4.1 光的直线传播（解析版）-2023-2024学年八年级上册物理同步精剖细解讲义

学而优教有方.1光的直线传播——精剖细解讲义知识点1：光的直线传播1、光源定义：能够自行发光的物体叫光源。分类：自然光源（太阳、萤火虫、水母等，如下图所示。）人造光源（蜡烛、手电筒、车灯等，如下图所示）2、观察实验实验一：光在空气中是如何传播的？点燃蚊香产生烟雾，用激光笔射向烟雾，观察光的传播路径。实验现象：光在空气中是沿直线传播的。实验二：光在液体中是如何传播的？在水槽中装些水，并放少量奶粉搅拌均匀，让一束激光射入水中，观察光的传播路径。实验现象：光在水中是沿直线传播的。实验三：光在固体中是如何传播的？让一束激光射入透明皂中，观察光的传播路径。实验现象：光在透明皂中是沿直线传播的。光在空气、水、透明皂等透明物质中可以传播，这些物质叫做光的介质。光在同种均匀介质中沿直线传播。光在给均匀介质中不是沿直线传播的，例如早晨，看到刚从地平线升起的太阳的位置比实际位置高。光线：用一条带有箭头的直线表示光的径迹和方向，这样的直线叫光线。符号：光线是一个理想化模型。光沿直线传播的应用：影子的形成；日食（当月球进入太阳与地球之间时，太阳的部分光线被月球遮住，在地球形成阴影，此处的人看不到太阳，形成日食）和月食（当月球进入地球的阴影区域时，太阳的光线无法照到月球，人无法看到月球，于是出现月食）的形成；激光准直开凿隧道；瞄准射击3、光速光在真空中的速度：c=3×108m/s；光在空气中的速度约等于：3×108m/s；光在其他介质中的速度比真空中小：光在水中的速度约为真空中光速的3/4；光在玻璃中的速度约为真空中光速的2/3。真空中的光速是宇宙间最快的速度。光年是指光在1年中的传播距离，是距离单位，不是时间单位，也不是速度单位。1光年等于9.46×1015m。声与光的比较如下：光源1．在下列物体中：太阳、月亮、电灯、镜子、烛焰、正在放电影的银幕、闪电，其中都属于光源的一组是（）A．太阳、月亮、烛焰 B．太阳、烛焰、闪电 C．月亮、烛焰、闪电 D．太阳、钻石、闪电【分析】根据光源的概念答题：自身能够发光的物体叫做光源；自身不发光反射其它物体的光的物体不是光源。【解答】解：A、太阳、月亮、烛焰，月亮自身不能发光，不是光源，故A错误；B、太阳、烛焰、闪电，自身都能发光，都是光源，故B正确；C、月亮、烛焰、闪电，月亮自身不能发光，不是光源，故C错误；D、太阳、钻石、闪电，钻石自身不能发光，不是光源，故D错误。故选：B。【点评】本题主要考查了学生对光源概念的掌握，要判断一个物体是否是光源，关键是看它本身是否能够发光。2．我们生活在一个五彩缤纷的世界里，光是主角。下列物体属于光源的是（）A．璀璨的钻石 B．皎洁的月亮 C．火辣的太阳 D．明亮的铜镜【分析】自身能发光的物体叫光源。【解答】解：璀璨的钻石、皎洁的月亮、明亮的铜镜，自身都不能发光，不属于光源；火辣的太阳，自身能发光，属于光源。故ABD错误，C正确。故选：C。【点评】此题考查了光源的概念，难度不大，属基础题目。3．夏夜，月光皎洁，草丛里飞舞着亮莹莹的萤火虫，颇有“含明终不息，夜月空徘徊”的意境，此情景中（）A．月亮不是光源，萤火虫不是光源 B．月亮不是光源，萤火虫是光源 C．月亮是光源，萤火虫是光源 D．月亮是光源，萤火虫不是光源【分析】自身能发光的物体是光源。【解答】解：月亮是反射的太阳光而看起来很亮的，不是自身发光，月亮不是光源；萤火虫是自身发光，是光源，故B正确，ACD错误。故选：B。【点评】本题考查了光源的定义，属于基础知识。光在均匀介质中直线传播4．下列现象与日食的成因相同的是（）A．手影游戏 B．筷子在水中“折断” C．天鹅的倒影 D．美丽的彩虹【分析】光在同种均匀介质中是沿直线传播的。【解答】解：日食是由于光的直线传播形成的。A、手影游戏是由于光的直线传播形成的，与日食的成因相同，故A符合题意；B、筷子在水中“折断”属于光的折射，与日食的成因不同，故B不符合题意；C、天鹅的倒影属于光的反射，与日食的成因不同，故C不符合题意；D、美丽的彩虹是由于光的色散形成的，本质上属于光的折射现象，故D不符合题意。