第四章 光现象

来源:作者: 编辑:孙楼初中2015-12-24

第四章 光现象
一、光的传播
分钟训练 (预习类训练,可用于课前)
1.发生雷电时,我们总是先看到闪电,后听到雷声。这是因为_________,真空中的光速是宇宙间最快的速度,为_________/,光在其他各种介质中的速度都比在真空中的_________
思路解析:声音在空气中的传播速度是340 m/s,光的传播速度要比声音快得多,在真空中为每秒30万千米,在空气中的速度和真空中差不多。光在真空中的速度是宇宙中最快的速度。
答案:光的传播速度比声音快  3×108  
2.能够_________的物体叫做光源,光源可分为天然光源和_________光源。
思路解析:本身能够发光的物体叫光源,光源分为天然光源和人造光源。太阳是天然光源,电灯是人造光源。
答案:发光  人造
3.迄今为止人类制造出来的最常用的人造光源是_________,它是美国发明大王_________1878年发明的。
思路解析:1878年美国发明大王爱迪生发明的电灯是目前人类利用最广泛的人造光源。
答案:电灯  爱迪生
4.光在同种均匀介质中是沿_________传播的。工程师们常用激光束引导掘进机 ,使掘进机沿_________前进,就是利用了激光的准直性。
思路解析:光在同种均匀介质中沿直线传播,激光具有很好的方向性,且激光不易发散,所以经常利用激光束引导方向。
答案:直线  直线
10 分钟训练 (强化类训练,可用于课中)
1.下列都是光源的一组是(    
A.电池和萤火虫            B.电池和烛焰
C.月亮和萤火虫            D.萤火虫和烛焰
思路解析:光源是指本身能够发光的物体,光源分为自然光源和人造光源。萤火虫尾部会发光,是自然光源;烛焰是人造光源;月亮看上去发光,但它本身不发光,它能反射太阳光,所以月亮不是光源;电池不发光,所以不是光源.
答案:D
2.下列说法错误的是(    
A.光在同种均匀介质中是沿直线传播的
B.太阳光射不到影子里,是因为光的传播路线是直的
C.太阳和月亮都是光源
D.光在真空中的传播速度约为3×10m/s
思路解析:宇宙中的恒星能够发光,是光源,月亮不是恒星,本身不发光。月亮把夜色照亮是因为它反射了太阳的光。
答案:C
3.关于光速,下列说法不正确的是(    
A.光的传播速度总是3.0×108 ms
B.光的传播速度最大值为3.0×l08 ms
C.光年是长度单位
D.光年是天文学上表示距离的单位
思路解析:光在不同介质中传播速度不同,在真空中传播速度最快,约为3.0×108 ms,所以选项A错误,选项B正确。光年是指光在一年中走过的距离,它是一个长度单位,天文学上星体间的间距很大,用千米表示数字太大,通常用光年作为天文学表示距离的单位,所以选项CD均正确。
答案:A
4.光在空气、水、玻璃中传播的速度大小,按由小到大的顺序排列为(    
A.空气、水、玻璃         B.玻璃、水、空气
C.水、空气、玻璃         D.水、玻璃、空气
思路解析:光在真空中的传播速度最快,是宇宙间的最快的速度,光在空气中的速度大约与真空中的速度相等;光在水中的速度约为真空中光速的3/4;光在玻璃中的速度约为真空中光速的2/3
答案:B
5.同学们排成一路纵队,如果每个人都只能看到自己前面的一位同学,队就排直了,这利用了光_________传播的规律。
思路解析:同学们排列纵队,是在同一种均匀物质(空气)中排直,显然利用光沿直线传播的规律。
答案:沿直线
6.举杯邀明月,对影成三人,这里的三其中的一是由于光的直线传播形成的_________
答案:影子
7.2-1-1是日食的形成。它是因为光的_________传播形成的。当人随地球运动到_________区时会看到日全食,运动到_________区时会看到日偏食,运动到_________区时会看到日环食。

