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【暑假特辑】专题复习3 光的直线传播 参考答案及解析
一、选择题：
1．有关光的现象，下列说法正确的是（　　）
A．光在任何介质中每秒钟都传播3×108米
B．光能在固体、液体、气体中传播，在固体中传播最快
C．光在介质中是沿直线传播的
D．日食、月食的形成都可以说明光是沿直线传播的
【解答】
A、光在真空中的传播速度是3×108m/s，在其它介质中传播速度比在真空中的传播速度小，故A错误；
B、光能在透明的介质中传播，在真空中传播最快，故B错误；
C、光在同种均匀介质中沿直线传播，故C错误；
D、日食、月食是由光的直线传播形成的，故D正确。
2．下列各种四种现象，不能用光的直线传播来解释的是（　　）
A．妙趣手影 B．小孔成像
C．日食奇观 D．树的倒影
【解答】
A．妙趣手影的形成说明光是沿直线传播的，由于光的直线传播，被物体挡住后，物体后面就会呈现出阴影区域，就是影子，故A不符合题意；
B．小孔成像是利用光的直线传播原理形成的倒立的实像，故B不符合题意。
C．当月球转到太阳和地球中间并且三者在一条直线上时，月球挡住了太阳照射在地球上的光线，地球处在月球的影子里，这就形成了日食，日食的形成说明光是沿直线传播的，故C不符合题意；
D．水中倒影属于平面镜成像，是由于光的反射形成的，不能用光的直线传播来解释，故D符合题意。
3．成语“坐井观天”的意思是坐在井里看天，用来比喻眼界狭窄之人。枯井中的青蛙位于井底O点，下列光路图中，能正确表示“坐井观天”含义的是（　　）
A． B． C． D．
【解答】图中O点是青蛙的位置，将O点与井口左右两边的端点相连成一直线，然后在直线上标出箭头，即得到两条射向青蛙眼睛的光线，这两条光线就决定了青蛙的观察范围；A图是正确的；B图中光的传播方向标错了；C图中光线发生了偏折，因为光是沿直线传播的；D图中不仅光线发生了偏折，而且光的传播方向也标错了。
故选：A。
4．夜晚有两个高楼不同的小朋友A和B，A比B高，他们分别站在路灯下，路灯O是光源，O′点是路灯在地面上的投影，A、B两人和点O′在同一直线上，如图所示。他们头部分别在地面上留下两个影子，相距d′，当两人沿过O′点的直线，以相同的速度向右行进时。我们可以观察到地面上A′和B′之间的距离将（　　）
A．不断减小 B．不断增大 C．先增大，后减小 D．先减小，后增大
【解答】如图所示：
设A小朋友身高为a，灯高度为h，若A小朋友向前移动x，则影子向前移动x1，
由相似三角形的性质可得，
解得由两个影子A′和B′，相距d′，以相同的速度行进时，
A小朋友影子与原影子的距离x1′＝，B小朋友影子与原影子的距离x1″＝，
因为x1′＞x1″，A比B高，即a＞b，
此时影子d″＝d′﹣x1′+x1″＜d′。
同理，当两人头部的影子达到重合后，再继续远离路灯时，
因为A比B高，即a＞b，
此时A影子会超过B的影子，
两者的距离变化为：先减小，后增大。
此题也可假设A，B两人站在一起，则A的影子比B长。两人一起往前走，由此可知，两人影子之间的距离会不断增大。现在A站在B后，两人影子移动速度仍符合假设的规律，因此A的影子会先追上B的影子，然后再超过它。所以A'和B'的距离会先减小，后增大。
故选：D。
6．在探究树荫下光斑的综合实践活动中，为了研究孔的大小对光斑形状的影响。小明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，如图所示。接着，从图示位置沿箭头方向水平移动乙，观察光斑形状的变化情况。下列合乎要求的是（　　）
A．B． C．D．
【解答】
（1）A图中随着卡片乙向左移动，孔的形状始终是三角形，并且逐渐变小，故A符合要求；
（2）BCD三图中随着卡片乙向左移动，孔的形状发生了变化，不符合要求。
故选：A。
7．如图所示是用转动八面镜法测光速的实验示意图，普通S为发光点，T是望远镜，平面镜O与凹面镜B构成了反射系统。八面镜M距反射系统的距离为AB＝L（L可长达几十千米），且远大于OB以及S和T到八面镜的距离。现使八面镜转动起来，并缓慢增大其转速，当转动频率（1秒内转过的圈数）达到f0时（可认为是匀速转动），恰能在望远镜中第一次看见发光点S，由此测出光速c。根据题中所测量的物理量得到光速c的表达式正确的是（　　）
A．c＝4Lf0 B．c＝8Lf0 C．c＝16Lf0 D．c＝32Lf0
【解答】从A点开始经一系列的反射再到达望远镜所通过的距离s＝2L，
∵八面镜M从现在位置到下次再出现如图形状的状态时需要转八分之一圈。则当转速达到f0时，恰能在望远镜中再一次看见发光点S，
