4.1光的直线传播
学校:___________姓名:___________班级:___________考号:___________
一、单选题(本大题共12小题,共24.0分)
太阳光透过玻璃射进屋的过程中,光速将( )
A. 变大 B. 先变大后变小 C. 变小 D. 先变小后变大
打雷时,雷声和闪电是同时发生的,但是我们总是先看到闪电后听到雷声,原因是( )
A. 声速大于光速 B. 光速大于声速
C. 声速等于光速 D. 声和光的传播介质不同
夏夜,溧阳萤火虫生态园内,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
下列关于光线的说法,不正确的是( )
A. 光线不可以用虚线表示 B. 光线是表示光的路径和方向的
C. 激光笔发出的光不是一条光线 D. 光线是真实存在的带箭头的直线
年月日,地球迎来一场日环食。如图,本次环食带没有穿越中国,但我国全境能看到不同程度的日偏食。日食成因属于( )
A. 光的折射
B. 光的反射
C. 光的直线传播
D. 凸透镜成像
在较暗的室内,把一支点燃的蜡烛放在一块半透明的塑料薄膜前,在它们之间放一块中间钻有小孔的不透明的报纸,则会在塑料薄膜出现( )
A. 蜡烛正立的虚像 B. 蜡烛倒立的实像 C. 蜡烛正立的实像 D. 小孔的实像
下面关于光的现象的说法正确的是( )
A. 光在真空中不能传播 B. 光的传播是要时间的
C. 光在任何介质中传播速度一样快 D. “小孔成像”时小孔必须是圆形
由我国成功发射的世界首颗量子科学实验卫星被命名为“墨子号”。墨子第一次用科学方法解释了光沿直线传播,启发了量子通信。如图所示各光现象的原理与墨子的这一解释相符的是( )
A. 日食现象
B. 雨后“彩虹”
C. 水中“倒影”
D. 海市蜃楼
下列关于光源的说法中,正确的是( )
A. 能被眼睛看到的物体都是光源 B. 天空中的星星都是光源
C. 发光的电灯不是光源 D. 点燃的蜡烛是光源
“白日不到处,青春恰自来.苔花如米小,也学牡丹开.”在央视经典咏流传舞台上威宁石门坎师生吟唱清代诗人袁枚的这首苔,令无数观众感动落泪.其中“白日不到处”主要涉及的物理知识是( )
A. 光的直线传播 B. 光的反射 C. 光的折射 D. 光的色散
与“立竿见影”现象原理相同的是( )
A. 平静湖边,倒影可见 B. 山间小溪,清澈见底
C. 林荫树下,光斑点点 D. 雨过天晴,彩虹出现
我国发生过“金星凌日”的天文奇观。“金星凌日”是在地球上看到金星从太阳面上移过的现象,它的产生和日食的道理相同。如图为发生“金星凌日”现象时的示意图,则金星的位置在( )
A. 甲 B. 乙 C. 丙 D. 丁
二、实验探究题(本大题共3小题,共18.0分)
如图所示,小朱给两个空罐的底部中央分别打上一个圆孔和一个方孔,再用两片半透明的塑料膜蒙在空罐的口上,分别将小孔对着烛焰和灯丝,可以看到烛焰和灯丝通过小孔所成的像.
甲图中点燃的蜡烛距小孔,它成的像距小孔,则半透明膜上的像是______;
倒立放大的虚像 正立缩小的虚像 倒立缩小的实像 正立放大的实像
如果将蜡烛在孔前绕顺时针旋转,则塑料薄膜上所成的像将_______填“顺”或“逆”时针旋转;
比较甲、乙两图可得到,小孔成像与孔的形状_______;分析比较________两图,可以得出小孔成像与物体的形状有关;
如果遮住小孔的一部分,则与不遮时相比,光斑形状_________填“变化”或“不变”,亮度__________填“变亮”、“变暗”或“不变”。
小王把蒙有一张半透明膜的圆筒插入易拉罐中,制成了“小孔成像观察仪”,如图所示,圆筒的_________填“”或“”端是用半透明薄纸制成的光屏。
用制成的小孔成像观察仪观察静物时,移动圆筒位置,增大光屏与小孔之间距离,则光屏上的像将__________填“变大”、“变小”或“不变”。
小朱和小王明白了:树荫下的圆形光斑就是________通过树叶间的小孔在地面上形成的像,光斑的大小不同是因为小孔到___________距离不同填“太阳”或“地面”。
凯麟同学平时注意观察到爸爸晚上开车时,打开汽车大灯时,空中会出现一道直的光柱。于是他得出光在空气中沿直线传播的结论。他还进行了其他相关实验:
猜想光在水中也是沿直线传播的。
设计并进行实验用自己的一个玩具激光笔对着玻璃杯中的纯净水照射。
收集证据在水中没有看到一条直光柱。
提出新的问题光在液体中为什么不是沿直线传播呢?
