4.1光的直线传播 同步课堂 2025-2026学年人教版（2024）八年级上册物理

4.1光的直线传播 讲解目录 【知识点1】光沿直线传播的条件 1 【知识点2】光源的分类 2 【知识点3】小孔成像的原理 3 【知识点4】光沿直线传播的应用 4 【题型1】光速及其应用 5 【题型2】小孔成像 6 【题型3】光的直线传播生活应用 7 【题型4】光线 8 【题型5】光直线传播的条件 10 【题型6】日食、月食的形成 12 【题型7】光源 14 【题型8】其他光的直线传播的现象 15 【题型9】影子的形成 18 【题型10】利用光的直线传播解问题 20 知识讲解 【知识点1】光沿直线传播的条件 （1）光在同一种均匀介质中沿直线传播。 （2）光能在固体、液体、气体中传播。 （3）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。 （4）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。 一般命题光传播的条件是什么以及通过实验现象判断光的沿直线传播。 例：小明在学习“光的直线传播”时，观察到老师的一个演示实验，过程如下： ①用激光笔将光线射向水中，观察到光线是一条直线； ②用漏斗向水中慢慢注入海波溶液，观察到光线发生了弯曲； ③经搅拌后，观察到光线又变成直线。 小明根据上述现象得出的结论，正确的是（　　） A.光的传播需要介质 B.光只有在水中才沿直线传播 C.光在海波溶液里不能沿直线传播 D.光在同种均匀介质中才沿直线传播 分析：由现象①可得，光在水中可以沿直线传播；由现象②可得，光在水和海波的不均匀混合物中，光的传播路径发生弯曲；由现象③可得，光在水和海波的均匀混合物中光又沿直线传播；分析三种情况得出实验结论。 解析：解：从①中我们发现光在水中沿直线传播；而②中的光线不再沿直线传播不同于①的是介质不再均匀，③现象中的光线又沿直线传播，是由于经搅拌后，介质又变得均匀，故可以得出，光在同一种均匀介质中才沿直线传播。 故选：D。 点评：本题通过实验验证光沿直线传播的条件，通过此题提高自己分析实验和解答实验的能力。 解题时要注意光传播的条件，这是解题的关键。“同一均匀介质”是光沿直线传播的条件。仅是“同一介质”不能保证光沿直线传播。例如：地球周围的大气就是不均匀的，离地面越高，空气越稀薄，从大气层外射到地面的光就会发生弯曲。早晨，当太阳还在地平线下时，我们就看见了它，是因为不均匀的大气使光线变弯了。 【知识点2】光源的分类 （1）根据产生形式，光源可分为自然光源和人造光源。 自然光源，如天上的恒星、闪电、夏夜在草丛中闪烁的萤火虫、深海中游戈的烛光鱼等； 人造光源，如室内照明用的白炽灯、建筑物上的霓虹灯、发光的二极管等。 （2）根据形态可分为点光源、线光源、面光源。 一般从此知识点去考查属于什么光源，常以选择题的形式出现。 例：下列物体中属于光源的是______，其中属于人造光源的是______。（填选字母编号） A.太阳 B.月亮 C.投影仪幕布 D.闪闪的萤火虫 E.打开的日光灯 分析：自身能够发光且正在发光的物体是光源，光源分为自然光源和人造光源。人造光源是随着人类的文明、科学技术的发展而逐渐制造出来的光源。 解析：解：太阳、闪闪的萤火虫、打开的日光灯自身都能够发光且正在发光，属于光源；月亮、投影仪幕布自身不能发光，不属于光源；打开的日光灯是人类利用科技手段制造出来的光源，属于人造光源。 故答案为：ADE；E。 点评：此题考查了对光源的理解与判断，比较简单，属基础题。 记忆性内容，牢记即可。 【知识点3】小孔成像的原理 小孔成像：用一个带有小孔的板遮挡在屏幕与物之间，屏幕上就会形成物的倒像，我们把这样的现象叫小孔成像。 考查小孔成像的原理、应用以及拓展。 例：科学兴趣小组用图甲所示的圆柱形纸筒探究“小孔成像的规律”时，发现像的大小不同，亮度也不一样。关于像的亮度与哪些因素有关，他们提出以下猜想。 猜想1：与小孔到光屏的距离有关。 猜想2：与小孔的形状有关。 （1）小孔成像的原理是______。 （2）验证猜想1时，应固定______和小孔的位置，让光屏从图示位置沿纸筒慢慢远离小孔，同时观察光屏上像的亮度变化情况。 （3）验证猜想2时，固定“↑”状发光体、纸筒和光屏的位置，更换使用如图乙所示的三个小孔进行实验，分别观察比较所成像的亮度。他们实验中存在的不足是______。 分析：（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； （2）根据相同点和不同点，利用控制变量法分析解答； （3）根据控制变量法分析解答。 解析：解：（1）光在同一种均匀介质中沿直线传播，发光体在光屏上所成的像是实际光线的会聚点是实像； （2）要探究与小孔到光屏的距离的关系，则需要控制孔的大小不变，形状不变，改变小孔到光屏的距离，应固定蜡烛和小孔的位置，让光屏从图示位置沿纸筒慢慢远离小孔； （3）要探究像的亮度与小孔的形状的关系，则需要控制孔的大小不变，只改变形状，而图乙中即改变了孔的形状，没有改变孔的大小，所以，此过程中存在的问题是：没有控制小孔的大小相等； 故答案为：（1）光的直线传播；（2）发光体；（3）没有控制小孔的大小相等。 点评：本题考查了小孔成像的探究，考查学生根据题中信息分析解答能力，原理是光在同种均匀物质中沿直线传播。 （1）像的形状取决于物体的形状，和小孔的形状无关； （2）成像的大小与光屏到小孔的距离，物到小孔的距离等有关。 【知识点4】光沿直线传播的应用 光直线传播的应用的原理就是光在均匀介质中直线传播．光沿直线传播的应用实例很多，例如： （1）射击瞄准；（2）激光准直；（3）排直队要向前看齐等． 考查光的直线传播在实际生活中的一些应用，以及利用此原理制作光的仪器。 例：如图所示是某科学兴趣小组的小制作——针孔照相机模型： （1）在制作过程中，需将一端用塑料薄膜蒙好的黑圆纸筒插入落片筒中，为了便于更清楚观察像，应在黑圆纸筒的______（填“A”或“B”）端蒙上半透明膜作为光屏。 （2）在此照相机前放置一点燃的蜡烛，则烛焰在半透明膜上所成的图像是______（填“正立的”或“倒立的”）；若往外拉圆纸筒，增大半透明膜与小孔之间距离，则半透明膜上的图像的大小______（填“变大”“变小”或“不变”）。分析：（1）光在同种、均匀、透明介质中沿直线传播影子、日食、月食、小孔成像都是光的直线传播形成的： （2）小孔成像成倒立的实像；增大光屏与小孔白距离，光屏上的像变大。解析：解：（1）小孔成像是光在同一均匀介质中沿直线传播的具体应用，半透明薄纸相当于光屏，为了成的像更清晰，便于观察，半透明的薄纸应该放在圆筒的A端； （2）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；当增大光屏与小孔之间的距离时，光屏上的像将变大。 故答案为：（1）A；（2）倒立的；变大。 点评：本题考查了小孔成像的原理和特点，属于基础题目。 在解决与光沿直线传播相关的问题时，‌首先要明确光的传播路径和方向，‌然后根据光的直线传播原理，‌分析光在遇到障碍物时的行为 题型专练 【题型1】光速及其应用 【典型例题】下列有关声与光的说法中正确的是（　　） A.“声”和“光”总是沿直线传播 B.百米赛跑的终点计时员以听到发令枪声开始计时会提高运动员的成绩 C.光年是天文学上使用的时间单位 D.“蟋蟀鸣叫”说明蟋蟀是声源；“金光闪闪”说明金子是光源 【举一反三1】下列说法正确的是（　　） A.光在介质中总是沿直线传播 B.光的传播速度是3×105 km/s C.光在水中的传播速度小于空气中的传播速度 D.