第四单元 地球上看到的光和影（知识清单）科学粤教粤科版四年级下册

该小学科学知识清单系统梳理了“地球上看到的光和影”单元内容，涵盖影子形成条件、阳光下影子变化规律、月光反射原理及月相变化周期等核心范畴，通过思维导图搭建知识框架，以核心概念解析、实验探究指导、拓展迁移任务为学习支架。 清单采用“概念定义+原理阐释+实践应用”分级呈现知识体系，如影子形成三要素结合皮影戏案例解析，培养科学观念与科学思维。设置“反思与评价”模块明确能力标准，如能描述日影变化规律、完成月相观察记录，配套家庭实验（手电筒影子实验）和长期观察任务（树影测量），支持探究实践，助力学生自主学习，教师可据此设计分层教学活动。

第4单元 地球上看到的光和影（知识清单） 粤教粤科版 第一部分：思维导图 第二部分：知识巩固 第20课 哪里有影子 核心概念 影子的形成需要光源、阻挡物和屏三个必要条件，影子的形状、大小和方向可通过改变相关条件发生变化。 影子的形成条件 1.核心三要素： 光源：能发光的物体，如阳光、月光、灯光、手电筒光等。 阻挡物：不透明或半透明的物体，如人、树木、木块等，能阻挡光线传播。 屏：承接影子的物体或平面，如地面、墙壁、纸板等。 2.形成原理：光源发出的光线被阻挡物挡住，在屏上形成与阻挡物轮廓相似的暗区，即为影子。 影子的变化与生活应用 1.影子的改变方法： 改变形状：调整阻挡物的姿态（如做手影时变换手势）或更换不同形状的阻挡物。 改变大小：改变光源与阻挡物的距离（距离越近，影子越大）或阻挡物与屏的距离（距离越远，影子越大）。 改变方向：转动光源方向或移动阻挡物、屏的位置。 2.生活中的影子现象： 阳光下的人影、树影，灯光下的物体影子。 传统艺术：皮影戏，艺人操纵“皮影”人偶（阻挡物），在灯光（光源）照射下，在幕布（屏）上形成影子，表演故事。 反思与评价 1.核心要点：影子的形成是光线被阻挡的结果，三要素缺一不可，调整任一要素均可改变影子的特征。 2.评价标准：①能说出影子形成的三个必要条件；②能列举3种以上常见光源；③能通过实验改变影子的形状、大小或方向；④乐于参与手影游戏等实践活动。 拓展与迁移 在家中用手电筒、玩具和墙壁做影子实验，记录不同条件下影子的变化；观察皮影戏片段，分析其中光源、阻挡物和屏分别是什么。 第21课 阳光下的影子 核心概念 一天中，太阳在天空中的位置随时间变化，导致阳光下物体的影子长短和方向也会发生有规律的变化，古人利用这一规律发明了计时工具日晷。 阳光下影子的变化规律 1.太阳的运行轨迹：从东方升起，西方落下，正午时位于天空正南方向（北半球）。 2.影子的变化特点： 方向变化：清晨影子朝西→上午影子朝西北→正午影子朝北→下午影子朝东北→傍晚影子朝东。 长短变化：清晨和傍晚影子最长→上午影子逐渐变短→正午影子最短→下午影子逐渐变长。 3.实验探究：利用日影模拟装置（如木棒、地面），模拟不同时段太阳位置，观察并记录木棒影子的长短和方向变化，验证规律。 日晷的认知与应用 1.日晷的构成：由晷针（细长的指针，垂直于晷面）和晷面（刻有刻度的圆盘）组成。 2.计时原理：根据阳光下晷针影子在晷面上的位置变化来判断时间，影子对应的刻度即为当时的时间。 3.使用注意：晷针需朝向正北方，才能准确反映太阳位置与时间的关系。 反思与评价 1.核心要点：阳光下影子的变化与太阳位置变化直接相关，变化规律具有周期性和可预测性。 2.评价标准：①能描述一天中阳光下影子长短和方向的变化规律；②能说出日晷的计时原理；③能操作简易日晷记录时间；④乐于长期观察校园内同一物体的影子变化。 拓展与迁移 选择校园内的一棵大树，在早、中、晚三个时段测量并记录树影的长度和方向，绘制影子变化曲线图；查阅资料，了解古代日晷的不同类型（如赤道式日晷、地平式日晷）。 