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第四章光现象（原卷版）课时4.1 光的直线传播2022年课程标准物理素养1.通过实验，了解光在同种均匀介质中沿直线传播。
知道光的直线传播的现象和应用。
物理观念：光源，光的直线传播，光线，光的直线传播的现象和应用，光速。
科学思维：通过建立光线模型，知道物理模型的重要性。
科学探究：探究光在空气、水、玻璃中的传播。
科学态度与责任：通过观察光在空气中和水中传播的实验现象，了解实验是研究物理问题的重要方法。
知识点一、光源1.光源问题我们每天都会通过声和光接收小量信息。
之前我们学习了声现象，了解了声的传播。
关于光现象，你知道哪些物体能发光吗？光的传播又有什么特点呢？要研究光现象，首先要看哪些物体能够发光，是谁给我们带来了光明，如下图。
（1）光源：能够自身发光的物体叫做光源。
如太阳以及我们看到的绝小多数星星是恒星，萤火虫，水母、灯笼鱼、斧头鱼等。
（2）光源的分类①自然光源：太阳、萤火虫、水母等②人造光源：点燃的蜡烛，正在发光的霓虹灯、荧光棒、LED灯等。
特别提醒判断物体是不是光源，关键是物体自身能否发光。
有些物体看起来好像在发光，实际上是反射了其他光源发出的光，所以这些物体不是光源；如镜子、月亮、宝石等。
（23-24八年级下·山东德州·开学考试）下列关于光源的说法中，正确的是（）A．能被眼睛看到的物体都是光源B．天空中的星星都是光源C．发光的灯不是光源D．点燃的蜡烛是光源知识点二、光的直线传播在有薄雾的天气，可以看到透过树从的光束是直的，如下图。
1.光的直线传播（1）光在空气中传播用激光手筒把光射入充满烟雾的较暗的空间，就能够观察到光在空气中的传播现象，烟雾可用点熏香的办法，也可以用喷水壶喷水雾的方法。
（2）光在水中的传播用激光手筒把光射入水中，如图所示，就能够观察到光在水中的传播现象，光在水中的可见度较小。
可以在水中加入少量的碳素墨水。
（3）光在玻璃中的传播用激光手筒把光射入玻璃砖中，如图所示，就能够观察到光在玻璃砖中的传播现象。
第四章光现象第1节光的直线传播一、光沿直线传播的条件1．光源：____________的物体叫做光源。
如：太阳、萤火虫、电灯等。
2．光在均匀介质中_____________。
均匀介质是指两点：一是同一种介质。
二是这种介质的密度均匀，不含有杂质。
3．光的直线传播的应用：小孔成像、激光准直、手影、影子的形成、日食和月食。
（1）小孔成像：像的形状与小孔的形状无关，像是___________的实像（树荫下的光斑是太阳的像）。
（2）激光准直：挖隧道定向；整队集合；射击瞄准。
（3）坐井观天（要求会作有水、无水时青蛙视野的光路图）；一叶障目；（4）影子的形成：光在传播过程中，遇到__________的物体，在物体的后面形成黑色区域即影子。
（5）日食、月食（要求知道日食时月球在中间；月食时地球在中间）。
二、光的传播速度1．光在真空中传播速度是____________m/s。
光在空气中传播比在真空中传播稍慢一点，在水中每秒传播的距离约是真空中的3/4。
总之，光在不同的介质中传播速度____________。
通常情况，光在空气中的传播速度也以3.0×108m/s计算。
2．光年：光在一年内传播的距离。
光年是___________单位。
能够发光沿直线传播倒立不透明3.0×108不一定相同长度一、光源能直接发光的物体叫光源。
分类：自然光源，如太阳、萤火虫；人造光源，如篝火、蜡烛、油灯、电灯。
但像月亮表面、桌面等依靠它们反射外来光才能使人们看到它们，这样的反射物体不能称为光源。
学、科网【例题1】本身发光的物体叫做光源，下图中哪个物体不属于光源参考答案：C试题解析：能直接发光的物体叫光源，璀璨的宝石依靠反射外来光才能使人们看到它们，这样的反射物体不能称为光源，故选C。
名师点睛：本题主要考查了学生对光源概念的掌握，要判断一个物体是否是光源，关键是看它本身是否能够发光。
二、光的直线传播光在同种均匀介质中沿直线传播。
光在真空中传播最快，c=3×108 m/s=3×105 km/s。