光的传播速度是3×108 km/s 【举一反三2】傍晚正在看书的小明被烟花爆竹声干扰，他是根据声音的____________判断出爆竹声；当他透过玻璃窗观看远处的烟花时，总是先看到亮光后听到声音，这是因为光在空气中的传播速度____________（选填“大于”“小于”或“等于”）声音在空气中的传播速度；小明想象如果有一种玻璃，光在这种玻璃中运动速度较慢，通过半厘米需要10年，小明同学这样幻想的依据是 ____________________________________，如果真实现了，这种玻璃可以有什么作用？提出一个设想：____________________________________（合理即可）。 【举一反三3】光在真空中的传播速度是______m/s．光由空气射入水中，传播速度会 ______．（填“增大”、“减小”或“不变”） 【举一反三4】百米赛跑时，假如终点记时员在听见起跑的枪声后才开始记时，他记录下来的成绩是11s，这种记录对运动员的成绩会造成什么后果?以看到发令枪烟雾计时成绩应该是多少？ 【题型2】小孔成像 【典型例题】如图所示，在空易拉罐底部的中央戳一个小孔；将易拉罐的顶部剪去后，蒙上一层半透明的塑料薄膜。将小孔对准窗外的景物，在薄膜上观察到窗外景物的像是（　　） A.正立、等大的 B.正立、缩小的 C.倒立、缩小的 D.倒立、放大的 【举一反三1】早在战国时期，我国古代著名教育家、思想家墨子就研究过小孔成像的现象。如图所示，若用蜡烛作为光源，在木板上钻一个小孔，让光线透过小孔投射在墙壁上，下列说法正确的是（　　） A.木板上的小孔一定是圆形的 B.蜡烛在墙上形成的像是正立的像 C.小孔成像是由光的直线传播形成的 D.移动木板，蜡烛在墙上的像大小不变 【举一反三2】（2023•建昌县期末）光在 　      　中沿直线传播，天气晴朗的夏天在树荫下的光斑是由于 　      　形成的，光斑的形状是 　  　。（最后一空选填“树缝的形状” “三角形”“圆形”） 【举一反三3】请在图中画出烛焰AB通过小孔在半透明塑料膜上的像A'B'，并保留作图痕迹。 【题型3】光的直线传播生活应用 【典型例题】今年6月21日，境内多个地区看到了天文奇观—“金边日环食”。下列图中现象成因与之相同的是（　　） A.倒映在水中的山 B.水中的筷子变弯 C.小孔成像 D.雨后的彩虹 【举一反三1】如图是小茹家的木质百叶窗，它能够通过转动叶片方便地控制进入室内阳光的多少，这利用了光的（ ） A.反射 B.折射 C.色散 D.光的直线传播 【举一反三2】如图甲所示，圭表主要包括圭和表两部分。依据正午时刻表的影子在圭上的位置，就能推算出二十四节气中的哪一节气，如图1乙所示。圭表利用的光学原理是（　　） A.光的直线传播 B.光的色散 C.光的折射 D.光的反射 【举一反三3】山西陶寺古观象台由13根呈圆弧状排列的夯土柱组成，如图所示，从观测点通过土柱狭缝观测日出方位可以确定节气。其利用的光学原理是                。 【举一反三4】如图所示是带激光瞄准器的剪刀，使用起来不用尺子就能剪出很直的线条,它利用了光的___________ 【举一反三5】用作图法表示点光源A通过窗口B照到室外的范围。 【举一反三6】如图所示，P为人眼的位置，请在图中用作图的方法，作出人眼所能看到的挡板右侧墙壁的范围。 【题型4】光线 【典型例题】对于光线的说法正确的是（ ） A.光线实际上是不存在的 B.从纸上画的图线可知我们是可以看到甚至摸到光线的 C.画的图线越长表示光线越长 D.光线就是指很长很细的激光线 【举一反三1】物理学中用一条带箭头的直线表示光的传播路径和方向，并将这条带箭头的直线称为光线，这种研究方法叫建立模型法，下面关于光和光线的说法中正确的是（　　） A.光和光线都是真实存在的 B.光和光线都不是真实存在的 C.光是真实存在的，而光线不是真实存在的 D.光不是真实存在的，而光线是真实存在的 【举一反三2】下列关于光线的说法正确的是（ ） A.光源能射出无数条光线 B.光线就是很细的光束 C.光线是看不见的，人们用一条看得见的实线来表示光线，用到理想模型法 D.光线是用来表示光传播方向的直线，常用虚线表示 【举一反三3】对于光线的说法正确的是（ ） A.光线实际上是不存在的 B.从纸上画的图线可知我们是可以看到甚至摸到光线的 C.画的图线越长表示光线越长 D.光线就是指很长很细的激光线 【举一反三4】对于光线的说法正确的是（　　） A.光线实际上是不存在的 B.从纸上画的图线可知我们是可以看到甚至摸到光线的 C.画的图线越长表示光线越长 D.光线就是指很长很细的激光线 【举一反三5】（2023•池州期末）物理学中常用“光线”来表示一束光的传播路径和　  　，而忽略了光的亮度、色彩等。“光线”　   　（选填“是”或“不是”）真实存在的。 【举一反三6】研究光现象时，建立了“光源”“光线”两个概念，其中______是为了描述物理现象建构的模型，真实并不存在；我们作出“明亮的月亮不是光源”的判断，依据是______。 【举一反三7】物理学中常用光线来表示一束光．光线表示了光的传播____________和方向，而忽略了光的颜色、____________(写出一条即可)等其它性质． 【题型5】光直线传播的条件 【典型例题】小明在学习“光的传播”时，看到老师的一个演示实验，过程如下： ①用激光笔射向水中，观察到光线是一条直线（如图所示）；②在 A点处用漏斗向水中慢慢注入海波溶液，观察到光线发生了弯曲；③经搅拌后，观察到光线又变直．小明根据上述现象得出的结论，正确的是（ ） A.光的传播需要介质 B.光只有在水中才沿直线传播 C.光在海波溶液里不能沿直线传播 D.光在同一种均匀介质中才沿直线传播 【举一反三1】小明在学习“光的传播”时，看到实验过程如下：①用激光笔射向水中，观察到光线是一条直线（如图）；②用漏斗从容器底向水中缓慢注入浓盐水，观察到光线发生了弯曲；③经搅拌后，观察到光线又变直。该实验目的是为了得到下列哪个结论（　　） A.光在水中沿直线传播 B.光在盐水中沿直线传播 C.光在任何液体中都可以传播 D.光在同种均匀介质中沿直线传播 【举一反三2】关于光的传播，下列说法中正确的是(　　) A.光的传播需要介质 B.光只在真空中沿直线传播 C.光在均匀的水中沿直线传播 D.阳光传到地球表面的路径是直的 【举一反三3】下列说法正确的是（    ） A.太阳光经过不均匀的大气层时仍然沿直线传播 B.2000年前《墨经》中描述的小孔成像，所成的像是虚像 C.“三点一线”瞄准利用了光沿直线传播的原理 D.我们能看见彩色的花朵，是因为眼睛发出的光照到了花朵上 【举一反三4】关于光的直线传播，以下说法正确的是(　　) A.光在玻璃中不是沿直线传播的 B.光在任何情况下都沿直线传播 C.光只有在空气中才沿直线传播 D.光在同种均匀介质中沿直线传播 【举一反三5】小明在做光在液体中传播的实验时，在装有纯净水的玻璃缸内加入大量白糖，静置一段时间后，用一束激光斜向上射入白糖水中，如图所示，发现白糖水中的光线是一条______线；为了观察激光在均匀白糖水中的传播路径，小明接下来的做法是保持激光笔入射方向不变，______ ，再观察水中的光路。 【举一反三6】小明在探究光的直线传播时进行了如下操作：他在家中的空水缸中倒入水，再在其中倒入了大量的盐，过了几天，他让一束激光射入盐水中，光路如图所示，图中光线沿＿＿＿＿（填“直线”或“曲线”）传播，这说明，光沿直线传播是有条件的，介质应当具有＿＿＿＿＿的特点。 【举一反三7】小海在家中做“研究光的传播”实验，在玻璃缸中盛上清水，沿缸壁轻轻注入浓糖水，从侧壁水平照射激光，看到缸内光的路线如图所示．当搅拌缸中的水后，观察到光的路线呈直线，说明光沿直线传播的条件是 ______ ． 【举一反三8】军训时，同学们排队排成一条直线利用的是光在_______介质中沿直线传播；休息期间，小美唱了一首歌，同学们夸她“歌声甜美”是在形容她声音的______好。 