4.1 光的直线传播
一、单选题
1．（2022秋·广东广州·八年级统考期末）学校举行秋季运动会时，其中有关运动员百米赛跑的说法正确的是（ ）
A．终点计时员听到枪声开始计时比看到“白烟”开始计时更准确
B．运动员在整个比赛过程中做匀速直线运动
C．比赛过程中，以地面为参照物，运动员是运动的
D．裁判最终是通过相同时间比较路程的方法来判断运动员运动快慢的
2．（2022秋·广东揭阳·八年级统考期末）墨子是最早发现并完成小孔成像实验的人。如图，关于此实验说法正确的是（ ）
A．小孔成像利用了光的直线传播 B．小孔成像成的是虚像
C．孔越大，成像也就越大 D．小孔的形状会影响成像的形状
3．（2022秋·广东汕尾·八年级统考期末）下列关于声和光的说法，正确的是（ ）
A．光能发生反射，而声音不能发生反射
B．声音的传播速度大于光的传播速度
C．声音传播需要介质，光传播不需要介质
D．声音能传递信息，而光不能传递信息
4．（2022秋·广东清远·八年级统考期末）下列现象不能说明光是沿直线传播的是（ ）
A．在地球上可以看到日食和月食
B．太阳穿过茂密的树叶，在地面形成圆形的光斑
C．“手影”游戏
D．打雷时先看见闪电后听到雷声
5．（2022秋·广东江门·八年级统考期末）如图所示，是学校田径运动会上发令员对着旁边一块黑色圆形挡板发令的情景，对此下列说法正确的是（ ）
A．挡板的主要作用是便于终点计时裁判听到发令枪的响声
B．终点计时裁判靠听枪声或看到开枪产生的白烟开始计时结果都是一样的，因为枪声和白烟是同时产生的
C．起点裁判员打枪时一般会带耳塞，这属于在声源处减弱噪声
D．若终点计时员靠听枪声记录百米赛跑的成绩刚好为12s，如果此时声音在空气中传播的速度为340m/s，那么运动员真实的成绩约为12.29s
6．（2022秋·广东云浮·八年级统考期末）下列现象不能说明光是沿直线传播的是（ ）
A．在地球上可以看到日食和月食
B．打雷时先看见闪电后听到雷声
C．太阳穿过茂密的树叶，在地面形成圆形的光斑
D．“手影”游戏
7．（2022秋·广东东莞·八年级期末）下列现象，属于小孔成像的例子是（ ）。
A．“一叶障目，不识泰山”
B．奥运会射击比赛，眼、准星和靶心三点一线
C．晴朗天气，在浓密森林里看到许多明亮的小圆斑
D．夜晚，出现了“月食”
二、填空题
8．（2022秋·广东惠州·八年级统考期末）如图所示，该刻度尺的分度值为 cm，硬币的直径为 cm；光年是 （选填“时间”或“长度”）的单位。
9．（2022秋·广东佛山·八年级统考期末）在学校运动会中，百米赛跑时，终点计时员先看到发令枪冒烟，这表明 ；小聪和小明的百米赛跑成绩分别为13.05s和13.13s，则 的短跑速度较大，在奔跑过程中，小明观察到观众在向后运动 为参照物。
10．（2022秋·广东湛江·八年级统考期末）如图所示为“小孔成像”的示意图：该现象可以用 来解释；小孔成的像是 （选“虚像”或“实像”），若光屏向小孔靠近，光屏上的像比原来 （填“变大”“不变”或“变小”）。
11．（2022秋·广东揭阳·八年级统考期末）某同学利用如图所示的装置，制作了一个“小孔成像观察仪”。此观察仪成像原理是 ；将小孔对准远处的景物，能在光屏上看见一个 （选填“正立”或“倒立”）的像；观察景物时，增大光屏与小孔之间的距离，则光屏上的像将 （选填“变大”、“不变”或“变小”）。
12．（2022秋·广东肇庆·八年级统考期末）光在真空中的传播速度是 km/s。2016年，人类首次直接探测到了由13亿光年之外的两颗黑洞在合并时产生的引力波，这引力波 （选填“是”或“不是”）声波。天文学中的“光年”是 单位。
13．（2022秋·广东梅州·八年级统考期末）如图所示为“小孔成像”的示意图:该现象可以用 来解释；小孔成的像是 （选“虚像”或“实像”），若小孔位置固定，将蜡烛和光屏位置对调，光屏上的像比原来 （填“变大”“不变”或“变小”）。
