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4.1 光的直线传播
【素养目标】
物理观念:光源，光的直线传播，光线，光的直线传播的现象和应用，光速。
科学思维:通过建立光线模型，知道物理模型的重要性。
科学探究:探究光在空气、水、玻璃中的传播。
科学态度与责任:通过观察光在空气中和水中传播的实验现象，了解实验是研究物理问题的重要方法。
知识点一、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。
2.光源的判断
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、电影的屏幕等。
知识点二、光的直线传播
1.光是怎样传播的
（1）实验观察：光在空气、水、玻璃中的传播路径。
【实验器材】激光笔、烧杯、水箱、水、玻璃砖等。
【进行实验】
实验目的 实验过程 现象 分析总结
探究光在空气中的传播路径 在夜晚，用能发出带有颜色的激光笔射向天空，激光笔发出的光的传播路径 光在空气中沿直线传播
探究光在水中的传播路径 在盛水的水箱中，让激光笔沿不同方向垂直水箱侧面射出光，观察光在水中的传播路径 光在水中沿直线传播
探究光在玻璃中的传播路径 让激光笔发出的光从玻璃砖的侧面垂直射入玻璃砖，观察光在玻璃砖中的传播路径 光在玻璃中沿直线传播
【探究归纳】光在空气、水、玻璃等透明物质中均是沿直线传播的。
（2）探究光沿直线传播的条件
提出问题 光一定沿直线传播吗？光沿直线传播的条件是什么？
设计与进行实验 ①在桌上放一个大的透明水槽，配有四杯等量但浓度不同的糖水，每杯糖水中都添加少量牛奶（为了清晰地显示光路），将它们按浓度从大到小的顺序排列，依次倒入水槽，水槽内的液体就变成了从上到下浓度逐渐增大的非均匀水溶液； ②如图甲所示，将一束光从透明水槽侧面垂直射入非均匀浓度的糖水溶液中，观察到激光的传播路径在浓度不均匀的糖水溶液中会向下弯曲； ③如图乙所示，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
分析论证 光垂直射入浓度不均匀的糖水溶液中时，光的传播路径发生了弯曲；在均匀浓度的糖水溶液中，光的传播路径是直的
得出结论 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）光可以在真空中传播
太阳光能通过太空和大气层传播到地球表面，说明光可以在真空中传播。
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。图乙和图丙分别表示平行光和点光源发出的光。
光线是物理模型
1.在物理学中，为了研究问题方便，人们抓住主要的因素，对实际问题进行理想化处理，通过建构模型来揭示事物本质的方法称之为模型法。光线是一种模型，用来表示光的传播路径和方向。
2.光线是模型，不是实体，没有尺度。即使是再细的光束，也不能说是光线。
3.与光的直线传播有关的现象
（1）影子
光在传播过程中，遇到不透明的物体，会使物体后面光不能到达的区域形成一个阴暗区域，即物体的影子；如图。
（2）日食和月食
①日食：当月球运行到太阳和地球之间时，由于光沿直线传播，月球就挡住了太阳射向地球的光。
当月球距离地球较近时，在本影区域，月球挡住全部太阳光，该区域发生日全食；在半影区域，月球挡住了部分太阳光，该区域发生日偏食；当月球距离地球较远时，月球挡住了来自太阳中央区域的光，正对区域发生日环食。如图甲所示。
②月食：当地球处于月球和太阳之间时，地球挡住了射向月球的光，由于光沿直线传播，当月球在本影区域时，能看到月全食；当月球在半影区域时，我们能看到月偏食。如图乙所示。
（3）小孔成像
如图所示甲，用给一个带有小孔的板遮挡在光屏与蜡烛之间，光屏上就会形成烛焰倒立的像，我们把这样的现象叫小孔成像。左右移动中间的板，光屏上的像的大小也会随之发生变化。
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。