2-1-1
思路解析:看到日全食的位置应是太阳光全部被月球挡住的位置;看到日偏食是太阳的某一侧被月球挡住的另一侧的光不被月球挡住而能被观察者看到的位置;太阳中央部分的光被月球挡住,观察者无法看到,太阳的边缘部分的光则均不被月球挡住,可被观察者看到,则此区域可见到日环食。D区域,太阳光不受任何阻挡。
答案:直线  B  A  C
8.汽车的前灯为什么安装在车头的下部,而不安在顶部?
思路解析:因为光沿直线传播,在不透明物体的后面留下影子,高度一定的物体,光源越高,影子越短,光源越低,影子越长。车灯安在下部,使路面物体的影子变长,便于司机及早发现障碍物,提前处理情况。
答案:夜间行车时,司机为看清前面的路面情况,用灯光照射前方路面,如果路面一片光亮,表明路面平坦,如果看到许多黑影,就说明路面坎坷不平。障碍物高度一定,如果车灯安在车头下部,障碍物的影子较长,便于司机观察路面情况,及早作出判断。
快乐时光
太阳和月亮哪个更重要
老师:黎明同学,你认为太阳和月亮哪个更重要?
黎明:月亮更重要。
老师:为什么呢?
黎明:月亮能给黑夜带来光明,而太阳好像没什么用,总是在大白天出来。
30分钟训练 (巩固类训练,可用于课后)
1.下列物体属于光源的是(    
A.放电影时所看到的银幕
B.看电视时看到的电视画面
C.月亮
D.猫的眼睛
思路解析:能够发光的物体叫光源,分析题中四个选项,月亮只是反射太阳光,不是自身发光;放电影时看的也是银幕的反射光,而银幕本身是不会发光的;猫的眼睛也不发光,所以它们都不是光源。只有电视机的屏是电子枪发射的电子打到荧光屏上,使屏上的荧光物质发光,所以电视机屏幕是光源,故本题应选B
答案:B
2.有一名学生举了四个例子,说明光沿直线传播,其中一个是不能说明光是沿直线传播的,这个例子是(    
A.小孔成像
B.影子
C.太阳落到地平线下还能看见
D.看不见不透明物体后面的东西
思路解析:用光在均匀介质中沿直线传播的知识可以解释很多现象,如小孔成像,影子的形成,看不见不透明物体后面的东西,这些都是光的直线传播的结果。光的直线传播是有条件的,必须在均匀介质中,因为大气层各层面空气疏密不均匀,光在其中传播时发生弯曲,弯向地面,所以太阳落到地平线下还能看见。
答案:C
3.下列说法中正确的是(    
A.光在介质中总是沿直线传播的
B.光的传播速度是3×10m/s
C.我们之所以看到物体,是因为眼睛射出的光照到物体上,引起视觉效果
D.我们之所以看到物体,是因为有光射入眼中,引起视觉效果
思路解析:光在同一种均匀介质中才沿直线传播,故A错。光在不同介质中传播速度是不同的,只有在真空中才是3×108 m/s,故B错。人的眼睛不是光源,本身不发光,人能够看到物体,是因为物体发出的光或反射的光射入人眼,从而引起视觉的,故C错,D对。
答案:D
4.如图2-1-2所示是发生日偏食的境况,月球把太阳遮住了一半,此时透过茂密的树叶,在树下地面上形成的亮斑是(    

2-1-2
.月牙形的      B.圆形的        C.树叶形的            D.小孔的形状
思路解析:发生日偏食时,太阳被月亮遮住了一部分,剩余的部分是月牙形的,故其通过小孔所成的实像也应是月牙形的。
答案:A
5.“立竿见影这个成语表明光在空气中是沿_________传播的。已知太阳光线与地面间的夹角为45°,竿高2.5 m,则竿在地面上的影长是_________m
思路解析:当太阳光线与地面的夹角为45°时,竿、光线和影长构成了等腰直角三角形。根据在等腰直角三角形中,两直角边相等的定理可知影子的长度等于竿高,为2.5 m。这是一道物理与数学的结合题。
答案:直线  2.5
6.人若通过墙上的小孔观察外面的景物,为了使看到的范围大一些,应该采取的措施是_________,其中应用的物理知识是__________________
思路解析:墙外面的景物射出的光,沿直线穿过小孔进入人眼,人才能看到它。如图所示,由眼睛向小孔的边缘作两条直线,两直线间的阴影部分,能被人看到,由此可知,要想人看到的范围大些,眼睛离小孔就要近些。

答案:眼睛离小孔近些  光的直线传播
7.(经典回放)太阳能热水器是把太阳能转变成内能的装置。为了有效利用太阳能,某研究性学习小组对吸收太阳能与表面颜色之间的关系进行了实验研究,在黑色塑料袋和白色透明塑料袋内装入相同质量的水,插入温度计后系好,放在阳光下曝晒,每隔相同的时间,读出温度计的示数,数据记录如下表:

