内容正文:
物理臻选·2026-2027学年苏科版八年级物理上
《第二章光现象第二节光的直线传播》提优特训A·B卷
一.特训目标
(
1.掌握光的直线传播条件、传播规律、光速大小,建立光线物理模型,认识生活中光直线传播的典型现象。
2.能区分影子、小孔成像、日食月食的成因,掌握小孔成像特点,学会用光路规律分析成像变化。
3.熟悉光沿直线传播实验操作,理解模型法物理思想,能通过实验现象归纳物理规律。
4.了解古代日晷、现代激光测距等应用,感受光学知识在科技、生活、传统文化中的价值。
)
二.重点难点
(
(一)重点
1.光在同种均匀介质中沿直线传播的核心规律及成立条件。
2.光的直线传播常见现象:影子形成、小孔成像、日食、月食。
3.真空中光速大小、不同介质中光速大小关系及生活应用。
4.小孔成像的成像特点与成像规律。
(二)难点
1.精准理解
“
同种、均匀
”
两个必备条件,能判断光是否沿直线传播。
2.区分影子与小孔成像的本质区别,避免现象混淆。
3.掌握小孔成像大小、形状、虚实的变化规律,突破成像动态分析题型。
4.理解光线是物理模型,并非真实存在的光。
)三.知识精析
(一)光的直线传播规律
1.实验探究:
(1)在充满烟雾的透明玻璃罩内,用激光笔照射,观察光的传播路径。
可以清晰看到光在烟雾(空气)中沿直线传播,烟雾中的小颗粒散射光,从而显示出光的传播路径,证明光在均匀空气中沿直线传播。
(2)向水中滴入几滴牛奶搅匀,用激光笔斜射入水中,观察水中光的传播路径。
可以看到光在水中的传播路径是一条直线,牛奶微粒散射光线,便于观察;光在均匀的水中沿直线传播
2.完整结论:
光在同种均匀介质中沿直线传播。
3.两个缺一不可的条件
(1)同种介质:光从空气射入水、玻璃等不同介质时,传播方向偏折,不沿直线传播。
(2)介质均匀:同种介质密度不均匀(如早晚大气层、不均匀糖水),光线会弯曲,不再直线传播。
4.模型法——光线
为方便研究光的传播,物理学引入光线:带箭头的直线,表示光的传播路径和方向。光线是为了研究光的传播方便而引入的理想模型,实际上并不存在。它是人们假想出来帮助理解物理现象的工具,而光本身是客观存在的一种物质。
(二)光沿直线传播的典型现象(必考)
1.影子的形成
光沿直线传播,遇到不透明物体被遮挡,物体后方形成光照不到的黑暗区域,即为影子。
影子是无光区域,不是像。
(1)如图所示,试一试,你能将杆的影子踩在脚下吗?
(2)如图所示,做几个有趣的影子游戏。想一想,手影为什么会随手形的变化而改变?
2.小孔成像
用易拉罐制成针孔照相机(底部戳小孔,顶部蒙半透明薄膜),对准窗外景物,观察薄膜上的像。
【现象分析】:像为倒立的实像,像的形状与物体形状相同,与小孔形状无关;改变物体到小孔的距离(物距)或薄膜到小孔的距离(像距),发现物距不变时,像距越大像越大;像距不变时,物距越大像越小。
(1)原理:光的直线传播。
(2)成像特点:
①成倒立、实像(实际光线会聚而成);
②像的形状由物体形状决定,与小孔形状无关;
③孔越小,成像越清晰;孔过大不能成像;
④物靠近小孔、光屏不动,像变大;光屏远离小孔、物不动,像变大。
(3)作图
①确定物体(如蜡烛)和小孔的位置,画出物体的端点(如烛焰顶端和烛焰底端)。
②从物体端点出发,过小孔画直线(沿光的传播方向)。
③直线与光屏的交点即为像的端点,连接像的端点,得到倒立的像。
(4)应用
①古代的针孔照相机利用小孔成像原理制成。
②可以通过小孔成像观察太阳的像(如在树荫下看到的圆形光斑,其实是太阳通过树叶间的小孔所成的像)。
3.日食、月食
(1)日食:月球挡太阳光,光沿直线传播,地球上出现阴影;
(2)月食:地球挡太阳光,光照不到月球形成;
4.生活应用
激光准直、排队看齐、射击瞄准、古代日晷计时。
(三)光的传播速度
1.真空中光速(宇宙最快速度)
c=3×108m/s = 3×105km/s ,这是宇宙中最快的速度 。
2.介质中光速大小规律
真空>空气>液体>固体
(1)空气中光速近似等于真空中光速;
(2)光在水中速度约为真空的;即2.25×108m/s 。
(2)光在玻璃中速度约为真空的,即2×108m/s 。
3.光年:光年是光在1年内传播的距离,它是一个长度单位,1光年约等于9.46×1015m ,常被用于衡量天体之间的距离。
4.重要常识
先看到闪电、后听到雷声:光速远大于声速。
A卷·基础过关
(时间:45分钟 满分:100分)
一.选择题
1.(2026·盐城阜宁期中)2026年我国开展激光通信地面测试,激光在均匀空气中传播时,传播路径是( )
A.曲线 B.直线 C.先弯曲后直线 D.无固定路径
2.(2026·苏州相城月考)下列现象,不属于光的直线传播的是( )
A.小孔成像 B.雨后彩虹 C.影子的形成 D.日食现象
3.(2025秋·泰州姜堰期末)关于“光线”,下列说法正确的是( )
A.光线是真实存在的一条光 B.光线是表示光传播路径的物理模型
C.光线可以用虚线随意绘制 D.一条光线可以传播声音
4.(2026·南通如皋一模)小孔成像实验中,决定像的形状的是( )
A.小孔的形状 B.物体的形状 C.光屏的大小 D.小孔的大小
5.(2025秋·淮安淮阴期中)真空中光的传播速度约为( )
A.340m/s B.3×105m/s C.3×108m/s D.3×108km/s
6.(2026·镇江京口月考)排队做操时,后面同学只能看到前一名同学的后脑勺,队伍就排直了,原理是( )
A.光的反射 B.光的直线传播 C.光的折射 D.光速很大
7. 小明同学在课外用易拉罐做成如图所示的装置做小孔成像实验,如果易拉罐底部有一个很小的三角形小孔,则他在半透明纸上看到的像是( )
A. 蜡烛的正立像 B. 蜡烛的倒立像 C. 三角形光斑 D. 圆形光斑
8. 在硬纸板上穿一小孔,通过小孔向外看,眼睛向小孔逐渐靠近,看到外面的景物范围( )
A. 变大 B. 变小 C. 不变 D. 先变大后变小。
9. 学校运动会上的百米赛跑,计时员为了计时准确些,总是( )
A. 听枪声按秒表,因为耳朵灵敏度比眼睛高
B. 看发令时散发的白烟按秒表,因为眼睛的灵敏度比耳朵高
C. 听枪声和看白烟都可以,因为枪声和白烟是同时发生的
D. 看发令时散发的白烟按秒表,因为光速比声速大得多
10.我们常能观测到奇妙的天文现象,对月球处于下列不同位置时说法正确的是( )
A.Ⅰ区月全食 B.Ⅱ区月偏食 C.Ⅲ区月全食 D.Ⅳ位置日偏食
11.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,下列说法中正确的是( )
A.可以在薄膜上看到烛焰倒立的虚像 B.像的形状与小孔的形状有关
C.烛焰离小孔越远,薄膜上的像越小 D.小孔成像的原理是光的反射
12.少年负壮志,担当家与国。百余年来《少年中国说》震彻中华大地,下图是我校学生朗诵《少年中国说》的场景,下列有关说法正确的是( )
A.台上观众看到队列排列整齐是因为光在空气中总是沿直线传播
B.声在空气和水中的传播速度相同
C.小孔成像原理是光的直线传播
D.声和光的传播都需要介质
二.填空题
13.(2026·盐城射阳期中)光沿直线传播的条件:在________、介质中;光在真空中的传播速度最。
14.(2025秋·扬州广陵期末)手影游戏的原理是光的________;手挡住光线,在手后方形成光照不到的________,影子________(选填“是”或“不是”)实像。
15.(2026·连云港海州月考)小孔成的像是______立的______像;成像的原理是______。
16.(2026·宿迁宿豫一模)发生日食时,位于太阳和地球之间;日食形成原理是光的;该现象说明光________(选填“可以”或“不可以”)绕过不透明物体。
17.(2025秋·徐州铜山期中)光在真空、空气、玻璃中传播,速度从大到小排序:_______>________>_______。
18.(2026·常州新北月考)射击瞄准“三点一线”利用光的________;激光准直建造隧道,利用相同原理,说明光能沿________传播;这个规律的前提是介质均匀、________。
19.2026年美军实现飞机与卫星的激光通信突破,激光在太空真空中的传播速度约为______m/s;地面实验中,激光束通过同种均匀空气时沿______传播,这一特性与“举杯邀明月,对影成三人”中影子的形成原理______。
20.在模拟月食的实验中,物理老师画了示意图(如图),地面上的观察者应该是位于 处可观察到月食,此时月亮在 处。(均选填“A”“B”“C”或“D”)
三.解答题
21.作图题
例9. 图中,室内一盏电灯通过木板隔墙上的两个小洞,透出两条细小光束.请用作图法确定室内电灯S的位置;
22. 小明用如图所示的实验来研究光的传播.
