4.1光的直线传播 同步练习（考点+基础+培优）2026-2027学年人教版物理八年级上学期

八上物理专题十五 4.1光的直线传播 分考点精练 · 基础巩固 · 培优提高 目 录 第一部分 分考点精练（共21题） 考点01 光源及其分类和区分（3题） 考点02 光沿直线传播的条件（3题） 考点03 影子的形成原理（3题） 考点04 日食和月食的形成（3题） 考点05 小孔成像的原理（3题） 考点06 光在不同介质中的速度（3题） 考点07 辨析光速与声速的不同和光年（3题） 第二部分 基础巩固（共12题） 第三部分 培优提高（共12题） 第一部分 分考点精练 考点01 光源及其分类和区分 【典例01】下列物体中属于天然光源的是（　　） A．太阳、人眼 B．萤火虫、太阳 C．电灯、太阳 D．火把、萤火虫 【变式1-1】有以下物体：①太阳，②月亮，③闪闪发光的宝石，④正在放映电影的银幕，⑤正在发光的萤火虫，⑥烛焰，⑦霓虹灯，⑧火星，⑨激光器。其中不属于光源的是 ，属于天然光源的是 ，属于人造光源的是 。（以上均填序号） 【变式1-2】下列物体都是光源的是（ ） A．萤火虫、行星 B．太阳、月亮 C．发光水母、点燃的蜡烛 D．亮着的灯、闪闪发光的钻石 考点02 光沿直线传播的条件 【典例02】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果，正确的是（   ） A．光在海波溶液里不能沿直线传播 B．光只有在水中才沿直线传播 C．光在同一种均匀介质中才沿直线传播 D．光的传播需要介质 【变式2-1】小明在做“光在液体中的传播”实验时，他在玻璃缸内配制了白糖水，静置一段时间后，用一束激光斜向上射入白糖水中，发现白糖水中的光线不是一条直线，而是一条弯曲的曲线，你认为原因是 。若保持激光入射方向不变，将白糖水搅拌均匀后你会发现 ，其原因是 。 【变式2-2】一束绿色激光从箱体的一端照射向另一端，箱体中装有某透明液体，激光束的光路图如图，以下说法中正确的是（　　） A．该液体一定不均匀 B．该实验说明，光在液体中不能沿直线传播 C．仅改为用红色激光，红色激光在该液体中可能沿直线传播 D．该实验中，绿色激光在液体中沿曲线传播的速度为3×108m/s 考点03 影子的形成原理 【典例03】中华文明，源远流长。例如光现象，《墨经》中就曾记载了影子的形成、平面镜反射等光学问题。如图所示，墙上手影形成的原因是（　　） A．光的反射 B．光的折射 C．光的漫反射 D．光的直线传播 【变式3-1】如图，是2022年北京冬奥会闭幕式上两个人推动着巨大的“地球仪”在冰面上滚动。“地球仪”在冰面上形成的影子是由于光的 形成的，在“地球仪”靠近光源过程中，影子的长度变 。 【变式3-2】我国《周礼·考工记》中有“识日出之景，与日入之景”的记载，古人通过日出和日落时细杆的影子来辨别方位，依据是 。如图所示，某天将直杆MN竖直放在学校操场的水平地面上，ND和为杆在阳光下的两个影子，则 点在杆子的北侧方位（选填“A”或“C”）。 考点04 日食和月食的形成 【典例04】如图是日食形成的光路图。关于日食的形成原因和图中能看到日全食的区域分别是（　　） A．光的反射；a区 B．光的折射；b区 C．光的直线传播；a区 D．光的直线传播；c区 【变式4-1】2024年11月8日晚上，一场令人震撼无比的月全食在我国上演。如图甲为某一时刻的月食现象，其原理是 ，能正确描述月食形成原因的是图 （选填“乙”或“丙”）。为了探测地球与月球之间的距离，可以从地球上向月球发射 （选填“声音”或“光”）信号，并记录它返回的时间。 【变式4-2】2025年9月7日，本年度的第二轮月全食（血月）将出现于夜空。亚洲、俄罗斯、非洲部分地区、大洋洲和欧洲都能看到月亮逐渐变红的样子。下列关于月全食的说法错误的是（   ） A．月亮变红，说明月球本身是红色的 B．月全食现象与枪械瞄准的原理相同 C．发生月全食时，日地距离小于日月距离 D．若此时月球表面有宇航员，他将会看到日食现象 考点05 小孔成像的原理 【典例05】沈括在《梦溪笔谈》中描述到：如果在纸窗中间开一个小孔，使外面飞鸢的影子呈现在室内纸屏上，会观察到“鸢东则影西，鸢西则影东”的现象（如图所示）。这是光的（　　） A．直线传播现象 B．折射现象 C．反射现象 D．色散现象 【变式5-1】 如图所示，是光的 形成的，若光源形状是圆形，小孔形状是三角形，则光屏上的像是 。 【变式5-2】括在《梦溪笔谈》中写道：“若鸢飞空中，其影随鸢而移（如图甲）；或中间为窗隙所束。则影与鸢遂相违；鸢东则影西，鸢西则影东（如图乙）；又如窗隙中楼塔之影，为窗所束亦皆倒（如图丙）⋯⋯”，则下列说法错误的是（    ） A．图甲、图乙、图丙中的现象都可用光的直线传播解释 B．乙图中小孔形状变为三角形时，“像”也会变成三角形 C．乙图中“像”移动的方向与物移动的方向相反 D．丙图中的“楼塔”所成像与物上下颠倒，左右相反 考点06 光在不同介质中的速度 【典例06】下列说法中不正确的是（　　） A．光在真空中传播速度最小 B．光在水中的传播速度比在玻璃中大 C．光传播速度的最大值约为3×108m/s D．光在不同介质中传播速度一般不同 【变式6-1】关于光速，下列说法正确的是（　　） A．光的传播速度总是3.0×108m/s B．光在真空中的传播速度为3.0×108m/s D．科学家不可以使光的速度减慢 【变式6-2】下列关于光和声的传播速度的几种说法，正确的是（ ） A．光的传播速度约为 B．光和声一样，不能在真空中传播 C．