【新教材】教科版4.1 光的传播 学案 及 答案

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【新教材】教科版4.1 光的传播 学案 及 答案

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【学习目标】
1.理解光沿直线传播的条件。
2.记住光在真空中的传播速度c=3×108m/s。
3.观察光在空气、水和玻璃中传播的实验现象,认识光沿直线传播是有条件的。
重点:实验探究光是怎样传播的。
难点:光的直线传播的现象及其应用。
【自主学习】
1.能够_________的物体叫作光源。从光源发出的光进入我们的_______,我们便可以看到这个发光体。
2.为了表示_________情况,通常用一条带箭头的直线表示光的______和_______,这样的直线叫________。
3.光在____________中沿直线传播。
4.实例:_________,日食,月食,_________等。
5.真空中的光速是宇宙间最快的速度,在计算中,真空中的光速约为__________m/s,在空气中的光速略小于在真空中的速度,在计算时可近似认为与真空中的速度相同。光在其他介质中的速度比在真空中的速度 _____。
【合作探究】
1.问题:光在空气中是怎样传播的?
探究:光在空气中的传播路径,让激光沿黑板面射出,观察光在空气中的传播路径。
结论:光在空气中沿________传播。
2.问题:光在空气中沿直线传播,在水中,玻璃中呢?
探究:光在水和玻璃中的传播路径,让激光分别射入水中、玻璃中,观察光在水中、玻璃中的传播路径。
结论:光在水中沿______传播;光在玻璃中沿_________传播。
3.问题:光在任何条件下都沿直线传播吗?
探究:光的反射:让光射到镜面上,观察光传播的路径。
现象:光射到镜面上,被镜面反射回去,改变方向,发生_________。
探究:光的折射:让光从空气斜射向玻璃砖,观察光传播的路径。
现象:光在空气中沿________传播,在玻璃中也沿_______传播,但在空气和玻璃的分界面处传播方向发生了改变,同时发生了_______和_______。
结论:光沿直线传播是有条件的。条件一:__________介质。
4.问题:光在同种介质中一定沿直线传播吗?
观察一束激光射进密度不均匀的糖水时光的径迹。
现象:光路发生了_________。
结论:光沿直线传播还有条件。条件二:密度__________介质。
综上:光在_____________介质中沿直线传播,光在两种介质的交界面,发生___________和___________。
补充:光可以在空气、水、玻璃等透明物质中传播,这些物质叫作光传播的_____________。
【归纳整理】
【课堂练习】
1.如图所示的四种现象中,由于光的直线传播形成的是( )
A.竹的倒影 B.水面“折”枝 C.手影 D.镜中花
2.下列关于光的传播的说法中,正确的是( )
A.光在任何条件下都能沿直线传播 B.光和声一样不能在真空中传播
C.光在同一种介质中一定沿直线传播 D.光在同一种均匀介质中沿直线传播
3.下列现象中不是光沿直线传播的例子( )
A.激光准直 B.树在水中的倒影 C.影子 D.夏天树荫下的光斑
4.在枝繁叶茂的大树下,由于阳光的照射常会看到树荫下的地面上有许多的光斑,这些光斑是( )
A.树叶的形状 B.各种形状 C.圆形的 D.树枝形状
5.在阳光下“立竿见影”这个现象能够表明光在空气中传播的路线是_________。一根旗杆竖立在太阳下,从早晨到中午这段时间内,旗杆影子的长度__________(选填“变长”、“变短”或“不变”)
6.用步枪瞄准练习时,当眼睛看到步枪标尺缺口与枪前的准星和瞄准点三者重合时,就认为三者在同一直线上了,这是利用了_________道理,能证明这一道理还有_______等现象。
【课后巩固】
知识点1:光源
1.正在 的物体称为光源。如图所示,属于光源的是 (填序号)。
(1)发光的萤火虫 (2)点燃的生日蜡烛 (3)奥运圣火
(4)皎洁的月亮 (5)璀璨的钻石 (6)晶莹的露珠
2.现有①刺眼的玻璃幕墙、②月亮、③太阳、④闪闪发光的钻石、⑤发光的电灯、⑥放映中的电视屏幕、⑦放映中的投影仪屏幕、⑧发光的萤火虫、⑨明亮的交通路牌。其中属于天然光源的有 ;属于人造光源的有 。(均填序号)
3.下列属于光源的是( )
A.太阳 B.钻石 C.玻璃 D.月亮
4.生活中许多物体都可以发光,下列物体中属于光源的是( )
