第四章 光现象
第1节 光的直线传播
■重点01 光源
【例题1】下列物体不是光源的是
A.太阳 B.月亮 C.萤火虫 D.正在发光的灯
【解析】月亮自身不能发光,所以月亮不是光源;太阳、萤火虫、正在发光的灯自身可以发光,属于光源。故选:。
光源
定义:能够发光的物体都叫做光源.
分类:按其来源分为天然光源和人造光源.例如:太阳、萤火虫是天然光源;电灯、蜡烛是人造光源.
【闯关01】下列选项中,都是光源的是
A.恒星、月亮 B.恒星、点燃的蜡烛
C.恒星、蜡烛、光屏 D.恒星、关闭的日光灯
【闯关02】夏夜,月光皎洁,草丛里飞舞着亮莹莹的萤火虫,颇有“含明终不息,夜月空徘徊”的意境,此情景中
A.月亮不是光源,萤火虫不是光源
B.月亮不是光源,萤火虫是光源
C.月亮是光源,萤火虫是光源
D.月亮是光源,萤火虫不是光源
【闯关03】我们生活在一个五彩缤纷的世界里,光是主角。下列物体属于光源的是
A.璀璨的钻石 B.皎洁的月亮 C.火辣的太阳 D.明亮的铜镜
【闯关04】下列物体中,属于光源的是
A.月球 B.萤火虫
C.波光粼粼的水面 D.晃眼的黑板
■重点02 光沿直线传播
【例题2】如图所示为日晷。由于太阳光沿 传播,使晷针留下影子,古代人们通过影子的长短、指向来测定时间。
【解析】“日晷”是利用观察晷针的影子来判断时间的,影子是由于光在沿直线传播过程中遇到不透明的物体而形成的,故“日晷”是利用光沿直线传播原理来计量时间的。故答案为:直线。
光的直线传播
条件:光在同种均匀介质中是沿直线传播的.
事例:影子的形成、日食和月食、小孔成像等.
光线:为了形象地表示光的传播情况,通常用一条带箭头的直线表示光的传播径迹和方向,这样的直线叫光线.
注意:在小孔成像中,物体通过小孔成一个倒立的实像,像的形状只跟物体的形状相似,与孔的形状无关.
【闯关01】下列实例中不能用光的直线传播解释的是
A.日食 B.月食 C.手影的形成 D.水中倒影
【闯关02】如图所示,小明利用勾股定理测塔的高度,塔的影子是光的 形成的,光 (选填“可以”或“不可以” 在真空中传播。
【闯关03】在茂密的丛林中在地上总会看到一些大小不一的光斑,请问这些光斑是
A.圆形的,是太阳的虚像
B.树叶形成的,它是太阳的影子
C.圆形的太阳的实像
D.是树叶形成的叶子的影子
【闯关04】如图,在一个空罐的底部中央打一个小孔,再用一片半透明的塑料膜蒙在空罐的口上。将小孔对着烛焰,我们可以看到烛焰在薄膜上呈现的像,下列说法正确的是
A.当烛焰相对于小孔向上移动时,成像相对于小孔向下移动
B.适当增大小孔面积能使成像变大
C.小孔的形状影响着像的形状
D.转动罐,我们可以看到薄膜上的像随之转动
■难点 光速
【例题3】一束光从空气中垂直分界面射入玻璃时,光的传播方向 (填“改变“,”不变” ,光的传播速度 。(填“变大”,“变小”或“不变”
【解析】光从空气垂直水面射入玻璃中时,光的传播方向将不变;
光在玻璃中的传播速度为空气中传播速度的,因此一束光线从空气中垂直射到玻璃的表面时光的传播速度将变小。故答案为:不变;变小。
(1)光的传播速度:真空中的光速是宇宙中最快的速度,c=2.99792458×108m/s,光在空气中的速度接近真空中的速度,计算中取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年内传播的距离。光年是距离单位,用来描述宇宙中天体间的距离。1光年=9.4608×1012km。
