2018-2019學年八年級物理上冊 4.1光的直線傳播習題（含解析）（新版）新人教版.doc

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光的直線傳播 知識梳理 本節(jié)課學習重點是對光源和光的傳播特征的認識，難點是光沿直線傳播的具體應用。歷年中考命題主要考查光源的判斷和直線傳播的現(xiàn)象及應用，題型難度不大，需把握好光源的特征，理解常見的直線傳播現(xiàn)象，特別是小孔成像的原理及特征。題型主要有填空題、選擇題和實驗題。 一、光源 光是由某些能發(fā)出光的物體產(chǎn)生的。我們把那些正在發(fā)光的物體稱為光源。如太陽、正在發(fā)光的螢火蟲、正在發(fā)光的電燈及點燃的蠟燭等都是光源。 光源可以分為兩類：一類是自然光源，如太陽、正在發(fā)光的螢火蟲、水母、燈籠魚等；另一類是人造光源，如點燃的蠟燭、正在發(fā)光的霓虹燈和正在發(fā)光的白熾燈等。 注意：光源是指自身正在發(fā)光的物體，如太陽、發(fā)光的電燈、點燃的蠟燭都是光源。有些物體本身并不發(fā)光，但由于它們能反射太陽或其他光源射出的光，看上去好像也在發(fā)光，但它們不是光源，如銀幕、月亮和所有的行星，它們并不是物理學上所指的光源。 二、光的傳播 1．光沿直線傳播 生活中我們經(jīng)?？吹届F天里的車燈射出直線光束，穿過森林的陽光是一條條直線等現(xiàn)象，說明光在空氣中是沿直線傳播的。 進一步探究可知，光在透明均勻介質中都沿直線傳播。像空氣、水、玻璃等都是透明均勻介質。 在物理學中，我們用一條帶箭頭的直線表示光的傳播路徑和方向，這條直線叫做光線。光線是便于研究光線問題而引人的一個物理模型，光線不是真實存在的。 光線相互平行的光稱為平行光，在地球上，太陽光可認為是平行光。 2．光沿直線傳播的應用 a．小孔成像：像的形狀與小孔的形狀無關，像是倒立的實像（樹蔭下的光斑是太陽的像）。 b．激光準直：挖隧道定向；整隊集合；射擊瞄準。 c．坐井觀天（要求會作有水、無水時青蛙視野的光路圖）；一葉障目； d．影子的形成：光在傳播過程中，遇到不透明的物體，在物體的后面形成黑色區(qū)域即影子。影子、日食、月食（要求知道日食時月球在中間；月食時地球在中間）。 ８ 三、光的傳播速度 ８ 實驗證明光在不同介質中的傳播速度不同，光在真空中的傳播速度最大.約為310 　m/s(光在真空中的傳播速度通常用字母c表示)。光在空氣中的傳播速度十分接近光在真空中的傳播速度(略小于在真空中的速度)，也可以視為310 　m/ s。光在水中的傳播速度約是真空中的四分之三；光在玻璃中的傳播速度約是真空中的三分之二。 重難點突破 重難點01 光源 典例在線 生活中許多物體可以發(fā)光，下列物體不屬于光源的是 A．水母 B．螢火蟲 C．太陽 D．月亮 【參考答案】D 【詳細解析】自身能發(fā)光的物體是光源。螢火蟲，水母、太陽都能自己發(fā)光，因此都是光源，而月亮是靠反射太陽的光發(fā)光的，月亮不是光源，故選D。 【名師點睛】本題主要考查了學生對光源概念的掌握，要判斷一個物體是否是光源，關鍵是看它本身是否能夠發(fā)光。 及時鞏固 1．下列屬于自然光源的是______，人造光源的是______（填序號）。 ①月亮②地球③燈泡④太陽⑤燈簍魚⑥螢火蟲⑦點燃的蠟燭。 【答案】④⑤⑥；⑦． 【解析】（1）屬于自然光源的是：太陽、燈簍魚、螢火蟲； （2）屬于人造光源的是：點燃的蠟燭； 月亮、地球不屬于光源、開啟的燈泡才叫光源。 2．下列物體中屬于光源的是 【答案】C 【解析】能夠發(fā)光的物體叫做光源。