专题3.3 光的直线传播【十大题型】-2024-2025学年八年级物理上册举一反三系列(苏科版)

专题3.3 光的直线传播【十大题型】 题型一、光沿直线传播的条件 1 题型二、光沿直线传播确定范围 2 题型三、日食和月食的形成 5 题型四、小孔成像的原理 6 题型五、小孔成像的实验探究 7 题型六、光在真空中的速度 9 题型七、画图（视觉范围） 10 题型八、画图（影子的形成） 11 题型九、画图（日食和月食） 11 题型十、画图（小孔成像） 12 巩固练习 12 提优练习 17 知识点01 光的直线传播 1、光在同一种均匀的介质中沿直线传播。 2、光线：为了表示光的传播方向，我们用一根带箭头的直线表示光的径迹和方向，这样的直线叫光线。 注释： 1、光线是人们为了表征光的传播而引进的一个抽象工具，它是一个理想模型，而不是真实存在的。 2、人眼能看到东西是由于光进入人的眼睛。 题型一、光沿直线传播的条件 【典例1】如图所示，李老师在玻璃缸内配制了白糖水。一段时间后小昕同学用激光笔从玻璃缸的外侧将光线射入白糖水，观察到光在白糖水中的传播路径如图甲所示。随后老师用玻璃棒将白糖水搅拌均匀，再用激光笔从玻璃缸的外侧将光线射入白糖水，观察到光在白糖水中的传播路径如图乙所示。比较甲、乙两个实验现象可以说明光在 的白糖水中沿直线传播。 【变式1-1】（2024·广西北海·二模）广西壮族自治区是全国唯一的永久备战区，广西军训更是文明全国。在军训中，喊出“愿以吾家之青春，捍卫盛世之中华”的口号。口号声通过 传递到每一个学子的耳中，让人热血沸腾，教官传授瞄准射击要领时强调要“三点一线”，这是利用了光在 中沿直线传播原理。 【变式1-2】（23-24八年级上·安徽亳州·阶段练习）成语“一叶障目，不见泰山”，比喻为局部现象所迷惑，看不到全局的整体，也比喻目光短浅；本义是一片树叶挡住了眼睛，连面前高大的泰山都看不见。从物理学的角度解释其原因，这是由于在均匀介质中 。 【变式1-3】（23-24八年级上·湖北武汉·期末）如图是哈尔滨国际冰雪节开幕式中灯光秀表演的情景。灯光秀开启后，夺目的光束照亮夜空，形成这种现象的原因光的 。（填“直线传播”、“反射”、“折射”或“色散”） 题型二、光沿直线传播确定范围 【典例2】（2024·山东济南·模拟预测）如图所示，汽车前方的盲区是由于车身设计的缘故，阻挡了驾驶员视线而形成的，盲区的形成是由于光的 ，汽车的倒车雷达是利用 （选填“超声波”、“次声波”、“红外线”、“紫外线”）来工作的。 【变式2-1】（23-24八年级上·江西南昌·期中）如图所示是爸爸陪孩子玩游戏的场景，爸爸站在孩子身后打开手机的闪光灯，孩子做出各种动作后，在墙面上形成不同大小的影子，想要让影子变大，爸爸可以将手机 （选填“靠近”或“远离”）孩子，影子形成的原理是 。 【变式2-2】如图甲为手机防窥膜结构图，采用了超细百叶窗光学技术。贴在手机屏幕上的效果如图乙所示，其原理类似百叶窗，只能透过一定角度的光线，结构简图如图丙。两侧之所以看不清屏幕内容，是由于光的 （填写光现象）；此防窥膜贴在手机屏幕上， （选填“能”或“不能”）防止上方的窥视；为了让防窥效果更好（可视范围减小），可以适当地 （选填“增大”或“减小”）超细百叶窗的间距。 知识点02 光的直线传播的现象和应用 1、光沿直线传播的现象 （1）影子：光在传播过程中，遇到不透明的物体，在不透明的物体后面，光照射不到，形成了黑暗的部分就是物体的影子。如下图： （2）日食、月食： 日食：发生日食时，太阳、月球、地球在同一条直线上，月球在中间，在地球上月球本影里的人看不到太阳的整个发光表面，这就是日全食，如Ⅰ区。在月球半影里的人看不到太阳某一侧的发光表面，这就是日偏食如Ⅱ区，在月球本影延长的空间即伪本影里的人看不到太阳中部发出的光，只能看到太阳周围的发光环形面，这就是日环食，如Ⅲ区。 月食：发生月食时，太阳、地球、月球同在一条直线上，地球在中间，如下图所示。当月球全处于Ⅰ区时，地球上夜晚的人会看见月全食；若月球部分处于本影区Ⅰ、部分处于半影区Ⅱ时，地球上夜晚的人会看见月偏食，但要注意，当月球整体在半影区时并不发生月偏食。 （3）小孔成像：用一个带有小孔的板遮挡在屏幕与物体之间，屏幕上就会形成物体的倒像，我们把这样的现象叫小孔成像，如图所示： 成像特点：倒立、实像 成像大小：小孔成像的大小与物体和小孔的距离，光屏到小孔的距离有关。 2、光沿直线传播的应用 （1）利用激光准直引导掘进机直线前进。 （2）排队时看齐。 （3）射击瞄准，瞄准点、准星、缺口三点一线。 注释： 1、影子分为本影和半影，如果是一个点光源只能形成本影如图甲所示；如果不是两个或多个点光源，一般会形成本影与半影。如图乙所示： 2、小孔成像的形状与小孔的形状无关。如：树荫下的光斑，是太阳的像。 题型三、日食和月食的形成 【典例3】（2024·江苏泰州·一模）当月球运动到太阳和地球之间，月球就会挡住太阳射向地球的光，月球身后的影子正好落到地球上时，如图，在a、b、c、d位置此刻都看不到日食现象的是（　　）    A．a、b两位置 B．b、c两位置 C．a、c两位置 D．a、d两位置 【变式3-1】（23-24八年级下·江西吉安·开学考试）发生日环食现象时，太阳、地球和月球的位置处于中间的是 （选填“地球”或“月球”）。在一张不透光的纸上打一个极小的“△”三角形孔，让太阳光垂直射到这张纸上经过这个小孔，这时在地面看到 （选填“圆形”、“三角形“或“方形”）小亮斑。 【变式3-2】（23-24八年级上·黑龙江齐齐哈尔·期末）如图所示，月全食是由于光的 形成的，发生月全食时，这个时候月球进入图中的 （选填“A”“B”或“C”）区。 【变式3-3】（23-24八年级上·江苏无锡·阶段练习）在我国漠河地区出现了“日全食”现象，这是由于 形成的，如图表示日全食时太阳、地球、月球的位置，则图中的A是 。 题型四、小孔成像的原理 【典例4】如图为“小孔成像”的示意图：该现象可以用 来解释；想让光屏上的像变大你的操作是：保持蜡烛和小孔位置不变将光屏适当 （选填“靠近”或“远离”）小孔。 【变式4-1】（23-24八年级上·广东惠州·期中）如下图所示为“小孔成像”的示意图：该现象可以用光 来解释：小孔成的像是 （选“虚像”或“实像”）。若把孔的形状改成三角形，像的形状 （选填“会”或“不会”）改变。    【变式4-2】如图所示为“小孔成像”的示意图。 （1）该现象可以用 来解释； （2）小孔位置固定，将蜡烛和光屏的位置对调，光屏上的像跟原来比会 （选填“变大”、“变小”）。 【变式4-3】（2024·江苏徐州·一模）图所示，通过三个小孔去观察烛焰，若要看到烛焰，应满足的条件是三个小孔需要在同一 ，人看到烛焰是 （选填“正立”或“倒立”）的，此时从小孔中看见的 （选填“是”或“不是”）蜡烛通过小孔成的像； 题型五、小孔成像的实验探究 【典例5】（2024·江苏扬州·二模）如图所示，小明制成了一个针孔照相机，其实就是小孔成像的实验装置。将点燃的蜡烛置于小孔前的适当位置，观察并研究小孔成像的特点： （1）烛焰在半透明膜上所成的像是 选填（选“实像”或“虚像”）； （2）如果小孔是三角形，则他在半透明纸上看到的像是 ； A．三角形光斑    B．圆形光斑    C．烛焰的正立像    D．烛焰的倒立像 （3）将半透明膜靠近小孔时，则人眼看到的半透明膜上的像将 （选填“变大”“变小”或“不变”）； （4）请根据本实验探究过程分析，晴天树荫下的圆形光斑大小不一的原因是 。 【变式5-1】（2024九年级下·全国·专题练习）在观察小孔成像特点时，小波发现：光屏到小孔的距离越远，所成的像越大，像的大小与该距离有什么定量关系？于是他在光线较暗的环境中进一步探究： 操作1：用发光二极管按“F”字样拼装在不透明的纸板上，如图1甲所示； 操作2：将“F”字样纸板、带小孔的不透明纸板、半透明塑料板（光屏）依次置于光具座的A、B、C位置，使“F”正立面对小孔，如图1乙所示； 请你回答下列问题： （1）给二极管通电，随即在光屏上呈现出“F”的像，小波观察到光屏上呈现的像是图2中的 （填序号）。这个像是 （选填“实像”或“虚像”）。用到的光学原理是 ； （2）保持“F”字样纸板，小孔位置不变，只改变光屏到小孔的距离（像距），用刻度尺逐次测量像高，记录数据如表所示： 实验次数 1 2 3 4 像距v/cm 12.0 16.0 20.0 24.0 像高h/cm 3.0 4.0 5.0 6.0 根据表中的数据，请你用一个数学表达式来表示h与v的关系 ； （3）于是小波得出结论：小孔成像时，同一物体像的大小与像距成正比，你认为这一结论需要补充的条件是 。 【变式5-2】（2024·江苏无锡·一模）下面是“圆梦组”和“追梦组”的同学探究小孔成像实验的过程： （1）①“圆梦组”在“制作小孔成像观察仪”活动中，把制作好的圆形纸筒插入易拉罐中，如图甲所示，为便于观察研究，应将A端用半透明纸制作成光屏，小孔成像的原理是： ； ②实验中小孔最好对着 （选填“明亮的窗外”或“较暗的空内”）的景物进行观察，若像在光屏下方，可将整个装置向 （选填“上”或“下”）平移，能使像成在光屏中央。 