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D
D
月球
B
光的直线传播
A
D
未点燃
人眼在蜡烛A侧观察,移动蜡烛B,直至与蜡烛A的像重合
【分析】
这是光的色散实验相关的概念题,我们可以结合该实验的核心规律逐一判断选项:首先明确该实验的基础结论:太阳光属于复色光,可被三棱镜分解为多种色光;不同色光通过三棱镜的偏折程度不同,红光偏折程度最小,紫光偏折程度最大;同时色散过程可逆,分解后的色光可以再次复合为白光。按照这个逻辑逐一核对四个选项的描述,就能得到正确答案。
【解析】
我们逐个分析选项的正误:
选项A:太阳光经过三棱镜后可以分解为彩色光带,说明太阳光是复色光,不是单色光,A错误。
选项B:太阳光是由红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫七种色光组成的,并非仅由红、绿、蓝三种色光组成,B错误。
选项C:各种色光经过三棱镜时,紫光的偏折程度最明显,红光的偏折程度是所有色光里最小的,C错误。
选项D:光的色散过程是可逆的,分解后的各种色光再次经过三棱镜,会重新复合得到白光,D正确。
【答案】
D
【知识点】
光的色散,色光复合
【点评】
本题属于光学基础概念题,易错点是容易混淆色光三原色和太阳光的组成,也容易记反红光、紫光的偏折程度大小,只要牢记色散实验的核心结论,就可以快速排除错误选项得到正确结果。
【难度系数】
0.8
【分析】
首先梳理题目需求:发光杆需要既可以单独发出绿光,又可以混合得到白光。接下来回忆光学中色光合成的相关规律,光的三原色是红、绿、蓝,这三种色光按不同比例混合可以得到各类色光,三者等比例混合就会得到白光。题干已经说明现有红色、蓝色灯管,要实现单独输出绿光,必须配备绿色灯管,同时三种灯管同时点亮时,红、绿、蓝三色光混合就能得到白光,完全匹配题目要求,顺着这个思路就能选出正确选项。
【解析】
解:光的三原色为红、绿、蓝,三种色光按不同比例混合可得到几乎所有色光,三者等量混合即可得到白光。
根据题意,发光杆需要能够发出绿光和白光,目前已经配备红色、蓝色灯管:
1. 若要单独输出绿光,必须设置绿色灯管;
2. 当红、绿、蓝三个灯管同时工作时,三种色光混合即可得到白光,完全满足使用需求。
因此还需要配备的是绿色灯管,答案选D。
【答案】
D
【知识点】
光的三原色
【点评】
本题结合北京冬奥会的实际应用场景考察光的三原色基础知识点,难度较低,只要明确区分光的三原色和颜料三原色的差异,牢记红、绿、蓝三色光的合成规律即可快速得出正确答案。
【难度系数】
0.9
【分析】
我们可以按照逻辑逐步推导:①首先回忆日食的观测现象:地球上的人看到太阳被遮挡,说明有不透明的天体挡住了太阳射向地球的光线,这个天体是月球,因此能看到日食的区域,本质就是月球投射到地球表面的影子区域。②接下来判断三者相对位置:日食发生时,太阳、月球、地球必须大致在同一直线上,且月球位于太阳和地球之间,逐一核对乙图的选项:A中地球在日月之间,对应月食的位置;B中月球位于地球和太阳之间,符合日食的位置要求;C、D中月球不在日地的连线上,无法遮挡太阳射向地球的光线,不能形成日食。③最后明确该现象的物理本质:光在同种均匀介质中沿直线传播,无法绕过不透明的月球,就会在月球后方形成阴影,也就是日食的形成原因。
【解析】
1. 当发生日食时,月球运行到太阳与地球之间,遮挡住太阳射向地球的光线,月球的影子落在地球上,因此图甲中能观测日食的区域就是月球的影子区域。
2. 日食发生时,日、地、月三者的位置满足:月球处于太阳和地球的中间,三者近似共线,对应图乙中的B选项。
3. 日食形成的根本原因是光的直线传播,光在同种均匀介质中沿直线传播,遇到不透明的月球时,无法继续沿直线传播到月球后方,从而形成阴影区域。
【答案】月球;B;光的直线传播
【知识点】光的直线传播;日食成因
【点评】
本题属于光学与天文结合的基础题,核心考查光沿直线传播的典型应用,需要学生区分日食和月食对应的日地月相对位置,避免混淆“月球在中间(日食)”和“地球在中间(月食)”的位置关系,夯实基础概念即可顺利解题。
【难度系数】
0.8
【分析】
这道题的核心是结合太阳的运动规律和影子的形成逻辑推导方向。首先我们要明确两个基础点:第一,影子是光沿直线传播时,被不透明的杆子遮挡形成的,影子的朝向永远和太阳所在的方向相反;第二,晴天无云时,太阳的视运动是东升西落,也就是太阳整体相对于地面是自东向西移动的。那么对应的影子的移动方向就和太阳移动方向完全相反,也就是自西向东移动。题目里初始影子端点在A,一段时间后影子端点移动到了B,说明影子是从A往B的方向移动,这个移动方向就是向东,所以AB箭头指向东,对应选项A。