故选：A。【点评】本题主要考查的是光的直线传播；知道光的反射、光的折射、光的直线传播的实例。5．太阳光透过树叶间的缝隙照射到地面上，形成一个个“光斑”和“树荫”，其中（）A．“光斑”是树的影子 B．“树荫”是太阳的像 C．“光斑”是太阳的像 D．“光斑”是太阳的影子【分析】光在同种均匀介质中是沿直线传播的。【解答】解：太阳光透过树叶间的缝隙照射到地面上，形成一个个“光斑”和“树荫”，光斑和树荫都是光的直线传播形成的；光斑是太阳的像，树荫是太阳光通过不透明物体形成的影子，故C正确，ABD错误。故选：C。【点评】本题考查的是光的直线传播，属于基础性题目。6．如图为11月19日出现的月偏食图像。月食形成的物理学原理是（）A．光的直线传播 B．光的反射 C．光的折射 D．光的色散【分析】月食的形成利用的是光的直线传播，据此分析判断。【解答】解：当太阳、地球、月亮位于同一直线上，地球位于太阳与月球之间时，不透明的地球挡住了沿直线传播的太阳光，在地球上看不到月球时，便形成月食，月食是由光的直线传播形成的，故A正确，BCD错误。故选：A。【点评】本题考查光的直线传播及其应用的知识，理解影子的形成、小孔成像的原理都是光的直线传播。光沿直线传播的应用7．射击项目是我国在奥运会上的夺金强项，射击时利用“三点一线”进行瞄准，下列实例与其原理相同的是（）A．空中出现彩虹 B．做手影游戏 C．照镜子正衣冠 D．用放大镜看指纹【分析】（1）光在同种均匀物质中沿直线传播，在日常生活中，小孔成像和影子的形成等都表明光在同一种均匀介质中是沿直线传播的；（2）当光照射到两种介质界面上时，有一部分光被反射回原来介质的现象是光的反射现象，例如：平面镜成像、水中倒影等；（3）当光从一种透明介质斜射入另一种透明介质时，传播方向会偏折，发生折射现象，如：看水里的鱼比实际位置浅等。【解答】解：射击时“三点一线”原理是光在同一种均匀介质中沿直线传播；A、空中出现彩虹，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，分散成各种色光，这是光的色散现象，故A不符合题意；B、做手影游戏，这光在同种均匀物质中沿直线传播的应用，故B符合题意；C、照镜子正衣冠，这是由于光的反射形成的，故C不符合题意；D、用放大镜看指纹，这是光从一种透明介质斜射入另一种透明介质时，传播方向会偏折，发生折射现象，故D不符合题意。故选：B。【点评】本题考查光的直线传播的具体生活实例，需要利用生活和物理之间的联系进行判断；还要区分三种光现象：光的直线传播、光的反射、光的折射。8．如图所示的沙画是一种新型的艺术形式，它是通过将沙子洒落在平板灯台上，做出各种造型，灯台射出的光线由于受到沙子的阻挡，呈现出一幅栩栩如生的画面。下列光现象中与沙画的光学原理相同的是（）A．立竿见影 B．海市蜃楼 C．反光镜成像 D．筷子弯折【分析】沙画的光学原理是光在同种均匀介质中沿直线传播，分别判断出选项中各光现象的光学原理，选出相同的即可。【解答】解：沙画的光学原理是光在同种均匀介质中沿直线传播；A、立竿见影的光学原理是光在同种均匀介质中沿直线传播，故A正确；B、海市蜃楼的光学原理是光的折射，故B错误；C、反光镜成像的光学原理是光的反射，故C错误；D、筷子弯折的光学原理是光的折射，故D错误。故选：A。【点评】此题考查了光在同种均匀介质中沿直线传播、光的折射、光的反射，属基础题目。9．在茂密的丛林中在地上总会看到一些大小不一的光斑，请问这些光斑是（）A．圆形的，是太阳的虚像 B．树叶形成的，它是太阳的影子 C．圆形的太阳的实像 D．是树叶形成的叶子的影子【分析】光在同一均匀介质中是沿直线传播的，光直线传播的实例有：小孔成像、激光准直、影子的形成、日食和月食现象等。【解答】解：阳光透过树叶的缝隙，在地面上照射出了许许多多的光斑，这是沿直线传播的太阳光经过树叶的缝隙（小孔）后在地面上形成太阳的像，即我们看到的圆形光斑。故选：C。【点评】本题考查了光直线传播的应用，光的直线传播所形成的现象，在生活中随处可见，要学会用物理知识解释生活中的现象。