【闯关01】下列说法正确的是
A.月亮是光源
B.激光准直是利用光沿直线传播
C.光总是沿直线传播的
D.光在透明介质中的传播速度都是
【闯关02】关于光的直线传播和光速,下列说法不正确的是
A.太阳光由空气斜射入水中光的速度变小
B.在小孔成像中,像的形状与小孔的形状有关
C.光年是长度单位
D.光在同种均匀介质中是直线传播的
【闯关03】设光在真空中的传播速度为,光在水中的传播速度为,光在普通玻璃中的传播速度为,则它们之间的大小关系是
A. B. C. D.
【闯关04】最近《三体》电视剧正在热播,老师在追剧时看到一个情节,由于老师计算能力不强,所以来问问大家,已经知道三体舰队的宇宙飞船速度可以达到光速的十分之一,而三体星系距离太阳系4光年。三体舰队如果以十分之一光速匀速航行,多少年会到达太阳系呢
A.4年 B.40年 C.400年 D.0.4年
■易错点 光与声音传播传播特点比较
【例题4】如图所示,汽车前方的盲区是由于车身设计的缘故,阻挡了驾驶员视线而形成的,盲区的形成是由于光的 。光在真空中的传播速度为 。现在汽车的排气管上都安装有消声器,消声器的作用是在 处减弱噪声。汽车的倒车雷达是利用 (选填“超声波”、“次声波”或“电磁波” 来工作的。
【解析】光在同种均匀介质中沿直线传播;故盲区的形成是由于光的直线传播;光在真空中的传播速度是宇宙中最快的速度,为。给汽车安装消声器是在声源处减弱噪声;倒车雷达利用反射的超声波来区分障碍物的距离,是利用了超声波传递信息。故答案为:直线传播;;声源;超声波。
光与声音传播传播特点比较
现象 相同点 不同点
光的传播 传播速度都与介质种类有关 能在透明物质中传播,能在真空中传播,光在真空中传播速度最大
声的传播 能在固体、液体和气体中传播,真空不能传声,一般情况下固体中声速最大
【闯关01】下列关于声和光的说法中,正确的是
A.声和光传播都需要介质
B.光速和声速一样大
C.声传播需要介质,光传播不需要介质
D.光的传播速度是
【闯关02】下列关于声音说法正确的是
A.声音在传播过程中音调逐渐降低
B.百米赛跑时,终点计时员应看到发令枪冒烟开始计时
C.医生用“超”给病人做检查,说明声音可以传递能量
D.公共场合要“轻声细语”,轻声指的是减小声音的音调
【闯关03】比较声音和光,下列说法正确的是
A.它们都可以在真空中传播
B.光的传播速度和声音差不多
C.声音在不同介质中的传播速度一般不同
D.光在不同介质中的传播速度相同
【闯关04】下列关于声和光的说法中,正确的是
A.声的传播需要介质,光的传播不需要介质
B.光速和声速一样大
C.光在空气中的传播速度为
D.光年是天文学上使用的时间单位
第四章 光现象
第1节 光的直线传播
1.如图所示的光现象中,与小孔成像原理相同的是
A.灯下手影 B.水中倒影
C.海市蜃楼 D.雨后彩虹
2.阳光灿烂的日子,行走在绿树成荫的街道上,常常见到地上有一些圆形的光斑,这些光斑是
A.树叶的影子 B.树叶的实像 C.太阳的虚像 D.太阳的实像
3.下列物体属于光源的是
A.平面镜 B.月亮 C.激光笔 D.钻石
4.下列物体中不属于光源的是
A.明亮的水面 B.燃放的烟花 C.发光的水母 D.燃烧的篝火
5.雨后的校园,景色分外美丽。下列现象属于光的直线传播是
A.雨后的彩虹 B.露珠下放大的叶脉
C.阳光照射树荫下的光斑 D.树木在水中的倒影
6.向月球发射激光,经后接收到月球表面反射回来的激光,则月球和地球之间的距离为(激光在空间传播速度
A. B. C. D.
7.下列光现象中,属于光沿直线传播形成的是
A.池塘里树的倒影
B.树荫中的圆形光斑
C.游泳池中的水看起来比实际浅
D.水杯中的吸管看起来发生弯折
8.“月掩火星”是地球、月亮和火星三者在一条直线上而出现的视觉现象。下列光现象与“月掩火星”奇观成因相同的是
A.手影游戏 B.海市蜃楼
C.交警服上的反光条 D.雨后彩虹
9.在硬纸板上剪出一个三角形 “△”的小孔,将它放在阳光下,调整纸板与地面之间的高度,使得地面上形成一个清晰的光斑。此光斑的形状是
A.圆形〇 B.三角形△ C.倒三角形▽ D.五角星形☆
10.如图,聚光灯照在女孩身上,则她的影子出现在图中的
A.方向 B.方向 C.方向 D.方向
11.如图为微信启动页,是由我国地球同步气象卫星“风云四号”拍摄的照片合成的。它寓意从“人类起源”到“华夏文明”的历史发展。下列说法中正确的是
