内容正文:
第三章 光 现 象
三、 光的直线传播
1. 如图所示,小明想通过A、B两张纸片上的小孔看见烛焰,他应将烛焰、两
个小孔和人眼调到 上,这样操作的依据是_________________
.操作过程中,他还在B纸片上看到了一个烛焰的像,
这个像是 (正立/倒立)的.
2. ★物理学中常用光线来表示一束光.光线表示了光的传播路径和 ,而忽略了
光的亮度、 (写出一条即可)等其他性质.
同一直线
光在同种均匀介
质中沿直线传播
倒立
(第1题)
方向
色彩(合理即可)
方法归纳
模型法在描述光传播时的应用
为了便于研究,往往要根据研究对象的主要特征,用简化的图形或模型来表示研究对象,这种研究方法称为模型法.光线就是表示光的传播路径与方向的模型.光线并不是真实存在的,而是为了研究方便,人们假想的物理模型.
3. 光在不同介质中传播的速度一般 ,光在 中传播的速度最大,约为
m/s.发生雷电时,先看到闪电,后听到雷声,这是由于
.
4. 我国宋代学者沈括的《梦溪笔谈》中有如下记载:“鸢东则影西,鸢西则影东.”其
大意是在纸窗上戳个小孔,让窗外飞鸢的像成在屋内的纸屏上,结果观察到影子的方向跟鸢飞的方向正好相反.关于沈括所记载的这一现象,下列说法中正确的是( )
A. 此现象实际上是由于沈括当时观察有误
B. 此现象描述的是小孔成像
C. 小孔成像时像移动的方向与物体移动的方向相同
D. 若鸢向北飞,则像向东飞
不同
真空
3×108
空气中的光速大于
声速
B
5. 有下列实例:① 排队时,前面的同学挡住了后面的同学;② 射击瞄准要“三点一
线”;③ 晚上学习时,手挡住灯光后看不清字;④ 激光引导掘进机开凿大山隧道.其中利用了光沿直线传播的是 ( )
A. ①②③ B. ②③④
C. ①②④ D. ①②③④
D
6. 太阳和月亮位于如图所示的位置,请你根据光的直线传播规律判断,在图中,当地球
上的人处于空间区域 区时,可以看到日偏食;处于空间区域 区时,可以看到日全食;处于空间区域 区时,可以看到日环食.(填数字)
2
[解析]1区是太阳光完全照射不到的区域,因此在1区会看到日全食;太阳的部分区域发出的光能照射到2区,因此在2区内会看到日偏食;在3区内看不到太阳的中间部分,但可以观察到太阳的边缘部分,因此在3区会看到日环食.
1
3
7. 如图所示,一个行人经过一盏路灯时,灯光照射人所形成的影子的长度变化是 ( )
A. 先变长后变短 B. 先变短后变长
C. 逐渐变长 D. 逐渐变短
B
[解析]行人经过路灯,先靠近再远离,靠近路灯时,影子变短;远离路灯时,影子变长.故B选项正确.
8. 如图所示,用自制针孔照相机观察烛焰,有下列四种说法:
① 薄膜上出现烛焰的像是倒立的.
② 薄膜上烛焰的像可能是缩小的,也可能是放大的.
③ 保持小孔和烛焰的距离不变,向后拉动内筒,烛焰的像变大.
④ 保持小孔和烛焰的距离不变,向前推动内筒,烛焰的像更明亮.
其中正确的是 ( )
A. ①②③④
B. ①③④
C. ①②
D. ③④
A
(第8题)
[解析]由于小孔左、右两侧都是空气,光在同一种均匀介质中沿直线传播,且不同光束经过小孔时互不干扰各自独立传播,所以烛焰上方发出的光束经过小孔后将射到薄膜的下方,烛焰下方发出的光束经过小孔后将射到薄膜的上方,薄膜上将出现烛焰倒立的实像,说法①正确;设物高为h,像高为h',物到小孔的距离为m、像到小孔的距离为m',则根据数学知识可知h'=,h与h'大小的关系有三种可能:h<h'、h=h'、h>h',所以说法②正确;根据h'的表达式可知,在h和m不变时,m'增大,h'也增大,所以说法③正确;根据h'的表达式可知,在h和m不变时,m'减小,h'也减小,烛焰射到薄膜上的光束将更集中,像将更明亮,所以说法④正确.
