第4講 光的直線傳播（講義）（含答案）-2023-2024學(xué)年八年級物理上冊基礎(chǔ)講義（滬教版）

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第4講光的直線傳播

基本概念

光源：能夠___________的正在發(fā)光的物體叫光源

自然光源：________（恒星）、螢火蟲、發(fā)光水母。

人造光源：________、________。

（說明：生活中還有許多發(fā)光的物體如月亮、自行車的尾燈、電影的銀幕都是靠____照向它們的光才亮，它們本身不能自行發(fā)光，因此不是光源。）

光的直線傳播

光在______________中沿直線傳播。

光可以在________中傳播。

光線和光束

在研究光的傳播規(guī)律時，為了方便，常用_____________的直線表示光傳播的路徑和方向，這樣的直線叫做______。利用光線可以用幾何學(xué)方法來研究光的傳播問題。但要注意，光線并不實際存在。這種科學(xué)研究方法叫做____________。

平行光束：光線相互平行。射向地球的太陽光可以看成___________。

發(fā)散光束：光線呈發(fā)散的形式。一個點光源發(fā)出的光束是發(fā)散的。

會聚光束：光線呈會聚的形式，一束太陽光通過凸透鏡后是會聚的。

光的直線傳播應(yīng)用

小孔成像

如圖所示，一個發(fā)光體可以看成是由無數(shù)發(fā)光點組成的，而一個很小的孔可以認(rèn)為只能通過一條光線，這樣，物體上每一個點只有一條光線穿過小孔，在孔背后的光屏上就會出現(xiàn)一個倒立的像。像的大小與發(fā)光體到小孔的距離和小孔到光屏的距離有關(guān)。小孔成的像相對于原物體_________的。

影的形成

光源發(fā)出的光照到不透明的物體上，光不能通過物體而形成的黑暗區(qū)域稱為影。

激光準(zhǔn)直：由于光沿直線傳播，在開鑿隧道時，工人們可以用激光束引導(dǎo)掘進機，使掘進機沿直線前進，保證隧道方向不出偏差。

例1.木工師傅在判斷一根長棒是否彎曲時，常常閉住一只眼，而用另一只眼沿著木棒的方向看過去，便可達到目的，這是應(yīng)用了()

A.光沿直線傳播B.光的反射C.光的折射D.以上都不是

例2.如圖所示，路燈下的人遠離路燈時，地面上的影子長度將___________（選填“變長”“變短”“不變”）

日食和月食

日食和月食是由于光的直線傳播形成的。

當(dāng)月球轉(zhuǎn)到地球和太陽之間，并且三者在同一直線上時，月球就擋住了射向地球的陽光，形成日食。由于光的直線傳播，在月球背后會形成長長的影子。

月球在地球的影子可分為兩部分，如圖所示，中心的區(qū)域叫做______，外面的區(qū)域叫做_______。位于本影區(qū)的人看到的是日全食；位于半影區(qū)的人看到的是日偏食。

當(dāng)?shù)厍蜣D(zhuǎn)到月球和太陽之間，并且三者在同一直線上時，地球就擋住了射向月球的陽光，就會形成月食。

光的傳播速度

打雷和閃電在遠處是同時發(fā)生的，但是我們總是先看到閃電后聽到雷聲。這表明，光比聲音傳播的快。

與聲音不同，光不僅可以在空氣、水等物質(zhì)中傳播，而且可以在真空中傳播。真空中的光速是宇宙間最快的速度，在物理學(xué)中用字母c表示。光在真空中1s能傳播299792000m，即真空中的光速為c=2.99792×108m/s。

通常情況下，真空中的光速可以近似取為c=3×108m/s。

光在空氣中的速度非常接近于c；光在水中的速度約為3/4c；在玻璃中的速度約為2/3c。

光年：光在1年內(nèi)傳播的距離。（距離單位）

鞏固練習(xí)

下列物體中屬于光源的是：________________________________。

A.太陽B.潔白的雪C.螢火蟲D.明亮的鏡子

E.燃燒的篝火F.璀璨的寶石G.眼睛H.點燃的蠟燭

I.月球J.烏黑發(fā)亮的頭發(fā)

電閃雷鳴時，我們總是先看到閃電后聽到雷聲，說明光速比聲速_______（選填“大”或“小”）；光在___________介質(zhì)中沿直線傳播，真空中的光速為_________米/秒，在平時計算中，空氣中的光速取為_________米/秒。

