3.1 光的传播与色散-【拔尖特训】2024-2025学年新教材八年级上册物理(沪粤版2024)

24 3.1　光的传播与色散 ▶ “答案与解析”见P8 1. 古代钱币中间有一个方孔。把古币放在太阳 光下,当古币离地面比较近时,在地面上可以 看到一个方形的光斑,这个现象可以用 原理来解释;当古币离地面比 较远时,在地面上可以看到一个圆形的光斑, 这个现象可以用 原理来解释。 2. 光在真空中的传播速度约为 m/s。 为了实现我国的探月计划,向月球发射的激 光到达月球并返回到地面的时间为2.56s, 则地球和月球间的距离是 m。打雷 时,总是先看到闪电,后听到雷声,这是由于 。 3. 夏夜,某萤火虫生态园内,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,萤火虫是光源 B. 月亮不是光源,萤火虫不是光源 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 4. 光年是 (选填“长度”或“时间”)单 位,光在各种透明介质中的传播速度都比在 真空中 (选填“快”或“慢”)。 5. (跨学科融合·地理)(2024·深圳南山一模) 圭表是我国古代重要的天文仪器,如图甲所 示,圭表通过测量一年中每日正午时日影长 度来推测二十四节气,日影是光的 形成的。圭表的原理如图乙所示,为了在圭 尺上观察到清晰的日影,立表需要用 (选填“透明”或“不透明”)物体制作,立春节 气正午日影比夏至长,说明立春节气正午的 太阳在位置 (选填“A”或“B”)。 (第5题) 6. 让太阳光透过三棱镜会出现 现象。 再让三棱镜分解出来的彩色光带通过另一个 倒置的三棱镜后,光束又混合成白光,这证实 了白色的太阳光是由 光混合而成的。 答案讲解 7. 小金在学习“光的传播”时,做了一 个实验,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);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。根据上述现象得出的 结论中,正确的是 ( ) (第7题) A. 光的传播需要介质 B. 光只有在水中才沿直线传播 C. 光在海波溶液里不能沿直线传播 D. 光在同一种均匀介质中是沿直线传播的 8. 下列现象不能用光的直线传播来解释的是 ( ) A. 一叶障目,不见泰山 B. 雷雨天总是先看到闪电后听到雷声 C. 如影随形,形影相伴 D. 井底之蛙,所见甚少 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 物理(沪粤版)八年级上 第三章　光和眼睛 知 识 讲 解 25 9. 一个人沿马路边走路,经过某一盏路灯。在 走路过程中,路灯照射到人身上时,影子长短 在变化,其变化的情况是 ( ) A. 逐渐变长 B. 先变短,后变长 C. 逐渐变短 D. 先变长,后变短 10. LED(发光二极管)现在被广泛用作生活照 明光源。20世纪中叶,科学家发明了红光 LED和绿光LED;科学家在1993年又发明 了另一种LED,使人们得以用LED凑出足 够亮的白光,大大提高了人类照明的效率。 那么科学家在1993年发明的是 ( ) A. 紫光LED B. 黄光LED C. 蓝光LED D. 橙光LED 答案讲解 11. 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 ( ) (第11题) A. B. C. D. 12. “井底之蛙”这个成语大家都很熟悉,图中P 点表示青蛙。 (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。 (第12题) 13. (新情境)(2024·西安雁塔校级三模)如图 甲所示为手机防窥膜结构图,采用了超细百 叶窗光学技术,其原理类似百叶窗,结构简 图如图乙。两侧之所以看不清屏幕内容,是 由于光的 (填写光的原理);为了让 防窥效果更好(可视范围减小),可以适当地 (选填“增大”或“减小”)超细百叶 窗的间距。 (第13题) 14. (核心素养·科学推理)某人制作简易针孔 照相机:在空易拉罐底部的中央,用钉子戳 一个小孔,将易拉罐的顶部剪去后,蒙上一 层半透明塑料薄膜(如图甲)。 (第14题甲) (1) 将点燃的蜡烛置于小孔前的适当位置, 观察到蜡烛将在塑料薄膜上成像,这种现象 叫 。产生此现象的原因是 。 (2) 若易拉罐底部小孔形状是三角形,则他 在塑料薄膜上看到的像是 。 A. 三角形光斑 B. 圆形光斑 C. 蜡烛的正立像 D. 蜡烛的倒立像 (3) 若将蜡烛逐渐远离小孔,塑料薄膜上的 像将 (选填“变大”“变小”或“不变”)。 (4) 如图乙所示,AB 是蜡烛的示意图,作出 它通过易拉罐底部上的小孔O 在光屏P 上 所成的像。 (第14题乙) 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 第三章　光和眼睛 2. B [解析]由题意可知,感应器记 录信号从发射到接收所经历的时间为 5×10-3s,则超声波从感应器到人的 头部的传播时间为该时间的1 2 ,所以 感应器到人头部的距离s=vt= 340m/s×12×5×10 -3s=0.85m, 则人的身高h=2.5m-0.85m= 1.65m,故选项B正确。 3. C [解析]中国古乐中的五音:宫、 商、角、徵、羽,相当于现在的do、re、 mi、sol、la,每个音阶对应的频率是逐 渐增大的;由于频率越高,音调越高, 由此可知五音实际上是指声音的音 调,故选项C正确。 4. B 5. D [解析]在摩托车上安装消声器 是在声源处减弱噪声,故选项A不符 合题意;在道路旁设置隔声板是在声 音的传播过程中减弱噪声,故选项B 不符合题意;工人戴上防噪声耳罩是 在人耳处减弱噪声,故选项C不符合 题意;飞行员根据发动机轰鸣声判断 其运转情况是利用声音来传递信息, 故选项D符合题意。 6. D [解析]“金嗓子”发出的声波是 高频声波,是人耳能够听到的,不属于 超声波,故选项A错误;由题意可知, 该声波的响度是145dB以上,故选项 B错误;声波定向发射器喇叭状外观 可以减少声音的分散,增大声音的响 度,故选项C错误;使用“金嗓子”时, 护航官兵佩戴耳罩是在人耳处减弱噪 声,故选项D正确。 7. 振动 信息 8. 反射 响度 [解析]声音传播时 遇到障碍物会反射回来形成回声,游 客在圜丘顶层的三音石上说话时,听 到的声音格外响亮是建筑师利用声音 的反射,使回声与原声混在一起造成 的。声音格外响亮是指声音大,即声 音的响度大。 9. 音调 音色 10. 音调 响度 音色 11. 声源处 a音叉 [解析]汽车排 气管上安装消音器是在声源处减弱噪 声;由两列音叉的波形图可知,相同时 间内a音叉的振动次数更多,即a音 叉的振动频率大于b音叉的振动频 率,说明a音叉发声时音调更高。 12. 响度 传播过程中 13. (1) 弹开 振动 (2) 振幅 (3) 振动频率 (4) 转换法 (5) 音 色 [解析](1) 当教师轻敲256Hz 的音叉,用悬吊着的乒乓球接触发声 的叉股,发现乒乓球被弹开,说明声音 是由物体振动产生的。(2) 重敲同一 音叉,听到更大的声音,音叉的振幅更 大,同时发现乒乓球被弹开得更远,说 明声音的响度与发声体的振幅有关。 (3) 换用512Hz的音叉重复实验,音 叉的振动频率更高,听到声音的音调 更高,说明音调与发声体的振动频率 有关。(4) 在实验中,乒乓球将音叉 微小的振动放大,将不易观察到的音 叉的振动转换为乒乓球的弹起,这种 研究方法叫做转换法。(5) 不同人发 出声音的音色不同,因此新型声纹锁 辨别声音的主要依据是音色。 第三章　光和眼睛 3.1　光的传播与色散 1. 光的直线传播 小孔成像 2. 3×108 3.84×108 空气中光速 远大于声速 3. A 4. 长度 慢 5. 直线传播 不透明 B [解析]影 子是由光的直线传播形成的。圭表的 原理如题图乙所示,为了在圭尺上观 察到清晰的日影,立表需要用不透明 物体制作;立春节气正午日影比夏至 长,说明立春节气正午的太阳在位 置B。 6. 光的色散 多种色 [解析]让太 阳光透过三棱镜,会出现光的色散现 象。再让三棱镜分解出来的彩色光带 通过另一个倒置的三棱镜后,光束又 混合成白光,这证实了白色的太阳光 是由多种色光混合而成的。 7. D [解析]光的传播不需要介质, 故A错误;光在同一种均匀介质中是 沿直线传播的,可以是任何介质或真 空,不仅在水中,故B错误,D正确;当 海波溶液不均匀时,光不能沿直线传 播;当海波溶液的密度均匀时,光能在 海波溶液里沿直线传播,故C错误。 8. B 9. B [解析]如图所示,作出光源射 向人的边缘(头顶)的光线,人的影子 就可以在图中表示出来(图中加粗部 分),这样很容易判断出人经过路灯 时,影子先由长变短,再由短变长。 (第9题) 10. C [解析]由题意可知,20世纪 中叶,科学家发明了红光LED和绿光 LED;科学家在1993年又发明了另一 种LED,使人们得以用LED凑出足 够亮的白光。因为红、绿、蓝被称为光 的三原色,所以科学家在1993年发明 的是蓝光LED。 11. C [解析]发光面较大的吸顶灯 的光被灯笼遮挡后,在下边形成一个 黑色的区域,即灯笼的影子,它是由光 的直线传播形成的。由于吸顶灯的面 积较大,所以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, 故选项C符合题意。 12. 