初中物理專(zhuān)題4.1 光的直線(xiàn)傳播

第四章光現(xiàn)象第1節(jié)光的直線(xiàn)傳播一、光沿直線(xiàn)傳播的條件1．光源：____________的物體叫做光源。如：太陽(yáng)、螢火蟲(chóng)、電燈等。2．光在均勻介質(zhì)中_____________。均勻介質(zhì)是指兩點(diǎn)：一是同一種介質(zhì)。二是這種介質(zhì)的密度均勻，不含有雜質(zhì)。3．光的直線(xiàn)傳播的應(yīng)用：小孔成像、激光準(zhǔn)直、手影、影子的形成、日食和月食。（1）小孔成像：像的形狀與小孔的形狀無(wú)關(guān)，像是___________的實(shí)像（樹(shù)蔭下的光斑是太陽(yáng)的像）。（2）激光準(zhǔn)直：挖隧道定向；整隊(duì)集合；射擊瞄準(zhǔn)。（3）坐井觀天（要求會(huì)作有水、無(wú)水時(shí)青蛙視野的光路圖）；一葉障目；（4）影子的形成：光在傳播過(guò)程中，遇到__________的物體，在物體的后面形成黑色區(qū)域即影子。（5）日食、月食（要求知道日食時(shí)月球在中間；月食時(shí)地球在中間）。二、光的傳播速度1．光在真空中傳播速度是____________m/s。光在空氣中傳播比在真空中傳播稍慢一點(diǎn)，在水中每秒傳播的距離約是真空中的3/4?？傊?，光在不同的介質(zhì)中傳播速度____________。通常情況，光在空氣中的傳播速度也以3.0×108m/s計(jì)算。2．光年：光在一年內(nèi)傳播的距離。光年是___________單位。能夠發(fā)光沿直線(xiàn)傳播倒立不透明3.0×108不一定相同長(zhǎng)度一、光源能直接發(fā)光的物體叫光源。分類(lèi)：自然光源，如太陽(yáng)、螢火蟲(chóng)；人造光源，如篝火、蠟燭、油燈、電燈。但像月亮表面、桌面等依靠它們反射外來(lái)光才能使人們看到它們，這樣的反射物體不能稱(chēng)為光源。【例題1】本身發(fā)光的物體叫做光源，下圖中哪個(gè)物體不屬于光源參考答案：C試題解析：能直接發(fā)光的物體叫光源，璀璨的寶石依靠反射外來(lái)光才能使人們看到它們，這樣的反射物體不能稱(chēng)為光源，故選C。名師點(diǎn)睛：本題主要考查了學(xué)生對(duì)光源概念的掌握，要判斷一個(gè)物體是否是光源，關(guān)鍵是看它本身是否能夠發(fā)光。二、光的直線(xiàn)傳播光在同種均勻介質(zhì)中沿直線(xiàn)傳播。光在真空中傳播最快，c=3×108m/s=3×105km/s。光的直線(xiàn)傳播的應(yīng)用：小孔成像、激光準(zhǔn)直、手影、影子的形成、日食和月食、無(wú)影燈。【例題2】小明在學(xué)習(xí)“光的傳播”時(shí)，看到老師的一個(gè)演示實(shí)驗(yàn)，過(guò)程如下：①用激光筆射向水中，觀察到光線(xiàn)是一條直線(xiàn)（如圖）；②在A點(diǎn)處用漏斗向水中慢慢注入海波溶液，觀察到光線(xiàn)發(fā)生了彎曲；③經(jīng)攪拌后，觀察到光線(xiàn)又變直。小明根據(jù)上述現(xiàn)象得出的結(jié)果，正確的是A．光的傳播需要介質(zhì)B．光只有在水中才沿直線(xiàn)傳播C．光在海波溶液里不能沿直線(xiàn)傳播D．光在同一種均勻介質(zhì)中才沿直線(xiàn)傳播參考答案：D試題解析：從①中我們發(fā)現(xiàn)光在水中沿直線(xiàn)傳播；而②中的光線(xiàn)不再沿直線(xiàn)傳播不同于①的是介質(zhì)不再均勻，③現(xiàn)象中的光線(xiàn)又沿直線(xiàn)傳播，是由于經(jīng)攪拌后，介質(zhì)又變得均勻，故可以得出，光在同一種均勻介質(zhì)中才沿直線(xiàn)傳播。故選D。三、小孔成像小孔所成的像一定是倒立的實(shí)像，成像的大小取決于像到小孔的距離、物到小孔的距離，成的像可能比物體大，也可能比物體小?！纠}3】大約兩千四百年前，我國(guó)的學(xué)者墨翟和他的學(xué)生做了世界上第一個(gè)小孔成像的實(shí)驗(yàn)，解釋了小孔成像的原理。