∴光A点开始经一系列的反射再到达望远镜所用的时间为t＝s，
∴c＝＝＝16Lfo。
故选：C。
8．成语“立竿见影”，包含的物理知识，下列描述正确的是（　　）
A．光的反射 B．光的色散
C．光的折射 D．光的直线传播
【答案】D
【解答】解：光在同种、均匀、透明介质中沿直线传播。
由于光的直线传播，光被竿挡住后，竿后面就会呈现出阴影区域，就是竿的影子。
故ABC错误，D正确。
故选：D。
9．下列工具的应用，主要体现光的直线传播原理的是（　　）
A．穿衣服时，照镜子
B．看远处时，用望远镜
C．阳光强烈时，用遮阳伞
D．看黑板时，戴近视眼镜
【答案】C
【解答】解：A、穿衣服时，照镜子是由于光的反射形成的虚像，故A不符合题意；
B、看远处时，用望远镜，是由于光的折射形成的，故B不符合题意；
C、阳光强烈时，用遮阳伞，是由于光的直线传播形成的，故C符合题意；
10．沈括在《梦溪笔谈》中写道：“若鸢飞空中，其影随鸢而移（如图甲）或中间为窗隙所束，则影与鸢遂相违：鸢东则影西，鸢西则影东（如图乙）……”。则下列说法正确的是（　　）
A．图甲、乙中的现象都可用光的直线传播解释
B．光在任何情况下都沿直线传播
C．图甲、乙中“影”移动的方向与物移动的方向相反
D．要形成如图乙的现象，对窗隙大小没有要求
【答案】A
【解答】解；A、甲是光同种均匀介质中沿直线传播形成的影子，乙是小孔成像，也是由于光的直线传播形成的，甲和乙的原理相同，故A正确；
B、光在同种均匀介质中是沿直线传播的，故B错误；
C、甲图是鸢和它的影子，影子移动的方向和鸢移动的方向相同，乙是小孔成像，像和鸢移动的方向相反，故C错误；
D、小孔成像时，像的形状与小孔的形状无关，与孔的大小有关，故D错误。
11．根据你的生活经验，下列各图中情景与客观实际相符的是（　　）
A． B．
C． D．
【答案】A
【解答】解：影子是光沿直线传播形成的。在同一地点和同一时刻，太阳光的照射方向和角度是相同的，那么影子的方向应该是相同的，故B、C错误；
影子的长度与树木的高度成正比，即高度越大，影子越长，故A正确，D错误。
12．宁波某校课外实践小组利用一根垂直插入水平地面的圭杆，进行为期一年的“观竿测影”活动。2023年3月14日正午时刻圭杆的杆影如图所示，并测得杆影OA长为55.7cm。下列说法不正确的是（　　）
A．杆影的形成是由于光在同一均匀介质中沿直线传播
B．图中杆影从O到A指向北方
C．该小组预测2023年6月20日正午时刻，该圭杆的杆影长度将比55.7cm长
D．一天内，杆影移动是由于地球自转造成的
【答案】C
【解答】解：A杆影是由于光在同种均匀介质中是沿直线传播形成的，故A正确；
B、我国宁波位于北半球，正午时太阳位于南方，影子的方向指向北方，故B正确；
C、2023年6月20日接近夏至，太阳高度角逐渐增大，这一天的杆影应比2023年3月14日这一天的杆影短，故C错误；
D、由于地球的自转，所以一天内杆影会随地球的自转移动，故D正确。
13．早在战国时期，我国古代著名教育家、思想家墨子就在研究小孔成像的现象。如图所示，他用蜡烛作为光源，在木板上钻一个小孔，发现光线透过小孔在墙壁上形成一个像。下列说法正确的是（　　）
A．蜡烛在墙上形成的像是正立的
B．木板上的小孔要圆形的
C．该现象与“树荫下的光斑”成像原理相同
D．物体离小孔越远，墙壁上像越大
【答案】C
【解答】解：
A.因为光沿直线传播，所以蜡烛在墙上形成的像是倒立的实像，故A错误；
B.小孔成像时与小孔的形状无关，只与物体的形状有关，故B错误；
C.树荫下的光斑是光的直线传播形成的，与小孔成像的原理是相同的，故C正确；
D.小孔所成的像大小取决于像到小孔的距离，物体离得越远，像就越小，故D错误。
故选：C。
14．圭表，由“圭”和“表”两个部件组成，是度量日影长度的一种天文仪器，通过观察记录它正午时影子的长短变化可确定季节变化。下列现象与“圭表”工作原理相同的是（　　）
A．天狗食日 B．镜花水月 C．海市蜃楼 D．雨后彩虹
【答案】A
【解答】解：“圭表”工作原理是光的直线传播；
A、天狗食日是由光的直线传播形成的，故A正确；
B、镜花水月属于平面镜成像，是由光的反射形成的，故B错误；
C、海市蜃楼是由光的折射形成的，故C错误；
D、雨后彩虹是由光的折射形成的，故D错误。
15．小科在学习了小孔成像的原理后，制作了“针孔照相机”，如图，看到清晰的像后，如把小孔变小一些，观察到的像将（　　）
A．变小 B．变大 C．变暗 D．变亮
【答案】C
【解答】解：清晰的像后，如把小孔变小一些，像的大小不变，光通量变少，观察到的像变暗，故C正确，ABD错误。
二、填空题：
