2025年中考物理一轮复习 第二讲 光的直线传播

第二讲 光的直线传播 知 识 梳 理 一、光源 1.光源：自身能发光的物体叫做光源.例如：太阳、通电的电灯、燃烧的蜡烛、火把、萤火虫等. 2.分类 ①按光产生的原因分为自然光源(如太阳、萤火虫等)和人造光源(如通电的电灯、燃烧的蜡烛等). 按光产生时温度的高低分为热光源和冷光源. ②按发出光束的形状分为点光源和平行光源. ③注意点：判断一个物体是不是光源，关键是看它是否能发光.有的物体看上去虽然很亮(如月亮、放电影的荧幕、金星等)，但不是它们自身发光，而是其他光源发出的光照到这些物体上面被反射回的，因而它们不是光源. 二、光的直线传播 1.光的直线传播：光在同种均匀介质中是沿直线传播的.大量事实现象及实验说明光不仅在空气中、水中、玻璃中是沿直线传播的，在其他均匀介质中也都是沿直线传播的. 2.光线：由于光在同种均匀介质中是沿直线传播的，在物理学中，用一条带箭头的直线表示光的传播路径和方向，这条带箭头的直线叫做光线(光线是人们为了研究方便假想的一种物理模型，不是实际存在的). 三、光沿直线传播形成的现象 1.影子的形成：由于光沿直线传播，当光遇到不透明的物体时，就会被物体挡住，在物体后面光照不到的地方就会形成影子(如手影、皮影等). 2.日食、月食：由于光是沿直线传播的，当太阳、地球、月亮运转到同一条直线上时，中间的星体挡住了太阳射向另一个星体的光，于是便发生日食和月食.当月亮在中间时发生的是日食，当地球在中间时发生的是月食. 解释日食和月食的成因，并画图说明 月球运行到太阳和地球中间，月球居于地球和太 阳之间，三者在一条直线上，因月球挡住了太阳照 射到地球上的光形成日食. 月球运行到地球的影子区，地球居于月球和太阳 之间，三者在一条直线上，地球挡住了太阳射向月 球的光就发生了月食. 3.小孔成像：小孔成像是由于光沿直线传播形成的，所成的像是一个上下颠倒，左右相反的实像. 小孔成像的特点： ①小孔成像中所成的像是由实际光线会聚形成的，是实像. ②小孔成像中所成的像一定是倒立的. ③小孔成像时所成的像的形状跟物体的形状一样，与小孔的形状无关. ④小孔成像所成的像有缩小的、放大的和等大的.即“谁远谁大”. 四、光速 光速的公认值为( 光以一定的速度传播，其中光在真空中传播速度最快，一般计算取 ，在其他介质中的传播速度都比在真空的速度小.光在真空或空气中的传播速度是3.0×10⁸ m/s，光在水中的传播速度约为在真空中 ₄，在玻璃中的传播度约为在真空中 五、光谱 1.光谱：阳光经棱镜发生色散后，在光屏上形成各色光按顺序排列的彩色光带叫做光谱. 2.可见光谱：由红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫这七种色光形成的光谱. 3.太阳可见光谱之外还存在大量不可见辐射，在可见光谱中红光外侧的不可见射线叫做红外线，在紫光外侧的不可见射线叫做紫外线. ①红外线的作用和用途：根据红外线的热作用比较强制成热谱仪、红外线夜视仪、红外线体温计等；根据红外线可以进行遥控制成电视遥控器、空调遥控器等. ②紫外线的作用和用途：紫外线有杀菌作用制成消毒灯；根据紫外线能使荧光物质发光制成验钞机；紫外线能促使人体合成维生素 D促进钙的吸收. 六、物体的颜色 1.透明物体的颜色是由它能透过的色光的颜色决定的. 2.不透明物体的颜色跟它反射的颜色相同，吸收跟物体颜色不同的光. 精 讲 精 练 一、光的直线传播 【例题1】下列现象不属于光的直线传播的例子是( ) A.看不到不透明物体后面的物体 B.在路灯下出现电线杆的影子 C.太阳落到地平线以下还能看见 D.早晨穿过森林树叶空隙的太阳光 【例题2】太阳光通过一个“△”形小孔，在光屏上产生的光斑的形状是 ( ) A.三角形 B.正方形 C.倒三角形 D.圆形 【例题3】如图所示是月球的影区分布，当人随地球运动到 区时会看到日全食；运动到 区时会看到日偏食；运动到 区时会看到日环食.当人随地球运动到太阳和月球 区域时会看到月食. 