初中物理專題4.1 光的直線傳播

第四章光現(xiàn)象第1節(jié)光的直線傳播一、光沿直線傳播的條件1．光源：____________的物體叫做光源。如：太陽、螢火蟲、電燈等。2．光在均勻介質(zhì)中_____________。均勻介質(zhì)是指兩點：一是同一種介質(zhì)。二是這種介質(zhì)的密度均勻，不含有雜質(zhì)。3．光的直線傳播的應(yīng)用：小孔成像、激光準(zhǔn)直、手影、影子的形成、日食和月食。（1）小孔成像：像的形狀與小孔的形狀無關(guān)，像是___________的實像（樹蔭下的光斑是太陽的像）。（2）激光準(zhǔn)直：挖隧道定向；整隊集合；射擊瞄準(zhǔn)。（3）坐井觀天（要求會作有水、無水時青蛙視野的光路圖）；一葉障目；（4）影子的形成：光在傳播過程中，遇到__________的物體，在物體的后面形成黑色區(qū)域即影子。（5）日食、月食（要求知道日食時月球在中間；月食時地球在中間）。二、光的傳播速度1．光在真空中傳播速度是____________m/s。光在空氣中傳播比在真空中傳播稍慢一點，在水中每秒傳播的距離約是真空中的3/4?？傊?，光在不同的介質(zhì)中傳播速度____________。通常情況，光在空氣中的傳播速度也以3.0×108m/s計算。2．光年：光在一年內(nèi)傳播的距離。光年是___________單位。能夠發(fā)光沿直線傳播倒立不透明3.0×108不一定相同長度一、光源能直接發(fā)光的物體叫光源。分類：自然光源，如太陽、螢火蟲；人造光源，如篝火、蠟燭、油燈、電燈。但像月亮表面、桌面等依靠它們反射外來光才能使人們看到它們，這樣的反射物體不能稱為光源?！纠}1】本身發(fā)光的物體叫做光源，下圖中哪個物體不屬于光源參考答案：C試題解析：能直接發(fā)光的物體叫光源，璀璨的寶石依靠反射外來光才能使人們看到它們，這樣的反射物體不能稱為光源，故選C。名師點睛：本題主要考查了學(xué)生對光源概念的掌握，要判斷一個物體是否是光源，關(guān)鍵是看它本身是否能夠發(fā)光。二、光的直線傳播光在同種均勻介質(zhì)中沿直線傳播。光在真空中傳播最快，c=3×108m/s=3×105km/s。光的直線傳播的應(yīng)用：小孔成像、激光準(zhǔn)直、手影、影子的形成、日食和月食、無影燈?！纠}2】小明在學(xué)習(xí)“光的傳播”時，看到老師的一個演示實驗，過程如下：①用激光筆射向水中，觀察到光線是一條直線（如圖）；②在A點處用漏斗向水中慢慢注入海波溶液，觀察到光線發(fā)生了彎曲；③經(jīng)攪拌后，觀察到光線又變直。小明根據(jù)上述現(xiàn)象得出的結(jié)果，正確的是A．光的傳播需要介質(zhì)B．光只有在水中才沿直線傳播C．光在海波溶液里不能沿直線傳播D．光在同一種均勻介質(zhì)中才沿直線傳播參考答案：D試題解析：從①中我們發(fā)現(xiàn)光在水中沿直線傳播；而②中的光線不再沿直線傳播不同于①的是介質(zhì)不再均勻，③現(xiàn)象中的光線又沿直線傳播，是由于經(jīng)攪拌后，介質(zhì)又變得均勻，故可以得出，光在同一種均勻介質(zhì)中才沿直線傳播。故選D。三、小孔成像小孔所成的像一定是倒立的實像，成像的大小取決于像到小孔的距離、物到小孔的距離，成的像可能比物體大，也可能比物體小?！纠}3】大約兩千四百年前，我國的學(xué)者墨翟和他的學(xué)生做了世界上第一個小孔成像的實驗，解釋了小孔成像的原理。