4.1光的直线传播学案（含答案）

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第1节 光的直线传播
〖要点整理〗
一.光源：能发光且正在发光的物体叫做光源，可分为自然光源和人工光源。
二.光的传播
1.光在同种均匀介质中沿直线传播；
2.光的直线传播的应用：
小孔成像 像的形状与小孔的形状无关，像是倒立的实像, 像的大小与物距和像距的相对长短有关
取直线
限制视线 一叶障目
影的形成
3.光线：常用一条带有箭头的直线表示光的径迹和方向，实际不存在，是人为假想的模型。
三.光速
1.真空中光速是宇宙中最快的速度；在计算中，真空或空气中光速c=3×108m/s；光在水中的速度约为3/4c，光在玻璃中的速度约为2/3c。
2.光年：光在一年中传播的距离，光年是长度单位,1光年≈9.46×1015m。
注：声音在固体中传播得最快，液体中次之，气体中最慢，真空中不传播；光在真空中传播的最快，空气中次之，透明液体、固体中最慢（二者刚好相反），光速远远大于声速。
〖例题解析〗
〖例题1〗试判断下列哪一组都是光源（　　）
A.电池和萤火虫　　　B.电池和烛焰 C.萤火虫和月亮 D.萤火虫和烛焰
解析：光源是指自身能够发光的物体。萤火虫是一种能在尾部发光的小飞虫，是自然光源；烛焰是人造光源；月亮虽然看上去亮，但它和地球一样自身不发光，不是光源；电池是供电的装置，但本身不发光，所以不属于光源。答案为D。
〖例题2〗阳光灿烂的日子，在茂密的树林下，常能在地上见到许多圆形的光斑，这些光斑是( )
A.太阳的虚像　 B.太阳的实像 C.树叶的影子　 D.树叶的实像
解析：晴天在茂密树荫的地面上，常会看到许多圆形的光斑，这些光斑是由于光沿直线传播，通过小孔成的太阳的像，是由实际光线汇聚成的像，所以为实像，光斑是太阳的形状，与孔的形状无关，因此不是树叶的像，也不是太阳的虚像，更不是树叶的影子。答案为B。
〖例题3〗如果声音和光都从空气传入水中，则( )
A.声速变大，光速变小 B.声速变小，光速变大
C.声速、光速都变大 D.声速、光速都变小
解析：声音在固体中传播得最快，液体中次之，气体中最慢，真空中不传播；光在真空中传播的最快，空气中次之，透明液体、固体中最慢（二者刚好相反）。因此选A。

〖巩固基础〗
光源
1.生活中许多物体可以发光，下列物体不属于光源的是(　　)
A.水母 B.萤火虫 C.月亮 D.霓虹灯
2.下列物体①太阳、②月亮、③蜡烛的火焰、④恒星、⑤镜子、⑥正在放电影的银幕、⑦碎玻璃、⑧发光的水母、⑨钻石，其中一定是光源的有____________(填序号)。
沿直线传播
1.下列现象中属于光的直线传播的是（ ）
A.墙壁上装面大镜子，有增大空间的感觉 B.清澈的河底，看起来变浅了
C.人在路灯下行走，出现人影相随 D.清晨，太阳还在地平线以下时，就看到它
2.如图，点燃的蜡烛放在距小孔a处，它成像在距小孔b的半透明纸上，且a大于b，则半透明纸上的像是（　　）
A.倒立、放大的虚像 B.正立、缩小的虚像 C.倒立、缩小的实像 D.正立、放大的实像



第2题 第3题
3.如图所示的漫画说的是一个成语，你知道这个成语吗？__________；这个成语说明的光学原理是____________。
4.如图所示，枯井中的青蛙位于井底O点“坐井观天”，则青蛙通过井口观察范围正确的光路图是(　　)



5.下列四幅图中，不是光沿直线传播的现象的是(　　)

6.[2017嘉兴]黑暗的房间里有两盏电灯,只有一盏灯点亮,但人能看到未点亮的灯泡。以下对于“看到未点亮灯泡”所画的光路图,正确的是?(　　)



7.一个人沿马路行走时，经过一盏路灯，路灯照射出的人的影子长短会发生变化，其变化的情况应该是( )
A.逐渐变长 B.逐渐变短 C.先变长，再变短 D.先变短，再变长
8.假如光在同一种均匀介质中不沿直线传播，下列现象可能出现的是( )
A.地球上没有昼夜之分 B.做操时更容易排直队伍
C.阳光下的人影更清晰 D.小孔成像
9.如图所示,下列光现象中与日晷的原理相同的是?(　　)



