4.1 光的传播（分层作业）物理新教材教科版八年级上册

该初中物理课件聚焦“光的传播”核心知识点，涵盖光源、光的直线传播及其应用、光速等内容。通过“红月亮”月全食、树荫光斑等生活现象导入，构建从基础概念到实际应用再到拓展探究的递进式学习支架。 其亮点在于采用分层作业设计（A基础达标、B能力提升、C拓展培优），融入科学思维（如小孔成像原理分析）、科学探究（如圭表测量节气的跨学科实践）及科学态度与责任（结合《墨经》等中国古代科技）。实例丰富，如用直线传播解释月食成因，通过小孔成像实验培养探究能力，助力学生分层提升物理观念与思维，教师可灵活实施因材施教。

4.1 光的传播（分层作业） 目录 【A 基础达标题】 一、光源 二、光的直线传播 三、光的直线传播的应用 四、光速 【B 能力提升题】 【C 拓展培优题】 【A 基础达标题】 一、光源 1．关于光现象的描述，下列说法正确的是（　　） A. 光不能在真空中传播 B. 光线是不存在的，引入光线有助于研究光路和现象的解释，这种方法称为理想实验法 C. 月亮是自然光源 D. 光在同种均匀介质中沿直线传播 【答案】D 【详解】A．光能在真空中传播，故A错误； B．我们用“光线”来描述光的传播路径，物理学中把这种研究方法称为模型法，故B错误； C．月亮自身不能发光，只能反射光，月亮不是光源，故C错误； D．由光沿直线的传播条件可知，光在同种均匀介质中沿直线传播，故D正确。 故选 D。 二、光的直线传播 2．关于光的传播，下列说法正确的是（　　） A. 光不能在真空中传播 B. 光比声音传播速度慢 C. 光在水中的传播速度是3×108m/s D. 光在同种均匀介质中沿直线传播 【答案】D 【详解】A．光的传播不需要介质，可以在真空中传播，故A错误； B．光在空气中的传播速度约为，声音在空气中的传播速度约为，故B错误； C．光在真空的传播速度约为，在水中的传播速度小于在真空的传播速度，约为真空中传播速度的，故C错误； D．由光的传播规律可知，光在同种均匀介质中沿直线传播，故D正确。 故选D。 三、光的直线传播的应用 3．如图所示，这是网络上盛传的罕见“红月亮”月全食天象，这种重大天象，很难遇见，一旦出现就会引起众多民众前往高处观看。据专家介绍，所谓月全食，通俗意义上讲，即月球公转时全部走进地球的影子里，因此可以用　　　　　　知识去解释；而我们也可以判断，在月食发生的过程中，月球相对于地球是　　　　　　（填“运动”或“静止”）的。 【答案】① 光的直线传播    ② 运动 【详解】[1]由于光在同一种均匀介质中是沿直线传播的，当地球运行到太阳和月球之间时，太阳射向月球的光线被地球全部遮挡，就会形成月全食。 [2]以地球为参照物，月亮相对地球发生了位置的变化，所以是运动的。 4．晴天的正午时分，走在我们学校茂盛的香柚树下，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，这是太阳的　　　　　　　　（选填“像”或“影子”），光斑大小不同的原因是　　　　　　　　。 【答案】① 像    ② 树叶形成的小孔与地面的高度不同 【详解】[1]地面上的圆形光斑就是由于树叶之间形成许多小孔，由于光的直线传播形成的太阳的像。 [2]像的大小与小孔到光屏的距离有关，距离不同，像的大小也不同，即树叶形成的小孔与地面的高度不同，导致光斑的大小也不同。 5．小明参加学校组织的生存夏令营，学到了许多野外生存的知识与技能。 （1）用影子辨别方向：如下图中午前后，用描点的方法在地面上画出竖直杆阴影顶端的运行轨迹，找出其中距O最近的点A，则O点到A点就指示　　　　　　　　　　方向，这一技能应用的光学知识是　　　　　　　　　　。 （2）用影长确定物体的高度：某一时刻身高的小明测得自己的影长为，测得同一时刻木杆的影长为，则木杆的高度为　　　　　　　　　　m。 