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2024年版科学教材核心素养提升系列讲义
第7讲 光的直线传播（教师版）
【内容结构】
知识的理解与拓展：
1.原理：
光在同一种均匀介质中是沿直线传播的。光在不同介质中传播的快慢是不同的。
迈克尔逊与光速
第一个把光速测量精度大幅提高的人是美国物理学家迈克尔逊。1877到1879年，迈克尔逊改进了傅科发明的旋转镜，示意图如下：迈克尔逊测量光速装置示意图
迈克尔逊在相隔较远的两处分别放置八面镜M1和反射装置M2M3，让一束光经过八面镜中的镜面1反射后发出，再通过M2和M3反射回八面镜，经过镜面3反射后进入观察目镜。只有在如图所示的位置时，观察目镜处才会有光。如果八面镜转动一点，经过界面1反射的光就无法照射到M2，观察目镜上就看不到光了。
如果让八面镜旋转起来，并且角速度逐渐增大，会发现某个角速度下又可以从观察目镜中看到光了。这是因为界面1刚好倾斜45度角时，光线经过界面1反射到达M2，再返回八面镜时，八面镜刚好转动一格（1/8周期），于是界面2刚好跑到图中镜面3的位置，将光线反射进入观察目镜。由于视觉暂留现象，观察目镜中就好像一直可以看到光。
假设左右两套装置相距为L，当八面镜转动周期为T时，可以从观察镜中看到光，由于L远远大于其它部分的长度，所以光从界面1反射到左侧，再回到八面镜走过的距离近似为S=2L
根据刚才的分析，光来回运动一次，八面镜刚好走过1格，时间t=T/8
因此光的速度为V=S/T=2L/（T/8）=16L/T
根据这个原理，迈克尔孙测出光的速度为299853±60km/s，与我们今天测量的更加精确的值非常接近。
2.应用：
（1）小孔成像规律：
①特点：当物距(u)大于像距(v)，倒立缩小的实像；当物距(u)等于像距(v)，倒立等大的实像；
当物距(u)小于像距(v)，倒立放大的实像；
②实像和虚像的区别
▲实际光线相交形成的是实像,由实际光线的反向延长线相交形成的是虚像。
▲可以用光屏或者白纸或者胶卷(指任何实物)承接到或记录下来的是实像,不能用光屏、白纸承接到或者不能用胶卷记录下来的是虚像。
▲倒立的必定是实像,正立的必定是虚像
（2）影的形成
①点光源发出的光照射到不透明的物体上时，物体向光的表面被照亮，在背光面的后方形成一个光照不到的黑暗区域，这就是物体的影。如左下图所示为点光源的影。
影区是发自光源并与被照物体的表面相切的光线围成的。
②一个发光面比较大的光源来代替点光源，影的情形就会不同。发光面上的每个发光点都可以看做一个点光源，它们都在物体的背后造成影区，这些影共有的完全不会受到光照射的范围叫做本影。本影的周围还有一个能受到光源发出的一部分光照射的区域，叫做半影。如右上图所示为面光源的本影与半影。光源的发光面越大，本影区越小。
（3）判断物体的位置
根据光沿直线传播的性质，如果知道一个发光体射出的两条光线，只要把这两条光线向相反方向延长到它们的交点，就能确定发光体的位置，如图所示。在人用眼睛观察物体的时候，根据两只眼睛对物体的视线间的夹角可以判断物体的位置也是这个道理。
（4）日食和月食的形成
发生日食时，太阳、月球和地球位于同一直线上，月球在中间。太阳发出的光线经月球遮挡后，形成如图所示的，，，四个影区，其中为本影区，没有光线能够照射到该区域，为伪本影区，只有太阳边缘发出的光线可以照射到该区域，和为半影区。当地球上的观察者位于区域内时，将观察到日全食，位于区域时，可以观察到日环食，位于和区域时则可以观察到日偏食。
发生月食时，太阳、地球和月球位于同一直线上，地球在中间，如图所示。当月球有一部分进入地球的本影区时，在本影区的部分由于没有光线到达，因此该部分不能被看到，形成月偏食。当月球全部进入地球的本影区时，由于没有太阳的光线照射到月球表面，月球也不再反光，因此地球上的观察者会看到月全食。在月食现象中，不可能出现月环食。
【重难点例析】
例1.二十四节气是古代劳动人民智慧的结晶，它揭示了天文气象变化的规律。小明查阅资料，利用温州冬至日正午太阳高度角约为38度，夏至日正午太阳高度角约为85度，制作了“二十四节气观测仪”（如甲图），圭上刻度如乙图。回答下面问题。
观测仪通过观察“表”在“圭”上的影长来确定节气。影子形成的原理是（　　）
A．光的直线传播 B．光的反射 C．光的折射 D．光的色散
【解答】由于光在同种均匀物质中沿直线传播，当光遇到不透光障碍物后，被障碍物挡住，于是在障碍物后面就形成影子，所以说影子形成的原理是光的直线传播。
故选：A。
例2 如左下图所示，身高为的人由路灯正下方开始向右以速度匀速走动，路灯高为，问：
（1）人头部的影子做什么运动？速度是多少？
（2）人影子的长度增长速度是多少？
【分析与解】
（1）人在路灯正下方时，人头部的影子恰处于人脚底，在人逐渐远离路灯的过程中，人影子的长度也越来越大。经时间，人前进的距离为，设此时人影子的长度为，人头部的影子移动的距离为，如图3.2所示。根据相似三角形知识，可得，即可见，头部影子运动的距离与时间成正比，做匀速直线运动，其速度，因为，可知，即头部的影子运动速度大于人行走的速度。
（2）同样结合相似三角形知识，可得，即，即人影子的长度随时间均匀变长，其长度的增长速度即为单位时间内长度的变化量，。
例3．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一个小孔，蒙上一层塑料薄膜，这样就制成了一个针孔照相机，观察并研究小孔成像的特点：
（1）其成像的原理是 ；
（2）如果易拉罐底部小孔是三角形，在半透明纸上看到的像是 ；
A．三角形光斑 B．圆形光斑蜡烛 C．烛焰的正立像 D．烛焰的倒立像
（3）小明将蜡烛放在易拉罐的前方，当他沿顺时针方向转动蜡烛时，他在薄膜上看到的像是 （顿时针/逆时针）方向转动。
【答案】光在同种均匀介质中沿直线传播 D 顺时针
【解析】