像的大小与物（蜡烛）的大小以及光屏所在位置有关。其大小关系为：。
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.小孔成像时，像的形状取决于物体的形状，与小孔形状无关；
3.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。
【现象辨析】影子和小孔成像的异同
现象 相同点 不同点
影子 形成原因都是光沿直线传播 影子是光照射不到的区域，影子的形成不一定和物体的形状相同，而且影子是黑暗的
小孔成像 通过小孔成的像是光实际照射到的区域，像的形状和物体的形状相同，而且像是亮的
4.光的直线传播的应用
由于光的直线传播，在开凿隧道时，工人们可以用激光束引导掘进机，使掘进机沿直线前进，保证隧道方向不会出现偏差；士兵瞄准射击；站队时队列排直等。
像“井底之蛙”、“一叶障目不见泰山”也都是可以用光的直线传播进行解释的。
知识点三、光的传播速度
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。
【现象辨析】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
题型一：光的直线传播
1．关于光的传播，下列说法正确的是　　
A．光在同种均匀介质沿直线传播
B．光的传播需要介质
C．“光年”是光传播速度的单位
D．“天文数据”是古代人的数字
2．下列现象中，属于光的直线传播的是　　
A．日晷仪 B．彩虹的倒影
C．从后视镜观察 D．水中的甲秀楼
3．如图所示是我国古代用来测量时间的仪器——日晷；日晷之所以能够利用铜针被太阳光照射时投在石盘上的影子记录时刻，是因为太阳光在 　　介质中沿 　　传播。
4．在灯光下靠近墙的地方，用手做各种姿态，在墙上会形成手影，这说明了光在同一种均匀介质中沿　　传播。当电灯保持静止，手向电灯靠拢时，墙上的手影将　　（选填“变大”、“变小”或“不变” 。
5．在生活中经常提到的“影”与我们所学到的光学知识有关。下列现象中与“立竿见影”中的“影”形成原因一致的是　　
A．水中“倒影” B．树荫下的光斑
C．筷子在水面“折断” D．雨后的彩虹
题型二：小孔成像
6．2024年4月8日地球上发生了一次日全食，这次日全食现象给人们带来了难得一见的天文盛宴，下列光现象与该现象成因相同的是　　
A．树荫下光斑
B．雨后彩虹
C．海市蜃楼
D．水中倒影
7．如图甲是在房子侧壁上形成的树荫，图乙是太阳光经过树叶间的缝隙在树荫中形成的月牙形亮斑。下列说法正确的是　　
A．“树荫”的形成是由于光的折射
B．树荫中的月牙形亮斑是小孔成像形成的
C．亮斑是月牙形的是因为发生了日全食
D．亮斑的形状和树叶缝隙的形状是一致的
8．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
9．中午时，若太阳光垂直射入纸板上一个很小的“△”形孔，那么在地面上形成的光斑的形状是　　
A．“”形 B．“”形 C．“△”形 D．“”形
10．“大树底下好乘凉”，如图所示，从物理学角度可知乘凉的区域实际是大树的 　　（选填“影子”、“实像”或“虚像” 。
题型三：光速及其计算
11．2023年7月28日晚上，第31届世界大学生夏季运动会在四川成都开幕！开幕式上金色烟火绽放，给所有人留下了深刻的印象！随着几声巨响，带有“12”至“1”数字的倒计时烟花字母依次腾空升起。下列说法正确的是　　
A．灿烂的烟花不是光源
B．光在不均匀的空气中可以沿曲线传播
C．光在空气中的传播速度是
D．先看到烟花后听到爆炸声，说明声速比光速快
12．关于光的传播，下列说法正确的是　　
A．光在任何情况下都是沿直线传播的
B．光可以在真空里传播
C．光从空气进入水中传播速度变快
D．月亮是光源
13．光从空气射入水中，它的传播速度　　
A．一定增大 B．保持不变 C．一定减小 D．无法比较
