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4.1 光的直线传播
【基础巩固】
1．光在 沿直线传播，光在真空中传播的速度是________米/秒，
在其他介质中速度比在真空中速度___________（选填“大”、“等于”、“小”）。
【答案】同种均匀介质中或真空中；3×108；小
【解析】光传播到两种不同介质的分界面时发生反射或折射，可能水沿直线传播，光在不均匀
介质中传播方向会改变，所以沿直线传播的条件一是同种介质、二是均匀介质；
光在真空中的传播速度是3×108m/s，在空气中比这个速度略小，约等于这个速度，在水中是
这个速度的3/4，在玻璃中是这个速度的2/3。
2．（2021菏泽）雷雨天气时，人们总是先看到闪电后听到雷声，这是因为v v ；声音和
光 声
光都是以波的形式传播的，其中 不能在真空中传播。
【答案】远大于；声音
【解析】光在空气中的传播速度和在真空中传播速度大致相等为3×108m/s，声音在空气中的传播速
度约为340m/s，闪电和打雷总是同时发生的，但由于光在空气中的传播速度要远大于声音的传播速
度，所以我们总是先看见闪电后听到雷声；
声音和光都是以波的形式传播的，其中声音不能在真空中传播，光能在真空中传播。
3．（2021成都）日晷（guǐ）是古代的一种“时钟”，利用太阳光下指针的影子指示不同的时刻
（如图）。请根据指针的影子AB，画出此时太阳光的传播方向（太阳光视为平行光）。
【答案】
【解析】由于在光在同一种均匀介质中是沿直线传播的，所以太阳光传播的方向如答案图所示
4．我们在上体育课排纵队时，如果看到自己前面的一位同学挡住了前面所有的人，队就排直了，这可以用_________来解释。
【答案】光是沿直线传播
【解析】排纵队时，如果你看到自己前面的一位同学挡住了前面所有的人，说明队就排直了，
这是因为光是沿直线传播的，当队伍排直的时候，该同学就会挡住前面所有同学射向自己眼
中的光
5．光年是 的单位，1光年等于 m；光从太阳到地球需要8min，则太阳与
地球之间的距离是 m。
【答案】长度（距离）；9.4608×1015；1.44×1011
【解析】光年是指光在一年中传播的距离，故光年是长度（或距离）单位；
光的传播速度为c＝3×108m/s
则1光年＝365×24×3600s×3×108m/s＝9.4608×1015m；
光从太阳到地球需要的时间t=8min=480s，
太阳与地球之间的距离s=ct=3×108m/s×480s=1.44×1011m
6．下列物体中都是光源的是 ( )
A．太阳、月亮 B．烛焰、抛光金属板
C．太阳、烛焰 D．月亮、火把
【答案】C
【解析】太阳本身能发光是光源.月亮是靠反射太阳的光,本身并不发光,所以不是光源.烛焰本身能发
光是光源.镜子、抛光的金属板都不能发光,是靠反射别的光源的光.
7．当观察站在远处敲锣打鼓的人时,我们总是先看到他的动作,后听到锣鼓的声音.这一现象说明(
)
A．光的传播不需要时间,而声音的传播需要时间
B．光在空气中的传播速度比声音在空气中的传播速度大得多
C．用人眼看物体比用耳朵听声音反应更灵敏些
D．总是先敲锣打鼓,后发出声音,动作先后不同
【答案】B
【解析】敲锣打鼓的人的敲击动作和锣鼓声在空气中同时传播,敲击动作以光速传播,锣鼓声以声速
传播,因为光速远远大于声速,所以总是先看到他的动作,后听到锣鼓的声音.
