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【暑假特輯】專題復習3 光的直線傳播 參考答案及解析
一、選擇題：
1．有關光的現象，下列說法正確的是（　　）
A．光在任何介質中每秒鐘都傳播3×108米
B．光能在固體、液體、氣體中傳播，在固體中傳播最快
C．光在介質中是沿直線傳播的
D．日食、月食的形成都可以說明光是沿直線傳播的
【解答】
A、光在真空中的傳播速度是3×108m/s，在其它介質中傳播速度比在真空中的傳播速度小，故A錯誤；
B、光能在透明的介質中傳播，在真空中傳播最快，故B錯誤；
C、光在同種均勻介質中沿直線傳播，故C錯誤；
D、日食、月食是由光的直線傳播形成的，故D正確。
2．下列各種四種現象，不能用光的直線傳播來解釋的是（　　）
A．妙趣手影 B．小孔成像
C．日食奇觀 D．樹的倒影
【解答】
A．妙趣手影的形成說明光是沿直線傳播的，由于光的直線傳播，被物體擋住后，物體后面就會呈現出陰影區域，就是影子，故A不符合題意；
B．小孔成像是利用光的直線傳播原理形成的倒立的實像，故B不符合題意。
C．當月球轉到太陽和地球中間并且三者在一條直線上時，月球擋住了太陽照射在地球上的光線，地球處在月球的影子里，這就形成了日食，日食的形成說明光是沿直線傳播的，故C不符合題意；
D．水中倒影屬于平面鏡成像，是由于光的反射形成的，不能用光的直線傳播來解釋，故D符合題意。
3．成語“坐井觀天”的意思是坐在井里看天，用來比喻眼界狹窄之人。枯井中的青蛙位于井底O點，下列光路圖中，能正確表示“坐井觀天”含義的是（　　）
A． B． C． D．
【解答】圖中O點是青蛙的位置，將O點與井口左右兩邊的端點相連成一直線，然后在直線上標出箭頭，即得到兩條射向青蛙眼睛的光線，這兩條光線就決定了青蛙的觀察范圍；A圖是正確的；B圖中光的傳播方向標錯了；C圖中光線發生了偏折，因為光是沿直線傳播的；D圖中不僅光線發生了偏折，而且光的傳播方向也標錯了。
故選：A。
4．夜晚有兩個高樓不同的小朋友A和B，A比B高，他們分別站在路燈下，路燈O是光源，O′點是路燈在地面上的投影，A、B兩人和點O′在同一直線上，如圖所示。他們頭部分別在地面上留下兩個影子，相距d′，當兩人沿過O′點的直線，以相同的速度向右行進時。我們可以觀察到地面上A′和B′之間的距離將（　　）
A．不斷減小 B．不斷增大 C．先增大，后減小 D．先減小，后增大
【解答】如圖所示：
設A小朋友身高為a，燈高度為h，若A小朋友向前移動x，則影子向前移動x1，
由相似三角形的性質可得，
解得由兩個影子A′和B′，相距d′，以相同的速度行進時，
A小朋友影子與原影子的距離x1′＝，B小朋友影子與原影子的距離x1″＝，
因為x1′＞x1″，A比B高，即a＞b，
此時影子d″＝d′﹣x1′+x1″＜d′。
同理，當兩人頭部的影子達到重合后，再繼續遠離路燈時，
因為A比B高，即a＞b，
此時A影子會超過B的影子，
兩者的距離變化為：先減小，后增大。
此題也可假設A，B兩人站在一起，則A的影子比B長。兩人一起往前走，由此可知，兩人影子之間的距離會不斷增大。現在A站在B后，兩人影子移動速度仍符合假設的規律，因此A的影子會先追上B的影子，然后再超過它。所以A'和B'的距離會先減小，后增大。
故選：D。
6．在探究樹蔭下光斑的綜合實踐活動中，為了研究孔的大小對光斑形狀的影響。小明設計了四種有不同形狀孔的卡片甲，并用另一張卡片乙覆蓋在甲上，如圖所示。接著，從圖示位置沿箭頭方向水平移動乙，觀察光斑形狀的變化情況。下列合乎要求的是（　　）
A．B． C．D．
【解答】
（1）A圖中隨著卡片乙向左移動，孔的形狀始終是三角形，并且逐漸變小，故A符合要求；
（2）BCD三圖中隨著卡片乙向左移動，孔的形狀發生了變化，不符合要求。
故選：A。
7．如圖所示是用轉動八面鏡法測光速的實驗示意圖，普通S為發光點，T是望遠鏡，平面鏡O與凹面鏡B構成了反射系統。八面鏡M距反射系統的距離為AB＝L（L可長達幾十千米），且遠大于OB以及S和T到八面鏡的距離。現使八面鏡轉動起來，并緩慢增大其轉速，當轉動頻率（1秒內轉過的圈數）達到f0時（可認為是勻速轉動），恰能在望遠鏡中第一次看見發光點S，由此測出光速c。根據題中所測量的物理量得到光速c的表達式正確的是（　　）
A．c＝4Lf0 B．c＝8Lf0 C．c＝16Lf0 D．c＝32Lf0
【解答】從A點開始經一系列的反射再到達望遠鏡所通過的距離s＝2L，
∵八面鏡M從現在位置到下次再出現如圖形狀的狀態時需要轉八分之一圈。則當轉速達到f0時，恰能在望遠鏡中再一次看見發光點S，
∴光A點開始經一系列的反射再到達望遠鏡所用的時間為t＝s，
∴c＝＝＝16Lfo。
故選：C。
8．成語“立竿見影”，包含的物理知識，下列描述正確的是（　　）
