第1节 光的直线传播（举一反三讲义）物理人教版2024八年级上册

第1节 光的直线传播（原卷版） 【目录】 【学习目标】 1 【思维导图】 2 【知识梳理】 2 知识点1.光源 2 知识点2.光的直线传播 2 知识点3.光的传播速度 6 【方法技巧】 13 方法技巧1.光在同种均匀介质中沿直线传播 13 方法技巧2.光的直线传播 13 方法技巧3.小孔成像 13 方法技巧4.利用激光测量距离 13 【巩固训练】 14 【学习目标】 目 标 目 标 阐 释 物理素养 物理观念 通过对生活中各种光现象的观察与分析，认识光源；能够说出光沿直线传播的条件；能够利用光的直线传播特点解释日常生活中的相关现象。 科学思维 基于日常现象、实验现象归纳推理得出光的直线传播条件，认识光线模型，发展科学思维能力。 科学探究 基于对大量光在不同介质中传播现象的观察，提出问题，收集证据，归纳总结出光在同种均匀介质中沿直线传播的实验结论。 科学态度与责任 在观察现象、分享交流中，养成实事求是、勇于表达和修正自己观点的科学态度；通过小孔成像、日晷、圭表等了解我国古代科技成就，增强民族自信心和自豪感。 重 点 1.能识别光源，知道光源大致分为自然光源和人造光源。 2.了解光的直线传播，能举例光的直线传播在生活中的应用。 难 点 1.知道光沿的直线传播条件，能举例光的直线传播在生活中的应用 2.能根据光的传播路径画出日食和月食光路图。 【思维导图】 【知识梳理】 知识点1.光源 1.光源 问题：我们每天都会通过声和光接收大量信息。之前我们学习了声现象，了解了声的传播。关于光现象，你知道哪些物体能发光吗？光的传播又有什么特点呢？ 要研究光现象，首先要看哪些物体能够发光，是谁给我们带来了光明，如下图。 （1）光源：能够自身发光的物体叫做光源。如太阳以及我们看到的绝大多数星星是恒星，萤火虫，水母、灯笼鱼、斧头鱼等。 （2）光源的分类 ①自然光源：太阳、萤火虫、水母等 ②人造光源：点燃的蜡烛，正在发光的霓虹灯、荧光棒、LED灯等。 特别提醒 判断物体是不是光源，关键是物体自身能否发光。有些物体看起来好像在发光，实际上是反射了其他光源发出的光，所以这些物体不是光源；如镜子、月亮、宝石等。 【例1】下列关于光源的说法中，正确的是（ ） A.能被眼睛看到的物体都是光源 B.天空中的星星都是光源 C.发光的电灯不是光源 D.点燃的蜡烛是光源 【变式1-1】（2025·四川广安）对下列诗词中涉及的物理现象解释正确的是（ ） A.“起舞弄清影，何似在人间”中“影”的形成是光沿直线传播 B.“举头望明月，低头思故乡”中的“明月”是光源 C.“露从今夜白，月是故乡明”中“露”的形成是熔化现象 D.“月落乌啼霜满天，江枫渔火对愁眠”中“霜”的形成是凝固现象 【变式1-2】在①太阳、②月亮、③萤火虫、④霓虹灯、宝石、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） 【变式1-3】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 知识点2.光的直线传播 在有薄雾的天气，可以看到透过树从的光束是直的，如下图。 1.光的直线传播 （1）光在空气中传播 用激光手电筒把光射入充满烟雾的较暗的空间，就能够观察到光在空气中的传播现象，烟雾可用点熏香的办法，也可以用喷水壶喷水雾的方法。 （2）光在水中的传播 用激光手电筒把光射入水中，如图所示，就能够观察到光在水中的传播现象，光在水中的可见度较小。可以在水中加入少量的碳素墨水。 （3）光在玻璃中的传播 用激光手电筒把光射入玻璃砖中，如图所示，就能够观察到光在玻璃砖中的传播现象。玻璃砖要有一面是磨砂面，并要让光束紧贴着磨砂面在玻璃砖中传播。 （4）光在同种不均匀介质中的传播 在玻璃缸中盛入清水，沿缸壁轻轻注入浓糖水，从侧壁水平照射激光，看到缸内光的路径如图甲所示。用玻璃棒搅拌糖水溶液时，使其浓度变得均匀，再将激光射向糖水溶液中，观察到激光在均匀浓度的糖水溶液中的传播路径是直的，如图乙所示。 分析：在玻璃缸中盛入清水，沿缸壁轻轻注入浓糖水后，玻璃缸里的水不均匀，光的传播路径不是直线。玻璃棒搅拌后，糖水变得均匀后，光的传播路径是直线。 总结：光在同种均匀介质中沿直线传播。 特别提醒 （1）为了清晰地观察光在不同介质中传播路径，实验应在较暗的环境中进行； （2）应注意若要光沿直线传播，“同种”和“均匀”这两个条件缺一不可。必须同时满足。 （3）为了在空气、水中显示光路，在空气中喷洒水雾或烟雾，在水中滴入几滴牛奶。 2.光线 （1）定义：为了表示光的传播情况，我们通常用一条带有箭头的直线表示光的传播径迹和方向（如图甲所示），这样的直线叫光线； （2）画法：光线是带箭头的直线，箭头表示光的传播方向。画光路图时，光线要用实线表示，且标上箭头。图乙和图丙分别表示平行光和点光源发出的光。 特别提醒 光线是一种物理模型，只是用来形象地描述光的传播情况，它实际是不存在的。 这种研究方法叫做模型法。 3.光的直线传播现象 （1）影子的形成 ①原理：光的直线传播； ②成因：光在传播过程中遇到不透明的物体，由于光在同种均匀介质中沿直线传播，不能穿过不透明物体，在物体后面便形成的较暗区域，就是我们说的影子。如下图： （2）日食、月食的形成 ①原理：光的直线传播。 ②成因：日食是地球上的人看太阳，由于光是沿直线传播的，太阳光被月球挡住了（图甲）。月食是地球上的人看月球，由于光是沿直线传播的，太阳光被地球挡住了（图乙）。 当月球运行到太阳和地球中间时，太阳光被不透明的月球挡住，月球的黑影落在地球上，就形成了日食。当地球运行到太阳和月球中间时，太阳光被不透明的地球挡住，地球的影落在月球上，就形成了月食。 （3）小孔成像 ①如图甲所示，在一个空罐的底部中央打一个小孔，再用一片半透明的塑料膜蒙在空罐的口上。 ②如图乙所示，将点燃的蜡烛放在小孔前，并适当调整蜡烛到小孔的距离，观察塑料膜上是否有像，不断调整蜡烛、塑料膜到小孔的距离，观察塑料膜上像的大小是否有变化。 分析：由于光沿直线传播，来自烛焰上方的光通过小孔后就射到了光屏的下部，来自烛焰下方的光通过小孔后就射向了上部。这样，光屏上就出现了烛焰倒立的像。如下图所示。 结论：①小孔成像原理：光的直线传播。 ②成像性质：倒立的大小不确定的实像。上下颠倒、左右相反。 ③影响成像大小的因素：与物体到小孔的距离以及光屏到小孔的距离有关。 ④像的形状：与物体的形状相同，与小孔形状无关。 特别提醒 （1）小孔成像的条件：小孔必须足够小，但并不是越小越好，孔太小会影响像的亮度； （2）小孔逐渐变大，光屏上的像会逐渐变模糊；当小孔增大到一定程度时，在光屏上只能看到与小孔形状相同的光斑。 