小光同學(xué)將兩個長度均為50cm，直徑為5cm的直筒套在一起，做成如圖的儀器（M筒的直徑稍大，可以套在N筒上并能前后移動）（1）小孔成的像是倒立的________像，可以用光的____________解釋。所成的像與小孔的形狀_________關(guān)。（2）若直筒M、N位置不動，讓物體遠(yuǎn)離N筒，像距__________，像的大小_________（以上兩空選填“變大”“不變”或“變小”）。（3）十五的夜晚，將小孔對準(zhǔn)明月，測得月亮最大像的直徑是9.1mm，已知月球到地球的距離為380000km，月球的直徑約為____________km。參考答案：（1）實直線傳播無關(guān)（2）不變變?。?）3.458×103試題解析：（1）小孔成像的光路圖如下圖所示：由于小孔成的像是實際光線的交點，能用光屏承接，所以是實像，且像是倒立的；它是由于光沿直線傳播形成的；像的形狀與孔的形狀無關(guān)；（2）物體遠(yuǎn)離N筒時，如上圖，物體發(fā)出的光仍然能把光屏照亮，所以還可以在光屏上得到清晰的像，則像距不變，但像變??；（3）如下圖所示，，則對應(yīng)邊成比例，，即，解得：1．下列物體中是光源的是A．月亮B．螢火蟲C．鏡子D．太陽照射下閃閃發(fā)亮的拋光金屬2．如圖所示，在一個空罐的底部中央打一個小孔，再用一片半透明的塑料膜蒙在空罐的口上。將小孔對著燭焰，燭焰在薄膜上成像的原理是A．光的直線傳播B．光的反射C．光的折射D．光的色散3．2018年1月31日，天空出現(xiàn)了一場天文奇觀——“三月合一”，即月全食。我國大部分地區(qū)都能欣賞到一輪“紅月亮”高懸夜空的迷人景象。月全食的形成主要是由于學(xué)科、網(wǎng)A．小孔成像B．光的直線傳播C．光的反射D．光的折射4．關(guān)于光速、光年的說法正確的是A．光速是無限大的B．光的傳播速度是3×108m/sC．光年是一個時間單位D．光年是天文學(xué)上表示距離的單位5．在小孔成像實驗中，從半透明紙屏上能看到外界物體的像。如果小孔靠近物體，紙屏離小孔的距離增大一些，則紙屏上該物體的像將A．變小B．不變C．變大D．以上均可能6．物理興趣小組自制了簡易針孔照相機，利用它觀察窗外的景物時，會在塑料膜上看到倒立的_______（選填“實”或“虛”）像，成像原理是______________。7．為了表示光的傳播情況。我們通常用一條帶有箭頭的直線表示光傳播的徑跡和___________，同時忽略了光的亮度、___________（寫出一條即可）等其他性質(zhì)，于是建立了___________的模型。8．某人在夜晚路過某一有路燈的街道過程中，先向路燈走近后走遠(yuǎn)，此人影子的長短變化情況是_____________________。9．人類曾經(jīng)用激光測量月球到地球的距離。已知光在真空中和空氣中的傳播速度近似等于3×108m/s。若向月球發(fā)射一束激光，從發(fā)出到由月球反射回來接收到這束光經(jīng)歷的時間為2.56s。則可以計算出月球到地球表面的距離大約是___________km。10．閱讀并回答后面的問題：宇宙中恒星間的距離都非常大，為了表達(dá)起來方便一些，天文學(xué)家使用一個非常大的長度單位——光年，它等于光在1年內(nèi)傳播的距離。離太陽系最近的恒星是半人馬座“比鄰星”，距離我們4.3光年；“牛郎星”和“織女星”的距離是16光年；目前人類觀察到的最遠(yuǎn)的天體，距離我們有140多億光年。（1）光年是________單位。（2）1光年表示________。（3）“牛郎星”和“織女星”相距約________km。