學而優教有方.1光的直線傳播——精剖細解講義知識點1：光的直線傳播1、光源定義：能夠自行發光的物體叫光源。分類：自然光源（太陽、螢火蟲、水母等，如下圖所示。）人造光源（蠟燭、手電筒、車燈等，如下圖所示）2、觀察實驗實驗一：光在空氣中是如何傳播的？點燃蚊香產生煙霧，用激光筆射向煙霧，觀察光的傳播路徑。實驗現象：光在空氣中是沿直線傳播的。實驗二：光在液體中是如何傳播的？在水槽中裝些水，并放少量奶粉攪拌均勻，讓一束激光射入水中，觀察光的傳播路徑。實驗現象：光在水中是沿直線傳播的。實驗三：光在固體中是如何傳播的？讓一束激光射入透明皂中，觀察光的傳播路徑。實驗現象：光在透明皂中是沿直線傳播的。光在空氣、水、透明皂等透明物質中可以傳播，這些物質叫做光的介質。光在同種均勻介質中沿直線傳播。光在給均勻介質中不是沿直線傳播的，例如早晨，看到剛從地平線升起的太陽的位置比實際位置高。光線：用一條帶有箭頭的直線表示光的徑跡和方向，這樣的直線叫光線。符號：光線是一個理想化模型。光沿直線傳播的應用：影子的形成；日食（當月球進入太陽與地球之間時，太陽的部分光線被月球遮住，在地球形成陰影，此處的人看不到太陽，形成日食）和月食（當月球進入地球的陰影區域時，太陽的光線無法照到月球，人無法看到月球，于是出現月食）的形成；激光準直開鑿隧道；瞄準射擊3、光速光在真空中的速度：c=3×108m/s；光在空氣中的速度約等于：3×108m/s；光在其他介質中的速度比真空中小：光在水中的速度約為真空中光速的3/4；光在玻璃中的速度約為真空中光速的2/3。真空中的光速是宇宙間最快的速度。光年是指光在1年中的傳播距離，是距離單位，不是時間單位，也不是速度單位。1光年等于9.46×1015m。聲與光的比較如下：光源1．在下列物體中：太陽、月亮、電燈、鏡子、燭焰、正在放電影的銀幕、閃電，其中都屬于光源的一組是（）A．太陽、月亮、燭焰 B．太陽、燭焰、閃電 C．月亮、燭焰、閃電 D．太陽、鉆石、閃電【分析】根據光源的概念答題：自身能夠發光的物體叫做光源；自身不發光反射其它物體的光的物體不是光源。【解答】解：A、太陽、月亮、燭焰，月亮自身不能發光，不是光源，故A錯誤；B、太陽、燭焰、閃電，自身都能發光，都是光源，故B正確；C、月亮、燭焰、閃電，月亮自身不能發光，不是光源，故C錯誤；D、太陽、鉆石、閃電，鉆石自身不能發光，不是光源，故D錯誤。故選：B。【點評】本題主要考查了學生對光源概念的掌握，要判斷一個物體是否是光源，關鍵是看它本身是否能夠發光。2．我們生活在一個五彩繽紛的世界里，光是主角。下列物體屬于光源的是（）A．璀璨的鉆石 B．皎潔的月亮 C．火辣的太陽 D．明亮的銅鏡【分析】自身能發光的物體叫光源。【解答】解：璀璨的鉆石、皎潔的月亮、明亮的銅鏡，自身都不能發光，不屬于光源；火辣的太陽，自身能發光，屬于光源。故ABD錯誤，C正確。故選：C。【點評】此題考查了光源的概念，難度不大，屬基礎題目。3．夏夜，月光皎潔，草叢里飛舞著亮瑩瑩的螢火蟲，頗有“含明終不息，夜月空徘徊”的意境，此情景中（）A．月亮不是光源，螢火蟲不是光源 B．月亮不是光源，螢火蟲是光源 C．月亮是光源，螢火蟲是光源 D．月亮是光源，螢火蟲不是光源【分析】自身能發光的物體是光源。【解答】解：月亮是反射的太陽光而看起來很亮的，不是自身發光，月亮不是光源；螢火蟲是自身發光，是光源，故B正確，ACD錯誤。