【变式训练1】北宋的沈括在《梦溪笔谈》中记述了光的直线传播和小孔成像的实验，他首先直接观察鸢(老鹰)在空中飞动，地面上的影子也跟着移动，移动的方向与鸢飞的方向一致，然后在纸窗上开一小孔，使窗外飞鸢的影子呈现在室内的纸屏上，结果观察到“鸢东则影西，鸢西则影东.”阅读了上述材料后，你认为下列哪种说法是错误的( ) A.“鸢东则影西，鸢西则影东”所描述的现象是小孔成像 B.沈括观察到“鸢在空中飞动，地面上的影子也跟着移动”是小孔成像 C.小孔成像可用光的直线传播解释 D.小孔成像时像移动的方向与物移动的方向相反 【变式训练2】某年夏季，中国出现了日食奇观.小华借助小孔成像实验装置对“◯”形太阳进行观察，纸盒上扎有圆形小孔，则她在半透明光屏上看到像的形状是( ) 太阳 【变式训练3】请用数学方法推导，小孔成像的像距、物距、像的大小、物的大小之间的关系. 二、测光速 【例题1】如图所示是迈克尔逊用转动八面镜法测光速的实验示意图，图中 P 为可旋转的八面镜，S为发光点，T是望远镜，平面镜O 与凹面镜 B 构成了反射系统.八面镜距反射系统的距离为AB=L(L可长达几十千米)，且远大于OB 以及S 和T 到八面镜的距离.现使八面镜转动起来，并缓慢增大其转速，当每秒转动次数达到n₀时，恰能在望远镜中第一次看见发光点 S，由此迈克尔逊测出光速.以下分析正确的是( ) A.第一次光从A 点开始经一系列的反射再到达望远镜所用的时间为 B.八面镜从图示位置转四分之一圈过程中，能在望远镜中看见四次发光点 S C.测出光速c=16Ln₀ D.如果改八面镜为六面镜，且六面镜距反射系统的距离为 时，缓慢增大其转速，当每秒转动次数达到 六面镜从图示位置转六分之一圈时，恰能在望远镜中第一次看见发光点 S 【例题2】1849年，法国科学家斐索用如图所示的方法在地面上测出了光的速度.他采用的方法是：让光束从高速旋转的齿轮的齿缝正中央穿过，经镜面反射回来，调节齿轮的转速，使反射光束恰好通过相邻的另一个齿缝的正中央，由此可测出光的传播速度.若齿轮每秒转动n周，齿轮半径为r，齿数为P，齿轮与镜子间距离为d，则齿轮的转动周期为 ，每转动一齿的时间为 ，斐索测定光速 c 的表达式为c= . 【变式训练1】用转动八面镜法可以测光速，实验装置示意图如图所示. S为发光点，T为望远镜，平面镜 O 与凹面镜 B 构成了反射系统.八面镜 M距反射系统的距离AB 为L(L可长达几十千米)，且远大于OB 以及S 和T 到八面镜的距离.调整八面镜的位置直到通过望远镜能看到发光点S，然后使八面镜转动起来，并缓慢增大其转速(1秒内转过的圈数)，当转速达到n。时，恰能在望远镜中再一次看见发光点S，由此得到光速c 的表达式是 ( ) A. c=4Ln。 B. c=8Ln。 C. c=16Ln。 D. c=32Ln。 【变式训练2】光速的测定在光学的发展史上具有非常特殊而重要的意义.它不仅推动了光学实验的发展，也打破了光速无限的传统观念，引发了一场物理革命，爱因斯坦提出了相对论. (1)最初的光速值是根据丹麦科学家罗默的理论测出的.罗默对木星系进行了长期系统的观察和研究.他发现，离木星最近的卫星——木卫一绕木星运行，隔一段时间就会被木星遮食一次，这个时间间隔在一年之内的各个时间里并不是完全相同的.罗默在解释这个现象时说，这是因为光穿越地球轨道需要时间，最长时间可达22 min，已知地球轨道半径R =1.5×10⁸ km.请根据罗默的数据算出光速的大小. (2)如图乙所示是迈克尔逊用转动八面镜法测光速的实验示意图，图中 P 为可旋转的八面镜，S为发光点，T是望远镜，平面镜O 与凹面镜 B 构成了反射系统.八面镜距反射系统的距离为AB=L(L可长达几十千米)，且远大于OB 以及S和T到八面镜的距离.现使八面镜转动起来，并缓慢增大其转速，当每秒转动次数达到n。时，恰能在望远镜中第一次看见发光点S，由此迈克尔逊测出光速c.请写出测量光速的表达式. (3)一车厢以速度v在水平地面上行驶，车厢底部有一光源，发出一光信号，射到车顶.已知在车厢里的观察者测量到这一过程所用的时间为△t₀，如图(a)所示.