4.1 光的直线传播（4知识点+7题型+巩固提高）------2024～2025学年人教版物理八年级上学期

4.1 光的直线传播 目录 知识点1：光源 1 题型1：光源的概念及分类 2 知识点2：光的直线传播 2 题型2：光沿直线传播的条件 2 知识点3：光的直线传播的现象和应用 3 题型3：根据光的直线传播确定观察者的范围 5 题型4：影子的形成原理 6 题型5：日月食问题 6 题型6：小孔成像 7 知识点4：光的传播速度 8 题型7：声与光速 8 9 清晨，太阳从东方冉冉升起，云缝中射出道道霞光。你知道吗，光从哪里来?光是怎样传播的？光的速度有多快？ 知识点1：光源 1. 定义：能发光的物体叫光源。 2. 分类： （1）自然光源：太阳、水母、萤火虫、灯笼鱼等。 （2）人造光源：火把、电灯、蜡烛、荧光棒等。 【注意】月亮是由于光的反射形成的，所以月亮不是光源。 题型1：光源的概念及分类 【典例1】下列哪一组是光源（    ） A．萤火虫与月亮 B．萤火虫与烛焰 C．电池与萤火虫 D．电池与太阳 【变式1-1】在太阳、烛火、月亮、萤火虫中，不属于光源的是 ，光在 的介质中沿直线传播。光 （选填“能”或者“不能”）在真空中传播。 【变式1-2】有下列物体：①星星、②月亮、③太阳、④钻石、⑤电灯、⑥电视屏幕、⑦无影灯、⑧萤火虫、⑨灯笼鱼。上述物体中： (1)一定是光源的有 ； (2)一定不是光源的有 ； (3)可能是光源的是 。 知识点2：光的直线传播 1. 条件：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。 【特别提示】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。人眼能看到东西是由于光进入人的眼睛。 题型2：光沿直线传播的条件 【典例2】（22-23八年级下·陕西西安·阶段练习）下面四幅图中，不能说明光沿直线传播的是（　　） A．手影 B．光在不均匀糖水中的径迹 C．激光准直 D．透过树叶的阳光 【变式2-1】（22-23八年级下·陕西西安·阶段练习）小明在做光在液体中的传播实验时，他在玻璃缸内配制了白糖水，静置一段时间后，发现白糖水中的光线不是一条直线，而是一条弯曲的曲线，你的解释是 ；若保持激光入射方向不变，激光在白糖水中沿直线传播，你的做法是 。 【变式2-2】（23-24八年级上·辽宁铁岭·期中）在玻璃缸中倒入清水，接着往玻璃缸中倒入大量的盐，然后让一束激光射入盐水中，如图所示，激光沿 （选填“直线”或“曲线”）传播，原因是 ，这说明光沿直线传播是有条件的：介质应当具有 特点。 知识点3：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： ①倒立实像； ②成像形状：与物体有关，与孔的形状无关； ③大小变化：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。 【特别提示】 （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3：根据光的直线传播确定观察者的范围 【典例3】（2024·四川成都·三模）最美人间四月天，不负踏青好时光。小刚一家到青龙潮湿地公园游玩，小刚坐在开着天窗的轿车里，通过天窗能看到天空的景色，如图甲所示，请在图乙的简化图中画出小刚看到天窗外天空范围的光路图，A点表示小刚的眼睛。 【变式3-1】（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3-2】（23-24九年级下·四川成都·阶段练习）如图所示，射击游戏中，我们应该躲在遮挡物右侧哪个部分，站在高台上的对方射手才看不到，请通过光路图，确定最大安全范围，并用阴影表示。 题型4：影子的形成原理 【典例4】（23-24八年级上·四川内江·期末）如图所示，路灯下站着小明和小强两人，地上留下了他们的影子，通过作光路图确定路灯灯泡S的位置。 【变式4-1】（23-24八年级上·四川成都·期中）成都大运会火炬塔位于东安湖公园体育中心片区，塔身高度31米，寓意第31届世界大学生夏季运动会。图甲是航拍到的火炬塔的美照。在太阳（A点表示）的照射下，地上出现了火炬塔的影子。请你利用所学知识在图乙中画出火炬塔（用BC代替）在地面上形成影子的光路，用L表示。（保留作图痕迹） 【变式4-2】（23-24八年级上·江苏苏州·期中）如图，发光点A发出的光被 BC挡住，请在图中作出 BC在墙壁上的影子（保留作图痕迹）。 题型5：日月食问题 【典例5】如图所示是月球的影区分布。当人随地球运动时，要看到日环食，只有当运动到（　　） A．甲区域 B．乙区域 C．丙区域 D．丁区域 【变式5-1】（2024·江西九江·三模）如图所示，这是今年一些网友拍摄到的日全食时的照片。日全食是由光的 形成的，发生日全食时不能看到太阳，是因为我们处在 的影子里。 【变式5-2】如图甲所示，2023年4月20日发生了罕见的日环食。