内容正文:
2. 2 光的直线传播 导学案
【学习目标】
1、知道光的传播条件,熟记光在同种均匀介质中沿直线传播。
2、认识光线模型,会规范画光路图。
3、能用光的直线传播解释影子、日食、月食、小孔成像等现象。
4、掌握小孔成像特点、真空光速、光年的物理意义。
【重难点】
重点:光沿直线传播条件、常见现象、光速
难点:小孔成像特点、日食月食成因、区分实像/影子
【课前预习】
1、基础填空
(1)光在________、介质中沿直线传播。
(2)我们用带箭头的直线表示光的传播路径和方向,这样的直线叫,光线是________(真实/物理模型)。
(3)光在________中传播最快,速度为________m/s;空气中光速近似等于真空光速。
(4)光年是________(时间/长度)单位,表示光在________传播的距离。
(5)光沿直线传播的典型现象:、、________。
2、正误判断
(1)光永远沿直线传播。()
(2)光线是真实存在的光束。()
(3)小孔成像成倒立的实像。()
(4)先看到闪电后听到雷声,是因为光速大于声速。()
3、预习思考
有灰尘的暗室中,手电筒光柱笔直明显,为什么?
【课堂探究】
探究1 光的传播规律
实验现象
激光在烟雾、清水、玻璃中传播:路径为直线;
激光射入不均匀糖水/从空气射入水中:路径发生偏折。
实验结论
光在同种、均匀介质中沿直线传播
缺一不可:必须同时满足「同种」+「均匀」
探究2 光线模型(物理模型法)
1、画法:实线+箭头,箭头指向光传播方向
2、本质:光线不存在,是人为建立的物理模型
3、作图要求:光路一律实线,禁止用虚线画光线
探究3 光沿直线传播常见现象(必考)
(1)影子形成
原理:光沿直线传播,遇到不透明物体被遮挡,后方形成暗区。
影子不是像,只是阴暗区域。
(2)日食、月食
日食:日→月→地,月球挡住太阳光
月食:日→地→月,地球挡住太阳光
注意:月亮不会发光,月食不是月球进入云层!
(3)小孔成像(中考高频)
实验特点(全部必背)
1、原理:光的直线传播
2、成像性质:倒立、实像
3、像的形状:由物体形状决定,与小孔形状无关
4、大小:可放大、缩小、等大(物距、像距控制)
关键区分
小孔成像:实际光线会聚→实像,光屏能承接
影子:光线被遮挡→暗区,不是像
探究4 光速与光年
1、真空光速:c=3×108m/s(宇宙最快)
2、传播速度大小:真空>空气>水>玻璃
3、光年:长度单位,不是时间单位
【课堂必背考点(默写清单)】
1、传播规律:光在同种均匀介质中沿直线传播
2、光线:物理模型,不存在;实线带箭头
3、直线传播实例:影子、小孔成像、日食月食、激光准直、排队看齐
4、小孔成像:倒立实像、与孔形状无关、原理光的直线传播
5、真空光速:3×108m/s;光年=长度单位
【分层当堂练习】
基础层
1、下列关于光的传播正确的是()
A. 光在任何介质中都沿直线传播
B. 光只在空气中沿直线传播
C. 光在同种均匀介质中沿直线传播
D. 光在不均匀盐水中沿直线传播
2、下列现象不属于光沿直线传播的是()
A. 立竿见影 B. 海市蜃楼 C. 日食 D. 小孔成像
3、光在真空中的速度为________m/s;光年是________单位。
4、小孔成像的原理是____________,成的是________(正立/倒立)实像。
进阶层
1、晴天树荫下圆形光斑是________的像,成因是________,光斑大小不同的原因是________________。
2、为什么雷雨天气总是先看见闪电,后听到雷声?
拓展层(中考易错题)
1、关于影子和小孔成像,说法正确的是()
A. 二者都是实像
B. 影子是光的反射形成
C. 小孔成像与孔的形状无关
D. 影子倒立,小孔成像正立
2、下列关于光年说法正确的是()
A. 时间单位 B. 长度单位 C. 速度单位 D. 温度单位
【课后作业】
1、默写本节必背考点1遍;
2、画出小孔成像简易光路图;
3、思考:为什么树荫下光斑大多是圆形?
