2.2光的直线传播-【新教材】2024-2025学年八年级物理上册步步为赢·课课练（苏科版2024）

苏 科 版 物 理 八 年 级 上 册 第二章《光现象》 2.2光的直线传播 夯实基础 知识点一 光的直线传播 1．光在均匀介质中是沿直线传播的。 均匀介质 非均匀介质 2．光线：为了研究的方便，常用一条带有箭头的直线表示光的路径和方向（物理模型，光存在，光线不存在）。 点光源 平行光 趁热打铁： 例1．关于光的传播，下列说法正确的是（　　） A．光只在空气中才沿直线传播 B．光在任何情况下都沿直线传播 C．光在玻璃中一定不沿直线传播 D．光在均匀介质中沿直线传播 例2．下列关于光线的说法，正确的是（　　） A．光线是真实存在的带箭头的直线 B．激光笔发出的光是一条光线 C．光线是用来表示光的径迹和方向的，光线概念的建立用到了理想模型法 D．光线可以用虚线表示 知识点二 光的直线传播的现象 1．影的形成 由于光在均匀空气中沿直线传播，当光传播途中遇到障碍物会阻挡光继续向前传播，从而在障碍物的后方产生一个光无法到达的暗区域，该区域即为影子。 当有两个及两个以上的光源时，每个光源发出的光被物体阻挡时，都会形成各自的影子，影子中没有任何光线到达的区域称为本影，影子中有其他光源光线到达的区域称为半影。 趁热打铁： 例3．如图，聚光灯照在女孩身上，则她的影子出现在图中的（　　） A．OA方向 B．OB方向 C．OC方向 D．OD方向 2．日食与月食 （1）星球的影子：任何一个行星、卫星（以下均称为“星体”）在恒星的照射下都会形成影子区域，由于恒星的体积远大于星体，故恒星相当于于若干个点光源组合而成，因此在星体后会形成本影区、半影区，而当离星体足够远的区域，半影区交汇还会形成伪本影区。 （2）日食：当月球运行到太阳与地球之间且三者在同一条直线上时，当地球上部分地区进入月球本影区后，太阳光完全被月球阻挡，人们处在本影区将看不到太阳的整个表面，称为日全食；半影区有部分太阳光可以达到，人们处在半影区可以看到太阳的一侧表面，称为日偏食。 由于月球绕地球的轨道是椭圆形，当月球离地球较远时，地球上部分地区处在了月球的伪本影区，人们看不到太阳中间发出的光，称为日环食。日环食和日全食不会同时出现。 （3）月食：当地球运行到太阳与月球之间且三者在同一条直线上时，月球将进入地球的本影区，人们可以看到月全食，当三者不完全在同一条直线时，人们可以看到月偏食。 趁热打铁： 例4．在模拟日食、月食的实验中，王老师画了图示。如果地球上观察到日食，这些人应该是位于______（选填“甲”或“乙”）处，此时月亮在______处（选填“A”、“B”或“C”）夏天中午，小明骑着自行车到达一栋房子，为了防止自行车晒得太烫，小明应该把自行车停放在房子的______（选填“东”、“南”、“西”、“北”）方。 3．小孔成像 用一个带有小孔的板遮挡在屏幕与物体之间，屏幕上就会形成物体的倒像，我们把这样的现象叫小孔成像。 （1）知识准备： ①实像：实际光线会聚在光屏上形成的像，可以用光屏承接。 ②物距：物体（蜡烛）到孔的水平距离。 ③像距：像到孔的水平距离。 （2）小孔成像的成因： 由于孔很小，光沿直线传播，故物体（烛焰）每部分发出的光线中只有一条可以通过小孔，因此，每条通过小孔的光线都会在光屏上形成亮斑，所有亮斑组成了与物体形状相同的明亮图案。 （3）像与物的大小关系：与物距、像距有关。 物距大于像距，成缩小的像，像距减小，像变小 物距小于像距，成放大的像，物距减小，像变大 规律1：物距大于像距，则物大于像，物距小于像距，则物小于像。 规律2：物近像远像变大，物远像近像变小。 （4）像的形状：当小孔足够小时，光屏上出现的是物体的实像；当小孔不够小时，在光屏上出现的是与孔形状相同的光斑。 （5）像的性质：倒立的实像，不仅上下颠倒，左右也颠倒。 （6）像的亮度：由于小孔成像中经过孔的光线数量一定，那么像越大，光线越分散，像越暗。 （7）生活中的小孔成像：树阴下的圆形光斑是太阳透过树叶间微小的空隙形成的实像。 树荫下圆形的光斑是太阳的实像，是太阳经过树叶间微小缝隙形成的；其他形状的光斑与树叶间缝隙的形状相同，是太阳光经过树叶间较大缝隙新城的。不论什么形状的光斑，都是由于光沿直线传播形成的。 趁热打铁： 例5．如图所示是我国在2000多年前的《墨经》中记载的小孔成像实验。从物体出发的光沿直线穿过小孔，照在小孔另一侧的光屏上形成像，下列说法中正确的是（　　） A．小孔成像的原理是光在同种均匀介质中沿直线传播 B．小孔成像成的是倒立的虚像 C．小孔成像像的形状与小孔的形状有关 D．