通常，物理學(xué)中用一條_____________的直線來形象地表示光的傳播_______和_______，這樣的直線叫做光線。

要使眼睛看到物體，則（）

A.這個物體必須是光源B.這個物體一定在發(fā)光

C.肯定有光由物體進入人眼D.物體肯定在反射太陽光

下列都是光源的一組是（）

A.螢火蟲和蠟燭B.電池和蠟燭

C.螢火蟲和月亮D.電池和螢火蟲

下列現(xiàn)象中不屬于光的直線傳播的是（）

A.海市蜃樓B.小孔成像C.手影游戲D.穿過森林的陽光

晴天，樹蔭下的地面上出現(xiàn)的圓形光斑是（）

A.太陽的實像B.太陽的影子C.太陽的虛像D.樹葉的影子

在物理學(xué)習(xí)的過程中，經(jīng)常會用到一些科學(xué)研究方法。下列事例中運用相同科學(xué)研究方法的是（）

（1）探究擺的周期與哪些因素有關(guān)；

（2）用帶箭頭的直線表示光線；

（3）將敲擊后的音叉插入水中，水波的振動反映音叉的振動；

（4）探究發(fā)聲體振動快慢與哪些因素有關(guān)。

A．（1）與（3）B．（2）與（4）

C．（2）與（3）D．（1）與（4）

三．拓展提高

某人身高1.6m，為了測試路燈的高度，他從路燈正下方沿平直公路以1m/s的速度勻速走開。某時刻他的影子長為1.3m，再經(jīng)過2s，他的影子長為1.8m，路燈距地面的高度。

太陽從東邊升起，西邊落下，是地球上的自然現(xiàn)象，但在某些條件下，在緯度較高地區(qū)上空飛行的飛機上，旅客可以看到太陽從東邊落下的奇妙現(xiàn)象，條件是（）

A.時間必須是在清晨，飛機正在由東向西飛行，飛機的速度必須較大

B.時間必須是在清晨，飛機正在由西向東飛行，飛機的速度必須較大

C.時間必須是在傍晚，飛機正在由東向西飛行，飛機的速度必須較大

D.時間必須是在傍晚，飛機正在由西向東飛行，飛機的速度不能太大

早在公元前305年，著名天文學(xué)家埃拉托色尼就已經(jīng)測量出了地球的周長，與現(xiàn)代科學(xué)公認(rèn)的地球周長的真實值相差不到0.1%．他在研究中發(fā)現(xiàn)，每年夏至這天，塞恩城(今埃及阿斯旺)正午的太陽光正好直射到城內(nèi)一口深井的底部，而遠在s千米以外的亞歷山大城，夏至這天正午的太陽光卻會使物體在地面上留下一條影子，他測得太陽光方向與豎直方向之間的夾角為α，由此得出地球的周長為()

Aαs/360千米B360s/α千米

Cαs/180千米D180s/α千米

寒假期間，小明一家人到赤道附近某景點旅游．在一個晴好的日子里，小明沒有跟隨爸爸爬山，而是和另外幾個朋友一起躺在山下平靜的海灘上觀看日落．結(jié)果，小明爸爸在山上觀察到太陽消失的瞬間要比地面上小明觀察到的該現(xiàn)象足足晚了3分鐘．已知地球半徑為6400千米，則可以判斷小明爸爸所處位置的海拔高度最接近（）

A．450米B．550米C．650米D．750米

小紅用兩個硬紙筒制成針孔照相機探究小孔成像，如圖甲所示.

例題1圖甲例題1圖乙

（1）請在圖甲中畫圖解釋蠟燭AB在屏上所成A′B′像的原因.

（2）若小紅借助小孔成像實驗裝置對“”形太陽進行觀察，如圖乙所示，則她在半透明光屏上看到像的形狀是（）

（3）小紅測出了不同距離時像的高度，填在表格中.請根據(jù)表格中的數(shù)據(jù)，在圖丙中作出像的高度h隨像到小孔的距離s變化的圖線.根據(jù)表中的數(shù)據(jù)及描繪的圖線可得到蠟燭和小孔的位置固定后，像的高度h與像到小孔的距離S關(guān)系.

例題1圖丙

（4）如圖丁所示，小孔的位置和屏的位置固定后，只將蠟燭AB由甲位置移到乙位置，可觀察到屏上蠟燭的像______（選填“變大”、“變小”或“不變”）.

例題1圖丁例題1圖戊

（5）晴天的正午時分，走在公園茂密的樟樹林下，你會看到陽光透過樹葉的縫隙而在地上留下許多大小不同的圓形光斑（如圖戊所示），這是（選填“太陽”、“樹葉的縫隙”或“樹葉”）的（選填“像”或“影子”），光斑大小不同的原因是