另外一个观察者站在地面上，他测量到的这一过程所用的时间为 △t，如图(b)所示.研究表明不论观察者是站在车厢里还是在地面上，车厢的高度L。都是不变的，光在车厢里和地面上传播的速度都是c，试判断△t 和△t。哪一个更大一些，从中可以得出什么结论. 三、影子运动的变化及计算 【例题 1】如图所示，一个人从路灯的正下方匀速通过，他头部的影子相对地面如何运动? 【例题2】做平抛运动的物体的运动规律可以用如图所示的实验形象描述. (1)小球从坐标原点O 水平抛出，做平抛运动.两束光分别沿着与坐标轴平行的方向照射小球，在两个坐标轴上留下了小球的两个影子.则影子 1 做 运动，影子2做 运动. (2)如若在O点放一点光源S，同时在x 轴上某位置固定上一平行于y 轴的足够大光屏，则当小球自O点平抛过程中在光屏上的影子做 运动. 【例题3】小华身高为1.6m，为了测量路灯的高度，他从路灯正下方沿水平直线以1m/s的速度匀速走开.某时刻他的影长为 1.3m，再经过 2 s他的影长为 1.8m，则路灯距地面的高度为 ( ) A.7m B.8m C.9m D.10m 【变式训练1】夜晚有两个高矮不同的小朋友 A 和B，A比B 高，相距d.他们分别站在路灯下，O'点是路灯在地面上的投影. A、B两人的连线通过O'点，如图所示.他们头部分别在地面上留下两个影子A'和B'，相距d'，当两人沿过O'点的直线，以相同的速度行进时. A'和B'的距离将( ) A.不断增大 B.不断减小 C.先增大，后减小 D.先减小，后增大 【变式训练2】晚上，当你从路灯正下方经过并沿地面向前移动时，在相同的时间里 ( ) A.人移动的距离大于头部的影子移动的距离 B.人移动的距离小于头部的影子移动的距离 C.人移动的距离等于头部的影子移动的距离 D.以上三种情况都有可能 【变式训练 3】如图所示，在点光源O处向竖直墙面平抛一小球，则小球 小球在墙面上影子的运动为 ( ) A.匀加速运动 B.匀速运动 C.匀减速运动 D.变加速运动 四、太阳光谱 【例题1】下列关于红外线和紫外线的说法不正确的是( ) A.非典隔离病房里，使用紫外线消毒 B.儿童常晒太阳，接收紫外线照射，可以促进合成维生素 D C.红外线的主要特性是化学作用强，容易使照相机底片感光 D.一切物体发出的光中都有红外线 【例题2】验钞机发出的“光”能使钞票上的荧光物质发光；家用电器的遥控器发出的“光”，能用来控制电风扇、电视机、空调器等电器的开启与关闭.对于它们发出的“光”，下列说法中正确的是 ( ) A.验钞机和遥控器发出的“光”都是紫外线 B.验钞机和遥控器发出的“光”都是红外线 C.验钞机发出的“光”是紫外线，遥控器发出的“光”是红外线 D.验钞机发出的“光”是红外线，遥控器发出的“光”是紫外线 【变式训练1】电视机的开启、关闭及频道选择可以通过遥控器实现.遥控器用来控制电视机的是 ( ) A.红光 B.红外线 C.紫光 D.紫外线 【变式训练2】电视机的遥控器可以发射一种不可见光(红外线)，用它来传递信息，实现对电视机的控制.某 同学发现遥控器不对准电视机的控制窗口，而对着房中某些物体，按一下按钮，有时竟然也可以控制电视.这是因为 ( ) A.遥控器发出的红外线发生了反射 B.遥控器发出的红外线可以沿任意曲线传播 C.遥控器发出的红外线会自动拐弯 D.这种情况纯属偶然，没有什么科学依据 【变式训练3】太阳表面的温度约为 6 000 ℃，所辐射的电磁波中辐射强度最大的在可见光波段；人体的温度约为37 ℃，所辐射的电磁波中辐射强度最大的在红外波段.宇宙空间内的电磁辐射相当于约为零下270℃的物体发出的，这种辐射称为“3K 背景辐射”.“3K背景辐射”的波段为 ( ) A.γ射线 B. X射线 C.紫外线 D.无线电波 错 题 集 1.夜晚，人们仰望天空，有时能看到闪烁的人造地球卫星.地球赤道处有一观察者，在日落4小时后看到一颗人造地球卫星从头顶正上方高空中经过，设地球半径为R，则这颗人造地球卫星距赤道地面的高度至少为( ) A. R/2 B. R C.2R D.4R 2.