14．（2022秋·广东云浮·八年级统考期末）小明同学用易拉罐做小孔成像实验，他在空易拉罐底部的中央，用钉子戳一个小孔，将易拉罐的顶部剪去后，蒙上一层半透明塑料薄膜．小明把易拉罐正对着点燃的蜡烛（如图所示），则在半透明纸上会看到蜡烛的 （选填“正立”或“倒立”）的像，这现象可用光的 知识解释．小明实验时发现小孔所成像的大小会变化，当易拉罐适当远离蜡烛时，所成的像将变 （选填“大”或“小”）．
三、作图题
15．（2022秋·广东云浮·八年级统考期末）如图，阳光下水平地面上站着小明和小红，请根据小红的影长，画光路图标出小明的影长。
16．（2022秋·广东汕头·八年级统考期末）请在图中画出井中青蛙的眼睛O点可以看到的天的范围。
17．（2022秋·广东深圳·八年级统考期末）如图所示，室内有一点A，人眼在A处，试画出人眼能够观察到室外景物的范围的光路图，并将所看到的景物范围用斜线表示出来。
四、实验题
18．（2022秋·广东深圳·八年级统考期末）阅读短文，回答问题。
光在均匀介质中是沿直线传播的。我们将激光笔发出的光束射向盛水的烧杯，是看不见水中的光路的；但当向水中加入一些牛奶或者豆浆时，奇迹出现了：我们看见了水中光的通路（图甲）。这个现象是英国科学家丁达尔于1869年最先发现的，所以被称为丁达尔效应。
为什么会发生丁达尔效应呢？原来，像稀牛奶、稀豆浆、云、烟、雾这些物体，都是由好几种物质混合形成的，我们称它们为“胶体”，胶体中有许多物质微粒。当光穿过胶体，碰到这些微粒时，就会以微粒为中心向四面八方发出一些光，这就是光的散射。正因为光通过胶体发生了光的散射，有一些光进入我们的眼里，我们才看见了光的通路。光的散射导致了丁达尔效应，就象光的反射会使平面镜成像一样。生活中的丁达尔效应是很多的，如我们看见的森林中的光线，云间的光线等（图乙）。
（1）老师利用激光演示光在水中沿直线传播时，大家是看不见水中的光路的。向水中加入几滴牛奶，杯中的物体成为 体，能使光发生 （选填“反射”、“折射”或“散射”），大家就能看见液体中的光路了；
（2）树荫下的光斑是由光的 形成的；
（3）小明同学想研究光在空气中的传播情况，但他却观察不到激光笔发出的光在空气中的情况，请你为他想出一种办法，使人能看见空气中的光路 。
五、计算题
19．（2022秋·广东阳江·八年级统考期末）科学家利用激光测量月球与地球间的距离。在地球上向月球发射的激光经2.56s反射回来（光速为3.0×108 m/s）。
（1）请问可以用超声波测量月球与地球间的距离吗？为什么？
（2）地球与月球相距多远？
（3）太阳到地球距离约为1.5×108 km，太阳光要多久射到地球上来？
六、综合题
20．（2022秋·广东湛江·八年级期末）激光是 20 世纪的重大发明，被称为“最快的刀”“最准的尺”和“最奇异的光”。激光具有超强的能量密度，可以在直径几百纳米的范围内产生几百万度的高温。工业上，激光刀可切割坚硬和柔软的材料，对切割部位进行局部照射几秒钟便能切割好。激光刀还是外科医生的好帮手，用它做手术没有丝毫机械撞击，而且又快又精准，大大减轻了病人的痛苦，应用于血管瘤、脑部手术等。激光单色性好、方向性强、测距精度高，使得测量人造卫星、月球等目标的距离变成现实。宇航员在月球上安放激光反射器，激光器从地球向月球发射一个激光脉冲信号，月球上的反射器能够将激光脉冲原路返回，激光脉冲从发出到接收时间间隔为2.56s。激光也被作为电影素材，在科幻电影《星球大战》中天行者使用的激光剑能释放出一道长约 1m 的纯能量束，战斗时悄无声息。
（1）激光刀在切割坚硬或柔软的材料时，材料所发生的物态变化可能是 （只需答出一种即可），此过程需要 热量。
（2）光在真空中的传播速度是 3×108m/s，则月球与地球之间的距离为 m。
（3）如果《星球大战》中的激光剑刺向你，你可以利用 做一个盾牌把激光挡回去，那么拿剑者将会搬起石头砸自己的脚。
参考答案：
1．C
【详解】A．光在空气中的传播速度远大于声音在空气中的传播速度，所以在看到发令时散发的白烟按秒表计时较为准确。故A错误；
B．运动员在整个比赛过程中，速度是变化的，所以不是匀速直线运动。故B错误；
C．百米比赛中，运动员相对于地面的位置不断发生变化，因此运动员是运动的。故C正确；
