第08讲 光的直线传播 暑假讲义 -2026-2027学年苏科版物理八年级上学期

第08讲 光的直线传播 本讲定位：本节是光学第二课时，承接上一节光的色彩，是光的反射、折射的理论基础，依托影子实验、小孔成像、日月食等实例探究光的传播规律，融合我国古代光学史料。 核心重点：光沿直线传播条件、光线模型、小孔成像特点、光速数值、影子、日食月食成因。 高频易错点：忽略 “均匀介质” 前提、混淆光线（模型）与实际光束、错记光速单位。 学习建议：结合课本配图与小实验（手影、针孔相机）理解规律，熟记真空光速，区分各类直线传播生活实例。 本讲内容导航 一、课标要求・素养目标 二、思维导图 三、知识梳理・核心考点 四、重点难点・易错警示 五、典例精讲・思路分析 六、基础过关精练 七、拔高培优专练 一、课标要求・素养目标 课程标准 核心素养维度 学习目标 通过实验认识光在同种均匀介质中沿直线传播；记住真空中光速；能用直线传播解释影子、小孔成像、日月食 物理观念 1. 掌握光沿直线传播的条件：同种均匀介质； 2. 理解光线是物理理想模型，区分点光源光线与平行光线； 3. 牢记真空中光速； 4. 利用规律解释手影、小孔成像、日食、月食现象。 构建光线模型，由实验现象归纳传播规律 科学思维 建立理想化物理模型思维，从影子、小孔成像现象反向推导光的传播特点。 动手完成手影、针孔照相机制作实验 科学探究 能复述课本活动 2.3 影子实验、烟雾或牛奶显示光路实验，会自制简易针孔相机。 了解我国《墨经》小孔成像记载、夏商周断代工程史料 科学态度与责任 感悟中国古代光学成就，体会物理知识在天文、历史考古中的实用价值。 二、思维导图 三、知识梳理・核心考点 1. 光的传播规律 （1）实验探究背景：生活中我们能看到手影、林间光柱、夜空光束等现象，引发思考：光的传播路径是否为直线？为直观观察光路，物理实验采用特殊方法显现光的传播轨迹。 （2）实验操作与现象 ① 影子趣味实验（图2-9、2-10）：尝试踩影子、做手影游戏，发现影子会随物体形状、位置改变而变化，说明光无法绕过不透明物体传播； ② 光路显示实验（图2-11）：在空气中喷洒烟雾、在清水中滴入少量牛奶，利用悬浮微粒散射光线，可清晰观察到激光在空气、水中的传播路径均为笔直的直线； ③ 自然实景佐证（图2-12）：清晨林间阳光光柱、夜晚城市灯光光柱，均为笔直形态，直观验证光的传播特点。 （3）核心实验结论：光在同种均匀介质中沿直线传播。这是光传播的基本规律，必须同时满足“同种介质”和“介质均匀”两个条件，缺一不可。 （4）传播特性对比：与声音传播不同，光的传播不需要介质，既可以在空气、水、玻璃等透明介质中传播，也可以在真空中传播；声音无法在真空中传播。 （5）常见生活实例：手影、皮影戏、树荫、林间光柱、舞台激光灯直射光束、排队看齐、射击瞄准等，均利用光沿直线传播的规律。 2. 光线 （1）建立原因：光的传播路径肉眼可见但杂乱无章，为了方便研究光的传播方向、光路特点，物理学引入理想化物理模型——光线。 （2）严格定义：用一条带箭头的直线表示光的传播路径和传播方向。直线代表传播路径，箭头代表光的传播方向。 （3）核心易错点：光线是人为构建的物理模型，实际并不真实存在，生活中看到的光束是大量光线的集合，不能等同于物理光线。 （4）光线分类及配图解读（图2-13） ① 点光源光线：灯泡、烛焰等小型发光体属于点光源，光线由中心点向四周辐射传播，呈发散状； ② 平行光线：太阳距离地球极远，太阳光到达地面时，光线间距极小，可近似看作平行光线，日常光照均按平行光处理。 （5）模型应用：后续光的反射、折射作图，均以光线模型为基础，是光学作图题的核心依据。 3．小孔成像 （1）成像原理：光在同种均匀介质中沿直线传播。发光物体发出的光线穿过小孔时，上下、左右光线交叉穿透，在光屏上形成颠倒的像。 （2）成像完整特点（必考） ① 虚实：成倒立的实像（由实际光线会聚而成，可在光屏上呈现）； ② 倒立特点：上下颠倒、左右相反； ③ 大小变化：像的大小与物体到小孔的距离（物距）、小孔到光屏的距离（像距）有关；物距越小、像距越大，像越大；反之像越小； ④ 成像形状：像的形状与物体形状一致，与小孔形状无关（圆孔、方孔均可成像）。 （3）古代光学史料拓展 我国战国时期《墨经》最早记载小孔成像现象及原理，原文“景到，在午有端，与景长，说在端”，精准解释了小孔成倒像的原因；北宋沈括《梦溪笔谈》、元代赵友钦进一步完善小孔成像实验，探究出成像大小、明暗的变化规律，我国古代光学研究远超西方同期水平。 （4）生活实例：树荫下地面的圆形光斑，是太阳通过树叶缝隙（小孔）所成的倒立实像。 4．日食、月食成因 核心原理：均由光沿直线传播形成，是天体遮挡太阳光产生的阴影现象。 （1）日食现象 成因：当月球运行到太阳和地球之间，且三者在同一直线上时，不透明的月球会遮挡住射向地球的太阳光，地球部分区域进入月球阴影区，人们无法看到太阳或只能看到部分太阳，形成日食。 分类：太阳全部被遮挡为日全食，部分被遮挡为日偏食。 （2）月食现象 成因：当地球运行到太阳和月球之间，且三者在同一直线上时，不透明的地球遮挡住射向月球的太阳光，月球进入地球的阴影区，无法反射太阳光，形成月食。 分类：月球全部进入地影为月全食，部分进入地影为月偏食。 （3）史料与应用拓展 我国殷商时期甲骨文就有日月食记载，现代科研利用古代日月食的文字记录，结合光的传播规律和天体运行规律，助力夏商周断代工程，精准推算上古王朝的具体纪年，实现物理与历史考古的跨学科应用。 5．光速 （1）光速基本认知：光的传播需要时间，只是传播速度极快，肉眼无法察觉延迟，宇宙中最快的速度为真空中的光速。 （2）标准物理常量：光在真空中的传播速度 ，是初中物理必考常量，必须精准记忆。 （3）不同介质中光速大小规律 光的传播速度与介质种类有关，介质越稠密，光速越慢，大小关系：真空＞空气＞水＞玻璃。 补充近似数值：空气中光速近似等于真空中光速；水中光速约为真空的3/4；玻璃中光速约为真空的2/3。 （4）重难点区分：光速远大于声速，雷雨天气先看到闪电、后听到雷声，就是因为光速比声速快得多。 重点难点・易错警示 误区：光任何情况下都沿直线传播。纠正：只有同种均匀介质才沿直线，介质不均匀时光线偏折； 误区：光线真实存在。纠正：光线是人为构建的理想模型； 误区：小孔成像成正立像。纠正：小孔成像永远成倒立实像。 五、典例精讲・思路分析 典例01．1．老刘晚上下班回家经过一盏路灯，如图所示，当他从A点沿直线走向B点的过程中，他的影子长度的变化情况是（　　） A．先变长后变短 B．先变短后变长 C．一直在变长 D．一直在变短 思路分析：考点：光沿直线传播、影子长短变化规律 本题核心：人靠近路灯影子变短，远离路灯影子变长 关键思路：靠近光源→光线夹角变大→影子变短；经过路灯继续走远→夹角变小→影子变长 做题技巧：过路灯前后，影子先变短、后变长。 典例02．小华用两个硬纸筒制成针孔照相机探究小孔成像，如图a所示。 （1）请在图a中画图解释蜡烛AB在屏上所成A′B′像的原因；( ) （2）2009年夏季，中国出现了日食奇观。若小华借助小孔成像实验装置对月牙形太阳进行观察，如图b所示，则她在半透明光屏上看到像的形状是_____； （3）如图d所示，小孔的位置和屏的位置固定后，只将蜡烛AB由甲位置移到乙位置，可观察到屏上蜡烛的像_____（选填“变大”、“变小”或“不变”）； （4）晴天的正午时分，走在浓密的树林下，你会看到阳光透过树叶的缝隙而在地上留下许多大小不同的圆形光斑（如图e所示），这是_____（选填“太阳”、“树叶的缝隙”或“树叶”）_____（选填“像”或“影子”），光斑大小不同的原因是_____； （5）在探究树荫下光斑的综合实践活动中，小华用卡片乙覆盖在开有小孔的卡片甲上，并沿箭头方向水平移动，边改变小孔形状和大小，边观察光斑形状的变化情况，为了只研究孔的大小对光斑形状的影响，下列合乎要求的是_____。 A． B． C． D． 思路分析：考点：小孔成像原理（光的直线传播）、像的特点、控制变量法 本题核心：小孔成倒立实像，像形与物体一致、与孔形无关；物靠近小孔像变大，远离则变小；树荫光斑是太阳的实像 关键思路：小孔成像光线直线交叉，上下左右颠倒；物体远离小孔，像变小；树叶缝隙是小孔，地面圆形光斑是太阳的像，缝隙离地越高光斑越大；探究孔大小影响时，控制孔形状不变（控制变量）。 做题技巧：小孔成像：像随物近变大；光斑永远是太阳形状，和小孔形状无关；控变量实验只变研究量，其余条件不变。 典例03．圭表 圭表是利用日影进行测量的古代天文仪器，如图甲所示。早在周朝，我国就已经开始使用圭表来确定冬至和夏至的时间。 圭表包括“圭”和“表”两部分。表是一根立在地面的标杆或石柱，表高一般为8尺（3尺约为1m），圭是从表的脚跟上以水平位置伸向正北方的一条石板，其结构如图乙所示。在地球绕太阳公转过程中，北半球同一地区正午太阳高度（太阳光线与地平面的夹角）从夏至日到冬至日逐渐变小。古人根据影子末端的不同位置标记好相应刻度，就可以确定二十四节气。 （1）夏至节气常常伴有雷雨，雷雨天气里我们总是先看见闪电再听到雷声，其原因是___________。 （2）古代，人们在表顶上安装一个带有小正方形槽孔的铜叶，则阳光通过铜叶槽孔后在圭表上成的光斑的形状是___________（选填“正方形”或“圆形”）。 （3）已知北半球某处冬至、春分和夏至时的正午太阳高度分别为26°34＇、50°和73°26＇，则该处圭表上节气刻度的大概位置是___________（填选项）。 A． B． C． D． （4）请写出一个与圭表原理相同的生活现象或实际应用：___________（合理即可）。 思路分析：考点：光速与声速、小孔成像、影子长短与太阳高度、光的直线传播应用 本题核心：光速远大于声速；小孔成像像为太阳原形；太阳高度越高，物体影子越短 关键思路：v光远大于v声，先闪后打雷；小孔成像光斑形状由太阳决定，与方孔无关，呈圆形；太阳高度：夏至＞春分＞冬至 → 影子长度：夏至＜春分＜冬至。 做题技巧：太阳高度越大，影子越短；小孔成像，像的形状只由发光物体决定。 六、基础过关精练 1．我县夏季多有雷雨天气。打雷时，我们通常会先看见闪电后听到雷声。这是因为（   ） A．在空气中，光的传播速度大于声音的传播速度 B．声音在真空中的速度为340m/s C．在空气中，光的传播速度小于声音的传播速度 D．先发生闪电，后发出雷声 2．如图所示是今年9月3日阅兵活动场景，仪仗兵们排着整齐的队列，踏着铿锵的步伐，非常震撼。关于场景中涉及到的物理知识及说法正确的是（   ） A．军人帽子上的军徽熠熠发光，因为军徽是光源 B．