思考和猜想能在空气中看到直光柱,可能是空气中存在悬浮的尘埃将光________到我们眼中导致的,实际上光在水中还是沿直线传播的。
改进实验在水中添加几滴________或撒些粉笔灰,再用激光笔对着玻璃杯中的水照射,________选填“能”或“不能”看到光在水中的直线传播路径。进一步推理可知:无论是透明固体、液体还是气体,光在______________________是沿直线传播的。
小明做了如下实验:铁块放在桌子上,旁边点上一支蜡烛,观察铁块的影子如图甲。在旁边再点上一支蜡烛,观察铁块的影子如图乙。继续在铁块旁边点蜡烛,直到将蜡烛围满铁块四周,观察铁块的影子如图丙、丁,结果小明发现,蜡烛影子越来越淡,最后几乎没有了他又比较了一下白炽灯和日光灯,看到白炽灯的灯丝很集中,而日光灯的灯管却很长,他想了一会后,高兴地说:“老师,我明白了”
请回答下列问题:
小明明白了________填“透明”或“不透明”物体周围光源越多,则影子越________;若四周都有光源,则影子________。
此结论在生活中的应用有________________请举一例。
三、计算题(本大题共1小题,共8.0分)
某次闪电打雷,若声音在空气中的传播速度是,小明看到闪电隔后听到雷声。求:
打雷的位置离小明有多远?
光在空气中传播速度是,光在空气中传播相同时间,走过的距离是多少?
答案和解析
1.【答案】
【解析】解:太阳光在玻璃中的传播速度比在空气中的小,在太阳光透过玻璃射进屋的过程中,光先在玻璃中传播,后在空气中传播,传播速度先变小后变大。
故选:。
光在真空中的传播速度为,光在空气中的传播速度约为,光在其他各种介质中的速度都比在空气中的小。
知道光在空气中的传播速度、在其它透明介质中的传播速度比在空气中的小是本题的关键。
2.【答案】
【解析】解:
闪电和雷声是同时发生的,根据传播速度表可知,声音的传播速度是米秒,光的传播速度是米秒,传播相同的路程,光用到的时间少,那么我们先看到闪电,后听到雷声的原因是空气中光的传播速度大于声音的传播速度。
故选:。
光在空气的速度大约,而声音在空气的速度为。
知道光速远远大于声速,是解答此题的关键。
3.【答案】
【解析】
【分析】
自身能发光的物体是光源,据此分析判断。本题考查了光源的定义,属于基础知识。
【解答】
月亮是反射的太阳光而看起来很亮的,不是自身发光,月亮不是光源;萤火虫是自身发光,是光源,故A正确,BCD错误。
故选:。
4.【答案】
【解析】解:
A、在光路图中,光线用实线表示,以与法线和反向延长线相区别。此选项正确;
B、光线是形象地表示光的径迹和方向的。此选项正确;
C、激光笔发出的是光,不是光线。此选项正确;
D、光线实际不存在。此选项错误。
故选:。
用一条带箭头的直线表示光的传播路径,这条直线叫光线;
光线实际不存在,是为了形象描述光的传播特点而假想出来的,采用的是模型法。
此题考查的是光线的作法、含义和模型法的应用,模型法类似的应用还有磁感线、杠杆、连通器等。
5.【答案】
【解析】
【分析】
本题考查了光的直线传播,要解决此题要了解一些光的直线传播产生的现象及其他光现象,属于基本内容,比较简单。
由于光沿直线传播,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。
【解答】
由于光在同一种均匀介质中是沿直线传播的,当月球运行到太阳和地球之间时,太阳射向地球的光线被月球遮挡,就会形成日食;
帮不符合题意,符合题意。
故选C。
6.【答案】