【例2】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。小明在学习光现象时，便于更好理解，于是他动手用蜡烛作为光源，在木板上钻一个圆形小孔，然后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.在墙上形成的像是虚像 B.小孔成像说明光沿直线传播 C.像的形状是圆形 D.保持蜡烛和墙的位置不变，将木板向靠近墙的方向移动，蜡烛在墙上的像会变大 【变式2-1】如图示用自制针孔照相机观察烛焰，针孔是圆形的，蜡烛位置可调整。以下说法不正确的是（　　） A.薄膜上出现烛焰的像是倒立的 B.薄膜上烛焰的像可能是缩小的也可能是放大的 C.将小圆孔改为三角形，则像的形状改变 D.保持小孔和烛焰的距离不变，向后推动内筒，增加筒长，烛焰的像变大 【变式2-2】当一个人逐渐走近一盏路灯并离开时，他在路灯下的影子的长度变是（　　） A.先变长后变短 B.先变短后变长 C.逐渐变短 D.逐渐变长 【变式2-3】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 4.光的直线传播的应用 （1）激光准直：在开凿大山隧道时，工人们常用激光束引导掘进机，使掘进机沿直线前进，保证隧道方向不出偏差。 （2）射击时利用“三点一线”进行瞄准： 射击瞄准时，瞄准点、准星、缺口三点在一条直线上。 （3）站队列成直线 如果前面的人挡住了后面人的视线，使后面的人只能看到前面相邻人的后脑勺即可。 【例3】（多选）由于光沿直线传播，在灯光下会看到物体的影子，自然界中会出现日食或月食等天文现象，利用激光可以引导掘进机前进。假如光在同一均匀介质中不沿直线传播，下列现象不可能出现的是（ ） A.阳光下的人影更清晰 B.地球上没有昼夜之分 C.做操时更容易将队伍排直 D.更容易形成日食和月食 【变式3-1】下列现象中，不属于光沿直线传播形成的是（　　） A.小孔成像　　　　　　B.影子　　　　　　C.一叶障目不见泰山　　　　　　D.海市蜃楼 【变式3-2】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，若用蜡烛作为光源，在木板上钻一个小孔，发现光线透过小孔在墙壁上形成像，下列说法正确的是（　　） A.经过调节，像的大小不可能等于物的大小 B.木板上的小孔若是方孔，成像情况不会受到影响 C.保持蜡烛和墙位置不变，将木板向靠近墙的方向移动，蜡烛在墙上的像会变大 D.蜡烛在墙上形成的像是正立的虚像 【变式3-3】在研究光的传播路径时，小明做了下面几个小实验： （1）图1中，为了显示激光在空气中传播路径，可以采取的方法是__________________，图2中为了显示激光在水中的传播路径，可以在水中加入少量的______________； （2）小明在玻璃缸中加入清水，沿缸壁轻轻注入浓糖水，不搅拌，从侧壁水平照射激光，看到缸内光的路径是弯折的（图3），当搅拌缸中的水后，观察到光是沿直线传播的，说明光沿直线传播的条件是_________； （3）我国古代学者对“光沿直线传播”的现象曾做过许多研究，例如战国时期的《墨经》中就有小孔成像的解释，如图4所示： ①小孔成的像是_________（填“正立”或“倒立”）的_________（选填“实”或“虚”）像； ②若将小孔由圆形改为三角形，则所成的像的形状_________（选填“改变”或“不变”）。 知识点3.光的传播速度 打雷和闪电在远处同时同地发生，但是我们总是先看见闪电，后听到雷声。这表明，光比声音传播得快。 1.光的传播的速度 （1）光在真空中的传播速度 光不仅可以在空气、水等物质中传播，而且可以在真空中传播。光在真空中的传播速度很大，在物理学中用c表示，c=2.99792×108m/s。通常情况下，真空中的光速可以近似为：c=3×108m/s。 （2）光在其他介质中的传播速度 光在空气中的传播速度近似等于光在真空中的传播速度c，也可以近似为c=3×108m/s。光在水中的传播速度约为c；光在玻璃中的传播速度近约为c。 （3）光与声音传播传播特点比较 现象 相同点 不同点 光的传播 传播速度都与介质种类有关 能在透明物质中传播，能在真空中传播，光在真空中传播速度最大 声的传播 能在固体、液体和气体中传播，真空不能传声，一般情况下固体中声速最大 2.科学世界——我们看到了古老的光 “光年”是长度的单位，它等于光在1年内传播的距离。 【例4】声音在空气中传播速度为340m/s，在距离地面17km远的云朵处产生的雷声，径直传向地面。求： （1）为什么地上的人看到闪电的瞬间，并没有听到雷声？ （2）地上的人听到雷声需要多长时间？ 【变式4-1】天文单位是物理天文学中计量天体之间距离的一种单位，以AU表示，其数值取地球和太阳之间的平均距离。已知：海王星距离太阳约30个天文单位，1个天文单位=1.5×1011m。问： （1）光在真空中的传播速度是多少？ （2）光从太阳传到海王星需要多长时间？ 【变式4-2】《西游记》是我国四大名著之一。主人公齐天大圣孙悟空一个跟斗可以翻十万八千里（相当于5.4×104km），1s可以翻一个跟斗，可他却想与光比比谁快，请你做裁判。（已知光在真空中的速度为：3×108m/s） （1）谁更快，请通过计算说明原因。 （2）太阳与地球相距1.5×1011m，假如某一天太阳消失了，我们多长时间后才能发现？ 【变式4-3】在100m赛跑中，关于终点计时员开始计时的说法中，正确的是（ ） A.听枪声开始计时，因为枪声听得清 B.看白烟开始计，因为烟雾看得清 C.看白烟开始计时，因为光速比声速大得多 D.听枪声开始计时，大约可以降低运动员的成绩0.29s 【方法技巧】 1.光在同种均匀介质中沿直线传播 ①由于光学实验对光源的要求较高，实验难度也较大，为了提高实验效果，光学的整个实验过程最好能在较暗的环境中进行。 ②“同种”和“均匀”这两个条件缺一不可，必须同时满足。 ③为了在空气、水中显示光路，在空气中喷洒水雾或烟雾，在水中滴入几滴牛奶。 2.光的直线传播的现象：影子的形成、日食和月食、小孔成像、“井底之蛙”、“一叶障目”等。光的直线传播的应用：激光准直、瞄准射击、排队等。 3.小孔成像 ①小孔成像原理：光的直线传播。 ②成像性质：倒立的大小不确定的实像。上下颠倒、左右相反。 ③影响成像大小的因素：与物体到小孔的距离以及光屏到小孔的距离有关。像距大于物距成放大的像，像距小于物距成缩小的像，像距等于物距成等大的像。 ④像的形状：与物体的形状相同，与小孔形状无关。 4.利用激光测量距离 激光测距仪原理：是利用激光对目标的距离进行准确测定的仪器。激光测距仪在工作时向目标射出一束很细的激光，由光电元件接收目标反射的激光束，计时器测定激光束从发射到接收的时间，计算出从观测者到目标的距离。 