8．（2021广元）如图所描绘的情景中，可以用光沿直线传播来解释的是（ ）A．筷子在水中弯折 B．山在水中的倒影 C．手的影子 D．天空中出现的彩虹
【答案】C
【解析】A、筷子在水中弯折，是由于光的折射形成的，故A错误；
B、山在水中的倒影，是由于光的反射形成的平面镜成像现象，故B错误；
C、手的影子是由于光沿直线传播形成的现象，故C正确；
D、天空中出现的彩虹，是由于光的折射产生的色散现象，故D错误。
9．（2021山西）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（ ）
A．池水映明月 B．形影紧相依 C．潭清疑水浅 D．镜子正衣冠
【答案】B
【解析】A、池水映明月，光的反射原理，不符合题意；
B、形影紧相依，光的直线传播原理，符合题意；
C、潭清疑水浅，光的折射原理，不符合题意；
D、镜子正衣冠，光的反射原理，不符题意；
10．如图所示,枯井中的青蛙位于井底O点“坐井观天”,则青蛙通过井口观察范围正确的光路图是
图中的( )
【答案】A
【解析】由于光在同种均匀介质中是沿直线传播的,所以C,D错误;青蛙通过井口观察是光射入青蛙
眼中,A正确,B错误.11．俗话说：“一叶遮目不见泰山”。这其中的物理原理是（ ）
A．光是直线传播的 B．光的反射定律
C．光不能通过不透明物质 D．光的镜面反射
【答案】A
【解析】“一叶障目，不见泰山”从字面意思来看，就是一片叶子挡住了眼睛，眼睛就看不见
后面的泰山了。这是因为叶子挡住了来自泰山的光线，之所以能挡住就是因为光是沿直线传
播的。
12．有一个同学学习了光的传播后，举了四个例子，说明光在均匀介质中是沿直线传播的，其中有
一个例子举得不正确，这个例子是（ ）
A．影子 B．太阳落到地平线下还能看见
C．小孔成像 D．看不见不透明体后面的东西
【答案】B
【解析】A、沿直线传播的光被不透明的物体挡住，在物体的后面光照不到的地方形成影子，
影子的形成能证明光沿直线传播，A不符合题意；
B、由于光的折射我们能看到落到地平以下的太阳，太阳落到地平线下还能看见是光的折射造
成的，不能证明光沿直线传播，B符合题意；
C、小孔成像能证明光的直线传播，C不符合题意；
D、不由于透明物体后面的物体发出或反射的沿直线传播的光线被不透明物体挡住，所以我们
看不到不透明体后面的东西，看不见不透明体后面的东西能证明光沿直线传播，不符合题意。
13．下列例子不能用光的直线传播来解释的是（ ）
A．日食和月食
B．影子的形成
C．在开凿大山隧道时，工程师用激光引导掘进方向
D．发生雷电时，先看到闪电后听到雷声
【答案】D
【解析】A、日食和月食是由光的直线传播形成的；
B、影的形成由光的直线传播形成的；
C、小孔成像由光的直线传播形成的；
D、发生雷电时，先看到闪电，然后才能听到雷鸣声，是由于光速比声速快造成的。
14．下列说法正确的是（ ）
A．光在透明介质中沿直线传播
B．光在空气中的传播速度是3×108m/s
C．影子的形成说明光在均匀介质中沿直线传播
D．以上说法都正确
【答案】C
【解析】A、光在同一均匀的透明介质中沿直线传播，此选项描述不正确；
B、光在真空中的传播速度是3×108m/s，此选项描述不正确；C、影子的形成是由光在均匀介质中沿直线传播形成的，此选项描述正确；
D、以上选项A、B描述不正确，选项C描述正确，所以此选项也不正确；
15．阳光透过密密的树叶在地面上形成一个个圆形的“光斑”是（ ）
A．树叶的影子 B．太阳的像 C．太阳的影子 D．树叶间的空隙的像
【答案】B
【解析】阳光透过密密的树叶在地面上形成一个个圆形的“光斑”，这就是小孔成像，是太阳所
成的像。
【能力提升】
16．古代时，由于无法解释日食的形成原因，人们迷信地认为日食是一种凶兆。现在我们可以用光
的 来解释日食的原因。如图所示，有乒乓球、足球和瓦 数较大的白炽灯。请
你用这三种物品代表相应的星球，设计出观察日食成因的实验，并根据三个星球的排列位置，按示
例,把答案填写在横线上.
用白炽灯代表太阳，用 代表 ，用 代表 。
【答案】直线传播；乒乓球；月球；足球；地球
【解析】日食是自然界的一种现象,当太阳、地球、月球三者恰好或几乎在同一条直线上时(月球在
太阳和地球之间),由于光的直线传播,太阳到地球的光线便会部分或完全地被月球掩盖,产生日食;如
果用白炽灯代表太阳,用乒乓球代表月球,用足球代表地球,就能演示日食的成因.
