4.1 光的直线传播 自习案 ----2025-2026学年人教版物理八年级上学期

做一件事不难,难在坚持;坚持一下不难,难在坚持到底. 人是不能太闲的,闲久了,努力一下就以为是拼命. 第4章光现象 4.1 光的直线传播 自习案 【学习寄语】 光在直线上奔跑，藏着宇宙的小秘密。跟着它的脚步探索，你会发现物理世界超有趣——出发吧，未来的追光者！ 【学习情境】 当下热门科幻电影里，宇宙飞船穿越星际时，光线笔直地射向远方，那其实就是光的直线传播在“炫技” 。想不想知道更多像这样藏在生活和科幻里的物理奥秘？翻开课本，一起来探索光的直线传播！我们每天都会通过声和光接收大量信息。之前我们学习了声现象，了解了声的传播。关于光现象，你知道哪些物体能发光吗?光的传播又有什么特点呢? 【学习链接】 1.当你在路灯下行走，影子会时而变长时而变短，这是因为光沿______传播，被你的身体挡住后，在身后形成了影子。（答案：直线） 2.夏日树荫下，地上会出现许多圆形光斑，这些光斑其实是太阳通过树叶缝隙所成的像，这利用了光______传播的原理。（答案：直线） 3.木工师傅检查木板是否平直时，常闭上一只眼睛，用另一只眼睛沿着木板棱的方向看去，这是利用光的______特性来判断。（答案：直线传播 ） 【学习目标】 1.能说出光沿直线传播的条件，并列举生活中的相关实例。 2.理解影子、小孔成像等现象与光的直线传播的关系。 3.会用光的直线传播原理解释简单的光现象。 【学习过程】 任务一:光源 1. 要研究光现象，首先要看哪些物体____________发光，是谁给我们带来了____________(图4.1-1)。在晴朗的日子里，白天，灿烂的____________普照大地；夜晚，闪烁的____________点缀漆黑的夜空。太阳以及我们看到的绝大多数星星是______星，宇宙中的______星都能发光。有的____________也可以发光。夏天的夜晚，常有淡淡的____________在草丛中闪烁，那是__________________在发光。在大海深处，____________、__________________、__________________等发出的光，使幽深的海洋世界显得更加神秘。 2. 所有这些能够发光的物体都是____________。现代社会中有很多____________光源，如图4.1-1丙中的发光二极管(LED)灯。你周围有哪些人造光源? 概念 所有__________发光的物体都叫做光源 分类 天然光源 太阳及其他_____星、________、_________、_________、___________等 人造光源 点燃的火把、油灯、______________、____________、____________、 _______________、__________、LED灯等 对光源 的理解 光源是指__________能够发光的物体，太阳、发光的电灯、点燃的蜡烛等都是光源。有些物体__________不发光，但由于它们能__________太阳光或其他光源发出的光，好像它们也在发光一样，不要误认为这些物体是光源，如__________、__________、所有行星和反光的镜子，它们都__________光源 3. ▉ 任务二:ID光的直线传播 4. 在有薄雾的天气，可以看到透过树丛的光束是______的(图4.1-2);从汽车前灯射出的光束是______的；电影放映机射向银幕的光束也是______的。这些现象说明，光在____________中是沿____________传播的。光在空气中沿直线传播，那么它在液体、固体中是不是也沿直线传播呢? 5. 光在水和玻璃中的传播——如图4.1-3甲所示，向盛水的玻璃水槽内滴几滴____________，搅拌____________后，用激光笔将一束光射到水中，观察光在水中的传播____________。如图4.1-3乙所示，用激光笔将一束光射到____________砖中，观察光在玻璃中的传播____________。实验表明，光在____________、____________中也是沿____________传播的。