日环食是日食的一种，发生时太阳的中心部分黑暗，边缘仍然明亮，形成光环。日食属于光的 现象；图中能正确描述其形成原因的是 （选填“乙”或“丙”）图。 题型6：小孔成像 【典例6】（23-24八年级上·陕西西安·阶段练习）如图所示是小明用易拉罐制成的简易针孔照相机： (1)小明从实验室借来用发光二极管制成的“F”字样光源，如图甲所示，将“F”字样光源、简易针孔照相机按图乙所示位置放好，小明观察到塑料板上所成的像是图丙中的 （填序号）。 (2)保持“F”字样光源的位置不变，将易拉罐靠近发光的“F”，小明观察到塑料膜上所成的像会 （选填“变大”、“变小”或“不变”），像的亮度 （选填“变亮”、“变暗”或“不变”）。 (3)小华在实验中在易拉罐的底部扎了两个小孔，则在半透明膜上可以观察到的“F”像有 （选填“一”或“两”或“无数”）个。 【变式6-1】（23-24八年级上·辽宁丹东·期中）晴天正午，小淇走在公园的树林下，她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 （选填“太阳”、“树叶的缝隙”或“树叶”）的 （选填“实像”、“虚像”或“影子”）。 【变式6-2】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”，小王利用图甲做了小孔成像实验，请你在图乙中大致画出烛焰AB（烛焰可以抽象为带箭头的线段）通过纸杯的小孔在黑塑料膜虚线上所成的像A′B′，并标明两条光线的传播方向。 知识点4：光的传播速度 1．真空中的光速是宇宙间最快的速度，在物理学中用字母c表示：c=2.997 92×108 m/s。在我们的计算中，真空中的光速通常取为c=3×108 m/s。 2．光在空气中的速度十分接近在真空中的速度，也可视为3×108 m/s。光在水中的速度约为真空中的3/4，在玻璃中的速度约为真空中的2/3。 3．宇宙中恒星间的距离都非常大，为了表述方便，天文学家用了一个非常大的长度单位——光年，它等于光在一年内传播的距离，例如我们最熟悉的牛郎星和织女星，相距16光年。光年与米的换算关系为:1光年=9.4 608×1015 m。 【特别提示】声的传播与光的传播的不同，如下表所示。 声音 光 真空不传声 光在真空中传播最快 15℃空气中声速340m/s 空气中光速近似3×10⁸m/s 声音在空气中传播得最慢 光在空气中比在其他透明介质中传播得快 声音传播需要介质 光的传播不需要介质 题型7：声与光速 【典例7】（23-24八年级上·海南省直辖县级单位·期中）光在真空中的传播速度是 m/s；海南10月份多雨，下雨时常伴随着打雷和闪电发生，但我们总是先看到闪电后听到雷声，这说明光比声音传播的速度 （选填“快”或“慢”）。 【变式7-1】（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7-2】（23-24八年级上·湖南永州·期中）小轩的爸爸睡觉时的鼾声通过空气传到小轩的耳中，它的速度约为 m/s，室外的闪电发出的光进入他的眼睛的速度为 m/s 一、单选题 1．（22-23八年级上·广西来宾·期中）下列物体，其中属于自然光源的是（　　） A．太阳 B．月亮 C．日光灯 D．蜡烛的火焰 2．（22-23八年级上·山东菏泽·期中）关于光现象，下列说法正确的是（　　） A．节能灯是自然光源 B．光总是沿直线传播 C．影子是由光的直线传播形成的 D．光在空气和水中的传播速度相同 3．（22-23八年级上·河南商丘·期中）如图所示的烟花，营造欢乐的氛围。关于烟花表演下列说法正确的是（    ） A．灿烂的烟花不是光源 B．人们看到灿烂的烟花属于光的直线传播 C．先看到焰火后听到爆炸声，说明声速比光速快 D．烟花爆炸声震耳欲聋是因为音调高 4．（23-24八年级下·黑龙江绥化·阶段练习）关于光的传播，下列说法正确的是（　　） A．光只在空气中才沿直线传播 B．光在任何情况下都沿直线传播 C．光在玻璃中一定不沿直线传播 D．光在均匀介质中沿直线传播 5．（23-24八年级上·陕西榆林·期末）“司机一滴酒，亲人两行泪”，为行车安全，大家要提醒身边的朋友家人，切勿酒驾。如图为交警夜查酒驾的情景，以下说法正确的是（   ） A．交警手中的荧光棒是光源 B．交警身上穿的反光背心是光源 C．车灯发出的光在空气中的传播速度为 D．车灯光在夜空中是沿曲线传播的 6．（22-23八年级下·福建福州·开学考试）如图，甲、乙两人分别站立于一面墙的两边，若要在墙上开一个窗使两人彼此都能看到对方的全身，则所需的最小窗的位置范围大约为（　　）    A．ac B．bc C．ad D．be 7．（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 8．（23-24八年级下·河南开封·期中）关于光和声的传播的说法正确的是（　　） A．它们的传播都需要介质 B．光可以在真空中传播，而声音不能 C．最快的声速可能与光速相等 D．声音可在真空中传播 9．