小孔形状 □ △ 小孔最大外径/mm 1 5 10 1 5 10 地面光斑形状 小孔距地面10cm时 □ □ □ △ △ △ 小孔距地面20cm时 ○ □ □ ○ △ △ 小孔距地面40cm时 ○ □ □ ○ △ △ 小孔距地面80cm时 ○ ○ □ ○ ○ △ 小孔距地面120cm时 ○ ○ ○ ○ ○ ○ 小孔距地面200cm时 ○ ○ ○ ○ ○ ○ （2）上表是“追梦组”同学在硬纸板上挖孔所做的研究太阳的小孔成像实验记录表：分析表格内的结果，同学们得出了一些结论，请补充完整： ①由于太阳距我们很远，到达地面的光线几乎平行，所以当小孔到地面的距离足够小，地面上的光斑与小孔的形状是 （选填“一致的”或“不一致的”），这不是太阳的像； ②当小孔到地面的距离足够远，地面上的圆形光斑，这是太阳的像； ③如上表所示，当小孔的最大外径为5mm，小孔距地80cm时，用一张卡片覆盖在△孔上，遮住孔的一部分，让太阳光透过小孔，与不遮住小孔相比，光斑的形状 （选填“变化”或“不变”）； ④最后“追梦组”同学小明又制作了一个挖空的硬纸板如图乙所示，两个正方形孔的边长分别为4mm和1cm，他将纸板抓在手中正对着太阳，调节纸板离地面的距离观察地面上的光斑，下面四个选项中光斑的大小和形状一定不会出现的是 。 A． B．C． D． 知识点03 光的传播速度 1、光的传播速度：真空中的光速是宇宙中最快的速度，C=2.99792×108m/s，光在空气中的速度接近真空中的速度，计算中取C=3×108m/s。水中是真空的3/4，玻璃中是真空的2/3。 2、光年：光在1年内传播的距离。光年是距离单位，用来描述宇宙中天体间的距离。1光年=9.4608×1012km。 题型六、光在真空中的速度 【典例6】（2024·福建宁德·一模）立竿测影是中国古代天文学观测天体位置、划分节气等不可缺少的方法之一，立竿的影子由于光的 而形成。太阳到地球的距离大约是，太阳发出的光要经过 s才能到达地球。（光速） 【变式6-1】（23-24八年级上·江苏常州·期中）为解决高楼灭火难题。军工转民用“导弹灭火”技术实验成功，如图，发射架上有三只眼：“可见光”“红外线”和“激光”，当高楼内有烟雾火源不明时，可用 （可见光/红外线/激光）发现火源，可用 （可见光/红外线/激光）精确测量火源距离。如果探测器从发射到接收到返回信号的时间为，那么探测器距离火源为 m（激光光速为）。 【变式6-2】（23-24八年级上·新疆阿克苏·期末）小光同学用两个长度均为，直径为的直筒套在一起，做成如图的仪器，探究小孔成像。（M筒的直径稍大，可以套在N筒上并能前后移动） （1）小孔成像可以用光的 解释，所成的像与小孔的形状 （选填“有关”或“无关”）； （2）若直筒M、N位置不动，让物体远离N筒，像的大小 （选填“变大”“不变”或“变小”）； （3）十五的夜晚，将小孔对准明月，已知月球到地球的距离为，则被月球反射的光到达地球需要 s（结果保留两位小数）：当M和N离得最远时测得月亮像的直径是，则月球的直径约为 （像的大小与物的大小之比等于像距与物距之比）。 题型七、画图（视觉范围） 【典例7】（2024·四川成都·二模）“坐井观天”出自韩愈《原道》：“坐井而观天，曰天小者，非天小也。”如图甲所示一只青蛙在枯井底向外张望，请你在图乙中画出青蛙眼睛（O点）通过井口能看到最大范围的两条光线。 【变式7-1】（22-23八年级上·湖北荆州·期中）画出O点所能看到的范围。 题型八、画图（影子的形成） 【典例8】（23-24八年级上·江苏常州·期末）夜晚路灯下站着小明和大明两人，地上留下了他们的影子如图所示，请通过作图确定路灯灯泡S的位置。 【变式8-1】（23-24八年级上·江苏苏州·期末）图中，在路灯（A点表示）的照射下，竖立在地面上的竹竿BC的影子为BD，请画出竹竿BC。（保留作图痕迹，下同） 题型九、画图（日食和月食） 【典例9】在日食的发生示意图中，从A、B两点选出正确的一处，用“●”代表月球画出它的位置。 【变式9-1】请在图中画出发生月食时，月球的大致位置 题型十、画图（小孔成像） 【典例10】（23-24八年级上·河南郑州·期中）请在图中作出烛焰通过小孔在光屏上所成像的光路图。 【变式10-1】如图，请用光路图画出物体AB通过小孔在光屏上所成的像，保留光路图作图痕迹。 【变式10-2】（23-24八年级上·江苏宿迁·期中）在图甲中用光路图作出物体AB经小孔在屏幕上所成的像。 巩固练习 一、单选题 1．（23-24八年级上·四川成都·期末）关于光的传播，下列说法正确的是（　　） A．光在任何情况下都是沿直线传播的 B．光可以在真空里传播 C．光从空气进入水中传播速度变快 D．月亮是光源 2．（23-24八年级上·陕西西安·期中）对于光线的说法正确的是（　　） A．光线实际上是不存在的 B．从纸上画的图线可知我们是可以看到甚至摸到光线的 C．画的图线越长表示光线越长 D．光线就是指很长很细的激光线 3．（23-24八年级上·山东济宁·期末）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处用漏斗向水中慢慢注入浓糖水溶液，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．光在同一种均匀介质中才沿直线传播 B．光只有在水中才沿直线传播 C．光在浓糖水里不能沿直线传播 D．光的传播需要介质 4．如图所示，夜晚行走在街道上，每经过一盏路灯，影子总是（　　） A．逐渐变短 B．逐渐变长 C．先变短后变长 D．先变长后变短 5．（23-24八年级上·全国·课时练习）月食现象的成因是（　　） A．太阳光从侧面照射到月球上 B．射向月球的太阳光，途中被地球挡住 C．射向地球的太阳光，途中被月球挡住 D．射向月球的太阳光，途中被别的天体（不是地球）挡住 6．（23-24九年级下·黑龙江大庆·阶段练习）早在战国时期，我国古代著名教育家、思想家墨子就在研究小孔成像的现象。如图所示，若用蜡烛作为光源，在木板上钻一个小孔，发现光线透过小孔在墙壁上形成像，下列说法正确的是（　　） A．经过调节，像的大小不可能等于物的大小 B．木板上的小孔若是方孔，成像情况不会受到影响 C．保持蜡烛和墙位置不变，将木板向靠近墙的方向移动，蜡烛在墙上的像会变大 D．蜡烛在墙上形成的像是正立的虚像 7．（23-24八年级上·全国·课后作业）光从空气射入水中，它的传播速度（　　） A．—定增大 B．保持不变 C．—定减小 D．无法比较 8．如图所示，在学校运动会中，百米赛跑的终点计时员计时的正确做法是（　　）    A．听到起点的发令枪声音开始计时 B．看到起点的发令枪冒烟开始计时 C．看到起点发令枪冒烟或听到声音开始计时均可 D．看到起点发令枪冒烟和听到声音之间计时均可 二、填空题 9．（2024·山东菏泽·三模）中华优秀传统文化蕴含着丰富的物理知识。《墨经》中记载了世界上最早的“小孔成像”实验（如图所示），小孔成像是由于光的 形成的。 10．（2024·辽宁本溪·三模）如图所示，一辆洒水车正在阳光下为街边的花草浇水，在空中出现了美丽的彩虹，这是光的 现象；同时，洒水车在背对太阳一侧的地面上留下了阴影，这是光的 现象。 11．（2024·河南周口·二模）公元前400年的战国时代，墨翟在《墨经》里记载了小孔成像。“光之人，煦若射，下者之人也高，高者之人也下”是指照射在人上部的光成像于下部，而照射在人下部的光则成像于上部，即直立的人通过针孔成 （选填“正立”或“倒立”）的像；“在远近有端，与于光，故景库内也”则指当光屏和小孔一定时，物距越远，像越 （选填“大”或“小”）。 12．（23-24八年级上·重庆长寿·期中）光在真空中的传播速度为 m/s，工程师常用激光束引导挖掘机工作，这是应用了光在同种均匀介质中沿 传播。 13．（23-24八年级上·广东深圳·期末）（1）某年夏季，中国出现了日食奇观。若小华借助小孔成像实验装置对“  形”太阳进行观察，如图所示，则她在半透明光屏上看到像的形状是 （填序号）； （2）请你猜想要想使像更大，半透明光屏应 （选填“靠近”或“远离”）小孔。若只将小圆孔改为三角形小孔，则像的形状 （选填“改变”或“不变”）。    三、实验题 14．（23-24八年级上·贵州铜仁·阶段练习）如图所示，找一个空的易拉罐，用钉子在易拉罐底部的中央扎一个小孔，将易拉罐的顶部剪去后，蒙上一层塑料薄膜，这样就制成了一个针孔照相机，其实就是小孔成像的实验装置。将点燃的蜡烛置于小孔前的适当位置，观察并研究小孔成像特点： （1）烛焰在塑料薄膜上所成的像是 选填（“实像”“虚像”）； （2）如果易拉罐底部小孔是三角形，则他在半透明纸上看到的像是 ； A．三角形光斑          B．圆形光斑          C．烛焰的正立像       D．烛焰的倒立像 （3）将蜡烛逐渐靠近小孔时，则人眼看到的塑料薄膜上的像将 （选填“变大”“变小”“不变”）； （4）请根据本实验探究过程分析，晴天树荫下的圆形光斑大小不一的原因是 。 15．在研究光的传播路径时，小明做了下面几个小实验： （1）图1中，为了显示激光在空气中传播路径，可以采取的方法是 ，图2中为了显示激光在水中的传播路径，可以在水中加入少量的 ； （2）小明在玻璃缸中加入清水，沿缸壁轻轻注入浓糖水，不搅拌，从侧壁水平照射激光，看到缸内光的路径是弯折的（图3），当搅拌缸中的水后，观察到光是沿直线传播的，说明光沿直线传播的条件是 ； （3）我国古代学者对“光沿直线传播”的现象曾做过许多研究，例如战国时期的《墨经》中就有小孔成像的解释，如图4所示： ①小孔成的像是 （填“正立”或“倒立”）的 （选填“实”或“虚”）像； ②若将小孔由圆形改为三角形，则所成的像的形状 （选填“改变”或“不变”）。 提优练习 一、单选题 1．（2024·黑龙江哈尔滨·二模）有效的复习方法可以加深知识的理解，滨滨在复习光学知识时绘制了如图所示的思维导图，其中有错误的一个选项是（　　） A．A B．B C．C D．D 2．（23-24七年级下·江西宜春·开学考试）2022 年 6 月 3 日（农历五月初五）是我国的传统节日—端午节，那天的月相可能是（　　） A． B． C． 