4.1 光的直线传播 导学案 -2024-2025学年人教版物理八年级上册

第四章　光现象 第 1节　光的直线传播 课程标准(2022年版) 本节要点 — 1.了解光源，会区分自然光源和人造光源． 2.知道光沿直线传播的条件和速度．(重点) 3.会分析、解释与光的直线传播相关的现象和应用．(重点) 4.知道小孔成像的成像原因和成像特点及影响因素．(难点) 基础练习 一、光源 观察下列生活中常见的光源，找一找它们有什么共同点？ 太阳 　　 萤火虫 　　 LED灯 　　 汽车车灯 总结 1.能够自己发光的物体叫作光源． 2.光源可分为人造光源和自然光源． 3.夏夜的星空，明月高照．那么月亮是光源吗？ 答：不是．像月亮、镜子、钻石这类事物并不会自己发光，不是光源． 典例1 [物理观念]自身能够发光的物体叫作光源，下列物体中：①太阳；②月亮；③烛光；④发光的水母；⑤反光镜；⑥舞台灯光；⑦萤火虫；⑧钻石；⑨闪电；属于人造光源的是③⑥，属于自然光源的是①④⑦⑨． 二、光的直线传播 1.光的传播特点 演示实验：(1)探究光在空气中的传播特点：把一束激光射向空中，用喷雾器沿着光的方向喷洒水雾，观察光在空气中的传播路径． (2)探究光在透明液体中的传播特点：透明水槽装适量水，滴入少量牛奶，搅拌均匀，用激光从水槽侧壁垂直射入，观察光在水中的传播路径，如图甲所示． 甲 (3)探究光在透明固体中的传播特点：用激光垂直射入透明固体(如果冻、有机玻璃板等)，观察光在透明固体中的传播路径． (4)探究光在不同种介质中的传播特点：透明水槽装适量水，滴入少量牛奶，搅拌均匀，水面的空气喷入少量烟雾，用激光从空气中斜射入水中，观察光的传播路径，如图乙所示． 乙 (5)探究光在同种不均匀介质中的传播特点：在实验(2)的基础上，用漏斗将浓糖水缓慢注入水槽底部，观察光的传播路径，如图丙所示． 实验结论：光在同种均匀介质中沿直线传播． 　 丙 2.光线 为了表示光的传播情况，我们通常用一条带有箭头的直线表示光传播的径迹和方向，这样的直线叫作光线． 注意：真实的光并不是一条条光线那样，光线是一个理想模型；画光线时，要用实线，且必须带箭头！ 典例2 如图所示的实验中，在盛水的玻璃水槽内滴几滴牛奶，用激光笔将一束光射到水中，观察光在水中的传播径迹．实验表明：光在同种均匀介质中沿直线传播．在水槽内滴牛奶的目的是：使光发生散射，从而显示光路；要显示空气中的光路可以向空中喷洒水雾(或喷烟)． 解题思路 1.在光沿直线传播的实验中，喷烟雾、喷水雾、滴牛奶，都是为了让光发生散射的现象，方便观察光的传播路径，所以它们的作用是显示光路． 2.光只有在同种均匀介质中才沿直线传播． 3.光沿直线传播的典型例子 (1)演示实验：小孔成像． 如图所示，观察实验，并回答下列问题： ①小孔成像所成的像是倒(选填“正”或“倒”)立的实(选填“实”或“虚”)像； ②像的形状与小孔的形状无(选填“有”或“无”)关，与物体的形状有(选填“有”或“无”)关； ③所成的像的大小与物体到小孔的距离和光屏到小孔的距离都有关． (2)影子：当光在传播过程中，遇到不透明的物体时，光线被阻挡，在物体后面形成的黑暗的区域，即影子，如图甲所示． 甲 (3)日食：太阳、月球和地球刚好运转到同一直线上，且月球处在太阳和地球中间，把照向地球的太阳光挡住了，如图乙所示． 乙 (4)月食：太阳、月球和地球刚好运转到同一直线上，且地球处在太阳和月球中间，把照向月球的太阳光挡住了，如图丙所示． 　 丙 (5)光的直线传播在生活中的应用，如图所示． 总结 1.