4.1 光源 光的传播2023-2024学年教科版物理八年级上册

教科版八上 4.1 光源 光的传播
一、单项选择题（共13小题；共52分）
1. 北宋的沈括在《梦溪笔谈》中记述了光的直线传播和小孔成像的实验。他首先直接观察鸢在空中飞动，在地面上的影子也跟着移动，移动的方向与鸢飞的方向一致。然后在纸窗上开一小孔，使窗外飞的鸢的影子呈现在室内的纸屏上，结果观察到“鸢东则影西，鸢西则影东”。阅读以上材料，你认为下列说法中错误的是
A. “鸢东则影西，鸢西则影东”所描述的现象是小孔成像
B. 沈括观察到“鸢在空中飞动，地面上的影子也跟着移动”是小孔成像
C. 小孔成像可用光的直线传播解释
D. 小孔成像时像移动的方向与物移动的方向相反
2. 下列描述对象中速度最大的是
A. 高速奔驰的磁悬浮列车 B. 高空翱翔的超音速战机
C. 从太阳射向地面的阳光 D. 把载人飞船送上天的火箭
3. 月食现象的成因是
A. 太阳光从侧面照射到月球上
B. 射向月球的太阳光，途中被地球挡住
C. 射向地球的太阳光，途中被月球挡住
D. 射向月球的太阳光，途中被别的天体（不是地球）挡住
4. 下列关于光和光线的说法中，正确的是
A. 光和光线都是存在的 B. 光是存在的，而光线是不存在的
C. 光线是存在的，而光是不存在的 D. 光和光线都是不存在的
5. 下列属于光源的是
A. 月亮 B. 钻石 C. 烛焰 D. 镜子
6. 小明同学在课外用易拉罐做成如图所示的装置来做小孔成像实验，如果易拉罐底部有一个很小的三角形小孔，则他在半透明纸上看到的像是
A. 蜡烛的正立像 B. 蜡烛的倒立像 C. 三角形光斑 D. 圆形光斑
7. 光从空气射入水中，它的传播速度
A. —定增大 B. 保持不变 C. —定减小 D. 无法比较
8. 小明面向正南的方向站在阳光下，他发现自己的影子在身体的右侧，此时的时间大约是
A. 早晨 B. 中午 C. 下午 D. 傍晚
9. 为研究光现象，引入“光线”用到的科学方法是
A. 控制变量法 B. 类比法 C. 建模法 D. 等效替代法
10. 下列各组中都是光源的一组是
A. 教室里投影屏幕的投影和蜡烛的烛焰
B. 地球和流星
C. 火炬和月亮
D. 太阳和萤火虫
11. 关于光的传播，下列说法中正确的是
A. 光总是沿着直线传播的
B. 光只有在真空中沿直线传播
C. 光在同一种均匀介质中是沿直线传播的
D. 光只有在空气中才是沿直线传播的
12. 赛跑时，终点裁判员必须看见发令员的信号枪冒烟就开始计时，不能等听到枪声再开始计时，这是因为
A. 怕裁判员听不到枪声耽误计时
B. 看枪冒烟计时方便一些
C. 在空气中，声速比光速大
D. 声音在空气里的传播速度远没有光在空气里的传播速度大
13. 阳光灿烂的日子里，行走在绿树成荫的街道上，常常见到地面上有一些圆形的光斑，这些光斑是
A. 树叶的实像 B. 树叶的虚像 C. 太阳的实像 D. 太阳的虚像
二、填空题（共7小题；共40分）
14. 太阳、月亮、燃烧着的焰火、钻石、正在播放的电视屏幕、北极星等，其中不属于光源的是 。
15. 光在空气、水、玻璃中的传播速度是不一样的，在这三种介质里，光传播速度最大的是在 中，最慢的是在 中。
16. 在研究光学现象时，通常用一条带箭头的直线表示光的 和 ，这样的直线叫做光线，这种研究问题的方法叫做 （选填“控制变量法”或“建立理想模型”）。 年 月 日，在我国长江流域看到了难得一见的日偏食现象，这是由于光 形成的。
17. 光在 中是沿着直线传播的，如 、 、 等现象都是由于光的直线传播造成的。
18. 光线的引入，是为了形象地描述光传播的 和 ，它是利用了物理学中 的科学研究方法。
19. 有下列物体：点燃的蜡烛、太阳、月亮、钻石，其中属于天然光源的是 。
20. 光在不同介质中的传播速度一般 （选填“相同”或“不同”），光在 中的传播速度最大，等于 米/秒，也就是 千米/秒。光年是 的单位。
三、综合应用题（共4小题；共52分）
21. 宁波某校课外实践小组利用一根垂直插入水平地面的圭杆，进行为期一年的“观竿测影”活动。 年 月 日正午时刻圭杆的杆影如图所示，并测得杆影 长为 。
（1）杆影的形成是由于光在同一均匀介质中沿 传播。
（2）图中杆影从 到 指向 方。
（3）预测 年 月 日正午时刻，该圭杆的杆长度将比 （填“大”或“小”）。
22. 如图甲所示是用易拉罐制成的简易针孔照相机。
（1）使用针孔照相机时，小孔对着 （选填“明亮的室外”或“较暗的室内”）进行观察，可以看到 的像（选填“倒立”或“正立”）。
（2）请在图乙中作出物体 的像 。
（3）正午时，小华在地面上铺一张白纸，将刻有边长为 的等边三角形小孔的纸板正对着太阳，保持纸板与白纸的距离为 ，观察白纸上的光斑。
