初中物理专题41 光的直线传播

第四章光现象

第1节光的直线传播

K知识

一、光沿直线传播的条件

1.光源：的物体陛做光源。如：太阳、萤火虫、电灯等。

2.光在均匀介质中。均匀介质是指两点：一是同一种介质。二是这种介质的密度均匀,

不含有杂质。

3.光的直线传播的应用：小孔成像、激光准直、手影、影子的形成、日食和月食。

（1）小孔成像：像的形状与小孔的形状无关，像是的实像（树荫下的光斑是太阳的像）。

（2）激光准直：挖隧道定向：整队集合：射击瞄准。

（3）坐井观天（要求会作有水、无水时青蛙视野的光路图）：一叶障目；

（4）影子的形成：光在传播过程中，遇到的物体，在物体的后面形成黑色区域即影子。

（5）日食、月食（要求知道日食时月球在中间：月食时地.球在中间）。

二、光的传播速度

1.光在真空中传播速度是m/so光在空气中传播比在真空中传播稍慢一点，在水中每秒

传播的距离约是真空中的3/4。总之，光在不同的介质中传播速度____________°通常情况，光在空气中的

传播速度也以3.0x1O^in/s计算。

2.光年：光在一年内传播的距离。光年是单位。

能够发光沿直线传播倒立不透明

3.0x10s不一定相同长度

K重点、

一、光源

能直接发光的物体叫光源。

分类：自然光源，如太阳、萤火虫；人造光源，如篝火、蜡烛、油灯、电灯。但像月亮表面、桌面等

依靠它们反射外来光才能使人们看到它们，这样的反射物体不能称为光源。

【例题1】木身发光的物体叫做光源，下图中哪个物体不属于光源

参考答案：C

试题解析：能直接发光的物体叫光源，璀璨的宝石依靠反射外来光才能使人们看到它们，这样的反射

物体不能称为光源，故选C。

名师点睛：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。

二、光的直线传播

光在同种均匀介质中沿直线传播c光在真空中传播最快，c=3xlO8m/s=3xlO5km/s«光的直线传播的应

用：小孔成像、激光准宜、手影、影子的形成、日食和月食、无影灯。

【例题2】小明在学习“九的传播”时，看到老师的个演示实验，过程如下：①用激九笔射向水中，观

察到光线是一条直线（如图）：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.光的传播需要介质

B.光只有在水中才沿直线传播

C.光在海波溶液里不能沿直线传播

D.光在同一种均匀介质中才沿直线传播

参考答案：D

试题解析：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现象中的光线乂沿宜线传播，是由于经搅拌后，介质乂变得均匀，故可以得出，光在同•种均

匀介质中才沿直线传播。故选D。

三、小孔成像

小孔所成的像一定是倒立的实像，成像的大小取决于像到小孔的距离、物到小孔的距离，成的像可能

比物体大，也可能比物体小.

【例题3】大约两千四百年前，我国的学者墨翟和他的学生做了世界上第一个小孔成像的实验，解释了

小孔成像的原理。小光同学符两个长度均为50cm,直径为5cm的直筒套在•起，做成如图的仪器筒

的直径稍大，可以套在N筒上并能前后移动）

NM

（1）小孔成的像是倒立的像，可以用光的解释。所成的像与小孔的形状

一关。

（2）若直筒M、N位置不动，让物体远离N筒，像距,像的大小（以上两空选

填“交大,，“不变,，或“变小。

（3）十五的夜晚，将小孔对准明月，测得月亮最大像的直径是9.1mm,已知月球到地球的距离为38

0000km,月球的直径约为km。

参考答案：（1）实直线传播无关（2）不变变小（3）3.458x103

试题解析：（1）小孔成像的光路图如下图所示：

由于小孔成的像是实际光线的交点，能用光屏承接，所以是实像，目像是倒立的；它是由于光沿直线

传播形成的；像的形状与孔的形状无关；

（2）物体远离N筒时，如上图，物体发出的光仍然能把光辟照亮，所以还可以在光屏上得到清晰的像,

则像距不变，但像变小；

ABCOAB_3.8xl0IQcm

（3）如下图所示，/SABOAAbO,则对应边成比例,

9.1mm1(X)cm

解得：AB=3.458x1()9mm=3.458x10,km

5.在小孔成像实验中，从半透明纸屏上能看到外界物体的像。如果小孔靠近物体，纸屏离小孔的距离增大

一些，则纸屏上该物体的像符

A.变小B.不变

C.变大D.以上均可能

6.物理兴趣小组自制了简易针孔照相机，利用它观察窗外的景物时，会在塑料膜上看到倒立的（选

填“实”或“虚”）像，成像原理是0

7.为了友示光的传播情况.我们通常用一条带有箭头的直浅表示光传播的径迹和,同时忽略

了光的亮度、（写出一条即可）等其他性质，于是建立了的模型。

8.某人在夜晚路过某一有路灯的街道过程中，先向路灯走近后走远，此人影子的长短变化情况是

9.人类曾经用激光测量月球到地球的距离。已知光在真空中和空气中的传播速度近似等于3x108m/s。若向

月球发射一束激光，从发出到由月球反射回来接收到这束光经历的时间为2.56So则可以计算出月球到

地球表面的距离大约是km。

10.阅读并回答后面的问题:

