专题2.2 光的直线传播-【新教材】2024-2025学年八年级物理上册举一反三系列（苏科版2024）

专题 2.2 光的直线传播 【苏科版2025】题型梳理 知识汇编 1 专题01 光源的概念及分类 3 专题02 光沿直线传播的条件 4 专题03 光沿直线传播的应用 4 专题04 根据光的直线传播确认观察范围 5 专题05 光的直线传播画图 6 专题06 影子的变化问题 7 专题07 影子的形成 8 专题08 日食和月食 9 专题09 日食月食画图 10 专题10 小孔成像画图 10 专题11 小孔成像的理解 11 专题12 小孔成像的实验探究 12 专题13 光速 15 巩固练习 16 提优练习 21 知识汇编 一、光源 光源：能发光的物体叫光源。 二、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。 三、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。 四、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。 光源的概念及分类 01 【典例】（23-24八年级上·陕西渭南·期中）在①太阳、②月亮、③萤火虫、④霓虹灯、⑤宝石、⑥工作的LED灯中，属于自然光源的是 ；不属于光源的是 。（均填序号） 【变式1】五彩缤纷的世界由各种光源点缀而成，下列属于天然光源的是（　　） A．明月 B．点燃的蜡烛 C．发光的电灯 D．太阳 【变式2】能够 的物体叫光源；下列物体：太阳、月亮、电灯、电视荧屏，不属于光源的是 ， 属于自然光源的是 光沿直线传播的条件 02 【典例】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1】（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。 【变式2】（23-24八年级上·河南周口·阶段练习）国庆阅兵仪式中，从各个方向看队伍都是整齐划一的，这是利用了 （选填“是”或“不是”）沿直线传播的。太阳发出的光，通过大气层射向大地时会发生 。 光沿直线传播的应用 03 【典例】对如图所示光现象的对应描述中，不能用光的直线传播解释的是（　　） A．激光引导掘进方向 B．    形影不离 C．  一叶障目 D．  打雷时，先看到闪电，后听到雷声 【变式1】如图所示的光现象可以用光的直线传播解释的是（   ） A．树萌下的圆形光斑 B．雨后彩虹 C．海市蜃楼 D．水中倒影 【变式2】2020年6月21日16时08分，爱好天文的苏老师，在永定坎市专业拍摄到本世纪最壮观的“金边日环食”如图所示。日环食现象的形成是由于（　　） A．光的直线传播 B．光的反射 C．光的折射 D．光的色散 确认观察范围 04 【典例】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 【变式1】（2023·广东·模拟预测）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），其原理类似百叶窗，两侧之所以看不清屏幕内容，其原理是光的 ；此防窥膜贴在手机屏幕上， （能/不能）防止正上方的窥视；为了让防窥效果更好（可视范围减小），可以适当地 （增大/减小）超细百叶窗的间距。    【变式2】小华在实验室研究光的直线传播现象。他将一个光源放在O点照亮一个不透明的物体，如图所示。此时右侧的墙壁上会出现的影子，如果将光源向上移动，影子将向 （选填“上”或“下”）移动。如果使光源靠近，影子的范围将会 （选填“变大”、“不变”或“变小”）。    光的直线传播画图 05 【典例】（23-24八年级上·湖北武汉·期中）作图题。根据光的直线传播知识画图说明为什么“坐井观天，所见甚小”。（眼睛用点O表示，眼睛可见的范围用阴影表示） 【变式1】画出O点所能看到的范围。 影子的变化问题 06 【典例】（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 【变式1】（23-24八年级上·安徽淮北·期末）如图所示为某路人按照图示箭头方向行进到达路灯杆处，在此过程中人在地面上影子的长度变化情况是 （选填：“不变”、“先变长后变短”或“先变短后变长”） 【变式2】（2024·广东深圳·一模）圭表是中国古代重要的天文仪器，如图甲所示，圭表通过测量一年中每日正午时日影长度来推测二十四节气，日影是光的 形成的。圭表的原理如图乙所示，为了在圭尺上观察到清晰的日影，立表需要用 （选填“透明”或“不透明”）物体制作，立春节气正午日影比夏至长，说明立春节气正午太阳在位置 （选填“A”或“B”）。 影子的形成 07 【典例】（23-24八年级上·江苏苏州·阶段练习）如图，一盏路灯下站着两人，地上留下了他俩的影子，通过光路作图的方法画出路灯灯泡S的位置。 【变式1】（24-25八年级上·全国·课后作业）如图，小明站在路灯下，请画出小明在地面上形成影子的光路，并用线段AB标出影子的范围。 【变式2】（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） 日食和月食 08 【典例】（24-25八年级上·陕西西安·阶段练习）发生日食时，日、地、月三者的相对位置正确的是图中的 ，发生此现象的原因是 。 【变式1】如图所示的日食现象，又称为日蚀，是一种天文现象。当月球运行至太阳与地球之间时，对地球上的部分地区来说，月球挡住了太阳的一部分或全部光线，看起来好像是太阳的一部分或全部消失了，这就是日食现象。若在地球上同一地点的同一天时间里观察日食现象，不可能出现的是（　　） A．日全食和日环食都能观测到 B．日偏食和日环食都能观测到 C．日偏食和日全食都能观测到 D．只观测到了日偏食 【变式2】（23-24八年级上·云南昆明·阶段练习）2020年6月21日出现了日偏食现象（如图甲），同时在树荫下看到了许多月牙形的光斑（如图乙）：月牙形光斑形成的原因与日偏食形成的原因 （选填“相同”或“不相同”），月牙形光斑是 的实像。 【变式3】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 日食月食画图 09 【典例】（23-24八年级上·全国·期末）如图甲是一张日环食照片，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”。 【变式1】请在图中画出发生月食时，月球的大致位置 【变式2】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。 小孔成像画图 10 【典例】（24-25八年级上·江苏南京·阶段练习）如图针孔照相机示意图，请用光路图画出物体AB在屏上成的像A'B'。 【变式1】（22-23八年级上·江苏常州·期中）如图所示，小孔前有一位于MN所在直线的物体AB（AB是发光物），经小孔后在光屏上所成的像为A'B'，请在图中画出物体AB及对应的光路图。 小孔成像的理解 11 【典例】（24-25八年级上·江苏南京·阶段练习）用蜡烛和扎有小孔的木板做小孔成像实验，如图所示，发现可以在墙壁上形成一个烛焰的像，下列说法正确的是（    ） A．木板上的小孔一定是圆形的 B．墙上形成的像是倒立的虚像 C．若把木板的孔开得稍微大些，墙上烛仍有烛焰的像，此时像的大小和亮度都不变 D．保持蜡烛和墙的位置不变，将木板向靠近墙的方向移动，蜡烛在墙上的像会变小 【变式1】（23-24八年级上·四川南充·阶段练习）如图所示，点燃的蜡烛放在距小孔a处，它成像在距小孔b的半透明纸上，则半透明纸上的像是（　　） A．