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初中物理人教版八年级上册第1节 光的直线传播精练
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这是一份初中物理人教版八年级上册第1节 光的直线传播精练,共22页。
TOC \ "1-3" \t "正文,1" \h
\l "_Tc1161" 【题型1 光的直线传播】
\l "_Tc25206" 【题型2 日食和月食的形成】
\l "_Tc9103" 【题型3 生活中的光的直线传播现象】
\l "_Tc9103" 【题型4 综合实验】 \l "_Tc1161"
【知识点1 光的直线传播】
光在同种均匀介质中沿直线传播
1、小孔成像(一个蜡烛的光通过一个小洞在黑屋子中成倒立的实像)
2、用太阳伞遮阳
3、站队的时候只看到前一个人就表示队伍站齐了
4、影子的形成
5、激光准值(修路的时候用的) 影子, 小孔射进的阳光, 日月食, 三点一线的瞄准。 探照灯的光柱, 落日透过云缝的光芒,。
【题型1 光的直线传播】
【例1】(2020·山东淄博·中考真题)“金边日食”是壮观的天文现象,小明用自制小孔观看日食,下列说法正确的是( )
A.日食现象可用光的直线传播解释
B.用小孔成像原理观看日食利用了光的折射
C.日食通过小孔成正立、缩小的实像
D.日食通过小孔所成的像与小孔的形状有关
【变式1-1】(2022·江苏镇江·中考真题)下列现象中,可用“光沿直线传播”解释的是( )
A. 水中倒影B. 筷子“折断”
C. 树下光斑D. 雨后彩虹
【变式1-2】(2022·湖南湘潭·中考真题)下列现象能说明光沿直线传播的是( )
A.空中彩虹B.水中倒影
C.墙上手影D.杯中铅笔
【变式1-3】(2022·江苏常州·中考真题)2022年北京冬奥会期间,北京皮影艺术剧院紧扣冬奥题材,精彩呈现皮影戏《寻找雪姑娘》,如图所示。下列情境中,与皮影戏原理相同的是( )
A.雨后彩虹B.树荫下光斑
C.水中倒影D. 筷子弯折
【知识点2 日食和月食的形成】
日食和月食的形成原理都是由于光的直线传播。
月球运动到太阳和地球中间,如果三者正好处在一条直线时,月球就会挡住太阳射向地球的光,月球身后的黑影正好落到地球上,这时发生日食现象。
致使地球上的局部地方,即使是白天,也看不到太阳或只看到残缺的太阳,太阳完全被遮住称为日全食,遮住部分称为日偏食。
而月食,是在同一直线上的地球把太阳光遮住,致使在晴朗的夜空,月亮也变得黑黑的,同样月食也分月全食和月偏食。
月球比太阳的视运动走得快。日食时月球追上太阳。月球东边缘刚刚同太阳西边缘相“接触”时叫做初亏,是第一次“外切”,是日食的开始。
初亏后大约一小时,月球的东边缘和太阳的东边缘相“内切”的时刻叫做食既,是日全食(或日环食)的开始,对日全食来说这时月球把整个太阳都遮住了,对日环食来说这时太阳开始形成一个环。
日食过程中,月亮阴影与太阳圆面第一次内切时二者之间的位置关系,也指发生这种位置关系的时刻。
食既发生在初亏之后。从初亏开始,月亮继续往东运行,太阳圆面被月亮遮掩的部分逐渐增大,阳光的强度与热度显着下降。
当月面的东边缘与日面的东边缘相内切时,称为食既。天空方向与地图东西方向相反。
日全食与日环食都有上述5个过程,而日偏食只有初亏、食甚、复圆3个过程,没有食既、生光。
2、【题型2 日食和月食的形成】
【例2】(2022·辽宁朝阳·中考真题)下列现象中与日食形成原理相同的是( )
【变式2-1】(2021·山东聊城·中考真题)如图所示的光学现象中,属于光的折射形成的是( )
A.墙上的手影
B.铅笔的弯折
C.日食的形成
D.水中的月亮
【变式2-2】(2021·浙江衢州·中考真题)2021年7月1日,中国共产党将迎来建党100周年,这天地球位置处于图中的( )
A.甲一乙之间B.乙一丙之间
C.丙一丁之间D.丁一甲之间
【变式2-3】(2020·四川宜宾·中考真题)2020年6月21日“夏至日”,全国多地可观测到日环食,如图所示。据天文专家估测,太阳整个圆面有超过99%的面积被月球遮挡住,太阳将犹如一个美丽的金色指环悬挂于空中,景色非常壮观。能用来解释形成日环食现象的规律是( )
A.光的色散B.光的折射C.光的反射D.光的直线传播
3、【题型3 生活中的光的直线传播现象】
【例3】(2022·辽宁沈阳·八年级期末)光在真空中传播的速度是 _____m/s;
【变式3-1】(2022·安徽合肥·八年级期末)在挖掘地铁隧道的过程中,采用了如图甲所示的激光准直系统,其工作原理是光的 ___________传播,图乙中,当人靠近镜子时,人的脸在镜中的像将会 ___________(选填“变大”、“变小”或“不变”)。
【答案】 直线 不变
【详解】[1]甲图中,挖掘隧道时,采用激光准直技术,是利用了光沿直线传播原理。
[2]乙图中,平面镜成像的原理是光的反射,平面镜成像时,像与物体的大小相等,所以人靠近镜子时,人在镜中的像大小不变。【变式3-2】(2022·上海·八年级课时练习)如图所示,站在队伍第一个人的前面看,后面的人都被第一个人挡住,说明队伍站得 ____ (选填“很直”或“不直”),所用的原理是 _______ 。
【变式3-3】(2022·贵州毕节·八年级期末)春节联欢晚会上,一群风华少女通过精美的舞蹈把我国佛文化中的“千手观音”演绎得淋漓尽致,给人以美的熏陶、善的启迪。如图所示,观众看不见领舞者身后其他演员的面孔,这是因为光的______的缘故。舞台上云雾缭绕,宛如天庭,其实是干冰(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)
4、【题型4 综合实验题】
【例4】(2022·全国·八年级课时练习)为探究光的传播规律,小明在家中做了如下三个实验:
(1)探究光在气体中的传播规律。实验现象如图甲,为了使实验现象明显,小明在激光灯下方点燃了一盘蚊香,你认为这样做的目的是________;
(2)小明探究光在液体中的传播规律。实验现象如图乙,小明接着沿着水槽侧壁倒入浓糖水,看到实验现象如图丙;小明再用木棍搅拌后,实验现象又恢复到图乙。以上现象说明光在________介质中沿直线传播。
【变式4-1】(2022·上海·八年级课时练习)如图甲所示是用易拉罐制成的简易针孔照相机:
(1)使用针孔照相机时,小孔对着______(选填“明亮的室外”或“较暗的室内”)进行观察,可以看到______像(选填“正立”或“倒立”、“虚”或“实”);为使看到的像更清晰,某同学将实验装置改进,则圆筒的______(选填“A”“B”)端是用半透明薄纸制成的光屏;
(2)正午时,小华在地面上铺一张白纸,将刻有边长为1cm的等边三角形小孔的纸板正对着太阳,保持纸板与白纸的距离为30cm,观察白纸上的光斑:
①接着小华用另一张卡片覆盖在三角形孔上(如图乙所示)向左移动,大约遮住孔的一半时,观察光斑变化情况,与没有遮挡时相比较白纸上光斑大小将______(选填“变大”、“不变”或“变小”),光斑亮度______(选填“增强”、“不变”或“减弱”);
②没有遮挡时,渐渐增大纸板与白纸的距离到2m左右时,此时光斑形状是______形,然后再用卡片遮挡,减小通光孔的大小,白纸上光斑大小将______(选填“变大”、“不变”或“变小”),光斑亮度______(选填“增强”、“不变”或“减弱”);
③晴天太阳透过树叶缝隙在地面上形成的圆形光斑与上述原理相同,其圆形光斑大小不一的原因是______。
【变式4-2】(2022·全国·八年级课时练习)学习了光学知识后,爱动脑筋的小明和小红想自己探究小孔成像现象.如图所示,他们给两个空罐的底部中央分别打上一个圆孔和一个方孔,再用两片半透明的塑料膜蒙在空罐的口上.分别将小孔对着烛焰和灯丝,可以看到烛焰和灯丝通过小孔所成的像.