16．如图甲为手机防窥膜结构图，采用了超细百叶窗光学技术，其原理类似百叶窗，结构简图如图乙。两侧之所以看不清屏幕内容，是由于光的 　直线传播　（填写光的原理）；为了让防窥效果更好（可视范围减小），可以适当地 　减小　（选填“增大”或“减小”）超细百叶窗的间距。
【解答】由图丙可知，两侧之所以看不清屏幕内容，是由于光的直线传播；此防窥膜贴在手机屏幕上，由于屏幕正上方在可视范围内，所以不能防止上方的窥视；为了让防窥效果更好（可视范围减小），可以适当地减小超细百叶窗的间距。
故答案为：直线传播；减小。
17．1279年，元代天文学家郭守敬在河南登封设计并建造了一座测影楼（如图甲），它是中国现存最早的天文台。一年中每天正午横梁的影子会在“量天尺”上移动（如图乙），影子最长时刚好落在量天尺的最北端。
（1）横梁在阳光下会形成影子的原理是 　光的直线传播　。
（2）若任纬度更低的瑞安建造一座相同的测影楼，使影子最长时也刚好落在量天尺的最北端。与登封的量天尺相比，该量天尺的长度 　更短　（选填“更长”“相等”或“更短”）。
【解答】
（1）横梁在阳光下会形成影子的原理是光的直线传播；
（2）瑞安比登封纬度低，正午太阳高度角更大，形成的影子更短，因此该量天尺的长度也要更短。
故答案为：（1）光的直线传播；（2）更短。
18．大约两千四百年前，我国的学者墨翟和它的学生做了世界上第一个小孔成像的实验，解释了小孔成像的原理。小光同学将两个长度均为50cm，直径为5cm的直筒套在一起，做成如图的仪器（M筒的直径稍大，可以在N筒上并能前后移动）。
（1）小孔成的像是倒立的 　实　像，可以用光的 　光沿直线传播　解释；
（2）若直筒M、N位置不动，让物体远离N筒，像距 　不变　，像的大小 　变小　（以上两空选填“变大”“不变”或“变小”）。
【解答】
（1）由于小孔所成的像是由实际光线会聚而成的，因此小孔成的像是倒立的实像，这是光的直线传播造成的；
（2）如下图，若直筒M、N位置不动，让物体远离N筒，像仍然成在M筒的右侧，像距不变；让物体远离N筒，△AOB与ΔA′OB′的相似比变大，AB大小不变，则像变小；
故答案为：（1）实；光沿直线传播；（2）不变；变小。
19．为了研究影子长度与哪些因素有关，某科学兴趣小组的同学做了如图的实验：在水平地面上竖直固定一根长杆，长杆上装有一个可以上下移动的点光源A，再在地面上竖立一根短木条（短木条始终低于点光源A）。
（1）保持短木条的长度和位置不变，该同学将点光源A从图示位置逐渐向上移动，测得数据如下表：
点光源的高度H/cm 20 30 40 50 60
影子长度L/cm 30 15 10 7.5 6
该科学兴趣小组同学做此实验，想要验证的假设是　影子的长度与点光源的高度的关系　。
（2）分析上述实验数据还可得到：在点光源逐渐上移过程中，若点光源高度的增加量相同，则影子长度L的变化量　减小　（选填“增大”、“减小”或“不变”）
（3）图中S可表示点光源到短木条的距离，如果要研究影子长度L与点光源到短木条的距离S的关系，应如何操作　保持短木条的长度和点光源的高度不变，改变短木条的位置。　。
【解答】
（1）光源的高度从20cm增加到60cm时，影子的长度从30cm变成了6cm，故要验证的假设是影子的长度与点光源的高度的关系；
（2）光源每增加10cm后的影子的形变量分别为15cm；5cm；2.5cm；1.5cm，所以点光源高度的增加量相同，则影子长度L的变化量 减小；
（3）根据控制变量法知，应当保持短木条的长度和点光源的高度不变，改变短木条的位置。
故答案为：（1）影子的长度与点光源的高度的关系；（2）减小；（3）保持短木条的长度和点光源的高度不变，改变短木条的位置。
20．小玉将“F”字样光源、简易针孔照相机按图乙所示位置放好，小玉观察到塑料膜上所成的像是图丙中的 　②　 （填序号）。若把半透明膜向观察者一侧移动，则像会 　变大　 。（选填“变大”、“不变”或“变小”）
【答案】②；变大。
【解答】解：（1）物体发出或反射的光通过小孔后，在小孔后面的光屏上形成倒立的实像，这就是小孔成像，所以字母F在塑料膜上所成的像是图丙中的②；
（2）小孔成像的像的大小与物距、像距有关，若把半透明膜向观察者一侧移动，像距增大了，像会变大。
21．在研究“小孔成像”实验中，小乐选取了“F”形LED光源、带小孔的纸板、光屏等材料，按如图顺序依次固定在光具座上，通过左右移动光源和光屏，探寻小孔成像的规律。
（1）为了使观测的现象更加明显，实验应在较 　暗　 （选填“亮”或“暗”）的环境下进行。
（2）相较于“T”形光源，小乐选取“F”形光源的好处是 　便于观察像的正倒关系　 （写出一点）。
（3）实验中多次调节光源和光屏的位置，均以如图所示的观测方式观察现象时，在光屏上不可能出现的像是 　BCD　 （选用字母ABCD表示）。
