专题03 光的直线传播（期中压轴题训练）八年级物理上学期新教材苏科版

专题03 光的直线传播 1．利用直立杆的影子可以辨别方向，让杆立于O点，在正午前后将杆顶的影子每间隔15分钟分别记下，如图甲所示，并画出其轨迹，若轨迹上有上午某时刻的A点和下午某时刻的B点，如图乙，且，则下列说法正确的是（     ） A．A→B指向西 B．A→B指向南 C．若C点离O点最近O→C指向北 D．ABC是以O为圆心的一段圆弧 【答案】C 【详解】AB．光沿直线传播，上午太阳在东方，影子A在西方；下午太阳在西方，影子B在东方，A→B指向东，故AB错误； C．C点离O点最近，影长最短，为正午时刻，太阳在正南方，影子O→C指向北，故C正确； D．一天中不同时刻太阳的高度角不断变化，杆影的长度也会随之改变，并非所有影点到O点的距离都相等，因此ABC不是以O为圆心的一段圆弧，故D错误。 故选C。 2．在水平道路的两旁各有一盏路灯，两盏路灯高度相同。某人在晚上从一盏路灯的正下方一直沿直线直立行走到另一盏路灯的正下方。在这个过程中，该人在地面上影子的总长度的变化情况是（　　） A．保持不变 B．一直变大 C．先变大后变小 D．先变小后变大 【答案】A 【详解】设路灯高度为H，人高为h，人到左灯的水平距离为x，两灯的距离为s，则人到右灯的水平距离为，左灯的影长为，右灯的影长为。根据相似三角形原理： 解得 解得 则 因为路灯高度H，人高h和两灯的距离s均不变，所以人在地面上影子的总长度保持不变。故A符合题意，BCD不符合题意。 故选A。 3．图甲与图乙分别为利用“超细百叶窗光学技术”的手机防窥膜结构图与原理图，贴上这种防窥膜的手机，正对屏幕的使用者可看得很清楚，而与屏幕呈一定角度的旁观者看到的却是一片漆黑。在与此相关的分析中，错误的是（　　） A．亮屏状态下的手机是光源 B．可视范围外无法看到屏幕亮光，是因为光的直线传播原理 C．相同条件下，超细百叶窗高度越低，防窥视效果越差 D．为了使防窥效果更好，可适当增大超细百叶窗的间距 【答案】D 【详解】A．亮屏状态下的手机屏幕可以发光，是光源，故A正确，不符合题意； B．由于光的直线传播，可视范围外无法看到屏幕亮光，故B正确，不符合题意； C．由乙图可知，相同条件下，超细百叶窗高度越低，可视范围越大，防窥视效果越差，故C正确，不符合题意； D．由乙图可知，为了让防窥效果更好，应减小可视范围，所以可以适当地减小超细百叶窗的间距，故D错误，符合题意。 故选D。 4．一束红色激光从箱体的一端照射向另一端，箱体中装有某透明液体，激光束的光路图如图所示，下列说法中正确的是（    ） A．该实验表明，光在液体中不能沿直线传播 B．若调整激光束的入射方向，激光束有可能沿直线传播 C．仅改为用绿色激光，绿色激光在该液体中可能沿直线传播 D．该实验中，红色激光在液体中的传播速度为 【答案】B 【详解】AB．光在同种均匀介质中沿直线传播，由实验可知，光在该液体中不能沿直线传播，可能是该液体不均匀，如果沿水平方向照射，液体均匀，激光束有可能沿直线传播，故A错误，B正确； C．仅改为用绿色激光，而不改变入射方向，绿色激光在该液体中传播的路径与红色激光几乎相同，不可能沿直线传播，故C错误； D．光在真空中的传播速度为，在其他介质中传播的速度都小于，故D错误。 故选B。 5．同学们利用光学知识自制了一个针孔照相机：做两个可以套在一起拉动的硬纸盒，外盒的前端蒙一块中心带针孔的黑纸，内盒的一端蒙一块半透明纸（如图所示）。将针孔对准明亮的景物，在内盒的半透明纸上看到了物体所成的像。下列说法正确的是（     ） A．针孔照相机所成的像是倒立的虚像 B．保持针孔和物体的距离不变，将内盒向里推，减小筒长，物体的像变大 C．若改变小孔的形状，半透明纸上像的形状也改变 D．遮住一部分针孔，半透明纸上物体所成的像依旧完整 【答案】D 【详解】A．小孔成像是光的直线传播形成的倒立实像，故A错误； B．保持针孔和物体的距离不变，减小筒长（即光屏到小孔的距离变小），根据小孔成像的规律，像会变小，故B错误； C．小孔成像中，像的形状由物体形状决定，和小孔本身的形状无关，改变小孔形状，像的形状不会变化，故C错误； D．遮住部分针孔，通过的光线减少，像变暗但仍完整，故D正确。 故选D。 6．家住江阴的小华自制了一个简易日晷模型，模型的晷针与晷面垂直。小华将该模型放置在小区的水平地面上，并让它处于阳光照射之下。下列说法中正确的是（     ） A．晷针影子的形成是由于光的反射 B．一天内，正午时刻的晷针影子长度最长 C．该模型是依据晷针影子的方位来计时的 D．若将晷针剪短，会发现杆影的长度立即变长 【答案】C 【详解】A．影子的形成原理是光的直线传播，光被不透明的晷针遮挡，在晷面形成阴影，故A错误； B．一天中，正午时刻太阳高度角最大，晷针的影子长度是一天中最短的，故B错误； C．一天中太阳的位置随时间规律性变化，晷针影子的方位也会对应变化，日晷就是依靠晷针影子的方位来计时的，故C正确； D．太阳照射角度不变时，晷针越短，对应的杆影长度越短，因此剪短晷针后杆影长度会变短，故D错误。 故选C。 7．艺术家在太浩湖边放置了一款计划拍摄一张记录千年变迁的照片的相机（如图甲），为了稳定，其结构非常简单（如图乙），整体是一个圆柱形铜制外壳，前端是一个小孔，后端涂抹了一种会在不同光线下褪色速度不同的颜料来当作“感光元件”。