人教版八年级物理寒假讲义培优练习专题07 光的直线传播与光的色散（2份 ，原卷版+解析版）

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☛第一层 巩固提升练（5大考点）
考点一 光源和光速
考点二 光的直线传播条件及应用
考点三 光的色散
考点四 光的三原色
考点五 红外线和紫外线
☛第二层 能力提升练
☛第三层 拓展突破练
光源和光速
⭐积累与运用
1、光源：正在发光的物体叫光源，光源可分为自然光源和人造光源。
2、光线：光线是表示光的传播方向的直线，光线是一种几何的抽象，在实际当中不可能得到一条光线，口语中光线亦可指光源辐射的光。
3、光速：光在真空中的传播速度是，而在空气中传播速度接近于在真空中的传播速度，也认为是，光在水中的传播速度约为 QUOTE QUOTE ，在玻璃中的传播速度约为。
4、光年：光年是指光在1年中的传播距离，1光年9.46×1015m。
1．下列都是光源的一组是（ ）
A．月亮、星星B．烛焰、明亮的镜子
C．太阳、萤火虫D．电池、耀眼的钻石
【答案】C
【详解】A．能够发光的物体叫做光源，月亮自身不能发光，只能反射光，所以月亮不是光源，星星有恒星和行星以及卫星还有其它天体，恒星自身能发光是光源，但行星、卫星等自身不能发光，不是光源，故A不符合题意；
B．镜子自身不能发光，不是光源，故B不符合题意；
C．太阳、萤火虫自身都能发光，都是光源，故C符合题意；
D．电池和钻石自身都不能发光，不是光源，故D不符合题意。
故选C。
2．下列物体不属于光源的是（ ）
A．美丽的夕阳B．飞舞的萤火虫C．城市中的灯光D．夜幕中的月亮
【答案】D
【详解】ABC．夕阳、萤火虫、城市中的灯光都能发光，属于光源，故ABC不符合题意；
D．月亮是反射的太阳光，它本身不发光，所以不是光源，故D符合题意。
故选D。
3．2023年10月28日，杭州亚残运会的全部比赛结束。闭幕式时，会场上方燃放起了璀璨夺目的烟花，璀璨夺目的烟花 （是/不是）光源，观众能从不同的地方看到烟花，是因为光的 。
【答案】 是 直线传播
【详解】[1]璀璨夺目的烟花属于光源，光源是自身能发光的物体。
[2]光在同种均匀介质中沿直线传播，观众能从不同的地方看到烟花，是因为光直线传播的特点。
4．在①太阳、②月亮、③萤火虫、④霓虹灯、⑤宝石、⑥正在放映的电影屏幕中，属于自然光源的是 ；不属于光源的是 。（均填序号）
【答案】 ①③ ②⑤⑥
【详解】[1]光源是自身能够发光的物体，①太阳、③萤火虫、④霓虹灯能发光，都属于光源，且①太阳和③萤火虫属于自然光源，霓虹灯属于人造光源。
[2]②月亮、⑤宝石和⑥正在放映的电影屏幕自身不会发光，不属于光源。
光的直线传播条件及应用
⭐积累与运用
1、光的直线传播条件：光在同一种均匀介质中沿直线传播。
（1）光能在固体、液体、气体中传播。
（2）光沿直线传播的前提是在同种均匀介质中。光的直线传播不仅是在均匀介质，而且必须是同种介质。可以简称为光的直线传播，而不能为光沿直线传播。
（3）光在两种均匀介质的接触面上是要发生折射的，此时光就不是直线传播了。
2、光直线传播的应用：小孔成像、射击瞄准、激光准直、排直队要向前看齐等、影子的形成、日月食的形成。
5．（2024·黑龙江牡丹江·中考真题）如图所示，日晷是我国古代的一种计时工具，它的计时原理利用的是（ ）
A．光的直线传播B．光的反射C．光的折射D．光的色散
【答案】A
【详解】日晷是我国古代的一种计时工具，它是利用光的直线传播来工作的。故BCD不符合题意，A符合题意。
故选A。
6．（2024·四川内江·中考真题）安装电梯时，安装工人常常在电梯井底放置一台激光垂准仪，射出一道竖直激光，使电梯轨道与它平行，就能保证轨道又正又直，其利用了（ ）
A．光的直线传播B．光的反射
C．光的折射D．光的色散
