1.光的直线传播（讲义）（解析版）

浙教版中考科学一轮复习--光的直线传播光的直线传播及应用、日食月食、小孔成像【知识点分析】一.光源1.光源：能发光并且正在发光的物体。2.光源的分类：（1）自然光源（2）人造光源。二.光的传播1.光的传播：光在同种均匀介质中沿直线传播；2.光沿直线传播的应用（1）小孔成像原理：（2）日食与月食的形成（3）打靶的三点一线（4）激光准直影子的形成管中窥豹、一叶障目、井底之蛙等词汇描述的都是光的直线传播3.光线：常用一条带有箭头的直线表示光的径迹和方向；（是理想化物理模型，非真实存在）三.光速1.真空中光速是宇宙中最快的速度：c=3×108m/s=3×105m/s;2..光年：是光在一年中传播的距离，光年是长度单位；声音在固体中传播得最快，液体中次之，气体中最慢，真空中不传播；光在真空中传播的最快，空气中次之，透明液体、固体中最慢（二者刚好相反）【例题分析】【例1】黄鹤楼为武汉市地标建筑，其全新的夜间体验模式华丽亮相，在光影的环绕下，《夜上黄鹤楼》光影秀一经演出就深受好评，如图是当晚的激光束照射到夜空的情景，其在空中传播的情况属于（）A．光的直线传播B．光的反射C．光的折射 D．光的色散【答案】A【解析】绚丽的激光束照射到夜空中，直入云霄，这是由于光的直线传播形成的，故A符合题意，BCD不符合题意。【例2】李白的名句“举杯邀明月，对影成三人”中，涉及到的光学知识理解正确的是（）A．空中的明月是光源B．杯中的人影是光的折射形成的C．地上的人影是光沿直线传播形成的D．月光能照射到人，说明光的传播需要介质【答案】C【解析】A．月亮本身不会发光，它是反射的太阳光，所以月亮不是光源，故A错误；B．杯中的人影是由于光的反射形成的虚像，故B错误；C．地上的人影是由于光的直线传播，在地面上形成的光照射不到的黑色区域，故C正确；D．月亮和地球之间存在真空地带，月光能照射到人，说明光可以在真空中传播，不需要介质，故D错误。【例3】水平过道上方有一盏灯，如图所示。小然同学站在1号地砖上时，通过2号地砖看到灯的像：走到2号地砖上时，通过3号地砖看到灯的像。下列说法错误的是（

