第四章 光现象
第1节 光的直线传播
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知识点1 光源
1.【物理跨语文】(2023河南商丘期中节选)图中描绘的是唐代诗人张继途经寒山寺时写下的《枫桥夜泊》中的美景。“月落乌啼霜满天,江枫渔火对愁眠。姑苏城外寒山寺,夜半钟声到客船。”图中属于光源的是 (选填“月亮”或“渔火”)。
知识点2 光的直线传播
2.光的直线传播在生活中应用广泛,在物理课上“给三根大头针排排队”活动中,利用光的直线传播的是 ( )
A.甲、乙 B.乙、丙
C.甲、丙 D.甲、乙、丙
3.【教材P70图片变式】如图所示是探究光的传播规律的小实验:
(1)图甲中,为了显示激光在空气中的传播路径,可以在光的传播路径下点蚊香。图乙中,为了显示激光在水中的传播路径,可以在水中加入少量的 并搅拌均匀,可以通过观察实验现象得出光在均匀的液体中是沿直线传播的。
A.食用油或牛奶
B.牛奶或咖啡
C.咖啡或食用油
(2)要得出“光沿直线传播”这一普遍结论,还需要再做一个光在 中传播的实验。
A.酒精 B.玻璃砖 C.木块
(3)实验结束后某同学发现在玻璃缸中盛上清水,沿缸壁缓慢注入浓糖水,从侧壁水平照射激光,看到缸内光的路径如图丙所示,将缸中的液体搅拌均匀后,观察到光的传播路径为直线,说明光沿直线传播的条件是 。
4.(2022内蒙古赤峰中考)如图所示,在路灯(A点表示)的照射下,地面上出现了小树BC的影子BD,请根据光的直线传播知识画图确定点D的位置。
知识点3 光的传播速度
5.(2023湖南临湘期中)关于光速,下列说法正确的是 ( )
A.光的传播速度总是3.0×108 m/s
B.光在真空中的传播速度约为3.0×108 m/s
C.光在水中的速度大约是真空中光速的
D.科学家不可以使光的速度减慢
6.【新独家原创】如图所示为已完成科学任务的嫦娥二号,它现在已成为环绕太阳轨道的人造小行星。若从地球发射一束激光,它到达距地球6 000万千米的嫦娥二号需要多长时间
能力提升全练
7.【学科素养·科学思维】(2023安徽潜山期中,8,★☆☆)“金星凌日”是在地球上看到金星从太阳面上移过的天文奇观,它可以用 来解释。图为发生“金星凌日”现象时的示意图,金星的位置在 处。
8.【国防教育】(2023江西赣州期中,2,★☆☆)如图所示是电视上播放的天安门升旗时的场景,仪仗队里士兵排列得非常整齐是应用了 ;播放电视节目时,电视机屏幕 (选填“是”或“不是”)光源。
9.(2022天津河西期中,19,★★☆)打雷和闪电是同时发生的。小金同学测出从观察到闪电到听见雷声的时间为t0,已知声音在空气中的传播速度为v0,光在空气中的传播速度为c,若不计光传播所需时间,则发生闪电处距小金的直线距离为 ;若计光传播所需时间,则发生闪电处距小金的直线距离为 。
10.【中华优秀传统文化】[2022四川成都中考,A21(1),★☆☆]“圭表”是我国古代先进的天文观测仪器,根据“表”在“圭”面上影长的变化就能知道时节的更替。元代天文学家郭守敬改进和创新了“圭表”(如图甲),图乙是其示意图。他在“表”上方加一根架空的横梁,在“圭”面上放置一个可移动的景符(有小孔的铜片)。他利用改进后的“圭表”,精确推算出了二十四节气和一回归年天数。请根据以上资料在图乙中画出横梁通过景符的小孔在“圭”面上所成的影像,并标明两条光线的传播方向。
素养探究全练
11.【科学探究】阅读短文,回答问题。
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,如图1所示,光斑的形状与什么因素有关呢 光斑又是如何形成的呢 他们对此进行了探究,他们猜想:a.光斑的形状与树叶的形状有关,光斑是树叶的影子;b.光斑的形状与树叶间空隙的形状(即孔的形状)有关;c.光斑的形状与树叶间空隙的大小(即孔的大小)有关。