【巩固训练】 一、填空题： 1.光在___________介质中沿直线传播，光在真空中传播的速度是_________m/s，在光和光线中， （选填“光/光线/两个都/两个都不”）是客观存在的。 2.立竿测影是中国古代天文学观测天体位置、划分节气等不可缺少的方法之一，立竿的影子由于光的 而形成。太阳到地球的距离大约是1.5×1011m，太阳发出的光要经过________s才能到达地球。（光速c=3×108m/s） 3.发生日环食现象时，太阳、地球和月球的位置处于中间的是_________（选填“地球”或“月球”）。在一张不透光的纸上打一个极小的“△”三角形孔，让太阳光垂直射到这张纸上经过这个小孔，这时在地面看到_________（选填“圆形”、“三角形“或“方形”）小亮斑。 4.打雷时，常常先看见闪电，后听到雷声的原因是_____________________________________________，所以体育比赛中百米赛跑时，在终点的计时员应该在____________（看到冒烟/听到枪声）时计时才准确。 5.晴朗的夜空下，小明观察到中国空间站飞过他的头顶。外表不能发光的空间站是通过反射太阳光被小明观察到，表明夜空中的空间站_________（选填“是”或“不是”）光源，为了看清楚空间站，小明应选择_________（选填“亮”或“暗”）的夜空。 6.“举杯邀明月，对影成三人”是我国唐代大诗人李白的千古名句，小明同学很喜欢这两句，于是画出了诗中的情景，如图所示，同学们看了他的画，指出其中有一处错误：_____________________________，它不符合________________的规律。 7.如图甲所示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，结构简图如图丙所示。两侧之所以看不清屏幕内容，是由于光的____________（填写光现象）；此防窥膜贴在手机屏幕上，________（选填“能”或“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________（选填“增大”或“减小”）超细百叶窗的间距。 二、选择题： 8.下列全是光源的一组是（　　）。 A.太阳萤火虫月亮 B.点燃的蜡烛闪电月亮 C.发光的水母镜子萤火虫 D.太阳闪电萤火虫 9.沈括在《梦溪笔谈》中记述到“若鸢飞空中，其影随鸢而移”（图甲），而在纸窗上开一个小孔，使鸢的影子呈现在室内纸屏上，却观察到“鸢东则影西，鸢西则影东”（图乙），则下列说法正确的是（　　） A.甲图是影的形成，与日食的形成原理不同 B.甲图的原理是光的直线传播 C.乙图是小孔成像，与甲图的原理不相同 D.乙图中“鸢”一定比“影”小 10.某兴趣小组的同学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，制作成一个简易针孔“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，灯泡发光时，下列说法正确的是（ ） A.塑料膜上可以看到灯丝正立的像 B.该现象是光的反射现象 C.若水平向左移动易拉罐，则像将变大 D.若只将小圆孔改为三角形小孔，则像的形状也会改变 11.在一棚的顶上有一三角形孔，太阳光通过它照到地面上形成了一个光斑，关于该光斑的形状及形成原因，下列说法中正确的是（ ） A.该光斑一定是三角形的 B.该光斑一定是圆的 C.该光斑是太阳的像 D.该光斑是太阳光沿直线传播形成的 12.下面四幅图中，不能说明光沿直线传播的是（　　） A.手影 B.光在不均匀糖水中的径迹 C.激光准直 D.透过树叶的阳光 13.学习了光的直线传播知识后，同学们一起利用生活中的废旧物品探究小孔成像。下列说法正确的是（　　） A.为了便于更清楚观察像，应在圆筒的B端蒙上塑料薄膜作为光屏 B.小孔必须是圆形的 C.像与物上下颠倒，左右相反 D.塑料薄膜上形成的像是虚像 14.小明在观察日食时用不透明的硬纸板上扎了小孔，使纸板与地面平行，发现地面上出现了太阳（日食）的像，下列说法错误的是（ ） A.像的大小由小孔到地面的距离决定 B.像的亮暗由太阳光的强弱决定 C.像的形状由太阳（日食）自身的形状决定 D.像的数目由小孔的大小决定 三、作图题： 15.按要求完成下列作图。如图所示，物体AB通过小孔O在虚线处的光屏上成像，请作出成像的光路图。 16.如图所示，射击游戏中，我们应该躲在遮挡物右侧哪个部分，站在高台上的对方射手才看不到，请通过光路图，确定最大安全范围，并用阴影表示。 17.根据要求完成下列作图。如图，根据两人的影子，画出光路图找到点光源S的位置。 18.小明坐在开着天窗的轿车里，通过天窗看到天空的景色，如图甲所示。请在图乙的简化图中画出小明看到天窗外天空范围的光路图，点表示小明的眼睛。 四、实验探究题： 19.如图 1 所示是小明用易拉罐制成的简易针孔照相机； （1）使用针孔照相机时，小孔对着________（选填“明亮”或“较暗”）的物体进行观察，更容易看到物体的像； （2）小明从实验室借来用发光二极管制成的“F”字样光源，如图 2 甲所示，将“F”字样光源、简易针孔照相机按图 2 乙所示位置放好，小明观察到塑料膜上所成的像是图丙中的________（填序号），这个像是________（选填“实像”或“虚像”）； （3）保持“F”字样光源的位置不变，将易拉罐靠近发光的“F”，小明观察到塑料膜上所成的像的会_________（选填“变大”、“变小”或“不变”）； （4）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”）； （5）晴天的正午时分，走在青枫公园的树林里，小明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是_________（选填“太阳”、“树叶的缝隙”或“树叶”）的________（选填“像”或“影子”）；圆形光斑大小不一原因是树叶间缝隙到_________距离不同（选填“地面”或“太阳”）。 四、计算题： 20.已知光在真空中传播速度是3×108m/s。 （1）光在真空中1年里传播的距离叫做光年，光年是时间的单位还是长度的单位？ （2）太阳发出的光，要经过500s才能到达地球，试计算太阳到地球的距离是多少？ （3）为实现我国的探月计划，已知地球和月球间的平均距离约是3.84×105千米，则向月球发射的激光到达月球需要多少秒？ 第 14 页 共 14 页 学科网（北京）股份有限公司 $ 第1节 光的直线传播（解析版） 【目录】 【学习目标】 1 【思维导图】 2 【知识梳理】 2 知识点1.