（1）蜡烛发出或反射的光通过小孔后，在小孔后面的薄膜上形成倒立的实像，这就是小孔成像，小孔成像的原理是光在同种均匀介质中沿直线传播。
（2）蜡烛经小孔成倒立的实像，像的形状与蜡烛形状相同，与小孔形状无关，即蜡烛在塑料薄膜上成的像是蜡烛的倒立像，故选D。
（3）小孔成像中，像和物上下左右均颠倒，所以将蜡烛在孔前绕顺时针旋转，则它在塑料薄膜上所成的像也是顺时针旋转的。
例4 发生日全食整个过程非常壮观，如图，正确反映一次日全食过程各阶段顺序的是（　　）
A．①②③④ B．③④①② C．①④②③ D．③①④②
【答案】B
【解析】一次完整的日全食过程的顺序是：初亏，食既，食甚，生光，复圆。由于月球是自西向东绕地球运转，所以日食总是在太阳圆面的西边缘开始，月球东边缘刚开始接触太阳边缘时就是初亏，随着月球继续往东运行，太阳圆面被月球遮住的面积逐渐增大，直到全部遮住，而后从月球的黑影边缘逐渐露出阳光，开始发光变圆，因此此题中正确的顺序为B：③④①②。
例5 月食是一种偶尔可以见到的天文奇观，下图中为月食现象的是(　　)
A． B． C． D．
【答案】A
【解析】月相与月食图中月亮变化的缺口形状是不一样的。如果是因为“地球把太阳光挡住了”，那么月亮上应该会出现一个地球形状的影子，地球是球形的，影子当然就是圆形的，所以，月食发生时，月亮上缺掉的那部分是圆的。但在月相变化中，月亮缺掉的部分却不是圆形，看起来更像是一个半明半暗地球在转身。如图：
【创新思维训练】
1．我校课外实践小组利用一根垂直插入水平地面的圭杆，进行“观竿测影”活动。10月15日正午时刻圭杆的杆影如图所示，测得杆影OA长为25.75cm，使用刻度尺的分度值是　 　；杆影的形成是由于光在　 　介质中沿直线传播；图中杆影从O到A指向　 　 方。
【答案】1mm；同一均匀；北
【解析】长度读数估读到分度值下一位，由读数25.75cm结果知道分度值为 1mm。影子的形成由于光在同种均匀介质中沿直线传播时被遮挡形成的。我们处于北半球，正午时刻太阳光在南方，杆的影子落在北方。
2．某校研究性学习小组同学进行一组光学综合实践活动。
（1）如图甲所示，通过三个不透明白板 A、B、C 的小孔去观察烛焰，若要看到烛焰，应满足的条件是　 　，此时从小孔中看见的　 　（选填“是”或“不是”）烛焰通过小孔成的像；
（2）人眼在图甲所示位置直接看火焰，其形状如图乙所示的①，此时想看烛焰通过小孔成的像，人眼应直接看白板　 　（选填“A ”、“B”或“ C” ），所看到的像为图乙中的　 　；
（3）在小孔成像实验中，为了研究孔的大小对光斑形状的影响，小明设计了开有三角孔的卡片甲，并用另一张卡片乙覆盖在甲上（如图丙所示）。接着，从图示位置沿箭头方向水平移动卡片乙的过程中（孔到地面的距离始终保持不变），小明将观察到的光斑形状和大小变化情况在图丁中方格纸内画出（分别用序号 A、B、C、D 表示），其中最左边的光斑为移动卡片乙之前出现的真实情况。根据你的观察，小华所画光斑中可能会出现的真实情况有　 　。
【答案】（1）烛焰、小孔和眼睛在一条直线上；不是；（2）B；（3）；AC
3．我校研究性学习小组进行了一组光学综合实践活动。小庄设计了探究“小孔所成像的大小与哪些因素有关”的实验，如甲图。他猜想：小孔所成像的大小可能与烛焰到小孔的距离、烛焰的高度以及像到小孔的距离有关。于是他用同一个蜡烛实验，且保持烛焰到小孔的距离为8cm不变，他测出了像的高度填入表格内（见表）：
实验次数 ① ② ③ ④ ⑤
小孔到半透明纸的距离s/cm 2.0 4.0 6.0 8.0 10.0
像的高度h/cm 1.0 2.0 3.0 4.0 5.0
（1）眼睛在半透明纸上看到的是烛焰的 　 　（选填“实”或“虚”）像；若将点燃的蜡烛向上移动，则半透明纸上的像向 　 　（选填“上”或“下”）方移动；从表中数据可以看出：当烛焰和小孔的距离保持不变时，半透明纸离小孔越远，像的高度越　 　；
（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．烛焰的正立像 B．烛焰的倒立像 C．三角形光斑 D．圆形光斑
（3）他想小孔成的像会不会左右也相反呢？为了验证这个说法，他准备制作一个LED灯组作为物体进行研究，如图乙所示。下列关于LED灯组制作形状的选择最适合的是 　 　（选填“A”、“B”、“C”、“D”）；
（4）如图丙将红、绿、　 　三种色光照白纸上，中间相互重叠区域会出现白色；如图丁是小明用乒乓球、足球和灯泡来演示日食现象，灯泡代表　 　；乒乓球代表 　 　。（均选填“地球”、“太阳”或“月球”）
【答案】（1）实；下；大 （2）B （3）D （4）蓝；太阳；月球
【解析】
（1）小孔成像是实像，则半透明纸是烛焰的实像；小孔成像是倒立的像，点燃的蜡烛向上移动，像向下方移动；根据表中数据，当烛焰和小孔的距离不变，半透明纸离小孔越远，像的高度越大，即像距越大像越大；
（2）小孔成像时，像和物体形状相同，若小孔是三角形的，像仍是烛焰的倒立像，B符合题意；
（3）探究小孔成的像左右关系时，需要物体的左右不同，ABC中图形左右对称，D图左右不同，D符合题意；
（4）白色可以分解为多种色光，其中光的三原色是红、绿、蓝，三种色光混合后，照在白纸上，重叠区域是白色；根据图丁，演示日食现象时，灯泡能自行发光，是光源，代表太阳；乒乓球代表月球，在地球和太阳之间，由于光的直线传播，形成日食现象。
4．小刚用硬纸圆筒做成了如图甲所示的简易针空照相机，他用该照相机做小孔成像实验。
（1）小刚经过多次的打孔实验，发现小孔必须　 　（选词填空：“大ー些”、“小一些”、“足够大”或“足够小”)才能从甲图右侧看到半透明纸上形成的像：请在图甲中作出蜡烛AB的像A’B＇
　▲　。
（2）小刚发现蜡烛和小孔的位置固定后，像离小孔越远，像就越大，他测出了不同距离时像的高度，填写在下面的表格中，请在图乙中画出h－S之间的关系图象　 　。
像的高度h/cm 1.0 2.0 3.0 4.0 5.0 6.0
