第四章  光現(xiàn)象第1節(jié)  光的直線傳播  一、選擇題1．下列物體中是光源的是A．月亮B．螢火蟲C．鏡子D．太陽照射下閃閃發(fā)亮的拋光金屬【答案】B2．如圖所示，在一個(gè)空罐的底部中央打一個(gè)小孔，再用一片半透明的塑料膜蒙在空罐的口上。將小孔對(duì)著燭焰，燭焰在薄膜上成像的原理是A．光的直線傳播                              B．光的反射C．光的折射                                  D．光的色散【答案】A【解析】小孔成像是光沿直線傳播形成的，故其特點(diǎn)是成倒立的實(shí)像，其成像原理是光的直線傳播。故選A。3．下列有關(guān)聲與光的說法中不正確的是A．“光”在同種均勻介質(zhì)中沿直線傳播B．15 ℃時(shí)，聲音在空氣中的傳播速度為340 m/sC．“蟋蟀在鳴叫”說明蟋蟀是聲源；“金光閃閃”說明金子是光源D．超聲波和次聲波的傳播都需要介質(zhì) 【答案】C【解析】A．“光”在同種均勻介質(zhì)中沿直線傳播，故A正確；B．15 ℃時(shí)，聲音在空氣中的傳播速度為340 m/s，故B正確；C．“金光閃閃”說明金子能夠反射光線，而它自身不會(huì)發(fā)光，因此不是光源，故C錯(cuò)誤；D．超聲波和次聲波都屬于聲音，聲音的傳播都需要介質(zhì)，故D正確。故選C。4．百米賽跑時(shí)，計(jì)時(shí)員為了計(jì)時(shí)更準(zhǔn)確，通常在下列哪一個(gè)時(shí)刻開始計(jì)時(shí)A．聽見發(fā)令槍聲時(shí)                            B．看到發(fā)令槍冒煙時(shí)C．看到運(yùn)動(dòng)員起跑時(shí)                          D．上述時(shí)刻都可以【答案】B【解析】因?yàn)楣馑龠h(yuǎn)大于聲速，則光從起點(diǎn)傳到終點(diǎn)時(shí)所用時(shí)間要短的多，故以冒煙時(shí)開始計(jì)時(shí)要準(zhǔn)確一些。故選B。5．2018年1月31日，天空出現(xiàn)了一場(chǎng)天文奇觀——“三月合一”，即月全食。我國(guó)大部分地區(qū)都能欣賞到一輪“紅月亮”高懸夜空的迷人景象。月全食的形成主要是由于A．小孔成像                                 B．光的直線傳播C．光的反射                                 D．光的折射【答案】B【解析】當(dāng)太陽、地球、月球在同一直線上，地球位于太陽與月球之間時(shí)，太陽發(fā)出的沿直線傳播的光被不透明的地球完全擋住，光線照不到月球上，在地球上完全看不到月球的現(xiàn)象就是月全食，月食是由光的直線傳播形成的。故選B。6．下列說法正確的是A．光線是真實(shí)存在的B．光是沿直線傳播的C．月亮是自然光源D．激光準(zhǔn)直用到了光的直線傳播知識(shí)【答案】D7．關(guān)于光速、光年的說法正確的是A．光速是無限大的B．光的傳播速度是3×108 m/sC．光年是一個(gè)時(shí)間單位D．光年是天文學(xué)上表示距離的單位【答案】D8．在小孔成像實(shí)驗(yàn)中，從半透明紙屏上能看到外界物體的像。如果小孔靠近物體，紙屏離小孔的距離增大一些，則紙屏上該物體的像將A．變小                                     B．不變C．變大                                     D．以上均可能【答案】C【解析】如果小孔靠近物體，紙屏離小孔的距離增大一些，即物距減小，像距增大，則所成的像會(huì)變大。故C正確，ABD錯(cuò)誤。9．閃電是云層和云層之間或云層與地面之間的一種放電現(xiàn)象，而放電時(shí)所發(fā)出的巨大聲響就是雷鳴。打雷時(shí)，人們看到的閃電和聽到的雷鳴是A．同時(shí)的                                  B．先看到的閃電后聽到的雷鳴C．先聽到的雷鳴后看到的閃電                D．以上都錯(cuò)【答案】B【解析】根據(jù)題意知道，閃電和雷聲是同時(shí)發(fā)生的，但我們會(huì)先看到閃電，后聽到雷聲，原因是在空氣中光的傳播速度大于聲音的傳播速度，即聲音的傳播速度是340 m/s，光的傳播速度是3×108 m/s，故選B。10．光在水中的穿透能力很有限，即使在最清澈的海水中，人們也只能看到十幾米到幾十米內(nèi)的物體，關(guān)于光線下列說法不正確的是A．光線是人們?yōu)榱诵蜗竺枋龉獾膫鞑ザ⒌睦硐胛锢砟Ｐ?/span>B．光在海水中沿直線傳播C．光的傳播速度與介質(zhì)有關(guān)D．