空气、水和玻璃等____________物质可以作为光传播的____________，光在________________________介质中沿直线传播。 6. 为了表示光的____________情况，我们通常用一条带有____________的____________表示一束光传播的____________和____________(图4.1-4)。这样的直线叫作____________。 由于____________________________________，所以在开凿隧道时，工人可以用__________________引导掘进机，使掘进机沿____________前进，保证隧道方向不出偏差(图4.1-5)。 7. ▉(1)画光线时，必须用________标明光的传播方向。(2)模型法：通过模型来揭示原型的形态、特征和本质的方法称为________法。通俗地说即是通过引入模型（能方便我们解释那些难以直接观察到的事物的内部构造，事物的变化以及事物之间的关系的符号、公式、表格、实物等）将物理问题实际化。光线的引入应用了_______法。光线实际上是________(存在|不存在)的，是为了方便研究光的传播情况而引入的一种表示光的传播_________和_________的物理模型。 8. 想想做做——如图4.1-6所示，在一个空罐的底部中央打一个____________，再用一片__________________的塑料膜蒙在空罐的口上，并用橡皮筋固定。将小孔对着____________，观察烛焰在薄膜上所成的____________；改变烛焰到小孔的____________，观察烛焰成像的情况；描述小孔成像的特点.从烛焰的不同位置发出的光穿过小孔后是怎样传播的?试着在图4.1-7中画一画，也许能帮助你解释为什么能成这样的像。 9. ▉小孔成像的特点(1)在小孔成像中，物体通过小孔成一个______立的_____像（实像是由实际光线形成的），像的形状只跟_______的形状相似，跟____的形状无关。(2)像的大小跟________到______的距离和________到_______的距离有关。当物体到小孔的距离_________光屏到小孔的距离时，成缩小的像；当物体到小孔的距离_______光屏到小孔的距离时，成放大的像，当物体到小孔的距离______光屏到小孔的距离时，成等大的像。 任务三:ID光的传播速度 10. 打雷和闪电在远处______时______地发生，但是我们总是先________________________，后________________________。这表明，________________________________________________。与声音不同，光不仅可以在空气、水等物质中传播，而且可以在____________中传播，在物理学中光速用字母______表示。光在真空中1s能传播____________m,也就是说，真空中的光速c=__________________m/s,在通常情况下，真空中的光速可以近似取c=__________________m/s=__________________km/s,光在____________中的速度非常接近c。光在水中的速度约为____________,在玻璃中的速度约为____________。 任务四:科学世界 11. 我们看到了古老的光——同学们听过牛郎织女的神话故事吧。王母娘娘拆散了牛郎和织女的幸福家庭，他们化作天上的两颗星，只能在每年农历七月初七渡过银河相会一次。这个故事表达了我们祖先反抗封建礼教、追求幸福生活的美好愿望。但是，神话终归是神话。你知道天上的牛郎星和织女星相距多远吗?这两颗星都是银河系中的______星，它们之间的距离如果用千米表示，那可真是个“天文数字”,大得不得了。即便牛郎能以光速飞行，从牛郎星飞到织女星也要______年!要想每年相会一次，那是不可能的。宇宙中恒星间的距离都非常大。为了表达方便，天文学家使用了一个非常大的距离单位——____________，它等于光在____________中传播____________所经过的距离。这样说来，牛郎星和织女星的距离就是__________________。