（23-24八年级上·江苏无锡·期末）如图所示，无云的晴天，小明在野外迷失了方向，他在地面竖立一根杆子，地面上OA是这根杆在阳光下的影子，过一段时间后，影子的位置移到了OB的位置。则AB箭头所指的方向是（　　） A．东 B．南 C．西 D．北 二、填空题 10．（23-24八年级上·辽宁铁岭·期中）在玻璃缸中倒入清水，接着往玻璃缸中倒入大量的盐，然后让一束激光射入盐水中，如图所示，激光沿 （选填“直线”或“曲线”）传播，原因是 ，这说明光沿直线传播是有条件的：介质应当具有 特点。 11．（2024·江西吉安·二模）2023年7月30日，由夏琦、段志成、刘帅组成的中国队率先拿下男子25米手枪速射团体金牌，这是中国队在成都大运会射击比赛中的“首金”。如图所示，在射击瞄准时需要做到“三点一线”，这是依据 原理。比赛结束后，运动员们去公园游玩时，看见阳光透过树叶的缝隙在地上形成圆形光斑，这些光斑是太阳的 （选填“虚”或“实”）像。 12．（23-24八年级上·江苏常州·期中）在雷雨天，我们总是先看到闪电，后听到雷声，是因为声音的传播速度比光的传播速度 ；小明看到闪电后5s才听到雷声，响雷处距离小明的距离是 m。（声音在空气中传播速度为340m/s，闪电传播时间不计） 13．（23-24八年级上·江苏无锡·期末）小明想估测小区内路灯的高度h，晚上沿着路灯旁道路行走，第一次测得身高为1.8m的小明，对应的影子长为1m；沿着影子方向匀速直线远离路灯行走了4m后，测得此时的影子长2m。已知形状相同，大小不同的三角形，其对应的边长之比相等。 (1)“路灯下影子的形成”这一现象，对应的光学原理是光 的特性。 (2)已知小明匀速前进4m，所用时间5s，则小明行走的速度大小为 m/s，影子头部顶端前进的速度大小为 m/s。 (3)小区内路灯的高度h为 m。 14．（23-24八年级上·江苏无锡·期末）在探究树荫下光斑的活动中，小华认为光斑的形状与孔的大小有关。于是正午时分在地面上铺了一张白纸，将刻有长3cm、宽1cm的长方形通光孔的纸板A正对着太阳，保持纸板与地面的距离为1m不变，将另一张卡片B覆盖在通光孔上，缓慢向左移动B，观察光斑变化情况。上述实验过程 完成探究。当通光孔足够小时，此时光斑形状是 形，继续移动覆盖的卡片B，减小通光孔的大小，白纸上光斑大小将 。 三、实验题 15．（24-25八年级上·江苏宿迁·阶段练习）如图所示，小明自制成了一个小孔成像仪。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)蜡烛在半透明膜上成像的原理是 ； (2)如果在底部戳两个孔，可以观察到 个蜡烛火焰；（填写个数） (3)为了探究孔的大小是否影响小孔所成的像，则应选择下列所示________孔然后用卡片覆盖并移动卡片以改变孔的大小进行实验；（填选项） A．B．C． D． (4)晴天中午，太阳光透过树叶缝隙在地面形成的许多大小不同的圆形光斑，这些光斑大小不同的原因是 。（选填序号：①树叶间缝隙大小不同、②树叶缝隙离地面的高度不同） 16．（2024·山西晋中·三模）小明发现，一天中影子的长度一直在变化，为了探究影子长度的变化与哪些因素有关，小明和同学们做了以下猜想： 猜想一：影子长度可能与光源的高度有关； 猜想二：影子长度可能与物体离光源的水平距离有关。 他们设计的实验装置如图所示：AB为竖直方向的长杆，BC为水平方向的长杆，长杆AB上装有一个可以移动的点光源D，再在地面上竖立一根短木条（短木条始终低于点光源D）。h为点光源的高度，s为A点到短木条的距离，l为影子的长度。控制短木条的长度和位置不变，该同学将点光源D在AB间移动，测得数据如表所示： 实验序号 1 2 3 4 5 6 点光源的高度h/cm 20 30 40 50 60 70 影子长度l/cm 30 15 10 7.5 6 5 (1)分析表格数据可知：保持其他因素不变，当点光源的高度逐渐增大时，影子的长度将 （选填“变长”“变短”或“不变”）； (2)请你根据表中数据在图中绘制影子长度！随点光源的高度h变化的图象 。观察图象的变化趋势发现：点光源越高，影子变短的速度越 （选填“快”或“慢”）；进一步推理可知，当点光源足够高时，影子的长度将 （选填“变长”“变短”或“不变”）。 学科网（北京）股份有限公司第 1 页 共 4 页 学科网（北京）股份有限公司 $$ 4.1 光的直线传播 目录 知识点1：光源 1 题型1：光源的概念及分类 2 知识点2：光的直线传播 3 题型2：光沿直线传播的条件 3 知识点3：光的直线传播的现象和应用 5 题型3：根据光的直线传播确定观察者的范围 7 题型4：影子的形成原理 9 题型5：日月食问题 11 题型6：小孔成像 12 知识点4：光的传播速度 13 题型7：声与光速 14 14 清晨，太阳从东方冉冉升起，云缝中射出道道霞光。你知道吗，光从哪里来?光是怎样传播的？光的速度有多快？ 知识点1：光源 1. 定义：能发光的物体叫光源。 2. 分类： （1）自然光源：太阳、水母、萤火虫、灯笼鱼等。 （2）人造光源：火把、电灯、蜡烛、荧光棒等。 