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D
B
B
A
D
【分析】本题考查不可见光(红外线、紫外线)的特性及应用,需明确红外线和紫外线的不同特点,逐一判断选项正误:先回忆两种不可见光的核心性质,再结合各选项描述分析对错。
【解析】要解答此题,需掌握红外线和紫外线的特性与应用:
1. 红外线:热效应显著,一切温度高于绝对零度的物体都能辐射红外线,常见应用如遥控器、热成像仪;
2. 紫外线:具有荧光效应(能使荧光物质发光)、强化学作用(可消毒杀菌),常见应用如验钞机、消毒灯。
对各选项分析:
A选项:验钞机利用紫外线的荧光效应鉴别纸币,不是红外线,错误;
B选项:热效应明显的是红外线,紫外线主要体现化学/生理作用,错误;
C选项:所有高温物体(不只是太阳)都能辐射红外线,错误;
D选项:紫外线具有杀菌消毒作用,餐馆常用紫外线消毒,正确。
【答案】D
【知识点】不可见光的特性与应用
【点评】本题为光学基础识记题,考查红外线与紫外线的区别及实际应用,难度较低,准确掌握两种不可见光的特点即可正确作答,属于常见基础题型。
【难度系数】0.8
【分析】
这道题考查光的反射与折射的应用,需明确水面处的两种成像规律:水面相当于平面镜,树枝在水面上方的部分经光的反射形成虚像;水中的树枝部分,光线从水中斜射入空气时发生折射,形成折射虚像。据此分析各选项即可。
【解析】
逐一分析选项:
1. 虚像OB:水面相当于平面镜,树枝在水面上方的部分通过光的反射形成虚像OB,根据平面镜成像特点,像与物体大小相等,因此OB与物体等大;
2. 虚像OC:水中的树枝部分,光线从水中斜射入空气时发生折射,折射光线远离法线,人逆着折射光线看到虚像OC,属于光的折射现象,该像与物体大小不相等;
3. 选项判断:
A选项:OC是光的折射形成的虚像,并非与物体等大,错误;
B选项:OB、OC均为虚像,OB是光的反射形成且与物体等大,正确;
C选项:OB是光的反射形成,不是折射,错误;
D选项:OC是光的折射形成,不是反射,错误。
【答案】
B
【知识点】
光的反射、光的折射、平面镜成像
【点评】
本题结合生活场景考查光学基础知识点,需区分平面镜成像(光的反射)和水中物体的折射成像的差异,属于中等难度的光学应用题。
【难度系数】
0.5
【分析】
要解决本题,需先利用光的反射定律确定界面和法线,再结合折射定律分析各选项:
1. 确定法线与界面:光的反射中,反射光线与入射光线关于法线对称,图中OC和OE关于竖直虚线AD对称,因此AD是法线,水平虚线BF为界面。
2. 确定光线与角度:OC是入射光线,OE是反射光线,OG是折射光线;入射角是入射光线与法线的夹角,即∠COD=30°;光从水斜射入空气时折射角大于入射角,因此折射角大于30°。
3. 判断介质:界面BF是空气和水的分界面,BF上方为空气,下方为水,AD的右侧包含BF上方的空气区和BF下方的水区,并非全为空气。
【解析】
1. 确定界面与法线:根据光的反射定律,反射角等于入射角,反射光线与入射光线关于法线对称,图中OC和OE关于AD对称,故AD为法线,BF为界面,选项C正确。
2. 分析入射角:入射角是入射光线与法线的夹角,入射光线OC与法线AD的夹角∠COD=30°,因此入射角等于30°,选项A正确。
3. 分析折射角:光从水斜射入空气时,折射角大于入射角,本题入射角为30°,故折射角大于30°,选项D正确。
4. 判断介质分布:界面BF上方是空气,下方是水;AD是竖直法线,其右侧同时包含BF上方的空气区域和BF下方的水区域,并非“AD的右边是空气”,选项B错误。
【答案】
B
【知识点】
光的反射定律、光的折射规律
【点评】
本题结合光的反射和折射规律考查界面、法线的判断及介质分布分析,关键是利用反射光线与入射光线的对称性确定法线,再结合折射角与入射角的关系判断介质,需注意区分界面两侧的介质分布。
【难度系数】
0.5
【分析】
要解决本题,需结合凸透镜对平行光的会聚特点分析:平行于主光轴的太阳光经凸透镜后会会聚在焦点,焦点处的光斑是最小最亮的,此时光斑到凸透镜的距离等于焦距。若凸透镜远离纸时光斑一直变大,说明纸位于凸透镜的焦点之外,由此可判断焦距与5cm的关系。
【解析】
1. 凸透镜正对太阳光时,平行光经凸透镜会聚在焦点,焦点处的光斑是最小最亮的,此时光斑到凸透镜的距离等于焦距$ f $。
2. 已知初始时光斑到凸透镜的距离为5cm,且凸透镜远离纸的过程中光斑一直变大:
若$ f >5cm $,则初始时纸在焦点与凸透镜之间,透镜远离纸时,纸会向焦点靠近,光斑会先变小到最小再变大,不符合“一直变大”的条件;
若$ f <5cm $,则初始时纸在焦点之外,透镜远离纸时,光线发散程度增大,光斑会一直变大,符合题意;
若$ f=5cm $,初始光斑就是最小的,与题目中“并非最小的光斑”矛盾。
因此,该凸透镜的焦距一定小于5cm。
【答案】
A
【知识点】
凸透镜焦距、凸透镜对光的作用
【点评】
本题考查凸透镜对平行光的会聚规律,核心是理解焦点前后光斑大小的变化特点,需结合题目条件分析焦距范围,属于中等难度的光学基础题。
【难度系数】
0.5
【分析】首先,根据凸透镜成像规律,当物距小于一倍焦距时,成正立、放大的虚像,虚像无法呈现在光屏上,且虚像与物体在透镜的同侧。题目中光屏无法承接像,说明此时烛焰在一倍焦距以内,成虚像。要观察到虚像,需在透镜的另一侧(光屏侧)透过透镜向烛焰方向观察,这样才能看到虚像。
【解析】由题图可知,烛焰在凸透镜左侧,光屏在右侧,移动光屏始终无法得到清晰的像,说明此时烛焰位于凸透镜的一倍焦距以内($u<f$),根据凸透镜成像规律,此时凸透镜成正立、放大的虚像,虚像不能用光屏承接,且虚像与烛焰在透镜的同一侧(左侧)。因此,要观察到该虚像,应从透镜的右侧(光屏一侧)透过透镜向左(烛焰方向)观察,对应选项D。
【答案】D
【知识点】凸透镜成像规律、虚像的特点
【点评】本题考查凸透镜成像规律中虚像的成像特点与观察方法,需明确虚像的位置及观察方向,避免混淆实像和虚像的承接与观察方式。
【难度系数】0.5