⑴由实验可知,光在水中沿______传播;光在玻璃中沿______传播.同样也可知,光在空气中沿______传播.由此可得出的结论是:光在均匀介质中是沿_____传播的;
⑵得到上述结论时所采用的方法是 ( )
A.转化法 B.类比法 C.归纳法
23.在制作简易的“针孔照相机”的活动中,小华同学将圆筒插入易拉罐中制成如图的仪器(圆筒能在易拉罐中前后移动)。
(1)圆筒的 (选填“A”或“B”)端是用半透明塑料薄膜制成的光屏;
(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.蜡焰的正立像 D.蜡焰的倒立像
(3)保持易拉罐和圆筒位置不变,应将蜡烛向 (选填“左”或“右”)移动,可以使得屏上的像变大;
(4)进一步实验,分别测出烛焰的高度h1,烛焰到小孔的距离x1,像的高度h2,像到小孔的距离x2,测得多组数据后发现,它们之间满足关系:,树荫下的圆形光斑就是太阳通过树叶中间的小孔在地面上成的像,小华测出其中一个光斑的直径为7.0cm,树的高度大约是7m,从网上查到太阳到地面的距离为,由此可以估算太阳的直径约为 km。
24.如图甲所示,用易拉罐制作的简易针孔照相机,做小孔成像实验。
(1)利用针孔照相机观察蜡烛的成像时,孔对着 (选填“蜡烛”或“眼睛”),可观察所成的像;
(2)将蜡烛靠近针孔照相机少许,蜡烛的像将 (选填“变大”“变小”或“不变”);
(3)正午时,小华在地面上铺一张白纸,将刻有边长为1cm的小孔的纸板正对着太阳,保持纸板与白纸的距离为30cm,观察白纸上的光斑。为了研究小孔大小对成像的影响,小明又设计了四种有不同形状孔的卡片甲,并用另一张卡片乙覆盖在甲上。如乙图所示。接着,从图示位置沿箭头方向水平移动乙,改变孔的大小,观察光斑形状的变化情况,能满足实验要求的 (选填“A”、“B”、“C”或“D”)理由是: ;
(4)①正对着太阳,保持纸板与地面距离不变,地面的白纸上出现亮斑,缓慢向左移动覆盖卡片乙,改变透光孔的大小,观察到的现象是:刚开始时,白纸上光斑大小将 (选填“变大”、“不变”或“变小”),光斑亮度 (选填“增强”、“不变”或“减弱”);②当小孔足够小时,此时光斑形状是圆形,继续移动覆盖的卡片,减小通光孔的大小,白纸上光斑大小将 (选填“变大”、“不变”或“变小”),光斑亮度 (选填“增强”、“不变”或“减弱”);
(5)晴天的正午时分,走在公园的树林里,小华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,圆形光斑大小不一原因是 。
25.如图所示为成功发射升空的詹姆斯·韦伯太空望远镜。当该望远镜正常工作后,利用电磁波(其速度与光速相同)向地面接收站发回一条观测信息需要5s才能到达接收站,则詹姆斯·韦伯太空望远镜离地球的距离约为多少?(光速为3×105km/s)
26.阅读短文,回答问题。
手术无影灯
手术无影灯用来照明手术部位,尽量消除医护人员的头、手和器械等对手术部位造成的阴影。
手术无影灯是怎么做到“无影”的呢?晚上在教室内只打开一盏日光灯,仔细观察你自己的影子,会发现影子中部特别黑暗,四周稍浅。影子中部,日光灯发出的光不能照到,特别黑暗,叫本影。四周灰暗的部分叫半影。
为了解释无影灯的工作原理,在课桌上点两支蜡烛分开放置于A、B两个位置,蜡烛前面立一本书,关掉日光灯可以看到墙壁出现书的本影和半影,如图甲。如果点燃三支甚至四支蜡烛,书的本影部分就会逐渐缩小,半影部分会出现很多明暗不同的层次。
手术无影灯是将发光强度很大的许多灯排列在灯盘上,合成一个大面积的光源,这样就能从不同角度把光线照射到手术台上,既保证手术视野有足够的亮度,同时又不会产生明显的本影。
(1)图甲的上侧半影区域中,蜡烛___________;
A.A和B发出的光都照到 B.A发出的光照到,B照不到
C.A和B发出的光都照不到 D.B发出的光照到,A照不到
(2)在手术无影灯下,医护人员的手和器械等在手术部位 (会/不会)产生本影;
(3)请在图乙中画出第三支蜡烛C照到课本上时,在墙上产生的本影区域(仿图甲,在墙壁上对应位置画出阴影);( )
(4)如果在乙图中再点燃更多的蜡烛,书的半影部分___________;
A.明暗更明显,层次更多
B.明暗更明显,层次更少
C.明暗更不明显,层次更多
D.明暗更不明显,层次更少
(5)小明同学想用9盏相同的LED灯(图中用表示)排列合成一个大光源作为无影灯,下列设计效果最好的是___________。
A. B. C. D.
B卷·强化提优
(时间:60分钟 满分:100分)
一.选择题
1. 如图所示的四种现象中,不是由于光的直线传播而形成的是( )
A.树荫下的光斑 B.地上的“树影” C.沙漠蜃景 D.日食现象
2.(2026·无锡滨湖期中)早晨太阳光穿过大气层时路径弯曲,原因是( )
A.光不遵守直线传播规律 B.大气层介质不均匀
C.光的速度发生变化就一定弯曲 D.光在空气中本来就是曲线传播
3.(2025秋·南京玄武期末)关于小孔成像,下列操作能让光屏上的像变大的是( )
A.保持光屏不动,将物体靠近小孔 B.保持物体不动,光屏靠近小孔
C.同时把物体、光屏靠近小孔 D.换一个更大的小孔
4.(2026·泰州海陵一模)闪电和雷声同时产生,我们先看见闪电后听见雷声,原因是()
A.先发生闪电,后发生雷声 B.光速远大于声速
C.光不需要介质传播,声音需要 D.光的传播不需要时间
5.(2026·苏州吴中月考)下列关于月食的说法正确的是( )
A.月食是月球自身变暗 B.月食原理是光的直线传播
C.月食时太阳在地球、月球中间 D.月食可以在任何天气随时观察
6.(2025秋·南通启东期末)一盏路灯下,人从远处走向路灯再走远,地面影子长度变化是( )
A.一直变短 B.一直变长 C.先变短后变长 D.先变长后变短
7.(2026·盐城亭湖二模)夏天树荫下圆形光斑,对这个光斑说法正确的是( )
A.光斑是树叶缝隙的像 B.光斑是太阳的实像
C.光斑是太阳的虚像 D.光斑是树叶的影子
8.竖直放置的木板上有小孔AB,孔前有一挡板CD,如图所示。通过小孔看挡板后的墙,看不到的区域为( )
A.ab B.cd C.bc D.ad
9.两千多年前,墨子和他的学生做了小孔成像实验。如图所示,用一块带有小孔的板遮挡在墙体与物之间,墙体上就会形成像。用单箭头和双箭头分别表示两条不同光线,画出小孔成像的光路图。下列光路图正确的是( )
