4.1 光的传播（举一反三讲义）物理新教材教科版八年级上册

本初中物理讲义聚焦“光的传播”核心知识点，以光源（定义、分类）为起点，通过实验探究光在同种均匀介质中沿直线传播的条件，建立光线模型，分析影子、小孔成像、日食月食等现象及应用，最终学习光速（真空速度、介质差异、光年），形成连贯的知识学习支架。 该资料以思维导图构建知识框架，实验探究环节（如激光在空气、玻璃、糖水中的传播）培养科学探究能力，光线模型体现科学思维的模型建构，典例结合生活实例（如城墙灯光秀、日晷计时）深化物理观念，方法技巧口诀与易错点总结助力理解，课后多样化作业帮助学生巩固与查漏补缺。

第1节 光的传播 目录 模块一 知识框架 1 模块二 知识精讲 2 知识点1：光源 2 知识点2：光的传播 3 知识点3：光速 8 模块三 方法技巧 10 模块四 课后作业 10 模块一 知识框架 模块二 知识精讲 知识点1：光源 1．光源的定义 能够 的物体叫做光源。光源是光的来源，我们能看到发光的物体，就是因为光从光源进入了我们的 。月亮 （选填“是”或“不是”）光源，因为它本身不发光，只是 太阳光。 2．光源的分类 光源按其来源可分为 光源和 光源两类。 自然光源:自然界中天然存在的光源。 常见实例：太阳、恒星、萤火虫、水母等 太阳（恒星） 闪电 萤火虫 水母 人造光源:由人类制造的光源。 常见实例：火把、点燃的蜡烛、发光的灯泡、霓虹灯等 火把 点燃的蜡烛 发光的灯泡 霓虹灯 光源必须是自己能发光的物体。月亮、幕布、镜子、用于投影的屏幕等都不是光源。 判断一个物体是不是光源，关键看它是否能够自行发光。 注意：月亮、镜子、银幕等都不是光源。 【典例1】 有以下物体：①太阳，②月亮，③闪闪发光的宝石，④正在放映电影的银幕，⑤正在发光的萤火虫，⑥烛焰，⑦霓虹灯，⑧火星，⑨激光器。其中不属于光源的是________，属于天然光源的是________， 【变式1】 西安城墙中秋夜景灯光秀吸引了大批游客，城墙之上的主题花灯、沿线的景观灯带与夜空相映成趣，美不胜收。下列物体中属于光源的是（     ） A．城墙表面反射灯光的青砖 B．夜空中皎洁的月亮 C．正在发光的主题花灯 D．地面上反光的青石板 【变式2】 下列关于光源的说法错误的是（     ） A．闪闪发光的恒星是自然光源 B．月亮是自然光源 C．萤火虫是自然光源 D．LED灯是人造光源 知识点2：光的传播 1．实验探究——光是怎样传播的 （1）实验操作：将激光束斜射到光滑物体表面（如桌面、镜片），观察光束的传播径迹变化 实验现象：激光在空气中本来沿 射向镜面，到达镜面这个光滑表面后，不再继续向前传播，传播方向发生偏折，光被 回来。 （2）实验操作：将激光束射向玻璃，观察光束的传播径迹 实验现象：激光从空气斜射向玻璃砖表面时，一部分光被反射回空气中；另一部分光进入玻璃，传播方向发生偏折。光在玻璃内部沿 传播，当光再次从玻璃射出到空气中时，传播方向再次发生 。 （3）实验操作：将一束激光射向密度不均匀的糖水中，观察光的传播的径迹。 实验现象：光的传播方向发生 综合以上现象可得结论：光只有在 均匀介质中才沿直线传播；当光遇到物体表面，会发生反射；斜射入另一种透明介质，会发生折射。 2．光的直线传播条件 光在 中沿直线传播。光可以在空气、水、玻璃等透明物质中传播，这些物质叫做光的 。 3.光线（模型法） 为了表示光的传播情况，通常用一条带 的直线表示光的 和 ，这样的直线叫做光线。