第13讲 光的直线传播（培优预习讲义）新八年级物理新教材人教版

第13讲 光的直线传播（培优讲义） 课标要点 1.了解光源的概念，知道光源的分类。 2.通过实验探究，理解光在同种均匀介质中沿直线传播的规律。 3.了解光在真空中的传播速度，知道光在不同介质中的传播速度不同。 4.能用光的直线传播解释生活中的影子、日食、月食、小孔成像等现象。凝华的知识解释相关的自然现象和生活问题。 1.通过实验观察法，直观感受光的传播路径，建立光沿直线传播的物理模型。 2.联系生活实际，将抽象的物理规律与常见的自然现象相结合，加深理解。 3.运用对比法，区分影子与小孔成像的不同特点，明确光的直线传播的应用原理。 方法指导 考点01 光源 1．定义：能够发光的物体叫做光源。 2．分类： （1）天然光源：自然界中本身就能发光的物体，如太阳、萤火虫、水母、恒星等。 （2）人造光源：人类制造出来的发光物体，如电灯、蜡烛、手电筒、霓虹灯等。 3．注意事项：月亮、钻石、镜子等物体本身不能发光，它们只是反射其他物体的光，因此不属于光源。 【深化点拨】 判断一个物体是否是光源，关键是看它自身能否发光，而不是看它是否看起来很亮。 例如，点燃的蜡烛是光源，熄灭的蜡烛就不是光源；正在发光的电灯是光源，关闭的电灯就不是光源。 【典型例题】 1.下列物体中，全部属于光源的是（　　） A．太阳、月亮、萤火虫 B．萤火虫、水母、恒星 C．电灯、钻石、蜡烛 D．月亮、水母、霓虹灯 【答案】B 【解析】A选项中月亮本身不发光，只是反射太阳光，不属于光源； B选项中的萤火虫、水母、恒星都能自身发光，属于光源； C选项中钻石本身不发光，不属于光源； D选项中月亮不属于光源。 故选B。 2.关于光源，下列说法正确的是（　　） A．所有能发光的物体都是光源 B．光源分为天然光源和人造光源 C．月亮是天然光源 D．蜡烛是天然光源 【答案】B 【解析】A 选项错误，必须是自身能发光的物体才是光源；C 选项月亮不是光源；D 选项蜡烛是人造光源。 故选B。 考点02 光的直线传播 1．规律：光在同种均匀介质中沿直线传播。 2．光线：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路径和方向，这样的直线叫做光线。光线是一种物理模型，实际上并不存在。 3．常见现象及应用： ·影子的形成：光沿直线传播时，遇到不透明的物体，在物体后面形成的黑暗区域就是影子。 ·日食和月食：日食是月球挡住了太阳射向地球的光；月食是地球挡住了太阳射向月球的光。 ·小孔成像：物体发出的光通过小孔后，在光屏上形成倒立的实像。 ·激光准直：利用光沿直线传播的原理，使激光束引导掘进机沿直线前进。 ·排队看齐、射击瞄准等。 【深化点拨】 1．光沿直线传播的条件是同种均匀介质。如果介质不均匀，光的传播方向会发生偏折，例如海市蜃楼现象。2．小孔成像的特点： （1）成倒立的实像； （2）像的形状与物体的形状相同，与小孔的形状无关； （3）像的大小与物体到小孔的距离和光屏到小孔的距离有关。 【典型例题】 1.下列现象中，不能用光的直线传播来解释的是（　　） A．影子的形成 B．日食和月食 C．小孔成像 D．海市蜃楼 【答案】D 【解析】海市蜃楼是由于光的折射形成的，不能用光的直线传播来解释。影子、日食月食、小孔成像都是光沿直线传播的结果。 故选D。 2.关于小孔成像，下列说法正确的是（　　） A．小孔成像成的是正立的虚像 B．小孔成像的形状与小孔的形状有关 C．小孔成像说明光在同种均匀介质中沿直线传播 D．小孔成像的大小与物体到小孔的距离无关 【答案】内；凝华；放出 【解析】小孔成像成的是倒立的实像，A错误；小孔成像的形状与物体的形状相同，与小孔的形状无关，B错误；小孔成像的大小与物体到小孔的距离和光屏到小孔的距离都有关，D错误。 故选C。 考点03 光的传播速度 1．真空中的光速：光在真空中的传播速度是宇宙中最快的速度，用符号c表示，c=3×108m/s。 2．不同介质中的光速： （1）光在空气中的传播速度略小于真空中的光速，近似等于3×108m/s。 （2）在水中的传播速度约为真空中光速的3/4 （3）光在玻璃中的传播速度约为真空中光速的2/3 3．光年：光年是长度单位，表示光在真空中一年内传播的距离。1光年≈9.46×1015m。 【深化点拨】 1．声音的传播需要介质，真空不能传声；而光的传播不需要介质，在真空中传播速度最快。 2．打雷时，我们总是先看到闪电，后听到雷声，这是因为光在空气中的传播速度比声音快得多。 【典型例题】 1.关于光的传播速度，下列说法正确的是（　　） A．光在任何介质中的传播速度都是3×108m/s B．光在水中的传播速度大于在空气中的传播速度 C．光在真空中的传播速度最快 D．