【答案】（1）暗；（2）便于观察像的正倒关系；（3）BCD。
【解答】解：（1）为了使观测的现象更加明显，实验应在较暗的环境中进行；
（2）因为小孔成的像上下颠倒，左右相反，相较于“T”形光源，小乐选取“F”形光源的好处便于观察像的关系；
（3）实验中多次调节光源和光屏的位置，均以如图所示的观测方式观察现象时，小孔成的像上下颠倒，左右相反，故在光屏上可能出现的像是A，不可能出现的像是BCD。
故答案为：（1）暗；（2）便于观察像的正倒关系；（3）BCD。
三、探究题：
22．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。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 　D　 ；（填字母）
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 　不会　 （选填“会”或“不会”）产生本影；
（3）如果在乙图中再点燃更多的蜡烛，书的半影部分（ 　C　 ）；
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
（4）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，图丙中设计效果最好的是 　A　 （填字母）。
【答案】（1）D；（2）不会；（3）C；（4）A。
【解答】（1）根据广德直线传播结合图甲知，B发出的光可以照到上侧半影区域中，A发出的光照不到上侧半影区域中，故D符合题意，ABC不符合题意。
故选D。
（2）由题可知，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，即医护人员的手和器械等在手术部位不会产生明显的本影。
（3）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，明暗更不明显，故C符合题意，ABD不符合题意。
故选C。
（4）想用9盏相同的LED灯排列合成一个大光源作为无影灯，既要有中间的照明，四周越多，本影越不明显，因而选择A。
23．某兴趣小组的同学们在空易拉罐的底部中央戳一个小圆孔，将顶部剪去后，蒙上一层塑料薄膜，制成一个简易针孔照相机（如图所示），将其水平放置，在左侧固定一只与小孔等高的小灯泡。
（1）小灯泡发光时，可在塑料薄膜上看到灯丝 　倒立　 （填“倒立”或“正立”）的像。
（2）若水平向左移动易拉罐，则像的大小会 　变大　 （填“变大”“变小”或“不变”）。
（3）晴天太阳光透过树叶的缝隙在地面上形成圆形光斑与上述实验原理相似。地面上的圆形光斑大小不一的原因是 　树叶缝隙离地面的距离不同　 。
【答案】（1）倒立；（2）变大；（3）树叶缝隙离地面的距离不同。
【解答】解：（1）因为针孔照相机就是小孔成像，小孔成像是由于光的直线传播形成的，小孔成像是倒立实像，所以在塑料薄膜上看到灯丝倒立的像；
（2）若只水平向左移动易拉罐，物距减小，像变大；
（3）晴天太阳透过树叶缝隙形成的圆形光斑与小孔成像原理相同，其圆形光斑大小不一的原因是树叶缝隙离地面的距离不同。
24．某兴趣小组制作的小孔成像仪如图甲所示，蜡烛到小孔的距离为a，小孔到半透明膜的距离为b，且a＞b，请回答下列问题：
（1）半透明膜上蜡烛的像是 　倒立缩小　 （填“正立放大”、“正立缩小”、“倒立放大”或“倒立缩小”）的像，像的形状是 　B　 （填序号）。
A.小孔的形状 B.烛焰的形状 C.半透明膜的形状 D.纸筒的形状
（2）若由于蜡烛高度不合适导致得到的像如图乙所示，则可通过向 　上　 移动蜡烛使像移到光屏中央。
【答案】（1）倒立缩小；B；（2）上。
【解答】解：（1）小孔成像是由于光的直线传播形成的，此时物距大于像距，半透明膜上蜡烛的像是倒立缩小的像，像的形状是烛焰的形状，故选：B。
（2）若由于蜡烛高度不合适导致得到的像如图乙所示，则可通过向上移动烛焰像移到光屏中央。
25．项目化学习小组制作的针孔照相机（如图甲所示），请回答下列问题：
（1）根据图甲的信息，光源“F”字通过针孔成的像的形状应该是 　A　 （填序号）。
A.倒立的缩小的像 B.倒立的放大的像 C.正立的缩小的像 D.正立的放大的像
（2）小塘在操作时，发现在半透明纸上出现一个如图乙所示的像，应如何操作才能在半透明纸的正中央成像？　小孔照相机不动，上移物，或者物不动，下移小孔照相机　 。
（3）实验时小塘发现：针孔相机所成像的高度（大小）会变化，于是他用，将蜡烛与小孔的距离固定，拉动纸筒，改变半透明纸到小孔距离s，测量出在纸上的像的高度值h并记录在表中。请根据表中的数据，有一个数据2.60明显是错误的，你判断的理由是 　像到小孔的距离与像的高度成正比　 （写出一点即可）。