倒立、放大的实像 B．正立、缩小的虚像 C．正立、放大的虚像 D．倒立、缩小的实像 【变式2】（23-24八年级上·安徽铜陵·期中）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，小华设计了四种开有不同形状孔的卡片甲，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． 【变式3】（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 小孔成像的实验探究 12 【典例】（24-25八年级上·江苏南京·阶段练习）小明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 两图，可以得出结论：物体通过小孔所成的像与孔的形状无关； (2)分析比较甲、丙两图，可以得出结论：小孔成像时像的形状由 决定； (3)通过实验，可以看到烛焰和灯丝在塑料膜上成的都是倒立的 像，说明小孔成像的原理与日食、月食的成因 （相同/不同）。 (4)如果“F”发光二极管作为光源、则塑料膜上所成的像是图中的 （填字母）。 A． B． C． D． 【变式1】（24-25八年级上·江苏盐城·阶段练习）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。如图甲所示，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，可以看到烛焰和灯丝通过小孔所成的像。 (1)通过小孔所成的像是 （选填“实像”或“虚像”）； (2)分析比较甲、乙两图，可以得出结论：物体所成的像的形状与 无关； (3)分析比较甲、丙两图，可以得出结论：物体所成的像的形状与 有关； (4)为了探究孔的大小是否影响小孔所成的像，则应选择下列乙图所示的 孔，然后用卡片覆盖并移动卡片以改变孔的大小进行实验； (5)人眼从光屏右侧观察，若将光源顺时针旋转，则屏上的像将 （选填“顺时针”或“逆时针”）旋转； (6)保持小孔距光屏的位置不变，应将蜡烛向 移动（选填“左”或“右”），可以使得屏上的像变大； (7)勤于思考的小朵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； (8)小朵把带有大孔的卡片拿到明亮的室外，让卡片正对太阳光，观察地上形成的光斑亮度，用剪刀将大孔剪得大一些，再让卡片正对太阳光，发现光斑的亮度 。（选题“变亮”、“变暗”或“不变”） 【变式2】（24-25八年级上·江苏南通·阶段练习）小明发现小孔成像时像的大小会变化，于是他设计了探究“小孔所成像的大小与哪些因素有关”的实验，如图1所示。他猜想：小孔所成像的大小可能与烛焰到小孔的距离、烛焰ab的高度以及像到小孔的距离有关。于是他用同一个蜡烛实验，且保持烛焰ab到小孔的距离为8cm不变，多次改变小孔到薄膜之间的距离时，他测出了像的高度填入表格内（见表）。 实验次数 ① ② ③ ④ ⑤ 小孔到薄膜的距离s/cm 2.0 4.0 6.0 8.0 10.0 像的高度h/cm 1.0 2.0 3.0 4.0 5.0 (1)为了使效果明显，应将图中圆筒的 （选填“A”或“B”）蒙上薄膜作光屏，烛焰在薄膜上所成的像是倒立的 （选填“实”或“虚”）像； (2)如果易拉罐底部小孔是三角形，则他在薄膜上看到的像是___________； 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)若只将三角形小孔改为小圆孔。则像的形状 （选填“改变”或“不变”）； (4)从表格中可以看出：当烛焰AB和小孔的距离保持不变时，薄膜离小孔越远，所成的像越 （选填“大”或“小”）；由表格可以推知当薄膜距小孔12cm时，像的高度是 cm； (5)若将点燃的蜡烛向上移动，则塑料薄膜上的像向 （选填“上”或“下”）方移动；若只将蜡烛靠近小孔少许，蜡烛的像将 （选填“变大”、“变小”或“不变”）； (6)晴天正午，小华从树荫下走过时，发现地面上有许多大小、形状不同的光斑，如图2所示。经与同学们讨论后认为：形状不规则光斑和较小的圆形光斑的形成原理是 （选填“相同”或“不同”）的。其中圆形光斑大小不一的原因是 。 A．树叶缝隙到地面的距离不同    B．树叶缝隙到太阳的距离不同        C． 树叶缝隙的大小不同 光速 13 【典例】（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1】（23-24八年级上·广西南宁·期中）当月亮处在地球与太阳的连线之间时，会产生“日食”现象，其原理是 （选填“光沿直线传播”或“光的反射”）。神话中的孙悟空一个跟斗飞行的距离是十万八千里（约为： ），设翻一个跟斗用的时间是1s， 则孙悟空飞行的速度 真空中的光速（填“大于”，“小于”或“等于”）。 【变式2】光在真空中传播的速度为 km/s；在银河系中，最邻近太阳的恒星是半人马星（又叫“比邻星”），比邻星到地球的距离为4.2光年，则从比邻星发出的光到地球需要 年。 巩固练习 一、单选题 1．（24-25八年级上·陕西西安·阶段练习）下列不是光源的是（   ）          A．发光的萤火虫 B．璀璨宝石 C．亚运圣火 D．工作中的电视屏幕 2．（24-25八年级上·陕西延安·阶段练习）打雷时，我们总是先看到闪电，后听到雷声，这是由于（　　） A．光在空气中传播不需要时间 B．打雷时，总是先发生闪电后发生打雷 C．在空气中传播时，光速远大于声速 D．闪电和打雷发生的地点离人的距离不同 3．光在真空中的传播速度是（　　） A．3×105米/秒 B．3×105千米/秒 C．3×109米/秒 D．3×108千米/秒 4．（2024·黑龙江牡丹江·中考真题）如图所示，日晷是我国古代的一种计时工具，它的计时原理利用的是（　　） A．光的直线传播 B．光的反射 C．光的折射 D．光的色散 5．（23-24八年级上·四川资阳·阶段练习）阳光灿烂的日子，行走在绿树成荫的街道上，常常见到地面上有一些圆形的光斑，这些光斑是（　　） A．树叶的实像 B．树叶的虚像 C．太阳的实像 D．太阳的虚像 6．（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． 7．（23-24八年级上·福建厦门·期中）如图所示是摄影爱好者拍摄的日偏食景象。此时，若将太阳光垂直照射在纸板一个很小的“△”孔上，那么在地面形成的光斑形状是（　　） A． B． C． D． 8．关于小孔成像，下列说法中正确的是（　　） A．像和物上下、左右都不颠倒 B．像和物上下颠倒，左右不颠倒 C．像和物上下不颠倒，左右颠倒 D．像和物上下、左右均颠倒 9．（2024·黑龙江哈尔滨·一模）如图所示是我国在2000多年前的《墨经》中记载的小孔成像实验。从物体出发的光沿直线穿过小孔，照在小孔另一侧的光屏上形成像，下列说法中正确的是（　　）    A．小孔成像的原理是光在同种均匀介质中沿直线传播 B．小孔成像成的是倒立的虚像 C．小孔成像像的形状与小孔的形状有关 D．小孔成像时保持光屏的位置不变，将物体远离小孔，光屏上像变大 二、填空题 10．（24-25八年级上·陕西延安·阶段练习）我们把 的物体叫光源，下列物体：①太阳、②月亮、③亮着的电灯、④萤火虫、⑤钻石，属于光源的有 （填序号），其中 （填序号）属于天然光源。 11．