像到小孔的距离s/cm 2.0 4.0 6.0 8.0 10.0 12.0
（3）从图象中可以看出h与s的关系为：　 　
（4）小刚知道树阴下的圆形光斑就是太阳通过树中间的小孔在地面上成的像，他测出光斑的直径为7.0cm，光斑到小孔的距离为7.5m，从上査到太阳到地面的距离为1.5×1011m，由此可以估算太阳的直径为　 　m
（5）如图为难得一见的日偏食景象，此时，小刚同学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． 形 B． 形 C． 形 D． 形
【答案】（1）足够小；（2）
（3）h与s成正比 （4）1.4×109 （5）B
【解析】
（1）因为要确保一个物体的每个部分射出的光线中，只有一条光线从小孔中经过。如果小孔太大，则摄入的光很分散，成的像就会很糊；孔成像是光的直线传播现象．物体上部的光线通过小孔后，射到了光屏的下部；物体下部的光线通过小孔后，射到了光屏的上部，因此通过小孔后所成的像是倒立的像．如下图所示；
（2）根据表格中的数据在图乙中标出点的位置并连线：
（3）据图和表格中的数据不难看出，蜡烛和小孔的位置固定后，像的高度h与像到小孔的距离S关系的数学表达式为 ；
（4）设光斑的直径为 d = 7.0cm ，太阳的直径为 D ，光斑到小孔的距离为S1 = 7.5m，太阳到地球的距离为 S2 = 1.5×1011 m，由三角形相似可得：d ∶D = S1∶S2
解得：D = dS2/ S1= 1.4×109 m
（5）小孔成像的形状与孔的形状无关，所成像是物的倒立的实像，所以B选项符合题意。
5.为了研究影子长度与哪些因素有关，某科学兴趣小组的同学做了如图的实验：在水平地面上竖直固定一根长杆，长杆上装有一个可以上下移动的点光源A，再在地面上竖立一根短木条（短木条始终低于点光源A）。
（1）保持短木条的长度和位置不变，该同学将点光源A从图示位置逐渐
向上移动，测得数据如下表：
点光源的高度H/cm 20 30 40 50 60
影子长度L/cm 30 15 10 7.5 6
该科学兴趣小组同学做此实验，想要验证的假设是　 　。
（2）分析上述实验数据还可得到：在点光源逐渐上移过程中，若点光源高度的增加量相同，则影子长度L的变化量　 　（选填“增大”、“减小”或“不变”）
（3）图中S可表示点光源到短木条的距离，如果要研究影子长度L与点光源到短木条的距离S的关系，应如何操作　 　。
【答案】（1）影子的长度与点光源的高度的关系；（2）减小；
（3）保持短木条的长度和点光源的高度不变，改变短木条的位置。
【解答】
（1）光源的高度从20cm增加到60cm时，影子的长度从30cm变成了6cm，故要验证的假设是影子的长度与点光源的高度的关系；
（2）光源每增加10cm后的影子的形变量分别为15cm；5cm；2.5cm；1.5cm，所以点光源高度的增加量相同，则影子长度L的变化量减小；
（3）根据控制变量法知，应当保持短木条的长度和点光源的高度不变，改变短木条的位置。
6．综合实验活动：小明与同学从树荫下走过时，发现地面上有许多大小、形状不同的光斑，如图所示，光斑的形状与什么因素有关呢？光斑又如何形成的呢？对此小明决定探究，他们猜想光斑的形状：
a．与树叶形状有关，光斑是树叶的影子
b．与树叶间空隙形状有关
c．与树叶间空隙大小有关
（1）根据所学知识，可确定猜想a是 （合理、不合理）的，原因是光在同一种均匀介质中是沿 传播的，不能穿过不透明的物质。
（2）为验证猜想b，小明用带孔卡片进行实验，如下图所示，离地面较远，发现白纸上的光斑都是圆形，说明小孔成像时像的形状与小孔形状 （选填“有关”或“无关”）。
（3）为验证猜想c，如下图，让带孔的甲纸板离地面白纸的距离不变。让乙纸板向左运动，使孔径越来越小，你觉得选 图实验最科学，实验时，当孔径小到一定程度时，发现白纸上的光斑由孔的形状变成圆形，这说明小孔形成光斑的形状与小孔的大小 （选填“有关”或“无关”）。
A． B． C． D．
【答案】不合理 直线 无关 C 无关
【解析】
(1)因为光斑是小孔成像现象，不是影子，所以不合理。光在同种均匀介质中沿直线传播。
(2)根据控制变量法可知，改变孔的形状，观察光斑的形状，当白纸上的光斑都是圆形时，说明小孔成像时像的形状与小孔形状无关。
(3)需要控制孔的形状不变，只改变孔的大小，ABD形状均发生改变，C形状不变，故C符合题意。实验时，当孔径小到一定程度时，发现白纸上的光斑由孔的形状变成圆形。这说明小孔形成的光斑与小孔的形状无关。
7．学习小组用图甲所示的器材：点燃的蜡烛、一端带孔一端去底的纸质圆柱形套筒，可移动的光屏，做“探究小孔成像规律”的实验，发现像的大小不同，亮度也不一样。
关于像的亮度与哪些因素有关，他们提出以下猜想：
猜想1：与小孔到光屏的距离有关； 猜想2：与小孔的形状有关； 猜想3：与小孔大小有关。
（1）该实验需要在 （选填“较亮”或“较暗”）的环境下进行。结合图甲装置，实验中
（填操作步骤），发现光斑越大越暗的现象，可判断猜想1是 的。
（2）验证猜想2时，固定烛焰、纸筒和光屏的位置，更换使用如图乙所示的三个小孔进行实验，分别观察比较所成像的亮度。他们实验中存在的问题是 。
（3）为验证猜想3，固定烛焰、小孔和光屏位置，只改变圆孔直径，观察到的现象如下表。
圆孔的直径/mm 小于1.0 1.0 15 2.0 2.5 4.0
像的清晰度 清晰 清晰 清晰 清晰 较模糊 模糊
像的明亮程度 逐渐变亮→
实验现象表明：在小孔成像清晰时， 。
【答案】（1）较暗 使光屏远离小孔 正确 （2）未控制小孔的大小一定 （3）小孔越大，像越亮
【解析】
（1）做小孔成像实验时，应在较暗的环境下进行，避免其他光线的干扰，成像更清晰；使光屏远离小孔后，发现光斑变大变暗，说明像的亮度与小孔到光屏的距离有关，可判断猜想1是正确的。
（2）验证猜想2时必须控制小孔的大小一定，而图乙中三个小孔的大小不同，故不能得出正确结论。