2. 2 光的直线传播
一.选择题
1.“墨子号”是世界首颗空间量子科学实验卫星,春秋思想家墨子,第一次用科学方法解释了光沿直线传播,为量子通信奠定基础。下列现象与墨子这一解释原理相同的是( )
A.天狗食月 B.海市蜃楼
C.天空之境 D.七彩祥云
2.在探究树荫下光斑的综合实践活动中,为了研究孔的大小对光斑形状的影响。小华设计了四种有不同形状孔的卡片甲,并用另一张卡片乙覆盖在甲上,如图所示。接着,从图示位置沿箭头方向水平移动乙,观察光斑形状的变化情况,下列合乎要求的是( )
A. B.
C. D.
3.下列光现象与日食的形成原因不同的是( )
A.小孔成像
B.水中倒影
C.手影游戏
D.树下阴影
4.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
5.如图所示,在一个纸板上打若干个小孔,组成一个心形。在室内让这个纸板在烛焰和白墙之间移动,在墙上能看到的图案是( )
A. B.
C. D.
二.填空题
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 的。(选填“正立”或“倒立”)
2.2020年6月21日下午3点半左右,娄底市内绝大部分同学亲眼看到了日环食这一难得的景象。从物理学的角度来说,日食属于光的 现象;如图中,能描述其形成原因的是 图。(选填“甲”或“乙”)。
3.小华将刻有边长为5cm等边三角形的纸板正对着阳光,保持纸板与地面距离不变,用另一张不透明卡片覆盖在三角形孔上,如图所示。向左侧慢慢移动覆盖的卡片,白纸上光斑大小将 (变大/不变/变小),光斑亮度 (增强/不变/减弱);当光斑形状为圆形时,继续移动覆盖的卡片,减小通光孔的大小,白纸上光斑大小将 (变大/不变/变小)。
4.盛水的玻璃水槽中,倒入了较多的白砂糖;第二天,将一束激光射入水中,拍摄到如图所示的照片。
(1)图中光的传播路径是 (直线/曲线);请你对这种现象作出原因分析: 。
(2)有人说“光总是沿直线传播的”,通过对该实验现象的观察,你认为,这个结论能否成立? (能/不能)。如果由你作出关于光是否是直线传播的结论,写出你的表述: 。
5.夏天,在茂密的树下常常看到一个个圆形的小亮斑,这些小亮斑其实是太阳倒立的 (选填“实”或“虚”)像,因为光在空气中沿 传播。在一张不透光的纸上打一个极小的“Δ”三角形孔,让太阳光垂直射到这张纸上经过这个小孔,这时在地面看到 (选填“圆形”、“三角形”或“方形”)小亮斑。
三.实验探究题
1.初中课外实践课上,小明做了个小实验,如图所示,找一个空的易拉罐,用钉子在易拉罐底部的中央敲一个小孔,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的特点:
(1)蜡烛在塑料薄膜上所成的像是 (填“实像”或“虚像”);
其成像的原理是 ;
(2)将蜡烛在孔前绕顺时针旋转,则它在塑料薄膜上所成的像是 (选填“顺”或“逆”)时针旋转的;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.蜡烛的正立像 D.蜡烛的倒立像。
2.中华文化源远流长,公元4世纪前的《墨经》中就记载了小孔成像现象和解释,如图甲所示,为进一步探究小孔成像的特点,小华制作了如图乙所示的装置,将易拉罐底部中央戳一个小孔;将易拉罐顶部剪去,蒙上一层半透明塑料薄膜。
(1)小孔成像的原理是 。
(2)小华在制作小孔时,把小孔戳成三角形,用它来观察蜡烛,半透明膜上呈现出了烛焰的 (选填“正立”或“倒立”)的 (选填“实”或“虚”)像。
(3)于是他又将三角形改为方形和圆形,半透明膜上像的形状不变,说明小孔所成的像与孔的形状 (选填“有关”或“无关”)。
(4)将蜡烛远离方形小孔,则所成像大小将 (选填“变大”“变小”或“不变”)。
(5)小华无意间在易拉罐底部不同位置戳了两个小孔,用它来观察蜡烛,则半透明膜上会 。(填正确选项前的字母)
A.只会出现一个像
B.在不同的位置出现两个像
C.出现两个重合的像
(6)如图丙所示,夏天树荫下的圆形光斑形成的原理与之 (选填“相同”或“不同”),这些光斑是太阳的 (选填“像”或“影子”)。
参考答案与试题解析
一.选择题
1.【解答】解:A.月食是由于光的直线传播形成的,故A符合题意;