【注意】月亮是由于光的反射形成的，所以月亮不是光源。 题型1：光源的概念及分类 【典例1】下列哪一组是光源（    ） A．萤火虫与月亮 B．萤火虫与烛焰 C．电池与萤火虫 D．电池与太阳 【答案】B 【分析】由题意可知考查光源的判断，根据光源的概念分析可得． 【详解】A．能够自身发光的物体叫光源，萤火虫能自身发光是光源，而月亮本身不发光，可以反射太阳光，所以月亮不是光源，故A错误； B．萤火虫与烛焰都能发光是光源，故B正确； C．电池自身不发光所以不是光源，故C错误；     D ．电池不是光源，故D错误． 【点睛】判断是不是光源，要看物体本身能否发光，能自身发光的物体才是光源．特别注意月亮反射太阳光，不是光源． 【变式1-1】在太阳、烛火、月亮、萤火虫中，不属于光源的是 ，光在 的介质中沿直线传播。光 （选填“能”或者“不能”）在真空中传播。 【答案】 月亮 同一种均匀 能 【详解】[1]月亮自身不能发光，所以不属于光源，太阳、萤火虫自身能够发光，所以属于光源。 [2]光在同种均匀介质中沿直线传播，这是光沿直线传播的条件。 [3]光的传播可以不需要介质，它能够在真空中传播。 【变式1-2】有下列物体：①星星、②月亮、③太阳、④钻石、⑤电灯、⑥电视屏幕、⑦无影灯、⑧萤火虫、⑨灯笼鱼。上述物体中： (1)一定是光源的有 ； (2)一定不是光源的有 ； (3)可能是光源的是 。 【答案】(1)③⑧⑨ (2)②④ (3)①⑤⑥⑦ 【详解】（1）①星星：虽然我们在夜空中能看到星星发光，但实际上很多星星（如行星、卫星）本身并不发光，它们只是反射或散射光。只有恒星（如太阳）才是自身发光的。因此，星星不一定是光源。 ②月亮：月亮本身不发光，它只是反射太阳光。所以，月亮一定不是光源。 ③太阳：太阳是一个巨大的恒星，能自身发光。因此，太阳一定是光源。 ④钻石：钻石虽然能反射和折射光线，但它本身并不发光。所以，钻石一定不是光源。 ⑤电灯：电灯在通电时能发光，但如果不通电则不会发光。因此，电灯可能是光源，也可能是非光源，这取决于它是否通电。 ⑥电视屏幕：电视屏幕在播放节目时能发光（尤其是液晶电视和LED电视），但如果不播放节目或关闭电源则不会发光。所以，电视屏幕也可能是光源。 ⑦无影灯：无影灯是手术室中常用的照明设备，它通电时能发光，为手术提供足够的光线不通电则不会发光。因此，无影灯可能是光源。 ⑧萤火虫：萤火虫能自身发光，这是众所周知的。因此，萤火虫一定是光源。 ⑨灯笼鱼：灯笼鱼头部上方具有一个由皮肤形成的灯笼状发光器，能发出光亮。因此，灯笼鱼一定是光源。 故一定是光源的有③⑧⑨。 （2）一定不是光源的有②④。 （3）可能是光源的是①⑤⑥⑦ 知识点2：光的直线传播 1. 条件：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。 【特别提示】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。人眼能看到东西是由于光进入人的眼睛。 题型2：光沿直线传播的条件 【典例2】（22-23八年级下·陕西西安·阶段练习）下面四幅图中，不能说明光沿直线传播的是（　　） A．手影 B．光在不均匀糖水中的径迹 C．激光准直 D．透过树叶的阳光 【答案】B 【详解】 A．光照射到不透明的物体，物体会阻挡光的传播，在其背面光不能到达的区域，形成物体的影子，所以，手影是光沿直线传播形成的，故A不符合题意； B．光在不均匀的糖水中的传播路径是弯曲的，不能说明光沿直线传播，故B符合题意； C．应用激光准直技术开凿山洞，利用了光在同种均匀介质中沿直线传播，故C不符合题意； D．透过树叶的阳光是由光沿直线传播形成的，故D不符合题意。 故选B。 【变式2-1】（22-23八年级下·陕西西安·阶段练习）小明在做光在液体中的传播实验时，他在玻璃缸内配制了白糖水，静置一段时间后，发现白糖水中的光线不是一条直线，而是一条弯曲的曲线，你的解释是 ；若保持激光入射方向不变，激光在白糖水中沿直线传播，你的做法是 。 【答案】 白糖水不均匀 将白糖水搅拌均匀 【详解】 [1]由于光在不均匀介质中不沿直线传播，白糖水放置久了后，就变的不均匀了，越深白糖水浓度越大，密度越大，光线在里面传播时就会发生折射。 [2]由于光在同种均匀介质中沿直线传播，若要保持激光入射方向不变，即激光在白糖水中沿直线传播，应该将白糖水搅拌均匀。 【变式2-2】（23-24八年级上·辽宁铁岭·期中）在玻璃缸中倒入清水，接着往玻璃缸中倒入大量的盐，然后让一束激光射入盐水中，如图所示，激光沿 （选填“直线”或“曲线”）传播，原因是 ，这说明光沿直线传播是有条件的：介质应当具有 特点。 【答案】 曲线 盐水不是均匀介质（盐水的密度不均匀） 同种均匀 【详解】[1][2][3]光必须在同一种均匀的介质中才是沿直线传播的，盐水的密度如果不均匀，光在盐水中传播路径就不是直线而是曲线；这说明，光沿直线传播是有条件的，光在同种均匀介质中是沿直线传播的。 