（3）由上表可知，在小孔成像清晰时，小孔的直径越大，像的亮度越大。
8．探究思考，回答问题：
小孔成像相关问题的探究
在学校的某天晴朗正午，小明与同学从树荫下走过时，发现地面上有许多大小、形状不同的光斑，如图所示，光斑的形状与哪些因素有关呢？光斑有如何形成的呢？对此小明马上进行了探究，他们猜想光斑的形状：
a．与树叶形状有关，光斑是树叶的影子：
b．与树叶间空隙形状有关；
c．与树叶间空隙大小有关。
（1）根据所学知识，可确定猜想a是 （合理、不合理）的；
（2）为了进行探究，他们制作了甲乙丙丁四个带孔的卡片，如图所示，其中甲乙卡片中小孔的尺寸均为3mm，甲、丙、丁卡片中的大孔的尺寸均为2cm，且丙丁卡片中大孔尺寸相同，在进行探究时，他们在地上铺上一张白纸，把带孔的卡片置于上方，让太阳光通过卡片上的孔，观察纸面上出现的光斑形状。
让你在图甲乙丙丁四张卡片中选择一张卡片用来验证光斑的形状与树叶间空隙形状无关，你选用
卡片；
（3）在探究光斑形状与树叶间空隙大小是否有关时，小明选用甲卡片进行实验探究，发现白纸上得到四个圆形光斑，由此得出光斑的形状与树叶间空隙大小无关的结论，小华却认为这个结论是不可靠的，若由你进行探究，你将如何设计带孔的卡片？请在图虚线框内画出孔的形状。( )
（4）通过探究，他们得到了以下结论，其中错误的是 。
A．通过小孔形成的圆形光斑是像，通过大孔形成的光斑不是像；
B．小孔形成的光斑与小孔的形状无关，大孔形成的光斑与大孔的形状有关
C．小孔和大孔所形成的光斑，其大小均与孔到地面的距离有关；
D．不管光斑是不是像，他们都是有光的直线传播形成的
（5）现在用LED灯做成字母“F”，将它放在距小孔40.0cm处，用毛玻璃作为光屏接受LED灯所成的像。然后移动光屏，直到它在毛玻璃上成清晰的像如图所示。则你在毛玻璃光屏左边观察的像是图中的 。
A． B． C． D．
【答案】（1）不合理 （2）乙 （3） （4）C （5）C
【解析】
（1）因为光斑是通过树叶间隙成的太阳的像或太阳光直接从树叶间隙射过来形成的，都是光在同种均匀的介质中沿直线传播形成的，不是影子，所以猜想a不合理。
（2）根据控制变量法可知：验证“光斑的形状与树叶间空隙形状（即孔的形状）无关”时，保持树叶间空隙大小不变，改变孔的形状，观察光斑的形状，所以符合这一条件的是乙卡片。
（3）根据控制变量法可知：验证“光斑的形状与树叶间空隙大小是否有关”时，保持树叶间空隙的形状不变，改变树叶间空隙的大小，所以设计的带孔的卡片如图：
（4）AB．在光屏与小孔的距离相同的条件下，如果孔较小，通过孔形成的光斑是小孔成像现象，光斑形状与孔的形状无关；如果孔太大，通过孔形成的光斑不再是小孔成像现象，则光斑形状与孔的形状有关；在孔的形状一定的条件下，如果光屏与小孔的距离较近，通过孔形成的光斑不再是小孔成像现象，则光斑形状与孔的形状有关；如果光屏与小孔的距离较远时，通过孔形成的光斑属于小孔成像现象，光斑形状与孔的形状无关，故A、B正确，不符合题意；
C．小孔所形成的光斑，其大小与孔到地面的距离有关；大孔所形成的光斑，其大小与孔到地面的距离无关；故C错误，符合题意；
D．不管光斑是不是像，他们都是有光的直线传播形成的，故D正确，不符合题意。
（5）小孔成倒立的实像，若在毛玻璃光屏左边观察应该是C图的像，故选C。
9．当地球上看到月食的时候，站在月球上就(　　)
A．一定能看到地食 B．一定能看到日食 C．也许能看到地食 D．也许能看到日食
【答案】B
【解析】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，同样在月球上看不到太阳，及太阳被地球遮住，形成日食，由于地 球大气对太阳光的折射，发生“日食”部分的太阳并非全黑，故正确答案是B。
10．能正确反映月全食过程各阶段顺序的是（　　）
A．⑥⑤③⑧④①②⑦⑥ B．⑥⑧③⑤④⑦②①⑥
C．⑥⑦②①④⑧③⑤⑥ D．⑥①②⑦④⑧③⑤⑥
【答案】A
【解析】正式的月食的过程分为初亏、食既、食甚、生光、复圆五个阶段。
初亏：标志月食开始。月球由东缘慢慢进入地影，月球与地球本影第一次外切。
食既：月球的西边缘与地球本影的西边缘内切，月球刚好全部进入地球本影内。
食甚：月球的中心与地球本影的中心最近。
生光月球东边缘与地球本影东边缘相内切，这时全食阶段结束。
复圆：月球的西边缘与地球本影东边缘相外切，这时月食全过程结束。
11．观测者站在地面观察某天文现象，当时太阳、月球、地球的关系如图所示。对于观测者当时看到的天
文现象，下列叙述正确的是（　　）
A．当月球位于②位置时可能出现日食
B．当月球位于③位置时可能出现满月
C．当月球再次回到①位置时，至少需要1年
D．当月球位于④位置时可看到月亮背面景物
【答案】A
【解析】
A、发生日食时，月球挡住照向地球的太阳光，此时日地月三者在同一直线上，且月球在中间，因此图中②位置可能出现日食，故A正确；
B、满月出现在农历十五、十六，日地月三者在同一直线上，且地球在中间，因此图中④位置会出现满月，故B错误；
C、当月球再次回到①位置时，至少需要1个农历月，故C错误；
D、由于月球绕地公转周期与其自转周期相同，月球始终以同一面面相地球，在地球上无法看到月球的背面，故D错误；
12．为什么发生日全食时地球上只有一小部分区域的人可以看到，而发生月食时，面向月球的半个地球上各处的人们可以同时看到 (图中a代表太阳，b代表月球、c代表地球)
【答案】由图中甲可知，月球的本影只落在地球上极小的一个区域内，所以，发生日全食时地球上只有一小部分区域内的人可以看到。当月球运行到地球的本影里时发生月食，如图乙所示，发生月食时凡面向月球的半个地球上的人均可同时看到。
13．读图回答下列问题。
（1）“金星凌日”是地球上观察到金星从太阳上移过的现象，图1所示为发生“金星凌日”现象时的示
意图。读图回答：
①发生“金星凌日”现象时，图2中金星的位置应在什么地方？ 　 　。