【题型6】日食、月食的形成 【典型例题】如图是2015年4月4日下午发生百年来持续时间最短的“红月亮”月全食时所拍摄的照片．月全食形成的原因是（ ） A.光的色散 B.光的反射 C.光的直线传播 D.光的折射 【举一反三1】如图是日偏食景象，此时，若将太阳光垂直照射在纸板上一个很小的“△”形孔上，那么在地面形成的光斑是（　　） A.“△”形 B.“▽”形 C.“〇”形 D.“刀”形 【举一反三2】皮影戏是一种民间戏剧，已成为国家非物质文化遗产，用灯光照射兽皮或纸板做成的“人物”，屏幕上便出现影子。下列现象中，与皮影戏原理不相同的是（　　） A.有趣的倒影 B.古代的日晷 C.生动的沙画 D.日食 【举一反三3】2013年11月3日在某些地区出现了日全食，如图甲所示是当时地球上观察者看到的日食景象，此时日、地、月三者的相对位置正确的是图乙中的______，发生此现象的原因是______。 【举一反三4】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”或“北”）方。 【举一反三5】在图中的月球运行轨迹上将发生月食时的部分描成实线 【举一反三6】2014年4月29日上演日环食。如图甲是一张日环食照片。请在图乙中画出，人在其中能观察到日环食的阴影区，并在该影区内写入字母“HS”。 【题型7】光源 【典型例题】下列物体不属于光源的是（　　） A.月亮 B.发光的萤火虫 C.酒精灯的火焰 D.发光的电灯 【举一反三1】下列物体中，属于光源的是（　　） A.月亮 B.烛焰 C.人的眼睛 D.水晶杯 【举一反三2】生活中许多物体可以发光，下列物体不属于光源的是（ ） A.发光水母 B.萤火虫 C.月亮 D.发光的霓虹灯 【举一反三3】下列物体中属于光源的是（　　） A.镜子 B.人的眼睛 C.发光的水母 D.耀眼的钻石 【举一反三4】外科手术室的手术灯，是由许多发光面很大的____________组成的,它使医生的身体或医疗器械不产生黑暗的影子，因此这种灯又叫做 ． 【举一反三5】有下列物体：①星星、②月亮、③太阳、④钻石、⑤电灯、⑥电影屏幕、⑦无影灯、⑧灯笼鱼。上述物体中： (1)一定是光源的有____________； (2)一定不是光源的有____________； (3)可能是光源的有____________。 【举一反三6】有下列物体：①星星、②月亮、③太阳、④钻石、⑤电灯、⑥电影屏幕、⑦无影灯、⑧灯笼鱼。上述物体中： (1)一定是光源的有____________； (2)一定不是光源的有____________； (3)可能是光源的有____________。 【举一反三7】汽车上的电子防盗报警装置，在汽车被撬开时能发出报警声，提醒人们车辆被盗，这是利用了声能传递    。月亮    （选填“是”或“不是”）光源。 【题型8】其他光的直线传播的现象 【典型例题】如图所示，老师带领大家进行“手影”游戏。下列现象中，与手影形成的原理相同的是（　　） A.水中倒影 B.雨后空中的彩虹 C.古代用日晷计时 D.海市蜃楼 【举一反三1】我国古代的天文观测一直居于世界领先地位，其中圭表（如图所示）就是典型的代表。依据圭表正午时影长度的变化，可以排出未来的阳历年以及二十四个节令的日期，作为指导古代劳动人民农事活动的重要依据。下列古代科技中与圭表应用原理相同的是（　　） A.司南 B.青铜滴漏 C.地震仪 D.日晷 【举一反三2】如图所示，日晷是我国古代劳动人民用来计时的一种工具，通过观察直杆在太阳下影子的位置就可以知道时间。下列光现象与日晷工作原理相同的是（　　） A.湖水映拱桥 B.林间透光影 C.镜前正衣冠 D.海上现楼阁 【举一反三3】下列四种物理现象中，不能说明光是沿直线传播的是（　　） A.灯光下的影子 B.月食的形成 C.树荫下的圆形光斑 D.清澈的深潭看上去却很浅 【举一反三4】晚上，室内明亮的灯光透过窗口，会在漆黑室外的地面上形成一块亮的光斑。如图所示，用点光源S表示室内的光源，请画出点光源S通过窗口照亮地面的范围。 【举一反三5】“井底之蛙”这个成语大家都很熟悉，图中M点表示青蛙。请根据光的直线传播知识画出青蛙观察到的范围（标出光的传播方向）。 【题型9】影子的形成 【典型例题】沈括在《梦溪笔谈》中记述到“若莺飞空中，其影随莺而移”，如图甲；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”，如图乙。则下列说法正确的是（　　） A.图甲和图乙所描述的现象都是小孔成像 B.图甲和图乙都属于光的直线传播的现象 C.图甲中的“影”一定比图乙的“影”大 D.图甲和图乙中的“影”都是“莺”的像 【举一反三1】2024年晚西安分会场《山河诗长安》节目震撼上演。“李白”的诗句“举杯邀明月，对影成三人”被千人齐诵，下列与李白“影子”形成原理相同的是（　　） A.水中倒影 B.小孔成像 C.雨后彩虹 D.水中铅笔 【举一反三2】一根旗杆在阳光照射下，在地面上形成一个旗杆的影子．自早晨到黄昏这段时间内，旗杆影子长度变化是（ ） A.逐渐变短 B.逐渐变长 C.先变长后变短 D.先变短后变长 【举一反三3】如图是我国古代的计时工具日晷，直杆影子的位置对应相应的时间。下列现象与日晷原理相同的是（　　） A.海市蜃楼 B.小孔成像 C.桥的倒影 D.池水变“浅” 【举一反三4】如图是昆明市的金马坊、碧鸡坊的一张老照片，有记载称此二坊建成后，在特定的时间，两座牌坊在地面上的影子会相接，形成“金碧交辉”的奇景。影子形成的原因是（　　） A.光的反射 B.光沿直线传播 C.光的折射 D.光的色散 【举一反三5】影子是由于____________形成的，一个人面向正北站在阳光下，他发现自己的影子在身体的右侧，这时是____________（“早晨”“中午”或“下午”）。 【举一反三6】灯光下可以玩“手影”游戏，墙面上会出现生动的动物形象，如图所示，这种现象是由于___________形成的． 【举一反三7】皮影戏是我国一种古老的戏剧形式。灯光照射兽皮在白幕上投射出形态各异的影子，影子是由于光沿 　   　传播的过程中被不透明的兽皮遮挡而形成。 【题型10】利用光的直线传播解问题 【典型例题】夏日下午，为了防止自行车被曝晒，学校的四层教学楼边有如图的四个露天停车区，你认为停车的最佳位置是（ ） A.停车区① B.停车区② C.停车区③ D.停车区④ 【举一反三1】如图枯井中的青蛙位于井底O点“坐井观天”，青蛙通过井口观察范围正确的光路图是（ ） A. B. C. D. 【举一反三2】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所示，其原理类似百叶窗，只能透过一定角度的光线，结构简图如图丙。两侧之所以看不清屏幕内容，是由于     ；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。 【举一反三3】如下图所示，小明想通过A、B两张纸片上的小孔看见烛焰，他应将烛焰、两个小孔和人眼调到 ______ 上，这样操作的依据是 ______ ．操作过程中他还在B纸片上看到了一个烛焰的像，这个像是 ______ 的（选填“正立”或“倒立”） 【举一反三4】“井底之蛙”这个成语大家都很熟悉，如图甲所示，枯井中的青蛙位于井底“坐井观天”。请在图乙中画出青蛙（眼睛用点O表示）通过井口观察到的天空范围的光路图。 【举一反三5】如图所示，S为一点光源，作出物体AB在地面上的影子。并且用大括号标出影长L。 