第3章 3.3 光的直线传播(2016)

3.3 光的直线传播一．选择题（共10小题）1．（2016•湘西州）炎热的夏天人们总喜欢在“树荫”下乘凉，这“树荫”形成的原因是（）A．光的直线传播 B．光的反射 C．光的折射 D．光的色散2．（2016•呼和浩特）自然界中有许多有趣的光现象，下列光现象中，属于光沿直线传播的是（）A．空游泳池中注水后，看起来变浅了B．平静的湖面上倒映着岸边的景物C．开凿隧道时，工人们用激光束引导掘进机D．雨后的天空中，出现了一道彩虹3．（2016•营口）下列光现象，可用光的直线传播知识解释的是（）A．手影游戏B．错位的铅笔C．镜中的像D．雨后的彩虹4．（2016•宿迁）下列光现象与日食的形成原因不同的是（）A．小孔成像B．水中倒影C．手影游戏D．树下阴影5．（2016•黑龙江）下列现象中，由于光的直线传播形成的是（）A．手影B．对着镜子画脸谱C．海市蜃楼D．雨后彩虹6．（2016•乐山）在如图所示的四种现象中，由光的直线传播形成的是（）A．筷子在水中弯折B．山在水中的倒影C．手的影子D．天空中出现的彩虹7．（2016•葫芦岛）2016年5月9日19时12分左右，“水星凌日”的天象于本世纪第三次出现．如图所示，水星如一颗小黑痣从太阳“脸上”缓慢爬过．它的形成与下列光现象原理相同的是（）A．小孔成像B．河水看起来变浅C．海市蜃楼D．水中荷花的倒影8．晚上，小明挑着一盏不带光源的工艺品小灯笼在家里玩．当把小灯笼移到发光面较大的吸顶灯正下方时（如图所示），会在小灯笼正下方的水平白纸上出现一个影子，关于这个影子的形状，图中正确的是（）A．B．C．D．9．无影灯是由多个大面积光源组合而成的，下列关于照明效果的说法中正确的是（）A．无影灯下的物体没有影子B．无影灯下的物体有本影C．无影灯下的物体没有本影D．无影灯下的物体没有半影10．在探究树荫下光斑的综合实践活动中，为了研究孔的大小对光斑形状的影响．小华设计了四种有不同形状孔的卡片甲，并用另一张卡片乙覆盖在甲上，如图所示．接着，从图示位置沿箭头方向水平移动乙，观察光斑形状的变化情况，下列合乎要求的是（）A．B．C．D．二．填空题（共3小题）11．2016年3月10日天空出现了日全食．日全食发生的原因是由于光的______，位于中间位置的是______（选填“月球”、“地球”或“太阳”）．12．今年5月22日，我国大部分地区均能观察到带环日出这一天文奇观（即日出时发生日环食）．日环食是______现象产生的．13．拿一只空的易拉罐，在底部用钉子敲一个小孔，将易拉罐的顶部剪去，然后蒙上一层半透明的塑料薄膜，这样就制成了一个针孔照相机，把小孔对着窗外的景物，可以在塑料薄膜上看到一个______立的像，它是根据______原理形成的．三．解答题（共6小题）14．如图所示，P为人眼的位置，请在图中用作图的方法，作出人眼所能看到的挡板右侧墙壁的范围．15．如图甲，路灯下站着小赵，小芳，小刚三人，请根据小芳和小刚的影长，标出图中路灯灯泡S的位置，并用粗实线画出小赵落在地面上的影子．16．如图所示，找一个空的易拉罐，用钉子在易拉罐底部的中央敲一个小孔，将易拉罐的顶部剪去后，蒙上一层塑料薄膜，这样就制成了一个针孔照相机，其实就是小孔成像的实验装置．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）如果易拉罐底部小孔是三角形，则他在半透明纸上看到的像是______A．三角形光斑B．圆形光斑C．蜡烛的正立像D．蜡烛的倒立像（2）如果小孔变大，它在薄膜上所成的像将______．（3）猜想一：小孔成像的大小可能与物体到小孔的距离有关；猜想二：小孔成像的大小可能与光屏到小孔的距离有关；请选择一个方面设计实验过程（可作图说明）______．17．“坐井观天，所见甚小”．请大致画出青蛙在O点看到天空的范围．18．如图所示，在水平地面上竖立着AB和CD两根较长的直杆，且两杆都与地面垂直，一地面上的观察者在两杆BD所在的直线上移动时发现在某区域内观察到AB杆比CD杆高，请在下图中作图找到该区域，并用阴影标出，人的身高可忽略不计．（保留作图时所画痕迹）19．