故選：B。【點評】本題考查了光源的定義，屬于基礎知識。光在均勻介質中直線傳播4．下列現象與日食的成因相同的是（）A．手影游戲 B．筷子在水中“折斷” C．天鵝的倒影 D．美麗的彩虹【分析】光在同種均勻介質中是沿直線傳播的。【解答】解：日食是由于光的直線傳播形成的。A、手影游戲是由于光的直線傳播形成的，與日食的成因相同，故A符合題意；B、筷子在水中“折斷”屬于光的折射，與日食的成因不同，故B不符合題意；C、天鵝的倒影屬于光的反射，與日食的成因不同，故C不符合題意；D、美麗的彩虹是由于光的色散形成的，本質上屬于光的折射現象，故D不符合題意。故選：A。【點評】本題主要考查的是光的直線傳播；知道光的反射、光的折射、光的直線傳播的實例。5．太陽光透過樹葉間的縫隙照射到地面上，形成一個個“光斑”和“樹蔭”，其中（）A．“光斑”是樹的影子 B．“樹蔭”是太陽的像 C．“光斑”是太陽的像 D．“光斑”是太陽的影子【分析】光在同種均勻介質中是沿直線傳播的。【解答】解：太陽光透過樹葉間的縫隙照射到地面上，形成一個個“光斑”和“樹蔭”，光斑和樹蔭都是光的直線傳播形成的；光斑是太陽的像，樹蔭是太陽光通過不透明物體形成的影子，故C正確，ABD錯誤。故選：C。【點評】本題考查的是光的直線傳播，屬于基礎性題目。6．如圖為11月19日出現的月偏食圖像。月食形成的物理學原理是（）A．光的直線傳播 B．光的反射 C．光的折射 D．光的色散【分析】月食的形成利用的是光的直線傳播，據此分析判斷。【解答】解：當太陽、地球、月亮位于同一直線上，地球位于太陽與月球之間時，不透明的地球擋住了沿直線傳播的太陽光，在地球上看不到月球時，便形成月食，月食是由光的直線傳播形成的，故A正確，BCD錯誤。故選：A。【點評】本題考查光的直線傳播及其應用的知識，理解影子的形成、小孔成像的原理都是光的直線傳播。光沿直線傳播的應用7．射擊項目是我國在奧運會上的奪金強項，射擊時利用“三點一線”進行瞄準，下列實例與其原理相同的是（）A．空中出現彩虹 B．做手影游戲 C．照鏡子正衣冠 D．用放大鏡看指紋【分析】（1）光在同種均勻物質中沿直線傳播，在日常生活中，小孔成像和影子的形成等都表明光在同一種均勻介質中是沿直線傳播的；（2）當光照射到兩種介質界面上時，有一部分光被反射回原來介質的現象是光的反射現象，例如：平面鏡成像、水中倒影等；（3）當光從一種透明介質斜射入另一種透明介質時，傳播方向會偏折，發生折射現象，如：看水里的魚比實際位置淺等。【解答】解：射擊時“三點一線”原理是光在同一種均勻介質中沿直線傳播；A、空中出現彩虹，這是太陽光通過懸浮在空氣中細小的水珠折射而成的，白光經水珠折射以后，分散成各種色光，這是光的色散現象，故A不符合題意；B、做手影游戲，這光在同種均勻物質中沿直線傳播的應用，故B符合題意；C、照鏡子正衣冠，這是由于光的反射形成的，故C不符合題意；D、用放大鏡看指紋，這是光從一種透明介質斜射入另一種透明介質時，傳播方向會偏折，發生折射現象，故D不符合題意。故選：B。【點評】本題考查光的直線傳播的具體生活實例，需要利用生活和物理之間的聯系進行判斷；還要區分三種光現象：光的直線傳播、光的反射、光的折射。8．如圖所示的沙畫是一種新型的藝術形式，它是通過將沙子灑落在平板燈臺上，做出各種造型，燈臺射出的光線由于受到沙子的阻擋，呈現出一幅栩栩如生的畫面。