内容正文:
第4章.光现象
第1节.光的直线传播
考点1:光源
1.定义:能 的物体叫光源,月亮 光源
2.分类
(1)自然光源:太阳、恒星、萤火虫、水母、灯笼鱼、虎头鱼
(2)人造光源:点燃的蜡烛(火把)、各种灯
3.注意:月球不是光源
考点2:光的直线传播
1.光沿直线传播的条件:光在 介质中沿 传播
如果介质不均匀,光的传播方向会发生改变
2. 光线:常用带箭头的直线来表示光的传播 和 。-----------------理想模型法
3. 3.光沿直线传播的现象:
(1)影子的形成:影子长短变化
①影的形成:光在传播过程中,遇到________的物体,在物体后面光因沿_______传播而不能到达的区域便产生影.如人影、手影、日食、月食等.
(2)日食
当月球转到地球和太阳之间,且在同一直线上时, 球就挡住了射向 球的太阳光,
形成 球的影子,这就是日食的形成
(3)月食
当地球转到月球和太阳之间,且在同一直线上时, 球就挡住了射向 球的太阳光,
形成 球的影子,这就是日食的形成
(2) 小孔成像
①成像作图:如图,O是小孔,请画出AB在MN上所成的像。
②小孔成像特点:成 立、 的 像
③像的形状:只与物体的 有关,跟 无关
④ 像的大小变化:保持物体到小孔距离不变,光屏到小孔距离越远,像越
保持光屏到小孔距离不变,物体到小孔距离越近,像越
4. 光沿直线传播的应用:
射击打把的三点一线、站纵队、木工检查木板是否平直、激光准直挖掘隧道、皮影戏
考点4:光速
(1)真空中的光速:c= m/s= km/s.
(2)光在其它介质中的传播速度:在____中传播速度最大,光在不同介质中传播速度不同
①空气中接近真空中的速度:c= m/s
②光在水中的传播速度为c,光的玻璃中的传播速度为c.
(3)下雨打雷时,雷声和闪电同时发生,我们总是先看到闪电后听到雷声,原因是
(4)光年:光在真空中传播一年通过的距离叫1光年。光年符号 ,它是 单位,
不是时间单位,1光年= m。
针对练习
类型一.利用光沿直线传播作图------小孔成像,影子形成,视野范围
1. 如图,O是小孔,请画出AB在MN上所成的像。
2.根据要求作图。在图中画出路灯S下小明的影长。
3.如图,一发光点S在木板AB的左边,木板上有一小孔,作出木板右侧S照亮的范围。
3题图
2题图
1题图
5. 如图,枯井中的青蛙位于井底O点“坐井观天”,
下图中青蛙通过井口观察范围正确的是( )
A. B. C. D.
5.(2023秋•新北区校级期中)小明在学习“光的传播”时,看到老师的一个演示实验,过程如下:
①用激光笔射向水中,观察到光线是一条直线如图所示;
②在A点处用漏斗向水中慢慢注入海波溶液,观察到光线发生了弯曲;
③经搅拌后,观察到光线又变直。
小明根据上述现象得出的结果,正确的是( )
A.光在海波溶液里不能沿直线传播 B.光只有在水中才沿直线传播
C.光在同一种均匀介质中才沿直线传播 D.光的传播需要介质
6.(2023秋•清河区校级期中)在玻璃缸中倒入清水,接着往玻璃缸中倒入大量的盐,然后让一束激光射入盐水中,如图所示,激光沿 (选填“直线”或“曲线”)传播,原因是 ,这说明光沿直线传播是有条件的:介质应当具有 特点。
7.学习了光学知识以后,爱动脑筋的锐锐和辰辰同学想自己探究小孔成像现象,如图所示,他们在两个空罐的底部分别打上一个圆孔和一个方孔,再用两片半透明的塑料膜蒙住罐口,分别将小孔对着烛焰和灯丝,可看到烛焰和灯丝通过小孔所成的像。
(1)分析比较甲、乙两图,可以得出结论:像的形状与 无关;
(2)分析比较甲、丙两图,可以得出结论:像的形状与 有关;
(3)通过实验,可以看到烛焰和灯丝在塑料膜上成的都是 (选填“正立”或“倒立”)的实像,说明小孔成像的原理是: 。
