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D
C
明亮

变大

D
【分析】
本题结合古代天文仪器圭表,考查光的直线传播的应用以及影子长度与时间的关系。解题时需明确:影子由光的直线传播形成;北半球地区,正午太阳高度角最大,垂直物体影子最短;从正午到下午,太阳高度角减小,影子变长;从上午到正午,太阳高度角增大,影子变短。据此逐一分析选项即可找出错误说法。
【解析】
逐一分析各选项:
1. 选项A:圭表的影子是光沿直线传播时,遇到不透明的“表”,在后方形成的暗区,因此圭表计时的原理是光的直线传播,该说法正确。
2. 选项B:当地正午时,太阳位于正南方向(北半球),太阳高度角最大,垂直于地面的“表”的影子最短,该说法正确。
3. 选项C:从正午到下午,太阳逐渐向西移动,太阳高度角逐渐减小,“表”的影子会逐渐变长,因此影子逐渐变长时对应当地下午,该说法正确。
4. 选项D:影子逐渐变短时,说明太阳高度角在增大,对应时间是当地上午(从日出到正午),而非下午,该说法错误。
【答案】
D
【知识点】
光的直线传播、影子的形成、太阳高度与影子的关系
【点评】
本题将物理光学知识与古代天文仪器结合,考查学生对光的直线传播的理解,以及影子长度随太阳高度变化的规律,属于基础应用类题目,难度适中。
【难度系数】
0.5
【分析】
要解决这道题,需明确地面上的圆形光斑是小孔成像现象,其原理是光的直线传播。回忆小孔成像的特点:当缝隙足够小时,无论缝隙形状如何,成的都是光源(太阳)的像,像的大小与缝隙到地面的距离(像距)有关,与缝隙形状无关。接下来逐一分析选项,判断各选项的正误。
【解析】
根据光的直线传播原理,太阳光透过树叶间的缝隙时,若缝隙足够小,会发生小孔成像,地面上的圆形光斑是太阳通过缝隙形成的实像。
选项A:光斑是太阳的像,并非树叶间小孔的像,A错误;
选项B:影子是光被遮挡形成的暗区域,而光斑是亮的,属于像,不是影子,B错误;
选项C:符合小孔成像的原理,光斑是太阳通过缝隙形成的像,C正确;
选项D:光斑大小不同是因为树叶间缝隙到地面的距离(像距)不同,与缝隙大小无关,D错误。
【答案】
C
【知识点】
光的直线传播、小孔成像
【点评】
本题考查小孔成像的原理及特点,需明确小孔成像成的是光源的像,像的形状与光源一致,与小孔形状无关,像的大小由物距和像距决定,属于基础光学题,需准确理解相关概念。
【难度系数】
0.6
【分析】
本题考查小孔成像的相关知识,解题思路如下:
1. 小孔成像时,物体越明亮,发出或反射的光线越多,进入小孔的光线充足,像会更清晰,因此小孔应对着明亮的物体;
2. 小孔成像的特点是成上下、左右均颠倒的实像,据此判断“F”的像;
3. 小孔成像的像大小与物距、像距有关,像距不变时,物距减小,像会变大;
4. 由于小孔成倒立的像,光源顺时针旋转时,像经上下、左右颠倒后,整体仍为顺时针旋转。
【解析】
(1) 针孔照相机利用小孔成像原理,物体越明亮,其发出或反射的光线越多,进入小孔的光线越充足,所成的像越清晰,因此小孔应对着明亮的物体。
(2) 小孔成像是光的直线传播形成的,成上下、左右均颠倒的实像,将图乙的“F”上下、左右颠倒后,对应图丁中的②。
(3) 保持光源位置不变(像距不变),将易拉罐靠近“F”,即物距减小,根据小孔成像规律,像距不变时,物距越小,像越大,因此像会变大。
(4) 小孔成的像是倒立的实像,当“F”字样光源顺时针旋转时,像的上下、左右随光源旋转颠倒后,最终观察到的像仍会顺时针旋转。
【答案】
(1)明亮 (2)② (3)变大 (4)顺
【知识点】
小孔成像、光的直线传播
【点评】
本题围绕针孔照相机(小孔成像)设置问题,考查小孔成像的原理、特点及像的大小变化规律,属于基础光学题,需掌握小孔成像的核心特点。
【难度系数】
0.3
【分析】要解决这个问题,需利用光在同种均匀介质中沿直线传播的原理:要使甲、乙彼此都能看到对方全身,需让对方的光线能通过墙上的窗到达自己的眼睛。具体来说,需分别作出两条直线:①连接甲的眼睛与乙的脚,该直线与墙的交点是窗的一个端点;②连接乙的眼睛与甲的脚,该直线与墙的交点是窗的另一个端点,这两个端点之间的区域就是最小的窗。
【解析】根据光的直线传播规律,要让甲看到乙全身,乙反射的光线需经过墙的窗到达甲的眼睛,因此连接甲的眼睛和乙的脚,这条直线与墙交于点b;要让乙看到甲全身,甲反射的光线需经过墙的窗到达乙的眼睛,连接乙的眼睛和甲的脚,这条直线与墙交于点d。因此,最小的窗应在b和d之间,即bd段,对应选项D。
【答案】D
【知识点】光的直线传播
【点评】本题结合实际场景考查光的直线传播的应用,需要通过几何作图确定最小窗的位置,难度适中,属于光学基础应用题,能锻炼学生的逻辑分析和作图能力。
【难度系数】0.5