光年是时间单位 【答案】C 【解析】A选项错误，光在真空中的传播速度是3×108m/s，在其他介质中速度会变慢；B选项错误，光在水中的传播速度小于在空气中的传播速度；D选项错误，光年是长度单位。 故选C。 2.发生雷电时，我们总是先看到闪电，后听到雷声，这是因为（　　） A．闪电先发生，雷声后发生 B．光的传播速度比声音快 C．声音的传播速度比光快 D．以上说法都不对 【答案】B 【解析】闪电和雷声是同时发生的，但光在空气中的传播速度约为3×108m/s，而声音在空气中的传播速度约为340m/s，光的传播速度比声音快得多，所以我们总是先看到闪电，后听到雷声。 故选B。 【光的直线传播与声音传播的比较】 比较项目 光的直线传播 声音的传播 传播条件 同种均匀介质，真空也能传播 需要介质，真空不能传声 传播速度 真空中3×108m/s 空气中约340m/s（15℃） 传播方向 同种均匀介质中沿直线传播 向各个方向传播 介质影响 介质不同，传播速度不同 介质不同，传播速度不同 小孔成像与影子的区别 1．形成原因不同 ①小孔成像：光通过小孔后，在光屏上形成的倒立实像，是光沿直线传播的结果。 ②影子：光遇到不透明物体时，在物体后面形成的黑暗区域，是光被物体挡住形成的 2．特点不同 ①小孔成像：成倒立的实像，像的形状与物体相同，与小孔形状无关。 ②影子：形状与物体相似，但不是像，是黑暗的区域。 光的直线传播的实验探究 1．实验器材：激光笔、水槽、牛奶、玻璃砖、蜡烛、光屏、带小孔的纸板等。 2．实验步骤： ①在水槽中加入适量清水，滴入几滴牛奶，搅拌均匀。 ②用激光笔从水槽的一侧射入水中，观察光在水中的传播路径。 ③将激光笔对着玻璃砖照射，观察光在玻璃砖中的传播路径。 ④将蜡烛、带小孔的纸板和光屏依次放在同一直线上，点燃蜡烛，观察光屏上的像。 3．实验结论：光在同种均匀介质中沿直线传播。 角度01 基础概念辨析题 1.下列关于小孔成像和影子的说法，正确的是（ 　） A．小孔成像和影子都是光沿直线传播形成的实像 B．小孔成像的形状与小孔的形状有关，影子的形状与物体形状有关 C．小孔成像是倒立的实像，影子是光被遮挡形成的黑暗区域 D．小孔成像和影子的大小都只与物体到遮挡物的距离有关 【答案】C 【解析】A 错误：影子不是像，是光无法到达形成的黑暗区域，不具备像的性质。 B 错误：小孔成像的形状由物体形状决定，与小孔形状无关；影子形状与物体轮廓相似。 C 正确：准确描述了两者的核心本质区别。 D 错误：小孔成像大小还与光屏到小孔的距离有关；影子大小还与光源到物体的距离、光屏到物体的距离有关。 故选C。 2.下列现象中，成因与其他三个不同的是（　 ） A．日食现象 B．水中倒影 C．手影游戏 D．立竿见影 【答案】B 【解析】A、C、D 都是光沿直线传播形成的；B 是光的反射（平面镜成像）形成的。 故选B。 角度02 小孔成像规律应用题 3.小明在硬纸板上扎了一个五角星形状的小孔，让太阳光垂直照射小孔，地面上形成的光斑形状是（　 ） A．五角星 B．圆形 C．不规则形 D．长方形 【答案】B 【解析】小孔成像的核心规律是像的形状与物体一致，与小孔形状无关。此处物体是太阳（圆形），因此光斑是太阳的实像，形状为圆形。 故选B。 4.在小孔成像实验中，保持蜡烛和小孔位置不变，将光屏向小孔靠近，则光屏上的像将（ ） A．变大、变亮 B．变小、变亮 C．变大、变暗 D．变小、变暗 【答案】B 【解析】小孔成像大小与像距（光屏到小孔的距离）成正比：像距减小，像变小；相同的光能量集中在更小的面积上，因此像会更亮。 故选B。 角度03 光的直线传播实验探究题 5.某同学为探究光的传播规律，进行了如下实验： （1）在水槽中加入清水后滴入几滴牛奶并搅拌均匀，目的是______。 （2）用激光笔从水槽一侧射入水中，观察到光在水中的传播路径是______，初步得出结论：。 （3）若将激光笔斜射入一杯未搅拌均匀的浓糖水中，发现光的传播路径发生弯曲，这说明。 （4）进行小孔成像实验时，若将小孔换成直径 1cm 的大孔，光屏上______（选填 “能” 或 “不能”）看到清晰的倒立像，原因是______。 【答案】（1）显示光的传播路径（利用牛奶颗粒对光的散射作用，使光路可见） （2）直线；光在同种均匀介质中沿直线传播 （3）光在不均匀介质中传播路径会发生弯曲（光沿直线传播的条件是 “同种均匀介质”） （4）不能；大孔相当于多个小孔并排，每个小孔成的像会重叠在一起，无法形成清晰的实像 【解析】第（1）问：清水是透明的，光在其中传播时人眼无法直接看到光路，滴入牛奶后，牛奶颗粒会散射光线，从而显示出光的传播轨迹。 第（2）问：搅拌均匀的水是同种均匀介质，光在其中沿直线传播。结论中 “同种” 和 “均匀” 两个条件缺一不可。 