(4)晴天在树荫下的圆形光斑就是 通过树叶间的小孔在地面上所成的像。
8.(2024•江都区二模)如图所示,找一个空的易拉罐,用钉子在易拉罐底部的中央扎一个小孔,将易拉罐的顶部剪去后,蒙上一层塑料薄膜,这样就制成了一个针孔照相机,其实就是小孔成像的实验装置。将点燃的蜡烛置于小孔前的适当位置,观察并研究小孔成像特点:
(1)烛焰在塑料薄膜上所成的像是 (选填“实像”“虚像”);
(2)如果易拉罐底部小孔是三角形,则他在半透明纸上看到的像是 ;
A.三角形光斑 B.圆形光斑 C.烛焰的正立像 D.烛焰的倒立像
(3)将蜡烛逐渐靠近小孔时,则人眼看到的塑料薄膜上的像将 (选填“变大”“变小”“不变”);
(4)请根据本实验探究过程分析,晴天树荫下的圆形光斑大小不一的原因是 。
9. 下列物体不是光源的是( )
A.明亮的篝火 B.点燃的蜡烛 C.电影的幕布 D.耀眼的太阳
10.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.从太空看到蓝色地球、镜子、发光的水母
C.火焰、闪电、发光的萤火虫 D.太阳、烛焰、波光粼粼的水面
11.研究光现象时,建立了“光源”“光线”两个概念,其中 是为了描述物理现象建构的模型,真实并不存在;我们作出“明亮的月亮不是光源”的判断,依据是 。
12.光在同种 介质中沿直线传播,用 来表示光的传播路径和方向。
13.夜晚过路的人,经过一盏路灯时,灯光照射下所形成的影子长度变化( )
A.逐渐变短 B.逐渐变长
C.先变长后变短 D.先变短后变长
14.(2018•扬州)太阳光通过树叶间的空隙,在地上形成许多圆形的光斑,这些圆形光斑是( )
A.树叶的虚像 B.树叶的实像
C.太阳的虚像 D.太阳的实像
15.“日晷”是我国古代发明的计时工具,如图所示,
它是根据 原理制成的。如果阴影由长变短,
则表示时间为 (填“上午”或“下午”)。
16.光在 中传播的速度最大,数值为 m/s,光在水、玻璃、空气中传播速度由大到小的排列顺序是 。
17.广西壮族自治区是全国唯一的永久备战区,广西军训更是文明全国。在军训中,喊出“愿以吾辈之青春,捍卫盛世之中华”的口号。口号声通过 传递到每一个学子的耳中,让人热血沸腾,教官传授瞄准射击要领时强调要“三点一线”,这是利用了光在 中沿直线传播原理。
18.(2024•宁德一模)立竿测影是中国古代天文学观测天体位置、划分节气等不可缺少的方法之一,
立竿的影子由于光的 而形成。太阳到地球的距离大约是1.5×1011m,太阳发出的光
要经过 s才能到达地球。(光速c=3×108m/s)
19.八年级上册物理复习结束后,小南梳理了有关“波”的知识,知道了“波”既具有能量也能传递 。他列出了如下的对比表,其中说法错误的是 (只填序号)。
波的种类
声波
光波
传播速度
①声波在固、液、气三种状态中的传播速度一般不同
②光波在真空中的传播速度最快,是3×105m/s
传播介质
③声波的传播不需要介质
④光波的传播一定需要介质
应用举例
⑤超声波用于医院里的B超检查
⑥激光为掘进隧道引导方向
20.《墨经》中记载了光沿直线传播的现象下列选项中光现象与《墨经》中的这一现象原理不一致的是( )
A.雨后彩虹 B.一叶障目
C.瞄准射击时的“三点一线” D.凿壁偷光
21.为实现我国的探月计划,科学家曾测出从地球发射的激光到达月球并返回地面所有的时间约为2.56s,若光在空气(或真空中)的传播速度为3×108m/s,求:
(1)光从地球到达月球的时间是多少?
(2)地球和月球之间的距离是多少?
22.声音在空气中传播速度为340m/s,在距离地面17km远的云朵处产生的雷声,径直传向地面。求:
(1)为什么地上的人看到闪电的瞬间,并没有听到雷声?
