初中物理人教版八年级上册第1节 光的直线传播当堂达标检测题

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课时4.1光的直线传播   一、单选题1．晚上，当你从路灯正下方经过并沿地面向前移动时，在相同的时间里（  ）A．人移动的距离大于头部的影子移动的距离B．人移动的距离小于头部的影子移动的距离C．人移动的距离等于头部的影子移动的距离D．以上三种情况都有可能【答案】B【解析】【详解】根据光的直线传播原理作出人与影子的示意图如图所示．设未知量:AC人的高度为L，OC灯的高度为h，AB人行走的距离为s人，CD影子走过的距离为s影子由图及相似三角形的知识可知：△OAB∽△OCD，由相似的三角形的知识可得： ，所以s人＜s影子．即：人移动的距离小于头部的影子移动的距离．故选B．【点睛】根据题意画图，设图中的未知量，把所要求解的量用字母代数表示，根据几何相似三角形知识列关系式，进行判断。2．如图所示，路灯距地面的高度 H=8m，身高 h=1.6m 的人自路灯的正下方经过时，看到自己头部的影子正好在自己脚下。如果人以 v=1m/s 的速度匀速向前走，则人头部的影子的平均速度为（       ）A．1m/s B．0.8m/s C．1.6m/s D．1.25m/s【答案】D【详解】如下图，则可知△OAB和△OCD相似，根据相似三角形对应边成比例，则有：①；因为人在做匀速直线运动，所以人通过的路程：﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣②将②式代入①式，得：由于是不变的，因此人的影子从C点到D的过程也是做匀速直线运动，所以人头部影子的速度为，故ABC错误，D正确。3．太阳光垂直照射到离地面一定高度的很小的正方形孔上，则在地面上产生光点的形状是（ ）A．圆形的 B．正方形的 C．不规则的 D．成条形的【答案】A【详解】因为太阳离地面非常远，而小孔又非常小，符合小孔成像的条件，当太阳光沿直线传播经过小孔时会形成太阳的像（圆形的），也就是我们见到的地面上的光斑；所以选项B、C、D不正确，选项A正确．4．在小孔成像实验中，从半透明纸屏上能看到外界物体的像。如果小孔靠近物体，纸屏离小孔的距离增大一些，则纸屏上该物体的像将（    ）A．变小    B．不变    C．变大    D．以上均可能【答案】C【解析】如果小孔靠近物体，纸屏离小孔的距离增大一些，即物距减小，像距增大，则所成的像会变大。故C正确，ABD错误。点睛：小孔成像时，像的大小取决于像距和物距的关系，物距越小、像距越大时，像越大；反之像越小，要比较像和物的大小关系，比较像距和物距的大小。5．一人看到闪电12.3s后又听到雷声．已知空气中的声速约为330m/s～340m/s，光速为3×108m/s，于是他用12.3s乘以声速，很快估算出闪电发生的位置到他的距离为4.1km．根据你所学的物理知识可以判断（　　）A．这种估算方法是错误的，不可采用B．这种估算方法可以比较准确地估算出闪电发生位置与观察者间的距离C．这种估算方法没有考虑光的传播时间，结果误差很大D．即使声速增大3倍以上，本题的估算结果依然正确【答案】B【解析】由于光速远远大于声速，故光传播的时间可以忽略不计，故声源到人所在位置的距离为：所以这种估算方法可以比较准确地估算出闪电发生位置与观察者间的距离，故B正确．故选B．点睛：重点是根据声速判断距离的问题，关键是根据声速变换单位后，得出1s传播的距离约为1km．6．8月22日，一场盛大的日食在美国上演，在美国的某些区域人们观察到的日偏食，在发生日偏食时，人们观察到树荫下的亮斑的形状是（  ）A．无规则的各种形状，与树叶之间的缝隙形状有关B．月牙形，它是太阳的影子C．月牙形，它是太阳的像D．