光线10．关于光线的说法，正确的是（）A．光线是实际存在的 B．光线就是很细的线 C．人们用一条带箭头的实线表示光线，用到了理想模型法 D．光线可以用实线，也可以用虚线【分析】用一条带箭头的直线表示光的传播路径，这条直线叫光线；光线实际不存在，是为了形象描述光的传播特点而假想出来的，采用的是模型法。【解答】解：ABC、用一条带箭头的直线表示光的传播路径和方向，这条带箭头的直线称为光线；光线实际并不存在，是为了形象地描述光的传播特点而假想出来的，用的是理想模型法。故AB错误，C正确；D、在光路图中，光线用实线表示，故D错误。故选：C。【点评】此题考查的是光线的作法、含义和模型法的应用，模型法类似的应用还有磁感线、杠杆、连通器等。11．关于光线，下列说法中正确的是（）A．光线可以表示光的明暗 B．光线是真实存在的 C．光线是用来表示光的传播路径和方向的直线 D．光线是很细的光束，激光笔发出的光是一条光线【分析】①用一条带箭头的直线表示光的传播路径，这条直线叫光线；②光线实际不存在，是为了形象描述光的传播特点而假想出来的，采用的是模型法。【解答】解：ABC、光线是用来表示光的传播路径和方向的直线，光线不能表示光的明暗，光线实际不存在，故AB错误，C正确；D、激光笔发出的是光，不是光线，故D错误。故选：C。【点评】此题考查的是光线的含义和模型法的应用，模型法的应用还有磁感线、杠杆等。12．下列关于光线的说法，正确的是（）A．光线是真实存在的带箭头的直线 B．激光笔发出的光是一条光线 C．光线是表示光的径迹和方向的 D．光线可以用虚线表示【分析】①用一条带箭头的直线表示光的传播路径，这条直线叫光线；②光线实际不存在，是为了形象描述光的传播特点而假想出来的，采用的是模型法。【解答】解：A、光线实际不存在。此选项错误；B、激光笔发出的是光，不是光线。此选项错误；C、光线是形象地表示光的径迹和方向的。此选项正确；D、在光路图中，光线用实线表示，以与法线和反向延长线相区别。此选项错误。故选：C。【点评】此题考查的是光线的作法、含义和模型法的应用，模型法类似的应用还有磁感线、杠杆、连通器等。光的传播速度与光年13．设光在真空中的传播速度为v1，光在水中的传播速度为v2，光在普通玻璃中的传播速度为v3，则它们之间的大小关系是（）A．v1＜v2＜v3 B．v1＞v2＝v3 C．v1＞v2＞v3 D．v1＝v2＝v3【分析】光的传播速度与介质有关，其中当没有介质时，即在真空中的速度最大，利用课本中告诉的光在水中、玻璃中与在真空中传播速度的关系。即可解决此题。【解答】解：光在真空中的速度：v1＝3×108m/s；光在水中的速度约为真空中速度的四分之三，即为：v2＝2.25×108m/s；光在玻璃中的传播速度约为真空中的三分之二，即：v3＝2×108m/s。由此可知v1＞v2＞v3。故ABD错误，C正确。故选：C。【点评】光的传播不需要介质，其在真空中的传播受到最大。光在其它透明介质中也可以传播，传播的速度与介质种类有关，其在光疏介质中传播的速度要大于光在光密介质中的传播速度。14．下列关于声和光的说法中，正确的是（）A．声和光传播都需要介质 B．光速和声速一样大 C．声传播需要介质，光传播不需要介质 D．光的传播速度是3×108m/s【分析】解决此题要知道：（1）声音的传播需要介质，光的传播不需要介质；（2）光的传播不需要介质，光在不同介质中的传播速度是不同的，真空中光速最大，是3.0×108m/s，在空气中比这个速度略小，光在水中的传播速度是这个速度的，在玻璃中是这个速度的；（3）光速远远大于声速。【解答】解：A、声传播需要介质，光传播不需要介质，故A错误；B、光的传播速度要远远大于声音的传播速度，故B错误；C、声传播需要介质，光传播不需要介质，故C正确；D、光在真空中的传播速度是3×108m/s；故D错误。故选：C。【点评】此题主要是考查学生对声、光传播的认识和了解，属于识记性内容，比较简单。15．