②“金星凌日”现象发生的原理与　 　(填“日食”或“月食”)相似。
③会不会出现类似于日全食或月全食的现象？请简单说说理由：　 　 。
（2）如图3为“地球公转轨道图”，当月球全都位于地球的本影时，发生　 　。
【答案】（1）丁；日食；不会。从地球上观察金星的视面积比太阳的视面积小很多，无法将太阳全遮住 （2）月全食
【解析】
（1）"金星凌日”现象的成因是光的直线传播，如图，当金星转到太阳与地球中间且三者在一条直线上时，发生“金星凌日”现象，在地球上看到金星从太阳面上移过，发生“金星凌日”现象时，金星的位置在丁。金星转到太阳与地球中间且三者在一条直线上时，发生“金星凌日”现象，原理和日食相似。
不会，由于金星远远小于太阳，并且金星离太阳距离比较近，才使得它表现为在日面上出现一个缓慢移动的小黑点。
（2）如图3为“地球公转轨道图”，当月球全都位于地球的本影时，发生月全食。
14.在阳光照射下，竖立的木杆在地面上的投影为，如图2.20所示。图中点为木杆的中点，为的角平分线。由图可知，阳光的照射方向沿着( )。
A． B． C． D．
【答案】A。根据光的直线传播，影子的末端点应是点挡住阳光留下的，因此为阳光照射的方向。
15．月球位于太阳和地球之间时，月球的影子如图所示，下面说法中正确的是( )。
A．位于区域和内的人可看到月全食 B．位于区域和内的人可看到日全食
C．位于区域内的人可看到日环食 D．位于区域和内的人可看到日偏食
【答案】CD。题中是月亮挡住了太阳的光，则位于和区域的人可以看到日偏食，位于区域的人可以看到日环食，位于区域的人可以看到日全食。
16．日食、月食是我们在地球上通过肉眼能直接观测到的天文现象，如果定义月球的半径为1，则地球的半径约为3.7，太阳的半径约为400，地、月距离约为220，地、日距离约为，参考上述数据可以判断，在地球上看不到的现象是( )。
A．月环食 B．月全食 C．日环食 D．日全食
【答案】A。日全食、日环食、日偏食以及月全食、月偏食都可以在地球上观察到，月环食不可能观测到。
17．用转动八面镜法可以测光速，实验装置示意图如图2.22所示。为发光点，为望远镜，平面镜与凹面镜构成了反射系统。八面镜距反射系统的距离为(可长达几十千米，且远大于以及和到八面镜的距离)。调整八面镜的位置直到通过望远镜能看到发光点，然后使八面镜转动起来，并缓慢增大其转速(1秒内转过的圈数)，当转速达到时，恰能在望远镜中再一次看见发光点，由此得到光速的表达式是( )。
A． B． C． D．
【答案】C。
18．如图所示，这是法国菲索设计的，他在世界上第一个测出了地面上光速。光源S发出的光被毛玻璃片（也能透过光线）反射后，穿过齿轮A的齿隙（如图中P），然后经过相当长的距离AB，从B处的平面镜M循原路反射回来，仍然通过齿隙P而被观察到。若齿轮以某一转速转动时，从P穿出的光线恰被齿1挡住，从Q穿过的光线返回时恰被齿2挡住，这时观察者便看不见光线。如果齿轮的齿数为Z，每秒钟转n转，AB距离为L，由这个实验测得光速的表达式是___________。21世纪教育网利剑科学工作室21·世纪*教育网
【答案】4nZL
【解析】要测出光速，必须测得AB之间的距离和光通过AB距离所用的时间t，由于光速太大，故时间很短，因此必须通过巧妙的方式才能精确测得，本题利用齿轮转动时，光在AB间来回传播的时间与齿轮从P的中心转到1的中心时间相等来精确测定时间，这样，问题就获得解决。光传播2L的时间是转半个齿的时间（从齿隙的中心转到相邻齿的中心）转半个齿的时间t=(1s÷nZ)÷2=1/(2nZ)
光速V=S/t=2L÷[1/(2nZ)]=4nLZ
19．小雨在吃烤肉串时，偶然发现了一个现象：通过烤炉上方看对面的人，感觉对面的人好像在晃动。为什么会出现这种现象呢？小雨根据学过的知识进行分析：火炉上方的空气被加热后，其疏密程度在不断发生变化，光进入这种不均匀的热空气会发生折射，传播方向也在不断发生变化，因此看起来感觉对面的人在晃动。为了验证这种分析是否正确，回到家后，小雨利用一支激光笔、一个装有酒精的浅盘及火柴，进行了如下的探究。21世纪教育网利剑科学工作室
（1）如图所示，将激光笔固定在小桌上沿水平方向照射，用喷壶向激光笔的前方喷水，看到激光笔 发
出的一束红光射向墙面，墙面上有一个红色光点保持不动，这说明光在均匀的空气中是
　　　　　　　　　　　　　　传播的。21世纪教育网利剑科学工作室
（2）如果要让这束红光穿过不均匀的空气，接下来小雨的做法应该是：
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
（3）如果小雨的分析是正确的，他观察到的现象应该是：www-2-1-cnjy-com
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
【答案】（1）沿直线；（2）点燃浅盘中的酒精，让激光笔发出的红光在燃烧的酒精上方照射；
（3）墙面上的光点在晃21·cn·jy·com
【解析】
（1）因为光在喷出的水雾中传播时，介质仍然是均匀的，故光是沿直线传播；
（2）点燃浅盘，酒精燃烧，其酒精周围的温度则不同，故燃烧的酒精上方的空气不再均匀，因此点燃浅盘中的酒精，让激光笔发出的红光在燃烧的酒精上方照射；
（3）因为光在不均匀介质中传播时，光的传播路径不再是直线，因此像的位置不再固定，故墙面上的光点在晃动。2024年版科学教材核心素养提升系列讲义
第7讲 光的直线传播（学生版）
【内容结构】
知识的理解与拓展：
1.原理：
光在 中是沿直线传播的。光在不同介质中传播的 是不同的。
迈克尔逊与光速
第一个把光速测量精度大幅提高的人是美国物理学家迈克尔逊。1877到1879年，迈克尔逊改进了傅科发明的旋转镜，示意图如下：迈克尔逊测量光速装置示意图
