第11講光的直線傳播

學(xué)目目標(biāo)

I.知道光沿直線傳播，知道小孔成像日食月食等現(xiàn)象與光沿直線傳播有關(guān)

2.知道光可以在真空中傳播及光在真空中的傳播速度，了解激光測(cè)距的原理

［由基礎(chǔ)知

一、光在均勻介質(zhì)中沿直線傳播

1、光是怎樣傳播的

（1）實(shí)驗(yàn)探究

目的實(shí)驗(yàn)過程現(xiàn)象分析結(jié)論

觀察光在空氣中的傳使透明箱內(nèi)出現(xiàn)煙光在空氣中沿直線傳

播路徑霧，讓激光筆發(fā)出的播

光從箱的一側(cè)垂直射

入煙箱觀察光的傳播

路徑■

觀察光在水中的傳播在燒杯的水中加入少光在水中沿直線傳播

路徑量高鋅酸鉀或牛奶，

讓激光筆發(fā)出的光垂

直于燒杯側(cè)面射入水

中，觀察光在水中的

傳播路徑

觀察光在玻璃中的傳讓激光筆發(fā)出的光從光在玻璃中沿直線傳

播路徑玻璃磚側(cè)面垂直射播

入，觀察光在玻璃磚

的傳播路徑

（2）探究光沿直線傳播的條件

現(xiàn)象：在水中加入濃鹽水后，發(fā)現(xiàn)光的傳播路徑是彎曲的:在均勻的水中光的傳播路徑是上的

大量實(shí)驗(yàn)表明：光在均勻介質(zhì)中沿直線傳播o

（3）光可以在真空中傳播

二、光線

1、我們常用一條帶簸力的直線來表示光的傳播蹈役和力胞，這彈的直線叫作光線；

2、★物理方法★:人們有時(shí)為了研究物理問題的方便，會(huì)對(duì)研究的對(duì)象作出一種能夠反映事物本質(zhì)和內(nèi)在

特性的簡(jiǎn)化描述；這種研究問題的方法叫作“建立模型法”；例如，建立“光線”模型來描述光的傳播。

三、解釋“光的直線傳播”現(xiàn)象

影子日食和月食小孔成像

1、影子：當(dāng)光沿比線傳播照射向墻面時(shí),手遮擋了一部分照向墻面的光，形成了對(duì)應(yīng)的陰暗區(qū)域，就是影

子；

2、日食和月食：日食的形成在(選填“白天”“晚上”)，月球擋住了射向地球的光;月食的形成

在，擋住了射向的光；

3、小孔成像：小孔足夠小，燭焰表面某點(diǎn)發(fā)出的光，可以看成只有一條光線通過小孔照射到了墻面上；以

此類推，燭焰表面的每個(gè)點(diǎn)都在墻上對(duì)應(yīng)著一個(gè)像點(diǎn)，進(jìn)而在墻面上組成了燭焰的像；

A：像的性質(zhì)：倒立的實(shí)像。

B：成像條件：小孔必須足夠小，但并不是越小越好，小孔太小會(huì)影響像的亮度。

C：小孔成像與孔的形狀無關(guān)。

D：小孔逐漸變大，光屏上的像會(huì)變模糊。當(dāng)孔增大到一定程度時(shí)，在光屏上只能看到與孔形狀相似的光斑。

E：如果物體到小孔的距離大于小孔到光屏的距離，所成的像是縮小的:如果物體到小孔的距離等于小

孔到光屏的距離，所成的像與物依大小相等：如果物體到小孔的距離小于小孔到光屏的距離，所成的像

是一放大的。

四、光速