A．光的反射 B．光的色散
C．光的折射 D．光的直線傳播
【答案】D
【解答】解：光在同種、均勻、透明介質中沿直線傳播。
由于光的直線傳播，光被竿擋住后，竿后面就會呈現出陰影區域，就是竿的影子。
故ABC錯誤，D正確。
故選：D。
9．下列工具的應用，主要體現光的直線傳播原理的是（　　）
A．穿衣服時，照鏡子
B．看遠處時，用望遠鏡
C．陽光強烈時，用遮陽傘
D．看黑板時，戴近視眼鏡
【答案】C
【解答】解：A、穿衣服時，照鏡子是由于光的反射形成的虛像，故A不符合題意；
B、看遠處時，用望遠鏡，是由于光的折射形成的，故B不符合題意；
C、陽光強烈時，用遮陽傘，是由于光的直線傳播形成的，故C符合題意；
10．沈括在《夢溪筆談》中寫道：“若鳶飛空中，其影隨鳶而移（如圖甲）或中間為窗隙所束，則影與鳶遂相違：鳶東則影西，鳶西則影東（如圖乙）……”。則下列說法正確的是（　　）
A．圖甲、乙中的現象都可用光的直線傳播解釋
B．光在任何情況下都沿直線傳播
C．圖甲、乙中“影”移動的方向與物移動的方向相反
D．要形成如圖乙的現象，對窗隙大小沒有要求
【答案】A
【解答】解；A、甲是光同種均勻介質中沿直線傳播形成的影子，乙是小孔成像，也是由于光的直線傳播形成的，甲和乙的原理相同，故A正確；
B、光在同種均勻介質中是沿直線傳播的，故B錯誤；
C、甲圖是鳶和它的影子，影子移動的方向和鳶移動的方向相同，乙是小孔成像，像和鳶移動的方向相反，故C錯誤；
D、小孔成像時，像的形狀與小孔的形狀無關，與孔的大小有關，故D錯誤。
11．根據你的生活經驗，下列各圖中情景與客觀實際相符的是（　　）
A． B．
C． D．
【答案】A
【解答】解：影子是光沿直線傳播形成的。在同一地點和同一時刻，太陽光的照射方向和角度是相同的，那么影子的方向應該是相同的，故B、C錯誤；
影子的長度與樹木的高度成正比，即高度越大，影子越長，故A正確，D錯誤。
12．寧波某校課外實踐小組利用一根垂直插入水平地面的圭桿，進行為期一年的“觀竿測影”活動。2023年3月14日正午時刻圭桿的桿影如圖所示，并測得桿影OA長為55.7cm。下列說法不正確的是（　　）
A．桿影的形成是由于光在同一均勻介質中沿直線傳播
B．圖中桿影從O到A指向北方
C．該小組預測2023年6月20日正午時刻，該圭桿的桿影長度將比55.7cm長
D．一天內，桿影移動是由于地球自轉造成的
【答案】C
【解答】解：A桿影是由于光在同種均勻介質中是沿直線傳播形成的，故A正確；
B、我國寧波位于北半球，正午時太陽位于南方，影子的方向指向北方，故B正確；
C、2023年6月20日接近夏至，太陽高度角逐漸增大，這一天的桿影應比2023年3月14日這一天的桿影短，故C錯誤；
D、由于地球的自轉，所以一天內桿影會隨地球的自轉移動，故D正確。
13．早在戰國時期，我國古代著名教育家、思想家墨子就在研究小孔成像的現象。如圖所示，他用蠟燭作為光源，在木板上鉆一個小孔，發現光線透過小孔在墻壁上形成一個像。下列說法正確的是（　　）
A．蠟燭在墻上形成的像是正立的
B．木板上的小孔要圓形的
C．該現象與“樹蔭下的光斑”成像原理相同
D．物體離小孔越遠，墻壁上像越大
【答案】C
【解答】解：
A.因為光沿直線傳播，所以蠟燭在墻上形成的像是倒立的實像，故A錯誤；
B.小孔成像時與小孔的形狀無關，只與物體的形狀有關，故B錯誤；
C.樹蔭下的光斑是光的直線傳播形成的，與小孔成像的原理是相同的，故C正確；
D.小孔所成的像大小取決于像到小孔的距離，物體離得越遠，像就越小，故D錯誤。
故選：C。
14．圭表，由“圭”和“表”兩個部件組成，是度量日影長度的一種天文儀器，通過觀察記錄它正午時影子的長短變化可確定季節變化。下列現象與“圭表”工作原理相同的是（　　）
A．天狗食日 B．鏡花水月 C．海市蜃樓 D．雨后彩虹
【答案】A
【解答】解：“圭表”工作原理是光的直線傳播；
A、天狗食日是由光的直線傳播形成的，故A正確；
B、鏡花水月屬于平面鏡成像，是由光的反射形成的，故B錯誤；
C、海市蜃樓是由光的折射形成的，故C錯誤；
D、雨后彩虹是由光的折射形成的，故D錯誤。
15．小科在學習了小孔成像的原理后，制作了“針孔照相機”，如圖，看到清晰的像后，如把小孔變小一些，觀察到的像將（　　）
A．變小 B．變大 C．變暗 D．變亮
【答案】C
【解答】解：清晰的像后，如把小孔變小一些，像的大小不變，光通量變少，觀察到的像變暗，故C正確，ABD錯誤。
二、填空題：
16．如圖甲為手機防窺膜結構圖，采用了超細百葉窗光學技術，其原理類似百葉窗，結構簡圖如圖乙。兩側之所以看不清屏幕內容，是由于光的 　直線傳播　（填寫光的原理）；為了讓防窺效果更好（可視范圍減小），可以適當地 　減小　（選填“增大”或“減小”）超細百葉窗的間距。
