知识解读：2.2光的直线传播（原卷版）

学而优教有方2.2光的直线传播（知识解读）（原卷版）•知识点1光的直线传播•知识点2光的直线传播的应用•知识点3光速和光年•作业巩固训练知识点1光的直线传播知识点1光的直线传播1、光在同一种均匀的介质中沿直线传播。“同一均匀介质”是光沿直线传播的条件。仅是“同一介质”不能保证光沿直线传播。例如：地球周围的大气就是不均匀的，离地面越高，空气越稀薄，从大气层外射到地面的光就会发生弯曲。早晨，当太阳还在地平线下时，我们就看见了它，是因为不均匀的大气使光线变弯了。2、光线：为了表示光的传播方向，我们用一根带箭头的直线表示光的径迹和方向，这样的直线叫光线。光线是人们为了表征光的传播而引进的一个抽象工具，它是一个理想模型，而不是真实存在的。【典例1-1】下列关于光线的说法中正确的是（）A．光源能射出无数条光线B．光线不是真实存在的，人们用一条带箭头的实线来表示光线C．光线就是很细的光束D．光线是用来表示光传播方向的直线，常用虚线表示【典例1-2】红外测温仪是一种普遍使用的测温工具，该设备在无光的夜晚（选填“能”或“不能”）使用，红外线在同种均匀介质中传播，在空气中传播速度约为m/s。【变式1-1】下列有关光现象的知识，正确的是（）A．光在同种介质中沿直线传播B．通常情况下，真空中的光速约为C．相同强度的红、绿、蓝三束光照射在白墙上重叠部分的颜色是黑色D．紫外线能杀死微生物，还能使荧光物质发光【变式1-2】盛夏的课间，同学们正在树荫下闲聊，听到体育老师吹哨后，马上开始排队，说明声音可以传递，排队是利用光的，树荫下的圆形光斑是（选填“太阳”或“树叶”）的像。知识点2光的直线传播的应用知识点2光的直线传播的应用 1、常见的直线传播现象：立竿见影、日食、月食、小孔成像等（1）影子：光在传播过程中，遇到不透明的物体，在不透明的物体后面，光照射不到，形成了黑暗的部分就是物体的影子。（2）日食：发生日食时，太阳、月球、地球在同一条直线上，月球在中间，在地球上月球本影里的人看不到太阳的整个发光表面，这就是日食。（3）月食：发生月食时，太阳、地球、月球同在一条直线上，地球在中间，地球上夜晚的人会看见月食。（4）用一个带有小孔的板遮挡在屏幕与物体之间，屏幕上就会形成物体的倒像，我们把这样的现象叫小孔成像。2、光沿直线传播的应用（1）利用激光准直引导掘进机直线前进。（2）排队时看齐。（3）射击瞄准，瞄准点、准星、缺口三点一线。【典例2-1】《墨经》中记载了影子的形成等光学现象。如图所示，墙上手影形成的原因是（）A．光的直线传播 B．光的反射C．光的折射 D．光的色散【典例2-2】2019年12月26日，大连地区出现了日食现象。王老师在模拟日食、月食成因的实验中，画了图示。如果在大连观察到日食，月球应该是位于（选填“A”“B”或“C”）处。夏天中午，小明骑着自行车到达一栋房子，为了防止自行车晒得太烫，小明应该把自行车停放在房子的（选填“东”“南”“西”或“北”）方。【典例2-3】如图所示，小明制成了一个针孔照相机，其实就是小孔成像的实验装置。将点燃的蜡烛置于小孔前的适当位置，观察并研究小孔成像的特点：（1）烛焰在半透明膜上所成的像是选填（选“实像”或“虚像”）；（2）如果小孔是三角形，则他在半透明纸上看到的像是；A．三角形光斑

B．圆形光斑

C．烛焰的正立像

D．烛焰的倒立像（3）将半透明膜靠近小孔时，则人眼看到的半透明膜上的像将（选填“变大”“变小”或“不变”）；（4）请根据本实验探究过程分析，晴天树荫下的圆形光斑大小不一的原因是。【变式2-1】如图是日晷图片，我国古代劳动人民利用阳光通过中间立柱在晷盘上的阴影的位置和影子的长度可以判断当时的时间及所处的节气，所以汉语里用“光阴”来表示时间，如光阴似箭、一寸光阴一寸金等说法。用“光阴”一词表示时间涉及的物理知识是（）A．光速很大 B．光的直线传播C．光的反射 D．光的折射【变式2-2】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A是。【变式2-3】如图所示，找一个空的易拉罐，用钉子在易拉罐底部的中央扎一个小孔，将易拉罐的顶部剪去后，蒙上一层塑料薄膜，这样就制成了一个针孔照相机，其实就是小孔成像的实验装置。将点燃的蜡烛置于小孔前的适当位置，观察并研究小孔成像特点：（1）烛焰在塑料薄膜上所成的像是选填（“实像”“虚像”）；（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．三角形光斑