14．光在 　　中传播的速度最大，数值为 　　，光在水、玻璃、空气中传播速度由大到小的排列顺序是 　　。
15．为实现我国的探月计划，科学家曾测出从地球发射的激光到达月球并返回地面所有的时间约为，若光在空气（或真空中）的传播速度为，求：
（1）光从地球到达月球的时间是多少？
（2）地球和月球之间的距离是多少？
一．选择题（共6小题）
1．下列现象中，属于光的直线传播的是　　
A．日晷仪 B．彩虹的倒影
C．从后视镜观察 D．水中的甲秀楼
2．下列关于光线的说法正确的是　　
A．光源能射出无数条光线
B．光线就是很细的光束
C．光线是用来表示光的传播径迹和方向的几何线段，用实线表示
D．光线是客观存在的
3．在生活中经常提到的“影”与我们所学到的光学知识有关。下列现象中与“立竿见影”中的“影”形成原因一致的是　　
A．水中“倒影” B．树荫下的光斑
C．筷子在水面“折断” D．雨后的彩虹
4．发生月食的时候，下列说法正确的是　　
A．太阳、月球、地球在一条直线上，月球在中间
B．太阳、地球、月球在一条直线上，地球在中间
C．太阳、地球、月球在一条直线上，太阳在中间
D．太阳、地球、月球不能在一条直线上
5．《史记》中记载，汉朝初期的齐少翁用剪纸做的人、物在幕后表演，用光照射，相应的人、物的“影”就放映在白幕上，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．打靶时“三点一线”瞄准
C．水中月，镜中花 D．一叶障目，不见泰山
6．沈括在《梦溪笔谈》中记述到“若莺飞空中，其影随莺而移”，而在纸窗上开一个小孔使莺的影子呈现在室内纸屏上，却观察到“莺东则影西，莺西则影东”，则下列说法错误的是　　
A．“莺东则影西，莺西则影东”描述的现象是小孔成像
B．图甲和图乙都可以用光的直线传播来解释
C．图甲所成的“影”一定比图乙所成的“影”大
D．小孔成像时，物左右移动时，其像的移动方向与其相反
二．多选题（共1小题）
7．早在战国时期，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，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倒立的像，下列说法正确的是　　
A．小孔成像说明光在同种均匀介质中沿直线传播
B．木板上的小孔不一定是圆形的
C．保持蜡烛和墙位置不变，将木板向靠近墙的方向移动，蜡烛在墙上像的大小不变
D．蜡烛在墙上形成的像是正立的像
三．填空题（共5小题）
8．世界各地有时出现“月全食”现象，这是由于 　　形成的，如图表示月全食时太阳、地球、月球的位置，则图中的是 　　。
9．光年是 　　的单位，月亮 　　光源（后一空选填“是”或“不是” 。
10．有人为了防止玩手机被人偷看到屏幕内容，在屏幕上贴了手机防窥膜，其采用了超细百叶窗光学技术，原理类似百叶窗，结构简图如图。两侧之所以看不清屏幕内容，是由于光的 　　（填写光的原理）；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。
11．电闪雷鸣时，我们总是先看到闪电后听到雷声，说明光速比声速 　　（填“大”或“小” ，光在真空中的传播速度 　　。
12．2023年4月20日，天空上演了罕见的日全环食现象，给人们带来一场天文盛宴，如图所示，该现象产生的原因是 　　。下列光现象中，与该现象成因相同的是 　　（填写序号）。①小孔成像　　②手影　　③水中桥的倒影　　④彩虹
四．计算题（共1小题）
13．看到闪电后听到了雷声，则发生雷电的地方距离我们有 　　。激光测距仪可测量月、地之间的距离，精度可以达到。已知一束激光从激光测距仪发出并射向地球，大约经过2.53反射回来，则地球到月球之间的距离大约是 　　。
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4.1 光的直线传播
【素养目标】
物理观念:光源，光的直线传播，光线，光的直线传播的现象和应用，光速。