像到小孔的距离s/cm 2 4 6 8 10 12 14
像的高度h/cm 1 26 3 4 5 6 7
（4）在丙图的坐标系中画出h与s的关系图像（画图时请去除错误数据组）。
【答案】（1）A；（2）小孔照相机不动，上移物，或者物不动，下移小孔照相机；（3）像到小孔的距离与像的高度成正比；（4）见解答。
【解答】解：1）小孔成像原理时光线在同一种均匀介质中沿直线传播，故所成的像时倒立的，像的大小与物距和像距有关；
（2）要想使所成的像下移，小孔照相机的位置不动，可以上移物，也可以物不动适当下移小孔照相机；
（3）从表格中的数据可知，除了2.6数据外，像到小孔的距离与像的高度的比值定值；
（4）用描点法连接（s，h）各对应点，图像如下：
四、综合题：
26．自伽利略在1607年“提灯测光速”以来，科学史上陆续出现了不同测量光速的方法。伽利略测光速方法如下：甲、乙两个人，分别站在相距1500米的两座山的山顶，每人都提着一盏灯。甲先开灯，同时记下开灯的时间；当乙看见甲的灯光时，也立即开灯；甲看到乙的灯光后，又记下时间。甲记下的两次时间差为0.2秒。
（1）利用伽利略测得数据计算光速是多少米/秒？
（2）伽利略测得的光速与实际相差甚远，请选择一个角度写出原因和相应的解决办法。
原因 解决办法
　光的传播速度过大，路程过短，在两座山峰之间传播时间远小于人的反应时间　
　适当增大两座山峰之间的距离，选用更精密的仪器测量时间　
【答案】（1）利用伽利略测得数据计算光速是1.5×104m/s；（2）光的传播速度过大，路程过短，在两座山峰之间传播时间远小于人的反应时间；适当增大两座山峰之间的距离，选用更精密的仪器测量时间。
【解答】解：（1）由题意可知，甲记下两次时间内，光通过的距离为3000m，则光速为：
v1.5×104m/s；
（2）原因：
伽利略的实验未能成功，原因之一是没有考虑到光的传播速度过大，路程过短，在两座山峰之间传播时间远小于人的反应时间；
解决办法：
适当增大两座山峰之间的距离，选用更精密的仪器测量时间。
27．为了探究小孔成像规律，学习小组用如图甲所示装置和图乙所示的三种带孔的插片进行实验。
（1）当蜡烛和小孔的位置固定，测出不同距离时像的高度，见表：
记录表
像到小孔的距离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
从表中的数据可看出h与s是什么关系？
（2）由图乙推测，该小组还可探究的问题是什么？
【答案】（1）h与s成正比；（2）探究小孔成像时像的性质与小孔形状的关系
【解答】解：（1）根据表格中的数据科长，h与s成正比；
（2）图乙中每个小孔的形状是不同的，所以可以探究小孔成像时像的性质与小孔形状的关系。
28．如图甲是小明同学测绘的学校操场上旗杆影子长度（分别在夏季和冬季某日的12时测得）。
（1）小明忘记标注时间，请你帮助他进行区分，图B是在 　夏季　 测绘的（选填“夏季”或“冬季”）。
（2）该现象可运用到房地产开发中“楼间距的确定”，为了保证后排房屋中午时间的采光，必须考虑前、后楼南北方向上的楼间距（如图乙）。我们湖州的楼间距设计应该参考 　冬至　 （填节气名称）的光照情况。
（3）按上述理论设计，湖州的楼间距应 　大于　 （选填“大于”或“等于”或“小于”）广州的楼间距。
（4）原理应用：房地产开发中，为了保证后排房屋中午时间的采光，必须考虑前后楼南北方向上的楼间距（如图乙）。请你分析；我国楼间距南北差异的根本原因是地球的 　公转　 （选填“自转”或“公转”）运动。
【答案】（1）夏季；（2）冬至；（3）大于；（4）公转。
【解答】解：（1）北半球的同一位置的夏季比冬季的太阳高度大，直射强，所以夏季的同一物体的影子比冬季短，所以图B是在夏季测绘的。
（2）北半球冬季冬至日正午的影子最长，所以湖州的楼间距设计应该参考冬至日的光照情况。
（3）湖州的地理位置在广州的北边，按上述理论设计，湖州的楼间距应大于广州的楼间距。
（4）地球的公转会影响太阳高度的变化，越靠近赤道，太阳高度越大，越靠近两极，太阳高度越小。
29．当光照射到不透明的物体时会被物体挡住，在物体的背后形成光照不到的暗区，如图甲所示。
（1）暗区的形成，涉及到的光学原理是：　光在同种均匀介质中是沿直线传播　 。
（2）如图乙，当S1、S2两个光源照射同一个不透明物体时就会出现两个暗区，两暗区相叠部分完全没有光线射到是全黑的，这就是本影区：本影区旁边只有一个光源可照到的地方，就是半明半暗的区域称为半影区。请在图乙中画出本影区和半影区，并用文字注明。 　AC和BD为半影区，AD为本影　 。