A.皎洁的月亮 B.电影院放映影片时的屏幕
C.教室的黑板 D.正在放映影片的电视机屏幕
知识点2:光的直线传播
5.民间称日全食为“天狗食日”,由于光的 (选填“直线传播”或“折射”),当射向地球部分地点的太阳光被月球全部遮住时,便出现了“天狗食日”的现象,所谓的“天狗”实际上是指 ,用如图表示日全食时,图中的A处是 球,B处是 球。
6.如图所示,是光的 形成的,若光源形状是圆形,小孔形状是三角形,则光屏上的像是 。
7.小明在做“光在液体中的传播”实验时,他在玻璃缸内配制了白糖水,静置一段时间后,用一束激光斜向上射入白糖水中,发现白糖水中的光线不是一条直线,而是一条弯曲的曲线,你认为原因是 。若保持激光入射方向不变,将白糖水搅拌均匀后你会发现 ,其原因是 。
第5题图 第6题图 第7题图
8.图示的光现象中,由光的直线传播形成的是( )
A.筷子“弯折” B.楼台倒影 C.萌娃变“蛙” D.雨后彩虹
9.皮影戏,又称“影子戏”或“灯影戏”,是一种以兽皮或纸板做成的人物剪影以表演故事的民间戏剧。如图所示,该现象利用的光学原理是( )
A.光沿直线传播 B.光的反射 C.光的折射 D.光的色散
10.下列四种现象中与影子的形成原因不相同的是( )
A.激光准直 B.小孔成像 C.水中倒影 D.立竿见影
11.公元前4世纪,墨家就做过小孔成像的实验,并给予分析和解释。《墨经》中明确地写道:“景到(倒),在午有端,与景长,说在端。”下列现象的形成原因和小孔成像相同的是( )
A.露珠下的叶脉放大了 B.塔的倒影 C.日食 D.海市蜃楼
知识点3:光传播能量和信息
12.“皓月千里”,皎洁的月亮 (选填“是”或“不是”)光源。太阳光照在地面上会使地面温度升高,这一过程中光传递 。(选填“信息”或“能量”)
13.光既可以传播信息,又可以传播 。小雪利用小实验箱中的器材完成了如下图所示的四个光学实验,研究光的传播,概括四个实验现象可以得出的结论是 。
14.下列有关光现象的说法中,正确的是( )
A.月亮和太阳都是光源 B.日食、月食、影子都是光沿直线传播形成的
C.光在玻璃中的传播速度比在真空中大 D.太阳能灶能把水烧开,说明光能传播信息
15.下列生活物品主要利用光传播能量的是( )
A.红绿灯 B.光伏太阳能板 C.光纤电缆 D.激光准直仪
四、光传播的速度
16.光在真空的传播速度是,雷雨天打雷时先看见闪电后听到雷声,其原因是 ;如果看见闪电后6s听到雷声,打雷处距听者约 m。
17.在学校的运动会上,100米赛跑终点计时员应该是 (选填“看到白烟”或“听到枪声”)开始计时,若采用另一种计时方式,则记录的时间将比运动员实际所用的时间要 (选填“多”或“少”)。
18.光在真空中的传播速度大约为 .“光年”是 的单位.(选填“时间”或“长度”),光在水中的传播速度 (选填“大于”,“等于”或“小于”)光在空气中的传播速度.
19.关于光的传播,下列说法正确的是( ).
A.光不能在真空中传播 B.光在同种均匀介质中沿直线传播
C.光在水中的传播速度是3×108m/s D.光比声音传播速度慢
20.近年来,多国公开“探月计划”,月球成为太阳系最热门目的地之一。科学家早已经利用激光测量出月球与地球间的距离。在地球上向月球发射的激光经2.56s反射回来(已知光速为3.0×108m/s)。为更快地在太空中穿梭,西北工业大学团队自主研发名为三体水滴飞行器,如图所示。这一项目有望在未来打破美国人的神话,据传它的速度可达到60km/s。
(1)地球与月球相距多远;
(2)水滴飞行
1.下列物体属于光源的是(  )
A.正在发光的日光灯 B.夜空中明亮的月亮
C.放电影时看到的银幕 D.闪闪发光的钻石
2.如图所示,傍晚,阳光通过云层间隙射出,把校园映衬得更加优美。下列说法不正确的是(  )
A.太阳是非常好的平行光源
B.阳光通过云层间隙射出的光束,能说明光沿直线传播
C.光速是定值,与介质种类无关
D.图中右边三层楼房的高度大约有14m
3.下列关于光线的说法中正确的是(  )
A.光源能射出无数条光线
B.光线不是真实存在的,人们用一条带箭头的实线来表示光线
C.光线就是很细的光束
D.光线是用来表示光传播方向的直线,常用虚线表示
4.如图,甲、乙两人分别站立于一面墙的两边,若要在墙上开一个窗使两人彼此都能看到对方的全身,则所需的最小窗的位置范围大约为(  )
A.ac B.bc C.ad D.be
5.如图所示为2021年5月26日的月相,据此推断当天日地月三者位置关系可能为(  )
A.B.C.D.
