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A
B
B
A
B
【分析】
首先梳理解题思路:第一步,先明确光线传播到O₂点时所处的两种介质:此时光线在水中,将要射入内部气泡的空气中,属于光从光密介质斜射入光疏介质的情况。第二步,确定该分界面的法线:由于水球和气泡球的球心都为O,因此入射点O₂与球心O的连线就是水和气泡分界面的法线。第三步,结合光的折射规律判断:光从水斜射入空气时,折射角大于入射角,折射光线会远离法线,对照图中给出的四条光线,筛选出符合该规律的折射光线即可。
【解析】
光线从空气经O₁点折射进入水球后,沿O₁O₂传播到水与内部气泡的分界面O₂点:
1. 此时光线的传播介质发生变化:从光密介质水,斜射入气泡内的光疏介质空气。
2. 确定该界面的法线:由于水球和气泡球的球心均为O,因此连接O₂与O的线段就是该分界面的法线。
3. 根据光的折射规律:光从光密介质斜射入光疏介质时,折射角大于入射角,折射光线向远离法线的方向偏折。
对比图中四条光线:光线①远离法线,符合规律;光线②未发生偏折、光线③④向法线靠近(折射角小于入射角),均不符合折射规律。因此正确的折射光线为①。
【答案】
A
【知识点】
光的折射规律,球面折射法线判定
【点评】
本题结合天宫课堂的真实实验情境命题,将物理知识与前沿科技场景结合,既考察基础规律也锻炼应用能力。本题的易错点是容易错误判定第二次折射的法线方向,或是混淆不同介质间折射时入射角和折射角的大小关系,误选靠近法线的光线,解题核心是先准确确定界面法线,再结合介质疏密关系判断偏折方向。
【难度系数】
0.6
【分析】
首先明确人看到水中鱼的光学原理:这是光的折射现象,鱼反射的光线从水中斜射入空气中,最终进入人眼。根据光的折射规律,光从水斜射入空气时折射角大于入射角,人眼逆着折射光线的传播方向看去,会认为光沿直线传播,因此看到的鱼的虚像位置会比鱼的实际位置更偏上(更靠近水面),由此可以判断靠上的A点是虚像位置,靠下的B点是鱼的实际位置。接下来作图的思路是:先连接人眼和虚像A,该连线与水面的交点就是光线的入射点,再连接实际鱼的位置B和入射点,分别标注两条光线的方向,注意区分实线和虚线即可完成光路。
【解析】
1. 位置判断:由于水中鱼的虚像比实际位置偏高,因此A为鱼的虚像,B为鱼的实际位置。
2. 确定入射点:用虚线连接右上角的眼睛点和A点,该线与水面的交点即为光从水射向空气的入射点O。
3. 绘制光线:用实线连接B点和O点,标注指向O的箭头,这是水中的入射光线;再用实线连接O点和眼睛点,标注指向眼睛的箭头,这是空气中的折射光线。
注意:虚像A到入射点O的线段是折射光线的反向延长线,需用虚线绘制,不能标注箭头。
【答案】

【知识点】
光的折射规律,折射光路作图,虚像形成
【点评】
本题是光的折射的经典作图题,核心易错点有两个:一是混淆鱼的实际位置和虚像的上下关系,二是将光线的传播方向画反(误以为光线从眼睛射向鱼),作图时要牢记人看到物体,是物体反射的光进入人眼,同时虚像对应的反向延长线需要用虚线绘制。
【难度系数】
0.6
【分析】
解题时首先要明确不同色光在玻璃介质中的折射特性:同一种玻璃对不同色光的折射率不同,红光的折射率小于绿光的折射率。光线通过三棱镜时会向三棱镜的底边方向偏折,色光的折射率越小,整体的偏折程度就越小。本题中原本绿光经过三棱镜折射后光斑落在a点,换成红光后,红光偏折程度比绿光更小,传播路径偏离原入射方向的幅度更小,在光屏位置不变的前提下,就能推导红光光斑的相对位置,进而选出正确答案。
【解析】
解:玻璃对红光的折射率小于对绿光的折射率,光线通过三棱镜时,折射率越小的色光,向三棱镜底边的偏折程度越小。
绿光的偏折程度更大,原本绿光的光斑落在a点,红光偏折程度更小,它的出射光线相比绿光的出射光线更靠近入射光的直线传播方向,保持光屏位置不变时,红色光斑会出现在a点的上方。
因此A、C、D选项错误,B选项正确。
【答案】
B
【知识点】
光的色散,色光偏折特性
【点评】