(1)根据所学知识,可以确定猜想a是 (选填“合理”或“不合理”)的。
(2)为了进一步探究,小明给两个空罐的底部中央分别打上大小相同的一个小圆孔和一个小方孔,再将两片半透明的塑料膜蒙在空罐的口上,然后分别将小孔对着烛焰和发光灯丝,可以看到烛焰和发光灯丝通过小孔所成的像,如图2所示,比较甲、乙两图可知烛焰通过小孔所成像的形状与孔的形状 ,通过比较甲、丙两图,可以得出结论:物体通过小孔所成像的形状与物体的形状 。(以上两空均选填“有关”或“无关”)
(3)烛焰和发光灯丝在半透明塑料膜上成像的原理是光的 。夏天树荫下的光斑形成的原理与之 (选填“相同”或“不同”)。
答案全解全析
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1.渔火
解析 月亮自身不能发光,不是光源,渔火自身能够发光且正在发光,是光源。
解题技巧 自身是否能够发光且是否正在发光,是判断物体是否为光源的关键。
2.D 人眼看到物体是因为有光进入人眼,根据光的直线传播,人眼只能看到第一根大头针,而来自其他大头针的光被前面大头针挡住无法进入人眼,故图甲符合题意;用光在一端照射,使它们的影子完全重合,则这三根大头针均在一条直线上,影子的形成利用了光的直线传播,故图乙符合题意;激光笔发出的光在同种均匀介质中沿直线传播,三根大头针在其传播的路径上,故图丙符合题意。故选D。
3.(1)B (2)B (3)在同种均匀介质中
解析 (1)将激光射入混有少量牛奶或咖啡并搅拌均匀的水中,可显示光的传播路径,由于食用油和水是不相溶的,所以不能加入食用油,故选B;(2)前面已用气体和液体做了实验,为了获得具有普遍性的规律,还需要探究光在固体中的传播路径,选项中只有玻璃砖是透明的固体,故还需要做一个光在玻璃砖中传播的实验,故选B;(3)当向盛有清水的玻璃缸沿缸壁缓慢注入浓糖水时,玻璃缸内液体不均匀,光在里面传播时发生了偏折,会出现如图丙所示的现象;将玻璃缸中的液体搅拌均匀后,观察到光的路径为直线,说明光在同种均匀介质中沿直线传播。
4.如图所示
解析 连接AC,并延长AC到水平地面,与水平地面交于D点,则BD为小树的影子。
5.B 光在真空中的传播速度约为3.0×108 m/s,在介质中传播的速度小于在真空中传播的速度,光速能够被减慢,故A、D错误,B正确;光在水中的速度约为真空中光速的,故C错误。
6.解析 嫦娥二号和地球之间的距离s=6×1010 m,激光到达它的时间t==200 s。
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7.光的直线传播 丁
解析 “金星凌日”现象可以用光的直线传播来解释,是指地球、金星和太阳处在了同一条直线上,并且金星在地球和太阳之间,据此可判断金星的位置在丁处。
8.光在同种均匀介质中沿直线传播 是
解析 仪仗队里士兵排列得非常整齐是应用了光在同种均匀介质中沿直线传播;播放电视节目时,电视机屏幕自身能够发光且正在发光,是光源。
9.v0t0
解析 若不计光传播所需时间,则发生闪电处距小金的直线距离s=v0t0;若计光传播所需时间,光传播的时间t1=,声音传播的时间t2=,t0=t2-t1=,解得s'=。
10.如图所示
解析 光照射到横梁上,由于光在同种均匀介质中沿直线传播,光通过景符上的小孔,照射到“圭”面上,这是小孔成像,在“圭”面上形成横梁的像。
素养探究全练
11.(1)不合理
(2)无关 有关
(3)直线传播 相同
解析 (1)光斑不是树叶的影子,故猜想a不合理;
(2)在甲图和乙图中的唯一变量是孔的形状,但所成的像形状相同,故小孔成像中像的形状与小孔的形状无关;在甲图和丙图中的唯一变量是物体的形状,所成的像形状不同,故小孔成像中像的形状与物体的形状有关;
(3)烛焰和发光灯丝在半透明塑料膜上成像的原理是光的直线传播;夏天树荫下的光斑形成的原理与该实验的原理相同,都是光的直线传播。
