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4.1光的直线传播
学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________
一、单选题
1．打雷时，总是先看见闪电，后听到雷声，这是因为（　　）
A．闪电和雷声是同时发出的，但光的传播比雷声的传播要快得多
B．闪电和雷声是同时传到的，但人耳的反应比人眼的反应要慢
C．打雷时是先发出闪电后发出雷声
D．上述理由都不对
2．2000多年前，《墨经》中就记载了如图所示的小孔成像实验，小孔成像是下列哪种光现象形成的（　　）
A．光的直线传播 B．光的反射 C．光的折射 D．光的色散
3．如图所示人类从月球上拍摄因地球形成的“日食”照片。下列对发生此现象的判断，正确的是（　　）
A．此时月球正处在太阳和地球之间
B．此时太阳正处在月球和地球之间
C．此时在地球上的某一地区可能出现“日食”现象
D．此时在地球上的某一地区可能出现“月食”现象
4．日晷名称是由“日”和“晷”两字组成。“日”指“太阳”，“晷”表示“影子”，“日晷”的意思为“太阳的影子”，日晷由“晷针”和带有刻度的“晷盘”组成，如图所示，关于日晷下列说法正确的是（　　）
A．日晷是古代用来测量长度的工具
B．晷盘上形成的影子是太阳的像
C．利用晷盘上影子的长短和方向可以计时
D．晷针影子的形成是由于光的反射
5．在暗箱前面穿一个三角形的小孔，当太阳光射入小孔后，在光屏上成像。关于像的形状，下列说法中正确的是（　　）
A．圆形 B．三角形 C．长方形 D．其他形状
6．一个人沿道路行走，从经过路灯到逐渐远离路灯的过程中，人影子的长短会发生变化，其变化情况应该是（　　）
A．逐渐变长 B．先变短，再变长
C．先变长，再变短 D．逐渐变短
7．下列关于光的传播速度的说法中正确的是（　　）
A．光在真空中的传播速度最大 B．光和声音一样，不能在真空中传播
C．光的传播速度为3×108m/s D．光在玻璃中的传播速度比在真空中大
8．如图示用自制针孔照相机观察烛焰，针孔是圆形的，蜡烛位置可调整。以下说法不正确的是（　　）
A．薄膜上出现烛焰的像是倒立的
B．薄膜上烛焰的像可能是缩小的也可能是放大的
C．将小圆孔改为三角形，则像的形状改变
D．保持小孔和烛焰的距离不变，向后推动内筒，增加筒长，烛焰的像变大
9．下列语句不涉及光的直线传播的是（　　）
A．井底之蛙，所见甚小 B．余音绕梁，三日不绝
C．如影随形，形影相伴 D．一叶障目，不见泰山
10．圭表是中国古代重要的天文仪器，通过测量正午日影长度来推测二十四节气。图甲是实践小组于2023年12月1日在厦门市（北纬24.5°）正午时刻进行“圭表测影”活动。图乙是太阳直射点的回归运动图像，下列说法正确的是（　　）
A．圭表测影的原理是光的折射
B．圭表测影的原理是光的反射
C．活动当日至2023年冬至，正午时表的日影长度逐渐变短
D．活动当日至2024年夏至，正午时表的日影长度先变长后变短
二、填空题
11．如图，是2022年北京冬奥会闭幕式上两个人推动着巨大的“地球仪”在冰面上滚动。“地球仪”在冰面上形成的影子是由于光的 形成的，在“地球仪”靠近光源过程中，影子的长度变 。
12．阳光灿烂的日子，在茂密的树林下常能在地上见到许多圆形的光斑，这些光斑是 （选填“树叶”或“太阳”）的像。这是由于光的 形成的。
13．如图是科学家首次拍摄到的距离地球5500万光年的黑洞照片，再次验证了爱因斯坦所创立的广义相对论的正确性。光年是 单位，黑洞强大的引力连跑的最快的光都无法逃脱，因此黑洞本身 （选填“是”或“不是”）光源，边缘的可见光是由于黑洞周围物体高速旋转落入黑洞，产生摩擦振动而造成的；这种振动产生的声音 （选填“能”或“不能”）在真空中传播。