3．（23-24八年级上·四川绵阳·期末）沈括在《梦溪笔谈》中记述到“若莺飞空中，其影随莺而移”，而在纸窗上开一个小孔，使莺的影子呈现在室内纸屏上，却观察到“莺东则影西，莺西则影东”，如图所示。对此分析正确的是（　　） A．“莺东则影西，莺西则影东”描述的是图甲 B．“若莺飞空中，其影随莺而移”描述的是图乙 C．图甲和图乙都可以用光的直线传播来解释 D．小孔成像时，物左右移动时，其像的移动方向与物相同 4．（23-24八年级上·湖南株洲·期末）井底之蛙这一成语大家都很熟悉。下列光路图（图中的井中无水）能解释“坐井观天，所见甚小”的是（　　） A． B． C． D． 5．（23-24九年级下·安徽亳州·阶段练习）如图示用自制针孔照相机观察烛焰，针孔是圆形的，蜡烛位置可调整。以下说法不正确的是（　　） A．薄膜上出现烛焰的像是倒立的 B．薄膜上烛焰的像可能是缩小的也可能是放大的 C．将小圆孔改为三角形，则像的形状改变 D．保持小孔和烛焰的距离不变，向后推动内筒，增加筒长，烛焰的像变大 二、填空题 6．（2024·山西大同·三模）小晋是个科幻迷，一天他看到小河边有一块大石头，水流会绕开石头往前流淌，为石头腾出空间。他想若光能像水流一般弯曲而过，我们的生活一定十分有趣。现实生活中不会发生这种现象的原因是 。如果小晋的设想变为现实，请你列举生活中可能出现的两种场景：① ；② 。 7．（23-24八年级上·江苏无锡·期末）（1）晴天的正午时分，走在蠡湖湖畔茂密的树林下，会看到阳光透过树叶的缝隙而在地上留下许多大小不同的圆形光斑（如图所示），光斑是由光的 形成的，其实质是 透过树叶缝隙所成的像； （2）在探究光斑的形状与孔的大小关系时，在地面上铺一张白纸，将刻有边长为2cm等边三角形孔的纸板正对太阳，保持纸板与地面距离为1m不变，用另一张卡片覆盖在三角形孔上，遮住孔的一部分，如图乙所示，让太阳光透过小孔，向左移动覆盖的卡片，使孔逐渐变小。刚开始使孔变小时，光斑呈 形，白纸上光斑亮度会 （“增强”、“不变”或“减弱”），当小孔足够小时，光斑变为 形，继续减小孔的大小，白纸上光斑亮度 （“增强”、“不变”或“减弱”）。 8．（23-24八年级上·安徽宣城·期末）陈伟用易拉罐制成一个简易针孔照相机：使用针孔照相机时，小孔对着室外明亮的物体进行观察，更容易看到物体的像。如图甲所示，陈伟从实验室借来用发光二极管制成的“F”字样光源，将“F”字样光源、简易针孔照相机按图乙所示位置放好，陈伟观察到塑料膜上所成的像是图丙中的 （填序号），这个像是 （选填“实像”或“虚像”）。 三、实验题 9．（23-24八年级上·江苏扬州·期中）小明用易拉罐自制了一个简易针孔照相机，做小孔成像实验。 （1）如甲图所示，他将易拉罐盖子去除，在底部中心钻个小孔，AB为两端开口的圆形纸筒，用半透明塑料薄膜将A端蒙住，然后将纸筒插入易拉罐观察。为便于观察研究，应将 （A/B）端插入易拉罐，利用它观察窗外景物时，人眼应对着 （薄膜/小孔）进行观察，可观察所成的像。将纸筒向易拉罐内推的过程中，观察到的像将 （变大/不变/变小）； （2）针孔照相机的原理是： ； （3）利用它观察烛焰的成像时，若只将小圆孔改为三角形小孔，可在照相机上看到倒立 （选填“三角形”、“圆形”或“烛焰”）的像。若他在底部扎了两个小孔，则在半透明膜上可以观察到烛焰的像有 （选填“一”或“两”）个； （4）小明同学如果采用LED灯研究像的性质，下列形状的LED光源最合适的是 ； A．C形        B．T形       C．X形       D．P形 （5）小孔所成的像是上下 （正立/倒立），左右 （正立/倒立）的 （实/ 虚）像； （6）晴天的正午时分，走在扬州三湾公园的树林里，小明看到阳光透过树叶的缝隙在地上留下许多大小不同的圆形光斑，圆形光斑大小不一原因是 ； （7）小明同学又制作了挖空的硬纸板，如乙图所示，大小正方形孔的边长分别约2mm和5cm，他将纸板抓在手中对着太阳，调节纸板观察地面上的光斑，下面四幅图中光斑的大小形状符合实际的是 ，小明在实验中发现有时光斑呈椭圆形，则原因可能是： 。 10．（23-24八年级上·江苏连云港·期中）下面是“梦想组”和“创新组”的同学探究小孔成像实验的过程： （1）①“创新组”在“制作小孔成像观察仪”活动中，把制作好的圆筒插入易拉罐中，如图甲所示，为了使像更清楚，圆筒的 （选填A或B）端是用半透明薄纸制成的光屏。某同学将点燃的蜡烛置于小孔前的适当位置，观察到蜡烛将在塑料薄膜上成像，这种现象叫小孔成像。他还发现蜡烛和小孔的位置固定后，像离小孔越近，像就越 （选填“大”或“小”）； ②请在乙图中作出蜡烛AB的像 ； （2）下表是“梦想组”同学在硬纸板上挖孔所做的研究太阳的小孔成像实验记录表： 小孔的形状 □ ○ △ 小孔的最大外径/mm 1 5 10 1 5 10 1 5 10 地面光斑形状 小孔距地10cm时 □ □ □ ○ ○ ○ △ △ △ 小孔距地20cm时 ○ □ □ ○ ○ ○ ○ △ △ 小孔距地40cm时 ○ □ □ ○ ○ ○ ○ △ △ 小孔距地80cm时 ○ ○ □ ○ ○ ○ ○ ○ △ 小孔距地120cm时 ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ 小孔距地200cm时 ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ 小明和他的同学分析.上表的结果，得出了一些结论，请你帮他们补充完整： ①由于太阳距我们很远，到达地面的光线几乎平行，所以，当小孔到地面的距离足够小，地面上的光斑与小孔的形状是 （选填“一致的”或“不一致的”），这不是太阳的像； ②要使太阳通过小孔成像，必须注意小孔的大小和小孔到地面的距离，当小孔到地面的距离一定时，小孔越 （填“大”或“小”），地面上就越容易得到太阳的像； ③如上表所示，当小孔的最大外径为5毫米，小孔距地80厘米时，用一张卡片覆盖在△孔上（相当于把孔变小），遮住孔的一部分，让太阳光透过小孔，与不遮住小孔相比，光斑的形状 （选填“变化”或“不变”）。 四、综合题 11．冬季，学校组织开展野外生存技能综合实践活动，老师提出“如何在野外辨别方向？”的问题。同学们分组讨论，每个小组都提出了自己的方案。有的小组认为可以根据“太阳从东边升起，西边落下”判断东西方向，并对一些方案做出评价。 （1）方案一：甲组同学汇报时展示了两张图片，山脊和房屋都是东西走向（如图1和2）。他们认为，可以根据向阳和背阴两侧积雪存余情况来判断南北方向。 图1中，山脊两侧积雪厚度不同，向阳一侧已经裸露出地面；图2中，向阳一侧无积雪，积雪少的一侧所对方向为 方（选填“南”或“北”）；试分析，向阳一侧积雪少的原因： ； （2）方案二：乙组同学演示了利用“立竿见影”确定南北方向的方法。他们认为，将直杆竖直立于地面，当中午12点时，直杆影子最短，且指向正北方向。 ①为便于汇报，需画出“立竿见影”的光路图和影子（影子用笔加粗），请帮助乙组同学完成作图（图3） ； ②地理老师认为，由于我们国家幅员辽阔，东西方向跨度很大，因此东部和西部地区会存在较大时差。当北京地区太阳刚升起时，我国新疆地区还在凌晨时分，当北京时间12点时，我国新疆地区太阳位置还在偏东方向。因此，北京时间12点时，在我国不同的地方，直杆影子的长度 （选填“一定”或“不一定”）都是最短的。 （3）方案三：丙组同学在方案二的基础上，提出了新的方法。如图4，在太阳达到最高位置前后用描点的方法在地面上画出竖直杆影子顶端的运动轨迹。 ①如图5中，已知运动轨迹上A、B两点直杆影长相等，请运用几何作图的方法确定正北方向 ，并用箭头表示出来。 ②方案三中，为了使正北方向确定更加准确，你认为所选的直杆应适当 （选填“长”或“短”）一点。 （4）请比较方案一和方案三，并对两种方案的优缺点进行评价 。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！2 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！2 学科网（北京）股份有限公司 $$ 专题3.3 光的直线传播【十大题型】 题型一、光沿直线传播的条件 1 题型二、光沿直线传播确定范围 3 题型三、日食和月食的形成 6 题型四、小孔成像的原理 7 题型五、小孔成像的实验探究 9 题型六、光在真空中的速度 12 题型七、画图（视觉范围） 14 题型八、画图（影子的形成） 15 题型九、画图（日食和月食） 17 题型十、画图（小孔成像） 17 巩固练习 20 提优练习 27 知识点01 光的直线传播 1、光在同一种均匀的介质中沿直线传播。 2、光线：为了表示光的传播方向，我们用一根带箭头的直线表示光的径迹和方向，这样的直线叫光线。 注释： 1、光线是人们为了表征光的传播而引进的一个抽象工具，它是一个理想模型，而不是真实存在的。 2、人眼能看到东西是由于光进入人的眼睛。 题型一、光沿直线传播的条件 【典例1】如图所示，李老师在玻璃缸内配制了白糖水。一段时间后小昕同学用激光笔从玻璃缸的外侧将光线射入白糖水，观察到光在白糖水中的传播路径如图甲所示。随后老师用玻璃棒将白糖水搅拌均匀，再用激光笔从玻璃缸的外侧将光线射入白糖水，观察到光在白糖水中的传播路径如图乙所示。比较甲、乙两个实验现象可以说明光在 的白糖水中沿直线传播。 【答案】均匀 【详解】一开始糖水上下是不均匀的，所以用一束激光射入白糖水中，光线是一条曲线。由于光在同种均匀介质中沿直线传播，所以小明保持激光笔入射方向不变，将白糖水搅拌均匀，便能观察到激光在均匀白糖水中沿直线传播。 