【解析】
【分析】
本题主要考查小孔成像的原理及特点的了解和掌握,成像的物体是蜡烛。
小孔成像的原理是光沿直线传播,小孔成的像是倒立的实像。
【解答】
小孔成像是由于光的直线传播形成的,物体经过小孔成的像是倒立的实像,。
故选项B正确,选项ACD错误。
故选B。
7.【答案】
【解析】解:、光的传播不需要介质,在真空中可以传播,故A错误;
B、光的传播速度非常快,但光传播也是需要时间的,故B正确;
C、光在真空和空气中传播速度最快,在水中其次,在玻璃中更慢一些,故C错误;
D、小孔成像时,像的形状决定于物体的形状,与小孔的形状无关,小孔不一定是圆的,故D错误。
故选:。
光的传播不需要介质,光在真空中的传播速度最快,在其它透明介质中稍慢;小孔成像是光的直线传播形成的,像的形状决定于物体的形状,与小孔的形状无关。
了解光的传播有关的一些基础知识,是顺利解答的关键,属基础知识的考查。
8.【答案】
【解析】解:、日食是光的直线传播形成的,故A符合题意;
B、雨后天空中出现彩虹,是光的色散现象,故B不符合题意;
C、水中的倒影是平面镜成像,其实质是光的反射,故C不符合题意;
D、海市蜃楼是光的折射现象,故D不符合题意。
故选:。
光从一种介质斜射入另一种介质时,光的传播方向会发生偏折,如:透镜的应用、池水变浅了等;
光在同一均匀介质中是沿直线传播的,应用的实例有:小孔成像、影子的形成、日食和月食现象;
光的反射是指光遇到障碍物被反射回来的现象,比如我们平时看到的物体,平面镜成像等。
光的反射、光的折射、光的直线传播等相关的现象在生活中均非常常见,且有一定的相似性,我们应把握其实质,在理解的基础上加以区分才行。
9.【答案】
【解析】
【分析】
本题主要考查光源。
自身能够发光的物体叫做光源;光源分为自然光源和人造光源,人造光源一定要是正在发光的物体,据此解答。
【解答】
A.眼睛能看到的物体,有的是自己发光,是光源;有的因为物体反射了其他光源的光进入我们的眼睛,而不是因为物体自身能发光,则不是光源;故A错误;
B.自身能够发光的物体叫光源,有的星星是恒星,它可以自己发光,就是光源,而有些星星是行星水星、火星等或者卫星它们反射了恒星的光,就不是光源,故B错误;
C.发光的电灯是人造光源,故C错误;
D.点燃的蜡烛是人造光源,故D正确。
10.【答案】
【解析】
【分析】
本题主要考查光的直线传播,是一道基础题。
光在同一种均匀介质中沿直线传播。
【解答】
“白日不到处”,就是太阳照不到的地方,这是由光的直线传播形成的。
故选A。
11.【答案】
【解析】解:“立竿见影”是由于光的直线传播形成的。
A、平静的湖面相当于平面镜,倒影属于平面镜成像,是利用光的反射,故A不符合题意;
B、小溪底部反射的光线从水中斜射出后,发生了折射,然后进入人的眼睛,人看到的小溪的底部是变浅的,故B不符合题意。
C、林荫树下,光斑点点,是由于光的直线传播形成的,与“小孔成像”形成原因相同。故C符合题意。
D、雨过天晴,天空出现美丽的彩虹,是光的色散现象,即光的折射,故D不符合题意;
故选:。
光在自然界中存在三种光现象:
光在同种均匀物质中沿直线传播,在日常生活中,激光准直、小孔成像和影子的形成等都表明光在同一种均匀介质中是沿直线传播的;
当光照射到物体界面上时,有一部分光被反射回来,例如:平面镜成像、水中倒影等;
当光从一种介质斜射入另一种介质时,传播方向的会偏折,发生折射现象,如:看水里的鱼比实际位置浅等。
此题通过几个日常生活中的现象考查了对光的折射、光的直线传播、光的反射的理解,在学习过程中要善于利用所学知识解释有关现象。