圆形，它是太阳的像【答案】C【解析】日偏食是月球位于太阳与地球之间，三者在同一条直线上时，不透明的月球挡住了沿直线传播的太阳光，地球上看不到太阳的现象，出现的是日偏食，此时看到的太阳是月牙形。此现象是小孔成像，小孔成像是光沿直线传播的应用，像的形状与物体的形状有关,孔的形状无关，所以人们观察到树荫下的亮斑的形状是月牙形的，是太阳的像。故C正确。7．下列几种估测最符合实际情况的是（　　）A．光在真空中2s内传播的距离大约是 B．全新的初三物理课本宽约18 dmC．人体感觉最舒适的温度约为37 ℃D．正常人的听觉频率范围是20 Hz~2 000 Hz【答案】A【详解】A．光在真空中传播的速度为3×108m/s，那么在2s内传播的距离s=ct=3×108m/s×2s=6.0×108m故A符合题意；B．物理课本宽度约为18cm，故B不符合题意；C．人体正常温度约为37 ℃，人体感觉舒适的温度约为26℃，故C不符合题意；D．正常人的听觉频率范围为20Hz~20000Hz，故D不符合题意。故选A。8．如图所示，用自制针孔照相机观察烛焰，有以下四句说法：①薄膜上出现烛焰的像是倒立的②薄膜上烛焰的像可能是缩小的，也可能是放大的③保持小孔和烛焰的距离不变，向后拉动内筒增加像距，烛焰的像变大④保持小孔和烛焰的距离不变，向前推动内筒减小像距，烛焰的像更明亮对于这四句说法，其中正确的是（　　）A．①② B．③④C．①③④ D．①②③④【答案】D【详解】①根据题意可知，自制针孔照相机是小孔成像，因此所成实像是倒立的像，故①正确；②根据小孔成像规律可知，当物距减小时，所成的像会变大，物距大于像距时，是缩小的像，物距小于像距时，是放大的像，故②正确；③根据小孔成像规律可知，当物距不变时，像距变大，像也会变大，故③正确；④当物距不变，向前推动内筒时，所成的像变小，光更加集中，会更亮，故④正确；四句说法均正确，故ABC错误，D正确。故选D。9．大约在两千四五百年以前，我国的学者墨子和他的学生，做了世界上第一个小孔成像的实验，也第一次解释了小孔成像的原因。如图是小孔成像的示意图，下列说法正确的是（　　）A．木板上的小孔一定是圆形的B．烛焰在光屏上形成的像是正立的实像C．无论怎样移动蜡烛，烛焰在光屏上形成的像都是放大的D．小孔成像的成因是光的直线传播【答案】D【详解】A．小孔成像中小孔的形状是任意的，故A错误；B．小孔所形成的像是倒立的实像，故B错误；C．小孔成像中像的大小与物距和像距有关，可以成放大的像，也可以成缩小的像，故C错误；D．光在同一种均匀介质中沿直线传播，小孔成像的成因是光的直线传播，故D正确。故选D。10．某科幻电影中有这样一个场景：在太空中，神鹰号飞船发出一枚炮弹将来犯的天狼号击中，神鹰号宇航员听到“轰”的一声巨响，只见天狼号火焰滚滚，显然已被炸毁，得意地笑了。下列关于该场景的评述正确的是（　　）A．神鹰号宇航员能听到巨响，也能看到火焰滚滚B．神鹰号宇航员既不能听到巨响，也不能看到火焰滚滚C．神鹰号宇航员只能听到巨响，不能看到火焰滚滚D．神鹰号宇航员只能看到火焰滚滚，不能听到巨响【答案】D【详解】宇航员只能看到火焰，却听不到巨响，因为光可以在真空中传播，而声音不能在真空中传播，故ABC错误，D正确。故选D。11．发生雷电时，雷声与闪电同时产生，下列说法正确的是（　　）A．人们总先听到雷声，后看到闪电，是因为雷声在空气中传播速度比光传播得快B．人们总先听到雷声，后看到闪电，是因为光在空气中传播速度比雷声传播得快C．人们总先看到闪电，后听到雷声，是因为雷声在空气中传播速度比光传播得快D．人们总先看到闪电，后听到雷声，是因为光在空气中传播速度比雷声传播得快【答案】D【详解】发生雷电时，总是先看到闪电再听到雷声，是因为光在空气中的传播速度大于声在空气中的传播速度，故ABC错误，D正确。