第22课 明亮的月光 核心概念 月球本身不发光，我们看到的月光是月球反射的太阳光，月球表面的地形差异导致其反射光后呈现明、暗不同的区域。 月球表面与月光的形成 1.月球表面特征： 明亮区域：地势较高的山地、高原，反射太阳光能力较强。 黑暗区域：地势较低的盆地、平原，被称为“月海”（并非真的海洋），反射太阳光能力较弱，看起来较暗。 2.月光的形成：太阳发出的光线照射到月球表面，月球将部分光线反射到地球，我们就能看到明亮的月亮，即月光。 月光反射实验 1.模拟实验： 材料：大球（模拟地球）、裹着纸巾的小球（模拟月球，纸巾模拟月球表面的反射层）、手电筒（模拟太阳）。 操作：在黑暗环境中，用手电筒照射“月球”，观察“月球”是否能反光，以及不同角度照射时反光的强弱变化。 2.实验结论：月球表面能反射太阳光，且反光效果与照射角度、表面粗糙程度有关（纸巾粗糙表面可模拟月球高低不平的地形）。 反思与评价 1.核心要点：月光的本质是太阳光的反射，月球表面的地形差异是其看起来有明有暗的原因。 2.评价标准：①能明确说明月球本身不发光，月光是反射太阳光形成的；②能区分月球表面明、暗区域的地形差异；③能成功完成月光反射模拟实验；④乐于用天文望远镜观察月球表面（需在成人指导下进行）。 拓展与迁移 观察农历十五前后的满月，记录月球表面的明、暗区域分布；查阅资料，了解月球上最大的“月海”名称及特征。 第23课 变化的月相 核心概念 月相是月球绕地球公转过程中，地球上看到的月球亮面形状的周期性变化，周期约为29.5天，变化具有规律。 月相的类型与出现时间 1.常见月相及特征： 蛾眉月：新月后出现，亮面朝西，呈细弯月牙形，出现在傍晚西方天空。 上弦月：亮面为半圆，朝西，出现在上半夜天空。 凸月（盈凸月）：上弦月后、满月前，亮面大于半圆，逐渐变大。 满月：整个月球亮面朝向地球，圆形，出现在农历十五、十六的夜晚，整夜可见。 凸月（亏凸月）：满月后、下弦月前，亮面大于半圆，逐渐变小。 下弦月：亮面为半圆，朝东，出现在下半夜天空。 蛾眉月（残月）：下弦月后、新月前，亮面朝东，呈细弯月牙形，出现在黎明东方天空。 月相变化的规律与原理 1.变化原理： 月球本身不发光，我们看到的月相是月球被太阳照亮的部分。 月球绕地球公转，地球、月球、太阳三者的相对位置不断变化，导致地球上看到的月球亮面形状不同，形成不同月相。 2.变化规律：从新月开始，月相依次为蛾眉月→上弦月→盈凸月→满月→亏凸月→下弦月→残月，再回到新月，周而复始。 月相观察与模拟 1.观察要求：连续观察一个月的月相，记录月相的形状、出现时间和方位，绘制月相变化图。 2.模拟实验：利用月相变化演示装置，模拟地球、月球、太阳的相对运动，观察不同位置时“月球”的亮面形状，理解月相变化原因。 反思与评价 1.核心要点：月相变化是月球公转导致的，亮面形状随日、地、月三者相对位置周期性变化，具有可预测的规律。 2.评价标准：①能说出4种以上常见月相及对应的出现时间；②能描述月相变化的完整周期和规律；③能坚持观察并记录月相变化；④乐于通过模拟实验理解月相形成原理。 拓展与迁移 根据月相变化规律，预测农历不同日期的月相；查阅资料，了解月相变化对潮汐、传统节日（如中秋节满月）的影响。 第三部分：实验探究题 1．实验名称：影子长短的变化。 小明在平地上竖直插了一根竹竿，阳光下竹竿在地面投射一道影子，下面是小明每隔0.5小时测量的竹竿影子长度变化统计表。 时间/小时 0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4 影长/厘米 70 60 45 30 22 11 20 35 45 我的发现：从上表中发现，在小明观察的这段时间里，经过 小时的时候竹竿影子是最短的，这时大概是一天中的 时段。 我认为：同一根竹竿插在地上决定影子长短的是太阳的 ，决定影子方向的是太阳的 。