迈克尔逊在相隔较远的两处分别放置八面镜M1和反射装置M2M3，让一束光经过八面镜中的镜面1反射后发出，再通过M2和M3反射回八面镜，经过镜面3反射后进入观察目镜。只有在如图所示的位置时，观察目镜处才会有光。如果八面镜转动一点，经过界面1反射的光就无法照射到M2，观察目镜上就看不到光了。
如果让八面镜旋转起来，并且角速度逐渐增大，会发现某个角速度下又可以从观察目镜中看到光了。这是因为界面1刚好倾斜45度角时，光线经过界面1反射到达M2，再返回八面镜时，八面镜刚好转动一格（1/8周期），于是界面2刚好跑到图中镜面3的位置，将光线反射进入观察目镜。由于视觉暂留现象，观察目镜中就好像一直可以看到光。
假设左右两套装置相距为L，当八面镜转动周期为T时，可以从观察镜中看到光，由于L远远大于其它部分的长度，所以光从界面1反射到左侧，再回到八面镜走过的距离近似为S=2L
根据刚才的分析，光来回运动一次，八面镜刚好走过1格，时间t=T/8
因此光的速度为V=S/T=2L/（T/8）=16L/T
根据这个原理，迈克尔孙测出光的速度为299853±60km/s，与我们今天测量的更加精确的值非常接近。
2.应用：
（1）小孔成像规律：
①特点：当物距(u) 像距(v)，倒立缩小的实像；当物距(u) 像距(v)，倒立等大的实像；
当物距(u) 像距(v)，倒立放大的实像；
②实像和虚像的区别
▲ 形成的是实像,由实际光线的 相交形成的是虚像。
▲可以用 承接到或记录下来的是实像, 用光屏、白纸承接到或者不能用胶卷记录下来的是虚像。
▲ 的必定是实像, 的必定是虚像
（2）影的形成
①点光源发出的光照射到不透明的物体上时，物体向光的表面被照亮，在背光面的后方形成一个光照不到的黑暗区域，这就是物体的影。如左下图所示为点光源的影。
影区是发自光源并与被照物体的表面相切的光线围成的。
②一个发光面比较大的光源来代替点光源，影的情形就会不同。发光面上的每个发光点都可以看做一个点光源，它们都在物体的背后造成影区，这些影共有的完全不会受到光照射的范围叫做本影。本影的周围还有一个能受到光源发出的一部分光照射的区域，叫做半影。如右上图所示为面光源的本影与半影。光源的发光面越大，本影区越小。
（3）判断物体的位置
根据光沿直线传播的性质，如果知道一个发光体射出的两条光线，只要把这两条光线向相反方向延长到它们的交点，就能确定发光体的位置，如图所示。在人用眼睛观察物体的时候，根据两只眼睛对物体的视线间的夹角可以判断物体的位置也是这个道理。
（4）日食和月食的形成
发生日食时，太阳、月球和地球位于同一直线上，月球在中间。太阳发出的光线经月球遮挡后，形成如图所示的，，，四个影区，其中为本影区，没有光线能够照射到该区域，为伪本影区，只有太阳边缘发出的光线可以照射到该区域，和为半影区。当地球上的观察者位于区域内时，将观察到日全食，位于区域时，可以观察到日环食，位于和区域时则可以观察到日偏食。
发生月食时，太阳、地球和月球位于同一直线上，地球在中间，如图所示。当月球有一部分进入地球的本影区时，在本影区的部分由于没有光线到达，因此该部分不能被看到，形成月偏食。当月球全部进入地球的本影区时，由于没有太阳的光线照射到月球表面，月球也不再反光，因此地球上的观察者会看到月全食。在月食现象中，不可能出现月环食。
【重难点例析】
例1.二十四节气是古代劳动人民智慧的结晶，它揭示了天文气象变化的规律。小明查阅资料，利用温州冬至日正午太阳高度角约为38度，夏至日正午太阳高度角约为85度，制作了“二十四节气观测仪”（如甲图），圭上刻度如乙图。回答下面问题。
观测仪通过观察“表”在“圭”上的影长来确定节气。影子形成的原理是（　　）
A．光的直线传播 B．光的反射 C．光的折射 D．光的色散
例2 如左下图所示，身高为的人由路灯正下方开始向右以速度匀速走动，路灯高为，问：
（1）人头部的影子做什么运动？速度是多少？
（2）人影子的长度增长速度是多少？
例3．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一个小孔，蒙上一层塑料薄膜，这样就制成了一个针孔照相机，观察并研究小孔成像的特点：
（1）其成像的原理是 ；
（2）如果易拉罐底部小孔是三角形，在半透明纸上看到的像是 ；
A．三角形光斑 B．圆形光斑蜡烛 C．烛焰的正立像 D．烛焰的倒立像
（3）小明将蜡烛放在易拉罐的前方，当他沿顺时针方向转动蜡烛时，他在薄膜上看到的像是 （顿时针/逆时针）方向转动。
例4 发生日全食整个过程非常壮观，如图，正确反映一次日全食过程各阶段顺序的是（　　）
A．①②③④ B．③④①② C．①④②③ D．③①④②
例5 月食是一种偶尔可以见到的天文奇观，下图中为月食现象的是(　　)
A． B． C． D．
【创新思维训练】
1．我校课外实践小组利用一根垂直插入水平地面的圭杆，进行“观竿测影”活动。10月15日正午时刻圭杆的杆影如图所示，测得杆影OA长为25.75cm，使用刻度尺的分度值是　 　；杆影的形成是由于光在　 　介质中沿直线传播；图中杆影从O到A指向　 　 方。
2．某校研究性学习小组同学进行一组光学综合实践活动。
（1）如图甲所示，通过三个不透明白板 A、B、C 的小孔去观察烛焰，若要看到烛焰，应满足的条件是　 　，此时从小孔中看见的　 　（选填“是”或“不是”）烛焰通过小孔成的像；
（2）人眼在图甲所示位置直接看火焰，其形状如图乙所示的①，此时想看烛焰通过小孔成的像，人眼应直接看白板　 　（选填“A ”、“B”或“ C” ），所看到的像为图乙中的　 　；
（3）在小孔成像实验中，为了研究孔的大小对光斑形状的影响，小明设计了开有三角孔的卡片甲，并用另一张卡片乙覆盖在甲上（如图丙所示）。接着，从图示位置沿箭头方向水平移动卡片乙的过程中（孔到地面的距离始终保持不变），小明将观察到的光斑形状和大小变化情况在图丁中方格纸内画出（分别用序号 A、B、C、D 表示），其中最左边的光斑为移动卡片乙之前出现的真实情况。根据你的观察，小华所画光斑中可能会出现的真实情况有　 　。