第（3）问：未搅拌均匀的糖水浓度不同，导致折射率不同，光发生连续折射，路径弯曲。这反向验证了 “均匀” 是光沿直线传播的必要条件。 第（4）问：小孔成像的原理：光的直线传播。当孔足够小时，物体上某一点发出的光只能通过小孔的一个极小区域，在光屏上形成一个对应的光斑。物体上所有点的光斑组合起来，就形成了物体倒立的实像。 大孔不能成像的原因： ①当孔的直径增大到 1cm 时，它不再是一个 “小孔”，而是相当于无数个小孔紧密并排在一起。 ②物体上某一点发出的光，会通过大孔中的多个 “小区域”，在光屏上形成多个重叠的光斑。 ③物体上不同点的光斑也会相互交叉、重叠，最终在光屏上形成一个与大孔形状相同的亮斑，而不是清晰的倒立实像。 角度04 生活现象综合区分题 5.请将下列现象归类（填序号）： ① 树荫下的圆形光斑 ② 皮影戏 ③ 平面镜成像 ④ 海市蜃楼 ⑤ 月食 ⑥ 雨后彩虹 属于小孔成像的是：______ 属于影子的是：______ 属于光的反射的是：______ 属于光的折射的是：______ 【答案】①；②⑤；③；④⑥ 【解析】小孔成像：①是太阳通过树叶缝隙（小孔）形成的实像。 影子：②皮影戏、⑤月食都是光被不透明物体遮挡形成的黑暗区域。 光的反射：③平面镜成像是光的反射现象。 光的折射：④海市蜃楼是光在不均匀空气中折射形成的；⑥彩虹是光的色散（本质是折射）形成的。 角度05 简答题 5.为什么 “树荫下的圆形光斑” 是小孔成像，而 “树本身的影子” 是影子？请结合两者的本质区别解释 属于光的折射的是：______ 【答案】见解析 【解析】树荫下的圆形光斑是太阳光通过树叶间的细小缝隙（小孔），在地面上形成的太阳的倒立实像，符合小孔成像的特点：像的形状与物体（太阳）形状相同，与小孔（树叶缝隙）形状无关，是光沿直线传播形成的实像。 而树的影子是光遇到不透明的树干和树枝时，被物体遮挡，在地面上形成的黑暗区域，它不是像，只是光无法到达的区域，同样由光沿直线传播形成，但本质是光被遮挡的结果。 【例1】（2025•青海）“日月安属？列星安陈？”屈原在仰望天空时，下列四个选项中属于光源的是（　　） A．太阳 B．月亮 C．火星 D．地球 【答案】A 【解答】解：A．太阳本身能发光，属于光源，故A正确； B．月亮本身不发光，我们看到月亮发光是由于反射了太阳的光线，所以月亮不是光源，故B错误； C．火星本身不发光，和月亮类似，反射了太阳的光线所以能被观测到，所以火星不是光源，故C错误； D．地球本身不发光，我们看到所呈现的亮面是反射了太阳的光线，所以地球不是光源，故D错误。 故选A。 【例2】（2025•南京）如图所示，日晷是我国古代的一种计时工具，通过观察直杆在太阳下影子的位置就可以知道时间。下列现象的成因与日晷工作原理相同的是（　　） A．水中的倒影 B．树荫下的光斑 C．空中的彩虹 D．“放大”的邮票 【答案】B 【解答】解：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； A．水中的倒影属于平面镜成像，是由光的反射形成的，故A不符合题意； B．树荫下的光斑属于小孔成像，是由光的直线传播形成的，故B符合题意； C．空中的彩虹是由光的折射形成的，故C不符合题意； D．“放大”的邮票属于凸透镜成像，是由光的折射形成的，故D不符合题意。 故选B。 【例3】（2025•陕西）古人发现，随着太阳的移动，物体的影子也会发生相应的变化。我国古代的计时仪器——圭表就是根据此现象发明的。如图，是圭表计时的原理图。圭表计时用到了（　　） A．光的反射 B．光的折射 C．光的直线传播 D．光的色散 【答案】C 【解答】解：圭表是由于光的直线传播形成的影子来计时的，故C正确，ABD错误。 故选C。 【例4】（2024•乐山）中华典籍《周礼•考工记》中有“识日出之景，与日入之景”的记载，这是一种通过日出、日落时细杆的影子进行辨方正位的方法，如图所示。这种方法依据的是（　　） A．光的折射 B．光的反射 C．光的直线传播 D．光的色散 【答案】C 【解答】解：通过日出、日落时细杆的影子进行辨方正位，其中影子是光在均匀介质中沿直线传播形成的。 故选C。 【例5】（2025•自贡）下列现象与小孔成像原理相同的是（　　） A．日晷计时 B．雨后彩虹 C．湖面倒影 D．鱼翔“浅底” 【答案】A 【解答】解：小孔成像是由于光的直线传播形成的。 A．日晷计时是利用光的直线传播，故A符合题意； B．雨后彩虹是由于光的色散形成的，故B不符合题意； C．湖面倒影是由于光的反射所成的虚像，故C不符合题意； D．鱼翔“浅底”是由于光的折射形成的虚像，故D不符合题意。 故选A。 【例6】（2024•广西）关于光的传播，下列说法正确的是（　　） A．光不能在真空中传播 B．光比声音传播速度慢 C．光在水中的传播速度是3×108m/s D．