日光灯的发光效率比白炽灯高，是一种节能光源，但车床照明不使用日光灯，主要原因是 ( ) A.日光灯是管形，因此看不清零件的细节 B.长期在日光灯照射下工作会感到疲劳 C.日光灯发光是不连续的，所以在它照射下观看转动的物体会产生错觉 D.日光灯下，不便于操作 3.早在公元前305年，著名天文家埃拉托色尼就已经测量出了地球的周长，与现代科学公认的地球周长的真实值相差不到0.1%.他在研究中发现，每年夏至这天，塞恩城(今埃及阿斯旺)正午的太阳光正好直射到城内一口深井的底部，而远在s千米以外的亚历山大城，夏至这天正午的太阳光却会使物体在地面上留下一条影子，他测得太阳光方向与竖直方向之间的夹角为θ°，由此得出地球的周长为 ( ) 千米 千米 千米 千米 4.江苏首条彩色公路亮相无锡环太湖公路十八湾路段，此路段在平面交叉口、人行横道线、下坡拐弯等处铺设3CSS彩色防滑材料，用三维彩色图案取代了白色的减速线.当夜晚汽车尾灯发出的红色光线照射到有红、黄、绿三种颜色的路面上时，我们看到的颜色分别是( ) A.红、黄、绿 B.绿、黄、红 C.红、黑、黑 D.黄、绿、红 5.太阳光通过三棱镜后，发生光的色散现象，会在白纸上产生七种颜色的光，假如把白纸换成绿色纸，则在绿纸上能看到的是 ( ) A.红、绿、蓝三种色光 B.黑色 C.彩色的光带 D.绿光 6.关于紫外线的用途，下列说法正确的是 ( ) A.电视机的遥控装置 B.适当的紫外线照射有助于人体合成维生素 D C.钞票上的防伪措施 D.军事设施上的夜视镜 7.电焊工人在焊接时，要戴上防护眼罩，这主要是为了( ) A.防止火星飞溅到眼睛上，把眼睛烫伤 B.防止紫外线对人眼的伤害 C.防止红外线对人眼的伤害 D.为了使眼睛看到焊接点 8.冬天，在商店购买的红外线烤火炉，使用时它发出淡红色的光，这是因为 ( ) A.红外线本身就是一种淡红色的光 B.烤火炉在发出红外线的同时还发出少量红色的光，红外线本身是看不见的 C.红外线中有一部分是看得见的，有一部分是看不见的，看得见的那一部分是淡红色 D.以上说法是错误的 9.无云的晴天里，某同学在操场上竖立一根直杆，地面上OA 是这根杆在太阳光下的投影，过了一段时间后，影子的位置移到了OB，且OA=OB，如图所示.则AB所指的方向是 ( ) A.东 B.西 C.南 D.北 10.垂直于凸透镜主光轴放有同样大小的红色发光体和紫色发光体，它们经凸透镜所成实像的像距相同.则 ( ) A.红色发光体的像较大 B.紫色发光体距透镜较远 C.红色发光体距透镜较远 D.两个发光体的像一样大 11.灯距地面的高度为h，身高为l的人以速度v匀速直线行走，如图所示. (1)有甲、乙两位同学对人的头顶的影子的运动情况分别谈了自己的看法，甲同学认为人的头顶的影子将做匀加速直线运动，而乙同学则依据平时看到的自己的影子的运动情况，认为人的头顶的影子将做匀速直线运动，你认为甲、乙两位同学对人的头顶的影子的运动情况的看法，谁的看法是正确的? 请说明你的判断依据. (2)求人影的长度随时间的变化率. 12.如图所示，在高为3.2m 处有一点光源S，在紧靠着光源S 处有一小球A 以初速 v。做平抛运动.若在落地点预先放置一竖直屏幕，不计空气阻力，小球 A 在屏幕上的影子 P 做什么运动? 经过0.4s影子的速度是多少? (g 取10 N/ kg) 拓 展 练 习 题 1.晚上，小明挑着一盏不带光源的工艺品小灯笼在家里玩.当把小灯笼移到发光面较大的吸顶灯正下方时(如图所示)，会在小灯笼正下方的水平白纸上出现一个影子，关于这个影子的形状，图中正确的是 ( ) 2.如图，在一张不透光的纸板上用针扎一个直径约1mm的小孔，让白炽灯泡发出的光穿过小孔射到白纸上，在白纸上可看到一个清晰的灯丝光斑，这是 (填“影子”或“小孔成像”)现象，它是由于光的 产生的.若其他物体保持不变，只让纸板向上移动，则白纸上的光斑将 (填“变大”“变小”或“不变”). 3.难遇的天文奇观——日全食现象，部分航模爱好者利用此难得的机会，进行了一项“日全食对伞降火箭模型留空时间有无影响”的科学探究.