第02讲 光的直线传播（暑假预习讲义）新八年级物理新教材苏科版

第02讲 光的直线传播 内容导航 01 预习航标→ 析目标·明方向：预习导航精准定向 02 教材全解 → 析教材·学新知：情境概念深度构 情境启思：从生活或问题出发，激发兴趣 概念构建：梳理核心概念，形成知识框架 考点精讲：聚焦常考要点，讲清逻辑 例题精析：典型题目带路，学会解题思路 即练固基：趁热打铁练一练，巩固刚学内容 03过关检测 → 练考点·强落实：过关检测分层提 关键词 学习目标导航 直线传播 小孔成像 影子 光速 1．掌握光在同一种均匀的介质中沿直线传播； 2．利用光的直线传播解决实际问题，如：用来解释影子的形成、日食、月食等现象； 3．知道光在真空中和空气中的传播速度，知道光在其他介质中的传播速度比在真空中的速度小。 学习重点：掌握光在均匀介质中沿直线传播的基本规律，理解光线作为物理模型的意义及画法 学习难点：运用光的直线传播原理解释小孔成像原理及日月食的形成 情｜境｜启｜思 如图所示，怎样才能通过三个小孔看见烛焰？ 概｜念｜构｜建 1. 光在同一种均匀介质中沿直线传播。 2. 光线：为了表示光的传播方向，我们用一根带箭头的直线表示光的径迹和方向，这样的直线叫光线。 3. 光沿直线传播的现：（1）影子（2）日食、月食（3）小孔成像 4. 光沿直线传播的应用（1）激光准直（2）排队时看齐（3）射击瞄准 5. 光的传播速度：真空中的光速是宇宙中最快的速度c=3×108m/s 深｜研｜精｜炼 知识点01光的直线传播 1.光的直线传播 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。 【例1】关于光的传播，下列说法中正确的是（　　） A．光在玻璃中一定不沿直线传播 B．光总是沿直线传播 C．光在同种均匀介质中沿直线传播 D．光只在真空中沿直线传播 【答案】C 【详解】根据光的传播规律可知，光在同种均匀介质中沿直线传播，介质不同或者同种介质但不均匀，光都不会沿直线传播。故C正确，ACD错误。 故选C。 【例2】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 【详解】解： 物理学中用一条带箭头的直线表示光的传播路径和方向，这种带箭头的直线称为光线； 光是实际存在的，而实际上光线并不存在，是为了研究问题方便而构建的模型，这种研究问题的方法称为模型法，故C正确。 故选：C。 探究归纳：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。 【即练1】学习“光的直线传播”时，老师做了如下演示实验：①用激光笔射向水中，观察到光线是一条直线（如图），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。根据上述现象可得出的结论是（　　） A．光的传播需要介质 B．光只有在水中才能沿直线传播 C．光在海波溶液里不能沿直线传播 D．光在均匀介质中才沿直线传播 【答案】D 【详解】从①中我们发现光在水中沿直线传播；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；现象③中，经搅拌后，介质又变得均匀，光在水和海波的均匀混合物中光又沿直线传播；因此可以得出结论：光在均匀介质中才沿直线传播。故ABC不符合题意，D符合题意。 故选D。 【即练2】下列关于光和光线的说法中，正确的是（　　） A．光和光线都是存在的 B．光是存在的，而光线是不存在的 C．光线是存在的，而光是不存在的 D．光和光线都是不存在的 【答案】B 【详解】光线是人们为了表示光的传播路径和方向而假想的带有箭头的直线，光是实际存在的，而光线实际并不存在，是为了研究问题方便而构建的模型，这种研究问题的方法称为模型法，故B正确，ACD错误。 故选B。 知识点02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3】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 【详解】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。 【即练3】在2022年11月8日晚，年度最值得期待的重磅天象——月全食闪亮登场，中国大部分地区都看到了全食阶段。从物理学的角度分析月食属于光的 　 　现象。如图中能描述其形成原因的是 　 　（填“甲”或“乙”）图。月亮 　 　（填“是”或“不是”）光源。 【答案】直线传播；乙；不是。 【详解】解：（1）2022年11月8日，天空中出现了月食这一难得的景象，从物理角度讲，月食是光的直线传播现象，能正确描述其形成原因的是图2乙。此时太阳、地球、月球在一条直线上，月球部分或全部在地球的影子里面； （2）月亮本身不会发光，不是光源。 故答案为：直线传播；乙；不是。 【即练4】如图所示，摄影爱好者拍到了难得一见的日偏食景象。此时，若将太阳光垂直照射在纸板一个很小的“△”形孔上，那么在地面形成的光斑是（  ）    A．