体的距离或手电筒到橡皮的距离；（4）正确；甲、丙。
解析：（1）由记录的表中数据可知，若保持其他因素不变，当手电筒由近处逐渐远离橡皮时，影子的长度变短；是探究影长与光源到物体的距离的关系，即此实验是为了寻找猜想一的证据；
（2）由坐标图像可知，当手电筒到橡皮的距离L＝17.5cm时，对应的影子的长度H为4cm；
根据图像的变化趋势发现，当手电筒距离橡皮较远时影子变化较慢，当手电筒距离橡皮足够远时，影子大小基本不变；
（3）为探究影长与灯光照射的角度的关系，需要控制光源到物体的距离保持不变，橡皮擦位置不变，将手电筒竖直向上移动时，橡皮擦与手电筒的直线距离发生了改变，故该方案并不完善；
（4）同一种光源，只改变橡皮擦与墙壁的距离，发现距离越近，影子边缘越来越清晰了，则说明橡皮擦与影子之间的距离会影响影子的清晰度，即第一种原因是正确的；
为了探究光源性质不同是否会影响影子的清晰度，则需要控制橡皮擦与影子之间的距离不变，改变光源的大小，故对比甲、丙两个光路图可知光源性质不同会影响影子的清晰度。
9．（1）小卡片的像；不会；（2）靠近；（3）远；（4）水；空气；浅。
解析：（1）当看到物体经玻璃砖成的像时，前后移动小卡片，使小卡片与像在同一个平面上，将小卡片此时的位置标记在白纸上，这样也标记了像的位置，这样就找到了放置一块玻璃砖时像的位置。随后，他将玻璃砖离开物体向观察者移动一小段距离后进行观察，发现像的位置不变，说明玻璃砖与物体的距离不会影响成像位置。
（2）从图中可知，用一块玻璃砖观察时，像与物体的距离是2.13cm；
一块玻璃砖时像到物的距离为l1＝2.13cm，
两块玻璃砖时像到物的距离的增加量Δl2＝2.15cm＞l1，
三块玻璃砖时像到物的距离的增加量Δl3＝2.35cm＞Δl2，
随着玻璃砖的增多，像到物的距离的增加量逐渐增大，但是像到观察者的距离在靠近，三次实验都说明了光在垂直入射时，像的位置会靠近观察者。
（3）从图戊的实验数据还可以得出：玻璃的厚度越厚，像到物体的距离越大，像与物的距离越远。
（4）上探究可知，夏天当你站在水池边，看着清澈见底、深度不过齐腰的水时，千万不要贸然下去，以免发生危险。这是由于光从水中向空气中传播时发生折射，使池水深度看起来比实际的浅。
10．（1）实；（2）如上图；（3）B；（4）D
解析：（1）像能够被半透明薄纸片接收，所以像是实像；
（2）根据题意可知，蜡烛发出水平的光线经过小孔照射到平面镜上，光线被平面镜反射后照射到半透明薄纸片上，根据反射角等于入射角作出法线，法线与镜面是垂直的，再作出平面镜，如图所示：
；
（3）烛焰顶部的光经过小孔，然后被平面镜反射到薄膜上靠AD侧，烛焰低部的光经过小孔，然后被平面镜反射到薄膜上靠BC侧；
（4）①将F光源移向小孔，物距变小，像会变大，故①正确；
②将小孔的大小增大，不会改变像的大小，故②错误；
③将光学元件盒缩短，像距变小，像变小，故③错误；
④将光学元件盒加高，像距变大，像变大，故④正确；
11．（1）无关；（2）太阳；（3）倒立；实；直线传播；（4）A；（5）右；（6）两；（7）h＝0.5s。
解析：（1）在甲图和乙图中不同的是孔的形状，但所成的像相同，故小孔成像（的形状）与小孔的形状无关；
（2）树荫下的圆形光斑就是太阳通过树叶间的缝隙在地面上所成的实像；
（3）小孔成像是光的直线传播现象，点亮的灯泡上部发出的光线通过小孔后，射到了光屏的下部；灯泡下部的光线通过小孔后，射到了光屏的上部，因此通过小孔后所成的像是倒立的实像；
（4）为了探究孔的大小是否影响小孔所成的像，应保持小孔的形状不变，只改变孔的大小，可将卡片沿着三角形的底边边缘逐渐向左移动，此时孔的形状不变，孔的大小发生变化，故BCD不符合题意，A符合题意；
（5）保持小孔距光屏的位置不变，即像距不变，要使像变大，应减小物距，即蜡烛向右移动；
（6）若在底部扎了两个小孔，那么每个小孔都会成一个像，因此在半透明膜上会有两个像；
（7）由表格上的数据可知，像的高度随像到小孔距离的增大而增大，求出像的高度和像到小孔距离的比值，可以发现比值是一个定值，所以像的高度h与像到小孔的距离s成正比，h与s的关系为h＝0.5s。
