专题04 光及直线传播【解析版】

专题04光及直线传播一、知识精讲一、知识精讲一、光源：1.光源：正在发光的物体叫光源。2.光源的分类：（1）天然光源：自然界本身存在的光源。如太阳、萤火虫、水母、灯笼鱼等。（2）人造光源：人为制造的光源。如点燃的火把、点燃的油灯、发光的手电筒、发光的电灯、发光的无影灯等。3.提示：光源是指自身能够发光的物体，如太阳、发光的电灯、点燃的蜡烛等都是光源。有些物体本身不发光，但由于它们能反射太阳光或其它光源发出的光，好像它们也在发光一样，不要误认为是光源，如月亮、所有行星和反光的镜子等。二、光的直线传播1.光的直线传播（1）光的传播介质：空气、水、玻璃等透明物质可以作为光传播的介质。（2）光在同种均匀介质中沿直线传播。（3）光在不同的介质或同种不均匀的介质中，不一定沿直线传播。2.光线（1）概念：通常用一条带有箭头的直线表示光的传播径迹和方向，这样的直线叫光线。（2）画法：光线是实线，且表示光线传播方向的箭头一般画在直线的中间位置。（3）研究方法：物理模型法。即通过模型来揭示原型的形态、特征和本质的方法称为“模型法”。光线实际上是不存在的，人们是为了方便研究光的传播路径而引入的一种物理模型。3.光的直线传播的一些现象（1）影子：光在传播过程中，遇到不透明的物体，在物体背面形成的阴暗区叫影子。（2）日食、月食的形成①原理：光的直线传播。②成因：日食是地球上的人看太阳，由于光是沿直线传播的，太阳光被月球挡住了（图甲）。月食是地球上的人看月球，由于光是沿直线传播的，太阳光被地球挡住了（图乙）。当月球运行到太阳和地球中间时，太阳光被不透明的月球挡住，月球的黑影落在地球上，就形成了日食。当地球运行到太阳和月球中间时，太阳光被不透明的地球挡住，地球的影落在月球上，就形成了月食。（3）小孔成像①小孔成像原理：光的直线传播。如图所示，烛焰上部的光线，由于光的直线传播，通过小孔后，射到了下部；同理，烛焰下部的光线通过小孔后，射到了上部。②成像性质：倒立的大小不确定的实像。上下颠倒、左右相反。③影响成像大小的因素：与物体到小孔的距离以及光屏到小孔的距离有关。④像的形状：与物体的形状相同。4.光的直线传播的应用：利用激光引导开凿隧道；射击瞄准时的“三点一线”；站队列时，队列是否整齐；木工检查木板是否平直等等。三、光的传播速度1.光在真空中的传播速度光在真空中的传播速度（用c表示）最快，c＝2.99792×108m/s。通常情况下，真空中光速近似取c＝3.0×108m/s。2.光在其他介质中的速度（1）光在空气中的传播速度接近光在真空中的传播速度，可以认为等于c。（2）光在水中的传播速度约为,在玻璃中的传播速度约为。

3.光年“光年”是长度的单位，它等于光在1年内传播的距离.1光年＝3×108m/s（365×24×3600）s＝9.4608×1015m＝9.4608×1012km4.比较声与光的传播情况声光异不能在真空中传播能在真空中传播，且速度最大15℃空气中速度为340m/s空气中速度约为3.0×108m/s同传播速度都与介质种类有关，都能传递信息和能量二、题型先知二、题型先知TOC\o"1-1"\h\u一、光源： 1二、光的直线传播 1三、光的传播速度 2一．光源（共4小题） 3二．光在均匀介质中直线传播（共5小题） 4三．光直线传播的应用（共8小题） 6四．光的传播速度与光年（共7小题） 9三、实战演练三、实战演练一．光源（共4小题）1．下列物体不属于光源的是（）A．反光的镜子 B．燃烧的火把 C．萤火虫 D．