4.1光的直線傳播一．基礎(chǔ)過(guò)關(guān)1．光在同種均勻介質(zhì)中沿直線傳播的，真空中的光速是3×108m/s，是宇宙間最快的速度。在玻璃、空氣、水這三種介質(zhì)中，光在空氣中的傳播速度最大，光在玻璃中傳播速度最小。【答案】同種均勻；3×108；空氣；玻璃【解答】解：光在同種均勻介質(zhì)中沿直線傳播；光在真空中速度最大，其數(shù)值是3×108m/s；光在玻璃、空氣、水中的傳播速度不同，光在以上這三種介質(zhì)中，在空氣中的傳播速度最大，光在玻璃中傳播速度最小。故答案為：同種均勻；3×108；空氣；玻璃。2．光的直線傳播（1）傳播規(guī)律：光在同種均勻介質(zhì)中沿直線傳播。（2）光線：我們通常用一條帶有箭頭的直線表示光傳播的徑跡和方向，它是建立的理想模型，實(shí)際上不存在。（3）光速：光在真空中的速度最大，可近似取c＝3×108m/s。光在不同介質(zhì)中的速度不同，c＞v空氣＞v水＞v玻璃?（4）光年：指的是光在1年內(nèi)傳播的距離，它是計(jì)量距離的單位，不是時(shí)間單位。（5）生活中利用光的直線傳播的例子：皮影戲、手影、小孔成像、激光引導(dǎo)掘進(jìn)機(jī)開(kāi)挖隧道等。【答案】（1）直線；（3）真空；3×108；介質(zhì)；（4）距離；（5）小孔成像【解答】解：（1）光在同種均勻介質(zhì)中是沿直線傳播的。（3）光在真空中的傳播速度最大，可近似取c＝3×108m/s；光在不同介質(zhì)中的傳播速度不同，c＞v空氣＞v水＞v玻璃；（4）光在真空中1年內(nèi)傳播的距離叫做光年，它是計(jì)量距離的單位，不是時(shí)間單位；（5）皮影戲、手影、小孔成像、激光引導(dǎo)掘進(jìn)機(jī)開(kāi)挖隧道等都屬于光的直線傳播現(xiàn)象。故答案為：（1）直線；（3）真空；3×108；介質(zhì)；（4）距離；（5）小孔成像。二．試題（共14小題）3．下列都屬于光源的一組是（）A．太陽(yáng)、月亮、播放節(jié)目的電視機(jī)屏幕 B．正在放映的電影屏幕、螢火蟲(chóng)、恒星 C．恒星、螢火蟲(chóng)、點(diǎn)燃的蠟燭 D．月亮、正在放映的電影屏幕、太陽(yáng)【答案】C【解答】A、月亮自身不能發(fā)光，不是光源，該組不全是光源，故A錯(cuò)誤；B、正在放映的電影銀幕自身不能發(fā)光，不是光源，故B錯(cuò)誤；C、恒星、螢火蟲(chóng)、點(diǎn)燃的蠟燭自身都能夠發(fā)光，都是光源，故C正確；D、正在放映的電影銀幕、月亮自身不能發(fā)光，不是光源，故D錯(cuò)誤。故選：C。4．光在下列透明物質(zhì)中的傳播速度由小到大的排列是（）A．空氣、水、玻璃 B．空氣、玻璃、水 C．水、玻璃、空氣 D．玻璃、水、空氣【答案】D【解答】解：光在玻璃、水、真空、空氣中傳播時(shí)，在真空中和空氣中的傳播速度最大；其次是水，再次是玻璃。故選：D。5．下列光現(xiàn)象中，屬于小孔成像的例子是（）A．“一葉障目，不識(shí)泰山” B．奧運(yùn)會(huì)射擊比賽，眼、準(zhǔn)星和靶心三點(diǎn)一線 C．晴朗天氣，在濃密森林里看到許多明亮的小圓斑 D．夜晚，出現(xiàn)了“月食”【答案】C【解答】解：A、“一葉障目，不識(shí)泰山”，說(shuō)明光是沿直線傳播的，故A錯(cuò)誤；B、奧運(yùn)會(huì)射擊比賽，眼、準(zhǔn)星和靶心三點(diǎn)一線，利用了光的直線傳播，故B錯(cuò)誤；C、晴朗天氣，在濃密森林里看到許多明亮的小圓斑，這是小孔成像，故C正確；D、“月食”是由光的直線傳播形成的，故D錯(cuò)誤。