(伞降火箭发射上升到约100m高空后，降落伞会自动打开带着箭体返回地面，从发射到落地时间为留空时间) (1)本次科学探究的假设是 (2)他们选择5枚“长征二号”伞降火箭模型，使用同种规格的发动机(充填有等量火药)和降落伞，选择日食前、日全食时、日食后三个时间，在宁波大学分别进行三次发射.得到如下数据： 留空时间 发射时间 1号 2号 3号 4号 5号 平均值 8:00 2'11" 2'05" 1'40" 1'56" 2'03" 1'59" 9:40 1'07" 1'12" 1'02" 1'09" 1'20" 1'10" 11:20 2'04" 2'07" 1'58" 1'47" 2'14" 2'02" 对实验结果有如下解释，你认为合理的一个是 . A. 三次发射时间不同，太阳位置不同 B. 日全食发生时，气温突然下降，空气中上升气流减弱 C. 日全食发生时，日、地、月处于同一直线，伞降火箭受到的引力减小 (3)推动伞降火箭上升的动力，其施力物体是 (填“燃气”“空气”或“地球”). 4.如图甲所示，一束平行太阳光垂直水平地面 MN 射下，A为小铁球. (1)标出小铁球A 在甲图中位置时，其影子 A'在地面MN上的位置(用点表示即可)； (2)若小球在竖直平面内沿图中圆形虚线轨迹运动，请在图乙框中画出小球的影子在地面上运动的轨迹. 5.如图，伽利略1607年进行了世界上第一次测量光速的尝试.方法是：让两个人分别站在相距1.5km的两座山上，每个人拿一个灯，第一个人先举起灯，当第二个人看到一个人的灯时立即举起自己的灯，从第一个人举起灯到他看到第二个人的灯的时间间隔就是光传播3km的时间.但这种方法根本行不通.伽利略的实验未能成功.这个方法在原理上对不对? 请你分析伽利略失败的原因. 6.我国今年大部分地区雷电频发，已造成多人死亡，财产损失巨大.雷电发生时常常先看到闪电，后听到雷声.根据卫星统计，全球每分钟约发生 300次左右的闪击，其中云闪和地闪之比在中纬度约为 2.5：1，一次雷电产生的巨大声波，可以杀死空气中的细菌和微生物，使空气变得洁净起来，有利于我们的健康.雷电还能产生臭氧，我们都知道臭氧是地球生物的保护伞，它可以吸收大量的紫外线，使得生物免遭紫外线的伤害.另外雷电还能振松土壤，有利于农作物的生长.然而一次闪电产生的能量非常大，就是一个中等程度的闪击，耗散的功率也有10万千瓦，相当于一个小型核电站的输出功率，如果这些雷电活动一旦对大地产生放电，便会引起巨大的热效应、电效应和力，造成破坏和灾难.若每次闪电的平均持续时间为 电流约为2×10⁴ A,电压约为1×10⁸ V.试问: (1)雷电发生时，为什么先看到闪电后听到雷声? (2)为了防止雷电引起的灾害，请你提出两条防雷措施. (3)虽然雷电会给人类带来灾害，但是也会给人类带来有利的一面，请举出两例. (4)每次闪电释放的能量约为多少焦? 7.黑光诱虫灯是应用物理学原理治理害虫的一种专用设备，其结构和工作电路与普通的日光灯的基本相同，区别只是黑光诱虫灯灯管的材料和其内壁上所涂的荧光粉不同.有的黑光诱虫灯的灯管外侧加一层高压电网杀灭害虫，如图所示，有的是直接利用自然水源(如养鱼池等)杀灭害虫.黑光诱虫灯在正常工作时，会发出波长为365 nm的“光”，尽管这种“光”，人眼看不见，一些害虫却看得见.具有趋光特性的害虫见到这种“光”后即纷纷飞来，为进一步杀灭害虫创造条件. (1)为什么人眼看不见黑光诱虫灯发出的“光”，它发出的是红外线还是紫外线? [人的视觉频率范围：(0.43~ (2)尽管人眼看不见黑光诱虫灯发出的“光”，但技术人员仍然不允许我们用肉眼近距离地直接观察正在正常工作的黑光诱虫灯灯管.这是为什么? (3)请解释上述两种黑光诱虫灯是如何杀灭害虫的. 第二讲 光的直线传播 一、光的直线传播 【例题1】C 【解析】太阳发出的光要从很远的位置传过，由于大气层不均匀，所以光的传播方向要发生改变，因此我们看到地平线以下的太阳，是由于太阳发出的光穿过大气层时方向发生改变，不是沿直线传播过的，故C选项不属于光沿直线传播的实例. 