声的传播速度在空气中最大 D．光在空气、水和玻璃中传播的速度大小关系为 考点07 辨析光速与声速的不同和光年 【典例07】“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，下列光路图中，能正确表示“坐井观天，所见甚小”含义的是（ ） A． B． C． D． 【变式7-1】“天眼-fast”第一次发现了一颗距地球4000光年的毫秒脉冲星，其中”光年”是 的单位。光在真空中传播的速度为 m/s；由于光速远大于声速，所以运动会上赛跑时 （选填“看到发令枪冒烟”或“听到枪声”）就计时。 【变式7-2】关于光速和光年，下列说法正确的是（   ） A．光的传播速度总是 B．光在不同介质中传播速度是相同的 C．光年是天文学上使用的时间单位 D．光年是天文学上使用的长度单位 第二部分 基础巩固 1.“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 2.下列物体中，全部是光源的是（　　） A．耀眼的玻璃幕墙、明目善睐的大眼睛、萤火虫 B．萤火虫、煤油灯的火焰、光彩夺目的钻石 C．篝火、正在发光的灯泡、夜空中点点繁星 D．正在播新闻的电视屏幕、燃烧的篝火、太阳 3.下列关于光的说法中，正确的是（　　） A．光总是沿直线传播 B．光在真空中的传播速度是340 m/s C．皎洁的月亮是光源 D．我们总是先看到闪电后听见雷声，说明光比声音传播的快 4.晷是利用晷针在太阳底下影子的变化情况来测定时刻的仪器，如图所示，在我国周朝就已有记载。从早晨到正午，影子的长度（ ） A．变长 B．先变短后变长 C．变短 D．先变长后变短 5.如图，枯井中的青蛙位于井底O点“坐井观天”，下图中青蛙通过井口观察范围正确的是（　　）    A．   B．   C． D．   6.阳光透过树叶间的空隙在地面上会形成圆形的光斑，这种现象是由于光的________形成的。圆形光斑其实是________的像，若仅减小树叶间空隙到地面的距离，则像会________（选填“变小”或“变大”）。 7.如图是一架针孔照相机的装置图，此半透明纸所成的是 像，该照相机成像的原理是 。 8.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，他用蜡烛作为光源，在木板上钻了一个小孔，发现透过小孔的光能在墙壁上形成一个倒立的像。下列说法正确的是（ ） A．木板上的小孔必须是圆的 B．蜡烛在墙上成的像是虚像 C．小孔成的像是倒立的像，遵循光的反射原理 D．保持木板和墙的位置不变，将蜡烛向左移动， 蜡烛在墙上的像会变大 9.在阳光照射下，竖立的木杆AB在地面上的投影为BC，如图所示。图中M为木杆AB的中点，S3C为∠BCA的角平分线。由图可知，阳光的照射方向是沿着（　　） A．S1A B．S4B C．S2M D．S3C 10.如图所示，无云的晴天，小明在野外迷失了方向，他在地面梳理一根杆子，地面上OA是这根杆在阳光下的影子，过一段时间后，影子的位置移到了OB的位置，则AB箭头所指的方向是（　　） A．东 B．南 C．西 D．北 11.当人从停放在路边的A车前横穿马路时，行驶中的B车内驾驶员由于存在盲区而看不见行人，容易引发交通事故。如图，盲区指的位置是 。 12.如图所示，是一张拍摄的照片，照片中墙面上蜡烛的阴影是由于光 形成的；此照片上部分被带“？”纸片遮住，但可判断墙面上 （选填“有”或“没有”）烛焰的阴影。 第三部分 培优提高 1.关于声现象和光现象，下列说法正确的是（ ） A．光的传播速度为 B．声音和光都需靠介质才能传播，都能发生反射 C．小孔成像所形成的像是倒立的实像 D．光从太阳传到我们的身上时，是沿直线传播的 2.我们生活在声音的海洋中，光的世界里。下列有关声与光的知识中，说法正确的是（ ） A．声和光在空气中传播速度相同 B．声和光都只能沿直线传播 C．声和光都能传播能量 D．声和光都不会污染环境 3.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。下列说法正确的是（   ） A．两侧之所以看不清屏幕内容，是由于光的直线传播 B．此防窥膜贴在手机屏幕上，能防止上方的窥视 C．为了让防窥效果更好，可以适当地增大超细百叶窗的间距 D．两侧之所以看不清屏幕内容，是由于光的反射 4.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，就会发生神奇的日食奇观，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 5.仙女座大星云是离地球最近的一个旋涡星系，它的直径约为16万光年，距离地球约为200万光年。有关仙女座的下列说法中正确的是（　　） A．我们现在看到的仙女座就是现在的仙女座 B．仙女座发出的光需6万年才能到达地球 C．仙女座发出的光需200万年才能到达地球 D．目前人类已有能力登上仙女座进行科学考察 6.为了测量月球到地球的距离，科学家们将一束激光射向月球，经2.56s后接收到从月球返回的激光。光在真空中传播的速度为，则地球到月球的距离 m；请说明不能利用回声测距的方法测量地球到月球距离的理由是 。 7.在水平道路的两旁各有一盏路灯，两盏路灯高度相同。某人在晚上从一盏路灯的正下方一直沿直线直立行走到另一盏路灯的正下方。在这个过程中，该人在地面上影子的总长度的变化情况是（　　） A．保持不变 B．一直变大 C．先变大后变小 D．先变小后变大 8.