故选D。12．小欢用针孔照相机（即小孔成像实验装置）观察蜡烛的烛焰，若保持小孔和蜡烛的烛焰位置不变，如图所示。则下列分析正确的是（　　）A．若内筒位置不变，半透明膜上烛焰的像是正立的B．若内筒位置不变，半透明膜上烛焰的像是放大的C．若向右拉动内筒，半透明膜上烛焰的像将变小D．若向左推动内筒，半透明膜上烛焰的像将变亮【答案】D【详解】A．小孔成像是倒立的实像，故A错误；B．由图可知，物距大于像距，此时成缩小的实像，故B错误；C．若向右拉动内筒，像距变大，像将变大，故C错误；D．若向左推动内筒，半透明膜靠近小孔，烛焰的像将变亮，故D正确。故选D。 二、多选题13．我国古人信奉天人合一，认为天象是对人的警示。所以古代先民对2000多年以来发生在中华大地上空的每一次日食都有明确的记载，这在世界范围来看都是独一无二的。下列关于日食、月食的说法正确的有（　　）A．发生日食是由于光的直线传播造成的B．发生月食是由于光的反射造成的C．发生日全食的时候，太阳光无法照射到地球上，因此整个地球都是黑暗的D．发生月全食的时候，太阳光无法照射到月球上，因此整个月球都是黑暗的【答案】AD【详解】A．日食是月球挡住了太阳光，即月球的影子落到地面上，是由于光的直线传播造成的，故A正确；B．月食是月球进入了地球的影子区域，所以也是光的直线传播形成的，故B错误；C．发生日全食的时候，是人处在月球影子的本影区，而月球较小，所以月球的影子只在地球上一个狭长的地带掠过，并不是整个地球都是黑暗的，故C错误；D．发生月全食的时候，月球进入了地球的影子区域，且地球较大，所以整个月球都可以在地球的影子中，因此整个月球都是黑暗的，故D正确。选AD。14．下列说法中正确的是（　　）A．声音的传播速度与介质种类有关，固体传播声音通常比液体传播声音快B．色散现象说明白光是由多种色光组成的复合光C．声音在真空中的传播速度最快D．光在同种均匀介质中沿直线传播【答案】ABD【详解】A．声音的传播速度与介质种类有关，固体传播声音通常比液体传播声音快，在液体中比在气体中的传播速度通常较快，故A正确；B．白光经三棱镜后，光屏上自上而下出现了红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫的色带，说明白光是由七色光组成的，故B正确；C．声音在真空中无法传播，故C错误；D．光在均匀介质中沿直线传播，通常简称光的直线传播，故D正确。故选ABD。  三、填空题15．如图，小兰制成了一个针孔照相机。将点燃的蜡烛置于小孔前的适当位置，观察并研究小孔成像的特点：(1)烛焰在半透明膜上所成的像是______（实像/虚像）；(2)如果易拉罐底部小孔是三角形，则他在半透明膜上看到的像是（____）           A．三角形光斑     B．圆形光斑     C．烛焰的正立像     D．烛焰的倒立像(3)保持蜡烛位置不变，将小孔靠近半透明膜，像将______（变大/变小/不变）；若将小孔遮去一半，像会变得更______（清晰/模糊）；(4)人眼从半透明膜右侧观察，将蜡烛在人前方顺时针旋转，则人眼看到的半透明膜上的像是______ （顺/逆）时针旋转的。【答案】实像    D    变小    模糊    顺    【详解】(1)[1]从图中可以看到，蜡烛的光线通过小孔，在半透明膜上成像，半透明膜上有光线聚集，这是实像。(2)[2]小孔成像时，像与物体的形状有关，与孔的形状无关；所以小孔是三角形，则他在半透明膜上看到的像还是烛焰的像，而小孔所成的像是倒立的像，所以他在半透明膜上看到的像是烛焰的倒立像。故选D。(3)[3]保持蜡烛位置不变，将小孔靠近半透明膜，那么蜡烛和小孔的距离变大，小孔与半透明膜的距离变小，光是直线传播的，可以通过作图得知，所成的像是变小的。