1、光在真空中的傳播速度最大，用c表示，c=2.99792xl()8m/s。通常情況下，真空中的光速可以近似為

C=3xlO8m/s

2、光在其他介質(zhì)中的傳播速度

光在空氣中的傳播速度接近光在真空中的速度，也近似為3xl()8m/s；光在水中的傳播速度約為真空中的3/4,

在玻璃中傳播的速度約為真空中的2/3。

!Q考點(diǎn)剖析］

考點(diǎn)一：光沿直線傳播

例L光在真空中傳播的速度是Ms，光在_____介質(zhì)中沿直線傳播。在光和光線中，

（光/光線/兩個(gè)都/兩個(gè)都不）是客觀存在的。

【答案】3x10s同種均勻光

【詳解】［1］光的傳播不需要介質(zhì)，光在真空中的傳播速度是3xlOMi/s。

⑵由實(shí)驗(yàn)探究發(fā)現(xiàn)，光在同種均勻介質(zhì)中沿直線傳播。

網(wǎng)物理上用光線來描述光傳播的徑跡和方向，并不真實(shí)存在，但光是真實(shí)存在的。

考點(diǎn)二：解釋光沿直線傳播的現(xiàn)象

在］例2.出現(xiàn)金星凌日天象時(shí)，人們可通過濾光鏡觀察到太陽上有一小黑點(diǎn)，如圖所示，小黑點(diǎn)即為

金星，該天象是由于光的而形成的，太陽、地球和金星三個(gè)天體可能分別處在圖中a,b,c三個(gè)位置

的某個(gè)位置上，其中金星應(yīng)處在位置上，試舉出一個(gè)生活中應(yīng)用此知識(shí)的例子如。

【答案】直線傳播b激光準(zhǔn)直

【詳解】金星凌日”現(xiàn)象的成因是光的直線傳播，當(dāng)金星轉(zhuǎn)到太陽與地球中間旦三者在一條直線上時(shí)，

金星擋住了沿直線傳播的太陽光，人們看到太陽上的黑點(diǎn)實(shí)際上是金星，由此可知發(fā)生金星凌日現(xiàn)象時(shí)，

金星位于b位置。

⑶排縱隊(duì)、射擊瞄準(zhǔn)、激光準(zhǔn)直等都是光沿直線傳播在生活中的應(yīng)用。

考點(diǎn)三：小孔成像

例3.如圖所示。找一個(gè)空的易拉罐，用釘子在易拉罐底部的中央敲個(gè)小孔，將易拉罐的頂部剪去

后，蒙上。層塑料薄膜，這樣就制成了一個(gè)針孔照相機(jī)，其實(shí)就是小孔成像的實(shí)驗(yàn)裝置》將點(diǎn)燃的蠟燭咒

于小孔前的適當(dāng)位置，觀察并研究小孔成像的特點(diǎn)：

（1）燭焰在塑料薄膜上所成的像是___________（選填“實(shí)像”或“虛像”）：其成像的原理是___________：

（2）如果易拉罐底部小孔是三角形，則他在半透明紙上看到的像是o

A.三角形光斑B.圓形光斑

C.燭焰的正立像D.燭焰的倒立像

（3）若將蠟燭向下移，則人眼看到的塑料薄膜上的像是向移小孔成像（選填"上''或"下”）：

（4）為了增大燭焰所成的像，采取的辦法是：。

1.下列現(xiàn)象中不是由于光的宜線傳播引起的是（）

A.日食月食B.陽光下的樹影

C.手影D.我們能看到本身不發(fā)光的物體

【答案】D

【詳解】A.日食和月食的形成原因是光的直線傳播，故A不符合題意;