雷雨天，某物理兴趣小组为估算某一次闪电发生位置到他们的距离，设计出用声速乘以时间的估算方法，对于这种估算方法下列说法正确的是（　　）（声音在空气中传播速度约为340m/s） A．方案中的时间指刚刚听到雷声至雷声结束的时间 B．方案中的时间指刚刚看到该次闪电至雷声刚刚结束的时间 C．若时间测量正确，光速减小为原来的一半，这种估算方法不再适用 D．若时间测量正确，光速减小为声速的两倍，这种估算方法不再适用 9. 在一个烈日炎炎的午后陈老师走在随州街头，看到地面上树荫里有许多圆形光斑，抬头看看树叶间刺眼的阳光，想到这树荫下藏着物理学的秘密，便拍下两张照片（如图）。经估测树荫下一个清晰光斑的直径约为7cm，这束阳光从约7m高处的树叶间照射下来。我们常说太阳光经过约8分钟来到地球（太阳和地球之间的距离按1.5×1011m计算），粗略计算太阳的直径最接近（　　） A．1.5×109m B．1.5×1019m C．5×106m D．5×1012m 10.夏天正午时分，阳光明媚，小华在地面上铺一张白纸，将刻有边长为3cm的等边三角形孔的纸板正对着太阳，保持纸板与地面的距离为1m不变，用一张卡片覆盖在三角形孔上，遮住孔的一部分，如图所示，让太阳光透过小孔，移动卡片，使通光孔变小。刚开始时，白纸上光斑大小 ；当小孔足够小时，光斑形状是圆形的，继续移动卡片，减小通光孔的大小，白纸上光斑大小 ，光斑亮度 。 11.小明发现，一天中影子的长度一直在变化，为了探究影子长度的变化与哪些因素有关，小明和同学们做了以下猜想 猜想一：影子长度可能与光源的高度有关。 猜想二：影子长度可能与物体离光源的水平距离有关。 他们设计的实验装置如图所示。AB为竖直方向的长杆，长杆AB上装有一个可以移动的点光源D，再在地面上竖立一根短木条（短木条始终低于点光源D）。h为点光源的高度，s为A点到短木条的距离，l为影子的长度。小明控制短木条的长度和位置不变，将点光源D在AB间移动，测得的数据如表所示： 实验序号 1 2 3 4 点光源的高度h/cm 20 30 40 50 影子长度l/cm 30 15 10 7.5 (1)分析表格数据可知：保持其他因素不变，当点光源的高度逐渐增大时，影子的长度将 （选填“变长”“变短”或“不变”）。 (2)请你根据表中数据在图中绘制影子长度l随点光源的高度h变化的图像 。观察图像的变化趋势发现：点光源越高，影子长度变化的速度越 （选填“快”或“慢”）。 12.光的传播也需要时间，真空中的光速是目前所发现的自然界中运动的最大速度，为，其他物质不可能达到这个速度。 (1)经过科学测算，此时此刻我们看到的太阳光大约是太阳在8min之前发出的，请你用所学知识，估测太阳到地球的距离是多少km？ (2)地球与月球间相距，站在地球上，用一个激光发射器向月球发射一激光信号，经过多久后可以接收到返回的激光信号？ 学科网（北京）股份有限公司 $ 八上物理专题十五 4.1光的直线传播 分考点精练 · 基础巩固 · 培优提高 目 录 第一部分 分考点精练（共21题） 考点01 光源及其分类和区分（3题） 考点02 光沿直线传播的条件（3题） 考点03 影子的形成原理（3题） 考点04 日食和月食的形成（3题） 考点05 小孔成像的原理（3题） 考点06 光在不同介质中的速度（3题） 考点07 辨析光速与声速的不同和光年（3题） 第二部分 基础巩固（共12题） 第三部分 培优提高（共12题） 第一部分 分考点精练 考点01 光源及其分类和区分 【典例01】下列物体中属于天然光源的是（　　） A．太阳、人眼 B．萤火虫、太阳 C．电灯、太阳 D．火把、萤火虫 【答案】B 【详解】自身能够发光的物体叫做光源；光源分为自然光源和人造光源。 A．太阳是自然光源，人眼不是光源，故A不符合题意； B．萤火虫、太阳都是自然光源，故B符合题意； C．电灯是人造光源，太阳是自然光源，故C不符合题意； D．火把是人造光源，萤火虫是自然光源，故D不符合题意。 故选B。 【变式1-1】有以下物体：①太阳，②月亮，③闪闪发光的宝石，④正在放映电影的银幕，⑤正在发光的萤火虫，⑥烛焰，⑦霓虹灯，⑧火星，⑨激光器。其中不属于光源的是 ，属于天然光源的是 ，属于人造光源的是 。（以上均填序号） 【答案】 ②③④⑧ ①⑤ ⑥⑦⑨ 【详解】[1][2][3]本身能发光的物体叫光源；虽然能反射出光，但本身不能发光的物体不是光源。月亮、宝石、电影银幕、火星“发出”的光都是反射的光，它们本身不能发光，不是光源；天然光源指自然界原本存在的光源，太阳、萤火虫属于天然光源；人造光源指人类利用科技制造出的光源，烛焰、霓虹灯、激光器是人造光源。 【变式1-2】下列物体都是光源的是（ ） A．萤火虫、行星 B．太阳、月亮 C．发光水母、点燃的蜡烛 D．亮着的灯、闪闪发光的钻石 【答案】C 【详解】能够自行发光的物体叫光源。 A．萤火虫可以自行发光，是光源；行星自己不能发光，不是光源，故A不符合题意； B．太阳是光源；月亮反射的太阳光，不是光源，故B不符合题意； C．发光的水母、点燃的蜡烛都可以自行发光，是光源，故C符合题意； D．亮着的灯是光源；钻石不能发光，不是光源，故D不符合题意。 故选C。 考点02 光沿直线传播的条件 【典例02】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果，正确的是（   ） A．光在海波溶液里不能沿直线传播 B．光只有在水中才沿直线传播 C．光在同一种均匀介质中才沿直线传播 D．