12．（1）三棱镜；增大；
（2）底部；多种色光混合；
（3）三棱镜；消失；
（4）①③②④。
解析：（1）当发现光屏上的白色光带边缘出现彩色时，应微微转一转三棱镜即可看到彩色光带，因为光的色散现象是通过三棱镜实现的；
分辨不清光屏上彩色光带的色彩，那是因为不同色光都“挤”在了一些，此时应适当增大光屏与三棱镜间的距离；
（2）通过实验，看到的现象是：太阳光通过三棱镜后，分解成的色光都向三棱镜的底部方向偏折；
彩色光带的颜色从上到下依次是红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫，这种现象表明太阳光是由多种色光混合而成的；
（3）长方形水槽中装有一定量的水，将一块平面镜斜插入水槽中，此时平面镜上方的水类似于三棱镜，用该装置可以进行太阳光的色散实验；
轻轻敲击水槽，使水面迅速地做微小振动，水面不再是平面，光在不平的水面上会发生漫反射，使得各种颜色的光复合成白光，则墙面上的彩色条纹将消失；
（4）所采取步骤的合理顺序应该是：提出问题、猜想和假设、实验研究、分析归纳、得出结论、评估与交流，依次可判断本题完成本探究的全过程，步骤的合理顺序是①问题、③证据、②解释、④交流。
故答案为：（1）三棱镜；增大；（2）底部；多种色光混合；（3）三棱镜；消失；（4）①③②④。
13
实验一．探究光折射时的特点
1．学习光学时，小明完成了以下两个探究实验：
（一）用如图甲所示实验装置探究“光的反射定律”。
（1）图中反射角是 度；
（2）将纸板B向后折转一定角度，在B板上不能看到反射光，说明 ；
（3）让入射光线EO靠近法线ON，则反射角会 （选填“变大”或“变小”）。
（二）用如图乙所示的实验装置探究“光的折射规律”，表中是他测出的实验数据。
次数 1 2 3 4 5 …
入射角i 0° 15° 30° 45° 60°
折射角r 0° 9.9° 19.5° 28.1° 35.3°
根据实验现象和表中数据，他得出了如下结论：
（4）当光从空气垂直射到玻璃上时，光的传播方向 ；
（5）光从空气斜射到玻璃上时，折射角 （选填“大于”、“小于”或“等于”）入射角，且折射角随入射角的增大而 。
2．小明和小华发现光斜射入玻璃中会发生偏折．为了反映光偏折程度的差异，他们将“入射角与折射角的比值”定义为“偏折比”。于是他们想探究“光折射时，偏折比与什么因素有关”；经过讨论后，他们提出了以下几种猜想：猜想1：与光在玻璃中通过的路程有关；猜想2：与玻璃的种类有关；猜想3：与玻璃的颜色有关。
（1）根据所学知识，他们经过讨论，判断猜想1是 （选填“正确”或“错误”）的，判断的依据是 。
（2）将一束光穿过如图甲的普通无色玻璃砖，若光在玻璃砖上表面折射时的“偏折比”为1.25，则光在下表面折射时的“偏折比”为 。
（3）为探究猜想2，小明又用一块形状和长度与普通无色玻璃砖相同、但厚度变小的水晶无色玻璃砖进行实验，当两束平行白光以相同入射角斜射入两玻璃砖上表面中点处，光从两玻璃砖下表面射出位置到玻璃砖左端的距离相等．由此可知，在相同条件下，普通无色玻璃对白光的“偏折比”比水晶无色玻璃对白光的“偏折比” 。（选填“大”或“小”）
（4）进一步分析，由于不同颜色的光通过三棱镜的折射程度 （选填“相同”或“不同”），他们认为猜想3是正确的。小华只将图甲中的普通无色玻璃砖分别换成形状、大小完全相同的普通红色玻璃砖和普通绿色玻璃砖，使两束平行白光以相同入射角斜射入两玻离砖上表面中点处（如图甲），光从玻璃砖下表面射出位且如图乙，则在相同条件下，普通 （选填“红色”或“绿色”）玻璃对光的“偏折比”大。
3．某同学做“探究光折射时的特点”实验，图是光从空气斜射入水中时的光路。通过实验还得到如下数据：
入射角α 0° 15° 30° 45° 60°
反射角β 0° 15° 30° 45° 60°
折射角γ 0° 11° 22.1° 35.4° 40.9°
分析表中数据，可得出结论：
（1）光从空气斜射到水面时，将同时发生反射和 现象；
