第4.1課時光的直線傳播

20202021年八年級上冊新課預(yù)習(xí)講練一體化資源第4.1課時光的直線傳播1．光源定義：能夠__發(fā)光__的物體都叫做光源．分類：按其來源分為__天然__光源和__人造__光源．例如：太陽、螢火蟲是天然光源；電燈、蠟燭是人造光源．2．光的直線傳播條件：光在__同種均勻__介質(zhì)中是沿直線傳播的．事例：影子的形成、日食和月食、小孔成像等．光線：為了形象地表示光的傳播情況，通常用一條__帶箭頭__的直線表示光的傳播徑跡和方向，這樣的直線叫光線．注意：在小孔成像中，物體通過小孔成一個倒立的實像，像的形狀只跟物體的形狀相似，與孔的形狀無關(guān)．3．光的傳播速度光速：光在不同介質(zhì)中的傳播速度是__不同__的，在__真空__中傳播速度最大，約為c＝__3×108__m/s.在水中的速度約為eq\f(3,4)c，在玻璃中的速度約為eq\f(2,3)c.光年：光年是光在一年內(nèi)傳播的距離，它是__長度__單位．考點一光的直線傳播條件：光在同種均勻的介質(zhì)中沿直線傳播。（如果是不同種，或者同種不均勻介質(zhì)，那可能會發(fā)生反射或折射。）光線為了表示光的傳播方向，我們用一根帶箭頭的直線表示光的徑跡和方向，這樣的直線叫光線。光線是人們?yōu)榱吮碚鞴獾膫鞑ザM(jìn)的一個抽象工具，它是一個理想模型，而不是真實存在的。（光線的定義，利用初中物理中的理想模型法。同樣利用理想模型法的，是磁感線。）光沿直線傳播的現(xiàn)象及應(yīng)用光沿直線傳播的現(xiàn)象①影子的形成：光在傳播過程中，遇到不透明的物體，在不透明的物體后面，光照射不到，形成了相對黑暗的部分就是物體的影子。影子部分并非沒有光照到，而是光相對比較少。②日食、月食：日食：如圖2，發(fā)生日食時，太陽、月球、地球在同一條直線上，月球在中間，在地球上月球本影里的人看不到太陽的整個發(fā)光表面，這就是日全食，如Ⅰ區(qū)。在月球半影里的人看不到太陽某一側(cè)的發(fā)光表面，這就是日偏食如Ⅱ區(qū)，在月球本影延長的空間即偽本影里的人看不到太陽中部發(fā)出的光，只能看到太陽周圍的發(fā)光環(huán)形面，這就是日環(huán)食，如Ⅲ區(qū)。簡單說，日食就是月球的影子。日食現(xiàn)象印證了光的直線傳播。月食：如圖，發(fā)生月食時，太陽、地球、月球同在一條直線上，地球在中間，如下圖所示。當(dāng)月球全處于Ⅰ區(qū)時，地球上夜晚的人會看見月全食；若月球部分處于本影區(qū)Ⅰ、部分處于半影區(qū)Ⅱ時，地球上夜晚的人會看見月偏食，但要注意，當(dāng)月球整體在半影區(qū)時并不發(fā)生月偏食。簡單說，月食就是地球的影子。月食也印證了光的直線傳播。③小孔成像：用一個帶有小孔的板遮擋在屏幕與物體之間，屏幕上就會形成物體的倒像，我們把這樣的現(xiàn)象叫小孔成像，如圖4所示。成像特點：倒立、實像（所有實像都是倒立的）。成像大?。盒】壮上竦拇笮∨c物體和小孔的距離，光屏到小孔的距離有關(guān)。小孔成像的一個?？嫉慕?jīng)典案例：太陽穿過樹葉縫隙，在地上留下的圓斑。（2）光沿直線傳播的應(yīng)用①利用激光準(zhǔn)直引導(dǎo)掘進(jìn)機直線前進(jìn)。②排隊時看齊。③射擊瞄準(zhǔn)，瞄準(zhǔn)點、準(zhǔn)星、缺口三點一線?！纠?】2018年1月31日，月亮上演了“月全食血月+超級月亮+藍(lán)月”三景合一的天文奇觀，距離上次出現(xiàn)有150多年了，我國大部分地區(qū)都能看到這輪“超級藍(lán)色血月亮”。