【解答】由圖丙可知，兩側之所以看不清屏幕內容，是由于光的直線傳播；此防窺膜貼在手機屏幕上，由于屏幕正上方在可視范圍內，所以不能防止上方的窺視；為了讓防窺效果更好（可視范圍減小），可以適當地減小超細百葉窗的間距。
故答案為：直線傳播；減小。
17．1279年，元代天文學家郭守敬在河南登封設計并建造了一座測影樓（如圖甲），它是中國現存最早的天文臺。一年中每天正午橫梁的影子會在“量天尺”上移動（如圖乙），影子最長時剛好落在量天尺的最北端。
（1）橫梁在陽光下會形成影子的原理是 　光的直線傳播　。
（2）若任緯度更低的瑞安建造一座相同的測影樓，使影子最長時也剛好落在量天尺的最北端。與登封的量天尺相比，該量天尺的長度 　更短　（選填“更長”“相等”或“更短”）。
【解答】
（1）橫梁在陽光下會形成影子的原理是光的直線傳播；
（2）瑞安比登封緯度低，正午太陽高度角更大，形成的影子更短，因此該量天尺的長度也要更短。
故答案為：（1）光的直線傳播；（2）更短。
18．大約兩千四百年前，我國的學者墨翟和它的學生做了世界上第一個小孔成像的實驗，解釋了小孔成像的原理。小光同學將兩個長度均為50cm，直徑為5cm的直筒套在一起，做成如圖的儀器（M筒的直徑稍大，可以在N筒上并能前后移動）。
（1）小孔成的像是倒立的 　實　像，可以用光的 　光沿直線傳播　解釋；
（2）若直筒M、N位置不動，讓物體遠離N筒，像距 　不變　，像的大小 　變小　（以上兩空選填“變大”“不變”或“變小”）。
【解答】
（1）由于小孔所成的像是由實際光線會聚而成的，因此小孔成的像是倒立的實像，這是光的直線傳播造成的；
（2）如下圖，若直筒M、N位置不動，讓物體遠離N筒，像仍然成在M筒的右側，像距不變；讓物體遠離N筒，△AOB與ΔA′OB′的相似比變大，AB大小不變，則像變小；
故答案為：（1）實；光沿直線傳播；（2）不變；變小。
19．為了研究影子長度與哪些因素有關，某科學興趣小組的同學做了如圖的實驗：在水平地面上豎直固定一根長桿，長桿上裝有一個可以上下移動的點光源A，再在地面上豎立一根短木條（短木條始終低于點光源A）。
（1）保持短木條的長度和位置不變，該同學將點光源A從圖示位置逐漸向上移動，測得數據如下表：
點光源的高度H/cm 20 30 40 50 60
影子長度L/cm 30 15 10 7.5 6
該科學興趣小組同學做此實驗，想要驗證的假設是　影子的長度與點光源的高度的關系　。
（2）分析上述實驗數據還可得到：在點光源逐漸上移過程中，若點光源高度的增加量相同，則影子長度L的變化量　減小　（選填“增大”、“減小”或“不變”）
（3）圖中S可表示點光源到短木條的距離，如果要研究影子長度L與點光源到短木條的距離S的關系，應如何操作　保持短木條的長度和點光源的高度不變，改變短木條的位置。　。
【解答】
（1）光源的高度從20cm增加到60cm時，影子的長度從30cm變成了6cm，故要驗證的假設是影子的長度與點光源的高度的關系；
（2）光源每增加10cm后的影子的形變量分別為15cm；5cm；2.5cm；1.5cm，所以點光源高度的增加量相同，則影子長度L的變化量 減小；
（3）根據控制變量法知，應當保持短木條的長度和點光源的高度不變，改變短木條的位置。
故答案為：（1）影子的長度與點光源的高度的關系；（2）減小；（3）保持短木條的長度和點光源的高度不變，改變短木條的位置。
20．小玉將“F”字樣光源、簡易針孔照相機按圖乙所示位置放好，小玉觀察到塑料膜上所成的像是圖丙中的 　②　 （填序號）。若把半透明膜向觀察者一側移動，則像會 　變大　 。（選填“變大”、“不變”或“變小”）
【答案】②；變大。
【解答】解：（1）物體發出或反射的光通過小孔后，在小孔后面的光屏上形成倒立的實像，這就是小孔成像，所以字母F在塑料膜上所成的像是圖丙中的②；
（2）小孔成像的像的大小與物距、像距有關，若把半透明膜向觀察者一側移動，像距增大了，像會變大。
21．在研究“小孔成像”實驗中，小樂選取了“F”形LED光源、帶小孔的紙板、光屏等材料，按如圖順序依次固定在光具座上，通過左右移動光源和光屏，探尋小孔成像的規律。
（1）為了使觀測的現象更加明顯，實驗應在較 　暗　 （選填“亮”或“暗”）的環境下進行。
（2）相較于“T”形光源，小樂選取“F”形光源的好處是 　便于觀察像的正倒關系　 （寫出一點）。
（3）實驗中多次調節光源和光屏的位置，均以如圖所示的觀測方式觀察現象時，在光屏上不可能出現的像是 　BCD　 （選用字母ABCD表示）。
【答案】（1）暗；（2）便于觀察像的正倒關系；（3）BCD。
【解答】解：（1）為了使觀測的現象更加明顯，實驗應在較暗的環境中進行；
（2）因為小孔成的像上下顛倒，左右相反，相較于“T”形光源，小樂選取“F”形光源的好處便于觀察像的關系；
（3）實驗中多次調節光源和光屏的位置，均以如圖所示的觀測方式觀察現象時，小孔成的像上下顛倒，左右相反，故在光屏上可能出現的像是A，不可能出現的像是BCD。