（填“高度”或“角度”） 2．设计一个实验，探究影子的长短与光源位置的关系。 实验材料：一根铅笔、一块白色纸板、手电筒。 实验步骤： （1）将白色纸板平放在桌面上，铅笔垂直立在纸板上。 （2）用手电筒从不同的位置照射铅笔，观察并记录影子的长短。 （3）改变手电筒与铅笔的角度，再次观察并记录影子的长短。 实验现象： （1）当手电筒在铅笔的正上方时，影子 ；当手电筒逐渐偏离正上方时，影子 。 （2）当手电筒与铅笔的角度越小时，影子 ；当手电筒与铅笔的角度越大时，影子 。 （3）根据实验现象，你得出的结论是：影子的长短与光源的位置 ，光源在物体的正上方时，影子 ；光源与物体的角度越小，影子 。 3．地球、月球与太阳。 四（1）班智慧小组在学校操场，研究“太阳与影子 ”的关系。下表是该小组 在 4 小时内记录的影子长短变化的数据。 时间（小时） 0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4 影子（厘米） 90 65 30 20 10 7 11 20 30 (1)从表格中的数据可以推测出：4.5小时影子的长度是（    ）。 A．大于30厘米 B．小于30厘米 C．等于30厘米 (2)观察上表，结合自己的实践经历，你认为他们开始观察的时间最有可能是（    ）。 A．早上8点 B．上午10点 C．中午12点 (3)该小组成员小强同学在观察记录的时候，给旁边的一棵小树拍下了五张照片（如下图），根据影子的变化特点，请按照时间先后顺序排列是： 。 (4)根据表格数据，我们发现影子的变化规律是 。 (5)在医院的手术室中，医生做手术时，如果影子落在患者需要手 术的部位，会影响医生完成手术，于是就采用了无影灯如图，解 决这个问题的原因是（    ）。 A．改变灯的形状 B．采用多角度多光源照射 C．降低光源亮度 4．小龙发现路灯下随着卡丁车的移动，地面上的车影也在改变，他想到一天之中的影子也会发生改变。于是第二天，小龙学着古人的方法研究阳光下影子的变化规律。早上，小龙在宽阔的场地上将一根木杆固定在圆纸板上，每隔1小时测量一次影子的长度，如下表： 测量次数 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 影子长度（厘米） 100 80 60 40 30 15 30 40 60 80 (1)表格中可以看出第6次测量时影子是最短的，这个时候是一天中的（   ）。 A．早上 B．正午 C．傍晚 (2)阳光下的木杆相当于（   ）。 A．阻挡物 B．光源 C．屏 (3)小龙在观察木杆影子时进行记录，如下图，观察发现，一天中影子从（   ）有规律的发生变化。 A．东→北→西 B．西→北→东 C．西→南→东 5．如图是小明在学校操场上观察到的一棵大树和太阳的位置。 (1)形成影子的条件是要具备光源、阻挡物和屏。图中的太阳是光源，大树是 ，地面是 。 (2)大树影子长短的变化与太阳在天空中的位置关系：大树的影子短，太阳在天空中的位置 （选填“高”或“低”）。 (3)小明在大树旁立了一根1米高的竿子，测得竿子的影长是2米， 同时测得大树的影长是6米，则大树的高是 （    ）。 A．3米 B．6米 C．12米 (4)大树的影子从早晨到傍晚的方向变化是（    ）。 A．西→南→东 B．西→北→东 C．东→北→西 参考答案 1． 2.5 中午（正午） 高度 角度 分析：太阳位置的变化会引起阳光下物体影子的变化。一天中影子方向和长度与太阳的方向和位置有关。同一物体，决定其影子长短的是太阳的高度，决定影子方向的是太阳的方向。随着时间的变化，影子的长短和方向都会有规律地发生变化。 详解：观察表格中影长数据的变化趋势，随着时间推移影长先逐渐变短，在2.5小时时影长为11厘米是最短的。