科学思维:通过建立光线模型，知道物理模型的重要性。
科学探究:探究光在空气、水、玻璃中的传播。
科学态度与责任:通过观察光在空气中和水中传播的实验现象，了解实验是研究物理问题的重要方法。
知识点一、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。
2.光源的判断
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、电影的屏幕等。
知识点二、光的直线传播
1.光是怎样传播的
（1）实验观察：光在空气、水、玻璃中的传播路径。
【实验器材】激光笔、烧杯、水箱、水、玻璃砖等。
【进行实验】
实验目的 实验过程 现象 分析总结
探究光在空气中的传播路径 在夜晚，用能发出带有颜色的激光笔射向天空，激光笔发出的光的传播路径 光在空气中沿直线传播
探究光在水中的传播路径 在盛水的水箱中，让激光笔沿不同方向垂直水箱侧面射出光，观察光在水中的传播路径 光在水中沿直线传播
探究光在玻璃中的传播路径 让激光笔发出的光从玻璃砖的侧面垂直射入玻璃砖，观察光在玻璃砖中的传播路径 光在玻璃中沿直线传播
【探究归纳】光在空气、水、玻璃等透明物质中均是沿直线传播的。
（2）探究光沿直线传播的条件
提出问题 光一定沿直线传播吗？光沿直线传播的条件是什么？
设计与进行实验 ①在桌上放一个大的透明水槽，配有四杯等量但浓度不同的糖水，每杯糖水中都添加少量牛奶（为了清晰地显示光路），将它们按浓度从大到小的顺序排列，依次倒入水槽，水槽内的液体就变成了从上到下浓度逐渐增大的非均匀水溶液； ②如图甲所示，将一束光从透明水槽侧面垂直射入非均匀浓度的糖水溶液中，观察到激光的传播路径在浓度不均匀的糖水溶液中会向下弯曲； ③如图乙所示，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
分析论证 光垂直射入浓度不均匀的糖水溶液中时，光的传播路径发生了弯曲；在均匀浓度的糖水溶液中，光的传播路径是直的
得出结论 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）光可以在真空中传播
太阳光能通过太空和大气层传播到地球表面，说明光可以在真空中传播。
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。图乙和图丙分别表示平行光和点光源发出的光。
光线是物理模型
1.在物理学中，为了研究问题方便，人们抓住主要的因素，对实际问题进行理想化处理，通过建构模型来揭示事物本质的方法称之为模型法。光线是一种模型，用来表示光的传播路径和方向。
2.光线是模型，不是实体，没有尺度。即使是再细的光束，也不能说是光线。
3.与光的直线传播有关的现象
（1）影子
光在传播过程中，遇到不透明的物体，会使物体后面光不能到达的区域形成一个阴暗区域，即物体的影子；如图。
（2）日食和月食
①日食：当月球运行到太阳和地球之间时，由于光沿直线传播，月球就挡住了太阳射向地球的光。
当月球距离地球较近时，在本影区域，月球挡住全部太阳光，该区域发生日全食；在半影区域，月球挡住了部分太阳光，该区域发生日偏食；当月球距离地球较远时，月球挡住了来自太阳中央区域的光，正对区域发生日环食。如图甲所示。
②月食：当地球处于月球和太阳之间时，地球挡住了射向月球的光，由于光沿直线传播，当月球在本影区域时，能看到月全食；当月球在半影区域时，我们能看到月偏食。如图乙所示。
（3）小孔成像
如图所示甲，用给一个带有小孔的板遮挡在光屏与蜡烛之间，光屏上就会形成烛焰倒立的像，我们把这样的现象叫小孔成像。左右移动中间的板，光屏上的像的大小也会随之发生变化。
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。
像的大小与物（蜡烛）的大小以及光屏所在位置有关。其大小关系为：。
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.小孔成像时，像的形状取决于物体的形状，与小孔形状无关；