A. B. C. D.
10.小欢用针孔照相机(即小孔成像实验装置)观察蜡烛的烛焰,若保持小孔和蜡烛的烛焰位置不变,如图所示。则下列分析正确的是( )
A.若内筒位置不变,半透明膜上烛焰的像是正立的
B.若内筒位置不变,半透明膜上烛焰的像是放大的
C.若向右拉动内筒,半透明膜上烛焰的像将变小
D.若向左推动内筒,半透明膜上烛焰的像将变亮
11.2025年6月,中国科学院云南天文台科研团队发布,发现一颗质量约为地球10倍的“超级地球”——开普勒725c,距离地球约2472光年,具备类地生命存在的条件。光年是( )
A.时间单位 B.长度单位 C.速度单位 D.质量单位
12.有两个高矮不同的小朋友A和B,A比B高,夜晚,他们分别站在路灯下,路灯O是光源,O′点是路灯在地面上的投影:A、B两人和点O′在同一直线上,如图所示,他们的头部分别在地面上留下两个影子A′和B′,相距d′。当两人沿过O'点的直线,以相同的速度向右行进时,我们可以观察到地面上A'和B'之间的距离将( )
A.不断减小 B.不断增大 C.先增大,后减小 D.先减小,后增大
二.填空题
13.(2026·盐城大丰二模)在小孔成像实验中,若小孔是三角形,光屏上太阳的像形状是________;像的亮度会随小孔增大变________;小孔过大时,________(选填“仍能”“不能”)成像。
14.(2026·扬州江都一模)光________(选填“能”“不能”)在真空中传播;声音________(选填“能”“不能”)在真空中传播;真空中光速约为________m/s。
15.(2025秋·镇江丹阳期末)影子的长短由光源位置决定;光源高度越高,影子越________;光源高度越低,影子越________;影子________(选填“有”“没有”)确定的像点。
16.(2026·淮安清江浦月考)2026深空激光通信,激光从地面发射到太空,穿过大气层时,介质不均匀,光线发生________;进入宇宙真空后,激光沿________传播;真空里激光传播速度________(选填“大于”“等于”“小于”)空气中光速。
17.(2026·宿迁沭阳二模)小孔成像成倒立实像,倒立是相对于________而言;如果物体向上移动,光屏上的像向________移动;小孔成像可以用________规律解释。
18.(2025秋·连云港东海期末)木工检查木板是否平直,闭上一只眼沿木板边缘观察,若边缘对齐,说明木板________;这个方法利用________;该规律适用前提是________介质。
19.当太阳光被月球挡住的时候,在地球上的人可能看不到太阳,这就是日食,它的形成主要是因为光在均匀介质中沿 。如图所示,当人随地球一起运动到 区域内会看见日偏食,在 区域内会看到日环食。(后两空均在“A”“B”“C”“D”四个区域内选填)
20.如图所示,用易拉罐、圆筒和半透明蜡纸等物品制作针孔照相机,为了成像更清晰,应将圆筒的 (A/B)端蒙上半透明蜡纸;调节蜡纸到小孔的距离,可在蜡纸上看到物体 (正立/倒立)的像,若将针孔照相机靠近物体,则光屏上的像将 (变大/变小/不变)。
三.解答题
21.作图题
(1)请在光屏上画出物体经小孔所成的像;
(2)如图所示,请找到人头部点A在地面上的影子的位置,S为太阳。
22.如图所示是研究光的传播规律的小实验。
(1)图甲中,为了显示激光在空气中的传播路径,可以在光的传播路径下点蚊香。图乙中,为了显示激光在水中的传播路径,可以在水中加入少量的 (填字母)。
A.食用油或牛奶 B.牛奶或咖啡 C.咖啡或食用油
(2)要得出“光沿直线传播”这一普遍结论,还需要再做一个光在 (填字母)中传播的实验。
A.酒精 B.木块 C.玻璃砖
23.圭表是利用日影进行测量的古代天文仪器,如图甲所示。早在周朝,我国就已经开始使用圭表来确定冬至和夏至的时间。
圭表包括“圭”和“表”两部分。表是一根立在地面的标杆或石柱,表高一般为8尺(3尺约为1m),圭是从表的脚跟上以水平位置伸向正北方的一条石板,其结构如图乙所示。在地球绕太阳公转过程中,北半球同一地区正午太阳高度(太阳光线与地平面的夹角)从夏至日到冬至日逐渐变小。古人根据影子末端的不同位置标记好相应刻度,就可以确定二十四节气。
(1)夏至节气常常伴有雷雨,雷雨天气里我们总是先看见闪电再听到雷声,其原因是 。
(2)古代,人们在表顶上安装一个带有小正方形槽孔的铜叶,则阳光通过铜叶槽孔后在圭表上成的光斑的形状是 (选填“正方形”或“圆形”)。
(3)已知北半球某处冬至、春分和夏至时的正午太阳高度分别为26°34'、50°和73°26',则该处圭表上节气刻度的大概位置是___________(填选项)。
A. B.C. D.
(4)请写出一个与圭表原理相同的生活现象或实际应用: (合理即可)。
24.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)分析比较甲、丙两图,可以得出结论:小孔成像时像的形状由 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倒立的 像,说明小孔成像的原理与日食、月食的成因 (相同/不同)。
(4)如图丁,如果“F”发光二极管作为光源,则塑料膜上所成的像是图丁中的 (填字母)。
25.电线杆在阳光照射下影长6.9 m,竖直立着的2 m长的竹竿的影长2.2 m,问电线杆的高度是多少?(太阳光可看作平行光,作出图后再解).
26.阅读短文,回答问题。
从古代日晷到现代激光技术——光的直线传播的古今应用
2026年全国青少年科学素养大赛设置光学探究项目,参赛选手以日晷为切入点,对比研究古代计时光学原理和现代激光工程应用。日晷依靠太阳光直线传播形成的影子计时,晷盘上均匀标注时间刻度;选手在实验中发现,如果空气中充满烟雾,激光笔发出的光束路径能够清晰显现,直观证明均匀介质中光的直线传播。
物理课本中明确:光沿直线传播的必备条件是同种、均匀介质。当介质不均匀,比如早晚近地面大气层密度差异较大时,太阳光的传播路线会发生弯曲,不再沿直线传播。小孔成像、手影游戏、日食月食、隧道激光准直,全部都是光的直线传播的典型实例。同时要区分两个容易混淆的概念:影子没有实际光线会聚,不属于像;小孔成像可以用光屏承接,是倒立的实像,像的形状只和物体形状有关,与小孔形状无关。选手查阅资料了解到,深空激光通信、激光雷达测距等2026前沿航天科技,核心基础规律同样是光的直线传播。结合日晷结构图与光学知识点作答:
(1)激光准直技术利用光的________传播规律;该规律成立的条件是________均匀介质。
(2)小孔成像实验中,若把小孔换成三角形,光屏上太阳像的形状为()
A.三角形 B.圆形 C.正方形 D.不规则形状
(3)真空中光的传播速度约为________m/s;光________(选填“可以”“不可以”)在真空环境传播。
(4)下列关于日食、影子、小孔成像的说法正确的是( )
A.日食是光发生折射形成的 B.小孔成像成正立的实像
C.影子是光沿直线传播形成的暗区 D.影子和小孔成像都属于实像
(5)(选择)夏天傍晚,我们看到的落日实际位置在地平线下方,原因是( )
A.光的直线传播 B.大气层不均匀,光发生偏折 C.光的反射 D.光的色散
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物理臻选·2026-2027学年苏科版八年级物理上
《第二章光现象第二节光的直线传播》提优特训A·B卷
一.特训目标
(
1.掌握光的直线传播条件、传播规律、光速大小,建立光线物理模型,认识生活中光直线传播的典型现象。
2.能区分影子、小孔成像、日食月食的成因,掌握小孔成像特点,学会用光路规律分析成像变化。
3.熟悉光沿直线传播实验操作,理解模型法物理思想,能通过实验现象归纳物理规律。
4.了解古代日晷、现代激光测距等应用,感受光学知识在科技、生活、传统文化中的价值。
)
二.重点难点
(
(一)重点
1.光在同种均匀介质中沿直线传播的核心规律及成立条件。
2.光的直线传播常见现象:影子形成、小孔成像、日食、月食。
3.真空中光速大小、不同介质中光速大小关系及生活应用。
4.小孔成像的成像特点与成像规律。
(二)难点
1.精准理解
“
同种、均匀
”
两个必备条件,能判断光是否沿直线传播。
2.区分影子与小孔成像的本质区别,避免现象混淆。
3.掌握小孔成像大小、形状、虚实的变化规律,突破成像动态分析题型。
4.理解光线是物理模型,并非真实存在的光。
)三.知识精析
(一)光的直线传播规律
1.实验探究:
(1)在充满烟雾的透明玻璃罩内,用激光笔照射,观察光的传播路径。
可以清晰看到光在烟雾(空气)中沿直线传播,烟雾中的小颗粒散射光,从而显示出光的传播路径,证明光在均匀空气中沿直线传播。
(2)向水中滴入几滴牛奶搅匀,用激光笔斜射入水中,观察水中光的传播路径。
可以看到光在水中的传播路径是一条直线,牛奶微粒散射光线,便于观察;光在均匀的水中沿直线传播
2.完整结论:
光在同种均匀介质中沿直线传播。
3.两个缺一不可的条件
(1)同种介质:光从空气射入水、玻璃等不同介质时,传播方向偏折,不沿直线传播。
(2)介质均匀:同种介质密度不均匀(如早晚大气层、不均匀糖水),光线会弯曲,不再直线传播。
4.模型法——光线
为方便研究光的传播,物理学引入光线:带箭头的直线,表示光的传播路径和方向。光线是为了研究光的传播方便而引入的理想模型,实际上并不存在。它是人们假想出来帮助理解物理现象的工具,而光本身是客观存在的一种物质。
(二)光沿直线传播的典型现象(必考)
1.影子的形成
光沿直线传播,遇到不透明物体被遮挡,物体后方形成光照不到的黑暗区域,即为影子。
影子是无光区域,不是像。
(1)如图所示,试一试,你能将杆的影子踩在脚下吗?