学科网（北京）股份有限公司 $ 4.1光的直线传播 讲解目录 【知识点1】光沿直线传播的条件 1 【知识点2】光源的分类 2 【知识点3】小孔成像的原理 3 【知识点4】光沿直线传播的应用 4 【题型1】光速及其应用 5 【题型2】小孔成像 7 【题型3】光的直线传播生活应用 8 【题型4】光线 11 【题型5】光直线传播的条件 13 【题型6】日食、月食的形成 17 【题型7】光源 20 【题型8】其他光的直线传播的现象 22 【题型9】影子的形成 26 【题型10】利用光的直线传播解问题 29 知识讲解 【知识点1】光沿直线传播的条件 （1）光在同一种均匀介质中沿直线传播。 （2）光能在固体、液体、气体中传播。 （3）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。 （4）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。 一般命题光传播的条件是什么以及通过实验现象判断光的沿直线传播。 例：小明在学习“光的直线传播”时，观察到老师的一个演示实验，过程如下： ①用激光笔将光线射向水中，观察到光线是一条直线； ②用漏斗向水中慢慢注入海波溶液，观察到光线发生了弯曲； ③经搅拌后，观察到光线又变成直线。 小明根据上述现象得出的结论，正确的是（　　） A.光的传播需要介质 B.光只有在水中才沿直线传播 C.光在海波溶液里不能沿直线传播 D.光在同种均匀介质中才沿直线传播 分析：由现象①可得，光在水中可以沿直线传播；由现象②可得，光在水和海波的不均匀混合物中，光的传播路径发生弯曲；由现象③可得，光在水和海波的均匀混合物中光又沿直线传播；分析三种情况得出实验结论。 解析：解：从①中我们发现光在水中沿直线传播；而②中的光线不再沿直线传播不同于①的是介质不再均匀，③现象中的光线又沿直线传播，是由于经搅拌后，介质又变得均匀，故可以得出，光在同一种均匀介质中才沿直线传播。 故选：D。 点评：本题通过实验验证光沿直线传播的条件，通过此题提高自己分析实验和解答实验的能力。 解题时要注意光传播的条件，这是解题的关键。“同一均匀介质”是光沿直线传播的条件。仅是“同一介质”不能保证光沿直线传播。例如：地球周围的大气就是不均匀的，离地面越高，空气越稀薄，从大气层外射到地面的光就会发生弯曲。早晨，当太阳还在地平线下时，我们就看见了它，是因为不均匀的大气使光线变弯了。 【知识点2】光源的分类 （1）根据产生形式，光源可分为自然光源和人造光源。 自然光源，如天上的恒星、闪电、夏夜在草丛中闪烁的萤火虫、深海中游戈的烛光鱼等； 人造光源，如室内照明用的白炽灯、建筑物上的霓虹灯、发光的二极管等。 （2）根据形态可分为点光源、线光源、面光源。 一般从此知识点去考查属于什么光源，常以选择题的形式出现。 例：下列物体中属于光源的是______，其中属于人造光源的是______。（填选字母编号） A.太阳 B.月亮 C.投影仪幕布 D.闪闪的萤火虫 E.打开的日光灯 分析：自身能够发光且正在发光的物体是光源，光源分为自然光源和人造光源。人造光源是随着人类的文明、科学技术的发展而逐渐制造出来的光源。 解析：解：太阳、闪闪的萤火虫、打开的日光灯自身都能够发光且正在发光，属于光源；月亮、投影仪幕布自身不能发光，不属于光源；打开的日光灯是人类利用科技手段制造出来的光源，属于人造光源。 故答案为：ADE；E。 点评：此题考查了对光源的理解与判断，比较简单，属基础题。 记忆性内容，牢记即可。 【知识点3】小孔成像的原理 小孔成像：用一个带有小孔的板遮挡在屏幕与物之间，屏幕上就会形成物的倒像，我们把这样的现象叫小孔成像。 考查小孔成像的原理、应用以及拓展。 例：科学兴趣小组用图甲所示的圆柱形纸筒探究“小孔成像的规律”时，发现像的大小不同，亮度也不一样。关于像的亮度与哪些因素有关，他们提出以下猜想。 猜想1：与小孔到光屏的距离有关。 猜想2：与小孔的形状有关。 （1）小孔成像的原理是______。 （2）验证猜想1时，应固定______和小孔的位置，让光屏从图示位置沿纸筒慢慢远离小孔，同时观察光屏上像的亮度变化情况。 （3）验证猜想2时，固定“↑”状发光体、纸筒和光屏的位置，更换使用如图乙所示的三个小孔进行实验，分别观察比较所成像的亮度。他们实验中存在的不足是______。 分析：（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； （2）根据相同点和不同点，利用控制变量法分析解答； （3）根据控制变量法分析解答。 解析：解：（1）光在同一种均匀介质中沿直线传播，发光体在光屏上所成的像是实际光线的会聚点是实像； （2）要探究与小孔到光屏的距离的关系，则需要控制孔的大小不变，形状不变，改变小孔到光屏的距离，应固定蜡烛和小孔的位置，让光屏从图示位置沿纸筒慢慢远离小孔； （3）要探究像的亮度与小孔的形状的关系，则需要控制孔的大小不变，只改变形状，而图乙中即改变了孔的形状，没有改变孔的大小，所以，此过程中存在的问题是：没有控制小孔的大小相等； 故答案为：（1）光的直线传播；（2）发光体；（3）没有控制小孔的大小相等。 点评：本题考查了小孔成像的探究，考查学生根据题中信息分析解答能力，原理是光在同种均匀物质中沿直线传播。 （1）像的形状取决于物体的形状，和小孔的形状无关； （2）成像的大小与光屏到小孔的距离，物到小孔的距离等有关。 【知识点4】光沿直线传播的应用 光直线传播的应用的原理就是光在均匀介质中直线传播．光沿直线传播的应用实例很多，例如： （1）射击瞄准；（2）激光准直；（3）排直队要向前看齐等． 考查光的直线传播在实际生活中的一些应用，以及利用此原理制作光的仪器。 例：如图所示是某科学兴趣小组的小制作——针孔照相机模型： （1）在制作过程中，需将一端用塑料薄膜蒙好的黑圆纸筒插入落片筒中，为了便于更清楚观察像，应在黑圆纸筒的______（填“A”或“B”）端蒙上半透明膜作为光屏。 （2）在此照相机前放置一点燃的蜡烛，则烛焰在半透明膜上所成的图像是______（填“正立的”或“倒立的”）；若往外拉圆纸筒，增大半透明膜与小孔之间距离，则半透明膜上的图像的大小______（填“变大”“变小”或“不变”）。分析：（1）光在同种、均匀、透明介质中沿直线传播影子、日食、月食、小孔成像都是光的直线传播形成的： （2）小孔成像成倒立的实像；增大光屏与小孔白距离，光屏上的像变大。解析：解：（1）小孔成像是光在同一均匀介质中沿直线传播的具体应用，半透明薄纸相当于光屏，为了成的像更清晰，便于观察，半透明的薄纸应该放在圆筒的A端； （2）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；当增大光屏与小孔之间的距离时，光屏上的像将变大。 故答案为：（1）A；（2）倒立的；变大。 点评：本题考查了小孔成像的原理和特点，属于基础题目。 在解决与光沿直线传播相关的问题时，‌首先要明确光的传播路径和方向，‌然后根据光的直线传播原理，‌分析光在遇到障碍物时的行为 题型专练 【题型1】光速及其应用 【典型例题】下列有关声与光的说法中正确的是（　　） A.“声”和“光”总是沿直线传播 B.百米赛跑的终点计时员以听到发令枪声开始计时会提高运动员的成绩 C.光年是天文学上使用的时间单位 D.“蟋蟀鸣叫”说明蟋蟀是声源；“金光闪闪”说明金子是光源 【答案】B 【解析】声音在15℃空气中的传播速度约为340 m/s，光在空气中的传播速度约是3×108 m/s，故A正确； 声音的传播需要时间，所以运动会百米赛跑时，终点计时员听到发令枪声才开始计时会导致测得赛跑时间值偏小，故B正确； 光年是一个非常大的距离单位，它等于光在真空中1年内传播的距离，故C错误； “金光闪闪”说明金子能够反射光线，而它自身不会发光，因此不是光源，故D错误； 【举一反三1】下列说法正确的是（　　） A.光在介质中总是沿直线传播 B.