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2.2光的直线传播
学校:___________姓名:___________班级:___________考号:___________
一、单选题
1.在探究光斑的形状是否与孔的形状有关的活动中,小明准备了如图所示的一张带孔卡片(孔的尺寸约为1厘米)、一张大小相同的无孔卡片、一张白纸。首先把白纸铺在地面上,接下来的操作应该是( )
A.将如图所示卡片置于白纸上方约1米处,让太阳光透过不同的小孔
B.另一张卡片覆盖住如图所示卡片右边的三个孔,并慢慢向左移动逐渐遮住菱形的小孔
C.另一张卡片覆盖住如图所示卡片左边的三个孔,只留下圆形的小孔,将卡片慢慢靠近白纸
D.另一张卡片覆盖在如图所示卡片由下向上慢慢移动,让太阳光透过不同的小孔
2.2009年夏季,中国出现了日食奇观.小华借助小孔成像实验装置对“”形太阳进行观察,纸盒上扎有圆形小孔,则她在半透明光屏上看到像的形状是( )
A. B. C. D.
3.如图所示,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,则所需最小的窗的位置应为( )
A.ae B.ad C.be D.bd
4.《墨经》中记载了影子的形成等光学现象。如图所示,墙上手影形成的原因是( )
A.光的直线传播 B.光的反射
C.光的折射 D.光的色散
5.超级月亮、红月亮和蓝月亮三碰头是罕见的天文现象,百年一遇。下列对该现象的说法中正确的是( )
A.超级月亮是指该晚的月亮在当月中最明亮
B.红月亮是指太阳光中的红光在地球大气层中的折射程度最强而导致月球表面呈现暗红色的现象
C.蓝月亮是指太阳光中的蓝光在地球大气层中因受到散射的影响最小,通过大气层折射导致月球表面呈现淡蓝色的现象
D.当天发生该现象时,月亮处于地球本影区即发生的是月全食现象
6.早在战国时期,我国古代著名教育家、思想家墨子就在研究小孔成像的现象。如图所示,他用蜡烛作为光源,在木板上钻了一个小孔,发现透过小孔的光能在墙壁上形成一个倒立的像。下列说法正确的是( )
A.小孔成的像是正立的
B.墙上的小孔必须是圆的
C.遵循光沿直线传播的原理
D.蜡烛在墙上成的像是虚像
7.下列说法正确的是( )
A.光年是一个长度单位
B.“谁家玉笛暗飞声”中的笛声是由笛子的振动产生的
C.超声波比次声波的传播速度快
D.“不敢高声语,恐惊天上人”,诗句中的“高”是指声音的音调高
8.炎炎夏日,在浓密的树荫下,透过树叶间的狭小空隙,在地面上形成一些圆形的光斑,这些圆形光斑是( )
A.树叶反射的光斑
B.圆形树缝的光斑
C.太阳的实像
D.太阳的虚像
二、填空题
9.发生日环食现象时,太阳、地球和月球的位置处于中间的是 (选填“地球”或“月球”)。在一张不透光的纸上打一个极小的“△”三角形孔,让太阳光垂直射到这张纸上经过这个小孔,这时在地面看到 (选填“圆形”、“三角形“或“方形”)小亮斑。
10.某古观测台由13根直立的夯土柱组成,先民们在观测点通过土柱间的狭缝观测日出方位,并以此确定季节和节气。这利用的光学原理是 。其与小孔成像的原理 (选填“相同”或“不同”)。若在图乙易拉罐底部有一个很小的三角形小孔,则在半透明纸上能看到 形状的 (选填“正立”或“倒立”)的像。
11.光源: 叫做光源,光源可分为天然光源和人造光源。
12.暑假小明参加学校的生存夏令营,学到了一些许多野外生存的知识与技能,例如用影子辨别方向。如图,中午前后,用描点的方法在地面上画出竖直杆阴影顶端的运行轨迹,找出其中距O最近的点A,则OA就指示 (南北/东西)方向,这一技能应用的光学知识是: 。
三、作图题
13.如图所示,路灯下站着小明和小强两人,地上留下了他们的影子,通过作光路图确定路灯灯泡S的位置。
四、实验题
14.小明对光现象部分知识归纳总结如下:
(1)如图甲所示,让一束太阳光通过 (填一种光学元件),可观察到光的色散现象,实验中,位于光屏 (选填“a”或“b”)处以外的光能使温度计示数明显升高,光屏上呈现的红、绿、 三种色光称为光的三原色。