O形 B．   形 C．△形 D．  形 【答案】D 【详解】因为小孔很小，故这种情况会发生小孔成像现象，像与发光的物体形状是相同的，但上下左右颠倒。故ABC不符合题意，D符合题意。 故选D。 知识点03 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4】汉朝初期齐少翁用剪纸在幕后表演，用光照射，幕外的人就可以欣赏到精彩的皮影戏表演，下列和皮影戏形成的原理不同的是（　　） A．阳光下绿树成荫 B．一叶障目，不见泰山 C．打靶时“三点一线”瞄准 D．先看到闪电，后听到雷声 【答案】B 【详解】皮影戏表演是用光照在剪纸上，在屏幕上形成的影子，是光沿直线传播形成的； ABC．阳光下绿树成荫；一叶障目，不见泰山；打靶时“三点一线”瞄准；都是光沿直线传播的原理，故ABC不符合题意； D．先看到闪电，后听到雷声，是因为光在空气中的传播速度比声音在空气中的传播速度快，故D符合题意。 故选D。 【即练5】如图，用步枪进行瞄准练习时，当眼睛看到瞄准点、准星和标尺缺口这三者重合时，就认为三者在同一条直线上，即可以射中目标。这说明 　 　。 【答案】光在同种均匀介质中沿直线传播。 【详解】解：用步枪进行瞄准练习时，当眼睛看到瞄准点、准星和标尺缺口这三者重合时，就认为三者在同一条直线上，即可以射中目标。这说明光在同种均匀介质中沿直线传播。 故答案为：光在同种均匀介质中沿直线传播。 【即练6】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 【详解】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。 知识点04 光速 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 【例5】向月球发射激光，经2.7s后接收到月球表面反射回来的激光，则月球和地球之间的距离为（激光在空间传播速度c＝3×105km/s）（　　） A．8.1×108km B．4.05×105km C．3×105km D．3×108km 【答案】B 【详解】解：根据题意向月球发射激光，经2.7s后接收到月球表面反射回来的激光，那么激光从月球传到地球所用的时间为t＝×2.7s＝1.35s， 根据速度公式v＝得s＝vt＝1.35s×3×105km/s＝4.05×105km， 故选：B。 探究归纳：根据题意知激光从月球传到地球所用的时间为t＝×2.7s＝1.35s，利用速度公式就会算出月球和地球之间的距离。 【即练5】电闪雷鸣时，我们总是先看到闪电后听到雷声，这说明光速比声速 （选填“大”或“小”）。光在真空中的传播速度为 m/s。 【答案】大 【详解】[1][2]闪电和雷鸣同时发生，但空气中光速远远大于声速，由可知，距离一定时，运动速度越大，所需时间越少，所以先看到闪电后听到雷声；光在真空中的速度最大，真空中光的传播速度约为3×108m/s。 【即练6】排纵队时，如果看到前面的一位同学挡住了他前面所有的同学，队就排直了，这可以用光沿______传播来解释，光在______中的传播速度最快，其速度是______km/s。 【答案】直线 真空 3.0×10⁵ 【详解】[1] 看到前面的一位同学挡住了他前面所有的同学，队就排直了，这可以用光沿直线传播来解释。 [2]光在真空中传播速度最快。 [3]光在真空中的传播速度为3.0×108 m/s，即3.0×10⁵ km/s。 一、单选题 1．下列关于光线的说法正确的是（　　） A．光线就是很细的光束 B．光源能射出无数条光线 C．人们用一条带箭头的实线表示光线，用的是理想模型法 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 【详解】解：A、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A错误， B、光源是能发光的物体，所以能发光，但不是射出光线，故B错误； C、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、因为光的传播方向是确实存在，为了分析探究，于是用一条有方向的实际直线表示，即光线，光线常用实线来表示。故D错误。 故选：C。 2．光从空气射入水中，它的传播速度（　　） A．—定增大 B．保持不变 C．—定减小 D．无法比较 【答案】C 【详解】光在空气中的传播速度约为3×108m/s，光在水中的传播速度约为真空的在，所以光从空气射入水中，它的传播速度变小，故ABD不符合题意，C符合题意。 故选C。 3．在研究光的传播时，为了使问题简单化，引入了光线，这种研究方法是（　　） A．等效替代法 B．控制变量法 C．模型法 D．转换法 【答案】C 【详解】在研究光的传播时，利用光线反映光的本质，间接的研究光的传播，研究起来更方便、更形象，这种研究问题的方法叫模型法。 故选C。 4．小东在学习了光学之后，研究制作简易针孔照相机：在空易拉罐底部的中央，用钉子戳一个三角形小孔，将易拉罐的顶部剪去后，蒙上一层半透明塑料薄膜，如图所示。