光的传播速度是3×105 km/s C.光在水中的传播速度小于空气中的传播速度 D.光的传播速度是3×108 km/s 【答案】C 【解析】光在同种均匀介质中总是沿直线传播，故A错误； 光在真空中的速度最快为3×108 m/s＝3×105 km/s，但是在其他介质中的速度小于在真空中的速度，故BD错误； 光在真空中的速度最快，其次是在空气中的传播速度，光在水中的传播速度小于在空气中的传播速度，故C正确。 【举一反三2】傍晚正在看书的小明被烟花爆竹声干扰，他是根据声音的____________判断出爆竹声；当他透过玻璃窗观看远处的烟花时，总是先看到亮光后听到声音，这是因为光在空气中的传播速度____________（选填“大于”“小于”或“等于”）声音在空气中的传播速度；小明想象如果有一种玻璃，光在这种玻璃中运动速度较慢，通过半厘米需要10年，小明同学这样幻想的依据是 ____________________________________，如果真实现了，这种玻璃可以有什么作用？提出一个设想：____________________________________（合理即可）。 【答案】音色 大于 光在不同介质中传播速度不同 人们可以用慢玻璃欣赏十年前的景色 【解析】不同物体发出声音的音色不同，小明被烟花爆竹声干扰，是根据声音的音色判断出爆竹声。 烟花爆炸时，小明先看到亮光再听到声音，这是因为光在空气中的传播速度比声音的快，据v知，距离相同时，光传播的时间比声音的短。 所以小明幻想有一种玻璃，光在这种玻璃中运动的速度极慢，通过半厘米厚需要10年。如果真实现了，这种玻璃可以有储存十年前的景色，即人们可以用慢玻璃欣赏十年前的景色。 【举一反三3】光在真空中的传播速度是______m/s．光由空气射入水中，传播速度会 ______．（填“增大”、“减小”或“不变”） 【答案】3×108；减小． 【解析】光在真空中的传播速度为是3×108m/s．光的传播速度与介质的种类有关，在水中的传播速度是真空中的，故光由空气射入水中，传播速度会减小． 【举一反三4】百米赛跑时，假如终点记时员在听见起跑的枪声后才开始记时，他记录下来的成绩是11s，这种记录对运动员的成绩会造成什么后果?以看到发令枪烟雾计时成绩应该是多少？ 【答案】解：（1）声音在空气中的速度大约为340m/s，光在空气中的传播速度为3.0×108m/s，光速比声速大得多，如果裁判员听到枪声才开始计时，这时运动员已经跑了一段时间才开始计时，所以测得的时间偏小.（2）声音传播100m时所用的时间：t=s/v=100m/340m/s≈0.29s所以，看到发令枪烟雾计时成绩应该是11s+0.29s=11.29s答：（1）声音在空气中的速度大约为340m/s，光在空气中的传播速度为3.0×108m/s，光速比声速大得多，如果裁判员听到枪声才开始计时，这时运动员已经跑了一段时间才开始计时，所以测得的时间偏小.（2）看到发令枪烟雾计时成绩应该是11s+0.29s=11.29s 【解析】声音在空气中的速度大约为340m/s，光在空气中的传播速度为3.0×108m/s，光速比声速大得多，如果裁判员听到枪声才开始计时，这时运动员已经跑了一段时间才开始计时，所以测得的时间偏小，少的刚好是声音传播100米所用的时间． 【题型2】小孔成像 【典型例题】如图所示，在空易拉罐底部的中央戳一个小孔；将易拉罐的顶部剪去后，蒙上一层半透明的塑料薄膜。将小孔对准窗外的景物，在薄膜上观察到窗外景物的像是（　　） A.正立、等大的 B.正立、缩小的 C.倒立、缩小的 D.倒立、放大的 【答案】C 【解析】物体的表面是由许许多多的物点组成的，每个物点都发出或反射出无数条光束，其中能通过小孔的光束在光屏上就形成一个和物点相对应的小光斑。这些光斑的分布与物体上各个物点相互颠倒，左右相反，且物距大于像距，即成倒立缩小的实像，故C符合题意，ABD不符合题意。 【举一反三1】早在战国时期，我国古代著名教育家、思想家墨子就研究过小孔成像的现象。如图所示，若用蜡烛作为光源，在木板上钻一个小孔，让光线透过小孔投射在墙壁上，下列说法正确的是（　　） A.木板上的小孔一定是圆形的 B.蜡烛在墙上形成的像是正立的像 C.小孔成像是由光的直线传播形成的 D.移动木板，蜡烛在墙上的像大小不变 【答案】C 【举一反三2】（2023•建昌县期末）光在 　      　中沿直线传播，天气晴朗的夏天在树荫下的光斑是由于 　      　形成的，光斑的形状是 　  　。（最后一空选填“树缝的形状” “三角形”“圆形”） 【答案】同种均匀介质；光的直线传播；圆形。 【解析】光在同种均匀介质中沿直线传播；天气晴朗的夏天在树荫下的光斑属于小孔成像现象，是由于光的直线传播形成的，光斑的形状与太阳相同，是圆形的。 【举一反三3】请在图中画出烛焰AB通过小孔在半透明塑料膜上的像A'B'，并保留作图痕迹。 【答案】 【题型3】光的直线传播生活应用 【典型例题】今年6月21日，境内多个地区看到了天文奇观—“金边日环食”。下列图中现象成因与之相同的是（　　） A.倒映在水中的山 B.水中的筷子变弯 C.小孔成像 D.雨后的彩虹 【答案】C 【解析】“金边日环食”是由光的直线传播形成的； 倒映在水中的山，属于平面镜成像，是由光的反射形成的，故A错误； 水中的筷子变弯，是由光的折射形成的，故B错误； 小孔成像的原理是光的直线传播，故C正确； 雨后彩虹是由光的折射形成的，故D错误。 【举一反三1】如图是小茹家的木质百叶窗，它能够通过转动叶片方便地控制进入室内阳光的多少，这利用了光的（ ） A.反射 B.折射 C.色散 D.光的直线传播 【答案】D 【解析】因为光是沿直线传播的．木质百叶窗不透明，通过转动百叶窗的叶片，改变叶片间的空隙大小，可以改变射入室内的阳光. 【举一反三2】如图甲所示，圭表主要包括圭和表两部分。依据正午时刻表的影子在圭上的位置，就能推算出二十四节气中的哪一节气，如图1乙所示。圭表利用的光学原理是（　　） A.光的直线传播 B.光的色散 C.光的折射 D.光的反射 【答案】A 【举一反三3】山西陶寺古观象台由13根呈圆弧状排列的夯土柱组成，如图所示，从观测点通过土柱狭缝观测日出方位可以确定节气。其利用的光学原理是                。 【答案】光沿直线传播 【解析】在不同的季节，日出时的方位不同，在观测点观测日出时的土柱狭缝位置不同。这是因为光在同一种均匀介质（空气）中是沿直线传播的。 【举一反三4】如图所示是带激光瞄准器的剪刀，使用起来不用尺子就能剪出很直的线条,它利用了光的___________ 【答案】直线传播 【解析】剪刀沿着激光的路线可以剪出很直的线条，利用了光沿直线传播的规律. 【举一反三5】用作图法表示点光源A通过窗口B照到室外的范围。 【答案】 【解析】由于光在同一种均匀介质中是沿直线传播的，故点光源A通过窗口B照到室外的范围如图所示。 【举一反三6】如图所示，P为人眼的位置，请在图中用作图的方法，作出人眼所能看到的挡板右侧墙壁的范围。 【答案】 【题型4】光线 【典型例题】对于光线的说法正确的是（ ） A.光线实际上是不存在的 B.从纸上画的图线可知我们是可以看到甚至摸到光线的 C.画的图线越长表示光线越长 D.光线就是指很长很细的激光线 【答案】A 【解析】光线在实际中是不存在，我们为了表示光的传播情况，才用带箭头的直线来表示光线．所以我们触摸不到光线，更无法去测量它的长短. 【举一反三1】物理学中用一条带箭头的直线表示光的传播路径和方向，并将这条带箭头的直线称为光线，这种研究方法叫建立模型法，下面关于光和光线的说法中正确的是（　　） A.光和光线都是真实存在的 B.光和光线都不是真实存在的 C.光是真实存在的，而光线不是真实存在的 D.