A.光在真空中的传播速度为
B.地球同步卫星相对于地球是运动的
C.图中人的影子是由于光的直线传播形成的
D.卫星能够拍摄到地球,是因为地球是光源
12.生活中许多物体可以发光,下列物体中属于光源的一组是
A.太阳、月亮、工作的台灯
B.闪电、镜子、发光的水母
C.太阳、烛焰、波光粼粼的水面
D.火焰、工作的手电筒、发光的萤火虫
13.夜晚,小明沿着平直公路经过路灯,他头部的影子在地面上行进的轨迹可能是
A.沿着 B.沿着 C.沿着 D.沿着
14.皮影戏是中国民间古老的传统艺术。表演时,艺人们操纵鲁皮制作的人物剪影,在灯光照射下,屏幕上就会出现活动的影子。下列现象与皮影戏的光学原理相同是
A.月食的形成 B.湖面的倒影
C.海市蜃楼 D.用放大镜看报纸
15.通常,我们用 形象地描述光的传播路径和方向,这样的直线叫做 。
16.光年是天文学中常用的 单位,天狼星距离地球约.,即它发出的光在太空中需走 才能到达地球。
17.光在真空中的速度为 ;光在水中的速度比真空中的 (选填大、小或者相等)。
18.小金在学习光学知识的时候知道了光在真空中的传播速度为 ,通过查资料又知道了太阳到地球的距离大约是,聪明的小金算出了从太阳发出的光大约需要经 才能传播到地球上来。
19.日食是一种由光的 形成的天文现象。今年4月20日出现了首次日食,部分天文爱好者利用手机进行拍摄,并通过 波将这些照片发送到网络平台。
20.物理学中常用“光线”来表示一束光的传播路径和 ,而忽略了光的亮度、色彩等。“光线” (填“是”或“不是” 真实存在的。
21.《墨经》中最早记载了小孔成像现象,该现象由于光的 形成。如图为书中绘制的示意图,要让室内墙壁上的像看得更清楚,房间的亮度应较 。当室外的人靠近小孔时,他在墙壁上所成像的大小将变 。
22.某同学利用如图所示的装置,制作了一个“小孔成像观察仪”。此观察仪成像原理是 ;将小孔对准远处的景物,能在光屏上看见一个 (选填“正立”或“倒立” 的像;观察景物时,增大光屏与小孔之间的距离,则光屏上的像将 (选填“变大”、“不变”或“变小” 。
23.我国古代典籍、诗歌中有很多对物理现象的记载。沈括在《梦溪笔谈》中记述到“若鸢飞空中,其影随鸢而移”,其原理是光的 ;诗句“卧看满天云不动,不知云与我俱东”说明了运动和静止具有 性。
24.在图甲中的光屏上画出蜡烛经小孔所成的像。
25.如图所示,根据两人的影子画出光路图,找到光源的位置。
第四章 光现象
第1节 光的直线传播
1.【答案】
【解答】解:小孔成像是光的直线传播形成的;
、灯下手影是由于光的直线传播形成的,故符合题意;
、水中倒影属于平面镜成像,是由于光的反射形成的,故不符合题意;
、海市蜃楼是由于光的折射形成的,故不符合题意;
、雨后彩虹是由于光的折射形成的,故不符合题意。
故选:。
2.【答案】
【解答】解:树阴下的地面上出现的圆形光斑,是太阳光通过浓密的树叶中的小孔所成的太阳的像,是实像,是由光的直线传播形成的。
故选:。
3.【答案】
【解答】解:、平面镜可以反射光,本身不能发光,故错误;
、月亮本身变化发光,是反射太阳光,故错误;
、激光笔可以发光,是光源,故正确;
、钻石本身不能发光,不是光源,故错误。
故选:。
4.【答案】
【解答】解:明亮的水面自身不能发光,不是光源;燃放的烟花、发光的水母、燃烧的篝火自身能够发光,都是光源。故正确,错误。
故选:。
5.【答案】
【解答】解:、雨后彩虹是光的折射形成的,故不符合题意;
、露珠下放大的叶脉是光的折射形成的,故不符合题意;
、阳光照射树荫下的光斑是光的直线传播形成的,故符合题意;
、树木在水中的倒影是光的反射形成的,故不符合题意。
故选:。
6.【答案】
【解答】解:根据题意向月球发射激光,经后接收到月球表面反射回来的激光,那么激光从月球传到地球所用的时间为,
根据速度公式得,
故选:。
7.【答案】
【解答】解:、池塘里树的倒影属于光的反射,故不符合题意;
、树荫中的圆形光斑是由于光的直线传播形成的,故符合题意;
、游泳池中的水看起来比实际浅是光的折射形成的,故不符合题意;
、水杯中的吸管看起来发生弯折是光的折射形成的,故不符合题意。
故选:。
8.【答案】
【解答】解:“月掩火星”是地球、月亮和火星三者在一条直线上而出现的视觉现象,是由于光的直线传播形成的。
、手影游戏是由于光的直线传播形成的,与月掩火星的原理相同,故符合题意;