天空出現(xiàn)的“超級藍(lán)色血月亮”是月全食奇觀。月全食的形成主要是由于（）A．光的直線傳播 B．小孔成像 C．平面鏡成像 D．光的折射【解析】當(dāng)太陽、地球、月球在同一直線上，地球位于太陽與月球之間時，太陽發(fā)出的沿直線傳播的光被不透明的地球完全擋住，光線照不到月球上，在地球上完全看不到月球的現(xiàn)象就是月全食，月食是由光的直線傳播形成的。故選：A?！咀兪?】關(guān)于光的傳播，下列說法是正確的（）A．光只在空氣中才沿直線傳播 B．光在任何情況下都沿直線傳播 C．光在玻璃中不是沿直線傳播的 D．光在同種均勻介質(zhì)中沿直線傳播【解析】因為光只要在同一均勻介質(zhì)中就沿直線傳播，并不只在空氣中沿直線傳播，也不是總是沿直線傳播的，對于不均勻的介質(zhì)，即使是同一種介質(zhì)，其傳播方向也有可能發(fā)生改變；故選：D?！咀兪?】在探究樹蔭下光斑的綜合實踐活動中，為了研究孔的大小對光斑形狀的影響，小華設(shè)計了四種開有不同形狀孔的卡片甲，并用另一張卡片乙覆蓋在甲上，如圖所示。接著，從圖示位置沿箭頭方向水平移動乙，觀察光斑形狀的變化情況。下列合乎要求的是（）A． B． C． D．【解析】（1）C圖中隨著卡片乙向左移動，孔的形狀始終是三角形，并且逐漸變小，故C符合要求；（2）ABD三圖中隨著卡片乙向左移動，孔的形狀發(fā)生了變化，不符合要求。故選：C?？键c二光速（1）光的傳播速度：真空中的光速是宇宙中最快的速度，c=2.99792458×108m/s，光在空氣中的速度接近真空中的速度，計算中取c=3×108m/s。水中是真空的3/4，玻璃中是真空的2/3。（2）光年：光在1年內(nèi)傳播的距離。光年是距離單位，用來描述宇宙中天體間的距離。1光年=9.4608×1012km。（3）光與聲傳播的區(qū)別傳播是否需要介質(zhì)在空氣中的傳播速度不同介質(zhì)中的傳播速度聲可以在固、液、氣體中傳播，但傳播需要依靠介質(zhì)，真空中不能傳播空氣中15℃時的聲速為340m/s一般情況下聲速快慢關(guān)系為：光能在固液氣等透明介質(zhì)中傳播，也能在真空中傳播，傳播時不一定依靠介質(zhì)光在真空中的傳播速度為3×108m/s光在三種介質(zhì)中的快慢關(guān)系為：【例2】運動會上，終點計時員應(yīng)根據(jù)什么現(xiàn)象開始計時（）A．聽到槍聲和看到白煙都可以 B．看到白煙開始計時，因為煙霧看得清楚 C．聽到槍聲開始計時，因為槍聲聽得清楚 D．看到白煙開始計時，因為光速比聲速大得多【解析】聲音在空氣中的傳播速度為340m/s，光在空氣中的傳播速度為3×108m/s；因為光在空氣中的傳播速度遠(yuǎn)大于聲音在空氣中的傳播速度，所以在看到發(fā)令時散發(fā)的白煙按秒表計時較為準(zhǔn)確，故D正確，ABC錯誤。故選：D?！咀兪?】光年是光在傳播的距離，如果一年按365天計算，1光年＝m．離太陽系最近的恒星是半人馬座的“比鄰星”，距我們4.3光年，如果我們乘坐的航天器的速度是17km/s，到“比鄰星”旅游一趟大約需用年時間。（計算結(jié)果均保留兩位有效數(shù)字）【解析】1光年＝365×24×3600×3×108m≈9.5×1015m。到“比鄰星”旅游一趟（往返）大約需走的路程：S＝4.3光年×2＝8.6光年＝8.6×9.5×1015m；乘坐的航天器的速度：v＝17km/s＝17000m/s；需用時間：t＝＝≈4.8×1012s≈1.5×105年。故答案為：一年內(nèi)；9.5×1015；1.5×105。1．如圖所示的實驗中，能夠說明光沿直線傳播的是（）A．鳥的影子的形成 B．