光源 2 知识点2.光的直线传播 2 知识点3.光的传播速度 6 【方法技巧】 13 方法技巧1.光在同种均匀介质中沿直线传播 13 方法技巧2.光的直线传播 13 方法技巧3.小孔成像 13 方法技巧4.利用激光测量距离 13 【巩固训练】 14 【学习目标】 目 标 目 标 阐 释 物理素养 物理观念 通过对生活中各种光现象的观察与分析，认识光源；能够说出光沿直线传播的条件；能够利用光的直线传播特点解释日常生活中的相关现象。 科学思维 基于日常现象、实验现象归纳推理得出光的直线传播条件，认识光线模型，发展科学思维能力。 科学探究 基于对大量光在不同介质中传播现象的观察，提出问题，收集证据，归纳总结出光在同种均匀介质中沿直线传播的实验结论。 科学态度与责任 在观察现象、分享交流中，养成实事求是、勇于表达和修正自己观点的科学态度；通过小孔成像、日晷、圭表等了解我国古代科技成就，增强民族自信心和自豪感。 重 点 1.能识别光源，知道光源大致分为自然光源和人造光源。 2.了解光的直线传播，能举例光的直线传播在生活中的应用。 难 点 1.知道光沿的直线传播条件，能举例光的直线传播在生活中的应用 2.能根据光的传播路径画出日食和月食光路图。 【思维导图】 【知识梳理】 知识点1.光源 1.光源 问题：我们每天都会通过声和光接收大量信息。之前我们学习了声现象，了解了声的传播。关于光现象，你知道哪些物体能发光吗？光的传播又有什么特点呢？ 要研究光现象，首先要看哪些物体能够发光，是谁给我们带来了光明，如下图。 （1）光源：能够自身发光的物体叫做光源。如太阳以及我们看到的绝大多数星星是恒星，萤火虫，水母、灯笼鱼、斧头鱼等。 （2）光源的分类 ①自然光源：太阳、萤火虫、水母等 ②人造光源：点燃的蜡烛，正在发光的霓虹灯、荧光棒、LED灯等。 特别提醒 判断物体是不是光源，关键是物体自身能否发光。有些物体看起来好像在发光，实际上是反射了其他光源发出的光，所以这些物体不是光源；如镜子、月亮、宝石等。 【例1】下列关于光源的说法中，正确的是（ ） A.能被眼睛看到的物体都是光源 B.天空中的星星都是光源 C.发光的电灯不是光源 D.点燃的蜡烛是光源 【答案】D 【解析】能够发光的物体叫做光源。 A.能被眼睛看到的物体不一定能发光，不一定是光源，故A错误； B.天空中的星星有的是光源，如恒星，有的不是光源，如行星、卫星，故B错误； C.发光的电灯发出光，是光源，故C错误； D.点燃的蜡烛发出光，是光源，故D正确。 故选D。 【变式1-1】（2025·四川广安）对下列诗词中涉及的物理现象解释正确的是（ ） A.“起舞弄清影，何似在人间”中“影”的形成是光沿直线传播 B.“举头望明月，低头思故乡”中的“明月”是光源 C.“露从今夜白，月是故乡明”中“露”的形成是熔化现象 D.“月落乌啼霜满天，江枫渔火对愁眠”中“霜”的形成是凝固现象 【答案】A 【解析】A.“起舞弄清影”中的“影”指的是月光下词人自己的清朗身影‌。光在均匀介质中沿直线传播，当光遇到不透明物体时，在物体的后方形成一个暗区，这就是影子，故A正确； B.“明月”本身不会发光，它是反射的太阳的光，因此“明月”不是光源，故B错误； C.“露”是空气中的水蒸气遇冷液化形成的小水滴，故C错误； D.“霜”是空气中的水蒸气遇冷凝华形成的小冰晶，故D错误。 故选A。 【变式1-2】在①太阳、②月亮、③萤火虫、④霓虹灯、宝石、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） 【答案】①③；②⑤ 【详解】光源是自身能够发光的物体，太阳、萤火虫、霓虹灯、工作的LED灯都属于光源，其中太阳和萤火虫属于自然光源，霓虹灯和工作的LED灯属于人造光源；月亮、宝石自身不会发光，不属于光源。 【变式1-3】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 【答案】A 【详解】A.正在发光的日光灯，是光源，能够自行发光，故A符合题意； B.月亮仅仅是反射太阳光，不能发光，故B不符合题意； C.放电影时看到的银幕反射光，不能发光，故C不符合题意； D.闪闪发光的钻石反射光，不能发光，故D不符合题意。故选A。 知识点2.光的直线传播 在有薄雾的天气，可以看到透过树从的光束是直的，如下图。 1.光的直线传播 （1）光在空气中传播 用激光手电筒把光射入充满烟雾的较暗的空间，就能够观察到光在空气中的传播现象，烟雾可用点熏香的办法，也可以用喷水壶喷水雾的方法。 （2）光在水中的传播 用激光手电筒把光射入水中，如图所示，就能够观察到光在水中的传播现象，光在水中的可见度较小。可以在水中加入少量的碳素墨水。 （3）光在玻璃中的传播 用激光手电筒把光射入玻璃砖中，如图所示，就能够观察到光在玻璃砖中的传播现象。玻璃砖要有一面是磨砂面，并要让光束紧贴着磨砂面在玻璃砖中传播。 （4）光在同种不均匀介质中的传播 在玻璃缸中盛入清水，沿缸壁轻轻注入浓糖水，从侧壁水平照射激光，看到缸内光的路径如图甲所示。用玻璃棒搅拌糖水溶液时，使其浓度变得均匀，再将激光射向糖水溶液中，观察到激光在均匀浓度的糖水溶液中的传播路径是直的，如图乙所示。 分析：在玻璃缸中盛入清水，沿缸壁轻轻注入浓糖水后，玻璃缸里的水不均匀，光的传播路径不是直线。玻璃棒搅拌后，糖水变得均匀后，光的传播路径是直线。 总结：光在同种均匀介质中沿直线传播。 特别提醒 （1）为了清晰地观察光在不同介质中传播路径，实验应在较暗的环境中进行； （2）应注意若要光沿直线传播，“同种”和“均匀”这两个条件缺一不可。必须同时满足。 （3）为了在空气、水中显示光路，在空气中喷洒水雾或烟雾，在水中滴入几滴牛奶。 2.光线 （1）定义：为了表示光的传播情况，我们通常用一条带有箭头的直线表示光的传播径迹和方向（如图甲所示），这样的直线叫光线； （2）画法：光线是带箭头的直线，箭头表示光的传播方向。画光路图时，光线要用实线表示，且标上箭头。图乙和图丙分别表示平行光和点光源发出的光。 特别提醒 光线是一种物理模型，只是用来形象地描述光的传播情况，它实际是不存在的。 这种研究方法叫做模型法。 3.光的直线传播现象 （1）影子的形成 ①原理：光的直线传播； ②成因：光在传播过程中遇到不透明的物体，由于光在同种均匀介质中沿直线传播，不能穿过不透明物体，在物体后面便形成的较暗区域，就是我们说的影子。如下图： （2）日食、月食的形成 ①原理：光的直线传播。 ②成因：日食是地球上的人看太阳，由于光是沿直线传播的，太阳光被月球挡住了（图甲）。月食是地球上的人看月球，由于光是沿直线传播的，太阳光被地球挡住了（图乙）。 当月球运行到太阳和地球中间时，太阳光被不透明的月球挡住，月球的黑影落在地球上，就形成了日食。