小光同學(xué)將兩個(gè)長(zhǎng)度均為50cm，直徑為5cm的直筒套在一起，做成如圖的儀器（M筒的直徑稍大，可以套在N筒上并能前后移動(dòng)）（1）小孔成的像是倒立的________像，可以用光的____________解釋。所成的像與小孔的形狀_________關(guān)。（2）若直筒M、N位置不動(dòng)，讓物體遠(yuǎn)離N筒，像距__________，像的大小_________（以上兩空選填“變大”“不變”或“變小”）。（3）十五的夜晚，將小孔對(duì)準(zhǔn)明月，測(cè)得月亮最大像的直徑是9.1mm，已知月球到地球的距離為380000km，月球的直徑約為_(kāi)___________km。參考答案：（1）實(shí)直線(xiàn)傳播無(wú)關(guān)（2）不變變?。?）3.458×103試題解析：（1）小孔成像的光路圖如下圖所示：由于小孔成的像是實(shí)際光線(xiàn)的交點(diǎn)，能用光屏承接，所以是實(shí)像，且像是倒立的；它是由于光沿直線(xiàn)傳播形成的；像的形狀與孔的形狀無(wú)關(guān)；（2）物體遠(yuǎn)離N筒時(shí)，如上圖，物體發(fā)出的光仍然能把光屏照亮，所以還可以在光屏上得到清晰的像，則像距不變，但像變??；（3）如下圖所示，，則對(duì)應(yīng)邊成比例，，即，解得：1．下列物體中是光源的是A．月亮B．螢火蟲(chóng)C．鏡子D．太陽(yáng)照射下閃閃發(fā)亮的拋光金屬2．如圖所示，在一個(gè)空罐的底部中央打一個(gè)小孔，再用一片半透明的塑料膜蒙在空罐的口上。將小孔對(duì)著燭焰，燭焰在薄膜上成像的原理是A．光的直線(xiàn)傳播B．光的反射C．光的折射D．光的色散3．2018年1月31日，天空出現(xiàn)了一場(chǎng)天文奇觀——“三月合一”，即月全食。我國(guó)大部分地區(qū)都能欣賞到一輪“紅月亮”高懸夜空的迷人景象。月全食的形成主要是由于學(xué)科、網(wǎng)A．小孔成像B．光的直線(xiàn)傳播C．光的反射D．光的折射4．關(guān)于光速、光年的說(shuō)法正確的是A．光速是無(wú)限大的B．光的傳播速度是3×108m/sC．光年是一個(gè)時(shí)間單位D．光年是天文學(xué)上表示距離的單位5．在小孔成像實(shí)驗(yàn)中，從半透明紙屏上能看到外界物體的像。如果小孔靠近物體，紙屏離小孔的距離增大一些，則紙屏上該物體的像將A．變小B．不變C．變大D．以上均可能6．物理興趣小組自制了簡(jiǎn)易針孔照相機(jī)，利用它觀察窗外的景物時(shí)，會(huì)在塑料膜上看到倒立的_______（選填“實(shí)”或“虛”）像，成像原理是______________。7．為了表示光的傳播情況。我們通常用一條帶有箭頭的直線(xiàn)表示光傳播的徑跡和___________，同時(shí)忽略了光的亮度、___________（寫(xiě)出一條即可）等其他性質(zhì)，于是建立了___________的模型。8．某人在夜晚路過(guò)某一有路燈的街道過(guò)程中，先向路燈走近后走遠(yuǎn)，此人影子的長(zhǎng)短變化情況是_____________________。9．人類(lèi)曾經(jīng)用激光測(cè)量月球到地球的距離。已知光在真空中和空氣中的傳播速度近似等于3×108m/s。若向月球發(fā)射一束激光，從發(fā)出到由月球反射回來(lái)接收到這束光經(jīng)歷的時(shí)間為2.56s。則可以計(jì)算出月球到地球表面的距離大約是___________km。10．閱讀并回答后面的問(wèn)題：宇宙中恒星間的距離都非常大，為了表達(dá)起來(lái)方便一些，天文學(xué)家使用一個(gè)非常大的長(zhǎng)度單位——光年，它等于光在1年內(nèi)傳播的距離。離太陽(yáng)系最近的恒星是半人馬座“比鄰星”，距離我們4.3光年；“牛郎星”和“織女星”的距離是16光年；目前人類(lèi)觀察到的最遠(yuǎn)的天體，距離我們有140多億光年。（1）光年是________單位。（2）1光年表示________。（3）“牛郎星”和“織女星”相距約________km。（4）我們現(xiàn)在觀測(cè)到的“比鄰星”的光是它現(xiàn)在發(fā)出來(lái)的嗎？________（填“是”或“不是”）。11．某雷雨天的晚上，玉紅同學(xué)看到閃電3s后聽(tīng)到了雷聲。