（2）光从空气斜射到水面时，折射角随入射角的增大而 （选填“增大”“减小”或“不变”），且折射角 （选填“大于”“等于”或“小于”）入射角；
（3）当小聪将光线沿CO方向入射时，发现折射光线沿OA方向射出，说明在光的折射现象中光路是 的；
（4）为了验证“光从一种介质斜射入另一种介质时，折射光线将偏向法线”这个结论，则该同学还需要进行探究的内容是 的情况。
4．在“初识光的折射现象”和“探究光的折射特点”实验中：
（1）如图甲，小明将一束激光射至P点，形成一个光斑，向水槽内慢慢注水，水槽底部光斑的位置将 （选填“向左移动”“向右移动”或“不移动”），这说明光从空气斜射入水中时，传播方向 （选填“会”或“不会”）发生偏折；
（2）如图乙，小明继续探究“光从空气射入水中时的折射特点”，他使用可折转的光屏，是为了研究折射光线、入射光线和法线是否 。如图丙，他将光沿着AO方向射向水面上的O点，光在水中沿着OB方向偏折，调整激光笔使入射光逐渐偏向法线，折射光也逐渐偏向法线，说明光从空气斜射入水中时，入射角减小，折射角随之
（选填“增大”“减小”或“不变”）。当入射光沿着NO方向射入时，折射光会沿ON'方向偏折，此时折射角为 度；
（3）若光沿BO方向射入，折射光将沿 方向射出，这是因为光折射时， 。
5．我校物理兴趣小组为了将理论与实践相结合，分别由三个小组来完成光学的问题探究。
A组：为了“探究光的反射定律”，进行了如图所示的实验。
（1）小明同学将白色粗糙硬纸板竖直立在平面镜上，平面镜放置在水平桌面上，如图甲所示；再将纸板F的部分沿着ON向后折转，如图乙所示，目的是为了探究 ；
（2）如图丙所示，保持E、F在同一平面内将硬纸板倾斜，让入射光线仍贴着硬纸板沿AO方向射向镜面，同时加入一些烟雾，此时反射光线将 （选填“在纸板前方”“在纸板上”或“不”）呈现；
B组：为了“探究平面镜成像特点”，进行了如图所示的实验。
小红同学利用两支大小完全相同的蜡烛A和B、茶色透明薄玻璃板、刻度尺等器材，进行以下实验探究。
（3）如图丁所示，将玻璃板竖直放置在水平桌面的白纸上，点燃的蜡烛A放在玻璃板前侧， （填“点燃”或“未点燃”）的蜡烛B（图中未画出）放在玻璃板后侧。
（4）保持丁图中点燃的蜡烛在A点位置以及BC边不动，将玻璃板绕BC顺时针缓慢转动，如图戊所示。玻璃板由BD位置转动90°到BD1位置的整个过程中，蜡烛A的像运动路径是 。（选填“线段”或“圆弧”）
C组：为了“探究光的折射”，进行了如图己所示的实验。
入射角 0° 15° 32° 45° 60°
折射角 0° 11° 23° 32° 40°
（5）在探究光的折射实验时，如图己所示，光从空气中射入水中时的折射光线应该是
（选填“OB”或“OC”）；
（6）实验中，同学们将光沿不同角度从空气中射向水面，测得的数据如表中所示。为了验证在光的折射现象中，光路可逆，则应该进行的操作是：用一支激光笔让光线从水中以32°的入射角射向水面时，当出现 的现象时，可以初步证明结论。
实验二．探究光折射实验-三线共面
6．在“初识光的折射现象”和“探究光的折射特点”实验中：
（1）如图甲，小明将一束激光射至P点，形成一个光斑，向水槽内慢慢注水，水槽底部光斑的位置将 （向左移动/向右移动/不动），这说明光从空气斜射入水中时，传播方向 （会/不会）发生偏折。实验中光在空气中的传播路径并不清晰，为解决此问题，他在水面上方喷了一些 ；
（2）如图乙，小明继续探究“光从空气射入水中时的折射特点”，他使用可折转的光屏，是为了研究折射光线、入射光线和法线是否 。如图丙，他将光沿着AO方向射向水面上的O点，光在水中沿着OB方向射出，调整激光笔使入射光逐步偏向法线，折射光也逐步偏向法线，说明光从空气斜射入水中时，入射角减小，折射角随之
（增大/减小/不变）。当光沿着NO方向射入时会沿ON′方向射出，此时折射角为 度；
（3）若光沿BO方向射入，折射光线将沿 方向射出，这是因为光折射时， 。
实验三．探究光折射实验-入射光线与折射光线的关系（共1小题）