潛望鏡觀察物體 C．兩鏡相連，鼻子“長”在上 D．鉛筆在水中彎折【解析】A、影子是由于光照射到不透明的物體形成的陰影部分，是由于光的直線傳播形成的，故該選項符合題意；B、借助潛望鏡觀察物體屬于平面鏡成像，是利用光的反射原理，故該選項不符合題意；C、兩鏡相連，鼻子“長”在上，屬于平面鏡成像，故該選項不符合題意；D、鉛筆在水杯中彎杯，屬于光的折射現(xiàn)象，該選項不符合題意；故選：A。2．早在戰(zhàn)國時期，我國古代著名教育家、思想家墨子就在研究小孔成像的現(xiàn)象。如圖所示，他用蠟燭作為光源，在木板上鉆了一個小孔，發(fā)現(xiàn)透過小孔的光能在墻壁上形成一個倒立的像。下列說法正確的是（）A．小孔成的像是正立的像，遵循光沿直線傳播原理 B．保持蠟燭和墻的位置不變，將木板向靠近墻的方向移動，蠟燭在墻上的像會變大 C．木板上的小孔可以是三角形的 D．蠟燭在墻上成的像是虛像【解析】AD、蠟燭在墻上成的像是倒立的實像，故AD錯誤；B、因為光是沿直線傳播的，將木板向靠近墻的方向移動，蠟燭在墻上的像會變小，故B錯誤；C、小孔成像成的是物體的像，與小孔的形狀無關(guān)，不一定是圓形的，木板上的小孔也可以是三角形的，故C正確。故選：C。3．下列關(guān)于光的傳播速度的幾種說法中，正確的是（）A．光的傳播速度為3×108m/s B．光和聲音一樣，不能在真空中傳播 C．光在真空中的傳播速度為最大 D．光在玻璃中的傳播速度比在真空中大【解析】A、光在真空中的傳播速度為3×108m/s，所以A不正確；B、聲音的傳播需要介質(zhì)，光可以在在真空中傳播，所以B不正確；C、光在真空中的傳播速度是宇宙中最大的速度，所以C正確；D、光在玻璃中的傳播速度是真空中，比在真空中小，所以D不正確。故選：C。4．百米競賽時，關(guān)于終點計時員計時的說法，正確的是（）A．看到發(fā)令槍冒白煙時開始計時，會使運動員成績偏低 B．看到發(fā)令槍冒白煙時開始計時，會使運動員成績偏高 C．聽到發(fā)令槍響開始計時，會使運動員成績偏低 D．聽到發(fā)令槍響開始計時，會使運動員成績偏高【解析】百米賽跑場上記時裁判從看到發(fā)令槍冒白煙開始記時，而不是聽到槍聲時計時。如果聽到槍聲才計時，因為光速比聲速大，聲音傳播需要時間多，這樣少計了些時間，聽到槍聲才開始計時，說明槍聲已經(jīng)傳播100米到達(dá)終點時才開始計時，測得時間肯定少了，少的時間為t＝＝≈0.294s，這樣就提高了他的成績。故選：D。5．北宋的沈括在《夢溪筆談》中記敘了光的直線傳播和小孔成像的實驗。他首先直接觀察鳶（老鷹）在空中飛動，地面上的影子也跟著移動，移動的方向與鳶飛的方向一致。后在紙窗上開一小孔，使窗外飛鳶的影子呈現(xiàn)在室內(nèi)的紙屏上，結(jié)果觀察到“鳶東則影西，鳶西則影東?！遍喿x了上述材料后，你認(rèn)為下列哪種說法是正確的（）A．“鳶東則影西，鳶西則影東”所描述的現(xiàn)象是小孔成像 B．沈括觀察到“鳶在空中飛動，地面上的影子也跟著移動”是小孔成像 C．小孔成像可用光的反射現(xiàn)象解釋 D．小孔成像時像移動的方向與物移動的方向相同【解析】（1）在紙窗上開一小孔，使窗外飛鳶的影子呈現(xiàn)在室內(nèi)的紙屏上，觀察到“鳶東則影西，鳶西則影東”其實就是小孔成像的特點：倒立的實像。正因為小孔成像是倒立的，才有“鳶東則影西，鳶西則影東”的現(xiàn)象，即二者的移動方向相反。故A正確、CD錯誤；（2）沈括觀察到“鳶在空中飛動，地面上的影子也跟著移動”是影子的成因，是光的直線傳播形成的，因為光被擋住了，沒有光的區(qū)域才變暗，所以選項B錯誤。故選：A。