（1）請(qǐng)你幫她估算打雷的地方距她多遠(yuǎn)？（聲音在空氣中的傳播速度以340m/s計(jì)算。[要求：①寫(xiě)出公式；②有必要的文字說(shuō)明；③數(shù)據(jù)要代單位]（2）實(shí)際上，閃電和雷聲是同時(shí)產(chǎn)生的，為什么我們總是先看到閃電后聽(tīng)到雷聲呢？請(qǐng)你利用速度公式分析說(shuō)明產(chǎn)生這種現(xiàn)象的原因。12．下列說(shuō)法正確的是A．光線(xiàn)是真實(shí)存在的B．光是沿直線(xiàn)傳播的C．月亮是自然光源D．激光準(zhǔn)直用到了光的直線(xiàn)傳播知識(shí)13．下列有關(guān)聲與光的說(shuō)法中不正確的是A．“光”在同種均勻介質(zhì)中沿直線(xiàn)傳播B．15℃時(shí)，聲音在空氣中的傳播速度為340m/sC．“蟋蟀在鳴叫”說(shuō)明蟋蟀是聲源；“金光閃閃”說(shuō)明金子是光源D．超聲波和次聲波的傳播都需要介質(zhì)14．百米賽跑時(shí)，計(jì)時(shí)員為了計(jì)時(shí)更準(zhǔn)確，通常在下列哪一個(gè)時(shí)刻開(kāi)始計(jì)時(shí)A．聽(tīng)見(jiàn)發(fā)令槍聲時(shí)B．看到發(fā)令槍冒煙時(shí)C．看到運(yùn)動(dòng)員起跑時(shí)D．上述時(shí)刻都可以15．晴天正午，小明與同學(xué)從樹(shù)蔭下走過(guò)時(shí)，發(fā)現(xiàn)地面上有許多大小、形狀不同的光斑，光斑形狀與什么因素有關(guān)呢？通過(guò)探究，他們得到了以下結(jié)論，無(wú)論是大孔還是小孔形成的光斑都是由于__________形成的，其中__________（小孔/大孔）形成光斑的形狀與孔的形狀有關(guān)，__________（小孔/大孔）形成的光斑的大小與孔到地面的距離有關(guān)。16．如圖所示，發(fā)生“日全食”時(shí)太陽(yáng)、地球、月球應(yīng)處在同一直線(xiàn)上，則地球應(yīng)在圖中________（填“甲”或“乙”）所示的位置。17．發(fā)生日偏食時(shí)，太陽(yáng)光透過(guò)茂密的樹(shù)葉間的縫隙，會(huì)在樹(shù)下的地面上形成許多大小不同的_______（選填“圓形”或“月牙形”）光斑。18．如圖，伽利略1607年進(jìn)行了世界上第一次測(cè)量光速的嘗試。方法是：讓兩個(gè)人分別站在相距1.5km的兩座山上，每個(gè)人拿一個(gè)燈，第一個(gè)人先舉起燈，當(dāng)?shù)诙€(gè)人看到第一個(gè)人的燈時(shí)立即舉起自己的燈，從第一個(gè)人舉起燈到他看到第二個(gè)人的燈的時(shí)間間隔就是光傳播3km的時(shí)間。但這種方法根本行不通。伽利略的實(shí)驗(yàn)未能成功。這個(gè)方法在原理上對(duì)不對(duì)？請(qǐng)你分析伽利略失敗的原因。19．探究小孔成像規(guī)律選用的實(shí)驗(yàn)器材：針、不透明紙、白紙、白熾燈、桌子。（1）如圖所示，抓在手上的不透明紙上用針扎一個(gè)直徑約1mm的小孔，讓白熾燈發(fā)出的光穿過(guò)小孔射到桌面上的白紙上，在白紙上可看到一個(gè)清晰的________（選填“燈絲”或“小孔”）的像，這種現(xiàn)象叫做______________，這種現(xiàn)象是由于___________________形成的。（2）保持燈和白紙的位置不動(dòng)，向上移動(dòng)小孔，像的大小將________；保持燈和小孔的位置不動(dòng)，向上移動(dòng)白紙，像的大小將________；保持小孔和白紙的位置不動(dòng)，向上移動(dòng)白熾燈，像的大小將________。（均選填“變大”“變小”或“不變”）20．（2018·廣西北部灣四市同城）如圖所示，能解釋“手影”形成的是A．光的反射B．光的折射C．光的直線(xiàn)傳播D．平面鏡成像21．（2018·泰安）下列現(xiàn)象中，對(duì)應(yīng)的物理知識(shí)是“光的直線(xiàn)傳播”的是A．射擊瞄準(zhǔn)時(shí)要做到“三點(diǎn)一線(xiàn)”B．游泳池注水后，看上去好像變淺了C．在平靜的湖面可以看到藍(lán)天白云D．