光线 （选填“是”或“不是”）真实存在的，而是一种 模型。 4．光沿直线传播的现象 光沿直线传播的规律可以解释许多常见的现象，例如：影子的形成、小孔成像、日食、月食等。 ①影子的形成：光在传播过程中，遇到不透明的物体，在物体后面光不能到达的区域便产生影子。如手影、日晷上的影子等。 ②小孔成像：在较暗的屋子里，把一支点燃的蜡烛放在一块半透明的塑料薄膜前面，在它们之间放一块钻有小孔的纸板，塑料薄膜上就出现烛焰的倒立（选填“正立”或“倒立”）的像，这种现象叫做小孔成像。早在2000多年前成书的《墨经》中，就记载了小孔成像的实验。 成像特点： ①倒立实像； ②成像形状：与物体有关，与孔的形状无关； ③大小变化：成像的大小与物体和小孔的距离（物距），光屏到小孔的距离（像距）有关。像距大则像大，像距小则像小，像距等则像等。 例子：夏日的午后，阳光明媚。同学们在校园内的浓密树荫下乘凉时，看到地面上的圆形光斑是太阳的像。 ③日食与月食：日食和月食的形成也是光沿直线传播的例证。 日食:三者位置：太阳 → 月球 → 地球 月球运行到太阳和地球中间，挡住太阳射向地球的光，月球的阴影落在地球上，处在阴影区域的人就看到太阳被月球遮住，形成日食。 分类：日全食（本影区）、日偏食（半影区）、日环食（伪本影区） 月食：三者位置：太阳 → 地球 → 月球 地球运行到太阳和月球中间，地球挡住太阳光，月球进入地球的阴影里，月球无法反射太阳光，看上去变暗，形成月食。 月食只有月全食（本影区），若月球部分处于本影区Ⅰ、部分处于半影区Ⅱ时，地球上夜晚的人会看见月偏食，但要注意，当月球整体在半影区时并不发生月偏食。没有月环食（地球影子远大于月球） 【易错警示】 ①小孔成像成的是倒立的实像，像的形状只与物体的形状有关，与孔的形状无关。 ②光在同种均匀介质中沿直线传播；如果介质不均匀，光的传播方向将会发生改变。 5．光沿直线传播的应用 激光准直、射击瞄准、排队看齐 6.光可以传播能量和信息 （1） 光传递信息 光携带信号，帮助我们获取、接收、识别各种消息，我们依靠光看到周围世界。 常见实例： 我们能看见物体：物体反射的光进入眼睛，向大脑传递物体的形状、颜色信息。 交通红绿灯：利用光的颜色传递通行、停止的信号。 光纤通信：利用光在光纤中传播，传递图像、文字信息。 激光测距：发射激光，根据光传播情况测量距离。 （2）光传递能量 光携带能量，光照到物体上，可以使物体发热、发生能量转化，光能转化为其他形式的能（内能、电能等）。 常见实例： 太阳灶烧水 太阳能电池板 激光切割 晒太阳感到暖和 总结：光既可以传递 ，又可以传递 二者不冲突。太阳光既给我们看见万物（ ），又带来热量（ ）。 常见属于光沿直线传播的现象有：影子、小孔成像、日食、月食、一叶障目、坐井观天、立竿见影、激光准直、射击瞄准、站队看齐等。 【典例2】影子的形成原因是光的_______ ，一个人面向东站在阳光下，他发现自己的影子正好在身体的正左侧，这时是_______（选填“早晨”、“中午”或“下午”）。 【变式1】射击瞄准的要领是“三点一线”，这是利用了___________的原理。如图所示，透过两个小孔去观察烛焰，若要看到烛焰，应满足烛焰、人眼和两个孔在___________，操作过程中他还在B纸片上看到了一个烛焰的像，这个像是___________（选填“正立”或者“倒立”）的___________（选填“实像”或者“虚像”）。 【变式2】关于光线，下列说法正确的是（　　） A．光源能射出无数条光线 B．