学习了光学知识后，爱动脑筋的小桐想自己探究小孔成像观象．如图所示，她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）分析比较甲、乙两图，可以得出结论：小孔成像与小孔的形状______（有/无）关．（2）分析比较甲、丙两图，可以得出结论：小孔成像与物体的形状______（有/无）关．（3）通过实验，可以看到烛焰和灯丝在塑料膜上成的都是______ （正/倒）立的实像．（4）树荫下的圆形光斑形成的原理与之______（相同/不同）．参考答案与解析一．选择题（共10小题）1．（2016•湘西州）炎热的夏天人们总喜欢在“树荫”下乘凉，这“树荫”形成的原因是（）A．光的直线传播 B．光的反射 C．光的折射 D．光的色散【分析】光在同种均匀物质中沿直线传播，在日常生活中，激光准直、小孔成像和影子的形成等都表明光在同一种均匀介质中是沿直线传播的．【解答】解：太阳光被树叶遮挡后，在下边形成一个黑色的区域，形成树荫实际上就是大树的影子，是光在同种均匀介质中沿直线传播形成的，故A正确．故选A．【点评】生活中的影子现象大多都可以利用光的直线传播来解释，是光学最基本知识的考查．2．（2016•呼和浩特）自然界中有许多有趣的光现象，下列光现象中，属于光沿直线传播的是（）A．空游泳池中注水后，看起来变浅了B．平静的湖面上倒映着岸边的景物C．开凿隧道时，工人们用激光束引导掘进机D．雨后的天空中，出现了一道彩虹【分析】（1）光在同种均匀均匀物质中沿直线传播，在日常生活中，激光准直、小孔成像和影子的形成等都表明光在同一种均匀介质中是沿直线传播的；（2）当光照射到物体界面上时，有一部分光被反射回来，例如：平面镜成像、水中倒影等；（3）当光从一种介质斜射入另一种介质时，传播方向的会偏折，发生折射现象，如：看水里的鱼比实际位置浅等．【解答】解：A、注满水的游泳池，池底看起来变浅了，是由于光从水中斜射入空气中时，发生折射，故A不符合题意；B、平静的水面能形成岸上景物清晰的像，是利用了光的反射，故B不符合题意；C、开凿隧道用激光束引导掘进机，使掘进机沿直线前进，是利用光沿直线传播，故C符合题意；D、雨后彩虹，是光的色散现象，是由光的折射形成的；故D不符合题意．故选C．【点评】本题考查了学生对光的直线传播、光的折射在生活中的应用的了解与掌握，属于基础题目．3．（2016•营口）下列光现象，可用光的直线传播知识解释的是（）A．手影游戏B．错位的铅笔C．镜中的像D．雨后的彩虹【分析】光在自然界中存在三种光现象：在日常生活中，激光准直、日月食、小孔成像和影子的形成等都表明光在同一种均匀介质中是沿直线传播的；当光照射到物体界面上时，有一部分光被反射回来发生反射现象，如水中，镜中月，水中的倒影；当光从一种介质斜射入另一种介质时，传播方向的会偏折，发生折射现象，如海市蜃楼、雨后彩虹、铅笔错位．【解答】解：A、手影是由光的直线传播形成的，故A正确；B、错位的铅笔是由光的折射形成的，故B错误；C、镜中的像，属于平面镜成像，是由光的反射形成，故C错误；D、雨后彩虹，是光的色散现象，是由光的折射形成的，故D错误．故选A．【点评】本题的解题关键：一是了解成语意思，二是区分三种光现象（光的直线传播、光的反射、光的折射）．4．（2016•宿迁）下列光现象与日食的形成原因不同的是（）A．小孔成像B．水中倒影C．手影游戏D．树下阴影【分析】光在同种均匀物质中沿直线传播，在日常生活中，激光准直、小孔成像和影子的形成等都表明光在同一种均匀介质中是沿直线传播的．【解答】解：日食是光的直线传播形成的；小孔成像、手影游戏和树下阴影也是光的直线传播形成的；平静的水面相当于平面镜，水中的倒影属于平面镜成像，是由于光的反射形成的．所以，与日食的形成原因不同的是B项．故选B【点评】本题列举了四个常见的光现象，综合了光学知识，需要学生在平时学习和生活中多对相关的光现象进行思考．5．（2016•黑龙江）下列现象中，由于光的直线传播形成的是（）A．手影B．对着镜子画脸谱C．海市蜃楼D．