故答案為：（1）暗；（2）便于觀察像的正倒關系；（3）BCD。
三、探究題：
22．晚上在教室內只打開一盞日光燈，仔細觀察你自己的影子，會發現影子中部特別黑暗，四周稍淺。影子中部，日光燈發出的光不能照到，特別黑暗，叫本影。四周灰暗的部分叫半影。在課桌上點兩支蠟燭分開放置于A、B兩個位置，蠟燭前面立一本書，關掉日光燈可以看到墻壁出現書的本影和半影，如圖甲。如果點燃三支甚至四支蠟燭，書的本影部分就會逐漸縮小，半影部分會出現很多明暗不同的層次。手術無影燈是將發光強度很大的許多燈排列在燈盤上，合成一個大面積的光源，這樣就能從不同角度把光線照射到手術臺上，既保證手術視野有足夠的亮度，同時又不會產生明顯的本影。
（1）圖甲的上側半影區域中，蠟燭 　D　 ；（填字母）
A．A和B發出的光都照到
B．A發出的光照到，B照不到
C．A和B發出的光都照不到
D．B發出的光照到，A照不到
（2）在手術無影燈下，醫護人員的手和器械等在手術部位 　不會　 （選填“會”或“不會”）產生本影；
（3）如果在乙圖中再點燃更多的蠟燭，書的半影部分（ 　C　 ）；
A．明暗更明顯，層次更多
B．明暗更明顯，層次更少
C．明暗更不明顯，層次更多
D．明暗更不明顯，層次更少
（4）小明同學想用9盞相同的LED燈（圖中用表示）排列合成一個大光源作為無影燈，圖丙中設計效果最好的是 　A　 （填字母）。
【答案】（1）D；（2）不會；（3）C；（4）A。
【解答】（1）根據廣德直線傳播結合圖甲知，B發出的光可以照到上側半影區域中，A發出的光照不到上側半影區域中，故D符合題意，ABC不符合題意。
故選D。
（2）由題可知，手術無影燈是將發光強度很大的許多燈排列在燈盤上，合成一個大面積的光源，這樣就能從不同角度把光線照射到手術臺上，既保證手術視野有足夠的亮度，同時又不會產生明顯的本影，即醫護人員的手和器械等在手術部位不會產生明顯的本影。
（3）在課桌上點兩支蠟燭分開放置于A、B兩個位置，蠟燭前面立一本書，關掉日光燈可以看到墻壁出現書的本影和半影，如圖甲。如果點燃三支甚至四支蠟燭，書的本影部分就會逐漸縮小，半影部分會出現很多明暗不同的層次，明暗更不明顯，故C符合題意，ABD不符合題意。
故選C。
（4）想用9盞相同的LED燈排列合成一個大光源作為無影燈，既要有中間的照明，四周越多，本影越不明顯，因而選擇A。
23．某興趣小組的同學們在空易拉罐的底部中央戳一個小圓孔，將頂部剪去后，蒙上一層塑料薄膜，制成一個簡易針孔照相機（如圖所示），將其水平放置，在左側固定一只與小孔等高的小燈泡。
（1）小燈泡發光時，可在塑料薄膜上看到燈絲 　倒立　 （填“倒立”或“正立”）的像。
（2）若水平向左移動易拉罐，則像的大小會 　變大　 （填“變大”“變小”或“不變”）。
（3）晴天太陽光透過樹葉的縫隙在地面上形成圓形光斑與上述實驗原理相似。地面上的圓形光斑大小不一的原因是 　樹葉縫隙離地面的距離不同　 。
【答案】（1）倒立；（2）變大；（3）樹葉縫隙離地面的距離不同。
【解答】解：（1）因為針孔照相機就是小孔成像，小孔成像是由于光的直線傳播形成的，小孔成像是倒立實像，所以在塑料薄膜上看到燈絲倒立的像；
（2）若只水平向左移動易拉罐，物距減小，像變大；
（3）晴天太陽透過樹葉縫隙形成的圓形光斑與小孔成像原理相同，其圓形光斑大小不一的原因是樹葉縫隙離地面的距離不同。
24．某興趣小組制作的小孔成像儀如圖甲所示，蠟燭到小孔的距離為a，小孔到半透明膜的距離為b，且a＞b，請回答下列問題：
（1）半透明膜上蠟燭的像是 　倒立縮小　 （填“正立放大”、“正立縮小”、“倒立放大”或“倒立縮小”）的像，像的形狀是 　B　 （填序號）。
A.小孔的形狀 B.燭焰的形狀 C.半透明膜的形狀 D.紙筒的形狀
（2）若由于蠟燭高度不合適導致得到的像如圖乙所示，則可通過向 　上　 移動蠟燭使像移到光屏中央。
【答案】（1）倒立縮小；B；（2）上。
【解答】解：（1）小孔成像是由于光的直線傳播形成的，此時物距大于像距，半透明膜上蠟燭的像是倒立縮小的像，像的形狀是燭焰的形狀，故選：B。
（2）若由于蠟燭高度不合適導致得到的像如圖乙所示，則可通過向上移動燭焰像移到光屏中央。
25．項目化學習小組制作的針孔照相機（如圖甲所示），請回答下列問題：
（1）根據圖甲的信息，光源“F”字通過針孔成的像的形狀應該是 　A　 （填序號）。
A.倒立的縮小的像 B.倒立的放大的像 C.正立的縮小的像 D.正立的放大的像
（2）小塘在操作時，發現在半透明紙上出現一個如圖乙所示的像，應如何操作才能在半透明紙的正中央成像？　小孔照相機不動，上移物，或者物不動，下移小孔照相機　 。