当地球运行到太阳和月球中间时，太阳光被不透明的地球挡住，地球的影落在月球上，就形成了月食。 （3）小孔成像 ①如图甲所示，在一个空罐的底部中央打一个小孔，再用一片半透明的塑料膜蒙在空罐的口上。 ②如图乙所示，将点燃的蜡烛放在小孔前，并适当调整蜡烛到小孔的距离，观察塑料膜上是否有像，不断调整蜡烛、塑料膜到小孔的距离，观察塑料膜上像的大小是否有变化。 分析：由于光沿直线传播，来自烛焰上方的光通过小孔后就射到了光屏的下部，来自烛焰下方的光通过小孔后就射向了上部。这样，光屏上就出现了烛焰倒立的像。如下图所示。 结论：①小孔成像原理：光的直线传播。 ②成像性质：倒立的大小不确定的实像。上下颠倒、左右相反。 ③影响成像大小的因素：与物体到小孔的距离以及光屏到小孔的距离有关。 ④像的形状：与物体的形状相同，与小孔形状无关。 特别提醒 （1）小孔成像的条件：小孔必须足够小，但并不是越小越好，孔太小会影响像的亮度； （2）小孔逐渐变大，光屏上的像会逐渐变模糊；当小孔增大到一定程度时，在光屏上只能看到与小孔形状相同的光斑。 【例2】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。小明在学习光现象时，便于更好理解，于是他动手用蜡烛作为光源，在木板上钻一个圆形小孔，然后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.在墙上形成的像是虚像 B.小孔成像说明光沿直线传播 C.像的形状是圆形 D.保持蜡烛和墙的位置不变，将木板向靠近墙的方向移动，蜡烛在墙上的像会变大 【答案】B 【解析】A.蜡烛在墙上成的像是倒立的实像，故A错误； B.小孔成像是由光沿直线传播形成的，故B正确； C.小孔成像成的是物体的像，与小孔的形状无关，故C错误； D.保持蜡烛和墙的位置不变，将木板向靠近墙的方向移动，因为成像的大小取决于像到小孔的距离，则木板与小孔距离越小，像也越小，故D错误。 故选B。 【变式2-1】如图示用自制针孔照相机观察烛焰，针孔是圆形的，蜡烛位置可调整。以下说法不正确的是（　　） A.薄膜上出现烛焰的像是倒立的 B.薄膜上烛焰的像可能是缩小的也可能是放大的 C.将小圆孔改为三角形，则像的形状改变 D.保持小孔和烛焰的距离不变，向后推动内筒，增加筒长，烛焰的像变大 【答案】C 【解析】A.小孔成像是光的直线传播形成的，物体上方的光线通过小孔时只能射到下方，物体下方的光线通过小孔时只能射到上方，薄膜上出现烛焰的像是倒立的实像，故A正确，不符合题意； B.小孔成像中所成的像的大小与物距和像距都有关，薄膜上烛焰的像可能是缩小的也可能是放大的，故B正确，不符合题意； C.小孔成像中所成的像是物体倒立的实像，像的形状由物体决定，与孔的形状无关，故C错误，符合题意； D.在物距一定时，像距越大，像越大，保持小孔和烛焰的距离不变，向前后动内筒，增加筒长，像距变大，烛焰的像变大，故D正确，不符合题意。 故选C。 【变式2-2】当一个人逐渐走近一盏路灯并离开时，他在路灯下的影子的长度变是（　　） A.先变长后变短 B.先变短后变长 C.逐渐变短 D.逐渐变长 【答案】B 【解析】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。 故选B。 【变式2-3】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 【解析】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。 4.光的直线传播的应用 （1）激光准直：在开凿大山隧道时，工人们常用激光束引导掘进机，使掘进机沿直线前进，保证隧道方向不出偏差。 （2）射击时利用“三点一线”进行瞄准： 射击瞄准时，瞄准点、准星、缺口三点在一条直线上。 （3）站队列成直线 如果前面的人挡住了后面人的视线，使后面的人只能看到前面相邻人的后脑勺即可。 【例3】（多选）由于光沿直线传播，在灯光下会看到物体的影子，自然界中会出现日食或月食等天文现象，利用激光可以引导掘进机前进。假如光在同一均匀介质中不沿直线传播，下列现象不可能出现的是（ ） A.阳光下的人影更清晰 B.地球上没有昼夜之分 C.做操时更容易将队伍排直 D.更容易形成日食和月食 【答案】ACD 【解析】假如光在同一均匀物质中不沿直线传播，那么阳光无法照射的地方也会因为光线拐弯而变亮，所以地球上没有昼夜之分；阳光下也没有人影了，做操时也不容易排直队伍了，也不可能形成日食和月食。故B不符合题意，ACD符合题意。 故选ACD。 【变式3-1】下列现象中，不属于光沿直线传播形成的是（　　） A.小孔成像　　　　　　B.影子　　　　　　C.一叶障目不见泰山　　　　　　D.海市蜃楼 【答案】D 【解析】A.小孔成像是光的直线传播形成的，故A不符合题意； B.影子是光在传播过程中遇到不透明的物质，在物体后面留下的阴影区域，这是光在均匀介质中沿直线传播形成的，故B不符合题意； C.一叶障目使外面物体的光射不进人眼，从而使得人不见泰山，这是由于光在均匀介质中沿直线传播的，故C不符合题意； D.地球表面物体射向空中不均匀的空气的光改变传播方向，射入遥远地方的人眼，形成海市蜃楼，故D符合题意。 故选D。 【变式3-2】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，若用蜡烛作为光源，在木板上钻一个小孔，发现光线透过小孔在墙壁上形成像，下列说法正确的是（　　） A.经过调节，像的大小不可能等于物的大小 B.木板上的小孔若是方孔，成像情况不会受到影响 C.保持蜡烛和墙位置不变，将木板向靠近墙的方向移动，蜡烛在墙上的像会变大 D.蜡烛在墙上形成的像是正立的虚像 【答案】B 【解析】A.像的大小与物体到孔的距离以及光屏到孔的距离有关，经过调节，像的大小可能等于物的大小，故A错误； B.小孔所成的像的形状与孔的形状无关，所以木板上的小孔若是方孔，成像情况不会受到影响，故B正确； C.保持蜡烛和墙位置不变，将木板向靠近墙的方向移动，由光的直线传播原理可知，蜡烛在墙上的像会变小，故C错误； D.像可以呈现在墙壁上，说明是实像，蜡烛在墙上形成的像是倒立的实像，故D错误。 故选B。 【变式3-3】在研究光的传播路径时，小明做了下面几个小实验： （1）图1中，为了显示激光在空气中传播路径，可以采取的方法是__________________，图2中为了显示激光在水中的传播路径，可以在水中加入少量的______________； （2）小明在玻璃缸中加入清水，沿缸壁轻轻注入浓糖水，不搅拌，从侧壁水平照射激光，看到缸内光的路径是弯折的（图3），当搅拌缸中的水后，观察到光是沿直线传播的，说明光沿直线传播的条件是_________； （3）我国古代学者对“光沿直线传播”的现象曾做过许多研究，例如战国时期的《墨经》中就有小孔成像的解释，如图4所示： ①小孔成的像是_________（填“正立”或“倒立”）的_________（选填“实”或“虚”）像； ②若将小孔由圆形改为三角形，则所成的像的形状_________（选填“改变”或“不变”）。 