3．我校研究性学习小组进行了一组光学综合实践活动。小庄设计了探究“小孔所成像的大小与哪些因素有关”的实验，如甲图。他猜想：小孔所成像的大小可能与烛焰到小孔的距离、烛焰的高度以及像到小孔的距离有关。于是他用同一个蜡烛实验，且保持烛焰到小孔的距离为8cm不变，他测出了像的高度填入表格内（见表）：
实验次数 ① ② ③ ④ ⑤
小孔到半透明纸的距离s/cm 2.0 4.0 6.0 8.0 10.0
像的高度h/cm 1.0 2.0 3.0 4.0 5.0
（1）眼睛在半透明纸上看到的是烛焰的 　 　（选填“实”或“虚”）像；若将点燃的蜡烛向上移动，则半透明纸上的像向 　 　（选填“上”或“下”）方移动；从表中数据可以看出：当烛焰和小孔的距离保持不变时，半透明纸离小孔越远，像的高度越　 　；
（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．烛焰的正立像 B．烛焰的倒立像 C．三角形光斑 D．圆形光斑
（3）他想小孔成的像会不会左右也相反呢？为了验证这个说法，他准备制作一个LED灯组作为物体进行研究，如图乙所示。下列关于LED灯组制作形状的选择最适合的是 　 　（选填“A”、“B”、“C”、“D”）；
（4）如图丙将红、绿、　 　三种色光照白纸上，中间相互重叠区域会出现白色；如图丁是小明用乒乓球、足球和灯泡来演示日食现象，灯泡代表　 　；乒乓球代表 　 　。（均选填“地球”、“太阳”或“月球”）
4．小刚用硬纸圆筒做成了如图甲所示的简易针空照相机，他用该照相机做小孔成像实验。
（1）小刚经过多次的打孔实验，发现小孔必须　 　（选词填空：“大ー些”、“小一些”、“足够大”或“足够小”)才能从甲图右侧看到半透明纸上形成的像：请在图甲中作出蜡烛AB的像A’B＇
　▲　。
（2）小刚发现蜡烛和小孔的位置固定后，像离小孔越远，像就越大，他测出了不同距离时像的高度，填写在下面的表格中，请在图乙中画出h－S之间的关系图象　 　。
像的高度h/cm 1.0 2.0 3.0 4.0 5.0 6.0
像到小孔的距离s/cm 2.0 4.0 6.0 8.0 10.0 12.0
（3）从图象中可以看出h与s的关系为：　 　
（4）小刚知道树阴下的圆形光斑就是太阳通过树中间的小孔在地面上成的像，他测出光斑的直径为7.0cm，光斑到小孔的距离为7.5m，从上査到太阳到地面的距离为1.5×1011m，由此可以估算太阳的直径为　 　m
（5）如图为难得一见的日偏食景象，此时，小刚同学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． 形 B． 形 C． 形 D． 形
5.为了研究影子长度与哪些因素有关，某科学兴趣小组的同学做了如图的实验：在水平地面上竖直固定一根长杆，长杆上装有一个可以上下移动的点光源A，再在地面上竖立一根短木条（短木条始终低于点光源A）。
（1）保持短木条的长度和位置不变，该同学将点光源A从图示位置逐渐
向上移动，测得数据如下表：
点光源的高度H/cm 20 30 40 50 60
影子长度L/cm 30 15 10 7.5 6
该科学兴趣小组同学做此实验，想要验证的假设是　 　。
（2）分析上述实验数据还可得到：在点光源逐渐上移过程中，若点光源高度的增加量相同，则影子长度L的变化量　 　（选填“增大”、“减小”或“不变”）
（3）图中S可表示点光源到短木条的距离，如果要研究影子长度L与点光源到短木条的距离S的关系，应如何操作　 　。
6．综合实验活动：小明与同学从树荫下走过时，发现地面上有许多大小、形状不同的光斑，如图所示，光斑的形状与什么因素有关呢？光斑又如何形成的呢？对此小明决定探究，他们猜想光斑的形状：
a．与树叶形状有关，光斑是树叶的影子
b．与树叶间空隙形状有关
c．与树叶间空隙大小有关
（1）根据所学知识，可确定猜想a是 （合理、不合理）的，原因是光在同一种均匀介质中是沿 传播的，不能穿过不透明的物质。
（2）为验证猜想b，小明用带孔卡片进行实验，如下图所示，离地面较远，发现白纸上的光斑都是圆形，说明小孔成像时像的形状与小孔形状 （选填“有关”或“无关”）。
（3）为验证猜想c，如下图，让带孔的甲纸板离地面白纸的距离不变。让乙纸板向左运动，使孔径越来越小，你觉得选 图实验最科学，实验时，当孔径小到一定程度时，发现白纸上的光斑由孔的形状变成圆形，这说明小孔形成光斑的形状与小孔的大小 （选填“有关”或“无关”）。
A． B． C． D．
7．学习小组用图甲所示的器材：点燃的蜡烛、一端带孔一端去底的纸质圆柱形套筒，可移动的光屏，做“探究小孔成像规律”的实验，发现像的大小不同，亮度也不一样。
关于像的亮度与哪些因素有关，他们提出以下猜想：
猜想1：与小孔到光屏的距离有关； 猜想2：与小孔的形状有关； 猜想3：与小孔大小有关。
（1）该实验需要在 （选填“较亮”或“较暗”）的环境下进行。结合图甲装置，实验中
（填操作步骤），发现光斑越大越暗的现象，可判断猜想1是 的。
（2）验证猜想2时，固定烛焰、纸筒和光屏的位置，更换使用如图乙所示的三个小孔进行实验，分别观察比较所成像的亮度。他们实验中存在的问题是 。
（3）为验证猜想3，固定烛焰、小孔和光屏位置，只改变圆孔直径，观察到的现象如下表。
圆孔的直径/mm 小于1.0 1.0 15 2.0 2.5 4.0
像的清晰度 清晰 清晰 清晰 清晰 较模糊 模糊
像的明亮程度 逐渐变亮→
实验现象表明：在小孔成像清晰时， 。
8．探究思考，回答问题：
小孔成像相关问题的探究
在学校的某天晴朗正午，小明与同学从树荫下走过时，发现地面上有许多大小、形状不同的光斑，如图所示，光斑的形状与哪些因素有关呢？光斑有如何形成的呢？对此小明马上进行了探究，他们猜想光斑的形状：
a．与树叶形状有关，光斑是树叶的影子：
b．与树叶间空隙形状有关；
c．与树叶间空隙大小有关。
（1）根据所学知识，可确定猜想a是 （合理、不合理）的；
