三、光的直线传播
知识点 1 光的直线传播
1.如所示是研究光的传播规律的小实验:
(1)图甲中,为了显示激光在空气中的传播路径,可以在光的传播路径下点蚊香.图乙中,为了显示激光在水中的传播路径,可以在水中加入少量的______(填字母).
A.食用油或牛奶
B.牛奶或咖啡
C.咖啡或食用油
(2)要得出“光沿直线传播的”这一普遍结论,还需要再做一个光在________(填字母)中传播的实验.
A.酒精 B.玻璃砖 C.木块
(3)实验结束后某同学发现在玻璃缸中盛上清水,沿缸壁轻轻注入浓糖水,从侧壁水平照射激光,看到缸内光的路线如图丙所示,当搅拌缸中的水后,观察到光的路线呈直线,请归纳光沿直线传播的完整表述是_____________________________________________.
知识点 2 光线
2.关于光线的概念,下列理解不正确的是( )
A.光线是从光源直接发出的,是客观存在的
B.用一条带箭头的直线可表示光线
C.光线可用来表示光的传播路径和方向
D.光束是真实存在的,光线是人为画上的
知识点 3 光的直线传播应用
3.在练习射击时,要“三点一线”才能射得准,即枪口标尺上的缺口、枪上的准星和射击的目标要重合,依据的是_______________________________________________原理.
4.如所示是同学们在树荫下拍的照片,地面上暗的区域实际上是树叶的________,这是由________________形成的,地面上的亮斑大多数是圆形的,是因为他们是太阳光通过树叶间的狭缝产生____________现象形成的倒立的________像.
5.如所示,人经过一盏路灯时,灯光照射人所形成的影子的长度变化是( )
A.先变长后变短
B.先变短后变长
C.逐渐变长
D.逐渐变短
知识点 4 光速
6.光在真空中的传播速度是________ km/s,太阳距地球1.5×1011 m,太阳发出的光要经过________s才能到达地球.
7.学校运动会百米赛跑时,终点计时员应________(选填“听枪声”或“看白烟”)计时.若计时方法搞错,则百米赛跑成绩________(选填“变好”或“变差”),两种记录方法的时间差约________s.
知识点 5 光的直线传播作8.(1)“井底之蛙”常用来形容“目光短浅”.如所示,画出井底之蛙的视野的大致范围.(图中的A点表示青蛙)
(2)画出中点光源S照射不透明小球A所形成的阴影区域.
9.如所示,不能用光的直线传播规律解释的现象是( )
10.关于光现象,下列说法中正确的是( )
A.光总是沿直线传播的
B.光在空气和水中的传播速度相同
C.影子是由光的直线传播形成的
D.小孔成像是由光的色散形成的
11.假如光在同一均匀介质中不沿直线传播,下列现象可能出现的是( )
A.做操时更容易将队伍排直
B.地球上没有昼夜之分
C.阳光下的人影更清晰
D.更容易形成日食和月食
12.如所示,甲、乙两人分别站立于一面墙的两边,若要在墙上开一个窗使两人彼此都能看到对方的全身,则所需的最小窗的位置应为( )
A.ae B.ad
C.bc D.bd
13.用激光测距仪从地球向月球发出激光信号,经过2.6 s收到返回信号,则月球到地球的距离是__________km,不能用超声波测量地球到月球的距离,是因为________________.
14.如所示,小明想通过A、B、C三张纸片上的小孔看见烛焰,他应将________________________________调到____________上.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________(选填“正立”或“倒立”)的,若水平向左移动A纸片,像的大小________(选填“变大”“变小”或“不变”),若只将小圆孔改为三角形小孔,则像的形状________(选填“改变”或“不变”).
15.如甲所示,一束平行太阳光垂直水平地面MN射下,A为小铁球.
(1)标出小铁球A在图甲中位置时,其影子A′在地面MN上的位置(用点表示即可).
(2)若小球在竖直平面内沿图中圆形虚线轨迹运动,请在图乙框中画出小球的影子在地面上运动的轨迹.
16.如所示,利用塑料吸管和激光笔,探究光在空气中是否沿直线传播.
(1)激光笔发出的激光,集中较高的________,________(选填“能”或“不能”)照射眼睛.
(2)拉直塑料吸管的伸缩节,激光笔沿吸管方向的一端照射,另一端放置的光屏上________(选填“能”或“不能”)观察到亮点,说明光是______________的.
(3)塑料吸管在伸缩节处弯曲成一定角度,激光笔沿吸管的一端照射,另一端的光屏上__________(选填“能”或“不能”)观察到亮点,说明光在同种均匀介质中的传播________(选填“可能”或“不可能”)沿曲线.
17.学校物理兴趣小组正在用如所示的器材探究小孔成像特点.
(1)实验前需要把制作好的圆筒插入易拉罐中,如图所示,插入前,圆筒的________(选填“A”或“B”)端是用半透明膜制成的光屏.
(2)实验时需将________(选填“小孔”“A”或“B”)对准烛焰,眼睛________(选填“从B处”或“从A处”)观察筒内的半透明膜,会看到半透明膜上出现一个烛焰________的像,这是由____________形成的,请在中作出烛焰在半透明膜上所成的像A′B′(AB表示烛焰).