光不是真实存在的，而光线是真实存在的 【答案】C 【解析】在物理学中，用一条带箭头的直线表示光的传播路径，叫光线，光线不是实际存在的，用到了模型法，而光是实际存在的。故选C。 【举一反三2】下列关于光线的说法正确的是（ ） A.光源能射出无数条光线 B.光线就是很细的光束 C.光线是看不见的，人们用一条看得见的实线来表示光线，用到理想模型法 D.光线是用来表示光传播方向的直线，常用虚线表示 【答案】C 【解析】因为光的传播方向是确实存在的，为了方便分析探究，于是用一条有方向的实际直线表示，即光线，所以光线是看不见的，人们用一条看得见的实线来表示光线，用到理想模型法．故C正确，D错误；光源是能发光的物体，所以能发光，但不是射出光线，故A错误；光线只是表示光传播方向的一条直线，并不是很细的光束，故B错误．所以选C． 【举一反三3】对于光线的说法正确的是（ ） A.光线实际上是不存在的 B.从纸上画的图线可知我们是可以看到甚至摸到光线的 C.画的图线越长表示光线越长 D.光线就是指很长很细的激光线 【答案】A 【解析】光线在实际中是不存在，我们为了表示光的传播情况，才用带箭头的直线来表示光线．所以我们触摸不到光线，更无法去测量它的长短. 【举一反三4】对于光线的说法正确的是（　　） A.光线实际上是不存在的 B.从纸上画的图线可知我们是可以看到甚至摸到光线的 C.画的图线越长表示光线越长 D.光线就是指很长很细的激光线 【答案】A 【解析】光线在实际中是不存在，我们为了表示光的传播情况，才用带箭头的直线来表示光线。所以我们触摸不到光线，更无法去测量它的长短，所以BCD错误，A正确。 【举一反三5】（2023•池州期末）物理学中常用“光线”来表示一束光的传播路径和　  　，而忽略了光的亮度、色彩等。“光线”　   　（选填“是”或“不是”）真实存在的。 【答案】方向 不是 【解析】光线表示了光的传播路径和方向，而忽略了光的亮度、颜色、速度、频率等因素；在研究光的传播规律时常用一条带箭头的直线来表示光的传播路径和方向，这样的直线叫做光线，光线的建立用到了模型法，但光线不是真实存在的。 【举一反三6】研究光现象时，建立了“光源”“光线”两个概念，其中______是为了描述物理现象建构的模型，真实并不存在；我们作出“明亮的月亮不是光源”的判断，依据是______。 【答案】光线　月亮自身不发光 【解析】研究光现象时，建立了“光源”“光线”两个概念，其中光线是为了描述物理现象建构的模型，真实并不存在；我们作出“明亮的月亮不是光源”的判断，依据是月亮自身不发光。 【举一反三7】物理学中常用光线来表示一束光．光线表示了光的传播____________和方向，而忽略了光的颜色、____________(写出一条即可)等其它性质． 【答案】路径；亮度 【解析】在物理学中，光线是用来表示光的传播路径和方向的带有箭头的直线．它不能表示光的亮度、色彩等性质． 【题型5】光直线传播的条件 【典型例题】小明在学习“光的传播”时，看到老师的一个演示实验，过程如下： ①用激光笔射向水中，观察到光线是一条直线（如图所示）；②在 A点处用漏斗向水中慢慢注入海波溶液，观察到光线发生了弯曲；③经搅拌后，观察到光线又变直．小明根据上述现象得出的结论，正确的是（ ） A.光的传播需要介质 B.光只有在水中才沿直线传播 C.光在海波溶液里不能沿直线传播 D.光在同一种均匀介质中才沿直线传播 【答案】D 【解析】从①中我们发现光在水中沿直线传播；而②中的光线不再沿直线传播，溶液不同于①的特点是介质不再均匀；③现象中的光线又沿直线传播，是由于经搅拌后，介质又变得均匀．故可以得出，光在同一种均匀介质中才沿直线传播．A.光在真空中(无介质)传播速度最快，故A错；B.光在同一种均匀介质中沿直线传播，故B错；C.如果海波溶液是均匀的，光将沿直线传播，故C错；D.光在同一种均匀介质中才沿直线传播，故D正确． 【举一反三1】小明在学习“光的传播”时，看到实验过程如下：①用激光笔射向水中，观察到光线是一条直线（如图）；②用漏斗从容器底向水中缓慢注入浓盐水，观察到光线发生了弯曲；③经搅拌后，观察到光线又变直。该实验目的是为了得到下列哪个结论（　　） A.光在水中沿直线传播 B.光在盐水中沿直线传播 C.光在任何液体中都可以传播 D.光在同种均匀介质中沿直线传播 【答案】D 【解析】从①中我们发现光在水中沿直线传播；而②中的光线不再沿直线传播不同于①的是介质不再均匀；③现象中的光线又沿直线传播，是由于经搅拌后，介质又变得 【举一反三2】关于光的传播，下列说法中正确的是(　　) A.光的传播需要介质 B.光只在真空中沿直线传播 C.光在均匀的水中沿直线传播 D.阳光传到地球表面的路径是直的 【答案】C 【举一反三3】下列说法正确的是（    ） A.太阳光经过不均匀的大气层时仍然沿直线传播 B.2000年前《墨经》中描述的小孔成像，所成的像是虚像 C.“三点一线”瞄准利用了光沿直线传播的原理 D.我们能看见彩色的花朵，是因为眼睛发出的光照到了花朵上 【答案】C 【解析】光在同一均匀介质中沿直线传播，太阳光经过不均匀的大气层时不会沿直线传播，会发生偏折，故A错误； 小孔成像所成的像是倒立的实像，故B错误； “三点一线”瞄准利用了光沿直线传播的原理，如射击时，就利用了该原理，故C正确； 我们能看见彩色的花朵，是因为花朵反射了光进入眼睛，故D错误。 【举一反三4】关于光的直线传播，以下说法正确的是(　　) A.光在玻璃中不是沿直线传播的 B.光在任何情况下都沿直线传播 C.光只有在空气中才沿直线传播 D.光在同种均匀介质中沿直线传播 【答案】D 【举一反三5】小明在做光在液体中传播的实验时，在装有纯净水的玻璃缸内加入大量白糖，静置一段时间后，用一束激光斜向上射入白糖水中，如图所示，发现白糖水中的光线是一条______线；为了观察激光在均匀白糖水中的传播路径，小明接下来的做法是保持激光笔入射方向不变，______ ，再观察水中的光路。 【答案】曲 将白糖水搅拌均匀（搅拌） 【解析】在装有纯净水的玻璃缸内加入大量白糖，静置一段时间后，糖水浓度上下是不均匀的，所以用一束激光斜向上射入白糖水中，光线是一条曲线。 由于光在同种均匀介质中沿直线传播，所以小明保持激光笔入射方向不变，将白糖水搅拌均匀，便能观察到激光在均匀白糖水中沿直线传播。 【举一反三6】小明在探究光的直线传播时进行了如下操作：他在家中的空水缸中倒入水，再在其中倒入了大量的盐，过了几天，他让一束激光射入盐水中，光路如图所示，图中光线沿＿＿＿＿（填“直线”或“曲线”）传播，这说明，光沿直线传播是有条件的，介质应当具有＿＿＿＿＿的特点。 【答案】曲线 同种均匀 【解析】光必须在同一种均匀的介质中才沿直线传播，盐水的密度如果不均匀，光在盐水中传播路径就不是直线； 这说明，光沿直线传播是有条件的，光在同种均匀介质中是沿直线传播的。 【举一反三7】小海在家中做“研究光的传播”实验，在玻璃缸中盛上清水，沿缸壁轻轻注入浓糖水，从侧壁水平照射激光，看到缸内光的路线如图所示．当搅拌缸中的水后，观察到光的路线呈直线，说明光沿直线传播的条件是 ______ ． 【答案】同一种均匀介质 【解析】当向盛有清水的玻璃钢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，越深密度越大，光线在里面传播的路线是弯曲的；当搅拌缸中的水后，玻璃缸内的液体就会变的均匀，观察到光的路线呈直线，说明光在同一种均匀介质中才沿直线传播． 【举一反三8】军训时，同学们排队排成一条直线利用的是光在_______介质中沿直线传播；休息期间，小美唱了一首歌，同学们夸她“歌声甜美”是在形容她声音的______好。 【答案】同种均匀 音色 【解析】学校举行军训，同学们排队时，排成一条直线利用的是光在同种均匀介质中沿直线传播。 因为发声体的材料和结构不同，发出声音的音色不同。