（3）實驗時小塘發現：針孔相機所成像的高度（大小）會變化，于是他用，將蠟燭與小孔的距離固定，拉動紙筒，改變半透明紙到小孔距離s，測量出在紙上的像的高度值h并記錄在表中。請根據表中的數據，有一個數據2.60明顯是錯誤的，你判斷的理由是 　像到小孔的距離與像的高度成正比　 （寫出一點即可）。
像到小孔的距離s/cm 2 4 6 8 10 12 14
像的高度h/cm 1 26 3 4 5 6 7
（4）在丙圖的坐標系中畫出h與s的關系圖像（畫圖時請去除錯誤數據組）。
【答案】（1）A；（2）小孔照相機不動，上移物，或者物不動，下移小孔照相機；（3）像到小孔的距離與像的高度成正比；（4）見解答。
【解答】解：1）小孔成像原理時光線在同一種均勻介質中沿直線傳播，故所成的像時倒立的，像的大小與物距和像距有關；
（2）要想使所成的像下移，小孔照相機的位置不動，可以上移物，也可以物不動適當下移小孔照相機；
（3）從表格中的數據可知，除了2.6數據外，像到小孔的距離與像的高度的比值定值；
（4）用描點法連接（s，h）各對應點，圖像如下：
四、綜合題：
26．自伽利略在1607年“提燈測光速”以來，科學史上陸續出現了不同測量光速的方法。伽利略測光速方法如下：甲、乙兩個人，分別站在相距1500米的兩座山的山頂，每人都提著一盞燈。甲先開燈，同時記下開燈的時間；當乙看見甲的燈光時，也立即開燈；甲看到乙的燈光后，又記下時間。甲記下的兩次時間差為0.2秒。
（1）利用伽利略測得數據計算光速是多少米/秒？
（2）伽利略測得的光速與實際相差甚遠，請選擇一個角度寫出原因和相應的解決辦法。
原因 解決辦法
　光的傳播速度過大，路程過短，在兩座山峰之間傳播時間遠小于人的反應時間　
　適當增大兩座山峰之間的距離，選用更精密的儀器測量時間　
【答案】（1）利用伽利略測得數據計算光速是1.5×104m/s；（2）光的傳播速度過大，路程過短，在兩座山峰之間傳播時間遠小于人的反應時間；適當增大兩座山峰之間的距離，選用更精密的儀器測量時間。
【解答】解：（1）由題意可知，甲記下兩次時間內，光通過的距離為3000m，則光速為：
v1.5×104m/s；
（2）原因：
伽利略的實驗未能成功，原因之一是沒有考慮到光的傳播速度過大，路程過短，在兩座山峰之間傳播時間遠小于人的反應時間；
解決辦法：
適當增大兩座山峰之間的距離，選用更精密的儀器測量時間。
27．為了探究小孔成像規律，學習小組用如圖甲所示裝置和圖乙所示的三種帶孔的插片進行實驗。
（1）當蠟燭和小孔的位置固定，測出不同距離時像的高度，見表：
記錄表
像到小孔的距離s/cm 2.0 4.0 6.0 8.0 10.0
像的高度h/cm 1.0 2.0 3.0 4.0 5.0
從表中的數據可看出h與s是什么關系？
（2）由圖乙推測，該小組還可探究的問題是什么？
【答案】（1）h與s成正比；（2）探究小孔成像時像的性質與小孔形狀的關系
【解答】解：（1）根據表格中的數據科長，h與s成正比；
（2）圖乙中每個小孔的形狀是不同的，所以可以探究小孔成像時像的性質與小孔形狀的關系。
28．如圖甲是小明同學測繪的學校操場上旗桿影子長度（分別在夏季和冬季某日的12時測得）。
（1）小明忘記標注時間，請你幫助他進行區分，圖B是在 　夏季　 測繪的（選填“夏季”或“冬季”）。
（2）該現象可運用到房地產開發中“樓間距的確定”，為了保證后排房屋中午時間的采光，必須考慮前、后樓南北方向上的樓間距（如圖乙）。我們湖州的樓間距設計應該參考 　冬至　 （填節氣名稱）的光照情況。
（3）按上述理論設計，湖州的樓間距應 　大于　 （選填“大于”或“等于”或“小于”）廣州的樓間距。
（4）原理應用：房地產開發中，為了保證后排房屋中午時間的采光，必須考慮前后樓南北方向上的樓間距（如圖乙）。請你分析；我國樓間距南北差異的根本原因是地球的 　公轉　 （選填“自轉”或“公轉”）運動。
【答案】（1）夏季；（2）冬至；（3）大于；（4）公轉。
【解答】解：（1）北半球的同一位置的夏季比冬季的太陽高度大，直射強，所以夏季的同一物體的影子比冬季短，所以圖B是在夏季測繪的。
（2）北半球冬季冬至日正午的影子最長，所以湖州的樓間距設計應該參考冬至日的光照情況。
（3）湖州的地理位置在廣州的北邊，按上述理論設計，湖州的樓間距應大于廣州的樓間距。
（4）地球的公轉會影響太陽高度的變化，越靠近赤道，太陽高度越大，越靠近兩極，太陽高度越小。
29．當光照射到不透明的物體時會被物體擋住，在物體的背后形成光照不到的暗區，如圖甲所示。
（1）暗區的形成，涉及到的光學原理是：　光在同種均勻介質中是沿直線傳播　 。
（2）如圖乙，當S1、S2兩個光源照射同一個不透明物體時就會出現兩個暗區，兩暗區相疊部分完全沒有光線射到是全黑的，這就是本影區：本影區旁邊只有一個光源可照到的地方，就是半明半暗的區域稱為半影區。請在圖乙中畫出本影區和半影區，并用文字注明。 　AC和BD為半影區，AD為本影　 。