【答案】（1）在空气中喷洒烟雾；牛奶或咖啡；（2）光在同种均匀介质中才沿直线传播；（3）倒立；实；不变 【解析】（1）为了显示激光在空气中传播路径，可用在空气中喷洒烟雾的方法显示光的传播路径。 将激光射入混有少量牛奶或咖啡并搅拌均匀的水中，可利用光的漫反射显示出光的传播路径。 （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，越深密度越大，光线在里面传播时就会发生折射，看到缸内光的路径是弯折的；当搅拌缸中的水后，玻璃缸内的液体就会变得均匀了，观察到光的路线呈直线，说明光在同种均匀介质中才沿直线传播。 （3）①由于小孔所成的像是由实际光线会聚而成的，当物体上部的光线通过小孔后，射到了光屏的下部，而物体下部的光线通过小孔后，射到了光屏的上部，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小孔所成的像是物体本身的像，与小孔的形状无关，所以若将小孔由圆形改为三角形，则所成的像的形状不变。 知识点3.光的传播速度 打雷和闪电在远处同时同地发生，但是我们总是先看见闪电，后听到雷声。这表明，光比声音传播得快。 1.光的传播的速度 （1）光在真空中的传播速度 光不仅可以在空气、水等物质中传播，而且可以在真空中传播。光在真空中的传播速度很大，在物理学中用c表示，c=2.99792×108m/s。通常情况下，真空中的光速可以近似为：c=3×108m/s。 （2）光在其他介质中的传播速度 光在空气中的传播速度近似等于光在真空中的传播速度c，也可以近似为c=3×108m/s。光在水中的传播速度约为c；光在玻璃中的传播速度近约为c。 （3）光与声音传播传播特点比较 现象 相同点 不同点 光的传播 传播速度都与介质种类有关 能在透明物质中传播，能在真空中传播，光在真空中传播速度最大 声的传播 能在固体、液体和气体中传播，真空不能传声，一般情况下固体中声速最大 2.科学世界——我们看到了古老的光 “光年”是长度的单位，它等于光在1年内传播的距离。 【例4】声音在空气中传播速度为340m/s，在距离地面17km远的云朵处产生的雷声，径直传向地面。求： （1）为什么地上的人看到闪电的瞬间，并没有听到雷声？ （2）地上的人听到雷声需要多长时间？ 【答案】（1）见解析；（2）50s 【解析】解：（1）声音在空气中传播速度为340m/s，光的速度远远大于声速，由知，在路程相同时，速度越大，用时越短，所以，地上的人看到闪电的瞬间，雷声还没有传到地面人的耳朵，故地面上的人没有听到雷声。 （2）由知，雷声从距离地面17km远的云朵处传到地面需要的时间为： 答：（1）见解析； （2）地上的人听到雷声需要50s。 【变式4-1】天文单位是物理天文学中计量天体之间距离的一种单位，以AU表示，其数值取地球和太阳之间的平均距离。已知：海王星距离太阳约30个天文单位，1个天文单位=1.5×1011m。问： （1）光在真空中的传播速度是多少？ （2）光从太阳传到海王星需要多长时间？ 【答案】（1）3×108m/s；（2）1.5×104s 【解析】（1）光在真空中的传播速度是3×108m/s。 （2）太阳到海王星的距离为： s=30×1.5×1011m=4.5×1012m 由得，光从太阳传到海王星需要的时间为： 答：（1）光在真空中的传播速度是3×108m/s； （2）光从太阳传到海王星需要1.5×104s。 【变式4-2】《西游记》是我国四大名著之一。主人公齐天大圣孙悟空一个跟斗可以翻十万八千里（相当于5.4×104km），1s可以翻一个跟斗，可他却想与光比比谁快，请你做裁判。（已知光在真空中的速度为：3×108m/s） （1）谁更快，请通过计算说明原因。 （2）太阳与地球相距1.5×1011m，假如某一天太阳消失了，我们多长时间后才能发现？ 【答案】（1）光更快，原因见解析；（2）500s 【解析】（1）孙悟空速度为： <3×108m/s 所以光更快。 （2）太阳光传到地球的时间为： 答：（1）孙悟空的速度与光相比，光更快； （2）太阳与地球相距1.5×1011m，假如某一天太阳消失了，我们需要500s后才能发现。 【变式4-3】在100m赛跑中，关于终点计时员开始计时的说法中，正确的是（ ） A.听枪声开始计时，因为枪声听得清 B.看白烟开始计，因为烟雾看得清 C.看白烟开始计时，因为光速比声速大得多 D.听枪声开始计时，大约可以降低运动员的成绩0.29s 【答案】C 【详解】ABC.声音在空气中的传播速度为340m/s，光在空气中的传播速度为3×108m/s；因光在空气中的传播速度远大于声音在空气中的传播速度，所以在看到发令时散发的白烟计时较为准确，故AB错误，C正确； D.听到枪声才开始计时，说明枪声已经传播100米到达终点时，才开始计时，测得时间少了，少的时间为： 所以，在100m赛跑中，记录的时间少了0.29s，则相当于提高了运动员的成绩0.29s，故D错误。 故选C。 【方法技巧】 1.光在同种均匀介质中沿直线传播 ①由于光学实验对光源的要求较高，实验难度也较大，为了提高实验效果，光学的整个实验过程最好能在较暗的环境中进行。 ②“同种”和“均匀”这两个条件缺一不可，必须同时满足。 ③为了在空气、水中显示光路，在空气中喷洒水雾或烟雾，在水中滴入几滴牛奶。 2.光的直线传播的现象：影子的形成、日食和月食、小孔成像、“井底之蛙”、“一叶障目”等。光的直线传播的应用：激光准直、瞄准射击、排队等。 3.小孔成像 ①小孔成像原理：光的直线传播。 ②成像性质：倒立的大小不确定的实像。上下颠倒、左右相反。 ③影响成像大小的因素：与物体到小孔的距离以及光屏到小孔的距离有关。像距大于物距成放大的像，像距小于物距成缩小的像，像距等于物距成等大的像。 ④像的形状：与物体的形状相同，与小孔形状无关。 4.利用激光测量距离 激光测距仪原理：是利用激光对目标的距离进行准确测定的仪器。激光测距仪在工作时向目标射出一束很细的激光，由光电元件接收目标反射的激光束，计时器测定激光束从发射到接收的时间，计算出从观测者到目标的距离。 【巩固训练】 一、填空题： 1.光在___________介质中沿直线传播，光在真空中传播的速度是_________m/s，在光和光线中， （选填“光/光线/两个都/两个都不”）是客观存在的。 