【变式1-1】（2024·广西北海·二模）广西壮族自治区是全国唯一的永久备战区，广西军训更是文明全国。在军训中，喊出“愿以吾家之青春，捍卫盛世之中华”的口号。口号声通过 传递到每一个学子的耳中，让人热血沸腾，教官传授瞄准射击要领时强调要“三点一线”，这是利用了光在 中沿直线传播原理。 【答案】 空气 同种均匀介质 【详解】[1]声音的传播需要介质，教官的口号声是通过空气传递到学子的耳中的。 [2]射击瞄准时的“三点一线”，应用了光在同种均匀的介质是中沿直线传播的原理。 【变式1-2】（23-24八年级上·安徽亳州·阶段练习）成语“一叶障目，不见泰山”，比喻为局部现象所迷惑，看不到全局的整体，也比喻目光短浅；本义是一片树叶挡住了眼睛，连面前高大的泰山都看不见。从物理学的角度解释其原因，这是由于在均匀介质中 。 【答案】光沿直线传播 【详解】“一叶障目，不见泰山”说明泰山反射的光线不能绕过叶子传播到人的眼睛，说明光在同种均匀介质中是沿直线传播的。 【变式1-3】（23-24八年级上·湖北武汉·期末）如图是哈尔滨国际冰雪节开幕式中灯光秀表演的情景。灯光秀开启后，夺目的光束照亮夜空，形成这种现象的原因光的 。（填“直线传播”、“反射”、“折射”或“色散”） 【答案】直线传播 【详解】[1]灯光秀开启后，夺目的光束照亮夜空，是因为光在同种、均匀、透明的空气中沿直线传播。 题型二、光沿直线传播确定范围 【典例2】（2024·山东济南·模拟预测）如图所示，汽车前方的盲区是由于车身设计的缘故，阻挡了驾驶员视线而形成的，盲区的形成是由于光的 ，汽车的倒车雷达是利用 （选填“超声波”、“次声波”、“红外线”、“紫外线”）来工作的。 【答案】 直线传播 超声波 【解析】【小题1】[1]光在同种均匀介质中沿直线传播，故盲区的形成是光由于车前框的遮挡进入不了驾驶员的眼睛；即盲区的形成是由于光的直线传播。 [2]倒车雷达利用反射的超声波来区分障碍物的距离，是利用了超声波传递信息。 【变式2-1】（23-24八年级上·江西南昌·期中）如图所示是爸爸陪孩子玩游戏的场景，爸爸站在孩子身后打开手机的闪光灯，孩子做出各种动作后，在墙面上形成不同大小的影子，想要让影子变大，爸爸可以将手机 （选填“靠近”或“远离”）孩子，影子形成的原理是 。 【答案】 靠近 光的直线传播 【详解】[1][2]由于光沿直线传播过程中被物体遮挡，所以光被物体挡住形成黑影，故影子形成的原理是光沿直线传播；想要让影子变大，可以将手机靠近孩子，则孩子能够遮挡住更多的光，所以影子会变大。 【变式2-2】如图甲为手机防窥膜结构图，采用了超细百叶窗光学技术。贴在手机屏幕上的效果如图乙所示，其原理类似百叶窗，只能透过一定角度的光线，结构简图如图丙。两侧之所以看不清屏幕内容，是由于光的 （填写光现象）；此防窥膜贴在手机屏幕上， （选填“能”或“不能”）防止上方的窥视；为了让防窥效果更好（可视范围减小），可以适当地 （选填“增大”或“减小”）超细百叶窗的间距。 【答案】 直线传播 不能 减小 【详解】[1]由图丙可知，两侧之所以看不清屏幕内容，是由于光的直线传播。由于超细百叶窗的窗格的阻挡，屏幕发出的光只能照射在一定范围内。 [2]此防窥膜贴在手机屏幕上，屏幕发出的光可以射向正上方。由于屏幕正上方在可视范围内，所以不能防止上方的窥视。 [3]由丙图可知，为了让防境效果更好可视范围减小，可以适当地减小超细百叶窗的间距。 知识点02 光的直线传播的现象和应用 1、光沿直线传播的现象 （1）影子：光在传播过程中，遇到不透明的物体，在不透明的物体后面，光照射不到，形成了黑暗的部分就是物体的影子。如下图： （2）日食、月食： 日食：发生日食时，太阳、月球、地球在同一条直线上，月球在中间，在地球上月球本影里的人看不到太阳的整个发光表面，这就是日全食，如Ⅰ区。在月球半影里的人看不到太阳某一侧的发光表面，这就是日偏食如Ⅱ区，在月球本影延长的空间即伪本影里的人看不到太阳中部发出的光，只能看到太阳周围的发光环形面，这就是日环食，如Ⅲ区。 月食：发生月食时，太阳、地球、月球同在一条直线上，地球在中间，如下图所示。当月球全处于Ⅰ区时，地球上夜晚的人会看见月全食；若月球部分处于本影区Ⅰ、部分处于半影区Ⅱ时，地球上夜晚的人会看见月偏食，但要注意，当月球整体在半影区时并不发生月偏食。 （3）小孔成像：用一个带有小孔的板遮挡在屏幕与物体之间，屏幕上就会形成物体的倒像，我们把这样的现象叫小孔成像，如图所示： 成像特点：倒立、实像 成像大小：小孔成像的大小与物体和小孔的距离，光屏到小孔的距离有关。 2、光沿直线传播的应用 （1）利用激光准直引导掘进机直线前进。 （2）排队时看齐。 （3）射击瞄准，瞄准点、准星、缺口三点一线。 注释： 1、影子分为本影和半影，如果是一个点光源只能形成本影如图甲所示；如果不是两个或多个点光源，一般会形成本影与半影。如图乙所示： 2、小孔成像的形状与小孔的形状无关。如：树荫下的光斑，是太阳的像。 题型三、日食和月食的形成 【典例3】（2024·江苏泰州·一模）当月球运动到太阳和地球之间，月球就会挡住太阳射向地球的光，月球身后的影子正好落到地球上时，如图，在a、b、c、d位置此刻都看不到日食现象的是（　　）    A．a、b两位置 B．b、c两位置 C．a、c两位置 D．a、d两位置 【答案】D 【详解】日食是由光的直线传播形成的，由图可知，太阳射向地球的光线被月亮挡住，b、c两点会看不到太阳，而a、d两点会看到太阳，不能形成日食,故看不到日食现象。故D符合题意，ABC不符合题意。 故选D。 【变式3-1】（23-24八年级下·江西吉安·开学考试）发生日环食现象时，太阳、地球和月球的位置处于中间的是 （选填“地球”或“月球”）。在一张不透光的纸上打一个极小的“△”三角形孔，让太阳光垂直射到这张纸上经过这个小孔，这时在地面看到 （选填“圆形”、“三角形“或“方形”）小亮斑。 【答案】 月球 圆形 【详解】[1][2]发生日环食时，是太阳射向地球的光被月球挡住，地球上的人进入月球的影子区域，看不见太阳形成的，其原因是光的直线传播；小孔成像中，像的形状与小孔的形状无关，像的形状取决于物体的形状，因此太阳通过“Δ”形的小孔仍然成圆形的像。 【变式3-2】（23-24八年级上·黑龙江齐齐哈尔·期末）如图所示，月全食是由于光的 形成的，发生月全食时，这个时候月球进入图中的 （选填“A”“B”或“C”）区。 【答案】 直线传播 B 【详解】[1][2]光在同种均匀介质中是沿直线传播的。月全食是由于光的直线传播形成的，发生月全食时，此时月球全部处于地球的影子中，即B区。 【变式3-3】（23-24八年级上·江苏无锡·阶段练习）在我国漠河地区出现了“日全食”现象，这是由于 形成的，如图表示日全食时太阳、地球、月球的位置，则图中的A是 。 【答案】 光沿直线传播 月球 【详解】[1][2]日食是一种典型的光沿直线传播的自然现象，它的产生是由于月球遮挡住了太阳光而形成的，即当月球运行到太阳和地球之间，并近似在一条直线时，由于光在同种均匀介质中沿直线传播，所以月球挡住了太阳光，就形成了日食，故图中的A是月球，B是地球。 题型四、小孔成像的原理 【典例4】如图为“小孔成像”的示意图：该现象可以用 来解释；想让光屏上的像变大你的操作是：保持蜡烛和小孔位置不变将光屏适当 （选填“靠近”或“远离”）小孔。 【答案】 光在同种均匀介质中沿直线传播 远离 【详解】[1][2]如图，小孔成像的原理是光在同种均匀介质中沿直线传播，如果想让光屏上的像变大，可以在保持蜡烛和小孔位置不变的条件下，将光屏适当远离小孔即可。 【变式4-1】（23-24八年级上·广东惠州·期中）如下图所示为“小孔成像”的示意图：该现象可以用光 来解释：小孔成的像是 （选“虚像”或“实像”）。若把孔的形状改成三角形，像的形状 （选填“会”或“不会”）改变。    【答案】 直线传播 实像 不会 【详解】[1][2]小孔成像是由光沿直线传播造成的，所成的像是实际光线的会聚点是倒立的实像。 [3]小孔成像成的是光源的像，像的形状与孔的形状无关，所以把孔的形状改成三角形，像的形状也不会发生变化。 【变式4-2】如图所示为“小孔成像”的示意图。 （1）该现象可以用 来解释； （2）小孔位置固定，将蜡烛和光屏的位置对调，光屏上的像跟原来比会 （选填“变大”、“变小”）。 【答案】 光在同种均匀介质中沿直线传播 变小 【详解】[1]光在同种、均匀、透明介质中沿直线传播，光的直线传播形成了很多现象，例如影子、 日食、月食、小孔成像等。 [2]小孔成像，成倒立的实像，像的形状与孔的形状无关，取决于物体的形状，物体距离小孔越近，成的像越大，所以将蜡烛和光屏的位置对调，烛焰距离小孔近了，光屏上的像跟原来比会变小。 【变式4-3】（2024·江苏徐州·一模）图所示，通过三个小孔去观察烛焰，若要看到烛焰，应满足的条件是三个小孔需要在同一 ，人看到烛焰是 （选填“正立”或“倒立”）的，此时从小孔中看见的 （选填“是”或“不是”）蜡烛通过小孔成的像； 【答案】 直线上 正立 不是 【详解】[1]根据光的直线传播可知，我们要看到孔后面的蜡烛，三个孔必须在同一直线上。 [2][3]烛焰通过小孔所成的像需要通过光屏才能方便的被眼睛观察到，我们眼睛在小孔的后面观察，是通过小孔看到蜡烛本身，并不是小孔成像，故看到的是烛焰是正立的。 题型五、小孔成像的实验探究 【典例5】（2024·江苏扬州·二模）如图所示，小明制成了一个针孔照相机，其实就是小孔成像的实验装置。将点燃的蜡烛置于小孔前的适当位置，观察并研究小孔成像的特点： （1）烛焰在半透明膜上所成的像是 选填（选“实像”或“虚像”）； （2）如果小孔是三角形，则他在半透明纸上看到的像是 ； A．