(1)甲图中点燃的蜡烛距小孔20cm,它成像在距小孔15cm,则半透明膜上的像是 _____
A.倒立、放大的像 B.正立、缩小的像 C.倒立、缩小的像 D.正立、放大的像
(2)由甲、乙两图可知实验是在研究小孔成像与 ________ 的关系.
(3)分析比较 ________ 和 ________ 两图,可以得出小孔成像与物体的形状有关;
(4)小明和小红明白了:树荫下的圆形光斑(如图所示)就是 _____ 通过树叶间的小孔在地面上形成的像.
(5)小明和小红还联想到:在太阳光或者日光灯下, 如果挡住了光的去路,地面上就会形成影子.细心的小明进一步发现,在日光灯下的影子灰蒙蒙一片,一点也不清楚,特别是处处装点着电灯的大厅里,人和物的影子就更是模糊不清了.这是为什么呢?小明去问物理老师,老师拿出几根蜡烛、一个圆柱形铁块,让小明做了如下实验:
①木块放在桌子上,旁边点上一只蜡烛.观察铁块的影子.(如图a)
②在旁边再点上一只蜡烛,观察铁块的影子(如图b)
③继续在铁块旁边点蜡烛,直到将蜡烛围满铁块四周,观察铁块的影子(如图c和d)
小明发现,蜡烛影子越来越 ________ (填“深”或“浅”),这时他又比较了一下白炽灯和日光灯,看到白炽灯的灯丝很集中,而日光灯的灯管却很长,他想了一会后,高兴的说:“老师,我明白了!”
请你替小明回答:原来不透明物体的周围,若四周都有光源,就 ________ .生活中的 ________ (填一种应用)就运用这一结论.
【变式4-3】(2022·全国·八年级)如图所示,利用塑料吸管和激光笔,探究光在空气中是否沿直线传播:
(1)激光笔发出的光,集中较高的 ______ ,对着眼睛照射,______ (选填“会”或“不会”)损害眼睛;
(2)将塑料吸管拉直,打开激光笔,由吸管的一端照射,吸管的另一端对着墙壁,观察到墙壁上出现一个 _____ ,表明激光笔发出的光通过 _____ ,光是沿 _______ 传播的;
(3)弯曲吸管的一端,用激光管从吸管的一端照射,吸管的另一端对着墙壁,观察到墙壁上没有出现 _____ ,表明激光笔发出的光 _______ ,光不会沿 _______ 传播。
专题4.1 光的直线传播【四大题型】
【人教版】
TOC \ "1-3" \t "正文,1" \h
\l "_Tc1161" 【题型1 光的直线传播】
\l "_Tc25206" 【题型2 日食和月食的形成】
\l "_Tc9103" 【题型3 生活中的光的直线传播现象】
\l "_Tc9103" 【题型4 综合实验】 \l "_Tc1161"
【知识点1 光的直线传播】
光在同种均匀介质中沿直线传播
1、小孔成像(一个蜡烛的光通过一个小洞在黑屋子中成倒立的实像)
2、用太阳伞遮阳
3、站队的时候只看到前一个人就表示队伍站齐了
4、影子的形成
5、激光准值(修路的时候用的) 影子, 小孔射进的阳光, 日月食, 三点一线的瞄准。 探照灯的光柱, 落日透过云缝的光芒,。
【题型1 光的直线传播】
【例1】(2020·山东淄博·中考真题)“金边日食”是壮观的天文现象,小明用自制小孔观看日食,下列说法正确的是( )
A.日食现象可用光的直线传播解释
B.用小孔成像原理观看日食利用了光的折射
C.日食通过小孔成正立、缩小的实像
D.日食通过小孔所成的像与小孔的形状有关
【答案】A
【详解】A.日食是由于太阳、月亮、地球排成一条直线,月亮挡住了太阳的光线形成的,可以用光的直线传播来解释,故A正确;
B.用小孔成像原理观看日食利用了光的直线传播,故B错误;
C.日食通过小孔成倒立的实像,故C错误;
D.日食通过小孔所成的像与太阳的形状有关,跟小孔形状无关,故D错误。
故选A。
【变式1-1】(2022·江苏镇江·中考真题)下列现象中,可用“光沿直线传播”解释的是( )
A. 水中倒影B. 筷子“折断”
C. 树下光斑D. 雨后彩虹
【答案】C
【详解】A.水中的“倒影”,是平面镜成像,属于光的反射现象,故A不符合题意;
B.筷子“折断”,是光从水斜射入空气时发生折射造成的,故B不符合题意;
C.树下光斑是太阳光通过树叶间的小孔呈现在地面上的像,是小孔成像现象,是由光沿直线传播形成的,故C符合题意;
D.雨过天晴时,常在天空出现彩虹,这是太阳光通过悬浮在空气中细小的水珠折射而成的,白光经水珠折射以后,分成各种彩色光,这种现象叫做光的色散现象,故D不符合题意。
故选C。
【变式1-2】(2022·湖南湘潭·中考真题)下列现象能说明光沿直线传播的是( )
A.空中彩虹B.水中倒影
C.墙上手影D.杯中铅笔
【答案】C
【详解】A.雨过天晴时,常在天空出现彩虹,这是太阳光透过悬浮在空气中细小的水珠折射而成的,白光经水珠折射以后,分成各种彩色光,这种现象叫做光的色散现象,所以说雨后的天空出现彩虹是由光的折射形成的,故A不符合题意;
B.水中倒影是由于光的反射现象形成的平面镜成像,故B不符合题意;
C.墙上手影是由于光沿直线传播形成的,故C符合题意;
D.从水中铅笔上反射的光从水中斜射入空气中时,发生折射,折射光线远离法线,当人逆着折射光线的方向看时,看到的是铅笔的虚像,比实际位置偏高,所以感觉折断了,故D不符合题意。
故选C。
【变式1-3】(2022·江苏常州·中考真题)2022年北京冬奥会期间,北京皮影艺术剧院紧扣冬奥题材,精彩呈现皮影戏《寻找雪姑娘》,如图所示。下列情境中,与皮影戏原理相同的是( )
A.雨后彩虹B.树荫下光斑
C.水中倒影D. 筷子弯折
【答案】B
【详解】A.皮影戏原理是光的直线传播形成的,而雨后彩虹是光的色散现象,故A不符合题意;
B.树荫下的光斑是光的直线传播形成的,与皮影戏的原理一样,故B符合题意;
C.水中倒影,平面镜成像,是光的反射现象,与皮影戏原理不同,故C不符合题意;
D.筷子弯折,是光的折射现象,与皮影戏的原理不同,故D不符合题意。
故选B。
【知识点2 日食和月食的形成】
日食和月食的形成原理都是由于光的直线传播。
月球运动到太阳和地球中间,如果三者正好处在一条直线时,月球就会挡住太阳射向地球的光,月球身后的黑影正好落到地球上,这时发生日食现象。
致使地球上的局部地方,即使是白天,也看不到太阳或只看到残缺的太阳,太阳完全被遮住称为日全食,遮住部分称为日偏食。