【答案】A
【详解】安装工人常常在电梯井底放置一台激光垂准仪，射出一道竖直激光，使电梯轨道与它平行，就能保证轨道又正又直，这是利用了激光准直，说明光在同种均匀介质中沿直线传播，故A符合题意，BCD不符合题意。
故选A。
7．如图所示，在纸板上由远到近插几枚大头针，使后一枚针总是遮住前几枚针，然后拔掉大头针，将针孔画线连接起来，你发现连线是 ，这个实验说明 。
【答案】 一条直线 光在同种均匀介质中沿直线传播
【详解】[1][2]根据光的直线传播规律知，在纸板上由远到近插几枚大头针，使后一枚针总是遮住前几枚针，则这些大头针在同一条直线上，故将针孔画线连接起来是一条直线，该实验说明光在同种均匀介质中沿直线传播。
8．光的传播 介质（选填“需要”、“不需要”）；光在同种 介质中是沿直线传播的，常用字母c表示真空中的光速，通常取 。
【答案】 不需要 均匀
【详解】[1]光的传播不需要介质。真空中的光速是宇宙间最快的速度。
[2]光在同种均匀介质中是沿直线传播的，光在不同或者不均匀的介质中传播时可能会发生偏折。
[3]常用字母c表示真空中的光速，通常取
9．（2024·甘肃白银·中考真题）如图所示是小强在纸杯上蒙上一层塑料膜做小孔成像实验的情景，请在图中作出烛焰（用表示）在塑料膜上成的像（用箭头表示）及光路图。
【答案】
【详解】A点发出的光经过小孔沿直线传播会在光屏上成像A′，B点发出的光经过小孔沿直线传播会在光屏上成像B′，连接A′B′即为烛焰在塑料膜上成的像，如下图所示：
光的色散
⭐积累与运用
1、太阳光通过三棱镜后，被分解成各种单一颜色的光，这种现象叫光的色散。
2、不同颜色的光通过三棱镜时偏折程度不同，红光偏折最小，紫光偏折最大，偏折由小到大依次为红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫。
3、生活中的色散现象：如雨后的彩虹、泼向空中的水变得五颜六色、在阳光下肥皂泡变成彩色等等都是光的色散实例，其原因是太阳光被空气中的水滴色散形成的。
10．（2024·江苏镇江·中考真题）诗句“香炉初上日，瀑水喷成虹”描述了如图所示的情景：太阳刚升起时，从瀑布溅起的水雾中可看到彩虹。此现象属于（ ）
A．光的直线传播B．光的色散C．光的反射D．小孔成像
【答案】B
【详解】当太阳刚升起时，阳光照射到瀑布溅起的水雾上，被水雾中的小水滴分散成了七种颜色的光，随后我们可以从水雾中看到彩虹，这是光的色散现象。
故选B。
11．如没有三棱镜，可用如图装置进行光的色散实验。在深盘中盛一些水，盘边斜放一个平面镜，使镜的下部浸入水中。让一束阳光照射在水下的平面镜上，并反射到白纸上，可在白纸上看到七彩光带。则下列有关说法正确的是（ ）
A．所用白纸越光滑越好
B．光线在装置中只发生了反射
C．七彩光带说明了白光是由各种色光混合而成的
D．光在水中和空气中的传播速度相同
【答案】C
【详解】A．所用白纸表面要粗糙一些，这样光在反射到白纸表面时会发生漫反射，人们在不同方向都能看到七彩光带，故A错误；
B．光线从空气中斜射入水中时会发生折射，光照到水下的平面镜上发生反射，反射光线由水中进入空气发生折射到白纸上，因此光线在装置中既发生了折射，也发生了反射，故B错误；
C．让一束阳光照射在水下的平面镜上，并反射到白纸上，可在白纸上看到七彩光带，说明白光是复色光，是由各种色光混合而成的，故C正确；
D．光在空气中的传播速度比在水中的传播速度快‌，故D错误。
故选C。
12．（2024·山东济宁·中考真题）用一块平面镜将室外的阳光照射到室内，这是光的 现象；如图所示，把一块平面镜斜插在水中，将装置放在从窗口射入的阳光下，让镜面对着阳光，在对面的白色墙壁上看到一个彩色的光斑，说明白光是由 混合而成的。
【答案】 反射 多种色光
【详解】[1]阳光照射到平面镜上，由于平面镜的反射，改变了传播方向而照射到室内。