三角形光斑    B．圆形光斑    C．烛焰的正立像    D．烛焰的倒立像 （3）将半透明膜靠近小孔时，则人眼看到的半透明膜上的像将 （选填“变大”“变小”或“不变”）； （4）请根据本实验探究过程分析，晴天树荫下的圆形光斑大小不一的原因是 。 【答案】 实像 D 变小 孔到地面的距离不同 【详解】（1）[1]小孔成像的原理是光的直线传播，因此烛焰在塑料薄膜上所成的像是倒立的实像。 （2）[2]烛焰经小孔成倒立的实像，像的形状与烛焰形状相同，像与小孔的形状无关，即烛焰在塑料薄膜上成的像是烛焰的倒立像，故D符合题意，ABC不符合题意。 故选D。 （3）[3]小孔成像的大小取决于物体到小孔的距离、光屏到小孔的距离，将半透明膜靠近小孔时，像距变小，物距不变，由于光沿直线传播，则像变小，即人眼看到的塑料薄膜上的像将变小。 （4）[4]圆形光斑是太阳通过树叶间的小孔所成太阳的像，由于树叶缝隙到地面的高度不同，故使得光斑大小不同。 【变式5-1】（2024九年级下·全国·专题练习）在观察小孔成像特点时，小波发现：光屏到小孔的距离越远，所成的像越大，像的大小与该距离有什么定量关系？于是他在光线较暗的环境中进一步探究： 操作1：用发光二极管按“F”字样拼装在不透明的纸板上，如图1甲所示； 操作2：将“F”字样纸板、带小孔的不透明纸板、半透明塑料板（光屏）依次置于光具座的A、B、C位置，使“F”正立面对小孔，如图1乙所示； 请你回答下列问题： （1）给二极管通电，随即在光屏上呈现出“F”的像，小波观察到光屏上呈现的像是图2中的 （填序号）。这个像是 （选填“实像”或“虚像”）。用到的光学原理是 ； （2）保持“F”字样纸板，小孔位置不变，只改变光屏到小孔的距离（像距），用刻度尺逐次测量像高，记录数据如表所示： 实验次数 1 2 3 4 像距v/cm 12.0 16.0 20.0 24.0 像高h/cm 3.0 4.0 5.0 6.0 根据表中的数据，请你用一个数学表达式来表示h与v的关系 ； （3）于是小波得出结论：小孔成像时，同一物体像的大小与像距成正比，你认为这一结论需要补充的条件是 。 【答案】 ② 实像 光沿直线传播 h=0.25v 物距一定时 【详解】 （1）[1][2][3] 能用光屏承接的为实像，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；物体在光屏上所成的像是倒立的实像，其成像的原理是光的直线传播，所以小波观察到光屏上呈现的像是图2中的②。 （2）[4] 由表格上的数据可知，像的高度随像到小孔距离的增大而增大，且像的高度与像到小孔距离的比值是一个定值，由此得出像的高度和像到小孔的距离成正比，比值为 则h与v的关系为h=0.25v。 （3）[5] 根据控制变量法和实验数据可得：小孔成像中，在物距一定时，同一物体像的大小与像距成正比。 【变式5-2】（2024·江苏无锡·一模）下面是“圆梦组”和“追梦组”的同学探究小孔成像实验的过程： （1）①“圆梦组”在“制作小孔成像观察仪”活动中，把制作好的圆形纸筒插入易拉罐中，如图甲所示，为便于观察研究，应将A端用半透明纸制作成光屏，小孔成像的原理是： ； ②实验中小孔最好对着 （选填“明亮的窗外”或“较暗的空内”）的景物进行观察，若像在光屏下方，可将整个装置向 （选填“上”或“下”）平移，能使像成在光屏中央。 小孔形状 □ △ 小孔最大外径/mm 1 5 10 1 5 10 地面光斑形状 小孔距地面10cm时 □ □ □ △ △ △ 小孔距地面20cm时 ○ □ □ ○ △ △ 小孔距地面40cm时 ○ □ □ ○ △ △ 小孔距地面80cm时 ○ ○ □ ○ ○ △ 小孔距地面120cm时 ○ ○ ○ ○ ○ ○ 小孔距地面200cm时 ○ ○ ○ ○ ○ ○ （2）上表是“追梦组”同学在硬纸板上挖孔所做的研究太阳的小孔成像实验记录表：分析表格内的结果，同学们得出了一些结论，请补充完整： ①由于太阳距我们很远，到达地面的光线几乎平行，所以当小孔到地面的距离足够小，地面上的光斑与小孔的形状是 （选填“一致的”或“不一致的”），这不是太阳的像； ②当小孔到地面的距离足够远，地面上的圆形光斑，这是太阳的像； ③如上表所示，当小孔的最大外径为5mm，小孔距地80cm时，用一张卡片覆盖在△孔上，遮住孔的一部分，让太阳光透过小孔，与不遮住小孔相比，光斑的形状 （选填“变化”或“不变”）； ④最后“追梦组”同学小明又制作了一个挖空的硬纸板如图乙所示，两个正方形孔的边长分别为4mm和1cm，他将纸板抓在手中正对着太阳，调节纸板离地面的距离观察地面上的光斑，下面四个选项中光斑的大小和形状一定不会出现的是 。 A． B．C． D． 【答案】 光沿直线传播 明亮的窗外 上 一致的 不变 B 【详解】（1）①[1]把制作好的圆形纸筒插入易拉罐中，观察到蜡烛将在塑料薄膜上成像，为了成的像更清晰，便于观察，应用半透明的薄纸放在光线较暗的圆筒的A端。 ②[2][3]成像物体和环境的对比度越大，并且物体越亮，物体成像会越清晰，实验中小孔最好对着明亮的窗外的景物进行观察，根据光的直线传播，实验中发现像偏向光屏下方，要使像成在光屏中央，应将物体向上移动。 （2）①[4]由表中实验数据知道，当小孔到地面的距离足够小，地面上的光斑与小孔的形状是一致的，这不是太阳的像。 ③[5]小孔所成的像与孔的形状无关，与物体的形状相同，用一张卡片覆盖在Δ孔上（相当于把孔变小），遮住孔的一部分，让太阳光透过小孔，与不遮住小孔相比，光斑的形状不变，通过的光线变少，亮度变暗。 ④[6]实际像距并不是小孔到地面的距离，孔越小，O点越靠近孔，光屏在O点上方，光斑是孔的形状，光屏在O点下方才能成像。大孔的O点更接近地面，都成像时，大孔的像反而小，故B不会出现。 知识点03 光的传播速度 1、光的传播速度：真空中的光速是宇宙中最快的速度，C=2.99792×108m/s，光在空气中的速度接近真空中的速度，计算中取C=3×108m/s。水中是真空的3/4，玻璃中是真空的2/3。 2、光年：光在1年内传播的距离。光年是距离单位，用来描述宇宙中天体间的距离。1光年=9.4608×1012km。 题型六、光在真空中的速度 【典例6】（2024·福建宁德·一模）立竿测影是中国古代天文学观测天体位置、划分节气等不可缺少的方法之一，立竿的影子由于光的 而形成。太阳到地球的距离大约是，太阳发出的光要经过 s才能到达地球。（光速） 【答案】 直线传播 500 【详解】[1]影子的形成是光的直线传播。 [2]太阳发出的光到达地球的时间为 【变式6-1】（23-24八年级上·江苏常州·期中）为解决高楼灭火难题。军工转民用“导弹灭火”技术实验成功，如图，发射架上有三只眼：“可见光”“红外线”和“激光”，当高楼内有烟雾火源不明时，可用 （可见光/红外线/激光）发现火源，可用 （可见光/红外线/激光）精确测量火源距离。如果探测器从发射到接收到返回信号的时间为，那么探测器距离火源为 m（激光光速为）。 【答案】 红外线 激光 60 【详解】[1]自然界中一切物体都向外辐射红外线，而且温度越高，辐射的红外线越强，可用红外线发现火源。 [2]激光测距的原理：激光测距仪向目标发射激光脉冲束，接受返回来的激光束，测出激光往返所用的时间，就可以算出所测的距离。 [3]如果探测器从发射到接收到返回信号的时间为，那么探测器距离火源为 【变式6-2】（23-24八年级上·新疆阿克苏·期末）小光同学用两个长度均为，直径为的直筒套在一起，做成如图的仪器，探究小孔成像。（M筒的直径稍大，可以套在N筒上并能前后移动） （1）小孔成像可以用光的 解释，所成的像与小孔的形状 （选填“有关”或“无关”）； （2）若直筒M、N位置不动，让物体远离N筒，像的大小 （选填“变大”“不变”或“变小”）； （3）十五的夜晚，将小孔对准明月，已知月球到地球的距离为，则被月球反射的光到达地球需要 s（结果保留两位小数）：当M和N离得最远时测得月亮像的直径是，则月球的直径约为 （像的大小与物的大小之比等于像距与物距之比）。 【答案】 直线传播 无关 变小 1.3 3420 【详解】（1）[1]小孔成像的原理是光的直线传播。 [2]小孔成像所成的是光源的像，像的形状与孔的形状无关。 （2）[3]在小孔成像中，物距变大而像距不变时，像的大小会变小，所以直筒M、N位置不动，让物体远离N筒，像的大小会变小。 （3）[4]光在真空中传播速度为，月球到地球的距离为，则被月球反射的光到达地球需要的时间 [5]像的大小与物的大小之比等于像距与物距之比，故可得 解得直径为 题型七、画图（视觉范围） 【典例7】（2024·四川成都·二模）“坐井观天”出自韩愈《原道》：“坐井而观天，曰天小者，非天小也。”如图甲所示一只青蛙在枯井底向外张望，请你在图乙中画出青蛙眼睛（O点）通过井口能看到最大范围的两条光线。 【答案】 【详解】图中O点是青蛙的位置，将O点与井口左右两边的端点相连成一直线，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。如图所示： 【变式7-1】（22-23八年级上·湖北荆州·期中）画出O点所能看到的范围。 【答案】 【详解】由于光在同种均匀的介质中是沿直线传播的，所以连接AO和BO并反向延长，光线AO和BO之间就是O点能够观察到的范围，如下图： 题型八、画图（影子的形成） 【典例8】（23-24八年级上·江苏常州·期末）夜晚路灯下站着小明和大明两人，地上留下了他们的影子如图所示，请通过作图确定路灯灯泡S的位置。 