（3）使用同一不透明物体，且不透明物体与光源S1，S2的高度均不变，请写出一种让本影区变小的办法？　增加光源的数量　 。
【答案】（1）光在同种均匀介质中是沿直线传播；
（2）；AC和BD为半影区，AD为本影；（3）增加光源的数量。
【解答】解：（1）暗区的形成，涉及到的光学原理是：光在同种均匀介质中是沿直线传播。
（2）根据光的直线传播；分别从光源和向透明物体的边缘引出两条直线与地面交于A、B和C、D四个点；AC和BD为半影区，AD为本影区。
如图所示：
。
（3）增加光源的数量可以减小本影区。
30．物体在灯光下会投下影子，小实发现教室里的影子有浓有淡。
（1）请画出物体在点光源S照射下在地面投下的影子。
（2）小实根据影子的成因思考后发现：家里客厅天花板上的灯光布局并不合理。灯光布局如图甲，其示意图如图乙。请分析该灯光布局不合理的原因 　灯光太过集中，造成房间内影子多　 ；并提出合理的设计方案，画在答卷纸的图丙中。
【答案】（1）见解答图；（2）灯光太过集中，造成房间内影子多；见解答图。
【解答】解：（1）S为点光源，连接SA并延长交地面于C，则BC为物体AB投在地面上的影子，如下图示：
（2）该灯光布局不合理的原因：灯光太过集中，造成房间内影子多；合理的设计方案：灯均匀分布，如下图所示：
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【暑假特辑】专题复习3 光的直线传播
一、选择题：
1．有关光的现象，下列说法正确的是（　　）
A．光在任何介质中每秒钟都传播3×108米
B．光能在固体、液体、气体中传播，在固体中传播最快
C．光在介质中是沿直线传播的
D．日食、月食的形成都可以说明光是沿直线传播的
2．下列各种四种现象，不能用光的直线传播来解释的是（　　）
A．妙趣手影 B．小孔成像
C．日食奇观 D．树的倒影
3．成语“坐井观天”的意思是坐在井里看天，用来比喻眼界狭窄之人。枯井中的青蛙位于井底O点，下列光路图中，能正确表示“坐井观天”含义的是（　　）
A． B． C． D．
4．夜晚有两个高楼不同的小朋友A和B，A比B高，他们分别站在路灯下，路灯O是光源，O′点是路灯在地面上的投影，A、B两人和点O′在同一直线上，如图所示。他们头部分别在地面上留下两个影子，相距d′，当两人沿过O′点的直线，以相同的速度向右行进时。我们可以观察到地面上A′和B′之间的距离将（　　）
A．不断减小 B．不断增大 C．先增大，后减小 D．先减小，后增大
6．在探究树荫下光斑的综合实践活动中，为了研究孔的大小对光斑形状的影响。小明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，如图所示。接着，从图示位置沿箭头方向水平移动乙，观察光斑形状的变化情况。下列合乎要求的是（　　）
A．B． C．D．
7．如图所示是用转动八面镜法测光速的实验示意图，普通S为发光点，T是望远镜，平面镜O与凹面镜B构成了反射系统。八面镜M距反射系统的距离为AB＝L（L可长达几十千米），且远大于OB以及S和T到八面镜的距离。现使八面镜转动起来，并缓慢增大其转速，当转动频率（1秒内转过的圈数）达到f0时（可认为是匀速转动），恰能在望远镜中第一次看见发光点S，由此测出光速c。根据题中所测量的物理量得到光速c的表达式正确的是（　　）
A．c＝4Lf0 B．c＝8Lf0 C．c＝16Lf0 D．c＝32Lf0
8．成语“立竿见影”，包含的物理知识，下列描述正确的是（　　）
A．光的反射 B．光的色散
C．光的折射 D．光的直线传播
9．下列工具的应用，主要体现光的直线传播原理的是（　　）
A．穿衣服时，照镜子 B．看远处时，用望远镜
C．阳光强烈时，用遮阳伞 D．看黑板时，戴近视眼镜
10．沈括在《梦溪笔谈》中写道：“若鸢飞空中，其影随鸢而移（如图甲）或中间为窗隙所束，则影与鸢遂相违：鸢东则影西，鸢西则影东（如图乙）……”。则下列说法正确的是（　　）
A．图甲、乙中的现象都可用光的直线传播解释
B．光在任何情况下都沿直线传播
C．图甲、乙中“影”移动的方向与物移动的方向相反
D．要形成如图乙的现象，对窗隙大小没有要求
11．根据你的生活经验，下列各图中情景与客观实际相符的是（　　）
A． B．
C． D．
12．宁波某校课外实践小组利用一根垂直插入水平地面的圭杆，进行为期一年的“观竿测影”活动。2023年3月14日正午时刻圭杆的杆影如图所示，并测得杆影OA长为55.7cm。下列说法不正确的是（　　）
A．杆影的形成是由于光在同一均匀介质中沿直线传播
B．图中杆影从O到A指向北方
C．该小组预测2023年6月20日正午时刻，该圭杆的杆影长度将比55.7cm长