而月食,是在同一直线上的地球把太阳光遮住,致使在晴朗的夜空,月亮也变得黑黑的,同样月食也分月全食和月偏食。
月球比太阳的视运动走得快。日食时月球追上太阳。月球东边缘刚刚同太阳西边缘相“接触”时叫做初亏,是第一次“外切”,是日食的开始。
初亏后大约一小时,月球的东边缘和太阳的东边缘相“内切”的时刻叫做食既,是日全食(或日环食)的开始,对日全食来说这时月球把整个太阳都遮住了,对日环食来说这时太阳开始形成一个环。
日食过程中,月亮阴影与太阳圆面第一次内切时二者之间的位置关系,也指发生这种位置关系的时刻。
食既发生在初亏之后。从初亏开始,月亮继续往东运行,太阳圆面被月亮遮掩的部分逐渐增大,阳光的强度与热度显着下降。
当月面的东边缘与日面的东边缘相内切时,称为食既。天空方向与地图东西方向相反。
日全食与日环食都有上述5个过程,而日偏食只有初亏、食甚、复圆3个过程,没有食既、生光。
2、【题型2 日食和月食的形成】
【例2】(2022·辽宁朝阳·中考真题)下列现象中与日食形成原理相同的是( )
A.雨后彩虹B.海市蜃楼C.镜花水月D.立竿见影
【答案】D
【详解】日食是由于光的直线传播形成的;
A.雨后彩虹属于光的色散,是由于光的折射形成的,故A不符合题意;
B.海市蜃楼是由于光的折射产生的现象,故B不符合题意;
C.镜花水月属于平面镜成像,是由于光的反射形成的,故C不符合题意;
D.立竿见影是由于光的直线传播形成的,故D符合题意。
故选D。
【变式2-1】(2021·山东聊城·中考真题)如图所示的光学现象中,属于光的折射形成的是( )
A.墙上的手影
B.铅笔的弯折
C.日食的形成
D.水中的月亮
【答案】B
【详解】AC.墙壁上的手影和日食的形成都是由于光沿直线传播形成的,故AC不符合题意;
B.铅笔的“弯折”是由于铅笔反射的光从水中斜射入空气中时发生了折射,折射光线远离法线,折射角大于入射角,折射光线进入人眼,人眼逆着光线看去,看到的是筷子的虚像,像比物体的位置高。铅笔的弯折属于光的折射,故B符合题意;
D.平静的水面可视平面镜,水中的月亮属于平面镜成像,是由光的反射形成的,故D不符合题意。
故选B。
【变式2-2】(2021·浙江衢州·中考真题)2021年7月1日,中国共产党将迎来建党100周年,这天地球位置处于图中的( )
A.甲一乙之间B.乙一丙之间
C.丙一丁之间D.丁一甲之间
【答案】B
【详解】2021年7月1日位于夏至日(6月22号前后)和秋分日(9月23日)之间,最接近夏至日,甲图是照射在赤道上,而乙图是照射到北回归线上,故是夏至日,故甲图是春分日,丙是秋分,照射到赤道上,丁是南回归线,故是冬至日,故 2021年7月1日是在夏至到秋分,故是乙到丙,故B正确。
故选B。
【变式2-3】(2020·四川宜宾·中考真题)2020年6月21日“夏至日”,全国多地可观测到日环食,如图所示。据天文专家估测,太阳整个圆面有超过99%的面积被月球遮挡住,太阳将犹如一个美丽的金色指环悬挂于空中,景色非常壮观。能用来解释形成日环食现象的规律是( )
A.光的色散B.光的折射C.光的反射D.光的直线传播
【答案】D
【详解】由于光沿直线传播,太阳射出的光线被月球挡住了,太阳光射不到地球上,所以地球上的人们看不到太阳。这样就形成了日食。
故选D。
3、【题型3 生活中的光的直线传播现象】
【例3】(2022·辽宁沈阳·八年级期末)光在真空中传播的速度是 _____m/s;
【答案】 3×108
【详解】[1]光在不同介质中传播的速度不同,光在真空中的传播速度是3×108m/s。
【变式3-1】(2022·安徽合肥·八年级期末)在挖掘地铁隧道的过程中,采用了如图甲所示的激光准直系统,其工作原理是光的 ___________传播,图乙中,当人靠近镜子时,人的脸在镜中的像将会 ___________(选填“变大”、“变小”或“不变”)。
【答案】 直线 不变
【详解】[1]甲图中,挖掘隧道时,采用激光准直技术,是利用了光沿直线传播原理。
[2]乙图中,平面镜成像的原理是光的反射,平面镜成像时,像与物体的大小相等,所以人靠近镜子时,人在镜中的像大小不变。
【变式3-2】(2022·上海·八年级课时练习)如图所示,站在队伍第一个人的前面看,后面的人都被第一个人挡住,说明队伍站得 ____ (选填“很直”或“不直”),所用的原理是 _______ 。
【答案】 很直 同种均匀介质(或空气)中光沿直线传播
【详解】[1][2]站在队伍第一个人的前面看,由于光在同种均匀的介质(空气)是沿直线传播的,来自后面人反射的光被第一个人挡着,只能看到第一个人,这时说明队伍站的很直。
【变式3-3】(2022·贵州毕节·八年级期末)春节联欢晚会上,一群风华少女通过精美的舞蹈把我国佛文化中的“千手观音”演绎得淋漓尽致,给人以美的熏陶、善的启迪。如图所示,观众看不见领舞者身后其他演员的面孔,这是因为光的______的缘故。舞台上云雾缭绕,宛如天庭,其实是干冰(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】 直线传播 升华 液化
【详解】[1]由于光的直线传播,后面演员的光被领舞者挡住,无法进入观众眼睛,所以观众看不见后面的演员。
[2][3]干冰变成二氧化碳的过程是升华过程,此过程须吸收热量,从而使周围环境的温度降低,水蒸气遇冷放热液化成小水滴,就是我们见到的“云雾”。
4、【题型4 综合实验题】
【例4】(2022·全国·八年级课时练习)为探究光的传播规律,小明在家中做了如下三个实验:
(1)探究光在气体中的传播规律。实验现象如图甲,为了使实验现象明显,小明在激光灯下方点燃了一盘蚊香,你认为这样做的目的是________;
(2)小明探究光在液体中的传播规律。实验现象如图乙,小明接着沿着水槽侧壁倒入浓糖水,看到实验现象如图丙;小明再用木棍搅拌后,实验现象又恢复到图乙。以上现象说明光在________介质中沿直线传播。
【答案】 显示光的传播路径 同一种均匀
【详解】(1)[1]烟是固体颗粒,光遇到空气中小的固体颗粒发生漫反射,反射的光进入人的眼睛,人能看到光的传播路线,所以点燃一盘蚊香是为了显示光的传播路径。