7．如图甲所示，小明在探究光折射现象时，将一束入射角为50°的光线斜射入杯中，在杯底形成光斑，然后逐渐往杯中加水，观察杯底光斑的位置变化。他对实验中光偏折程度的差异产生了兴趣，为了定量反映这种差异，他将“折射角与入射角的比值”定义为“偏折比”。根据所学知识和生活经验，小明对影响“偏折比”大小的因素提出如下猜想：
猜想1：与液体深度有关。
猜想2；与液体种类有关。
猜想3：与入射光的颜色有关。
（1）图甲实验中，测得折射光线与水面的夹角为55°，则此时的“偏折比”为 。
（2）你认为猜想1 （选填“正确”或“不正确”），理由是： 。
（3）为了探究猜想2，小明只将图甲中的水换成油，当油的深度小于水的深度（如图乙所示），杯底光斑位置恰与图甲实验时光斑位置重合。对比可知：在相同条件下，油对光的“偏折比”比水对光的“偏折比” （选填“大”或“小”）。
（4）为了探究猜想3，小明用图甲装置先后入射红、蓝色激光，杯底光斑位置如图丙所示，则 光的“偏折比”大。
（5）小明想利用紫光继续探究，他利用三棱镜和遮光板将阳光中的紫光分离出来，如图丁所示，遮光板 （选填“1”、“2”或“3”）最有可能得到紫光。
（6）将一束激光穿过如图戊所示的玻璃砖，若光在玻璃砖上表面折射时的“偏折比”为0.8，则光在下表面折射时的“偏折比”为 。
实验四．光学实验设计与探究
8．行人在路灯下的影长与哪些因素有关呢？小明猜想：
猜想一；影长与光源到物体的距离有关。猜想二：影长与灯光照射的角度有关。
小明设计了如图实验，保持橡皮到墙壁间的距离不变，左右移动手电筒，分别测出墙壁上所形成的影子的纵向长度。记录实验数据如表：
光源到橡皮的距离L/cm 5 10 15 20 25
影子的长度H/cm 10 6 4.5 3.7 3.1
（1）此实验是为了寻找猜想 （一/二）的证据；分析数据后可以发现，若保持其他因素不变，当手电筒由近处逐渐远离橡皮时，影子的长度变 。
（2）为了进一步发现其中的规律，根据表中数据，以手电筒到橡皮的距离L为横坐标、影子的长度H为纵坐标，H随L变化关系如图2。由图像可知，当手电筒到橡皮的距离L＝17.5cm，影子的长度H大约是 cm。观察图像的变化趋势发现，当手电筒距离橡皮较远时，影子的长度变小得越 （快/慢）。
（3）为了寻找另一个猜想的证据，小明保持橡皮擦位置不变，将手电筒竖直向上移动并始终让灯光对准橡皮擦照，测量影子的长度，并得出结论。在交流环节，有同学认为该方案并不完完善，因为没有控制 不变。
（4）在交流过程中，有同学发现有时影子边缘模糊，有时清晰，这是什么原因造成的呢？
查阅资料后得知：第一种原因是橡皮擦与影子之间的距离会影响影子的清晰度。第二种原因是光源性质不同，点光源形成的影子边缘往往比较清晰；光源较大时，光线就会从多个方向照射到物体上，使得影子边缘的光强分布变得复杂，从而导致边缘模糊。同学们通过下面实验继续寻找证据：
①为了验证第一种原因是否正确，只改变橡皮擦与墙壁的距离，发现距离越近，影子边缘越来越清晰了。则说明第一种原因 （正确/不正确）。
②实验后，有同学通过画光路图方法，对上述两种原因进行验证。如图3，对比
两个光路图可以说明第二种原因是正确的。
9．小华偶然间竖直向下看到放在玻璃砖下面的字发生了错位，联想到“平面镜成像”找像位置的方法，于是他按如图甲所示将玻璃砖紧贴物体摆放在水平桌面上的一张白纸上，标记出物体的位置。按照图乙至图丁的方式沿水平方向观察物体（观察盒上的条形码）。记录结果如图戊。请回答：
（1）如图乙，当看到物体经玻璃砖成的像时，前后移动小卡片并与像在同一个平面上，将小卡片此时的位置标记在白纸上，这样就找到了放置一块玻璃砖时 （选填“小卡片”或“小卡片的像”）的位置；随后，他将玻璃砖离开物体向观察者移动一小段距离后进行观察，发现像的位置不变，说明玻璃砖与物体的距离 （选填“会”或“不会”）影响成像位置。
（2）为了观察不同厚度玻璃的成像情况，他将第二块相同玻璃砖紧贴在第一块后面，如图丙所示，观察并记录像的位置；他再将第三块相同玻璃砖紧贴在前两块后面，如图丁所示，观察并记录像的位置。记录数据如图戊所示。三次实验都说明了光在垂直入射时，像的位置会 观察者（选填“靠近”或“远离”）。