知识点3：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： ①倒立实像； ②成像形状：与物体有关，与孔的形状无关； ③大小变化：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。 【特别提示】 （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3：根据光的直线传播确定观察者的范围 【典例3】（2024·四川成都·三模）最美人间四月天，不负踏青好时光。小刚一家到青龙潮湿地公园游玩，小刚坐在开着天窗的轿车里，通过天窗能看到天空的景色，如图甲所示，请在图乙的简化图中画出小刚看到天窗外天空范围的光路图，A点表示小刚的眼睛。 【答案】 【详解】光在同一均匀介质中沿直线传播，光线要进入人的眼中，最大范围就是从天窗的边缘处直线射入人的眼中，所以以天窗为分界，被挡住部分是看不到的。将A点与天窗口左、右边的端点相连成一直线，然后在直线上标出箭头，即得到两条射向人眼睛的光线，光的直线传播限制了人的观察范围，因此人所在的位置越深，它观察到的范围越小，如下图所示： 【变式3-1】（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3-2】（23-24九年级下·四川成都·阶段练习）如图所示，射击游戏中，我们应该躲在遮挡物右侧哪个部分，站在高台上的对方射手才看不到，请通过光路图，确定最大安全范围，并用阴影表示。 【答案】 【详解】由光的直线传播可知，连接射手与遮挡物的最高点的直线与地面相交，则遮挡物右侧地面与所作直线间为安全范围，我们身上的光线被遮挡物挡住，传不到射手眼睛，射手看不到我们。作图如下： 题型4：影子的形成原理 【典例4】（23-24八年级上·四川内江·期末）如图所示，路灯下站着小明和小强两人，地上留下了他们的影子，通过作光路图确定路灯灯泡S的位置。 【答案】 【详解】光在空气中沿直线传播，将小明和小强的顶端和影子的顶端连接并延长可交于一点S，就是灯泡的位置，如图所示： 【变式4-1】（23-24八年级上·四川成都·期中）成都大运会火炬塔位于东安湖公园体育中心片区，塔身高度31米，寓意第31届世界大学生夏季运动会。图甲是航拍到的火炬塔的美照。在太阳（A点表示）的照射下，地上出现了火炬塔的影子。请你利用所学知识在图乙中画出火炬塔（用BC代替）在地面上形成影子的光路，用L表示。（保留作图痕迹） 【答案】 【详解】连接AC并延长至地面交于D点，则火炬塔的影长L＝BD，如下图 【变式4-2】（23-24八年级上·江苏苏州·期中）如图，发光点A发出的光被 BC挡住，请在图中作出 BC在墙壁上的影子（保留作图痕迹）。 【答案】 【详解】根据光在同种均匀介质（空气）中沿直线传播，从点光源A过点C作光线与墙壁相交于点，从A过点B作光线与墙壁相交于，光线AC与AB所夹的墙壁上的阴影部分就是BC的影子，如图所示： 题型5：日月食问题 【典例5】如图所示是月球的影区分布。当人随地球运动时，要看到日环食，只有当运动到（　　） A．甲区域 B．乙区域 C．丙区域 D．丁区域 【答案】B 【详解】日全食是一条光线都不能到达的区域即丙区；日环食只有边缘的光线能够到达，看起来像个圆环一样，即乙区；除日全食与日环食外，还有日偏食，即甲区域。故B符合题意，ACD不符合题意。 故选B。 【变式5-1】（2024·江西九江·三模）如图所示，这是今年一些网友拍摄到的日全食时的照片。日全食是由光的 形成的，发生日全食时不能看到太阳，是因为我们处在 的影子里。 【答案】 直线传播 月球 【详解】[1]日全食是由于太阳光在直线传播过程中被月球遮挡而形成的。 [2]由于太阳光在直线传播过程中被月球遮挡，形成月球的影子，当发生日全食时，人处于月球的影子里，就看不到太阳了。 【变式5-2】如图甲所示，2023年4月20日发生了罕见的日环食。日环食是日食的一种，发生时太阳的中心部分黑暗，边缘仍然明亮，形成光环。日食属于光的 现象；图中能正确描述其形成原因的是 （选填“乙”或“丙”）图。 【答案】 直线传播 乙 【详解】[1][2]日食属于光的直线传播现象；当太阳、月球、地球大致在同一直线上时，太阳射向地球的光被月球全部或者部分挡住，形成日食，月球在太阳和地球之间；故能正确描述日食成因的是乙图。 题型6：小孔成像 【典例6】（23-24八年级上·陕西西安·阶段练习）如图所示是小明用易拉罐制成的简易针孔照相机： (1)小明从实验室借来用发光二极管制成的“F”字样光源，如图甲所示，将“F”字样光源、简易针孔照相机按图乙所示位置放好，小明观察到塑料板上所成的像是图丙中的 （填序号）。 (2)保持“F”字样光源的位置不变，将易拉罐靠近发光的“F”，小明观察到塑料膜上所成的像会 （选填“变大”、“变小”或“不变”），像的亮度 （选填“变亮”、“变暗”或“不变”）。 (3)小华在实验中在易拉罐的底部扎了两个小孔，则在半透明膜上可以观察到的“F”像有 （选填“一”或“两”或“无数”）个。 