）A．地砖上灯的像是由于光的折射形成的B．小然的影子是由于光沿直线传播形成的C．小然看到灯的两个像大小、位置相同D．从1号砖走向2号砖过程中，影子变短【答案】A【解析】A．地砖相当于平面镜，地砖上灯的像是平面镜成像，是由于光的反射，故A错误，符合题意；B．影子是光在同种均匀介质中沿直线传播遇到不透明的障碍物形成的阴影，故B正确，不符合题意；C．平面镜所成像的大小和位置只与实物大小与位置有关，由于灯的大小和位置不变，所以在两个砖上所看到的灯的像大小和位置相同，故C正确，不符合题意；D．从1号砖走向2号砖过程中，越来越靠近灯，当走到灯的正下方时，影子最短，所以从1号砖走向2号砖过程中，影子变短，故D正确，不符合题意。【例4】如图是我国发射的地球同步气象卫星“风云四号”、在地表高度约36000km，利用红外遥感技术拍摄合成如图所示的微信启动页。寓意从“人类起源”到“华夏文明”的历史发展。下列说法中正确的是（）A．卫星能够拍摄到地球，是因为地球是光源B．图中人的影子是由于光的反射形成的C．光在真空中的传播速度为340m/sD．以上说法都不正确【答案】D【解析】A．因为地球可以反射太阳光，所以卫星能够拍摄到地球，而地球本身不是光源，故A错误；B．人的影子是由于光的直线传播形成的，故B错误；C．光在真空中的传播速度为3×108m/s，故C错误；D．ABC选项的说法都不正确，故D正确。【例5】如图所示是天安门升旗仪式的场景。下列说法错误的是（）A．士兵的口号响亮，是指声音的响度大B．士兵枪上的刺刀熠熠发光，是因为刺刀是光源C．士兵方队匀速前进、动作标准，他们彼此是相对静止的D．整个队列整齐划一，现场观众是通过光沿直线传播来判断的【答案】B【解析】A．口号响亮是指声音的大小，声音的大小在物理学中就是用响度来描述的，故A正确，不符合题意；B．士兵枪上的刺刀之所以熠熠发光，是因为刺刀把照在它上面的光反射了出去，所以刺刀不是光源，故B错误，符合题意；C．以某个士兵为参照物，其余的士兵相对于他的位置没有发生改变，因此是静止的，故C正确，不符合题意；D．后面的队伍如果刚好被前面的队伍遮挡住，就可以判断此队伍整齐划一，这里利用的是光的直线传播，故D正确，不符合题意。【例6】2020年6月21日下午，我国许多地方都出现了日环食，它属于日食中的一种，属于比较难遇到的一种日食，而这次日环食相当特别，还被称之为金环日食。所谓的金环日食是指太阳百分之九十九被覆盖遮挡，只有一圈金边可以被看到这是相当特别的奇观。如图所示，日环食现象形成的原因是（）A．光的直线传播 B．光的反射C．光的折射 D．光的色散【答案】A【解析】当月亮在地球和太阳之间，由于光沿直线传播，太阳光被月球挡着而照射不到地球，我们在地球上就只能看见部分太阳，这就是日食；日环食是日食的一种，发生时太阳的中心部分黑暗，边缘仍然明亮，形成光环。这是因为月球在太阳和地球之间，但是距离地球较远，不能完全遮住太阳光而形成的。【例7】如图所示，是西安奥体中心体育馆正中心上方悬挂的斗屏，它是国内乃至亚洲最大的一块斗屏，在场馆每一个座位上抬头，都可以清晰地看到斗屏上播放的内容，下列说法正确的是（）A．斗屏上丰富色彩的画面是由红、绿、蓝三种色光混合而成的B．观众看到斗屏上比赛的画面是因为光的反射C．观众能看到屏幕上方红色的横幅，是因为横幅吸收了红光D．观众可以在各个方向看到屏幕上画面，是因为斗屏上的光可以不沿直线传播【答案】A【解析】A．光的三原色是红、绿、蓝，所以斗屏画面上的丰富色彩都是由红、绿、蓝这三种颜色的光混合而成的，故A正确；B．斗屏是光源，能发出光线，观众看到斗屏上比赛的画面是因为光的直线传播，故B错误；C．观众能看到屏幕上方红色的横幅，是因为横幅反射了红光，故C错误；D．观众可以在各个方向看到屏幕上画面，是因为斗屏上的光可以射向各个方向，在传播时，每一条光线都是沿直线传播的，故D错误。【例8】关于影子下列说法正确的是（）A．影子是实像 B．影子是虚像C．影子不是像 D．影子是光的反射现象【答案】C【解析】由图可知，影子是光在沿直线传播过程中，遇到不透明的手，在后面形成的黑暗区域，是光照不到的地方，所以影子既不是实像，也不是虚像，是光直线传播形成的，故C正确，ABD错误。【例9】将易拉罐的上部剪去，蒙上半透明纸，在罐底部开一小孔，用它做小孔成像实验，观察物体，下列说法中错误的是（）A．像与物上下颠倒，左右相反B．物体做顺时针转动时，像做逆时针转动C．物体离得越近，像就越大D．在物体距小孔不变的情况下，半透明纸与小孔距离越大，像越大【答案】B【解析】A．小孔所成的像是倒立的实像，像与物上下颠倒，左右相反，故A正确，不符合题意；B．小孔所成的像是倒立的，像与物左右关系相反，所以物体做顺时针转动时，像也做顺时针转动，故B错误，符合题意；C．小孔所成的像，大小与像到小孔的距离有关，物体离得越近，像就越大，故C正确，不符合题意；D．