（23-24八年级上·江西南昌·期中）光在真空中传播的速度是 km/s；下雨天，我们总是先看到闪电后听到雷声，这表明，声音比光传播的 。 12．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。 13．（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； 14．（2024·辽宁鞍山·模拟预测）2019年12月26日，大连地区出现了日食现象。王老师在模拟日食、月食成因的实验中，画了图示。如果在大连观察到日食，月球应该是位于 （选填“A”“B”或“C”）处。夏天中午，小明骑着自行车到达一栋房子，为了防止自行车晒得太烫，小明应该把自行车停放在房子的 （选填“东”“南”“西”或“北”）方。 15．（23-24八年级上·内蒙古赤峰·期中）如图所示，小明下晚自习后在回家的路上，经过一盏路灯，灯光照射人所形成的影子，影子的成因是由于 。从经过到离开路灯，影子的长度会发生变化特点是： 。 16．（23-24九年级下·安徽六安·期中）陈伟用易拉罐制成一个简易针孔照相机，将小孔对着室外明亮的物体，可以在半透明塑料膜上看到物体的像。如图甲所示，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）。 三、作图题 17．（24-25八年级上·陕西西安·阶段练习）如图所示，地面上是小明和小亮在同一灯光下的影子，请你通过做光路图确定灯泡S的位置。 18．如图甲所示为青蛙“坐井观天”的示意图，设点A为青蛙的眼睛，请利用光的直线传播知识画出它能看到天空的范围。 19．（23-24八年级上·江苏南通·期末）如图，O是小孔，请画出AB在MN上所成的像； 四、实验题 20．（2024·广东·二模）新思维科技社团的同学们学完光学中小孔成像知识后，提出一个问题，小孔在光屏上所成像的形状与什么因素有关，同学们经过讨论后提出以下猜想： 猜想一：像的形状可能与物体形状有关； 猜想二：像的形状可能与小孔的形状有关； 同学们在辅导老师的帮助下制作了“E”、“F”和“R”形状的LED发光字来充当物体，做成两个小孔形状不同的纸筒，纸筒另一端绷装半透明膜，做好装置后同学们进行实验探究。 (1)物理上将“E”、“F”和“R”形状的LED发光的字称为 ，射出的光在同种均匀介质中沿 传播； (2)同学们将“F”发光字固定好后，先用小圆孔纸筒进行实验，同学们在半透明膜上观察到倒立的“F”，如图所示，小孔成像中所成的像能呈现在半透明膜上，说明所成的像是 （选填“实像”或“虚像”），同学们将实验结果记录在设计好的表格后，再换用小方孔纸筒进行实验，并观察记录； (3)同学们再换用“E”和“R”形状发光字，分别按照实验（2）进行实验，将观察到的结果记录在表中； 实验次数 发光字 小孔形状 像的形状 半透明膜上是否呈现 1 F 圆形 倒立 呈现 2 F 方形 倒立 呈现 3 E 圆形 倒立 呈现 4 E 方形 倒立 呈现 5 R 圆形 倒立 呈现 6 R 方形 倒立 呈现 (4)通过比较 ，同学们验证了猜想一，得出结论：在小孔形状相同时，小孔所成的像与物体的形状有关； (5)同学们通过比较1、2，3、4和5、6，得出结论： ； (6)实验小组在该实验中采用的实验方法是 。 提优练习 1．寒假期间，小明一家人到赤道附近某景点旅游。在一个晴好的日子里，小明没有跟随爸爸爬山，而是和另外几个朋友一起躺在山下平静的海滩上观看日落。结果小明爸爸在山上观察到太阳消失的瞬间要比地面上小明观察到的该现象足足晚了3分钟。已知地球半径为6400千米，则可以判断小明爸爸所处位置的海拔高度最接近（　　） A．450米 B．550米 C．650米 D．750米 2．古埃及学者埃拉托色尼发现，利用同一时刻在不同地点影子的长度不同可以估测出地球周长。取一根直杆，将其竖直立在地球上的A点，由于光的 形成了杆的影子，记录直杆在正午时刻影子的长度，算出太阳光与直杆的夹角α1，同样可以测出此时B点太阳光与直杆的夹角α2，A、B是同一经度上的两个城市（如图甲），它们的距离为L，可以估算出地球的周长大约为 。实验中需要测出直杆的长度，测量结果如图乙所示，其读数为 。 3．（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： 。 4．（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”）。 5．（2023·江苏连云港·二模）阅读短文，回答问题。 光的散射光的散射是指光在传播过程中与介质发生作用，部分光偏离原来的入射方向而分散传播的现象。物理学家瑞利发现当光在传播过程中遇到微粒，当微粒的直径远小于入射波的波长时，散射光线的强度与入射光线波长的四次方成反比，即波长愈短，散射愈强。将微粒的直径远小于入射光的波长时的散射称为瑞利散射。瑞利散射的光线在光线前进方向和反方向上的程度是相同的，而在与入射光线垂直的方向上程度最低。太阳光是由红、橙、黄、绿、青、蓝、紫七色光复合而成，七色光波长长短不一，从红光到紫光，波长由长渐短。当太阳光在大气中传播时，蓝紫光比红光散射更明显，人的视觉系统对蓝光比紫光更敏感。当雨过天晴或秋高气爽时，蓝色光被散射至弥漫天空，天空即呈现蔚蓝色；当日落时太阳几乎在我们视线的正前方，直射光中的蓝光大量被散射了，剩下的主要是红橙色光，所以日落时太阳附近呈现红色，而云也因为反射太阳光而呈现红色，但天空仍然是蓝色的。天空的颜色也随高度由蔚蓝色变为青色（约8公里）、暗青色（约11公里）、暗紫色（约13公里）、黑紫色（约21公里）。再往上，空气非常稀薄，大气分子的散射效应极其微弱，天空便为黑暗所湮没。 （1）下列现象是由于发生瑞利散射而形成的是 ： A．小孔成像 B．平面镜成像 C．蓝色天空 D．海市蜃楼 （2）一束光在传播过程中遇到微粒发生瑞利散射，请用一些带箭头的线段表示出从微粒（图中的“○”）发出的散射光的分布情况； （用线段长短表示散射光的强弱，箭头指向表示散射光的方向）    （3）若可见光中各种色光的强度相等，在空气中波长为450nm紫光散射强度与波长为750nm红光散射强度之比约为 ； （4）站在月球上的宇航员看到的地球是 （选填“蓝色”“黑色”“白色”或“红色”）的。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！6 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！6 学科网（北京）股份有限公司 $$ 专题 2.2 光的直线传播 【苏科版2025】题型梳理 知识汇编 1 专题01 光源的概念及分类 3 专题02 光沿直线传播的条件 4 专题03 光沿直线传播的应用 5 专题04 根据光的直线传播确认观察范围 7 专题05 光的直线传播画图 9 专题06 影子的变化问题 10 专题07 影子的形成 11 专题08 日食和月食 13 专题09 日食月食画图 15 专题10 小孔成像画图 17 专题11 小孔成像的理解 18 专题12 小孔成像的实验探究 20 专题13 光速 25 巩固练习 27 提优练习 37 知识汇编 一、光源 光源：能发光的物体叫光源。 二、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。 三、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。 四、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。 