光线就是很细的光束 C．光线不是真实存在的 D．光线是用来表示光传播方向的直线，常用虚线表示 【变式3】日晷是我国古代利用太阳投射的影子来测定时刻的一种计时仪器。如图所示是小李用纸板模拟晷面，用吸管模拟晷针，制成“简易日晷”落实跨学科实践。清晨，阳光斜照在晷针上，在晷面上投下长长的影子，随着时间推移，影子的位置和长度会发生变化。 (1)从清晨到正午，晷针在晷面上的影子长度变化情况是___________；实验时小李发现影子中的地面温度更低些，说明光具有___________。 (2)若要提高此日晷计时的精确度，在不改变晷面大小的情况下，可以尝试的一种改进方法是：___________。 【变式4】按要求作图：如图所示，小红站在路灯下，请画出小红在地面上形成影子的光路，并标出影子的位置。 【变式5】如图甲为手机防窥膜结构图，采用了超细百叶窗光学技术。贴在手机屏幕上的效果（如图乙），此防窥膜贴在手机屏幕上______（选填“能”或“不能”）防止正上方的窥视：为了让防窥效果更好（可视范围减小），可以适当地______（选填“增大”或“减小”）超细百叶窗的间距。如丙图所示，当人随地球一起运动到______区域内会看到日全食。（选填“A”“B”“C”“D”） 知识点3：光速 1．光在真空中的传播速度 光在真空中的传播速度是宇宙间最快的速度。真空中的光速约为，用字母c表示。光在空气中的传播速度略 （选填“略小于”“等于”或“略大于”）在真空中的速度，在计算时可近似认为与真空中的速度相同。 2．光在不同介质中的传播速度 光在各种介质中的速度都比在真空中 。光在水中的速度大约是真空中速度的3/4；光在玻璃中的速度大约是真空中光速的2/3。 3．光速与声速的比较 光速 声速（选填“大于”“小于”或“等于”）。雷声和闪电同时发生，但我们总是先看到闪电后听到雷声，就是因为光速比声速快。 4．光年 宇宙中恒星间的距离都非常大，为了表述方便，天文学家用了一个非常大的 单位——光年，它等于光在一年内传播的 ，例如我们最熟悉的牛郎星和织女星，相距16光年。 光年与米的换算关系为:1光年=9.4 608×1015 m。 ①光在真空中的传播速度是3×10⁸ m/s，而不是3×10⁸ km/s。 ②光年是长度单位，不是时间单位。 ③光不仅可以在空气、水、玻璃中传播，还可以在真空中传播；而声音的传播需要介质，真空不能传声。 【典例3】光在同种均匀物质中沿__________传播，光在真空中的传播速度最大，每秒钟通过的路程是__________km。 【变式1】关于光的传播，下列说法正确的是（     ） A．光可以在真空中传播 B．光在任何情况下都是沿直线传播的 C．光从空气进入水中传播速度变快 D．夜晚有时可以看到月光，所以月亮是光源 【变式2】下列关于声和光的说法中，正确的是（     ） A．声和光传播都需要介质 B．声传播需要介质，光传播不需要介质 C．光速和声速一样 D．光在各种介质中传播速度都是3×108m/s 【变式3】如图甲为月食现象，其原理是______，能正确描述月食形成原因的是图______（选填“乙”或“丙”）。为了探测地球与月球之间的距离，可以从地球上向月球发射______（选填“声音”或“光”）信号，并记录它返回的时间。 模块三 方法技巧 方法技巧 光沿直线传播的辨析与应用 技巧口诀：光源自身能发光，同种均匀直线传；影子日食小孔像，激光准直和瞄准。 解释：解决光沿直线传播相关问题，要从以下角度分析： 1.