光在同种均匀介质中沿直线传播 【答案】D 【解答】解：AD．光可以在真空中传播，光在同种均匀介质中沿直线传播，故A错误，D正确； B．光的传播速度大于声音的传播速度，故B错误； C．光在真空中的传播速度为3×108m/s，故C错误。 故选D。 【例7】（2025•淮安）如图所示是兴趣小组在趣味物理晚会上展示的“奇妙透视现象”，先打开A灯，在屏幕上看到一个清晰的鸡蛋影像，再打开B灯，鸡蛋的影像明亮了许多，同时可以看到鸡蛋影像内部有一个更为清晰的鸡雏影像。该现象利用的光学原理是　 　 ，鸡雏影像比鸡蛋影像清晰的原因是　 　 。 【答案】光在同种均匀物质中沿直线传播；鸡雏在屏幕上的影像叠加到鸡蛋在屏幕上的影像之上，明暗对比比较明显。 【解答】解：先打开A灯，在屏幕上看到一个清晰的鸡蛋影像，这是光在同种均匀物质中沿直线传播形成的现象； 鸡雏在屏幕上的影像叠加到鸡蛋在屏幕上的影像之上，明暗对比比较明显，因此鸡雏影像比鸡蛋影像清晰。 故答案为：光在同种均匀物质中沿直线传播；鸡雏在屏幕上的影像叠加到鸡蛋在屏幕上的影像之上，明暗对比比较明显。 【例8】（2025•常州）2025年1月，中国开始建造先进阿秒激光设施。阿秒（符号as），等于10﹣18s，是人类目前能够掌握的最短时间尺度。真空中，光的传播速度为3×108m/s，las内光行进的路程为　3×10﹣10 m、合　0.3　 nm。阿秒激光设施有助于科学家进一步了解微观粒子的运动。 【答案】3×10﹣10；0.3。 【解答】解：las内光行进的路程为：s＝vt＝3×108m/s×10﹣18s＝3×10﹣10m。 3×10﹣10m＝3×10﹣10×109nm＝0.3nm。 故答案为：3×10﹣10；0.3。 【例9】（2023•郴州）“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图说明为什么“坐井观天，所见甚小”。（温馨提示：必须标出光的传播方向） 【答案】。 【解答】解：过井沿的边缘和青蛙的眼球画出进入青蛙眼睛最边缘的两条光线，如图所示，可见“坐井观天，所见甚小”。 。 【例10】（2023•资阳）如图甲所示，枯井中的青蛙位于井底P点“坐井观天”，其观察到井外的范围如图中虚线abcd所示。一场大雨后，井中灌满积水，如图乙。青蛙仍在井底P点“坐井观天”，请在图乙中大致画出青蛙通过积水能观察到井外的范围。 【答案】 【解答】解：当井里灌满水后，光线照到水面会发生折射现象，由于光是从空气射向水，所以入射角大于折射角，因此井底之蛙看到的视野范围比没水时会看到更大； 变化的大致范围如图中两条入射光线之间的区域所示： 1．如图所示是黄鹤楼夜晚的灯光秀，下列说法错误的是（　　） A．黄鹤楼上正在发光的LED灯带是光源 B．黄鹤楼在江中的“倒影”是由于光的反射形成的虚像 C．黄鹤楼周围可见的淡红色光柱是红外线 D．黄鹤楼上灯带发出的光在均匀的空气中沿直线传播 【答案】C 【解答】解：A．LED灯自身能发光，属于光源，故A正确； B．“倒影”属于平面镜成像，是光的反射形成的虚像，故B正确； C．由于红外线是不可见光，所以看到的淡红色的光并不是红外线，故C错误； D．光在同种均匀物质中沿直线传播，因此灯带发出的光在均匀的空气中沿直线传播，故D正确。 故选C。 2．如图所示的是微信启动页，它是由我国的地球同步气象卫星“风云四号”利用红外遥感技术拍摄的照片合成的，它寓意从“人类起源”到“华夏文明”的历史发展。下列说法正确的是（　　） A．光的传播需要介质 B．图中人的影子是光的反射形成的 C．光在真空中的传播速度约为3×108m/s D．卫星能够拍摄到地球，是因为地球是光源 【答案】C 【解答】解：B．人的影子是由于光在同种均匀介质中沿直线传播形成的，故B错误； AC．光在真空中传播的速度约为 3×108m/s。故A错误，C正确； D．我们把自行发光的物体叫做光源，地球自身不能发光，不是光源，故D错误。 故选C。 3．2025年5月18日清晨，山东烟台蓬莱阁海域上空清晰地出现了连绵的岛屿、高楼大厦、以及类似古代城楼的海市蜃楼奇观。下列生活现象与海市蜃楼原理相同的是（　　） A．小孔成像 B．放大镜观察书本上的字 C．金牛湖湖面上看到天上的白云 D．街头路口安放的凸面镜可以扩大视野 【答案】B 【解答】解：海市蜃楼是光的折射形成的； A．小孔成像是光的直线传播形成的，与海市蜃楼原理不同，故A不符合题意； B．放大镜观察书本上的字，利用的是光的折射，与海市蜃楼原理相同，故B符合题意； C．金牛湖湖面上看到天上的白云，属于平面镜成像，是光的反射形成的，与海市蜃楼原理不同，故C不符合题意； D．街头路口的凸面镜扩大视野，利用的是光的反射，与海市蜃楼原理不同，故D不符合题意。 故选B。 4．