他在塑料薄膜上看到的像是（　　） A．三角形光斑 B．圆形光斑 C．蜡烛的正立像 D．蜡烛的倒立像 【答案】D 【详解】小孔成像是由于光的直线传播形成的，在塑料薄膜上看到的是蜡烛倒立的像，与孔的形状无关，故D符合题意，ABC不符合题意。 故选D。 5．下列关于声与光的比较，以下说法正确的是（　　） A．声和光的传播都需要介质 B．声和光都能在真空中传播 C．声和光都能传递信息和能量 D．声和光从空气传入水中，速度都变快了 【答案】C 【详解】A．声音的传播需要介质，光的传播不需要介质，故A错误； B．光可以在真空中传播，声音不能在真空中传播，故B错误； C．声音和光都能传递信息和能量，如司机按喇叭提醒行人避让车辆，超声波可以击碎结石，可以用信号灯来指挥交通，利用激光可以刻字，故C正确； D．声音从空气传入水中，速度变快，光从空气传入水中，速度变慢，故D错误。 故选C。 6．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。 7．有两个小朋友站在一盏电灯下，脚下是其在灯光下的影子，如图中的情景符合实际的是（　　） A．甲 B．乙 C．丙 D．丁 【答案】C 【详解】解：光射到不透明物体上以后，由于光在同种均匀介质中是沿直线传播的，会在不透明物体的后面留下物体的影子。 A、灯光在中间，左边的小朋友的影子在左边，不会在右边，故A不符合题意； B、灯光在中间，左边的小朋友的影子在左边，右边小朋友的影子在右边，故B不符合题意； C、灯光在中间，左边的小朋友的影子在左边，右边小朋友的影子在右边，故C符合题意； D、灯光在中间，左边的小朋友的影子在左边，右边小朋友更靠近光源，他的影子在右边，且应该更短些，故D不符合题意。 故选：C。 二、填空题 8．在茂密的树林地面能看到许多圆形光斑，是由于光透过树叶缝隙发生的______现象，该现象是由于光的______形成的。 【答案】小孔成像 直线传播 【详解】[1][2]茂密的树林地面能看到许多圆形光斑，是由于光透过树叶缝隙发生小孔成像现象，圆形光斑是太阳光经过树的缝隙成的太阳的像，这是由于光的直线传播形成的。 9．《墨经》中记载：“景。光之人，煦若射，下者之人也高；高者之人也下。”这是世界上首次对小孔成像的描述。文中描述的像是倒立的 　 　（选填“实”或“虚”）像，其形成原理是 　 　。 【答案】实；光沿直线传播。 【详解】解：《墨经》中记载：“景。光之人，煦若射，下者之人也高；高者之人也下。”这是世界上首次对小孔成像的描述。文中描述的像是倒立的实像，其形成原理是光沿直线传播。 故答案为：实；光沿直线传播。 10．“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】[1][2]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。 11．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】[1][2]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。 12. 如图所示甲是某校同学用一盆墨水观察到的日食奇观．产生日食的原因是光沿 传播。当我们位于图乙中的 区域时，就能看到日偏食现象。      【答案】直线 B 【详解】[1]日食形成的原因是光沿直线传播，所以解释日食现象要用光的直线传播理论。 [2]如题图，在地球上B区域时，太阳射向地球的光部分被月球挡住，人们看到的是日偏食。 三、实验题 13．如图所示。找一个空的易拉罐，用钉子在易拉罐底部的中央敲-个小孔，将易拉罐的顶部剪去后，蒙上。层塑料薄膜，这样就制成了一个针孔照相机，其实就是小孔成像的实验装置。将点燃的蜡烛咒于小孔前的适当位置，观察并研究小孔成像的特点： （1）烛焰在塑料薄膜上所成的像是___________（选填“实像”或“虚像”）：其成像的原理是___________： （2）如果易拉罐底部小孔是三角形，则他在半透明纸上看到的像是___________。 A．三角形光斑      B．圆形光斑 C．烛焰的正立像   D．烛焰的倒立像 （3）若将蜡烛向下移，则人眼看到的塑料薄膜上的像是向___________移小孔成像（选填“上”或“下”）： （4）为了增大烛焰所成的像，采取的办法是：___________。 【答案】实像 光的直线传播 D 上 改变位置，将易拉罐靠近蜡烛 【详解】（1）[1][2]蜡烛在塑料薄膜上所成的像是由实际光线会聚而成的，是实像，其成像的原理是光的直线传播。 （2）[3]小孔成像成的是光源的倒立的像，与小孔的形状无关，所以他在半透明纸上看到的像是烛焰的倒立的像，故ABC错误，D正确。 故选D。 （3）[4]小孔成像成的是倒立的实像，所以若将蜡烛向下移，人眼看到的塑料薄膜上的像是向上移。 （4）[5]光屏与小孔之间距离一定时，光源靠近小孔，所成的像变大，所以为了增大烛焰所成的像，可采取的办法是：将蜡烛靠近易拉罐。 14．