B.陽光下的樹影，影子是由光的直線傳播形成的，故B不符合題意；

C.手影，影子是由光的直線傳播形成的，故C不符合題意；

D.我們能看到本身不發(fā)光的物體，是由于光在物體上發(fā)生了漫反射，故D符合題意。

故選Do

2.關(guān)于光的傳播，下列說法中正確的是（）

A.光在玻璃中一定不沿直線傳播B.光總是沿直線傳播

C.光在同種均勻介質(zhì)中沿直線傳播D.光只在真空中沿直線傳播

【答案】C

【詳解】根據(jù)光的傳播規(guī)律可知，光在同種均勻介質(zhì)中沿直線傳播，介質(zhì)不同或者同種介質(zhì)但不均勻，光

都不會(huì)沿直線傳播。故C正確，ACD錯(cuò)誤。

故選C。

3.在研究光的傳播時(shí)，為了使問題簡(jiǎn)單化，引入了光線，這種研究方法是（）

A.等效替代法B.控制變量法C.模型法D.轉(zhuǎn)換法

【答案】C

【詳解】在研究光的傳播時(shí)，利用光線反映光的本質(zhì)，間接的研究光的傳播，研究起來更方便、更形象，

這種研究問題的方法叫模型法。

故選Co

4.小明在學(xué)習(xí)“光的傳播”時(shí)，看到老師的一個(gè)演示實(shí)驗(yàn)，過程如下：①用激光筆射向水中，觀察到光線是

一條直線（如圖）；②在A處用漏斗向水中慢慢注入濃糖水溶液，觀察到光線發(fā)生了彎曲；③經(jīng)攪拌后，

觀察到光線乂變直。小明根據(jù)上述現(xiàn)象得出的結(jié)果，正確的是（）

A.光在同一種均勻介質(zhì)中才沿直線傳播B.光只有在水中才沿直線傳播

C.光在濃糖水里不能沿直線傳播D.光的傳播需要介質(zhì)

【答案】A

【詳解】從①中我們發(fā)現(xiàn)光在水中沿直線傳播；而②中的光線不再沿直線傳播不同于①的是介質(zhì)不再均勻,

③現(xiàn)象中的光線又沿直線傳播，是由于經(jīng)攪拌后，介質(zhì)又變得均勻，故可以得出，光在同一科均勻介質(zhì)中

才沿直線傳播，故A正確，BCD錯(cuò)誤。

故選Ao

5.小東在學(xué)習(xí)了光學(xué)之后，研究制作簡(jiǎn)易針孔照相機(jī)：在空易拉罐底部的中央，用釘子戳一個(gè)三角形小孔,

將易拉罐的頂部剪去后，蒙上一層半透明塑料薄膜，如圖所示。他在塑料薄膜上看到的像是()

A.三角形光斑B.圓形光斑

C.蠟燭的正立像D.蠟燭的倒立像

【答案】D

【詳解】小孔成像是由于光的直線傳播形成的，在塑料薄膜上看到的是蠟燭倒立的像，與孔的形狀無關(guān)，

故D符合題意，ABC不符合題意。

故選Do

6.炎炎夏日，在濃密的樹蔭下，透過樹葉間的狹小空隙，在地面上形成一些圓形的光斑，這些圓形光斑是

()

A.樹葉反射的光斑B.圓形樹縫的光斑

C.太陽的實(shí)像D.太陽的虛像

【答案】C

【詳解】炎炎復(fù)口，在濃密的樹蔭下，透過樹葉間的狹小空隙，在地面上形成一些圓形的光斑，這種現(xiàn)象

屬于小孔成像現(xiàn)象，光斑是由小孔成像所成的太陽的實(shí)像。故ABD不符合題意，C符合題意c

故選C.