【答案】(1)② (2) 变大 变暗 (3)两 【详解】（1）使用针孔照相机时，小孔对着明亮的室外，让光线通过小孔进入筒内；物体发出或反射的光通过小孔后，这就是小孔成像。 （2）小孔成像的像的大小与物距、像距有关，物距减小了，像会变大；当易拉罐靠近发光的“F”时，小孔大小不变，透过的光量一定，像变大后光线分散开，像的亮度变暗。 （3）若在底部扎了两个小孔，那么每个小孔都会成一个像。 【变式6-1】（23-24八年级上·辽宁丹东·期中）晴天正午，小淇走在公园的树林下，她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 （选填“太阳”、“树叶的缝隙”或“树叶”）的 （选填“实像”、“虚像”或“影子”）。 【答案】 太阳 实像 【详解】[1][2]沿直线传播的太阳光经过树叶间的缝隙时，会发生小孔成像现象，圆形光斑实际上是太阳的像。此像由实际光线会聚而成是实像。 【变式6-2】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”，小王利用图甲做了小孔成像实验，请你在图乙中大致画出烛焰AB（烛焰可以抽象为带箭头的线段）通过纸杯的小孔在黑塑料膜虚线上所成的像A′B′，并标明两条光线的传播方向。 【答案】 【详解】因为光沿直线传播，所以火焰上顶点发出的光线经过小孔后在塑料膜上成像为A′，火焰下端点发出的光线经过小孔后在塑料膜上成像为B′，连接A′B′，如图所示： 知识点4：光的传播速度 1．真空中的光速是宇宙间最快的速度，在物理学中用字母c表示：c=2.997 92×108 m/s。在我们的计算中，真空中的光速通常取为c=3×108 m/s。 2．光在空气中的速度十分接近在真空中的速度，也可视为3×108 m/s。光在水中的速度约为真空中的3/4，在玻璃中的速度约为真空中的2/3。 3．宇宙中恒星间的距离都非常大，为了表述方便，天文学家用了一个非常大的长度单位——光年，它等于光在一年内传播的距离，例如我们最熟悉的牛郎星和织女星，相距16光年。光年与米的换算关系为:1光年=9.4 608×1015 m。 【特别提示】声的传播与光的传播的不同，如下表所示。 声音 光 真空不传声 光在真空中传播最快 15℃空气中声速340m/s 空气中光速近似3×10⁸m/s 声音在空气中传播得最慢 光在空气中比在其他透明介质中传播得快 声音传播需要介质 光的传播不需要介质 题型7：声与光速 【典例7】（23-24八年级上·海南省直辖县级单位·期中）光在真空中的传播速度是 m/s；海南10月份多雨，下雨时常伴随着打雷和闪电发生，但我们总是先看到闪电后听到雷声，这说明光比声音传播的速度 （选填“快”或“慢”）。 【答案】 快 【详解】[1]光在真空中的传播速度是最快的，是。 [2]先看到闪电后听到雷声，相同的路程，光用的时间比较短，这说明光比声音传播的速度快。 【变式7-1】（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7-2】（23-24八年级上·湖南永州·期中）小轩的爸爸睡觉时的鼾声通过空气传到小轩的耳中，它的速度约为 m/s，室外的闪电发出的光进入他的眼睛的速度为 m/s 【答案】 340 3×108 【详解】[1][2]声音的传播需要介质，声音可以在气体、液体或固体中传播，真空不能传声，声音在15℃的空气中的传播速度是340m/s；光在真空中的传播速度最大为3×108m/s，在空气中略小一些，约为3×108m/s。 一、单选题 1．（22-23八年级上·广西来宾·期中）下列物体，其中属于自然光源的是（　　） A．太阳 B．月亮 C．日光灯 D．蜡烛的火焰 【答案】A 【详解】A．太阳是自然界中的物体，本身能够向外发光，是自然光源。故A符合题意； B．月亮本身不能发光，是反射了太阳光教学得月亮很亮。故B不符合题意； C．日光灯是人造物品，故C不符合题意； D．蜡烛是人造物品，故D不符合题意。 故选A。 2．（22-23八年级上·山东菏泽·期中）关于光现象，下列说法正确的是（　　） A．节能灯是自然光源 B．光总是沿直线传播 C．影子是由光的直线传播形成的 D．光在空气和水中的传播速度相同 【答案】C 【详解】A．节能灯是人造光源，故A错误； B．光在同种均匀介质中沿直线传播，故B错误； C．影子是因为光的直线传播，无法透过不透明物体传递到物体后面形成的，故C正确； D．光在空气中速度约为，在水中的传播速度约为空气中的，故D错误。 故选C。 3．（22-23八年级上·河南商丘·期中）如图所示的烟花，营造欢乐的氛围。关于烟花表演下列说法正确的是（    ） A．灿烂的烟花不是光源 B．人们看到灿烂的烟花属于光的直线传播 C．先看到焰火后听到爆炸声，说明声速比光速快 D．烟花爆炸声震耳欲聋是因为音调高 【答案】B 【详解】A．烟花自身能够发光，属于人造光源，故A错误； B．光在同种均匀介质中沿直线传播，人们看到灿烂的烟花属于光的直线传播，故B正确； C．15℃时，声音在空气中的传播速度为340m/s，光在空气中的传播速度约为3×108m/s，因此先看到焰火后听到爆炸声，说明光速比声速快，故C错误； D．