光源的概念及分类 01 【典例】（23-24八年级上·陕西渭南·期中）在①太阳、②月亮、③萤火虫、④霓虹灯、⑤宝石、⑥工作的LED灯中，属于自然光源的是 ；不属于光源的是 。（均填序号） 【答案】 ①③ ②⑤ 【详解】[1][2]光源是自身能够发光的物体，太阳、萤火虫、霓虹灯、工作的LED灯都属于光源，且太阳和萤火虫属于自然光源，霓虹灯和工作的LED灯属于人造光源；月亮、宝石自身不会发光，不属于光源。 【变式1】五彩缤纷的世界由各种光源点缀而成，下列属于天然光源的是（　　） A．明月 B．点燃的蜡烛 C．发光的电灯 D．太阳 【答案】D 【详解】A．皎洁的明月自身不能发光，是反射的太阳光，明月不属于光源，故A不符合题意； BC．点燃的蜡烛、发光的电灯属于人造光源，故BC不符合题意； D．天然光源是指自然界中产生的发光物体，其能量来源于自然过程。在自然界中，很多物体都可以作为天然光源，例如太阳、火山、萤火虫等，故D符合题意。 故选D。 【变式2】能够 的物体叫光源；下列物体：太阳、月亮、电灯、电视荧屏，不属于光源的是 ， 属于自然光源的是 【答案】 自行发光 月亮 太阳 【详解】[1]能够自行发光的物体叫光源，根据其特点可分为自然光源和人造光源。 [2]太阳、电灯、电视荧屏都可以自行发光，是光源；月亮不能自行发光，只能反射太阳光，不是光源。 [3]太阳是自然界本身存在的，是自然光源；电灯和电视荧屏都是人工制造而成的，是人造光源。 光沿直线传播的条件 02 【典例】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1】（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。 【变式2】（23-24八年级上·河南周口·阶段练习）国庆阅兵仪式中，从各个方向看队伍都是整齐划一的，这是利用了 （选填“是”或“不是”）沿直线传播的。太阳发出的光，通过大气层射向大地时会发生 。 【答案】 是 折射 【详解】[1]由于光在同种均匀介质中沿直线传播，从各个方向看队伍，若所有士兵都在一条直线上，则我们看到的就是整齐的直线。 [2]太阳光从太空进入大气层时，由于大气层的密度是不均匀的，会发生折射，不沿直线传播的。 光沿直线传播的应用 03 【典例】对如图所示光现象的对应描述中，不能用光的直线传播解释的是（　　） A．激光引导掘进方向 B．    形影不离 C．  一叶障目 D．  打雷时，先看到闪电，后听到雷声 【答案】D 【详解】A．激光引导掘进方向，利用了光的直线传播，故A不符合题意； B．形影不离利用了光的直线传播，故B不符合题意； C．一叶障目利用了光的直线传播，故C不符合题意； D．打雷时，先看到闪电，后听到雷声，是因为光速比声速大得多，故D符合题意。 故选D。 【变式1】如图所示的光现象可以用光的直线传播解释的是（   ） A．树萌下的圆形光斑 B．雨后彩虹 C．海市蜃楼 D．水中倒影 【答案】A 【详解】A．荫下的圆形光斑是小孔成像，属于光沿直线传播现象，故A符合题意； B．雨后的彩虹是光的色散，是光的折射现象，故B不符合题意； C．海市蜃楼是地球上物体反射的光经大气折射而形成的虚像，故C不符合题意； D．水中桥的倒影是光的平面镜成像现象，是光的反射现象，故D不符合题意。 故选A。 【变式2】2020年6月21日16时08分，爱好天文的苏老师，在永定坎市专业拍摄到本世纪最壮观的“金边日环食”如图所示。日环食现象的形成是由于（　　） A．光的直线传播 B．光的反射 C．光的折射 D．光的色散 【答案】A 【详解】由于光沿直线传播，月亮在地球和太阳之间，太阳光被月球挡着而照射不到地球，我们在地球上就只能看见部分太阳，这就是日食；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。这是因为月球在太阳和地球之间，但是距离地球较远，不能完全遮住太阳光而形成的。故A正确，BCD错误。 故选A。 确认观察范围 04 【典例】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。 【变式1】（2023·广东·模拟预测）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），其原理类似百叶窗，两侧之所以看不清屏幕内容，其原理是光的 ；此防窥膜贴在手机屏幕上， （能/不能）防止正上方的窥视；为了让防窥效果更好（可视范围减小），可以适当地 （增大/减小）超细百叶窗的间距。    【答案】 直线传播 不能 减小 【详解】[1]由图乙可知，两侧之所以看不清屏幕内容，是由于光的直线转播引起的。 [2]此防窥膜贴在手机屏幕上，由于屏幕正上方在可视的范围内，所以不能防止上方的窥视。 [3]为了让防窥效果更好（可视范围减小），可以适当地减小超细百叶窗的间距。 【变式2】小华在实验室研究光的直线传播现象。他将一个光源放在O点照亮一个不透明的物体，如图所示。此时右侧的墙壁上会出现的影子，如果将光源向上移动，影子将向 （选填“上”或“下”）移动。如果使光源靠近，影子的范围将会 （选填“变大”、“不变”或“变小”）。    【答案】 下 变大 【详解】[1]由图可知，如果将光源向上移动，物体的影子会向反方向发生变化，影子将向下移动。 [2]如果使光源靠近AB，光源和AB间的距离变小，影子的范围将会变大。 光的直线传播画图 05 【典例】（23-24八年级上·湖北武汉·期中）作图题。根据光的直线传播知识画图说明为什么“坐井观天，所见甚小”。（眼睛用点O表示，眼睛可见的范围用阴影表示） 【答案】 【详解】根据光的直线传播，从井的两边分别作出两条光线射向O点，如图所示： 【变式1】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： 影子的变化问题 06 【典例】（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。 【变式1】（23-24八年级上·安徽淮北·期末）如图所示为某路人按照图示箭头方向行进到达路灯杆处，在此过程中人在地面上影子的长度变化情况是 （选填：“不变”、“先变长后变短”或“先变短后变长”） 【答案】先变短后变长 【详解】由图可知，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。 【变式2】（2024·广东深圳·一模）圭表是中国古代重要的天文仪器，如图甲所示，圭表通过测量一年中每日正午时日影长度来推测二十四节气，日影是光的 形成的。圭表的原理如图乙所示，为了在圭尺上观察到清晰的日影，立表需要用 （选填“透明”或“不透明”）物体制作，立春节气正午日影比夏至长，说明立春节气正午太阳在位置 （选填“A”或“B”）。 【答案】 直线传播 不透明 B 【详解】[1]日影属于影子，是光的直线传播形成的，光照射不到的地方就形成了影子。 [2]圭表的原理如图乙所示，为了在圭尺上观察到清晰的日影，立表需要用不透明物体制作。 [3]立春节气正午日影比夏至长，则立春节气的太阳位置较低，即在位置B。 影子的形成 07 【典例】（23-24八年级上·江苏苏州·阶段练习）如图，一盏路灯下站着两人，地上留下了他俩的影子，通过光路作图的方法画出路灯灯泡S的位置。 【答案】 【详解】光在空气中沿直线传播，将两人的顶端和影子的顶端连接并延长可交于一点S，就是灯泡S的位置，如图所示： 【变式1】（24-25八年级上·全国·课后作业）如图，小明站在路灯下，请画出小明在地面上形成影子的光路，并用线段AB标出影子的范围。 