光源的判断：看物体是否能够自行发光。月亮、镜子、屏幕等都不是光源。 2.光沿直线传播的条件：光在同种均匀介质中沿直线传播。如果介质不均匀，光的传播方向会发生改变；光在两种介质的交界面，会发生反射和折射。 3.光沿直线传播的典型现象：影子的形成、小孔成像、日食、月食、一叶障目、坐井观天、立竿见影、激光准直、射击瞄准、站队看齐等。 4.光速的应用：光在真空中的传播速度最快，为3×10⁸m/s。光速远大于声速，所以先看到闪电后听到雷声。 易错点： ①误认为月亮是光源（月亮反射太阳光）； ②误认为光在任何情况下都沿直线传播（必须在同种均匀介质中）； ③误认为小孔成像所成的像与孔的形状有关（像的形状只与物体形状有关，与孔的形状无关）； ④误认为光年是时间单位（光年是长度单位）。 模块四 课后作业 一、单选题 1．关于光源，下列说法正确的是（     ） A．所有能发光的物体都是光源 B．光源分为天然光源和人造光源 C．月亮是天然光源 D．蜡烛是天然光源 2．以下物质既能传播声音又能传播光的是（　　） A．水、玻璃、空气 B．真空、空气、水 C．大理石、玻璃、真空 D．水、真空、玻璃 3．夜晚，当你从远处走近一盏路灯又远离路灯的过程中，你的影子的长度是（     ） A．先变短后变长 B．先变长后变短 C．逐渐变短 D．逐渐变长 4．打雷时，总是先看见闪电，后听见雷声，这是因为（　　） A．打雷时先发出闪电，后发出雷声 B．闪电和雷声同时发生，但光速要比声速快得多 C．闪电和雷声同时传到，但人耳反应较慢 D．上述理由都不对 5．2025年9月，月全食出现于夜空，下列说法正确的是（     ） A．月亮是自然光源 B．月全食现象的形成与光的直线传播有关 C．发生月全食的时候，月亮位于地球和太阳之间 D．光穿过大气层传播到地球上，说明光的传播需要介质 二、多选题 6．如图，是体现我国古代人们智慧的一些成果。关于其中所涉及的物理知识，分析正确的是（     ） A．图甲：日晷能显示大概时刻，应用了光的直线传播原理 B．图乙：在三音石上拍手，可听到多次回音，利用了声音的反射 C．图丙：演奏时，敲击大小不同的编钟，主要是为了改变声音的响度 D．图丁：小孔成像仪可以在屏幕上呈现出人的倒立的实像 7．关于光与声音，下列说法中正确的是（     ） A．声音和光都不能在真空中传播 B．光在传播过程中可以产生反射，声音不能 C．在空气中，光速比声速快 D．声音和光都能传递信息和能量 8．如图是小华制作的简易"针孔照相机"，在纸筒一端蒙上扎有小孔的黑纸，在另一端蒙上半透明薄膜。将小孔对准远处的物体，在薄膜上观察到清晰的像。下列说法正确的是（     ） A．薄膜上呈现的是正立、缩小的实像 B．小孔越小，像越明亮 C．要使像变大，应增大小孔与薄膜的距离 D．针孔照相机利用了光的直线传播原理 三、填空题 9．夏日的午后，阳光明媚。同学们在校园内的浓密树荫下乘凉时，看到地面上的圆形光斑如图所示，这是____________（选填“树的影子”、“太阳的影子”、“树叶间空隙的像”或“太阳的像”）。 10．光在同种均匀介质中沿__________传播，发生“日食”的时候，太阳、地球、月球的位置在一条直线上，三者中在中间的是_________，光年是___________单位。 四、作图题 11．请作出物体AB经小孔在MN墙面上像并作出光路。 12．按要求作图。如图所示，在晴朗的白天，竖直竹竿AB立于水平地面上，太阳光从侧上方S点照射。