6.我国已经成功发射了载人飞船和绕月卫星,登月将是中国人的一个新的梦想。下列说法中正确的是( )
A.绕月卫星相对月球是静止的 B.宇航员在月球上能看到月食
C.由于没有空气,所以月球表面是寂静的 D.宇航员在月球上能面对面通过声音交流
7.关于小孔成像,下列说法中正确的是(  )
A.像和物上下、左右都不颠倒 B.像和物上下颠倒,左右不颠倒
C.像和物上下不颠倒,左右颠倒 D.像和物上下、左右均颠倒
8.下列关于声和光的说法中,正确的是(  )
A.声和光传播都需要介质 B.光的传播速度是3×108m/s
C.光速和声速一样大 D.声传播需要介质,光传播不需要介质
9.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。
10.在①太阳、②月亮、③萤火虫、④霓虹灯、⑤宝石、⑥工作的LED灯中,属于自然光源的是 ;不属于光源的是 。(均填序号)
11.光在 介质中沿直线传播,激光从地面发射向月球,被月球表面反射回地球,总共用了2.6s,则月球到地球的距离为 m。
12.如图甲为手机防窥膜结构图,采用了超细百叶窗光学技术。贴在手机屏幕上的效果(如图乙),其原理类似百叶窗,两侧之所以看不清屏幕内容,其原理是光的 ;此防窥膜贴在手机屏幕上, (能/不能)防止正上方的窥视;为了让防窥效果更好(可视范围减小),可以适当地 (增大/减小)超细百叶窗的间距。
13.晴天正午,小淇走在公园的树林下,她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 (选填“太阳”、“树叶的缝隙”或“树叶”)的 (选填“实像”、“虚像”或“影子”)。
14.光在 中传播的速度最大,数值为 m/s,光在水、玻璃、空气中传播速度由大到小的排列顺序是 。
15.沈括在《梦溪笔谈》中记述到“若莺飞空中,其影随莺而移”,而在纸窗上开一个小孔使莺的影子呈现在室内纸屏上,却观察到“莺东则影西,莺西则影东”,小王利用图甲做了小孔成像实验,请你在图乙中大致画出烛焰AB(烛焰可以抽象为带箭头的线段)通过纸杯的小孔在黑塑料膜虚线上所成的像A′B′,并标明两条光线的传播方向。
16.最美人间四月天,不负踏青好时光。小刚一家到青龙潮湿地公园游玩,小刚坐在开着天窗的轿车里,通过天窗能看到天空的景色,如图甲所示,请在图乙的简化图中画出小刚看到天窗外天空范围的光路图,A点表示小刚的眼睛。
17.同学们学完光学中小孔成像知识后,提出一个问题,小孔在光屏上所成像的形状与什么因素有关,同学们经过讨论后提出以下猜想:
猜想一:像的形状可能与物体形状有关;
猜想二:像的形状可能与小孔的形状有关;
同学们在辅导老师的帮助下制作了“E”、“F”和“R”形状的LED发光字来充当物体,做成两个小孔形状不同的纸筒,纸筒另一端绷装半透明膜,做好装置后同学们进行实验探究。
(1)物理上将“F”、“E”和“R”形状的LED发光的字称为 ,射出的光在同种均匀介质中沿 传播;为了便于观察,该实验最好在 (选填“较明亮”或“较黑暗”)的环境中进行;
(2)同学们将“F”发光字固定好后,先用小圆孔纸筒进行实验,同学们在半透明膜上观察到倒立的“F”,如图所示,小孔成像中所成的像能呈现在半透明膜上,说明所成的像是 (选填:“实像”、“虚像”),同学们将实验结果记录在设计好的表格后,再换用小方孔纸筒进行实验,并观察记录;
(3)同学们再换用“E”和“R”形状发光字,分别按照实验(2)进行实验,将观察到的结果记录在表中。
序号 发光字 小孔形状 像的形状 半透明膜上是否呈现
1 F 圆形 倒立 呈现
2 F 方形 倒立 呈现
3 E 圆形 倒立 呈现
4 E 方形 倒立 呈现
5 R 圆形 倒立 呈现