【答案】 【详解】过路灯和人的头顶作一条光线，这条光线和地面的交点B就是小明影子最右端的位置，AB之间即影子的范围，如图所示： 【变式2】（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： 日食和月食 08 【典例】（24-25八年级上·陕西西安·阶段练习）发生日食时，日、地、月三者的相对位置正确的是图中的 ，发生此现象的原因是 。 【答案】 B 光沿直线传播 【详解】[1]日食发生时，月球运行到太阳和地球中间，根据图片可知，B图符合条件。故ACD不符合题意，B符合题意。 故选B。 [2]月球运行到太阳和地球中间，由于光在同种均匀介质中沿直线传播，故会发生日食。所以发生此现象的原因是：光沿直线传播。 【变式1】如图所示的日食现象，又称为日蚀，是一种天文现象。当月球运行至太阳与地球之间时，对地球上的部分地区来说，月球挡住了太阳的一部分或全部光线，看起来好像是太阳的一部分或全部消失了，这就是日食现象。若在地球上同一地点的同一天时间里观察日食现象，不可能出现的是（　　） A．日全食和日环食都能观测到 B．日偏食和日环食都能观测到 C．日偏食和日全食都能观测到 D．只观测到了日偏食 【答案】A 【详解】日环食是由于光的直线传播，月亮转到了地球和太阳之间，月亮挡住了太阳照向地球的光，月球较小而不能全部遮掩太阳形成的，所以我们就看不见全部的太阳，只看到部分太阳的光环。日全食属于日食的形成，是由于太阳、地球、月亮在同一直线上，月亮在中间将太阳光全部挡住而形成的。若在地球上同一地点的同一时间观察日食现象，可以同时看到日偏食、日环食，或者同时看到日偏食、日全食；但不能够同时看到日全食、日环食。故A符合题意，BCD不符合题意。 故选A。 【变式2】（23-24八年级上·云南昆明·阶段练习）2020年6月21日出现了日偏食现象（如图甲），同时在树荫下看到了许多月牙形的光斑（如图乙）：月牙形光斑形成的原因与日偏食形成的原因 （选填“相同”或“不相同”），月牙形光斑是 的实像。 【答案】 相同 太阳 【详解】[1][2]因为光在同种均匀的介质中沿直线传播。当月球转到太阳和地球中间并且三者在一条直线上时，月球挡住了太阳射向地球的光，这时会形成日食。“日偏食”是日食的一种；月牙形光斑是太阳通过树叶间的小孔形成的倒立、缩小的实像，故原理相同，月牙形光斑是由日偏食的太阳的形状决定。 【变式3】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。 日食月食画图 09 【典例】（23-24八年级上·全国·期末）如图甲是一张日环食照片，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】 【详解】当月球转到地球和太阳之间，且三者处于同一直线上时，月球就挡住了太阳射向地球的太阳光，由于光的直线传播，在地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。如图所示： 【变式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 【变式2】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： 小孔成像画图 10 【典例】（24-25八年级上·江苏南京·阶段练习）如图针孔照相机示意图，请用光路图画出物体AB在屏上成的像A'B'。 【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1】（22-23八年级上·江苏常州·期中）如图所示，小孔前有一位于MN所在直线的物体AB（AB是发光物），经小孔后在光屏上所成的像为A'B'，请在图中画出物体AB及对应的光路图。 【答案】见解析 【详解】过点和小孔画出一条光线交MN于A，再过点和小孔画出一条光线交MN于B，如下图所示 小孔成像的理解 11 【典例】（24-25八年级上·江苏南京·阶段练习）用蜡烛和扎有小孔的木板做小孔成像实验，如图所示，发现可以在墙壁上形成一个烛焰的像，下列说法正确的是（    ） A．木板上的小孔一定是圆形的 B．墙上形成的像是倒立的虚像 C．若把木板的孔开得稍微大些，墙上烛仍有烛焰的像，此时像的大小和亮度都不变 D．保持蜡烛和墙的位置不变，将木板向靠近墙的方向移动，蜡烛在墙上的像会变小 【答案】D 【详解】A．小孔成像实验中，像的形状与小孔无关，小孔可以是任意形状，故A错误； B．蜡烛的光通过小孔所成的像是光实际会聚成的，可以被光屏（墙）所承接，因此是实像，故B错误； C．若把木板的孔开得稍微大些，墙上烛仍有烛焰的像，此时因光线增多，亮度会变，故C错误； D．保持蜡烛与墙位置不变，将木板靠近墙的方向移动，物距变大，像距变小，会导致成像变小，故D正确。 故选D。 【变式1】（23-24八年级上·四川南充·阶段练习）如图所示，点燃的蜡烛放在距小孔a处，它成像在距小孔b的半透明纸上，则半透明纸上的像是（　　） A．倒立、放大的实像 B．正立、缩小的虚像 C．正立、放大的虚像 D．倒立、缩小的实像 【答案】D 【详解】小孔成像成的是一个倒立的实像，像是由实际光线会聚而成的；像到小孔的距离b小于蜡烛到小孔的距离a，则所成的像是缩小的像。故ABC不符合题意，D符合题意。 故选D。 【变式2】（23-24八年级上·安徽铜陵·期中）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，小华设计了四种开有不同形状孔的卡片甲，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． 【答案】C 【详解】为了研究孔的大小对光斑形状的影响，应只改变孔的大小。 ABD．ABD三图中随着卡片乙向左移动，孔的形状发生了变化，故ABD不符合题意； C．C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C符合题意。 故选C。 【变式3】（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。 小孔成像的实验探究 12 【典例】（24-25八年级上·江苏南京·阶段练习）小明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 两图，可以得出结论：物体通过小孔所成的像与孔的形状无关； (2)分析比较甲、丙两图，可以得出结论：小孔成像时像的形状由 决定； (3)通过实验，可以看到烛焰和灯丝在塑料膜上成的都是倒立的 像，说明小孔成像的原理与日食、月食的成因 （相同/不同）。 (4)如果“F”发光二极管作为光源、则塑料膜上所成的像是图中的 （填字母）。 A． B． C． D． 【答案】(1)乙、丙 (2)物体的形状 (3) 实 相同 (4)B 【详解】（1）乙、丙两图，小孔形状不同，但是像的形状相同，所以小孔成像与小孔的形状无关。 （2）甲、丙两图小孔形状相同，物体形状不同，像的形状也不同，所以小孔成像与物体的形状有关。 （3）[1][2]小孔成像是光沿直线传播所成的像，通过观察甲、乙、丙的像可知，小孔成像是倒立实像，由此与日食、月食成像原理相同。 （4）由于小孔成像，成倒立的实像，像与物上下颠倒，左右相反，但人眼从右侧向左观察光屏，看到的应为B选项的图像。故B符合题意，ACD不符合题意。 故选B。 【变式1】（24-25八年级上·江苏盐城·阶段练习）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。