【例题2】D 【解析】小孔成像时所成的像的形状跟物体的形状一样，跟小孔的形状没有关系.太阳光通过小孔在光屏上所成的像实际上就是太阳的像，因而是圆形的. 【例题3】a b、c d 之间 【变式训练1】B 【变式训练2】C 【解析】小孔成像为上下、左右均倒立的实像. 【变式训练3】解：如图，设物体为AB，长度为L，A'B'为像,长度为l,OC 垂直AB,则 OC 为物距u,OC'⊥A'B',则OC'为像距v. 根据三角形相似，可得 即 二、测光速 【例题1】C【解析】若P 为可旋转的八面镜：从A 点开始经一系列的反射再到达望远镜所通过的距离s=2L，因为八面镜P 从现在位置到下次再出现如图形状的状态时需要转八分之一圈，则当转速达到n。时，恰能在望远镜中再一次看见发光点S，故B错误；光从A点开始经一系列的反射再到达望远镜所用的时间为 故A 错误 故C正确；若P 为可旋转的六面镜：从A点开始经一系列的反射再到达望远镜所通过的距离： 所以六面镜 P从现在位置到下次再出现如图形状的状态时需要转六分之一圈.则当转速达到n'时，恰能在望远镜中再一次看见发光点S，所以光从A点开始经一系列的反射再到达望远镜所用的时间为 因为c= 所以六面镜P 每秒转动次数： 故D错误。 【例题 【变式训练1】C 【解析】从A 点开始经一系列的反射再到达望远镜所通过的距离s=2L， ∵八面镜M从现在位置到下次再出现如题图形状的状态时需要转八分之一圈.则当转速达到n。时，恰能在望远镜中再一次看见发光点S， ∴光从A 点开始经一系列的反射再到达望远镜所用的时间为 故选:C. 【变式训练2】 解： (2)由第一次看见发光点可知，光传播2L 的距离所用的时间等于八面镜转 ₈转所用的时间，即t1/8m。可得光速为 (3)在车厢内观察 在地面上观察( 结论：运动的参照系里时钟变慢. 三、影子运动的变化及计算 【例题1】解：设人身高为h，路灯离地面的高度为H，人的速度为v，经时间t，人从O点运动到A点，则影子由O点运动到B.由几何知识可知： 则 在上式中， 为人头部影子的速度，由此可见，人头部的影子做匀速直线运动. 【例题2】(1)匀速直线 自由落体 (2)匀速直线 【解析】(1)因为平抛运动在水平方向上做匀速直线运动，所以影子1做匀速运动，在竖直方向上做自由落体运动，所以影子2做自由落体运动. (2)设小球平抛运动的初速度为v，t时间内下落的高度为h，O点与屏间的距离为l，屏上影子在 T时间移动的位移为x. 根据图示，由数学知识可得： 又 则联立解得： 故即影子的位移与时间成正比，所以当小球自O点平抛过程中在光屏上的影子做匀速直线运动. 【例题3】B 【解析】如图所示，人的身高 ACG=EH=1.6m,路灯高为AB，第一次影子长为 CD=1.3 m,第二次影子长为 EF=1.8 m,2 s内人前进的距离CE=1m/s×2s=2m,根据题意得: 代入已知量可得： ① ② 由①②解得 可得:BC=5.2m,代入①可得:AB=8m 故选:B. 【变式训练1】D 【解析】如图所示： 设A小朋友身高为a，灯高度为h，若A小朋友向前移动x，则影子向前移动x₁，由相似三角形的性质可得 则 解得由两个影子 A'和B'，相距d'，以相同的速度行进时， A 小朋友影子与原影子的距离 B 小朋友影子与原影子的距离 因为 A比B高,即a>b, 此时影子相距 同理，当两人头部的影子达到重合后，再继续远离路灯时，因为A 比B 高，即a>b，此时 A 的影子会超过B的影子，两者的距离变化为：先减小，后增大. 此题也可假设A、B两人站在一起，则A 的影子比B长.两人一起往前走，由此可知，两人影子之间的距离会不断增大.现在A 站在B后，两人影子移动速度仍符合假设的规律，因此 A 的影子会先追上B 的影子，然后再超过它.所以A'和B'的距离会先减小，后增大. 故选:D. 【变式训练2】B 【解析】根据光的直线传播原理作出人与影子的示意图如图所示. 由图及相似三角形的知识可知：△OAB∽△OCD，由相似三角形的知识可得： 则 影子，因为 所以S人<S影子· 即：人移动的距离小于头部的影子移动的距离. 