所以小美同学歌声甜美是在形容她的声音的音色好。 【题型6】日食、月食的形成 【典型例题】如图是2015年4月4日下午发生百年来持续时间最短的“红月亮”月全食时所拍摄的照片．月全食形成的原因是（ ） A.光的色散 B.光的反射 C.光的直线传播 D.光的折射 【答案】C 【解析】由于光是沿直线传播的．我们能看到月亮“发光”是因为月球反射了太阳的光．当太阳、地球、月球在同一直线上，地球位于太阳与月球之间时，地球完全挡住了太阳射向月球的光，光线照不到月球上，在地球上就会完全看不到月球的现象即月全食． 【举一反三1】如图是日偏食景象，此时，若将太阳光垂直照射在纸板上一个很小的“△”形孔上，那么在地面形成的光斑是（　　） A.“△”形 B.“▽”形 C.“〇”形 D.“刀”形 【答案】D 【解析】当太阳光通过纸板上的“△”小孔时，由于光在同种均匀介质中沿直线传播，在地面上就会形成太阳的像，因此太阳的像的形状与太阳的形状一样，与孔的形状无关；根据小孔成像的特点可知，日偏食缺口在右上角，故地面上出现太阳的像的缺口应在左下角，故D正确。 【举一反三2】皮影戏是一种民间戏剧，已成为国家非物质文化遗产，用灯光照射兽皮或纸板做成的“人物”，屏幕上便出现影子。下列现象中，与皮影戏原理不相同的是（　　） A.有趣的倒影 B.古代的日晷 C.生动的沙画 D.日食 【答案】A 【解析】皮影戏是利用光沿直线传播的原理形成的； 有趣的倒影是光在水面发生反射，与皮影戏原理不相同，故A正确； 古代的日晷、生动的沙画、日食是利用光沿直线传播的原理形成的，故BCD不正确。 【举一反三3】2013年11月3日在某些地区出现了日全食，如图甲所示是当时地球上观察者看到的日食景象，此时日、地、月三者的相对位置正确的是图乙中的______，发生此现象的原因是______。 【答案】B 光沿直线传播 【举一反三4】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”或“北”）方。 【答案】甲 B 北 【解析】日食是由于月亮挡住了太阳照向地球的光，我们看不见或只能看见部分太阳；如果地球上观察到日食，这些人应该是位于甲处，此时月亮在B处； 北半球夏天的中午，太阳在南方，由于光沿直线传播，所以房子的影子在房子的北方，将自行车放在背阴的北方，可以防止自行车晒得太烫。 【举一反三5】在图中的月球运行轨迹上将发生月食时的部分描成实线 【答案】 【解析】当月球全部进入地球的影子时，就会形成月全食，观察者则会完全看不到月球，根据光的直线传播进行作图，发生月食时的部分为AB，如图所示。 【举一反三6】2014年4月29日上演日环食。如图甲是一张日环食照片。请在图乙中画出，人在其中能观察到日环食的阴影区，并在该影区内写入字母“HS”。 【答案】 【解析】当月球转到地球和太阳之间，且三者处于同一直线上时，月球就挡住了太阳射向地球的太阳光，由于光的直线传播，在地球的阴影部分的地区就发生了日食；根据光的直线传播，画出光路；发生日环食时，月球遮住了太阳的中心部分，在地球上能看到太阳的边缘部分。 【题型7】光源 【典型例题】下列物体不属于光源的是（　　） A.月亮 B.发光的萤火虫 C.酒精灯的火焰 D.发光的电灯 【答案】A 【解析】月亮不能自行发光，只能反射太阳光，不属于光源，故A符合题意； 发光的萤火虫能自行发光，属于光源，故B不符合题意； 酒精灯的火焰能自行发光，属于光源，故C不符合题意； 发光的电灯能自行发光，属于光源，故D不符合题意。 【举一反三1】下列物体中，属于光源的是（　　） A.月亮 B.烛焰 C.人的眼睛 D.水晶杯 【答案】B 【解析】自身能够发光的物体叫做光源。月亮是反射的太阳光；眼睛不能发光；水晶杯看起来很亮，也是反射的其他光，点燃的烛焰自身能够发光，是光源，故B符合题意，ACD不符合题意。 【举一反三2】生活中许多物体可以发光，下列物体不属于光源的是（ ） A.发光水母 B.萤火虫 C.月亮 D.发光的霓虹灯 【答案】C 【解析】发光水母和萤火虫自身能够发光是光源；发光的霓虹灯是人造光源；月亮是反射的太阳光，在晚上才比较亮，不是光源，故C正确． 【举一反三3】下列物体中属于光源的是（　　） A.镜子 B.人的眼睛 C.发光的水母 D.耀眼的钻石 【答案】C 【解析】镜子、人的眼睛和钻石自身都不能发光，不属于光源，水母自身能够发光，发光的水母属于光源，故C符合题意，ADB不符合题意。 【举一反三4】外科手术室的手术灯，是由许多发光面很大的____________组成的,它使医生的身体或医疗器械不产生黑暗的影子，因此这种灯又叫做 ． 【答案】光源；无影灯 【解析】外科手术室的手术灯，是由许多发光面很大的光源组成的，它使医生的身体或医疗器械不产生黑暗的影子，因此这种灯又叫做无影灯． 【举一反三5】有下列物体：①星星、②月亮、③太阳、④钻石、⑤电灯、⑥电影屏幕、⑦无影灯、⑧灯笼鱼。上述物体中： (1)一定是光源的有____________； (2)一定不是光源的有____________； (3)可能是光源的有____________。 【答案】(1)③⑧　(2)②④⑥　(3)①⑤⑦ 【解析】(1)太阳、灯笼鱼，它们都能发光，一定是光源； (2)月亮、钻石、电影屏幕，它们不发光，一定不是光源； (3)有的星星发光，电灯、无影灯通电时发光，所以它们可能是光源。 【举一反三6】有下列物体：①星星、②月亮、③太阳、④钻石、⑤电灯、⑥电影屏幕、⑦无影灯、⑧灯笼鱼。上述物体中： (1)一定是光源的有____________； (2)一定不是光源的有____________； (3)可能是光源的有____________。 【答案】(1)③⑧　(2)②④⑥　(3)①⑤⑦ 【解析】(1)太阳、灯笼鱼，它们都能发光，一定是光源； (2)月亮、钻石、电影屏幕，它们不发光，一定不是光源； (3)有的星星发光，电灯、无影灯通电时发光，所以它们可能是光源。 【举一反三7】汽车上的电子防盗报警装置，在汽车被撬开时能发出报警声，提醒人们车辆被盗，这是利用了声能传递    。月亮    （选填“是”或“不是”）光源。 【答案】信息；不是 【题型8】其他光的直线传播的现象 【典型例题】如图所示，老师带领大家进行“手影”游戏。下列现象中，与手影形成的原理相同的是（　　） A.水中倒影 B.雨后空中的彩虹 C.古代用日晷计时 D.海市蜃楼 【答案】C 【解析】“手影”是由于光沿直线传播造成的；水中倒影是由于光的反射形成的，故A不符合题意；雨后天边出现的彩虹，这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，这是光的色散现象，故B不符合题意；古代用日晷计时，利用了光的直线传播，故C正确；海市蜃楼是一种由光的折射产生的现象，是由于空气的密度不均匀而引起的，故D不符合题意。 【举一反三1】我国古代的天文观测一直居于世界领先地位，其中圭表（如图所示）就是典型的代表。依据圭表正午时影长度的变化，可以排出未来的阳历年以及二十四个节令的日期，作为指导古代劳动人民农事活动的重要依据。下列古代科技中与圭表应用原理相同的是（　　） A.司南 B.青铜滴漏 C.地震仪 D.日晷 【答案】D 【解析】根据圭表正午时的影长变化，排出未来阳历年以及二十四节令的日期，可知圭表的原理是光的直线传播；司南是根据地磁场来指示南北的，故A不符合题意；青铜滴漏工作时水从高度不等的几个容器里依次滴下来，最后滴到最底层的有浮标的容器里，根据浮标上的刻度也就是根据最底层容器里的水位来读取时间，故B不符合题意；地震仪是利用了一根悬挂柱体的惯性来验震的，故C不符合题意；日晷是根据光的直线传播形成影子的原理工作的，故D符合题意。 【举一反三2】如图所示，日晷是我国古代劳动人民用来计时的一种工具，通过观察直杆在太阳下影子的位置就可以知道时间。