7.早在公元前4世紀(jì)，墨家就做過小孔成像的實(shí)驗(yàn)，該實(shí)驗(yàn)的原理是光的；在“水中倒

影,%呼影,,,,電影,，中，與“小孔成像，，的原理相同的是。

【答案】直線傳播手影

【詳解】［1］小孔成像的原理是光的直線傳播。

［2「水中倒影”，是平面鏡成像，屬于光的反射現(xiàn)象；“手影”都是由光的直線傳播形成的：“電影”屬于凸透鏡

成像，是由光的折射形成的。故與“小孔成像”的原理相同的手影。

8.排縱隊(duì)時(shí)，如果看到前面的一位同學(xué)擋住了他前面所有的同學(xué)，隊(duì)就排直了，這可以用光沿傳播

來解釋，光在______中的傳播速度最快，其速度是______km/So

【答案】直線真空3.0x105

【詳解】［1］看到前面的一位同學(xué)擋住了他前面所有的同學(xué)，隊(duì)就排直了，這可以用光沿直線傳播來解釋。

⑵光在真空中傳播速度最快。

［3］光在真空中的傳播速度為3.0x108m/s,BR3.0x10skm/So

9.在茂密的樹林地面能看到許多圓形光斑，是由于光透過樹葉健隙發(fā)生的現(xiàn)象，該現(xiàn)象是由于光的

形成的。

【答案】小孔成像直線傳播

【詳解】茂密的樹林地面能看到許多圓形光斑，是由于光透過樹葉縫隙發(fā)生小孔成像現(xiàn)象，圓形光斑

是太陽光經(jīng)過樹的縫隙成的太陽的像，這是由于光的直線傳播形成的。

10.“大樹底下好乘涼”，如圖所示，從物理學(xué)角度可知乘涼的區(qū)域?qū)嶋H是大樹的（選填“影子”“實(shí)像”

或“虛像”），其原理是_______。

【答案】影子光的直線傳播

【詳解】光沿直線傳播，在光的傳播過程中大樹的葉子擋住了部分光線，所以在地上形成了影子，可

供乘涼。

11.如圖，發(fā)生日食時(shí)太陽、地球和月球的位置，則圖中的4是（選填“地球”或“月球”）；電閃

雷鳴時(shí)，我們總是先看到閃電后聽到雷聲，說明光速比聲速________（選填“大”或"?。禾柟鈴慕淌彝?/p>

透過教室窗戶玻璃射進(jìn)教室內(nèi)的過程中，光速將（選填“不變”、“變大”、“變小”、”先變小后變大”

或“先變大后變小”）。

【答案】月球大先變小后變大

【詳解】[1]FI食是光的沿直線傳播形成的，所以是月亮在中間遮住了太陽。

[3]太陽光從教室外透過教室窗戶玻璃射進(jìn)教室內(nèi)的過程中，要經(jīng)過空氣，玻璃再到空氣，光在玻璃中傳播

速度小于空氣中，因此光速將先變小后變大。

12.學(xué)習(xí)了光學(xué)知識(shí)后，愛動(dòng)腦筋的小桐和小朵想自己探究小孔成像現(xiàn)象。如圖所示，她們給兩個(gè)空罐的

底部中央分別打上一個(gè)圓孔和一個(gè)方孔，再用兩片半透明的塑料膜蒙在空罐的口上、分別將小孔對(duì)著燭焰

和燈絲，可以看到燭焰和燈絲通過小孔所成的像。

（I）分析比較甲、乙、丙三圖，可知小孔成像所成像的形狀與有關(guān)；

（2）通過實(shí)驗(yàn)，可以看到燭焰和燈絲在塑料膜上成的都是的實(shí)像，說明小孔成像的原理是；

（3）為了看清光在水中的傳播路徑，通常；

（4）人們常用“井底之蛙”形容眼界狹隘的人，畫出圖丁中井底的青蛙能看到的天空的范圍。（設(shè)點(diǎn)

A為青蛙的眼睛）

【詳解】（1）［1］在甲圖、乙圖和丙圖中不同的是物體的形狀，所成的像也不同。故小孔成像的形狀由物體

的形狀決定，即小孔成像所成像的形狀與物體的形狀有關(guān)。

（2）［2］觀察三次成像可知：所成的像是倒立的，說明小孔成像的原理是光在同種均勻介質(zhì)中沿直線傳播。

（3）［3］為了看清光在水中的傳播路徑，在水中加牛奶等成為懸濁液，依靠牛奶反射光線來顯示光的傳播路

徑。

（4）［4］圖中黑點(diǎn)A表示青蛙的眼睛，將A點(diǎn)分別與井口左邊的端點(diǎn)、井口右邊的端點(diǎn)相連成一直線，然

后在直線上標(biāo)出光線射向A點(diǎn)的箭頭，即可得到兩條射向青蛙眼睛的光線，這兩條光線就決定了青蛙的觀

察范圍，如下圖所示：

［可過關(guān)檢測(cè)J

，IIIIIIIIIIIIIIIIIIIUIIIIII1IIIBIIIIIIIII-------------------

1.下列關(guān)于光的說法中正確的是（

A.光年是時(shí)間單位B.光在真空中的傳播速度是3xlO5km/s

C.光在同種介質(zhì)中一定沿直線傳播D.光在水中傳播比在空氣中傳播得快

【答案】B

【詳解】A.光年是光在真空中傳播一年的距離，是長(zhǎng)度單位，故A錯(cuò)誤；

B.光速是宇宙中最快的速度，在真空中的傳播速度是3x|（）5km/s,故B正確;