光沿直线传播的现象：影子、日食、月食、小孔成像等． 2.光沿直线传播的应用：射击瞄准、激光准直、排队等． 注意：(1)影子和小孔成像所成的像是不同的：影子是没有光线到达之处，是黑暗的；而小孔成像所成的像由实际光线会聚而成，是有光线到达之处，是明亮的！唯一相同点：都是由光的直线传播形成的． (2)倒立的像：指像与物体的形状一样，但与物体上下颠倒、左右互换，如光源F的倒像为． 典例3 (2023·惠州惠阳区期中)如图为“小孔成像”的示意图：该现象可以用光的直线传播来解释，小孔成的像是实像(选填“虚像”或“实像”)．若把孔由圆形改成三角形，像的形状不会(选填“会”或“不会”)改变． 变式1　(2024·清远期末)如图所示，图中描述的是月食(选填“日食”或“月食”)现象，此现象可以用光的直线传播原理来解释．类似的现象还有日食(写出一种即可)． 三、光速 阅读教材中“光的传播速度”的内容，对比声、光特点，完成下表． 声 光 传播 条件 声的传播需要(选填“需要”或“不需要”)介质，真空不能(选填“能”或“不能”)传声． 光的传播不需要(选填“需要”或“不需要”)介质，光可以(选填“可以”或“不可以”)在真空中传播． 波速 15 ℃时，空气中的声速是340m/s． 空气中，光速约为3×108m/s． 对比固体、气体、液体，声在气体中传播得最慢． 光在真空中传播得最快． 总结 1.真空中光速是宇宙中最快的速度：c＝3×108 m/s＝3×105 km/s．光在不同介质中的传播速度，c(即v真空)＞v空气＞v水＞v玻璃． 对比：声速：v固＞v液＞v气；15 ℃时v声＝340 m/s． 2.光年：是光在一年中传播的距离，光年是长度单位． 典例4 [物理观念]比较声音和光，下列说法正确的是(　C　) A．它们都可以在真空中传播 B．光的传播速度和声速差不多 C．声音在不同介质中的传播速度一般不同 D．光在不同介质中的传播速度相同 变式2　(2023·佛山期中)雷雨天，我们先看到闪电再听到雷声，是由于光速比声速快(选填“快”或“慢”)；光在真空中传播得最快．运动会200米短跑比赛中，终点的计时员应在看到发令枪冒出的烟(选填“看到发令枪冒出的烟”或“听到发令枪的声”)时开始计时． 强化练习 1.(2023·深圳期中改编)下列说法正确的是(　C　) A．利用回声可以测量月球到地球的距离 B．认真测量可以避免误差 C．发光的灯泡是光源 D．声音在不同介质中传播速度一般不同，而光在任何介质中传播速度都相同 2.[传统文化](2024·深圳期末)如图所示，圭表包括圭和表两部分．正午时刻，依据表在圭上影子长度的变化，就能推算出当日所处的节气．圭表利用的光学原理是(　A　) A．光的直线传播 B．光的色散 C．光的折射 D．光的反射 3.(2023·深圳期中)沈括在《梦溪笔谈》中记述到“若鸢飞空中，其影随鸢而移”，而在纸窗上开一个小孔，使鸢的影子呈现在室内纸屏上，却观察到“鸢东则影西，鸢西则影东”，则下列说法错误的是(　B　) A．“鸢东则影西，鸢西则影东”描述的现象是小孔成像 B．“若鸢飞空中，其影随鸢而移”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反 4.[科学思维](2023·茂名期末)光在真空中的传播速度是3×108m/s，声音在15 ℃的空气中的传播速度是340m/s．科学考察工作者为了测海底某处的深度，向海底垂直发射超声波，经过14 s收到回波信号，该处海水深10500m．(声音在海水中的传播速度约1 500 m/s) 学科网（北京）股份有限公司 $$