17．如图甲所示是一张日环食照片.请在图乙中画出,人在其中能观察到日环食的阴影区,并在该影区
内写入字母“HS”.
【答案】如图所示
【解析】当月球转到地球和太阳之间,且三者处于同一直线上时,月球挡住了太阳射向地球的太阳光,由于光的直线传播,在月球的阴影部分的地区就发生了日食;根据光的直线传播,画出光路;发生日环食
时,月球遮住了太阳的中心部分,在地球上能看到太阳的边缘部分.
18．北宋的沈括在《梦溪笔谈》中记述了光的直线传播和小孔成像的实验.他首先直接观察鸢(老鹰)
在空中飞动,地面上的影子也跟着移动,移动的方向与鸢飞行的方向一致.然后在纸窗上开一小孔,使窗
外飞鸢的影子呈现在室内的纸屏上,结果观察到“鸢东则影西,鸢西则影东”(如图所示).阅读了上述
材料后,你认为下列哪种说法是错误的 ( )
A．“鸢东则影西,鸢西则影东”所描述的现象是小孔成像
B．沈括观察到“鸢在空中飞动,地面上的影子也跟着移动”是小孔成像
C．小孔成像可用光的直线传播解释
D．小孔成像时像移动的方向与物移动的方向相反
【答案】B
【解析】在纸窗上开一小孔,因为小孔成像是倒立的,故出现“鸢东则影西,鸢西则影东”的现象.小孔
成像是光的直线传播原理,小孔成像时像移动的方向与物移动的方向相反,综上分析,选项A,C,D正确;
沈括观察到“鸢在空中飞动,地面上的影子也跟着移动”是影子的成因,是光的直线传播形成的,因为
光被挡住了,没有光的区域才变暗,所以选项B错误.
19．夜晚，某同学在放学回家的途中，当他从一盏路灯下经过时（如图所示），他看到自己影子的
将（ ）
A．逐渐变长 B．逐渐变短 C．先变长后变短 D．先变短后变长
【答案】D
【解析】由于光沿直线传播，人在远处时，影子区域较大，人在灯下时，影子较小，故人从图中位
置经过路灯时，影子是先变短后变长。
20．从地球想月球发射一束激光信号，经过月球返回地球共需2.56s，那么月球到地球的距离是（
）
A．3.84×108km B．3.84×105km C．7.68×105km D．7.68×108km【答案】B
【解析】激光经过的路程为：s＝vt＝3×108m/s×2.56s＝7.68×108m
故月球到地球间的距离为：7.68×108m÷2＝3.84×108m
【拓展探究】
21．如图所示,几只鸟在树上“歌唱”，一个听觉良好的女孩在一间门窗紧闭的甲房间内，靠近单
层玻璃她能听到室外鸟的“歌声”；她到另一个门窗紧闭的乙房间内，靠近双层玻璃(双层玻璃的
夹层内抽成真空)她却几乎听不到室外鸟的“歌声”。
女孩在两个房间都能看见室外树上的鸟，而只能在甲房间听到室外鸟的“歌声”，这说明光的
传播和声音的传播有什么不同?
【答案】声音的传播需要介质，而光的传播不需要介质；真空中不能传声，却能传光
【解析】因为乙房的双层玻璃内抽成真空，几乎无声音传播的介质，另外其他门窗紧闭，所以女孩
在乙房内几乎听不到室外树上鸟儿的歌声。由此可见，真空不能传声；
女孩在两个房间都能看见室外树上的鸟，而只能在甲房间听到室外鸟的“歌声”，这说明真空不能
传声，而光可以在真空中传播，而且传播的最快
22．学习了光学知识后,爱动脑筋的小桐和小朵想自己探究小孔成像现象.如图所示,她们给两个空罐
的底部中央分别打上一个圆孔和一个方孔,再用两片半透明的塑料膜蒙在空罐的口上.分别将小孔对
着烛焰和灯丝,可以看到烛焰和灯丝通过小孔所成的像.
(1)分析比较甲、乙两图,可以得出怎样的结论?
(2)分析比较甲、丙两图,可以得出怎样的结论?
(3)通过实验,可以看到烛焰和灯丝在塑料膜上成的都是 (选填“正立”或“倒立”)的像,说
明小孔成像的原理是 .