光的传播需要介质 【答案】C 【详解】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，是因为经搅拌后，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C正确，ABD错误。 故选C。 【变式2-1】小明在做“光在液体中的传播”实验时，他在玻璃缸内配制了白糖水，静置一段时间后，用一束激光斜向上射入白糖水中，发现白糖水中的光线不是一条直线，而是一条弯曲的曲线，你认为原因是 。若保持激光入射方向不变，将白糖水搅拌均匀后你会发现 ，其原因是 。 【答案】 光在不均匀的糖水中不能沿直线传播 光线变为一条直线 光在同种均匀介质中沿直线传播 【详解】[1]在装有纯净水的玻璃缸内加入大量白糖，静置一段时间后，白糖水上下是不均匀的，所以用一束激光斜向上射入白糖水中，光线是一条曲线。 [2][3]由于光在同种均匀介质中沿直线传播，将白糖水搅拌后，白糖水变成上下均匀的介质，所以小明保持激光笔入射方向不变，便能观察到激光在均匀白糖水中沿直线传播。 【变式2-2】一束绿色激光从箱体的一端照射向另一端，箱体中装有某透明液体，激光束的光路图如图，以下说法中正确的是（　　） A．该液体一定不均匀 B．该实验说明，光在液体中不能沿直线传播 C．仅改为用红色激光，红色激光在该液体中可能沿直线传播 D．该实验中，绿色激光在液体中沿曲线传播的速度为3×108m/s 【答案】A 【详解】A．光在同种均匀介质中沿直线传播，由图可知光在该透明液体里传播时传播路径发生了弯曲，说明该液体是不均匀的，故A正确； B．本实验中由于液体密度不均匀，导致光在该液体中没有沿直线传播，但并不能说明光在液体中都不能沿直线传播，故B错误； C．由于该液体不是均匀的，即使将绿色激光改为红色激光，它在该液体中也无法沿直线传播，故C错误； D．光在空气中的传播速度约为，在液体中时传播的速度稍小一些，但是不可能等于3×108m/s。故D错误。 故选A。 考点03 影子的形成原理 【典例03】中华文明，源远流长。例如光现象，《墨经》中就曾记载了影子的形成、平面镜反射等光学问题。如图所示，墙上手影形成的原因是（　　） A．光的反射 B．光的折射 C．光的漫反射 D．光的直线传播 【答案】D 【详解】影子的形成原理是光在直线传播过程中遇到不透明物体时，物体阻挡了光的传播，从而在物体后方形成一个黑暗区域，即影子。因此，墙上手影形成的原因是光的直线传播，ABC不符合题意，D符合题意。 故选D。 【变式3-1】如图，是2022年北京冬奥会闭幕式上两个人推动着巨大的“地球仪”在冰面上滚动。“地球仪”在冰面上形成的影子是由于光的 形成的，在“地球仪”靠近光源过程中，影子的长度变 。 【答案】 直线传播 短 【详解】根据光的知识可知，地球仪影子是由光的直线传播形成。 靠近光源过程中，地球仪与光源的夹角会变大，此时形成的影子会变短。 【变式3-2】我国《周礼·考工记》中有“识日出之景，与日入之景”的记载，古人通过日出和日落时细杆的影子来辨别方位，依据是 。如图所示，某天将直杆MN竖直放在学校操场的水平地面上，ND和为杆在阳光下的两个影子，则 点在杆子的北侧方位（选填“A”或“C”）。 【答案】 光在均匀介质中沿直线传播 C 【详解】[1]光在同种均匀介质（如空气 ）中沿直线传播，遇到不透明的细杆时，杆后光无法到达区域形成影子，古人据此辨别方位。 [2]我国在北半球，早上太阳在东边，影子在西边；傍晚太阳在西边，影子在东边。图中6:00太阳在东边，18:00太阳在西边，NB是傍晚的影子，ND是早上的影子。因太阳直射点在南北回归线间移动，总体太阳位置偏南，影子方位偏北，所以C点在杆子北侧方位。 考点04 日食和月食的形成 【典例04】如图是日食形成的光路图。关于日食的形成原因和图中能看到日全食的区域分别是（　　） A．光的反射；a区 B．光的折射；b区 C．光的直线传播；a区 D．光的直线传播；c区 【答案】C 【详解】由图知道，月球挡住了太阳光形成了日食，它是由光的直线传播形成的；在地球上a区域，太阳射向地球的光全部被月球挡住，人们看到的是日全食；地球上b、c区域，太阳射向地球的光被月球挡住了一部分，所以，人们看到的是日偏食，故C符合题意，ABD不符合题意。 故选C。 【变式4-1】2024年11月8日晚上，一场令人震撼无比的月全食在我国上演。如图甲为某一时刻的月食现象，其原理是 ，能正确描述月食形成原因的是图 （选填“乙”或“丙”）。为了探测地球与月球之间的距离，可以从地球上向月球发射 （选填“声音”或“光”）信号，并记录它返回的时间。 【答案】 光的直线传播 丙 光 【详解】[1][2]月食是由于光的直线传播形成的，是因为地球挡住了太阳射向月球的光线，能正确描述月食形成原因的是图丙。 [3]声音不能在真空中传播，光可以在真空中传播，月球上是真空，所以，为了探测地球与月球之间的距离，可以从地球上向月球发射光信号，并记录它返回的时间。 【变式4-2】2025年9月7日，本年度的第二轮月全食（血月）将出现于夜空。亚洲、俄罗斯、非洲部分地区、大洋洲和欧洲都能看到月亮逐渐变红的样子。下列关于月全食的说法错误的是（   ） A．月亮变红，说明月球本身是红色的 B．月全食现象与枪械瞄准的原理相同 C．发生月全食时，日地距离小于日月距离 D．若此时月球表面有宇航员，他将会看到日食现象 【答案】A 【详解】A．月亮变红，是由于月亮反射太阳光中红色光，故A错误，符合题意； B．月全食是光的直线传播形成的，枪械瞄准是应用光的直线传播，月全食现象与枪械瞄准的原理相同，故B正确，不符合题意； C．