（3）从图戊的实验数据还可以得出：玻璃的厚度越厚，像与物的距离越 。
（4）从以上探究可知，夏天当你站在水池边，看着清澈见底、深度不过齐腰的水时，千万不要贸然下去，以免发生危险。这是由于光从 中向 中传播时发生折射，使池水深度看起来比实际的 （深/浅）。
10．物理科创小组制作了一个长方体光学元件盒，外现如图乙，上方右侧开有一正方形大口，并贴上一张半透明薄纸片ABCD，左侧开有一圆形小孔，其余部分密封完好。小睿将一个点燃的蜡烛正立竖直放在小孔正前方，如图甲所示，可以在半透明薄纸片上观察到烛焰的像。他对这个“小孔”光学盒的内部结构产生了极大的兴趣，科创小组的同学告诉他，盒中只有1块不透光的平面镜。于是，小睿开始分析：
（1）半透明薄纸片上的像是 （选填“实”或“虚”）像。
（2）请你帮助小睿在图丙中的虚线框中画出平面镜的大致位置和放置方向。
（3）小睿在半透明薄纸片ABCD上看到烛焰的像是怎样的？请在下面四个图中选出你认为正确的图像： 。
（4）要使半透明薄纸片上的像变大，小睿想到了以下一些方案，你认为可行的是 。（选填“A”“B”“C”“D”）
①将F光源移向小孔 ②将小孔的大小增大③将光学元件盒缩短④将光学元件盒加高
A.①② B.②③ C.③④ D.①④
11．学习了光学知识后，爱动脑筋的小桐和小朵想自己探究小孔成像现象。如图（a）所示，她们给两个空罐的底部中央分别打上一个圆孔和一个方孔，再用两片半透明的塑料膜蒙在空罐的口上。分别将小孔对着蜡烛和灯泡，可以在塑料膜上看到蜡烛和灯泡通过小孔所成的像。
（1）分析比较甲、乙两图，可以得出物体通过小孔所成的像与孔的形状 （有关/无关）。
（2）树荫下的圆形光斑是 通过树叶的缝隙在地面上成的像。
（3）小桐把易拉罐正对着点亮的灯泡，如图丙所示，则在半透明塑料膜上会看到灯泡的
（正立/倒立）的 像，这现象可用光的 知识解释。
（4）为了探究孔的大小是否影响小孔所成的像，则应选择如图（b）所示的 孔，然后用卡片覆盖并移动卡片以改变孔的大小进行实验。
（5）保持小孔距光屏的位置不变，应将蜡烛向 （左/右）移动，可以使得屏上的像变大。
（6）小朵在空罐底部扎了两个小孔，则在半透明膜上可以观察到烛焰的像有 （一/两）个。
（7）小明利用部分实验器材继续进行实验，他发现蜡烛和小孔的位置固定后，像离小孔越远，像就越大，他测出了不同距离时像的高度，填在表内：
像的高度h/cm 1.0 2.0 3.0 4.0 5.0
像到小孔的距离s/cm 2.0 4.0 6.0 8.0 10.0
分析实验数据，可以得出的结论是：蜡烛和小孔的位置固定后，h与s的关系为 。
实验五．光的色散及其现象
12．如图1所示，让一束太阳光通过挡光板的狭缝照射到三棱镜的一个侧面上，用光屏接收从三棱镜的另一侧出射的光线。
（1）当发现光屏上的白色光带边缘出现彩色时，微微转一转 （选填“三棱镜”或“光屏”）即可看到彩色光带；如果彩色光带较亮，而你又分辨不清光屏上彩色光带的色彩，那么你应适当 （选填“增大”或“减小”）光屏与三棱镜间的距离；
（2）通过该实验，你看到的现象是：太阳光通过三棱镜后，分解成的色光都向三棱镜的
（选填“顶部”或“底部”）方向偏折，彩色光带的颜色从上到下依次是红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫，这种现象表明太阳光是由 而成的；
（3）一个长方形水槽中装有一定量的水，小明将一块平面镜斜插入水槽中，使太阳光照射在平面镜上，并反射到白色墙壁或白纸上，也可以看到彩色光带，此时平面镜上方的水类似于 （填写光学元件名称），轻轻敲击水槽，使水面迅速地做微小振动，墙面上的彩色条纹将 （选填“消失”“不变”或“振动”）。
（4）探究过程通常采用下列一些步骤：①问题、②解释、③证据、④交流等。你认为要完成探究的全过程，所采取步骤的合理顺序是 。
参考答案及解析
1．（1）40；（2）反射光线、法线和入射光线在同一平面内；（3）变小；（4）不变；（5）小于；增大。