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】在空气中喷洒烟雾 牛奶或咖啡 光在同种均匀介质中才沿直线传播 倒立 实 不变 【详解】（1）[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。 [2]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）[3]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[4][5]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[6]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。 15．如图所示，小奕制成了一个针孔照相机，其实就是小孔成像的实验装置。将点燃的蜡烛置于小孔前的适当位置，观察并研究小孔成像的特点： （1）图中烛焰在塑料薄膜上所成的像是 ___________（填“正立”或“倒立”）的 ___________（填“实像”或“虚像” ；其成像的原理是光沿 ___________； （2）如果易拉罐底部小孔是三角形，则他在半透明纸上看到的像是 ___________； A．三角形光斑 B．圆形光斑 C．烛焰的正立像 D．烛焰的倒立像 （3）将蜡烛燃烧变短，则它在薄膜上的像将向 ___________（填“上”或“下”）方移动；要想使像更亮些，半透明薄膜应 ___________（填“靠近”或“远离”）小孔。 （4）晴天的正午时分，走在茂密的树林下，你会看到阳光透过树叶的缝隙而在地上留下许多大小不同的圆形光斑，这是 ___________（选填“太阳”、“树叶的缝隙”或“树叶”）的 ___________（选填“像”或“影子”）。仔细观察光斑，发现这些圆形光斑大小不一，这些圆形光斑的大小主要与下列哪个选项有关？填序号 ___________。 ①树叶间小孔的大小 ②树叶间小孔到地面的距离 ③太阳到树叶间小孔的距离 【答案】倒立 实像 直线传播 D 上 靠近 太阳 像 ② 【详解】（1）[1][2][3]小孔成像成的是倒立的实像，所以烛焰在塑料薄膜上所成的像是实像；成像原理是光沿直线传播。 （2）[4]小孔成像成的是光源的倒立的像，与小孔的形状无关，所以他在半透明纸上看到的像是烛焰的倒立的实像，故D正确，ABC错误。 故选D。 （3）[5]小孔所成的像是倒立的，蜡烛燃烧一段时间后，烛焰向下移动，通过小孔的光线向上移动，则烛焰的像向上移动。 [6]要想使像明亮些，像应小些，所以半透明纸应靠近小孔。 （4）[7][8]树叶的影子，不会是圆形的，故圆形光斑是太阳通过树叶间的小孔所成的像。 [9]太阳与树叶的距离非常远，与每个树叶间距离的不同可忽略不计，而树叶离小孔较近，树叶缝隙到地面的距离（或树叶缝隙的高度）不同，则光斑大小不同。 故选③。 四、画图题 16．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】 【详解】由于光的直线传播，物体经小孔成倒立的实像，故作图如下： 17．如图，点光源S发出的光能透过窗口照射到右侧，请画出被照亮的区域，保留光路图作图痕迹。    【答案】 【详解】根据光是沿直线传播的知识可画出光能透过窗户照射到后侧的区域，具体如图所示：    18．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】 【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 11 / 17 学科网（北京）股份有限公司 $ 第02讲 光的直线传播 内容导航 01 预习航标→ 析目标·明方向：预习导航精准定向 02 教材全解 → 析教材·学新知：情境概念深度构 情境启思：从生活或问题出发，激发兴趣 概念构建：梳理核心概念，形成知识框架 考点精讲：聚焦常考要点，讲清逻辑 例题精析：典型题目带路，学会解题思路 即练固基：趁热打铁练一练，巩固刚学内容 03过关检测 → 练考点·强落实：过关检测分层提 关键词 学习目标导航 直线传播 小孔成像 影子 光速 1．掌握光在同一种均匀的介质中沿直线传播； 2．利用光的直线传播解决实际问题，如：用来解释影子的形成、日食、月食等现象； 3．知道光在真空中和空气中的传播速度，知道光在其他介质中的传播速度比在真空中的速度小。 学习重点：掌握光在均匀介质中沿直线传播的基本规律，理解光线作为物理模型的意义及画法 学习难点：运用光的直线传播原理解释小孔成像原理及日月食的形成 情｜境｜启｜思 如图所示，怎样才能通过三个小孔看见烛焰？ 概｜念｜构｜建 1. 光在 沿直线传播。 2. 光线：为了表示光的传播方向，我们用一根带箭头的直线表示光的 和 ，这样的直线叫光线。 3. 光沿直线传播的现：（1） （2） （3） 4. 光沿直线传播的应用（1）激光准直（2）排队时看齐（3）射击瞄准 5. 光的传播速度：真空中的光速是宇宙中最快的速度c= m/s 深｜研｜精｜炼 知识点01光的直线传播 1.