【答案】同种均匀；3×108；光 【详解】光的传播不需要介质，光可以在透明介质中传播；光在同种均匀介质中沿直线传播；光在真空中的传播速度是3×108。 物理上用光线来描述光传播的路径和方向，光线并不真实存在，光是客观存在的。 2.立竿测影是中国古代天文学观测天体位置、划分节气等不可缺少的方法之一，立竿的影子由于光的 而形成。太阳到地球的距离大约是1.5×1011m，太阳发出的光要经过________s才能到达地球。（光速c=3×108m/s） 【答案】直线传播；500 【详解】影子的形成是光的直线传播。 太阳发出的光到达地球的时间为： 3.发生日环食现象时，太阳、地球和月球的位置处于中间的是_________（选填“地球”或“月球”）。在一张不透光的纸上打一个极小的“△”三角形孔，让太阳光垂直射到这张纸上经过这个小孔，这时在地面看到_________（选填“圆形”、“三角形“或“方形”）小亮斑。 【答案】月球；圆形 【详解】发生日环食时，是太阳射向地球的光被月球挡住，地球上的人进入月球的影子区域，看不见太阳形成的，其原因是光的直线传播；小孔成像中，像的形状与小孔的形状无关，像的形状取决于物体的形状，因此太阳通过“Δ”形的小孔仍然成圆形的像。 4.打雷时，常常先看见闪电，后听到雷声的原因是_____________________________________________，所以体育比赛中百米赛跑时，在终点的计时员应该在____________（看到冒烟/听到枪声）时计时才准确。 【答案】空气中光的传播速度比声音的传播速度快；看到冒烟 【详解】闪电和雷声是同时发生的，由于空气中光的传播速度比声音的传播速度快，走同样的路程，光用的时间短，所以先看见闪电，后听到雷声。 根据速度公式的变形式知道，光从起点传到终点时所用时间要短的多，故以看到冒烟时计时要准确一些。 5.晴朗的夜空下，小明观察到中国空间站飞过他的头顶。外表不能发光的空间站是通过反射太阳光被小明观察到，表明夜空中的空间站_________（选填“是”或“不是”）光源，为了看清楚空间站，小明应选择_________（选填“亮”或“暗”）的夜空。 【答案】不是；亮 【详解】物体本身能发光的物体叫光源。夜空中的空间站外表不能发光，不是光源，空间站是通过反射其他光被小明观察到，所以，小明应选择亮的夜空。 6.“举杯邀明月，对影成三人”是我国唐代大诗人李白的千古名句，小明同学很喜欢这两句，于是画出了诗中的情景，如图所示，同学们看了他的画，指出其中有一处错误：_____________________________，它不符合________________的规律。 【答案】影子和月亮都位于人的面前；光沿直线传播 【详解】影子是由于月亮反射的光被诗人挡住，在人的后面，光线照射不到的地方留下的黑影，是光的直线传播现象，月亮在诗人面前，影子应该在人身后。而图中影子和月亮都位于人的面前，不符合光的直线传播规律。 7.如图甲所示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，结构简图如图丙所示。两侧之所以看不清屏幕内容，是由于光的____________（填写光现象）；此防窥膜贴在手机屏幕上，________（选填“能”或“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________（选填“增大”或“减小”）超细百叶窗的间距。 【答案】直线传播；不能；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。由于超细百叶窗的窗格的阻挡，屏幕发出的光只能照射在一定范围内。 此防窥膜贴在手机屏幕上，屏幕发出的光可以射向正上方。由于屏幕正上方在可视范围内，所以不能防止上方的窥视。 由丙图可知，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。 二、选择题： 8.下列全是光源的一组是（　　）。 A.太阳萤火虫月亮 B.点燃的蜡烛闪电月亮 C.发光的水母镜子萤火虫 D.太阳闪电萤火虫 【答案】D 【解析】AB.月亮自身不能发光，不是光源，故AB不符合题意； C.镜子自身不发光，不是光源，故C不符合题意； D.太阳、闪电和萤火虫都能发光且正在发光，都是光源，故D符合题意。 故选D。 9.沈括在《梦溪笔谈》中记述到“若鸢飞空中，其影随鸢而移”（图甲），而在纸窗上开一个小孔，使鸢的影子呈现在室内纸屏上，却观察到“鸢东则影西，鸢西则影东”（图乙），则下列说法正确的是（　　） A.甲图是影的形成，与日食的形成原理不同 B.甲图的原理是光的直线传播 C.乙图是小孔成像，与甲图的原理不相同 D.乙图中“鸢”一定比“影”小 【答案】B 【分析】（1）小孔成像是光的直线传播的实例； （2）影子的成因是光的直线传播形成的，因为光被挡住了，没有光的区域才变暗，这就是影子的成因。 【解答】A.沈括观察到“鸢在空中飞动，地面上的影子也跟着移动”是影子的成因，是光的直线传播形成的，与日食的形成原理相同，故A错误； BC.在纸窗上开一小孔，使窗外飞鸢的影子呈现在室内的纸屏上，观察到“鸢东则影西，鸢西则影东”其实就是小孔成像的特点：倒立的实像，小孔成像是由光的直线传播形成的，与甲的原理相同都是光的直线传播现象，故B正确、C错误； D.小孔成像所成的是一个倒立的实像，像的大小与屏到空的距离有关，故D错误。 故选：B。 10.某兴趣小组的同学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，制作成一个简易针孔“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，灯泡发光时，下列说法正确的是（ ） A.塑料膜上可以看到灯丝正立的像 B.该现象是光的反射现象 C.若水平向左移动易拉罐，则像将变大 D.若只将小圆孔改为三角形小孔，则像的形状也会改变 【答案】C 【详解】AB.小孔成像是由于光的直线传播形成的，塑料膜上可以看到灯丝倒立的像，故AB错误； C.若水平向左移动易拉罐，物体到孔的距离变小，根据数学知识三角形相似可知，像将变大，故C正确； D.小孔成像现象中，像的形状只与成像物体有关，与孔的形状无关，若只将小圆孔改为三角形小孔，则像的形状不会改变，故D错误。 故选C。 11.在一棚的顶上有一三角形孔，太阳光通过它照到地面上形成了一个光斑，关于该光斑的形状及形成原因，下列说法中正确的是（ ） A.该光斑一定是三角形的 B.该光斑一定是圆的 C.该光斑是太阳的像 D.该光斑是太阳光沿直线传播形成的 【答案】D 【详解】ABC.