(2)[2]由于糖水是不均匀的,所以沿着水槽侧壁倒入浓糖水,看到光线不再沿直线传播,而是发生弯曲,再用木棍搅拌后,糖水变得均匀,又看到光线沿直线传播了,这些实验现象说明光在同种均匀介质中沿直线传播。
【变式4-1】(2022·上海·八年级课时练习)如图甲所示是用易拉罐制成的简易针孔照相机:
(1)使用针孔照相机时,小孔对着______(选填“明亮的室外”或“较暗的室内”)进行观察,可以看到______像(选填“正立”或“倒立”、“虚”或“实”);为使看到的像更清晰,某同学将实验装置改进,则圆筒的______(选填“A”“B”)端是用半透明薄纸制成的光屏;
(2)正午时,小华在地面上铺一张白纸,将刻有边长为1cm的等边三角形小孔的纸板正对着太阳,保持纸板与白纸的距离为30cm,观察白纸上的光斑:
①接着小华用另一张卡片覆盖在三角形孔上(如图乙所示)向左移动,大约遮住孔的一半时,观察光斑变化情况,与没有遮挡时相比较白纸上光斑大小将______(选填“变大”、“不变”或“变小”),光斑亮度______(选填“增强”、“不变”或“减弱”);
②没有遮挡时,渐渐增大纸板与白纸的距离到2m左右时,此时光斑形状是______形,然后再用卡片遮挡,减小通光孔的大小,白纸上光斑大小将______(选填“变大”、“不变”或“变小”),光斑亮度______(选填“增强”、“不变”或“减弱”);
③晴天太阳透过树叶缝隙在地面上形成的圆形光斑与上述原理相同,其圆形光斑大小不一的原因是______。
【答案】 明亮的室外 倒立实 A ①变小 不变 ②圆 不变 减弱 ③树叶缝隙到地面距离不等
【详解】(1)[1] [2]根据小孔成像原理,使用针孔照相机时,小孔对着明亮的室外,塑料薄膜在暗室内,让光线通过小孔进入筒内,在塑料薄膜上形成倒立缩小的实像。
[3]小孔成像是光的直线传播现象;物体上部的光线通过小孔后,射到了光屏的下部;物体下部的光线通过小孔后,射到了光屏的上部,因此通过小孔后所成的像是倒立的像;因此A端是用半透明薄纸制成的光屏。如图所示:
(2)[4][5]太阳光是平行光,开始时孔较大,形成的是和孔面积大小相等的光斑,故刚开始时,白纸上光斑大小将变小,而亮度与孔大小无关,所以光斑亮度不变。
[6][7][8]当没有遮挡时,渐渐增大纸板与白纸的距离到2m时,仍是小孔成像,所以此时光斑形状是圆形,继续移动覆盖的卡片,减小孔的大小,白纸上光斑大小将不变,光斑亮度减弱。
[9]晴天太阳透过树叶缝隙形成的圆形光斑与上述原理相同,其圆形光斑大小不一的原因是树叶缝隙离地面的距离不等。
【变式4-2】(2022·全国·八年级课时练习)学习了光学知识后,爱动脑筋的小明和小红想自己探究小孔成像现象.如图所示,他们给两个空罐的底部中央分别打上一个圆孔和一个方孔,再用两片半透明的塑料膜蒙在空罐的口上.分别将小孔对着烛焰和灯丝,可以看到烛焰和灯丝通过小孔所成的像.
(1)甲图中点燃的蜡烛距小孔20cm,它成像在距小孔15cm,则半透明膜上的像是 _____
A.倒立、放大的像 B.正立、缩小的像 C.倒立、缩小的像 D.正立、放大的像
(2)由甲、乙两图可知实验是在研究小孔成像与 ________ 的关系.
(3)分析比较 ________ 和 ________ 两图,可以得出小孔成像与物体的形状有关;
(4)小明和小红明白了:树荫下的圆形光斑(如图所示)就是 _____ 通过树叶间的小孔在地面上形成的像.
(5)小明和小红还联想到:在太阳光或者日光灯下, 如果挡住了光的去路,地面上就会形成影子.细心的小明进一步发现,在日光灯下的影子灰蒙蒙一片,一点也不清楚,特别是处处装点着电灯的大厅里,人和物的影子就更是模糊不清了.这是为什么呢?小明去问物理老师,老师拿出几根蜡烛、一个圆柱形铁块,让小明做了如下实验:
①木块放在桌子上,旁边点上一只蜡烛.观察铁块的影子.(如图a)
②在旁边再点上一只蜡烛,观察铁块的影子(如图b)
③继续在铁块旁边点蜡烛,直到将蜡烛围满铁块四周,观察铁块的影子(如图c和d)
小明发现,蜡烛影子越来越 ________ (填“深”或“浅”),这时他又比较了一下白炽灯和日光灯,看到白炽灯的灯丝很集中,而日光灯的灯管却很长,他想了一会后,高兴的说:“老师,我明白了!”
请你替小明回答:原来不透明物体的周围,若四周都有光源,就 ________ .生活中的 ________ (填一种应用)就运用这一结论.
【答案】 C; 孔的形状; 甲 丙 太阳 浅 不会形成影子 无影灯
【分析】根据以下内容答题:
(1)蜡烛发出的光在空气中沿直线传播,经过小孔射在半透明纸上,从而形成一个倒立的烛焰的像;像的大小与像距和物距的关系有关,若像距大于物距,像大于物;若像距小于物距,像小于物.
(2)(3)小孔成像的原理是光沿直线传播,小孔成像的形状和孔的形状无关,与物体的形状有关.
(4)树荫下的光斑是太阳的实像;
(5)要知道小明明白了什么,必须清楚实验的探究过程:在木块旁边点一根蜡烛,影子较明显,在木块旁边点两根、三根影子逐渐变得不明显,若在木块旁边点很多蜡烛,则木块的影子消失,由此小明得到了结论;联想生活中物体周围有很多光源且没有影子的例子.
【详解】(1)小孔成像成的是一个倒立的像,像是由实际光线会聚而成的,是实像;像到小孔光的距离15cm小于蜡烛到小孔的距离20cm,所成的像是缩小的像;故选C;
(2)甲图和乙图中孔的形状不同,物体(蜡烛焰)形状相同,所成的像的形状相同,由此可见:小孔成像中像的形状取决于物体的形状,与小孔的形状无关.所以甲、乙两图可知实验是在研究小孔成像与孔的形状的关系.
(3)甲图与丙图中物体的形状不同,小孔的形状相同,所成的像的形状不同,由此可见:小孔成像的形状与物体的形状有关;
(4)树荫下的圆形光斑就是太阳通过树叶间的小孔在地面上所成的实像.
(5)通过老师的实验可知,不透明物体的周围,光源越多,形成的影子越浅,或影子越不明显;原来不透明物体的周围,当四周都有光源,就不会形成影子.例如:为防止做手术时出现影子影响手术的进行,手术室内用的无影灯,就运用这一结论.
故答案为(1)C;(2)孔的形状;(3)甲;丙;(4)太阳;(5)浅;不会形成影子;无影灯.