(2)地上的人听到雷声需要多长时间?
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$$第4章.光现象
第1节.光的直线传播
考点1:光源
1.定义:能 自行发光 的物体叫光源,月亮 不是 光源
2.分类
(1)自然光源:太阳、恒星、萤火虫、水母、灯笼鱼、虎头鱼
(2)人造光源:点燃的蜡烛(火把)、各种灯
3.注意:月球不是光源
考点2:光的直线传播
1.光沿直线传播的条件:光在 同种均匀 介质中沿 直线 传播
如果介质不均匀,光的传播方向会发生改变
2. 光线:常用带箭头的直线来表示光的传播 路径 和 方向 。-----------------理想模型法
3. 3.光沿直线传播的现象:
(1)影子的形成:影子长短变化
①影的形成:光在传播过程中,遇到_不透明_的物体,在物体后面光因沿__直线__传播而不能到达的区域便产生影.如人影、手影、日食、月食等.
(2)日食
当月球转到地球和太阳之间,且在同一直线上时, 月 球就挡住了射向 地 球的太阳光,
形成 月 球的影子,这就是日食的形成
(3)月食
当地球转到月球和太阳之间,且在同一直线上时, 地 球就挡住了射向 月 球的太阳光,
形成 地 球的影子,这就是日食的形成
(2) 小孔成像
①成像作图:如图,O是小孔,请画出AB在MN上所成的像。
②小孔成像特点:成 倒 立、 放大,缩小或等大 的 实 像
③像的形状:只与物体的 形状 有关,跟 孔的形状 无关
④ 像的大小变化:保持物体到小孔距离不变,光屏到小孔距离越远,像越 大
保持光屏到小孔距离不变,物体到小孔距离越近,像越 小
4. 光沿直线传播的应用:
射击打把的三点一线、站纵队、木工检查木板是否平直、激光准直挖掘隧道、皮影戏
考点4:光速
(1)真空中的光速:c= 3 x 108 m/s= 3 x 105 km/s.
(2)光在其它介质中的传播速度:在_真空_中传播速度最大,光在不同介质中传播速度不同
①空气中接近真空中的速度:c= 3 x 108 m/s
②光在水中的传播速度为c,光的玻璃中的传播速度为c.
(3)下雨打雷时,雷声和闪电同时发生,我们总是先看到闪电后听到雷声,原因是 光速比声速快得多
(4)光年:光在真空中传播一年通过的距离叫1光年。光年符号 L · y ,它是 长度 单位,
不是时间单位,1光年= 9.46 x 1015 m。
针对练习
类型一.利用光沿直线传播作图------小孔成像,影子形成,视野范围
1. 如图,O是小孔,请画出AB在MN上所成的像。
2.根据要求作图。在图中画出路灯S下小明的影长。
3.如图,一发光点S在木板AB的左边,木板上有一小孔,作出木板右侧S照亮的范围。
3题图
2题图
1题图
1题解:连接A点与小孔的下边缘,并延长与光屏MN相交于A'点;连接B点与小孔的上边缘,并延长与光屏MN相交于B'点,最后连接A'B',就是AB在光屏MN上所成的像A'B',如下图所示:
。
2题解:根据光的直线传播原理可知,光源S发出的光线和小明的顶端的连线与地面相交于一点,这点到小明的距离就是影长,如下图所示:
。
3题解:发光点S与小孔边缘连线的延长线所夹的范围,木板右侧S照亮的范围,如图所示:
4.如图,枯井中的青蛙位于井底O点“坐井观天”,
下图中青蛙通过井口观察范围正确的是( B )
