4.1 光的直线传播（考点解读）（学生版）

41 光的直线传播（考点解读）（原卷版） 1、光源和光线 （1）光源：正在发光的物体叫光源，光源可分为自然光源和人造光源。 （2）光线：光线是表示光的传播方向的直线，光线是一种几何的抽象，在实际当中不可 能得到一条光线．口语中光线亦可指光源辐射的光。 2、光速和光年 （1）光速：光在真空中的传播速度是 ，而在空气中传播速度接近于在真 空中的传播速度，也认为是 ，光在水中的传播速度约为 ，在玻璃中的传播速度约为 。 （2）光年：光年是指光在1 年中的传播距离，1 光年946×1015m。 3、光在均匀介质中沿直线传播 （1）光在同一种均匀介质中沿直线传播。 （2）光能在固体、液体、气体中传播。 （3）光沿直线传播的前提是在同种均匀介质中。光的直线传播不仅是在均匀介质，而且 必须是同种介质。可以简称为光的直线传播，而不能为光沿直线传播。 （4）光在两种均匀介质的接触面上是要发生折射的，此时光就不是直线传播了。 4、光直线传播的应用：（1）小孔成像；（2）射击瞄准；（3）激光准直；（4）排直队 要向前看齐等；（5）影子的形成（6）日月食的形成。 【考点1 光源和光线】 【典例1-1】（2022 秋•常州期末）生活中许多物体可以发光，下列物体中属于光源的一组 是（ ） ．太阳、月亮、工作的台灯 B．闪电、镜子、发光的水母 ．太阳、烛焰、波光粼粼的水面 D．火焰、工作的手电筒、发光的萤火虫 【典例1-2】下列关于光线的说法正确的是（ ） ．光线就是很细的光束 B．光源能射出无数条光线 ．人们用一条带箭头的实线表示光线，用的是理想模型法 D．光线是用来表示光传播方向的直线，常用虚线表示 【典例1-3】（2021 秋•楚雄州期末）太阳、月亮、钻石，其中属于光源的是 。太阳 光从太阳传到地球用时500s，则太阳到地球的距离是 m。 【变式1-1】（2022 秋•南县期末）我们生活在一个五彩缤纷的世界里，光是主角。下列物 体属于光源的是（ ） ．璀璨的钻石 B．皎洁的月亮 ．火辣的太阳 D．明亮的铜镜 【变式1-2】（2021 秋•裕华区校级期中）物理学中用一条带箭头的直线表示光的传播路径 和方向，并将这条带箭头的直线称为光线，这种研究方法叫建立模型法，下面关于光和 光线的说法中正确的是（ ） ．光和光线都是真实存在的 B．光和光线都不是真实存在的 ．光是真实存在的，而光线不是真实存在的 D．光不是真实存在的，而光线是真实存在的 【变式1-3】（2022 秋•江阳区期末）研究光现象时，建立了“光源”“光线”两个概念， 其中 是为了描述物理现象建构的模型，真实并不存在；我们作出“明亮的月亮不 是光源”的判断，依据是 。 【考点2 光速和光年】 【典例2-1】（2023•墨玉县模拟）向月球发射激光，经27s 后接收到月球表面反射回来的 激光，则月球和地球之间的距离为（激光在空间传播速度＝3×105km/s）（ ） ．81×108km B．405×105km ．3×105km D．3×108km 【典例2-2】（2023•东明县三模）电闪雷鸣的天气里，人们往往先看到闪电再听到雷声， 这是因为，光在空气中传播的速度 声速（选填“大于”或“小于”）；小明从看 到耀眼的闪光2s 后才听到轰隆隆的雷声，则打雷处大约距离小明 m（假设v 声＝ 340m/s）；“神舟六号”的航天员如果在飞船外共同作业时，必须借助电子通信设备进 行交流，原因是 。 【变式2-1】（2023•曾都区模拟）最近《三体》电视剧正在热播，老师在追剧时看到一个 情节，由于老师计算能力不强，所以来问问大家，已经知道三体舰队的宇宙飞船速度可 以达到光速的十分之一，而三体星系距离太阳系4 光年。三体舰队如果以十分之一光速 匀速航行，多少年会到达太阳系呢（ ） ．