【答案】（1）① 南北    ② 光的直线传播     （2）1.2      【详解】(1)小问详解： [1][2] OA是最短的影子，说明此时阳光与地面夹角最大，这是正午，又由于我国处于北半球，影子就应该是南北方向的，A指到O指示的是正南方向，影子是光的直线传播形成的。 (2)小问详解： 由三角形相似可知，物体的高度之比与对应的影子长之比是相等的，所以 h=1.2m 6．如图所示为“小孔成像”的示意图，这个现象可以用　　　　　　　　　　　来解释。小孔位置固定，将蜡烛和光屏位置对调后，光屏上的像与原来的比较是　　　　　　　　　　　的。 （选填“变大”、   “不变”或“变小”） 【答案】① 光在同种均匀介质中沿直线传播    ② 变小 【详解】[1][2]小孔成像是由光在同种均匀介质中沿直线传播形成的。由图可知蜡烛距离小孔较近，在光屏上成的像比实际烛焰大；将蜡烛和光屏位置对调后，烛焰距离小孔比越来远了，所以成的像也就变小了。 7．公元前400年的战国时代，墨翟在《墨经》里记载了小孔成像。“光之人，煦若射，下者之人也高，高者之人也下”是指照射在人上部的光成像于下部，而照射在人下部的光则成像于上部，即直立的人通过针孔成　　　　　　　　　　（选填“正立”或“倒立”）的像；“在远近有端，与于光，故景库内也”则指当光屏和小孔一定时，物距越远，像越　　　　　　　　　　　（选填“大”或“小”）。 【答案】① 倒立    ② 小 【详解】[1]小孔成的像为倒立的实像。 [2]小孔成像时，当光屏和小孔一定时，物距越远，像距越小，像越小。 8．日全食全过程可以分为初亏、食既、食甚、生光、复圆五个阶段。以下与日全食现象原理相同的是（       ） A. 树荫下的圆形光斑 B. 路口的反光镜 C. 人脸识别 D. 海市蜃楼 【答案】A 【详解】日全食是由光的直线传播形成的。 A．树荫下的圆形光斑属于小孔成像，是由于光的直线传播形成的，与日全食的形成原理相同，故A符合题意； B．路口的反光镜是利用光的反射原理，与日全食的形成原理不同，故B不符合题意； C．人脸识别是利用凸透镜成像规律，属于光的折射，与日全食的形成原理不同，故C不符合题意； D．海市蜃楼是由光的折射形成的，与日全食的形成原理不同，故D不符合题意。 故选A。 9．《墨经》是我国战国时期墨家的经典著作，书中记载了影子形成等光学问题。下图中与影子的形成原理相同的是（　　） A. 拱桥倒影 B. 铅笔“折断” C. 日晷计时 D. 水中硬币 【答案】C 【详解】影子的形成原理是光的直线传播； A．拱桥倒影是光的反射形成的虚像，故A不符合题意； B．铅笔“折断”是光从水中射入空气中发生了折射，故B不符合题意； C．日晷计时是利用光的直线传播，故C符合题意； D．水中硬币是光从水中射入空气中发生了折射，故D不符合题意。 故选C。 四、光速 10．光　　　　　　　　　　（选填“能”或“不能”）在真空中的传播。“光年”是　　　　　　　　　　（选填“时间”或“长度”）的单位。 【答案】① 能    ② 长度 【详解】[1]光可以在真空中传播，光在真空中传播的速度最快，大约为3×108m/s。 [2]光年是指光在真空中一年内通过的距离，“光年”是长度的单位。 11． 2024世界泳联跳水世界杯总决赛于4月19日至21日在西安奥体中心游泳跳水馆举行，来自14个国家的140余名顶尖运动员参赛。游泳跳水馆外的树荫下有许多圆形光斑，这些光斑是太阳的　　　　　　　　（填“影子”或“像”），它们是由于　　　　　　　　形成的。仔细观察光斑，发现这些圆形光斑大小不一，这些圆形光斑的大小主要与　　　　　　　　（填字母）有关。 A．树叶间小孔的大小 B．树叶间小孔到地面的距离 C．