D．一天内，杆影移动是由于地球自转造成的
13．早在战国时期，我国古代著名教育家、思想家墨子就在研究小孔成像的现象。如图所示，他用蜡烛作为光源，在木板上钻一个小孔，发现光线透过小孔在墙壁上形成一个像。下列说法正确的是（　　）
A．蜡烛在墙上形成的像是正立的 B．木板上的小孔要圆形的
C．该现象与“树荫下的光斑”成像原理相同 D．物体离小孔越远，墙壁上像越大
14．圭表，由“圭”和“表”两个部件组成，是度量日影长度的一种天文仪器，通过观察记录它正午时影子的长短变化可确定季节变化。下列现象与“圭表”工作原理相同的是（　　）
A．天狗食日 B．镜花水月 C．海市蜃楼 D．雨后彩虹
15．小科在学习了小孔成像的原理后，制作了“针孔照相机”，如图，看到清晰的像后，如把小孔变小一些，观察到的像将（　　）
A．变小 B．变大 C．变暗 D．变亮
二、填空题：
16．如图甲为手机防窥膜结构图，采用了超细百叶窗光学技术，其原理类似百叶窗，结构简图如图乙。两侧之所以看不清屏幕内容，是由于光的 　 　（填写光的原理）；为了让防窥效果更好（可视范围减小），可以适当地 　 　（选填“增大”或“减小”）超细百叶窗的间距。
17．1279年，元代天文学家郭守敬在河南登封设计并建造了一座测影楼（如图甲），它是中国现存最早的天文台。一年中每天正午横梁的影子会在“量天尺”上移动（如图乙），影子最长时刚好落在量天尺的最北端。
（1）横梁在阳光下会形成影子的原理是 　 　。
（2）若任纬度更低的瑞安建造一座相同的测影楼，使影子最长时也刚好落在量天尺的最北端。与登封的量天尺相比，该量天尺的长度 　 　（选填“更长”“相等”或“更短”）。
18．大约两千四百年前，我国的学者墨翟和它的学生做了世界上第一个小孔成像的实验，解释了小孔成像的原理。小光同学将两个长度均为50cm，直径为5cm的直筒套在一起，做成如图的仪器（M筒的直径稍大，可以在N筒上并能前后移动）。
（1）小孔成的像是倒立的 　 　像，可以用光的 　 　解释；
（2）若直筒M、N位置不动，让物体远离N筒，像距 　 　，像的大小 　 　（以上两空选填“变大”“不变”或“变小”）。
19．为了研究影子长度与哪些因素有关，某科学兴趣小组的同学做了如图的实验：在水平地面上竖直固定一根长杆，长杆上装有一个可以上下移动的点光源A，再在地面上竖立一根短木条（短木条始终低于点光源A）。
（1）保持短木条的长度和位置不变，该同学将点光源A从图示位置逐渐向上移动，测得数据如下表：
点光源的高度H/cm 20 30 40 50 60
影子长度L/cm 30 15 10 7.5 6
该科学兴趣小组同学做此实验，想要验证的假设是 　 　。
（2）分析上述实验数据还可得到：在点光源逐渐上移过程中，若点光源高度的增加量相同，则影子长度L的变化量 　 　（选填“增大”、“减小”或“不变”）
（3）图中S可表示点光源到短木条的距离，如果要研究影子长度L与点光源到短木条的距离S的关系，应如何操作 　 　。
20．小玉将“F”字样光源、简易针孔照相机按图乙所示位置放好，小玉观察到塑料膜上所成的像是图丙中的 　 　（填序号）。若把半透明膜向观察者一侧移动，则像会 　 　。（选填“变大”、“不变”或“变小”）
21．在研究“小孔成像”实验中，小乐选取了“F”形LED光源、带小孔的纸板、光屏等材料，按如图顺序依次固定在光具座上，通过左右移动光源和光屏，探寻小孔成像的规律。
（1）为了使观测的现象更加明显，实验应在较 　 　（选填“亮”或“暗”）的环境下进行。
（2）相较于“T”形光源，小乐选取“F”形光源的好处是 　 　（写出一点）。
（3）实验中多次调节光源和光屏的位置，均以如图所示的观测方式观察现象时，在光屏上不可能出现的像是 　 　（选用字母ABCD表示）。
三、探究题：
22．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。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 　 　；（填字母）
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 　 　（选填“会”或“不会”）产生本影；
（3）如果在乙图中再点燃更多的蜡烛，书的半影部分（ 　C　 ）；
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
（4）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，图丙中设计效果最好的是 　 　（填字母）。