则“感光元件”上呈现出的像是________（选填“实像”或“虚像”），在图丙中画出物体AB在感光元件上所成的像________，该相机的成像是《墨子》中所记载的________现象，可以预见半年后该相机拍摄的“照片”中，太阳的像是________（选填“一个点”或“很多条线”）。 【答案】 实像 小孔成像 很多条线 【详解】[1]小孔成像成的是倒立的实像，“感光元件”上呈现出的像是实像。 [2]物体的A端发出的光线经小孔下边缘，到达光屏下部，B端发出的光线经小孔上边缘，到达光屏的上部，成的像是倒立的实像，如图所示： [1]该相机的成像属于小孔成像，墨子在《墨经》中论述了小孔成像现象。 [2]在半年的时间里，太阳的位置会不断变化，会通过小孔在“感光元件”上投下不同位置的像，由于颜料会随着光照时间褪色，太阳在不同位置的像会在感光元件上留下连续的褪色痕迹，这些痕迹连起来就形成了很多条线，而不是一个固定的点。 8．如图所示，让一束平行光垂直于水平地面MN射下，A为小铁球（大小可不计）。若小球在竖直平面内沿图中半径为R的圆形虚线轨迹运动，小球的影子在地面MN上运动的轨迹为_______ （选填“圆形”或“直线”），轨迹的半径（若为圆形）或长度（若为直线）为_______ （选填“R”或“2R”）。 【答案】 直线 2R 【详解】由光在同一种均匀介质中沿直线传播，可知道小球在运动过程中，被小球挡住的部分（小球的影子）是一条直线段，线段的长等于圆的直径，为2R。 9．为了便于描述光传播的路径，在物理学中用一条带箭头的直线表示光线，这是采用了______（选“转换法”或“建立模型”）的方法，这里表示的光线______（选“是”或“不是”）真实存在的。如果声音和光都从空气传入水中，则声速______，光速______（选“变大”或“变小”或“不变”）。 【答案】 建立模型 不是 变大 变小 【详解】[1][2]物理学中用一条带箭头的直线表示光的传播路径和方向，这种带箭头的直线称为光线；光是实际存在的，而实际上光线并不存在，是为了研究问题方便而构建的模型，这种研究问题的方法称为建立模型法。 [3][4]液体中的声速大于气体中的声速，液体中的光速小于气体中的光速。所以如果声音和光都从空气传入水中，则声速变大，光速变小。 10．光在真空中的速度是__________km/s；操场上竖直地插着三根竹竿，在路灯和月光下的影子如图所示，其中______（选填“甲”或“乙”）是在路灯下的影子图片。说明光在同种均匀物质中是沿________传播的。 【答案】 乙 直线 【详解】光在真空中的传播速度为 月光是平行光，因此平行光下竹竿的影子方向一致，对应甲图；路灯是点光源，点光源发出的光线是发散的，不同位置的竹竿影子方向、长度都有明显差异，对应乙图，因此乙是路灯下的影子图片。 影子的形成本质是光在同种均匀介质中沿直线传播，遇到不透明的竹竿时，在竹竿后方形成光照不到的暗区，也就是影子。 11．金鹏家住在交通小区五楼，如图所示，我们看到的从左往右的第三间拉上窗帘的是金鹏的房间，金鹏沿水平路面进交通小区大门，有一段时间自己房间的窗户会被小区大门的顶部瓦檐遮住，请通过作光路图的方法画出金鹏进大门前刚好看不到自己房间窗户时眼睛的位置，并标上O点。 【答案】 【详解】光在同种均匀介质中沿直线传播。当金鹏的眼睛刚好看不到自己房间的窗户时，说明窗户上沿、小区大门顶部和他的眼睛三点在同一条直线上，作图步骤：从金鹏房间窗户的上沿，向小区大门的顶部作一条直线，这条直线与金鹏眼睛所在的水平线的交点，就是他刚好看不到窗户时眼睛的位置，标记为O点，如图所示： 12．夜晚路灯下站着两个人，他们的影子如图所示，请通过作图确定路灯灯泡S的位置。 【答案】 【详解】光在空气中沿直线传播，将两人顶端和各自影子的顶端连接并延长可交于一点S，就是灯泡的位置， 13．家庭实验是物理课堂的延伸，小明用以下材料在家里进行了一组光学小实验： (1)如图甲小明想通过三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，此时看见的烛焰_________（选填“是”或“不是”）烛焰通过小孔成的像： (2)小明用易拉罐完成乙图实验，保持“F”字样光源的位置不变，将易拉罐靠近发光的“F”，小明观察到塑料膜上所成的像会_________（选填“变大”、“变小”或“不变”）；如果在易拉罐的底部扎了上下两个形状依次为“△、O”的小孔，则在半透明膜上可以观察到_________。 A．上下两个 B．上下依次为“O、▽” C．上下依次为“▽、O” (3)为了探究生活中常见的树荫下光斑的成因，小明设计如图丙所示开有三角形孔（边长约为5厘米）的卡片A对着太阳光，并用另一张卡片B紧贴在A上沿箭头方向水平移动，观察距卡片50cm且与A平行放置的光屏上光斑的变化情况，刚开始移动时，白纸上光斑大小将__________（选填“变大”、 “不变”或“变小”），光斑未变成圆形前，其亮度_________（选填“增强”、“不变”或“减弱”）；光斑变成圆形后，继续移动卡片B，减小通光孔的大小，白纸上光斑大小将__________（选填“变大”、“不变”或“变小”），亮度_________（选填“增强”、“不变”或“减弱”）。 (4)小明查阅相关日偏食现象的资料，资料中记载在树荫下有许多月牙形的光斑；月牙形光斑形成的原理与日偏食形成的原理_________（选填“相同”或“不相同”），月牙形光斑是_________像（选填“实”或“虚”） 【答案】(1) 同一直线 不是 (2) 变大 A (3) 变小 不变 不变 减弱 (4) 相同 实 【详解】（1）[1]光沿直线传播，需将烛焰、小孔、人眼调到同一直线上才能看见烛焰。 [2]此时是直接通过小孔看烛焰，并非小孔成像（小孔成像需在光屏上成倒立的像）。 （2）[1]乙图是小孔成像实验，像的大小与物距、像距有关；易拉罐靠近光源（物距减小），像距不变时，像会变大。 [2]小孔成像成倒立的像，上下两个小孔对应的像会上下、左右颠倒，小孔成像的形状与孔的形状无关。故A符合题意，BC不符合题意。 故选A。 （3）[1][2]刚开始移动卡片B时，三角形孔逐渐变小，由于孔比较大，还不是小孔成像，光斑大小由孔的大小决定，所以白纸上光斑大小将变小；此时光斑是孔的形状，不是太阳的像，所以亮度不变。 [3]光斑变成圆形后，继续减小通光孔，像的大小由物距、像距决定（与孔的大小无关），故光斑大小不变。 [4]孔减小，透过的光减少，光斑亮度减弱。 （4）[1]树荫下月牙形光斑是小孔成像（光的直线传播），日偏食也是光的直线传播形成的，原理相同。 [2]月牙形光斑是小孔成像形成的像，小孔成像成实像。 14．学校操场上的旗杆夏至日正午的影子长为ca，冬至日正午的影子长为cb。下列示意图中正确的是（　　） A． B． C． D． 【答案】B 【详解】我们学校位于北半球，正午的太阳始终在旗杆的南侧，因此旗杆的正午影子一定朝向正北；夏至日正午的太阳高度更大，太阳光线更陡，旗杆的影子更短；冬至日正午的太阳高度更小，太阳光线更平缓，旗杆的影子更长，也就是，故选B。 15．有两个高矮不同的小朋友A和B，A比B高，夜晚，他们分别站在路灯下，路灯O是光源，O′点是路灯在地面上的投影：A、B两人和点O′在同一直线上，如图所示，他们的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，以相同的速度向右行进时，我们可以观察到地面上A'和B'之间的距离将（　　） A．不断减小 B．不断增大 C．先增大，后减小 D．先减小，后增大 【答案】D 【详解】设A小朋友身高为a，B小朋友身高为b，灯的高度为h，当A小朋友向前移动距离Δxa，对应其影子向前移动的距离为△xa′。如图所示，s1、s2分别为A移动前路灯到A头顶的距离、A头顶到影子顶端距离： 由相似三角形性质可得 解得：A小朋友影子A′移动的距离 同理可得B小朋友影子B′移动的距离 又根据题意可知A比B高即 则可得当相距为d′的两个影子以相同速度进行时 此时两影子A′和B′之间的距离 当两人的头部的影子达到重合后，再继续远离路灯时，由于 A小朋友的影子A'的距离仍比B小朋友的影子B'移动的距离长，即 则此时两影子的间距 因此，我们观察到地面上A′和B′之间的距离应为先减小后变大。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A′会先追上B的影子B′，然后再超过它。所以A′和B′之间的距离会先减小后增大，故ABC不符合题意，D符合题意。 故选D。 16．如图所示，用自制针孔照相机在不同位置观察烛焰，有以下四种说法： ①薄膜上出现烛焰的像是倒立的；②顺时针转动内筒，发现内筒上的像也顺时针转动； ③保持小孔和烛焰的距离不变，向后推动内筒，增加筒长，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。 对于这四种说法，其中正确的个数是（     ） A．1个 B．2个 C．3个 D．4个 【答案】C 【详解】①小孔成的像是倒立的，即薄膜上出现烛焰的像是倒立的实像，故①正确； ②小孔成像成的是蜡烛的像，蜡烛不动，所以像不动，故②错误； ③薄膜上烛焰的像的大小与薄膜、蜡烛到小孔的距离有关，可能是缩小的也可能是放大的，小孔和烛焰的距离不变，向后拉动内筒，增加筒长，因为像距变大，所以烛焰的像变大，故③正确； ④保持小孔和烛焰的距离不变，向前推动内筒，像变小，光线更集中，所以烛焰的像更明亮，故④正确。 所以正确的是①③④，故C正确，ABD错误。 故选C。 17．如图所示为某一时刻在无锡某街道所拍摄人行道树木及树影的照片示意图，关于树影形成原理和可能拍摄的时间下列说法正确的是（     ） A．光的直线传播   上午8：00拍摄 B．光的直线传播   下午15：00拍摄 C．光的反射   上午8：00拍摄 D．光的反射   下午15：00拍摄 【答案】B 【详解】AB．图中树影朝向东方，说明太阳在西方，应为下午15:00拍摄，故A错误，B正确。 CD．树影是由光沿直线传播形成的，故CD错误； 故选B。 18．日晷是古人利用太阳投射影子测定时间的装置，由晷面和晷针组成，晷针指向北极星。小明利用身边的简单工具制作了一个日晷。他在A4纸上画出标有刻度的半圆，折叠成如图所示的晷面，使晷面与竖直面的夹角和当地纬度相同。他将一根吸管从圆孔O处插入晷面，再将日晷朝北放置，如图所示，根据特殊时刻的影子位置校准并标记了相关刻度。下列关于此日晷制作的说法不正确的是（     ） A．吸管插入晷面时应保持竖直状态 B．图中左侧数字“6”的方位为朝东方向 C．小明应在12点整的时候微调晷面，使晷针的影子与12点刻度线重合 D．晷针的影子指在图中A点刻度时，代表上午10点时刻 【答案】A 【详解】A．晷针应指向北极星，即与水平面夹角等于当地纬度。