（3）使用同一不透明物體，且不透明物體與光源S1，S2的高度均不變，請寫出一種讓本影區變小的辦法？　增加光源的數量　 。
【答案】（1）光在同種均勻介質中是沿直線傳播；
（2）；AC和BD為半影區，AD為本影；（3）增加光源的數量。
【解答】解：（1）暗區的形成，涉及到的光學原理是：光在同種均勻介質中是沿直線傳播。
（2）根據光的直線傳播；分別從光源和向透明物體的邊緣引出兩條直線與地面交于A、B和C、D四個點；AC和BD為半影區，AD為本影區。
如圖所示：
。
（3）增加光源的數量可以減小本影區。
30．物體在燈光下會投下影子，小實發現教室里的影子有濃有淡。
（1）請畫出物體在點光源S照射下在地面投下的影子。
（2）小實根據影子的成因思考后發現：家里客廳天花板上的燈光布局并不合理。燈光布局如圖甲，其示意圖如圖乙。請分析該燈光布局不合理的原因 　燈光太過集中，造成房間內影子多　 ；并提出合理的設計方案，畫在答卷紙的圖丙中。
【答案】（1）見解答圖；（2）燈光太過集中，造成房間內影子多；見解答圖。
【解答】解：（1）S為點光源，連接SA并延長交地面于C，則BC為物體AB投在地面上的影子，如下圖示：
（2）該燈光布局不合理的原因：燈光太過集中，造成房間內影子多；合理的設計方案：燈均勻分布，如下圖所示：
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【暑假特輯】專題復習3 光的直線傳播
一、選擇題：
1．有關光的現象，下列說法正確的是（　　）
A．光在任何介質中每秒鐘都傳播3×108米
B．光能在固體、液體、氣體中傳播，在固體中傳播最快
C．光在介質中是沿直線傳播的
D．日食、月食的形成都可以說明光是沿直線傳播的
2．下列各種四種現象，不能用光的直線傳播來解釋的是（　　）
A．妙趣手影 B．小孔成像
C．日食奇觀 D．樹的倒影
3．成語“坐井觀天”的意思是坐在井里看天，用來比喻眼界狹窄之人。枯井中的青蛙位于井底O點，下列光路圖中，能正確表示“坐井觀天”含義的是（　　）
A． B． C． D．
4．夜晚有兩個高樓不同的小朋友A和B，A比B高，他們分別站在路燈下，路燈O是光源，O′點是路燈在地面上的投影，A、B兩人和點O′在同一直線上，如圖所示。他們頭部分別在地面上留下兩個影子，相距d′，當兩人沿過O′點的直線，以相同的速度向右行進時。我們可以觀察到地面上A′和B′之間的距離將（　　）
A．不斷減小 B．不斷增大 C．先增大，后減小 D．先減小，后增大
6．在探究樹蔭下光斑的綜合實踐活動中，為了研究孔的大小對光斑形狀的影響。小明設計了四種有不同形狀孔的卡片甲，并用另一張卡片乙覆蓋在甲上，如圖所示。接著，從圖示位置沿箭頭方向水平移動乙，觀察光斑形狀的變化情況。下列合乎要求的是（　　）
A．B． C．D．
7．如圖所示是用轉動八面鏡法測光速的實驗示意圖，普通S為發光點，T是望遠鏡，平面鏡O與凹面鏡B構成了反射系統。八面鏡M距反射系統的距離為AB＝L（L可長達幾十千米），且遠大于OB以及S和T到八面鏡的距離。現使八面鏡轉動起來，并緩慢增大其轉速，當轉動頻率（1秒內轉過的圈數）達到f0時（可認為是勻速轉動），恰能在望遠鏡中第一次看見發光點S，由此測出光速c。根據題中所測量的物理量得到光速c的表達式正確的是（　　）
A．c＝4Lf0 B．c＝8Lf0 C．c＝16Lf0 D．c＝32Lf0
8．成語“立竿見影”，包含的物理知識，下列描述正確的是（　　）
A．光的反射 B．光的色散
C．光的折射 D．光的直線傳播
9．下列工具的應用，主要體現光的直線傳播原理的是（　　）
A．穿衣服時，照鏡子 B．看遠處時，用望遠鏡
C．陽光強烈時，用遮陽傘 D．看黑板時，戴近視眼鏡
10．沈括在《夢溪筆談》中寫道：“若鳶飛空中，其影隨鳶而移（如圖甲）或中間為窗隙所束，則影與鳶遂相違：鳶東則影西，鳶西則影東（如圖乙）……”。則下列說法正確的是（　　）
A．圖甲、乙中的現象都可用光的直線傳播解釋
B．光在任何情況下都沿直線傳播
C．圖甲、乙中“影”移動的方向與物移動的方向相反
D．要形成如圖乙的現象，對窗隙大小沒有要求
11．根據你的生活經驗，下列各圖中情景與客觀實際相符的是（　　）
A． B．
C． D．
12．寧波某校課外實踐小組利用一根垂直插入水平地面的圭桿，進行為期一年的“觀竿測影”活動。2023年3月14日正午時刻圭桿的桿影如圖所示，并測得桿影OA長為55.7cm。下列說法不正確的是（　　）
A．桿影的形成是由于光在同一均勻介質中沿直線傳播
B．圖中桿影從O到A指向北方
C．該小組預測2023年6月20日正午時刻，該圭桿的桿影長度將比55.7cm長
D．一天內，桿影移動是由于地球自轉造成的
13．早在戰國時期，我國古代著名教育家、思想家墨子就在研究小孔成像的現象。如圖所示，他用蠟燭作為光源，在木板上鉆一個小孔，發現光線透過小孔在墻壁上形成一個像。下列說法正確的是（　　）