小孔成像时保持光屏的位置不变，将物体远离小孔，光屏上像变大 知识点三 光的直线传播的应用 队伍对齐 射击瞄准 日晷 激光准直（挖隧道定向） 趁热打铁： 例6．2023年7月30日，由夏琦、段志成、刘帅组成的中国队率先拿下男子25米手枪速射团体金牌，这是中国队在成都大运会射击比赛中的“首金”。如图所示，在射击瞄准时需要做到“三点一线”，这是依据 原理。比赛结束后，运动员们去公园游玩时，看见阳光透过树叶的缝隙在地上形成圆形光斑，这些光斑是太阳的 （选填“虚”或“实”）像。 知识点四 中华文化中光的直线传播 坐井观天 立竿见影 一叶障目 管中窥豹 趁热打铁： 例7．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 知识点五 光速 1．光的传播不需要介质，因此可以在真空中传播。 2．光在真空中的速度约为3×108m/s，真空中光速是宇宙中目前已知的最快速度。 3．光在水中的速度约为真空中的，光在玻璃中的速度约为真空中的。 4．光年：是光在一年中传播的距离，用来描述宇宙中天体间的距离。 （1）光年是长度单位，符号为l.y.； （2）1l.y.≈9.46×1015m。 趁热打铁： 例8．光在真空中的传播速度为3×108m/s，从地球向月球发出激光信号，经过2.6s收到返回信号，则月球到地球的距离是 m，不能用超声波测量地球到月球的距离，是因为 。 融会贯通 ——打基础—— 一、单选题 1．如图所示的日食现象，又称为日蚀，是一种天文现象。当月球运行至太阳与地球之间时，对地球上的部分地区来说，月球挡住了太阳的一部分或全部光线，看起来好像是太阳的一部分或全部消失了，这就是日食现象。若在地球上同一地点的同一天时间里观察日食现象，不可能出现的是（　　） A．日全食和日环食都能观测到 B．日偏食和日环食都能观测到 C．日偏食和日全食都能观测到 D．只观测到了日偏食 2．阳光透过树叶间的缝隙，在地上可以看到许多圆形的光斑，这是（    ） A．树叶间许多小孔的像 B．阳光透过树叶上的水珠折射后形成的像 C．太阳透过树叶间的缝隙形成的像 D．阳光透过树叶间的缝隙照在地上的光斑 3．如图所示是月球的影区分布。当人随地球运动时，要看到日环食，只有当运动到（　　） A．甲区域 B．乙区域 C．丙区域 D．丁区域 4．光在真空中的传播速度是（　　） A．3×105米/秒 B．3×105千米/秒 C．3×109米/秒 D．3×108千米/秒 5．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 6．打雷时，我们总是先看到闪电，后听到雷声，这是由于（　　） A．光在空气中传播不需要时间 B．在空气中传播时，光速比声速大 C．打雷时，总是先发生闪电后发生打雷 D．闪电和打雷发生的地点离人的距离不同 7．下列关于光的说法中正确的是（　　） A．光年是时间单位 B．光在真空中的传播速度是3×105km/s C．光在同种介质中一定沿直线传播 D．光在水中传播比在空气中传播得快 二、填空题 8．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。 9．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”）。 10．小孔成像工作原理是 。如图为小孔成像的示意图，若将小孔的位置固定，将蜡烛和光屏位置对调 （选填“变大”、“变小”或“不变”）。 11．如图所示，这是今年一些网友拍摄到的日全食时的照片。日全食是由光的 形成的，发生日全食时不能看到太阳，是因为我们处在 的影子里。 三、作图题 12．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。 13．请作出图中的物体AB经小孔成像到墙面MN上的示意图，即画出成像的光路图。 四、实验题 14．“研究光的传播实验”；在玻璃缸中盛入清水，沿缸壁轻轻注入浓糖水，这时整个缸内的糖水时不均匀的，从侧向缸内照射激光，看到缸内光的传播路线如图所示，接下来的操作是 ，观察到 现象时，说明光在同种均匀介质中沿直线传播。 15．如图所示，小明给两个空罐的底部中央分别打上一个圆孔和一个方孔，再用两片半透明的塑料膜蒙在空罐的口上。分别将小孔对着烛焰和灯丝，可以看到烛焰和灯丝通过小孔所成的像。 (1)分析比较 两图，可以得出结论：物体通过小孔所成的像与孔的形状无关； (2)分析比较 两图，可以得出结论：小孔成像时像的形状由物体的形状决定； (3)通过实验，可以看到烛焰和灯丝在塑料膜上成的都是 （选填：正立/倒立）的实像，说明小孔成像的原理是 。 ——提能力—— 1．某人从路灯的正下方经过，如他沿地面做的是匀速直线运动，那么他的头顶影子的运动是（　　） A．越来越快的变速直线运动 B．越来越慢的变速直线运动 C．匀速直线运动 D．先逐渐加快，后逐渐变慢 2．当月球运动到太阳和地球之间，月球就会挡住太阳射向地球的光，月球身后的影子正好落到地球上时，如图，在a、b、c、d位置此刻都看不到日食现象的是（　　） A．a、b两位置 B．b、c两位置 C．a、c两位置 D．a、d两位置 3．从路灯下经过时人影子的长度会发生变化，若小明夜晚沿如图所示的直线经过路灯，他头部的影子会沿着图中的哪条路径（　　） A．路径1 B．路径2 C．路径3 D．都有可能 4．2020年6月21日出现了日偏食现象（如图甲），同时在树荫下看到了许多月牙形的光斑（如图乙）：月牙形光斑形成的原因与日偏食形成的原因 （选填“相同”或“不相同”），月牙形光斑是 的实像。 5．图所示，通过三个小孔去观察烛焰，若要看到烛焰，应满足的条件是三个小孔需要在同一 ，人看到烛焰是 （选填“正立”或“倒立”）的，此时从小孔中看见的 （选填“是”或“不是”）蜡烛通过小孔成的像； 6．（1）某年夏季，中国出现了日食奇观。若小华借助小孔成像实验装置对“  形”太阳进行观察，如图所示，则她在半透明光屏上看到像的形状是 （填序号）； （2）请你猜想要想使像更大，半透明光屏应 （选填“靠近”或“远离”）小孔。若只将小圆孔改为三角形小孔，则像的形状 （选填“改变”或“不变”）。 7．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”）。 8．下面是“圆梦组”和“追梦组”的同学探究小孔成像实验的过程： （1）①“圆梦组”在“制作小孔成像观察仪”活动中，把制作好的圆形纸筒插入易拉罐中，如图甲所示，为便于观察研究，应将A端用半透明纸制作成光屏，小孔成像的原理是： ； ②实验中小孔最好对着 （选填“明亮的窗外”或“较暗的空内”）的景物进行观察，若像在光屏下方，可将整个装置向 （选填“上”或“下”）平移，能使像成在光屏中央。 小孔形状 □ △ 小孔最大外径/mm 1 5 10 1 5 10 地面光斑形状 小孔距地面10cm时 □ □ □ △ △ △ 小孔距地面20cm时 ○ □ □ ○ △ △ 小孔距地面40cm时 ○ □ □ ○ △ △ 小孔距地面80cm时 ○ ○ □ ○ ○ △ 小孔距地面120cm时 ○ ○ ○ ○ ○ ○ 小孔距地面200cm时 ○ ○ ○ ○ ○ ○ （2）上表是“追梦组”同学在硬纸板上挖孔所做的研究太阳的小孔成像实验记录表：分析表格内的结果，同学们得出了一些结论，请补充完整： ①由于太阳距我们很远，到达地面的光线几乎平行，所以当小孔到地面的距离足够小，地面上的光斑与小孔的形状是 （选填“一致的”或“不一致的”），这不是太阳的像； ②当小孔到地面的距离足够远，地面上的圆形光斑，这是太阳的像； ③如上表所示，当小孔的最大外径为5mm，小孔距地80cm时，用一张卡片覆盖在△孔上，遮住孔的一部分，让太阳光透过小孔，与不遮住小孔相比，光斑的形状 （选填“变化”或“不变”）； ④最后“追梦组”同学小明又制作了一个挖空的硬纸板如图乙所示，两个正方形孔的边长分别为4mm和1cm，他将纸板抓在手中正对着太阳，调节纸板离地面的距离观察地面上的光斑，下面四个选项中光斑的大小和形状一定不会出现的是 。 A． B． C． D． 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！14 学科网（北京）股份有限公司 $$ 苏 科 版 物 理 八 年 级 上 册 第二章《光现象》 2.2光的直线传播 夯实基础 知识点一 光的直线传播 1．光在均匀介质中是沿直线传播的。 均匀介质 非均匀介质 2．光线：为了研究的方便，常用一条带有箭头的直线表示光的路径和方向（物理模型，光存在，光线不存在）。 点光源 平行光 趁热打铁： 例1．关于光的传播，下列说法正确的是（　　） A．光只在空气中才沿直线传播 B．光在任何情况下都沿直线传播 C．光在玻璃中一定不沿直线传播 D．光在均匀介质中沿直线传播 【答案】D 【详解】A．光在均匀透明介质中都沿直线传播，故A错误； B．光在不均匀的介质中不沿直线传播，故B错误； C．光在质地均匀的玻璃中沿直线传播，故C错误； D．光在均匀的介质中是沿直线传播的，不会发生偏折。故D正确。 故选D。 例2．下列关于光线的说法，正确的是（　　） A．光线是真实存在的带箭头的直线 B．激光笔发出的光是一条光线 C．