故選：C。6．太陽(yáng)光透過(guò)樹(shù)葉間的縫隙照射到地面上，形成一個(gè)個(gè)“光斑”和“樹(shù)蔭”，其中（）A．“樹(shù)蔭”是圓形的，是樹(shù)葉的影子 B．“樹(shù)蔭”的形狀不規(guī)則，它們是太陽(yáng)的像 C．“光斑”是圓形的，是太陽(yáng)的像 D．“光斑”的形狀不規(guī)則，它們是太陽(yáng)的影子【答案】C【解答】解：陽(yáng)光透過(guò)密密的樹(shù)葉在地面上形成一個(gè)個(gè)圓形的“光斑”，這就是小孔成像，是太陽(yáng)所成的像。光是沿直線傳播的，所以遇到障礙物（樹(shù)葉）就會(huì)形成影子，這就是“樹(shù)蔭”。所以障礙物是什么形狀，樹(shù)蔭就是什么形狀，不一定就是圓形的。所以選項(xiàng)C正確，選項(xiàng)ABD錯(cuò)誤。故選：C。7．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，則他在半透明紙上看到的像是（）A．蠟燭的正立像 B．蠟燭的倒立像 C．正立的三角形光斑 D．倒立的三角形光斑【答案】B【解答】解：小孔成像是由于光的直線傳播形成的，物體經(jīng)過(guò)小孔成的像是物體倒立的實(shí)像，而不是光斑，像的形狀與物體相同，而與小孔的形狀無(wú)關(guān)，故B正確，ACD錯(cuò)誤。故選：B。8．小金在學(xué)習(xí)“光的傳播”時(shí)，做了一個(gè)實(shí)驗(yàn)，過(guò)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點(diǎn)處用漏斗向水中慢慢注入海波溶液，觀察到光線發(fā)生了彎曲；③經(jīng)攪拌后觀察到光線又變直。根據(jù)上述現(xiàn)象得出的結(jié)果中，正確的是（）A．光的傳播需要介質(zhì) B．光只有在水中才沿直線傳播 C．光在海波溶液里不能沿直線傳播 D．光在同一種均勻介質(zhì)中才沿直線傳播【答案】D【解答】解：A．光的傳播不需要介質(zhì)，故A錯(cuò)誤；B．光在同一種均勻介質(zhì)中才沿直線傳播，可以是任何介質(zhì)或真空，不僅在水中，故B錯(cuò)誤；C．海波溶液不均勻時(shí)，相當(dāng)于光在密度不均勻介質(zhì)中傳播，因此光不能沿直線而是沿曲線傳播；當(dāng)海波溶液的密度均勻時(shí)，光就能在海波溶液里沿直線傳播，故C錯(cuò)誤；D．光在同一種均勻介質(zhì)中沿直線傳播，故D正確。故選：D。9．下列說(shuō)法正確的是（）A．光速是每秒3×108m B．發(fā)生“日食”時(shí)，月亮在太陽(yáng)與地球之間 C．在紙上剪一個(gè)三角形孔，讓太陽(yáng)光垂直照射到紙上，地面上出現(xiàn)的一定是圓形的光斑 D．一個(gè)人從遠(yuǎn)處走近一盞路燈的過(guò)程中，影子的長(zhǎng)度先變短、后變長(zhǎng)【答案】B【解答】解：A、光只有在真空中的傳播速度是3×108m/s，在其他介質(zhì)中的傳播速度較慢，故A錯(cuò)誤；B、發(fā)生“日食”時(shí)，月亮在太陽(yáng)與地球之間，月亮擋住了太陽(yáng)射向地球的光，故B正確；C、當(dāng)太陽(yáng)光通過(guò)紙上的很小三角形時(shí)，由于光的直線傳播，在地面上就會(huì)形成太陽(yáng)的實(shí)像，因此光斑的形狀與太陽(yáng)的形狀一樣，是圓形的，與孔的形狀無(wú)關(guān)，如果三角形孔比較大，則不會(huì)成像，地面上會(huì)出現(xiàn)三角形的光斑，故C錯(cuò)誤；D、一個(gè)人沿路走近某一盞路燈，路燈發(fā)出的射向人頭頂?shù)墓饩€與地面的夾角越來(lái)越大，人在地面上留下的影子越來(lái)越短，當(dāng)人到達(dá)路燈的下方時(shí)，人在地面上的影子變成一個(gè)圓點(diǎn)，故D錯(cuò)誤。