D．裁判最终是通过在行驶路程相等的情况下，比较运动时间的长短，运动的时间越短，运动得越快，故D错误。
故选C。
2．A
【详解】A．小孔成像是光的直线传播形成的，故A正确；
B．小孔所成的像都是倒立的实像，故B错误；
C．小孔成的像与物体的大小和物体与小孔的距离有关，与孔的大小无关，故C错误；
D．小孔所成的像与小孔的形状无关，与物体的形状有关，故D错误。
故选A。
3．C
【详解】A．声音和光遇到障碍物时都会发生反射，故A错误；
B．15℃空气中声速近似为340m/s，空气中光速近似为3.0×108m/s，即声音的传播速度小于光的传播速度，故B错误；
C．声音不能在真空中传播，光可以在真空中传播，即声音传播需要介质，光传播不需要介质，故C正确；
D．声音和光都可以传递信息，故D错误。
故选C。
4．D
【详解】A．日食是月球运动到太阳和地球中间，如果三者正好处在同一条直线上，月球会挡住太阳射向地球的光，月球身后的黑影落在地球上，形成日食；当月球运行至地球的阴影部分时，在月球和地球之间的地区会因为太阳光被地球所遮闭，就看到月球缺了一块，故形成了月食，日食和月食说明光是沿直线传播的，故A不符合题意；
B．太阳穿过茂密的树叶，在地面形成圆形的光斑是小孔成像现象，说明光是沿直线传播的，故B不符合题意；
C．因为光在同种均匀介质中是沿直线传播的，如果在传播过程中遇到不透明的物体就会形成一个光所到达不了的区域，这样就形成了影子，“手影”游戏说明光是沿直线传播的，故C不符合题意；
D．打雷时先看见闪电后听到雷声，是因为光速比声速快，不能说明光是沿直线传播的，故D符合题意。
故选D。
5．D
【详解】A. 挡板的主要作用是可以帮助终点计时裁判看到发令枪冒出的白烟，故A错误；
B. 发令枪响的同时产生白烟，起点的运动员听到枪响立刻开始奔跑，但声速远小于光速，终点裁判先看到“白烟”，但需要过一会儿才听到枪响，所以终点计时裁判靠听枪声计时要比看到开枪产生的白烟开始计时更短，故B错误；
C. 起点裁判员打枪时一般会带耳塞，这属于在人耳处减弱噪声，故C错误；
D. 若终点计时员靠听枪声记录百米赛跑的成绩刚好为12s，如果此时声音在空气中传播的速度为340m/s，那么声音在空气中传播的时间为
运动员真实的成绩为
故D正确。
故选D。
6．B
【详解】A．日食由于月球挡住了太阳光，地球上人们进行月球的影子中无法看到完整的太阳，是光的直线传播形成的；月食是地球挡住了太阳光，月亮运行到地球的影子中形成的现象，是光的直线传播形成的，故A不符合题意；
B．因为光速比声速快得多，所以打雷时闪电先传到人的眼睛，声音传播速度慢后听到雷声，与光的直线传播无关，故B符合题意；
C．太阳穿过茂密的树叶，在地面形成圆形的光斑是太阳通过小孔时沿直线传播所成的像，是小孔成像现象，属于光的直线传播，故C不符合题意；
D．“手影”游戏，是光线被挡住后无法照射到而形成的，利用了光的直线传播，故D不符合题意。
故选B。
7．C
【详解】A．因为光在同种均匀物质中沿直线传播的，当一片叶子距离眼睛很近时，眼睛看到的世界会很窄，就出现了“一叶障目，不识泰山”的现象，属于光的直线传播的例子，故A不符合题意；
B．奥运会射击比赛，眼、准星和靶心三点一线，同样是利用光的直线传播现象，故B不符合题意；
C．浓密森林，树叶很密，也就形成了小孔，太阳光通过小孔照射到地面会形成小圆斑，所以晴朗天气，在浓密森林里看到许多明亮的小圆斑属于小孔成像，故C符合题意；
D．月食是光的直线传播的例证，故D不符合题意。
故选C。
8． 0.1 2.90 长度
【详解】[1][2]刻度尺上1cm之间有10小格，所以每个小格代表的长度是0.1cm，即此刻度尺的分度值是0.1cm；物体左侧与4.00cm对齐，右侧与6.90cm对齐，所以物体的长度
[2]光年是指光在真空中行走一年的距离，是长度单位。
9． 光速比声速大得多 小聪 小明
【详解】[1]光速比声速大得多，光通过100m所用的时间是微不足道的，可以忽略不计，而声音通过100m所用的时间却能影响运动员的成绩。