(2)如图乙所示,一束红光沿 AO 从空气射向玻璃,OB 和OC 分别是红光的反射光和折射光,OB 与 OC 互相垂直。若入射角为 60°,则折射角为 °。如果一束紫光也沿 AO斜射向玻璃,则紫光的折射光与 OC 比较会更 (选填“靠近”或“远离”)法线。
(3)如图丙为夏天树荫下许多大小不一的圆形光斑。这些圆形光斑的大小主要与 (选填“树叶间小孔的大小”、“树叶间小孔到地面的距离”或“太阳到树叶间小孔的距离”)有关。路旁的花是红色的,透过蓝色的玻璃看这朵花,则这朵花呈现 色。
(4)光在真空中传播速度约为 m/s。“当地球遮住太阳的光,月亮便走进了地球的阴影”,这是某影片中的台词片段,它描述的是 现象(选填“日食”或“月食”)。
五、计算题
15.打雷和闪电是同时发生的。小明测出自观察到闪电起至听到雷声的时间为15s,已知声音在空气中的传播速度为340m/s,光在空气中的传播速度为3×108m/s,求:
(1)发生闪电处距小明的直线距离约多远?(不计光传播所需时间)
(2)光从闪电处到小明处需要多少时间?
六、综合题
16.你能解释“坐井观天,所见甚小”吗?请你在图中用光学知识画图说明 ,若井中有水,井底青蛙的位置不变,由于 ,青蛙观察到的井上范围将 (选填“变大”“变小”或“不变”),光线由空气射入水中后沿 传播。
《2.2光的直线传播》参考答案
题号 1 2 3 4 5 6 7 8
答案 A A D A D C A C
1.A
【详解】探究像的形状与孔的形状的关系,要控制孔的大小相同,改变孔的形状,故接下来的操作应该是将如图所示卡片置于白纸上方约1米处,让太阳光透过不同的小孔。故A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
2.A
【详解】小孔成像得到的是倒立实像,所以选A.
3.D
【详解】由于光是沿直线传播的,根据光的直线传播作出两条从乙到达甲眼睛的光线和两条从甲到达乙眼睛的光线,由此确定出所需最小窗的位置,如下图,即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(这两条直线就可以确定出所需最小窗的位置),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,故D符合题意,ABC不符合题意。
故选 D。
4.A
【详解】光在同一种均匀介质中是沿直线传播的,沿直线传播的光被手挡住,墙上黑暗区域就是手的影子。故A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
5.D
【详解】A.当月亮位于近地点时,从地球上用肉眼观测,月亮看起来比平时更大,我们看到的月亮便是“超级月亮”,但该晚的月亮在当月中不是最明亮的,故A错误;
BD.当发生月全食时,即当太阳、地球和月球处在一条直线上时,处在中间的地球挡住了太阳直接照射到月球上的光,月亮处于地球本影区(整个月球在地球的影子里);此时穿过大气层的阳光中波长较短的蓝绿色光都被地球的大气层所吸收或散射,射到月球上的光就主要以波长较长的红色和橙色光线为主,从而使月球表面呈现出橘红色,被称为“红月亮”,故B错误,D正确;
C.“蓝月亮”并不是说月亮会变成蓝色,而是一个天文术语,“蓝月亮”有两个定义,一个是指季度里的第四次满月称为蓝月亮,即季度蓝月亮。也有天文爱好者认为,蓝月亮是指一个月中的第二次满月,即月份蓝月亮,故C错误。
故选D。
6.C
【详解】A.小孔成的像是倒立的,故A错误;
B.小孔成像所成像的形状取决于物体的形状,与小孔的形状无关,故B错误;
C.小孔成像的原理是光沿直线传播,故C正确;
D.蜡烛在墙上成的像是实像,故D错误。
故选C。
7.A
【详解】A.光年是光在一年的时间通过的路程,故光年是一个长度单位,故A正确;
B.笛子属于管乐器,笛声是由笛子内空气柱的振动产生的,故B错误;