下列光現象中與沙畫的光學原理相同的是（）A．立竿見影 B．海市蜃樓 C．反光鏡成像 D．筷子彎折【分析】沙畫的光學原理是光在同種均勻介質中沿直線傳播，分別判斷出選項中各光現象的光學原理，選出相同的即可。【解答】解：沙畫的光學原理是光在同種均勻介質中沿直線傳播；A、立竿見影的光學原理是光在同種均勻介質中沿直線傳播，故A正確；B、海市蜃樓的光學原理是光的折射，故B錯誤；C、反光鏡成像的光學原理是光的反射，故C錯誤；D、筷子彎折的光學原理是光的折射，故D錯誤。故選：A。【點評】此題考查了光在同種均勻介質中沿直線傳播、光的折射、光的反射，屬基礎題目。9．在茂密的叢林中在地上總會看到一些大小不一的光斑，請問這些光斑是（）A．圓形的，是太陽的虛像 B．樹葉形成的，它是太陽的影子 C．圓形的太陽的實像 D．是樹葉形成的葉子的影子【分析】光在同一均勻介質中是沿直線傳播的，光直線傳播的實例有：小孔成像、激光準直、影子的形成、日食和月食現象等。【解答】解：陽光透過樹葉的縫隙，在地面上照射出了許許多多的光斑，這是沿直線傳播的太陽光經過樹葉的縫隙（小孔）后在地面上形成太陽的像，即我們看到的圓形光斑。故選：C。【點評】本題考查了光直線傳播的應用，光的直線傳播所形成的現象，在生活中隨處可見，要學會用物理知識解釋生活中的現象。光線10．關于光線的說法，正確的是（）A．光線是實際存在的 B．光線就是很細的線 C．人們用一條帶箭頭的實線表示光線，用到了理想模型法 D．光線可以用實線，也可以用虛線【分析】用一條帶箭頭的直線表示光的傳播路徑，這條直線叫光線；光線實際不存在，是為了形象描述光的傳播特點而假想出來的，采用的是模型法。【解答】解：ABC、用一條帶箭頭的直線表示光的傳播路徑和方向，這條帶箭頭的直線稱為光線；光線實際并不存在，是為了形象地描述光的傳播特點而假想出來的，用的是理想模型法。故AB錯誤，C正確；D、在光路圖中，光線用實線表示，故D錯誤。故選：C。【點評】此題考查的是光線的作法、含義和模型法的應用，模型法類似的應用還有磁感線、杠桿、連通器等。11．關于光線，下列說法中正確的是（）A．光線可以表示光的明暗 B．光線是真實存在的 C．光線是用來表示光的傳播路徑和方向的直線 D．光線是很細的光束，激光筆發出的光是一條光線【分析】①用一條帶箭頭的直線表示光的傳播路徑，這條直線叫光線；②光線實際不存在，是為了形象描述光的傳播特點而假想出來的，采用的是模型法。【解答】解：ABC、光線是用來表示光的傳播路徑和方向的直線，光線不能表示光的明暗，光線實際不存在，故AB錯誤，C正確；D、激光筆發出的是光，不是光線，故D錯誤。故選：C。【點評】此題考查的是光線的含義和模型法的應用，模型法的應用還有磁感線、杠桿等。12．下列關于光線的說法，正確的是（）A．光線是真實存在的帶箭頭的直線 B．激光筆發出的光是一條光線 C．光線是表示光的徑跡和方向的 D．光線可以用虛線表示【分析】①用一條帶箭頭的直線表示光的傳播路徑，這條直線叫光線；②光線實際不存在，是為了形象描述光的傳播特點而假想出來的，采用的是模型法。【解答】解：A、光線實際不存在。此選項錯誤；B、激光筆發出的是光，不是光線。此選項錯誤；C、光線是形象地表示光的徑跡和方向的。此選項正確；D、在光路圖中，光線用實線表示，以與法線和反向延長線相區別。此選項錯誤。故選：C。【點評】此題考查的是光線的作法、含義和模型法的應用，模型法類似的應用還有磁感線、杠桿、連通器等。