[2]百米赛跑时，小聪和小明的百米赛跑成绩分别为13.05s和13.13s，相同路程时，小聪所花的时间短，所以小聪的短跑速度较大。
[3]在奔跑过程中，观众相对于小明向后运动，发生位置变化，这是选择小明为参照物。
10． 光的直线传播 实像 变小
【详解】[1][2]小孔成的像是倒立的实像，是光的直线传播形成的。
[3]若小孔、蜡烛位置固定，只将光屏向小孔靠近，光屏上的像比原来变小。
11． 光的直线传播 倒立 变大
【详解】[1]小孔成像原理是光在同一均匀介质中沿直线传播。
[2]小孔成像时，像是倒立的实像。
[3]观察景物时，移动圆筒位置，增大光屏与小孔之间的距离，即像距变大，由小孔成像的规律可知，光屏上的像变大。
12． 3.0×105 不是 长度
【详解】[1]光在真空中的传播速度为
3.0×108m/s＝3.0×105km/s
[2]声音不能在真空中传播，引力波能在真空中传播，故引力波不是声波。
[3] 光年是光在一年内所走的路程，所以光年是长度单位。
13． 光沿直线传播 实像 变小
【详解】[1][2]小孔成像的原理为光沿直线传播，光屏上可以承接到像，则为实像。
[3]若小孔位置固定，将蜡烛和光屏位置对调，相当于增大了物距，缩小了像距，都会使像变小。
14． 倒立 直线传播 小
【详解】根据题意可以知道用易拉罐制成的针孔照相机的原理就是小孔成像,由光的直线传播可以知道小孔成的像是倒立的缩小的实像;因为光是沿直线传播的,当易拉罐适当远离蜡烛时,所成的像将变小
【点睛】(1)物体发出或反射的光通过小孔后,在小孔后面的光屏上形成倒立的实像,这就是小孔成像;是因为光的直线传播造成的; (2)在小孔成像现象中,物体经小孔成的像的形状由物体决定,像的形状与物体的形状相同,与孔的形状无关. (3)小孔所成像的大小与物体的大小、物到小孔的距离、小孔到光屏的距离有关,根据影响像大小的因素解答.
15．
【详解】光在同种均匀介质中沿直线传播。连接小红头顶C与小红影子的右端D画出光线CD；太阳光可视为平行光，过小明头顶端E作CD的平行线EA交地面与A点，则小明脚下B到A点的距离即为小明的影长，如图所示：
16．
【详解】将O点分别与井口左边的端点、井口右边的端点相连成一直线，然后在直线上标出光线射向O点的箭头，即可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，如图所示：
17．
【详解】在同种均匀透明的介质中沿直线传播，从A点通过小孔能够看到的室外景物是A点与小孔上下边界的连线围起来的范围，如图所示
18． 胶 散射 直线传播 在光的传播路径上喷一些烟雾
【详解】（1）[1][2]由题意可知，向水中加入几滴牛奶，杯中的物体成为胶体，能使光发生散射。
（2）[3]树荫下的光斑是太阳经过缝隙在地面上的像，小孔成像是因为光沿直线传播形成的；
（3）[4]由于周围光的干扰使激光小手电的光不能观察到，因此可采用对比的方法，让光在烟雾中传播，这样便可清晰地观察到了。
19．（1）不可以，见解析；（2）3.84×108 m；（3）500s
【详解】解：（1）月球与地球间是真空，声音不能在真空传播，故不可以用超声波测量月球与地球间的距离。
（2）在地球上向月球发射激光，激光到达月球的时间为
地球与月球相距的路程
（3）太阳光射到地球上来的时间
答：（1）月球表面是真空，声音不能在真空传播，故不可以用超声波测量月球与地球间的距离；
（2）地球与月球相距；
（3）太阳光要射到地球上来。
20． 升华 吸收 3.84×108 平面镜
【详解】（1）[1][2]激光刀可切割坚硬和柔软的材料，对切割部位进行局部照射几秒钟便能切割好是物质由固态直接变成气态的过程，是升华，升华吸热。
（2）[3]因为激光脉冲从发出到接收时间间隔为2.56s,故光从地球到月球的时间为
t＝×2.56s＝1.28s
根据得月球与地球之间的距离为
s＝vt＝3×108m/s×1.28s＝3.84×108m
（3）[4]利用光的反射的知识：当激光剑刺向你，你可以利用平面镜把激光挡回去。