发生月全食时，地球位于太阳和月球之间，地球的影子落在月球上，此时，日地距离小于日月距离，故C正确，不符合题意； D．月全食时，地球遮挡太阳光，月球表面的宇航员会看到地球遮挡太阳的日食，故D正确，不符合题意。 故选A。 考点05 小孔成像的原理 【典例05】沈括在《梦溪笔谈》中描述到：如果在纸窗中间开一个小孔，使外面飞鸢的影子呈现在室内纸屏上，会观察到“鸢东则影西，鸢西则影东”的现象（如图所示）。这是光的（　　） A．直线传播现象 B．折射现象 C．反射现象 D．色散现象 【答案】A 【详解】光在同种均匀介质中是沿直线传播的；小孔成像、日食、月食等都是由于光的直线传播形成的。如果在纸窗中间开一个小孔，使外面飞鸢的影子呈长现在室内纸屏上，会观察到“鸢东则影西，鸢西则影东”的现象该现象属于小孔成像，是由于光的直线传播形成的，成倒立的实像。故A符合题意，BCD不符合题意。 故选A。 【变式5-1】 如图所示，是光的 形成的，若光源形状是圆形，小孔形状是三角形，则光屏上的像是 。 【答案】 直线传播 圆形 【详解】[1]小孔成像是光的直线传播形成的，这是因为光线通过小孔时，由于在同种均匀介质中，它会保持直线传播，直到遇到屏幕形成像。 [2]根据小孔成像的原理，像的形状是由光源的形状决定的，与小孔的形状无关。因此，即使小孔是三角形的，只要光源是圆形的，光屏上的像仍然是圆形的。 【变式5-2】括在《梦溪笔谈》中写道：“若鸢飞空中，其影随鸢而移（如图甲）；或中间为窗隙所束。则影与鸢遂相违；鸢东则影西，鸢西则影东（如图乙）；又如窗隙中楼塔之影，为窗所束亦皆倒（如图丙）⋯⋯”，则下列说法错误的是（    ） A．图甲、图乙、图丙中的现象都可用光的直线传播解释 B．乙图中小孔形状变为三角形时，“像”也会变成三角形 C．乙图中“像”移动的方向与物移动的方向相反 D．丙图中的“楼塔”所成像与物上下颠倒，左右相反 【答案】B 【详解】A．图甲中是影子，图乙、图丙中均为小孔成像，都是由于光的直线传播形成的，故A正确，不符合题意； B．小孔成像成的像与小孔形状无关，所以乙图中小孔形状变为三角形时，“像”不会变成三角形，故B错误，符合题意； CD．小孔成像成倒立的实像，所以乙图中“像”移动的方向与物移动的方向相反，丙图中的“楼塔”所成像与物上下颠倒，左右相反，故CD正确，不符合题意。 故选B。 考点06 光在不同介质中的速度 【典例06】下列说法中不正确的是（　　） A．光在真空中传播速度最小 B．光在水中的传播速度比在玻璃中大 C．光传播速度的最大值约为3×108m/s D．光在不同介质中传播速度一般不同 【答案】A 【详解】光在真空中的传播速度约是3×108m/s；光在真空中的传播速度最大，光在不同介质中传播速度一般不同，光在水中的传播速度大于光在玻璃中的传播速度，在其它介质中的速度比在真空中的速度都小，故A错误，符合题意；BCD正确，不符合题意。 故选A。 【变式6-1】关于光速，下列说法正确的是（　　） A．光的传播速度总是3.0×108m/s B．光在真空中的传播速度为3.0×108m/s C．光在水中的速度大约是真空中光速的 D．科学家不可以使光的速度减慢 【答案】B 【详解】AB．光在真空中的传播速度是3.0×108m/s，光在其他介质中传播的速度小于在真空中传播的速度，故A错误，B正确； C．光在水中的速度是真空中光速的，光在玻璃中的速度是真空中光速的，故C错误； D．由于光在不同的介质中传播的速度不同，因此可以使光的速度减慢，故D错误。 故选B。 【变式6-2】下列关于光和声的传播速度的几种说法，正确的是（ ） A．光的传播速度约为 B．光和声一样，不能在真空中传播 C．声的传播速度在空气中最大 D．光在空气、水和玻璃中传播的速度大小关系为 【答案】D 【详解】A．光在真空中的传播速度为3×108m/s，在其它介质中的传播速度都比真空中的要小，故A错误； B．声音的传播需要介质，光可以在真空中传播，故B错误； C．一般情况，声的传播速度在空气中最小，约为340m/s，故C错误； D．光在玻璃中的传播速度最小，在水中的速度比在空气中的小，在空气中比在真空中略小，真空中光速最快，即 故D正确。 故选D。 考点07 辨析光速与声速的不同和光年 【典例07】“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，下列光路图中，能正确表示“坐井观天，所见甚小”含义的是（ ） A． B． C． D． 【答案】A 【详解】A．光在同种均匀介质中沿直线传播，故青蛙只能看到沿井口边缘范围内射向青蛙的光，故A符合题意； B．光的传播方向标错了，故B不符合题意； C．光线发生了偏折，因为光是沿直线传播的，故C不符合题意； D．不仅光线发生了偏折，而且光的传播方向也标错了，故D不符合题意。 故选A。 【变式7-1】“天眼-fast”第一次发现了一颗距地球4000光年的毫秒脉冲星，其中”光年”是 的单位。光在真空中传播的速度为 m/s；由于光速远大于声速，所以运动会上赛跑时 （选填“看到发令枪冒烟”或“听到枪声”）就计时。 【答案】 长度 3×108 看到发令枪冒烟 【详解】[1][2]因为光年是光在真空中一年里通过的路程，所以光年是长度单位；光在真空中的速度是3×108m/s。 [3]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3×108m/s，因此可知光的传播速度远大于声音的传播速度，所以应该是看到冒烟时开始计时。 