如图所示，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。将小孔对着烛焰，我们可以看到烛焰在薄膜上呈现的像。下列选项与该现象原理相同的是（　　） A．放大镜使光会聚 B．光的色散 C．对着镜子画脸谱 D．阳光下日晷的影 【答案】D 【解答】解：小孔成像的原理是光沿直线传播； A．放大镜使光会聚，是光的折射现象，与小孔成像原理不同，故A错误； B．光的色散是通过三棱镜折射后，分解成七种颜色的光的现象，与小孔成像原理不同，故B错误； C．对镜画脸谱是光的反射现象，与小孔成像原理不同，故C错误； D．阳光下日晷的影是由光沿直线传播形成的，与小孔成像原理相同，故D正确。 故选D。 5．如图，圭表包括圭和表两部分。正午时刻，依据表在圭上影子长度的变化，就能推算出二十四节气。圭表的主要光学原理是（　　） A．光沿直线传播 B．光的色散 C．光的折射 D．光的反射 【答案】A 【解答】解：圭上影子是光沿直线传播形成的，因此圭表的主要光学原理是光沿直线传播，故A正确，BCD错误。 故选A。 6．如图所示，是发生日食的情况，月球把太阳遮住了一半，此时透过茂密的树叶，在树下地面上形成的亮斑是（　　） A．月牙形的 B．圆形的 C．树叶形的 D．小孔的形状 【答案】A 【解答】解：太阳光透过茂密的树叶，在树下地面上形成的亮斑，由于光的直线传播形成的。因为树叶的缝隙其实就是一个个小孔，阳光通过小孔后，在地面上形成太阳的像，因为月亮挡住了射向地球的部分光线，所以在地面上产生的光斑形状是月牙形的。 故选A。 7．如图所示，用大小不同的两个圆纸筒（套在一起时能推拉自如）、锡箔纸、半透明蜡纸等物品制作针孔照相机。让大纸筒前端的小孔对准一个明亮且不太大的物体，眼睛贴近小纸筒上的观察口，适当推拉小纸筒，观察半透明蜡纸（光屏）上呈现的物体的像。下列说法中正确的是（　　） A．针孔照相机和照相机成像的原理相同 B．锡箔纸更换为半透明蜡纸可以使像更清晰 C．保持针孔相机小孔与物体间距离不变，小纸筒向左移动，像变亮，像变小 D．保持针孔相机光屏与小孔间距离不变，小孔远离物体，像变小 【答案】D 【解答】解：A．小孔成像是由于光的直线传播形成的倒立的实像，照相机成像原理是凸透镜成像，故A错误； B．锡箔纸更换为半透明蜡纸后纸筒内更明亮，使像更不清晰，故B错误； C．保持针孔相机小孔与物体间距离不变，小纸筒向左移动，像距变大，由光的直线传播可知，像变大、变暗，故C错误； D．保持针孔相机光屏与小孔间距离不变，小孔远离物体，物距变大，像变小，故D正确。 故选D。 8．“井底之蛙”这个成语大家都很熟悉，意思是指井底的青蛙认为天只有井口那么大，比喻那些见识短浅的人。枯井中的青蛙位于井底中央，如图所示光路图中，能正确表示“坐井观天，所见甚小”含义的是（　　） A． B． C． D． 【答案】A 【解答】解：将青蛙的位置与井口左边的端点相连成一直线，将青蛙的位置与井口右边的端点相连成一直线，然后在直线上标出箭头，即得到两条射向青蛙眼睛的光线，这两条光线就决定了青蛙的观察范围； 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，所以C图也不正确；D图中不仅光线发生了偏折，而且光的传播方向也标错了，所以D图也不正确，只有A图是正确的。 故选A。 9．生活处处有物理，下列最接近实际情况的是（　　） A．这张试卷的厚度约2nm B．光在真空中传播的速度约3×108m/s C．你的新铅笔长约17mm D．你运动后脉搏跳动一次时间约为5s 【答案】B 【解答】解：A．一张试卷的厚度约0.1mm，0.1mm＝0.1×106nm＝1×105nm，所以这张试卷的厚度约105nm，而不是2nm，故A不符合题意； B．光在真空中传播的速度约3×108m/s，故B符合题意； C．新铅笔长度约为17cm，17cm＝170mm，故C不符合题意； D．正常情况下，人的脉搏跳动一次时间约为1s，运动后脉搏跳动会加快，跳动一次的时间会更短，而不是5s，故D不符合题意。 故选B。 10．关于光的传播，下列说法正确的是（　　） A．光不能在真空中传播 B．在空气中，光比声传播速度快 C．光在同种不均匀介质中也会沿直线传播 D．光线就是光 【答案】B 【解答】解：A．光的传播不需要介质，光能在真空中传播，故A错误； B．光在空气中的传播速度约为3×108m/s，声音在空气中的传播速度约340m/s，因此在空气中，光比声传播速度快，故B正确； C．光在同种均匀介质中沿直线传播，光在同种不均匀介质中不沿直线传播，传播路径会发生偏折，故C错误； D．光线是表示光传播方向的一条直线，是物理模型，不是真实存在的，所以光线并不是光，故D错误。 故选B。 11．