4.1 光的直线传播（分层作业）【解析版】

一、光源1.光源：自身能够的物体叫光源，光源分为天然）光源、光源。【答案】发光自然人造【详解】光源是指能够自行发光的物体，所以自身能够发光的物体叫光源，光源按产生的方式分为自然光源和人造光源，自然光源是自然界中存在的，人造光源，简单来说就是，人为制造的光源。2．下列物体中，全部是光源的是()A．耀眼的玻璃幕墙、明目善睐的大眼睛、萤火虫B．萤火虫、煤油灯的火焰、光彩夺目的钻石C．篝火、正在发光的灯泡、夜空中点点繁星D．正在播新闻的电视屏幕、燃烧的篝火、太阳【答案】D【详解】A．耀眼的玻璃幕墙、明目善睐的大眼睛不能自行发光，不是光源，故A不符合题意；B．光彩夺目的钻石不能自行发光，不是光源，故B不符合题意；C．夜空中点点的繁星大多是恒星，能自行发光，是光源，也有一些是行星，不能自行发光，不是光源，故C不符合题意；D．正在播新闻的电视屏幕、燃烧的篝火、太阳都能自行发光，都是光源，故D符合题意。故选D。二、光的直线传播3．通常，我们用一条形象地描述光的传播路径和方向，这样的直线叫做。【答案】带箭头的直线，光线。【详解】为了形象地表示光线，通常用一条带箭头的直线表示其传播的路径和方向。4．如图，请用光路图画出物体AB通过小孔在光屏上所成的像A'B'，保留光路图作图痕迹。【答案】见右图。【详解】过A点和小孔画出一条光线交光屏于A'，再过B点和小孔画出一条光线交光屏于B'，如下图所示。5．光中沿直线传播，天气晴朗的夏天在树荫下的光斑是由于形成的，光斑的形状是。（最后一空选填“树缝的形状”、“三角形”或“圆形”）【答案】同种均匀介质，光的直线传播，圆形。【详解】光在同种均匀介质中沿直线传播。天气晴朗的夏天在树荫下的光斑属于小孔成像信息，是由于光的直线传播形成的。小孔成像所成的像与物体相同，与孔的形状无关，故光斑的形状与太阳相同，是圆形的。6.在如图所示的实验中，在盛水的玻璃水槽内滴几滴牛奶，用激光笔将一束光射到水中，观察光在水中的传播径迹。在水槽内滴牛奶可以使光发生，从而；实验表明：。【答案】散射显示光路光在同种均匀介质中是沿直线传播的【详解】为了显示光路，可以在水槽内滴入牛奶，可以使光发生散射，从而清晰地显示出光在水中的传播路径。从实验现象可以看出，光在均匀的水中沿直线传播，表明：光在同种均匀介质中是沿直线传播的。7．如图，是2022年北京冬奥会闭幕式上两个人推动着巨大的“地球仪”在冰面上滚动。“地球仪”在冰面上形成的影子是由于光的形成的，在“地球仪”靠近光源过程中，影子的长度变。【答案】直线传播短【详解】根据光的知识可知，地球仪影子是由光的直线传播形成。靠近光源过程中，地球仪与光源的夹角会变大，此时形成的影子会变短。8.于老师在“制作小孔成像观察仪”活动中，需要把制作好的圆筒插入易拉罐中，如图。（1）圆筒的（A/B）端是用半透明薄纸制成的光屏；（2）用制成的圆形小孔成像观察仪观察静物时，移动圆筒位置，增大光屏与小孔之间距离，则光屏上像将（变大/变小/不变）；（3）所成的像的大小与像到小孔的距离（有关/无关若将圆形小孔的形状改为三角形的小孔，成的像的形状（不变/改变）。【答案】A变大有关不变【详解】（1）由图可知，易拉罐左端为小孔，圆筒从右端插入，为了减小外面光线的影响，看得更清楚，A端是用半透明薄纸制成的光屏。（2）小孔成像时，所成像的大小与物距和像距有关，当物距不变时，增大光屏与小孔之间距离，即增大像距，则光屏上的像将变大。（3）小孔成像时，所成像的大小与物距和像距有关；小孔成像成的是物体的像，所成像的形状与小孔的形状无关，若将圆形小孔的形状改为三角形的小孔，成的像的形状不变。三、光的传播速度9．关于光速，下列说法正确的是()A．光的传播速度总是3.0×108m/sB．