晷面与竖直面夹角等于当地纬度，说明晷面平行于赤道面，晷针应垂直于晷面插入，是倾斜状态，故A错误； B． 日晷朝北放置，晷针指向北。根据地理知识可知，人面向晷面时，左边为东方、右边为西方，左侧数字“6”方位朝东方向，故B正确； C．日晷是通过影子的位置来测定时间的，看的是晷针的影子指向的位置，调试时，12点整要让晷针的影子与12点刻度线重合，这样才能为后续看时间提供基准，故C正确； D．图中晷面是半圆，12在中间，右侧6表示上午6点，左侧6表示下午6点，一格表示1h，图中A点位于右侧，表示上午10点，故D正确。 本题选择描述错误的，故选A。 19．圭表是我国古代天文仪器，沿正南正北方向平放的尺叫圭；直立在平地上的标杆或石柱叫表。图甲是番禺区（北纬）某跨学科实践小组制作的一个简易圭表，图乙是太阳直射点的往返运动图像。则正午时，表的影子最长的是（　　） A．冬至日 B．夏至日 C．春分日 D．秋分日 【答案】A 【详解】影子的形成是因为光在同种均匀介质中沿直线传播，物体影子长度与太阳光线的入射角度有关，太阳在天空中位置越低（即太阳高度角越小），光线与地面的夹角越小，形成的影子就越长。番禺区在北半球，冬至日太阳直射南回归线，对于北半球来说太阳高度最低，圭表上的影子最长，夏至时太阳直射北回归线，北半球正午太阳高度角最大，表的影子最短；故A符合题意，BCD不符合题意。 故选A。 20．我国《周礼·考工记》中有“识日出之景，与日入之景”的记载，古人通过日出和日落时细杆的影子来辨别方位。如图所示，某天将直杆MN竖直放在学校操场的水平地面上，ND和NB为杆MN在阳光下的两个影子，由早上到傍晚影长变化的特点____________（填“变长”“变短”“先变长后变短”或“先变短后变长”），则______（填“A”或“C”）点在杆子的北侧方位，该处的东西方向大概为______（用图中字母表示）。 【答案】 先变短后变长 C BD 【详解】早上太阳高度低，影子长，中午太阳高度最高，影子最短，傍晚太阳高度变低，影子变长，因此影长变化应是先变短后变长； 早上6:00太阳在东方，光线沿直线传播照射到杆上，形成的影子ND指向西方；傍晚18:00太阳在西方，形成的影子NB指向东方。D在西，B在东，则C点位于杆子的北侧方位。连接B、D两点的直线即为该处的东西方向。 21．如图所示，小嘉将乒乓球放手，开始时球与光源S等高，而后球竖直下落，墙面上球的影子也随之下落。当影子刚好到达墙角N点时，请你根据光的直线传播知识，画出此时乒乓球的位置，并保留作图痕迹。 【答案】 【详解】影子是由于光沿直线传播造成的，当影子刚好到达墙角N点时，光源、乒乓球与N点在同一直线上，乒乓球竖直下落的路径与上述直线相交处即为乒乓球的位置，据此作图。 22．按要求完成下列作图； (1)如图甲，光源A发出的光被物体BC阻挡后，在墙壁上留下了物体BC的影，请在图中作出物体BC的影B′C′。（保留作图痕迹） (2)如图乙，地面上是小明和小亮在同一灯光下的影子，请通过作图确定灯泡S的位置。 【答案】(1) (2) 【详解】（1）从点光源A过点C作直线与墙壁相交于点C′，从A过点B作直线与墙壁相交于B′，直线AC与AB所夹的墙壁上的阴影部分B′C′就是BC的影子，如图所示： （2）光在空气中沿直线传播，将小明和小亮的顶端和影子的顶端连接并延长可交于一点S，点S就是光源的位置，如图所示： 23．在探究小孔成像实验中，小智在易拉罐底部中央开一个小圆孔，并将其顶部剪去，蒙上一层半透明薄膜，将点燃的蜡烛按图甲所示的位置放置在小孔的前方。 (1)实验中，小智利用此装置可以看到烛焰在半透明薄膜上成的是______（选填“正立”或“倒立”）的实像； (2)勤于思考的小智又将图甲中小圆孔改成了小方孔，再观察烛焰的像，则半透明膜上所成的烛焰的像的形状______（选填“会”或“不会”）改变；若他在底部扎了两个小孔，则在半透明膜上可以观察到烛焰的像有______（选填“一”或“两”）个； (3)如图所示，小智在室外太阳下进一步研究孔的大小对光斑形状的影响，他设计了三种开有不同形状孔的卡片甲，用另一张卡片乙覆盖在甲上，从图示位置水平向左移动乙，观察光斑形状的变化情况，其中合乎要求的是______；若用LED光源替代蜡烛来研究小孔成像的性质，下列最合适的是______； A．C形　　B．T形　　C．X形　　D．P形 (4)请在上图中的半透明纸上画出蜡烛AB的像A'B'______； (5)小智同学又制作了挖空的硬纸板，如图乙所示，大小正方形孔的边长分别约2mm和5cm，他将纸板抓在手中对着太阳，调节纸板距离地面适当远些，观察地面上的光斑，下面四幅图中光斑的大小形状可能的是______，小智在实验中发现有时光斑呈椭圆形，则原因可能是：______。 【答案】(1)倒立 (2) 不会 两 (3) A D (4) (5) C 见解析 【详解】（1）由于光沿直线传播，小孔成像成的是倒立的实像。实验中，小智利用此装置可以看到烛焰在半透明薄膜上成的是倒立的实像。 （2）[1]小孔成像中，成的像的形状只与物体的形状有关，与小孔形状无关，所以勤于思考的小智又将图甲中小圆孔改成了小方孔，再观察烛焰的像，则半透明膜上所成的烛焰的像的形状不变。 [2]若他在底部扎了两个小孔，则两个小孔均可以成像，所以在半透明膜上可以观察到烛焰的像有两个。 （3）[1]小智在室外太阳下进一步研究孔的大小对光斑形状的影响，根据控制变量法，应只改变小孔的大小，所以合乎要求的是A。 [2]若用LED光源替代蜡烛来研究小孔成像的性质，为便于比较像与物是否上下、左右均颠倒，LED光源应上下、左右均不对称，故选D。 （4）根据光沿直线传播，连接A点与小孔与半透明纸交于点，连接B点与小孔与半透明纸交于点，虚像连接即为蜡烛AB的像，作图如下： （5）[1]太阳光通过2mm的小孔时成太阳倒立、缩小的实像，太阳是圆形的，所以成的像也是圆形的；太阳光通过5cm的大孔时，由于光的直线传播，形成与孔形状相同的光斑，故选C。 [2]小智在实验中发现有时光斑呈椭圆形，原因可能是硬纸板与阳光不垂直，是光线斜射造成的。 24．下面是“梦想组”和“创新组”的同学探究小孔成像实验的过程： （1）①“创新组”在“制作小孔成像观察仪”活动中，把制作好的圆筒插入易拉罐中，如图甲所示，为了使像更清楚，圆筒的___________（选填A或B）端是用半透明薄纸制成的光屏。某同学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，这种现象叫小孔成像。他还发现蜡烛和小孔的位置固定后，像离小孔越近，像就越_____（选填“大”或“小”）； ②请在乙图中作出蜡烛AB的像___________； （2）下表是“梦想组”同学在硬纸板上挖孔所做的研究太阳的小孔成像实验记录表： 小孔的形状 □ ○ △ 小孔的最大外径/mm 1 5 10 1 5 10 1 5 10 地面光斑形状 小孔距地10cm时 □ □ □ ○ ○ ○ △ △ △ 小孔距地20cm时 ○ □ □ ○ ○ ○ ○ △ △ 小孔距地40cm时 ○ □ □ ○ ○ ○ ○ △ △ 小孔距地80cm时 ○ ○ □ ○ ○ ○ ○ ○ △ 小孔距地120cm时 ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ 小孔距地200cm时 ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ 小明和他的同学分析.上表的结果，得出了一些结论，请你帮他们补充完整： ①由于太阳距我们很远，到达地面的光线几乎平行，所以，当小孔到地面的距离足够小，地面上的光斑与小孔的形状是_______（选填“一致的”或“不一致的”），这不是太阳的像； ②要使太阳通过小孔成像，必须注意小孔的大小和小孔到地面的距离，当小孔到地面的距离一定时，小孔越___________（填“大”或“小”），地面上就越容易得到太阳的像； ③如上表所示，当小孔的最大外径为5毫米，小孔距地80厘米时，用一张卡片覆盖在△孔上（相当于把孔变小），遮住孔的一部分，让太阳光透过小孔，与不遮住小孔相比，光斑的形状______（选填“变化”或“不变”）。 【答案】 A 小 一致的 小 不变 【详解】（1）[1]A端是半透明的光屏，它在整个装置的中部，周围环境较暗，观察到光屏上的像比较明亮清晰。 [2]实验表明：像离小孔越近，像就越小。 [3]小孔成像成的是倒立的实像，如图所示： （2）[4]小孔距地10cm时的实验结果表明：当小孔距离地面非常近时，地面光斑与小孔形状是一致的，说明光斑形状是由小孔形状决定的，不是太阳的像。 [5]比较方形孔与三角形孔的成像情况，可以发现，小孔的最大外径越小，地面上就越容易得到太阳的像。 [6]此时，已经在地面上得到了太阳的像。再将小孔的外径变小，地面上依然是太阳的像，形状是不变的。 25．阅读短文，回答问题。 手术无影灯 手术无影灯用来照明手术部位，尽量消除医护人员的头、手和器械等对手术部位造成的阴影。 手术无影灯是怎么做到“无影”的呢？晚上在教室内只打开一盏日光灯，仔细观察你自己的影子，会发现影子中部特别黑暗，四周稍浅。影子中部，日光灯发出的光不能照到，特别黑暗，叫本影。四周灰暗的部分叫半影。 为了解释无影灯的工作原理，在课桌上点两支蜡烛分开放置于A、B两个位置，蜡烛前面立一本书，关掉日光灯可以看到墙壁出现书的本影和半影，如图甲。如果点燃三支甚至四支蜡烛，书的本影部分就会逐渐缩小，半影部分会出现很多明暗不同的层次。 手术无影灯是将发光强度很大的许多灯排列在灯盘上，合成一个大面积的光源，这样就能从不同角度把光线照射到手术台上，既保证手术视野有足够的亮度，同时又不会产生明显的本影。 (1)图甲的上侧半影区域中，蜡烛___________； A．A和B发出的光都照到 B．A发出的光照到，B照不到 C．A和B发出的光都照不到 D．B发出的光照到，A照不到 (2)在手术无影灯下，医护人员的手和器械等在手术部位___________（会/不会）产生本影； (3)请在图乙中画出第三支蜡烛C照到课本上时，在墙上产生的本影区域（仿图甲，在墙壁上对应位置画出阴影）；( ) (4)如果在乙图中再点燃更多的蜡烛，书的半影部分___________； A．明暗更明显，层次更多 B．明暗更明显，层次更少 C．明暗更不明显，层次更多 D．明暗更不明显，层次更少 (5)小明同学想用9盏相同的LED灯（图中用表示）排列合成一个大光源作为无影灯，下列设计效果最好的是___________。 A． B． C． D． 【答案】(1)D (2)不会 (3) (4)C (5)A 【详解】（1）根据图甲可知，蜡烛B在A的上面，其中的上侧半影区域中，B发出的光可以照到，A发出的光照不到。 故选D。 （2）由题可知，手术无影灯是将发光强度很大的许多灯排列在灯盘上，合成一个大面积的光源，这样就能从不同角度把光线照射到手术台上，既保证手术视野有足够的亮度，同时又不会产生明显的本影，即医护人员的手和器械等在手术部位不会产生明显的本影。 （3）根据光的直线传播，从C的发出的光，到物体边缘，沿直线传播，如图所示： （4）在课桌上点两支蜡烛分开放置于A、B两个位置，蜡烛前面立一本书，关掉日光灯可以看到墙壁出现书的本影和半影，如图甲。如果点燃三支甚至四支蜡烛，书的本影部分就会逐渐缩小，半影部分会出现很多明暗不同的层次，明暗更不明显，如果在乙图中再点燃更多的蜡烛，书的半影部分明暗更不明显，层次更多。 故选C。 （5）对同一物体，其本影区的大小，与光源发光面大小和光源到物体的距离有关；光源到物体的距离一定时，光源发光面越大，物体的本影越小；光源发光面越小，则物体的本影越大；光源发光面一定时，光源到物体的距离越小，物体的本影区越大，光源到物体的距离越大，物体的本影区越小，想用9盏相同的LED灯排列合成一个大光源作为无影灯，既要有中间的照明，四周越多，本影越不明显。 故选A。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！1 1 / 1 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $ 专题03 光的直线传播 1．利用直立杆的影子可以辨别方向，让杆立于O点，在正午前后将杆顶的影子每间隔15分钟分别记下，如图甲所示，并画出其轨迹，若轨迹上有上午某时刻的A点和下午某时刻的B点，如图乙，且，则下列说法正确的是（     ） A．A→B指向西 B．A→B指向南 C．若C点离O点最近O→C指向北 D．ABC是以O为圆心的一段圆弧 2．在水平道路的两旁各有一盏路灯，两盏路灯高度相同。某人在晚上从一盏路灯的正下方一直沿直线直立行走到另一盏路灯的正下方。在这个过程中，该人在地面上影子的总长度的变化情况是（　　） A．保持不变 B．一直变大 C．先变大后变小 D．先变小后变大 3．图甲与图乙分别为利用“超细百叶窗光学技术”的手机防窥膜结构图与原理图，贴上这种防窥膜的手机，正对屏幕的使用者可看得很清楚，而与屏幕呈一定角度的旁观者看到的却是一片漆黑。在与此相关的分析中，错误的是（　　） A．亮屏状态下的手机是光源 B．可视范围外无法看到屏幕亮光，是因为光的直线传播原理 C．相同条件下，超细百叶窗高度越低，防窥视效果越差 D．为了使防窥效果更好，可适当增大超细百叶窗的间距 4．一束红色激光从箱体的一端照射向另一端，箱体中装有某透明液体，激光束的光路图如图所示，下列说法中正确的是（    ） A．该实验表明，光在液体中不能沿直线传播 B．若调整激光束的入射方向，激光束有可能沿直线传播 C．仅改为用绿色激光，绿色激光在该液体中可能沿直线传播 D．该实验中，红色激光在液体中的传播速度为 5．同学们利用光学知识自制了一个针孔照相机：做两个可以套在一起拉动的硬纸盒，外盒的前端蒙一块中心带针孔的黑纸，内盒的一端蒙一块半透明纸（如图所示）。将针孔对准明亮的景物，在内盒的半透明纸上看到了物体所成的像。下列说法正确的是（     ） A．针孔照相机所成的像是倒立的虚像 B．保持针孔和物体的距离不变，将内盒向里推，减小筒长，物体的像变大 C．若改变小孔的形状，半透明纸上像的形状也改变 D．遮住一部分针孔，半透明纸上物体所成的像依旧完整 6．家住江阴的小华自制了一个简易日晷模型，模型的晷针与晷面垂直。小华将该模型放置在小区的水平地面上，并让它处于阳光照射之下。下列说法中正确的是（     ） A．晷针影子的形成是由于光的反射 B．一天内，正午时刻的晷针影子长度最长 C．该模型是依据晷针影子的方位来计时的 D．若将晷针剪短，会发现杆影的长度立即变长 7．艺术家在太浩湖边放置了一款计划拍摄一张记录千年变迁的照片的相机（如图甲），为了稳定，其结构非常简单（如图乙），整体是一个圆柱形铜制外壳，前端是一个小孔，后端涂抹了一种会在不同光线下褪色速度不同的颜料来当作“感光元件”。则“感光元件”上呈现出的像是________（选填“实像”或“虚像”），在图丙中画出物体AB在感光元件上所成的像________，该相机的成像是《墨子》中所记载的________现象，可以预见半年后该相机拍摄的“照片”中，太阳的像是________（选填“一个点”或“很多条线”）。 8．如图所示，让一束平行光垂直于水平地面MN射下，A为小铁球（大小可不计）。若小球在竖直平面内沿图中半径为R的圆形虚线轨迹运动，小球的影子在地面MN上运动的轨迹为_______ （选填“圆形”或“直线”），轨迹的半径（若为圆形）或长度（若为直线）为_______ （选填“R”或“2R”）。 9．为了便于描述光传播的路径，在物理学中用一条带箭头的直线表示光线，这是采用了______（选“转换法”或“建立模型”）的方法，这里表示的光线______（选“是”或“不是”）真实存在的。如果声音和光都从空气传入水中，则声速______，光速______（选“变大”或“变小”或“不变”）。 10．光在真空中的速度是__________km/s；操场上竖直地插着三根竹竿，在路灯和月光下的影子如图所示，其中______（选填“甲”或“乙”）是在路灯下的影子图片。说明光在同种均匀物质中是沿________传播的。 11．