如图所示 (第12题) [解析](1) 图中P 点表示青蛙的位 置,将P 点分别与井口左边的端点、 井口右边的端点相连成一直线,然后 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 8 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, 青蛙观看到的天空范围为两条光线之 间的部分,如图所示。(2) 连接A 点 与井口右边缘,并向左下方延长;同 时,由P 点竖直向上作直线,两直线 的交点为P'点,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,如图所示。 13. 直线传播 减小 [解析]由题图 乙可知,两侧之所以看不清屏幕内容, 是由于光的直线传播;此防窥膜贴在 手机屏幕上,由于屏幕正上方在可视 范围内,不能防止上方的窥视;为了让 防窥效果更好,即减小可视范围,可以 适当地减小超细百叶窗的间距。 14. (1) 小孔成像 光在同种均匀介 质中沿直线传播 (2) D (3) 变小 (4) 如图所示 (第14题) [解析](1) 蜡烛在塑料薄膜上成像的 现象叫做小孔成像,产生该现象的原 因是光在同种均匀介质中沿直线传 播。(2) 蜡烛经小孔成倒立的实像, 与小孔的形状无关,故选项D符合题 意。(3) 若将蜡烛逐渐远离小孔,则 塑料薄膜上的像将变小。(4) 从AB 两点通过小孔沿直线作出端点A、B 的像点A'、B',连接A'、B'并标上箭 头,即为物体AB 的像。 3.2　光的反射定律 第1课时 光的反射现象与定律 1. C 2. (1) 30° 没有 在同一平面内 (2) 在光的反射现象中,光路是可逆 的 (3) 入射角大小 (4) 20° 3. 30 逆时针 10 [解析]由图可 知,OB 与镜面的夹角为60°,则反射 角为90°-60°=30°;由于反射角等于 入射角,所以入射角为30°;当AO 逆 时针转动到A'O 的位置时,反射光线 OB 方向不变,如图所示。A'O 与水 平面之间的夹角为90°-30°-20°= 40°;此时反射光线与入射光线之间的 夹角为30°+30°+20°=80°;此时的入 射角为1 2×80°=40° ,则此时的法线 与水平面之间的夹角为40°+40°= 80°;法线与转动后的镜面是垂直的, 所以镜面与水平面之间的夹角为 90°-80°=10°,即平面镜绕O 点逆时 针转过的角度为10°。 (第3题) 4. 30 不变 上方 [解析]太阳光 与平面镜的夹角为60°,则入射角为 90°-60°=30°,由于反射角等于入射 角,则反射角为30°;若镜面竖直上移, 由于法线位置不变,则入射角不变,反 射角也不变;若镜面水平左移,入射点 将向上移动,反射光也将向上平移,该 束光线将照到P 点上方。 5. 80° 下降 不变 [解析]由于激 光与水平液面成50°角射向平静的液 面,则入射角为90°-50°=40°,所以 反射角也是40°,则入射光线与反射光 线的夹角为80°。当液面下降时,由于 入射角的大小不变,反射光线与原来 的反射光线平行,光斑将向右移动,如 图所示。 (第5题) 6. B [解析]点亮的灯泡是光源,会 发出光线,未点亮的灯泡会反射点亮 的灯泡的光线,使光线进入人眼,从而 使人看到未点亮的灯泡,故B正确。 7. B 8. D [解析]平时同学们所作的光路 图通常都局限在某一平面内,而本题 没有限制在某一平面内,则解题时要 发挥空间想象能力。如图所示,如果 以法线ON 为轴,那么入射角为α的 入射光线AO 转动一周就形成一个圆 锥,这个圆锥面上从O 点反射出的所 有反射光线与ON 轴的夹角都等于 AO 与ON 的夹角α,即每条反射光线 与ON 的夹角都等于入射角α。由此 可知,以同样的入射角射到平面镜上 某点的入射光线有无数条。 (第8题) 9. C [解析]由题意可知,反射光线 与镜面PN 垂直,由图可知,反射光 线与PM 的夹角为30°,所以两块平 面镜的夹角α=180°-90°-30°=60°。 (第9题) 10. A [解析]由题意可知,入射光线 与镜面的夹角为30°,可得反射光线与 入射光线的夹角为120°,可知入射角 为60°,要使反射光线与入射光线之间 的夹角变为100°,根据反射角等于入 射角可知,入射角要变为50°,可行的 方法是入射光线不动,镜面逆时针旋 转10°,或镜面不动,入射光线顺时针 旋转10°,故A符合题意。 11. 如图所示 (第11题) [解析]因为反射光线与镜面的夹角是 60°,所以反射角为90°-60°=30°。因 为反射角等于入射角,所以入射角等 于30°,过入射点作出法线,根据反射 角与入射角相等,在法线的另一侧作 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 9