如图甲所示，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，可以看到烛焰和灯丝通过小孔所成的像。 (1)通过小孔所成的像是 （选填“实像”或“虚像”）； (2)分析比较甲、乙两图，可以得出结论：物体所成的像的形状与 无关； (3)分析比较甲、丙两图，可以得出结论：物体所成的像的形状与 有关； (4)为了探究孔的大小是否影响小孔所成的像，则应选择下列乙图所示的 孔，然后用卡片覆盖并移动卡片以改变孔的大小进行实验； (5)人眼从光屏右侧观察，若将光源顺时针旋转，则屏上的像将 （选填“顺时针”或“逆时针”）旋转； (6)保持小孔距光屏的位置不变，应将蜡烛向 移动（选填“左”或“右”），可以使得屏上的像变大； (7)勤于思考的小朵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； (8)小朵把带有大孔的卡片拿到明亮的室外，让卡片正对太阳光，观察地上形成的光斑亮度，用剪刀将大孔剪得大一些，再让卡片正对太阳光，发现光斑的亮度 。（选题“变亮”、“变暗”或“不变”） 【答案】(1)实像 (2)孔的形状/小孔的形状 (3)物的形状/物体的形状 (4)B (5)顺时针 (6)右 (7)两 (8)不变 【详解】（1）小孔成像是由光的直线传播形成的实像。 （2）甲、乙两图，小孔形状不同，但是像的形状相同，所以小孔成像与小孔的形状无关。 （3）甲、丙两图，小孔形状相同，物体形状不同，像的形状也不同，所以小孔成像与物体的形状有关。 （4）为了探究孔的大小是否影响小孔所成的像，应保持小孔的形状不变，只改变孔的大小，可将卡片沿着三角形的底边边缘逐渐向上移动，此时孔的形状不变，孔的大小发生变化，故ACD不符合题意，B符合题意。 故选B。 （5）由于小孔成像是根据光沿直线传播的原理形成的，成的是倒立的实像，所以若将光源顺时针旋转，则屏上的像将顺时针旋转。 （6）保持小孔距光屏的位置不变，即像距不变，要使像变大，应减小物距，即蜡烛向右移动。 （7）若在底部扎了两个小孔，那么每个小孔都会成一个像，因此在半透明膜上会有两个像。 （8）用剪刀将大孔剪得大一些，再让卡片正对太阳光，光斑不是小孔成像形成的，由光的直线传播形成，用剪刀将大孔剪得大一些，再让卡片正对太阳光，光斑的亮度不变。 【变式2】（24-25八年级上·江苏南通·阶段练习）小明发现小孔成像时像的大小会变化，于是他设计了探究“小孔所成像的大小与哪些因素有关”的实验，如图1所示。他猜想：小孔所成像的大小可能与烛焰到小孔的距离、烛焰ab的高度以及像到小孔的距离有关。于是他用同一个蜡烛实验，且保持烛焰ab到小孔的距离为8cm不变，多次改变小孔到薄膜之间的距离时，他测出了像的高度填入表格内（见表）。 实验次数 ① ② ③ ④ ⑤ 小孔到薄膜的距离s/cm 2.0 4.0 6.0 8.0 10.0 像的高度h/cm 1.0 2.0 3.0 4.0 5.0 (1)为了使效果明显，应将图中圆筒的 （选填“A”或“B”）蒙上薄膜作光屏，烛焰在薄膜上所成的像是倒立的 （选填“实”或“虚”）像； (2)如果易拉罐底部小孔是三角形，则他在薄膜上看到的像是___________； 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)若只将三角形小孔改为小圆孔。则像的形状 （选填“改变”或“不变”）； (4)从表格中可以看出：当烛焰AB和小孔的距离保持不变时，薄膜离小孔越远，所成的像越 （选填“大”或“小”）；由表格可以推知当薄膜距小孔12cm时，像的高度是 cm； (5)若将点燃的蜡烛向上移动，则塑料薄膜上的像向 （选填“上”或“下”）方移动；若只将蜡烛靠近小孔少许，蜡烛的像将 （选填“变大”、“变小”或“不变”）； (6)晴天正午，小华从树荫下走过时，发现地面上有许多大小、形状不同的光斑，如图2所示。经与同学们讨论后认为：形状不规则光斑和较小的圆形光斑的形成原理是 （选填“相同”或“不同”）的。其中圆形光斑大小不一的原因是 。 A．树叶缝隙到地面的距离不同    B．树叶缝隙到太阳的距离不同        C． 树叶缝隙的大小不同 【答案】(1) A 实 (2)D (3)不变 (4) 大 6 (5) 下 变大 (6) 相同 A 【详解】（1）[1]小孔成像是光在同一均匀介质中沿直线传播的具体应用，薄膜相当于光屏，为了成的像更清晰，便于观察，薄膜应该放在圆筒的A端。 [2]烛焰在薄膜上所成的像是由实际光线会聚而成，且可以在光屏上承接，所以，所成的像是倒立的实像。 （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）蜡烛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，所以若只将三角形小孔改为小圆孔，则像的形状不变。 （4）[1]由表中数据可知，当小孔到薄膜的距离由2.0cm逐渐增大至10.0cm过程中，像的高度由1.0cm逐渐增大至5.0cm，即当烛焰AB和小孔的距离保持不变时，薄膜离小孔越远，所成的像越大。 [2]由表中数据可得出h与s比值恒等于0.5，所以当薄膜距小孔12cm时，像的高度是 12cm×0.5=6cm （5）[1]将点燃的蜡烛向上移动，根据光的直线传播，则从烛焰射入小孔的光线与水平线的夹角增大，并且小孔成像为倒立的像，所以塑料薄膜上的像将向下偏移。 [2]小孔成像的原理是光的直线传播，若只将蜡烛靠近小孔少许，则蜡烛上部与下部通过小孔的边界光线夹角增大，投在薄膜的像则会变大。 （6）[1]形状不规则光斑和较小的圆形光斑的形成原理都是光的直线传播，不规则的光斑是在某一区域各个树叶缝隙之间距离较近，阳光通过这些缝隙后投射在同一区域内的像互相交叠形成的；圆形光斑是太阳发出的光通过单一树叶缝隙形成的太阳的像。 [2]圆形光斑大小不一是因为树叶缝隙到地面的距离不同，树叶缝隙相当于小孔成像的孔，地面相当于薄膜，太阳距离树叶缝隙的距离近似于定值，则树叶缝隙（小孔）距离地面（薄膜）越远光斑（太阳的像）越大，反之越小。所以圆形光斑大小不一的原因是树叶缝隙到地面的距离不同，故A符合题意，BC不符合题意。 故选A。 光速 13 【典例】（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1】（23-24八年级上·广西南宁·期中）当月亮处在地球与太阳的连线之间时，会产生“日食”现象，其原理是 （选填“光沿直线传播”或“光的反射”）。神话中的孙悟空一个跟斗飞行的距离是十万八千里（约为： ），设翻一个跟斗用的时间是1s， 则孙悟空飞行的速度 真空中的光速（填“大于”，“小于”或“等于”）。 【答案】 光沿直线传播 小于 【详解】[1]当月亮处在地球与太阳的连线之间时，月亮挡住了太阳光，会产生“日食”现象，是因为光在同种均匀介质中沿直线传播。 [2]孙悟空的飞行速度是 真空中的光速为c=3×108m/s，所以孙悟空的飞行速度小于真空中的光速。 【变式2】光在真空中传播的速度为 km/s；在银河系中，最邻近太阳的恒星是半人马星（又叫“比邻星”），比邻星到地球的距离为4.2光年，则从比邻星发出的光到地球需要 年。 【答案】 4.2 【详解】[1]光在真空中传播的速度是最快的为 [2]一光年是指光在一年内走过测路程，所以比邻星到地球的距离为4.2光年，则从比邻星发出的光到地球需要4.2年。 巩固练习 一、单选题 1．（24-25八年级上·陕西西安·阶段练习）下列不是光源的是（   ）          A．发光的萤火虫 B．璀璨宝石 C．亚运圣火 D．