【点睛】此题考查的是小孔成像的特点,以及像与物的大小关系的判断,认真审题,仔细观察,从题干中得到有用的信息,是解题的关键.。
【变式4-3】(2022·全国·八年级)如图所示,利用塑料吸管和激光笔,探究光在空气中是否沿直线传播:
(1)激光笔发出的光,集中较高的 ______ ,对着眼睛照射,______ (选填“会”或“不会”)损害眼睛;
(2)将塑料吸管拉直,打开激光笔,由吸管的一端照射,吸管的另一端对着墙壁,观察到墙壁上出现一个 _____ ,表明激光笔发出的光通过 _____ ,光是沿 _______ 传播的;
(3)弯曲吸管的一端,用激光管从吸管的一端照射,吸管的另一端对着墙壁,观察到墙壁上没有出现 _____ ,表明激光笔发出的光 _______ ,光不会沿 _______ 传播。
【答案】 能量 会 亮斑 吸管 直线 光斑 没有通过吸管 曲线
【详解】(1)[1][2]激光笔发出的激光,会集中较高的能量,因为它具有能量大,亮度高,方向直等特点,所以直接对着人的眼睛照射,会损伤眼睛。
(2)[3][4][5]将塑料吸管拉直,打开激光笔,由吸管的一端照射,吸管的另一端对着墙壁,观察到墙壁上会出现一个亮斑,表明激光笔发出的光通过吸管,说明光是沿直线传播的。
(3)[6][7][8]弯曲吸管的一端,用激光管从吸管的一端照射,吸管的另一端对着墙壁,观察到墙壁上没有出现亮斑,表明激光笔发出的光没有通过吸管,说明光不会沿曲线传播。
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\l "_Tc1161" 【题型1 光的直线传播】
\l "_Tc25206" 【题型2 日食和月食的形成】
\l "_Tc9103" 【题型3 生活中的光的直线传播现象】
\l "_Tc9103" 【题型4 综合实验】 \l "_Tc1161"
【知识点1 光的直线传播】
光在同种均匀介质中沿直线传播
1、小孔成像(一个蜡烛的光通过一个小洞在黑屋子中成倒立的实像)
2、用太阳伞遮阳
3、站队的时候只看到前一个人就表示队伍站齐了
4、影子的形成
5、激光准值(修路的时候用的) 影子, 小孔射进的阳光, 日月食, 三点一线的瞄准。 探照灯的光柱, 落日透过云缝的光芒,。
【题型1 光的直线传播】
【例1】(2020·山东淄博·中考真题)“金边日食”是壮观的天文现象,小明用自制小孔观看日食,下列说法正确的是( )
A.日食现象可用光的直线传播解释
B.用小孔成像原理观看日食利用了光的折射
C.日食通过小孔成正立、缩小的实像
D.日食通过小孔所成的像与小孔的形状有关
【变式1-1】(2022·江苏镇江·中考真题)下列现象中,可用“光沿直线传播”解释的是( )
A. 水中倒影B. 筷子“折断”
C. 树下光斑D. 雨后彩虹
【变式1-2】(2022·湖南湘潭·中考真题)下列现象能说明光沿直线传播的是( )
A.空中彩虹B.水中倒影
C.墙上手影D.杯中铅笔
【变式1-3】(2022·江苏常州·中考真题)2022年北京冬奥会期间,北京皮影艺术剧院紧扣冬奥题材,精彩呈现皮影戏《寻找雪姑娘》,如图所示。下列情境中,与皮影戏原理相同的是( )
A.雨后彩虹B.树荫下光斑
C.水中倒影D. 筷子弯折
【知识点2 日食和月食的形成】
日食和月食的形成原理都是由于光的直线传播。
月球运动到太阳和地球中间,如果三者正好处在一条直线时,月球就会挡住太阳射向地球的光,月球身后的黑影正好落到地球上,这时发生日食现象。
致使地球上的局部地方,即使是白天,也看不到太阳或只看到残缺的太阳,太阳完全被遮住称为日全食,遮住部分称为日偏食。
而月食,是在同一直线上的地球把太阳光遮住,致使在晴朗的夜空,月亮也变得黑黑的,同样月食也分月全食和月偏食。
月球比太阳的视运动走得快。日食时月球追上太阳。月球东边缘刚刚同太阳西边缘相“接触”时叫做初亏,是第一次“外切”,是日食的开始。
初亏后大约一小时,月球的东边缘和太阳的东边缘相“内切”的时刻叫做食既,是日全食(或日环食)的开始,对日全食来说这时月球把整个太阳都遮住了,对日环食来说这时太阳开始形成一个环。
日食过程中,月亮阴影与太阳圆面第一次内切时二者之间的位置关系,也指发生这种位置关系的时刻。
食既发生在初亏之后。从初亏开始,月亮继续往东运行,太阳圆面被月亮遮掩的部分逐渐增大,阳光的强度与热度显着下降。
当月面的东边缘与日面的东边缘相内切时,称为食既。天空方向与地图东西方向相反。
日全食与日环食都有上述5个过程,而日偏食只有初亏、食甚、复圆3个过程,没有食既、生光。
2、【题型2 日食和月食的形成】
【例2】(2022·辽宁朝阳·中考真题)下列现象中与日食形成原理相同的是( )
【变式2-1】(2021·山东聊城·中考真题)如图所示的光学现象中,属于光的折射形成的是( )
A.墙上的手影
B.铅笔的弯折
C.日食的形成
D.水中的月亮
【变式2-2】(2021·浙江衢州·中考真题)2021年7月1日,中国共产党将迎来建党100周年,这天地球位置处于图中的( )
A.甲一乙之间B.乙一丙之间
C.丙一丁之间D.丁一甲之间
【变式2-3】(2020·四川宜宾·中考真题)2020年6月21日“夏至日”,全国多地可观测到日环食,如图所示。据天文专家估测,太阳整个圆面有超过99%的面积被月球遮挡住,太阳将犹如一个美丽的金色指环悬挂于空中,景色非常壮观。能用来解释形成日环食现象的规律是( )
A.光的色散B.光的折射C.光的反射D.光的直线传播
3、【题型3 生活中的光的直线传播现象】
【例3】(2022·辽宁沈阳·八年级期末)光在真空中传播的速度是 _____m/s;
【变式3-1】(2022·安徽合肥·八年级期末)在挖掘地铁隧道的过程中,采用了如图甲所示的激光准直系统,其工作原理是光的 ___________传播,图乙中,当人靠近镜子时,人的脸在镜中的像将会 ___________(选填“变大”、“变小”或“不变”)。
【答案】 直线 不变
【详解】[1]甲图中,挖掘隧道时,采用激光准直技术,是利用了光沿直线传播原理。
[2]乙图中,平面镜成像的原理是光的反射,平面镜成像时,像与物体的大小相等,所以人靠近镜子时,人在镜中的像大小不变。【变式3-2】(2022·上海·八年级课时练习)如图所示,站在队伍第一个人的前面看,后面的人都被第一个人挡住,说明队伍站得 ____ (选填“很直”或“不直”),所用的原理是 _______ 。
【变式3-3】(2022·贵州毕节·八年级期末)春节联欢晚会上,一群风华少女通过精美的舞蹈把我国佛文化中的“千手观音”演绎得淋漓尽致,给人以美的熏陶、善的启迪。如图所示,观众看不见领舞者身后其他演员的面孔,这是因为光的______的缘故。舞台上云雾缭绕,宛如天庭,其实是干冰(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)
4、【题型4 综合实验题】
【例4】(2022·全国·八年级课时练习)为探究光的传播规律,小明在家中做了如下三个实验:
(1)探究光在气体中的传播规律。实验现象如图甲,为了使实验现象明显,小明在激光灯下方点燃了一盘蚊香,你认为这样做的目的是________;
(2)小明探究光在液体中的传播规律。实验现象如图乙,小明接着沿着水槽侧壁倒入浓糖水,看到实验现象如图丙;小明再用木棍搅拌后,实验现象又恢复到图乙。以上现象说明光在________介质中沿直线传播。
【变式4-1】(2022·上海·八年级课时练习)如图甲所示是用易拉罐制成的简易针孔照相机:
(1)使用针孔照相机时,小孔对着______(选填“明亮的室外”或“较暗的室内”)进行观察,可以看到______像(选填“正立”或“倒立”、“虚”或“实”);为使看到的像更清晰,某同学将实验装置改进,则圆筒的______(选填“A”“B”)端是用半透明薄纸制成的光屏;
(2)正午时,小华在地面上铺一张白纸,将刻有边长为1cm的等边三角形小孔的纸板正对着太阳,保持纸板与白纸的距离为30cm,观察白纸上的光斑:
①接着小华用另一张卡片覆盖在三角形孔上(如图乙所示)向左移动,大约遮住孔的一半时,观察光斑变化情况,与没有遮挡时相比较白纸上光斑大小将______(选填“变大”、“不变”或“变小”),光斑亮度______(选填“增强”、“不变”或“减弱”);
②没有遮挡时,渐渐增大纸板与白纸的距离到2m左右时,此时光斑形状是______形,然后再用卡片遮挡,减小通光孔的大小,白纸上光斑大小将______(选填“变大”、“不变”或“变小”),光斑亮度______(选填“增强”、“不变”或“减弱”);
③晴天太阳透过树叶缝隙在地面上形成的圆形光斑与上述原理相同,其圆形光斑大小不一的原因是______。
【变式4-2】(2022·全国·八年级课时练习)学习了光学知识后,爱动脑筋的小明和小红想自己探究小孔成像现象.如图所示,他们给两个空罐的底部中央分别打上一个圆孔和一个方孔,再用两片半透明的塑料膜蒙在空罐的口上.分别将小孔对着烛焰和灯丝,可以看到烛焰和灯丝通过小孔所成的像.