光线是用来表示光的径迹和方向的，光线概念的建立用到了理想模型法 D．光线可以用虚线表示 【答案】C 【详解】AC．用一条带箭头的直线表示光的传播路径和方向，这条带箭头的直线称为光线，光线实际并不存在，是为了形象地描述光的传播特点而假想出来的，用的是理想模型法，故A错误，C正确； B．激光笔发出的是光，不是光线，故B错误； D．在光路图中，光线是用实线表示，故D错误。 故选C。 知识点二 光的直线传播的现象 1．影的形成 由于光在均匀空气中沿直线传播，当光传播途中遇到障碍物会阻挡光继续向前传播，从而在障碍物的后方产生一个光无法到达的暗区域，该区域即为影子。 当有两个及两个以上的光源时，每个光源发出的光被物体阻挡时，都会形成各自的影子，影子中没有任何光线到达的区域称为本影，影子中有其他光源光线到达的区域称为半影。 趁热打铁： 例3．如图，聚光灯照在女孩身上，则她的影子出现在图中的（　　） A．OA方向 B．OB方向 C．OC方向 D．OD方向 【答案】B 【详解】影子的形成是由于光在同种均匀介质中沿直线传播形成的，影子是光射到不透明物体后，在物体的背光一侧形成的，所以女孩的影子应该沿OB方向，故B符合题意，ACD不符合题意。 故选B。 2．日食与月食 （1）星球的影子：任何一个行星、卫星（以下均称为“星体”）在恒星的照射下都会形成影子区域，由于恒星的体积远大于星体，故恒星相当于于若干个点光源组合而成，因此在星体后会形成本影区、半影区，而当离星体足够远的区域，半影区交汇还会形成伪本影区。 （2）日食：当月球运行到太阳与地球之间且三者在同一条直线上时，当地球上部分地区进入月球本影区后，太阳光完全被月球阻挡，人们处在本影区将看不到太阳的整个表面，称为日全食；半影区有部分太阳光可以达到，人们处在半影区可以看到太阳的一侧表面，称为日偏食。 由于月球绕地球的轨道是椭圆形，当月球离地球较远时，地球上部分地区处在了月球的伪本影区，人们看不到太阳中间发出的光，称为日环食。日环食和日全食不会同时出现。 （3）月食：当地球运行到太阳与月球之间且三者在同一条直线上时，月球将进入地球的本影区，人们可以看到月全食，当三者不完全在同一条直线时，人们可以看到月偏食。 趁热打铁： 例4．在模拟日食、月食的实验中，王老师画了图示。如果地球上观察到日食，这些人应该是位于______（选填“甲”或“乙”）处，此时月亮在______处（选填“A”、“B”或“C”）夏天中午，小明骑着自行车到达一栋房子，为了防止自行车晒得太烫，小明应该把自行车停放在房子的______（选填“东”、“南”、“西”、“北”）方。 【答案】     甲     B     北 【详解】[1] [2]当月亮正好处在地球与太阳之间时，由于光的直线传播，白天人们就会因为月亮的遮挡看不到全部太阳光，形成日食现象。所以观测日食现象中人们处白天，即甲处，月亮在B处。 [3]我国处在北半球，大多地区在北回归线以北，所以正午时分物体影子在物体北面，故车应停在北方。 3．小孔成像 用一个带有小孔的板遮挡在屏幕与物体之间，屏幕上就会形成物体的倒像，我们把这样的现象叫小孔成像。 （1）知识准备： ①实像：实际光线会聚在光屏上形成的像，可以用光屏承接。 ②物距：物体（蜡烛）到孔的水平距离。 ③像距：像到孔的水平距离。 （2）小孔成像的成因： 由于孔很小，光沿直线传播，故物体（烛焰）每部分发出的光线中只有一条可以通过小孔，因此，每条通过小孔的光线都会在光屏上形成亮斑，所有亮斑组成了与物体形状相同的明亮图案。 （3）像与物的大小关系：与物距、像距有关。 物距大于像距，成缩小的像，像距减小，像变小 物距小于像距，成放大的像，物距减小，像变大 规律1：物距大于像距，则物大于像，物距小于像距，则物小于像。 规律2：物近像远像变大，物远像近像变小。 （4）像的形状：当小孔足够小时，光屏上出现的是物体的实像；当小孔不够小时，在光屏上出现的是与孔形状相同的光斑。 （5）像的性质：倒立的实像，不仅上下颠倒，左右也颠倒。 （6）像的亮度：由于小孔成像中经过孔的光线数量一定，那么像越大，光线越分散，像越暗。 （7）生活中的小孔成像：树阴下的圆形光斑是太阳透过树叶间微小的空隙形成的实像。 树荫下圆形的光斑是太阳的实像，是太阳经过树叶间微小缝隙形成的；其他形状的光斑与树叶间缝隙的形状相同，是太阳光经过树叶间较大缝隙新城的。不论什么形状的光斑，都是由于光沿直线传播形成的。 趁热打铁： 例5．如图所示是我国在2000多年前的《墨经》中记载的小孔成像实验。从物体出发的光沿直线穿过小孔，照在小孔另一侧的光屏上形成像，下列说法中正确的是（　　） A．小孔成像的原理是光在同种均匀介质中沿直线传播 B．