C.声波的传播速度与介质有关,与频率无关,相同介质时,超声波与次声波的传播速度相同,故C错误;
D.响度与振幅有关,诗句中的不敢高声语是指不敢大声讲话,是指声音的响度大,故D错误。
故选A。
8.C
【详解】炎炎夏日,在浓密的树荫下,透过树叶间的狭小空隙,在地面上形成一些圆形的光斑,这种现象属于小孔成像现象,光斑是由小孔成像所成的太阳的实像。故ABD不符合题意,C符合题意。
故选C。
9. 月球 圆形
【详解】[1][2]发生日环食时,是太阳射向地球的光被月球挡住,地球上的人进入月球的影子区域,看不见太阳形成的,其原因是光的直线传播;小孔成像中,像的形状与小孔的形状无关,像的形状取决于物体的形状,因此太阳通过“Δ”形的小孔仍然成圆形的像。
10. 光在同种均匀介质中沿直线传播 相同 烛焰 倒立
【详解】[1][2]在不同的季节,日出时的方位不同,在观测点观测日出时的土柱狭缝位置不同,这是因为光在同一种均匀介质中沿直线传播。小孔成像的原理是光的直线传播,故它与小孔成像的原理相同。
[3][4]小孔成像是光的直线传播形成的,所成像的形状与物体相同,与小孔的形状无关;蜡烛上部的光线通过小孔后,射到了透明纸的下部;蜡烛下部的光线通过小孔后,射到了透明纸的上部,因此通过小孔所成与烛焰相同形状的像是倒立的像。
11.能够自行发光的物体
【详解】光源是指能够自行发光的物体。光源有分天然光源和人造光源。
12. 南北 光在同一均匀介质中沿直线传播
【详解】[1]点A距离O点最近,OA是最短的影子,说明此时阳光与地面夹角最大,这是正午,又由于正午时太阳在正南方,所以影子在正北方,即OA是南北方向的。
[2]影子是光的直线传播原理形成的现象,因此这一技能应用的光学知识是:光在同一均匀介质中沿直线传播。
13.
【详解】光在空气中沿直线传播,将小明和小强的顶端和影子的顶端连接并延长可交于一点S,就是灯泡的位置,如图所示:
14. 三棱镜 a 蓝 30 靠近 树叶间小孔到地面的距离 黑 3×108 月食
【详解】(1)[1][2][3]太阳光不是单一颜色的光,通过三棱镜后分解成红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫七种颜色的光,故图中方框内的光学元件是三棱镜,红光之外是红外线,红外线的热效应很强,红外线能使温度计示数升高很快,故实验中,a处为红光,位于光屏a处以外的光能使温度计示数明显升高,光的三原色是红、绿、蓝。
(2)[4][5]因为入射角为60°,反射角等于入射角,所以反射角为60°,因为反射光线与折射光线恰好垂直,即反射光线与折射光线的夹角等于90°,所以反射角与折射角之和等于90°,故折射角为30°,由光的色散可知紫光比红光的折射能力强,所以紫光的折射角小于红光,故紫光的折射光线与OC比较更应靠近法线。
(3)[6]树荫下看到很多圆形的光斑,这些圆形光斑的形成可以用光的直线传播来解释,该现象属于小孔成像现象,这时候的光斑是太阳的像,小孔成像所成的像的形状与孔的形状无关,像的大小与树叶间小孔到地面的距离有关。
[7]蓝色的玻璃只能透过蓝光,红花反射的红光被蓝玻璃吸收了,没有光通过蓝玻璃,故透过蓝色的玻璃看这朵花,则这朵花呈现黑色。
(4)[8][9]光在真空中的传播速度为3×108m/s,因为光沿直线传播,当太阳、地球、月亮处在同一条直线上时,而且地球在中间,那么月球会进入地球的影子区域形成月食。
15.(1)5100m
(2)
【详解】(1)发生闪电处距小明的直线距离为
(2)光从闪电处到小明处需要的时间为
16. 光的折射 变大 直线
【详解】[1][2][3]光进入眼睛才能看见事物,光在同种均匀物质中沿直线传播,所以以井为分界,被挡住部分是看不到的,井内无水时观察范围如下:
当井底有水时,光由空气进入水中发生折射,折射光线靠近法线,如图所示:。
则可知观测范围增大。
[4]光在同种均匀介质中沿直线传播,所以光线射入水中后是沿直线传播的。
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