离太阳系最近的恒星是__________________座的__________________，它距离我们____________光年。也就是说，我们现在观测到的比邻星的光，是它在4.2年前发出的，经过了4年多才到达我们的眼睛。银河系是由超过__________________颗恒星组成的星系。在银河系之外，离我们最近的星系是________________________，它距离我们约____________光年。想一想：今天人们看到的大麦哲伦云的光，是它什么时候发出的?那时候人类在进化过程中正处于哪个阶段?秋天的夜晚可以在东北方向的天空找到一个亮斑，看起来像个纺锤，那就是仙女座星系(图4.1-8)。它是北半球可用肉眼看到的银河外星系，与我们的距离是220万光年。光——宇宙的使者，不仅告诉我们宇宙的现在，还在告诉我们遥远的过去。 12. 光年是一个__________单位，1光年表示光在一年内通过的距离。1光年＝365×24×60×60s×_____________km/s=9.4608×1012km。牛郎星和织女星的距离是16光年，即16×_____________km=1.513728×1014km。宇宙距离长、体积大、时间久，用来计量宇宙的数据及单位都非常大，故形容一个数字很大、很大时常说这是个“天文数字”。人们常用“天文数字”来形容特别大的数字，这是因为在度量天文距离时，数字常常很大，若用米作为单位，书写时很麻烦。而光的传播速度极大，约为___________km/s。利用光的这个特点，天文学家确定了“光年”这个天文学的______计量单位。有了光年这个大单位，研究天史现象就方便多了。 【基础检测】 1.光在空气、水、玻璃中传播的速度大小，按由小到大的顺序排列为(________) A. 空气、水、玻璃 B. 玻璃、水、空气 C. 水、空气、玻璃 D. 水、玻璃、空气 2.夏夜，萤火虫生态园内，月光皎洁，草丛里飞舞着亮莹莹的萤火虫，颇有“含明终不息，夜月空徘徊”的意境，此情景中(________) A. 月亮不是光源，萤火虫是光源 B. 月亮不是光源，萤火虫不是光源 C. 月亮是光源，萤火虫是光源 D. 月亮是光源，萤火虫不是光源 3.自古以来，我国就有着关于月球的种种传说，随着中国月球探测工程的逐步实施，将一步步揭开她神秘的面纱。已知地球与月球之间的距离约为。下列说法正确的是(________) A. 在月明星稀的晚上，月球是光源 B. 月光从月球表面到达地面的时间约为 C. 超声波从地面到达月球表面的时间约为 D. 月食是由于光沿直线传播，地球挡住了太阳射向月球的光引起的 4.做小孔成像实验时，孔的形状必须为圆形。判断正误______ 5.光在任何情况下传播速度都是。判断正误______ 6.小孔成像说明光沿直线传播。判断正误______ 7.成语“凿壁偷光”，是指西汉匡衡凿穿墙壁引邻家之烛光读书一事如图所示其原理可简化成如图乙所示的模型：为邻家烛焰，衡在厚墙壁上凿穿的方形孔洞，请作出邻家蜡烛在匡衡家照亮的范围用阴影线表示，完成相应光路图。 8.如图，路灯下站着小明和小华两人，地上留下了他们的影子，请你通过作图确定路灯灯泡的位置。 9.学习了光学知识后，爱动脑筋的小明想自己探究小孔成像现象。如图所示，他给两个空罐的底部中央分别打上一个小圆孔和一个小方孔，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，可以看到烛焰通过小孔所成的像。 烛焰在塑料膜上成的像是_____选填“正立”或“倒立”的，其成像的原理是_____； 甲、乙两图是为了探究小孔成像与_____的关系，可以得出的结论是_____。 10.实践活动：小明和同学一起利用生活中的物品探究小孔成像。 小明用硬纸筒制作“针孔照相机”探究小孔成像，如图所示，小明发现蜡烛和小孔的位置固定后，移动内筒改变半透明薄膜离小孔的距离，像的大小会发生改变，于是他测出了小孔到半透明薄膜的距离不同时像的高度，填在表格中： 小孔到半透明纸的距离 像的高度 从数据可以看出：当蜡烛和小孔的距离保持不变时，半透明薄膜离小孔越远，像越_____选填“大”或“小”；根据数据进一步判断：当半透明薄膜距小孔时，像的高度是_____； 小明在另一个一次性杯子底部挖了一个三角形的小孔，继续观察同一个蜡烛，发现在半透明薄膜上的像的形状_____选填“有”或“没有”变化； 小明希望半透明膜上的像变大，他可以采用的方法是将小孔_____选填“靠近”或“远离”烛焰； 为了进一步探究小孔成像的性质，小明可选择的最佳光源是_____填字母： A.