14．在“制作小孔成像观察仪”活动中，需要把制作好的圆筒插入易拉罐中：
（1）如图所示，由于像的亮度较暗，所以圆筒的 （填“A”或“B”）端是用半透明薄纸制成光屏。用制成的小孔成像观察仪观察点燃的蜡烛时，烛焰在塑料薄膜上所成像是 （填“正立”或“倒立”）的 （填“实像”或“虚像”），其成像的原理是 ；
（2）如果易拉罐底部小孔是三角形，蜡烛在塑料薄膜成像，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
（3）若将蜡烛向右上方移动，则它在薄膜上的像将向 方移动；
（4）若仅移动圆筒位置，增大光屏与小孔之间距离，则光屏上像将 （填“变大”“变小”或“不变”）。若仅将易拉罐底部三角形的小孔改成方形，则他在半透明纸上看到的像将 （填“改变”或“不变”）；
（5）如果小孔变大，它在薄膜上所成的像将 （选填“变清晰”、“变模糊”、“不变”）。
15．小孔成的像是 （虚像/实像），此现象与日食形成的原理是 （相同/不同）的。在模拟日食的实验中，王老师画了示意图（如图），地面上的观察者应该是位于 （A/B/C/D）处可观察到日食，此时月亮在 （A/B/C/D）处。
16．夏日的午后，阳光明媚。同学们在校园内的浓密树荫下乘凉时，看到地面上的圆形光斑如图所示，这是 （选填“树的影子”、“太阳的影子”、“树叶间空隙的像”或“太阳的像”），圆形光斑大小不一原因是 。
三、作图题
17．请画出AB在光屏MN上的像
四、实验题
18．如图甲所示，用易拉罐制作的简易针孔照相机，做小孔成像实验。
(1)利用针孔照相机观察蜡烛的成像时，孔对着 （选填“蜡烛”或“眼睛”），可观察所成的像；
(2)将蜡烛靠近针孔照相机少许，蜡烛的像将 （选填“变大”“变小”或“不变”）；
(3)正午时，小华在地面上铺一张白纸，将刻有边长为1cm的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。为了研究小孔大小对成像的影响，小明又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。如乙图所示。接着，从图示位置沿箭头方向水平移动乙，改变孔的大小，观察光斑形状的变化情况，能满足实验要求的 （选填“A”、“B”、“C”或“D”）理由是： ；
(4)①正对着太阳，保持纸板与地面距离不变，地面的白纸上出现亮斑，缓慢向左移动覆盖卡片乙，改变透光孔的大小，观察到的现象是：刚开始时，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当小孔足够小时，此时光斑形状是圆形，继续移动覆盖的卡片，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”）；
(5)晴天的正午时分，走在公园的树林里，小华看到阳光透过树叶的缝隙在地上留下许多大小不同的圆形光斑，圆形光斑大小不一原因是 。
五、计算题
19．如图所示为成功发射升空的詹姆斯·韦伯太空望远镜。当该望远镜正常工作后，利用电磁波（其速度与光速相同）向地面接收站发回一条观测信息需要5s才能到达接收站，则詹姆斯·韦伯太空望远镜离地球的距离约为多少？（光速为3×105km/s）
六、综合题
20．电线杆在阳光照射下影长6.9 m，竖直立着的2 m长的竹竿的影长2.2 m，问电线杆的高度是多少？ （太阳光可看作平行光，作出图后再解）.