C.光在同種均勻介質(zhì)中沿直線傳播的，若介質(zhì)不均勻，則可能發(fā)生折射，故C錯(cuò)誤：

D.光在水中的傳播速度比在空氣中的傳播速度慢，故D錯(cuò)誤。

故選B。

2.漢朝初期齊少翁用剪紙?jiān)谀缓蟊硌?，用光照射，幕外的人就可以欣賞到精彩的皮影戲表演，下列和皮影

戲形成的原理不同的是（）

A.陽光下綠樹成蔭B.一葉障目，不見泰山

C.打靶時(shí)“三點(diǎn)一線”瞄準(zhǔn)D.先看到閃電，后聽到雷聲

【答案】D

【詳解】皮影戲表演是用光照在剪紙上，在屏幕上形成的影子，是光沿直線傳播形成的；

ABC.陽光下綠樹成蔭；一葉障目，不見泰山；打靶時(shí)“三點(diǎn)一線''瞄準(zhǔn)；都是光沿直線傳播的原理，故ABC

不符合題意；

D.先看到閃電，后聽到雷聲，是因?yàn)楣庠诳諝庵械膫鞑ニ俣缺嚷曇粼诳諝庵械膫鞑ニ俣瓤欤臘符合題

息O

故選D。

3.2022年11月8日，我國出現(xiàn)了一場(chǎng)千載難逢的天文奇觀一“月全食掩天王星“，也就是全食的紅月亮

遮蔽遠(yuǎn)方的天王星。如圖所示，形成月全食這一天文奇觀的物理學(xué)原理是（）

A.光的直線傳播B.光的反射

C.光的折射D.光的色散

【答案】A

【詳解】當(dāng)太陽、地球、月球在同一直線上，地球位于太陽與月球之間時(shí)，太陽發(fā)出的沿直線傳播的光被

不透明的地球完全擋住，光線照不到月球上，在地球上完全看不到月球的現(xiàn)象就是月全食，月食是由光的

直線傳播形成的，故A符合題意，BCD不符合題意。

故選A。

4.小明同學(xué)在課外用易拉罐做成如圖所示的裝置做小孔成像實(shí)驗(yàn)，如果易拉罐底部有一個(gè)很小的三角形小

孔，將三角形小孔正立放置對(duì)準(zhǔn)點(diǎn)燃的蠟燭，在半透明紙上會(huì)看到像，下列關(guān)于小孔成像說法正確的是

()

A.小孔成像的原理是光的反射

B.半透明紙上會(huì)看到正立的像

C.若只將三角形小孔更換成圓形小孔，半透明紙上像的形狀不會(huì)改變

D.若只將小孔靠近蠟燭，半透明紙上像的大小不變

【答案】C

【詳解】A.小孔成像的原理是光的直線傳播，故A錯(cuò)誤；

B.在半透明紙上成的是倒立的實(shí)像，故B錯(cuò)誤；

C.小孔成的像與物體的形狀有關(guān)，與小孔的形狀無關(guān)，故C正確；

D.若只將小孔靠近蠟燭，半透明紙上的像會(huì)變大，故D錯(cuò)誤。

故選C。

5.如圖甲是在房子側(cè)壁上形成的樹蔭，圖乙是太陽光經(jīng)過樹葉間的縫隙在樹蔭中形成的月牙形亮斑。下列

說法正確的是（）

甲乙

A.“樹蔭”的形成是由于光的折射B.樹蔭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?yàn)榘l(fā)生了日全食D.亮斑的形狀和樹葉縫隙的形狀是一致的