【变式7-2】关于光速和光年，下列说法正确的是（   ） A．光的传播速度总是 B．光在不同介质中传播速度是相同的 C．光年是天文学上使用的时间单位 D．光年是天文学上使用的长度单位 【答案】D 【详解】A．光在真空中的传播速度约为，在空气中的传播速度接近真空的中传播速度，在液体中传播速度比空气中的小，在固体中的传播速度比在液体中的小，故A错误； B．光在不同介质中传播速度一般不同，故B错误； CD．光年指光在一年内通过的路程，是长度单位，故C错误，D正确。 故选D。 第二部分 基础巩固 1.“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 【详解】A．太阳自身能发光，是光源，故A符合题意； B．月亮自身不能发光，不是光源，故B不符合题意； C．火星自身不能发光，不是光源，故C不符合题意； D．地球自身不能发光，不是光源，故D不符合题意。 故选A。 2.下列物体中，全部是光源的是（　　） A．耀眼的玻璃幕墙、明目善睐的大眼睛、萤火虫 B．萤火虫、煤油灯的火焰、光彩夺目的钻石 C．篝火、正在发光的灯泡、夜空中点点繁星 D．正在播新闻的电视屏幕、燃烧的篝火、太阳 【答案】D 【详解】A．耀眼的玻璃幕墙、明目善睐的大眼睛不能自行发光，不是光源，故A不符合题意； B．光彩夺目的钻石不能自行发光，不是光源，故B不符合题意； C．夜空中点点的繁星大多是恒星，能自行发光，是光源，也有一些是行星，不能自行发光，不是光源，故C不符合题意； D．正在播新闻的电视屏幕、燃烧的篝火、太阳都能自行发光，都是光源，故D符合题意。 故选D。 3.下列关于光的说法中，正确的是（　　） A．光总是沿直线传播 B．光在真空中的传播速度是340 m/s C．皎洁的月亮是光源 D．我们总是先看到闪电后听见雷声，说明光比声音传播的快 【答案】D 【详解】A．光在同种均匀介质中才沿直线传播，故A错误； B．光在真空中的传播速度为，故B错误； C．看到皎洁的月亮是月亮反射的太阳光，月亮自身不发光，不是光源，故C错误； D．闪电和雷声在同一地点同时发出，远处的人先见闪电后闻雷声，说明光比声音传播速度快，故D正确。 故选D。 4.晷是利用晷针在太阳底下影子的变化情况来测定时刻的仪器，如图所示，在我国周朝就已有记载。从早晨到正午，影子的长度（ ） A．变长 B．先变短后变长 C．变短 D．先变长后变短 【答案】C 【详解】影子是由于光沿直线传播过程中遇到不透明的物体而形成的，从早晨到正午，太阳的高度逐渐变大，太阳光照射到晷针上，在晷针后形成的影子逐渐变短。故C符合题意，ABD不符合题意。 故选C。 5.如图，枯井中的青蛙位于井底O点“坐井观天”，下图中青蛙通过井口观察范围正确的是（　　）    A．   B．   C． D．   【答案】A 【详解】AB．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，故A正确，B错误； CD．因为光是沿直线传播的，D选项中光的传播方向标记错误，故CD错误。 故选A。 6.阳光透过树叶间的空隙在地面上会形成圆形的光斑，这种现象是由于光的________形成的。圆形光斑其实是________的像，若仅减小树叶间空隙到地面的距离，则像会________（选填“变小”或“变大”）。 【答案】 直线传播 太阳 变小 【详解】[1][2][3]阳光透过树叶间的空隙在地面上形成圆形的光斑，这种现象属于小孔成像，是由于光的直线传播形成的。圆形的光斑其实是太阳的像，这个像是实际光线会聚形成的，所以是实像。仅减小树叶间空隙到地面的距离即减小像距，则像会变小。 7.如图是一架针孔照相机的装置图，此半透明纸所成的是 像，该照相机成像的原理是 。 【答案】 倒立的实 光在同种均匀介质中沿直线传播 【详解】[1][2]如图所示是一个自制的针孔照相机，它的成像原理是光在均匀介质中沿直线传播；使用针孔照相机时，小孔对着明亮的室外，半透明纸在暗室内，让光线通过小孔进入筒内，在半透明纸上形成倒立的实像。 8.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，他用蜡烛作为光源，在木板上钻了一个小孔，发现透过小孔的光能在墙壁上形成一个倒立的像。下列说法正确的是（ ） A．木板上的小孔必须是圆的 B．蜡烛在墙上成的像是虚像 C．小孔成的像是倒立的像，遵循光的反射原理 D．保持木板和墙的位置不变，将蜡烛向左移动， 蜡烛在墙上的像会变大 【答案】D 【详解】A．小孔成像成的是物体的像，像的形状与物体的形状相同，与小孔的形状无关，不一定是圆形的，故A错误； BC．小孔成像是由于光沿直线传播形成的，蜡烛反射的光经过小孔在墙上成的像是倒立的实像，故BC错误； D．因为光是沿直线传播的，将木板向左靠近墙的方向移动，蜡烛在墙上的像会变大，故D正确。 故选D。 9.在阳光照射下，竖立的木杆AB在地面上的投影为BC，如图所示。图中M为木杆AB的中点，S3C为∠BCA的角平分线。由图可知，阳光的照射方向是沿着（　　） A．S1A B．S4B C．S2M D．S3C 【答案】A 【详解】光在同种均匀介质中沿直线传播，由影子的形成及图可知，阳光是沿AC传播的，即沿S1A传播，故A符合题意，BCD不符合题意。 故选A。 10.如图所示，无云的晴天，小明在野外迷失了方向，他在地面梳理一根杆子，地面上OA是这根杆在阳光下的影子，过一段时间后，影子的位置移到了OB的位置，则AB箭头所指的方向是（　　） A．东 B．南 C．西 D．