(1)甲图中点燃的蜡烛距小孔20cm,它成像在距小孔15cm,则半透明膜上的像是 _____
A.倒立、放大的像 B.正立、缩小的像 C.倒立、缩小的像 D.正立、放大的像
(2)由甲、乙两图可知实验是在研究小孔成像与 ________ 的关系.
(3)分析比较 ________ 和 ________ 两图,可以得出小孔成像与物体的形状有关;
(4)小明和小红明白了:树荫下的圆形光斑(如图所示)就是 _____ 通过树叶间的小孔在地面上形成的像.
(5)小明和小红还联想到:在太阳光或者日光灯下, 如果挡住了光的去路,地面上就会形成影子.细心的小明进一步发现,在日光灯下的影子灰蒙蒙一片,一点也不清楚,特别是处处装点着电灯的大厅里,人和物的影子就更是模糊不清了.这是为什么呢?小明去问物理老师,老师拿出几根蜡烛、一个圆柱形铁块,让小明做了如下实验:
①木块放在桌子上,旁边点上一只蜡烛.观察铁块的影子.(如图a)
②在旁边再点上一只蜡烛,观察铁块的影子(如图b)
③继续在铁块旁边点蜡烛,直到将蜡烛围满铁块四周,观察铁块的影子(如图c和d)
小明发现,蜡烛影子越来越 ________ (填“深”或“浅”),这时他又比较了一下白炽灯和日光灯,看到白炽灯的灯丝很集中,而日光灯的灯管却很长,他想了一会后,高兴的说:“老师,我明白了!”
请你替小明回答:原来不透明物体的周围,若四周都有光源,就 ________ .生活中的 ________ (填一种应用)就运用这一结论.
【变式4-3】(2022·全国·八年级)如图所示,利用塑料吸管和激光笔,探究光在空气中是否沿直线传播:
(1)激光笔发出的光,集中较高的 ______ ,对着眼睛照射,______ (选填“会”或“不会”)损害眼睛;
(2)将塑料吸管拉直,打开激光笔,由吸管的一端照射,吸管的另一端对着墙壁,观察到墙壁上出现一个 _____ ,表明激光笔发出的光通过 _____ ,光是沿 _______ 传播的;
(3)弯曲吸管的一端,用激光管从吸管的一端照射,吸管的另一端对着墙壁,观察到墙壁上没有出现 _____ ,表明激光笔发出的光 _______ ,光不会沿 _______ 传播。
专题4.1 光的直线传播【四大题型】
【人教版】
TOC \ "1-3" \t "正文,1" \h
\l "_Tc1161" 【题型1 光的直线传播】
\l "_Tc25206" 【题型2 日食和月食的形成】
\l "_Tc9103" 【题型3 生活中的光的直线传播现象】
\l "_Tc9103" 【题型4 综合实验】 \l "_Tc1161"
【知识点1 光的直线传播】
光在同种均匀介质中沿直线传播
1、小孔成像(一个蜡烛的光通过一个小洞在黑屋子中成倒立的实像)
2、用太阳伞遮阳
3、站队的时候只看到前一个人就表示队伍站齐了
4、影子的形成
5、激光准值(修路的时候用的) 影子, 小孔射进的阳光, 日月食, 三点一线的瞄准。 探照灯的光柱, 落日透过云缝的光芒,。
【题型1 光的直线传播】
【例1】(2020·山东淄博·中考真题)“金边日食”是壮观的天文现象,小明用自制小孔观看日食,下列说法正确的是( )
A.日食现象可用光的直线传播解释
B.用小孔成像原理观看日食利用了光的折射
C.日食通过小孔成正立、缩小的实像
D.日食通过小孔所成的像与小孔的形状有关
【答案】A
【详解】A.日食是由于太阳、月亮、地球排成一条直线,月亮挡住了太阳的光线形成的,可以用光的直线传播来解释,故A正确;
B.用小孔成像原理观看日食利用了光的直线传播,故B错误;
C.日食通过小孔成倒立的实像,故C错误;
D.日食通过小孔所成的像与太阳的形状有关,跟小孔形状无关,故D错误。
故选A。
【变式1-1】(2022·江苏镇江·中考真题)下列现象中,可用“光沿直线传播”解释的是( )
A. 水中倒影B. 筷子“折断”
C. 树下光斑D. 雨后彩虹
【答案】C
【详解】A.水中的“倒影”,是平面镜成像,属于光的反射现象,故A不符合题意;
B.筷子“折断”,是光从水斜射入空气时发生折射造成的,故B不符合题意;
C.树下光斑是太阳光通过树叶间的小孔呈现在地面上的像,是小孔成像现象,是由光沿直线传播形成的,故C符合题意;
D.雨过天晴时,常在天空出现彩虹,这是太阳光通过悬浮在空气中细小的水珠折射而成的,白光经水珠折射以后,分成各种彩色光,这种现象叫做光的色散现象,故D不符合题意。
故选C。
【变式1-2】(2022·湖南湘潭·中考真题)下列现象能说明光沿直线传播的是( )
A.空中彩虹B.水中倒影
C.墙上手影D.杯中铅笔
【答案】C
【详解】A.雨过天晴时,常在天空出现彩虹,这是太阳光透过悬浮在空气中细小的水珠折射而成的,白光经水珠折射以后,分成各种彩色光,这种现象叫做光的色散现象,所以说雨后的天空出现彩虹是由光的折射形成的,故A不符合题意;
B.水中倒影是由于光的反射现象形成的平面镜成像,故B不符合题意;
C.墙上手影是由于光沿直线传播形成的,故C符合题意;
D.从水中铅笔上反射的光从水中斜射入空气中时,发生折射,折射光线远离法线,当人逆着折射光线的方向看时,看到的是铅笔的虚像,比实际位置偏高,所以感觉折断了,故D不符合题意。
故选C。
【变式1-3】(2022·江苏常州·中考真题)2022年北京冬奥会期间,北京皮影艺术剧院紧扣冬奥题材,精彩呈现皮影戏《寻找雪姑娘》,如图所示。下列情境中,与皮影戏原理相同的是( )
A.雨后彩虹B.树荫下光斑
C.水中倒影D. 筷子弯折
【答案】B
【详解】A.皮影戏原理是光的直线传播形成的,而雨后彩虹是光的色散现象,故A不符合题意;
B.树荫下的光斑是光的直线传播形成的,与皮影戏的原理一样,故B符合题意;
C.水中倒影,平面镜成像,是光的反射现象,与皮影戏原理不同,故C不符合题意;
D.筷子弯折,是光的折射现象,与皮影戏的原理不同,故D不符合题意。
故选B。
【知识点2 日食和月食的形成】
日食和月食的形成原理都是由于光的直线传播。
月球运动到太阳和地球中间,如果三者正好处在一条直线时,月球就会挡住太阳射向地球的光,月球身后的黑影正好落到地球上,这时发生日食现象。
致使地球上的局部地方,即使是白天,也看不到太阳或只看到残缺的太阳,太阳完全被遮住称为日全食,遮住部分称为日偏食。
而月食,是在同一直线上的地球把太阳光遮住,致使在晴朗的夜空,月亮也变得黑黑的,同样月食也分月全食和月偏食。
月球比太阳的视运动走得快。日食时月球追上太阳。月球东边缘刚刚同太阳西边缘相“接触”时叫做初亏,是第一次“外切”,是日食的开始。
初亏后大约一小时,月球的东边缘和太阳的东边缘相“内切”的时刻叫做食既,是日全食(或日环食)的开始,对日全食来说这时月球把整个太阳都遮住了,对日环食来说这时太阳开始形成一个环。