金鹏家住在交通小区五楼，如图所示，我们看到的从左往右的第三间拉上窗帘的是金鹏的房间，金鹏沿水平路面进交通小区大门，有一段时间自己房间的窗户会被小区大门的顶部瓦檐遮住，请通过作光路图的方法画出金鹏进大门前刚好看不到自己房间窗户时眼睛的位置，并标上O点。 12．夜晚路灯下站着两个人，他们的影子如图所示，请通过作图确定路灯灯泡S的位置。 13．家庭实验是物理课堂的延伸，小明用以下材料在家里进行了一组光学小实验： (1)如图甲小明想通过三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，此时看见的烛焰_________（选填“是”或“不是”）烛焰通过小孔成的像： (2)小明用易拉罐完成乙图实验，保持“F”字样光源的位置不变，将易拉罐靠近发光的“F”，小明观察到塑料膜上所成的像会_________（选填“变大”、“变小”或“不变”）；如果在易拉罐的底部扎了上下两个形状依次为“△、O”的小孔，则在半透明膜上可以观察到_________。 A．上下两个 B．上下依次为“O、▽” C．上下依次为“▽、O” (3)为了探究生活中常见的树荫下光斑的成因，小明设计如图丙所示开有三角形孔（边长约为5厘米）的卡片A对着太阳光，并用另一张卡片B紧贴在A上沿箭头方向水平移动，观察距卡片50cm且与A平行放置的光屏上光斑的变化情况，刚开始移动时，白纸上光斑大小将__________（选填“变大”、 “不变”或“变小”），光斑未变成圆形前，其亮度_________（选填“增强”、“不变”或“减弱”）；光斑变成圆形后，继续移动卡片B，减小通光孔的大小，白纸上光斑大小将__________（选填“变大”、“不变”或“变小”），亮度_________（选填“增强”、“不变”或“减弱”）。 (4)小明查阅相关日偏食现象的资料，资料中记载在树荫下有许多月牙形的光斑；月牙形光斑形成的原理与日偏食形成的原理_________（选填“相同”或“不相同”），月牙形光斑是_________像（选填“实”或“虚”） 14．学校操场上的旗杆夏至日正午的影子长为ca，冬至日正午的影子长为cb。下列示意图中正确的是（　　） A． B． C． D． 15．有两个高矮不同的小朋友A和B，A比B高，夜晚，他们分别站在路灯下，路灯O是光源，O′点是路灯在地面上的投影：A、B两人和点O′在同一直线上，如图所示，他们的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，以相同的速度向右行进时，我们可以观察到地面上A'和B'之间的距离将（　　） A．不断减小 B．不断增大 C．先增大，后减小 D．先减小，后增大 16．如图所示，用自制针孔照相机在不同位置观察烛焰，有以下四种说法： ①薄膜上出现烛焰的像是倒立的；②顺时针转动内筒，发现内筒上的像也顺时针转动； ③保持小孔和烛焰的距离不变，向后推动内筒，增加筒长，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。 对于这四种说法，其中正确的个数是（     ） A．1个 B．2个 C．3个 D．4个 17．如图所示为某一时刻在无锡某街道所拍摄人行道树木及树影的照片示意图，关于树影形成原理和可能拍摄的时间下列说法正确的是（     ） A．光的直线传播   上午8：00拍摄 B．光的直线传播   下午15：00拍摄 C．光的反射   上午8：00拍摄 D．光的反射   下午15：00拍摄 18．日晷是古人利用太阳投射影子测定时间的装置，由晷面和晷针组成，晷针指向北极星。小明利用身边的简单工具制作了一个日晷。他在A4纸上画出标有刻度的半圆，折叠成如图所示的晷面，使晷面与竖直面的夹角和当地纬度相同。他将一根吸管从圆孔O处插入晷面，再将日晷朝北放置，如图所示，根据特殊时刻的影子位置校准并标记了相关刻度。下列关于此日晷制作的说法不正确的是（     ） A．吸管插入晷面时应保持竖直状态 B．图中左侧数字“6”的方位为朝东方向 C．小明应在12点整的时候微调晷面，使晷针的影子与12点刻度线重合 D．晷针的影子指在图中A点刻度时，代表上午10点时刻 19．圭表是我国古代天文仪器，沿正南正北方向平放的尺叫圭；直立在平地上的标杆或石柱叫表。图甲是番禺区（北纬）某跨学科实践小组制作的一个简易圭表，图乙是太阳直射点的往返运动图像。则正午时，表的影子最长的是（　　） A．冬至日 B．夏至日 C．春分日 D．秋分日 20．我国《周礼·考工记》中有“识日出之景，与日入之景”的记载，古人通过日出和日落时细杆的影子来辨别方位。如图所示，某天将直杆MN竖直放在学校操场的水平地面上，ND和NB为杆MN在阳光下的两个影子，由早上到傍晚影长变化的特点____________（填“变长”“变短”“先变长后变短”或“先变短后变长”），则______（填“A”或“C”）点在杆子的北侧方位，该处的东西方向大概为______（用图中字母表示）。 21．如图所示，小嘉将乒乓球放手，开始时球与光源S等高，而后球竖直下落，墙面上球的影子也随之下落。当影子刚好到达墙角N点时，请你根据光的直线传播知识，画出此时乒乓球的位置，并保留作图痕迹。 22．按要求完成下列作图； (1)如图甲，光源A发出的光被物体BC阻挡后，在墙壁上留下了物体BC的影，请在图中作出物体BC的影B′C′。（保留作图痕迹） (2)如图乙，地面上是小明和小亮在同一灯光下的影子，请通过作图确定灯泡S的位置。 23．