光在真空中的传播速度为3.0×108m/sC．光在水中的速度大约是真空中光速的35D．科学家不可以使光的速度减慢【答案】B【详解】AB．光在真空中的传播速度是3.0×108m/s，光在其他介质中传播的速度小于在真空中传播的速度，故A错误，B正确；C．光在水中的速度是真空中光速的3，光在玻璃中的速度是真空中光速的2，故C错误；43D．由于光在不同的介质中传播的速度不同，因此可以使光的速度减慢，故D错误。故选B。10.打雷时，常常先看见闪电，后听到雷声的原因是，所以体育比赛中百米赛跑时，在终点的计时员应该在（看到冒烟/听到枪声）时计时才准确。【答案】空气中光的传播速度比声音的传播速度快看到冒烟【详解】闪电和雷声是同时发生的，由于空气中光的传播速度比声音的传播速度快，走同样的路程，光用的时间短，所以先看见闪电，后听到雷声。根据速度公式v=s的变形式t=s知道，光从起点传到终点时所用时间要短的多，故以看到冒烟时计时tv要准确一些。11．按要求完成下列作图：如图，同一路灯下站着小芳、小刚两人，根据他们的影长，标出路灯灯泡S的位置。【答案】见下图。【详解】将小芳和小刚的顶端和影子的顶端连接并延长可交于一点S，点S就是光源的位置，如下图所示。12．在纸板上扎一个小孔，将纸板与地面平行放置，当阳光直射地面时，在地面上可观察到圆形的光斑，经测量，光斑的直径为2cm，纸板与地面距离为2m，已知太阳光从太阳传到地球需要500s，光的传播速度为3×108m/s，根据以上信息估算，太阳到地球的距离为m，太阳的直径为m。【答案】1.5×1011，1.5×109【详解】太阳到地球的距离为s=vt=3×108m/s×500s=1.5×1011m由小孔成像原理可得EQ\*jc3\*hps12\o\al(\s\up7(d光斑),d太阳)=EQ\*jc3\*hps20\o\al(\s\up8(s),s)EQ\*jc3\*hps12\o\al(\s\up5(纸),阳)EQ\*jc3\*hps12\o\al(\s\up5(地),地)则太阳的直径为13．2022年11月8日下午5点半左右，苏州市平江中学校的同学亲眼看到了月食这一难得的景象（如图同时还伴随着月掩天王星、日月合壁、红月亮等景观。图中能正确描述其形成原因的是图（甲、乙）。其实光的传播也需要时间，在真空中光速最大，约为m/s。人们常利用激光测距的方法来测量地月的距离，从地面向月球发射一束激光，被月球表面反射回地球，激光发出后，经过2.4s反射回地球，则地球到月球的距离约为m（以上两空均用科学记数法表示）。【答案】乙3×1083.6×108【详解】月食的形成：地球转到太阳和月亮中间，挡住了太阳光，太阳光照不到月亮上，形成月食。如图乙所示。光在真空中传播速度最大，约为3×108m/s。地球到月球的距离14．在探究小孔成像的实验中，小明选用一个空的易拉罐，在其底部中央开一个小圆孔，并将其顶部剪去，蒙上一层半透明薄膜。将点燃的蜡烛按图示的位置放置在小孔的前方：（1）实验中，小明利用此装置可以看到烛焰在半透明膜上成的是（正立/倒立）的像，此成像的原理是；（2）若将蜡烛靠近小孔，蜡烛的像将（变大/变小/不变）；若只将小圆孔改为更小一点的小圆孔，像将（变大/变小/不变）；（3）勤于思考的小明又将小圆孔改成了小方孔，其他条件与（1）中保持相同，再观察烛焰的像，则半透明膜上所成的烛焰的像的形状（会/不会）改变，若他在底部扎了两个小孔，则在半透明膜上可以观察到烛焰的像有（1/2）个。【答案】倒立光沿直线传播变大不变不会2【详解】（1）利用此装置探究小孔成像，因为光线沿直线传播，在半透膜上形成倒立的实像。（2）因为蜡烛发出来的光线为点光源，当蜡烛越靠近小孔时，所成的像会越大。