日食过程中,月亮阴影与太阳圆面第一次内切时二者之间的位置关系,也指发生这种位置关系的时刻。
食既发生在初亏之后。从初亏开始,月亮继续往东运行,太阳圆面被月亮遮掩的部分逐渐增大,阳光的强度与热度显着下降。
当月面的东边缘与日面的东边缘相内切时,称为食既。天空方向与地图东西方向相反。
日全食与日环食都有上述5个过程,而日偏食只有初亏、食甚、复圆3个过程,没有食既、生光。
2、【题型2 日食和月食的形成】
【例2】(2022·辽宁朝阳·中考真题)下列现象中与日食形成原理相同的是( )
A.雨后彩虹B.海市蜃楼C.镜花水月D.立竿见影
【答案】D
【详解】日食是由于光的直线传播形成的;
A.雨后彩虹属于光的色散,是由于光的折射形成的,故A不符合题意;
B.海市蜃楼是由于光的折射产生的现象,故B不符合题意;
C.镜花水月属于平面镜成像,是由于光的反射形成的,故C不符合题意;
D.立竿见影是由于光的直线传播形成的,故D符合题意。
故选D。
【变式2-1】(2021·山东聊城·中考真题)如图所示的光学现象中,属于光的折射形成的是( )
A.墙上的手影
B.铅笔的弯折
C.日食的形成
D.水中的月亮
【答案】B
【详解】AC.墙壁上的手影和日食的形成都是由于光沿直线传播形成的,故AC不符合题意;
B.铅笔的“弯折”是由于铅笔反射的光从水中斜射入空气中时发生了折射,折射光线远离法线,折射角大于入射角,折射光线进入人眼,人眼逆着光线看去,看到的是筷子的虚像,像比物体的位置高。铅笔的弯折属于光的折射,故B符合题意;
D.平静的水面可视平面镜,水中的月亮属于平面镜成像,是由光的反射形成的,故D不符合题意。
故选B。
【变式2-2】(2021·浙江衢州·中考真题)2021年7月1日,中国共产党将迎来建党100周年,这天地球位置处于图中的( )
A.甲一乙之间B.乙一丙之间
C.丙一丁之间D.丁一甲之间
【答案】B
【详解】2021年7月1日位于夏至日(6月22号前后)和秋分日(9月23日)之间,最接近夏至日,甲图是照射在赤道上,而乙图是照射到北回归线上,故是夏至日,故甲图是春分日,丙是秋分,照射到赤道上,丁是南回归线,故是冬至日,故 2021年7月1日是在夏至到秋分,故是乙到丙,故B正确。
故选B。
【变式2-3】(2020·四川宜宾·中考真题)2020年6月21日“夏至日”,全国多地可观测到日环食,如图所示。据天文专家估测,太阳整个圆面有超过99%的面积被月球遮挡住,太阳将犹如一个美丽的金色指环悬挂于空中,景色非常壮观。能用来解释形成日环食现象的规律是( )
A.光的色散B.光的折射C.光的反射D.光的直线传播
【答案】D
【详解】由于光沿直线传播,太阳射出的光线被月球挡住了,太阳光射不到地球上,所以地球上的人们看不到太阳。这样就形成了日食。
故选D。
3、【题型3 生活中的光的直线传播现象】
【例3】(2022·辽宁沈阳·八年级期末)光在真空中传播的速度是 _____m/s;
【答案】 3×108
【详解】[1]光在不同介质中传播的速度不同,光在真空中的传播速度是3×108m/s。
【变式3-1】(2022·安徽合肥·八年级期末)在挖掘地铁隧道的过程中,采用了如图甲所示的激光准直系统,其工作原理是光的 ___________传播,图乙中,当人靠近镜子时,人的脸在镜中的像将会 ___________(选填“变大”、“变小”或“不变”)。
【答案】 直线 不变
【详解】[1]甲图中,挖掘隧道时,采用激光准直技术,是利用了光沿直线传播原理。
[2]乙图中,平面镜成像的原理是光的反射,平面镜成像时,像与物体的大小相等,所以人靠近镜子时,人在镜中的像大小不变。
【变式3-2】(2022·上海·八年级课时练习)如图所示,站在队伍第一个人的前面看,后面的人都被第一个人挡住,说明队伍站得 ____ (选填“很直”或“不直”),所用的原理是 _______ 。
【答案】 很直 同种均匀介质(或空气)中光沿直线传播
【详解】[1][2]站在队伍第一个人的前面看,由于光在同种均匀的介质(空气)是沿直线传播的,来自后面人反射的光被第一个人挡着,只能看到第一个人,这时说明队伍站的很直。
【变式3-3】(2022·贵州毕节·八年级期末)春节联欢晚会上,一群风华少女通过精美的舞蹈把我国佛文化中的“千手观音”演绎得淋漓尽致,给人以美的熏陶、善的启迪。如图所示,观众看不见领舞者身后其他演员的面孔,这是因为光的______的缘故。舞台上云雾缭绕,宛如天庭,其实是干冰(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】 直线传播 升华 液化
【详解】[1]由于光的直线传播,后面演员的光被领舞者挡住,无法进入观众眼睛,所以观众看不见后面的演员。
[2][3]干冰变成二氧化碳的过程是升华过程,此过程须吸收热量,从而使周围环境的温度降低,水蒸气遇冷放热液化成小水滴,就是我们见到的“云雾”。
4、【题型4 综合实验题】
【例4】(2022·全国·八年级课时练习)为探究光的传播规律,小明在家中做了如下三个实验:
(1)探究光在气体中的传播规律。实验现象如图甲,为了使实验现象明显,小明在激光灯下方点燃了一盘蚊香,你认为这样做的目的是________;
(2)小明探究光在液体中的传播规律。实验现象如图乙,小明接着沿着水槽侧壁倒入浓糖水,看到实验现象如图丙;小明再用木棍搅拌后,实验现象又恢复到图乙。以上现象说明光在________介质中沿直线传播。
【答案】 显示光的传播路径 同一种均匀
【详解】(1)[1]烟是固体颗粒,光遇到空气中小的固体颗粒发生漫反射,反射的光进入人的眼睛,人能看到光的传播路线,所以点燃一盘蚊香是为了显示光的传播路径。
(2)[2]由于糖水是不均匀的,所以沿着水槽侧壁倒入浓糖水,看到光线不再沿直线传播,而是发生弯曲,再用木棍搅拌后,糖水变得均匀,又看到光线沿直线传播了,这些实验现象说明光在同种均匀介质中沿直线传播。
【变式4-1】(2022·上海·八年级课时练习)如图甲所示是用易拉罐制成的简易针孔照相机:
(1)使用针孔照相机时,小孔对着______(选填“明亮的室外”或“较暗的室内”)进行观察,可以看到______像(选填“正立”或“倒立”、“虚”或“实”);为使看到的像更清晰,某同学将实验装置改进,则圆筒的______(选填“A”“B”)端是用半透明薄纸制成的光屏;
(2)正午时,小华在地面上铺一张白纸,将刻有边长为1cm的等边三角形小孔的纸板正对着太阳,保持纸板与白纸的距离为30cm,观察白纸上的光斑:
①接着小华用另一张卡片覆盖在三角形孔上(如图乙所示)向左移动,大约遮住孔的一半时,观察光斑变化情况,与没有遮挡时相比较白纸上光斑大小将______(选填“变大”、“不变”或“变小”),光斑亮度______(选填“增强”、“不变”或“减弱”);