放映中的投影儀屏幕對光產(chǎn)生漫反射，自身并不發(fā)光，不屬于光源，A選項錯誤；明亮刺眼的玻璃幕墻對光產(chǎn)生鏡面反射，自身不發(fā)光，不是光源，B選項錯誤；播放節(jié)目的電子大屏幕自身發(fā)光，是光源，C選項正確，選填C；月亮自身不發(fā)光，是反射太陽光，不是光源，D錯誤。 重難點02 光的傳播 典例在線 在探究樹蔭下光斑的綜合實踐活動中，為了研究孔的大小對光斑形狀的影響，小明設計了一個開有正方形大孔的卡片甲，并用另一張卡片乙去覆蓋在甲上，如圖所示。則太陽光下小明不可能觀察到的光斑形狀是 A．三角形 B．長方形 C．正方形 D．圓形 【參考答案】A 【詳細解析】在卡片到地面（孔到光屏）的距離一定時，當孔較大時，在地面上形成的是孔的像，形狀與孔的形狀相同，所以卡片乙水平去覆蓋在甲上，會看到正方形或者長方形的光斑。當孔小到一定程度時，地面上的光斑是太陽經(jīng)孔成的像（小孔成像），光斑的形狀與太陽的形狀相同，是圓形的，隨孔的減小，光斑面積減小，圓形光斑減小。所以，不可能觀察到的光斑形狀是三角形，故A為答案。 即時鞏固 1．如圖，將易拉罐的頂部剪去，蒙上半透明紙，在罐底部開一個小孔，用它做小孔成像實驗，觀察物體，下列說法錯誤的是 A．像與物上下顛倒，左右相反 B．物體做順時針轉動時，像做逆時針轉動 C．半透明紙與小孔距離不變，物體離得越遠，像就越小 D．在物體距小孔不變的情況下，半透明紙與小孔距離越大，像也越大 【答案】B 【解析】小孔所成的像是倒立的實像，則像與物上下顛倒，左右相反，故A正確；物體做順時針轉動時，像也做順時針轉動，而不是做逆時針轉動，故B錯誤，符合題意；小孔所成的像，大小取決于像到小孔的距離，物體離得越遠，像就越小，故C正確；在物體距小孔不變的情況下，半透明紙是像的位置，因為成像的大小取決于像到小孔的距離，則半透明紙與小孔距離越大，像也越大，故D正確。故選B。 2．（1）如圖所示，在一塊硬紙板上挖一邊長為5 mm的正方形的“孔”。把這塊挖有方孔的紙板對準太陽光，當紙板和地面相距較近時，在地面上能觀察到_______ （選填“正方形狀”、“圓形”或“三角形”）亮斑，這是_______造成的； （2）晴天的正午時分，走在我們學校茂盛的樟樹下，你會看到陽光透過樹葉的縫隙而在地上留下許多大小不同的圓形光斑，這是___（選填“太陽”、“樹葉的縫隙”或“樹葉”）的____（選填“像”或“影子”）。 （3）為了研究孔的大小對光斑形狀的影響，小華設計了四種有不同形狀孔的卡片甲，并用另一張卡片乙覆蓋在甲上，如圖所示。接著，從圖示位置沿箭頭方向水平移動乙，觀察光斑形狀的變化情況，下列合乎探究要求的是______。 【答案】（1）正方形 光的直線傳播 （2）太陽 像 （3）A 培優(yōu)訓練 1．小明在學習“光的傳播”時，看到老師的一個演示實驗，過程如下： ①用激光筆射向水中，觀察到光線是一條直線（如圖所示）；②在A點處用漏斗向水中慢慢注入海波溶液，觀察到光線發(fā)生了彎曲；③經(jīng)攪拌后，觀察到光線又變直。小明根據(jù)上述現(xiàn)象得出的結果，正確的是 A．光的傳播需要介質 B．光只有在水中才沿直線傳播 C．光在海波溶液里不能沿直線傳播 D．光在同一種均勻介質中才沿直線傳播 【答案】D 【解析】從①中我們發(fā)現(xiàn)光在水中沿直線傳播；而②中的光線不再沿直線傳播，不同于①的是介質不再均勻，③現(xiàn)象中的光線又沿直線傳播，是由于經(jīng)攪拌后，介質又變得均勻，故可以得出，光在同一種均勻介質中才沿直線傳播，故選D。 2．如圖，枯井中的青蛙位于井底O點“坐井觀天”，下圖中青蛙通過井口觀察范圍正確的是 A． B． C． D． 【答案】B 3．發(fā)生月食的時候，下列說法中正確的是 A．月亮的影子落在地球上 B．太陽、月亮、地球在同一直線上，月亮在中間 C．太陽、月亮、地球在同一直線上，地球在中間 D．