小孔成像成的是倒立的虚像 C．小孔成像像的形状与小孔的形状有关 D．小孔成像时保持光屏的位置不变，将物体远离小孔，光屏上像变大 【答案】A 【详解】A．小孔成像的工作原理是利用光在同种均匀介质中沿直线传播形成的，故A正确； B．小孔成的像是由实际光线形成的，可以用光屏接收到，符合实像的特征，不是虚像，故B错误； C．小孔成的像形状与小孔的形状无关，与物体的形状有关，故C错误； D．当小孔和光屏的位置不变时，物体离小孔得越远，光屏上像就越小，故D错误。 故选A。 知识点三 光的直线传播的应用 队伍对齐 射击瞄准 日晷 激光准直（挖隧道定向） 趁热打铁： 例6．2023年7月30日，由夏琦、段志成、刘帅组成的中国队率先拿下男子25米手枪速射团体金牌，这是中国队在成都大运会射击比赛中的“首金”。如图所示，在射击瞄准时需要做到“三点一线”，这是依据 原理。比赛结束后，运动员们去公园游玩时，看见阳光透过树叶的缝隙在地上形成圆形光斑，这些光斑是太阳的 （选填“虚”或“实”）像。 【答案】 光的直线传播 实 【详解】[1]在射击瞄准时需要做到“三点一线”，是光的直线传播现象，是依据光的直线传播原理。 [2]比赛结束后，运动员们去公园游玩时，看见阳光透过树叶的缝隙在地上形成圆形光斑，这些光斑是太阳光经过树叶缝隙成的实像。 知识点四 中华文化中光的直线传播 坐井观天 立竿见影 一叶障目 管中窥豹 趁热打铁： 例7．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 【答案】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。 知识点五 光速 1．光的传播不需要介质，因此可以在真空中传播。 2．光在真空中的速度约为3×108m/s，真空中光速是宇宙中目前已知的最快速度。 3．光在水中的速度约为真空中的，光在玻璃中的速度约为真空中的。 4．光年：是光在一年中传播的距离，用来描述宇宙中天体间的距离。 （1）光年是长度单位，符号为l.y.； （2）1l.y.≈9.46×1015m。 趁热打铁： 例8．光在真空中的传播速度为3×108m/s，从地球向月球发出激光信号，经过2.6s收到返回信号，则月球到地球的距离是 m，不能用超声波测量地球到月球的距离，是因为 。 【答案】 3.9×108 真空不能传声 【详解】[1]2.6s是激光往返的时间，则月球到地球的距离为 [2]不能用超声波测量地球到月球的距离，是因为真空不能传声。 融会贯通 ——打基础—— 一、单选题 1．如图所示的日食现象，又称为日蚀，是一种天文现象。当月球运行至太阳与地球之间时，对地球上的部分地区来说，月球挡住了太阳的一部分或全部光线，看起来好像是太阳的一部分或全部消失了，这就是日食现象。若在地球上同一地点的同一天时间里观察日食现象，不可能出现的是（　　） A．日全食和日环食都能观测到 B．日偏食和日环食都能观测到 C．日偏食和日全食都能观测到 D．只观测到了日偏食 【答案】A 【详解】日环食是由于光的直线传播，月亮转到了地球和太阳之间，月亮挡住了太阳照向地球的光，月球较小而不能全部遮掩太阳形成的，所以我们就看不见全部的太阳，只看到部分太阳的光环。日全食属于日食的形成，是由于太阳、地球、月亮在同一直线上，月亮在中间将太阳光全部挡住而形成的。若在地球上同一地点的同一时间观察日食现象，可以同时看到日偏食、日环食，或者同时看到日偏食、日全食；但不能够同时看到日全食、日环食。故A符合题意，BCD不符合题意。 故选A。 2．阳光透过树叶间的缝隙，在地上可以看到许多圆形的光斑，这是（    ） A．树叶间许多小孔的像 B．阳光透过树叶上的水珠折射后形成的像 C．太阳透过树叶间的缝隙形成的像 D．阳光透过树叶间的缝隙照在地上的光斑 【答案】C 【详解】阳光透过树叶间的缝隙，在地上可以看到许多圆形的光斑，这是太阳透过树叶之间的缝隙在地面上形成的实像，是小孔成像现象，其原理是光的直线传播。故ABD不符合题意，C符合题意。 故选C。 3．如图所示是月球的影区分布。当人随地球运动时，要看到日环食，只有当运动到（　　） A．甲区域 B．乙区域 C．丙区域 D．丁区域 【答案】B 【详解】日全食是一条光线都不能到达的区域即丙区；日环食只有边缘的光线能够到达，看起来像个圆环一样，即乙区；除日全食与日环食外，还有日偏食，即甲区域。故B符合题意，ACD不符合题意。 故选B。 4．光在真空中的传播速度是（　　） A．3×105米/秒 B．3×105千米/秒 C．3×109米/秒 D．3×108千米/秒 【答案】B 【详解】光在真空中的传播速度是一个固定的值，即 这是物理学中的一个基本常数。 