光的直线传播 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 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 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 ； （2）画法：光线是带 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 ，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。 【例1】关于光的传播，下列说法中正确的是（　　） A．光在玻璃中一定不沿直线传播 B．光总是沿直线传播 C．光在同种均匀介质中沿直线传播 D．光只在真空中沿直线传播 【例2】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 探究归纳：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。 【即练1】学习“光的直线传播”时，老师做了如下演示实验：①用激光笔射向水中，观察到光线是一条直线（如图），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。根据上述现象可得出的结论是（　　） A．光的传播需要介质 B．光只有在水中才能沿直线传播 C．光在海波溶液里不能沿直线传播 D．光在均匀介质中才沿直线传播 【即练2】下列关于光和光线的说法中，正确的是（　　） A．光和光线都是存在的 B．光是存在的，而光线是不存在的 C．光线是存在的，而光是不存在的 D．光和光线都是不存在的 知识点02光的直线传播现象 1、影子的形成 ①原理： ； 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： 。 ②成因： 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）。 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 ，与小孔形状 。 特别提醒 （1）小孔成像的条件：小孔必须 ，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3】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 【即练3】在2022年11月8日晚，年度最值得期待的重磅天象——月全食闪亮登场，中国大部分地区都看到了全食阶段。从物理学的角度分析月食属于光的 　 　现象。如图中能描述其形成原因的是 　 　（填“甲”或“乙”）图。月亮 　 　（填“是”或“不是”）光源。 【即练4】如图所示，摄影爱好者拍到了难得一见的日偏食景象。此时，若将太阳光垂直照射在纸板一个很小的“△”形孔上，那么在地面形成的光斑是（  ）    A．O形 B．   形 C．△形 D．  形 知识点03 光的直线传播的应用 1、 ：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“ ”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4】汉朝初期齐少翁用剪纸在幕后表演，用光照射，幕外的人就可以欣赏到精彩的皮影戏表演，下列和皮影戏形成的原理不同的是（　　） A．阳光下绿树成荫 B．一叶障目，不见泰山 C．打靶时“三点一线”瞄准 D．先看到闪电，后听到雷声 【即练5】如图，用步枪进行瞄准练习时，当眼睛看到瞄准点、准星和标尺缺口这三者重合时，就认为三者在同一条直线上，即可以射中目标。这说明 　 　。 【即练6】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 知识点04 光速 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 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= m/s。 （2）光在其他介质中的传播速度 光在 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 中的传播速度约为c；光在 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 【例5】向月球发射激光，经2.7s后接收到月球表面反射回来的激光，则月球和地球之间的距离为（激光在空间传播速度c＝3×105km/s）（　　） A．8.1×108km B．4.05×105km C．3×105km D．3×108km 探究归纳：根据题意知激光从月球传到地球所用的时间为t＝×2.7s＝1.35s，利用速度公式就会算出月球和地球之间的距离。 