[4]若将小孔遮去一半，通过小孔的光线会减少，但是还会成像，成模糊的像。(4)[5]光是直线传播的，人眼从半透明膜右侧观察，将蜡烛在人前方顺时针旋转，那么可以通过作图得知，人眼看到的半透明膜上的像是顺时针旋转的。16．身高h的人以v的速度走在水平地面上，他从路灯的正下方开始匀速远离路灯。在某一时刻，人的影长为L1，经过时间t，人的影长为L2，则路灯距离地面的高度为_________。【答案】【详解】画出运动的情景图，如图所示：CE=vt根据几何关系①②由①②得到AB=17．地球距离月球约3×108m，人类发射的月球探测器能够在自动导航系统的控制下在月球上行走，且每隔5s向地球发射一次信号。某时刻，地面控制中心数据显示探测器前方相距32m处存在障碍物，经过5s，控制中心数据显示探测器距离障碍物22m，探测器移动速度为______m/s；再经过5s，控制中心得到探测器上刹车装置出现故障的信息。为避免探测器撞击障碍物，科学家决定对探测器进行人工刹车遥控操作，科学家输入命令需要3s。已知电磁波传播速度为3×108m/s，则探测器收到地面刹车指令时，探测器距离障碍物______m【答案】2    2    【详解】[1]电磁波从月球传到地球或从地球传到月球所需时间从探测器发现障碍物到发现刹车出现故障的时间t1=5s，探测器前进的路程s1=32m-22m=10m月球探测器行进的速度为[2]某时刻，地面控制中心数据显示探测器前方相距32m处存在障碍物，该时刻是“显示”为32m，在此信息传回地球的1秒内，探测器又前进了1s，所以，显示为32m的时刻实际距离是30m；以此类推，5s后，显示为22m，但实际距离是20m；再经过5s，发现故障，此时显示为12m，但实际距离为10m．此后输入指令3s，指令传给探测器1s，共4s，在这4s内，探测器走8m，故答案是10m-8m=2m18．一位同学看到远方闪电开始计时，过了时间后听到雷击声．如果已知光在空气中传播的速度为，声音在空气中传播的速度为，若用、、三个量表示打雷处跟同学的距离，则__________．由于，则上述距离可近似地表示为__________．【答案】        【分析】（1）要理解，闪电和雷鸣声是同时发生的，看到闪电后开始计时，经过时间后听到雷声，其实是光与声音传播用时的时间差，据此列出关系式，求出实际距离的表达式；（2）因为光速远远大于声速，光传播的时间可以忽略不计，据此近似为声速乘以的距离．【详解】设发生雷电处到人的距离为s，则光传播的时间：，声音传播的时间：，由题知，加上△t等于声音传播的时间与光传播的时间差，△t=t声- t光，即：，解得：；因为光速远远大于声速，光传播的时间通常忽略不计，所以得：．19．光在不同介质中传播速度____________(选填“相同”或“不同”)，光在____________中传播得最快，其速度为__________m/s或__________km/s。一台激光器朝着月球发射激光信号，经过2.7 s后才接到从月球返回的信号，那么月球到地球的距离为__________m。【答案】  不同  真空  3×108  3×105  4.05×108【解析】【详解】光在不同介质中传播速度是不同的；光在真空中传播得最快，其速度为3×108m/s或3×105km/s。一台激光器朝着月球发射激光信号，经过2.7 s后才接到从月球返回的信号，则光在地月间传播了一个来回，所以月球到地球的距离为：。【点睛】要特别注意测量地月距离时，光在地月间中传播了一个来回，所以地月距离为传播路程的一半，当然也可以按时间的一半来计算。20．春节晚会上，一群聋哑青年用精美绝伦的舞蹈“千手观音”给人以美的享受．（1）观众看不见领舞者邰丽华身后站着的其他舞蹈者，这是因为光是_____传播的．