A. B. C. D.
解:图中O点是青蛙的位置,将O点与井口左边的端点相连成一直线,将O点与井口右边的端点相连成一直线,然后在直线上标出箭头,即得到两条射向青蛙眼睛的光线,这两条光线就决定了青蛙的观察范围。
A图中光的传播方向标错了,C图中光线发生了偏折,因为光是沿直线传播的,所以C图也不正确;D图中不仅光线发生了偏折,而且光的传播方向也标错了,所以D图也不正确,只有B图是正确的。
故选:B。
5.(2023秋•新北区校级期中)小明在学习“光的传播”时,看到老师的一个演示实验,过程如下:
①用激光笔射向水中,观察到光线是一条直线如图所示;
②在A点处用漏斗向水中慢慢注入海波溶液,观察到光线发生了弯曲;
③经搅拌后,观察到光线又变直。
小明根据上述现象得出的结果,正确的是( C )
A.光在海波溶液里不能沿直线传播 B.光只有在水中才沿直线传播
C.光在同一种均匀介质中才沿直线传播 D.光的传播需要介质
解:从①中我们发现光在水中沿直线传播;而②中的光线不再沿直线传播不同于①的是介质不再均匀,③现象中的光线又沿直线传播,是由于经搅拌后,介质又变得均匀,故可以得出,光在同一种均匀介质中才沿直线传播。
故选:C。
6.(2023秋•清河区校级期中)在玻璃缸中倒入清水,接着往玻璃缸中倒入大量的盐,然后让一束激光射入盐水中,如图所示,激光沿 曲线 (选填“直线”或“曲线”)传播,原因是 盐水的密度不均匀 ,这说明光沿直线传播是有条件的:介质应当具有 同种均匀 特点。
解:光必须在同种均匀的介质中才是沿直线传播的,盐水的密度如果不均匀,光在盐水中传播路径就不是直线;光在均匀介质中是沿直线传播的。
故答案为:曲线;盐水的密度不均匀;同种均匀。
7.学习了光学知识以后,爱动脑筋的锐锐和辰辰同学想自己探究小孔成像现象,如图所示,他们在两个空罐的底部分别打上一个圆孔和一个方孔,再用两片半透明的塑料膜蒙住罐口,分别将小孔对着烛焰和灯丝,可看到烛焰和灯丝通过小孔所成的像。
(1)分析比较甲、乙两图,可以得出结论:像的形状与 孔的形状 无关;
(2)分析比较甲、丙两图,可以得出结论:像的形状与 物体的形状 有关;
(3)通过实验,可以看到烛焰和灯丝在塑料膜上成的都是 倒立 (选填“正立”或“倒立”)的实像,说明小孔成像的原理是: 光的直线传播 。
(4)晴天在树荫下的圆形光斑就是 太阳 通过树叶间的小孔在地面上所成的像。
解:(1)在甲图和乙图中不同的是孔的形状,但所成的像相同,故小孔成像(的形状)与小孔的形状无关;
(2)在甲图和丙图中不同的是物体的形状,所成的像也不同,故小孔成像(的形状)与物体的形状由物体的形状决定;
(3)观察三次成像可知:所成的像是倒立的实像,说明小孔成像的原理是光沿直线传播;
(4)树荫下的圆形光斑就是太阳通过树叶间的空隙所成的像,属于小孔成像。
故答案为:(1)孔的形状;(2)物体的形状;(3)倒立;光的直线传播;(4)太阳。
8.(2024•江都区二模)如图所示,找一个空的易拉罐,用钉子在易拉罐底部的中央扎一个小孔,将易拉罐的顶部剪去后,蒙上一层塑料薄膜,这样就制成了一个针孔照相机,其实就是小孔成像的实验装置。将点燃的蜡烛置于小孔前的适当位置,观察并研究小孔成像特点:
(1)烛焰在塑料薄膜上所成的像是 实像 (选填“实像”“虚像”);
(2)如果易拉罐底部小孔是三角形,则他在半透明纸上看到的像是 D ;
A.三角形光斑 B.圆形光斑 C.烛焰的正立像 D.烛焰的倒立像
(3)将蜡烛逐渐靠近小孔时,则人眼看到的塑料薄膜上的像将 变大 (选填“变大”“变小”“不变”);
(4)请根据本实验探究过程分析,晴天树荫下的圆形光斑大小不一的原因是 树叶缝隙到地面的距离 。
解:(1)蜡烛在塑料薄膜上所成的像是倒立的实像,其成像的原理是光的直线传播;