“”形光源 “”形光源 “”形光源 小明通过研究小孔成像发现，与平面镜成像相比较，两者的像的正倒、大小、虚实三个方面肯定不同的有______处。 11.日晷是古代的一种“时钟”，利用太阳光下指针的影子指示不同的时刻如图。请根据指针的影子，画出此时太阳光的传播方向太阳光视为平行光。如图所示，井底的青蛙能看到外界的范围有限，请通过画光路图，作出青蛙能看到的最大范围，保留作图痕迹。 12.太阳发出的光，大约要经过才能到达地球。请你估算太阳到地球的距离。如果一辆赛车以的速度不停地跑，它要经过多长时间才能跑完这样长的距离？ 13.用激光测距仪如图所示测量从地球到月球的距离。激光的传播速度为，在激光从地球发射到月球后再反射回地球的过程中，所需时间约为。求：地球到月球的距离为多少米？我国某型高铁最高时速约，如果以这个速度不停地跑，它需要多少小时才能跑完地球到月球的距离？ 【能力提升】 1.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”，则下列说法错误的是(________) A. “莺东则影西，莺西则影东”描述的现象是小孔成像 B. 图甲和图乙都可以用光的直线传播来解释 C. 图甲所成的“影”一定比图乙所成的“影”大 D. 小孔成像时，物左右移动时，其像的移动方向与其相反 2.小明用小孔成像实验装置观察蜡烛的烛焰，若保持小孔和蜡烛位置不变，如图所示，则下列分析正确的是(________) A. 若内筒位置不变，半透明膜上的像是正立的 B. 若小孔改为小正方形，半透明膜上的像也变为正方形 C. 随着蜡烛的燃烧，半透明膜上的像也随之下移 D. 若将半透明膜适当靠近小孔，半透明膜上的像会变小 3.年最值得期待的天文现象“日环食”天文景观如图所示，于月日下午在天空上演。这次日环食是世纪发生日食时间最长的一次，这样的日环食也被称为“金边日食”，发生这种天文现象时，太阳、地球和月亮的位置关系是(________) A. 太阳地球月亮 B. 地球太阳月亮 C. 月亮太阳地球 D. 地球月亮太阳 4.如图所示，用自制针孔照相机观察烛焰，有以下四种说法： 薄膜上出现烛焰的像是倒立的； 薄膜上烛焰的像可能是缩小的也可能是放大的； 薄膜上出现烛焰的像是实像； 薄膜上出现烛焰的像是由光沿直线传播形成的。 对于这四种说法，其中正确的是 (________) A. B. C. D. 5.如图所示，枯井中的青蛙位于井底点“坐井观天”，下图中青蛙通过井口观察范围正确的光路图是(________) 6.作出眼睛在点通过小窗，能看到物体的范围。 7.打雷和闪电是同时发生的。小明测出自观察到闪电起至听到雷声的时间为，已知声音在空气中的传播速度为，光在空气中的传播速度为，求： 发生闪电处距小明的直线距离约多远不计光传播所需时间 光从闪电处到小明处需要多少时间 答案 基础检测 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7.  8.  9.倒立；光在同种均匀介质中沿直线传播小孔形状；小孔成的像的形状与小孔的形状无关  10.大；；没有；靠近；；  11.解： 12.解：光在真空的传播速度为，由得，太阳到地球的距离， 赛车跑完这段距离需要的时间 13.解：由题意可知，光速， 激光从地球到月球所用时间， 由得地球到月球的距离：； 由得高铁组跑该距离需要的时间：． 能力提升 1. 2. 3. 4. 5. 6.解：由点和小孔的上边缘可以确定看到的物体的最上面的部分。由点和小孔的下边缘可以确定看到的物体的最下面的部分。两者结合，即可得到看到的物体的范围。答案如图。   7.解：发生闪电处距小明的直线距离：； 光从闪电处到小明处需要的时间：。 第 1 页 共 81 页 学科网（北京）股份有限公司 $$