故选B。 5．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 【答案】D 【详解】小孔成像是光的直线传播形成的，物体上部发出或反射的光，通过小孔后照射到了光屏的下部，下部的光照到了上部，小孔成的像上下是颠倒的；物体左边发出或反射的光通过小孔后射到了光屏的右边，右边的光射到了左边，小孔成的像左右是颠倒的。 故选D。 6．打雷时，我们总是先看到闪电，后听到雷声，这是由于（　　） A．光在空气中传播不需要时间 B．在空气中传播时，光速比声速大 C．打雷时，总是先发生闪电后发生打雷 D．闪电和打雷发生的地点离人的距离不同 【答案】B 【详解】打雷和闪电是同时产生的，因为在空气中光的传播速度（3×108m/s）远远的大于声的传播速度（340m/s），所以我们先看到闪电，后听到雷声，故B符合题意，ACD不符合题意。 故选B。 7．下列关于光的说法中正确的是（　　） A．光年是时间单位 B．光在真空中的传播速度是3×105km/s C．光在同种介质中一定沿直线传播 D．光在水中传播比在空气中传播得快 【答案】B 【详解】A．光年是光在真空中传播一年的距离，是长度单位，故A错误； B．光速是宇宙中最快的速度，在真空中的传播速度是3×105km/s，故B正确； C．光在同种均匀介质中沿直线传播的，若介质不均匀，则可能发生折射，故C错误； D．光在水中的传播速度比在空气中的传播速度慢，故D错误。 故选B。 二、填空题 8．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。 【答案】 直线传播 不能 减小 【详解】[1]由图乙可知，两侧之所以看不清屏幕内容，是由于光的直线转播引起的。 [2]此防窥膜贴在手机屏幕上，由于屏幕正上方在可视的范围内，所以不能防止上方的窥视。 [3]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。 9．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”）。 【答案】 太阳 实像 【详解】[1][2]沿直线传播的太阳光经过树叶间的缝隙时，会发生小孔成像现象，圆形光斑实际上是太阳的像。此像由实际光线会聚而成是实像。 10．小孔成像工作原理是 。如图为小孔成像的示意图，若将小孔的位置固定，将蜡烛和光屏位置对调 （选填“变大”、“变小”或“不变”）。 【答案】 光在同种均匀介质中是沿直线传播的 变小 【详解】[1][2]小孔成像工作原理是光在同种均匀介质中是沿直线传播的，若将小孔的位置固定，烛焰距离小孔比越来远了，则光屏上再次成的像与原来的像对比将变小。 11．如图所示，这是今年一些网友拍摄到的日全食时的照片。日全食是由光的 形成的，发生日全食时不能看到太阳，是因为我们处在 的影子里。 【答案】 直线传播 月球 【详解】[1]日全食是由于太阳光在直线传播过程中被月球遮挡而形成的。 [2]由于太阳光在直线传播过程中被月球遮挡，形成月球的影子，当发生日全食时，人处于月球的影子里，就看不到太阳了。 三、作图题 12．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。 【答案】 【详解】光在同一均匀介质中沿直线传播，光线要进入人的眼中，最大范围就是从天窗的边缘处直线射入人的眼中，所以以天窗为分界，被挡住部分是看不到的。将A点与天窗口左、右边的端点相连成一直线，然后在直线上标出箭头，即得到两条射向人眼睛的光线，光的直线传播限制了人的观察范围，因此人所在的位置越深，它观察到的范围越小，如答案所示。 13．请作出图中的物体AB经小孔成像到墙面MN上的示意图，即画出成像的光路图。 【答案】 【详解】小孔成像的本质是光在同种均匀透明的介质中沿着直线传播形成的实像，所以先作A点沿着直线传播形成的点，再作B点沿着直线传播形成的点，用实线连接，如答案所示。 四、实验题 14．“研究光的传播实验”；在玻璃缸中盛入清水，沿缸壁轻轻注入浓糖水，这时整个缸内的糖水时不均匀的，从侧向缸内照射激光，看到缸内光的传播路线如图所示，接下来的操作是 ，观察到 现象时，说明光在同种均匀介质中沿直线传播。 【答案】 搅拌缸中的水 光的路线呈直线 【详解】[1][2]当向盛有清水的玻璃缸沿缸壁轻轻注入浓糖水时，玻璃缸内的液体就变的不均匀了，光线在里面传播时就会发生偏折，这个现象说明光在不均匀介质中的传播路线是曲线，接下搅拌缸中的水，玻璃缸内的液体就会变的均匀了，光在同种均匀介质中沿直线传播，因此会观察到光的路线呈直线。 