（2）为了进行探究，他们制作了甲乙丙丁四个带孔的卡片，如图所示，其中甲乙卡片中小孔的尺寸均为3mm，甲、丙、丁卡片中的大孔的尺寸均为2cm，且丙丁卡片中大孔尺寸相同，在进行探究时，他们在地上铺上一张白纸，把带孔的卡片置于上方，让太阳光通过卡片上的孔，观察纸面上出现的光斑形状。
让你在图甲乙丙丁四张卡片中选择一张卡片用来验证光斑的形状与树叶间空隙形状无关，你选用
卡片；
（3）在探究光斑形状与树叶间空隙大小是否有关时，小明选用甲卡片进行实验探究，发现白纸上得到四个圆形光斑，由此得出光斑的形状与树叶间空隙大小无关的结论，小华却认为这个结论是不可靠的，若由你进行探究，你将如何设计带孔的卡片？请在图虚线框内画出孔的形状。( )
（4）通过探究，他们得到了以下结论，其中错误的是 。
A．通过小孔形成的圆形光斑是像，通过大孔形成的光斑不是像；
B．小孔形成的光斑与小孔的形状无关，大孔形成的光斑与大孔的形状有关
C．小孔和大孔所形成的光斑，其大小均与孔到地面的距离有关；
D．不管光斑是不是像，他们都是有光的直线传播形成的
（5）现在用LED灯做成字母“F”，将它放在距小孔40.0cm处，用毛玻璃作为光屏接受LED灯所成的像。然后移动光屏，直到它在毛玻璃上成清晰的像如图所示。则你在毛玻璃光屏左边观察的像是图中的 。
A． B． C． D．
9．当地球上看到月食的时候，站在月球上就(　　)
A．一定能看到地食 B．一定能看到日食 C．也许能看到地食 D．也许能看到日食
10．能正确反映月全食过程各阶段顺序的是（　　）
A．⑥⑤③⑧④①②⑦⑥ B．⑥⑧③⑤④⑦②①⑥
C．⑥⑦②①④⑧③⑤⑥ D．⑥①②⑦④⑧③⑤⑥
11．观测者站在地面观察某天文现象，当时太阳、月球、地球的关系如图所示。对于观测者当时看到的天
文现象，下列叙述正确的是（　　）
A．当月球位于②位置时可能出现日食
B．当月球位于③位置时可能出现满月
C．当月球再次回到①位置时，至少需要1年
D．当月球位于④位置时可看到月亮背面景物
12．为什么发生日全食时地球上只有一小部分区域的人可以看到，而发生月食时，面向月球的半个地球上各处的人们可以同时看到 (图中a代表太阳，b代表月球、c代表地球)
13．读图回答下列问题。
（1）“金星凌日”是地球上观察到金星从太阳上移过的现象，图1所示为发生“金星凌日”现象时的示
意图。读图回答：
①发生“金星凌日”现象时，图2中金星的位置应在什么地方？ 　 　。
②“金星凌日”现象发生的原理与　 　(填“日食”或“月食”)相似。
③会不会出现类似于日全食或月全食的现象？请简单说说理由：　 　 。
（2）如图3为“地球公转轨道图”，当月球全都位于地球的本影时，发生　 　。
14.在阳光照射下，竖立的木杆在地面上的投影为，如图2.20所示。图中点为木杆的中点，为的角平分线。由图可知，阳光的照射方向沿着( )。
A． B． C． D．
15．月球位于太阳和地球之间时，月球的影子如图所示，下面说法中正确的是( )。
A．位于区域和内的人可看到月全食 B．位于区域和内的人可看到日全食
C．位于区域内的人可看到日环食 D．位于区域和内的人可看到日偏食
【答案】CD。题中是月亮挡住了太阳的光，则位于和区域的人可以看到日偏食，位于区域的人可以看到日环食，位于区域的人可以看到日全食。
16．日食、月食是我们在地球上通过肉眼能直接观测到的天文现象，如果定义月球的半径为1，则地球的半径约为3.7，太阳的半径约为400，地、月距离约为220，地、日距离约为，参考上述数据可以判断，在地球上看不到的现象是( )。
A．月环食 B．月全食 C．日环食 D．日全食
17．用转动八面镜法可以测光速，实验装置示意图如图2.22所示。为发光点，为望远镜，平面镜与凹面镜构成了反射系统。八面镜距反射系统的距离为(可长达几十千米，且远大于以及和到八面镜的距离)。调整八面镜的位置直到通过望远镜能看到发光点，然后使八面镜转动起来，并缓慢增大其转速(1秒内转过的圈数)，当转速达到时，恰能在望远镜中再一次看见发光点，由此得到光速的表达式是( )。
A． B． C． D．
18．如图所示，这是法国菲索设计的，他在世界上第一个测出了地面上光速。光源S发出的光被毛玻璃片（也能透过光线）反射后，穿过齿轮A的齿隙（如图中P），然后经过相当长的距离AB，从B处的平面镜M循原路反射回来，仍然通过齿隙P而被观察到。若齿轮以某一转速转动时，从P穿出的光线恰被齿1挡住，从Q穿过的光线返回时恰被齿2挡住，这时观察者便看不见光线。如果齿轮的齿数为Z，每秒钟转n转，AB距离为L，由这个实验测得光速的表达式是___________。21世纪教育网利剑科学工作室21·世纪*教育网
19．小雨在吃烤肉串时，偶然发现了一个现象：通过烤炉上方看对面的人，感觉对面的人好像在晃动。为什么会出现这种现象呢？小雨根据学过的知识进行分析：火炉上方的空气被加热后，其疏密程度在不断发生变化，光进入这种不均匀的热空气会发生折射，传播方向也在不断发生变化，因此看起来感觉对面的人在晃动。为了验证这种分析是否正确，回到家后，小雨利用一支激光笔、一个装有酒精的浅盘及火柴，进行了如下的探究。21世纪教育网利剑科学工作室
（1）如图所示，将激光笔固定在小桌上沿水平方向照射，用喷壶向激光笔的前方喷水，看到激光笔 发
出的一束红光射向墙面，墙面上有一个红色光点保持不动，这说明光在均匀的空气中是
　　　　　　　　　　　　　　传播的。21世纪教育网利剑科学工作室
（2）如果要让这束红光穿过不均匀的空气，接下来小雨的做法应该是：
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
（3）如果小雨的分析是正确的，他观察到的现象应该是：www-2-1-cnjy-com
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　

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