雨后彩虹【分析】1、光在同种均匀物质中沿直线传播，在日常生活中，激光准直、小孔成像和影子的形成等都表明光在同一种均匀介质中是沿直线传播的；2、当光照射到物体界面上时，有一部分光被反射回来发生反射现象，例如：平面镜成像、水中倒影等；3、当光从一种介质斜射入另一种介质时，传播方向的会偏折，发生折射现象，如：看水里的鱼比实际位置浅等．【解答】解：A、手影的形成是因为光是沿直线传播的，故A符合题意；B、对着镜子画脸谱属于平面镜成像，是由于光的反射形成的，故B不合题意；C、海市蜃楼是由于光的折射形成的，故C不合题意；D、雨后彩虹是光的色散现象，其实质是光的折射形成的，故D不合题意．故选A．【点评】本题考查光的直线传播的具体生活实例，需要利用生活和物理之间的联系进行判断；能否区分三种光现象：光的直线传播、光的反射、光的折射，是本题的解题关键．6．（2016•乐山）在如图所示的四种现象中，由光的直线传播形成的是（）A．筷子在水中弯折B．山在水中的倒影C．手的影子D．天空中出现的彩虹【分析】（1）光从一种介质斜射入另一种介质时，光的传播方向就会发生偏转，即光的折射现象；（2）光照在不同介质面上时，会发生反射现象，平面镜成像和水中“倒影”就是具体应用；（3）光在同一均匀介质中沿直线传播．光沿直线传播的实例有：小孔成像、激光准直、影子、日食和月食等；（4）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．【解答】解：A、水中铅笔看起来变弯折，属于光的折射现象，故A不符合题意；B、山在水中的倒影是平面镜成像，是光的反射形成的，故B不符合题意；C、手在灯光下形成影子，是光的直线传播形成的，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．【点评】此题主要考查了光的直线传播、光的折射、光的反射现象和光的色散现象；光的直线传播是光在同一均匀介质中的传播，光的反射是光照射到物体表面又返回的现象，光的折射是由于光从一种介质斜射入另一种介质或在不均匀介质中传播时，传播方向发生变化的现象．它们之间有本质的区别，要注意区分．7．（2016•葫芦岛）2016年5月9日19时12分左右，“水星凌日”的天象于本世纪第三次出现．如图所示，水星如一颗小黑痣从太阳“脸上”缓慢爬过．它的形成与下列光现象原理相同的是（）A．小孔成像 B．河水看起来变浅C．海市蜃楼 D．水中荷花的倒影【分析】解答此题要明确发生“水星凌日”现象时，太阳、水星和地球三者在同一条直线上，并且，水星在太阳和地球之间．【解答】解：当水星转到太阳与地球中间且三者在一条直线上时，在地球上看到水星从太阳面上移过，这就是“金星凌日”现象，成因是光的直线传播，在给出的四个选项中“A、小孔成像”属于光焰直线传播，“B、河水看起来变浅”，“C、海市蜃楼”属于光的折射，“D、水中荷花的倒影”属于光的反射．故选：A．【点评】一般来说：见到影子、日月食、小孔成像就联系到光的直线传播原理；见到镜子、倒影、潜望镜就联系到光的反射原理；见到水中的物体，隔着玻璃或透镜看物体就联系到光的折射原理．“金星凌日”的天文奇观，很少见，它的产生和日食的道理相同8．晚上，小明挑着一盏不带光源的工艺品小灯笼在家里玩．当把小灯笼移到发光面较大的吸顶灯正下方时（如图所示），会在小灯笼正下方的水平白纸上出现一个影子，关于这个影子的形状，图中正确的是（）A．B．C．D．【分析】影子是由于光照射到不透明的物体形成的阴影部分，是由于光的直线传播形成的．【解答】解：发光面较大的吸顶灯的光被灯笼遮挡后，在后边形成一个黑色的区域，叫做影子，即灯笼影子，是光的直线传播形成的，因为吸顶灯的面积较大，所用在灯笼影子的边缘是光线较暗的半影区，中间是没有光线的全影区，所以C符合时间情况．故选C．【点评】本题主要通过手影考查光在同一物质中沿直线传播这一知识点，要会用所学的物理知识解释有关的现象．达到学以致用的目的．9．无影灯是由多个大面积光源组合而成的，下列关于照明效果的说法中正确的是（）A．无影灯下的物体没有影子B．无影灯下的物体有本影C．无影灯下的物体没有本影D．无影灯下的物体没有半影【分析】定义：点光源发出的光，照到不透明的物体上时，物体向光的表面被照亮，在背光面的后方形成一个光照不到的黑暗区域，这就是物体的影．