在“制作小孔成像观察仪”活动中，需要把制作好的圆筒插入易拉罐中，如图所示，圆筒的 　　　 （A/B）端是用半透明薄纸制成的光屏。用制成的小孔成像观察仪观察彩色钟面时，所成的像是 　　　　 （彩色/黑白）的。移动圆筒位置，增大光屏与小孔之间距离，则光屏上像将 　　　　 （变大/变小/不变）。 【答案】A；彩色；变大。 【解答】解：小孔成像是光在同种均匀介质中沿直线传播，半透明薄纸相当于光屏，为了成像更清晰，便于观察，半透明的薄纸应该放在圆筒的A端；像的颜色由射入小孔的色光的颜色决定，观察仪观察的是彩色钟面，所以所成的像是彩色的；当增大光屏与小孔之间的距离时，光屏上的像将变大；光沿直线传播。 故答案为：A；彩色；变大。 12．如图，PQ为一光屏，M、N是一个窗户的上下边沿，S是光源，试在PQ上确定光源S能照亮的范围。 【答案】见试题解答内容 【解答】解：从S点发出的光线经过M的最下端和N的最上端，照在PQ上的范围就是光源S能照亮的范围； 如图： 2 / 14 学科网（北京）股份有限公司 $ 第13讲 光的直线传播（培优讲义） 课标要点 1.了解光源的概念，知道光源的分类。 2.通过实验探究，理解光在同种均匀介质中沿直线传播的规律。 3.了解光在真空中的传播速度，知道光在不同介质中的传播速度不同。 4.能用光的直线传播解释生活中的影子、日食、月食、小孔成像等现象。凝华的知识解释相关的自然现象和生活问题。 1.通过实验观察法，直观感受光的传播路径，建立光沿直线传播的物理模型。 2.联系生活实际，将抽象的物理规律与常见的自然现象相结合，加深理解。 3.运用对比法，区分影子与小孔成像的不同特点，明确光的直线传播的应用原理。 方法指导 考点01 光源 1．定义：能够发光的物体叫做光源。 2．分类： （1）天然光源：自然界中本身就能发光的物体，如太阳、萤火虫、水母、恒星等。 （2）人造光源：人类制造出来的发光物体，如电灯、蜡烛、手电筒、霓虹灯等。 3．注意事项：月亮、钻石、镜子等物体本身不能发光，它们只是反射其他物体的光，因此不属于光源。 【深化点拨】 判断一个物体是否是光源，关键是看它自身能否发光，而不是看它是否看起来很亮。 例如，点燃的蜡烛是光源，熄灭的蜡烛就不是光源；正在发光的电灯是光源，关闭的电灯就不是光源。 【典型例题】 1.下列物体中，全部属于光源的是（　　） A．太阳、月亮、萤火虫 B．萤火虫、水母、恒星 C．电灯、钻石、蜡烛 D．月亮、水母、霓虹灯 2.关于光源，下列说法正确的是（　　） A．所有能发光的物体都是光源 B．光源分为天然光源和人造光源 C．月亮是天然光源 D．蜡烛是天然光源 考点02 光的直线传播 1．规律：光在同种均匀介质中沿直线传播。 2．光线：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路径和方向，这样的直线叫做光线。光线是一种物理模型，实际上并不存在。 3．常见现象及应用： ·影子的形成：光沿直线传播时，遇到不透明的物体，在物体后面形成的黑暗区域就是影子。 ·日食和月食：日食是月球挡住了太阳射向地球的光；月食是地球挡住了太阳射向月球的光。 ·小孔成像：物体发出的光通过小孔后，在光屏上形成倒立的实像。 ·激光准直：利用光沿直线传播的原理，使激光束引导掘进机沿直线前进。 ·排队看齐、射击瞄准等。 【深化点拨】 1．光沿直线传播的条件是同种均匀介质。如果介质不均匀，光的传播方向会发生偏折，例如海市蜃楼现象。2．小孔成像的特点： （1）成倒立的实像； （2）像的形状与物体的形状相同，与小孔的形状无关； （3）像的大小与物体到小孔的距离和光屏到小孔的距离有关。 【典型例题】 1.下列现象中，不能用光的直线传播来解释的是（　　） A．影子的形成 B．日食和月食 C．小孔成像 D．海市蜃楼 2.关于小孔成像，下列说法正确的是（　　） A．小孔成像成的是正立的虚像 B．小孔成像的形状与小孔的形状有关 C．小孔成像说明光在同种均匀介质中沿直线传播 D．小孔成像的大小与物体到小孔的距离无关 考点03 光的传播速度 1．真空中的光速：光在真空中的传播速度是宇宙中最快的速度，用符号c表示，c=3×108m/s。 2．不同介质中的光速： （1）光在空气中的传播速度略小于真空中的光速，近似等于3×108m/s。 （2）在水中的传播速度约为真空中光速的3/4 （3）光在玻璃中的传播速度约为真空中光速的2/3 3．光年：光年是长度单位，表示光在真空中一年内传播的距离。1光年≈9.46×1015m。 【深化点拨】 1．声音的传播需要介质，真空不能传声；而光的传播不需要介质，在真空中传播速度最快。 2．打雷时，我们总是先看到闪电，后听到雷声，这是因为光在空气中的传播速度比声音快得多。 【典型例题】 1.关于光的传播速度，下列说法正确的是（　　） A．