15．如图所示，小明给两个空罐的底部中央分别打上一个圆孔和一个方孔，再用两片半透明的塑料膜蒙在空罐的口上。分别将小孔对着烛焰和灯丝，可以看到烛焰和灯丝通过小孔所成的像。 (1)分析比较 两图，可以得出结论：物体通过小孔所成的像与孔的形状无关； (2)分析比较 两图，可以得出结论：小孔成像时像的形状由物体的形状决定； (3)通过实验，可以看到烛焰和灯丝在塑料膜上成的都是 （选填：正立/倒立）的实像，说明小孔成像的原理是 。 【答案】(1)乙、丙 (2)甲、丙 (3) 倒立 光的直线传播 【详解】（1）甲、乙两图，小孔形状不同，但是像的形状相同，所以小孔成像与小孔的形状无关。 （2）甲、丙两图小孔形状相同，物体形状不同，像的形状也不同，所以小孔成像与物体的形状有关。 （3）[1][2]小孔成像是光沿直线传播所成的像，通过观察甲、乙、丙的像可知，小孔成像是倒立实像。 ——提能力—— 1．某人从路灯的正下方经过，如他沿地面做的是匀速直线运动，那么他的头顶影子的运动是（　　） A．越来越快的变速直线运动 B．越来越慢的变速直线运动 C．匀速直线运动 D．先逐渐加快，后逐渐变慢 【答案】C 【详解】根据题意，设路灯在O处，人沿水平的地面向右运动，路灯距地面高度为h，人的高度为L，人步行的速度为v，经过的时间为t，则人在路灯的正下方时，人头顶在A处，人的脚在C处，人头顶的影子也在C处；人不在路灯的正下方时，人头顶在B处，人头顶的影子在D处。如下图所示 从图中可以看出，△OAB△OAB相似，根据相似三角形对应边成比例，则有 因为人在做匀速直线运动，所以人的头也在做匀速直线运动，则 将②式代入①式，得 由于是不变的，因此人的影子从C点到D的过程也是做匀速直线运动，速度是。 故选C。 2．当月球运动到太阳和地球之间，月球就会挡住太阳射向地球的光，月球身后的影子正好落到地球上时，如图，在a、b、c、d位置此刻都看不到日食现象的是（　　） A．a、b两位置 B．b、c两位置 C．a、c两位置 D．a、d两位置 【答案】D 【详解】日食是由光的直线传播形成的，由图可知，太阳射向地球的光线被月亮挡住，b、c两点会看不到太阳，而a、d两点会看到太阳，不能形成日食,故看不到日食现象。故D符合题意，ABC不符合题意。 故选D。 3．从路灯下经过时人影子的长度会发生变化，若小明夜晚沿如图所示的直线经过路灯，他头部的影子会沿着图中的哪条路径（　　） A．路径1 B．路径2 C．路径3 D．都有可能 【答案】B 【分析】用光的直线传播来解释影子的变化。 【详解】影子是由于光的直线传播形成，物体距离光源越远，则影子就越长。 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。 而且人的高度h、路灯到地面的高度H不变，设影子的长度为s＇，人到路灯的水平距离为s，根据光的直线传播有 所以头部的影子会沿图中的路径2移动，故ACD不符合题意，B符合题意。 故选B。 4．2020年6月21日出现了日偏食现象（如图甲），同时在树荫下看到了许多月牙形的光斑（如图乙）：月牙形光斑形成的原因与日偏食形成的原因 （选填“相同”或“不相同”），月牙形光斑是 的实像。 【答案】 相同 太阳 【详解】[1][2]因为光在同种均匀的介质中沿直线传播。当月球转到太阳和地球中间并且三者在一条直线上时，月球挡住了太阳射向地球的光，这时会形成日食。“日偏食”是日食的一种；月牙形光斑是太阳通过树叶间的小孔形成的倒立、缩小的实像，故原理相同，月牙形光斑是由日偏食的太阳的形状决定。 5．图所示，通过三个小孔去观察烛焰，若要看到烛焰，应满足的条件是三个小孔需要在同一 ，人看到烛焰是 （选填“正立”或“倒立”）的，此时从小孔中看见的 （选填“是”或“不是”）蜡烛通过小孔成的像； 【答案】 直线上 正立 不是 【详解】[1]根据光的直线传播可知，我们要看到孔后面的蜡烛，三个孔必须在同一直线上。 [2][3]烛焰通过小孔所成的像需要通过光屏才能方便的被眼睛观察到，我们眼睛在小孔的后面观察，是通过小孔看到蜡烛本身，并不是小孔成像，故看到的是烛焰是正立的。 6．（1）某年夏季，中国出现了日食奇观。若小华借助小孔成像实验装置对“  形”太阳进行观察，如图所示，则她在半透明光屏上看到像的形状是 （填序号）； （2）请你猜想要想使像更大，半透明光屏应 （选填“靠近”或“远离”）小孔。若只将小圆孔改为三角形小孔，则像的形状 （选填“改变”或“不变”）。 