人们看到国旗呈现红色是因为国旗发出的红光进入了人眼 C．整个队列排列整齐，军人是通过光的直线传播来判断的 D．军人整齐的脚步声，是由空气振动产生的 3．如图为小孔成像与手影游戏，下列说法正确的是（　　） A．影子的形成原理和小孔成像的原理相同 B．墙上的影子就是像 C．图中蜡烛到像的直线就是光线 D．小孔成像必然为倒立放大的实像 4．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．烟花看起来五颜六色是光的色散现象 D．爆竹声与绚烂的光的传播都不需要介质 5．在科幻电影的宇宙航行场景中，光在真空中传播的速度是______m/s。发生月食是因为______挡住了照射到月球的太阳光。海洋科考船利用______来探测海底地形（填“超声波”或“次声波”）。 6．如图所示，在往外抽气的过程中，听到的声音逐渐变小，直至听不到声音，这个实验表明声音__________（选填“能”或“不能”）在真空中传播。但依然能看到手机的屏幕在发光，说明光的传播___________（选填“需要”或“不需要”）介质。 7．小明想通过三个小孔看见烛焰，他应将烛焰、三个小孔和人眼调到______上，之后他从侧面还观察到中间那张纸上出现了烛焰______（选填“倒立”或“正立”）的像。 8．如图所示，一束太阳光通过三棱镜后，在白色光屏上呈现彩色光带，这是光的______现象，光屏上A、B是光带边缘的色光，其中A为______光，该实验在真空中______（选填“能”或“不能”）完成。 9．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______像，说明小孔成像的原理与日食、月食的成因______（相同/不同）。 （4）如图丁，如果“F”发光二极管作为光源，则塑料膜上所成的像是图丁中的______（填字母）。 （5）甲图中，灯远离小孔时，光屏上的像______（变大/变小/不变）。 七、拔高培优专练 1．在百米赛跑中，甲、乙两计时员分别根据发令枪的烟雾和枪声开始记录同一运动员的成绩，若甲的记录结果为12.6s，则乙的记录结果约为（　　） A．12.0 s B．12.3s C．12.6s D．12.9s 2．如图，社团课上某小组成员利用星形和圆形两种光源、一块带孔的硬纸板以及光屏做光的直线传播实验，在光屏上得到了一个星形光斑，下列光源和孔的组合不可能是（   ） A．星形光源，圆形小孔 B．星形光源，方形小孔 C．圆形光源，星形大孔 D．星形光源，圆形大孔 3．关于光线的说法正确的是（　　） A．光线是光路中存在的线 B．光线是人们引入的物理模型 C．光线说明光传播很快 D．晚上汽车灯光的光束由光线组成的 4．如图甲为手机防窥膜结构图。贴在手机屏幕上的效果如图乙所示，其原理类似百叶窗，只能透过一定角度的光线，结构简图如图丙，此防窥膜贴在手机屏幕上后，两侧看不清屏幕内容，原理是______；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。 5．光在________介质中沿直线传播。光在真空中的传播速度为________m/s。小明在电影院观看电影《流浪地球》。电影银幕________（填“是”或“不是”）光源，影片中刘培强驾驶宇宙飞船撞向木星时，观众只能看到火光却听不到声音是因为________。 6．如图将红、绿、______三种色光照在白纸上，中间相互重叠区域会出现白色；用红色激光笔照射外层无色透明、内层绿色透明的双层气球，我们观察到______（选填“无色透明”或“绿色气球”）更易被爆破，红光在真空中的传播速度为______m/s。 7．如图所示是兴趣小组在趣味物理晚会上展示的“奇妙透视现象”，先打开A灯，在屏幕上看到一个清晰的鸡蛋影像，再打开B灯，鸡蛋的影像明亮了许多，同时可以看到鸡蛋影像内部有一个更为清晰的鸡雏影像。该现象利用的光学原理是___________，鸡雏影像比鸡蛋影像清晰的原因是___________。 8．行人在路灯下的影长与哪些因素有关呢？小爱猜想； 猜想一：影长与光源到物体的距离有关； 猜想二：影长与灯光照射的角度有关。 小爱设计了图2实验，保持橡皮到墙壁间的距离不变，左右移动手电筒，分别测出墙壁上所形成的影子的纵向长度，记录实验数据如下表： 光源到橡皮的距离L/cm 5 10 15 20 25 影子的长度H/cm 10 6 4.5 3.7 3.1 （1）如图1所示，小爱站在路灯下，请画出小爱在地上形成影子的光路图，并用“”标出影子的范围______； （2）影子的形成原因是______，继续远离路灯，影子变______（选填“长”或“短”）； （3）此实验是为了寻找猜想______的证据；分析数据后可以发现，若保持其它因素不变，当手电筒由近处逐渐远离橡皮时，影子的长度变______（选填“长”或“短”）； （4）为了进一步发现其中的规律，根据表中数据，以手电筒到橡皮的距离L为横坐标、影子的长度H为纵坐标，H随L变化关系如图3，由图像可知，当手电筒到橡皮的距离L=17.5cm时，影子的长度H大约是______cm；观察图像的变化趋势发现，当手电筒距离橡皮较远时，影子的长度变小得越______（选填“快”或“慢”）； （5）为了寻找另一个猜想的证据，小爱保持橡皮擦位置不变，将手电筒竖直向上移动并始终让灯光对准橡皮擦照，测量影子的长度，并得出结论，你认为______（选填“合理”或“不合理”），理由是______。 / 学科网（北京）股份有限公司 $ 第08讲 光的直线传播 本讲定位：本节是光学第二课时，承接上一节光的色彩，是光的反射、折射的理论基础，依托影子实验、小孔成像、日月食等实例探究光的传播规律，融合我国古代光学史料。 核心重点：光沿直线传播条件、光线模型、小孔成像特点、光速数值、影子、日食月食成因。 高频易错点：忽略 “均匀介质” 前提、混淆光线（模型）与实际光束、错记光速单位。 学习建议：结合课本配图与小实验（手影、针孔相机）理解规律，熟记真空光速，区分各类直线传播生活实例。 本讲内容导航 一、课标要求・素养目标 二、思维导图 三、知识梳理・核心考点 四、重点难点・易错警示 五、典例精讲・思路分析 六、基础过关精练 七、拔高培优专练 一、课标要求・素养目标 课程标准 核心素养维度 学习目标 通过实验认识光在同种均匀介质中沿直线传播；记住真空中光速；能用直线传播解释影子、小孔成像、日月食 物理观念 1. 掌握光沿直线传播的条件：同种均匀介质； 2. 理解光线是物理理想模型，区分点光源光线与平行光线； 3. 牢记真空中光速； 4. 利用规律解释手影、小孔成像、日食、月食现象。 构建光线模型，由实验现象归纳传播规律 科学思维 建立理想化物理模型思维，从影子、小孔成像现象反向推导光的传播特点。 动手完成手影、针孔照相机制作实验 科学探究 能复述课本活动 2.3 影子实验、烟雾或牛奶显示光路实验，会自制简易针孔相机。 了解我国《墨经》小孔成像记载、夏商周断代工程史料 科学态度与责任 感悟中国古代光学成就，体会物理知识在天文、历史考古中的实用价值。 二、思维导图 三、知识梳理・核心考点 1. 光的传播规律 （1）实验探究背景：生活中我们能看到手影、林间光柱、夜空光束等现象，引发思考：光的传播路径是否为直线？为直观观察光路，物理实验采用特殊方法显现光的传播轨迹。 （2）实验操作与现象 ① 影子趣味实验（图2-9、2-10）：尝试踩影子、做手影游戏，发现影子会随物体形状、位置改变而变化，说明光无法绕过不透明物体传播； ② 光路显示实验（图2-11）：在空气中喷洒烟雾、在清水中滴入少量牛奶，利用悬浮微粒散射光线，可清晰观察到激光在空气、水中的传播路径均为笔直的直线； ③ 自然实景佐证（图2-12）：清晨林间阳光光柱、夜晚城市灯光光柱，均为笔直形态，直观验证光的传播特点。 （3）核心实验结论：光在同种均匀介质中沿直线传播。这是光传播的基本规律，必须同时满足“同种介质”和“介质均匀”两个条件，缺一不可。 （4）传播特性对比：与声音传播不同，光的传播不需要介质，既可以在空气、水、玻璃等透明介质中传播，也可以在真空中传播；声音无法在真空中传播。 （5）常见生活实例：手影、皮影戏、树荫、林间光柱、舞台激光灯直射光束、排队看齐、射击瞄准等，均利用光沿直线传播的规律。 2. 光线 （1）建立原因：光的传播路径肉眼可见但杂乱无章，为了方便研究光的传播方向、光路特点，物理学引入理想化物理模型——光线。 （2）严格定义：用一条带箭头的直线表示光的传播路径和传播方向。直线代表传播路径，箭头代表光的传播方向。 （3）核心易错点：光线是人为构建的物理模型，实际并不真实存在，生活中看到的光束是大量光线的集合，不能等同于物理光线。 （4）光线分类及配图解读（图2-13） ① 点光源光线：灯泡、烛焰等小型发光体属于点光源，光线由中心点向四周辐射传播，呈发散状； ② 平行光线：太阳距离地球极远，太阳光到达地面时，光线间距极小，可近似看作平行光线，日常光照均按平行光处理。 （5）模型应用：后续光的反射、折射作图，均以光线模型为基础，是光学作图题的核心依据。 3．小孔成像 （1）成像原理：光在同种均匀介质中沿直线传播。发光物体发出的光线穿过小孔时，上下、左右光线交叉穿透，在光屏上形成颠倒的像。 （2）成像完整特点（必考） ① 虚实：成倒立的实像（由实际光线会聚而成，可在光屏上呈现）； ② 倒立特点：上下颠倒、左右相反； ③ 大小变化：像的大小与物体到小孔的距离（物距）、小孔到光屏的距离（像距）有关；物距越小、像距越大，像越大；反之像越小； ④ 成像形状：像的形状与物体形状一致，与小孔形状无关（圆孔、方孔均可成像）。 （3）古代光学史料拓展 我国战国时期《墨经》最早记载小孔成像现象及原理，原文“景到，在午有端，与景长，说在端”，精准解释了小孔成倒像的原因；北宋沈括《梦溪笔谈》、元代赵友钦进一步完善小孔成像实验，探究出成像大小、明暗的变化规律，我国古代光学研究远超西方同期水平。 （4）生活实例：树荫下地面的圆形光斑，是太阳通过树叶缝隙（小孔）所成的倒立实像。 4．日食、月食成因 核心原理：均由光沿直线传播形成，是天体遮挡太阳光产生的阴影现象。 （1）日食现象 成因：当月球运行到太阳和地球之间，且三者在同一直线上时，不透明的月球会遮挡住射向地球的太阳光，地球部分区域进入月球阴影区，人们无法看到太阳或只能看到部分太阳，形成日食。 分类：太阳全部被遮挡为日全食，部分被遮挡为日偏食。 （2）月食现象 成因：当地球运行到太阳和月球之间，且三者在同一直线上时，不透明的地球遮挡住射向月球的太阳光，月球进入地球的阴影区，无法反射太阳光，形成月食。 