A．蠟燭在墻上形成的像是正立的 B．木板上的小孔要圓形的
C．該現象與“樹蔭下的光斑”成像原理相同 D．物體離小孔越遠，墻壁上像越大
14．圭表，由“圭”和“表”兩個部件組成，是度量日影長度的一種天文儀器，通過觀察記錄它正午時影子的長短變化可確定季節變化。下列現象與“圭表”工作原理相同的是（　　）
A．天狗食日 B．鏡花水月 C．海市蜃樓 D．雨后彩虹
15．小科在學習了小孔成像的原理后，制作了“針孔照相機”，如圖，看到清晰的像后，如把小孔變小一些，觀察到的像將（　　）
A．變小 B．變大 C．變暗 D．變亮
二、填空題：
16．如圖甲為手機防窺膜結構圖，采用了超細百葉窗光學技術，其原理類似百葉窗，結構簡圖如圖乙。兩側之所以看不清屏幕內容，是由于光的 　 　（填寫光的原理）；為了讓防窺效果更好（可視范圍減小），可以適當地 　 　（選填“增大”或“減小”）超細百葉窗的間距。
17．1279年，元代天文學家郭守敬在河南登封設計并建造了一座測影樓（如圖甲），它是中國現存最早的天文臺。一年中每天正午橫梁的影子會在“量天尺”上移動（如圖乙），影子最長時剛好落在量天尺的最北端。
（1）橫梁在陽光下會形成影子的原理是 　 　。
（2）若任緯度更低的瑞安建造一座相同的測影樓，使影子最長時也剛好落在量天尺的最北端。與登封的量天尺相比，該量天尺的長度 　 　（選填“更長”“相等”或“更短”）。
18．大約兩千四百年前，我國的學者墨翟和它的學生做了世界上第一個小孔成像的實驗，解釋了小孔成像的原理。小光同學將兩個長度均為50cm，直徑為5cm的直筒套在一起，做成如圖的儀器（M筒的直徑稍大，可以在N筒上并能前后移動）。
（1）小孔成的像是倒立的 　 　像，可以用光的 　 　解釋；
（2）若直筒M、N位置不動，讓物體遠離N筒，像距 　 　，像的大小 　 　（以上兩空選填“變大”“不變”或“變小”）。
19．為了研究影子長度與哪些因素有關，某科學興趣小組的同學做了如圖的實驗：在水平地面上豎直固定一根長桿，長桿上裝有一個可以上下移動的點光源A，再在地面上豎立一根短木條（短木條始終低于點光源A）。
（1）保持短木條的長度和位置不變，該同學將點光源A從圖示位置逐漸向上移動，測得數據如下表：
點光源的高度H/cm 20 30 40 50 60
影子長度L/cm 30 15 10 7.5 6
該科學興趣小組同學做此實驗，想要驗證的假設是 　 　。
（2）分析上述實驗數據還可得到：在點光源逐漸上移過程中，若點光源高度的增加量相同，則影子長度L的變化量 　 　（選填“增大”、“減小”或“不變”）
（3）圖中S可表示點光源到短木條的距離，如果要研究影子長度L與點光源到短木條的距離S的關系，應如何操作 　 　。
20．小玉將“F”字樣光源、簡易針孔照相機按圖乙所示位置放好，小玉觀察到塑料膜上所成的像是圖丙中的 　 　（填序號）。若把半透明膜向觀察者一側移動，則像會 　 　。（選填“變大”、“不變”或“變小”）
21．在研究“小孔成像”實驗中，小樂選取了“F”形LED光源、帶小孔的紙板、光屏等材料，按如圖順序依次固定在光具座上，通過左右移動光源和光屏，探尋小孔成像的規律。
（1）為了使觀測的現象更加明顯，實驗應在較 　 　（選填“亮”或“暗”）的環境下進行。
（2）相較于“T”形光源，小樂選取“F”形光源的好處是 　 　（寫出一點）。
（3）實驗中多次調節光源和光屏的位置，均以如圖所示的觀測方式觀察現象時，在光屏上不可能出現的像是 　 　（選用字母ABCD表示）。
三、探究題：
22．晚上在教室內只打開一盞日光燈，仔細觀察你自己的影子，會發現影子中部特別黑暗，四周稍淺。影子中部，日光燈發出的光不能照到，特別黑暗，叫本影。四周灰暗的部分叫半影。在課桌上點兩支蠟燭分開放置于A、B兩個位置，蠟燭前面立一本書，關掉日光燈可以看到墻壁出現書的本影和半影，如圖甲。如果點燃三支甚至四支蠟燭，書的本影部分就會逐漸縮小，半影部分會出現很多明暗不同的層次。手術無影燈是將發光強度很大的許多燈排列在燈盤上，合成一個大面積的光源，這樣就能從不同角度把光線照射到手術臺上，既保證手術視野有足夠的亮度，同時又不會產生明顯的本影。
（1）圖甲的上側半影區域中，蠟燭 　 　；（填字母）
A．A和B發出的光都照到 B．A發出的光照到，B照不到
C．A和B發出的光都照不到 D．B發出的光照到，A照不到
（2）在手術無影燈下，醫護人員的手和器械等在手術部位 　 　（選填“會”或“不會”）產生本影；
（3）如果在乙圖中再點燃更多的蠟燭，書的半影部分（ 　C　 ）；
A．明暗更明顯，層次更多 B．明暗更明顯，層次更少
C．明暗更不明顯，層次更多 D．明暗更不明顯，層次更少
（4）小明同學想用9盞相同的LED燈（圖中用表示）排列合成一個大光源作為無影燈，圖丙中設計效果最好的是 　 　（填字母）。