【答案】 A 远离 不变 【详解】（1）[1]小孔成像是光的直线传播现象，物体上部的光线通过小孔后，射到了光屏的下部；物体下部的光线通过小孔后，射到了光屏的上部，因此通过小孔后所成的像是倒立的像。由小孔成像的特点可知日偏食经小孔成的像的缺口正好在日偏食缺口的对侧。 故选A。 （2）[2]小孔成像想使像更大，则像距变大，则应将光屏远离小孔。 [3]在小孔成像现象中，物体经小孔成的像的形状由物体决定，像的形状与物体的形状相同，与孔的形状无关，所以只将小圆孔改为三角形小孔，则像的形状不变。 7．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”）。 【答案】(1) 光源 直线 较黑暗 (2)实像 (3) 无关 1、3、5或2、4、6 亮度 【详解】（1）[1]能够发光的物体叫光源，物理上将下“F”、“E”和“R”形状的LED发光的字称为光源。 [2]由光的直线传播条件可知，射出的光在同种均匀介质中沿直线传播。 [3]实验时，环境较黑暗时，成像的LED灯和环境对比度比较大，并且LED灯比较亮，LED灯成像会更清晰，故该实验最好在较黑暗的环境中进行。 （2）实像能成在光屏上，小孔成像中所成的像能呈现在半透明膜上，说明成的像是实像。 （3）[1]通过比较实验1、2（或者3、4或者5、6）可以得出，小孔的形状不同，像的形状不变，说明像的形状与小孔的形状无关。 [2]要得到像的形状与物体的形状有关，要控制小孔的形状相同，物体的形状不同，比较实验1、3、5或2、4、6。 [3]若实验时仅用纸片遮挡小孔，使小孔孔隙更小，进入的光线减少，成像的亮度会降低，但像的形状和大小不会改变。 8．下面是“圆梦组”和“追梦组”的同学探究小孔成像实验的过程： （1）①“圆梦组”在“制作小孔成像观察仪”活动中，把制作好的圆形纸筒插入易拉罐中，如图甲所示，为便于观察研究，应将A端用半透明纸制作成光屏，小孔成像的原理是： ； ②实验中小孔最好对着 （选填“明亮的窗外”或“较暗的空内”）的景物进行观察，若像在光屏下方，可将整个装置向 （选填“上”或“下”）平移，能使像成在光屏中央。 小孔形状 □ △ 小孔最大外径/mm 1 5 10 1 5 10 地面光斑形状 小孔距地面10cm时 □ □ □ △ △ △ 小孔距地面20cm时 ○ □ □ ○ △ △ 小孔距地面40cm时 ○ □ □ ○ △ △ 小孔距地面80cm时 ○ ○ □ ○ ○ △ 小孔距地面120cm时 ○ ○ ○ ○ ○ ○ 小孔距地面200cm时 ○ ○ ○ ○ ○ ○ （2）上表是“追梦组”同学在硬纸板上挖孔所做的研究太阳的小孔成像实验记录表：分析表格内的结果，同学们得出了一些结论，请补充完整： ①由于太阳距我们很远，到达地面的光线几乎平行，所以当小孔到地面的距离足够小，地面上的光斑与小孔的形状是 （选填“一致的”或“不一致的”），这不是太阳的像； ②当小孔到地面的距离足够远，地面上的圆形光斑，这是太阳的像； ③如上表所示，当小孔的最大外径为5mm，小孔距地80cm时，用一张卡片覆盖在△孔上，遮住孔的一部分，让太阳光透过小孔，与不遮住小孔相比，光斑的形状 （选填“变化”或“不变”）； ④最后“追梦组”同学小明又制作了一个挖空的硬纸板如图乙所示，两个正方形孔的边长分别为4mm和1cm，他将纸板抓在手中正对着太阳，调节纸板离地面的距离观察地面上的光斑，下面四个选项中光斑的大小和形状一定不会出现的是 。 A． B．C． D． 【答案】 光沿直线传播 明亮的窗外 上 一致的 不变 B 【详解】（1）①[1]把制作好的圆形纸筒插入易拉罐中，观察到蜡烛将在塑料薄膜上成像，为了成的像更清晰，便于观察，应用半透明的薄纸放在光线较暗的圆筒的A端。 ②[2][3]成像物体和环境的对比度越大，并且物体越亮，物体成像会越清晰，实验中小孔最好对着明亮的窗外的景物进行观察，根据光的直线传播，实验中发现像偏向光屏下方，要使像成在光屏中央，应将物体向上移动。 （2）①[4]由表中实验数据知道，当小孔到地面的距离足够小，地面上的光斑与小孔的形状是一致的，这不是太阳的像。 ③[5]小孔所成的像与孔的形状无关，与物体的形状相同，用一张卡片覆盖在Δ孔上（相当于把孔变小），遮住孔的一部分，让太阳光透过小孔，与不遮住小孔相比，光斑的形状不变，通过的光线变少，亮度变暗。 ④[6]实际像距并不是小孔到地面的距离，孔越小，O点越靠近孔，光屏在O点上方，光斑是孔的形状，光屏在O点下方才能成像。大孔的O点更接近地面，都成像时，大孔的像反而小，故B不会出现。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！14 学科网（北京）股份有限公司 $$