分类：月球全部进入地影为月全食，部分进入地影为月偏食。 （3）史料与应用拓展 我国殷商时期甲骨文就有日月食记载，现代科研利用古代日月食的文字记录，结合光的传播规律和天体运行规律，助力夏商周断代工程，精准推算上古王朝的具体纪年，实现物理与历史考古的跨学科应用。 5．光速 （1）光速基本认知：光的传播需要时间，只是传播速度极快，肉眼无法察觉延迟，宇宙中最快的速度为真空中的光速。 （2）标准物理常量：光在真空中的传播速度 ，是初中物理必考常量，必须精准记忆。 （3）不同介质中光速大小规律 光的传播速度与介质种类有关，介质越稠密，光速越慢，大小关系：真空＞空气＞水＞玻璃。 补充近似数值：空气中光速近似等于真空中光速；水中光速约为真空的3/4；玻璃中光速约为真空的2/3。 （4）重难点区分：光速远大于声速，雷雨天气先看到闪电、后听到雷声，就是因为光速比声速快得多。 重点难点・易错警示 误区：光任何情况下都沿直线传播。纠正：只有同种均匀介质才沿直线，介质不均匀时光线偏折； 误区：光线真实存在。纠正：光线是人为构建的理想模型； 误区：小孔成像成正立像。纠正：小孔成像永远成倒立实像。 五、典例精讲・思路分析 典例01．1．老刘晚上下班回家经过一盏路灯，如图所示，当他从A点沿直线走向B点的过程中，他的影子长度的变化情况是（　　） A．先变长后变短 B．先变短后变长 C．一直在变长 D．一直在变短 【答案】B 【解析】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。 故ACD不符合题意，B符合题意。 故选B。 思路分析：考点：光沿直线传播、影子长短变化规律 本题核心：人靠近路灯影子变短，远离路灯影子变长 关键思路：靠近光源→光线夹角变大→影子变短；经过路灯继续走远→夹角变小→影子变长 做题技巧：过路灯前后，影子先变短、后变长。 典例02．小华用两个硬纸筒制成针孔照相机探究小孔成像，如图a所示。 （1）请在图a中画图解释蜡烛AB在屏上所成A′B′像的原因；( ) （2）2009年夏季，中国出现了日食奇观。若小华借助小孔成像实验装置对月牙形太阳进行观察，如图b所示，则她在半透明光屏上看到像的形状是_____； （3）如图d所示，小孔的位置和屏的位置固定后，只将蜡烛AB由甲位置移到乙位置，可观察到屏上蜡烛的像_____（选填“变大”、“变小”或“不变”）； （4）晴天的正午时分，走在浓密的树林下，你会看到阳光透过树叶的缝隙而在地上留下许多大小不同的圆形光斑（如图e所示），这是_____（选填“太阳”、“树叶的缝隙”或“树叶”）_____（选填“像”或“影子”），光斑大小不同的原因是_____； （5）在探究树荫下光斑的综合实践活动中，小华用卡片乙覆盖在开有小孔的卡片甲上，并沿箭头方向水平移动，边改变小孔形状和大小，边观察光斑形状的变化情况，为了只研究孔的大小对光斑形状的影响，下列合乎要求的是_____。 A． B． C． D． 【答案】（1）；（2）B；（3）变小；（4）太阳 像 树叶的缝隙到地面的距离不同；（5）B 【解析】（1）由于小孔成像是据光的直线传播的原理形成的，所以据光的直线传播的特点画出即可，见下图： （2）通过小孔成像的原理可以知道，物体下部的光通过小孔射在屏的上部，物体左边的光通过小孔射在屏的右部，所以，B符合题意；ACD不符合题意。 故选B。 （3）根据（1）成像过程、光的直线传播规律可以知道，像要变小。 （4）这些光斑是太阳通过树叶的缝隙（相当于小孔）成的像。 光斑大小不同的原因是因为各个缝隙到地面的距离不同造成的（参考[1]中成像过程图）。 （5）若只研究孔的大小对成像情况的影响，应该控制孔的形状不变。四种情况中，只有B中乙在移动时，小孔的形状不变。故ACD不符合题意，B符合题意。 故选B。 思路分析：考点：小孔成像原理（光的直线传播）、像的特点、控制变量法 本题核心：小孔成倒立实像，像形与物体一致、与孔形无关；物靠近小孔像变大，远离则变小；树荫光斑是太阳的实像 关键思路：小孔成像光线直线交叉，上下左右颠倒；物体远离小孔，像变小；树叶缝隙是小孔，地面圆形光斑是太阳的像，缝隙离地越高光斑越大；探究孔大小影响时，控制孔形状不变（控制变量）。 做题技巧：小孔成像：像随物近变大；光斑永远是太阳形状，和小孔形状无关；控变量实验只变研究量，其余条件不变。 典例03．圭表 圭表是利用日影进行测量的古代天文仪器，如图甲所示。早在周朝，我国就已经开始使用圭表来确定冬至和夏至的时间。 圭表包括“圭”和“表”两部分。表是一根立在地面的标杆或石柱，表高一般为8尺（3尺约为1m），圭是从表的脚跟上以水平位置伸向正北方的一条石板，其结构如图乙所示。在地球绕太阳公转过程中，北半球同一地区正午太阳高度（太阳光线与地平面的夹角）从夏至日到冬至日逐渐变小。古人根据影子末端的不同位置标记好相应刻度，就可以确定二十四节气。 （1）夏至节气常常伴有雷雨，雷雨天气里我们总是先看见闪电再听到雷声，其原因是___________。 （2）古代，人们在表顶上安装一个带有小正方形槽孔的铜叶，则阳光通过铜叶槽孔后在圭表上成的光斑的形状是___________（选填“正方形”或“圆形”）。 （3）已知北半球某处冬至、春分和夏至时的正午太阳高度分别为26°34＇、50°和73°26＇，则该处圭表上节气刻度的大概位置是___________（填选项）。 