影区是发自光源并与被照物体的表面相切的光线围成的．A、本影：光源上所有发光点都照不到的区域．B、半影：光源上一部分发光点能照到，而另一部分发光点照不到的区域成为半明半暗的半影．本影与半影都是光的直线传播的结果．【解答】解：对同一个物体，其本影区的大小，与光源发光面的大小和光源到物体的距离有关：光源到物体的距离一定时，光源发光面越大，则物体的本影越小；光源发光面越小，则物体的本影越大．光源发光面一定时，光源到物体的距离越小，则物体的本影区越大；光源到物体的距离越大，则物体的本影区越小．因为医院外科手术室中的无影灯是由多个大面积光源组合而成的，光源到物体的距离一定，因此可以认为没有本影，但有半影，故只有C正确．故选C．【点评】解答此题首先要掌握物体的影，本影，半影的定义，然后再从光源发光面的大小和光源到物体的距离去分析本影区的大小．10．（2014•盐城）在探究树荫下光斑的综合实践活动中，为了研究孔的大小对光斑形状的影响．小华设计了四种有不同形状孔的卡片甲，并用另一张卡片乙覆盖在甲上，如图所示．接着，从图示位置沿箭头方向水平移动乙，观察光斑形状的变化情况，下列合乎要求的是（）A．B．C． D．【分析】小孔成像是光的直线传播形成的，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．【解答】解：（1）A图中随着卡片乙向左移动，孔的形状始终是三角形，并且逐渐变小，故A符合要求；（2）BCD三图中随着卡片乙向左移动，孔的形状发生了变化，不符合要求．故选：A．【点评】本题尽管是考查小孔成像，实际上是考查学生对控制变量法的理解，抓住变量和不变量是解题的关键．二．填空题（共3小题）11．2016年3月10日天空出现了日全食．日全食发生的原因是由于光的直线传播，位于中间位置的是月球（选填“月球”、“地球”或“太阳”）．【分析】光在同一种均匀介质中是沿直线传播的，当光线遇到不透明的物体时，就会在物体的后面形成影子，据此分析即可判断；【解答】解：由于光在同一种均匀介质中是沿直线传播的，当月亮运行到太阳和地球之间时，太阳射向地球的光线被月球部分遮挡，就会形成日食；故答案为：直线传播；月球．【点评】本题考查日食的成因，属于对光的直线传播的考查．12．今年5月22日，我国大部分地区均能观察到带环日出这一天文奇观（即日出时发生日环食）．日环食是光沿直线传播现象产生的．【分析】（1）光在同种均匀物质中沿直线传播，在日常生活中，激光准直、小孔成像和影子的形成等都表明光在同一种均匀介质中是沿直线传播的；（2）当光照射到物体界面上时，有一部分光被反射回来，例如：平面镜成像、水中倒影等；（3）当光从一种介质斜射入另一种介质时，传播方向的会偏折，发生折射现象，如：看水里的鱼比实际位置浅等．【解答】解：日环食形成的原因是：当月亮正好在太阳和地球之间时，地球进入了月亮的影子中，也就是月亮挡在地球和太阳的中间的一部分时，因为光是沿直线传播，所以地球上的人就不能看到一个完整的太阳而形成的，日环食是光沿直线传播形成的．故答案为：光沿直线传播．【点评】本题列举了四个常见的光现象，综合了光学知识，需要学生在平时学习和生活中多对相关的光现象进行思考．13．拿一只空的易拉罐，在底部用钉子敲一个小孔，将易拉罐的顶部剪去，然后蒙上一层半透明的塑料薄膜，这样就制成了一个针孔照相机，把小孔对着窗外的景物，可以在塑料薄膜上看到一个倒立的像，它是根据光的直线传播原理形成的．【分析】针孔照相机和普通照相机的不同之处是：针孔照相机的镜头是一个小孔，普通照相机的镜头是一个凸透镜．针孔照相机的原理是小孔成像，我们可根据小孔成像，像的特点和成像的原理来作答．【解答】解：针孔照相机的原理就是小孔成像，小孔成像是由光的直线原理形成的．小孔成像，像的特点是：倒立的实像．故答案为：倒；光的直线传播．【点评】此题考查的是光沿直线传播的应用，是一道光学的基础题．三．解答题（共6小题）14．如图所示，P为人眼的位置，请在图中用作图的方法，作出人眼所能看到的挡板右侧墙壁的范围．【分析】光在同一种均匀介质中是沿直线传播的，故据上述原理做出该题的图示即可．【解答】解：由于在光在同一种均匀介质中是沿直线传播的，故人眼看到的范围如下图所示：【点评】光在同一种均匀介质中是沿直线传播的，并能利用该原理解决许多实际问题．