解析：（1）由图可知，入射角的大小为40°，根据光的反射定律可知，反射角等于入射角，故反射角也为40°；
（2）若将纸板B向后折转一定角度，纸板B和纸板A不在同一平面上，因此在B板上不能看到反射光，说明反射光线、入射光线和法线在同一平面内；
（3）让入射光线EO靠近法线ON，则入射角变小，由于反射角等于入射角，故反射角也变小；
（4）由表中数据可知，当光从空气垂直射到玻璃上时，入射角为0°，折射角也为0°，说明光的传播方向不变；
（5）由表中数据可知，当光从空气斜射到玻璃上时，折射角小于入射角，且折射角随入射角的增大而增大。
2．（1）错误；玻璃的厚度改变时，光的入射角和折射角都不变；（2）0.8；（3）大；（4）不同；绿色。
解析：（1）光只在两个介质相交处发生偏折，与光在玻璃中走过的路程无关，由下图（1）可知，玻璃的厚度改变时，光的入射角和折射角都不变，
故猜想1错误。
（2）将一束光穿过如图甲的普通无色玻璃砖，若光在玻璃砖上表面折射时的“偏折比”为1.25，如图（1）所示，光在玻璃砖上表面的偏折比为
那么光在下表面的偏折比为
（3）如图（1）和图（2）中光线所示，水晶玻璃厚度小，普通无色玻璃砖厚度大，如果射出点相同，那么在厚度大的砖块中，光的偏折更大一点，也就是说，光在普通无色玻璃砖中，光的偏折比更大。
（4）进一步分析，如图2所示，红光在左边，绿光在右边，那么绿光的偏折更大，不同颜色的光在三棱镜中偏折程度不同。
3．（1）折射；（2）增大；小于；（3）可逆；（4）光从水中斜射向空气中。
解析：（1）由表格数据可知，光从空气斜射到水面时，将同时发生反射和折射现象；
（2）由表中数据可知，光从空气斜射到水面时，当入射角不断增大时，折射角也随之增大，即折射角随入射角的增大而增大，且折射角小于入射角；
（3）当小聪将光线沿CO方向入射时，发现折射光线沿OA方向射出，这说明在光的折射现象中，光路是可逆的；
（4）为了使得“光从一种介质斜射入另一种介质时，折射光线将偏向法线”这个结论具有普遍性，还应该探究光从水中斜射向空气中的情况。
4．（1）向左移动；会；（2）在同一平面；减小；0；（3）OA；光路可逆。
解析：（1）小明将一束激光射至P点，形成一个光斑，向水槽内慢慢注水，当光从空气斜射入水或其它透明介质时，折射角小于入射角，则入射光线在水面处发生折射，水槽底部光斑的位置将向左移动，说明光从空气斜射入水中时，传播方向会发生改变。
（2）小明继续探究“光从空气射入水中时的折射特点”，若将纸板右半部分绕NN'向后翻转任意角度，会发现纸板上无折射光线呈现，这是为了探究折射光线、入射光线和法线是否在同一平面内。
入射光线和法线的夹角是入射角，折射光线和法线的夹角是折射角，图丙中入射光逐步偏向法线，折射光也逐步偏向法线，说明入射角减小，折射角也减小。
当光沿着NO方向射入时会沿ON′方向射出，此时光线垂直入射不改变传播方向，则此时入射角和折射角都等于0度。
（3）由于光折射时，光路可逆，若光沿BO方向射入，折射光线将沿OA方向射出，与原来的传播方向正好相反。
5．（1）反射光线、入射光线及法线是否在同一平面内；（2）在纸板前方；（3）未点燃；（4）圆弧；（5）OC；（6）光线在空气中以45°的折射角射出水面。
解析：（1）将纸板F的部分沿着ON向后折转，此时不能看到反射光线，说明反射光线、与入射光线和法线应在同一平面内。目的是为了探究反射光线、入射光线及法线是否在同一平面内。
（2）此时反射光线和入射光线在同一平面内，但是不能在纸板上看到反射光线，反射光线在纸板的前方；加烟雾是为了能显示光路。
（3）在玻璃板前面放一支点燃的蜡烛A，再拿一支没点燃的相同的蜡烛B，在玻璃板后面移动，直至与蜡像A的像重合，说明像与物的大小相等，故这样做是为了比较像与物的大小关系。
（4）像和物关于镜面对称，蜡烛A的像运动路径是圆弧。
（5）光从空气斜射入水中时，折射角小于入射角，折射光线应该是OC。
（6）用一支激光笔让光线从水中以32°的入射角射向水面时，当出现光线在空气中以45°的折射角射出水面的现象时，这说明在光的折射现象中，光路是可逆的。