光的傳播速度與光年13．設光在真空中的傳播速度為v1，光在水中的傳播速度為v2，光在普通玻璃中的傳播速度為v3，則它們之間的大小關系是（）A．v1＜v2＜v3 B．v1＞v2＝v3 C．v1＞v2＞v3 D．v1＝v2＝v3【分析】光的傳播速度與介質有關，其中當沒有介質時，即在真空中的速度最大，利用課本中告訴的光在水中、玻璃中與在真空中傳播速度的關系。即可解決此題。【解答】解：光在真空中的速度：v1＝3×108m/s；光在水中的速度約為真空中速度的四分之三，即為：v2＝2.25×108m/s；光在玻璃中的傳播速度約為真空中的三分之二，即：v3＝2×108m/s。由此可知v1＞v2＞v3。故ABD錯誤，C正確。故選：C。【點評】光的傳播不需要介質，其在真空中的傳播受到最大。光在其它透明介質中也可以傳播，傳播的速度與介質種類有關，其在光疏介質中傳播的速度要大于光在光密介質中的傳播速度。14．下列關于聲和光的說法中，正確的是（）A．聲和光傳播都需要介質 B．光速和聲速一樣大 C．聲傳播需要介質，光傳播不需要介質 D．光的傳播速度是3×108m/s【分析】解決此題要知道：（1）聲音的傳播需要介質，光的傳播不需要介質；（2）光的傳播不需要介質，光在不同介質中的傳播速度是不同的，真空中光速最大，是3.0×108m/s，在空氣中比這個速度略小，光在水中的傳播速度是這個速度的，在玻璃中是這個速度的；（3）光速遠遠大于聲速。【解答】解：A、聲傳播需要介質，光傳播不需要介質，故A錯誤；B、光的傳播速度要遠遠大于聲音的傳播速度，故B錯誤；C、聲傳播需要介質，光傳播不需要介質，故C正確；D、光在真空中的傳播速度是3×108m/s；故D錯誤。故選：C。【點評】此題主要是考查學生對聲、光傳播的認識和了解，屬于識記性內容，比較簡單。15．天文學中常用光年表述星體離地球的距離，所謂光年是光在1年中通過的距離，如果光速為每秒30萬千米，則1光年變換成米作單位的數量級為（）A．1012 B．1014 C．1016 D．1018【分析】光的速度和運行時間已知，利用速度公式得到光年的長度。【解答】解：光速c＝30萬千米/秒＝30×104×103m/s＝3×108m/s；則1光年的距離s＝vt＝3×108m/s×365×24×3600s≈9.46×1015m≈1016m．故選：C。【點評】本題考查了速度公式的應用，要了解光年的相關知識。填空題16．如圖的美景插圖描繪的是唐代詩人張繼途經寒山寺時寫下的《楓橋夜泊》。“月落烏啼霜滿天，江楓漁火對愁眠。姑蘇城外寒山寺，夜半鐘聲到客船。”如圖的月亮和漁火中屬于光源的是漁火；詩人根據音色辨別烏啼和鐘聲；自然界中霜的形成放出熱量。【分析】自身能發光的物體叫光源；發聲體的材料和結構不同，聲音的音色不同；物質由氣態直接變為固態的過程叫凝華，放出熱量。【解答】解：月亮自身不能發光，不是光源，漁火自身能夠發光，是光源。不同物體發出聲音的音色不同，通常利用音色來區分發聲體，烏啼和鐘聲的音色不同。自然界中霜是由空氣中的水蒸氣遇冷形成的，是凝華現象，放出熱量。故答案為：漁火；音色；放出。【點評】此題考查了光源、聲音的特性、凝華，屬基礎題目。17．在①太陽、②月亮、③螢火蟲、④霓虹燈、⑤寶石、⑥LED燈中，屬于自然光源的是①③；屬于人造光源的是④⑥；不屬于光源的是②⑤。