【解析】不能,影子是因为光沿直线传播,杆挡住光线,在后方形成的黑暗区域。光源在上方,影子始终出现在杆背光的一侧,无法踩到杆的影子。
(2)如图所示,做几个有趣的影子游戏。想一想,手影为什么会随手形的变化而改变?
【答案】光沿直线传播,光在同种均匀介质中沿直线传播,光遇到不透明的手时被挡住,在手后方形成影子;手的形状改变,遮挡光线的轮廓改变,影子的形状也就跟着改变。
2.小孔成像
用易拉罐制成针孔照相机(底部戳小孔,顶部蒙半透明薄膜),对准窗外景物,观察薄膜上的像。
【现象分析】:像为倒立的实像,像的形状与物体形状相同,与小孔形状无关;改变物体到小孔的距离(物距)或薄膜到小孔的距离(像距),发现物距不变时,像距越大像越大;像距不变时,物距越大像越小。
(1)原理:光的直线传播。
(2)成像特点:
①成倒立、实像(实际光线会聚而成);
②像的形状由物体形状决定,与小孔形状无关;
③孔越小,成像越清晰;孔过大不能成像;
④物靠近小孔、光屏不动,像变大;光屏远离小孔、物不动,像变大。
(3)作图
①确定物体(如蜡烛)和小孔的位置,画出物体的端点(如烛焰顶端和烛焰底端)。
②从物体端点出发,过小孔画直线(沿光的传播方向)。
③直线与光屏的交点即为像的端点,连接像的端点,得到倒立的像。
(4)应用
①古代的针孔照相机利用小孔成像原理制成。
②可以通过小孔成像观察太阳的像(如在树荫下看到的圆形光斑,其实是太阳通过树叶间的小孔所成的像)。
3.日食、月食
(1)日食:月球挡太阳光,光沿直线传播,地球上出现阴影;
(2)月食:地球挡太阳光,光照不到月球形成;
4.生活应用
激光准直、排队看齐、射击瞄准、古代日晷计时。
(三)光的传播速度
1.真空中光速(宇宙最快速度)
c=3×108m/s = 3×105km/s ,这是宇宙中最快的速度 。
2.介质中光速大小规律
真空>空气>液体>固体
(1)空气中光速近似等于真空中光速;
(2)光在水中速度约为真空的;即2.25×108m/s 。
(2)光在玻璃中速度约为真空的,即2×108m/s 。
3.光年:光年是光在1年内传播的距离,它是一个长度单位,1光年约等于9.46×1015m ,常被用于衡量天体之间的距离。
4.重要常识
先看到闪电、后听到雷声:光速远大于声速。
A卷·基础过关
(时间:45分钟 满分:100分)
一.选择题
1.(2026·盐城阜宁期中)2026年我国开展激光通信地面测试,激光在均匀空气中传播时,传播路径是( )
A.曲线 B.直线 C.先弯曲后直线 D.无固定路径
【答案】:B
【解析】:光在同种均匀介质中沿直线传播,均匀空气属于同种均匀介质,激光沿直线传播。
2.(2026·苏州相城月考)下列现象,不属于光的直线传播的是( )
A.小孔成像 B.雨后彩虹 C.影子的形成 D.日食现象
【答案】:B
【解析 :雨后彩虹是光的色散(折射);小孔成像、影子、日食原理都是光的直线传播。
3.(2025秋·泰州姜堰期末)关于“光线”,下列说法正确的是( )
A.光线是真实存在的一条光 B.光线是表示光传播路径的物理模型
C.光线可以用虚线随意绘制 D.一条光线可以传播声音
【答案】:B
【解析】:光线是理想化物理模型,实际不存在;画光线必须用带箭头的实线,A、C错误,D明显错误。
4.(2026·南通如皋一模)小孔成像实验中,决定像的形状的是( )
A.小孔的形状 B.物体的形状 C.光屏的大小 D.小孔的大小
【答案】:B
【解析】:小孔成像特点:像的形状与物体一致,和小孔形状无关;小孔只影响成像清晰度。
5.(2025秋·淮安淮阴期中)真空中光的传播速度约为( )
A.340m/s B.3×105m/s C.3×108m/s D.3×108km/s
【答案】:C
【解析】:真空中光速c=3×108m/s;340m/s是15℃空气中声速,注意单位区分。
6.(2026·镇江京口月考)排队做操时,后面同学只能看到前一名同学的后脑勺,队伍就排直了,原理是( )
A.光的反射 B.光的直线传播 C.光的折射 D.光速很大
【答案】:B
【解析】:光沿直线传播,前面同学挡住光线,说明队伍在一条直线上,利用了光的直线传播规律。
7. 小明同学在课外用易拉罐做成如图所示的装置做小孔成像实验,如果易拉罐底部有一个很小的三角形小孔,则他在半透明纸上看到的像是( )
A. 蜡烛的正立像 B. 蜡烛的倒立像 C. 三角形光斑 D. 圆形光斑
【答案】B
【解析】小孔成像是由于光的直线传播形成的,物体经过小孔成的像是倒立的实像,而不是光斑,像的形状与物体相同,而与小孔的形状无关.
8. 在硬纸板上穿一小孔,通过小孔向外看,眼睛向小孔逐渐靠近,看到外面的景物范围( )
A. 变大 B. 变小 C. 不变 D. 先变大后变小。
【答案】A
【解析】由于光沿直线传播,当眼镜向小洞远离时,从A点远离到B点时,所看外面景物范围的大小变化如图:因此,看到外面的景物范围逐渐变小,只有A选项符合题意;故选A。
9. 学校运动会上的百米赛跑,计时员为了计时准确些,总是( )
A. 听枪声按秒表,因为耳朵灵敏度比眼睛高
B. 看发令时散发的白烟按秒表,因为眼睛的灵敏度比耳朵高
C. 听枪声和看白烟都可以,因为枪声和白烟是同时发生的
D. 看发令时散发的白烟按秒表,因为光速比声速大得多
【答案】D
【解析】因为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在空气中的传播速度,所以在看到发令时散发的白烟按秒表计时较为准确;故选D.