[2]白色的阳光射向斜插在水中的平面镜然后射出，发生反射和折射，被分解为红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫七种色光，说明白光是由这七种色光混合而成的。
13．（2023·山东菏泽·中考真题）雨后彩虹是太阳光通过空气中大量的小水滴后形成的七色彩带，这是光的 现象；看电影时，我们从不同位置都能看到屏幕上的画面，是由于光在屏幕上发生了 反射。
【答案】 色散 漫
【详解】[1]刚刚下完雨时，空气中浮悬着许多小水珠，在太阳光的照射下，就产生折射和内反射，而太阳的可见光——红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫七色的波长都不一样，当它们照射到空中这些小水珠上时，各色光被小水球折射的情况也不同，因此就分解成七色光而形成彩虹，属于光的色散现象。
[2]电影屏幕是凹凸不平的，平行光线入射到粗糙的屏幕上，反射光线射向四面八方，进入不同方向的人的眼睛，不同方向的人们都能看到，因此光在银幕上发生漫反射。
光的三原色
⭐积累与运用
1、光的三原色：把红、绿、蓝三种色光按不同比例混合可产生各种颜色的光，这个现象叫做色光的混合（彩色电视机的彩色画面的形成）。红、绿、蓝也叫光的三原色。
2、颜料三原色：红，黄，蓝，三原色按照不同比例和强弱混合，可以产生自然界的各种色彩变化。
3、物体得颜色：
（1）透明物体的颜色是由它透过的色光决定的；它能透过什么颜色的光就呈什么颜色。
（2）不透明物体的颜色是由它反射的色光决定的，比如红光照在黑色的物体上应该呈现黑色。
9．
14.（2023·辽宁朝阳·中考真题）夏季，我们漫步留仙湖畔。下列关于光现象说法正确的是（ ）
A．河水看起来比实际浅是由光的直线传播形成的
B．桥在水中的倒影是由光的折射形成的
C．绿光是色光的三原色之一
D．柳树的影子是由光的反射形成的
【答案】C
【详解】A．河水看起来浅是由于光由水中进入空气中时发生折射造成的。故A错误；
B．桥在水中的倒影是由于光的反射形成的。故B错误；
C．光的三原色是红、绿、蓝。故C正确；
D．柳树的影子是由于光的直线传播形成的。故D错误。
故选C。
15．如图所示是光的三原色及其混合的示意图，下列选项正确的是（ ）
A．A处是三原色中的黄光
B．B处是光的三原色混合得到黑色
C．自然界中可以用紫光和橙光混合得到蓝光
D．彩色电视机、计算机等显示屏幕上的彩色画面，就是光的三原色混合而成的
【答案】D
【详解】A．色光的三原色是红、绿、蓝，因此A处是红光，故A错误；
B．红、绿、蓝按照同比例混合可以得到白光，B处是白光，故B错误；
C．蓝光是单色光，单色光不能由其他光混合而成，故C错误；
D．红、绿、蓝三种色光，按不同比例混合，可以产生各种颜色的光，彩色电视机、计算机等显示屏幕上的彩色画面，就是光的三原色混合而成的，故D正确。
故选D。
16．（2023·辽宁鞍山·中考真题）在雨后有时能看到五颜六色的彩虹，彩虹是光的 现象；彩色电视机屏幕上多彩的画面是由红、 、蓝三种色光混合而成的；光在真空中的传播速度为 。
【答案】 色散 绿
【详解】[1]白光经水珠折射以后，分成各种彩色光，这种现象叫做光的色散现象，即雨后的天空出现彩虹是由光的色散形成。
[2]在各种色光中，被称为三原色的是红、绿、蓝，彩色电视机画面上的丰富色彩是由红、绿、蓝三种色光混合而成的。
[3]在真空中的传播速度最快，为。
17．学校组织同学们利用投影仪观看“天宫课堂”第二课。投影仪的镜头相当于 透镜，屏幕上的彩色画面是由红、绿、 三种色光混合而成的；坐在各个位置的同学都能看到屏幕画面，是因为光在屏幕表面发生 （选填“镜面”或“漫”）反射。
【答案】 凸 蓝 漫
【详解】[1] 投影仪的镜头相当于一个凸透镜，凸透镜对光线有会聚作用，投影仪是利用物距大于一倍焦距小于二倍焦距时，成倒立、放大的实像的原理制成的。