(3)保持烛焰到小孔的距离不变,将圆筒从易拉罐中逐渐抽出,发现半透明膜上的像逐渐________;保持圆筒插入易拉罐的深度不变,将小孔逐渐远离烛焰,发现半透明膜上的像逐渐________.
考| 题| 展| 示
18.[2020·娄底]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;如所示,能描述其形成原因的是图__________(选填“甲”或“乙”).
答案
1.(1)B (2)B
(3)光在同种均匀介质中沿直线传播
(1)由于食用油和水是不相溶的,所以不能加入食用油;将激光射入混有少量牛奶或咖啡并搅拌均匀的水中,可显示出光的传播路径;(2)前面已经用气体和液体做了实验,为了获得普遍规律,还需要研究光在固体中的传播路径,由于玻璃砖是透明的,故还需要再做一个光在玻璃砖中的传播实验;酒精是液体,不适合再次实验,而木块不是透明的介质,无法进行实验;(3)当向盛有清水的玻璃缸沿缸壁轻轻注入浓糖水时,玻璃缸内的液体就不均匀了,光的传播路径不再是直线,形成如图丙所示的现象;当搅拌缸中的液体后,玻璃缸内的液体就变得均匀了,观察到光的路线呈直线,说明光在同种均匀介质中沿直线传播.
2.A
3.光的直线传播
4.影子 光的直线传播 小孔成像 实
太阳光被不透光的树叶挡住,就会在地面上形成影子(地面上的暗斑),太阳光通过树叶间的狭缝,就会产生小孔成像现象,在地面上形成太阳的实像,即地面上的圆形亮斑.影子和小孔成像现象都是由光的直线传播形成的.
5.B 行人经过路灯,先靠近再远离,当靠近路灯时,人与灯光的夹角变大,影子变短;当远离路灯时,人与灯光的夹角变小,影子变长,故B选项正确.
6.3×105 500
7.看白烟 变好 0.29
百米赛跑时,作为终点计时裁判,正确的方法是看到发令枪冒白烟立即计时,因为光速远大于声速,光的传播时间可以忽略不计.若听到枪声才开始计时,此时运动员已经跑了一段时间,这段时间并没有记录,故测得时间较短,导致成绩变好.两种计时方式的时间差t==≈0.29 s.
8.(1)如图所示
(2)如图所示
9.B
10.C 光只有在同种均匀介质中才沿直线传播,故A错误;光在空气中的传播速度大于在水中的传播速度,故B错误;沿直线传播的光被不透明的物体挡住后会形成影子,故C正确;小孔成像是由光的直线传播形成的,故D错误.
11.B 假如光在同一均匀介质中不沿直线传播,那么阳光无法照射的地方也会因为光线拐弯而变亮,所以地球上没有昼夜之分;做操时也不容易排直队伍了,阳光下也没有人影了,也不容易形成日食和月食了,故B符合题意.
12.D 如图所示,过乙头顶和脚底分别作两条直线到甲的眼睛,过甲头顶和脚底分别作两条直线到乙的眼睛,由这四条直线与墙的交点即可确定出所需最小窗的位置应为bd.
13.3.9×105 真空不能传声 激光从地球到月球的时间:t=×2.6 s=1.3 s,地球和月球之间的距离:s=vt=3×108 m/s×1.3 s=3.9×108 m=3.9×105 km;月球上是真空,真空不能传声,所以不能用超声波测量地球到月球的距离.
14.烛焰中心、三个小孔、人眼 同一直线 倒立
变大 不变
光在同种均匀介质中沿直线传播,所以小明想通过A、B、C三张纸片上的小孔看见烛焰,应将烛焰中心、三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纸片上成像,是光的直线传播形成的倒立的实像,若水平向左移动A纸片,像距变大,像的大小变大;像的形状与小孔的形状无关,故若只将小圆孔改为三角形小孔,则像的形状不变.
15.如图所示
16.(1)能量 不能 (2)能 沿直线传播
(3)不能 不可能
(1)激光笔发出的激光,集中较高的能量,直接照射眼睛会对眼睛造成伤害,所以不能照射人的眼睛.(2)用激光笔对着塑料吸管的一端照射,将塑料吸管拉直,发现光能从塑料吸管的另一端射出,另一端放置的光屏上会观察到亮点,说明光在空气中是沿直线传播的.(3)把吸管弯曲一定角度,用激光笔从吸管的一端入射,不会从另一端射出,说明光在同种均匀介质中是不可能沿曲线传播的.
17.(1)A
(2)小孔 从B处 倒立 光的直线传播
如图所示
(3)变大 变小
(1)由图知,易拉罐左端为小孔,圆筒从右端插入,则A端处于较暗的环境中,为了减少外界光线对实验的影响,应该在A端蒙上半透明膜当光屏.(2)实验时应该将小孔对准烛焰,眼睛从B处看筒内A端的半透明膜(光屏),会看到光屏上成一个烛焰倒立的像,这是由光的直线传播形成的,成像过程如图所示.(3)通过作图可以发现:物距不变,像距变大,像变大;像距不变,物距变大,像变小.
18.直线传播 甲 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.