宇宙中恒星间的距离都非常大，为了表达起来方便一些，天文学家使用一个非常大的长度单位一光

年，它等于光在1年内传播的距离。离太阳系最近的恒星是半人马座“比邻星”，距离我们4.3光年：“牛

郎星''和"织女星''的距离是16光住：目前人类观察到的最远的天体，距离我们有140多亿光年。

（1）光年是单位。

（2）1光年表示。

（3）“牛郎星''和"织女星''相距约kiiu

（4）我们现在观测到的“比邻星”的光是它现在发出来的吗？（填“是”或“不是。

11.某雷雨天的晚上，玉红同学看到闪电35后听到了雷声。

（1）请你帮她估算打雷的地方距她多远？（声音在空气中的传播速度以340m/s计算。［要求：①写出

公式：②有必要的文字说明：③数据要代单位］

（2）实际上，闪电和雷声是同时产生的，为什么我们总是先看到闪电后听到雷声呢？请你利用速度公

式分析说明产生这种现象的原因。

K能力

12.下列说法正确的是

A.光线是真实存在的

B.光是沿直线传播的

C.月亮是自然光源

D.激光准直用到了光的宜线传措知识

13.下列有关声与光的说法中不正确的是

A.“光”在同种均匀介质中沿直线传播

B.15C时，声音在空气中的传播速度为340m/s

C.“蟋蟀在鸣叫”说明蟋蟀是声源：“金光闪闪”说明金子是光源

D.超声波和次声波的传播都需要介质

14.白•米赛跑时，计时员为了计时更准确，通常在下列哪•个时刻开始计时

A.听见发令枪声时B.看到发令枪冒烟时

C.看到运动员起跑时D.上述时刻都可以

15.晴天正午，小明与同学从树荫F走过时，发现地面上有许多大小、形状不同的光斑，光斑形状与什么

因素有关呢？通过探究，他们得到了以下结论，无论是大孔还是小孔形成的光斑都是由于

形成的，其中（小孔/大孔）形成光斑的形状与孔的形状有关，（小孑L/大孔）形

成的光斑的大小与孔到地面的距离有关。

16.如图所示，发生“日全食”时太阳、地球、月球应处在同一直线上，则地球应在图中（填“甲”

或“乙”）所示的位置。

甲乙

17.发生日偏食时，太阳光透过茂密的树叶间的缝隙，会在树下的地面上形成许多大小不同的（选

填“圆形”或“月牙形”）光斑。

18.如图，伽利略1607年进行了世界上第一次测量光速的尝试。方法是：让两个人分别站在相距1.5km的

两座山上，每个人拿一个灯，第一个人先举起灯，当第二个人看到第一个人的灯时立即举起自己的灯,

从第一个人举起灯到他看到第二个人的灯的时间间隔就是光传播3km的时间。但这种方法根本行不通。

伽利略的实验未能成功。这个方法在原理上对不对？请你分析伽利略失败的原因。

19.探究小孔成像规律选用的实验器材：针、不透明纸、白纸、白炽:T、桌了。

（1）如图所示，抓在手上的不透明纸上用针扎•个宜径约1mm的小孔，让白炽灯发出的光穿过小孔

射到桌面上的白纸上，在白纸上可看到一个清晰的（选填“灯丝”或“小孔”）的像，这种

现象叫做,这种现象是由于形成的。

（2）保持灯和白纸的位置不动，向上移动小孔，像的大小将:保持灯和小孔的位置不动，向

上移动白纸，像的大小将:保持小孔和白纸的位置不动，向上移动白炽灯，像的大小将

°（均选填“变大”“变小”或“不变”）

K真题

（2018•广西北部湾四市同城）如图所示，能解释“手影”形成的是

A.光的反射B.光的折肘

C.光的直线传播D.平面镜成像

21.（2018•泰安）下列现象中,对应的物理知识是“光的直线传播”的是

A.射击瞄准时要做到“三点一线”

B.游泳池注水后，看上去好像变浅了

C.在平静的湖面可以看到蓝天白云

D.太阳光经过三棱镜后可以产生彩色光带

22.（2018・扬州）太阳光通过树叶间的空隙，在地上形成许多圆形的光斑，这些圆形光斑是

A.树叶的虚像B.树叶的实像

C.太阳的虚像D.太阳的实像

23.（2018.天津改编）下面是一则科笈新闻：“天眼一FAST”第一次发现了一颗距地球4000光年的亳秒脉

冲星。其中“光年”是的单位。（填物理量名称）

答案解析

1.B【群析】能够发光的物体叫光源.A.月亮是反射的太阳光，不是光源；B.蚩火立自身能够发光，是

光源；C.桃子，利用光的反射工作，目身不发光，不是光源；D.太阳照射下勾河发亮的抗光金属，反

射的太汨光，不是光源：技选B・

2.A【睇析】小孔成俅是光沿克线传塔当成的，故其待点是成管:立的实像，其成像原理是光的支线传播.