下列光现象与日晷工作原理相同的是（　　） A.湖水映拱桥 B.林间透光影 C.镜前正衣冠 D.海上现楼阁 【答案】B 【解析】日晷是古代一种利用太阳投射的影子来测定时刻的装置，利用光在同种均匀介质中沿直线传播的原理。 湖水映拱桥属于平面镜成像，是由光的反射形成的，故A不符合题意； 林间透光影是由光的直线传播形成的，故B符合题意； 镜子正衣冠，平面镜中的像是由于光的反射形成的，故C不符合题意； 海上现楼阁是由光的折射形成的，故D不符合题意。 【举一反三3】下列四种物理现象中，不能说明光是沿直线传播的是（　　） A.灯光下的影子 B.月食的形成 C.树荫下的圆形光斑 D.清澈的深潭看上去却很浅 【答案】D 【解析】影子是光在沿直线传播过程中遇到不透明的物体，在物体后面形成的光照不到的黑暗区域，该现象能说明光是沿直线传播，故A不符合题意； 月食是地球挡住了太阳光，是由光的直线传播形成的，故B不符合题意； 树荫下的圆形光斑是太阳通过树叶间小孔呈现在地面上的像，是小孔成像实验，说明光沿直线传播，故C不符合题意； 清澈的深潭看上去却很浅是因为光从水中斜射入空气中时发生了偏折，是由光的折射形成的，故D符合题意。 【举一反三4】晚上，室内明亮的灯光透过窗口，会在漆黑室外的地面上形成一块亮的光斑。如图所示，用点光源S表示室内的光源，请画出点光源S通过窗口照亮地面的范围。 【答案】 【举一反三5】“井底之蛙”这个成语大家都很熟悉，图中M点表示青蛙。请根据光的直线传播知识画出青蛙观察到的范围（标出光的传播方向）。 【答案】 【题型9】影子的形成 【典型例题】沈括在《梦溪笔谈》中记述到“若莺飞空中，其影随莺而移”，如图甲；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”，如图乙。则下列说法正确的是（　　） A.图甲和图乙所描述的现象都是小孔成像 B.图甲和图乙都属于光的直线传播的现象 C.图甲中的“影”一定比图乙的“影”大 D.图甲和图乙中的“影”都是“莺”的像 【答案】B 【解析】图甲中描述的是影子的形成，图乙描述的现象是小孔成像，故A错误；图甲和图乙都可以用光的直线传播来解释，故B正确；小孔成像成的像的大小与物体和像到孔的距离有关，是倒立的实像，图甲所成的“影”不一定比图乙所成的“影”大，故C错误；图中的“影”是影子，不是像，图乙中的描述的现象是小孔成像，成的是实像，故D错误。 【举一反三1】2024年晚西安分会场《山河诗长安》节目震撼上演。“李白”的诗句“举杯邀明月，对影成三人”被千人齐诵，下列与李白“影子”形成原理相同的是（　　） A.水中倒影 B.小孔成像 C.雨后彩虹 D.水中铅笔 【答案】B 【举一反三2】一根旗杆在阳光照射下，在地面上形成一个旗杆的影子．自早晨到黄昏这段时间内，旗杆影子长度变化是（ ） A.逐渐变短 B.逐渐变长 C.先变长后变短 D.先变短后变长 【答案】D 【解析】光在同种均匀介质中沿直线传播，由图可知旗杆的影子先变短后变长． 【举一反三3】如图是我国古代的计时工具日晷，直杆影子的位置对应相应的时间。下列现象与日晷原理相同的是（　　） A.海市蜃楼 B.小孔成像 C.桥的倒影 D.池水变“浅” 【答案】B 【解析】日晷是利用光的直线传播来计时的。 海市蜃楼是光的折射现象，故A不符合题意； 小孔成像是由于光的直线传播形成的，与日晷利用直杆在太阳下影子的位置来计时的原理相同，故B符合题意； 桥的倒影是由于光的反射形成的，故C不符合题意； 池水变“浅”是由于光的折射形成的，故D不符合题意。 【举一反三4】如图是昆明市的金马坊、碧鸡坊的一张老照片，有记载称此二坊建成后，在特定的时间，两座牌坊在地面上的影子会相接，形成“金碧交辉”的奇景。影子形成的原因是（　　） A.光的反射 B.光沿直线传播 C.光的折射 D.光的色散 【答案】B 【举一反三5】影子是由于____________形成的，一个人面向正北站在阳光下，他发现自己的影子在身体的右侧，这时是____________（“早晨”“中午”或“下午”）。 【答案】光的直线传播 下午 【解析】由于光的直线传播，光遇到不透明物体在其后面留下阴影，就是影子。 面向正北方站在太阳下，影子在身体的右侧，光源一定在身体左侧，右侧是东，左侧是西，所以是下午。 【举一反三6】灯光下可以玩“手影”游戏，墙面上会出现生动的动物形象，如图所示，这种现象是由于___________形成的． 【答案】光的直线传播 【解析】光在同种均匀介质中是沿直线传播的，“手影”是光沿直线传播的现象，光线被挡住的地方形成了阴影． 【举一反三7】皮影戏是我国一种古老的戏剧形式。灯光照射兽皮在白幕上投射出形态各异的影子，影子是由于光沿 　   　传播的过程中被不透明的兽皮遮挡而形成。 【答案】直线 【解析】影子是由于光在同种均匀介质中沿直线传播的过程中被不透明的兽皮遮挡而形成。 【题型10】利用光的直线传播解问题 【典型例题】夏日下午，为了防止自行车被曝晒，学校的四层教学楼边有如图的四个露天停车区，你认为停车的最佳位置是（ ） A.停车区① B.停车区② C.停车区③ D.停车区④ 【答案】D 【解析】夏日的下午，由于太阳在教学楼的西方（西北方或西南方均可，据纬度不同而不同），当太阳光沿直线传播时，被教学楼挡住，在它的偏东面形成了教学楼的影子；只有把自行车放在没有被太阳照到的影子区域，才能有效的防止曝晒，由此分析应当在教学楼的东北侧的④区才是最佳位置. 【举一反三1】如图枯井中的青蛙位于井底O点“坐井观天”，青蛙通过井口观察范围正确的光路图是（ ） A. B. C. D. 【答案】A 【解析】图中O点是青蛙的位置，将O点与井口左边的端点相连成一直线，将O点与井口右边的端点相连成一直线，然后在直线上标出方向指向井内的箭头，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． 【举一反三2】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所示，其原理类似百叶窗，只能透过一定角度的光线，结构简图如图丙。两侧之所以看不清屏幕内容，是由于     ；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。 【答案】光的直线传播；减小。 【解析】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；为了让防境效果更好（可视范围减小），可以适当地减小超细百叶窗的间距。 【举一反三3】如下图所示，小明想通过A、B两张纸片上的小孔看见烛焰，他应将烛焰、两个小孔和人眼调到 ______ 上，这样操作的依据是 ______ ．操作过程中他还在B纸片上看到了一个烛焰的像，这个像是 ______ 的（选填“正立”或“倒立”） 【答案】同一直线；光在空气中沿直线传播；倒立． 【解析】光在空气中是沿直线传播的，小明想通过A、B两张纸片上的小孔看见烛焰，应将烛焰、两个小孔和人眼调到同一直线上；蜡烛发出的光线通过A纸片上的小孔在B纸片上形成像，是光的直线传播形成的倒立的实像 【举一反三4】“井底之蛙”这个成语大家都很熟悉，如图甲所示，枯井中的青蛙位于井底“坐井观天”。请在图乙中画出青蛙（眼睛用点O表示）通过井口观察到的天空范围的光路图。 【答案】见解析图。 【解析】根据光的直线传播，沿井的两个边缘连接O点，并由O向两个边缘延长，两条射线间的范围为青蛙能观察到的范围，如下图所示： 【举一反三5】如图所示，S为一点光源，作出物体AB在地面上的影子。并且用大括号标出影长L。 【答案】见解析图 【解析】根据光是沿直线传播的，连接S点和A点并延长至地面，连接该交点和B点，就是物体AB在地面上的影子，如图所示： 学科网（北京）股份有限公司 $