光線是客觀存在的【答案】D【解析】A．光線是人們?yōu)榱诵蜗竺枋龉獾膫鞑ザ⒌睦硐胛锢砟Ｐ停?/span>A正確，不符合題意；B．光在海水中沿直線傳播，故B正確，不符合題意；C．光的傳播速度與介質(zhì)有關(guān)，故C正確，不符合題意；D．光線實(shí)際不存在，是為了形象描述光的傳播特點(diǎn)而假想出來的，故D錯(cuò)誤，符合題意。故選D。二、填空題11．物理興趣小組自制了簡(jiǎn)易針孔照相機(jī)，利用它觀察窗外的景物時(shí)，會(huì)在塑料膜上看到倒立的_______（選填“實(shí)”或“虛”）像，成像原理是______________。【答案】實(shí)  光的直線傳播【解析】“針孔相機(jī)”成像實(shí)際上就是小孔成像，它是由光的直線傳播形成的。利用針孔照相機(jī)觀察窗外的景物時(shí)，會(huì)在塑料薄膜上看到倒立的彩色實(shí)像。12．晴天正午，小明與同學(xué)從樹蔭下走過時(shí)，發(fā)現(xiàn)地面上有許多大小、形狀不同的光斑，光斑形狀與什么因素有關(guān)呢？通過探究，他們得到了以下結(jié)論，無論是大孔還是小孔形成的光斑都是由于__________形成的，其中__________（小孔/大孔）形成光斑的形狀與孔的形狀有關(guān)，__________（小孔/大孔）形成的光斑的大小與孔到地面的距離有關(guān)。【答案】直線傳播  大孔  小孔13．如圖所示，發(fā)生“日全食”時(shí)太陽、地球、月球應(yīng)處在同一直線上，則地球應(yīng)在圖中________（填“甲”或“乙”）所示的位置。【答案】乙【解析】當(dāng)太陽、地球、月球處在同一直線上，月球處在太陽和地球之間時(shí)，月球的影子會(huì)落到地球上，在地球上月球影子里的人就看不到太陽，這就是日食，是光的直線傳播產(chǎn)生的，則地球應(yīng)在圖中乙位置。14．發(fā)生日偏食時(shí)，太陽光透過茂密的樹葉間的縫隙，會(huì)在樹下的地面上形成許多大小不同的_______（選填“圓形”或“月牙形”）光斑。【答案】月牙形【解析】日偏食的形成是小孔成像，像的形狀與物體的形狀有關(guān)，當(dāng)發(fā)生日偏食時(shí)，太陽成為月牙形，故樹下的地面上形成月牙形光斑。15．為了表示光的傳播情況。我們通常用一條帶有箭頭的直線表示光傳播的徑跡和___________，同時(shí)忽略了光的亮度、___________（寫出一條即可）等其他性質(zhì)，于是建立了___________的模型。【答案】方向  色彩  光路【解析】在物理學(xué)中，光線是用來表示光的傳播路徑和方向的帶有箭頭的直線。它不能表示光的亮度、色彩等性質(zhì)；光線可以表示光的傳播路徑，故建立了光路的模型。16．光源分為__________和__________兩類。在太陽、閃電、舞臺(tái)上的燈光、激光束、發(fā)光的水母、蠟燭光中，其中屬于前者的是________________，屬于后者的是________________。【答案】自然光源  人造光源  閃電、太陽、發(fā)光的水母  蠟燭、舞臺(tái)上的燈光、激光束17．光在____________中是沿直線傳播的；光在________中傳播的速度最大，這個(gè)速度是________m/s，光年是________的單位。【答案】同種均勻介質(zhì)  真空  3×108  距離【解析】光沿直線傳播是有條件的，光在同種均勻介質(zhì)中是沿直線傳播的；光的傳播不需要介質(zhì)，光在不同介質(zhì)中傳播的速度不同，光在真空中傳播速度最大，光在真空中傳播的速度為3×108 m/s；光年是光在一年內(nèi)傳播的距離，故光年是距離單位。18．某人在夜晚路過某一有路燈的街道過程中，先向路燈走近后走遠(yuǎn)，此人影子的長(zhǎng)短變化情況是_____________________。【答案】先變短后變長(zhǎng)【解析】當(dāng)人在遠(yuǎn)處時(shí)，人與燈光的夾角小，形成的影子長(zhǎng)；當(dāng)人逐漸走近路燈時(shí)，人與燈光的夾角會(huì)變大，此時(shí)形成的影子會(huì)變短；當(dāng)人經(jīng)過路燈逐漸遠(yuǎn)離時(shí)，人與燈光的夾角又會(huì)變小，形成的影子再次變長(zhǎng)。因此，當(dāng)人經(jīng)過路燈時(shí)，影子先變短后變長(zhǎng)。19．人類曾經(jīng)用激光測(cè)量月球到地球的距離。已知光在真空中和空氣中的傳播速度近似等于3×108 m/s。若向月球發(fā)射一束激光，從發(fā)出到由月球反射回來接收到這束光經(jīng)歷的時(shí)間為2.56 s。則可以計(jì)算出月球到地球表面的距離大約是___________km。