A． B． C． D． （4）请写出一个与圭表原理相同的生活现象或实际应用：___________（合理即可）。 【答案】（1）空气中光的传播速度远大于声音的传播速度；（2）圆形；（3）C；（4）太阳能热水器中的集热板也是根据太阳光的照射角度来设计的，以最大化地吸收太阳能 【解析】（1）雷雨天气里我们总是先看见闪电再听到雷声，其原因是空气中光的传播速度远大于声音的传播速度。 （2）表顶上安装一个带有小正方形槽孔的铜叶，则阳光通过铜叶槽孔，在圭表上就会有一个清晰的圆形光斑，这是小孔成像的原理，圆形光斑为太阳的像，所成的像的形状与小孔的形状无关； （3）已知北半球某处冬至、春分和夏至时正午太阳高度分别为26°34'、50°和73°26'，根据光的直线传播原理可知，冬至太阳高度最低，影子最长，夏至太阳高度最高，影子最短，春分在中间，故ABD错误，C正确。 故选C。 （4）如太阳能热水器中的集热板也是根据太阳光的照射角度来设计的，以最大化地吸收太阳能。 思路分析：考点：光速与声速、小孔成像、影子长短与太阳高度、光的直线传播应用 本题核心：光速远大于声速；小孔成像像为太阳原形；太阳高度越高，物体影子越短 关键思路：v光远大于v声，先闪后打雷；小孔成像光斑形状由太阳决定，与方孔无关，呈圆形；太阳高度：夏至＞春分＞冬至 → 影子长度：夏至＜春分＜冬至。 做题技巧：太阳高度越大，影子越短；小孔成像，像的形状只由发光物体决定。 六、基础过关精练 1．我县夏季多有雷雨天气。打雷时，我们通常会先看见闪电后听到雷声。这是因为（   ） A．在空气中，光的传播速度大于声音的传播速度 B．声音在真空中的速度为340m/s C．在空气中，光的传播速度小于声音的传播速度 D．先发生闪电，后发出雷声 【答案】A 【解析】发生雷电时，闪电和雷声在空中是同时产生的，但在空气中光速远大于声速，所以先看到闪电后听到雷声，故A符合题意，BCD不符合题意。 故选A。 2．如图所示是今年9月3日阅兵活动场景，仪仗兵们排着整齐的队列，踏着铿锵的步伐，非常震撼。关于场景中涉及到的物理知识及说法正确的是（   ） A．军人帽子上的军徽熠熠发光，因为军徽是光源 B．人们看到国旗呈现红色是因为国旗发出的红光进入了人眼 C．整个队列排列整齐，军人是通过光的直线传播来判断的 D．军人整齐的脚步声，是由空气振动产生的 【答案】C 【解析】A．军人帽子上的军徽熠熠发光，因为军徽反射了太阳光，军徽自身不会发光，所以不是光源，故A错误； B．人们看到国旗呈现红色是因为国旗能反射太阳光中的红色光，故B错误； C．光在同种均匀介质中沿直线传播。军人通过光的直线传播，能判断队列是否排列整齐，故C正确； D．声音是由物体振动产生的。军人整齐的脚步声，是由脚与地面等物体振动产生的，不是空气振动产生的，故D错误。 故选 C。 3．如图为小孔成像与手影游戏，下列说法正确的是（　　） A．影子的形成原理和小孔成像的原理相同 B．墙上的影子就是像 C．图中蜡烛到像的直线就是光线 D．小孔成像必然为倒立放大的实像 【答案】A 【解析】A．影子和小孔成像都是由于光的直线传播形成的，原理相同，故A正确； B．墙上的影子是光线照射到不透明物体形成的阴影，不是像，故B错误； C．光线是研究光现象时所假设的，用来描述光的传播路径和方向，并不是真实存在的，故C错误； D．小孔成像必然为倒立的实像，但像的大小可能放大、等大或缩小，这取决于蜡烛和光屏到小孔的距离，故D错误。 故选A。 4．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．烟花看起来五颜六色是光的色散现象 D．爆竹声与绚烂的光的传播都不需要介质 【答案】B 【解析】A．能自己发光的物体叫光源，烟花自身能够发光，属于光源，故A错误； B．光在同种均匀介质中沿直线传播，人们能看到灿烂的烟花，是因为烟花发出的光沿直线传播进入人眼，故B正确； C．烟花的五颜六色是由于烟花中添加了特殊的元素，这些物质在燃烧时会发出特定颜色的光，这不属于光的色散现象，故C错误； D．声音的传播需要介质，真空不能传声，爆竹声是通过空气传播到人耳的，光的传播可以不需要介质，在真空中也能传播，故D错误。 故选B。 5．在科幻电影的宇宙航行场景中，光在真空中传播的速度是______m/s。发生月食是因为______挡住了照射到月球的太阳光。海洋科考船利用______来探测海底地形（填“超声波”或“次声波”）。 【答案】 3×108 地球 超声波 【解析】[1]这是物理学中的常量，光在真空中的速度为3×108m/s 。 [2]月食是当月球运行至地球的阴影部分时，地球挡住了太阳射向月球的光线，使月球进入地球的影子区域而形成的。 [3]探测海底地形的声波海洋科考船利用超声波（声呐）来探测海底地形，因为超声波方向性好、在水中传播距离远，而次声波主要用于监测地震、海啸等自然现象。 6．如图所示，在往外抽气的过程中，听到的声音逐渐变小，直至听不到声音，这个实验表明声音__________（选填“能”或“不能”）在真空中传播。但依然能看到手机的屏幕在发光，说明光的传播___________（选填“需要”或“不需要”）介质。 【答案】 不能 不需要 【解析】[1]声音的传播需要介质，用抽气机将瓶内的空气抽出，在抽气机向外抽气的过程中，能传播声音的空气越来越少，所以音乐声会逐渐变小。