【即练5】电闪雷鸣时，我们总是先看到闪电后听到雷声，这说明光速比声速 （选填“大”或“小”）。光在真空中的传播速度为 m/s。 【即练6】排纵队时，如果看到前面的一位同学挡住了他前面所有的同学，队就排直了，这可以用光沿______传播来解释，光在______中的传播速度最快，其速度是______km/s。 一、单选题 1．下列关于光线的说法正确的是（　　） A．光线就是很细的光束 B．光源能射出无数条光线 C．人们用一条带箭头的实线表示光线，用的是理想模型法 D．光线是用来表示光传播方向的直线，常用虚线表示 2．光从空气射入水中，它的传播速度（　　） A．—定增大 B．保持不变 C．—定减小 D．无法比较 3．在研究光的传播时，为了使问题简单化，引入了光线，这种研究方法是（　　） A．等效替代法 B．控制变量法 C．模型法 D．转换法 4．小东在学习了光学之后，研究制作简易针孔照相机：在空易拉罐底部的中央，用钉子戳一个三角形小孔，将易拉罐的顶部剪去后，蒙上一层半透明塑料薄膜，如图所示。他在塑料薄膜上看到的像是（　　） A．三角形光斑 B．圆形光斑 C．蜡烛的正立像 D．蜡烛的倒立像 5．下列关于声与光的比较，以下说法正确的是（　　） A．声和光的传播都需要介质 B．声和光都能在真空中传播 C．声和光都能传递信息和能量 D．声和光从空气传入水中，速度都变快了 6．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 7．有两个小朋友站在一盏电灯下，脚下是其在灯光下的影子，如图中的情景符合实际的是（　　） A．甲 B．乙 C．丙 D．丁 二、填空题 8．在茂密的树林地面能看到许多圆形光斑，是由于光透过树叶缝隙发生的______现象，该现象是由于光的______形成的。 9．《墨经》中记载：“景。光之人，煦若射，下者之人也高；高者之人也下。”这是世界上首次对小孔成像的描述。文中描述的像是倒立的 　 　（选填“实”或“虚”）像，其形成原理是 　 　。 10．“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。 11．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。 12. 如图所示甲是某校同学用一盆墨水观察到的日食奇观．产生日食的原因是光沿 传播。当我们位于图乙中的 区域时，就能看到日偏食现象。      三、实验题 13．如图所示。找一个空的易拉罐，用钉子在易拉罐底部的中央敲-个小孔，将易拉罐的顶部剪去后，蒙上。层塑料薄膜，这样就制成了一个针孔照相机，其实就是小孔成像的实验装置。将点燃的蜡烛咒于小孔前的适当位置，观察并研究小孔成像的特点： （1）烛焰在塑料薄膜上所成的像是___________（选填“实像”或“虚像”）：其成像的原理是___________： （2）如果易拉罐底部小孔是三角形，则他在半透明纸上看到的像是___________。 A．三角形光斑      B．圆形光斑 C．烛焰的正立像   D．烛焰的倒立像 （3）若将蜡烛向下移，则人眼看到的塑料薄膜上的像是向___________移小孔成像（选填“上”或“下”）： （4）为了增大烛焰所成的像，采取的办法是：___________。 14．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”）。 15．如图所示，小奕制成了一个针孔照相机，其实就是小孔成像的实验装置。将点燃的蜡烛置于小孔前的适当位置，观察并研究小孔成像的特点： （1）图中烛焰在塑料薄膜上所成的像是 ___________（填“正立”或“倒立”）的 ___________（填“实像”或“虚像” ；其成像的原理是光沿 ___________； （2）如果易拉罐底部小孔是三角形，则他在半透明纸上看到的像是 ___________； A．三角形光斑 B．圆形光斑 C．烛焰的正立像 D．烛焰的倒立像 （3）将蜡烛燃烧变短，则它在薄膜上的像将向 ___________（填“上”或“下”）方移动；要想使像更亮些，半透明薄膜应 ___________（填“靠近”或“远离”）小孔。 （4）晴天的正午时分，走在茂密的树林下，你会看到阳光透过树叶的缝隙而在地上留下许多大小不同的圆形光斑，这是 ___________（选填“太阳”、“树叶的缝隙”或“树叶”）的 ___________（选填“像”或“影子”）。仔细观察光斑，发现这些圆形光斑大小不一，这些圆形光斑的大小主要与下列哪个选项有关？填序号 ___________。 ①树叶间小孔的大小 ②树叶间小孔到地面的距离 ③太阳到树叶间小孔的距离 四、画图题 16．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。 17．如图，点光源S发出的光能透过窗口照射到右侧，请画出被照亮的区域，保留光路图作图痕迹。    18．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。 9 / 11 学科网（北京）股份有限公司 $