【答案】3.84×105【解析】從發(fā)出到接收，光走過的距離為月球到地球表面距離的2倍，因此，月球到地球表面距離為s′=s=vt=×3×108 m/s×2.56 s=3.84×108 m=3.84×105 km。20．閱讀并回答后面的問題：宇宙中恒星間的距離都非常大，為了表達(dá)起來方便一些，天文學(xué)家使用一個(gè)非常大的長(zhǎng)度單位——光年，它等于光在1年內(nèi)傳播的距離。離太陽系最近的恒星是半人馬座“比鄰星”，距離我們4.3光年；“牛郎星”和“織女星”的距離是16光年；目前人類觀察到的最遠(yuǎn)的天體，距離我們有140多億光年。（1）光年是________單位。（2）1光年表示________。（3）“牛郎星”和“織女星”相距約________km。（4）我們現(xiàn)在觀測(cè)到的“比鄰星”的光是它現(xiàn)在發(fā)出來的嗎？________（填“是”或“不是”）。【答案】（1）長(zhǎng)度  （2）光在1年時(shí)間內(nèi)傳播的距離  （3）9.4608×1012  （4）不是三、簡(jiǎn)答題21．如圖，伽利略1607年進(jìn)行了世界上第一次測(cè)量光速的嘗試。方法是：讓兩個(gè)人分別站在相距1.5 km的兩座山上，每個(gè)人拿一個(gè)燈，第一個(gè)人先舉起燈，當(dāng)?shù)诙€(gè)人看到第一個(gè)人的燈時(shí)立即舉起自己的燈，從第一個(gè)人舉起燈到他看到第二個(gè)人的燈的時(shí)間間隔就是光傳播3 km的時(shí)間。但這種方法根本行不通。伽利略的實(shí)驗(yàn)未能成功。這個(gè)方法在原理上對(duì)不對(duì)？請(qǐng)你分析伽利略失敗的原因。【答案】見解析【解析】伽利略的測(cè)量原理是正確的，但這種方法是行不通的，原因有兩個(gè)：一是光的傳播速度很快，大約是3×108 m/s即3×105 km/s，光傳播3 km的時(shí)間t==，這個(gè)時(shí)間是非常短的，用我們?nèi)粘Ｉ钪械臏y(cè)量時(shí)間工具是測(cè)不出來的；二是沒有考慮到人的反應(yīng)時(shí)間，第二個(gè)人看到一個(gè)人的燈時(shí)再舉起自己的燈有一定的時(shí)間間隔，第一個(gè)人看到第二個(gè)人舉起的燈再計(jì)時(shí)也需要一定的時(shí)間。22．某雷雨天的晚上，玉紅同學(xué)看到閃電3 s后聽到了雷聲。（1）請(qǐng)你幫她估算打雷的地方距她多遠(yuǎn)？（聲音在空氣中的傳播速度以340 m/s計(jì)算。[要求：①寫出公式；②有必要的文字說明；③數(shù)據(jù)要代單位]（2）實(shí)際上，閃電和雷聲是同時(shí)產(chǎn)生的，為什么我們總是先看到閃電后聽到雷聲呢？請(qǐng)你利用速度公式分析說明產(chǎn)生這種現(xiàn)象的原因。【答案】（1）1 020 m  （2）閃電以光速進(jìn)人眼，雷聲以聲速進(jìn)入人耳，根據(jù)公式t=，當(dāng)路程一定時(shí)，時(shí)間與速度成反比，光速比聲速大得多，反以我們總是先看到閃電后聽到雷聲。【解析】（1）打雷的地方與她的距離為s=v聲t=340 m/s×3 s=1 020 m。（2）閃電以光速進(jìn)人眼，雷聲以聲速進(jìn)入人耳，根據(jù)公式t=，當(dāng)路程一定時(shí)，時(shí)間與速度成反比，光速比聲速大得多，反以我們總是先看到閃電后聽到雷聲。四、實(shí)驗(yàn)題23．探究小孔成像規(guī)律選用的實(shí)驗(yàn)器材：針、不透明紙、白紙、白熾燈、桌子。（1）如圖所示，抓在手上的不透明紙上用針扎一個(gè)直徑約1 mm的小孔，讓白熾燈發(fā)出的光穿過小孔射到桌面上的白紙上，在白紙上可看到一個(gè)清晰的________（選填“燈絲”或“小孔”）的像，這種現(xiàn)象叫做______________，這種現(xiàn)象是由于___________________形成的。（2）保持燈和白紙的位置不動(dòng)，向上移動(dòng)小孔，像的大小將________；保持燈和小孔的位置不動(dòng)，向上移動(dòng)白紙，像的大小將________；保持小孔和白紙的位置不動(dòng)，向上移動(dòng)白熾燈，像的大小將________。（均選填“變大”“變小”或“不變”）【答案】（1）燈絲  小孔成像  光的直線傳播  （2）變大  變小  變小

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第1節(jié) 光的直線傳播

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