【答案】 【详解】光在空气中沿直线传播，将大明和小明的顶端和影子的顶端连接并延长可交于一点S，点S就是路灯灯泡的位置，如图所示： 【变式8-1】（23-24八年级上·江苏苏州·期末）图中，在路灯（A点表示）的照射下，竖立在地面上的竹竿BC的影子为BD，请画出竹竿BC。（保留作图痕迹，下同） 【答案】 【详解】由于光在同种均匀介质中是沿直线传播的，当光照射到竹竿BC上时，光线被遮挡，在竹竿的右边光照射不到的地方形成影子BD；如图所示，连接AD，从B点垂直地面向上画直线交AD于C，可得竹竿BC，如图所示： 题型九、画图（日食和月食） 【典例9】在日食的发生示意图中，从A、B两点选出正确的一处，用“●”代表月球画出它的位置。 【答案】 【详解】日食是由于光从太阳直线向地球传播时，被月球挡住了，在地球上留下了影子，所以日食时，月球在A点。作图如下： 【变式9-1】请在图中画出发生月食时，月球的大致位置 【答案】 【详解】发生月食时，地球在太阳和月球之间，三者在同一条直线上，地球挡住了太阳照射到月球的光，在地球上看不到月球的现象。如图所示 题型十、画图（小孔成像） 【典例10】（23-24八年级上·河南郑州·期中）请在图中作出烛焰通过小孔在光屏上所成像的光路图。 【答案】 【详解】烛焰最上面发出的光经过小孔沿直线传播会在光屏上成像A，烛焰最下面发出的光经过小孔沿直线传播会在光屏上成像B，AB就是蜡烛的烛焰的像，如图所示： 【变式10-1】如图，请用光路图画出物体AB通过小孔在光屏上所成的像，保留光路图作图痕迹。 【答案】 【详解】过A点和小孔画出一条光线交光屏于，再过B点和小孔画出一条光线交光屏于，如下图所示 。 【变式10-2】（23-24八年级上·江苏宿迁·期中）在图甲中用光路图作出物体AB经小孔在屏幕上所成的像。 【答案】 【详解】过A点和小孔画出一条光线交薄膜于A′，再过B点和小孔画出一条光线交薄膜于B′，则AB的像为A′B′，如图所示： 巩固练习 一、单选题 1．（23-24八年级上·四川成都·期末）关于光的传播，下列说法正确的是（　　） A．光在任何情况下都是沿直线传播的 B．光可以在真空里传播 C．光从空气进入水中传播速度变快 D．月亮是光源 【答案】B 【详解】A．光在同种均匀介质中沿直线传播，故A错误； B．光的传播不需要介质，它可以再真空中传播，故B正确； C．光在空气中的传播速度非常接近光在真空中的传播速度，可以近似为，光在水中的速度约为真空中光速的，故C错误； D．月亮本身不会发光，月亮不是光源，故D错误。 故选B。 2．（23-24八年级上·陕西西安·期中）对于光线的说法正确的是（　　） A．光线实际上是不存在的 B．从纸上画的图线可知我们是可以看到甚至摸到光线的 C．画的图线越长表示光线越长 D．光线就是指很长很细的激光线 【答案】A 【详解】光线在实际中是不存在，我们为了表示光的传播情况，才用带箭头的直线来表示光线。所以我们触摸不到光线，更无法去测量它的长短，故BCD错误，A正确。 故选A。 3．（23-24八年级上·山东济宁·期末）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处用漏斗向水中慢慢注入浓糖水溶液，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．光在同一种均匀介质中才沿直线传播 B．光只有在水中才沿直线传播 C．光在浓糖水里不能沿直线传播 D．光的传播需要介质 【答案】A 【详解】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A正确，BCD错误。 故选A。 4．如图所示，夜晚行走在街道上，每经过一盏路灯，影子总是（　　） A．逐渐变短 B．逐渐变长 C．先变短后变长 D．先变长后变短 【答案】C 【详解】当人在远处时，人与灯光的夹角小，形成的影子长；当人逐渐走近路灯时，人与灯光的夹角会变大，此时形成的影子会变短；当人经过路灯逐渐远离时，人与灯光的夹角又会变小，形成的影子再次变长。因此，当人经过路灯时，影子先变短后变长。 故选C。 5．（23-24八年级上·全国·课时练习）月食现象的成因是（　　） A．太阳光从侧面照射到月球上 B．射向月球的太阳光，途中被地球挡住 C．射向地球的太阳光，途中被月球挡住 D．射向月球的太阳光，途中被别的天体（不是地球）挡住 【答案】B 【详解】当太阳、地球与月球三者在同一条直线上，地球位于太阳与月球之间，沿直线传播的太阳光被不透明的地球挡住，太阳光照不到月球上，月球不会反射太阳光，在地球上看不到月球的现象就是月食，故ACD不符合题意，B符合题意。 故选B。 6．（23-24九年级下·黑龙江大庆·阶段练习）早在战国时期，我国古代著名教育家、思想家墨子就在研究小孔成像的现象。如图所示，若用蜡烛作为光源，在木板上钻一个小孔，发现光线透过小孔在墙壁上形成像，下列说法正确的是（　　） A．经过调节，像的大小不可能等于物的大小 B．木板上的小孔若是方孔，成像情况不会受到影响 C．保持蜡烛和墙位置不变，将木板向靠近墙的方向移动，蜡烛在墙上的像会变大 D．蜡烛在墙上形成的像是正立的虚像 【答案】B 【详解】A．像的大小与物体到孔的距离以及光屏到孔的距离有关，经过调节，像的大小可能等于物的大小，故A错误； B．小孔所成的像的形状与孔的形状无关，所以木板上的小孔若是方孔，成像情况不会受到影响，故B正确； C．保持蜡烛和墙位置不变，将木板向靠近墙的方向移动，由光的直线传播原理可知，蜡烛在墙上的像会变小，故C错误； D．像可以呈现在墙壁上，说明是实像，蜡烛在墙上形成的像是倒立的实像，故D错误。 故选B。 7．（23-24八年级上·全国·课后作业）光从空气射入水中，它的传播速度（　　） A．—定增大 B．保持不变 C．—定减小 D．无法比较 【答案】C 【详解】光在空气中的传播速度约为3×108m/s，光在水中的传播速度约为真空的在，所以光从空气射入水中，它的传播速度变小，故ABD不符合题意，C符合题意。 故选C。 8．如图所示，在学校运动会中，百米赛跑的终点计时员计时的正确做法是（　　）    A．听到起点的发令枪声音开始计时 B．看到起点的发令枪冒烟开始计时 C．看到起点发令枪冒烟或听到声音开始计时均可 D．看到起点发令枪冒烟和听到声音之间计时均可 【答案】B 【详解】空气中光速远远大于声速，光传播百米所用时间极短，可以忽略不计，因此应看到起点的发令枪冒烟开始计时；如果听到发令枪声音开始计时，会导致计时偏晚，所测运动员用时偏少，根据速度公式可知，距离一定时，所用时间越少，速度越快，因此会使所测运动员成绩偏高，故ACD错误，故B正确。 故选B。 二、填空题 9．（2024·山东菏泽·三模）中华优秀传统文化蕴含着丰富的物理知识。《墨经》中记载了世界上最早的“小孔成像”实验（如图所示），小孔成像是由于光的 形成的。 【答案】直线传播 【详解】由于光在同种均匀介质中沿直线传播，物体下面反射的光通过小孔时成到光屏的上方，物体上面反射的光通过小孔时成到光屏的下方，形成倒立的实像，故小孔成像是由于光的直线传播形成的。 10．（2024·辽宁本溪·三模）如图所示，一辆洒水车正在阳光下为街边的花草浇水，在空中出现了美丽的彩虹，这是光的 现象；同时，洒水车在背对太阳一侧的地面上留下了阴影，这是光的 现象。 【答案】 色散 直线传播 【详解】[1]洒水车在阳光下为街边的花草浇水，空气中有大量的小水滴，将太阳光进行折射。由于不同颜色的光的折射程度不同，所以在空中出现了美丽的彩虹，这是光的色散现象。 [2]由于光在空气中沿直线传播，所以在不透明的洒水车背对太阳一侧的地面上留下了阴影。 11．（2024·河南周口·二模）公元前400年的战国时代，墨翟在《墨经》里记载了小孔成像。“光之人，煦若射，下者之人也高，高者之人也下”是指照射在人上部的光成像于下部，而照射在人下部的光则成像于上部，即直立的人通过针孔成 （选填“正立”或“倒立”）的像；“在远近有端，与于光，故景库内也”则指当光屏和小孔一定时，物距越远，像越 （选填“大”或“小”）。 【答案】 倒立 小 【详解】[1]小孔成的像为倒立的实像。 [2]小孔成像时，当光屏和小孔一定时，物距越远，像距越小，像越小。 12．（23-24八年级上·重庆长寿·期中）光在真空中的传播速度为 m/s，工程师常用激光束引导挖掘机工作，这是应用了光在同种均匀介质中沿 传播。 【答案】 3×108 直线 【详解】[1]光在真空中速度最快，为3×108 m/s。 [2]光在同种均匀介质中沿传播，因此工程师常用激光束引导挖掘机工作。 13．（23-24八年级上·广东深圳·期末）（1）某年夏季，中国出现了日食奇观。若小华借助小孔成像实验装置对“  形”太阳进行观察，如图所示，则她在半透明光屏上看到像的形状是 （填序号）； （2）请你猜想要想使像更大，半透明光屏应 （选填“靠近”或“远离”）小孔。若只将小圆孔改为三角形小孔，则像的形状 （选填“改变”或“不变”）。    【答案】 A 远离 不变 【详解】 （1）[1]小孔成像是光的直线传播现象，物体上部的光线通过小孔后，射到了光屏的下部；物体下部的光线通过小孔后，射到了光屏的上部，因此通过小孔后所成的像是倒立的像。由小孔成像的特点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。 故选A。 （2）[2]小孔成像想使像更大，则像距变大，则应将光屏远离小孔。 [3]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，所以只将小圆孔改为三角形小孔，则像的形状不变。 三、实验题 14．