塑料袋

水的质量m/(kg)

初温t0(℃)

温度t1(℃)21世纪教育网

温度t2(℃)

温度t3

黑色

1.0

15.0

22.3

27.8

31.5

白色透明

1.0

15.0

16.0

17.8

19.0

  (1)他们在实验中采用的科学的研究方法是__________
(2)由以上研究可知,太阳能热水器的集热管表面颜色以__________色为宜。
思路解析:在研究过程中,两塑料袋内装入相同质量的水,放在同样环境下,隔相同时间读数,说明该实验采用了控制变量法。由表中数据可知,随着时间的延长,在相同的时间内,黑色塑料袋内的水升高的温度比白色塑料袋的水温高得多,由此可见,用黑色作为集热管表面颜色为宜。
答案:1)控制变量法(2)黑
8.用步枪射击时的瞄准要领叫做三点一线,也就是瞄准时要使瞄准点、准星尖和标尺上的缺口中心看上去重合。这个要领利用了什么规律?请加以解释。
思路解析:三点一线的要领利用了光在同一种均匀介质中传播的路线是直的这一规律。只有瞄准点、准星尖、标尺的缺口在一条直线上时,从瞄准点射到我们眼里的光才会被准星挡住。
9.我们学习了光的直线传播规律,在晴朗的日子里,你能用现有知识测一棵大树的高度吗?动手试一试。
思路解析:根据题中所给的条件,结合已学的光的直线传播知识,可联想到阳光以相同角度掠过人的头顶和大树梢,便可在地面上形成影子,用刻度尺可测出影子的长度,即可利用图示的相似三角形的知识求出大树的高度。

答案:用卷尺量出自己的身高A′B′和影长B′C′,再测出大树AB的影长BC
因为△ ABC∽ △A′B′C′,所以 ,
所以AB= ,这就是大树高度的表达式。
10.为了探究同一个物体影子的大小与什么有关,小明利用器材:两个相同的飞机模型、手电筒、白墙进行实验,如图2-1-3你认为小明应该怎样进行探究呢?你会找到什么规律呢?

2-1-3
思路解析:如图所示 。被照物体AB与墙CD位置固定时,光源S1离物体AB比光源S2离物体AB近些。由于光的直线传播,光源S1AB在墙上形成的影子要大些。

答案:方法是:当两飞机和白墙保持相同距离时,比较两手电筒到飞机不同距离时的影子的大小(其他方法也可)。规律是:当屏幕位置固定时,被照物体离光源越近,影子越大;离光源越远,影子越小。
11.电视台把无线电信号传送到高空中的通信卫星上,卫星再把信号传到地面上其他地区,这样就实现了卫星电视传播。在调试过程中,电视台本身也要接收卫星传回的信号,并和演播室里用电缆传来的信号进行比较,这时发现,卫星传来的画面上,人物动作的变化总比电缆传来的画面上相应的变化发生得晚一些。[来源:21世纪教育网]
1)解释产生这种时间延迟的原因。
2)已知通信卫星的高度大约是36 000 km,无线电信号传播的速度与光速相同,估算画面延迟的时间。
思路解析:因为卫星和地面之间的距离比演播室和接收机之间的距离大得多,电视信号由地面传到卫星再返回地面,需要较长的时间,所以出现画面延迟现象。因为通信卫星的高度约为36 000 km,故电视信号由地面传到卫星再返回演播室通过的距离为2×36 000 km72 000 km。已知无线电信号传播速度v=c3.0×108 ms3.0×105 kms,信号由接收机传到演播室需要的时间极短,可忽略不计,则延迟时间为
t= =0.24 s
答案:1)卫星和地面间的距离比演播室和接收机间的距离大得多,电视信号由地面传到卫星再返回地面需要较长时间,所以出现画面延迟现象。
2)延迟时间约为0.24 s
12.民间有个美丽的传说,即牛郎织女的故事。据天文学测量,牛郎星和织女星相距为160万亿千米,那么牛郎眨眨眼,织女要隔多长时间才能看到?
思路解析:本题涉及天体间距问题,要用到天体间距常用的物理量——光年。
1光年=3.0×105 kms×(365×24×3 600) s9.46×1012 km
已知:s1=160万亿千米=1.6×1014 km
s2=9.46×1012 km/年。
求:t
解:t= ≈17
答案:17

 

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