（2）在观看演出的过程中，我们虽然没有看到乐队却能分辨出是何种乐器发声，这主要是因为不同乐器所发声音的__________是不同的．（3）舞台上云雾缭绕，宛如天庭，其实是固态二氧化碳_____时吸热导致空气中的水蒸气降温_____而产生的效果．（填物态变化）【答案】沿直线    音色    升华    液化    【详解】试题分析：（1）观众看不见领舞者邰丽华身后站着的其他舞蹈者，这是因为光是沿直线传播的．正是由于光的直线传播，邰丽华才能挡住她身后的舞蹈者；（2）这主要是因为不同乐器所发声音的音色是不同的．音色是由发声体的材料、结构决定的，不同的发声体由于材料、结构不同，发出声音的音色也就不同，这样我们就可以通过音色的不同去分辨不同的发声体．（3）舞台上云雾缭绕，宛如天庭，其实是固态二氧化碳升华时吸热导致空气中的水蒸气降温液化产生的效果．考点：光直线传播的应用；音色；升华和液化 四、实验题21．在探究树荫下光斑的活动中，小华猜想光斑形状可能与孔的形状、孔的大小和孔到光屏的距离有关。为了研究孔的大小对光斑形状的影响，她找来平行光源和图a所示的四种打好孔的卡片。（1）小华在四种卡片中选择了卡片甲。她这样选择的原因是____________。（2）让平行光垂直照射在卡片上，调节卡片甲与光屏距离，透过孔的光在光屏上形成一个与卡片甲三角形孔相同的光斑；再用另一张卡片覆盖在甲上，如图b，自右侧无孔处开始，向左缓缓推动乙；起初，观察到光屏上的光斑形状_______，光斑大小________；过一会儿，观察到光屏上出现圆形的光斑，继续缓缓推动卡片乙使透过平行光的三角形孔变小，则光屏上的光斑形状________，光斑大小________。【答案】在改变孔的大小过程中，孔的形状保持不变    不变    变小    不变    不变    【解析】【分析】（1）根据控制变量的思路，探究孔的大小对光斑形状的影响，必须控制孔的形状不变，只改变孔的大小。（2）小孔较大时，通过孔形成的光斑不是小孔成像现象，而是影子的原因，则光斑形状与孔的形状有关；小孔较小时，通过孔形成的光斑属于小孔成像现象，光斑形状与孔的形状无关。【详解】（1）a图中卡片甲是三角形，从右侧拦住部分仍是三角形，形状不变，故A符合要求；乙、丙、丁三图中随着卡片移动，孔的形状发生了变化，不符合要求。（2）在卡片到地面（孔到光屏）的距离一定时，当孔较大时，在地面上形成的是孔的像，与影子形成相同，形状与孔的形状相同，当孔小到一定程度时，为小孔成像现象，光斑的形状与孔的形状无关，所以向左缓缓推动乙；起初，观察到光屏上的光斑形状不变，光斑变小；孔较小时，光屏上出现光源的像，继续缓缓推动卡片乙使透过平行光的三角形孔变小，则光屏上的光斑形状不变，光斑大小不变。22．新思维科技社团的同学们学完光学中小孔成像知识后，提出一个问题，小孔在光屏上所成像的形状与什么因素有关，同学们经过讨论后提出以下猜想：猜想一：像的形状可能与物体形状有关；猜想二：像的形状可能与小孔的形状有关。同学们在辅导老师的帮助下制作了“E”、“F”和“R”形状的LED发光字来充当物体，做成两个小孔形状不同的纸筒，纸筒另一端绷装半透明膜，做好装置后同学们进行实验探究．（1）物理上将“F”、“E”和“R”形状的LED发光的字称为________，射出的光在同种均匀介质中沿__________传播；为了便于观察，该实验最好在______（选填 “较明亮”或 “较黑暗”）的环境中进行。（2）同学们将“F”发光字固定好后，先用小圆孔纸筒进行实验，同学们在半透明膜上观察到倒立的“F”，如图所示，小孔成像中所成的像能呈现在半透明膜上，说明所成的像是________（选填实像或虚像），同学们将实验结果记录在设计好的表格后，再换用小方孔纸筒进行实验，并观察记录。（3）同学们再换用“E”和“R”形状发光字，分别按照实验（2）进行实验，将观察到的结果记录在表中。