【解析】
1. 影子的形成原因是光的直线传播,光沿直线传播过程中被竖立的杆子遮挡,会在杆子背光的一侧形成影子,影子的朝向始终与太阳的位置方向相反。
2. 北半球晴天的太阳视运动规律是东升西落,即太阳整体自东向西移动,因此杆子的影子的移动方向与太阳移动方向相反,为自西向东。
3. 题目中初始影子为OA,一段时间后影子移动到OB位置,说明影子的端点从A移动到了B,因此AB箭头所指的方向就是影子的移动方向,即向东。
所以本题选A。
【答案】
A
【知识点】
光的直线传播;太阳视运动
【点评】
本题结合野外辨向的生活实际场景出题,将光学基础常识和地理运动规律结合,易错点是容易混淆太阳移动方向和影子移动方向的对应关系,只要牢记影子与太阳方位始终相反的规律,就可以快速推导得出结论,兼具知识性和生活实用性。
【难度系数】
0.6
【分析】
首先明确本题考点是小孔成像的相关规律,解题思路是先回忆小孔成像的核心原理:光的直线传播,以及对应的成像特点:成倒立的实像,像的形状仅由物体形状决定、与小孔形状无关,像的大小满足像高与物高的比值等于像距(小孔到光屏的距离)和物距(物体到小孔的距离)的比值。接下来逐个对四个选项逐一验证:先判断A选项蜡烛缩短时像的移动方向,再判断B选项小孔形状改变对像的影响,之后结合像距物距的变化规律判断C、D选项中像的大小变化,最终选出正确答案。
【解析】
小孔成像的原理是光的直线传播,据此逐一分析选项:
A选项:小孔成的是倒立的实像,蜡烛燃烧不断缩短时,烛焰整体向下移动,对应的倒立的像会向上移动,并非向下移动,A错误。
B选项:小孔成像中,像的形状由烛焰(物体)的形状决定,和小孔的形状无关,将圆形小孔改为三角形,像的形状依然和烛焰一致,不会变成三角形,B错误。
C选项:蜡烛和小孔不动,即物距u不变,光屏靠近小孔时,像距v减小,根据成像大小关系$\frac{像高}{物高}=\frac{v}{u}$,v减小则比值变小,烛焰的像会变小,并非变大,C错误。
D选项:光屏和蜡烛不动,即蜡烛到光屏的总距离不变,小孔靠近蜡烛时,物距u减小,像距v(小孔到光屏的距离)增大,$\frac{v}{u}$的比值变大,因此烛焰的像会变大,D正确。
【答案】
D
【知识点】
光的直线传播;小孔成像特点
【点评】
本题是小孔成像的典型基础题,易错点集中在两个地方:一是误认为像的形状随小孔形状改变,二是混淆像距、物距变化对像大小的影响,学习时结合光沿直线传播的光路图推导规律,就可以避免死记硬背出现的错误。
【难度系数】
0.7
【分析】
我们可以一步步顺着平面镜成像实验的逻辑来思考:首先第一空,实验目的是用蜡烛B去等效替代蜡烛A的像,如果把B点燃,玻璃板后方环境会过亮,导致A的像变得模糊难以观察,所以B必须是未点燃的。接下来第二空,因为平面镜成的是虚像,虚像只能在玻璃板前侧也就是蜡烛A所在的一侧被观察到,所以我们要站在A侧看,不断移动后方的蜡烛B,直到B看起来和A的像完全重合,此时B的位置就对应了A的像的位置。最后第三空,把白纸沿玻璃板所在的直线折叠,所有对应的物点A₁/A₂/A₃和像点B₁/B₂/B₃都基本重合,说明物和像到镜面的距离相等、连线与镜面垂直,直接得到物像关于平面镜对称的位置关系。
【解析】
1. 第一空:实验中玻璃板后方的蜡烛B需要选择未点燃的,既可以避免后方光线过强导致像不清晰,也能利用B等效替代A的像,方便确定像的位置。
2. 第二空:由于平面镜成的是虚像,无法在玻璃板后侧直接观察到像,因此需要人眼在蜡烛A所在的玻璃板前侧进行观察,同时移动蜡烛B,直到B与蜡烛A的像完全重合,此时B的位置就是蜡烛A像的位置。
3. 第三空:将白纸沿玻璃板位置的直线折叠,物点和对应的像点全部重合,说明像与物的连线被平面镜垂直平分、到平面镜的距离相等,因此像与物关于平面镜的位置关系为对称。
【答案】
未点燃 人眼在蜡烛A侧观察,移动蜡烛B,直至与蜡烛A的像重合 对称
【知识点】
平面镜成像实验;等效替代法;平面镜成像特点
【点评】
本题是平面镜成像实验的基础考察题,核心考点是实验操作细节和实验结论,易错点是容易记错蜡烛B的点燃状态、观察像的位置,学习时要理解操作背后的原理,不要机械背诵实验步骤,本题通过折叠白纸的方式直接验证物像对称的关系,也体现了实验设计的巧妙性。
【难度系数】
0.7