3.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。
【现象辨析】影子和小孔成像的异同
现象 相同点 不同点
影子 形成原因都是光沿直线传播 影子是光照射不到的区域，影子的形成不一定和物体的形状相同，而且影子是黑暗的
小孔成像 通过小孔成的像是光实际照射到的区域，像的形状和物体的形状相同，而且像是亮的
4.光的直线传播的应用
由于光的直线传播，在开凿隧道时，工人们可以用激光束引导掘进机，使掘进机沿直线前进，保证隧道方向不会出现偏差；士兵瞄准射击；站队时队列排直等。
像“井底之蛙”、“一叶障目不见泰山”也都是可以用光的直线传播进行解释的。
知识点三、光的传播速度
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。
【现象辨析】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
题型一：光的直线传播
1．关于光的传播，下列说法正确的是　　
A．光在同种均匀介质沿直线传播
B．光的传播需要介质
C．“光年”是光传播速度的单位
D．“天文数据”是古代人的数字
【答案】
【解答】解：、光在同种均匀介质沿直线传播，故正确；
、光可以在真空中传播，光的传播不需要介质，故错误；
、“光年”是天文学中常用的路程单位，不是光传播速度的单位，故错误。
、“天文数据”是天文学上的相关数字，不是古代人的数字，故错误；
故选：。
2．下列现象中，属于光的直线传播的是　　
A．日晷仪 B．彩虹的倒影
C．从后视镜观察 D．水中的甲秀楼
【答案】
【解答】解：．日晷是应用光的直线传播计时的，故符合题意；
．彩虹的倒影属于平面镜成像，是光的反射形成的，故不符合题意；
．从后视镜观察车后的景物，后视镜是凸面镜，看到的像是由于光的反射形成的，故不符合题意；
．水中的甲秀楼属于平面镜成像，是光的反射形成的，故不符合题意。
故选：。
3．如图所示是我国古代用来测量时间的仪器——日晷；日晷之所以能够利用铜针被太阳光照射时投在石盘上的影子记录时刻，是因为太阳光在 　同种均匀　介质中沿 　　传播。
【答案】同种均匀；直线。
【解答】解：日晷能够记录时刻，是利用了光在同种均匀介质中沿直线传播的原理。
故答案为：同种均匀；直线。
4．在灯光下靠近墙的地方，用手做各种姿态，在墙上会形成手影，这说明了光在同一种均匀介质中沿　直线　传播。当电灯保持静止，手向电灯靠拢时，墙上的手影将　　（选填“变大”、“变小”或“不变” 。
【答案】直线；变大
【解答】解：光被手遮挡后，在后边形成一个黑色的区域，叫做影子，即手影，是光在同种均匀介质中沿直线传播形成的；
电灯保持静止，手向电灯靠拢，手的大小不变，电灯与手的距离变小，同时，手到墙壁的距离变大，所以手影变大。
故答案为：直线；变大。
5．在生活中经常提到的“影”与我们所学到的光学知识有关。下列现象中与“立竿见影”中的“影”形成原因一致的是　　
A．水中“倒影” B．树荫下的光斑
C．筷子在水面“折断” D．雨后的彩虹
【答案】
【解答】解：“立竿见影”中的“影”是影子，是由光的直线传播形成的；
、水中倒影属于平面镜成像，平面镜成像是光的反射原理，故错误。
、树荫下的光斑属于小孔成像，是由光的直线传播形成的，故正确。
、筷子在水面“折断”，是由于光的折射形成的现象，故错误。
、雨过天晴时，常在天空出现彩虹，这是太阳光通过悬浮在空气中细小的水珠折射而成的，白光经水珠折射以后，分成各种彩色光，这种现象叫做光的色散现象，故错误。
故选：。
题型二：小孔成像
6．2024年4月8日地球上发生了一次日全食，这次日全食现象给人们带来了难得一见的天文盛宴，下列光现象与该现象成因相同的是　　
A．树荫下光斑
B．雨后彩虹
C．海市蜃楼
D．水中倒影
【答案】
【解答】解：日全食现象形成的原因是光的直线传播；
．树荫下的光斑形成的原因是光的直线传播，故符合题意；
