4.1光源
知识梳理
1.光 源:能够 的物体叫做光源。例如太阳、恒星、点燃的蜡烛、开亮的电灯、闪电、萤火虫发出的光等。按获取方式可将光源分成 光源和 光源。
2.条 件:光在 介质中沿直线传播。
3.光 速:真空中光速约为 m/s,相当于每秒绕地球赤道转七圈半。
4.光 年:光在1年内传播的 。
基础知识
1.关于光速、光年的说法正确的是
A.光速是无限大的
B.光的传播速度是3×108 m/s
C.光年是一个时间单位
D.光年是天文学上表示距离的单位
2.在小孔成像实验中,从半透明纸屏上能看到外界物体的像。如果小孔靠近物体,纸屏离小孔的距离增大一些,则纸屏上该物体的像将
A.变小 B.不变
C.变大 D.以上均可能
3.物理兴趣小组自制了简易针孔照相机,利用它观察窗外的景物时,会在塑料膜上看到倒立的_______(选填“实”或“虚”)像,成像原理是______________。
4.为了表示光的传播情况。我们通常用一条带有箭头的直线表示光传播的径迹和___________,同时忽略了光的亮度、___________(写出一条即可)等其他性质,于是建立了___________的模型。
5.某人在夜晚路过某一有路灯的街道过程中,先向路灯走近后走远,此人影子的长短变化情况是_____________________。
重难点突破
一、选择题(共7小题)
1.(2020秋 海淀区校级期末)下列物体属于光源的是
A.平面镜 B.月亮 C.激光笔 D.凸透镜
2.(2020秋 梅列区期末)夏夜,和安湖公园内,月光皎洁,草丛里飞舞着亮莹莹的萤火虫,此情景中
A.月亮是光源,萤火虫是光源
B.月亮不是光源,萤火虫不是光源
C.月亮不是光源,萤火虫是光源
D.月亮是光源,萤火虫不是光源
3.(2021 莆田模拟)下列光现象中,由于光的直线传播形成的是
A.湖光倒影 B.小孔成像 C.杯弓蛇影 D.海市蜃楼
4.(2020秋 西陵区期末)下列关于光的传播说法正确的是
A.光一定沿直线传播
B.小孔成像是由于光的直线传播造成的
C.光在真空中不能传播
D.手术台的“无影灯”说明光可以绕过物体传播
5.(2021春 汉寿县期中)一个人沿街道步行经过某一盏路灯,在步行过程中,路灯照射人,人的影子长短将
A.保持不变 B.逐渐变长 C.先变短再变长 D.先变长后变短
6.(2020秋 平顶山期末)大约在两千四五百年以前,我国的学者墨子和他的学生,做了世界上第一个小孔成像的实验,也第一次解释了小孔成像的原因。如图是小孔成像的示意图,下列说法正确的是
A.木板上的小孔一定是圆形的
B.烛焰在光屏上形成的像是正立的实像
C.无论怎样移动蜡烛,烛焰在光屏上形成的像都是放大的
D.小孔成像的成因是光的直线传播
7.(2020秋 射阳县期末)小明看到闪电后12.3 s又听到雷声。已知声音每3 s传播的距离约为1000 m,光速约为3×108 m/s,于是他用12.3除以3很快估算出闪电发生位置到他的距离为4.1 km,这种估算方法
A.是正确的,因为光传播的时间可以忽略
B.是正确的,因为声音传播的时间可以忽略
C.是错误的,因为光传播的时间不能忽略
D.是错误的,因为声音传播的时间不能忽略
二、填空题(共5小题)
8.(2020秋 高邮市期末)2020年6月21日,在昆明观察到了日偏食现象(如图甲),同时在树荫下看到了许多月牙形的光斑(如图乙)。日偏食形成的原因是 ;月牙形光斑形成的原因与日偏食形成的原因 (选填“相同”或“不相同” 。
9.(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;如图中,能描述其形成原因的是 图。(选填“甲”或“乙” 。
10.(2020秋 肇州县期末)如图所示,某兴趣小组在空易拉罐底部中央戳个小圆孔,将顶部剪去后,蒙上塑料薄膜,制作成简易针孔照相机(如图所示)。
(1)将其水平放置,在左侧固定一只与小孔等高的小灯泡,灯泡发光时,可在塑料薄膜上看到灯丝 (选填“正立”或倒立)的像;若水平向左移动易拉罐,像的大小将会 (选填“变大”、“变小”或“不变” 。
(2)若将易拉罐做成可左右伸缩的结构(如图所示),保持圆孔到灯泡距离不变,将薄膜所在处向小孔右方拉伸。拉伸过程中,塑料薄膜上所成的像将 (选填“变大”、“变小”或“不变” ;若只将圆孔改为三角形小孔,则像的形状 (选填“改变”或“不变” 。
11.(2020秋 桐城市期末)光在真空中的传播速度为 km/s,地球跟太阳的距离约为,那么太阳光从太阳传到地球需要 s。
12.(2020秋 高平市期末)为了描述光的传播情况,通常可以用一条带箭头的 表示光的传播 和 。光线不是客观存在的,它是人们建立的一种 模型。(选填“理想”或“猜想”
三、计算题(共1小题)
13.(2020秋 平舆县期中)齐天大圣孙悟空一个跟斗可以翻十万八千里(相当于,一秒可以翻一个跟斗,可他却想与光比比谁快,请你做裁判。
(1)谁更快,请通过计算说明原因?