15．如图甲，路灯下站着小赵，小芳，小刚三人，请根据小芳和小刚的影长，标出图中路灯灯泡S的位置，并用粗实线画出小赵落在地面上的影子．【分析】根据中心投影的特点可知，连接物体和它影子的顶端所形成的直线必定经过点光源．所以分别把小芳和小刚的顶端和影子的顶端连接并延长可交于一点，即点光源的位置，再由点光源出发连接小赵顶部的直线与地面相交即可找到小赵影子的顶端．【解答】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，由S向小赵的头顶画直线就可以确定小赵的影子，如下图：．【点评】此题考查的是影子形成原理的应用，确定路灯位置是解题的关键．16．如图所示，找一个空的易拉罐，用钉子在易拉罐底部的中央敲一个小孔，将易拉罐的顶部剪去后，蒙上一层塑料薄膜，这样就制成了一个针孔照相机，其实就是小孔成像的实验装置．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）如果易拉罐底部小孔是三角形，则他在半透明纸上看到的像是DA．三角形光斑B．圆形光斑C．蜡烛的正立像D．蜡烛的倒立像（2）如果小孔变大，它在薄膜上所成的像将亮度增大，像变模糊．（3）猜想一：小孔成像的大小可能与物体到小孔的距离有关；猜想二：小孔成像的大小可能与光屏到小孔的距离有关；请选择一个方面设计实验过程（可作图说明）保持光屏到小孔的距离不变，改变物体到小孔的距离，观察像的大小变化．【分析】（1）物体发出或反射的光通过小孔后，在小孔后面的光屏上形成倒立的实像，这就是小孔成像；在小孔成像现象中，物体经小孔成的像的形状由物体决定，像的形状与物体的形状相同，与孔的形状无关；（2）如果小孔变大，则相当于成像的小孔变多，据此解答；（3）小孔所成像的大小与物体的大小、物到小孔的距离、小孔到光屏的距离有关．【解答】解：（1）蜡烛经小孔成倒立的实像，像的形状与蜡烛形状相同，像与小孔的形状无关，即蜡烛在塑料薄膜上成的像是蜡烛的倒立像；（2）如果小孔变大，则相当于在光屏上有很多的小孔同时成像，且小孔的位置不同，所以蜡烛所成的像亮度增大，像变模糊；（3）保持光屏到小孔的距离不变，改变物体到小孔的距离，观察像的大小变化；保持物体到小孔的距离不变，改变光屏到小孔的距离，观察像的大小变化．故答案为：（1）D；（2）亮度增大，像变模糊；（3）保持光屏到小孔的距离相同，改变物体到小孔的距离．【点评】此题主要考查小孔成像的原理和像的特点，属于基础知识，比较容易解答．17．“坐井观天，所见甚小”．请大致画出青蛙在O点看到天空的范围．【分析】青蛙之所以坐在井里，只能看到很小的一片天，就是因为光是沿直线传播的缘故．【解答】解：图中黑点O表示青蛙的位置，将O点分别与井口左边的端点、井口右边的端点相连成一直线，然后在直线上标出光线射向O点的箭头，即可得到两条射向青蛙眼睛的光线，这两条光线就决定了青蛙的观察范围．如图所示：【点评】本题通过作图的方式考查了光是沿直线传播的性质，题目应用了成语故事，是一道好题．18．如图所示，在水平地面上竖立着AB和CD两根较长的直杆，且两杆都与地面垂直，一地面上的观察者在两杆BD所在的直线上移动时发现在某区域内观察到AB杆比CD杆高，请在下图中作图找到该区域，并用阴影标出，人的身高可忽略不计．（保留作图时所画痕迹）【分析】光在同种均匀介质中沿直线传播．【解答】解：光在同种均匀介质中是沿直线传播的，如人看到杆CD被杆AB所阻挡，就会感觉杆AB高于杆CD；故答案为：【点评】本题考查了对光沿直线传播的应用．19．学习了光学知识后，爱动脑筋的小桐想自己探究小孔成像观象．如图所示，她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）分析比较甲、乙两图，可以得出结论：小孔成像与小孔的形状无（有/无）关．（2）分析比较甲、丙两图，可以得出结论：小孔成像与物体的形状有（有/无）关．（3）通过实验，可以看到烛焰和灯丝在塑料膜上成的都是倒（正/倒）立的实像．（4）树荫下的圆形光斑形成的原理与之相同（相同/不同）．。