10.战国时期，《墨经》中记载了影子的形成、平面镜的反射等光学问题。图中的光学现象与影子的形成原理相同的是（　　）



A.湖中倒影 B.日食现象? C.海市蜃楼? D.雨后彩虹
11.观测日食不能用肉眼直接对着太阳，如果没有专用的太阳滤镜，可采用如图所示的简便方法：一是准备一盆黑墨水置于阳光下，在脸盆中观察太阳的像，这是利用平面镜成像原理；二是将手指展开互相垂直叠放，只留有小缝隙，对着阳光，在白纸上观察太阳的像，这是利用了________成像的原理。日食的形成可以用 来解释，此时太阳、地球、月球正好在同一直线上，处在中间位置的是________。

12.如图所示，S为光源，MN为遮光板，请在图上画出光线射不到的区域，并在该区域内打上斜线。
13.根据要求完成作图。
(1)室内一盏电灯通过木板隔墙上的两个小洞，透出两条细小光束(如图甲所示)。请根据这两条光束的方向确定室内电灯的位置。
(2)如图乙为“坐井观天”的示意图，设点E为青蛙的眼睛，请利用光的直线传播知识画出它能看到的天空的范围(画出光路示意图)。




第12题 第13题甲图 第13题乙图 第14题 第15题
14.如图，在房间的A点能看到室外的景物，请通过作图画出在A点能观察到窗外景物的范围。
15.如图所示。AB为一不透明的挡光板，CD为一日光灯管，EF为光屏，请用作图找出光屏上没有照亮的区域。

光速
1.为了提高计时的准确性，大型国际比赛的赛道上都使用光电计时设备。但由于条件的限制，一般的运动会上都是起点处的裁判员发枪开始比赛，终点裁判员通过秒表计时。为了使计时更准确，应该(　　)
A.看到冒烟开始计时，因为烟雾容易看清 B.听到声音开始计时，因为声音容易听清
C.看到冒烟开始计时，因为光速比声速快得多 D.看到冒烟开始计时，因为光的传播不需要时间
2.光从太阳传播到地球约需要8分20秒,太阳与地球的距离约是_______米。月亮与地球之间相距38万千米,在地面上向月球发射一束激光束,地面接收到光返回的信号,共经历了_______秒。
3.一位在北京的剧场里看演出的观众，坐在离演奏者不太远的地方，另一位在上海的居民，坐在家里的电视机前看同一演出，上海与北京相距1460km，他们两人若想同时听到演奏声，北京观众必须坐在演奏者（? ）
A.30m远? B.17m远? C.约1.655m远? D.无法知道
4.某国际研究小组利用一种超低温原子云为媒介，成功地使光在其中的传播速度降低为真空中的二千万分之一，这种光速度近于普通人骑自行车的速度。此成果在光计算机、光通信等领域具有广阔的应用前景。科学家正努力将光速降低到每小时传播40米左右，慢到几乎与乌龟爬行的速度相当。
根据以上材料，回答下列问题：
(1)从第一句话可知，光在超低温原子云中每秒钟传播的距离为 米。
(2)本材料说明光在不同的介质中传播的速度是 的。
5.如图，伽利略1607年进行了世界上第一次测量光速的尝试。方法是：让两个人分别站在相距1.5 km的两座山上，每个人拿一个灯，第一个人先举起灯，当第二个人看到第一个人的灯时立即举起自己的灯，从第一个人举起灯到他看到第二个人的灯的时间间隔就是光传播3 km的时间。但这种方法根本行不通。伽利略的实验未能成功。这个方法在原理上对不对？请你分析伽利略失败的原因。

6.[2017泰州]据天文观测，室女座一类星体向外喷射出超光速喷流，震惊科学界，近期谜底揭开，“超光速”只是一种观测假象。如图所示，喷流用6年时间从A点喷射到5光年远处的B点，其喷射的实际速度为_____c，当喷射到达B点时，喷流在A点发出的光已经到达C点位置，此时喷流在B点发出的光才开始传向地球，因观测距离遥远，地球观测者接收到喷流的光时误以为喷流只是在水平方向喷射了3光年，所以观测者测得喷流的速度到达了_____c（c为光在真空中传播的速度）
7.金星凌日的奇观，即从地球上看去，有一个小黑点在太阳表面缓慢移动。
(1)金星凌日现象可以用 原理来解释。
(2)如图所示为太阳及八大行星示意图，据图分析你认为在地球上除了可以看到金星凌日外，还能看到_____凌日现象。
(3)金星凌日时，金星与地球之间的距离大约是4.2×107 km，如果从地球上发射一束激光到金星，大约需要_____ s可以到达。