[2] 红、绿、蓝三色光混合后能产生各种色彩，这三种色光叫做色光的三原色，所以根据色光的混合规律，在电视屏幕中只需要红、绿、蓝三种颜色即可配出各种绚丽的色彩来。
[3] 屏幕用表面粗糙的白布做成，能使射向屏幕的光发生漫反射，即使光线射向四面八方，能使各个方向的同学都能看到屏幕上的像。
红外线和紫外线
⭐积累与运用
1、红外线：在光谱中波长自760nm至400μm的电磁波称为红外线，红外线是不可见光线。
2、太阳光谱中，红光的外侧存在看不见的光线，这就是红外线。
3、红外线作用：①有热效应；②穿透云雾的能力强；③治疗作用。
4、紫外线：来自太阳辐射的一部分，由紫光外光谱区的三个不同波段组成，从短波的紫外线C到长波的紫外线A。
5、自然界的主要紫外线光源是太阳，太阳光透过大气层时波长短于290nm米的紫外线为大气层中的臭氧吸收掉，紫外线是由原子的外层电子受到激发后后产生的。
18．关于红外线和紫外线的说法正确的是（ ）
A．红外线可以用来验钞
B．紫外线可以杀菌，所以人们晒太阳越多越好
C．紫外线有明显的热效应
D．自然界物体都可以发出红外线
【答案】D
【详解】A．紫外线有一种特性，就是能使荧光物质发光，所以可以用来验钞，而红外线没有这种特性，故A错误；
B．虽然紫外线确实可以杀菌，对人体有一定的益处，但是过量的紫外线照射对人体是有害的，比如会引起皮肤癌等疾病。因此，并不是晒太阳越多越好，需要适量，故B错误；
C．红外线的主要特性是热效应强，即能使物体显著发热，而紫外线并没有明显的热效应，故C错误；
D．根据红外线的特性，我们知道一切物体都会向外辐射红外线，这种辐射与物体的温度有关，温度越高，辐射的红外线就越强，故D正确。
故选D。
19．人眼看不到的光在生活中有许多应用。下列说法正确的是（ ）
A．“测温枪”可发出红外线来测量体温
B．体检时拍X光片利用了紫外线
C．遥控器控制电视机利用了可见光
D．医院常用紫外线灭菌灯消毒杀菌
【答案】D
【详解】A．测温枪是利用物体发出的红外线来测量体温的，故A错误；
B．体检时拍X光片，X射线不属于紫外线，故B错误；
C．红外线具有很强的穿透能力，遥控器控制电视机利用了红外线工作的，故C错误；
D．因为紫外线具有化学效应，能杀菌，所以医院用其制成灭菌灯消毒，故D正确。
故选D。
20．（2024·山东东营·中考真题）医院经常用 （选填“红外线”或“紫外线”）灯灭菌；利用超声波排除人体内的结石，是利用声波能传递 （选填“信息”或“能量”）的性质。
【答案】 紫外线 能量
【详解】[1]紫外线具有杀菌作用，医院的手术室、病房里用紫外线灯灭菌。
[2]超声波有很强的穿透性，能够传递能量，外科医生可以利用超声波除去人体内的结石，是利用了声波能传递能量。
21．（2024·江苏苏州·中考真题）如图甲所示，AB之间是太阳光经三棱镜色散后在屏上得到的彩色光带。将电子温度传感器分别放在A、B两点外侧，测得温度T随时间t变化的图像如图乙所示。则曲线①对应光线的特点是 ，曲线②对应的是 线。
【答案】 使荧光物质发光/消毒杀菌 红外
【详解】[1][2]白光散开后，紫光因为折光能力最强，在单色光的最下面，故①是紫色光，它能使使荧光物质发光，还能消毒杀菌；红外线的折光能力最弱，故它在单色光的最上面，所以②是红外线。
1．（2024·内蒙古呼和浩特·中考真题）光，给人类带来光明。下列生活中的光现象，属于光的直线传播的是（ ）
A．手影B．水中倒影
C．直筷变弯D．雨后彩虹
【答案】A
【详解】A．手影是由于光沿直线传播形成的影子，故A符合题意；
B．水中倒影属于平面镜成像现象，是由于光的反射形成的，故B不符合题意；
C．筷子在水中看起来变弯，是由于光从水中斜射入空气中时发生了偏折，即发生了折射现象，故C不符合题意；