（23-24八年级上·贵州铜仁·阶段练习）如图所示，找一个空的易拉罐，用钉子在易拉罐底部的中央扎一个小孔，将易拉罐的顶部剪去后，蒙上一层塑料薄膜，这样就制成了一个针孔照相机，其实就是小孔成像的实验装置。将点燃的蜡烛置于小孔前的适当位置，观察并研究小孔成像特点： （1）烛焰在塑料薄膜上所成的像是 选填（“实像”“虚像”）； （2）如果易拉罐底部小孔是三角形，则他在半透明纸上看到的像是 ； A．三角形光斑          B．圆形光斑          C．烛焰的正立像       D．烛焰的倒立像 （3）将蜡烛逐渐靠近小孔时，则人眼看到的塑料薄膜上的像将 （选填“变大”“变小”“不变”）； （4）请根据本实验探究过程分析，晴天树荫下的圆形光斑大小不一的原因是 。 【答案】 实像 D 变大 缝隙或孔与地面的距离不同 【详解】（1）[1]烛焰在塑料薄膜上所成的像是倒立的实像，其成像的原理是光的直线传播。 （2）[2]烛焰经小孔成倒立的实像，像的形状与烛焰形状相同，像与小孔的形状无关，即烛焰在塑料薄膜上成的像是烛焰的倒立像，故D符合题意，ABC不符合题意。 故选D。 （3）[3]小孔成像的大小取决于物体到小孔的距离、光屏到小孔的距离,将蜡烛逐渐靠近小孔时,物距变小，像距不变，由于光沿直线传播，则像变大，即人眼看到的塑料薄膜上的像将变大。 （4）[4]圆形光斑是太阳通过树叶间的小孔所成太阳的像，由于树叶缝隙到地面的高度不同，故使得光斑大小不同。 15．在研究光的传播路径时，小明做了下面几个小实验： （1）图1中，为了显示激光在空气中传播路径，可以采取的方法是 ，图2中为了显示激光在水中的传播路径，可以在水中加入少量的 ； （2）小明在玻璃缸中加入清水，沿缸壁轻轻注入浓糖水，不搅拌，从侧壁水平照射激光，看到缸内光的路径是弯折的（图3），当搅拌缸中的水后，观察到光是沿直线传播的，说明光沿直线传播的条件是 ； （3）我国古代学者对“光沿直线传播”的现象曾做过许多研究，例如战国时期的《墨经》中就有小孔成像的解释，如图4所示： ①小孔成的像是 （填“正立”或“倒立”）的 （选填“实”或“虚”）像； ②若将小孔由圆形改为三角形，则所成的像的形状 （选填“改变”或“不变”）。 【答案】 在空气中喷洒烟雾 牛奶或咖啡 光在同种均匀介质中才沿直线传播 倒立 实 不变 【详解】（1）[1]为了显示激光在空气中传播路径，可用在空气中喷洒烟雾的方法显示光的传播路径。 [2]将激光射入混有少量牛奶或咖啡并搅拌均匀的水中，可利用光的漫反射显示出光的传播路径。 （2）[3]当向盛有清水的玻璃缸沿缸壁轻轻注入浓糖水时，玻璃缸内的液体就变的不均匀了，越深密度越大，光线在里面传播时就会发生折射，看到缸内光的路径是弯折的；当搅拌缸中的水后，玻璃缸内的液体就会变得均匀了，观察到光的路线呈直线，说明光在同种均匀介质中才沿直线传播。 （3）①[4][5]由于小孔所成的像是由实际光线会聚而成的，当物体上部的光线通过小孔后，射到了光屏的下部，而物体下部的光线通过小孔后，射到了光屏的上部，因此小孔成的像是倒立的实像，这是光的直线传播造成的。 ②[6]小孔所成的像是物体本身的像，与小孔的形状无关，所以若将小孔由圆形改为三角形，则所成的像的形状不变。 提优练习 一、单选题 1．（2024·黑龙江哈尔滨·二模）有效的复习方法可以加深知识的理解，滨滨在复习光学知识时绘制了如图所示的思维导图，其中有错误的一个选项是（　　） A．A B．B C．C D．D 【答案】D 【详解】A．能够发光的物体叫做光源，故A正确，不符合题意； B．光的直线传播是指光在同种均匀介质中沿直线传播的性质，例如，在阳光下形成的树影、日食、月食以及小孔成像等现象都是由于光的直线传播造成的，故B正确，不符合题意； C．光线是一种模型，用于描述光在空间中传播的方向和路径。光线是光在均匀介质中沿直线传播时的抽象表示，光线的方向通常用箭头表示，箭头的方向则是光波在该点的传播方向，故C正确，不符合题意； D．光在真空中传播最快，速度为，在介质中（如空气、水或玻璃等）的传播速度会有所减慢，故A错误，符合题意。 故选D。 2．（23-24七年级下·江西宜春·开学考试）2022 年 6 月 3 日（农历五月初五）是我国的传统节日—端午节，那天的月相可能是（　　） A． B． C． 【答案】A 【详解】根据月相的变化规律，从农历的月初至月末，月相的变化依次为新月→蛾眉月→上弦月→凸月→满月→凸月→下弦月→蛾眉月→新月。上半月月相的亮面朝右，缺面朝左，下半月月相的亮面朝左，缺面朝右，月相由缺到圆，再由圆到缺。 A．图A中月相较小，亮面朝右，缺面朝左，是蛾眉月，一般出现在农历初五左右，故A符合题意； B．图B中月相是满月，一般出现在农历十五或十六，故B不符合题意； C．图C中的月相大于半圆，一般出现在农历初九前后，与初五的蛾眉月差距较大，故C不符合题意。 故选A。 3．（23-24八年级上·四川绵阳·期末）沈括在《梦溪笔谈》中记述到“若莺飞空中，其影随莺而移”，而在纸窗上开一个小孔，使莺的影子呈现在室内纸屏上，却观察到“莺东则影西，莺西则影东”，如图所示。对此分析正确的是（　　） A．“莺东则影西，莺西则影东”描述的是图甲 B．“若莺飞空中，其影随莺而移”描述的是图乙 C．图甲和图乙都可以用光的直线传播来解释 D．小孔成像时，物左右移动时，其像的移动方向与物相同 【答案】C 【详解】A．“莺东则影西，莺西则影东”说明“影”是倒立的，描述的是图乙，故A错误； B．“若莺飞空中，其影随莺而移”，这是影子的形成，描述的是图甲，故B错误； C．图甲是影子的形成，图乙是小孔成像，都可以用光的直线传播来解释，故C正确； D．小孔成像时像是倒立的，所以像移动的方向与物移动的方向相反，故D错误。 故选C。 4．（23-24八年级上·湖南株洲·期末）井底之蛙这一成语大家都很熟悉。下列光路图（图中的井中无水）能解释“坐井观天，所见甚小”的是（　　） A． B． C． D． 【答案】D 【详解】坐井观天，所见甚小。是因为光在同种均匀介质中是沿直线传播的，从青蛙的眼睛到井口的边缘画出两条光线即青蛙看到的范围，光从井外射向青蛙的眼睛。 故选D。 5．（23-24九年级下·安徽亳州·阶段练习）如图示用自制针孔照相机观察烛焰，针孔是圆形的，蜡烛位置可调整。以下说法不正确的是（　　） A．薄膜上出现烛焰的像是倒立的 B．薄膜上烛焰的像可能是缩小的也可能是放大的 C．将小圆孔改为三角形，则像的形状改变 D．保持小孔和烛焰的距离不变，向后推动内筒，增加筒长，烛焰的像变大 【答案】C 【详解】A．小孔成像是光的直线传播形成的，物体上方的光线通过小孔时只能射到下方，物体下方的光线通过小孔时只能射到上方，薄膜上出现烛焰的像是倒立的实像，故A正确，不符合题意； B．小孔成像中所成的像的大小与物距和像距都有关，薄膜上烛焰的像可能是缩小的也可能是放大的，故B正确，不符合题意； C．小孔成像中所成的像是物体倒立的实像，像的形状由物体决定，与孔的形状无关，故C错误，符合题意； D．在物距一定时，像距越大，像越大，保持小孔和烛焰的距离不变，向前后动内筒，增加筒长，像距变大，烛焰的像变大，故D正确，不符合题意。 故选C。 二、填空题 6．（2024·山西大同·三模）小晋是个科幻迷，一天他看到小河边有一块大石头，水流会绕开石头往前流淌，为石头腾出空间。他想若光能像水流一般弯曲而过，我们的生活一定十分有趣。现实生活中不会发生这种现象的原因是 。如果小晋的设想变为现实，请你列举生活中可能出现的两种场景：① ；② 。 【答案】 光沿直线传播 可以看到被挡住的物体 生活中可能不会出现影子 【详解】[1]光在同种均匀介质中沿直线传播，所以无法像水流一般弯曲而过。如果光在介质中不沿直线传播，则在生活中将无法看到利用光的直线传播原理形成的现象。 [2][3]如果小晋的设想变为现实，生活中可能出现的场景：如生活中可能不会出现影子、可以看到被挡住的物、阳光可以照射到物体的背面等。 7．（23-24八年级上·江苏无锡·期末）（1）晴天的正午时分，走在蠡湖湖畔茂密的树林下，会看到阳光透过树叶的缝隙而在地上留下许多大小不同的圆形光斑（如图所示），光斑是由光的 形成的，其实质是 透过树叶缝隙所成的像； （2）在探究光斑的形状与孔的大小关系时，在地面上铺一张白纸，将刻有边长为2cm等边三角形孔的纸板正对太阳，保持纸板与地面距离为1m不变，用另一张卡片覆盖在三角形孔上，遮住孔的一部分，如图乙所示，让太阳光透过小孔，向左移动覆盖的卡片，使孔逐渐变小。刚开始使孔变小时，光斑呈 形，白纸上光斑亮度会 （“增强”、“不变”或“减弱”），当小孔足够小时，光斑变为 形，继续减小孔的大小，白纸上光斑亮度 （“增强”、“不变”或“减弱”）。 【答案】 直线传播 太阳光 三角 不变 圆 减弱 【详解】（1）[1][2] 由于光的直线传播，物体处的光穿过小孔会成倒立的实像，即小孔成像现象，阳光穿过树叶缝隙在地上形成的圆形光斑就是太阳的像。 （2）[3][4][5][6] 因为太阳光近似平行光，刚开始时孔较大，所以形成的是和孔面积大小相等的光斑，而且亮度与孔大小无关，所以刚开始时光斑亮度不变；当小孔到地面的距离一定时，小孔越来越小，地面上就得到太阳的像（小孔成像)，此时光斑形状是圆形；继续移动覆盖的卡片，减小通光孔的大小，通过的光照减少，光斑亮度减弱。 8．（23-24八年级上·安徽宣城·期末）陈伟用易拉罐制成一个简易针孔照相机：使用针孔照相机时，小孔对着室外明亮的物体进行观察，更容易看到物体的像。如图甲所示，陈伟从实验室借来用发光二极管制成的“F”字样光源，将“F”字样光源、简易针孔照相机按图乙所示位置放好，陈伟观察到塑料膜上所成的像是图丙中的 （填序号），这个像是 （选填“实像”或“虚像”）。 