10.我们常能观测到奇妙的天文现象,对月球处于下列不同位置时说法正确的是( )
A.Ⅰ区月全食 B.Ⅱ区月偏食 C.Ⅲ区月全食 D.Ⅳ位置日偏食
【答案】A
【解析】从图示中可看出,月球在Ⅰ区时,故此时会发生月全食。故选:A。
11.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,下列说法中正确的是( )
A.可以在薄膜上看到烛焰倒立的虚像 B.像的形状与小孔的形状有关
C.烛焰离小孔越远,薄膜上的像越小 D.小孔成像的原理是光的反射
【答案】C
【解析】A.小孔成像,薄膜上呈现蜡烛倒立的实像,故A错误;B.小孔成像中像的形状与孔的形状无关,故B错误;C.焰离小孔越远,薄膜上的像越小,如图所示:故C正确;D.小孔成像的工作原理是利用光的直线传播,故D错误。故选C。
12.少年负壮志,担当家与国。百余年来《少年中国说》震彻中华大地,下图是我校学生朗诵《少年中国说》的场景,下列有关说法正确的是( )
A.台上观众看到队列排列整齐是因为光在空气中总是沿直线传播
B.声在空气和水中的传播速度相同
C.小孔成像原理是光的直线传播
D.声和光的传播都需要介质
【答案】C
【解析】A.光在同一均匀介质中才沿直线传播,如果介质不均匀,光的传播路径可能会发生偏折。台上观众看到队列排列整齐,通常是因为在大多数情况下,空气可以看作是均匀的,所以光在其中沿直线传播,使得观众能够沿着光的直线传播路径看到队列的排列情况,故A错误;B.声音在空气中的传播速度通常小于在水中的传播速度,故B错误;C.小孔成像是光的直线传播现象,所成的是倒立的实像,像的大小与距离光源的远近有关,故C正确;D.声音的传播需要介质,真空不能传声;光的传播不需要介质,光可以在真空中传播,故D错误。故选C。
二.填空题
13.(2026·盐城射阳期中)光沿直线传播的条件:在________、介质中;光在真空中的传播速度最。
【答案】:同种;均匀;快
【解析】:完整规律:光在同种均匀介质中沿直线传播;真空是光传播速度最快的环境。
14.(2025秋·扬州广陵期末)手影游戏的原理是光的________;手挡住光线,在手后方形成光照不到的________,影子________(选填“是”或“不是”)实像。
【答案】:直线传播;影子;不是
【解析】:影子只是无光的黑暗区域,不是光线会聚形成的像;小孔成像才是实像。
15.(2026·连云港海州月考)小孔成的像是________立的________像;成像的原理是________。
【答案】:倒;实;光的直线传播
【解析】:小孔成像是实际光线会聚而成,属于实像,一定倒立,原理为光的直线传播。
16.(2026·宿迁宿豫一模)发生日食时,位于太阳和地球之间;日食形成原理是光的;该现象说明光________(选填“可以”或“不可以”)绕过不透明物体。
【答案】:月球;直线传播;不可以
【解析】:日食:月球挡住太阳光;光沿直线传播,不能绕过不透明的月球。
17.(2025秋·徐州铜山期中)光在真空、空气、玻璃中传播,速度从大到小排序:_______>________>_______。
【答案】:真空;空气;玻璃
【解析】:光速规律:真空最快,空气中接近真空,光在玻璃中速度更小。
18.(2026·常州新北月考)射击瞄准“三点一线”利用光的________;激光准直建造隧道,利用相同原理,说明光能沿________传播;这个规律的前提是介质均匀、________。
【答案】:直线传播;直线;同种
【解析】:三点一线、激光准直都是光直线传播的典型生活应用。
19.2026年美军实现飞机与卫星的激光通信突破,激光在太空真空中的传播速度约为______m/s;地面实验中,激光束通过同种均匀空气时沿______传播,这一特性与“举杯邀明月,对影成三人”中影子的形成原理______。
【答案】:3×108;直线;相同
【解析】:光在真空中的传播速度是宇宙中的极限速度,约为3×108m/s;激光属于光的一种,在同种均匀介质(如空气)中沿直线传播;影子的形成也是光沿直线传播的结果,二者原理相同。
20.在模拟月食的实验中,物理老师画了示意图(如图),地面上的观察者应该是位于 处可观察到月食,此时月亮在 处。(均选填“A”“B”“C”或“D”)
【答案】B A
【解析】 月食是由于月球、地球和太阳在同一直线上,月球在地球的阴影中,所以地面上的观察者位于B处可观察到月食,此时月亮在A处。
三.解答题
21.作图题
例9. 图中,室内一盏电灯通过木板隔墙上的两个小洞,透出两条细小光束.请用作图法确定室内电灯S的位置;
【答案】
【解析】根据光路是可逆的,反向延长光线交于一点,此点即为电灯位置图如.
22. 小明用如图所示的实验来研究光的传播.
⑴由实验可知,光在水中沿______传播;光在玻璃中沿______传播.同样也可知,光在空气中沿______传播.由此可得出的结论是:光在均匀介质中是沿_____传播的;
⑵得到上述结论时所采用的方法是 ( )
A.转化法 B.类比法 C.归纳法
【答案】 (1)直线 直线 直线 直线 (2). C
【解析】由实验可知,光在水中沿直线传播;光在玻璃中沿直线传播;同样也可知光在空气中沿直线传播,根据上述结论可以归纳得出的结论是:光在同种均匀介质中是沿直线传播的. 得到上述结论时所采用的方法是归纳法
23.在制作简易的“针孔照相机”的活动中,小华同学将圆筒插入易拉罐中制成如图的仪器(圆筒能在易拉罐中前后移动)。
(1)圆筒的 (选填“A”或“B”)端是用半透明塑料薄膜制成的光屏;
(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.蜡焰的正立像 D.蜡焰的倒立像
(3)保持易拉罐和圆筒位置不变,应将蜡烛向 (选填“左”或“右”)移动,可以使得屏上的像变大;
(4)进一步实验,分别测出烛焰的高度h1,烛焰到小孔的距离x1,像的高度h2,像到小孔的距离x2,测得多组数据后发现,它们之间满足关系:,树荫下的圆形光斑就是太阳通过树叶中间的小孔在地面上成的像,小华测出其中一个光斑的直径为7.0cm,树的高度大约是7m,从网上查到太阳到地面的距离为,由此可以估算太阳的直径约为 km。
【答案】(1)A (2) D (3)右 (4)
【详解】(1)由于光屏处在的环境越暗,光屏上的像越清晰,所以圆筒的A端是用半透明塑料薄膜制成的光屏。(2)小孔成像实验中,光屏上成的应该是物体倒立的像,因此半透明纸上看到的像是蜡焰的倒立像,故ABC不符合题意,D符合题意。
故选D。(3)由于小孔成像是光沿直线传播形成的,所以将蜡烛向右移动可以使得屏上的像变大。(4)光斑的直径为7.0cm=0.07m将数据代入等式得
解得太阳的直径
24.如图甲所示,用易拉罐制作的简易针孔照相机,做小孔成像实验。