太阳【解答】解：根据光源的定义，点燃的蜡烛、萤火虫、太阳都能发光，属于光源，反光的镜子自身不能发光，不是光源。故选：A。2．下列物体中不全是光源的一组是（）A．太阳、月亮、星星、深海的水母 B．燃烧的火把、点燃的蜡烛、太阳 C．点亮的台灯、燃放的焰火 D．萤火虫、夜晚亮着的霓虹灯【解答】解：A、月亮自身不能发光，不是光源，该组不全是光源，故A正确；B、燃烧的火把、点燃的蜡烛、太阳自身都能够发光，它们都是光源，故B错误；C、点亮的台灯、燃放的焰火自身能够发光，都是光源，故C错误；D、萤火虫、夜晚亮着的霓虹灯都能发光，都是光源，故D错误；故选：A。3．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）【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。4．能够自身发光的物体叫光源；下列物体：太阳、月亮、电灯、电视荧屏、钻石，属于光源的有太阳、电灯、电视荧屏。太阳属于自然光源。【解答】解：能够发光的物体叫做光源，分为自然光源和人造光源，太阳、电灯、电视屏幕、都能够自身发光，属于光源，太阳属于自然光源；但是月亮、钻石不能自身发光，它反射的是太阳光，因此不属于光源。故答案为：自身发光、太阳、电灯、电视屏幕、太阳。二．光在均匀介质中直线传播（共5小题）5．下列各现象中不属于光沿直线传播的是（）A．树林中地上有圆形亮斑 B．在平静的水面中看到自己的像 C．人在灯光下的影子 D．射击瞄准时一定要“三点成一线”【解答】解：A、树林中地上有圆形亮斑，是太阳通过树叶的缝隙形成的小孔成像现象，属于光的直线传播，故A错误；B、在平静的水面中看到自己的像，属于平面镜成像，是光的反射现象，故B正确；C、人在灯光下的影子，是由光的直线传播形成的，故C错误；D、射击瞄准时一定要“三点成一线”，利用了光的直线传播，故D错误。故选：B。6．下面四个例子中，不能说明光是沿直线传播的（）A．我们能从不同方向看到不发光的东西 B．阳光下你身体的影子 C．看不见不透明物体后面的东西 D．射击时的瞄准【解答】解：A、我们能从不同方向看到不发光的东西，是因为这些物体反射的光线进入我们的眼睛。故A符合题意；B、阳光下你身体的影子也是由于光的直线传播。故B不符合题意；C、看不见不透明物体后面的东西是因为光是直线传播的。故C不符合题意；D、射击时的瞄准时利用“三点一线”，也是利用光在同种均匀介质中沿直线传播的。故D不符合题意。故选：A。7．下列现象中，由于光的直线传播形成的是（）A．手影 B．用放大镜看字 C．水中筷子“弯折” D．湖中倒影【解答】解：A、灯光下，墙上的手影是由光沿直线传播形成的，故A符合题意；B、用放大镜看字，字被放大，是发生了光的折射现象，故B不符合题意；C、插入水中的筷子，由于筷子反射的光线从水中斜射入空气中时，传播方向发生了偏折，远离法线，折射角大于入射角，所以看到筷子在水中的部分是向上弯折，这是光的折射现象，故C不符合题意；D、湖中的“倒影”，属于平面镜成像，其原理是光的反射，故D不符合题意。故选：A。8．晴朗的中午，茂密树林的地面上常看到一个个圆形的光斑，它其实是光学里的小孔成像。小孔成像可以用光的直线传播原理解释，成的像是太阳的实像（选填“实”或“虚”），像的形状与小孔的形状无关（选填“有关”或“无关”）。【解答】解：由于小孔所成的像是由实际光线会聚而成的，因此小孔成的像是倒立的实像，这是光的直线传播造成的；小孔所成的像是物体本身的像，与小孔的形状无关。故答案为：直线传播；实；无关。9．