(4)树荫下的圆形光斑就是 通过树叶间的小孔在地面上所成的像.
【答案】(1)小孔成像中所成的像与小孔的形状无关 (2)小孔成像中所成的像与物体的形状有关(3)倒立；光在同种均匀介质中沿直线传播 (4)太阳
【解析】(1)比较甲、乙两图可知,不同之处是甲中是圆孔,乙中是方孔,但是在半透明的塑料膜上成的
都是蜡烛倒立的像,所以小孔成像中所成的像与小孔的形状无关;(2)比较甲、丙两图可知,不同之处是
甲用的光源是蜡烛,丙用的光源是灯泡,在半透明的塑料膜上成的一个是蜡烛倒立的像,一个是灯丝倒
立的像,小孔成像中所成的像与物体的形状有关;(3)小孔成像的原理是光在同种均匀介质中沿直线传
播,正因如此所以所成的像都是倒立的;(4)树荫下的圆形光斑是太阳通过树叶间的小孔在地面上所成
的像.
23．阅读短文回答问题。
解读无影灯
同学们，你知道无影灯是什么样子，什么结构吗？无影灯真的不会形成影子吗？这里要从光和
影的关系开始说起。
当光照射在不透明的物体上时，物体就会投下一片阴影，影子有时是很有用的，例如在发明钟
表之前，人们依靠日晷仪上影子的长度和方位来判断时间。影子有时又是很讨厌的，如外科医生在
灯光下动手术时，手的阴影妨碍了他的工作，因此，人们发明了无影灯。
在方桌上铺开一张大白纸，在纸的中心处放上圆柱形物体，先在它的一侧点燃一支蜡烛，你会
看到，这个圆柱会在另一侧投下它的清晰的影子。再点燃一支蜡烛，就会形成两个相叠而不重合的
影子。两影相叠的部分完全无光而全黑，这一部分称为本影；旁边有半透明的灰暗部分，称为半影
点燃第三支蜡烛，本影缩小，半影出现多个层次。同时点燃多支蜡烛，这时本影完全消失，半影也
淡得看不见了。
根据这一原理，科学家设计了手术室用的无影灯。大面积的光源从不同角度把光线照射到手术
台上，保证手术时有足够的亮度，而没有明显的本影来妨碍医生的工作。
请回答下列问题：
（1）无影灯应用了什么物理知识？
（2）外科手术室里使用的无影灯，可以避免手术时出现手及医疗器械产生的黑影，这种无影灯是
由许多发光面较大的 组成。
（3）赤日炎炎的夏季，光明小学的同学们在工地上劳动，将凉水壶放在电线杆的阴影里，某同学
突然提出：电线杆有影子，电线为什么没有影子呢？有四位同学提出了解释，其中正确的是 。
A．射到电线上的光线太弱
B．电线太细，太阳光射到它上面形成的影很小，未落到地面上
C．太阳是个大光源，能把较细电线的四周照亮，在地面上几乎看不到影子
D．电线杆是竖着的，电线横着不会形成影子
【答案】（1）当有多个光源时，物体的本影会完全消失，半影也淡的看不见（2）光源（3）C
【解析】（1）当有多个光源时，物体的本影会完全消失，半影也淡的看不见。根据这一原理，科
学家设计了手术室里用的无影灯，大面积的光源从不同角度把光线照射到手 术台上，保证手术时
有足够的亮度，而没有明显的本影来妨碍医生的工作。
（2）外科手术室里使用的无影灯，可以避免手术时出现手及医疗器械产生的黑影，这种无影灯是
由许多发光面较大的光源组成。
（3）电线杆有影子，电线没有影子，因为太阳是个大光源，能把较细电线的四周照亮，在地面上
几乎看不到影子。
24．我们知道光的传播速度是非常快的，有的同学可能想到，假设光的速度和我们常见的物体的速
度差不多的话，那么我们的生活中将会出现哪些和现在不一样的现象？（至少答出两条）。
【答案】见解析
【解析】白天和黑夜变的非常漫长，因为太阳离我们太远，所以许多年才会变成黑夜，变成白天；
运动快的物体等到了我们跟前才能看见，甚至到了跟前我们都看不见；
我们看物体时，将会慢慢看到，慢慢从眼睛消失等。
等等，合理即可。