天文学中常用光年表述星体离地球的距离，所谓光年是光在1年中通过的距离，如果光速为每秒30万千米，则1光年变换成米作单位的数量级为（）A．1012 B．1014 C．1016 D．1018【分析】光的速度和运行时间已知，利用速度公式得到光年的长度。【解答】解：光速c＝30万千米/秒＝30×104×103m/s＝3×108m/s；则1光年的距离s＝vt＝3×108m/s×365×24×3600s≈9.46×1015m≈1016m．故选：C。【点评】本题考查了速度公式的应用，要了解光年的相关知识。填空题16．如图的美景插图描绘的是唐代诗人张继途经寒山寺时写下的《枫桥夜泊》。“月落乌啼霜满天，江枫渔火对愁眠。姑苏城外寒山寺，夜半钟声到客船。”如图的月亮和渔火中属于光源的是渔火；诗人根据音色辨别乌啼和钟声；自然界中霜的形成放出热量。【分析】自身能发光的物体叫光源；发声体的材料和结构不同，声音的音色不同；物质由气态直接变为固态的过程叫凝华，放出热量。【解答】解：月亮自身不能发光，不是光源，渔火自身能够发光，是光源。不同物体发出声音的音色不同，通常利用音色来区分发声体，乌啼和钟声的音色不同。自然界中霜是由空气中的水蒸气遇冷形成的，是凝华现象，放出热量。故答案为：渔火；音色；放出。【点评】此题考查了光源、声音的特性、凝华，属基础题目。17．在①太阳、②月亮、③萤火虫、④霓虹灯、⑤宝石、⑥LED灯中，属于自然光源的是①③；属于人造光源的是④⑥；不属于光源的是②⑤。（填序号）【分析】自身能发光的物体叫光源。【解答】解：太阳、萤火虫、霓虹灯、LED灯都属于光源，且太阳和萤火虫属于自然光源，霓虹灯和LED灯属于人造光源；月亮、宝石自身不会发光，不属于光源。故答案为：①③；④⑥；②⑤。【点评】此题考查了光源这一知识点，属基础题目。18．能够发光的物体叫光源，太阳、月亮、点燃的蜡烛中，不是光源的是月亮。【分析】本身能发光的物体属于光源。【解答】解：能发光的物体叫光源。太阳能发光，属于光源；月亮虽然很亮，月亮本身不发光，反射太阳的光，不属于光源；点燃的蜡烛，本身能发光，属于光源。故答案为：光源；月亮。【点评】掌握什么是光源。并不是所有亮的物体都是光源，例如月亮、和阳光下的小镜子都很亮，它们本身不会发光，是反射的太阳光。19．日食现象可以用光的直线传播道理解释。当人路过路灯时，影子的变化情况是先变短后变长。【分析】光在同种均匀介质中是沿直线传播的。【解答】解：日食现象可以用光的直线传播道理解释。当人路过路灯时，影子的变化情况是先变短后变长。故答案为：直线传播；先变短后变长。【点评】本题考查的是光的直线传播规律；会解释影子的成因。20．小明在探究光的直线传播时进行了如下操作：他在家中的空水缸中倒入水，再在其中倒入了大量的盐，过了几天，他让一束激光射入盐水中，光路如图所示，图中光线沿曲线（填直线或曲线）传播，这说明，光沿直线传播是有条件的，介质应当具有同种均匀的特点。【分析】光只有在同一种均匀介质中才是沿直线传播的。【解答】解：光必须在同一种均匀的介质中才是沿直线传播的，盐水的密度如果不均匀，光在盐水中传播路径就不是直线；这说明，光沿直线传播是有条件的，光在同种均匀介质中是沿直线传播的。故答案为：曲线；同种均匀。【点评】此题考查了光沿直线传播的条件和探究方法，属于基本技能和规律的考查。实验方案正确、研究方法科学，易操作，才能取得理想的效果。21．如图所示，小明利用勾股定理测塔的高度，塔的影子是光的直线传播形成的，光可以（选填“可以”或“不可以”）在真空中传播。【分析】（1）光在同种均匀物质中沿直线传播，在日常生活中，激光准直、小孔成像和影子的形成等都表明光在同一种均匀介质中是沿直线传播的；（2）光的传播不需要介质。【解答】解：（1）塔的影子是因为不透明的塔挡住了太阳射向地面的光，是光的直线传播形成的；（2）光的传播不需要介质，可以在真空中传播。故答案为：直线传播；可以。【点评】本题考查了光的直线传播和光在不同介质的传播等，此题与实际生活联系密切，体现了学以致用的思想。22．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。