太阳到树叶间小孔的距离 【答案】① 像    ② 光的直线传播    ③ B 【详解】[1][2]树荫下看到很多圆形的光斑，这些圆形光斑是光的直线传播形成的，属于小孔成像现象，光斑是太阳的像。 [3]由于太阳离地球很远，可以看成太阳到树叶间小孔的距离相等，小孔成像所成的像的形状与孔的形状无关，像的大小与孔的大小无关，与树叶间小孔到地面的距离有关，树叶间小孔到地面的距离越大，成的像越大，故选B。 12． “一河诗画，满城烟花”，湖南浏阳国际烟花节的焰火惊艳全球。有关烟花表演，下列说法正确的是（　　） A. 焰火把人影照到地面上，人影是光沿直线传播形成的 B. 天空中明亮的烟花不是光源 C. 先看到焰火后听到爆炸声，说明声速比光速快 D. 焰火在水中的倒影是光沿直线传播形成的 【答案】A 【详解】A．焰火把人影照在地面上，是人挡住了焰火，故人影是光沿直线传播形成的，故A正确； B．焰火自身能发光，所以焰火是光源，是人造光源，故B错误； C．声音在空气中的传播速度为，光在空气中的传播速度为，故先看到焰火后听到爆炸声，说明光速比声速快，故C错误； D．水中的倒影是平面镜成的虚像，平面镜成像属于光的反射现象，故D错误。 故选A。 【B 能力提升题】 13．沈括在《梦溪笔谈》中记述到“若莺飞空中，其影随莺而移”，如图甲所示；在纸窗上开一个小孔使莺的影子呈现在室内纸屏上，观察到“莺东则影西，莺西则影东”，如图乙所示。下列说法错误的是（     ） A. “莺东则影西，莺西则影东”描述的是小孔成像，所成像为实像 B. 图甲和图乙都可以用光的直线传播来解释 C. 图甲中所成的“影”一定比图乙中所成的“影”大 D. 图乙中莺左右移动时，其像的移动方向与其相反 【答案】C 【详解】A．如图乙，“莺东则影西，莺西则影东”描述的现象是小孔成像，是由于光沿直线传播形成的，成倒立的实像，故A正确，不符合题意； B．图甲是影子的形成，图乙是小孔成像，都可以用光的直线传播来解释，故B正确，不符合题意； C．小孔成像成的是倒立的实像，像的大小跟物和像到小孔的距离有关，图甲所成的“影”不一定比图乙所成的“影”大，故C错误，符合题意； D．小孔成像时，由于光沿直线传播形成的，成倒立的实像，物左右移动时，其像的移动方向与其相反，故D正确，不符合题意。 故选C。 14．早在战国时期，我国古代著名教育家、思想家墨子就曾研究并记录了小孔成像的现象。如图所示，他用蜡烛作为光源，在木板上钻了一个小孔，发现光线透过小孔在墙壁上形成一个倒立的像。下列说法正确的是（　　） A. 蜡烛在墙上形成的像是正立的 B. 小孔所成像的形状与发光物体的形状有关，与小孔的形状有关 C. 当小孔和光屏的位置不变时，物体远离小孔时，像变小 D. 当物体和光屏的位置不变时，向右移动小孔，像变小 【答案】C 【详解】A．小孔成像成的是倒立的实像，是由于光沿直线传播形成的，故A错误； B．小孔所成像的形状与发光物体的形状有关，与小孔的形状无关，故B错误； CD．小孔成像现象中，像的大小与小孔到物体和光屏的距离有关。根据光沿直线传播，当小孔和光屏的位置不变时，物体远离小孔时，像变小；当物体和光屏的位置不变时，向右移动小孔，像变大，故C正确，D错误。 故选C。 15．你知道吗？2025年3月14日将发生“月全食”天文现象，届时我国全域都可见全程。下列现象与月食形成原理相同的是（　　） A. 空中彩虹 B. 水中倒影 C. 海市蜃楼 D. 小孔成像 【答案】D 【详解】月全食是光的直线传播形成的，太阳发出的光被地球遮挡，月球进入地球的黑影中形成的； A．空中彩虹是光的色散现象，是由于光的折射形成的，与“月食”的形成原理不同，故A不符合题意； B．水中倒影是平面镜成像现象，是光的反射形成的，与“月食”的形成原理不同，故B不符合题意； C．海市蜃楼，是光经过不均匀的大气折射形成的，与“月食”的形成原理不同，故C不符合题意； D．