故選：B。10．邊長(zhǎng)30cm的正方形薄木板上開(kāi)一個(gè)邊長(zhǎng)0.5cm的正三角形小孔。一天中午，某同學(xué)水平拿此木板站在陽(yáng)光下，木板與肩同高，則在地上留下木板陰影的形狀是如圖所示的哪一個(gè)（）A． B． C． D．【答案】B【解答】解：小孔成像和影子的形成都說(shuō)明光沿直線傳播。影子的形成是光的直線傳播形狀與物體的外部形狀相同；在陽(yáng)光下小孔成像成的是太陽(yáng)的實(shí)像，為圓形。故B正確。故選：B。11．生活生產(chǎn)中常用到光學(xué)知識(shí)：在開(kāi)鑿大山隧道中，用激光引導(dǎo)掘進(jìn)機(jī)據(jù)進(jìn)，如圖所示是利用了光的直線傳播現(xiàn)象；有時(shí)人們把電視機(jī)的遙控器的紅外線發(fā)射窗，對(duì)著電視機(jī)對(duì)面的墻壁發(fā)射，也能控制電視機(jī)，這是利用了光的反射現(xiàn)象；坐在教室內(nèi)某個(gè)位置的同學(xué)會(huì)因黑板“反光”而看不清某些粉筆字，這是因?yàn)楣獍l(fā)生了鏡面反射【答案】直線傳播；反射；鏡面反射【解答】解：用激光引導(dǎo)掘進(jìn)機(jī)掘進(jìn)方向，是利用了光沿直線傳播；遙控器的紅外線發(fā)射窗正對(duì)電視機(jī)對(duì)面墻壁發(fā)射，也能控制電視機(jī)，這是利用光的反射現(xiàn)象。黑板“反光”是因?yàn)楹诎灏l(fā)生了鏡面反射，黑板反射的光線比粉筆字反射的光線強(qiáng)，使人無(wú)法看清黑板上的字；故答案為：直線傳播；反射；鏡面反射。12．某興趣小組在空易拉罐底部中央戳個(gè)小圓孔，將頂部剪去后，蒙上二層塑料膜，制作成一個(gè)簡(jiǎn)易針孔照相機(jī)。如圖所示，將其水平放置，在左側(cè)固定一只與小孔等高的小燈泡，燈泡發(fā)光時(shí)，可在塑料薄膜上看到燈絲倒立（填“倒立”或者“正立”）的像。若將小圓孔改為三角形小孔，則像的形狀不變（填“改變”或者“不變”）。如果要讓燈絲的像變大，寫出你認(rèn)為可行的兩種措施：①減小物距；②增大像距?！敬鸢浮康沽?；不變；減小物距；增大像距【解答】解：因?yàn)獒樋渍障鄼C(jī)利用的是小孔成像，而小孔成像是由于光的直線傳播形成的，小孔成像是倒立實(shí)像，所以在塑料薄膜上看到燈絲倒立的像；由于小孔所成像的形狀與小孔的形狀無(wú)關(guān)，所以將小圓孔改為三角形小孔，像的形狀不變；要讓燈絲的像變大，可以向左移動(dòng)易拉罐，減小物距；或塑料膜向右移動(dòng)，增大像距。故答案為：倒立；不變；減小物距；增大像距。13．學(xué)校運(yùn)動(dòng)會(huì)百米賽跑時(shí)，計(jì)時(shí)員應(yīng)看白煙計(jì)時(shí)（聽(tīng)槍聲/看白煙）；若計(jì)時(shí)方法搞錯(cuò)，則百米賽跑成績(jī)變好（變好/變差），光在真空中傳播速度為3×108m/s。【答案】見(jiàn)試題解答內(nèi)容【解答】解：百米賽跑時(shí)，作為終點(diǎn)計(jì)時(shí)裁判，正確的方法是看到發(fā)令槍冒白煙立即計(jì)時(shí)，因?yàn)楣馑龠h(yuǎn)大于聲速，光的傳播時(shí)間可以忽略不計(jì)。