月球不發(fā)光，它背著太陽的一面向著地球，所以地球上的人看不到它 【答案】C 【解析】月食是由于當太陽、地球、月球在一條直線上時，射向月球的太陽光被位于月亮和太陽之間的地球擋住，由于月球沒有太陽光反射，我們看到的月亮不再明亮，故選C。 4．天文奇觀“金星凌日”是在地球上看到金星從太陽面上移過的現(xiàn)象，它的產(chǎn)生和日食的道理相同。如圖所示為發(fā)生“金星凌日”現(xiàn)象時的示意圖，金星的位置應在 A．甲 B．乙 C．丙 D．丁 【答案】D 5．為了探究樹蔭下光斑的成因，小明設計了開有菱形狀孔（邊長約為5厘米）的卡片甲正對太陽光，并用另一張卡片乙緊貼在甲上沿箭頭方向水平移動，觀察距卡片50 cm且與甲平行放置的光屏上光斑的變化情況。下列實驗現(xiàn)象記錄正確的是 A．光斑始終是圓形的，但逐漸變暗 B．光斑的形狀始終與孔的形狀相同，且亮度不變 C．光斑未變成圓形前，其亮度逐漸變暗，變成圓形后亮度幾乎不變 D．光斑未變成圓形前，其大小逐漸變小，變成圓形后，其大小不變 【答案】A 【解析】（1）太陽光在空氣中沿直線傳播，當紙板和地面相距較近時，在地面上能觀察到正方形狀亮斑。 （2）樹葉的縫隙就是一個個小孔，圓形亮斑是太陽的像，是由于光的直線傳播形成的太陽的實像。 （3）為了研究孔的大小對光斑形狀的影響，需要控制孔的形狀不變，改變孔的大小。A圖中隨著卡片乙向左移動，孔的形狀始終是三角形，并且逐漸變小，故A符合要求。BCD三圖中隨著卡片乙向左移動，孔的形狀發(fā)生了變化，不符合要求。故答案為A。 6．學校運動會100 m比賽時一般都是起點處的裁判員法令后開始比賽，終點處的裁判員通過停表計時，為了準確計時，終點處的裁判員應該 A．看到冒煙開始計時，因為煙霧容易看清 B．看到冒煙開始計時，因為光速比聲速快 C．聽到聲音開始計時，因為聲音容易聽清 D．聽到聲音開始計時，因為聲速比光速快 【答案】B 【解析】聲音在空氣中的傳播速度為340 m/s，光在空氣中的傳播速度為3108 m/s；因光在空氣中的傳播速度遠大于聲音在空氣中的傳播速度，所以在看到發(fā)令時散發(fā)的白煙按秒表計時較為準確。故選B。 7．如圖所示，甲乙兩人分別站立于一面墻的兩邊，若要在墻上開一個窗戶使兩人彼此都能看到對方的全身，則所需的最小窗戶的位置應為 A．a(chǎn)e B．a(chǎn)d C．bc D．bd 【答案】D 8．如圖所示，小明同學找來一個空的易拉罐，用釘子在易拉罐底部的中央敲一個小孔，將易拉罐的頂部剪去后，蒙上一層塑料薄膜，這樣就制成了一個針孔照相機，其實就是小孔成像的實驗裝置。將點燃的蠟燭置一于小孔前的某一位置，觀察并研究小孔成像的特點： （1）小明開始實驗時，眼睛從右側看過去，無論怎樣調節(jié)易拉罐與蠟燭之間的距離，屏上都看不到燭焰的像，而只能看到一片光亮，最有可能的是_____； A．小孔扎成了三角形 B．小孔扎成了正方形 C．小孔太大 D．小孔太小 （2）換了易拉罐重新正確制作并操作后，小明看到了燭焰在塑料薄膜上所成的像，該像是燭焰的_______立（選填“正”、“倒”）_______像（選填“實”或“虛”）； （3）實驗中觀察到燭焰的像偏小，為了增大燭焰的像，在不更換原有易拉罐的情況下可采取的辦法是_______； （4）晴朗夏日的樹下，小華驚喜地看到地上有許多圓形的光斑，經(jīng)與同學討論，一致認為是太陽經(jīng)樹葉間的細小縫隙而成的像。但圓形光斑的大小不一樣，其原因是_______。 【答案】（1）C （2）倒立 實 （3）蠟燭離小孔近一些 （4）樹葉縫隙離地面的距離不同 9．小明在探究“物距和物高一定時，物體經(jīng)小孔所成像的高度和像距的關系”時，所用的實驗器材有：用發(fā)光二極管做成的物體、有小孔的方紙板、用半透明塑料膜做成的屏、量程為0~30 cm的直尺。