在物体距小孔不变的情况下，半透明纸是像的位置，成像的大小与像到小孔的距离有关，半透明纸与小孔距离越大，像也越大，故D正确，不符合题意。【例10】如图所示是一个放置于宁波某地水平地面上的简易计时模型，圭杆垂直底盘。下列描述错误的是（）A．杆影的形成是由于光在均匀介质中沿直线传播B．一天内，杆影移动是由地球公转造成的C．一天内，正午的杆影最短D．该模型依据杆影的方位计时【答案】B【解析】A．光在同一种均匀介质中沿直线传播，杆影的形成是由于光在均匀介质中沿直线传播形成的，故A正确，不符合题意；B．一天内，杆影移动是由地球自转造成的，故B错误，符合题意；C．一天内，正午太阳高度角最大，因此正午的杆影最短，故C正确，不符合题意；D．影子的方向在改变。在北回归线以北的地方，早晨的影子在西方，中午的影子在北方，傍晚的影子在东方。从原理上来说，根据影子的长度或方向都可以计时，但根据影子的方向来计时更方便一些。故通常都是以影子的方位计时。故D正确，不符合题意。【例11】如图所示的四种现象中，属于光沿直线传播现象的是（）A．雨后彩虹 B．江中倒影 C．海市蜃楼 D．皮影戏【答案】D【解析】A．雨过天晴时，常在天空出现彩虹，这时太阳光通过悬浮在空气中细小的水珠折射而成的，白光经水珠折射以后，分成各种彩色光，这种现象叫做光的色散，所以说雨后彩虹是由光的色散形成的，故A不符合题意；B．江中倒影是平面镜成像，是光的反射现象，不是光的直线传播，故B不符合题意；C．海市蜃楼是光的折射现象，故C不符合题意；D．皮影戏是利用光的直线传播，把影子的影态反映在荧幕上，故D符合题意。【例12】如图所示，AB为一物体，C一个不透明的物体，若人眼在不同的区域1，2，3，4处观察物体AB，则人眼完全看不到物体AB的区域是（）A．1处 B．2处 C．3处 D．4处【答案】C【解析】由于光沿直线传播，所以从A、B上各画两条光线过C物体的两端，则C物体后面两光线相交的区域，人眼完全看不到物体AB，即图中的3区域。【例13】2021年12月26日，神舟十三号乘组的航天员叶光富、翟志刚出舱实施舱外作业，期间拍到了叶光富在帆板上留下的影子，如图所示。下列现象与“影子”的形成原理相同的是（）A．水中捞月，徒劳无功 B．削冰取火，聚焦阳光C．井底之蛙，所见甚小 D．海市蜃楼，子虚乌有【答案】C【解析】A．“影子”是由光的直线传播形成的。水中月亮的倒影，是月亮在水中成的像，是由光的反射形成的，故A不符合题意；B．“削冰取火”利用了凸透镜对光的会聚作用，属于光的折射现象，故B不符合题意；C．井底之蛙，所见甚小，是光的直线传播形成的，故C符合题意；D．“海市蜃楼”是光经过不均匀的大气时发生的折射现象，故D不符合题意。【例14】2019年12月26日中午，成都地区发生了一次日偏食，全校师生都在操场共睹这一奇特的景观，请利用所学的光学知识判断下列说法中错误的是（）A．发生日偏食时月球正位于太阳和地面观察者的之间某位置B．有同学用手指组成方框“取景”发现不能看全日偏食，此时他应该让方框离眼睛近一点C．有同学在盆水中加入少量的墨水来观看，水面离太阳越近，成像就越大D．有一些同学利用短焦距凸透镜来观看，调节透镜与太阳的距离不可能看到偏食正立的像【答案】C【解析】A．由于光在同一种均匀介质中是沿直线传播的，当月球运行到太阳和地球之间时，太阳射向地球的光线被月球遮挡，就会形成日食，故A正确，A不符合题意；B．由于光沿直线传播，当方框远离时，所看外面景物范围的大小变化如图所示：所以，方框离眼睛越近，“取景”范围越大，故B正确，B不符合题意；C．利用水面观察太阳，利用的是平面镜成像的原理，所成的像与物体等大，与距离太阳的远近无关，故C错误，C符合题意；D．利用短焦距凸透镜来观看太阳，所以物距远大于焦距，不可能成虚像，所以不会看到正立的像，故D正确，D不符合题意。【例15】有下列实例：①排队时，前面的同学挡住了后面的同学；②射击瞄准要“三点一线”；③晚上学习时，手挡住了灯光看不清字；④用激光引导掘进机开凿大山隧道。其中，能用光的直线传播规律解释的是（）A．①②③ B．②③④ C．①②④ D．①②③④【答案】D【解析】①排队时，前面的同学挡住了后面的同学，可以利用光的直线传播规律来解释；②射击瞄准要“三点一线”，可以利用光的直线传播规律来解释；③晚上学习时，手挡住了灯光是由于光在传播过程中，遇到了不透明物体在其后面形成了影子，所以看不清字，可以利用光的直线传播规律来解释；④用激光引导掘进机开凿大山隧道，可以利用光的直线传播规律来解释。【例16】下列光现象：①树荫下的圆形光斑；②水面倒影如镜；③海市蜃楼；④玻璃幕墙会造成光污染；⑤用照相机拍摄美丽的风景，属于光的直线传播而形成的是______（填序号）；属于光的反射而形成的是______（填序号）；属于光的折射而形成的是______（填序号）。【答案】