【答案】 ② 实像 【详解】[1]小孔成像是由光的直线传播形成的，所成的像是倒立的实像，此时的像不但上下颠倒，左右也是相反的，由题图可知，塑料膜上的像是图丙中的②。 [2]塑料膜上的像是由实际光线形成的，塑料膜充当了光屏，此时所成的像是实像。 三、实验题 9．（23-24八年级上·江苏扬州·期中）小明用易拉罐自制了一个简易针孔照相机，做小孔成像实验。 （1）如甲图所示，他将易拉罐盖子去除，在底部中心钻个小孔，AB为两端开口的圆形纸筒，用半透明塑料薄膜将A端蒙住，然后将纸筒插入易拉罐观察。为便于观察研究，应将 （A/B）端插入易拉罐，利用它观察窗外景物时，人眼应对着 （薄膜/小孔）进行观察，可观察所成的像。将纸筒向易拉罐内推的过程中，观察到的像将 （变大/不变/变小）； （2）针孔照相机的原理是： ； （3）利用它观察烛焰的成像时，若只将小圆孔改为三角形小孔，可在照相机上看到倒立 （选填“三角形”、“圆形”或“烛焰”）的像。若他在底部扎了两个小孔，则在半透明膜上可以观察到烛焰的像有 （选填“一”或“两”）个； （4）小明同学如果采用LED灯研究像的性质，下列形状的LED光源最合适的是 ； A．C形        B．T形       C．X形       D．P形 （5）小孔所成的像是上下 （正立/倒立），左右 （正立/倒立）的 （实/ 虚）像； （6）晴天的正午时分，走在扬州三湾公园的树林里，小明看到阳光透过树叶的缝隙在地上留下许多大小不同的圆形光斑，圆形光斑大小不一原因是 ； （7）小明同学又制作了挖空的硬纸板，如乙图所示，大小正方形孔的边长分别约2mm和5cm，他将纸板抓在手中对着太阳，调节纸板观察地面上的光斑，下面四幅图中光斑的大小形状符合实际的是 ，小明在实验中发现有时光斑呈椭圆形，则原因可能是： 。 【答案】 A 薄膜 变小 光的直线传播 烛焰 两 D 倒立 倒立 实 树叶的缝隙到地面的距离不等 C 阳光与地面不垂直 【详解】（1）[1][2][3]半透明塑料薄膜相当于光屏，为了成的像更清晰，便于观察，应将半透明膜的另一端插入易拉罐，即A端插入易拉罐；利用它观察窗外景物时，孔对着窗外，膜对着眼睛进行观察；小孔成像的大小取决于像到小孔的距离，像离小孔越近时成像越小，所以将纸筒向易拉罐内推的过程中，观察到的像将变小。 （2）[4]针孔照相机属于小孔成像现象，原理是光的直线传播。 （3）[5][6]小孔所成的像的形状只跟物体形状有关，与孔的形状无关，故只将小圆孔改为三角形小孔，可在照相机上看到倒立的烛焰的像；小孔成像是光通过小孔在光屏上形成的光斑，若在底部扎了两个小孔，每个孔都能形成一个光斑，则在半透明膜上可以观察到烛焰的像有两个。 （4）[7]物体上部发出（或反射）的光沿直线传播经过小孔后射到光屏的下部，物体下部发出（或反射）的光沿直线传播经过小孔后射到光屏的上部，因此小孔成像中成的是倒立的实像，为了便于观察，实验时探应该让发光体本身上下左右是不同的，故ABC不符合题意，D符合题意。故选D。 （5）[8][9][10]由光的直线传播特点可知，小孔成像成的是倒立的实像，倒立是上下左右都倒立。 （6）[11]小孔所成的像与物体到小孔和光屏到小孔的距离有关，因树叶的缝隙到地面的距离不等，相当于小孔到光屏的距离不等，故小明看到阳光透过树叶的缝隙在地上留下许多大小不同的圆形光斑。 （7）[12][13]太阳光通过2mm的小孔时成太阳倒立缩小的实像，太阳光通过5cm的大孔由于光的直线传播，形成与孔形状相同的光斑，故ABD不符合题意，C符合题意。故选C。当阳光与地面垂直时，形成圆形光斑，当阳光与地面不垂直时，形成椭圆形光斑。 10．（23-24八年级上·江苏连云港·期中）下面是“梦想组”和“创新组”的同学探究小孔成像实验的过程： （1）①“创新组”在“制作小孔成像观察仪”活动中，把制作好的圆筒插入易拉罐中，如图甲所示，为了使像更清楚，圆筒的 （选填A或B）端是用半透明薄纸制成的光屏。某同学将点燃的蜡烛置于小孔前的适当位置，观察到蜡烛将在塑料薄膜上成像，这种现象叫小孔成像。他还发现蜡烛和小孔的位置固定后，像离小孔越近，像就越 （选填“大”或“小”）； ②请在乙图中作出蜡烛AB的像 ； （2）下表是“梦想组”同学在硬纸板上挖孔所做的研究太阳的小孔成像实验记录表： 小孔的形状 □ ○ △ 小孔的最大外径/mm 1 5 10 1 5 10 1 5 10 地面光斑形状 小孔距地10cm时 □ □ □ ○ ○ ○ △ △ △ 小孔距地20cm时 ○ □ □ ○ ○ ○ ○ △ △ 小孔距地40cm时 ○ □ □ ○ ○ ○ ○ △ △ 小孔距地80cm时 ○ ○ □ ○ ○ ○ ○ ○ △ 小孔距地120cm时 ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ 小孔距地200cm时 ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ 小明和他的同学分析.上表的结果，得出了一些结论，请你帮他们补充完整： ①由于太阳距我们很远，到达地面的光线几乎平行，所以，当小孔到地面的距离足够小，地面上的光斑与小孔的形状是 （选填“一致的”或“不一致的”），这不是太阳的像； ②要使太阳通过小孔成像，必须注意小孔的大小和小孔到地面的距离，当小孔到地面的距离一定时，小孔越 （填“大”或“小”），地面上就越容易得到太阳的像； ③如上表所示，当小孔的最大外径为5毫米，小孔距地80厘米时，用一张卡片覆盖在△孔上（相当于把孔变小），遮住孔的一部分，让太阳光透过小孔，与不遮住小孔相比，光斑的形状 （选填“变化”或“不变”）。 【答案】 A 小 一致的 小 不变 【详解】（1）[1]A端是半透明的光屏，它在整个装置的中部，周围环境较暗，观察到光屏上的像比较明亮清晰。 [2]实验表明：像离小孔越近，像就越小。 [3]小孔成像成的是倒立的实像，如图所示： （2）[4]小孔距地10cm时的实验结果表明：当小孔距离地面非常近时，地面光斑与小孔形状是一致的，说明光斑形状是由小孔形状决定的，不是太阳的像。 [5]比较方形孔与三角形孔的成像情况，可以发现，小孔的最大外径越小，地面上就越容易得到太阳的像。 [6]此时，已经在地面上得到了太阳的像。再将小孔的外径变小，地面上依然是太阳的像，形状是不变的。 四、综合题 11．冬季，学校组织开展野外生存技能综合实践活动，老师提出“如何在野外辨别方向？”的问题。同学们分组讨论，每个小组都提出了自己的方案。有的小组认为可以根据“太阳从东边升起，西边落下”判断东西方向，并对一些方案做出评价。 （1）方案一：甲组同学汇报时展示了两张图片，山脊和房屋都是东西走向（如图1和2）。他们认为，可以根据向阳和背阴两侧积雪存余情况来判断南北方向。 图1中，山脊两侧积雪厚度不同，向阳一侧已经裸露出地面；图2中，向阳一侧无积雪，积雪少的一侧所对方向为 方（选填“南”或“北”）；试分析，向阳一侧积雪少的原因： ； （2）方案二：乙组同学演示了利用“立竿见影”确定南北方向的方法。他们认为，将直杆竖直立于地面，当中午12点时，直杆影子最短，且指向正北方向。 ①为便于汇报，需画出“立竿见影”的光路图和影子（影子用笔加粗），请帮助乙组同学完成作图（图3） ； ②地理老师认为，由于我们国家幅员辽阔，东西方向跨度很大，因此东部和西部地区会存在较大时差。当北京地区太阳刚升起时，我国新疆地区还在凌晨时分，当北京时间12点时，我国新疆地区太阳位置还在偏东方向。因此，北京时间12点时，在我国不同的地方，直杆影子的长度 （选填“一定”或“不一定”）都是最短的。 （3）方案三：丙组同学在方案二的基础上，提出了新的方法。如图4，在太阳达到最高位置前后用描点的方法在地面上画出竖直杆影子顶端的运动轨迹。 ①如图5中，已知运动轨迹上A、B两点直杆影长相等，请运用几何作图的方法确定正北方向 ，并用箭头表示出来。 ②方案三中，为了使正北方向确定更加准确，你认为所选的直杆应适当 （选填“长”或“短”）一点。 （4）请比较方案一和方案三，并对两种方案的优缺点进行评价 。 【答案】 南 积雪熔化需要吸热 不一定 长 积雪不是时时刻刻都有，且要有阳光照射才会熔化，因而方案一的局限性很大，而方案三阳光照射时，即可以确定，但还需中午前后才能确定；方案一的优点是有积雪的地方，不一定是中午；方案三适用于南方很热的白天中午 【详解】（1）[1][2]向阳一侧积雪少的原因是熔化需要吸热，向阳处吸收太阳较多的热，使得积雪熔化，因而积雪少的所对的方向是南方。 （2）[3]影子是光的直线传播形成，如图： （2）[4]太阳正南时，影子最短，当北京地区太阳刚升起时，我国新疆地区还在凌晨时分，当北京时间12点时，我国新疆地区太阳位置还在偏东方向，因此，北京时间12点时，北京影子最短，在我国不同的地方，直杆影子的长度不一定最短。 （3）[5][6]上下午距离12点的时间相同，影子等长，最短时的影子在两点的中垂线上，即正北方向，如图所示： 因为物体越高，影子越长，不同时刻的差异越大，为了使正北方向确定更加准确，所选直杆应适当长一点。 （4）[7]积雪不是时时刻刻都有，且要有阳光照射才会熔化，因而方案一的局限性很大，而方案三阳光照射时，即可以确定，但还需中午前后才能确定；方案一的优点是有积雪的地方，不一定是中午；方案三适用于南方很热的白天中午。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！2 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！2 学科网（北京）股份有限公司 $$