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折射
10
小于
不能
倒立、缩小的实
上方
上方



【分析】
首先分析第(1)问:能从各角度看到光屏上的光斑,是因为光屏表面粗糙,太阳光在其表面发生漫反射,漫反射的特点是反射光线向各个方向,满足不同角度观察的需求;周围较暗的圆环,是光线经过凸透镜时发生折射,部分光线未会聚到中间亮斑区域,从而形成暗环。
再分析第(2)问:结合题图,边长20cm的正方形光屏中,中间圆形光斑的直径为10cm,即凸透镜直径约为10cm;平行于主光轴的光线经凸透镜折射后会聚到焦点,若光屏在焦点以内,远离透镜时光斑会变小,若在焦点外,远离时光斑会变大,题目中光斑一直变小,说明光屏在焦点以内,故透镜到光屏的距离l小于焦距f。
【解析】
(1) 漫反射是光线投射到粗糙表面时,反射光线向四面八方的反射现象,因此从各角度能看到光屏上的光斑,是因为光在光屏表面发生了漫反射;凸透镜对光线有折射作用,周围较暗的圆环是由光的折射形成的。
(2) 由题图可知,正方形光屏边长为20cm,中间圆形光斑的直径为10cm,因此凸透镜的直径约为10cm;平行于主光轴的太阳光经凸透镜折射后,在焦点处会聚成最小最亮的光斑。当光屏在焦点以内时,远离透镜,光斑会变小;若在焦点外,远离透镜时光斑会变大。题目中光屏远离透镜时光斑一直变小,说明此时光屏在焦点以内,故透镜到光屏的距离l小于f。
【答案】
(1)漫;折射 (2)10;小于
【知识点】
漫反射、凸透镜折射、焦距
【点评】
本题结合生活中的光学现象,考查光的反射类型、凸透镜的折射规律及焦距的应用,需要结合题图分析光斑形成的原因,判断凸透镜直径和光屏位置,属于基础应用类题目。
【难度系数】
0.5
【分析】
本题结合光刻技术考查光学知识,解题思路如下:
(1) 明确人眼的视觉范围,判断紫外线是否属于可见光,进而确定能否被直接观察;
(2) 根据缩图透镜的成像特点,结合凸透镜成像规律判断像的性质,再根据实像的位置确定焦点的位置;
(3) 利用凸透镜成像规律“物远像近像变小”,结合像变小的要求,判断掩膜的移动方向。
【解析】
(1) 人眼只能感知可见光,紫外线属于不可见光,因此光源发出的紫外线不能被人眼直接观察;
(2) 缩图透镜为凸透镜,从原理图可知,掩膜经透镜后在硅片上成可承接的缩小的像,故为倒立、缩小的实像;凸透镜成实像时,像距在一倍焦距和二倍焦距之间,硅片位于透镜下方,因此缩图透镜的焦点在硅片的上方;
(3) 根据凸透镜成像规律,要使像变小,需增大物距、减小像距,因此掩膜(物)应向上移动,远离缩图透镜,使像距减小,像变小,符合制程变小的要求。
【答案】
(1)不能 (2)倒立、缩小的实 上方 (3)上方
【知识点】
紫外线、凸透镜成像规律、实像
【点评】
本题结合前沿科技考查光学基础知识,将物理知识与实际应用结合,需要学生理解凸透镜成像规律和紫外线的特性,难度适中,注重知识的应用。
【难度系数】
0.6
【分析】要判断近视眼的光路,需明确近视眼的成因:晶状体过厚或眼球前后径过长,导致远处物体的像成在视网膜前方。观察甲、乙两图,甲图的像在视网膜后方,是远视眼;乙图的像在视网膜前方,是近视眼。矫正近视眼需利用凹透镜的发散作用,使像向后移动到视网膜上,据此确定镜片类型和像的移动方向。
【解析】1. 区分近视眼与远视眼:图甲中,光线经晶状体折射后,像落在视网膜后方,属于远视眼;图乙中,光线经晶状体折射后,像落在视网膜前方,属于近视眼,故近视眼光路是乙图。2. 近视眼的矫正:近视眼的像成在视网膜前,需配戴对光线有发散作用的凹透镜,使光线会聚程度减弱,像向后移动,最终呈现在视网膜上,因此矫正镜片为凹透镜,像向后移。
【答案】乙 凹 后
【知识点】近视眼成因、近视眼矫正
【点评】本题考查近视眼的光路判断及矫正方法,属于光学部分的基础知识点,需准确掌握近视眼和远视眼的光路差异及矫正原理。
【难度系数】0.4