北 【答案】A 【详解】太阳光沿直线传播照在杆上时，会在杆的后面形成杆的影子，当太阳向西移动时，它的影子向相反的方向移动，即向东移动，故A符合题意，BCD不符合题意。 故选A。 11.当人从停放在路边的A车前横穿马路时，行驶中的B车内驾驶员由于存在盲区而看不见行人，容易引发交通事故。如图，盲区指的位置是 。 【答案】丁 【详解】因为光在同一均匀物质中沿直线传播，所以当人从停放在路边的A车前横穿马路时，由于A车的阻挡，行驶中的B车内驾驶员看不见丁位置的行人，容易引发交通事故，即盲区指的位置是丁。 12.如图所示，是一张拍摄的照片，照片中墙面上蜡烛的阴影是由于光 形成的；此照片上部分被带“？”纸片遮住，但可判断墙面上 （选填“有”或“没有”）烛焰的阴影。 【答案】 直线传播 没有 【详解】[1][2]影子的形成：当有光照射到不透光的物体上时，在物体的后面就会因光的直线传播而形成物体的影子；因为蜡烛不透光，所以在蜡烛后面的墙面上会出现因光的直线传播而形成的蜡烛的阴影；蜡烛的火焰是光源，所以在蜡烛后面的墙面上没有烛焰的阴影。 第三部分 培优提高 1.关于声现象和光现象，下列说法正确的是（ ） A．光的传播速度为 B．声音和光都需靠介质才能传播，都能发生反射 C．小孔成像所形成的像是倒立的实像 D．光从太阳传到我们的身上时，是沿直线传播的 【答案】C 【详解】A．光在真空中的传播速度是3×108m/s，在其它介质中传播速度比在真空中的传播速度小，故A错误； B．声的传播需要介质，光的传播不需要介质，光和声音遇到障碍物时都会发生反射，故B错误； C．小孔成像是由于光的直线传播形成的，成倒立的实像，故C正确； D．光从太阳传到我们的身上时，需要经过不均匀的大气层，传播方向会发生改变，不是沿直线传播的，故D错误。 故选C。 2.我们生活在声音的海洋中，光的世界里。下列有关声与光的知识中，说法正确的是（ ） A．声和光在空气中传播速度相同 B．声和光都只能沿直线传播 C．声和光都能传播能量 D．声和光都不会污染环境 【答案】C 【详解】A．声音在15℃的空气中传播的速度是340m/s，光在空气中传播的速度近似于在真空中传播的速度约为，两者在空气中传播的速度不同，故A错误； B．声音以波的形式传播，声波可以绕过障碍物，向四面八方传播，声音不是沿着直线传播的。而光也只是在同种均匀介质中才沿直线传播，故B错误； C．声和光都可以传递信息和能量，比如利用超声波清洗眼镜，超声检查判断患者的健康状况；红绿灯是光传递信息的应用，地球从太阳光获得巨大能量，故C正确； D．声响度过大和光强度过大会造成噪声污染和光污染，污染环境，影响人们的正常生活，故D错误。 故选C。 3.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。下列说法正确的是（   ） A．两侧之所以看不清屏幕内容，是由于光的直线传播 B．此防窥膜贴在手机屏幕上，能防止上方的窥视 C．为了让防窥效果更好，可以适当地增大超细百叶窗的间距 D．两侧之所以看不清屏幕内容，是由于光的反射 【答案】A 【详解】AD．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，故A正确，D错误； B．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，故B错误； C．由丙图可知，为了让防窥效果更好，则需要减小可视范围，根据光的直线传播可知，可以适当地减小超细百叶窗的间距，故C错误。 故选A。 4.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，就会发生神奇的日食奇观，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 【详解】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，c点会看不到太阳，形成日食，b点看不到太阳的下部，应该可以看到日偏食，而a点能看到太阳，不能形成日食，d点是夜间，无所谓日食，故a、d两位置看不到日食现象。故D符合题意，ABC不符合题意。 故选D。 5.仙女座大星云是离地球最近的一个旋涡星系，它的直径约为16万光年，距离地球约为200万光年。有关仙女座的下列说法中正确的是（　　） A．我们现在看到的仙女座就是现在的仙女座 B．仙女座发出的光需6万年才能到达地球 C．仙女座发出的光需200万年才能到达地球 D．目前人类已有能力登上仙女座进行科学考察 【答案】C 【详解】光年是指光在真空中传播一年的距离，仙女座距离地球约200万光年，我们看到的仙女座是它 200 万年前发出的光，经过 200 万年才到达地球，所以我们看到的是 200 万年前的仙女座，而不是现在的仙女座。目前人类的科技水平远远无法实现登上仙女座进行科学考察。即使以接近光速的速度飞行，到达仙女座也需要 200 万年左右的时间，而且人类还面临着许多技术难题，如长时间的太空生存、能源供应、飞行器的速度和耐久性等。故ABD错误，C正确。 故选C。 6.为了测量月球到地球的距离，科学家们将一束激光射向月球，经2.56s后接收到从月球返回的激光。光在真空中传播的速度为，则地球到月球的距离 m；请说明不能利用回声测距的方法测量地球到月球距离的理由是 。 【答案】 3.84×108 真空不能听声 【详解】[1]地球到月球的距离 [2]声音的传播需要介质，真空不能传声，因为地球和月球之间是真空环境，因此不能利用回声测距的方法测量地球到月球距离。 7.