在一天当中，通常是中午（正午）时分太阳高度最高，此时物体影子最短，所以经过2.5小时影子最短时大概是一天中的中午（正午）时段。 太阳高度越高，光线照射物体时形成的影子越短；太阳高度越低，影子越长。从表格数据能看出随着时间变化太阳高度改变，影子长短也改变，所以决定影子长短的是太阳的高度。太阳角度不同，光线照射方向不同，物体影子的方向也会不同。比如早上太阳在东边，影子在西边；傍晚太阳在西边，影子在东边等，所以决定影子方向的是太阳的角度。 2． 最短 变长 越短 越长 有关 最短 越短 详解：实验现象：（1）当手电筒在铅笔正上方时，光线沿竖直方向照射，影子最短；当手电筒逐渐偏离正上方时，光线与竖直方向的夹角变大，影子随之变长。 （2）手电筒与铅笔的角度（光线与竖直方向的夹角）越小，光线越接近垂直照射，影子就越短；角度越大，光线越倾斜，影子就越长。 （3）从上述实验现象可以总结得出影子的长短与光源的位置有关。光源在物体正上方时影子最短，光源与物体角度越小影子越短。 3．(1)A (2)B (3)bdace (4)长→短→长 (5)B 分析：太阳位置的变化会引起阳光下物体影子的变化。一天中影子方向和长度与太阳的方向和位置有关。同一物体，决定其影子长短的是太阳的高度，决定影子方向的是太阳的方向。随着时间的变化，影子的长短和方向都会有规律地发生变化。 详解：（1）从表格数据可以看出，影子长度先缩短，在2.5小时时达到最短为7厘米，之后又开始变长。按照这个变化趋势，4.5小时时影子长度应大于30厘米，所以选A。 （2）一天中，上午影子由长逐渐变短，中午最短，下午又逐渐变长。表格中开始时影子长90厘米，之后逐渐变短，符合上午的影子变化特点，早上8点影子一般不会这么长，中午12点影子最短，所以开始观察时间最有可能是上午10点，选B。 （3）影子长短变化是长→短→长，且影子方向与太阳位置有关，上午影子朝西且逐渐变短，下午影子朝东且逐渐变长。b影子最长且在西边，d影子其次长且在西边但比b短，a影子更短且在西边，c影子很短在正下方附近，e影子开始变长且在东边，所以时间先后顺序是bdace。 （4）根据表格中影子长度随时间的变化情况，直接总结出影子变化规律为长→短→长。 （5）无影灯是通过采用多角度多光源照射，使得一个光源照不到的区域（本影区），可以被其他光源照亮，从而消除手术部位的影子，而不是改变灯的形状或降低光源亮度，所以选B。 4．(1)B (2)A (3)B 详解：（1）一天中，正午时太阳高度最高，物体的影子最短。从表格数据可知第6次测量影子最短，所以此时是一天中的正午，故选B。 （2）在光的传播过程中，木杆能阻挡光线，从而形成影子，所以木杆相当于阻挡物；光源是能自行发光的物体，木杆不能发光，不是光源；屏是承接影子的物体，这里主要强调木杆本身的作用是阻挡光线，故选A。 （3）早上太阳在东方，影子在西方；随着时间推移，太阳逐渐向南方移动，影子也逐渐向北方移动；傍晚太阳在西方，影子在东方。所以一天中影子从西→北→东有规律地发生变化，故选B。 5．(1) 阻挡物 屏 (2)高 (3)A (4)B 分析：一天中太阳位置的变化规律是：从东到西。太阳的高度变化规律是：低→高→低。影子位置的变化规律是：从西到东，影子的长短变化规律是：长→短→长。 详解：（1）大树产生影子的条件是屏、遮挡物、光源，此时大树会产生影子，图中的光源是太阳，遮挡物是大树，屏是地面。 （2）大树影子长短的变化与太阳在天空中的位置关系是大树的影子短，太阳在天空中的位置高。 （3）小明在大树旁立了一根1米高的竿子，测得竿子的影长是2米，同时测得大树的影长是6米，则大树的高是3米。 （4）这棵大树的影子从早晨到傍晚，方向的变化是西→北→东，早晨太阳在东边，影子西方，随着太阳向南移动，影子向北移动，下午太阳在西边，影子在东边。 3 学科网（北京）股份有限公司 $