如果把瓶中的空气完全抽出来，瓶内就成了真空，没有了将声音传出瓶外的介质，所以我们不能听到音乐声。这说明声音靠介质传播，真空不能传声。 [2]光是电磁波，所有电磁波都可以在真空中传播，说明光的传播不需要介质。 7．小明想通过三个小孔看见烛焰，他应将烛焰、三个小孔和人眼调到______上，之后他从侧面还观察到中间那张纸上出现了烛焰______（选填“倒立”或“正立”）的像。 【答案】 同一直线 倒立 【解析】【小题1】[1]要让烛焰的光通过三个小孔进入人眼，烛焰、三个小孔和人眼必须在同一直线上，这样光才能沿直线传播进入眼睛。 [2]当光线通过一个小孔时，由于直线传播，来自烛焰上部的光会照到中间那张纸的下部，来自烛焰下部的光照到上部，从而在中间那张纸上形成倒立的实像。 8．如图所示，一束太阳光通过三棱镜后，在白色光屏上呈现彩色光带，这是光的______现象，光屏上A、B是光带边缘的色光，其中A为______光，该实验在真空中______（选填“能”或“不能”）完成。 【答案】 色散 紫 能 【解析】[1][2][3]一束太阳光通过三棱镜后，在白色光屏上呈现红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫 七种颜色的光带，这是光的色散现象，光屏上A、B是光带边缘的色光，其中A为紫光，因为紫光偏折最大，光可以在真空中传播，该实验中能在真空中完成。 9．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______像，说明小孔成像的原理与日食、月食的成因______（相同/不同）。 （4）如图丁，如果“F”发光二极管作为光源，则塑料膜上所成的像是图丁中的______（填字母）。 （5）甲图中，灯远离小孔时，光屏上的像______（变大/变小/不变）。 【答案】（1）乙、丙；（2）物体形状；（3）倒立的实 相同；（4）C；（5）变小 【解析】（1）根据乙、丙两图可知，物体相同，小孔形状不同，但是像的形状相同，说明小孔成像与小孔的形状无关。 （2）甲、丙两图中，小孔形状相同，物体形状不同，像的形状也不同，说明小孔成像时像的形状由物体形状决定。 （3）[1]由图甲、乙、丙可知，物体通过小孔在光屏上都能成像，是由于光沿直线传播，光屏上的像是倒立的，所以通过实验，可以看到烛焰和灯丝在塑料膜上成的都是倒立的实像。 [2]小孔成像的原理是光的直线传播，日食、月食也是由光的直线传播形成的，所以小孔成像的原理与日食、月食的成因相同。 （4）由于光的直线传播，所以小孔成的像与物上下颠倒，左右相反，故塑料膜上所成的像是图丁中的C。 （5）小孔所成像的大小，与物体到孔的距离有关，还有光屏到孔的距离有关。当灯远离小孔时，此时物距变大，像距不变，则它在光屏上形成的像将变小。 七、拔高培优专练 1．在百米赛跑中，甲、乙两计时员分别根据发令枪的烟雾和枪声开始记录同一运动员的成绩，若甲的记录结果为12.6s，则乙的记录结果约为（　　） A．12.0 s B．12.3s C．12.6s D．12.9s 【答案】B 【解析】声音传播百米的时间为 甲的记录结果为12.6s，甲是根据烟雾计时的，光速大于声速，所以甲先开始计时，则乙的记录结果约为 故ACD不符合题意，B符合题意。 故选B。 2．如图，社团课上某小组成员利用星形和圆形两种光源、一块带孔的硬纸板以及光屏做光的直线传播实验，在光屏上得到了一个星形光斑，下列光源和孔的组合不可能是（   ） A．星形光源，圆形小孔 B．星形光源，方形小孔 C．圆形光源，星形大孔 D．星形光源，圆形大孔 【答案】D 【解析】A．星形光源，圆形小孔，此时发生小孔成像，光斑的形状由光源决定，为星形，故A不符合题意； B．星形光源，方形小孔，此时发生小孔成像，光斑的形状由光源决定，为星形，故B不符合题意； C．圆形光源，星形大孔，此时光斑的形状由大孔决定，为星形，故C不符合题意； D．星形光源，圆形大孔，此时光斑的形状由大孔决定，为圆形，而不是星形，故D符合题意。 故选D。 3．关于光线的说法正确的是（　　） A．光线是光路中存在的线 B．光线是人们引入的物理模型 C．光线说明光传播很快 D．晚上汽车灯光的光束由光线组成的 【答案】B 【解析】A．光线不是真实存在的线，光线不是光路中存在的线，故A错误； B．光线是为了描述光的传播而建立的物理模型，故B正确； C．光线是用来表示传播方向和路径的，无法说明光传播很快，故C错误； D．晚上汽车灯光的光束是真实存在的光的传播现象，光线不是真实存在的线，光束不是由光线组成。故D错误。 故选B。 4．如图甲为手机防窥膜结构图。贴在手机屏幕上的效果如图乙所示，其原理类似百叶窗，只能透过一定角度的光线，结构简图如图丙，此防窥膜贴在手机屏幕上后，两侧看不清屏幕内容，原理是______；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】 光的直线传播 减小 【解析】[1][2]防窥膜贴在手机屏幕上后，两侧看不清屏幕内容，原理是光的直线传播，超细百叶窗挡住了射向两侧的光线，使得可视范围较小；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，当百叶窗间距减小时，能通过的光线角度范围会进一步缩小，从而使可视范围更小，防窥效果更显著。 