在水平道路的两旁各有一盏路灯，两盏路灯高度相同。某人在晚上从一盏路灯的正下方一直沿直线直立行走到另一盏路灯的正下方。在这个过程中，该人在地面上影子的总长度的变化情况是（　　） A．保持不变 B．一直变大 C．先变大后变小 D．先变小后变大 【答案】A 【详解】设路灯高度为H，人高为h，人到左灯的水平距离为x，两灯的距离为s，则人到右灯的水平距离为，左灯的影长为，右灯的影长为。根据相似三角形原理： 解得 解得 则 因为路灯高度H，人高h和两灯的距离s均不变，所以人在地面上影子的总长度保持不变。故A符合题意，BCD不符合题意。 故选A。 8.雷雨天，某物理兴趣小组为估算某一次闪电发生位置到他们的距离，设计出用声速乘以时间的估算方法，对于这种估算方法下列说法正确的是（　　）（声音在空气中传播速度约为340m/s） A．方案中的时间指刚刚听到雷声至雷声结束的时间 B．方案中的时间指刚刚看到该次闪电至雷声刚刚结束的时间 C．若时间测量正确，光速减小为原来的一半，这种估算方法不再适用 D．若时间测量正确，光速减小为声速的两倍，这种估算方法不再适用 【答案】D 【详解】AB．方案中的时间指刚刚看到该次闪电至刚刚听到雷声的时间，故AB错误； C．若时间测量正确，光速减小为原来的一半，还是远远的大于声速，光传播的时间依然可以忽略不计，这种估算方法依然适用，故C错误； D．若时间测量正确，该估算方法是看见闪电开始计时，是忽略了光传播的时间，若光速减小为声速的两倍，那光传播的时间不可忽略，这种估算方法不再适用，故D正确。 故选D。 9. 在一个烈日炎炎的午后陈老师走在随州街头，看到地面上树荫里有许多圆形光斑，抬头看看树叶间刺眼的阳光，想到这树荫下藏着物理学的秘密，便拍下两张照片（如图）。经估测树荫下一个清晰光斑的直径约为7cm，这束阳光从约7m高处的树叶间照射下来。我们常说太阳光经过约8分钟来到地球（太阳和地球之间的距离按1.5×1011m计算），粗略计算太阳的直径最接近（　　） A．1.5×109m B．1.5×1019m C．5×106m D．5×1012m 【答案】A 【详解】因为光斑的直径和小孔的位置所构成的三角形，与太阳的直径和小孔的位置所构成的三角形是相似三角形，相似三角形的对应边成正比例，设太阳直径为n米，光斑的直径为7cm=0.07m，则有 解得n=1.5×109m 故选A。 10.夏天正午时分，阳光明媚，小华在地面上铺一张白纸，将刻有边长为3cm的等边三角形孔的纸板正对着太阳，保持纸板与地面的距离为1m不变，用一张卡片覆盖在三角形孔上，遮住孔的一部分，如图所示，让太阳光透过小孔，移动卡片，使通光孔变小。刚开始时，白纸上光斑大小 ；当小孔足够小时，光斑形状是圆形的，继续移动卡片，减小通光孔的大小，白纸上光斑大小 ，光斑亮度 。 【答案】 变小 不变 变暗 【详解】[1]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，减小孔的大小时，白纸上光斑大小将变小。 [2][3]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。继续减小三角形孔的大小时，白纸上所成光斑的大小不变，但透过小孔的光变少，即单位面积上所接收的光的量减少，所以光斑变暗。 11.小明发现，一天中影子的长度一直在变化，为了探究影子长度的变化与哪些因素有关，小明和同学们做了以下猜想 猜想一：影子长度可能与光源的高度有关。 猜想二：影子长度可能与物体离光源的水平距离有关。 他们设计的实验装置如图所示。AB为竖直方向的长杆，长杆AB上装有一个可以移动的点光源D，再在地面上竖立一根短木条（短木条始终低于点光源D）。h为点光源的高度，s为A点到短木条的距离，l为影子的长度。小明控制短木条的长度和位置不变，将点光源D在AB间移动，测得的数据如表所示： 实验序号 1 2 3 4 点光源的高度h/cm 20 30 40 50 影子长度l/cm 30 15 10 7.5 (1)分析表格数据可知：保持其他因素不变，当点光源的高度逐渐增大时，影子的长度将 （选填“变长”“变短”或“不变”）。 (2)请你根据表中数据在图中绘制影子长度l随点光源的高度h变化的图像 。观察图像的变化趋势发现：点光源越高，影子长度变化的速度越 （选填“快”或“慢”）。 【答案】(1)变短 (2) 慢 【详解】（1）由表中数据可知，随着点光源的高度逐渐变大，影子长度越来越短，所以分析表格数据可知：保持其他因素不变，当点光源的高度逐渐增大时，影子的长度将变短。 （2）[1]根据表格数据，描点画线作图如下所示： [2]从图象中曲线的变化趋势可发现，点光源越高，图线越来越平缓，说明影子长度变化的速度越越来越慢。 12.光的传播也需要时间，真空中的光速是目前所发现的自然界中运动的最大速度，为，其他物质不可能达到这个速度。 (1)经过科学测算，此时此刻我们看到的太阳光大约是太阳在8min之前发出的，请你用所学知识，估测太阳到地球的距离是多少km？ (2)地球与月球间相距，站在地球上，用一个激光发射器向月球发射一激光信号，经过多久后可以接收到返回的激光信号？ 【答案】(1)1.44×108km (2)2.6s 【详解】（1）光的传播速度是c=3×108m/s，根据速度公式可得，太阳到地球的距离约为 s1=ct1=3×108m/s×8×60s= 1.44×1011m=1.44×108km （2）光从地球到月球需要的时间为 光从地球到月球进行一次折返需要的时间为 t=2t2=2×1.3s=2.6s 学科网（北京）股份有限公司 $