B．圆形光斑

C．烛焰的正立像

D．烛焰的倒立像（3）将蜡烛逐渐靠近小孔时，则人眼看到的塑料薄膜上的像将（选填“变大”“变小”“不变”）；（4）请根据本实验探究过程分析，晴天树荫下的圆形光斑大小不一的原因是。知识点3光速和光年知识点3光速和光年 1、光速：光在真空中的传播速度是，而在空气中传播速度接近于在真空中的传播速度，也认为是，光在水中的传播速度约为QUOTEQUOTE，在玻璃中的传播速度约为。2、光年：光年是指光在1年中的传播距离，1光年9.46×1015m。【典例3-1】下列关于声和光的说法中，正确的是（）A．声音的传播速度为340m/s B．声音传播需要介质，而光传播不需要介质C．光的传播速度和声的传播速度一样快 D．光在各种介质中的传播速度为3×108m/s【典例3-2】所谓「雷雨发庄稼」，秋天稻谷成熟丰收时常伴随着雷光，于是雷光又被称之为「稻光」。雷鸣声是由于云团之间放电引起的空气剧烈地而产生的，我们时常在看到雷光后才听到雷声，是因为。【典例3-3】用激光器向月球发射激光信号，2.6s后接收到从月球返回的信号，光速，问：（1）月球距离地球多远？（2）如果一辆高铁以360km/h的速度不停地行驶，走完这段路程需要多长时间？【变式3-1】学习物理要善于发现、善于思考，对物理量要有正确认识。下列选项中物理量相关的数据符合实际的是（

）A．光在真空中的传播速度是3×108km/s B．一个普通鸡蛋的质量大约是50gC．光在空气中的传播速度是340m/s D．植物油的密度大约是0.9×103g/cm3【变式3-2】光在均匀介质沿直线传播，光在真空中的传播速度为m/s，光在水中的传播速度比在空气中的传播速度。【变式3-3】天文单位是物理天文学中计量天体之间距离的一种单位，以AU表示，其数值取地球和太阳之间的平均距离。已知：海王星距离太阳约30个天文单位，1个天文单位=。问：（1）光在真空中的传播速度是多少？（2）光从太阳传到海王星需要多长时间？一、单选题1．墨子是历史上第一个完成小孔成像实验的人，该现象利用的是（）A．古代的障眼法 B．光的直线传播C．光的反射 D．观察者的幻觉2．杭州亚运会田径男子100米决赛，中国“飞人”谢震业夺得冠军。在终点计时的裁判先看到发令枪冒烟，后听到枪声，这是因为（

）A．枪声传播速度比光快B．光传播速度比枪声快C．发令枪先冒烟后有枪声D．发令枪先有枪声后冒烟3．下列叙述正确的是（）A．光在透明物质中是沿直线传播的B．光年是一个非常大的时间单位C．光速是3×109m/sD．影子的形成说明光在均匀介质中沿直线传播4．如图所示，小明同学拿一只空的易拉罐，在底部用钉子敲一个小孔，将易拉罐的顶部剪去，然后蒙上一层半透明的塑料薄膜，这样就制成了一个针孔照相机，小明看到塑料薄膜上蜡烛的像是（