②没有遮挡时,渐渐增大纸板与白纸的距离到2m左右时,此时光斑形状是______形,然后再用卡片遮挡,减小通光孔的大小,白纸上光斑大小将______(选填“变大”、“不变”或“变小”),光斑亮度______(选填“增强”、“不变”或“减弱”);
③晴天太阳透过树叶缝隙在地面上形成的圆形光斑与上述原理相同,其圆形光斑大小不一的原因是______。
【答案】 明亮的室外 倒立实 A ①变小 不变 ②圆 不变 减弱 ③树叶缝隙到地面距离不等
【详解】(1)[1] [2]根据小孔成像原理,使用针孔照相机时,小孔对着明亮的室外,塑料薄膜在暗室内,让光线通过小孔进入筒内,在塑料薄膜上形成倒立缩小的实像。
[3]小孔成像是光的直线传播现象;物体上部的光线通过小孔后,射到了光屏的下部;物体下部的光线通过小孔后,射到了光屏的上部,因此通过小孔后所成的像是倒立的像;因此A端是用半透明薄纸制成的光屏。如图所示:
(2)[4][5]太阳光是平行光,开始时孔较大,形成的是和孔面积大小相等的光斑,故刚开始时,白纸上光斑大小将变小,而亮度与孔大小无关,所以光斑亮度不变。
[6][7][8]当没有遮挡时,渐渐增大纸板与白纸的距离到2m时,仍是小孔成像,所以此时光斑形状是圆形,继续移动覆盖的卡片,减小孔的大小,白纸上光斑大小将不变,光斑亮度减弱。
[9]晴天太阳透过树叶缝隙形成的圆形光斑与上述原理相同,其圆形光斑大小不一的原因是树叶缝隙离地面的距离不等。
【变式4-2】(2022·全国·八年级课时练习)学习了光学知识后,爱动脑筋的小明和小红想自己探究小孔成像现象.如图所示,他们给两个空罐的底部中央分别打上一个圆孔和一个方孔,再用两片半透明的塑料膜蒙在空罐的口上.分别将小孔对着烛焰和灯丝,可以看到烛焰和灯丝通过小孔所成的像.
(1)甲图中点燃的蜡烛距小孔20cm,它成像在距小孔15cm,则半透明膜上的像是 _____
A.倒立、放大的像 B.正立、缩小的像 C.倒立、缩小的像 D.正立、放大的像
(2)由甲、乙两图可知实验是在研究小孔成像与 ________ 的关系.
(3)分析比较 ________ 和 ________ 两图,可以得出小孔成像与物体的形状有关;
(4)小明和小红明白了:树荫下的圆形光斑(如图所示)就是 _____ 通过树叶间的小孔在地面上形成的像.
(5)小明和小红还联想到:在太阳光或者日光灯下, 如果挡住了光的去路,地面上就会形成影子.细心的小明进一步发现,在日光灯下的影子灰蒙蒙一片,一点也不清楚,特别是处处装点着电灯的大厅里,人和物的影子就更是模糊不清了.这是为什么呢?小明去问物理老师,老师拿出几根蜡烛、一个圆柱形铁块,让小明做了如下实验:
①木块放在桌子上,旁边点上一只蜡烛.观察铁块的影子.(如图a)
②在旁边再点上一只蜡烛,观察铁块的影子(如图b)
③继续在铁块旁边点蜡烛,直到将蜡烛围满铁块四周,观察铁块的影子(如图c和d)
小明发现,蜡烛影子越来越 ________ (填“深”或“浅”),这时他又比较了一下白炽灯和日光灯,看到白炽灯的灯丝很集中,而日光灯的灯管却很长,他想了一会后,高兴的说:“老师,我明白了!”
请你替小明回答:原来不透明物体的周围,若四周都有光源,就 ________ .生活中的 ________ (填一种应用)就运用这一结论.
【答案】 C; 孔的形状; 甲 丙 太阳 浅 不会形成影子 无影灯
【分析】根据以下内容答题:
(1)蜡烛发出的光在空气中沿直线传播,经过小孔射在半透明纸上,从而形成一个倒立的烛焰的像;像的大小与像距和物距的关系有关,若像距大于物距,像大于物;若像距小于物距,像小于物.
(2)(3)小孔成像的原理是光沿直线传播,小孔成像的形状和孔的形状无关,与物体的形状有关.
(4)树荫下的光斑是太阳的实像;
(5)要知道小明明白了什么,必须清楚实验的探究过程:在木块旁边点一根蜡烛,影子较明显,在木块旁边点两根、三根影子逐渐变得不明显,若在木块旁边点很多蜡烛,则木块的影子消失,由此小明得到了结论;联想生活中物体周围有很多光源且没有影子的例子.
【详解】(1)小孔成像成的是一个倒立的像,像是由实际光线会聚而成的,是实像;像到小孔光的距离15cm小于蜡烛到小孔的距离20cm,所成的像是缩小的像;故选C;
(2)甲图和乙图中孔的形状不同,物体(蜡烛焰)形状相同,所成的像的形状相同,由此可见:小孔成像中像的形状取决于物体的形状,与小孔的形状无关.所以甲、乙两图可知实验是在研究小孔成像与孔的形状的关系.
(3)甲图与丙图中物体的形状不同,小孔的形状相同,所成的像的形状不同,由此可见:小孔成像的形状与物体的形状有关;
(4)树荫下的圆形光斑就是太阳通过树叶间的小孔在地面上所成的实像.
(5)通过老师的实验可知,不透明物体的周围,光源越多,形成的影子越浅,或影子越不明显;原来不透明物体的周围,当四周都有光源,就不会形成影子.例如:为防止做手术时出现影子影响手术的进行,手术室内用的无影灯,就运用这一结论.
故答案为(1)C;(2)孔的形状;(3)甲;丙;(4)太阳;(5)浅;不会形成影子;无影灯.
【点睛】此题考查的是小孔成像的特点,以及像与物的大小关系的判断,认真审题,仔细观察,从题干中得到有用的信息,是解题的关键.。
【变式4-3】(2022·全国·八年级)如图所示,利用塑料吸管和激光笔,探究光在空气中是否沿直线传播:
(1)激光笔发出的光,集中较高的 ______ ,对着眼睛照射,______ (选填“会”或“不会”)损害眼睛;
(2)将塑料吸管拉直,打开激光笔,由吸管的一端照射,吸管的另一端对着墙壁,观察到墙壁上出现一个 _____ ,表明激光笔发出的光通过 _____ ,光是沿 _______ 传播的;
(3)弯曲吸管的一端,用激光管从吸管的一端照射,吸管的另一端对着墙壁,观察到墙壁上没有出现 _____ ,表明激光笔发出的光 _______ ,光不会沿 _______ 传播。
【答案】 能量 会 亮斑 吸管 直线 光斑 没有通过吸管 曲线
【详解】(1)[1][2]激光笔发出的激光,会集中较高的能量,因为它具有能量大,亮度高,方向直等特点,所以直接对着人的眼睛照射,会损伤眼睛。
(2)[3][4][5]将塑料吸管拉直,打开激光笔,由吸管的一端照射,吸管的另一端对着墙壁,观察到墙壁上会出现一个亮斑,表明激光笔发出的光通过吸管,说明光是沿直线传播的。
(3)[6][7][8]弯曲吸管的一端,用激光管从吸管的一端照射,吸管的另一端对着墙壁,观察到墙壁上没有出现亮斑,表明激光笔发出的光没有通过吸管,说明光不会沿曲线传播。
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