（填序號）【分析】自身能發光的物體叫光源。【解答】解：太陽、螢火蟲、霓虹燈、LED燈都屬于光源，且太陽和螢火蟲屬于自然光源，霓虹燈和LED燈屬于人造光源；月亮、寶石自身不會發光，不屬于光源。故答案為：①③；④⑥；②⑤。【點評】此題考查了光源這一知識點，屬基礎題目。18．能夠發光的物體叫光源，太陽、月亮、點燃的蠟燭中，不是光源的是月亮。【分析】本身能發光的物體屬于光源。【解答】解：能發光的物體叫光源。太陽能發光，屬于光源；月亮雖然很亮，月亮本身不發光，反射太陽的光，不屬于光源；點燃的蠟燭，本身能發光，屬于光源。故答案為：光源；月亮。【點評】掌握什么是光源。并不是所有亮的物體都是光源，例如月亮、和陽光下的小鏡子都很亮，它們本身不會發光，是反射的太陽光。19．日食現象可以用光的直線傳播道理解釋。當人路過路燈時，影子的變化情況是先變短后變長。【分析】光在同種均勻介質中是沿直線傳播的。【解答】解：日食現象可以用光的直線傳播道理解釋。當人路過路燈時，影子的變化情況是先變短后變長。故答案為：直線傳播；先變短后變長。【點評】本題考查的是光的直線傳播規律；會解釋影子的成因。20．小明在探究光的直線傳播時進行了如下操作：他在家中的空水缸中倒入水，再在其中倒入了大量的鹽，過了幾天，他讓一束激光射入鹽水中，光路如圖所示，圖中光線沿曲線（填直線或曲線）傳播，這說明，光沿直線傳播是有條件的，介質應當具有同種均勻的特點。【分析】光只有在同一種均勻介質中才是沿直線傳播的。【解答】解：光必須在同一種均勻的介質中才是沿直線傳播的，鹽水的密度如果不均勻，光在鹽水中傳播路徑就不是直線；這說明，光沿直線傳播是有條件的，光在同種均勻介質中是沿直線傳播的。故答案為：曲線；同種均勻。【點評】此題考查了光沿直線傳播的條件和探究方法，屬于基本技能和規律的考查。實驗方案正確、研究方法科學，易操作，才能取得理想的效果。21．如圖所示，小明利用勾股定理測塔的高度，塔的影子是光的直線傳播形成的，光可以（選填“可以”或“不可以”）在真空中傳播。【分析】（1）光在同種均勻物質中沿直線傳播，在日常生活中，激光準直、小孔成像和影子的形成等都表明光在同一種均勻介質中是沿直線傳播的；（2）光的傳播不需要介質。【解答】解：（1）塔的影子是因為不透明的塔擋住了太陽射向地面的光，是光的直線傳播形成的；（2）光的傳播不需要介質，可以在真空中傳播。故答案為：直線傳播；可以。【點評】本題考查了光的直線傳播和光在不同介質的傳播等，此題與實際生活聯系密切，體現了學以致用的思想。22．如圖，用步槍進行瞄準練習時，當眼睛看到瞄準點、準星和標尺缺口這三者重合時，就認為三者在同一條直線上，即可以射中目標。這說明光在同種均勻介質中沿直線傳播。【分析】光在同種均勻介質中沿直線傳播，產生的現象有小孔成像、激光準直、影子的形成、日食和月食等。【解答】解：用步槍進行瞄準練習時，當眼睛看到瞄準點、準星和標尺缺口這三者重合時，就認為三者在同一條直線上，即可以射中目標。這說明光在同種均勻介質中沿直線傳播。故答案為：光在同種均勻介質中沿直線傳播。【點評】本題考查了光的直線傳播的應用，是一道基礎題。23．如圖甲為手機防窺膜結構圖，采用了超細百葉窗光學技術。貼在手機屏幕上的效果如圖乙所示，其原理類似百葉窗，只能透過一定角度的光線，結構簡圖如圖丙。