、海市蜃楼属于光的折射现象,故不符合题意;
、交警服上的反光条属于光的反射,故不符合题意;
、雨后彩虹属于光的折射现象,故不符合题意。
故选:。
9.【答案】
【解答】解:当太阳光通过纸上的“△”小孔时,由于光的直线传播,在地面上就会形成太阳的像,因此光斑的形状与太阳的形状一样,是圆形的,与孔的形状无关。
故选:。
10.【答案】
【解答】解:影子的形成是由于光在同种均匀介质中沿直线传播形成的,影子是光射到不透明物体后,在物体的背光一侧形成的,所以女孩的影子应该沿方向,故正确,错误。
故选:。
11.【答案】
【解答】解:、光在真空中的传播速度为,故错误;
、地球同步卫星相对于地球是静止的,故错误;
、图中人的影子是由于光在同种均匀介质中沿直线传播形成的,故正确;
、地球自身不能发光,不是光源,故错误。
故选:。
12.【答案】
【解答】解:、太阳、月亮、工作的台灯中,月亮自身不能发光,不是光源,故错误;
、闪电、镜子、发光的水母,镜子自身不发光,不是光源,故错误;
、太阳、工作的手电筒、波光粼粼的水面,波光粼粼的水面自身不能发光,不是光源,故错误;
、火焰、灯光、发光的萤火虫,自身都能发光,都是光源,故正确。
故选:。
13.【答案】
【解答】解:影子是由于光的直线传播形成,物体距离光源越远,则影子就越长。由于人行走的路径始终与路边石平行,根据三角形相似的知识,其头部所经过的路径一定与人行走的路径保持平行。
故错误,正确。
故选:。
14.【答案】
【解答】解:、月食现象的原因是地球挡住了太阳射向月球的光,是由光的直线传播形成的,故符合题意;
、湖中倒影属于平面镜成像,是由光的反射形成的,故不符合题意;
、海市蜃楼和放大镜使用是光的折射现象,故不符合题意。
故选:。
15.【答案】一条带箭头的直线;光线。
【解答】解:为了形象地表示光线,通常用一条带箭头的直线表示其传播的路径和方向。
故答案为:一条带箭头的直线;光线。
16.【答案】长度;8.7年。
【解答】解:光年是指光在真空中一年中传播的距离;故光年是长度单位;
天狼星距离地球为8.7光年,即光从天狼星传到地球需要8.7年。
故答案为:长度;8.7年。
17.【答案】;小。
【解答】解:光在真空中速度最大,其数值是;光在水中的速度比真空中的小,约为在真空中的速度的。
故答案为:;小。
18.【答案】;500。
【解答】解:光在真空中的传播速度最大,光在真空中的传播速度是。
从太阳发出的光传播到地球上的时间。
故答案为:;500。
19.【答案】直线传播;电磁。
【解答】解:日食是一种由光的直线传播形成的天文现象。今年4月20日出现了首次日食,部分天文爱好者利用手机进行拍摄,并通过电磁波将这些照片发送到网络平台。
故答案为:直线传播;电磁。
20.
【解答】解:(1)光线表示了光的传播路径和方向,而忽略了光的亮度、颜色、速度、频率等因素;
(2)在研究光的传播规律时常用一条带箭头的直线来表示光的传播路径和方向,这样的直线叫做光线,光线的建立用到了模型法,但光线不是真实存在的。
故答案为:方向;不是。
21.【答案】直线传播;暗;大。
【解答】解:小孔成像是由于光的直线传播形成的;
要让室内墙壁上的像看得更清楚,房间的亮度应较暗;
室外的人靠近小孔,光线发散程度更大,像距不变,所以像将变大。
故答案为:直线传播;暗;大。
22.【答案】光在同种均匀介质中沿直线传播;倒立;变大。
【解答】解:(1)小孔成像原理是光在同种均匀介质中沿直线传播;
(2)小孔成像时,像是倒立的实像;
(3)观察景物时,移动圆筒位置,增大光屏与小孔之间的距离,即像距变大,由小孔成像的规律可知,光屏上的像变大。
故答案为:光在同种均匀介质中沿直线传播;倒立;变大。
23.【答案】直线传播;相对。
【解答】解:(1)“若鸢飞空中,其影随鸢而移”,是因为光在同种均匀介质中沿直线传播,遇到鸢时在后面形成影子;
(2)“卧看满天云不动,不知云与我俱东”说明了运动和静止具有相对性。
故答案为:直线传播;相对。
24.【答案】见解答图。
【解答】解:过点和小孔画出一条光线交光屏于,再过点和小孔画出一条光线交光屏于,即的像为.如下图所示:
25.【答案】
【解答】解:将两人影子的顶端和两人头顶连接并延长可交于一点,点就是光源的位置,如下图:
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