(1)利用针孔照相机观察蜡烛的成像时,孔对着 (选填“蜡烛”或“眼睛”),可观察所成的像;
(2)将蜡烛靠近针孔照相机少许,蜡烛的像将 (选填“变大”“变小”或“不变”);
(3)正午时,小华在地面上铺一张白纸,将刻有边长为1cm的小孔的纸板正对着太阳,保持纸板与白纸的距离为30cm,观察白纸上的光斑。为了研究小孔大小对成像的影响,小明又设计了四种有不同形状孔的卡片甲,并用另一张卡片乙覆盖在甲上。如乙图所示。接着,从图示位置沿箭头方向水平移动乙,改变孔的大小,观察光斑形状的变化情况,能满足实验要求的 (选填“A”、“B”、“C”或“D”)理由是: ;
(4)①正对着太阳,保持纸板与地面距离不变,地面的白纸上出现亮斑,缓慢向左移动覆盖卡片乙,改变透光孔的大小,观察到的现象是:刚开始时,白纸上光斑大小将 (选填“变大”、“不变”或“变小”),光斑亮度 (选填“增强”、“不变”或“减弱”);②当小孔足够小时,此时光斑形状是圆形,继续移动覆盖的卡片,减小通光孔的大小,白纸上光斑大小将 (选填“变大”、“不变”或“变小”),光斑亮度 (选填“增强”、“不变”或“减弱”);
(5)晴天的正午时分,走在公园的树林里,小华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,圆形光斑大小不一原因是 。
【答案】(1)蜡烛(2)变大(3) A 只有A改变了孔的大小形状不变,其他的改变孔的大小的同时改变了形状;(4) 变小 不变 不变 减弱 (5)树叶缝隙到地面距离不同
【解析】(1)孔应该对着蜡烛,让火焰的光线通过小孔进入筒内,可观察到塑料薄膜上形成的像。(2)将蜡烛靠近针孔照相机少许,蜡烛的像将变大,因为物距变小,像变大。(3)从图示位置沿箭头方向水平移动乙,改变孔的大小,观察光斑形状的变化情况,能满足实验要求的A,理由是:只有A改变了孔的大小形状不变,其他的改变孔的大小的同时改变了形状;而BCD图中从图示位置沿箭头方向水平移动乙时,孔的大小和形状都改变。故应该选择A图。(4)因为太阳光是平行光,开始时孔较大,所以形成的是和孔面积大小相等的光斑,而且亮度与孔大小无关,光斑亮度不变;则减小孔的大小时,白纸上光斑大小将变小,光斑亮度不变。当小孔到地面的距离一定时小孔越来越小地面上就越容易得到太阳的像(小孔成像),此时光斑形状是圆形;继续移动覆盖的卡片,减小通光孔的大小,白纸上光斑大小将不变,光斑亮度减弱。(5)树叶缝隙到地面距离不同,太阳到孔的距离都近似相等的,但缝隙大小不同,那么较大的缝隙会形成较大的圆形光斑,而较小的缝隙则会形成较小的圆形光斑。这是因为缝隙越大,通过的光线就越多,形成的像也就越大;反之,缝隙越小,通过的光线就越少,形成的像也就越小。
25.如图所示为成功发射升空的詹姆斯·韦伯太空望远镜。当该望远镜正常工作后,利用电磁波(其速度与光速相同)向地面接收站发回一条观测信息需要5s才能到达接收站,则詹姆斯·韦伯太空望远镜离地球的距离约为多少?(光速为3×105km/s)
解:詹姆斯·韦伯太空望远镜离地球的距离约为s=vt=3×105km/s×5s=1.5×106km
答:詹姆斯·韦伯太空望远镜离地球的距离约为1.5×106km。
26.阅读短文,回答问题。
手术无影灯
手术无影灯用来照明手术部位,尽量消除医护人员的头、手和器械等对手术部位造成的阴影。
手术无影灯是怎么做到“无影”的呢?晚上在教室内只打开一盏日光灯,仔细观察你自己的影子,会发现影子中部特别黑暗,四周稍浅。影子中部,日光灯发出的光不能照到,特别黑暗,叫本影。四周灰暗的部分叫半影。
为了解释无影灯的工作原理,在课桌上点两支蜡烛分开放置于A、B两个位置,蜡烛前面立一本书,关掉日光灯可以看到墙壁出现书的本影和半影,如图甲。如果点燃三支甚至四支蜡烛,书的本影部分就会逐渐缩小,半影部分会出现很多明暗不同的层次。
手术无影灯是将发光强度很大的许多灯排列在灯盘上,合成一个大面积的光源,这样就能从不同角度把光线照射到手术台上,既保证手术视野有足够的亮度,同时又不会产生明显的本影。
(1)图甲的上侧半影区域中,蜡烛___________;
A.A和B发出的光都照到 B.A发出的光照到,B照不到
C.A和B发出的光都照不到 D.B发出的光照到,A照不到
(2)在手术无影灯下,医护人员的手和器械等在手术部位 (会/不会)产生本影;
(3)请在图乙中画出第三支蜡烛C照到课本上时,在墙上产生的本影区域(仿图甲,在墙壁上对应位置画出阴影);( )
(4)如果在乙图中再点燃更多的蜡烛,书的半影部分___________;
A.明暗更明显,层次更多
B.明暗更明显,层次更少
C.明暗更不明显,层次更多
D.明暗更不明显,层次更少
(5)小明同学想用9盏相同的LED灯(图中用表示)排列合成一个大光源作为无影灯,下列设计效果最好的是___________。
A. B. C. D.
【答案】(1)D(2)不会(3)(4)C(5)A
【解析】(1)根据图甲可知,蜡烛B在A的上面,其中的上侧半影区域中,B发出的光可以照到,A发出的光照不到。故选D。(2)由题可知,手术无影灯是将发光强度很大的许多灯排列在灯盘上,合成一个大面积的光源,这样就能从不同角度把光线照射到手术台上,既保证手术视野有足够的亮度,同时又不会产生明显的本影,即医护人员的手和器械等在手术部位不会产生明显的本影。(3)根据光的直线传播,从C的发出的光,到物体边缘,沿直线传播,如图所示:(4)在课桌上点两支蜡烛分开放置于A、B两个位置,蜡烛前面立一本书,关掉日光灯可以看到墙壁出现书的本影和半影,如图甲。如果点燃三支甚至四支蜡烛,书的本影部分就会逐渐缩小,半影部分会出现很多明暗不同的层次,明暗更不明显,如果在乙图中再点燃更多的蜡烛,书的半影部分明暗更不明显,层次更多。
故选C。(5)对同一物体,其本影区的大小,与光源发光面大小和光源到物体的距离有关;光源到物体的距离一定时,光源发光面越大,物体的本影越小;光源发光面越小,则物体的本影越大;光源发光面一定时,光源到物体的距离越小,物体的本影区越大,光源到物体的距离越大,物体的本影区越小,想用9盏相同的LED灯排列合成一个大光源作为无影灯,既要有中间的照明,四周越多,本影越不明显。故选A
B卷·强化提优
(时间:60分钟 满分:100分)
一.选择题
1. 如图所示的四种现象中,不是由于光的直线传播而形成的是( )
A.树荫下的光斑 B.地上的“树影” C.沙漠蜃景 D.日食现象
【答案】C
【解析】A. 树荫下形成圆形光斑是小孔成像,是由于光的直线传播形成的,不符合题意;B. 地上的“树影”是沿直线传播的光被不透明的树挡住,在光照不到地面上形成的,是光的直线传播现象,不符合题意;C. 沙漠蜃景是光的折射形成的,不属于光的直线传播现象,符合题意;D. 日食现象是不透明的月球挡住了沿直线传播的太阳光,地球上的人看不到太阳的现象,是光的直线传播现象,不符合题意.故选C.