D．雨后彩虹是太阳光通过悬浮在空气中细小的水珠折射而成的，白光经水珠折射以后，分成各种彩色光，这种现象叫做光的色散现象，所以说雨后的天空出现彩虹是由光的折射形成的，故D不符合题意。
故选A。
2．如图所示，张继的《枫桥夜泊》描绘了枫桥附近的夜景。下列说法正确的是（ ）
A．“乌啼”是月亮振动产生的
B．“月”和“渔火”都属于光源
C．以“寺”为参照物，“桥”是运动的
D．敲钟的力越大，“钟声”的响度越大
【答案】D
【详解】A．“乌啼”实际上是乌鸦的叫声，这是由乌鸦的声带振动产生的，而不是月亮振动产生的。故A错误；
B．光源是指能自行发光的物体。月亮本身并不发光，而是反射太阳的光，所以月亮不是光源。“渔火”是人为点燃的灯火，能自行发光，所以“渔火”是光源。故B错误；
C．参照物是用来判断物体是否运动的物体。以“寺”为参照物，“桥”与“寺”之间的位置关系并没有发生变化，所以“桥”是静止的。故C错误；
D．响度是指声音的强弱或大小，它与声源的振幅有关。振幅越大，响度越大。敲钟的力越大，钟的振幅就越大，所以“钟声”的响度也就越大。故D正确。
故选D。
3．（2024·山东临沂·中考真题）2023年11月19日，2023全国中学生射击联赛在临沂举行。下列光现象的成因，与射击比赛“三点一线”的瞄准原理相同的是（ ）
A．林中树影B．水中倒影
C．镜中汽车D．空中彩虹
【答案】A
【详解】射击比赛“三点一线”的瞄准原理是光的直线传播现象；
A．林中的树影是树挡住光线，在树后形成的暗影区，是光的直线传播现象，故A符合题意；
B．水中的倒影是平面镜成像，水面相当于平面镜，是光的反射形成的，故B不符合题意；
C．观后镜中的汽车是凸面镜成像，是光的反射形成的，故C不符合题意；
D．空中的彩虹是光的色散现成的，其实质是光的折射现象，故D不符合题意。
故选A。
4．（2024·黑龙江鸡西·中考真题）如图所示的光现象中，属于光的反射现象的是（ ）
A．手影的形成
B．渔夫叉鱼
C．照着镜子画脸谱
D．人造彩虹
【答案】C
【详解】A．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．渔夫叉鱼时，看到的水中的鱼是由于水中鱼反射出的光，在水面处发生了折射，折射光线向远离法线的方向偏折，我们看到的是变浅的鱼的虚像，故B不符合题意；
C．照镜子画脸谱，属于平面镜成像，是由于光的反射形成的，故C符合题意；
D．人造彩虹是光的色散现象，属于光的折射，故D不符合题意。
故选C。
5．2009年7月22日，重庆市民领略了500年一遇的日全食天象奇观（如图），每一个观测者都被这大自然的奇观所吸引和震撼，其实日食的产生是由于月球、地球和太阳运行在同一直线上，其中 （选填“月球”、“地球”或“太阳”）在中间，由于光的 （选填“直线”或“曲线”）传播产生的。
【答案】 月球 直线
【详解】[1][2]当月球转到地球和太阳之间，这三个天体在一条直线或近于一条直线上时，月球挡住了太阳光，在地球上的某一部分出现月球的影子，在这个影区里的人就观察到日食现象，该现象是由于光在同种均匀介质中是沿直线传播的。
6．如图甲所示，灯距地面的高度为H=9.6m，身高为h=1.6m的人自路灯的正下方经过，看到自己头部的影子正好在自己脚下。如图乙所示，如果人以不变的速度1m/s匀速直线向前走，经过8s由A到B，此时人的影子长等于人长，则人头部影子向前运动的距离是 m，人头部影子的速度是人的速度 倍。
【答案】 9.6 1.2
【详解】[1]人以不变的速度1m/s匀速直线向前走，经过8s由A到B，则AB之间的距离为
设8s后人脚下的位置为点E，则可知，因为此时人的影子长等于人长，即，根据光的直线传播的知识可知，人头部影子向前运动的距离即CD间的距离是
[2]根据可知，时间相同，所以有
即
即人头部影子的速度是人的速度的1.2倍。