小孔成像的原理是光沿直线传播，与“月食”的形成原理相同，故D符合题意。 故选D。 【C 拓展培优题】 16．（24-25八年级上·山西）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      【详解】(1)小问详解： 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)小问详解： 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)小问详解： 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)小问详解： 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。 17．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，同样可以测出此时 B点太阳光与直杆的夹角A、B是同一经度上的两个城市（如图），它们的距离为L，可以估算出地球的周长大约为　　　　　　　　　　。 【答案】① 直线传播    ② 【详解】[1]光在同一种均匀介质中沿直线传播的，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：， 由题意可知，圆心角所对应的弧长为L，则每1度所对应的弧长是，则360°所对应的弧长，即地球的周长为 18．日晷主要有相互垂直的“晷面”和“晷针”组成。为了研究日晷的工作原理，小明用水平木板模拟晷面，用铅笔模拟晷针，制成“简易日晷”，落实跨学科实践。小明将制成的“简易日晷”放在水平面上，在太阳光下每隔10min记录铅笔影子顶端的位置，如图甲所示。影子顶端随时间的变化轨迹如图乙所示，其中OA是最短的影子。图乙中，最短的影子O→A所指方向大致为　　　　　　　　　　　（选填“南”或“北”）方。实验中记录的影子转动方向是　　　　　　　　　　　（选填“顺”或“逆”）时针，连续记录几天，发现最短的影子OA的长度在变短，则所处的城市无锡正在接近　　　　　　　　　　　（选填“冬至”或“夏至”）。 【答案】① 北    ② 顺    ③ 夏至 【详解】[1]正午时分会形成最短的影子，其他时间都比正午时分要长，影子的长度变化情况是先变短后变长。正午时分太阳在铅笔的南方，影子会在背面形成，即在北方，因此最短的影子OA所指方向大致为北方。 [2]在阳光下，影子会随着太阳的移动而移动，太阳从东方升起，影子在西方，随着太阳的移动，影子会逐渐向东移动，因此实验中记录的影子转动方向是顺时针。‌ [3]在北半球，夏至时太阳直射北回归线，此时太阳高度角最大，物体的影子最短。冬至时太阳直射南回归线，太阳高度角最小，物体的影子最长‌。连续记录几天，发现最短的影子OA的长度在变短，则所处的城市无锡正在接近夏至。 19．雷雨天，小王观察到某次闪电经历的时间为，听到这次闪电发出的雷声持续时间为（不计云层和山峰间回声时间），刚开始看到闪电到刚开始听到雷声的时间为，声音和光传播速度分别为v和c、则　　　　　　　　　　　（选填“>”、“<”或“=”），闪电发生的位置到小王的距离为　　　　　　　　　　　（用表达式表示）。假设声速或光速发生以下变化，这种估算方法不再适用的是　　　　　　　　　　　（填序号）。 ①声速增大为原来的两倍 ②声速增大为光速的一半 ③光速减小为原来的一半 ④光速减小为声速的两倍 【答案】① ＝    ②     ③ ②④ 【详解】[1]闪电和雷声是同时产生、同时消失的自然现象。闪电持续的时间，是从闪电开始到结束的时间间隔，雷声持续的时间是从雷声开始到结束的时间间隔。由于两者的产生和消失是同步的，所以它们持续的时间必然相等，即 [2]在实际情况中，光从闪电发生位置传播到小王处所用的时间极短，可以忽略不计。