〖提高能力〗
1.有一暗室的南边窗上有一小孔，室外被阳光照亮的白色汽车在窗外的路面上自东向西驶过，这时在正对小孔的室内墙上可看到的是（ ）
A.汽车正立的像，并自东向西移动 B.汽车正立的像，并自西向东移动
C.汽车倒立的像，并自西向东移动 D.汽车倒立的像，并自东向西移
2.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(老鹰)在空中飞动，地面上的影子也跟着移动，移动的方向与鸢飞行的方向一致。然后在纸窗上开一小孔，使窗外飞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”。阅读了上述材料后，你认为下列哪种说法是错误的(　　)
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
3.小明在学习“光的传播”时，看到老师的一个演示实验，过程如下：
①用激光笔射向水中，观察到光线是一条直线(如图所示)；
②在点A处用漏斗向水中慢慢注入海波溶液，观察到光线发生了弯曲；
③经搅拌后，观察到光线又变直。
小明根据上述现象得出的结论正确的是( )
A.光的传播需要介质 B.光只有在水中才沿直线传播
C.光在海波溶液里不能沿直线传播 D.光在同一种均匀介质中才沿直线传播
4.在探究树荫下光斑的综合实践活动中，为了研究孔的大小对光斑形状的影响，小华设计了四种开有不同形状孔的卡片甲，并用另一张卡片乙覆盖在甲上，如图所示。接着，从图示位置沿箭头方向水平移动乙，观察光斑形状的变化情况。下列合乎要求的是( )



5.一场“千年一遇”的日环食天文奇观如约光临中国。由于地理位置的原因，家住北京的小华只能观测到日偏食，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(　　)




6.晚上，小明挑着一盏不带光源的工艺品小灯笼在家里玩。当把小灯笼移到发光面较大的吸顶灯正下方时(如图所示)，会在小灯笼正下方的水平白纸上出现一个影子，关于这个影子的形状，图中正确的是(　　)



7.用自制针孔照相机观察烛焰，有以下四种说法：
a.薄膜上出现的烛焰的像是倒立的；
b.薄膜上烛焰的像可能是缩小的也可能是放大的；
c.保持小孔和烛焰的距离不变，向后拉动内筒，增加筒长，烛焰的像变大；
d.保持小孔和烛焰的距离不变，向前推动内筒，烛焰的像更明亮。
对于这四句说法，其中正确的是(　　)
A.abcd B.acd C.ab D.cd
8.处在赤道上某地的人在日落4h后，还能看到一颗绕赤道平面轨道运行的人造卫星在其正上方，试求这颗卫星距地面高度最小约多少?(地球半径R=6.4×106m)
9.探究题目：小孔成像规律
实验器材：针、不透明纸、白纸、白炽灯、桌子
探究设想：根据光的直线传播原理，研究小孔成像规律，这里的光源是白炽灯的钨丝，所成的像是钨丝通过小孔在白纸上成的像。
(1)实验过程及问题：如图所示，在不透明纸上用针扎一个的小孔，让白炽灯发出的光穿过小孔射到白纸上，在白纸上可看到一个清晰的 光斑，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，像的大小将变 ，像的亮度将变 ；
(3)保持灯和小孔的位置不动，向上移动白纸，像的大小将变 ，像的亮度将变 ；
(4)保持小孔和白纸的位置不动，向上移动白炽灯，像的大小将变 ，像的亮度将变 ； 以上三种实验方法是物理学中常用的方法，叫做 。
(5)通过上述实验，我们得出怎样的规律？
10.学习了光学知识后，爱动脑筋的小桐和小朵想自己探究小孔成像现象。如图所示，她们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。
(1)分析比较甲、乙两图，可以得出：物体通过小孔所成的像与 无关。
(2)分析比较甲、丙两图，可以得出：物体通过小孔所成的像与 有关。
(3)通过实验，可以看到烛焰和灯丝在塑料膜上成的都是 (填“正立”或“倒立”)的实像，说明小孔成像的原理是 。
(4)若在甲图中，将蜡烛靠近圆孔，则塑料膜上的像会 (填“变小”“不变”或“变大”)。





















参考答案
〖巩固基础〗
光源1.C 2. ①、③、④、⑧
光沿直线传播1.C 2.C 3.一叶障目不见泰山、光在均匀介质中直线传播 4.A 5.C 6.D 7.D 8.A 9.A 10.B
11.小孔、光在均匀介质中直线传播、月球
12.
13.⑴⑵
14.
15. GH为没有照亮的区域
光速1.C 2.1.5×1011 3.C 4. (1)15。(2)不同。
5.原理正确，人的反应是需要时间的，造成误差太大。6. 5/6、1.5 7. (1) 光在均匀介质中直线传播 。 (2)水星。 (3)140。
〖提高能力〗
1.C 2.B 3.D 4.A 5.C 6.C 7.A 8. 6.4×106m 9.(1)钨丝、小孔成像、光在均匀介质里直线传播。(2)大、暗； (3)小、亮； (4)小、暗、控制变量法。(5)像的大小与亮度与物体、小孔、光屏的相对大小有关。
10.(1)孔的形状。(2)物体的形状。(3)倒立、光在均匀介质里直线传播。(4)变大。







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