请在图中画出太阳光经过竿顶A的光路图，并标出竿在地面上形成影子的长度。 13．成语“井底之蛙”故事揭示了“眼界决定认知”的核心道理，警示人们要突破环境局限、拓宽视野的重要性。请利用光学知识作图说明，干枯的井底O点趴着一只青蛙能看到的井外的视野范围（O点为青蛙眼睛处），如图所示。 五、实验题 14．在研究光的传播路径时，小明做了下面几个小实验； (1)小明在玻璃缸中加入清水，沿缸壁轻轻注入浓糖水，不搅拌，从侧壁水平照射激光，看到缸内光的路径是弯折的如图甲所示，当搅拌缸中的水后，观察到光是沿直线传播的，说明光沿直线传播的条件是______； (2)我国古代学者对“光沿直线传播”的现象曾做过许多研究，例如战国时期的《墨经》就有小孔成像的解释，如图乙所示： ①小孔成的像是______（填“正立”或“倒立”）的______（选填“实”或“虚”）像； ②若使小孔由圆形改为三角形，则所成的像的形状______（选填“改变”或“不变”）； ③若只将蜡烛远离小孔，则所成像将______（选填“变大”、“变小”或“不变”）。 六、科普阅读题 15．阅读短文，回答问题： 研究制作圭表 圭表是我国古代的计时工具，是度量日影长度的一种天文仪器。如图所示，表是垂直立于水平地面的标杆，圭是正南正北方向水平放置的尺，用它测量正午时表的日影长度，从而确定一年的时间和季节。古人把最长日影的那天称为冬至，最短日影的那天称为夏至，两个冬至之间则定为一个回归年，一年分24节气，每个节气15天。 小明在薄木板上垂直固定一支长20cm的铅笔，完成简易圭表的制作。今年国庆节，他将自制的圭表放在太阳光下的水平地面上，用来研究一天中影子随时间变化的规律，8:00-16:00之间，每隔1小时，在薄木板上画出铅笔的影子，在11:00-13:00之间，每隔20分钟，在铅笔影子的顶端做一个记号，测量影长并记录在下表中。 序号 1 2 3 4 5 6 7 时间 11:00 11:20 11:40 12:00 12:20 12:40 13:00 影长/cm 16.8 16.6 16.2 11.5 16.2 16.6 16.8 (1)今年“立冬”是11月7日，11月11日的正午，表的日影顶端在圭上刻度“立冬”的________（选填“左”或“右”）端。 (2)如图乙所示，是小明同学在水平板上记录的12:00、16:00时铅笔的影子，其中B点在O点的________（选填“东”、“西”、“南”或“北”）侧，OA是________（选填“12:00”或“16:00”）时铅笔的影子。 (3)请根据表中数据，在图丙中画出影长随时间变化的图像________。根据图像可知，12:10时，影子的长度约为________cm。 1 / 2 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $ 第1节 光的传播 目录 模块一 知识框架 1 模块二 知识精讲 2 知识点1：光源 2 知识点2：光的传播 4 知识点3：光速 10 模块三 方法技巧 12 模块四 课后作业 13 模块一 知识框架 模块二 知识精讲 知识点1：光源 1．光源的定义 能够自行发光的物体叫做光源。光源是光的来源，我们能看到发光的物体，就是因为光从光源进入了我们的眼睛。月亮不是（选填“是”或“不是”）光源，因为它本身不发光，只是反射太阳光。 2．光源的分类 光源按其来源可分为自然光源和人造光源两类。 自然光源:自然界中天然存在的光源。 