B.光线经过不同密度的空气层时发生折射,形成虚像,成为海市蜃楼,这属于光的折射现象,故B不符合题意;
C.这是指水面或湖面的倒影现象,原理是光的反射,故C不符合题意;
D.太阳光通过云层中的小水滴或冰晶时发生折射、色散,分解成七色光,这属于光的折射和色散现象,故D不符合题意。
故选:A。
2.【解答】解:(1)A图中随着卡片乙向左移动,孔的形状始终是三角形,并且逐渐变小,故A符合要求;
(2)BCD三图中随着卡片乙向左移动,孔的形状发生了变化,不符合要求。
故选:A。
3.【解答】解:日食是光的直线传播形成的;小孔成像、手影游戏和树下阴影也是光的直线传播形成的;
平静的水面相当于平面镜,水中的倒影属于平面镜成像,是由于光的反射形成的。
所以,与日食的形成原因不同的是B项。
故选:B。
4.【解答】解: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,
由相似的三角形的知识可得:,
则S人S影子,因为1,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。
5.【解答】解:由于光在均匀空气中沿直线传播,烛焰的光通过纸板上很小的小孔,在白墙上将观察到一个心形光斑,心形光斑的每个亮点为烛焰倒立的实像,这是小孔成像现象,因此ACD错误,B正确。
故选:B。
二.填空题
1.【解答】解:光在空气中是沿直线传播的,小明想通过A、B两张纸片上的小孔看见烛焰,应将烛焰、两个小孔和人眼调到同一直线上;
蜡烛发出的光线通过A纸片上的小孔在B纸片上形成像,是光的直线传播形成的倒立的实像。
故答案为:同一直线;光在空气中沿直线传播;倒立。
2.【解答】解:因为光是沿直线传播的。当月球转到太阳和地球中间并且三者在一条直线上时,月球挡住了太阳照射在地球上的光线,地球处在月球的影子里,这就形成了日食,所以图甲是日食的成因图。
故答案为:直线传播;甲。
3.【解答】解:
(1)因为太阳光是平行光,开始时孔较大,所以形成的是和孔面积大小相等的光斑,故刚开始时,白纸上光斑大小将变小,因为太阳光的亮度不变,所以光斑亮度不变;
(2)当小孔到地面的距离一定时,小孔越来越小,地面上就越容易得到太阳的像,此时光斑形状是圆形,继续移动覆盖的卡片,减小通光孔的大小,白纸上光斑大小将不变,光斑亮度减弱。
故答案为:变小;不变;不变。
4.【解答】解:(1)光必须在同一种均匀的介质中才是沿直线传播的,糖水的密度如果不均匀,光在糖水中传播路径就不是直线;因此图中光的传播路径是曲线;
(2)光沿直线传播是有条件的,光在同种均匀介质中是沿直线传播的,因此通过这个实验现象可知,这个结论不成立,
正确表述为:光在同种均匀介质中是沿直线传播的。
故答案为:(1)曲线;糖水不均匀;(2)不能;光在同一种均匀介质中沿直线传播。
5.【解答】解:太阳光沿直线传播经过树叶间的缝隙,在地上形成光斑,这是小孔成像,小孔成的像是倒立的实像。
小孔成像中,像的形状与小孔的形状无关,像的形状取决于物体的形状,因此太阳通过“Δ”形的小孔仍然成圆形的像。
故答案为:实;直线;圆形。
3. 实验探究题
1.【解答】解:
(1)蜡烛在塑料薄膜上所成的像是实像,其成像的原理是光的直线传播;
(2)将蜡烛在孔前绕顺时针旋转,则它在塑料薄膜上所成的像是顺时针旋转的;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,故选D。
故答案为:(1)实像;光沿直线传播;(2)顺;D。
2.【解答】解:(1)小孔成像的原理是光在同种均匀介质中沿直线传播;
(2)小孔成的是倒立的实像,小华在制作小孔时,把小孔戳成三角形,用它来观察蜡烛,半透明膜上仍然呈现出了烛焰的倒立的实像;
(3)于是他又将三角形改为方形和圆形,半透明膜上像的形状不变,这说明小孔所成的像与孔的形状无关;
(4)将蜡烛远离方形小孔,物距变大,所成像大小将变小;
(5)小华无意间在易拉罐底部不同位置戳了两个小孔,光线穿过两个小孔都会成像,所以用它来观察蜡烛,则半透明膜上会在不同的位置出现两个像,故B正确;
(6)如图丙所示,夏天树荫下的圆形光斑形成的原理与之相同,这些光斑是太阳的像。
故答案为:(1)光在同种均匀介质中沿直线传播;(2)倒立;实;(3)无关;(4)变小;(5)B;(6)相同;像。
学科网(北京)股份有限公司
$