太陽(yáng)光經(jīng)過(guò)三棱鏡后可以產(chǎn)生彩色光帶22．（2018·揚(yáng)州）太陽(yáng)光通過(guò)樹(shù)葉間的空隙，在地上形成許多圓形的光斑，這些圓形光斑是A．樹(shù)葉的虛像B．樹(shù)葉的實(shí)像C．太陽(yáng)的虛像D．太陽(yáng)的實(shí)像23．（2018·天津改編）下面是一則科技新聞：“天眼一FAST”第一次發(fā)現(xiàn)了一顆距地球4000光年的毫秒脈沖星。其中“光年”是__________的單位。（填物理量名稱(chēng)）4．D【解析】A．光在真空中的傳播速度是3×108m/s，不是無(wú)限大，故A錯(cuò)誤；B．光在真空中的傳播速度才是3×108m/s，而在空氣中或玻璃中速度會(huì)減小，故B錯(cuò)誤；C．光年是一個(gè)長(zhǎng)度單位，不是時(shí)間單位，故C錯(cuò)誤；D．光年是天文學(xué)上表示距離的單位，等于光在真空中傳播一年的時(shí)間所經(jīng)過(guò)的距離，故D正確；故選D。5．C【解析】如果小孔靠近物體，紙屏離小孔的距離增大一些，即物距減小，像距增大，則所成的像會(huì)變大。故C正確，ABD錯(cuò)誤。6．實(shí)光的直線(xiàn)傳播【解析】“針孔相機(jī)”成像實(shí)際上就是小孔成像，它是由光的直線(xiàn)傳播形成的。利用針孔照相機(jī)觀察窗外的景物時(shí)，會(huì)在塑料薄膜上看到倒立的彩色實(shí)像。7．方向色彩光路【解析】在物理學(xué)中，光線(xiàn)是用來(lái)表示光的傳播路徑和方向的帶有箭頭的直線(xiàn)。它不能表示光的亮度、色彩等性質(zhì)；光線(xiàn)可以表示光的傳播路徑，故建立了光路的模型。8．先變短后變長(zhǎng)【解析】當(dāng)人在遠(yuǎn)處時(shí)，人與燈光的夾角小，形成的影子長(zhǎng)；當(dāng)人逐漸走近路燈時(shí)，人與燈光的夾角會(huì)變大，此時(shí)形成的影子會(huì)變短；當(dāng)人經(jīng)過(guò)路燈逐漸遠(yuǎn)離時(shí)，人與燈光的夾角又會(huì)變小，形成的影子再次變長(zhǎng)。因此，當(dāng)人經(jīng)過(guò)路燈時(shí)，影子先變短后變長(zhǎng)。9．3.84×105【解析】從發(fā)出到接收，光走過(guò)的距離為月球到地球表面距離的2倍，因此，月球到地球表面距離為s′=s=vt=×3×108m/s×2.56s=3.84×108m=3.84×105km。10．（1）長(zhǎng)度（2）光在1年時(shí)間內(nèi)傳播的距離（3）9.4608×1012（4）不是【解析】（1）（2）“光年”指光在1年內(nèi)傳播的距離，所以是長(zhǎng)度的單位；（3）一年有365天，每天有24h，1h＝3600s，光在真空中的傳播速度為3.0×108m/s，所以一年光通過(guò)的距離為1光年＝365×24×3600s×3.0×108m/s＝9.4608×1015m＝9.4608×1012km；（4）“比鄰星”距離我們4.3光年，意思是我們現(xiàn)在某一時(shí)刻看到比鄰星的光，并不是這一時(shí)刻發(fā)出的，而是4.3年以前的那一時(shí)刻發(fā)出的。11．（1）1020m（2）閃電以光速進(jìn)人眼，雷聲以聲速進(jìn)入人耳，根據(jù)公式t=，當(dāng)路程一定時(shí)，時(shí)間與速度成反比，光速比聲速大得多，反以我們總是先看到閃電后聽(tīng)到雷聲?！窘馕觥浚?）打雷的地方與她的距離為s=v聲t=340m/s×3s=1020m。（2）閃電以光速進(jìn)人眼，雷聲以聲速進(jìn)入人耳，根據(jù)公式t=，當(dāng)路程一定時(shí)，時(shí)間與速度成反比，光速比聲速大得多，反以我們總是先看到閃電后聽(tīng)到雷聲。15．直線(xiàn)傳播大孔小孔【解析】小孔成像是由光的直線(xiàn)傳播形成的；在光屏與小孔的距離相同的條件下，如果孔較小，通過(guò)孔形成的光斑是小孔成像現(xiàn)象，光斑形狀與孔的形狀無(wú)關(guān)；如果孔太大，通過(guò)孔形成的光斑不再是小孔成像現(xiàn)象，而是影子的原因，則光斑形狀與孔的形狀有關(guān)；如果光屏與小孔的