光的直线传播的应用：小孔成像、激光准直、手影、影子的形成、日食和月食、无影灯。
【例题2】小明在学习“光的传播”时，看到老师的一个演示实验，过程如下：①用激光笔射向水中，观察到光线是一条直线（如图）；②在A点处用漏斗向水中慢慢注入海波溶液，观察到光线发生了弯曲；③经搅拌后，观察到光线又变直。
小明根据上述现象得出的结果，正确的是A．光的传播需要介质B．光只有在水中才沿直线传播C．光在海波溶液里不能沿直线传播D．光在同一种均匀介质中才沿直线传播参考答案：D试题解析：从①中我们发现光在水中沿直线传播；而②中的光线不再沿直线传播不同于①的是介质不再均匀，③现象中的光线又沿直线传播，是由于经搅拌后，介质又变得均匀，故可以得出，光在同一种均匀介质中才沿直线传播。
故选D 。
三、小孔成像小孔所成的像一定是倒立的实像，成像的大小取决于像到小孔的距离、物到小孔的距离，成的像可能比物体大，也可能比物体小。
【例题3】大约两千四百年前，我国的学者墨翟和他的学生做了世界上第一个小孔成像的实验，解释了小孔成像的原理。
小光同学将两个长度均为50 cm ，直径为5 cm 的直筒套在一起，做成如图的仪器（M 筒的直径稍大，可以套在N 筒上并能前后移动）（1）小孔成的像是倒立的________像，可以用光的____________解释。
所成的像与小孔的形状_________关。
（2）若直筒M 、N 位置不动，让物体远离N 筒，像距__________，像的大小_________（以上两空选填“变大”“不变”或“变小”）。
（3）十五的夜晚，将小孔对准明月，测得月亮最大像的直径是9.1 mm ，已知月球到地球的距离为380 000 km ，月球的直径约为____________km 。
参考答案：（1）实 直线传播 无关 （2）不变 变小 （3）3.458×103 试题解析：（1）小孔成像的光路图如下图所示：由于小孔成的像是实际光线的交点，能用光屏承接，所以是实像，且像是倒立的；它是由于光沿直线传播形成的；像的形状与孔的形状无关；（2）物体远离N 筒时，如上图，物体发出的光仍然能把光屏照亮，所以还可以在光屏上得到清晰的像，则像距不变，但像变小；（3）如下图所示，''ABO A B O ∆∆，则对应边成比例，'''AB CO A B C O =，即103.810cm 9.1mm 100cm AB ⨯=，解得：933.45810mm 3.45810km AB =⨯=⨯1．下列物体中是光源的是A．月亮B．萤火虫C．镜子D．太阳照射下闪闪发亮的抛光金属2．如图所示，在一个空罐的底部中央打一个小孔，再用一片半透明的塑料膜蒙在空罐的口上。
将小孔对着烛焰，烛焰在薄膜上成像的原理是A．光的直线传播B．光的反射C．光的折射D．光的色散3．2018年1月31日，天空出现了一场天文奇观——“三月合一”，即月全食。
我国大部分地区都能欣赏到一轮“红月亮”高悬夜空的迷人景象。
月全食的形成主要是由于学科、网A．小孔成像B．光的直线传播C．光的反射D．光的折射4．关于光速、光年的说法正确的是A．光速是无限大的B．光的传播速度是3×108 m/sC．光年是一个时间单位D．光年是天文学上表示距离的单位5．在小孔成像实验中，从半透明纸屏上能看到外界物体的像。
如果小孔靠近物体，纸屏离小孔的距离增大一些，则纸屏上该物体的像将A．变小B．不变C．变大D．以上均可能6．物理兴趣小组自制了简易针孔照相机，利用它观察窗外的景物时，会在塑料膜上看到倒立的_______（选填“实”或“虚”）像，成像原理是______________。
7．为了表示光的传播情况。
我们通常用一条带有箭头的直线表示光传播的径迹和___________，同时忽略了光的亮度、___________（写出一条即可）等其他性质，于是建立了___________的模型。
8．某人在夜晚路过某一有路灯的街道过程中，先向路灯走近后走远，此人影子的长短变化情况是_____________________。
9．人类曾经用激光测量月球到地球的距离。
已知光在真空中和空气中的传播速度近似等于3×108 m/s。
若向月球发射一束激光，从发出到由月球反射回来接收到这束光经历的时间为2.56 s。
则可以计算出月球到地球表面的距离大约是___________km。