本题是光的色散的基础应用题,核心考点是区分不同色光经过三棱镜的偏折能力强弱,只要记住色散现象中红光偏折最弱、紫光偏折最强的规律就可以顺利解题,避免混淆不同色光的偏折顺序是本题的易错点。
【难度系数】
0.7
【分析】
这是一道光学基础常识选择题,我们可以通过逐个对照对应知识点排查选项正误的思路解题:首先回忆色光三原色的定义判断A选项,再结合紫外线的生理作用判断B选项,之后区分红外线、紫外线的典型应用,分别判断验钞机、电视机遥控器的工作原理,排查C、D选项,最终选出正确答案。
【解析】
我们逐一分析每个选项:
选项A:色光的三原色为红、绿、蓝,红、黄、蓝是颜料的三原色,该选项表述错误。
选项B:适当的紫外线照射人体,能够促进人体合成维生素D,帮助钙质吸收,有利于骨骼生长,该选项表述正确。
选项C:验钞机是利用紫外线可使荧光物质发光的特性来鉴别钞票真伪,并非使用红外线,该选项表述错误。
选项D:电视机遥控器是依靠红外线传递控制信号,并非使用紫外线,该选项表述错误。
【答案】
B
【知识点】
色光三原色;紫外线的应用;红外线的应用
【点评】
本题属于光学基础题,易错点是容易混淆色光三原色和颜料三原色,以及记混红外线、紫外线的常见应用场景,学习时可以分类记忆两类不可见光的用途,避免混淆。
【难度系数】
0.8
【分析】
首先先明确沙画的成像原理:灯台下方射出的光沿直线传播,遇到不透明的沙子时无法穿过,被阻挡后形成明暗不同的画面,本质是光的直线传播现象。接下来逐一分析图乙的四个光现象:①日食是月球遮挡太阳射向地球的光,属于光的直线传播;②水中倒影是水面作为平面镜成像,属于光的反射;③海市蜃楼是光在不均匀大气中传播发生偏折,属于光的折射;④雨后彩虹是太阳光通过小水珠发生色散,本质是光的折射。最后对比找出和沙画成因一致的选项即可。
【解析】
沙画的形成原理为光的直线传播,对四个现象逐一分析:
1. ①日食:月球运行到太阳和地球之间,沿直线传播的太阳光被不透明的月球遮挡,在地球对应区域形成日食,属于光的直线传播,和沙画成因相同;
2. ②水中倒影:属于平面镜成像,由光的反射形成,不符合要求;
3. ③海市蜃楼:是光在密度不均匀的大气层中发生折射形成的虚像,属于光的折射现象,不符合要求;
4. ④雨后彩虹:是太阳光经过空气中的小水滴折射后发生色散形成的,属于光的折射现象,不符合要求。
因此符合要求的是①,对应选项A。
【答案】A
【知识点】
光的直线传播,光的反射,光的折射
【点评】
本题结合生活中常见的光现象,考察对光的三类传播规律的区分,解题核心是先明确题干沙画的物理本质,再逐一比对各选项的成因,属于光学基础概念的常规考察,要求学生能准确识别常见光现象对应的物理原理。
【难度系数】
0.8
【分析】
这道题的核心是理解小孔成像的本质,我们可以按以下思路推导:首先回忆小孔成像的规律,小孔成像是光沿直线传播形成的,所成的是物体的倒立实像,像的形状和发光物体(本题中是烛焰)的形状一致,和小孔本身的形状无关。本题里纸板上有大量排列成心形的小孔,每个小孔都可以独立完成小孔成像,在白墙上各自成一个烛焰的倒立像,这些像的整体排布轮廓和小孔的排列形状(心形)一致。接下来我们先排除整体轮廓不是心形的C、D选项,再对比A、B中小像的朝向,烛焰本身尖端向上,经小孔成倒立像后,每个烛焰像的尖端都会朝向远离心形中心的外侧,宽的部分朝向心形内部,即可选出正确答案。
【解析】
小孔成像的原理是光在同种均匀介质中沿直线传播,成像特点是成物体的倒立实像,像的形状与发光物体的形状一致,和小孔形状无关。
本题中,排列成心形的每一个小孔,都会独立在白墙上成一个烛焰的倒立实像:烛焰本身尖端向上,经小孔成像后,每个小像的尖端都朝向远离心形中心的外侧,宽端朝向心形内部,所有小像的整体排布轮廓为心形。
首先排除整体轮廓不是心形的C、D选项,再排除部分小像尖端朝向心形内部的A选项,最终确定正确选项为B。
【答案】B
【知识点】
光的直线传播,小孔成像特点
【点评】
本题属于小孔成像的创新题型,跳出了常规单个小孔成像的考察模式,设置多小孔按特定形状排列的情景,要求学生真正理解小孔成像的本质是每个小孔独立对物体成像,而非小孔形状的投影,能够有效检验学生对小孔成像原理的掌握程度,避免死记硬背得分。
【难度系数】
0.6