6．（1）向左移动；会；烟雾；（2）在同一平面；减小；0；（3）OA；光路可逆。
解析：（1）光从空气斜射入水中，折射角小于入射角；如果按照图示中的角度照射激光，同时向水槽内慢慢注水，折射点会左移，水槽底部光斑的位置将向左移动，这说明光从空气斜射入水中时，传播方向会发生偏折；向水面上方喷些烟雾，这时光通过烟雾的水时发生漫反射，便于在各个角度观察光的传播路径；
（2）使用可折转的光屏，是为了观察折射光线、入射光线和法线是否在同一平面内；因为当入射光线偏向法线时，折射角也随之偏向法线，所以可以说明光从空气斜射入水中时，入射角减小，折射角随之减小；当光沿着NO方向射入时会沿ON′方向射出，即入射光线垂直入射，折射光线与法线重合，即此时折射角为0度；
（3）由于光折射时，光路可逆，若光沿BO方向射入，折射光线将沿OA方向射出，与原来的传播方向正好相反。
7．（1）0.7；（2）不正确；水面上升或下降时，入射角和折射角都不变；（3）小；（4）红；（5）3；（6）1.25。
解析：（1）图甲实验中，测得折射角为35°，已知入射角为50°，则偏折比0.7；
（2）由图可知，水面上升或下降时，入射角和折射角都不变，则折射角与入射角的比值即偏折比也不变，由此说明偏折比与液体深度无关，故猜想1不正确；
（3）将图甲中的水换成油，当油的深度小于水的深度，杯底光斑位置恰与图甲实验时光斑位置重合，如图1，
由图1可知：水中的折射角大于油中的折射角，由于入射角相同，则在相同条件下，油对光的“偏折比”比水对光的“偏折比”小；
（4）光线的入射角和入射点不变，红、蓝色激光的折光线，如图2，
由图2可知：红色激光的折射角大于蓝色激光的折射角，由于入射角相同，则根据“偏折比”的定义可知：红光的“偏折比”大；
（5）在光的色散现象中，光屏上自上而下出现了红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫的色带，因为紫光的偏折程度最大，在光屏的最下面，所以图丁中第3种遮挡方法最有可能得到紫光；
（6）将一束激光穿过如图丁所示的玻璃砖，若光在玻璃砖上表面折射时入射角为r，折射角为i，如图3，
此时“偏折比”为0.8，即：0.8；
当光在下表面折射时如图3中，则此时入射角为r′，折射角为i′，根据几何知识可知：∠r′＝∠i，∠i′＝∠r，
所以，光在下表面折射时的“偏折比”为：1.25。
8．（1）一；短；（2）4；慢；（3）光源到物体的距离或手电筒到橡皮的距离；（4）正确；甲、丙。
解析：（1）由记录的表中数据可知，若保持其他因素不变，当手电筒由近处逐渐远离橡皮时，影子的长度变短；是探究影长与光源到物体的距离的关系，即此实验是为了寻找猜想一的证据；
（2）由坐标图像可知，当手电筒到橡皮的距离L＝17.5cm时，对应的影子的长度H为4cm；
根据图像的变化趋势发现，当手电筒距离橡皮较远时影子变化较慢，当手电筒距离橡皮足够远时，影子大小基本不变；
（3）为探究影长与灯光照射的角度的关系，需要控制光源到物体的距离保持不变，橡皮擦位置不变，将手电筒竖直向上移动时，橡皮擦与手电筒的直线距离发生了改变，故该方案并不完善；
（4）同一种光源，只改变橡皮擦与墙壁的距离，发现距离越近，影子边缘越来越清晰了，则说明橡皮擦与影子之间的距离会影响影子的清晰度，即第一种原因是正确的；
为了探究光源性质不同是否会影响影子的清晰度，则需要控制橡皮擦与影子之间的距离不变，改变光源的大小，故对比甲、丙两个光路图可知光源性质不同会影响影子的清晰度。
9．（1）小卡片的像；不会；（2）靠近；（3）远；（4）水；空气；浅。
解析：（1）当看到物体经玻璃砖成的像时，前后移动小卡片，使小卡片与像在同一个平面上，将小卡片此时的位置标记在白纸上，这样也标记了像的位置，这样就找到了放置一块玻璃砖时像的位置。随后，他将玻璃砖离开物体向观察者移动一小段距离后进行观察，发现像的位置不变，说明玻璃砖与物体的距离不会影响成像位置。
（2）从图中可知，用一块玻璃砖观察时，像与物体的距离是2.13cm；