兩側之所以看不清屏幕內容，是由于光的直線傳播（填寫光現象）；此防窺膜貼在手機屏幕上，不能（選填“能”或“不能”）防止上方的窺視；為了讓防窺效果更好（可視范圍減小），可以適當地減小（選填“增大”或“減小”）超細百葉窗的間距。【分析】光在同種均勻的介質中沿直線傳播；此防窺膜貼在手機屏幕上，由于屏幕正上方在可視范圍內，所以不能防止上方的窺視；為了讓防境效果更好（可視范圍減小），可以適當地減小超細百葉窗的間距。【解答】解：由圖丙可知，兩側之所以看不清屏幕內容，是由于光的直線傳播；此防窺膜貼在手機屏幕上，由于屏幕正上方在可視范圍內，所以不能防止上方的窺視；為了讓防境效果更好（可視范圍減小），可以適當地減小超細百葉窗的間距。故答案為：直線傳播；不能；減小。【點評】本題考查光的直線傳播的應用，是基礎題。24．如圖所示為日晷。由于太陽光沿直線傳播，使晷針留下影子，古代人們通過影子的長短、指向來測定時間。【分析】影子是由于光在沿直線傳播過程中遇到不透明的物體，在物體后面形成的光照不到的暗區，而“日晷”就是利用觀察其日晷晷針的影子來判斷時間的。【解答】解：“日晷”是利用觀察晷針的影子來判斷時間的，影子是由于光在沿直線傳播過程中遇到不透明的物體而形成的，故“日晷”是利用光沿直線傳播原理來計量時間的。故答案為：直線。【點評】本題考查了光的直線傳播，屬于基礎題。25．物理學中常用“光線”來表示一束光的傳播路徑和方向，而忽略了光的亮度、色彩等。“光線”不是（填“是”或“不是”）真實存在的。【分析】（1）光線用一條帶箭頭的直線描述了光的傳播路徑與方向，而忽略了光的其它性質，如亮度、速度、顏色、頻率等內容；（2）物理學者中為了形象的描述光的直線傳播而人為的引入了一種模型﹣﹣﹣﹣﹣﹣光線。【解答】解：（1）光線表示了光的傳播路徑和方向，而忽略了光的亮度、顏色、速度、頻率等因素；（2）在研究光的傳播規律時常用一條帶箭頭的直線來表示光的傳播路徑和方向，這樣的直線叫做光線，光線的建立用到了模型法，但光線不是真實存在的。故答案為：方向；不是。【點評】本題考查了光線的有關問題，屬于基礎知識的考查，是一道基礎題。26．為了描述光的傳播情況，通常可以用一條帶箭頭的直線表示光的傳播路徑和方向。光線不是客觀存在的，它是人們建立的一種理想模型。（選填“理想”或“猜想”）【分析】在物理學中，可以用一條帶箭頭的直線來表示光的傳播路徑和方向，這條想象的線叫做光線。【解答】解：（1）物理學中用一條帶箭頭的直線表示光的傳播路徑，這種帶箭頭的直線稱為光線；（2）實際上光線并不存在，是為了研究問題方便而構建的理想模型，這種研究問題的方法稱為模型法。故答案為：直線；路徑；方向；理想。【點評】本題考查的是光線的概念和模型法的應用以及對物理學方法﹣﹣模型法的了解和掌握，是一道基礎題。27．為了表示光的傳播情況。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，同時忽略了光的亮度、色彩（寫出一條即可）等其他性質，于是建立了光路的模型。【分析】光線只是一條帶箭頭的直線，只能表示光的傳播路徑和方向。【解答】解：在物理學中，光線是用來表示光的傳播路徑和方向的帶有箭頭的直線。它不能表示光的亮度、色彩等性質；光線可以表示光的傳播路徑，故建立了光路的模型。故答案為：方向；色彩；光路。【點評】光線是用來表示光的傳播路徑和方向的帶有箭頭的直線，光線的方向也就是光的傳播方向。28．光在真空的傳播速度約為3×108m/s，聲音在1