这说明光在同种均匀介质中沿直线传播。【分析】光在同种均匀介质中沿直线传播，产生的现象有小孔成像、激光准直、影子的形成、日食和月食等。【解答】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。【点评】本题考查了光的直线传播的应用，是一道基础题。23．如图甲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。两侧之所以看不清屏幕内容，是由于光的直线传播（填写光现象）；此防窥膜贴在手机屏幕上，不能（选填“能”或“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（选填“增大”或“减小”）超细百叶窗的间距。【分析】光在同种均匀的介质中沿直线传播；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；为了让防境效果更好（可视范围减小），可以适当地减小超细百叶窗的间距。【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；为了让防境效果更好（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；不能；减小。【点评】本题考查光的直线传播的应用，是基础题。24．如图所示为日晷。由于太阳光沿直线传播，使晷针留下影子，古代人们通过影子的长短、指向来测定时间。【分析】影子是由于光在沿直线传播过程中遇到不透明的物体，在物体后面形成的光照不到的暗区，而“日晷”就是利用观察其日晷晷针的影子来判断时间的。【解答】解：“日晷”是利用观察晷针的影子来判断时间的，影子是由于光在沿直线传播过程中遇到不透明的物体而形成的，故“日晷”是利用光沿直线传播原理来计量时间的。故答案为：直线。【点评】本题考查了光的直线传播，属于基础题。25．物理学中常用“光线”来表示一束光的传播路径和方向，而忽略了光的亮度、色彩等。“光线”不是（填“是”或“不是”）真实存在的。【分析】（1）光线用一条带箭头的直线描述了光的传播路径与方向，而忽略了光的其它性质，如亮度、速度、颜色、频率等内容；（2）物理学者中为了形象的描述光的直线传播而人为的引入了一种模型﹣﹣﹣﹣﹣﹣光线。【解答】解：（1）光线表示了光的传播路径和方向，而忽略了光的亮度、颜色、速度、频率等因素；（2）在研究光的传播规律时常用一条带箭头的直线来表示光的传播路径和方向，这样的直线叫做光线，光线的建立用到了模型法，但光线不是真实存在的。故答案为：方向；不是。【点评】本题考查了光线的有关问题，属于基础知识的考查，是一道基础题。26．为了描述光的传播情况，通常可以用一条带箭头的直线表示光的传播路径和方向。光线不是客观存在的，它是人们建立的一种理想模型。（选填“理想”或“猜想”）【分析】在物理学中，可以用一条带箭头的直线来表示光的传播路径和方向，这条想象的线叫做光线。【解答】解：（1）物理学中用一条带箭头的直线表示光的传播路径，这种带箭头的直线称为光线；（2）实际上光线并不存在，是为了研究问题方便而构建的理想模型，这种研究问题的方法称为模型法。故答案为：直线；路径；方向；理想。【点评】本题考查的是光线的概念和模型法的应用以及对物理学方法﹣﹣模型法的了解和掌握，是一道基础题。27．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传播的径迹和方向，同时忽略了光的亮度、色彩（写出一条即可）等其他性质，于是建立了光路的模型。【分析】光线只是一条带箭头的直线，只能表示光的传播路径和方向。【解答】解：在物理学中，光线是用来表示光的传播路径和方向的带有箭头的直线。它不能表示光的亮度、色彩等性质；光线可以表示光的传播路径，故建立了光路的模型。故答案为：方向；色彩；光路。【点评】光线是用来表示光的传播路径和方向的带有箭头的直线，光线的方向也就是光的传播方向。28．光在真空的传播速度约为3×108m/s，声音在1