（4）我們現(xiàn)在觀測到的“比鄰星”的光是它現(xiàn)在發(fā)出來的嗎？________（填“是”或“不是”）。11．某雷雨天的晚上，玉紅同學(xué)看到閃電3s后聽到了雷聲。（1）請你幫她估算打雷的地方距她多遠(yuǎn)？（聲音在空氣中的傳播速度以340m/s計算。[要求：①寫出公式；②有必要的文字說明；③數(shù)據(jù)要代單位]（2）實際上，閃電和雷聲是同時產(chǎn)生的，為什么我們總是先看到閃電后聽到雷聲呢？請你利用速度公式分析說明產(chǎn)生這種現(xiàn)象的原因。12．下列說法正確的是A．光線是真實存在的B．光是沿直線傳播的C．月亮是自然光源D．激光準(zhǔn)直用到了光的直線傳播知識13．下列有關(guān)聲與光的說法中不正確的是A．“光”在同種均勻介質(zhì)中沿直線傳播B．15℃時，聲音在空氣中的傳播速度為340m/sC．“蟋蟀在鳴叫”說明蟋蟀是聲源；“金光閃閃”說明金子是光源D．超聲波和次聲波的傳播都需要介質(zhì)14．百米賽跑時，計時員為了計時更準(zhǔn)確，通常在下列哪一個時刻開始計時A．聽見發(fā)令槍聲時B．看到發(fā)令槍冒煙時C．看到運動員起跑時D．上述時刻都可以15．晴天正午，小明與同學(xué)從樹蔭下走過時，發(fā)現(xiàn)地面上有許多大小、形狀不同的光斑，光斑形狀與什么因素有關(guān)呢？通過探究，他們得到了以下結(jié)論，無論是大孔還是小孔形成的光斑都是由于__________形成的，其中__________（小孔/大孔）形成光斑的形狀與孔的形狀有關(guān)，__________（小孔/大孔）形成的光斑的大小與孔到地面的距離有關(guān)。16．如圖所示，發(fā)生“日全食”時太陽、地球、月球應(yīng)處在同一直線上，則地球應(yīng)在圖中________（填“甲”或“乙”）所示的位置。17．發(fā)生日偏食時，太陽光透過茂密的樹葉間的縫隙，會在樹下的地面上形成許多大小不同的_______（選填“圓形”或“月牙形”）光斑。18．如圖，伽利略1607年進(jìn)行了世界上第一次測量光速的嘗試。方法是：讓兩個人分別站在相距1.5km的兩座山上，每個人拿一個燈，第一個人先舉起燈，當(dāng)?shù)诙€人看到第一個人的燈時立即舉起自己的燈，從第一個人舉起燈到他看到第二個人的燈的時間間隔就是光傳播3km的時間。但這種方法根本行不通。伽利略的實驗未能成功。這個方法在原理上對不對？請你分析伽利略失敗的原因。19．探究小孔成像規(guī)律選用的實驗器材：針、不透明紙、白紙、白熾燈、桌子。（1）如圖所示，抓在手上的不透明紙上用針扎一個直徑約1mm的小孔，讓白熾燈發(fā)出的光穿過小孔射到桌面上的白紙上，在白紙上可看到一個清晰的________（選填“燈絲”或“小孔”）的像，這種現(xiàn)象叫做______________，這種現(xiàn)象是由于___________________形成的。（2）保持燈和白紙的位置不動，向上移動小孔，像的大小將________；保持燈和小孔的位置不動，向上移動白紙，像的大小將________；保持小孔和白紙的位置不動，向上移動白熾燈，像的大小將________。（均選填“變大”“變小”或“不變”）20．（2018·廣西北部灣四市同城）如圖所示，能解釋“手影”形成的是A．光的反射B．光的折射C．光的直線傳播D．平面鏡成像21．（2018·泰安）下列現(xiàn)象中，對應(yīng)的物理知識是“光的直線傳播”的是A．射擊瞄準(zhǔn)時要做到“三點一線”B．游泳池注水后，看上去好像變淺了C．