若聽(tīng)到槍聲才開(kāi)始計(jì)時(shí)，說(shuō)明槍聲已經(jīng)傳播100米到達(dá)終點(diǎn)時(shí)才開(kāi)始計(jì)時(shí)，測(cè)得時(shí)間較短，導(dǎo)致成績(jī)變好。光在真空中的傳播速度是3×108m/s。故答案為：看白煙；變好；3×108m/s。14．月食的產(chǎn)生原因是光在真空或同種均勻介質(zhì)中沿直線傳播時(shí)，地球擋住了太陽(yáng)射向月球的光，在月球上留下了地球的影子。每個(gè)月在地球上看到月亮的形狀會(huì)周期性變化（如圖），該變化不是（選填“是”或“不是”）地球在月球上留下影子造成的?！敬鸢浮垦刂本€傳播；不是?！窘獯稹拷猓海?）月食當(dāng)太陽(yáng)、地球和月球處在一條直線上時(shí)，處在中間的地球擋住了太陽(yáng)直接照射到月球上的光，整個(gè)月球落在地球的影子里，月亮的亮度變暗；月食是由光在真空或同種均勻介質(zhì)中沿直線傳播形成的。（2）月球本身并不發(fā)光，靠反射太陽(yáng)光發(fā)亮；月球圍繞地球公轉(zhuǎn)的同時(shí)，地球又帶著月球圍繞太陽(yáng)轉(zhuǎn)，所以，月球被太陽(yáng)照亮的一面就會(huì)有時(shí)朝向地球，有時(shí)背向地球，有時(shí)部分向著地球，月相變化就是這樣產(chǎn)生的，因此月相的變化不是地球在月球上留下影子造成的。故答案為：沿直線傳播；不是。15．在圖中，作圖表示人的眼睛分別由A、B位置，從門縫向室內(nèi)觀察時(shí)的觀察范圍。可以發(fā)現(xiàn)：眼睛離門縫越近，觀察范圍越大?！敬鸢浮恳?jiàn)試題解答內(nèi)容【解答】解：由眼睛和門縫的上邊緣可以確定看到的物體的最上面的邊緣；由眼睛和門縫的下邊緣可以確定看到的物體的最下面的邊緣，兩者之間即為眼睛所能看到的范圍，如圖所示：由上圖可得，：眼睛離門縫越近，觀察范圍越大。故答案為：見(jiàn)上圖；大。16．畫出小孔成像光路圖?！敬鸢浮恳?jiàn)試題解答內(nèi)容【解答】解：過(guò)A點(diǎn)和小孔畫出一條光線交MN于A′，再過(guò)B點(diǎn)和小孔畫出一條光線交MN于B′，即AB的像為A′B′，如下圖所示。三．能力提升（共2小題）17．小明和小華利用如圖所示的裝置，制作了一個(gè)“小孔成像觀察儀”。（1）此“觀察儀”成像原理是光的直線傳播。為了增加觀察效果，圓筒的A（選填“A”或“B”）端是用半透明薄紙做成的光屏。（2）觀察儀最好放在較暗（選填“亮”或“暗”）的環(huán)境中進(jìn)行觀察.將小孔對(duì)準(zhǔn)遠(yuǎn)處的景物，能在光屏上看見(jiàn)一個(gè)倒立（選填“正立”或“倒立”）的像。（3）觀察景物時(shí)，增大光屏與小孔之間的距離，則光屏上的像將變大（選填“變大”、“變小”或“不變”），像的亮度變暗（選填“變亮”、“變暗”或“不變”）?！敬鸢浮浚?）光的直線傳播；（2）暗；倒立；（3）變大；變暗?！窘獯稹拷猓海?）小孔成像是光在同一均勻介質(zhì)中沿直線傳播的具體應(yīng)用；該實(shí)驗(yàn)中，半透明薄紙相當(dāng)于光屏，為了使成的像更清晰，便于觀察，半透明的薄紙應(yīng)該放在圓筒的A端；（2）為了更清楚地觀察像，通常選擇較亮的物體作為觀察對(duì)象，同時(shí)需要將光屏放在較暗的環(huán)境中，使像更清晰，小孔成像是實(shí)際光線的會(huì)聚，所以是倒立的實(shí)像‘’（3）觀察景物時(shí)，移動(dòng)圓筒位置，增大光屏與小孔之間的距離，即像距變大，由小孔成