常见实例：太阳、恒星、萤火虫、水母等 太阳（恒星） 闪电 萤火虫 水母 人造光源:由人类制造的光源。 常见实例：火把、点燃的蜡烛、发光的灯泡、霓虹灯等 火把 点燃的蜡烛 发光的灯泡 霓虹灯 光源必须是自己能发光的物体。月亮、幕布、镜子、用于投影的屏幕等都不是光源。 判断一个物体是不是光源，关键看它是否能够自行发光。 注意：月亮、镜子、银幕等都不是光源。 【典例1】 有以下物体：①太阳，②月亮，③闪闪发光的宝石，④正在放映电影的银幕，⑤正在发光的萤火虫，⑥烛焰，⑦霓虹灯，⑧火星，⑨激光器。其中不属于光源的是________，属于天然光源的是________， 【答案】 ②③④⑧ ①⑤ 【详解】光源的定义：本身能够发光的物体叫做光源；天然光源：自然界中本身就能发光的物体；人造光源：人为制造的发光物体； ①太阳：能自行发光，属于天然光源。 ②月亮：本身不发光，只是反射太阳光，不属于光源。 ③闪闪发光的宝石：本身不发光，反射光线，不属于光源。 ④正在放映电影的银幕：本身不发光，反射投影仪的光，不属于光源。 ⑤正在发光的萤火虫：能自行发光，属于天然光源。 ⑥烛焰：能自行发光，属于人造光源。 ⑦霓虹灯：能自行发光，属于人造光源。 ⑧火星：本身不发光，反射太阳光，不属于光源。 ⑨激光器：能自行发光，属于人造光源。 综上所述，不属于光源的是：②③④⑧；属于天然光源的是：①⑤。 【变式1】 西安城墙中秋夜景灯光秀吸引了大批游客，城墙之上的主题花灯、沿线的景观灯带与夜空相映成趣，美不胜收。下列物体中属于光源的是（     ） A．城墙表面反射灯光的青砖 B．夜空中皎洁的月亮 C．正在发光的主题花灯 D．地面上反光的青石板 【答案】C 【详解】光源的定义是自身能够自行发光的物体。青砖、青石板，都是靠反射其他光源的光才被人看见，自身不能发光，不属于光源；月亮，本身不发光，我们看到的月光是月球反射的太阳光，因此月亮也不是光源；正在发光的主题花灯，自身可以主动发出光线，符合光源的定义。故选C。 【变式2】 下列关于光源的说法错误的是（     ） A．闪闪发光的恒星是自然光源 B．月亮是自然光源 C．萤火虫是自然光源 D．LED灯是人造光源 【答案】B 【详解】A．恒星自身发光，属于天然存在的自然光源，故A正确； B．月亮本身不能发光，我们看到月亮的光实际是它反射的太阳光，因此月亮不是光源，故B错误； C．萤火虫自身可以发光，是天然存在的自然光源，故C正确； D．LED灯是人类制造出的发光设备，属于人造光源，故D正确。 本题选择错误的，故选B。 知识点2：光的传播 1．实验探究——光是怎样传播的 （1）实验操作：将激光束斜射到光滑物体表面（如桌面、镜片），观察光束的传播径迹变化 实验现象：激光在空气中本来沿直线射向镜面，到达镜面这个光滑表面后，不再继续向前传播，传播方向发生偏折，光被反射回来。 （2）实验操作：将激光束射向玻璃，观察光束的传播径迹 实验现象：激光从空气斜射向玻璃砖表面时，一部分光被反射回空气中；另一部分光进入玻璃，传播方向发生偏折。光在玻璃内部沿直线传播，当光再次从玻璃射出到空气中时，传播方向再次发生偏折。 （3）实验操作：将一束激光射向密度不均匀的糖水中，观察光的传播的径迹。 实验现象：光的传播方向发生弯曲 综合以上现象可得结论：光只有在同种均匀介质中才沿直线传播；当光遇到物体表面，会发生反射；斜射入另一种透明介质，会发生折射。 2．光的直线传播条件 光在同种均匀介质中沿直线传播。光可以在空气、水、玻璃等透明物质中传播，这些物质叫做光的介质。 