【答案】B

【詳解】A.“樹蔭”的形成是由于光的直線傳播，故A錯(cuò)誤；

B.樹蔭中的月牙形亮斑是光在同一種均勻介質(zhì)中沿直線傳播，是小孔成像形成的，故B正確；

C.亮斑是月牙形的是因?yàn)樾】壮上?，光在同種均勻介質(zhì)中是沿直線傳播的，不是日全食，故C錯(cuò)誤；

D.鳧斑的形狀和樹葉縫隙的形狀是不一致的，小孔成像是由于光的直線傳播形成的，所成像的形狀與孔的

形狀無關(guān)，故D錯(cuò)誤。

故選Bo

6.如圖所示為“小孔成像'’的示意圖，該現(xiàn)象可以用來解釋，若僅把小孔由圓形變成正方形，則像的

形狀將（請(qǐng)?jiān)凇白兇蟆?、“變小”或“不變”中選填）。

【答案】光的直線傳播不變

【詳解】口］小孔成像是由光沿直線傳播造成的，圖示中，蠟燭發(fā)出的光直線通過小孔，在光屏上成像。

⑵小孔成像實(shí)驗(yàn)中，像的形狀與孔的形狀無關(guān)，因此僅改變小孔的形狀，把小孔由圓形變成正方形，像的

形狀不變。

7.“坐井觀天，所見甚小”說明了光在空氣中是沿傳播的；雖然光速非?？?，但光的傳播也是需要時(shí)

間的，光年是_____的單位。

【答案】直線長(zhǎng)度

【詳解】［1］坐在井中，井外的光線，僅是井邊沿及以內(nèi)的光線才能進(jìn)入眼中，所以所見甚小，這是因?yàn)楣?/p>

在同種均勻介質(zhì)中是沿直線傳播的。

⑵光年是光在-一年內(nèi)通過的距離，是長(zhǎng)度單位。

8.2022年11月8日，天空中出現(xiàn)了月食這一難得的景象（如圖1所示），同時(shí)還伴隨著月掩天王星、日

月合璧、紅月亮等景觀。從物理角度講，月食是光的現(xiàn)象，能正確描述其形成原因的是圖2

（選填“甲”或“乙”），

【答案】直線傳播乙

【詳解】UH2］由于光在同種均勻介質(zhì)中是沿直線傳播的，故月掩天王星、日月合璧、紅月亮等景觀。從物

理角度講，月食是光的直線傳播現(xiàn)象；月食是一種當(dāng)月球運(yùn)行進(jìn)入地球的陰影（陰影又分本影和半影兩部

分）時(shí)，原本可被太陽光照亮的部分，有部分或全部不能被直射陽光照亮，使得位于地球的觀測(cè)者無法看

到普通的月相的天文現(xiàn)象能正確描述其形成原因的是圖2乙。此時(shí)太陽、地球、月球在一條直線上，月球

部分或全部在地球的影子里面。

9.晴天，我們常?？梢栽诿艿臉湎驴吹揭粋€(gè)個(gè)圓形的小亮斑，這些小亮斑是光的原理形成

的，太陽光在空氣中的傳播速度與在真空中的速度非常接近，為m/s.

【詳解】［1］晴天，太陽發(fā)出的光沿直線傳播，經(jīng)過樹葉間的縫隙在地面上形成圓形光斑，是小孔成像現(xiàn)象，

地面上的光斑實(shí)際上是太陽的倒立縮小的實(shí)像。

10.如圖,畫出點(diǎn)光源S通過右側(cè)窗口照亮的范圍。

,0

【詳解】根據(jù)光的直線傳播原理可知，從點(diǎn)光源s過右側(cè)窗戶的最上端和最下端分別作出邊緣的兩條光線,

兩條光線之間即為光線能到達(dá)的范圍，如圖所示

s

11.如圖所示，4B為發(fā)光體，P是不透明物體.上的一個(gè)小孔，EF為光屏,試畫出AB在七尸上所成的像。

【詳解】過A