7．如图是一束太阳光射向三棱镜后，在光屏的b区域出现了彩色的光带。
(1)这种现象叫光的 。
(2)把温度计放在图中的 区域一段时间发现温度计的示数会显著上升； 区域（均选填“a”、 “b”或“c”） 的光能用来验钞。
(3)将蓝底、红字的小纸片放在光屏上蓝光区域，小纸片呈现 （选填序号：①蓝底红字； ②蓝底黑字；③只有蓝底看不见字）。
【答案】(1)光散
(2) a c
(3)②
【详解】（1）如图，一束太阳光（白光）经过三棱镜折射后，分解成各色光，这种现象叫光的色散现象。
（2）色散现象中，红光折射程度最小，紫光折射程度最大，a处为红红光，c处为紫光。红光热作用明显，把温度计放在图中的a区域一段时间发现温度计的示数会显著上升； 紫光具有荧光效应，可使荧光物质发光，c区域的光能用来验钞。
（3）蓝色纸片只反射蓝光，吸收其它色光；红字只反射红光，吸收其它色光；所以，将蓝底、红字的小纸片放在光屏上蓝光区域，小纸片呈现蓝底黑字，故选②。
8．在“制作小孔照相机”活动中，小明制作了三个带小孔的圆形卡片（如图甲），将易拉罐和薯片筒两端开口，再把一端蒙有半透明薄纸的薯片筒插入易拉罐筒B端，眼睛在D端观察。
(1)由于小孔成的像较暗，为了便于观察，应在薯片筒的 （选填“C”或“D”）端蒙上半透明薄纸制成光屏。当用“小孔照相机”观察点燃的蜡烛时，烛焰在半透明薄纸上成 （选填“正立”或“倒立”）的实像。
(2)若仅将易拉罐A端的带圆孔卡片换成带三角形小孔的卡片，则半透明薄纸上像的形状 （选填“改变”或“不变”）。
(3)若保持其它条件不变，将小孔略微变大一些，则在薄纸上所成的像将变清晰，亮度 （选填“变亮”“不变”或“变暗”）。
(4)若小华仅将薯片筒向后拉动一些，则光屏上像将 （选填“变大”“变小”或“不变”）。如图丙，晴天树荫下的圆形的光斑有大有小，其原因是 。
【答案】(1) C 倒立
(2)不变
(3)变亮
(4) 变大 见解析
【详解】（1）[1][2]光在同一均匀介质中沿直线传播的，小孔成像是具体应用，由图乙知，薯片筒从易拉罐向B端插入，C端用半透明薄纸蒙上制成的光屏，这样便于观察像；小孔成像成的是倒立的实像，所以烛焰在半透明薄纸上成倒立的实像。
（2）蜡烛经小孔成倒立的实像，像的形状与蜡烛形状相同，像与小孔的形状无关，则半透明薄纸上像的形状不变。
（3）将小孔略微变大一些，由于小孔成的像的形状与孔的形状无关，所以半透明膜上的光斑形状与原来光斑的形状相同，由于孔变大了，通过的光线变多了，光斑变亮。
（4）[1]当增大像与小孔之间的距离时，像变大。仅将薯片筒向后拉动一些，增大光屏与小孔之间的距离，则光屏上的像将变大。
[2]晴天树荫下的圆形的光斑属于小孔成像，小孔成像像的大小与物距与像距有关，太阳离地球很远，所以物距相等；由于树叶缝隙到地面的距离不相等，导致所成的像的大小不相等，所以晴天，树荫下的圆形的光斑有大有小。
9．阅读下面的短文，回答问题。
华夏之光——圭表
我国古代的天文观测一直居于世界领先地位，古人利用“立竿见影”发明了一种用于计时的重要天文仪器——圭表（如图甲），早在周代时就已经开始使用圭表来确定冬至和夏至。
圭表包括圭和表两部分，正南北方向平放的尺，叫作圭，直立在平地上的标竿或石柱，叫作表，圭和表相互垂直。战国以前的天文学家已能够利用水面来校正圭，使其水平，使用铅垂线来校正表，使其与圭相互垂直。依据圭表正午时表影长度的变化，就能推算出二十四节气（如图丙），用以指导生活和农业生产；依据表影长短的周期性变化，就能确定一回归年的天数为365.25天。
由于日光散射和漫反射的影响，早期圭表的表影边缘模糊不清，影响了测量表影长度的精度。为了解决上述问题，元代天文学家郭守敬采取理论与实践相结合的科学方法，对圭表进行了一系列改进与创新。他将表的高度增加，并且在表顶加一根架空的横梁，使表高变为传统表高的五倍。这样，测量时，把传统的确定表影端的位置变为确定梁影中心的位置，提高了测量影长的精度。郭守敬又利用小孔成像的原理，发明了景符（在表顶上端设置铜叶计，中间开槽），利用景符可以在圭面上形成太阳和横梁的清晰像（如图乙），这样就可以精确的测量表的影长了。这些措施成功解决了圭表发明以来，测影时“虚景之中考求真实”的困难。