(2)蜡烛经小孔成倒立的实像,像的形状与蜡烛形状相同,像与小孔的形状无关,即蜡烛在塑料薄膜上成的像是蜡烛的倒立像,选D;
(3)由题意可知用易拉罐制成的针孔照相机的原理就是小孔成像,由光的直线传播可知小孔成的像是倒立的缩小的实像;因为光是沿直线传播的,当蜡烛靠近小孔时,所成的像将变大;
(4)形状不规则光斑和较小的圆形光斑的形成原理是相同的,光斑大小不一是因为树叶缝隙到地面的距离不同。
故答案为:实;D;变大;树叶缝隙到地面的距离不同。
9. 下列物体不是光源的是( C )
A.明亮的篝火 B.点燃的蜡烛 C.电影的幕布 D.耀眼的太阳
解:A、明亮的篝火,能够发光,属于光源,故A不符题意。
B、点燃的蜡烛,能够发光,属于光源,故B不符题意。
C、电影的幕布不能够发光,能够反射光,故C符合题意。
D、耀眼的太阳,能够发光,属于光源,故D不符题意。
故选:C。
10.生活中许多物体可以发光,下列物体中属于光源的一组是( C )
A.太阳、月亮、工作的台灯 B.从太空看到蓝色地球、镜子、发光的水母
C.火焰、闪电、发光的萤火虫 D.太阳、烛焰、波光粼粼的水面
解:A.太阳、月亮、工作的台灯中,月亮自身不能发光,不是光源,故A不正确;
B.从太空看到蓝色地球、镜子、发光的水母中,地球和镜子自身不发光,不是光源,故B不正确;
C.火焰、闪电、发光的萤火虫自身都能发光,都是光源,故C正确;
D.太阳、烛焰、波光粼粼的水面中,波光粼粼的水面自身不能发光,不是光源,故D不正确。
故选:C。
11.研究光现象时,建立了“光源”“光线”两个概念,其中 光线 是为了描述物理现象建构的模型,真实并不存在;我们作出“明亮的月亮不是光源”的判断,依据是 月亮自身不发光 。
解:研究光现象时,建立了“光源”“光线”两个概念,其中光线是为了描述物理现象建构的模型,真实并不存在;我们作出“明亮的月亮不是光源”的判断,依据是月亮自身不发光。
故答案为:光线;月亮自身不发光。
12.光在同种 均匀 介质中沿直线传播,用 光线 来表示光的传播路径和方向。
解:光在同种均匀介质中沿直线传播,用光线来表示光的传播路径和方向,光线是一种理想模型,并不真实存在。
故答案为:均匀;光线。
13.夜晚过路的人,经过一盏路灯时,灯光照射下所形成的影子长度变化( D )
A.逐渐变短 B.逐渐变长
C.先变长后变短 D.先变短后变长
解:当人在远处时,人与灯光的夹角小,形成的影子长;
当人逐渐走近路灯时,人与灯光的夹角会变大,此时形成的影子会变短;
当人经过路灯逐渐远离时,人与灯光的夹角又会变小,形成的影子再次变长。
故选:D。
14.(2018•扬州)太阳光通过树叶间的空隙,在地上形成许多圆形的光斑,这些圆形光斑是( D )
A.树叶的虚像 B.树叶的实像
C.太阳的虚像 D.太阳的实像
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:D。
15.“日晷”是我国古代发明的计时工具,如图所示,
它是根据 光的直线传播 原理制成的。如果阴影由长变短,
则表示时间为 上午 (填“上午”或“下午”)。
解:(1)该计时工具是根据影子的变化计时的,因为影子的形成是光的直线传播形成的,所以它的工作原理是光的直线传播;
(2)根据题意分析可得:物体的阴影由长而短、由短而长地映在晷面的刻度上,时间由上午到下午。晷针的阴影是由长变短地映在晷面上,可表示时间为上午。
故答案为:光的直线传播;上午。
16.光在 真空 中传播的速度最大,数值为 3 x 108 m/s,光在水、玻璃、空气中传播速度由大到小的排列顺序是 空气,水,玻璃 。
解:光在越稀疏的介质中传播越快,在真空中最快,速度是3×108m/s;
因在空气中传播速度接近在真空中的速度,在水中的传播速度是真空中的,在玻璃中的传播速度是真空中的。
所以光在水、玻璃、空气中传播速度由大到小的排列顺序是空气、水、玻璃。