我国先秦时代的墨子最早通过小孔成像实验发现了光是沿直线传播的，第一次对这一现象进行了科学解释，为纪念他的贡献科学家把我国首颗量子卫星命名为“墨子号”。【解答】解：墨子最早通过小孔成像实验，发现了光在同种均匀介质中沿直线传播的原理。故答案为：小孔成像；直线。三．光直线传播的应用（共8小题）10．太阳光垂直照射在塑料棚顶一个很小的“Δ”形孔上，在地面形成的光斑是（）A．“Δ”形 B．“∇”形 C．方形 D．圆形【解答】解：当太阳光通过塑料薄膜上的“Δ”小孔时，由于光的直线传播，在地面上就会形成太阳的像，因此光斑的形状与太阳的形状一样，是圆形的，与孔的形状无关，所以选项D正确；故选：D。11．小明同学在课外用易拉罐做成图3甲所示的装置来做“小孔成像”实验，下列如图所示选项中的光学现象与小孔成像的形成原因相同的是（）A．看见不发光的物体 B．阳光下的影子 C．大厦的玻璃外墙造成“光污染” D．池水看起来“变浅”【解答】解：小孔成像的原理是光的直线传播；A、看见不发光的物体是因为物体能够反射光，属于光的反射，故A错误；B、阳光下的影子是由光的直线传播形成的，故B正确；C、大厦的玻璃外墙造成“光污染”，是由光的镜面反射形成的，故C错误；D、池水看起来变“浅”是由光的折射形成的虚像，故D错误。故选：B。12．下列现象中，不是由于光的直线传播形成的是（）A．日食、月食的成因 B．影子 C．激光准直 D．平面镜成像【解答】解：由于光的直线传播形成的有日食、月食，影子，激光准直；选项D平面镜成像是光的反射；故选：D。13．大伟同学在课外按如图所示的装置做小孔成像实验。如果易拉罐底部有一个很小的三角形小孔，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．蜡烛的正立像 D．蜡烛的倒立像【解答】解：小孔成像是由于光的直线传播形成的，物体经过小孔成的像是倒立的实像，而不是光斑，像的形状与物体相同，而与小孔的形状无关。故选：D。14．如图所示，将其水平放置，在左侧固定一只与小孔等高的小灯泡，灯泡发光时，可在塑料薄膜上看到灯丝倒立（选填“倒立”或“正立”）的像，成像的原因是光的直线传播若只将小圆孔改为三角形小孔，则像的形状不变（选填“改变”或“不变”）。【解答】解：（1）小孔成像是由于光的直线传播形成的，小孔成像是倒立实像，所以在塑料薄膜上看到灯丝倒立的像；（2）小孔成像像的形状与小孔的形状无关，所以只将小圆孔改为三角形小孔，则像的形状不变。故答案为：倒立；光的直线传播；不变。15．如图所示为“小孔成像”的示意图，该现象可以用光的直线传播来解释，若仅把小孔由圆形变成正方形，则像的形状将不变（请在“变大”、“变小”或“不变”中选填）。【解答】解：小孔成像是由光沿直线传播造成的；小孔成像实验中，像的形状与孔的形状无关，因此仅改变小孔的形状，把小孔由圆形变成正方形，像的形状不变。故答案为：光的直线传播；不变。16．如图所示，水平地面上有一不透光的边长为X的正方体物块。在正方体正左方有一点光源S，点光源和正方体物块的距离也为X．若在点光源S的上方距离为H处水平放置平面镜，H大小固定不变，平面镜足够大。不考虑其他光源的存在，那么在正方体的另一侧水平面上，将会由于点光源S发出的光线经平面镜反射而被照亮，现改变X的大小，当X增大到H时，照亮区域将消失。【解答】解：当光源发出的能照到平面镜上最右侧的光恰好被正方体上表面挡住时；照亮区域将消失，根据光的反射定律作光路图如图所示。由题意得：CD＝X，SB＝X+X＝X；由图知：ΔSAB∽ΔSCD，由相似三角形的性质可得：＝，＝，则X＝H；当X增大到H时，照亮区域将消失。