在平靜的湖面可以看到藍(lán)天白云D．太陽光經(jīng)過三棱鏡后可以產(chǎn)生彩色光帶22．（2018·揚州）太陽光通過樹葉間的空隙，在地上形成許多圓形的光斑，這些圓形光斑是A．樹葉的虛像B．樹葉的實像C．太陽的虛像D．太陽的實像23．（2018·天津改編）下面是一則科技新聞：“天眼一FAST”第一次發(fā)現(xiàn)了一顆距地球4000光年的毫秒脈沖星。其中“光年”是__________的單位。（填物理量名稱）4．D【解析】A．光在真空中的傳播速度是3×108m/s，不是無限大，故A錯誤；B．光在真空中的傳播速度才是3×108m/s，而在空氣中或玻璃中速度會減小，故B錯誤；C．光年是一個長度單位，不是時間單位，故C錯誤；D．光年是天文學(xué)上表示距離的單位，等于光在真空中傳播一年的時間所經(jīng)過的距離，故D正確；故選D。5．C【解析】如果小孔靠近物體，紙屏離小孔的距離增大一些，即物距減小，像距增大，則所成的像會變大。故C正確，ABD錯誤。6．實光的直線傳播【解析】“針孔相機”成像實際上就是小孔成像，它是由光的直線傳播形成的。利用針孔照相機觀察窗外的景物時，會在塑料薄膜上看到倒立的彩色實像。7．方向色彩光路【解析】在物理學(xué)中，光線是用來表示光的傳播路徑和方向的帶有箭頭的直線。它不能表示光的亮度、色彩等性質(zhì)；光線可以表示光的傳播路徑，故建立了光路的模型。8．先變短后變長【解析】當(dāng)人在遠(yuǎn)處時，人與燈光的夾角小，形成的影子長；當(dāng)人逐漸走近路燈時，人與燈光的夾角會變大，此時形成的影子會變短；當(dāng)人經(jīng)過路燈逐漸遠(yuǎn)離時，人與燈光的夾角又會變小，形成的影子再次變長。因此，當(dāng)人經(jīng)過路燈時，影子先變短后變長。9．3.84×105【解析】從發(fā)出到接收，光走過的距離為月球到地球表面距離的2倍，因此，月球到地球表面距離為s′=s=vt=×3×108m/s×2.56s=3.84×108m=3.84×105km。10．（1）長度（2）光在1年時間內(nèi)傳播的距離（3）9.4608×1012（4）不是【解析】（1）（2）“光年”指光在1年內(nèi)傳播的距離，所以是長度的單位；（3）一年有365天，每天有24h，1h＝3600s，光在真空中的傳播速度為3.0×108m/s，所以一年光通過的距離為1光年＝365×24×3600s×3.0×108m/s＝9.4608×1015m＝9.4608×1012km；（4）“比鄰星”距離我們4.3光年，意思是我們現(xiàn)在某一時刻看到比鄰星的光，并不是這一時刻發(fā)出的，而是4.3年以前的那一時刻發(fā)出的。11．（1）1020m（2）閃電以光速進(jìn)人眼，雷聲以聲速進(jìn)入人耳，根據(jù)公式t=，當(dāng)路程一定時，時間與速度成反比，光速比聲速大得多，反以我們總是先看到閃電后聽到雷聲?！窘馕觥浚?）打雷的地方與她的距離為s=v聲t=340m/s×3s=1020m。（2）閃電以光速進(jìn)人眼，雷聲以聲速進(jìn)入人耳，根據(jù)公式t=，當(dāng)路程一定時，時間與速度成反比，光速比聲速大得多，反以我們總是先看到閃電后聽到雷聲。15．直線傳播大孔小孔【解析】小孔成像是由光的直線傳播形成的；在光屏與小孔的距離相同的條件下，如果孔較小，通過孔形成的光斑是小孔成像現(xiàn)象，光斑形狀與孔的形狀無關(guān)；如果孔太大，通過孔形成的光斑不再是小孔成像現(xiàn)象，而是影子的原因，則光斑形狀與孔的形狀有關(guān)；如果光屏與小孔的