6 R 方形 倒立 呈现
(4)通过比较实验1、2(或者3、4或者5、6)可以得出,像的形状与小孔的形状 ;
(5)同学们通过比较实验 (填写序号)得出像的形状与物体的形状有关;
(6)若实验时仅用纸片遮挡小孔,使小孔孔隙更小,则此时,像的 会发生改变(选填:“形状”、“大小”或“亮度”)。
18.阅读短文,回答问题
手术无影灯
手术无影灯用来照明手术部位,尽量消除医护人员的头、手和器械等对手术部位造成的阴影。
手术无影灯是怎么做到“无影”的呢?晚上在教室内只打开一盏日光灯,仔细观察你自己的影子,会发现影子中部特别黑暗,四周稍浅。影子中部,日光灯发出的光不能照到,特别黑暗,叫本影。四周灰暗的部分叫半影。
为了解释无影灯的工作原理,在课桌上点两支蜡烛分开放置于A、B两个位置,蜡烛前面立一本书,关掉日光灯可以看到墙壁出现书的本影和半影,如图甲。如果点燃三支甚至四支蜡烛,书的本影部分就会逐渐缩小,半影部分会出现很多明暗不同的层次。
手术无影灯是将发光强度很大的许多灯排列在灯盘上,合成一个大面积的光源,这样就能从不同角度把光线照射到手术台上,既保证手术视野有足够的亮度,同时又不会产生明显的本影。
(1)图甲的上侧半影区域中,蜡烛 。
A.A和B发出的光都照到 B.A发出的光照到,B照不到
C.A和B发出的光都照不到 D.B发出的光照到,A照不到
(2)在手术无影灯下,医护人员的手和器械等在手术部位 (会/不会)产生本影。
(3)请在图乙中画出第三支蜡烛C照到课本上时,在墙上产生的本影区域(仿图甲,在墙壁上对应位置画出阴影)。( )
(4)如果在乙图中再点燃更多的蜡烛,书的半影部分 。
A.明暗更明显,层次更多 B.明暗更明显,层次更少
C.明暗更不明显,层次更多 D.明暗更不明显,层次更少
(5)小明同学想用9盏相同的LED灯(图中用 表示)排列合成一个大光源作为无影灯,下列设计效果最好的是 。
A. B. C. D.
【课后评价】
这节课我给自己☆☆☆☆☆颗星。
【参考答案】
【自主学习】
1.自行发光 眼睛 2.光的传播 径迹 方向 光线 3.同种均匀介质 4.影子 小孔成像
5.3×108 小
【合作探究】
1.直线 2.直线 直线
3.反射 直线 直线 反射 折射 同种
4.偏折 相同 同种均匀 反射 折射 介质
【课堂练习】
1.C 2.D 3.B 4.C 5.直的 变短 6.光的直线传播 激光准直
【课后巩固】
知识点1:光源
1. 发光;(1)(2)(3)
2. ③⑧;⑤⑥⑦⑨
3. A
4. D
知识点2:光的直线传播
5. 直线传播;月球;月;地
6. 直线传播;圆形
7. 糖水密度不均匀;光路变为直线;介质均匀
8. C
9. A
10. C
11. C
知识点3:光传播能量和信息
12. 不是;能量
13. 能量;光在同种均匀介质中沿直线传播
14. B
15. B
知识点4:光传播的速度
16. 3×10 m/s;光速大于声速;2040
17. 看到白烟;少
18. 3×10 ;长度;小于
19. B
20. (1) 3.84×10 m;(2) 6.4×10 s
【能力提升】
1. A
2. C
3. B
4. B
5. C
6. C
7. D
8. D
9. 长度;不是;不能
10. ①③;②⑤
11. 同种均匀;3.9×10
12. 直线传播;能;减小
13. 太阳;实像
14. 真空;3×10 ;空气>水>玻璃
15.
16.
17. (1) 光源;直线;较黑暗
(2) 实像
(4) 无关
(5) 1、3、5(或2、4、6)
(6) 亮度
18. (1) B
(2) 不会
(3)
(4) C
(5) B
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