23．某興趣小組的同學們在空易拉罐的底部中央戳一個小圓孔，將頂部剪去后，蒙上一層塑料薄膜，制成一個簡易針孔照相機（如圖所示），將其水平放置，在左側固定一只與小孔等高的小燈泡。
（1）小燈泡發光時，可在塑料薄膜上看到燈絲 　 　（填“倒立”或“正立”）的像。
（2）若水平向左移動易拉罐，則像的大小會 　 　（填“變大”“變小”或“不變”）。
（3）晴天太陽光透過樹葉的縫隙在地面上形成圓形光斑與上述實驗原理相似。地面上的圓形光斑大小不一的原因是 　 　。
24．某興趣小組制作的小孔成像儀如圖甲所示，蠟燭到小孔的距離為a，小孔到半透明膜的距離為b，且a＞b，請回答下列問題：
（1）半透明膜上蠟燭的像是 　 　（填“正立放大”、“正立縮小”、“倒立放大”或“倒立縮小”）的像，像的形狀是 　 　（填序號）。
A.小孔的形狀 B.燭焰的形狀 C.半透明膜的形狀 D.紙筒的形狀
（2）若由于蠟燭高度不合適導致得到的像如圖乙所示，則可通過向 　 　移動蠟燭使像移到光屏中央。
25．項目化學習小組制作的針孔照相機（如圖甲所示），請回答下列問題：
（1）根據圖甲的信息，光源“F”字通過針孔成的像的形狀應該是 　 　（填序號）。
A.倒立的縮小的像 B.倒立的放大的像 C.正立的縮小的像 D.正立的放大的像
（2）小塘在操作時，發現在半透明紙上出現一個如圖乙所示的像，應如何操作才能在半透明紙的正中央成像？ 　 　 。
（3）實驗時小塘發現：針孔相機所成像的高度（大小）會變化，于是他用，將蠟燭與小孔的距離固定，拉動紙筒，改變半透明紙到小孔距離s，測量出在紙上的像的高度值h并記錄在表中。請根據表中的數據，有一個數據2.60明顯是錯誤的，你判斷的理由是　 　 （寫出一點即可）。
像到小孔的距離s/cm 2 4 6 8 10 12 14
像的高度h/cm 1 26 3 4 5 6 7
（4）在丙圖的坐標系中畫出h與s的關系圖像（畫圖時請去除錯誤數據組）。
四、綜合題：
26．自伽利略在1607年“提燈測光速”以來，科學史上陸續出現了不同測量光速的方法。伽利略測光速方法如下：甲、乙兩個人，分別站在相距1500米的兩座山的山頂，每人都提著一盞燈。甲先開燈，同時記下開燈的時間；當乙看見甲的燈光時，也立即開燈；甲看到乙的燈光后，又記下時間。甲記下的兩次時間差為0.2秒。
（1）利用伽利略測得數據計算光速是多少米/秒？
（2）伽利略測得的光速與實際相差甚遠，請選擇一個角度寫出原因和相應的解決辦法。
原因 解決辦法
　 　 　 　
27．為了探究小孔成像規律，學習小組用如圖甲所示裝置和圖乙所示的三種帶孔的插片進行實驗。
（1）當蠟燭和小孔的位置固定，測出不同距離時像的高度，見表：
記錄表
像到小孔的距離s/cm 2.0 4.0 6.0 8.0 10.0
像的高度h/cm 1.0 2.0 3.0 4.0 5.0
從表中的數據可看出h與s是什么關系？
（2）由圖乙推測，該小組還可探究的問題是什么？
28．如圖甲是小明同學測繪的學校操場上旗桿影子長度（分別在夏季和冬季某日的12時測得）。
（1）小明忘記標注時間，請你幫助他進行區分，圖B是在 　 　測繪的（選填“夏季”或“冬季”）。
（2）該現象可運用到房地產開發中“樓間距的確定”，為了保證后排房屋中午時間的采光，必須考慮前、后樓南北方向上的樓間距（如圖乙）。我們湖州的樓間距設計應該參考 　 　（填節氣名稱）的光照情況。
（3）按上述理論設計，湖州的樓間距應 　 　（選填“大于”或“等于”或“小于”）廣州的樓間距。
（4）原理應用：房地產開發中，為了保證后排房屋中午時間的采光，必須考慮前后樓南北方向上的樓間距（如圖乙）。請你分析；我國樓間距南北差異的根本原因是地球的 　 　（選填“自轉”或“公轉”）運動。
29．當光照射到不透明的物體時會被物體擋住，在物體的背后形成光照不到的暗區，如圖甲所示。
（1）暗區的形成，涉及到的光學原理是： 　 　 。
（2）如圖乙，當S1、S2兩個光源照射同一個不透明物體時就會出現兩個暗區，兩暗區相疊部分完全沒有光線射到是全黑的，這就是本影區：本影區旁邊只有一個光源可照到的地方，就是半明半暗的區域稱為半影區。請在圖乙中畫出本影區和半影區，并用文字注明。 　 　。
（3）使用同一不透明物體，且不透明物體與光源S1，S2的高度均不變，請寫出一種讓本影區變小的辦法？ 　 　。
30．物體在燈光下會投下影子，小實發現教室里的影子有濃有淡。
（1）請畫出物體在點光源S照射下在地面投下的影子。
（2）小實根據影子的成因思考后發現：家里客廳天花板上的燈光布局并不合理。燈光布局如圖甲，其示意圖如圖乙。請分析該燈光布局不合理的原因 　 　；并提出合理的設計方案，畫在答卷紙的圖丙中。
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