若棚顶的三角形孔较大，通过孔形成的光斑不是小孔成像现象，而是影子的原因，则光斑形状与孔的形状有关，该光斑是三角形，若棚顶的三角形孔较小，通过孔形成的光斑是小孔成像现象，光斑形状与孔的形状无关，该光斑是太阳的像，则光斑是圆的，故ABC错误； D.无论是影子的原因，还是小孔成像的原因，都是太阳光沿直线传播形成的，故D正确。 故选D。 12.下面四幅图中，不能说明光沿直线传播的是（　　） A.手影 B.光在不均匀糖水中的径迹 C.激光准直 D.透过树叶的阳光 【答案】B 【解析】A.光照射到不透明的物体，物体会阻挡光的传播，在其背面光不能到达的区域，形成物体的影子，所以，手影是光沿直线传播形成的，故A不符合题意； B.光在不均匀的糖水中的传播路径是弯曲的，不能说明光沿直线传播，故B符合题意； C.应用激光准直技术开凿山洞，利用了光在同种均匀介质中沿直线传播，故C不符合题意； D.透过树叶的阳光是由光沿直线传播形成的，故D不符合题意。 故选B。 13.学习了光的直线传播知识后，同学们一起利用生活中的废旧物品探究小孔成像。下列说法正确的是（　　） A.为了便于更清楚观察像，应在圆筒的B端蒙上塑料薄膜作为光屏 B.小孔必须是圆形的 C.像与物上下颠倒，左右相反 D.塑料薄膜上形成的像是虚像 【答案】C 【解析】A.A处比B处更加阴暗，半透明的塑料膜制成光屏放在A处成像更加清晰，故A错误； B.小孔成像过程中，所成的像与小孔形状无关，故B错误； C.小孔成像现象成的像是倒立的像，像与物上下颠倒，左右相反，故C正确； D.塑料薄膜上形成的像是由真实光线会聚而成的，是实像，故D错误。 故选C。 14.小明在观察日食时用不透明的硬纸板上扎了小孔，使纸板与地面平行，发现地面上出现了太阳（日食）的像，下列说法错误的是（ ） A.像的大小由小孔到地面的距离决定 B.像的亮暗由太阳光的强弱决定 C.像的形状由太阳（日食）自身的形状决定 D.像的数目由小孔的大小决定 【答案】D 【详解】A.地面上出现了太阳（日食）的像，成像原理是小孔成像，像的大小由太阳到小孔的距离、小孔到地面的距离决定，故A正确；A不符合题意； B.像是光的直线传播形成的，像的亮暗是太阳光的强弱决定，太阳光越强，进入小孔的光线越多，像越亮，故B正确；B不符合题意； C.像的形状由太阳（日食）自身的形状决定，是太阳发出的光线形成的，与孔的形状无关，故C正确；C不符合题意； D.一个小孔只成一个像，像的数目由小孔的数目决定，故D错误；D符合题意。 故选D。 三、作图题： 15.按要求完成下列作图。如图所示，物体AB通过小孔O在虚线处的光屏上成像，请作出成像的光路图。 【答案】见解析 【解析】由于光的直线传播，物体经小孔成倒立的实像，故作图如下： 16.如图所示，射击游戏中，我们应该躲在遮挡物右侧哪个部分，站在高台上的对方射手才看不到，请通过光路图，确定最大安全范围，并用阴影表示。 【答案】见解析 【解析】由光的直线传播可知，连接射手与遮挡物的最高点的直线与地面相交，则遮挡物右侧地面与所作直线间为安全范围，我们身上的光线被遮挡物挡住，传不到射手眼睛，射手看不到我们。作图如下： 17.根据要求完成下列作图。如图，根据两人的影子，画出光路图找到点光源S的位置。 【答案】见解析 【详解】将两人影子的顶端和两人头顶连接并延长可交于一点S，点S就是光源的位置，如图所示： 18.小明坐在开着天窗的轿车里，通过天窗看到天空的景色，如图甲所示。请在图乙的简化图中画出小明看到天窗外天空范围的光路图，点表示小明的眼睛。 【答案】见解析 【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，如下图所示： 四、实验探究题： 19.如图 1 所示是小明用易拉罐制成的简易针孔照相机； （1）使用针孔照相机时，小孔对着________（选填“明亮”或“较暗”）的物体进行观察，更容易看到物体的像； （2）小明从实验室借来用发光二极管制成的“F”字样光源，如图 2 甲所示，将“F”字样光源、简易针孔照相机按图 2 乙所示位置放好，小明观察到塑料膜上所成的像是图丙中的________（填序号），这个像是________（选填“实像”或“虚像”）； （3）保持“F”字样光源的位置不变，将易拉罐靠近发光的“F”，小明观察到塑料膜上所成的像的会_________（选填“变大”、“变小”或“不变”）； （4）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”）； （5）晴天的正午时分，走在青枫公园的树林里，小明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是_________（选填“太阳”、“树叶的缝隙”或“树叶”）的________（选填“像”或“影子”）；圆形光斑大小不一原因是树叶间缝隙到_________距离不同（选填“地面”或“太阳”）。 【答案】（1）明亮；（2）②；实像；（3）变大；（4）不变；（5）太阳；像；地面 【解析】（1）使用针孔照相机时，小孔对着明亮的室外物体进行观察，让光线通过小孔进入筒内，更容易看到物体的像。 （2）物体发出或反射的光通过小孔后，光沿直线传播，在小孔后面的光屏上形成倒立的实像，像上下、左右相反，所以观察到塑料膜上所成的像是②。 （3）小孔成像的像的大小与物距、像距有关，保持“F”字样光源的位置不变，将易拉罐靠近发光的“F”，则物距减小，像距不变，所以观察到塑料膜上所成的像变大。 （4）小孔成像现象中，所成的像与物体形状相同，与孔的形状无关，若只将小圆孔改为三角形小孔，则像的形状不变。 （5）树叶的缝隙其实就是一个小孔，太阳光透过树叶的缝隙，就是太阳光穿过小孔，是小孔成像现象，所以圆形光斑是太阳的实像。[3]由于小孔成像中成的像的大小与物距、像距大小有关，所以圆形光斑大小不一原因是树叶间缝隙到地面距离不同。 四、计算题： 20.已知光在真空中传播速度是3×108m/s。 （1）光在真空中1年里传播的距离叫做光年，光年是时间的单位还是长度的单位？ （2）太阳发出的光，要经过500s才能到达地球，试计算太阳到地球的距离是多少？ （3）为实现我国的探月计划，已知地球和月球间的平均距离约是3.84×105千米，则向月球发射的激光到达月球需要多少秒？ 【答案】（1）长度的单位；（2）1.5×1011m；（3）1.28s 【详解】（1）一光年指光在真空中1年里传播的距离，所以光年是长度的单位。 （2）太阳到地球的距离为： s=υt=3×108m/s×500s=1.5×1011m （3）向月球发射的激光到达月球需要时间为： 答：（1）光年是长度的单位； （2）太阳到地球的距离为1.5×1011m； （3）向月球发射的激光到达月球需要时间为1.28s。 第 2 页 共 21 页 学科网（北京）股份有限公司 $