2016年11月30日，联合国教科文组织批准“二十四节气”列入人类非物质文化遗产代表作名录。以圭表为代表的我国古代的科技成果，像一颗颗璀璨的明珠，闪耀着智慧的光芒，激励着我们攀登新的科技高峰。
请根据上述材料，回答下列问题：
(1)我国古代依据圭表正午时 的变化，就能推算出二十四节气。
(2)请写出我国古代天文学家保证圭和表相互垂直的措施 。
(3)郭守敬的改进与创新措施解决了早期圭表的什么问题 。
(4)圭上的光斑是 （选填“太阳的像”或“表顶端的像”或“横梁的像”）；小滨观察到，一年当中学校的旗杆正午杆影最短的是二十四节气中的 ；
(5)表顶横梁中间槽的形状是（ ）
A．正方形B．三角形
C．圆形D．以上都可以
【答案】(1)表影长度
(2)用水面来校正圭，使其水平，使用铅垂线来校正表，使其与圭相互垂直
(3)早期圭表的表影边缘模糊不清，影响了测量表影长度的精度
(4) 太阳的像 夏至
(5)D
【详解】（1）由材料信息得，依据圭表正午时表影长度的变化，就能推算出二十四节气。
（2）由材料信息得，战国以前的天文学家已能够利用水面来校正圭，使其水平，使用铅垂线来校正表，使其与圭相互垂直。
（3）由材料信息得，郭守敬的改进与创新措施解决了早期圭表的表影边缘模糊不清，影响了测量表影长度的精度。
（4）[1]圭上的光斑是太阳经过小孔所成的像，即光斑是太阳的像。
[2]由图丙得，小滨观察到，一年当中学校的旗杆正午杆影最短的是二十四节气中的夏至。
（5）小孔成像中像与小孔的形状无关，则顶横梁中间槽的形状可以是正方形、三角形、圆形，故ABC不符合题意，D符合题意。
故选D。
1．（中国传统文化）（2024·重庆·中考真题）下列关于白居易的《暮江吟》中描述的光现象解释正确的是（ ）
A．一道残阳铺水中——水中的“夕阳”是由于光的折射形成的
B．半江瑟瑟半江红——江面呈现出红色是江面反射红光的原因
C．可怜九月初三夜——九月初三夜空的弯月是自然界中的光源
D．露似珍珠月似弓——露珠特别明亮是白光发生了色散的原因
【答案】B
【详解】A．水中的“夕阳”是由于光的反射所形成的虚像，故A错误；
B．人眼看到不透明物体的颜色是物体所反射的光的颜色，人看江面时，江面相当于不透明物体，其呈现出红色是江面反射红光所导致的，故B正确；
C．月亮的光是反射太阳发出的光，月亮本身不会发光，因此月亮不是自然界中的光源，故C错误；
D．露珠特别明亮是因为露珠表面光滑，发生了镜面反射，将大部分光线反射进人眼中，故D错误。
故选B。
2．（中国传统文化）有古文献记载：“取大镜高悬，置水盆于其下，则见四邻矣”。下列实例涉及的光学知识与文中所述原理相同的是（ ）
A．三棱镜分解太阳光B．树荫下的圆形光斑
C．潜望镜观察外部环境D．风雨过后出现彩虹
【答案】C
【详解】图中“取大镜高悬，置水盆于其下，则见四邻矣”利用了光的反射；
A．三棱镜分解太阳光为光的色散现象，由光的折射形成的，故A不符合题意；
B．树荫下的圆形光斑是小孔成像现象，是由光沿直线传播形成的太阳的实像，故B不符合题意；
C．潜望镜观察外部环境，利用的是平面镜成像，平面镜成像是由光的反射形成的，故C符合题意；
D．风雨过后出现彩虹是光的色散现象，由光的折射形成，故D不符合题意。
故选C。
3．（新情境）小明参加学校组织的生存夏令营，学到了许多野外生存的知识与技能。用影子辨别方向。如图所示，中午前后，用描点的方法在地面上画出竖直杆阴影顶端的运行轨迹，找出其中距O最近的点A，则O点到A点就指示 方向，这一技能应用的光学知识是 。