故选:B. 【变式训练3】B 【解析】由图中两个三角形相似可得： 而h= 联立解得： 即影子的位移与时间成正比，所以小球在点光源照射下的影子在墙上的运动是匀速直线运动，故B正确. 四、太阳光谱 【例题1】C 【解析】A.紫外线有杀菌的作用，非典隔离病房里，使用紫外线消毒，选项正确，不符合题意. B.紫外线能合成维生素D能促进钙的吸收，所以儿童、老人和孕妇常晒太阳.选项正确，不符合题意. C.红外线的热作用很强.紫外线化学作用很强.选项错误，符合题意. D.一切物体发出的光中都有红外线，物体温度越高，辐射红外线越强.选项正确，不符合题意. 【例题2】C 【解析】紫外线可以使钞票上的荧光物质发光，所以可以做成验钞机，故B、D错误；红外线可以用在遥控器上，遥控器发出红外线，实现了无线控制家中的用电器，方便人们的生活，故A错误，C正确. 故选：C 【变式训练1】B 【变式训练2】A 【变式训练3】D 错题集 1. B 【解析】假设地球是正圆形，最后看到太阳时它位于所处点的切线方向，日落后4 小时即地球转过60°.将人所在点和地心连线并延长，与切线的交点即为卫星的最低高度，最后再将地心和切点相连，即成一个锐角为30度的直角三角形，地心和卫星的连线为斜边，所以可以求得高度h=R. 故选:B. 2. C 【解析】白炽灯由于灯丝炽热而发光.所以是连续地发出光来.而日光灯是低压气体放电发光，若通的是直流电可以连续地发光，若通交流电发光就出现闪烁现象.如电源频率是50赫，发光亮暗每分钟就要改变 100次.只是因为闪光变化得很快和视觉暂留的作用，所以一般不易察觉.但在日光灯下观察运动的物体时，就会发现有抖动的感觉.因此一般灯光球场都不用日光灯照明，更何况车床是精密的加工工艺，为了保证生产的质量、安全和工人的眼睛健康就更不能使用日光灯照明了. 故选:C. 3. B 【解析】如图所示，角θ°所对应的弧长为s，则每 1度所对应的弧长是 ₀，则360度所对应的弧长，即地的周长为： 故选:B. 4. C 【解析】夜晚汽车尾灯发出的红色光线照射到红色路面上时，红光被反射，红光进入我们的眼睛，我们看到路面是红色的；夜晚汽车尾灯发出的红色光线照射到黄、绿色路面上时，红光被路面吸收，没有光线被反射，我们看到路面是黑色的. 故选:C. 5. D 【解析】假如把白纸换成绿色纸，绿纸只能反射绿光，吸收其他各种色光，则在绿纸上能看到的是绿光.故选:D. 6. B 【解析】A.红外线可以用来遥控，制成电视遥控器，故错误； B.紫外线能合成维生素 D，促使钙的吸收，故正确； C.紫外线能使荧光物质发光，制成验钞机来验钞，但钞票上的防伪措施与紫外线无关，故错误； D.军事设施上的夜视镜是利用红外线来工作的，故错误. 故选:B. 7. B 【解析】过强的紫外线能伤害人的眼睛和皮肤.电焊弧光中有强烈的紫外线，因此电焊工在工作时必须穿好工作服，并戴上防护眼罩. 故选:B. 8. B 【解析】电热丝的温度较高时，会放出红外线；由于红外线是不可见光，所以看到的淡红色的光并不是红外线. 故选:B. 9. A 【解析】太阳光沿直线传播照在杆上时，会在杆的后面形成杆的影子，太阳是自东向西移动的，它的影子向相反的方向移动，即向东移动. 故选:A. 10. C 【解析】由光的色散可知：紫光比红光的折射能力强，当红色发光体和紫色发光体离透镜的距离相同 时，紫色发光体所成实像的像距应该短，但题中垂直于凸透镜主光轴放有同样大小的红色发光体和紫色发光体，它们经凸透镜所成实像的像距相同.说明红色发光体距透镜较远. 故选:C. 11.解：设人从路灯处出发，人的路程与人影间的关系如图所示. 在时间t内，s人= vt,如图示由相似三角形知识得： 由于人做匀速直线运动，速度v是一个定值，h与L也是定值， 由此看见：人影s影与时间t成正比，人影做匀速直线运动； 人影的长度s影随时间的变化率 答：(1)乙的看法是正确的. 