(2)太阳与地球相距1.5×1011 m,那么光跑一趟要多久?
四、解答题(共2小题)
14.(2020秋 乌兰浩特市期末)如图,为一光屏,、是一个窗户的上下边沿,是光源,试在上确定光源能照亮的范围。
15.(2020春 镇海区期末)如图为“坐井观天”的示意图,设点为青蛙的眼睛,请利用光的直线传播知识画出它能看到天空的范围。
能力提升
1.晴天正午,小明与同学从树荫下走过时,发现地面上有许多大小、形状不同的光斑,光斑形状与什么因素有关呢?通过探究,他们得到了以下结论,无论是大孔还是小孔形成的光斑都是由于__________形成的,其中__________(小孔/大孔)形成光斑的形状与孔的形状有关,__________(小孔/大孔)形成的光斑的大小与孔到地面的距离有关。
2.如图所示,发生“日全食”时太阳、地球、月球应处在同一直线上,则地球应在图中________(填“甲”或“乙”)所示的位置。
3.发生日偏食时,太阳光透过茂密的树叶间的缝隙,会在树下的地面上形成许多大小不同的_______(选填“圆形”或“月牙形”)光斑。
4.探究小孔成像规律选用的实验器材:针、不透明纸、白纸、白炽灯、桌子。
(1)如图所示,抓在手上的不透明纸上用针扎一个直径约1 mm的小孔,让白炽灯发出的光穿过小孔射到桌面上的白纸上,在白纸上可看到一个清晰的________(选填“灯丝”或“小孔”)的像,这种现象叫做______________,这种现象是由于___________________形成的。
(2)保持灯和白纸的位置不动,向上移动小孔,像的大小将________;保持灯和小孔的位置不动,向上移动白纸,像的大小将________;保持小孔和白纸的位置不动,向上移动白炽灯,像的大小将________。(均选填“变大”“变小”或“不变”)
参考答案与解析
知识梳理
1.自行发光 天然 人造 2.同种均匀 3.3.0×108 4.距离
基础知识
答案D
解析 A.光在真空中的传播速度是3×108 m/s,不是无限大,故A错误;B.光在真空中的传播速度才是3×108 m/s,而在空气中或玻璃中速度会减小,故B错误;C.光年是一个长度单位,不是时间单位,故C错误;D.光年是天文学上表示距离的单位,等于光在真空中传播一年的时间所经过的距离,故D正确;故选D。
答案C
解析 如果小孔靠近物体,纸屏离小孔的距离增大一些,即物距减小,像距增大,则所成的像会变大。故C正确,ABD错误。
3.答案 实 光的直线传播
解析 “针孔相机”成像实际上就是小孔成像,它是由光的直线传播形成的。利用针孔照相机观察窗外的景物时,会在塑料薄膜上看到倒立的彩色实像。
4.答案 方向 色彩 光路
解析 在物理学中,光线是用来表示光的传播路径和方向的带有箭头的直线。它不能表示光的亮度、色彩等性质;光线可以表示光的传播路径,故建立了光路的模型。
5.答案 先变短后变长
解析 当人在远处时,人与灯光的夹角小,形成的影子长;当人逐渐走近路灯时,人与灯光的夹角会变大,此时形成的影子会变短;当人经过路灯逐渐远离时,人与灯光的夹角又会变小,形成的影子再次变长。因此,当人经过路灯时,影子先变短后变长。
重难点突破
1.【解答】解:月亮、平面镜都不能发光,可以反射光,所以不是光源;凸透镜能透过光线,自身不发光,不是光源;激光笔自身能够发光,所以激光笔是光源。
故选:。
2.【解答】解:
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,故正确,错误。
故选:。
3.【解答】解:.湖光倒影,是平面镜成像,属于光的反射,故不符合题意;
.小孔成像是由于光的直线传播形成的,故符合题意;
.杯弓蛇影属于平面镜成像,平面镜成像是光的反射原理,故不符合题意;
.海市蜃楼是由于光的折射形成的,故不符合题意。
故选:。
4.【解答】解:.光在同一种均匀介质中沿直线传播,介质不同或同种介质但介质不均匀,光不会沿直线传播,故错误;
.小孔成像是光在均匀介质中沿直线传播形成的,故正确;
.光可以在真空中传播,并且传播速度最快,故错误;
.当有多个光源时,物体的本影会完全消失,半影也淡的看不见。根据这一原理,科学家设计了手术室里用的无影灯,大面积的光源从不同角度把光线照射到手 术台上,保证手术时有足够的亮度,而没有明显的本影来妨碍医生的工作,故错误。
故选:。
5.【解答】解:当人靠近路灯时影子逐渐变短,到达路灯下影子最短,走过路灯后影子逐渐变长。
故选:。
6.【解答】解:.小孔成像的小孔形状没有要求,什么形状都可以,故错误。