【答案】 正北 光在均匀空气中沿直线传播
【详解】[1]OA是最短的影子，说明此时阳光与地面夹角最大，这是正午，又由于正午时太阳在正南方，所以影子在正北方，即OA所指的方向是正北方向。
[2]影子是光的直线传播原理形成的现象，因此这一技能应用的光学知识是：光在同一均匀介质中沿直线传播。
4．（新科技）在信息量猛增的今天，智能设备是信息交流的必备工具．
(1)使用智能手机的自拍功能给自己拍照，拍照时看到屏幕上像，感觉就像自己站在对面，则自拍时得到像与自己左右是 （选填“相同”或“相反”）的；屏幕上呈现的多姿多彩颜色，都是由红、 、蓝这三种光通过合适的比例混合得到的；
(2)当前很多教室黑板处都安装了交互式液晶一体机，为教学提供了很大的便利．但晴天会有部分学生从一体机屏幕中看到门窗外景物的像，这是光在屏幕表面发生了 （选填“镜面”或“漫”）反射．如图是某教室的平面图，晴天上课时如果教室门敞开着， （选填“A”、“B”或“A和B”）位置处的学生可能会通过一体机屏幕看到门外景物的像．
【答案】(1) 相反 绿
(2) 镜面 B
【详解】（1）[1]手机可以使用自拍功能给自己拍照，拍照时看到屏幕上像，感觉就像自己站在对面，说明手机自拍时成的像与物是左右相反的。
[2]红绿蓝是色光的三原色，屏幕上呈现的多姿多彩颜色，都是由红、绿、蓝这三种光通过合适的比例混合得到的。
（2）[1]一体机屏幕相当于是平面镜，晴天会有部分学生从一体机屏幕中看到门窗外景物的像，此时是在一体机屏幕发生了镜面反射，造成了平面镜成像。
[2]根据光的反射定律知道，由门射入到屏幕的光线会反射向B侧，这样会通过一体机屏幕看到门外景物的像。大致光路如下图：
5．（跨学科实践）太阳直射点的回归运动如图。2023年11月8日（立冬），滨海（北纬34°）某校实践活动小组将圭杆垂直插入水平地面进行“测影”活动，正午时刻杆影如图中的OA。圭杆应是 （选填“透明”或“不透明”）物体，图中杆影从O到A指向 （选填“南方”或“北方”）。
【答案】 不透明 北方
【详解】[1]光在同种均匀介质中沿直线传播，当光照射到不透明的物体上时，会被遮挡从而形成影子，活动小组将圭杆垂直插入水平地面进行“测影”活动，所以圭杆应是不透明物体。
[2]滨海地区地处北半球，太阳位于南方，则图中杆影从O到A指向北方。
6．（新考法）台风“摩羯”于2024 年9 月1 日凌晨登陆海南省，登陆时中心附近最大风速为62 m/s。“摩羯”的等级之强，一定程度上与气溶胶有关。气溶胶通常是指悬浮在气体介质中的固态和液态颗粒物，粒子直径在 1 nm~10 μm之间，如图甲所示。其中一种硫酸盐气溶胶对太阳辐射有强散射作用，导致地球大气系统接收到的太阳辐射减少，使得地表和低层大气冷却，从而导致气候变化。自工业革命以来，人为排放的气溶胶激增，它会通过影响大气辐射、降水等过程，使得地球大气系统的辐射收支发生改变，最终影响气候。化石能源的燃烧，会向大气中释放大量的气溶胶，进一步对气候产生重要影响。
(1)某高速公路最大限速120km/h （选填“大于”或“小于”）台风“摩羯”登陆时中心附近最大风速62 m/s；
(2)如图乙所示是在手机屏幕上看到的台风“摩羯”星云彩图，这些彩色画面是由 三种色条合成的；
(3)通过灵敏声学仪器可接收到台风产生的次声波，从而确定它发生的方位和强度，这说明声能传递 ，生活中还有其他例子也能说明这一点，请列举一个： 。
【答案】(1)小于
(2)红、绿、蓝
(3) 信息 倒车雷达
【详解】（1）由速度单位间的换算关系知道
1m/s=3.6km/h
故
（2）光的三原色红、绿、蓝，彩色画面是由红、绿、蓝三种色条合成的。
（3）[1][2]声音可以传递信息和能量；通过灵敏声学仪器可接收到台风产生的次声波，从而确定它发生的方位和强度，这说明声能传递信息，倒车雷达、B超检查身体、蝙蝠回声定位是利用声音传递信息。