2.(2026·无锡滨湖期中)早晨太阳光穿过大气层时路径弯曲,原因是( )
A.光不遵守直线传播规律 B.大气层介质不均匀
C.光的速度发生变化就一定弯曲 D.光在空气中本来就是曲线传播
【答案】:B
【解析】:光直线传播条件是同种均匀介质;大气层密度不均匀,光线发生偏折。
3.(2025秋·南京玄武期末)关于小孔成像,下列操作能让光屏上的像变大的是( )
A.保持光屏不动,将物体靠近小孔 B.保持物体不动,光屏靠近小孔
C.同时把物体、光屏靠近小孔 D.换一个更大的小孔
【答案】:A
【解析】:小孔成像大小规律:物近孔、光屏不动,像变大;光屏远孔、物不动,像变大。孔太大只会模糊,不会单纯放大像。
4.(2026·泰州海陵一模)闪电和雷声同时产生,我们先看见闪电后听见雷声,原因是()
A.先发生闪电,后发生雷声 B.光速远大于声速
C.光不需要介质传播,声音需要 D.光的传播不需要时间
【答案】:B
【解析】:闪电雷声同时发生,光速远远大于声速,光传到人眼时间极短,所以先看到闪电。
5.(2026·苏州吴中月考)下列关于月食的说法正确的是( )
A.月食是月球自身变暗 B.月食原理是光的直线传播
C.月食时太阳在地球、月球中间 D.月食可以在任何天气随时观察
【答案】:B
【解析】:月食是地球挡住太阳光,光照不到月球,原理光的直线传播;位置关系:地球在太阳、月球中间。
6.(2025秋·南通启东期末)一盏路灯下,人从远处走向路灯再走远,地面影子长度变化是( )
A.一直变短 B.一直变长 C.先变短后变长 D.先变长后变短
【答案】:C
【解析】:人靠近路灯时影子逐渐变短,走到路灯正下方影子最短;远离路灯时影子重新变长。
7.(2026·盐城亭湖二模)夏天树荫下圆形光斑,对这个光斑说法正确的是( )
A.光斑是树叶缝隙的像 B.光斑是太阳的实像
C.光斑是太阳的虚像 D.光斑是树叶的影子
【答案】:B
【解析】:树荫光斑属于小孔成像,树叶缝隙是小孔,成太阳倒立、缩小的实像。
8.竖直放置的木板上有小孔AB,孔前有一挡板CD,如图所示。通过小孔看挡板后的墙,看不到的区域为( )
A.ab B.cd C.bc D.ad
【答案】C
【解析】根据光在同种均匀介质中沿直线传播,作图可知:看不到的范围是bc段;故选:C。
9.两千多年前,墨子和他的学生做了小孔成像实验。如图所示,用一块带有小孔的板遮挡在墙体与物之间,墙体上就会形成像。用单箭头和双箭头分别表示两条不同光线,画出小孔成像的光路图。下列光路图正确的是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】A、光在同一种均匀介质中没有沿直线传播,故A错误;B、在同一种均匀介质中沿直线传播的,成的像是倒立的实像,故B正确;CD、所成的像不是倒立的实像,故CD错误。故选:B。
10.小欢用针孔照相机(即小孔成像实验装置)观察蜡烛的烛焰,若保持小孔和蜡烛的烛焰位置不变,如图所示。则下列分析正确的是( )
A.若内筒位置不变,半透明膜上烛焰的像是正立的
B.若内筒位置不变,半透明膜上烛焰的像是放大的
C.若向右拉动内筒,半透明膜上烛焰的像将变小
D.若向左推动内筒,半透明膜上烛焰的像将变亮
【答案】D
【解析】A.小孔成像是倒立的实像,故A错误;B.由图可知,物距大于像距,此时成缩小的实像,故B错误;C.若向右拉动内筒,像距变大,像将变大,故C错误;D.若向左推动内筒,半透明膜靠近小孔,烛焰的像将变亮,故D正确。故选D。
11.2025年6月,中国科学院云南天文台科研团队发布,发现一颗质量约为地球10倍的“超级地球”——开普勒725c,距离地球约2472光年,具备类地生命存在的条件。光年是( )
A.时间单位 B.长度单位 C.速度单位 D.质量单位
【答案】B
【解析】A、光年是指光在真空中一年内传播的距离,不是时间单位,故A错误;B、光年是一个长度单位,常用于表示天体间的距离,如开普勒725c距地球约2472光年,故B正确;
C、速度单位如米/秒、千米/时等,光年不是速度单位,故C错误;D、质量单位如千克、吨等,光年不是质量单位,故D错误。故选:B。
12.有两个高矮不同的小朋友A和B,A比B高,夜晚,他们分别站在路灯下,路灯O是光源,O′点是路灯在地面上的投影:A、B两人和点O′在同一直线上,如图所示,他们的头部分别在地面上留下两个影子A′和B′,相距d′。当两人沿过O'点的直线,以相同的速度向右行进时,我们可以观察到地面上A'和B'之间的距离将( )
A.不断减小 B.不断增大 C.先增大,后减小 D.先减小,后增大
【答案】D
【解析】设A小朋友身高为a,B小朋友身高为b,灯的高度为h,当A小朋友向前移动距离Δxa,对应其影子向前移动的距离为△xa′。如图所示,s1、s2分别为A移动前路灯到A头顶的距离、A头顶到影子顶端距离:由相似三角形性质可得解得:A小朋友影子A′移动的距离同理可得B小朋友影子B′移动的距离又根据题意可知A比B高即则可得当相距为d′的两个影子以相同速度进行时此时两影子A′和B′之间的距离
当两人的头部的影子达到重合后,再继续远离路灯时,由于
A小朋友的影子A'的距离仍比B小朋友的影子B'移动的距离长,即则此时两影子的间距因此,我们观察到地面上A′和B′之间的距离应为先减小后变大。此题也可假设A、B两人站在一起,则A的影子比B长。两人一起往前走,由此可知,两人影子之间的距离会不断增大。现在A站在B后,两人影子移动速度仍符合假设的规律,因此A的影子A′会先追上B的影子B′,然后再超过它。所以A′和B′之间的距离会先减小后增大,故ABC不符合题意,D符合题意。故选D。
二.填空题
13.(2026·盐城大丰二模)在小孔成像实验中,若小孔是三角形,光屏上太阳的像形状是________;像的亮度会随小孔增大变________;小孔过大时,________(选填“仍能”“不能”)成像。
【答案】:圆形;亮;不能
【解析】:像形状和小孔无关,太阳圆形,像也是圆形;孔越大,进光越多亮度提升,孔超过临界大小,无法形成清晰小孔像。
14.(2026·扬州江都一模)光________(选填“能”“不能”)在真空中传播;声音________(选填“能”“不能”)在真空中传播;真空中光速约为________m/s。
【答案】:能;不能;3×108
【解析】:光传播不需要介质,真空可以传播;声音依靠介质振动,真空无法传声。
15.(2025秋·镇江丹阳期末)影子的长短由光源位置决定;光源高度越高,影子越________;光源高度越低,影子越________;影子________(选填“有”“没有”)确定的像点。
【答案】:短;长;没有
【解析】:影子只是遮光形成的暗区,不是像,没有会聚的像点。
16.(2026·淮安清江浦月考)2026深空激光通信,激光从地面发射到太空,穿过大气层时,介质不均匀,光线发生________;进入宇宙真空后,激光沿________传播;真空里激光传播速度________(选填“大于”“等于”“小于”)空气中光速。
【答案】:偏折;直线;等于
【解析】:大气不均匀光线偏折;真空同种均匀,沿直线传播;空气中光速近似等于真空光速。
17.(2026·宿迁沭阳二模)小孔成像成倒立实像,倒立是相对于________而言;如果物体向上移动,光屏上的像向________移动;小孔成像可以用________规律解释。
【答案】:物体;下;光的直线传播
【解析】:小孔成像倒立是上下、左右全部颠倒,物体上移,像向下移动。
18.(2025秋·连云港东海期末)木工检查木板是否平直,闭上一只眼沿木板边缘观察,若边缘对齐,说明木板________;这个方法利用________;该规律适用前提是________介质。
【答案】:平直;光的直线传播;同种均匀
【解析】:木工检查平直、激光准直都属于光直线传播在生产中的应用。
19.当太阳光被月球挡住的时候,在地球上的人可能看不到太阳,这就是日食,它的形成主要是因为光在均匀介质中沿 。如图所示,当人随地球一起运动到 区域内会看见日偏食,在 区域内会看到日环食。(后两空均在“A”“B”“C”“D”四个区域内选填)
【答案】直线传播;A、C;D
【解析】日食是由光的直线传播形成的;由图可以看出:B区是太阳光完全照射不到的区域,因此在B区域会看到日全食;太阳的部分区域发出的光能照射到A、C区,因此在A、C区域内会看到日偏食;在D区域内看不到太阳的中间部分,但可以观察到太阳的边缘部分,因此在D区会看到日环食。故答案为:直线传播;A、C;D。