《4.1光的直线传播》参考答案
题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
答案 A A D C A B A C B D
1．A
【详解】闪电和鸣雷是在同一时刻发生的，由于闪电发出的光在空气中的传播速度大于雷声在空气中传播的速度，因此打雷时，总是先看见闪电后听到雷声，故A符合题意，BCD不符合题意。
故选A。
2．A
【详解】小孔成像是由于光的直线传播形成的倒立的实像，故A符合题意，BCD不符合题意。
故选A。
3．D
【详解】太阳、地球、月球三者正好排成或接近一条直线，地球挡住了射到月球上去的太阳光，地球身后的黑影正好落到月球上，在月球上就看不到太阳，这就是月球的“日食”；同时地球上的人看不到月球，发生的是“月食”，故ABC错误，D正确。
故选D。
4．C
【详解】A．日晷是人类利用日影测定时间的工具（仪器），故A错误；
B．晷盘上晷针的影子是由于光沿直线传播照射到不透明的晷针上时，在晷针后形成的暗区，不是太阳的像，故B错误；
C．在阳光下“晷针”的影子在“晷盘”的位置和长度与不同时刻是太阳的位置有关，所以利用晷盘上影子的长短和方向可以计时，故C正确；
D．在太阳光的照射下看到的影子是由光的直线传播形成的，故D错误。
故选C。
5．A
【详解】小孔成像是由光的直线传播形成的，小孔成像，像的形状与物体形状相同，太阳是圆形的，故在光屏上成的像是圆形的，与小孔的形状无关。
故选A。
6．B
【详解】当人在远处时，人与灯光的夹角小，形成的影子长；当人逐渐走近路灯时，人与灯光的夹角会变大，此时形成的影子会变短；当人经过路灯逐渐远离时，人与灯光的夹角又会变小，形成的影子再次变长。因此，当人经过路灯时，影子先变短后变长。故ACD不符合题意，B符合题意。
故选B。
7．A
【详解】光在不同介质中的传播速度是不同的，光在真空中的传播速度最大，是3.0×108m/s，故A正确，BCD错误。
故选A。
8．C
【详解】A．小孔成像是光的直线传播形成的，物体上方的光线通过小孔时只能射到下方，物体下方的光线通过小孔时只能射到上方，薄膜上出现烛焰的像是倒立的实像，故A正确，不符合题意；
B．小孔成像中所成的像的大小与物距和像距都有关，薄膜上烛焰的像可能是缩小的也可能是放大的，故B正确，不符合题意；
C．小孔成像中所成的像是物体倒立的实像，像的形状由物体决定，与孔的形状无关，故C错误，符合题意；
D．在物距一定时，像距越大，像越大，保持小孔和烛焰的距离不变，向前后动内筒，增加筒长，像距变大，烛焰的像变大，故D正确，不符合题意。
故选C。
9．B
【详解】A．井底之蛙，因为光沿直线传进井口时，井将部分光线挡住，只看到未挡住部分的光线，所以所见甚小，故A不符合题意；
B．余音绕梁，是指声音长久地在屋梁上回荡，形容歌声高亢、优美，与光的直线传播无关，故B符合题意；
C．如影随形的影指的是影子，光的直线传播形成的，故C不符合题意；
D．一叶便把光线挡住了，看不见泰山，是光的直线传播形成的，故D不符合题意。
故选B。
10．D
【详解】AB．圭表测影中的影是影子，影子的形成是光的直线传播形成的，故AB错误；
CD．厦门市的纬道高于北回归线，活动当日在秋分后冬至前，所以活动当日到2023年冬至，太阳逐渐向南回归线靠近，正午时表的日影长度逐渐变长；再到2024年夏至，太阳从南回归线到北回归线，正午时表的日影长度变短。即活动当日至2024年夏至，正午时表的日影长度先变长后变短。故C错误，D正确。
故选D。
11． 直线传播 短
【详解】[1]根据光的知识可知，地球仪影子是由光的直线传播形成。
[2]靠近光源过程中，地球仪与光源的夹角会变大，此时形成的影子会变短。
12． 太阳 直线传播
【详解】[1][2]由题意知道，茂密的树林中树叶之间存在比较小的缝隙，地上的圆形光斑就是太阳通过树叶之间的缝隙在地面上所成的像，是小孔成像，这是由于光沿直线传播而形成的。
13． 长度 不是 不能
【详解】[1]光年是指光在真空中传播一年的距离，即是长度单位，光年一般被用于衡量天体间的距离。