因此t3近似等于声音从闪电发生位置传播到小王处所用的时间，闪电发生的位置到小王的距离等于声音传播的距离，根据可知，闪电发生位置到小王的距离 [3]估算距离时忽略光传播时间的前提是光速远大于声速，也就是声音传播时间远大于光的传播时间。若光速减小为声速的两倍，或声速增大为光速的一半，光的传播时间就不能忽略，这种估算方法不再适用；而声速增大为原来两倍、光速减小为原来一半，光速仍然远大于声速，光传播时间仍可忽略，估算方法适用。故选②④。 1 / 2 学科网（北京）股份有限公司 $ 4.1 光的传播（分层作业） 目录 【A 基础达标题】 一、光源 二、光的直线传播 三、光的直线传播的应用 四、光速 【B 能力提升题】 【C 拓展培优题】 【A 基础达标题】 一、光源 1．关于光现象的描述，下列说法正确的是（　　） A. 光不能在真空中传播 B. 光线是不存在的，引入光线有助于研究光路和现象的解释，这种方法称为理想实验法 C. 月亮是自然光源 D. 光在同种均匀介质中沿直线传播 二、光的直线传播 2．关于光的传播，下列说法正确的是（　　） A. 光不能在真空中传播 B. 光比声音传播速度慢 C. 光在水中的传播速度是3×108m/s D. 光在同种均匀介质中沿直线传播 三、光的直线传播的应用 3．如图所示，这是网络上盛传的罕见“红月亮”月全食天象，这种重大天象，很难遇见，一旦出现就会引起众多民众前往高处观看。据专家介绍，所谓月全食，通俗意义上讲，即月球公转时全部走进地球的影子里，因此可以用　　　　　　知识去解释；而我们也可以判断，在月食发生的过程中，月球相对于地球是　　　　　　（填“运动”或“静止”）的。 4．晴天的正午时分，走在我们学校茂盛的香柚树下，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，这是太阳的　　　　　　　　（选填“像”或“影子”），光斑大小不同的原因是　　　　　　　　。 5．小明参加学校组织的生存夏令营，学到了许多野外生存的知识与技能。 （1）用影子辨别方向：如下图中午前后，用描点的方法在地面上画出竖直杆阴影顶端的运行轨迹，找出其中距O最近的点A，则O点到A点就指示　　　　　　　　　　方向，这一技能应用的光学知识是　　　　　　　　　　。 （2）用影长确定物体的高度：某一时刻身高的小明测得自己的影长为，测得同一时刻木杆的影长为，则木杆的高度为　　　　　　　　　　m。 6．如图所示为“小孔成像”的示意图，这个现象可以用　　　　　　　　　　　来解释。小孔位置固定，将蜡烛和光屏位置对调后，光屏上的像与原来的比较是　　　　　　　　　　　的。 （选填“变大”、   “不变”或“变小”） 7．公元前400年的战国时代，墨翟在《墨经》里记载了小孔成像。“光之人，煦若射，下者之人也高，高者之人也下”是指照射在人上部的光成像于下部，而照射在人下部的光则成像于上部，即直立的人通过针孔成　　　　　　　　　　（选填“正立”或“倒立”）的像；“在远近有端，与于光，故景库内也”则指当光屏和小孔一定时，物距越远，像越　　　　　　　　　　　（选填“大”或“小”）。 8．日全食全过程可以分为初亏、食既、食甚、生光、复圆五个阶段。以下与日全食现象原理相同的是（       ） A. 树荫下的圆形光斑 B. 路口的反光镜 C. 人脸识别 D. 海市蜃楼 9．《墨经》是我国战国时期墨家的经典著作，书中记载了影子形成等光学问题。下图中与影子的形成原理相同的是（　　） A. 拱桥倒影 B. 铅笔“折断” C. 日晷计时 D. 水中硬币 四、光速 10．光　　　　　　　　　　（选填“能”或“不能”）在真空中的传播。“光年”是　　　　　　　　　　（选填“时间”或“长度”）的单位。 11． 