在探究小孔成像实验中，小智在易拉罐底部中央开一个小圆孔，并将其顶部剪去，蒙上一层半透明薄膜，将点燃的蜡烛按图甲所示的位置放置在小孔的前方。 (1)实验中，小智利用此装置可以看到烛焰在半透明薄膜上成的是______（选填“正立”或“倒立”）的实像； (2)勤于思考的小智又将图甲中小圆孔改成了小方孔，再观察烛焰的像，则半透明膜上所成的烛焰的像的形状______（选填“会”或“不会”）改变；若他在底部扎了两个小孔，则在半透明膜上可以观察到烛焰的像有______（选填“一”或“两”）个； (3)如图所示，小智在室外太阳下进一步研究孔的大小对光斑形状的影响，他设计了三种开有不同形状孔的卡片甲，用另一张卡片乙覆盖在甲上，从图示位置水平向左移动乙，观察光斑形状的变化情况，其中合乎要求的是______；若用LED光源替代蜡烛来研究小孔成像的性质，下列最合适的是______； A．C形　　B．T形　　C．X形　　D．P形 (4)请在上图中的半透明纸上画出蜡烛AB的像A'B'______； (5)小智同学又制作了挖空的硬纸板，如图乙所示，大小正方形孔的边长分别约2mm和5cm，他将纸板抓在手中对着太阳，调节纸板距离地面适当远些，观察地面上的光斑，下面四幅图中光斑的大小形状可能的是______，小智在实验中发现有时光斑呈椭圆形，则原因可能是：______。 24．下面是“梦想组”和“创新组”的同学探究小孔成像实验的过程： （1）①“创新组”在“制作小孔成像观察仪”活动中，把制作好的圆筒插入易拉罐中，如图甲所示，为了使像更清楚，圆筒的___________（选填A或B）端是用半透明薄纸制成的光屏。某同学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，这种现象叫小孔成像。他还发现蜡烛和小孔的位置固定后，像离小孔越近，像就越_____（选填“大”或“小”）； ②请在乙图中作出蜡烛AB的像___________； （2）下表是“梦想组”同学在硬纸板上挖孔所做的研究太阳的小孔成像实验记录表： 小孔的形状 □ ○ △ 小孔的最大外径/mm 1 5 10 1 5 10 1 5 10 地面光斑形状 小孔距地10cm时 □ □ □ ○ ○ ○ △ △ △ 小孔距地20cm时 ○ □ □ ○ ○ ○ ○ △ △ 小孔距地40cm时 ○ □ □ ○ ○ ○ ○ △ △ 小孔距地80cm时 ○ ○ □ ○ ○ ○ ○ ○ △ 小孔距地120cm时 ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ 小孔距地200cm时 ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ 小明和他的同学分析.上表的结果，得出了一些结论，请你帮他们补充完整： ①由于太阳距我们很远，到达地面的光线几乎平行，所以，当小孔到地面的距离足够小，地面上的光斑与小孔的形状是_______（选填“一致的”或“不一致的”），这不是太阳的像； ②要使太阳通过小孔成像，必须注意小孔的大小和小孔到地面的距离，当小孔到地面的距离一定时，小孔越___________（填“大”或“小”），地面上就越容易得到太阳的像； ③如上表所示，当小孔的最大外径为5毫米，小孔距地80厘米时，用一张卡片覆盖在△孔上（相当于把孔变小），遮住孔的一部分，让太阳光透过小孔，与不遮住小孔相比，光斑的形状______（选填“变化”或“不变”）。 25．阅读短文，回答问题。 手术无影灯 手术无影灯用来照明手术部位，尽量消除医护人员的头、手和器械等对手术部位造成的阴影。 手术无影灯是怎么做到“无影”的呢？晚上在教室内只打开一盏日光灯，仔细观察你自己的影子，会发现影子中部特别黑暗，四周稍浅。影子中部，日光灯发出的光不能照到，特别黑暗，叫本影。四周灰暗的部分叫半影。 为了解释无影灯的工作原理，在课桌上点两支蜡烛分开放置于A、B两个位置，蜡烛前面立一本书，关掉日光灯可以看到墙壁出现书的本影和半影，如图甲。如果点燃三支甚至四支蜡烛，书的本影部分就会逐渐缩小，半影部分会出现很多明暗不同的层次。 手术无影灯是将发光强度很大的许多灯排列在灯盘上，合成一个大面积的光源，这样就能从不同角度把光线照射到手术台上，既保证手术视野有足够的亮度，同时又不会产生明显的本影。 (1)图甲的上侧半影区域中，蜡烛___________； A．A和B发出的光都照到 B．A发出的光照到，B照不到 C．A和B发出的光都照不到 D．B发出的光照到，A照不到 (2)在手术无影灯下，医护人员的手和器械等在手术部位___________（会/不会）产生本影； (3)请在图乙中画出第三支蜡烛C照到课本上时，在墙上产生的本影区域（仿图甲，在墙壁上对应位置画出阴影）；( ) (4)如果在乙图中再点燃更多的蜡烛，书的半影部分___________； A．明暗更明显，层次更多 B．明暗更明显，层次更少 C．明暗更不明显，层次更多 D．明暗更不明显，层次更少 (5)小明同学想用9盏相同的LED灯（图中用表示）排列合成一个大光源作为无影灯，下列设计效果最好的是___________。 A． B． C． D． 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！1 1 / 1 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $