1、1 第 1 节 光的直线传播 【自主预习探新知】【自主预习探新知】 【新知初探】 一、光源 1定义：能够_的物体叫光源。 2分类 (1)天然光源：自然界中存在并能自行发光的物体，如_、_、_等。 (2)人造光源：在人为条件下使其发光的物体，如_、_、_等。 二、光的直线传播 1介质：空气、水、玻璃等_物质叫作介质。 2条件：光在_介质中沿直线传播。 3光线：用一条_的直线表示光传播的_和_，这样的直线叫光线。 三、光的传播速度 1光速：光在真空中传播最快，速度约为 c_m/s。光在水中的速度约为_c，在玻璃中的速 度约为_c。 2光年：_单位，1 光年等于光在_传播的距离。 【预习自测】 1生
2、活中许多物体可以发光，下列物体不属于光源的是 ( ) A水母 B萤火虫 C月亮 D霓虹灯 2下列现象中，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小孔成像 D发生雷电时，先看到闪电而后才听到雷鸣声 【合作探究破疑难】【合作探究破疑难】 【要点突破】 知识点 1 光的直线传播 1探究光的直线传播 2 演示 1：在暗室中，用激光笔将一束激光射向空中，观察光在空气中的传播径迹(为了能看到光在空气中的 传播径迹，可以在空气中喷洒空气清新剂或制造一些烟雾)，如图甲所示。 演示 2：用激光笔将一束激光射入水中，观察光在水中的传播径迹，如图乙所示。 演示 3：用激光笔将一束激光垂直射
3、入透明的果冻中，观察光在果冻中的传播径迹，如图丙所示。 甲 乙 丙 (1)在演示实验中，所选用的光源是什么？ (2)这三个演示实验中，你观察到什么现象？通过实验现象得出什么结论？ 2为了形象描述光的传播情况，教材中用了什么方法？ 3光的直线传播的应用 (1)图 413 所示是李丽同学在课余时间里自制的小孔成像仪，利用这个仪器你能在屏上看到蜡烛的像。 你能说明小孔成像的原理吗？试着说出此时像的特点。 (2)认真观察图，试着阐述一下形成这种现象的原因。 阳光下我们的 影子真神奇 “我”也有自 己的影子 3 (3)根据下图所示的原理图，说出日食、月食形成的原因。 甲 日食 乙 月食 【归纳总结】 (
4、1)用光线来表示光的传播径迹时，应用了模型法。所谓模型法，就是在研究比较抽象的物理问题时，根据 它的一些特征，用一些具体的图形或模型来代替它，把它形象地表示出来，这样就把它更具体化了。 (2)影子的形成与小孔成像的比较 小孔成像 影子的形成 形成 原理 光沿直线传播 光路图 形成 原因 像是光线在光屏上实际到达的区域 影子是光线被物体挡住，在物体的后面形成的阴 影区 特点 是倒立的实像。像的大小与物体到小孔 的距离和小孔到光屏的距离有关 影子的大小与物体到光源的距离和物体到光屏的 距离有关 【典例】 小明同学在课外按如图所示的装置做小孔成像实验。 如果易拉罐底部有一个很小的三角形小孔， 则他在
5、半透明纸上看到的像是 ( ) A蜡烛的正立像 B蜡烛的倒立像 C三角形光斑 D蜡烛的实像 想一想：如果易拉罐的位置不变，将蜡烛的位置向后移动，则蜡烛成像的大小发生什么样的变化？ 4 【易错提醒】关于小孔成像的易错点 小孔成像成的是倒立的实像(相对于物体)，像的大小与物体到孔的距离和孔到屏 的距离有关，像的形状与物体相同，而与孔的形状无关。 【针对训练】 如图所示，李明在回家经过一盏路灯的过程中，发现自己的影子在不断变化，根据所学的知识判定一下李 明影子长短的变化情况是_。 知识点 2 光的传播速度 世界上很多城市都会在各自国家的国庆日有烟花表演， 假设你十一期间在香港看2015年国庆日烟花表演
6、。 (1)若你在离烟花表演处 5 km 远处看，对礼花爆炸时的声音和色彩你会先感觉到哪一个？说明原因。 (2)两者时间相差多少 s？(保留一位小数) 【归纳总结】 声音的传播与光的传播的比较 是否需要介 质 传播的快慢 传播的路线 空气中传播的速度 声音的传播 是 较慢 可以绕过障碍物 340 m/s 光的传播 否 极快 同种均匀介质中沿直 线传播 约为 3108 m/s 【典例】 百米竞赛时，关于终点计时员计时的说法，正确的是 ( ) A看到发令枪冒白烟时开始计时，会使运动员成绩偏低 B看到发令枪冒白烟时开始计时，会使运动员成绩偏高 C听到发令枪响开始计时，会使运动员成绩偏低 D听到发令枪响
7、开始计时，会使运动员成绩偏高 5 【针对训练】 小明百米赛跑时，如果终点计时员听见起跑处的枪声才开始计时，小明百米赛跑的成绩是 12.5 s，(声音 在空气中的传播速度为 340 m/s)问： (1)这个成绩准确吗？为什么？ (2)小明百米赛跑的实际成绩是多少？ 【达标检测】 (10 分钟) 1夏天的夜晚，我们看到无数闪烁的星辰，高悬的月亮，高楼内射出的各色灯光交相辉映，萤火虫在草 丛中闪着淡淡的绿光。它们中一定不是光源的是 ( ) A星星 B月亮 C灯 D萤火虫 2图所示是我国出现的一次日食奇观示意图。小华借助小孔成像实验装置对“”形太阳进行观察， 纸盒上扎有圆形小孔，则她在半透明光屏上看到
8、像的形状是图中的 ( ) A B C D 3雷雨天，我们总是先看到闪电后听到雷声，这是因为 ( ) A光在空气中的传播速度比声音在空气中的速度慢 B光在空气中的传播速度比声音在空气中的速度快 C闪电比雷声发出的早 D雷声从更远的地方传来 4影子的形成表明光在_介质中_传播。光在真空中的传播速度最_，其值是 c _m/s。光在不同介质中的速度_。 6 5如图所示，在一块硬纸板上挖一边长为 4.5 毫米的正方形的孔，把这块挖有方形孔的纸板对准太阳光， 当纸板和地面相距较远时，在地面上能观察到_(选填“正方形”“圆形”或“三角形”)亮斑，这是光的 _造成的；再逐渐增大纸板与地面的距离时，你会发现地面
9、上那个亮斑将变_(选填“变 大”或“变小”)；当纸板和地面距离非常非常近时，在地面上能观察到_(选填“正方形”“圆形”或“三角 形”)亮斑。 【分层演练提素能】【分层演练提素能】 【基础巩固练】 1下图中物体不属于光源的是 ( ) A生日蜡烛 B璀璨宝石 C奥运圣火 D初升太阳 2小明在学习“光的直线传播”时，看到老师的一个演示实验，过程如下： 用激光笔射向水中，观察到光线是一条直线； 用漏斗向水中慢慢注入海波溶液，观察到光线发生了弯曲； 经搅拌后，观察到光线又变直。 小明根据上述现象得出的结论，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
10、D光在同一种均匀介质中才沿直线传播 3枯井中的青蛙位于井底 O 点“坐井观天”，下图中青蛙通过井口观察范围正确的是 ( ) A B C D 7 4在探究树荫下光斑的综合实践活动中，为了研究孔的大小对光斑形状的影响。小华设计了四种有不同 形状孔的卡片甲，并用另一张卡片乙覆盖在甲上，如图所示。接着，从图示位置沿箭头方向水平移动乙， 观察光斑形状的变化情况，下列合乎要求的是 ( ) A B C D 5将甲手机挂在玻璃罩内，用乙手机拨打甲手机，能听到甲手机的振铃声，同时也能看见甲手机来电指 示灯闪烁。如果用抽气机不断抽取玻璃罩内的空气，再用乙手机拨打甲手机，听到甲手机的振铃声越来越 小，最后几乎听不到
11、振铃声，但仍能看见甲手机来电指示灯闪烁。这个实验说明 ( ) A声音和光的传播都需要介质 B声音和光都可以在真空中传播 C声音可以在真空中传播而光不能 D光可以在真空中传播而声音不能 6下列关于光线的说法，正确的是 ( ) A光线是真实存在的带箭头的直线 B激光笔发出的光是一条光线 C光线是表示光的径迹和方向的 D光线可以用虚线表示 7如图所示，用步枪进行瞄准练习时，当眼睛看到瞄准点、准星尖和标尺缺口三者重合时，就认为三者 是在同一条直线上了，这根据的是_的道理。 8某学生在一次“学习报告”中说“要看到现在天体的变化，那得 15 万光年”。在这里，他把“光年”当成了 时间的单位。其实， “光年
12、”应该是_的单位。 8 【提能综合练】 9如图，从墙壁的狭缝中射出一束光，请你用作图法确定光源的位置。 10夏日下午，为了防止自行车被曝晒，学校的四层教学楼边有如图所示的四个露天停车区，你认为停车 的最佳位置是哪一区？ 11电闪雷鸣时，我们先看到闪电后听到雷声，小明同学用停表测出从看到闪电到听到雷声的时间为 4 s， 求发生雷电处到他的距离约有多远？(已知声音在空气中的传播速度为 340 m/s，光在空气中的传播速度约 为 3 108 m/s) 【拓展创新练】 12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
13、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”)的实像，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实像。 9 参考答案及解析参考答案及解析 第 1 节 光的直线传播 【自主预习 探新知】 新知初探 一、1.发光 2.(1)太阳、水母、萤火虫 (2)蜡烛 电灯 LED 灯 二、1.透明 2.同种均匀 3.带有箭头 径迹
14、 方向 三、1.3 108 3 4 2 3 2长度 真空中 1 年内 预习自测 1C 2.D 【合作探究 破疑难】 要点突破 知识点 1 1(1)激光笔。 (2)观察到光在空气、水和果冻中是沿直线传播的；通过实验现象可以得出光在同种均匀介质中是沿直线传 播的。 2用一条带有箭头的直线表示光的传播径迹和方向，并将这条带有箭头的直线称为光线。许多光线在一 起称为光束，如图所示。 3(1)小孔成像是由光沿直线传播形成的；此时成的是倒立、缩小的实像。 (2)光在传播过程中，遇到人体、杯子等不透明的物体时，在物体后面光不能到达的区域就产生了影子。 (3)当月球转到地球和太阳之间，并且三者在同一条直线上时
15、，月球就挡住了射向地球的太阳光，在地球阴 影区的位置就发生了日食；当地球转到月球和太阳之间，并且三者在同一条直线上时，地球就挡住了射向 月球的太阳光，在阴影部分的月球不能反射太阳光，这样就形成了月食。 典例B 解析：小孔成像是由于光的直线传播形成的，物体经过小孔成的像是倒立的实像，而不是光斑， 像的形状与物体相同，而与小孔的形状无关。故选 B。 想一想 变小 解析：见下图：若易拉罐位置不动，让物体远离易拉罐，像仍然成在半透明纸上，像距不变；让物 体远离易拉罐，AOB 与AOB的相似比变大，AB 大小不变，则像变小； 10 针对训练 先变短再变长 解析：由于光沿直线传播，李明在远处时，影子区域较
16、大，李明在灯下时，影子较短，故 李明经过路灯时，他的影子先变短再变长。 知识点 2 (1)先感觉到色彩；光的传播速度比声音的传播速度大。 (2)两者感觉到的时间相差为 14.7 s。 典例D 解析：百米赛跑场上记时裁判从看到发令枪冒白烟开始记时，而不是听到枪声时计时如果听到 枪声才计时，因为光速比声速大，声音传播需要时间多，这样少计了些时间，听到枪声才开始计时，说明 枪声已经传播 100 米到达终点时才开始计时，测得时间肯定少了，少的时间为 ts v 100 m 340 m/s0.294 s，这 样就提高了他的成绩。故选 D。 针对训练 (1)声音的传播需要时间，声音从起跑处传到计时员处需要一
17、定的时间，如果听到枪声才计时，计时员所计 的时间偏小，故计时不准确。 (2)由公式 vs t得枪声的传播时间为 ts v 100 m 340 m/s0.29 s， 所以小明的百米成绩是 12.5 s0.29 s12.79 s 。 解析： 当发令枪一响， 运动员会比计时员先听到枪声， 运动员起跑以后， 稍后一会， 计时员才会听到枪声， 所以计时员少计了一些时间；声音在空气中的传播速度约为 340 m/s，传播 100 m 的时间可以根据 ts v来 计算。 达标检测 1B 解析：夜晚，我们看到的星星有行星和恒星，行星不是光源，恒星是光源，A 选项不符合题意；月 亮本身不发光，它反射太阳光，不是光
18、源，B 选项符合题意；电灯工作时是光源，不工作时不是光源，C 选项不符合题意；萤火虫能发光，是光源，D 选项不符合题意。 2C 解析：由小孔成像的特点(上下、左右反转)可知日偏食经小孔成的像的缺口正好在日偏食缺口的对 侧，所以 C 选项符合题意。 3B 解析：闪电和雷声是同时发生的，由于光在空气的传播速度比声音在空气中的传播速度快，故先看 到闪电，后听到雷声。故选 B。 4同种均匀 沿直线 大 3.0 108 一般不同 5圆形 直线传播 变大 正方形 解析：太阳光通过硬纸板上很小的正方形小孔，在地面上将观察到 一个圆形的光斑，这是小孔成像现象，说明了光是沿直线传播的；硬纸板与地面的距离增大，也
19、就是小孔 到地面的距离增大，光斑的形状不变，但是光斑变大。当纸板和地面距离非常非常近时，在地面上能观察 到正方形的光斑。 【分层演练 提素能】 11 1B 解析：点燃的生日蜡烛、奥运圣火和太阳能够自身发光，所以它们都是光源；宝石璀璨是反射其他 发光物体的光，所以它不能自身发光不是光源。故选 B。 2D 解析：从中我们发现光在水中沿直线传播；中的光线不再沿直线传播，不同于的是介质不 再均匀；现象中的光线又沿直线传播，是由于搅拌后，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。 3B 解析：图中 O 点是青蛙的位置，将 O 点与井口左边的端点相连成一直线，将 O 点与井口右边的端
20、 点相连成一直线，然后在直线上标出箭头，即得到两条射向青蛙眼睛的光线，这两条光线就决定了青蛙的 观察范围。A 图中光的传播方向标错了，C 图中光线发生了偏折，因为光是沿直线传播的，所以 C 图也不 正确； D 图中不仅光线发生了偏折， 而且光的传播方向也标错了， 所以 D 图也不正确， 只有 B 图是正确的。 故选 B。 4A 解析：A 图中随着卡片乙向左移动，孔的形状始终是三角形，并且逐渐变小，故 A 符合要求；B、 C、D 三图中随着卡片乙向左移动，孔的形状发生了变化，不符合要求。故选 A。 5D 解析：当用抽气机不断地抽取玻璃罩内的空气时(空气越来越少，最后连空气也没有了，几乎就是 真空
21、了)，甲手机的振铃声越来越小，最后几乎听不到振铃声，这说明了声音的传播需要介质，声音不能在 真空中传播；而我们仍能看见甲手机来电指示灯闪烁(属于光信号)，这说明光的传播不需要介质，光可以 在真空中传播。故选 D。 6C 解析：光线实际不存在，A 选项错误；激光笔发出的是光，不是光线，B 选项错误；光线是形象地 表示光的径迹和方向的，C 选项正确；在光路图中，光线用实线表示，以与法线和反向延长线相区别，D 选项错误。故选 C。 7光沿直线传播 解析：步枪瞄准练习时，当眼睛看到缺口、准星和瞄准点三者重合时，根据光的直线 传播原理，就认为三者在同一直线上了，即三点同线。 8长度 解析：光年表示光在一
22、年内通过的距离，是长度的单位，不是时间的单位。 9. 解析： 在同种均匀介质中光线是沿直线传播的。 作两条光线的反向延长线交与 S 点， 该点即为光源的位置。 10区 解析：由于下午太阳在教学楼的西边，太阳光沿直线传播被教学楼挡住，在它的东边形成了教 学楼的影子。只有把自行车放在没有被太阳照到的影子区域，才能有效地防止曝晒，由此分析教学楼东侧 的区才是最佳位置。 11 解： 从发生闪电到听到声音经过了 4 s； 因为 vs t， 发生雷电处到他的距离： s340 m/s 4 s1 360 m。 12(1)物体通过小孔所成的像与孔的形状无关 (2)所成的像的形状由物体的形状决定 (3)倒立 光的直 12 线传播 (4)太阳 解析：(1)在甲图和乙图中不同的是孔的形状，但所成的像相同。故小孔成像(的形状)与小孔的形 状无关。(2)在甲图和丙图中不同的是物体的形状，所成的像也不同。故小孔成像(的形状)与物体的形状由 物体的形状决定。(3)观察三次成像可知：所成的像是倒立的，说明小孔成像的原理是光沿直线传播。(4) 树荫下的圆形光斑就是太阳的像。