4 年 B．40 年 ．400 年 D．04 年 【变式2-2】（2023•盐城开学）伽利略为了测定光在空气中传播的速度，设计了一实验， 选择两个距离15km 的山头，在一个山头上设置了一个光源，测定出从这个光源发出的 光传播到另一个山头并返回的 ，然后根据公式计算出光速，这个设计虽然合理， 但实验却没有成功，其失败的原因的是 。 【考点3 光在均匀介质中沿直线传播】 【典例3-1】（2023•文山州模拟）“禾下乘凉梦”是袁隆平先生的中国梦，意思是水稻下 面可乘凉，这是因为水稻下面形成了阴影区域，下列现象与阴影的形成原理相同的是（ ） ． 手影游戏 B． 筷子“折断” ． 雨后彩虹 D． 水中倒影 【典例3-2】（2022 秋•太平区校级期末）在2022 年11 月8 日晚，年度最值得期待的重磅 天象——月全食闪亮登场，中国大部分地区都看到了全食阶段。从物理学的角度分析月 食属于光的 现象。如图中能描述其形成原因的是 （填“甲”或 “乙”）图。月亮 （填“是”或“不是”）光源。 【变式3-1】（2023•海口一模）日晷是我国古代劳动人民用来计时的一种工具。如图所示， 通过观察直杆在太阳下影子的位置就可知道时间。下列现象与日晷工作原理相同的是（ ） ．筷子“弯折” B．小孔成像 ．桥的倒影 D．海市蜃楼 【变式3-2】（2022 秋•商南县期末）汽车盲区，是指驾驶员位于正常驾驶座位置，其视线 被车体遮挡而不能直接观察到的那部分区域，盲区形成的原因是 ；为减小 噪音，汽车的排气管上都安装有消声器，消声器的作用是在 处减弱噪音的；汽 车的倒车雷达是利用 （选填“超声波”，“次声波”）传递信息的。 【考点4 光直线传播的应用】 【典例4-1】（2023•平遥县一模）如图，是小芳自制的简易计时模型，将它放置水平地面 上，根据圭杆影子所处的方位计时。下列选项中和该原理相同的是（ ） ．形影相随 B．雨后彩虹 ．水中倒影 D．海市蜃楼 【典例4-2】（2023•威海模拟）我国古代天文学家们发明了许多先进的天文观测仪器，其 中圭表就是典型的代表。圭表（如图所示）包括圭和表两部分，正南北方向平放的尺， 叫作圭，高度为946m，合 m；直立在平地上的标竿或石柱，叫作表，圭和表 相互垂直。依据圭表正午时表影长度的变化，就能推算出二十四节气，依据表影长短的 周期性变化，就能确定一回归年的天数。圭表的工作原理是光的 。 【变式4-1】（2023•昆明一模）有两个小朋友站在一盏电灯下，脚下是其在灯光下的影子， 如图中的情景符合实际的是（ ） ．甲 B．乙 ．丙 D．丁 【变式4-2】（2023 春•西峰区校级月考）如图，用步枪进行瞄准练习时，当眼睛看到瞄准 点、准星和标尺缺口这三者重合时，就认为三者在同一条直线上，即可以射中目标。这 说明 。 一、选择题。 1．（2021 秋•博望区校级期中）下列说法正确的是（ ） ．光源能射出无数条光线 B．光线就是很细的光束 ．光线不是真实存在的 D．光线是用来表示光的传播方向的直线，常用虚线表示 2．（2022 秋•冠县期末）下列有关声与光的说法中正确的是（ ） ．超声波和次声波的传播都需要介质 B．光在空气中的传播速度约为340m/s ．“金光闪闪”说明金子是光源 D．“声”和“光”总是沿直线传播 3．（2023•连平县二模）图中能说明光的直线传播的现象是（ ） ． 水中倒影 B． 日晷上针的影子 ． 雨后彩虹 D． 折断的铅笔 4．（2023•东莞市二模）如图所示的光现象中属于光的直线传播现象的是（ ） ． 冰透镜点火 B． 筷子在水中变弯折 ． 日食与月食现象 D． 自行车尾灯 5．（2023•牡丹江一模）皮影戏是一种以兽皮或纸板做成的人物剪影表演故事的民间戏剧， 下列情境与皮影戏原理相同的是（ ） ． 筷子“弯折” B． 景物在镜中成像 ． 照相机成像 D． 树荫下的光斑 6．（2023•西乡塘区二模）《墨经》一书中涉及的小孔成像实验如图所示，关于该现象的 原理，下列说法正确的是（ ） ．光的直线传播 B．光的反射 ．光的折射 D．光的色散 7．（2022 秋•石阡县期末）（多选）唐代诗人张继的《枫桥夜泊》“月落乌啼霜满天，江 枫渔火对愁眠。姑苏城外寒山寺，夜半钟声到客船。”这首诗以淡雅清幽的笔触，具体 而生动地描写了夜泊枫桥的情景，真实而感人地反映了客子羁旅漂泊的愁思。下列关于 这首唐诗中蕴含着的物理知识，说法正确的是（ ） ．乌鸦的啼叫声频率低于20z B．霜是水蒸气遇冷直接凝华而成的小冰晶 ．月亮不是光源 D．月光的传播速度是3×108km/ 二、填空题。 8．（2022 秋•广州期中）（1）“月落乌啼霜满天，江枫渔火对愁眠。姑苏城外寒山寺， 夜半钟声到客船。”诗中的月亮相对于寒山寺是 的（选填“静止”或“运动”）； 月亮和渔火中 是光源；诗人根据 （填声音的特性）辨别乌啼和钟声；自 然界中霜的形成需要 （选填“吸收”或“放出”）热量。 （2）某乘客坐在笔直行驶、快速向前的客车上保持不动，若以客车为参照物该乘客是 （选填“静止”或“运动”）的。他看到前方一辆同向行驶的卡车在向自己 “倒退”而来，由此现象可判断出 的速度较慢（选填“卡车”或“客车”）。 9．（2023•光泽县模拟）吉他手弹奏吉他时不断用手指去控制琴弦长度，这样做的目的是 为了改变声音的 ；小明看到闪电后2s 才听到雷声，是因为声的传播速度比光的 传播速度 （填“快”或“慢”）。若声音在海水中的传播速度为1500m/s，利用 回声定位从海面竖直向海底发射超声波，到接收回声所用时间为2s，那么该处海洋的深 度为 m。 10．（2023•上蔡县校级模拟）北京冬奥会开幕式上，小演员们双手举着“和平鸽”，随着 脚步的移动，脚下一朵朵晶莹洁白的雪花如影随形。其中“如影随形”中的“影”子是 光的 形成的；当小演员手举“和平鸽”水平移动时，以“和平鸽”为参照 物，其倒影是 （选填“运动”或“静止”）的。 11．（2022 秋•章贡区期末）《墨经》中记载：“景。光之人，煦若射，下者之人也高； 高者之人也下。”这是世界上首次对小孔成像的描述。文中描述的像是倒立的 （选填“实”或“虚”）像，其形成原理是 。 三、解答题。 12．（2022 秋•邗江区期末）一同学用“可乐瓶”做小孔成像实验，实验装置如图甲所示。 请在甲图中的半透明纸上画出蜡烛B 的像′B′。 13．（2021 秋•思明区校级期末）中国选手杨倩勇夺2020 东京奥运会首金，如图是她带耳 塞，紧贴枪托瞄准射击的情景。请你结合文字和图片，提出两个物理现象及相应的物理 知识。 14．（2022 秋•上犹县期中）为庆祝国庆北京进行了精彩的烟花表演。由于不同金属在灼 烧时发生焰色反应的颜色不同，烟花就是利用各种不同金属粉末在高热中燃烧爆炸，而 构成各种夺目的色彩。小明在欣赏烟花时发现，某枚烟花亮后2 秒钟才听到这枚烟花在 空中传来的爆炸声。请问： （1）燃放烟花时为什么是先看到烟花再听到烟花爆炸声？ （2）上例中的烟花发生在离小明多远处？（声音在空气中的传播速度为340m/s） 15．（2022 秋•社旗县期中）百米赛跑计时员在听到发令枪响开始计时，记录时间是 9706s，已知空气中声速为340m/s。试问： （1）计时员这样计时，测量结果比运动员实际所用的时间 （选填“偏大”或 “偏小”），这是因为声音在空气中的传播速度远远 （选填“大于”或“小 于”）光在空气中的传播速度。 （2）运动员百米赛跑实际所用的时间是多少？ （3）运动员百米赛跑的平均速度是多少？