工作中的电视屏幕 【答案】B 【详解】萤火虫、圣火和工作中的电视屏幕，自身都能发光，属于光源；宝石自身不能发光，是反射其它物体的光，不是光源；故B符合题意，ACD不符合题意。 故选B。 2．（24-25八年级上·陕西延安·阶段练习）打雷时，我们总是先看到闪电，后听到雷声，这是由于（　　） A．光在空气中传播不需要时间 B．打雷时，总是先发生闪电后发生打雷 C．在空气中传播时，光速远大于声速 D．闪电和打雷发生的地点离人的距离不同 【答案】C 【详解】打雷和闪电是同时产生的，且发生的地点离人的距离相同，因为在空气中光的传播速度（3×108m/s）远远的大于声在空气中的传播速度（340m/s），所以我们总是先看到闪电，后听到雷声，故C符合题意，ABD不符合题意。 故选C。 3．光在真空中的传播速度是（　　） A．3×105米/秒 B．3×105千米/秒 C．3×109米/秒 D．3×108千米/秒 【答案】B 【详解】光在真空中的传播速度是一个固定的值，即 这是物理学中的一个基本常数。 故选B。 4．（2024·黑龙江牡丹江·中考真题）如图所示，日晷是我国古代的一种计时工具，它的计时原理利用的是（　　） A．光的直线传播 B．光的反射 C．光的折射 D．光的色散 【答案】A 【详解】日晷是我国古代的一种计时工具，它是利用光的直线传播来工作的。故BCD不符合题意，A符合题意。 故选A。 5．（23-24八年级上·四川资阳·阶段练习）阳光灿烂的日子，行走在绿树成荫的街道上，常常见到地面上有一些圆形的光斑，这些光斑是（　　） A．树叶的实像 B．树叶的虚像 C．太阳的实像 D．太阳的虚像 【答案】C 【详解】圆形的光斑是小孔成像现象，太阳经过树叶缝隙的小孔成的实像，故ABD不符合题意，C符合题意。 故选C。 6．（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。 7．（23-24八年级上·福建厦门·期中）如图所示是摄影爱好者拍摄的日偏食景象。此时，若将太阳光垂直照射在纸板一个很小的“△”孔上，那么在地面形成的光斑形状是（　　） A． B． C． D． 【答案】A 【详解】因为小孔很小，故这种情况会发生小孔成像现象，像的形状与小孔的形状无关，与物体的形状有关，小孔成像成的是倒立的实像，故A符合题意，BCD不符合题意。 故选A。 8．关于小孔成像，下列说法中正确的是（　　） A．像和物上下、左右都不颠倒 B．像和物上下颠倒，左右不颠倒 C．像和物上下不颠倒，左右颠倒 D．像和物上下、左右均颠倒 【答案】D 【详解】小孔成像是光的直线传播形成的，物体上部发出或反射的光，通过小孔后照射到了光屏的下部，下部的光照到了上部，小孔成的像上下是颠倒的；物体左边发出或反射的光通过小孔后射到了光屏的右边，右边的光射到了左边，小孔成的像左右是颠倒的。 故选D。 9．（2024·黑龙江哈尔滨·一模）如图所示是我国在2000多年前的《墨经》中记载的小孔成像实验。从物体出发的光沿直线穿过小孔，照在小孔另一侧的光屏上形成像，下列说法中正确的是（　　）    A．小孔成像的原理是光在同种均匀介质中沿直线传播 B．小孔成像成的是倒立的虚像 C．小孔成像像的形状与小孔的形状有关 D．小孔成像时保持光屏的位置不变，将物体远离小孔，光屏上像变大 【答案】A 【详解】A．小孔成像的工作原理是利用光在同种均匀介质中沿直线传播形成的，故A正确； B．小孔成的像是由实际光线形成的，可以用光屏接收到，符合实像的特征，不是虚像，故B错误； C．小孔成的像形状与小孔的形状无关，与物体的形状有关，故C错误； D．当小孔和光屏的位置不变时，物体离小孔得越远，光屏上像就越小，故D错误。 故选A。 二、填空题 10．（24-25八年级上·陕西延安·阶段练习）我们把 的物体叫光源，下列物体：①太阳、②月亮、③亮着的电灯、④萤火虫、⑤钻石，属于光源的有 （填序号），其中 （填序号）属于天然光源。 【答案】 能自己发光且正在发光 ①③④ ①④ 【详解】[1]我们把能自己发光且正在发光的物体叫做光源。光源分为天然光源和人造光源。 [2]月亮、钻石不能自身发光，因此不属于光源；太阳、亮着的电灯、萤火虫都能够自身发光，属于光源，故选①③④。 [3]太阳、萤火虫是自然界本身就存在的光源，属于天然光源，故选①④。 11．（23-24八年级上·江西南昌·期中）光在真空中传播的速度是 km/s；下雨天，我们总是先看到闪电后听到雷声，这表明，声音比光传播的 。 【答案】 3×105 慢 【详解】[1]光在真空中传播的速度为 3×108m/s=3×105km/s [2]由于声音传播的速度比光慢，根据公式可知，传播相同的路程，声音传播的时间比光长，所以我们总是先看到闪电后听到雷声。 12．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。 13．（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。 14．（2024·辽宁鞍山·模拟预测）2019年12月26日，大连地区出现了日食现象。王老师在模拟日食、月食成因的实验中，画了图示。如果在大连观察到日食，月球应该是位于 （选填“A”“B”或“C”）处。夏天中午，小明骑着自行车到达一栋房子，为了防止自行车晒得太烫，小明应该把自行车停放在房子的 （选填“东”“南”“西”或“北”）方。 【答案】 B 北 【详解】[1] 当月亮正好处在地球与太阳之间时，由于光的直线传播，白天人们就会因为月亮的遮挡看不到全部太阳光，形成日食现象。所以观测日食现象中人们处白天，月亮在B处。 [2]我国处在北半球，大多地区在北回归线以北，所以正午时分物体影子在物体北面，故车应停在北方。 15．（23-24八年级上·内蒙古赤峰·期中）如图所示，小明下晚自习后在回家的路上，经过一盏路灯，灯光照射人所形成的影子，影子的成因是由于 。从经过到离开路灯，影子的长度会发生变化特点是： 。 【答案】 光的直线传播 先变短再变长 【详解】[1][2]影子是因为光在同种均匀介质中沿直线传播；根据光直线传播的原理，人靠近路灯时，影子变短，在路灯下时影子最短，离开时影子变长，故灯光照射人所形成的影子的长度发生变化的情况是先变短再变长。 16．（23-24九年级下·安徽六安·期中）陈伟用易拉罐制成一个简易针孔照相机，将小孔对着室外明亮的物体，可以在半透明塑料膜上看到物体的像。如图甲所示，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）。 【答案】② 【详解】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。 三、作图题 17．（24-25八年级上·陕西西安·阶段练习）如图所示，地面上是小明和小亮在同一灯光下的影子，请你通过做光路图确定灯泡S的位置。 【答案】 【详解】光在同一均匀空气中沿直线传播，将小明和小亮的顶端和影子的顶端连接并延长可交于一点S，点S就是灯泡的位置，如图所示： 18．如图甲所示为青蛙“坐井观天”的示意图，设点A为青蛙的眼睛，请利用光的直线传播知识画出它能看到天空的范围。 【答案】 【详解】在井水没有水时，光沿直线传播，其视野范围如下图所示： 19．（23-24八年级上·江苏南通·期末）如图，O是小孔，请画出AB在MN上所成的像； 【答案】 【详解】根据光沿直线传播的特点，分别从物体的两端点A、B过小孔画出两条光线，从而得到物体的像，小孔成的像是倒立的像，如下图所示： 四、实验题 20．