光在任何介质中的传播速度都是3×108m/s B．光在水中的传播速度大于在空气中的传播速度 C．光在真空中的传播速度最快 D．光年是时间单位 2.发生雷电时，我们总是先看到闪电，后听到雷声，这是因为（　　） A．闪电先发生，雷声后发生 B．光的传播速度比声音快 C．声音的传播速度比光快 D．以上说法都不对 【光的直线传播与声音传播的比较】 比较项目 光的直线传播 声音的传播 传播条件 同种均匀介质，真空也能传播 需要介质，真空不能传声 传播速度 真空中3×108m/s 空气中约340m/s（15℃） 传播方向 同种均匀介质中沿直线传播 向各个方向传播 介质影响 介质不同，传播速度不同 介质不同，传播速度不同 小孔成像与影子的区别 1．形成原因不同 ①小孔成像：光通过小孔后，在光屏上形成的倒立实像，是光沿直线传播的结果。 ②影子：光遇到不透明物体时，在物体后面形成的黑暗区域，是光被物体挡住形成的 2．特点不同 ①小孔成像：成倒立的实像，像的形状与物体相同，与小孔形状无关。 ②影子：形状与物体相似，但不是像，是黑暗的区域。 光的直线传播的实验探究 1．实验器材：激光笔、水槽、牛奶、玻璃砖、蜡烛、光屏、带小孔的纸板等。 2．实验步骤： ①在水槽中加入适量清水，滴入几滴牛奶，搅拌均匀。 ②用激光笔从水槽的一侧射入水中，观察光在水中的传播路径。 ③将激光笔对着玻璃砖照射，观察光在玻璃砖中的传播路径。 ④将蜡烛、带小孔的纸板和光屏依次放在同一直线上，点燃蜡烛，观察光屏上的像。 3．实验结论：光在同种均匀介质中沿直线传播。 角度01 基础概念辨析题 1.下列关于小孔成像和影子的说法，正确的是（ 　） A．小孔成像和影子都是光沿直线传播形成的实像 B．小孔成像的形状与小孔的形状有关，影子的形状与物体形状有关 C．小孔成像是倒立的实像，影子是光被遮挡形成的黑暗区域 D．小孔成像和影子的大小都只与物体到遮挡物的距离有关 2.下列现象中，成因与其他三个不同的是（　 ） A．日食现象 B．水中倒影 C．手影游戏 D．立竿见影 角度02 小孔成像规律应用题 3.小明在硬纸板上扎了一个五角星形状的小孔，让太阳光垂直照射小孔，地面上形成的光斑形状是（　 ） A．五角星 B．圆形 C．不规则形 D．长方形 4.在小孔成像实验中，保持蜡烛和小孔位置不变，将光屏向小孔靠近，则光屏上的像将（ ） A．变大、变亮 B．变小、变亮 C．变大、变暗 D．变小、变暗 角度03 光的直线传播实验探究题 5.某同学为探究光的传播规律，进行了如下实验： （1）在水槽中加入清水后滴入几滴牛奶并搅拌均匀，目的是______。 （2）用激光笔从水槽一侧射入水中，观察到光在水中的传播路径是______，初步得出结论：。 （3）若将激光笔斜射入一杯未搅拌均匀的浓糖水中，发现光的传播路径发生弯曲，这说明。 （4）进行小孔成像实验时，若将小孔换成直径 1cm 的大孔，光屏上______（选填 “能” 或 “不能”）看到清晰的倒立像，原因是______。 角度04 生活现象综合区分题 5.请将下列现象归类（填序号）： ① 树荫下的圆形光斑 ② 皮影戏 ③ 平面镜成像 ④ 海市蜃楼 ⑤ 月食 ⑥ 雨后彩虹 属于小孔成像的是：______ 属于影子的是：______ 属于光的反射的是：______ 属于光的折射的是：______ 角度05 简答题 5.为什么 “树荫下的圆形光斑” 是小孔成像，而 “树本身的影子” 是影子？请结合两者的本质区别解释 属于光的折射的是：______ 【例1】（2025•青海）“日月安属？列星安陈？”屈原在仰望天空时，下列四个选项中属于光源的是（　　） A．太阳 B．月亮 C．火星 D．地球 【例2】（2025•南京）如图所示，日晷是我国古代的一种计时工具，通过观察直杆在太阳下影子的位置就可以知道时间。下列现象的成因与日晷工作原理相同的是（　　） A．水中的倒影 B．树荫下的光斑 C．空中的彩虹 D．“放大”的邮票 【例3】（2025•陕西）古人发现，随着太阳的移动，物体的影子也会发生相应的变化。我国古代的计时仪器——圭表就是根据此现象发明的。如图，是圭表计时的原理图。圭表计时用到了（　　） A．光的反射 B．光的折射 C．光的直线传播 D．光的色散 【例4】（2024•乐山）中华典籍《周礼•考工记》中有“识日出之景，与日入之景”的记载，这是一种通过日出、日落时细杆的影子进行辨方正位的方法，如图所示。这种方法依据的是（　　） A．光的折射 B．光的反射 C．光的直线传播 D．光的色散 【例5】（2025•自贡）下列现象与小孔成像原理相同的是（　　） A．日晷计时 B．雨后彩虹 C．湖面倒影 D．鱼翔“浅底” 【例6】（2024•广西）关于光的传播，下列说法正确的是（　　） A．光不能在真空中传播 B．