23．某兴趣小组的同学们在空易拉罐的底部中央戳一个小圆孔，将顶部剪去后，蒙上一层塑料薄膜，制成一个简易针孔照相机（如图所示），将其水平放置，在左侧固定一只与小孔等高的小灯泡。
（1）小灯泡发光时，可在塑料薄膜上看到灯丝 　 　（填“倒立”或“正立”）的像。
（2）若水平向左移动易拉罐，则像的大小会 　 　（填“变大”“变小”或“不变”）。
（3）晴天太阳光透过树叶的缝隙在地面上形成圆形光斑与上述实验原理相似。地面上的圆形光斑大小不一的原因是 　 　。
24．某兴趣小组制作的小孔成像仪如图甲所示，蜡烛到小孔的距离为a，小孔到半透明膜的距离为b，且a＞b，请回答下列问题：
（1）半透明膜上蜡烛的像是 　 　（填“正立放大”、“正立缩小”、“倒立放大”或“倒立缩小”）的像，像的形状是 　 　（填序号）。
A.小孔的形状 B.烛焰的形状 C.半透明膜的形状 D.纸筒的形状
（2）若由于蜡烛高度不合适导致得到的像如图乙所示，则可通过向 　 　移动蜡烛使像移到光屏中央。
25．项目化学习小组制作的针孔照相机（如图甲所示），请回答下列问题：
（1）根据图甲的信息，光源“F”字通过针孔成的像的形状应该是 　 　（填序号）。
A.倒立的缩小的像 B.倒立的放大的像 C.正立的缩小的像 D.正立的放大的像
（2）小塘在操作时，发现在半透明纸上出现一个如图乙所示的像，应如何操作才能在半透明纸的正中央成像？ 　 　 。
（3）实验时小塘发现：针孔相机所成像的高度（大小）会变化，于是他用，将蜡烛与小孔的距离固定，拉动纸筒，改变半透明纸到小孔距离s，测量出在纸上的像的高度值h并记录在表中。请根据表中的数据，有一个数据2.60明显是错误的，你判断的理由是　 　 （写出一点即可）。
像到小孔的距离s/cm 2 4 6 8 10 12 14
像的高度h/cm 1 26 3 4 5 6 7
（4）在丙图的坐标系中画出h与s的关系图像（画图时请去除错误数据组）。
四、综合题：
26．自伽利略在1607年“提灯测光速”以来，科学史上陆续出现了不同测量光速的方法。伽利略测光速方法如下：甲、乙两个人，分别站在相距1500米的两座山的山顶，每人都提着一盏灯。甲先开灯，同时记下开灯的时间；当乙看见甲的灯光时，也立即开灯；甲看到乙的灯光后，又记下时间。甲记下的两次时间差为0.2秒。
（1）利用伽利略测得数据计算光速是多少米/秒？
（2）伽利略测得的光速与实际相差甚远，请选择一个角度写出原因和相应的解决办法。
原因 解决办法
　 　 　 　
27．为了探究小孔成像规律，学习小组用如图甲所示装置和图乙所示的三种带孔的插片进行实验。
（1）当蜡烛和小孔的位置固定，测出不同距离时像的高度，见表：
记录表
像到小孔的距离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
从表中的数据可看出h与s是什么关系？
（2）由图乙推测，该小组还可探究的问题是什么？
28．如图甲是小明同学测绘的学校操场上旗杆影子长度（分别在夏季和冬季某日的12时测得）。
（1）小明忘记标注时间，请你帮助他进行区分，图B是在 　 　测绘的（选填“夏季”或“冬季”）。
（2）该现象可运用到房地产开发中“楼间距的确定”，为了保证后排房屋中午时间的采光，必须考虑前、后楼南北方向上的楼间距（如图乙）。我们湖州的楼间距设计应该参考 　 　（填节气名称）的光照情况。
（3）按上述理论设计，湖州的楼间距应 　 　（选填“大于”或“等于”或“小于”）广州的楼间距。
（4）原理应用：房地产开发中，为了保证后排房屋中午时间的采光，必须考虑前后楼南北方向上的楼间距（如图乙）。请你分析；我国楼间距南北差异的根本原因是地球的 　 　（选填“自转”或“公转”）运动。
29．当光照射到不透明的物体时会被物体挡住，在物体的背后形成光照不到的暗区，如图甲所示。
（1）暗区的形成，涉及到的光学原理是： 　 　 。
（2）如图乙，当S1、S2两个光源照射同一个不透明物体时就会出现两个暗区，两暗区相叠部分完全没有光线射到是全黑的，这就是本影区：本影区旁边只有一个光源可照到的地方，就是半明半暗的区域称为半影区。请在图乙中画出本影区和半影区，并用文字注明。 　 　。
（3）使用同一不透明物体，且不透明物体与光源S1，S2的高度均不变，请写出一种让本影区变小的办法？ 　 　。
30．物体在灯光下会投下影子，小实发现教室里的影子有浓有淡。
（1）请画出物体在点光源S照射下在地面投下的影子。
（2）小实根据影子的成因思考后发现：家里客厅天花板上的灯光布局并不合理。灯光布局如图甲，其示意图如图乙。请分析该灯光布局不合理的原因 　 　；并提出合理的设计方案，画在答卷纸的图丙中。
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