实验次数发光字小孔形状像的形状半透明膜上是否呈现1F圆形倒立 呈现2F方形倒立 呈现3E圆形倒立  呈现4E方形倒立 呈现5R圆形倒立 呈现6R方形倒立 呈现 （4）通过比较________，同学们验证了猜想一，得出结论：在小孔形状相同时，小孔所成的像与物体的形状有关。（5）同学们通过比较1、2，3、4和5、6，得出结论：___________（6）实验小组在该实验中采用的实验方法是______________．【答案】光源    直线    较黑暗    实像    1、3、5（或2、4、6）    在物体形状相同时，小孔所成的像与小孔的形状无关    控制变量法    【详解】(1)[1]能自行发光的物体称为光源，LED发光的字是光源。[2]光在同种均匀介质中沿直线传播。[3]为了便于观察，实验在较黑暗的环境进行，成的像会比较清晰。(2)[4]实像是实际光线会聚而成的，可以成在光屏上，孔成像中所成的像，能呈现在半透明膜上，说明所成的像是实像。(4)[5]通过比较1、3、5（或2、4、6）实验数据可知，小孔形状相同，物体形状不同，所成像的形状不同，说明在小孔形状相同时，小孔所成的像与物体的形状有关。(5)[6]通过比较1、2，3、4和5、6，实验数据可知，物体形状相同，小孔形状不同，所成像的形状相同，说明在物体形状相同时，小孔所成的像与小孔形状无关。(6)[7]实验小组在该实验中,有两个变量物体形状和小孔形状，采用的实验方法是控制变量法。23．晴天正午，为了“探究树荫下的光斑形状与孔的形状的关系”，小明制作了一个简易的探究工具：在一张不透明的卡片纸上用小刀刻出三角形、菱形、正方形的孔，孔的边长为5cm。如图甲所示。 (1)小明先在地面上铺一张白纸，把带孔的卡片（如图甲）水平置于白纸上方1m的位置，让太阳光垂直透过卡片上不同形状的孔，观察到纸面上出现的光斑形状与孔的形状相同。由此得出：当____时，光斑的形状由孔的形状决定；(2)小明选取卡片甲上的三角形孔，仍水平置于距地面距离1m处，用另一张不透明的卡片覆盖在孔上，遮住孔的一小部分，如图乙所示。让太阳光通过三角形孔，地面白纸上出现亮斑。缓慢向左移动覆盖卡片，改变透光孔的大小，观察到的现象是：开始时，白纸上光斑的形状是____，但大小逐渐减小；当透光孔的边长约为5mm时，白纸上光斑形状是圆形，持续移动覆盖的卡片，减小透光孔大小，圆形光斑的大小____（选填 “变大”、“变小”或“不变”），光斑的亮度____（选填 “变亮”、“变暗”或“不变”）。由此推理得出，圆形光斑是____的像；(3)如果在该小孔上方用绿色的“F”形状的光源替代太阳发出的光经过小孔，进行实验，我们会观察到白纸上“F”的像是____（选填“黑白”或“绿色”）的。【答案】孔较大    三角形    不变    变暗    太阳    绿色    【详解】(1)[1]由图甲知，孔的形状不同，且孔径较大时，通过小孔所成的光斑形状与孔的形状相同，即这种情况下，光斑的形状由孔的形状决定。(2)[2]由图乙知，孔是三角形的，用一张不透明卡片覆盖在孔上，向左缓慢移动，改变透光孔的大小，一开始白纸上，光斑的形状是三角形的。[3][4][5]当透光孔的边长约为5mm时，光斑为圆形，持续向左移动覆盖卡片，即减小小孔的大小，光斑的大小不变，但光斑的亮度会变暗，因为卡片的遮挡，通过小孔的光线减少。由此可知：圆形光斑是太阳的像，当光斑是圆形后，小孔大小改变，但光斑的大小不变，原因是太阳的大小不变，小孔离地面的距离也不变，所以其像的大小也不变。(3)[6]在以上探究中，用绿色的F形状的光源替代太阳，则经过小孔在白纸上所成的F的像是绿色的，因为F形状的光源只发出绿光，透过小孔的也只有绿色光，所以在白纸上的像也是绿色的。