速度v、h、L是定值，根据人影路程s₁与时间t 的关系是 可知影路程s影与时间t 成正比，所以人影做匀速直线运动. (2)人影的长度随时间的变化率是 12.解：设B 点为小球轨迹中某一点，此时由 A 运动到B点水平距离为x，竖直距离为 y.此时影子由 P 运动到D，如图所示： 则有:x=v₀t₁ ① ② 根据三角形相似， 即 ③ 由于 P 点正下方是球的落地点，则有： ④ ⑤ 由④⑤可得：AP=0.8v₀ ⑥ 将①②⑥代入③,则有: 所以可知影子运动的距离与时间成正比，比例系数为 4. 所以影子 P 做匀速直线运动，速度为4m/s. 拓展练习 1. C 【解析】发光面较大的吸顶灯的光被灯笼遮挡后，在后边形成一个黑色的区域，叫做影子，即灯笼影子，是光的直线传播形成的，因为吸顶灯的面积较大，所以在灯笼影子的边缘是光线较暗的半影区，中间是没有光线的全影区，半影区与全影区没有明显界限，所以C符合实际情况. 故选：C 2.小孔成像 直线传播 变大 【解析】白炽灯泡发出的光沿直线穿过小孔射到白纸上，白纸上得到一个白炽灯泡灯丝的像，这是小孔成像现象，是由于光的直线传播形成的； 向上移动小孔时，小孔到灯泡之间的距离减小，小孔到白纸之间的距离变大，则像的大小变大. 3.(1)日全食对伞降火箭模型留空时间有影响 (2)B (3)燃气 【解析】(1)对此探究合理的假设：日全食对伞降火箭模型留空时间有影响. (2)该实验研究的是与日全食的关系，与太阳位置无关，故A错；当发生日全食时，太阳光被挡住，地表温度下降，热空气减少不利火箭留空，故B正确；若引力减小，那么落地时间会变长，而实际上留空时间变短了，故C错. (3)火箭向后喷出燃气使火箭上升，燃气对火箭产生向前的动力，其施力物体是燃气. 4.如图: 【解析】(1)由于光沿直线传播，太阳光被小球挡住，所以在地面上的影子是从A点向地面作垂线，和地面的交点，即为影子. (2)虽然小球沿图中圆形虚线轨迹运动，但是在每一点的影子，都是从这一点向地面作垂线，影子都在地面上，由于小球在竖直平面内沿圆形轨迹运动，根据圆的对称性，所以影子的轨迹在地面上是一条线段. 5.答：伽利略的测量原理是正确的，但这种方法是行不通的，原因有两个：一是光的传播速度很快，大约是3×10⁸m/s即 光传播3km的时间 这个时间是非常短的，用我们日常生活中的测量时间工具是测不出来的；二是没有考虑到人的反应时间，第二个人看到第一个人的灯时再举起自己的灯有一定的时间间隔，第一个人看到第二个人举起的灯再计时也需要一定的时间. 6.解：(1)闪电和雷声是同时发生的，声音的传播速度是340米/秒，光的传播速度是3×10⁸米/秒，那么我们先看到闪电，后听到雷声的原因是空气中光的传播速度大于声音的传播速度. (2)发生雷暴天气时，为了预防雷电引起的灾害，从避开雷电为入手点，预防措施有： ①高大建筑物要安装避雷针；②雷雨天不能接打手机； ③雷雨天不能在空旷的地上行走；④雷雨天不能在树下避雨 (3)发生雷暴天气时，从雷电对空气、大地及雷电产生的臭氧来分析，有利的有：①可以杀死空气中的细菌和微生物，使空气变得洁净起来，有利于我们的健康. ②雷电产生的臭氧可以吸收大量的紫外线，使得生物免遭紫外线的伤害.③雷电还能震松土壤，有利于农作物的生长.④一次雷电释放的能量很大，如果能加以利用，会成为新的能源. 10⁹J. 答：每次闪电释放的能量约为 7.解:(1)λ=365nm=3.65×10⁻⁷ m, 黑 光 诱 虫 灯 发 出 的“光”的频率： 由于 即黑光诱虫灯发出的“光”不在人的视觉频率范围内，所以人眼看不见黑光诱虫灯发出的“光”. 由于黑光诱虫灯发出的“光”的频率比可见光中频率最高的紫光还高，所以黑光诱虫灯发出的“光”是紫外线. (2)尽管黑光诱虫灯发出的紫外线不能引起人的视觉，但由于紫外线能灼伤眼睛的视网膜，损伤人的视力.所以不允许用肉眼近距离地直接观察正在正常工作的黑光诱虫灯灯管. (3)前一种方法是害虫被黑光诱虫灯发出的紫外线诱惑，在飞向灯管的过程中接触高压电网，被灭杀；后一种方法是黑光诱虫灯经水面成像，害虫飞向水中黑光诱虫灯的像落入水中被灭杀. 学科网（北京）股份有限公司 $$