．雨后彩虹是光的色散现象，本质上属于光的折射，故不符合题意；
．海市蜃楼是由于光的折射形成的，故不符合题意；
．水中倒影形成是由于光的反射形成的，故不符合题意；
故选：。
7．如图甲是在房子侧壁上形成的树荫，图乙是太阳光经过树叶间的缝隙在树荫中形成的月牙形亮斑。下列说法正确的是　　
A．“树荫”的形成是由于光的折射
B．树荫中的月牙形亮斑是小孔成像形成的
C．亮斑是月牙形的是因为发生了日全食
D．亮斑的形状和树叶缝隙的形状是一致的
【答案】
【解答】解：、“树荫”的形成是由于光的直线传播，故错误；
、树荫中的月牙形亮斑是小孔成像形成的，故正确；
、亮斑是月牙形的是因为小孔成像，光在同种均匀介质中是沿直线传播的，不是日全食，故错误；
、亮斑的形状和树叶缝隙的形状是不一致的，小孔成像是由于光的直线传播形成的，所成像的形状与孔的形状无关，故错误。
故选：。
8．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】
【解答】解：．处比处更加阴暗，半透明的塑料膜制成光屏放在处成像更加清晰，故错误；
．小孔成像过程中，所成的像与小孔形状无关，故错误；
．小孔成像成的像是倒立的实像，像与物上下颠倒，左右相反，故正确，故错误。
故选：。
9．中午时，若太阳光垂直射入纸板上一个很小的“△”形孔，那么在地面上形成的光斑的形状是　　
A．“”形 B．“”形 C．“△”形 D．“”形
【答案】
【解答】解：太阳光垂直照射在刻有一个很小的“△”形孔的纸板上，由于光沿直线传播，在地面上形成太阳的像，像的形状与太阳的形状一样，与小孔的形状无关；故正确，错误。
故选：。
10．“大树底下好乘凉”，如图所示，从物理学角度可知乘凉的区域实际是大树的 　影子　（选填“影子”、“实像”或“虚像” 。
【答案】影子。
【解答】解：光在同种均匀介质中沿直线传播，在光的传播过程中大树的叶子挡住了部分光线，所以在地上形成了影子，可供乘凉。
故答案为：影子。
题型三：光速及其计算
11．2023年7月28日晚上，第31届世界大学生夏季运动会在四川成都开幕！开幕式上金色烟火绽放，给所有人留下了深刻的印象！随着几声巨响，带有“12”至“1”数字的倒计时烟花字母依次腾空升起。下列说法正确的是　　
A．灿烂的烟花不是光源
B．光在不均匀的空气中可以沿曲线传播
C．光在空气中的传播速度是
D．先看到烟花后听到爆炸声，说明声速比光速快
【答案】
【解答】解：、灿烂的烟花是光源，故错误；
、光在同种均匀介质中沿直线传播，光在不均匀的空气中可以沿曲线传播，故正确；
、光在空气中的速度约为，故错误；
、先看到烟花后听到爆炸声，说明声速比光速慢，故错误。
故选：。
12．关于光的传播，下列说法正确的是　　
A．光在任何情况下都是沿直线传播的
B．光可以在真空里传播
C．光从空气进入水中传播速度变快
D．月亮是光源
【答案】
【解答】解：
、光在同种均匀介质中才沿直线传播，故错误；
、光可以在真空中传播，故正确；
、光在不同介质中传播速度一般是不相同的，故错误；
、月亮本身是不发光的，是反射太阳光，不是光源，故错误。
故选：。
13．光从空气射入水中，它的传播速度　　
A．一定增大 B．保持不变 C．一定减小 D．无法比较
【答案】
【解答】解：光在水中的速度约为，光在空气中的速度约为，由此可知，光从空气射入水中，它的传播速度一定减小，故正确，错误。
故选：。
14．光在 　真空　中传播的速度最大，数值为 　　，光在水、玻璃、空气中传播速度由大到小的排列顺序是 　　。
【解答】解：光在越稀疏的介质中传播越快，在真空中最快，速度是；
因在空气中传播速度接近在真空中的速度，在水中的传播速度是真空中的，在玻璃中的传播速度是真空中的。
所以光在水、玻璃、空气中传播速度由大到小的排列顺序是空气、水、玻璃。
故答案为：真空；；空气、水、玻璃。
15．为实现我国的探月计划，科学家曾测出从地球发射的激光到达月球并返回地面所有的时间约为，若光在空气（或真空中）的传播速度为，求：