9. 一台激光器朝着月球发射激光信号,经过2.7s才接收到从月球返回的信号,那么月球
到地球的距离约为 ( )
A. 8.1×108m B. 4.05×105km
C. 8.1×105m D. 4.05×108km
B
[解析]光在真空中的传播速度为3×108m/s,光在空气中的传播速度与在真空中非常接近,可以近似地认为也是3×108m/s,激光从射向月球到反射回来共经过2.7s,所以激光从地球传播到月球需要的时间为1.35s,地球到月球的距离约为3×108m/s×1.35s=4.05×108m=4.05×105km.
10. ★如图所示,在井中P点处有一只青蛙.
(1) 请用光的示意图表示出青蛙观看到的天空范围大小.
(2) 若A点处有一只飞蚊,青蛙想看到该飞蚊,则至少需竖直向上跳跃到P'点处,请
在图中用光的示意图分析出P'点的位置.
如图所示
[解析]将P点分别与井口左边的端点、井口右边的端点相连,然后在直线上标出光线射向P点的箭头,即可得到两条射向青蛙眼睛的光线,这两条光线所夹区域就是青蛙的观察范围.由于青蛙竖直向上跳,因此可作一垂直于井底的辅助线,再将A点与井口右边的端点相连并延长至与该辅助线相交,交点即为P'的位置.
易错警示
根据光的直线传播规律作图时的注意事项
根据光的直线传播规律作图时,一是注意光线用实线画,二是注意用箭头标明光的传播方向,三是注意眼睛看到物体时光线的方向是射向眼睛的.
11. 如图所示为研究光的传播规律的小实验.
(1) 图甲中,为了显示激光在空气中的传播路径,可以在空气中点蚊香.图乙中,为
了显示激光在水中的传播路径,可以在水中加入少量的 ,可以得出光在均
匀的液体中是沿直线传播的.
A. 食用油或牛奶
B. 牛奶或咖啡
C. 咖啡或食用油
B
(2) 要得出“光是沿直线传播的”这一普遍结论,还需要再做一个光在 中传播的实验.
A. 酒精 B. 玻璃砖 C. 木块
(3) 实验结束后,某同学发现在玻璃缸中盛上清水,沿缸壁轻轻注入浓糖水,从侧壁水平照射激光,看到缸内光的路线如图丙所示,当搅拌缸中的水后,观察到光的路径呈直线,说明光沿直线传播的条件是 .
B
在同种均匀介质中
[解析](1) 因为食用油与水不能相混,所以不可以在水中加入少量的食用油,故选B.(2) 前面已经用气体和液体做了实验,为了获得普遍的规律,还需要研究光在固体中的传播路径,由于玻璃砖是透明的,而木块不是透明的,故还需要再做一个光在玻璃砖中的传播实验,故选B.(3) 缸中的水未搅拌、缸中的液体不均匀时,光沿曲线传播;缸中的水搅拌后、缸中的液体均匀时,光沿直线传播,说明光沿直线传播的条件是光在同种均匀介质中.
12. 如图所示,在光学实验室内,将一辆玩具汽车放置在白色背景板前.拉上窗帘,打开
光源A,让一束白光照向汽车,发现汽车呈现黄色,这是由于汽车 (吸收/反
射)了黄色光.若将另外一束红光照向汽车的影子,则影子区域此时呈现 色.
反射
红
[解析]因为不透明物体的颜色是由它反射的色光决定的,所以汽车呈现黄色,这是由于汽车反射了黄色光.因为汽车的影子成在白色背景板上,所以若将另外一束红光照向汽车的影子,则影子区域此时呈现红色.
13. 如图所示,AB为一物体,C是一个不透明的物体,若人眼在不同的区域1、2、3、4处
观察物体AB,则人眼完全看不到物体AB的区域有 ( )
A. 1处 B. 2处 C. 3处 D. 4处
A
[解析]区域1属于本影区,AB上发出的或它反射出来的光都不能经过该区域.
14. (2022·成都)“圭表”是我国古代一种先进的天文观测仪器,根据“表”在“圭”
面上影长的变化就能知道时节的更替.元代天文学家郭守敬改进了“圭表”,如图
甲所示,图乙是其示意图.他在“表”上方加一根架空的横梁,在“圭”面上放置一
个可移动的景符(有小孔的铜片).他利用改进后的“圭表”,精确推算出二十四节
气和一回归年的天数.请根据以上资料在图乙中画出横梁通过景符的小孔在“圭”
面上所成的影子,并标明两条光线的传播方向.
如图所示
[解析]横梁在圭面上所成的影子是由于光沿直线传播形成的,来自太阳的光被横梁挡住,图中过横梁两端的光线经过景符后与圭面处有交点,连接两个交点,即为横梁的影子.
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