2024世界泳联跳水世界杯总决赛于4月19日至21日在西安奥体中心游泳跳水馆举行，来自14个国家的140余名顶尖运动员参赛。游泳跳水馆外的树荫下有许多圆形光斑，这些光斑是太阳的　　　　　　　　（填“影子”或“像”），它们是由于　　　　　　　　形成的。仔细观察光斑，发现这些圆形光斑大小不一，这些圆形光斑的大小主要与　　　　　　　　（填字母）有关。 A．树叶间小孔的大小 B．树叶间小孔到地面的距离 C．太阳到树叶间小孔的距离 12． “一河诗画，满城烟花”，湖南浏阳国际烟花节的焰火惊艳全球。有关烟花表演，下列说法正确的是（　　） A. 焰火把人影照到地面上，人影是光沿直线传播形成的 B. 天空中明亮的烟花不是光源 C. 先看到焰火后听到爆炸声，说明声速比光速快 D. 焰火在水中的倒影是光沿直线传播形成的 【B 能力提升题】 13．沈括在《梦溪笔谈》中记述到“若莺飞空中，其影随莺而移”，如图甲所示；在纸窗上开一个小孔使莺的影子呈现在室内纸屏上，观察到“莺东则影西，莺西则影东”，如图乙所示。下列说法错误的是（     ） A. “莺东则影西，莺西则影东”描述的是小孔成像，所成像为实像 B. 图甲和图乙都可以用光的直线传播来解释 C. 图甲中所成的“影”一定比图乙中所成的“影”大 D. 图乙中莺左右移动时，其像的移动方向与其相反 14．早在战国时期，我国古代著名教育家、思想家墨子就曾研究并记录了小孔成像的现象。如图所示，他用蜡烛作为光源，在木板上钻了一个小孔，发现光线透过小孔在墙壁上形成一个倒立的像。下列说法正确的是（　　） A. 蜡烛在墙上形成的像是正立的 B. 小孔所成像的形状与发光物体的形状有关，与小孔的形状有关 C. 当小孔和光屏的位置不变时，物体远离小孔时，像变小 D. 当物体和光屏的位置不变时，向右移动小孔，像变小 15．你知道吗？2025年3月14日将发生“月全食”天文现象，届时我国全域都可见全程。下列现象与月食形成原理相同的是（　　） A. 空中彩虹 B. 水中倒影 C. 海市蜃楼 D. 小孔成像 【C 拓展培优题】 16．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）。 17．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，同样可以测出此时 B点太阳光与直杆的夹角A、B是同一经度上的两个城市（如图），它们的距离为L，可以估算出地球的周长大约为　　　　　　　　　　。 18．日晷主要有相互垂直的“晷面”和“晷针”组成。为了研究日晷的工作原理，小明用水平木板模拟晷面，用铅笔模拟晷针，制成“简易日晷”，落实跨学科实践。小明将制成的“简易日晷”放在水平面上，在太阳光下每隔10min记录铅笔影子顶端的位置，如图甲所示。影子顶端随时间的变化轨迹如图乙所示，其中OA是最短的影子。图乙中，最短的影子O→A所指方向大致为　　　　　　　　　　　（选填“南”或“北”）方。实验中记录的影子转动方向是　　　　　　　　　　　（选填“顺”或“逆”）时针，连续记录几天，发现最短的影子OA的长度在变短，则所处的城市无锡正在接近　　　　　　　　　　　（选填“冬至”或“夏至”）。 19．雷雨天，小王观察到某次闪电经历的时间为，听到这次闪电发出的雷声持续时间为（不计云层和山峰间回声时间），刚开始看到闪电到刚开始听到雷声的时间为，声音和光传播速度分别为v和c、则　　　　　　　　　　　（选填“>”、“<”或“=”），闪电发生的位置到小王的距离为　　　　　　　　　　　（用表达式表示）。假设声速或光速发生以下变化，这种估算方法不再适用的是　　　　　　　　　　　（填序号）。 ①声速增大为原来的两倍 ②声速增大为光速的一半 ③光速减小为原来的一半 ④光速减小为声速的两倍 1 / 2 学科网（北京）股份有限公司 $