故答案为：H。17．某兴趣小组在空易拉罐的底部中央戳个小圆孔，将顶部剪去后，蒙上一层塑料薄膜，制作成一个简易针孔照相机。如图所示，将其水平放置，在左侧固定一只与小孔等高的小灯泡，灯泡发光时，可在塑料薄膜上看到灯丝倒立（选填“倒立”或“正立”）的实（选填“实”或“虚”）像，其成像原理是光沿直线传播。若只将小圆孔改为三角形小孔，则像的形状为灯丝形状（选填“圆形”、“三角形”或“灯丝形状”）。【解答】解：（1）因为针孔照相机就是小孔成像，小孔成像是由于光的直线传播形成的，小孔成像是倒立实像，所以在塑料薄膜上看到灯丝倒立的像；（2）因为小孔成像，像的大小与物体到小孔的距离有关，所以若水平向左移动易拉罐，像的大小会改变；由小孔成像像的形状与小孔的形状无关，所以只将小圆孔改为三角形小孔，则像的形状不变。故答案为：倒立；实；光沿直线传播；灯丝形状。四．光的传播速度与光年（共7小题）18．百米竞赛时，关于终点计时员计时的说法，正确的是（）A．看到发令枪冒白烟开始计时，会使运动员成绩偏低 B．看到发令枪冒白烟开始计时，会使运动员成绩偏高 C．听到发令枪响开始计时，会使运动员成绩偏高 D．听到发令枪响开始计时，会使运动员成绩偏低【解答】解：百米赛跑时，发令员在起点，计时员在终点。发令枪响后，运动员马上起跑，但声音从起点传到终点需要的时间是t＝＝＝0.29s，也就是说，发令枪响0.29s后计时员才能听到，而此时运动员已经跑了0.29秒的时间了，计时员记录的时间比运动员跑的时间少了0.29秒，会使运动员的成绩偏高，故C正确，D错误。而看到白烟开始计时，计时员记录的时间比运动员跑的时间少了光传播100m的时间，因为光的传播速度是3×108m/s，传播100m的时间很短，可忽略不计，所以看到发令枪冒白烟开始计时是准确的，故AB错误。故选：C。19．关于光的传播，下列说法中正确的是（）A．光在所有介质中的传播速度都是3×105km/s B．光总是沿直线传播 C．光只有在真空中沿直线传播 D．日食的形成是由于光的直线传播【解答】解：A、光在真空中速度最大，其数值是3×108m/s，光在其他介质中的传播速度比在真空中的速度小，故A错误；BC、光在同种均匀介质中沿直线传播，故BC错误；D、日食的形成是由于光的直线传播，故D正确。故选：D。20．下列有关光现象的说法中，错误的是（）A．光年是一个时间单位 B．日食和月食都与光的直线传播有关 C．人能看见物体是由于有光射入了人眼 D．因为光速远大于声速，所以雷雨天一般先看见闪电、后听到雷声【解答】解：A．光年是光在真空中一年内通过的路程，是长度的单位，故A错误；B．日食和月食都是光直线传播形成的，故B正确；C．人能看见一个物体，一定是物体发出的光，或者反射的光线进入眼里，故C正确；D．由于光在空气的传播速度比声音在空气中的传播速度快，故在闪电时，是先看到闪电，后听到雷声的，故D正确。故选：A。21．按照距离从小到大，下列排列正确的是（）①一个天文单位②太阳﹣﹣火星平均距离③20光年④银河系半径A．①②③④ B．②①③④ C．①②④③ D．④③②①【解答】解：1光年＝9.46×1015m；①一个天文单位是指地球到太阳的距离，约为1.5×1011m；②太阳﹣﹣火星平均距离约为1.5个天文单位，2.25×1011m；③20光年，④银河系半径约为5﹣6万光年。故由小到大为①②③④。故选：A。22．光在同种均匀介质中沿直线传播。光在真空中的传播速度最大，其数值为3×108米/秒。【解答】解：光在同种均匀介质中沿直线传播；光在真空中速度最大，其数值是3×108m/s