5．光在________介质中沿直线传播。光在真空中的传播速度为________m/s。小明在电影院观看电影《流浪地球》。电影银幕________（填“是”或“不是”）光源，影片中刘培强驾驶宇宙飞船撞向木星时，观众只能看到火光却听不到声音是因为________。 【答案】 同种均匀 3×108 不是 真空不能传声 【解析】[1]光在同种均匀介质中沿直线传播，若介质不均匀或不同种，光线会发生偏折。 [2]光在真空中的传播速度最快，为。 [3]电影银幕反射投影仪的光，自身不发光，因此不是光源。 [4]太空中为真空环境，声音传播需要介质，因此在太空中发生的爆炸是听不到声音的，观众听不到声音，而光的传播不需要介质，因此观众只能看到火光却听不到声音。 6．如图将红、绿、______三种色光照在白纸上，中间相互重叠区域会出现白色；用红色激光笔照射外层无色透明、内层绿色透明的双层气球，我们观察到______（选填“无色透明”或“绿色气球”）更易被爆破，红光在真空中的传播速度为______m/s。 【答案】 蓝 绿色气球 【解析】[1]色光的三原色是红、绿、蓝，三种色光混合在一起后是白色，因此将红、绿、蓝三种色光照在白纸上，中间相互重叠区域会出现白色。 [2]用红色激光笔照射外层是无色透明的气球，无色透明的气球可以透过各种色光，因此红光可以穿过无色透明气球照射到内部的绿色透明气球。内层是绿色透明的气球，不能透过红色光，而是吸收红光，红光使得绿色气球局部的温度升高，最后绿色气球更容易被爆破。 [3]所有光在真空中的传播速度都为。 7．如图所示是兴趣小组在趣味物理晚会上展示的“奇妙透视现象”，先打开A灯，在屏幕上看到一个清晰的鸡蛋影像，再打开B灯，鸡蛋的影像明亮了许多，同时可以看到鸡蛋影像内部有一个更为清晰的鸡雏影像。该现象利用的光学原理是___________，鸡雏影像比鸡蛋影像清晰的原因是___________。 【答案】 光的直线传播 鸡雏在屏幕上的影像叠加到鸡蛋在屏幕上的影像之上，明暗对比比较明显，因此鸡雏影像比鸡蛋影像清晰。 【解析】[1]该现象利用的光学原理是光的直线传播。因为光在同种均匀介质中沿直线传播，A灯发出的光照射到鸡蛋上，鸡蛋阻挡了部分光线，从而在屏幕上形成鸡蛋的影像；B灯发出的光照射到鸡雏（假设鸡雏在鸡蛋内部或相关位置）上，鸡雏阻挡光线，形成更清晰的鸡雏影像，这都是光沿直线传播的体现。 [2]略。 8．行人在路灯下的影长与哪些因素有关呢？小爱猜想； 猜想一：影长与光源到物体的距离有关； 猜想二：影长与灯光照射的角度有关。 小爱设计了图2实验，保持橡皮到墙壁间的距离不变，左右移动手电筒，分别测出墙壁上所形成的影子的纵向长度，记录实验数据如下表： 光源到橡皮的距离L/cm 5 10 15 20 25 影子的长度H/cm 10 6 4.5 3.7 3.1 （1）如图1所示，小爱站在路灯下，请画出小爱在地上形成影子的光路图，并用“”标出影子的范围______； （2）影子的形成原因是______，继续远离路灯，影子变______（选填“长”或“短”）； （3）此实验是为了寻找猜想______的证据；分析数据后可以发现，若保持其它因素不变，当手电筒由近处逐渐远离橡皮时，影子的长度变______（选填“长”或“短”）； （4）为了进一步发现其中的规律，根据表中数据，以手电筒到橡皮的距离L为横坐标、影子的长度H为纵坐标，H随L变化关系如图3，由图像可知，当手电筒到橡皮的距离L=17.5cm时，影子的长度H大约是______cm；观察图像的变化趋势发现，当手电筒距离橡皮较远时，影子的长度变小得越______（选填“快”或“慢”）； （5）为了寻找另一个猜想的证据，小爱保持橡皮擦位置不变，将手电筒竖直向上移动并始终让灯光对准橡皮擦照，测量影子的长度，并得出结论，你认为______（选填“合理”或“不合理”），理由是______。 【答案】（1）；（2）光沿直线传播 长；（3）一 短；（4）4 慢；（5）不合理 没有控制光源到物体的距离不变 【解析】（1）影子是由于光沿直线传播形成的。连接点光源S与小爱的头顶与地面交于一点，则该交点与小爱的脚之间的部分即为影子，作图如下： （2）[1][2]影子是由于光沿直线传播形成的，光线被挡住照射不到的区域就形成了影子；继续远离路灯，根据（1）中影子的作图可知影子会变长。 （3）[1][2]图2实验中，保持橡皮到墙壁间的距离不变，左右移动手电筒，分别测出墙壁上所形成的影子的纵向长度，只改变了光源到物体的距离，根据控制变量法，是探究影长与光源到物体的距离的关系，即此实验是为了寻找猜想一的证据；由记录的表中数据可知，若保持其它因素不变，当手电筒由近处逐渐远离橡皮时，影子的长度变短。 （4）[1]由图像坐标可知，当手电筒到橡皮的距离L＝17.5cm时，对应的影子的长度H为4cm。 [2]根据图像的变化趋势发现，当手电筒距离橡皮较远时影子变化较慢，当手电筒距离橡皮足够远时，影子大小基本不变。 （5）[1][2]为探究影长与灯光照射的角度的关系，需要控制光源到物体的距离保持不变，橡皮擦位置不变，将手电筒竖直向上移动时，橡皮擦与手电筒的直线距离发生了改变，即没有控制光源到物体的距离不变，所以该方案不合理。 / 学科网（北京）股份有限公司 $