[2]黑洞本身不能发光，所以黑洞不是光源。
[3]真空不能传声，所以这种振动产生的声音不能在真空中传播。
14． A 倒立 实像 光沿直线传播 D 左下 变大 不变 变模糊
【详解】（1）[1][2][3][4]由图可知，易拉罐左端为小孔，为了减小外面光线的影响，A端是用半透明薄纸制成的光屏；小孔成像是光在同一均匀介质中沿直线传播的具体应用，成的是倒立的实像。
（2）[5]蜡烛经小孔成倒立的实像，像的形状与蜡烛形状相同，即蜡烛在塑料薄膜上成的像是蜡烛的倒立的像，故ABC不符合题意，D符合题意。
故选D。
（3）[6]因为小孔的位置不变，小孔成的是倒立的实像，若将蜡烛向右上方移动，则它在薄膜上的像将向左下方移动。
（4）[7][8]因为光在均匀介质中沿直线传播，当增大光屏与小孔之间的距离时，也就增大了光投射的范围，所以光屏上的像将变大。小孔成像的形状和物体的形状一样，和孔的形状无关，所以将三角形的小孔改成方形，则他在半透明纸上看到的像的形状不变。
（5）[9]如果小孔变大，则相当于在光屏上有很多的小孔同时成像，所以蜡烛所成的像会变模糊。
15． 实像 相同 C D
【详解】[1][2]小孔成像是光实际射到光屏上，故是倒立的实像，其成像的原理是光沿直线传播，与日食形成原理相同。
[3][4]日食是我们看不见太阳或者是只能看见部分太阳，是由于月亮挡住了太阳照向地球的光，所以我们看不见或只能看见部分太阳；如果地球上观察到日食，这些人应该是位于C处，此时月亮在D处。
16． 太阳的像 树叶间空隙到地面的距离不同
【详解】[1][2]树叶间有空隙，形成一个个小孔，树荫下地面上的光斑是太阳经小孔成的实像，是光的直线传播形成的；圆形光斑大小不一原因是树叶间空隙到地面的距离不同，成的像大小不同。
17．
【详解】根据光沿直线传播A发出的光线连接小孔的下沿，B点发出的光线连接小孔的上沿，并分别延长交于MN之间即AB的像，如图所示：
18．(1)蜡烛
(2)变大
(3) A 只有A改变了孔的大小形状不变，其他的改变孔的大小的同时改变了形状；
(4) 变小 不变 不变 减弱
(5)树叶缝隙到地面距离不同
【详解】（1）孔应该对着蜡烛，让火焰的光线通过小孔进入筒内，可观察到塑料薄膜上形成的像。
（2）将蜡烛靠近针孔照相机少许，蜡烛的像将变大，因为物距变小，像变大。
（3）[1][2]从图示位置沿箭头方向水平移动乙，改变孔的大小，观察光斑形状的变化情况，能满足实验要求的A，理由是：只有A改变了孔的大小形状不变，其他的改变孔的大小的同时改变了形状；而BCD图中从图示位置沿箭头方向水平移动乙时，孔的大小和形状都改变。故应该选择A图。
（4）[1][2]因为太阳光是平行光，开始时孔较大，所以形成的是和孔面积大小相等的光斑，而且亮度与孔大小无关，光斑亮度不变；则减小孔的大小时，白纸上光斑大小将变小，光斑亮度不变。
[3][4]当小孔到地面的距离一定时小孔越来越小地面上就越容易得到太阳的像（小孔成像），此时光斑形状是圆形；继续移动覆盖的卡片，减小通光孔的大小，白纸上光斑大小将不变，光斑亮度减弱。
（5）树叶缝隙到地面距离不同，太阳到孔的距离都近似相等的，但缝隙大小不同，那么较大的缝隙会形成较大的圆形光斑，而较小的缝隙则会形成较小的圆形光斑。这是因为缝隙越大，通过的光线就越多，形成的像也就越大；反之，缝隙越小，通过的光线就越少，形成的像也就越小。
19．1.5×106km
【详解】詹姆斯·韦伯太空望远镜离地球的距离约为
s=vt=3×105km/s×5s=1.5×106km
20．6.27m
【详解】已知：＝2m＝2.2m＝6.9m，
求：＝
在阳光下，物体高度和影子长度如下图：
，
根据相似性对应边成正比得
，
代入数值得
×2m≈6.27m，
答：电线杆的高度为6.27m.
【点睛】光是沿直线传播的，同一时刻，阳光下不同物体影子长度与物体高度成正比．

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