①

②④

③⑤【解析】①树荫下的圆形光斑是小孔成像，属于光的直线传播；②水面倒影如镜是平面镜成像，属于光的反射现象；③海市蜃楼是光线在不均匀介质中发生折射造成的，属于光的折射现象；④玻璃幕墙会造成光污染是因为光发生了镜面反射，属于光的反射现象；⑤用照相机拍摄美丽的风景是凸透镜成像，属于光的折射现象。故属于光的直线传播而形成的是①，属于光的反射而形成的是②④，属于光的折射而形成的是③⑤。【例17】2020年6月21日出现了日偏食现象（如图甲），同时在树荫下看到了许多月牙形的光斑（如图乙），日食形成的原因是_____；月牙形光斑是_____的像，月牙形光斑形成的原因与日食形成的原因_____（选填“相同”或“不相同”）。【答案】

光在同种均匀的介质中沿直线传播

太阳

相同【解析】因为光在同种均匀的介质中沿直线传播，当月球转到太阳和地球中间并且三者在一条直线上时，月球挡住了太阳照射向地球上的光，地球处在月球的影子里，这就形成了日食，“日偏食”是日食的一种。在树荫下发现了一地“小月亮”是太阳的像，如图所示，此现象是小孔成像，它的形成原因是光在同种均匀的介质中沿直线传播。月牙形光斑是太阳通过树叶间的小孔形成的倒立、缩小的实像，像的形状是月牙形的，是由日偏食的形状决定，形成原因也由于光在同种均匀介质中沿直线传播，所以月牙形光斑形成的原因与日偏食形成的原因相同。【例18】小明用易拉罐制成一个简易针孔照相机：使用针孔照相机时，小孔对着室外___________（选填“明亮”或“较暗”）的物体进行观察，更容易看到物体的像。如图甲所示，小明从实验室借来用发光二极管制成的“F”字样光源，将“F”字样光源、简易针孔照相机按图乙所示位置放好，小明观察到塑料膜上所成的像是图丙中的___________（填序号），这个像是___________（选填“实像”或“虚像”）。【答案】

明亮

②

实像【解析】（1）使用针孔照相机时，小孔对着明亮的室外，塑料薄膜在暗室内，让光线通过小孔进入筒内，在塑料薄膜上形成倒立缩小的实像，将“F”字样光源，通过针孔照相机看到成的像如图图丙中②。（2）物体发出或反射的光通过小孔后，在小孔后面的光屏上形成倒立的实像，这就是小孔成像。【例19】如图，在一块硬纸板上挖一边长为10mm的正方形的“孔”。把这块挖有方孔的纸板正对太阳光，当纸板和地面相距较近时，在地面上能观察到___________（正方形/圆形/三角形）亮斑，适当增加离地面的距离，亮斑大小___________（变大/变小/不变）。再增大纸板与地面间的距离，最后你会发现在地面上能看到___________（正方形/圆形/三角形）亮斑，此时再适当增加离地面的距离，亮斑大小___________（变大/变小/不变）。【答案】

正方形

不变

圆形

变大【解析】当小孔离地面较近时，由于光沿直线传播，此时不能形成小孔成像，所以地面上的光斑是跟小孔的形状相同，所以在地面上能观察到正方形亮斑。当适当增大纸板与地面间的距离时，因太阳光是平行光，故此时会发现地面上亮斑大小不变。再增大纸板与地面间的距离光斑变成圆形亮斑，这是因为阳光通过小孔后，在地面上形成太阳的像（小孔成像），因为太阳是圆的，所以在地面上产生的光斑形状是圆形的。此时再适当增加离地面的距离，由于像距变大，故像变大，即光斑变大；由于通过的光线相同，光斑变大，亮度变暗亮斑变大。【例20】如图所示为小孔成像演示仪，调节二者的位置，在屏上得到如图所示的蜡烛清晰倒立的像。（1）“小孔成像”的现象是由于______而形成的；（2）实验中蜡烛燃烧不断缩短，导致光屏上的像向______（选填“上”或“下”）方移动；将蜡烛靠近成像仪少许，蜡烛的像将______（选填“变大”、“变小”或“不变”）。【答案】