20.如图所示,用易拉罐、圆筒和半透明蜡纸等物品制作针孔照相机,为了成像更清晰,应将圆筒的 (A/B)端蒙上半透明蜡纸;调节蜡纸到小孔的距离,可在蜡纸上看到物体 (正立/倒立)的像,若将针孔照相机靠近物体,则光屏上的像将 (变大/变小/不变)。
【答案】A;倒立;变大。
【解析】为了成像更清晰,应将圆筒的A端蒙上半透明蜡纸,因为小孔成像是光在同一均匀介质中沿直线传播的具体应用,半透明蜡纸相当于光屏,A端蒙上半透明蜡纸能更好调节像距,使成像更清晰,便于观察,所以应将圆筒的A端蒙上半透明蜡纸。调节蜡纸到小孔的距离,可在蜡纸上看到物体倒立的像,这是因为光沿直线传播,物体上部和下部的光线通过小孔后在光屏上成像,形成倒立的像。若将针孔照相机靠近物体,物距减小,像距不变时,像会变大,所以光屏上的像将变大。故答案为:A;倒立;变大。
三.解答题
21.作图题
(1)请在光屏上画出物体经小孔所成的像;
(2)如图所示,请找到人头部点A在地面上的影子的位置,S为太阳。
【答案】:(1) ;(2)
【解析】(1)根据光沿直线传播的特点,分别从物体的两端点A、 B过小孔画出两条光线,从而得到蜡烛的像A'B',小孔成的像是倒立的像。(2)光在同种均匀介质中沿直线传播,当光在直线传播过程中,被物体遮挡就会形成影子,连接太阳与人头部点A,并延长交地面于点,则为人头部点A在地面上的影子,如图。
22.如图所示是研究光的传播规律的小实验。
(1)图甲中,为了显示激光在空气中的传播路径,可以在光的传播路径下点蚊香。图乙中,为了显示激光在水中的传播路径,可以在水中加入少量的 (填字母)。
A.食用油或牛奶 B.牛奶或咖啡 C.咖啡或食用油
(2)要得出“光沿直线传播”这一普遍结论,还需要再做一个光在 (填字母)中传播的实验。
A.酒精 B.木块 C.玻璃砖
【答案】(1)B;(2)C。
【解析】(1)需要在水中加入少量物质,使激光在水中的传播路径可见,故加入的物质,需能分散在水中,可显示光路。食用油、牛奶、咖啡三者中,食用油会浮在水面,无法分散于水中,故B正确,AC不正确。故选B。(2)要得出“光沿直线传播”的普遍结论,需要在不同介质中进行实验。目前实验涉及气体(空气)和液体(水),还需要在固体中进行实验。酒精属于液体,木块不透明,玻璃砖是透明固体,可以用来研究光在固体中的传播路径,故C正确,AB不正确。故选C。
23.圭表是利用日影进行测量的古代天文仪器,如图甲所示。早在周朝,我国就已经开始使用圭表来确定冬至和夏至的时间。
圭表包括“圭”和“表”两部分。表是一根立在地面的标杆或石柱,表高一般为8尺(3尺约为1m),圭是从表的脚跟上以水平位置伸向正北方的一条石板,其结构如图乙所示。在地球绕太阳公转过程中,北半球同一地区正午太阳高度(太阳光线与地平面的夹角)从夏至日到冬至日逐渐变小。古人根据影子末端的不同位置标记好相应刻度,就可以确定二十四节气。
(1)夏至节气常常伴有雷雨,雷雨天气里我们总是先看见闪电再听到雷声,其原因是 。
(2)古代,人们在表顶上安装一个带有小正方形槽孔的铜叶,则阳光通过铜叶槽孔后在圭表上成的光斑的形状是 (选填“正方形”或“圆形”)。
(3)已知北半球某处冬至、春分和夏至时的正午太阳高度分别为26°34'、50°和73°26',则该处圭表上节气刻度的大概位置是___________(填选项)。
A. B.C. D.
(4)请写出一个与圭表原理相同的生活现象或实际应用: (合理即可)。
【答案】(1)空气中光的传播速度远大于声音的传播速度(2)圆形(3)C(4)太阳能热水器中的集热板也是根据太阳光的照射角度来设计的,以最大化地吸收太阳能
【解析】(1)雷雨天气里我们总是先看见闪电再听到雷声,其原因是空气中光的传播速度远大于声音的传播速度。(2)表顶上安装一个带有小正方形槽孔的铜叶,则阳光通过铜叶槽孔,在圭表上就会有一个清晰的圆形光斑,这是小孔成像的原理,圆形光斑为太阳的像,所成的像的形状与小孔的形状无关;(3)已知北半球某处冬至、春分和夏至时正午太阳高度分别为26°34'、50°和73°26',根据光的直线传播原理可知,冬至太阳高度最低,影子最长,夏至太阳高度最高,影子最短,春分在中间,故ABD错误,C正确。故选C。(4)如太阳能热水器中的集热板也是根据太阳光的照射角度来设计的,以最大化地吸收太阳能。
24.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)分析比较甲、丙两图,可以得出结论:小孔成像时像的形状由 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倒立的 像,说明小孔成像的原理与日食、月食的成因 (相同/不同)。
(4)如图丁,如果“F”发光二极管作为光源,则塑料膜上所成的像是图丁中的 (填字母)。
【答案】(1)乙、丙;(2)物体形状;(3)实;相同;(4)C
【解析】(1)根据乙、丙两图可知,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)通过观察甲、乙、丙的像可知,小孔成像是倒立实像,这是光的直线传播造成的;日食、月食是由光的直线传播形成的,所以小孔成像的原理与日食、月食的成因相同;(4)小孔所成的像是倒立的实像,所以塑料膜上所成的像是图丁中的C。故答案为:(1)乙、丙;(2)物体形状;(3)实;相同;(4)C。
25.电线杆在阳光照射下影长6.9 m,竖直立着的2 m长的竹竿的影长2.2 m,问电线杆的高度是多少?(太阳光可看作平行光,作出图后再解).
解:已知:=2m=2.2m=6.9m,求:=?
在阳光下,物体高度和影子长度如下图:
,
根据相似性对应边成正比得,代入数值得⋅×2m≈6.27m,
答:电线杆的高度为6.27m.
26.阅读短文,回答问题。
从古代日晷到现代激光技术——光的直线传播的古今应用
2026年全国青少年科学素养大赛设置光学探究项目,参赛选手以日晷为切入点,对比研究古代计时光学原理和现代激光工程应用。日晷依靠太阳光直线传播形成的影子计时,晷盘上均匀标注时间刻度;选手在实验中发现,如果空气中充满烟雾,激光笔发出的光束路径能够清晰显现,直观证明均匀介质中光的直线传播。
物理课本中明确:光沿直线传播的必备条件是同种、均匀介质。当介质不均匀,比如早晚近地面大气层密度差异较大时,太阳光的传播路线会发生弯曲,不再沿直线传播。小孔成像、手影游戏、日食月食、隧道激光准直,全部都是光的直线传播的典型实例。同时要区分两个容易混淆的概念:影子没有实际光线会聚,不属于像;小孔成像可以用光屏承接,是倒立的实像,像的形状只和物体形状有关,与小孔形状无关。选手查阅资料了解到,深空激光通信、激光雷达测距等2026前沿航天科技,核心基础规律同样是光的直线传播。结合日晷结构图与光学知识点作答:
(1)激光准直技术利用光的________传播规律;该规律成立的条件是________均匀介质。
(2)小孔成像实验中,若把小孔换成三角形,光屏上太阳像的形状为()
A.三角形 B.圆形 C.正方形 D.不规则形状
(3)真空中光的传播速度约为________m/s;光________(选填“可以”“不可以”)在真空环境传播。
(4)下列关于日食、影子、小孔成像的说法正确的是( )
A.日食是光发生折射形成的 B.小孔成像成正立的实像
C.影子是光沿直线传播形成的暗区 D.影子和小孔成像都属于实像
(5)(选择)夏天傍晚,我们看到的落日实际位置在地平线下方,原因是( )
A.光的直线传播 B.大气层不均匀,光发生偏折 C.光的反射 D.光的色散
【答案】(1)直线;同种(2)B (3)3×108;可以 (4)C (5)B
【解析】(1)激光准直利用光在同种均匀介质中沿直线传播的规律,两个条件“同种”“均匀”缺一不可。(2)小孔成像的像的形状由物体本身形状决定,和小孔形状无关,太阳是圆形,所以像为圆形,选B。(3)真空中光速c=3×108m/s;光传播不需要介质,能够在真空中传播。(4)日食原理是光的直线传播,A错误;小孔成像一定成倒立实像,B错误;影子是光线被遮挡形成的黑暗区域,不是实像,C正确,D错误。(5)傍晚大气层上下密度不均匀,太阳光穿过大气时发生偏折,所以我们看到的落日是虚像,实际太阳已经落到地平线以下,选B。
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