光比声音传播速度慢 C．光在水中的传播速度是3×108m/s D．光在同种均匀介质中沿直线传播 【例7】（2025•淮安）如图所示是兴趣小组在趣味物理晚会上展示的“奇妙透视现象”，先打开A灯，在屏幕上看到一个清晰的鸡蛋影像，再打开B灯，鸡蛋的影像明亮了许多，同时可以看到鸡蛋影像内部有一个更为清晰的鸡雏影像。该现象利用的光学原理是　 　 ，鸡雏影像比鸡蛋影像清晰的原因是　 　 。 【例8】（2025•常州）2025年1月，中国开始建造先进阿秒激光设施。阿秒（符号as），等于10﹣18s，是人类目前能够掌握的最短时间尺度。真空中，光的传播速度为3×108m/s，las内光行进的路程为　3×10﹣10 m、合　0.3　 nm。阿秒激光设施有助于科学家进一步了解微观粒子的运动。 【例9】（2023•郴州）“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图说明为什么“坐井观天，所见甚小”。（温馨提示：必须标出光的传播方向） 【例10】（2023•资阳）如图甲所示，枯井中的青蛙位于井底P点“坐井观天”，其观察到井外的范围如图中虚线abcd所示。一场大雨后，井中灌满积水，如图乙。青蛙仍在井底P点“坐井观天”，请在图乙中大致画出青蛙通过积水能观察到井外的范围。 1．如图所示是黄鹤楼夜晚的灯光秀，下列说法错误的是（　　） A．黄鹤楼上正在发光的LED灯带是光源 B．黄鹤楼在江中的“倒影”是由于光的反射形成的虚像 C．黄鹤楼周围可见的淡红色光柱是红外线 D．黄鹤楼上灯带发出的光在均匀的空气中沿直线传播 2．如图所示的是微信启动页，它是由我国的地球同步气象卫星“风云四号”利用红外遥感技术拍摄的照片合成的，它寓意从“人类起源”到“华夏文明”的历史发展。下列说法正确的是（　　） A．光的传播需要介质 B．图中人的影子是光的反射形成的 C．光在真空中的传播速度约为3×108m/s D．卫星能够拍摄到地球，是因为地球是光源 3．2025年5月18日清晨，山东烟台蓬莱阁海域上空清晰地出现了连绵的岛屿、高楼大厦、以及类似古代城楼的海市蜃楼奇观。下列生活现象与海市蜃楼原理相同的是（　　） A．小孔成像 B．放大镜观察书本上的字 C．金牛湖湖面上看到天上的白云 D．街头路口安放的凸面镜可以扩大视野 4．如图所示，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。将小孔对着烛焰，我们可以看到烛焰在薄膜上呈现的像。下列选项与该现象原理相同的是（　　） A．放大镜使光会聚 B．光的色散 C．对着镜子画脸谱 D．阳光下日晷的影 5．如图，圭表包括圭和表两部分。正午时刻，依据表在圭上影子长度的变化，就能推算出二十四节气。圭表的主要光学原理是（　　） A．光沿直线传播 B．光的色散 C．光的折射 D．光的反射 6．如图所示，是发生日食的情况，月球把太阳遮住了一半，此时透过茂密的树叶，在树下地面上形成的亮斑是（　　） A．月牙形的 B．圆形的 C．树叶形的 D．小孔的形状 7．如图所示，用大小不同的两个圆纸筒（套在一起时能推拉自如）、锡箔纸、半透明蜡纸等物品制作针孔照相机。让大纸筒前端的小孔对准一个明亮且不太大的物体，眼睛贴近小纸筒上的观察口，适当推拉小纸筒，观察半透明蜡纸（光屏）上呈现的物体的像。下列说法中正确的是（　　） A．针孔照相机和照相机成像的原理相同 B．锡箔纸更换为半透明蜡纸可以使像更清晰 C．保持针孔相机小孔与物体间距离不变，小纸筒向左移动，像变亮，像变小 D．保持针孔相机光屏与小孔间距离不变，小孔远离物体，像变小 8．“井底之蛙”这个成语大家都很熟悉，意思是指井底的青蛙认为天只有井口那么大，比喻那些见识短浅的人。枯井中的青蛙位于井底中央，如图所示光路图中，能正确表示“坐井观天，所见甚小”含义的是（　　） A． B． C． D． 9．生活处处有物理，下列最接近实际情况的是（　　） A．这张试卷的厚度约2nm B．光在真空中传播的速度约3×108m/s C．你的新铅笔长约17mm D．你运动后脉搏跳动一次时间约为5s 10．关于光的传播，下列说法正确的是（　　） A．光不能在真空中传播 B．在空气中，光比声传播速度快 C．光在同种不均匀介质中也会沿直线传播 D．光线就是光 11．在“制作小孔成像观察仪”活动中，需要把制作好的圆筒插入易拉罐中，如图所示，圆筒的 　　　 （A/B）端是用半透明薄纸制成的光屏。用制成的小孔成像观察仪观察彩色钟面时，所成的像是 　　　　 （彩色/黑白）的。移动圆筒位置，增大光屏与小孔之间距离，则光屏上像将 　　　　 （变大/变小/不变）。 12．如图，PQ为一光屏，M、N是一个窗户的上下边沿，S是光源，试在PQ上确定光源S能照亮的范围。 2 / 14 学科网（北京）股份有限公司 $