12.【答案】
【解析】
【分析】
“金星凌日”的天文奇观,很少见,它的产生和日食的道理相同。
由图可知,发生“金星凌日”现象时,太阳、金星和地球三者在同一条直线上,并且,金星在太阳和地球之间。
【解答】
“金星凌日”现象的成因是光的直线传播,如图,当金星转到太阳与地球中间且三者在一条直线上时,发生“金星凌日”现象,在地球上看到金星从太阳面上移过。发生“金星凌日”现象时,图金星的位置在丁。
故选D。
13.【答案】;
顺;
无关;甲、丙;
不变;变暗;
;
变大;
太阳;地面
【解析】
【分析】
此题考查的是小孔成像的特点,以及像物大小关系的判断,认真审题,仔细观察,从题干中得到有用的信息,是解题的关键。
蜡烛发出的光在空气中沿直线传播,经过小孔射在半透明纸上,从而形成一个倒立的烛焰的像;
像的大小与像距和物距的关系有关,若像距大于物距,像大于物;若像距小于物距,像小于物;
因为光线沿直线传播,小孔所成的像是上下颠倒的,若蜡烛顺时针旋转时,蜡烛各点成的像也顺时针旋转,所以成的像顺时针旋转;
小孔成像的原理是光沿直线传播,小孔成像的形状和孔的形状无关,与物体的形状有关;
小孔成像现象中像的形状与孔的大小和形状无关,它取决于物体的形状;小孔透过的光线越多,成的像越亮,否则越暗;
图中圆筒要插入易拉罐中,小孔在易拉罐左侧,那么人眼需要在圆筒右侧观察,据此分析;
增大光屏与小孔的距离,增大了像距,据此分析像的大小变化;
树荫下的光斑是太阳的实像。
【解答】
小孔成像成的是一个倒立的像,像是由实际光线会聚而成的,是实像;像到小孔的距离小于蜡烛到小孔的距离,所成的像是缩小的像;
故选C;
因为光线沿直线传播,蜡烛顺时针旋转时,蜡烛各点成的像也顺时针旋转,所以成的像顺时针旋转;
甲图和乙图中孔的形状不同,物体蜡烛焰形状相同,所成的像形状相同,由此可见:小孔成像中像的形状取决于物体的形状,与小孔的形状无关;
甲图与丙图中物体的形状不同,小孔的形状相同,所成的像形状不同,由此可见:小孔成像的形状与物体的形状有关;
如果遮住小孔的一部分,则与不遮时相比,光斑形状不变,亮度变暗;
小孔成像是光在同一均匀介质中沿直线传播的具体应用,半透明薄纸相当于光屏,为了成的像更清晰,便于观察,半透明的薄纸应该放在圆筒的端;
当增大光屏与小孔之间的距离时,光屏上的像将变大;
树荫下的圆形光斑就是太阳通过树叶间的小孔在地面上所成的实像;光斑的大小不同是因为树叶间的小孔到地面的距离不同。
故答案为:;顺;无关;甲、丙;不变;变暗;;变大;
太阳;地面。
14.【答案】反射 牛奶或墨水 能 同一种均匀介质中
【解析】光沿直线传播对于介质有三个要求:“透明”“同种”“均匀”。
在探究光的直线传播现象时,为了清晰地观察到光的传播路径,实验应该在较暗的环境中进行,我们还可以采用在空气中喷洒烟雾、在液体中滴入几滴牛奶等方法来显示光路。
15.【答案】不透明;不明显;消失 手术室的无影灯
【解析】略
16.【答案】解:由得,小明和雷电产生处的距离:
。
由得,光在空气中传播了相同的时间,走过的距离
。
答:打雷的位置离小明有;
走过的距离是。
【解析】
【分析】
声音在空气中的传播速度是;光在空气中的传播速度为,
闪电的传播时间忽略不计,已知声速与雷声的传播时间,根据速度公式的变形公式求出打雷的位置离小明的距离;
已知光速和传播时间,根据可求出光在空气走过的距离。
本题考查了声速和光速的有关知识以及速度公式的应用,属于基础题目,比较简单。