光的直线传播

上

变大【解析】（1）小孔成像可以用光的直线传播来解释。（2）小孔成像的特点是倒立的实像，实验中蜡烛燃烧不断缩短，根据光的直线传播和图示可知，光屏上的像会向与蜡烛缩短的相反方向移动，所以是向上移动。若将蜡烛靠近成像仪少许，光线发散程度更大，像距不变，则蜡烛的像将变大。【例21】我校课外实践小组利用一根垂直插入水平地面的圭杆，进行为期一年的“观竿测影”活动。2022年3月14日正午时刻圭杆的杆影如图所示，并测得杆影OA长为55.7cm。（1）杆影的形成是由于光的___________。（2）预测2022年6月20日正午时刻，该圭杆的杆长度将比55.7cm___________（大/小）。【答案】

直线传播形成的

小【解析】影子的形成是光的直线传播形成的，光照射不到的地方从而形成了影子。从2022年3月14日到2022年6月20日正午时刻，太阳慢慢向北回归线移动，太阳的位置变高，故该圭杆的杆长度将比55.7cm变小。【例22】正午时，小华在地面上铺一张白纸，将刻有边长为1cm的等边三角形小孔的纸板正对着太阳，保持纸板与白纸的距离为30cm，观察白纸上的光斑：（1）接着小华用另一张卡片覆盖在三角形孔上移动，大约遮住孔的一半时，观察光斑变化情况，与没有遮挡时相比较白纸上光斑大小将___________（选填“变大”、“不变”或“变小”），光斑亮度___________（选填“增强”、“不变”或“减弱”）；（2）没有遮挡时，渐渐增大纸板与白纸的距离到2m左右时，此时光斑形状是___________形，然后再用卡片遮挡，减小通光孔的大小，白纸上光斑大小将___________（选填“变大”、“不变”或“变小”），光斑亮度___________（选填“增强”、“不变”或“减弱”）；（3）晴天太阳透过树叶缝隙在地面上形成的圆形光斑与上述原理相同，其圆形光斑大小不一的原因是______________。【答案】

变小

不变

等边三角形

不变

减弱

树叶缝隙到地面距离不等【解析】（1）太阳光是平行光源，开始时孔较大，白纸离孔的距离为30cm，太阳光通过三角形的孔形成的是和孔形状一致的等边三角形光斑，不改变孔到白纸之间的距离，当遮住孔的一半时，平行的太阳光通过孔形成与孔形状相同的光斑，因此光斑变小；由于单位面积上太阳光的照射强度相同，透过小孔形成的光斑亮度不变。（2）当没有遮挡时，此时孔较大，渐渐增大纸板与白纸的距离到2m左右时，太阳光平行的穿过边长为1cm的等边三角形的孔，白纸上的光斑为等边三角形；继续移动覆盖的卡片，减小孔的大小，达到小孔成像的条件时，白纸上光斑将变成圆形，此时成太阳的像，小孔成像的大小由物距和像距决定，此时物距和像距都不变，因此所成像的圆斑大小不变；小孔变小，通过的光量减少，则光斑亮度减弱。（3）晴天太阳透过树叶缝隙形成的圆形光斑与上述原理相同，其圆形光斑大小不一的原因是树叶缝隙离地面的距离不等造成的。【例23】某物理小制作小组的同学利用空的薯片筒等器材自制了可以探究小孔成像特点的物理实验装置，他们在三个相同的空筒的底部中央分别打上小圆孔和小方孔，再用三片半透明的塑料膜蒙在空筒的口上作光屏。调整烛焰和灯丝的位置使光屏上可以观察到烛焰和灯丝通过小孔所成的像，如图所示。（1）分析比较甲、乙两图，可以得出结论：物体所成的像的形状与小孔的形状_______。（选填“有关”或“无关”）（2）分析比较甲、丙两图，可以得出结论：物体所成的像的形状与_______。（3）小组同学们还发现蜡烛和小孔的位置固定后，改变光屏与小孔的距离s，像的高度h随着改变。于是他们改变s并记录对应的h值在表格中：序号s/厘米h/厘米12.01.024.02.036.03.048.04.0510.05.0从表格中可以看出h与s的关系为：当同一物体到小孔的距离不变时，像的高度h与像到小孔的距离s_______。【答案】

无关

物体的形状有关

成正比【解析】（1）比较甲、乙两图知道，小孔形状不同，但是像的形状相同，由此得出结论：小孔成像与小孔的形状无关。（2）比较甲、丙两图知道，小孔形状相同，物体形状不同，像的形状也不同，由此得出结论：小孔成像与物体的形状有关。（3）分析表