.小孔成像是倒立的实像,烛焰在光屏上形成的像是倒立的实像,故错误。
.当像距大于物距时,烛焰在光屏上形成的像是放大的;当像距等于物距时,烛焰在光屏上形成的像是等大的;当像距小于物距时,烛焰在光屏上形成的像是缩小的,故错误。
.小孔成像是光直线传播形成的,故正确。
故选:。
7.【解答】解:他用12.3除以3很快估算出闪电发生位置到他的距离,这种估算方法原理是:
由于在空气中光速远远大于声速,故光传播的时间忽略不计来处理的,
所以,故这种估算方法的前提是在空气中光速远远大于声速,
故正确,错误。
故选:。
8.【解答】解:在树荫下发现了一地“小月亮”,如图所示,此现象是小孔成像,它的形成原因是光在同种均匀介质或真空中沿直线传播;
由图可知,像的形状是月牙形的,月牙形的“小月亮”的形状是由日偏食的形状决定,形成原因也由于光在同种均匀介质中沿直线传播,所以月牙形光斑形成的原因与日偏食形成的原因相同。
故答案为:光在同种均匀介质(或真空中沿直线传播);相同。
9.【解答】解: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图。
故答案为:直线传播;甲。
10.【解答】解:(1)①灯泡发出的光经过小孔后照到孔后面的塑料薄膜上形成的像,是由实际光线汇聚而成的;
灯丝上部的光线经小孔后照到下部,下部的光线照在上部,因此像是倒立的;
因此物体经小孔成像,成的是倒立的实像;所以:灯泡发光时,可在塑料薄膜上看到灯丝倒立的实像;
②孔到塑料薄膜(光屏)的位置不变,若水平向左移动易拉罐,灯(物与孔的距离变小,像将会变大;
(2)保持圆孔到灯泡距离不变,即物与孔的距离不变,将薄膜所在处向小孔右方拉伸,孔到薄膜的距离变大,则像变大;在小孔成像中像的形状与物的形状相同,与小孔的形状无关,所以若只将圆孔改为三角形小孔,则像的形状不变。
故答案为:(1)倒立;变大;(2)变大;不变。
11.【解答】解:光在同种均匀介质中沿直线传播,光在真空中的传播速度是;
根据可得:太阳光从太阳传到地球上的时间。
故答案为:;500。
12.【解答】解:(1)物理学中用一条带箭头的直线表示光的传播路径,这种带箭头的直线称为光线;
(2)实际上光线并不存在,是为了研究问题方便而构建的理想模型,这种研究问题的方法称为模型法。
故答案为:直线;路径;方向;理想。
13.【解答】解:
(1)孙悟空翻跟头的速度为
所以光更快。
(2)光跑一趟所用时间为
答:(1)光跑的快;
(2)光跑一趟需。
14.【解答】解:从点发出的光线经过的最下端和的最上端,照在上的范围就是光源能照亮的范围;
如图:
。
15.【解答】解:图中黑点表示青蛙的位置,将点分别与井口左边的端点、井口右边的端点相连成一直线,然后在直线上标出光线射向点的箭头,即可得到两条射向青蛙眼睛的光线,这两条光线就决定了青蛙的观察范围。
故答案为:如图所示。
能力提升
1.答案 直线传播 大孔 小孔
解析 小孔成像是由光的直线传播形成的;在光屏与小孔的距离相同的条件下,如果孔较小,通过孔形成的光斑是小孔成像现象,光斑形状与孔的形状无关;如果孔太大,通过孔形成的光斑不再是小
孔成像现象,而是影子的原因,则光斑形状与孔的形状有关;
如果光屏与小孔的距离较远时,通过孔形成的光斑属于小孔成像现象,像的大小与孔到光屏的距离有关。
2.答案 乙
解析 当太阳、地球、月球处在同一直线上,月球处在太阳和地球之间时,月球的影子会落到地球上,在地球上月球影子里的人就看不到太阳,这就是日食,是光的直线传播产生的,则地球应在图中乙位置。
3.答案 月牙形
解析 日偏食的形成是小孔成像,像的形状与物体的形状有关,当发生日偏食时,太阳成为月牙形,
故树下的地面上形成月牙形光斑。
4.答案(1)灯丝 小孔成像 光的直线传播 (2)变大 变小 变小
解析(1)如图所示,抓在手上的不透明纸上用针扎一个直径约1 mm的小孔,让白炽灯发出的光穿过小孔射到桌面上的白纸上,在白纸上可看到一个清晰的灯丝的像,这种现象叫做小孔成像;小孔成像是由于光沿直线传播而形成的。
(2)保持灯和白纸的位置不动,向上移动小孔,即物距减小,像距增大,则像的大小将变大;保持灯和小孔的位置不动,向上移动白纸,即物距不变时,像距减小,则所成的像的大小将变小;保持小孔和白纸的位置不动,向上移动白炽灯,即像距不变,物距增大,则像的大小将变小。
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