10．阅读并回答后面的问题：宇宙中恒星间的距离都非常大，为了表达起来方便一些，天文学家使用一个非常大的长度单位——光年，它等于光在1年内传播的距离。
离太阳系最近的恒星是半人马座“比邻星”，距离我们4.3光年；“牛郎星”和“织女星”的距离是16光年；目前人类观察到的最远的天体，距离我们有140多亿光年。
（1）光年是________单位。
（2）1光年表示________。
（3）“牛郎星”和“织女星”相距约________km。
（4）我们现在观测到的“比邻星”的光是它现在发出来的吗？________（填“是”或“不是”）。
11．某雷雨天的晚上，玉红同学看到闪电3 s后听到了雷声。
（1）请你帮她估算打雷的地方距她多远？（声音在空气中的传播速度以340 m/s计算。
[要求：①写出公式；②有必要的文字说明；③数据要代单位]（2）实际上，闪电和雷声是同时产生的，为什么我们总是先看到闪电后听到雷声呢？请你利用速度公式分析说明产生这种现象的原因。
12．下列说法正确的是A．光线是真实存在的B．光是沿直线传播的C．月亮是自然光源D．激光准直用到了光的直线传播知识13．下列有关声与光的说法中不正确的是A．“光”在同种均匀介质中沿直线传播B．15 ℃时，声音在空气中的传播速度为340 m/sC．“蟋蟀在鸣叫”说明蟋蟀是声源；“金光闪闪”说明金子是光源D．超声波和次声波的传播都需要介质14．百米赛跑时，计时员为了计时更准确，通常在下列哪一个时刻开始计时A．听见发令枪声时B．看到发令枪冒烟时C．看到运动员起跑时D．上述时刻都可以15．晴天正午，小明与同学从树荫下走过时，发现地面上有许多大小、形状不同的光斑，光斑形状与什么因素有关呢？通过探究，他们得到了以下结论，无论是大孔还是小孔形成的光斑都是由于__________形成的，其中__________（小孔/大孔）形成光斑的形状与孔的形状有关，__________（小孔/大孔）形成的光斑的大小与孔到地面的距离有关。
16．如图所示，发生“日全食”时太阳、地球、月球应处在同一直线上，则地球应在图中________（填“甲”或“乙”）所示的位置。
17．发生日偏食时，太阳光透过茂密的树叶间的缝隙，会在树下的地面上形成许多大小不同的_______（选填“圆形”或“月牙形”）光斑。
18．如图，伽利略1607年进行了世界上第一次测量光速的尝试。
方法是：让两个人分别站在相距1.5 km的两座山上，每个人拿一个灯，第一个人先举起灯，当第二个人看到第一个人的灯时立即举起自己的灯，从第一个人举起灯到他看到第二个人的灯的时间间隔就是光传播3 km的时间。
但这种方法根本行不通。
伽利略的实验未能成功。
这个方法在原理上对不对？请你分析伽利略失败的原因。
19．探究小孔成像规律选用的实验器材：针、不透明纸、白纸、白炽灯、桌子。
（1）如图所示，抓在手上的不透明纸上用针扎一个直径约1 mm的小孔，让白炽灯发出的光穿过小孔射到桌面上的白纸上，在白纸上可看到一个清晰的________（选填“灯丝”或“小孔”）的像，这种现象叫做______________，这种现象是由于___________________形成的。
（2）保持灯和白纸的位置不动，向上移动小孔，像的大小将________；保持灯和小孔的位置不动，向上移动白纸，像的大小将________；保持小孔和白纸的位置不动，向上移动白炽灯，像的大小将________。
（均选填“变大”“变小”或“不变”）20．（2018·广西北部湾四市同城）如图所示，能解释“手影”形成的是A．光的反射B．光的折射C．光的直线传播D．平面镜成像21．（2018·泰安）下列现象中，对应的物理知识是“光的直线传播”的是A．射击瞄准时要做到“三点一线”B．游泳池注水后，看上去好像变浅了C．在平静的湖面可以看到蓝天白云D．太阳光经过三棱镜后可以产生彩色光带22．（2018·扬州）太阳光通过树叶间的空隙，在地上形成许多圆形的光斑，这些圆形光斑是A．树叶的虚像B．树叶的实像C．太阳的虚像D．太阳的实像23．（2018·天津改编）下面是一则科技新闻：“天眼一FAST”第一次发现了一颗距地球4 000光年的毫秒脉冲星。