烟花声音震耳欲聋是指烟花声音大，即声音的响度大，故D错误。 故选B。 4．（23-24八年级下·黑龙江绥化·阶段练习）关于光的传播，下列说法正确的是（　　） A．光只在空气中才沿直线传播 B．光在任何情况下都沿直线传播 C．光在玻璃中一定不沿直线传播 D．光在均匀介质中沿直线传播 【答案】D 【详解】A．光在均匀透明介质中都沿直线传播，故A错误； B．光在不均匀的介质中不沿直线传播，故B错误； C．光在质地均匀的玻璃中沿直线传播，故C错误； D．光在均匀的介质中是沿直线传播的，不会发生偏折。故D正确。 故选D。 5．（23-24八年级上·陕西榆林·期末）“司机一滴酒，亲人两行泪”，为行车安全，大家要提醒身边的朋友家人，切勿酒驾。如图为交警夜查酒驾的情景，以下说法正确的是（   ） A．交警手中的荧光棒是光源 B．交警身上穿的反光背心是光源 C．车灯发出的光在空气中的传播速度为 D．车灯光在夜空中是沿曲线传播的 【答案】A 【详解】A．交警手中的荧光棒能自行发光，是光源，故A正确； B．交警身上穿的反光背心不能自行发光，不是光源，故B错误； C．根据光的特性可知，车灯发出的光在空气中的传播速度约为，故C错误； D．光在同种均匀介质中沿直线传播。车灯光在夜空中是沿直线传播的，故D错误。 故选A。 6．（22-23八年级下·福建福州·开学考试）如图，甲、乙两人分别站立于一面墙的两边，若要在墙上开一个窗使两人彼此都能看到对方的全身，则所需的最小窗的位置范围大约为（　　）    A．ac B．bc C．ad D．be 【答案】C 【详解】根据光在同种均匀介质中沿直线传播，过甲的头顶和脚底分别作两条直线到乙的眼睛，过乙的头顶和脚底分别作两条直线到甲的眼睛，因为要满足两人彼此都能看到对方的全身，所以取这四条直线与墙壁的交点中，距离最远的两个点，即ad为最小窗的大致范围，具体如图所示： 故C符合题意，ABD不符合题意。 故选C。 7．（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。 8．（23-24八年级下·河南开封·期中）关于光和声的传播的说法正确的是（　　） A．它们的传播都需要介质 B．光可以在真空中传播，而声音不能 C．最快的声速可能与光速相等 D．声音可在真空中传播 【答案】B 【详解】ABD．声的传播需要介质，光的传播不需要介质，所以光可以在真空中传播，声不能在真空中传播，故AD错误，B正确； C．最快的声速约为声音在空气中传播速度的106倍，即，光在空气中的传播速度约为，故C错误。 故选B。 9．（23-24八年级上·江苏无锡·期末）如图所示，无云的晴天，小明在野外迷失了方向，他在地面竖立一根杆子，地面上OA是这根杆在阳光下的影子，过一段时间后，影子的位置移到了OB的位置。则AB箭头所指的方向是（　　） A．东 B．南 C．西 D．北 【答案】A 【详解】太阳光沿直线传播照在杆上时，会在杆的后面形成杆的影子，而当太阳向西移动时，它的影子向相反的方向移动，即向东移动，则AB箭头所指的方向是东，故A正确，BCD错误。 故选A。 二、填空题 10．（23-24八年级上·辽宁铁岭·期中）在玻璃缸中倒入清水，接着往玻璃缸中倒入大量的盐，然后让一束激光射入盐水中，如图所示，激光沿 （选填“直线”或“曲线”）传播，原因是 ，这说明光沿直线传播是有条件的：介质应当具有 特点。 【答案】 曲线 盐水不是均匀介质（盐水的密度不均匀） 同种均匀 【详解】[1][2][3]光必须在同一种均匀的介质中才是沿直线传播的，盐水的密度如果不均匀，光在盐水中传播路径就不是直线而是曲线；这说明，光沿直线传播是有条件的，光在同种均匀介质中是沿直线传播的。 11．（2024·江西吉安·二模）2023年7月30日，由夏琦、段志成、刘帅组成的中国队率先拿下男子25米手枪速射团体金牌，这是中国队在成都大运会射击比赛中的“首金”。如图所示，在射击瞄准时需要做到“三点一线”，这是依据 原理。比赛结束后，运动员们去公园游玩时，看见阳光透过树叶的缝隙在地上形成圆形光斑，这些光斑是太阳的 （选填“虚”或“实”）像。 【答案】 光的直线传播 实 【详解】[1]在射击瞄准时需要做到“三点一线”，是光的直线传播现象，是依据光的直线传播原理。 [2]比赛结束后，运动员们去公园游玩时，看见阳光透过树叶的缝隙在地上形成圆形光斑，这些光斑是太阳光经过树叶缝隙成的实像。 12．（23-24八年级上·江苏常州·期中）在雷雨天，我们总是先看到闪电，后听到雷声，是因为声音的传播速度比光的传播速度 ；小明看到闪电后5s才听到雷声，响雷处距离小明的距离是 m。（声音在空气中传播速度为340m/s，闪电传播时间不计） 【答案】 小 1700 【详解】[1]声音在空气中的传播速度是340m/s，光在空气中的传播速度是3×108m/s，光速远大于声速，由得，相同距离闪电传播到观察者位置的时间远短于声音传播的时间，则我们总是先看到闪电，后听到雷声。 [2]由得 则响雷处距离小明的距离是 13．