實驗裝置的示意圖如圖所示。 （1）該實驗應該在較_____________的環(huán)境下進行（選填“亮”或“暗”）。 （2）記錄的實驗數(shù)據(jù)如下表，請在方格紙上畫出像高與物距的關系圖像。 實驗次數(shù) 1 2 3 4 5 6 物距u/cm 相同 物高h1/cm 相同 像距v/cm 4.0 8.0 12.0 16.0 20.0 24.0 像高h2/cm 2.0 4.1 6.0 8.0 9.9 12.0 （3）根據(jù)圖像，得出的探究結論是：______ （4）另一名同學在做實驗時，更換了部分實驗器材，其實驗裝置的示意圖如圖所示。外筒（足夠長）用不透明的材料制成，左端開有小孔；內筒（內徑約14 cm）的筒壁用不透明的材料制成，左端用半透明塑料膜做屏，并可以在外筒中自由地拉出或推入，其他器材不變。和小明使用的裝置相比較，請說出該同學用這樣的裝置做實驗的好處和不足（各寫一條即可）好處______；不足_____。 【答案】（1）暗 （2）如圖所示 （3）在物距和物高一定時，物體經(jīng)小孔所成像的高度和像距成正比 （4）方便改變像距 像高不方便測量 10．學習了光學知識后，小桐和小朵想自己探究小孔成像現(xiàn)象。如圖1所示，她們給兩個空罐的底部中央分別打上一個圓孔和一個方孔，再用兩片半透明的塑料膜蒙在空罐的口上，分別將小孔對著燭焰和燈絲，可以看到燭焰和燈絲通過小孔所成的像。 （1）甲圖中點燃的蠟燭距小孔a，像距小孔b（a>b），則半透明膜上的像是 。 A．倒立、放大的虛像 B．正立、縮小的虛像 C．倒立、縮小的實像 D．正立、放大的實像 （2）由甲、乙兩圖可知實驗是在研究小孔成像與 的關系。 （3）分析比較 兩圖，可以得出小孔成像與物體的形狀有關。 （4）該實驗說明小孔成像的原理是 。請在圖1中畫圖解釋蠟燭AB在屏上所成A′B′像的原因。 （5）xx年夏季，中國出現(xiàn)了日食奇觀。若小華借助小孔成像實驗裝置對“”形太陽進行觀察，如圖2所示，則在下圖中，她在半透明光屏上看到像的形狀是 。 （6）①小朵發(fā)現(xiàn)蠟燭和小孔的位置固定后，像離小孔越遠，像就越大。她測出了不同距離時像的高度，填在表格中。請根據(jù)表格中的數(shù)據(jù)，在圖3中作出像的高度h隨像到小孔的距離s變化的圖線。根據(jù)表中的數(shù)據(jù)及描繪的圖線可得到：蠟燭和小孔的位置固定后，像的高度h與像到小孔的距離s關系的數(shù)學表達式為 。 ②如圖4所示，小孔的位置和屏的位置固定后，只將蠟燭AB由甲位置移到乙位置，可觀察到屏上蠟燭的像 （選填“變大”、“變小”或“不變”）。 （7）晴天的正午時分，走在宜興森林公園茂密的樟樹林下，你會看到陽光透過樹葉的縫隙而在地上留下許多大小不同的圓形光斑（如圖5所示），這是 （選填“太陽”、“樹葉的縫隙”或“樹葉”）的 （選填“像”或“影子”），光斑大小不同的原因是 。 【答案】（1）C （2）孔的形狀 （3）甲、丙（或乙丙） （4）光的直線傳播 如圖所示 （5）C （6）h=0.5s 變大 （7）太陽 像 縫隙到地面的距離不同 （5）根據(jù)小孔成像成像的原理：光是沿直線傳播的，所以成的像是上下顛倒、左右顛倒的，故選C； （6）①據(jù)表格中的數(shù)據(jù)不難看出，蠟燭和小孔的位置固定后，像的高度h與像到小孔的距離s關系的數(shù)學表達式為h=0.5s（或s=2h）；再據(jù)描點連線的方法做出對應的圖即可，答案見下圖； ②如圖4所示，小孔的位置和屏的位置固定后，只將蠟燭AB由甲位置移到乙位置，根據(jù)光的直線傳播可知，屏上蠟燭的像將變小，同時像距也變?。? （7）光斑是太陽通過樹葉間的小孔所成的像，由于樹葉縫隙到地面的距離（或樹葉縫隙的高度）不同，使得光斑大小不同。