）A．倒立实像B．正立虚像C．倒立虚像D．正立实像5．下列说法正确的是（）A．利用回声可以测量月球到地球的距离B．认真测量可以避免误差C．超声波和次声波在空气中传播的速度相同D．声音在不同介质中传播速度一般不同，而光在任何介质中传播速度都相同6．2022年11月8日晚，发生了一次月全食，同时伴随月掩天王星的景观，月全食的形成是由于（）A．光的反射 B．光的直线传播C．光的色散 D．光的折射7．“烟花映昆池·弄潮秦创原”，2月5日元宵节，一场绚丽的焰火晚会在西咸新区昆明池拉开帷幕，昆明池上空一片流光溢彩、焰火璀璨（如图）。有关烟花表演，下列说法正确的是（）A．灿烂的焰火不是光源B．人们看到灿烂的焰火属于光的直线传播C．先看到焰火后听到爆炸声，说明声速比光速快D．焰火属于自然光源8．下列有关光现象的说法中正确的是（）A．红、黄、蓝被称为光的三原色B．红外线有很好的杀菌和能够使荧光物质发光的作用C．红外线有明显的热作用D．光在同一种介质中一定沿直线传播9．从物理学的角度来说，日食属于光的____现象。如图所示，能描述日食形成原因的是___图。两空分别是（）A．直线传播、甲 B．反射、乙C．直线传播、乙 D．反射、甲10．北京时间2021年11月7日18时51分，翟志刚身着中国自主研制的新一代“飞天”舱外航天服成功出舱。下列论述中正确的是（）A．我们看到宇航服上的国旗标识是因为国旗反射红色光B．翟志刚在舱外时和其他航天员在太空能直接对话C．我们看到翟志刚身上白色宇航服，是因为它发出白光D．翟志刚在舱外向全国人民问候的声音可以直接传播到地球二、填空题11．如图所示为“小孔成像”的示意图。（1）该现象可以用来解释；（2）小孔位置固定，将蜡烛和光屏的位置对调，光屏上的像跟原来比会（选填“变大”、“变小”）。12．我们生活在光的世界中，太阳、点燃的蜡烛等这些能自行发光的物体叫作，为了方便研究，我们用一条带箭头的直线形象地描述光的传播路径和方向，这样的直线叫作。13．生活中处处有物理。夏天，在太阳的照射下，树荫下会形成许多圆形的光斑，如图所示．这些光斑是太阳的（选填“像”或“影子”），它是由光的形成的。

14．常会看到树荫下的地面上有很多圆形的光斑，是由于光的形成的，光斑是太阳的（填“实”或“虚”）像；很多光斑大小是不同的，原因是。15．2009年7月22日我国长江流域发生了本世纪以来最大规模的一次日全食，图是某校同学用一盆墨水观察到的日食奇观，产生日食的原因是光沿传播，当我们位于图中的区域时，就能看到日全食现象。16．中华民族是智慧的民族。如图甲所示，古代人们使用日晷来测量（填物理量名称）；如图乙所示，现代技术中利用超声波进行金属探伤，这是利用了声音可以传递。17．古诗词是我国古代优秀的传统瑰宝，请对下列诗句从物理角度进行分析：（1）“春眠不觉晓，处处闻啼鸟”，鸟叫声是通过传入人耳的；（2）“柴门闻犬吠，风雪夜归人”，说明声音能传递（选填“信息”或“能量”）；（3）“北国风光，千里冰封，万里雪飘”，雪形成过程的物态变化为；（4）“峰多巧障日，江远欲浮天”，太阳光被山峰遮住是因为光的。18．光在真空中的传播速度为，光在其它介质中的传播速度比真空中的传播速度要。（选填“大”或“小”）三、作图题19．如图所示，画出两条光线，确定人眼在点S处通过门板狭缝MN能看到的室外范围（用阴影表示）。20．如图所示，一只青蛙在一口干枯的井中，画出井底之蛙的视野的大致范围。四、实验题21．在研究光的传播路径时，小明做了下面几个小实验：（1）图1中，为了显示激光在空气中传播路径，可以采取的方法是，图2中为了显示激光在水中的传播路径，可以在水中加入少量的；（2）小明在玻璃缸中加入清水，沿缸壁轻轻注入浓糖水，不搅拌，从侧壁水平照射激光，看到缸内光的路径是弯折的（图3），当搅拌缸中的水后，观察到光是沿直线传播的，说明光沿直线传播的条件是；（3）我国古代学者对“光沿直线传播”的现象曾做过许多研究，例如战国时期的《墨经》中就有小孔成像的解释，如图4所示：①小孔成的像是（填“正立”或“倒立”）的（选填“实”或“虚”）像；②若将小孔由圆形改为三角形，则所成的像的形状（选填“改变”或“不变”）。22．学习了光学知识后，爱动脑筋的桐桐和展展想自己探究小孔成像现象，如图甲所示，她们给两个空罐的底部中央分别打上一个圆孔和一