一块玻璃砖时像到物的距离为l1＝2.13cm，
两块玻璃砖时像到物的距离的增加量Δl2＝2.15cm＞l1，
三块玻璃砖时像到物的距离的增加量Δl3＝2.35cm＞Δl2，
随着玻璃砖的增多，像到物的距离的增加量逐渐增大，但是像到观察者的距离在靠近，三次实验都说明了光在垂直入射时，像的位置会靠近观察者。
（3）从图戊的实验数据还可以得出：玻璃的厚度越厚，像到物体的距离越大，像与物的距离越远。
（4）上探究可知，夏天当你站在水池边，看着清澈见底、深度不过齐腰的水时，千万不要贸然下去，以免发生危险。这是由于光从水中向空气中传播时发生折射，使池水深度看起来比实际的浅。
10．（1）实；（2）如上图；（3）B；（4）D
解析：（1）像能够被半透明薄纸片接收，所以像是实像；
（2）根据题意可知，蜡烛发出水平的光线经过小孔照射到平面镜上，光线被平面镜反射后照射到半透明薄纸片上，根据反射角等于入射角作出法线，法线与镜面是垂直的，再作出平面镜，如图所示：
；
（3）烛焰顶部的光经过小孔，然后被平面镜反射到薄膜上靠AD侧，烛焰低部的光经过小孔，然后被平面镜反射到薄膜上靠BC侧；
（4）①将F光源移向小孔，物距变小，像会变大，故①正确；
②将小孔的大小增大，不会改变像的大小，故②错误；
③将光学元件盒缩短，像距变小，像变小，故③错误；
④将光学元件盒加高，像距变大，像变大，故④正确；
11．（1）无关；（2）太阳；（3）倒立；实；直线传播；（4）A；（5）右；（6）两；（7）h＝0.5s。
解析：（1）在甲图和乙图中不同的是孔的形状，但所成的像相同，故小孔成像（的形状）与小孔的形状无关；
（2）树荫下的圆形光斑就是太阳通过树叶间的缝隙在地面上所成的实像；
（3）小孔成像是光的直线传播现象，点亮的灯泡上部发出的光线通过小孔后，射到了光屏的下部；灯泡下部的光线通过小孔后，射到了光屏的上部，因此通过小孔后所成的像是倒立的实像；
（4）为了探究孔的大小是否影响小孔所成的像，应保持小孔的形状不变，只改变孔的大小，可将卡片沿着三角形的底边边缘逐渐向左移动，此时孔的形状不变，孔的大小发生变化，故BCD不符合题意，A符合题意；
（5）保持小孔距光屏的位置不变，即像距不变，要使像变大，应减小物距，即蜡烛向右移动；
（6）若在底部扎了两个小孔，那么每个小孔都会成一个像，因此在半透明膜上会有两个像；
（7）由表格上的数据可知，像的高度随像到小孔距离的增大而增大，求出像的高度和像到小孔距离的比值，可以发现比值是一个定值，所以像的高度h与像到小孔的距离s成正比，h与s的关系为h＝0.5s。
12．（1）三棱镜；增大；
（2）底部；多种色光混合；
（3）三棱镜；消失；
（4）①③②④。
解析：（1）当发现光屏上的白色光带边缘出现彩色时，应微微转一转三棱镜即可看到彩色光带，因为光的色散现象是通过三棱镜实现的；
分辨不清光屏上彩色光带的色彩，那是因为不同色光都“挤”在了一些，此时应适当增大光屏与三棱镜间的距离；
（2）通过实验，看到的现象是：太阳光通过三棱镜后，分解成的色光都向三棱镜的底部方向偏折；
彩色光带的颜色从上到下依次是红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫，这种现象表明太阳光是由多种色光混合而成的；
（3）长方形水槽中装有一定量的水，将一块平面镜斜插入水槽中，此时平面镜上方的水类似于三棱镜，用该装置可以进行太阳光的色散实验；
轻轻敲击水槽，使水面迅速地做微小振动，水面不再是平面，光在不平的水面上会发生漫反射，使得各种颜色的光复合成白光，则墙面上的彩色条纹将消失；
（4）所采取步骤的合理顺序应该是：提出问题、猜想和假设、实验研究、分析归纳、得出结论、评估与交流，依次可判断本题完成本探究的全过程，步骤的合理顺序是①问题、③证据、②解释、④交流。
故答案为：（1）三棱镜；增大；（2）底部；多种色光混合；（3）三棱镜；消失；（4）①③②④。
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