6．在模擬日食、月食的實驗中，王老師畫了圖示。如果地球上觀察到日食，這些人應(yīng)該是位于（選填“甲”或“乙”）處，此時月亮在處（選填“A”、“B”或“C”）【解析】日食是我們看不見太陽或者是只能看見部分太陽，是由于月亮擋住了太陽照向地球的光，所以我們看不見或只能看見部分太陽；如果地球上觀察到日食，這些人應(yīng)該是位于甲處，此時月亮在B處。故答案為：甲；B。7．如圖所示，某興趣小組在空易拉罐底部中央戳個小圓孔，將頂部剪去后，蒙上塑料薄膜，制作成簡易針孔照相機（如圖a所示）。（1）將其水平放置，在左側(cè)固定一只與小孔等高的小燈泡，燈泡發(fā)光時，可在塑料薄膜上看到燈絲（選填“正立”或倒立）的像；若水平向左移動易拉罐，像的大小將會（選填“變大”、“變小”或“不變”）。（2）若將易拉罐做成可左右伸縮的結(jié)構(gòu)（如圖b所示），保持圓孔到燈泡距離不變，將薄膜所在處向小孔右方拉伸。拉伸過程中，塑料薄膜上所成的像將（選填“變大”、“變小”或“不變”）；若只將圓孔改為三角形小孔，則像的形狀（選填“改變”或“不變”）?！窘馕觥浚?）①燈泡發(fā)出的光經(jīng)過小孔后照到孔后面的塑料薄膜上形成的像，是由實際光線匯聚而成的；燈絲上部的光線經(jīng)小孔后照到下部，下部的光線照在上部，因此像是倒立的；因此物體經(jīng)小孔成像，成的是倒立的實像；所以：燈泡發(fā)光時，可在塑料薄膜上看到燈絲倒立的實像；②孔到塑料薄膜（光屏）的位置不變，若水平向左移動易拉罐，燈（物）與孔的距離變小，像將會變大；（2）保持圓孔到燈泡距離不變，即物與孔的距離不變，將薄膜所在處向小孔右方拉伸，孔到薄膜的距離變大，則像變大；在小孔成像中像的形狀與物的形狀相同，與小孔的形狀無關(guān)，所以若只將圓孔改為三角形小孔，則像的形狀不變。故答案為：（1）倒立；變大；（2）變大；不變。8．綜合實驗活動：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，如圖所示，光斑的形狀與什么因素有關(guān)呢？光斑又如何形成的呢？對此小明決定探究，他們猜想光斑的形狀：a．與樹葉形狀有關(guān)，光斑是樹葉的影子；b．與樹葉間空隙形狀有關(guān)；c．與樹葉間空隙大小有關(guān)。（1）根據(jù)所學(xué)知識，可確定猜想a（填“合理”或“不合理”）。（2）為驗證猜想b，小明讓帶孔卡片，離地面白紙較近，如圖甲所示，發(fā)現(xiàn)白紙上的光斑都是圓形，說明小孔成像時的形狀與小孔形狀（選填“有關(guān)”或“無關(guān)”）（3）為驗證猜想c，如圖乙，讓帶孔的甲紙板離地面白紙的距離不變。讓乙紙板向左運動，使孔徑越來越小，你覺得選圖實驗最科學(xué)，實驗時，當(dāng)孔徑小到一定程度時，發(fā)現(xiàn)白紙上的光斑由孔的形狀變成圓形。這說明小孔形成的光斑與小孔的形狀。（選填“有關(guān)”或“無關(guān)”）（4）通過探究，他們初步得到了以下結(jié)論，光斑（填光斑的形狀）一般是太陽的像，光斑的形狀與樹葉間空隙形狀、樹葉間空隙大小、樹葉間空隙與地面的距離有關(guān)?！窘馕觥浚?）猜想a，光斑是樹葉的影子，因為光斑是小孔成像現(xiàn)象，不是影子，所以不合理；（2）根據(jù)控制變量法可知：驗證“光斑的形狀與樹葉間空隙形狀（即孔的形狀）有關(guān)”時，改變孔的形狀，觀察光斑的形狀，當(dāng)白紙上的光斑都是圓形時，說明小孔成像時像的形狀與小孔形狀無關(guān)；（3）為驗證猜想c：與樹葉間空隙大小有關(guān)，要控制孔的形狀不變，只改變孔的大小，如圖乙，讓帶孔的甲紙板