（1）光从地球到达月球的时间是多少？
（2）地球和月球之间的距离是多少？
【答案】（1）光从地球到达月球的时间是；
（2）地球和月球之间的距离是。
【解答】解：（1）光从地球到达月球的时间为；
（2）地球和月球之间的距离为。
答：（1）光从地球到达月球的时间是；
（2）地球和月球之间的距离是。
一．选择题（共6小题）
1．下列现象中，属于光的直线传播的是　　
A．日晷仪 B．彩虹的倒影
C．从后视镜观察 D．水中的甲秀楼
【答案】
【解答】解：．日晷是应用光的直线传播计时的，故符合题意；
．彩虹的倒影属于平面镜成像，是光的反射形成的，故不符合题意；
．从后视镜观察车后的景物，后视镜是凸面镜，看到的像是由于光的反射形成的，故不符合题意；
．水中的甲秀楼属于平面镜成像，是光的反射形成的，故不符合题意。
故选：。
2．下列关于光线的说法正确的是　　
A．光源能射出无数条光线
B．光线就是很细的光束
C．光线是用来表示光的传播径迹和方向的几何线段，用实线表示
D．光线是客观存在的
【答案】
【解答】解：
光源是能发光的物体，能发光，但不是射出光线，故错误；
光线只是表示光传播方向的一条直线，不是很细的光束，故错误；
光线是为了表示光的传播情况，物理学中通常用一条带有箭头的直线表示光传播的径迹和方向，光线常用实线来表示，故正确；
光是存在的，光线不存在，光线是为了研究光的传播情况而引入的模型，故错误。
故选：。
3．在生活中经常提到的“影”与我们所学到的光学知识有关。下列现象中与“立竿见影”中的“影”形成原因一致的是　　
A．水中“倒影” B．树荫下的光斑
C．筷子在水面“折断” D．雨后的彩虹
【答案】
【解答】解：“立竿见影”中的“影”是影子，是由光的直线传播形成的；
、水中倒影属于平面镜成像，平面镜成像是光的反射原理，故错误。
、树荫下的光斑属于小孔成像，是由光的直线传播形成的，故正确。
、筷子在水面“折断”，是由于光的折射形成的现象，故错误。
、雨过天晴时，常在天空出现彩虹，这是太阳光通过悬浮在空气中细小的水珠折射而成的，白光经水珠折射以后，分成各种彩色光，这种现象叫做光的色散现象，故错误。
故选：。
4．发生月食的时候，下列说法正确的是　　
A．太阳、月球、地球在一条直线上，月球在中间
B．太阳、地球、月球在一条直线上，地球在中间
C．太阳、地球、月球在一条直线上，太阳在中间
D．太阳、地球、月球不能在一条直线上
【答案】
【解答】解：太阳、地球、月球位于同一条直线上，当不透明的地球位于太阳与月球之间，地球挡住了沿直线传播的太阳光，太阳光照不到月球上，在地球上看不到月球的现象就是月食，故正确。
故选：。
5．《史记》中记载，汉朝初期的齐少翁用剪纸做的人、物在幕后表演，用光照射，相应的人、物的“影”就放映在白幕上，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．打靶时“三点一线”瞄准
C．水中月，镜中花 D．一叶障目，不见泰山
【答案】
【解答】解：皮影戏形成的原理是光沿直线传播。
阳光下绿树成荫、打靶时“三点一线”瞄准和一叶障目，不见泰山都是由于光沿直线传播形成的；
水中月镜中花是平面镜成像，是由光的反射形成的；
故不合题意，符合题意。
故选：。
6．沈括在《梦溪笔谈》中记述到“若莺飞空中，其影随莺而移”，而在纸窗上开一个小孔使莺的影子呈现在室内纸屏上，却观察到“莺东则影西，莺西则影东”，则下列说法错误的是　　
A．“莺东则影西，莺西则影东”描述的现象是小孔成像
B．图甲和图乙都可以用光的直线传播来解释
C．图甲所成的“影”一定比图乙所成的“影”大
D．小孔成像时，物左右移动时，其像的移动方向与其相反
【答案】
【解答】解：、如图乙，“莺东则影西，莺西则影东”描述的现象是小孔成像，故正确；
、图甲和图乙都可以用光的直线传播来解释，故正确；
、小孔成像成的是倒立的实像，像的大小与物体和像到孔的距离有关，图甲所成的“影”不一定比图乙所成的“影”大，故错误；
、小孔成像时，物左右移动时，其像的移动方向与其相反，故正确。