（23-24八年级上·江苏无锡·期末）小明想估测小区内路灯的高度h，晚上沿着路灯旁道路行走，第一次测得身高为1.8m的小明，对应的影子长为1m；沿着影子方向匀速直线远离路灯行走了4m后，测得此时的影子长2m。已知形状相同，大小不同的三角形，其对应的边长之比相等。 (1)“路灯下影子的形成”这一现象，对应的光学原理是光 的特性。 (2)已知小明匀速前进4m，所用时间5s，则小明行走的速度大小为 m/s，影子头部顶端前进的速度大小为 m/s。 (3)小区内路灯的高度h为 m。 【答案】(1)在同种均匀介质中是沿直线传播 (2) 0.8 1 (3)9 【详解】（1）“路灯下影子的形成”这一现象，对应的光学原理是光在同种均匀介质中是沿直线传播的特性。 （2）[1]小明行走的速度大小为 [2]影长的变化为 影子移动的速度为 （3）形状相同，大小不同的三角形，其对应的边长之比相等，故小区内路灯的高度为 14．（23-24八年级上·江苏无锡·期末）在探究树荫下光斑的活动中，小华认为光斑的形状与孔的大小有关。于是正午时分在地面上铺了一张白纸，将刻有长3cm、宽1cm的长方形通光孔的纸板A正对着太阳，保持纸板与地面的距离为1m不变，将另一张卡片B覆盖在通光孔上，缓慢向左移动B，观察光斑变化情况。上述实验过程 完成探究。当通光孔足够小时，此时光斑形状是 形，继续移动覆盖的卡片B，减小通光孔的大小，白纸上光斑大小将 。 【答案】 不能 圆 不变 【详解】[1]因为要探究光斑的形状与孔的大小的关系，应控制孔的形状不变，只改变孔的大小。而题中在移动卡片 B 的过程中，不仅孔的大小发生了变化，孔的形状也发生了变化，不符合控制变量法的要求。所以上述实验过程不能完成探究。 [2][3]小孔成像时像的形状与物的形状有关，与孔的形状无关，当小孔到地面的距离一定时，小孔越来越小，地面上就越容易得到太阳的像，此时光斑形状是圆形，继续移动覆盖的卡片B，减小通光孔的大小，白纸上光斑大小将不变，光斑亮度减弱。 三、实验题 15．（24-25八年级上·江苏宿迁·阶段练习）如图所示，小明自制成了一个小孔成像仪。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)蜡烛在半透明膜上成像的原理是 ； (2)如果在底部戳两个孔，可以观察到 个蜡烛火焰；（填写个数） (3)为了探究孔的大小是否影响小孔所成的像，则应选择下列所示________孔然后用卡片覆盖并移动卡片以改变孔的大小进行实验；（填选项） A．B．C． D． (4)晴天中午，太阳光透过树叶缝隙在地面形成的许多大小不同的圆形光斑，这些光斑大小不同的原因是 。（选填序号：①树叶间缝隙大小不同、②树叶缝隙离地面的高度不同） 【答案】(1)光的直线传播 (2)2 (3)B (4)② 【详解】（1）图中的实验装置是探究小孔成像原理的装置，小孔成像的原理是光的直线传播，所以蜡烛在半透明膜上成像的原理是光的直线传播。 （2）在底部戳两个孔，每个孔都可以成一个像，所以可以观察到2个蜡烛火焰的像。 （3）要探究孔的大小是否影响小孔所成的像，为了控制变量，所以要控制孔的形状不变。 故选B。 （4）小孔所成的像的大小与物体到小孔的距离和小孔到光屏的距离有关，地面相当于光屏，树叶缝隙相当于小孔，树叶缝隙离地面的高度不同，即小孔到光屏的距离不同，所以像的大小不同，即光斑大小不同，故选②。 16．（2024·山西晋中·三模）小明发现，一天中影子的长度一直在变化，为了探究影子长度的变化与哪些因素有关，小明和同学们做了以下猜想： 猜想一：影子长度可能与光源的高度有关； 猜想二：影子长度可能与物体离光源的水平距离有关。 他们设计的实验装置如图所示：AB为竖直方向的长杆，BC为水平方向的长杆，长杆AB上装有一个可以移动的点光源D，再在地面上竖立一根短木条（短木条始终低于点光源D）。h为点光源的高度，s为A点到短木条的距离，l为影子的长度。控制短木条的长度和位置不变，该同学将点光源D在AB间移动，测得数据如表所示： 实验序号 1 2 3 4 5 6 点光源的高度h/cm 20 30 40 50 60 70 影子长度l/cm 30 15 10 7.5 6 5 (1)分析表格数据可知：保持其他因素不变，当点光源的高度逐渐增大时，影子的长度将 （选填“变长”“变短”或“不变”）； (2)请你根据表中数据在图中绘制影子长度！随点光源的高度h变化的图象 。观察图象的变化趋势发现：点光源越高，影子变短的速度越 （选填“快”或“慢”）；进一步推理可知，当点光源足够高时，影子的长度将 （选填“变长”“变短”或“不变”）。 【答案】(1)变短 (2) 答案如图所示 慢 不变 【详解】（1）分析表格数据可知：保持其他因素不变，当点光源的高度逐渐增大时，影子的长度将变短。 （2）[1]根据表格数据，描点画线作图如下所示： [2][3]如图所示，点光源较高时，图线越来越平缓，说明影子变短的速度越来越慢，据此进一步推理可知，当点光源足够高时，影子的长度将不变。 学科网（北京）股份有限公司第 1 页 共 4 页 学科网（北京）股份有限公司 $$