故答案为:真空;3×108;空气、水、玻璃。
17.广西壮族自治区是全国唯一的永久备战区,广西军训更是文明全国。在军训中,喊出“愿以吾辈之青春,捍卫盛世之中华”的口号。口号声通过 空气 传递到每一个学子的耳中,让人热血沸腾,教官传授瞄准射击要领时强调要“三点一线”,这是利用了光在 同种均匀介质 中沿直线传播原理。
解:在军训中,喊出“愿以吾辈之青春,捍卫盛世之中华”的口号声是通过空气传递到每一个学子的耳中;
“三点一线”,即枪口标尺上的缺口、枪上的准星和射击目标要重合,这是因为光在同种均匀介质中沿直线传播。
故答案为:空气;同种均匀介质。
18.(2024•宁德一模)立竿测影是中国古代天文学观测天体位置、划分节气等不可缺少的方法之一,
立竿的影子由于光的 直线传播 而形成。太阳到地球的距离大约是1.5×1011m,太阳发出的光
要经过 500 s才能到达地球。(光速c=3×108m/s)
解:影子的形成是光的直线传播;
太阳发出的光到达地球的时间为t===500s。
故答案为:直线传播;500。
19.八年级上册物理复习结束后,小南梳理了有关“波”的知识,知道了“波”既具有能量也能传递 信息 。他列出了如下的对比表,其中说法错误的是 ②③④ (只填序号)。
波的种类
声波
光波
传播速度
①声波在固、液、气三种状态中的传播速度一般不同
②光波在真空中的传播速度最快,是3×105m/s
传播介质
③声波的传播不需要介质
④光波的传播一定需要介质
应用举例
⑤超声波用于医院里的B超检查
⑥激光为掘进隧道引导方向
解:“波”既具有能量也能传递信息;
①声在固、液、气三种状态中的传播速度不相同,固体传声最快,气体最慢,因此该说法正确;
②光在真空中的传播速度最快,是3×108m/s,该说法错误;
③声的传播一定需要介质,真空不能传声,该说法错误;
④光的传播不需要介质,可以在真空中传播,该说法错误;
⑤超声波用于医院里的B超检查离,该说法正确;
⑥光在同种均匀介质中沿直线传播,所有激光可引导掘进方向,该说法正确。
故答案为:②③④。
20.《墨经》中记载了光沿直线传播的现象下列选项中光现象与《墨经》中的这一现象原理不一致的是( A )
A.雨后彩虹 B.一叶障目
C.瞄准射击时的“三点一线” D.凿壁偷光
解:A、雨后彩虹是光的色散现象,是光的折射形成的,故A符合题意;
B、一叶遮目,不见泰山是因为光沿直线传播,故B不符合题意;
C、瞄准射击时的“三点一线”是利用光沿直线传播的原理,故C不符合题意;
D、凿壁偷光光通过墙壁上的孔传播,传播路径是直线,故D不符合题意。
故选:A。
21.为实现我国的探月计划,科学家曾测出从地球发射的激光到达月球并返回地面所有的时间约为2.56s,若光在空气(或真空中)的传播速度为3×108m/s,求:
(1)光从地球到达月球的时间是多少?
(2)地球和月球之间的距离是多少?
解:(1)光从地球到达月球的时间为;
(2)地球和月球之间的距离为s=vt=ct=3×108m/s×1.28s=3.84×108m。
答:(1)光从地球到达月球的时间是1.28s;
(2)地球和月球之间的距离是3.84×108m。
22.声音在空气中传播速度为340m/s,在距离地面17km远的云朵处产生的雷声,径直传向地面。求:
(1)为什么地上的人看到闪电的瞬间,并没有听到雷声?
(2)地上的人听到雷声需要多长时间?
解:
(1)因为光速比声速大,通过相同的路程光传播的时间短,所以人看到闪电的瞬间,听不到雷声。
(2)因为,
所以雷声传播17km的时间:
;
故答案为:(1)因为在空气中光速比声速大,通过相同的路程光传播的时间短,所以人看到闪电的瞬间,听不到雷声。
(2)答:需要50s才能听到距自己34km处产生的雷声。
学科网(北京)股份有限公司
$$