故逸A・

3.B【驿析】当太汨、地球、月球在同一支线上，地球住于太汨与月球之间时，太阳发出的沿克线传播的

光祓不透明的地球完全挡住，光线找不到月级上，在地球上完全看不到月球的现象就是月全食，月食是

自先的变线传建形成的.故这B。

4.D【解析】A.光在真空中的传播速度是3x108m/s,不是无限大，故A错误；B.光在真空中的传播速

度才是3xl"m/s,而在空气中或玻璃中速度会减小，故B错误：C.光年是一个长度单位，不是时间单

住，故C错误；D.光年是天文学上表示距离的单位，等于光在真空中传播一年的时间所经过的距离，

故D正确；故选D。

5.C【解析】如果小孔靠近物体，纸屏■离小孔的距离增大一些，即物距减小，像距增大，则所成的便会变

大。故C正确，ABD错误。

6.实光的直线传播

【解析】“针孔相机”成像实际上就是小孔成像，它是由光的直线传皤形成的。利用针孔照相机观察窗外

的景物时，会在塑料薄膜上看到倒立的彩色实像。

7.方向七彩光路

【解析】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。

8.先变短后变长

【解析】当人在远处时，人与灯光的夹角小，形成的影子长；当人逐渐走近路灯时，人与灯光的夹角会

变大，此时形成的影子会变短；当人经过路灯逐渐远离时，人与灯光的夹角又会变小，形成的影子再次

变长。因此，当人经过路灯时，影子先变短后变长。

9.3.84x10$

【解析】从发出到接收，光走过的距离为月球到地球表面距离的2倍，因此，月球到地球表面距离为

s'=-5=-vr=-x3x|0«m/sx2.56s=3.84x108m=3.84x105km。

222

10.(1)长度(2)光在1年时间内传播的距离(3)9.4608x10'2(4)不是

【解析】(1)(2)“光年”指光在1年内传播的距离，所以是长度的单位：(3)一年有365天，每天

有24h,1h=3600s,光在其空中的传播速度为3.0x10sm/s,所以一年光通过的距离为1光年=365x24x3

600sx3.0x10«m/s=9.4608x1015m=9.4608x1012km：(4)“比邻里''距离我们4.3光年，意思是我们现

在某一时刻看到比邻星的光，并不是这一时刻发出的，而是4.3年以前的那一时刻发出的。

11.(I)1020m(2)闪电以光速进入眼，雷声以声速进入人耳，根据公式右上，当路程一定时，时间

v

与速度成反比，光速比声速大得多，反以我们总是先看到闪电后胴到雷声。

【解析】(1)打雷的地方与她的距离为s=y户/=340m/sx3s=1020m。

(2)闪电以光速进人眼，雷声以声速进入人耳，根据公式后上，当路程一定时，时间与速度成反比，

v

光速比声速大得多，反以我们总是先看到闪也后听到雷声。

12.D【弊析】A、表示光的传播方向的交运林为光跟，光我是一种几何的抽尿，在实际当中不可能得到一

条光跟，故A维误；B、光在同一种均匀介质J是沿文娱传感的，故B错误：C、月亮不是光源，总是

反射太阳光，故C错误；D、激光准交Z幻了光的交嫉传播知识，故D正碑.故逸D.

13.C【踪析】A.“光”在冏件均匀介质电沿文姣传播，故A正玛：B.15七时，声者在空气中的传播遑度

为340ms,故B正碑；C,“金光闪闪”说明金子能够反射光被，而它自身不会发光，因此不是光源，

故C结误；D.磁声波和次声波新嘉于声音.声言的传播恭喜要介质，故D正踽.故逸C・

14.B【孤析】因为光遑远大于声3,刘光从起点传到终点计所用计同要经的多，故以冒烟计开始计时矣准

或一些.故逸B・

15.直线传播大孔小孔

【解析】小孔成像是由光的直线传播形成的；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，而是影子的原因，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，像的大小与孔到光屏的距离有

关。

16.乙

【解析】当太阳、地球、月球处在同一直线上，月球处在太阳和地球之间时，月球的影子会落到地球

上，在地球上月球影子里的人就看不到太阳，这就是日食，是光的直线传播产生的，则地球应在图中

乙位置。

17.月牙形

【解析】日偏食的形成是小孔成像，像的形状与物体的形状有关，当发生日偏食时，太阳成为月牙形,

故树下的地面上形成月牙形光斑。

18.见解析

【解析】伽利略的测量原理是正确的，但这种方法是行不通的，原因有两个：一是光的传播速度很快，

s3kin,〜5

大约是3x|()8m/s即3x]6km/s,光传播3km的时间后一=丁永—7=1°s»这个时间是非常短的，

v3x10km/s

用我们日常生活中的测量时间工具是测不出来的：二是没有考虑到人的反应时间，第二个人看到一个

人的灯时再举起自