（2024·广东·二模）新思维科技社团的同学们学完光学中小孔成像知识后，提出一个问题，小孔在光屏上所成像的形状与什么因素有关，同学们经过讨论后提出以下猜想： 猜想一：像的形状可能与物体形状有关； 猜想二：像的形状可能与小孔的形状有关； 同学们在辅导老师的帮助下制作了“E”、“F”和“R”形状的LED发光字来充当物体，做成两个小孔形状不同的纸筒，纸筒另一端绷装半透明膜，做好装置后同学们进行实验探究。 (1)物理上将“E”、“F”和“R”形状的LED发光的字称为 ，射出的光在同种均匀介质中沿 传播； (2)同学们将“F”发光字固定好后，先用小圆孔纸筒进行实验，同学们在半透明膜上观察到倒立的“F”，如图所示，小孔成像中所成的像能呈现在半透明膜上，说明所成的像是 （选填“实像”或“虚像”），同学们将实验结果记录在设计好的表格后，再换用小方孔纸筒进行实验，并观察记录； (3)同学们再换用“E”和“R”形状发光字，分别按照实验（2）进行实验，将观察到的结果记录在表中； 实验次数 发光字 小孔形状 像的形状 半透明膜上是否呈现 1 F 圆形 倒立 呈现 2 F 方形 倒立 呈现 3 E 圆形 倒立 呈现 4 E 方形 倒立 呈现 5 R 圆形 倒立 呈现 6 R 方形 倒立 呈现 (4)通过比较 ，同学们验证了猜想一，得出结论：在小孔形状相同时，小孔所成的像与物体的形状有关； (5)同学们通过比较1、2，3、4和5、6，得出结论： ； (6)实验小组在该实验中采用的实验方法是 。 【答案】(1) 光源 直线 (2)实像 (3)1、3、5 (4)在物体形状相同时，小孔所成的像与小孔的形状无关 (5)控制变量法 【详解】（1）[1]能自行发光的物体称为光源，LED发光的字能自行发光，所以是光源。 [2]由于光在同种均匀介质中沿直线传播，所以LED发光的字射出的光在同种均匀介质中沿直线传播。 （2）由于发光字发出的光通过小孔在半透明膜上成像，半透明膜能承接到像，所以所成的像是实像。 （3）探究小孔所成的像与物体的形状是否有关，应控制小孔的形状相同，改变物体的形状，由控制变量法可知，应比较1、3、5三次实验。 （4）比较1、2，3、4和5、6实验发现，小孔的形状不相同，发光字相同，像的形状是相同的，所以可得结论是在物体形状相同时，小孔所成的像与小孔的形状无关。 （5）由于实验中控制研究的变量相同，只改变其中一个变量，所以实验中采用的实验方法是控制变量法。 提优练习 1．寒假期间，小明一家人到赤道附近某景点旅游。在一个晴好的日子里，小明没有跟随爸爸爬山，而是和另外几个朋友一起躺在山下平静的海滩上观看日落。结果小明爸爸在山上观察到太阳消失的瞬间要比地面上小明观察到的该现象足足晚了3分钟。已知地球半径为6400千米，则可以判断小明爸爸所处位置的海拔高度最接近（　　） A．450米 B．550米 C．650米 D．750米 【答案】B 【详解】小明是躺着看日落的，也就是他的视线就是所在地点对地球的切线；而小明爸爸的视线是山顶对地球的切线；小明爸爸、小明、圆心（地球球心）位于同一条直线。地球自转周期24小时，3分钟对应0.75°。这样，山顶、圆心（地球球心）、小明爸爸的视线与地球的切点构成一个夹角为0.75°的直角三角形，则 则山的海拔为 故ACD不符合题意，B符合题意。 故选B。 2．古埃及学者埃拉托色尼发现，利用同一时刻在不同地点影子的长度不同可以估测出地球周长。取一根直杆，将其竖直立在地球上的A点，由于光的 形成了杆的影子，记录直杆在正午时刻影子的长度，算出太阳光与直杆的夹角α1，同样可以测出此时B点太阳光与直杆的夹角α2，A、B是同一经度上的两个城市（如图甲），它们的距离为L，可以估算出地球的周长大约为 。实验中需要测出直杆的长度，测量结果如图乙所示，其读数为 。 【答案】 直线传播 50.00cm 【详解】[1]光在同一种均匀介质中是沿直线传播的，当光射到不透明的杆上，由于杆挡住了一部分光线，在光照不到的地方就形成了杆的影子。 [2]因为A、B是同一经度上的两个城市，所以A、B两点所对的圆心角 α＝α1﹣α2 由题意可知，圆心角α所对应的弧长为L，则每1度所对应的弧长是，则360度所对应的弧长，即地球的周长为 [3]由图乙知刻度尺的分度值为1mm，直杆的长度为50.00cm。 3．（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。 4．（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。 5．（2023·江苏连云港·二模）阅读短文，回答问题。 光的散射光的散射是指光在传播过程中与介质发生作用，部分光偏离原来的入射方向而分散传播的现象。物理学家瑞利发现当光在传播过程中遇到微粒，当微粒的直径远小于入射波的波长时，散射光线的强度与入射光线波长的四次方成反比，即波长愈短，散射愈强。将微粒的直径远小于入射光的波长时的散射称为瑞利散射。瑞利散射的光线在光线前进方向和反方向上的程度是相同的，而在与入射光线垂直的方向上程度最低。太阳光是由红、橙、黄、绿、青、蓝、紫七色光复合而成，七色光波长长短不一，从红光到紫光，波长由长渐短。当太阳光在大气中传播时，蓝紫光比红光散射更明显，人的视觉系统对蓝光比紫光更敏感。当雨过天晴或秋高气爽时，蓝色光被散射至弥漫天空，天空即呈现蔚蓝色；当日落时太阳几乎在我们视线的正前方，直射光中的蓝光大量被散射了，剩下的主要是红橙色光，所以日落时太阳附近呈现红色，而云也因为反射太阳光而呈现红色，但天空仍然是蓝色的。天空的颜色也随高度由蔚蓝色变为青色（约8公里）、暗青色（约11公里）、暗紫色（约13公里）、黑紫色（约21公里）。再往上，空气非常稀薄，大气分子的散射效应极其微弱，天空便为黑暗所湮没。 （1）下列现象是由于发生瑞利散射而形成的是 ： A．小孔成像 B．平面镜成像 C．蓝色天空 D．海市蜃楼 （2）一束光在传播过程中遇到微粒发生瑞利散射，请用一些带箭头的线段表示出从微粒（图中的“○”）发出的散射光的分布情况； （用线段长短表示散射光的强弱，箭头指向表示散射光的方向）    （3）若可见光中各种色光的强度相等，在空气中波长为450nm紫光散射强度与波长为750nm红光散射强度之比约为 ； （4）站在月球上的宇航员看到的地球是 （选填“蓝色”“黑色”“白色”或“红色”）的。 【答案】 C    蓝色 【详解】（1）[1]A．小孔成像是光的直线传播，光的传播方向没有发生改变，故A不符合题意； B．平面镜成像是光的反射现象，光的传播方向发生改变，故B不符合题意； C．蓝色天空是光的散射现象，光的传播方向发生改变，故C符合题意； D．海市蜃楼是光的折射，不是散射，故D不符合题意。 故选C。 （2）[2]光在传播过程中遇到微粒发生瑞利散射时，散射的光线在光线前进方向和反方向上的程度是相同的，而在与入射光线垂直的方向上程度最低，如图所示：    （3）[3]若可见光中各种色光的强度相等，在空气中波长为450nm红光散射强度与波长为750nm紫光散射强度之比约为 （4）[4]宇航员站在月球上看到的地球主要是蓝色的。这是因为地球的大部分表面积水覆盖，而水吸收了来自太阳的白色光中的其他颜色，只反射和散射蓝色光线，因此，从太空看，地球呈现出蓝色的外观。这个现象被称为地球的蓝色外观或蓝色效应。大气层中的气体和微粒会使蓝色光线比其他颜色的光线更容易被散射，因此，当字航员在太空中俯瞰地球时，他们主要看到的是蓝色。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！6 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！6 学科网（北京）股份有限公司 $$