① 接着小华用另一张卡片覆盖在三角形孔上（如图丙所示）向左移动，大约遮住孔的一半时，观察光斑变化情况，与没有遮挡时相比较白纸上光斑大小将 （选填“变大”“不变”或“变小”），光斑亮度 （选填“增强”“不变"或“减弱”）。
② 没有遮挡时，渐渐增大纸板与白纸的距离到 左右时，此时光斑形状是 形，然后再用卡片遮挡，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”），光斑亮度 （选填“增强”“不变”或“减弱”）。
③ 晴天太阳透过树叶缝隙在地面上形成的圆形光斑与上述原理相同，其圆形光斑大小不一的原因是 。
23. 光速的测定在光学的发展史上具有非常特殊而重要的意义。它不仅推动了光学实验的发展，也打破了光速无限的传统观念，引发了一场物理革命，爱因斯坦提出了相对论。
（1）最初的光速值是根据丹麦科学家罗默的理论测出的。罗默对木星系进行了长期系统的观察和研究。他发现，离木星最近的卫星——木卫一绕木星运行，隔一段时间就会被木星遮食一次，这个时间间隔在一年之内的各个时间里并不是完全相同的。罗默在解释这个现象时说，这是因为光穿越地球轨道需要时间，最长时间可达 ，已知地球轨道半径 。请根据罗默的数据算出光速的大小。
（2）如图 所示是迈克尔逊用转动八面镜法测光速的实验示意图，图中 可旋转的八面镜， 为发光点， 是望远镜，平面镜 与凹面镜 构成了反射系统。八面镜距反射系统的距离为 （ 可长达几十千米），且远大于 以及 和 到八面镜的距离。现使八面镜转动起来，并缓慢增大其转速，当每秒转动次数达到 时，恰能在望远镜中第一次看见发光点 ，由此迈克尔逊测出光速 。请写出测量光速的表达式。
（3）一车厢以速度 在水平地面上行驶，车厢底部有一光源，发出一光信号，射到车顶。已知在车厢里的观察者测量到这一过程所用的时间为 ，如图（）所示。另外一个观察者站在地面，他测量到的这一过程所用的时间为 ，如图（）所示。研究表明不论观察者是站在车厢里还是在车厢内地面上，车厢的高度 都是不变的，光在车厢里和车厢内地面上传播的速度都是 ，试判断 和 哪一个更大一些，从中可以得出什么结论。
24. 明月当空，小婷在阳台上看到一簇绚丽的烟花在空中绽放， 后她听到烟花绽放的爆炸声。（声速取 ，光速取 ）
（1）明月和烟花，属于光源的是 。
（2）请解释：人为什么首先看到烟花绽放，然后才听到烟花绽放的爆炸声 。
（3）估算烟花绽放处到小婷的距离 。
答案
第一部分
1. B
2. C
3. B
4. B
5. C
6. B
7. C
8. A
【解析】根据对影子形成过程的理解，可知影子在身体右侧，光源一定在身体左侧，人面向南方，左侧是东，由此推断当时是早晨．
9. C
10. D
11. C
12. D
13. C
第二部分
14. 月亮、钻石
15. 空气；玻璃
16. 传播路径；方向；建立理想模型；沿直线传播
17. 同种均匀介质；小孔成像；影子的形成；日食（或月食）
18. 路径；方向；建模法
19. 太阳
【解析】点燃的蜡烛属于人造光源；太阳属于天然光源；月亮、钻石本身不发光，不属于光源。
20. 不同；真空；；；长度（或距离）
第三部分
21. （1） 直线
【解析】杆影是由于光在同种均匀介质中是沿直线传播形成的。
（2） 北
【解析】宁波位于北半球，正午时太阳位于南方，影子的方向指向北方。
（3） 小
【解析】 年 月 日接近夏至，太阳高度角逐渐增大，这一天的杆影应比 年 月 日这一天的杆影短。
22. （1） 明亮的室外；倒立
（2）
【解析】从 、 两点分别作出两条光线通过小孔射到半透明纸上，光线与半透明纸的交点分别为 、 ，实线连接 、 ，即为物体 的像。
（3） ① 变小；不变
【解析】由于孔比较大，孔到白纸的距离小，白纸上光斑的形状和孔的形状相同，遮住孔的一半时，与没有遮挡时相比较白纸上光斑大小将变小，光斑亮度不变。
② 圆；不变；减弱
【解析】没有遮挡时，渐渐增大纸板与白纸的距离到 左右时，由于纸板与白纸的距离足够远，可以形成小孔成像，此时光斑为太阳的像，则光斑形状是圆形。用卡片遮挡，减小通光孔的大小，白纸上光斑大小将不变，由于通过的光减少，光斑亮度减弱。
③ 小孔（树叶缝隙）到地面的距离（像距）不同
【解析】晴天太阳透过树叶缝隙在地面上形成的圆形光斑为小孔成像现象，圆形光斑大小不一，原因是小孔（树叶缝隙）到地面的距离（像距）不同。
23. （1）
【解析】
（2）
【解析】由第一次看见发光点可知，光传播 的距离所用的时间等于八面镜转过 转所用的时间，即 。可得光速为：。
（3）
在车厢内观察 ，在地面上观察
结论：运动的参照系里时钟变慢。
24. （1） 烟花
【解析】烟花自身能发光，是光源；明月自身不能发光，不是光源
（2） 烟花和爆炸声在空中同时产生，总是先看见烟花后听到爆炸声，是因为光的传播速度远远大于声音的传播速度；
（3）
【解析】根据公式 可知，放烟花的地方与他的距离