故选：。
二．多选题（共1小题）
7．早在战国时期，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，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倒立的像，下列说法正确的是　　
A．小孔成像说明光在同种均匀介质中沿直线传播
B．木板上的小孔不一定是圆形的
C．保持蜡烛和墙位置不变，将木板向靠近墙的方向移动，蜡烛在墙上像的大小不变
D．蜡烛在墙上形成的像是正立的像
【答案】
【解答】解：
、小孔成像是由于光在同种均匀介质中沿直线传播形成的，故正确；
、小孔成像成的是物体的像，与小孔的形状无关，小孔不一定是圆形的，故正确；
、因为成像的大小取决于蜡烛到小孔和墙到小孔的距离，保持蜡烛和墙的位置不变，将木板向靠近墙的方向移动，墙与小孔距离越小，蜡烛到小孔的距离越大，像越小，故错误。
、蜡烛在墙上成的像是倒立的实像，故错误。
故选：。
三．填空题（共5小题）
8．世界各地有时出现“月全食”现象，这是由于 　光沿直线传播　形成的，如图表示月全食时太阳、地球、月球的位置，则图中的是 　　。
【答案】光沿直线传播；地球。
【解答】解：日食、月食是由于光沿直线传播形成的；发生月全食时，太阳、月球、地球三者应在一条直线上，地球在中间挡住太阳光，从而形成月全食，所以地球应在位置，月球在处。
故答案为：光沿直线传播；地球。
9．光年是 　长度　的单位，月亮 　　光源（后一空选填“是”或“不是” 。
【解答】解：①光年指的是光在真空中行走一年的距离，是长度单位；
②太阳自身能够发光，属于光源；地球、月球只是反射了太阳光，本身不能发光，所以不是光源。
故答案为：长度；不是。
10．有人为了防止玩手机被人偷看到屏幕内容，在屏幕上贴了手机防窥膜，其采用了超细百叶窗光学技术，原理类似百叶窗，结构简图如图。两侧之所以看不清屏幕内容，是由于光的 　直线传播　（填写光的原理）；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；减小。
【解答】解：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；此防窥膜贴在手机屏幕上，由于屏幕正上方在可视范围内，所以不能防止上方的窥视；为了让防窥效果更好（可视范围减小），可以适当地减小超细百叶窗的间距。
故答案为：直线传播；减小。
11．电闪雷鸣时，我们总是先看到闪电后听到雷声，说明光速比声速 　大　（填“大”或“小” ，光在真空中的传播速度 　　。
【答案】大；。
【解答】解：闪电和雷鸣同时发生，但空气中光速远远大于声速，根据速度公式可知，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；真空中光的传播速度约为。
故答案为：大；。
12．2023年4月20日，天空上演了罕见的日全环食现象，给人们带来一场天文盛宴，如图所示，该现象产生的原因是 　光的直线传播　。下列光现象中，与该现象成因相同的是 　　（填写序号）。①小孔成像　　②手影　　③水中桥的倒影　　④彩虹
【答案】光的直线传播；①②。
【解答】解：日食是由于光的直线传播形成的，小孔成像和手影的原理是光的直线传播，水中倒影属于平面镜成像，是由于光的反射形成的，彩虹是由于光的折射形成的，与该现象成因相同的是①②。
故答案为：光的直线传播；①②。
四．计算题（共1小题）
13．看到闪电后听到了雷声，则发生雷电的地方距离我们有 　1020　。激光测距仪可测量月、地之间的距离，精度可以达到。已知一束激光从激光测距仪发出并射向地球，大约经过2.53反射回来，则地球到月球之间的距离大约是 　　。
【答案】1020；。
【解答】解：发生雷电处距离我们的距离；
地球到月球之间的距离等于光往返一次传播距离的一半，为。
故答案为：1020；。
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