若小孔变小，而蜡烛到小孔的距离不变，所成像的大小不变，但通过的光线变少，所以像的亮度会变暗。（3）小孔成像像的形状与物体的形状一致，而和小孔的形状无关，所以像的形状不变。若他在底部扎了两个小孔，因为光艳直线传播，分别经过两个小孔，出现两个像。15．阅读材料古老的光宇宙中恒星间的距离都非常大。为了表达起来方便一些，天文学家使用一个非常大的距离单位——光年，它等于光在1年内传播的距离。离太阳系最近的恒星是半人马座的“比邻星”（只能在南半球看到它距离我们4.3光年。也就是说，我们现在观测到的比邻星的光，是4.3年前发出的，经过了4年多才到达我们的眼睛。银河系中有超过1000亿颗的恒星。在银河系之外，离我们最近的星系是大、小麦哲伦云（只能在南半球看到），它们距离我们16万~19万光年。想一想，我们今天看到的麦哲伦云的光，是它们什么时候发出的？那时候人类在进化过程中正处于哪个阶段？秋天的夜晚，我们可以在东北方向的天空找到一个亮斑，看起来像个纺锤，那就是仙女座大星云（图）。它是北半球唯一可用肉眼看到的银河外星系，与我们的距离是225万光年。光—宇宙的使者，它不仅告诉我们宇宙的现在，而且还在告诉我们遥远的过去。请根据上述材料，回答下列问题：（1）光在真空中的传播速度约为m/s；（2）比邻星距离地球约为。（填写正确选项前的字母）A．4×1019mB．4×1016mC．4×1012mD．4×109m（3）随着我国探索太空的科学技术不断发展，我们的目光将触及到宇宙更深处。请你列举一项我国已经完成或正在进行中的航天工程：。【答案】3×108B载人航天工程（或嫦娥探月或“天问一号”火星探测工程）【详解】（1）光在真空中的传播速度约为3×105km/s=3×108m/s（2）1光年的距离为s=vt=3×108m/s×3600×24×365≈9.46×1015m4.3光年的距离为s′=4.3s=4.3×9.46×1015m≈4×1016m故B符合题意，ACD不符合题意。故选B。（3）我国已经完成或正在进行中的航天工程有：载人航天工程、嫦娥探月、“天问一号”火星探测工程等。162023·湖南郴州·中考真题）“井底之蛙”这个成语大家都很熟悉，图中M点表示青蛙。请根据光的直线传播知识画图说明为什么“坐井观天，所见甚小”。（温馨提示：必须标出光的传播方向）【答案】见右图。【详解】光在同种均匀介质中沿直线传播，被井口挡住的光不能进入井中青蛙的眼睛，所以青蛙看不到井口以外的世界，连接井口两侧到青蛙的眼睛，此范围以内为井底青蛙所见范围，如图所示：172022·广西梧州·中考真题）早在公元前4世纪，墨家就做过小孔成像的实验，该实验的原理是光的，像是（选填“倒立”或“正立”）的。【答案】直线传播倒立【详解】我国著名思想家墨子和他的学生用“小孔成像”实验，解释了光是沿直线传播的。小孔成像所成的像是由实际光线会聚成的，是倒立的实像。182022·湖北随州·中考真题）在一个烈日炎炎的午后陈老师走在随州街头，看到地面上树荫里有许多圆形光斑，抬头看看树叶间刺眼的阳光，想到这树荫下藏着物理学的秘密，便拍下两张照片（如图）。经估测树荫下一个清晰光斑的直径约为7cm，这束阳光从约7m高处的树叶间照射下来。我们常说太阳光经过约8分钟来到地球（太阳和地球之间的距离按1.5×1011m计算），粗略计算太阳的直径最接近()A．1.5×109mB．1.5×1019m【答案】A【详解】因为光斑的直径和小孔的位置所构成的三角形，与太阳的直径和小孔的位置所构成的三角形是相似三角形，相似三角形的对应边成正比例，设太阳直径为n米，光斑的直径为7cm=0.07m，则有故选A。192022·浙江宁波·中考真题）如图所示是一个放置于宁波某地水平地面上的简易计时模型，圭杆垂直底盘。下列描述错误的是()A．杆影的形成是由于