3.光线（模型法） 为了表示光的传播情况，通常用一条带箭头的直线表示光的传播路径和方向，这样的直线叫做光线。光线不是（选填“是”或“不是”）真实存在的，而是一种理想物理模型。 4．光沿直线传播的现象 光沿直线传播的规律可以解释许多常见的现象，例如：影子的形成、小孔成像、日食、月食等。 ①影子的形成：光在传播过程中，遇到不透明的物体，在物体后面光不能到达的区域便产生影子。如手影、日晷上的影子等。 ②小孔成像：在较暗的屋子里，把一支点燃的蜡烛放在一块半透明的塑料薄膜前面，在它们之间放一块钻有小孔的纸板，塑料薄膜上就出现烛焰的倒立（选填“正立”或“倒立”）的像，这种现象叫做小孔成像。早在2000多年前成书的《墨经》中，就记载了小孔成像的实验。 成像特点： ①倒立实像； ②成像形状：与物体有关，与孔的形状无关； ③大小变化：成像的大小与物体和小孔的距离（物距），光屏到小孔的距离（像距）有关。像距大则像大，像距小则像小，像距等则像等。 例子：夏日的午后，阳光明媚。同学们在校园内的浓密树荫下乘凉时，看到地面上的圆形光斑是太阳的像。 ③日食与月食：日食和月食的形成也是光沿直线传播的例证。 日食:三者位置：太阳 → 月球 → 地球 月球运行到太阳和地球中间，挡住太阳射向地球的光，月球的阴影落在地球上，处在阴影区域的人就看到太阳被月球遮住，形成日食。 分类：日全食（本影区）、日偏食（半影区）、日环食（伪本影区） 月食：三者位置：太阳 → 地球 → 月球 地球运行到太阳和月球中间，地球挡住太阳光，月球进入地球的阴影里，月球无法反射太阳光，看上去变暗，形成月食。 月食只有月全食（本影区），若月球部分处于本影区Ⅰ、部分处于半影区Ⅱ时，地球上夜晚的人会看见月偏食，但要注意，当月球整体在半影区时并不发生月偏食。没有月环食（地球影子远大于月球） 【易错警示】 ①小孔成像成的是倒立的实像，像的形状只与物体的形状有关，与孔的形状无关。 ②光在同种均匀介质中沿直线传播；如果介质不均匀，光的传播方向将会发生改变。 5．光沿直线传播的应用 激光准直、射击瞄准、排队看齐 6.光可以传播能量和信息 （1） 光传递信息 光携带信号，帮助我们获取、接收、识别各种消息，我们依靠光看到周围世界。 常见实例： 我们能看见物体：物体反射的光进入眼睛，向大脑传递物体的形状、颜色信息。 交通红绿灯：利用光的颜色传递通行、停止的信号。 光纤通信：利用光在光纤中传播，传递图像、文字信息。 激光测距：发射激光，根据光传播情况测量距离。 （2）光传递能量 光携带能量，光照到物体上，可以使物体发热、发生能量转化，光能转化为其他形式的能（内能、电能等）。 常见实例： 太阳灶烧水 太阳能电池板 激光切割 晒太阳感到暖和 总结：光既可以传递信息，又可以传递能量，二者不冲突。太阳光既给我们看见万物（信息），又带来热量（能量）。 常见属于光沿直线传播的现象有：影子、小孔成像、日食、月食、一叶障目、坐井观天、立竿见影、激光准直、射击瞄准、站队看齐等。 【典例2】影子的形成原因是光的_______ ，一个人面向东站在阳光下，他发现自己的影子正好在身体的正左侧，这时是_______（选填“早晨”、“中午”或“下午”）。 【答案】 直线传播 中午 【详解】[1]影子的形成原理：光在同种均匀介质中沿直线传播，当光遇到不透明的人体时，无法穿过人体，在人体后方光照不到的区域就形成了影子，因此成因是光的直线传播。 [2]当人面向东站时，方向规律为：面东背西，左北右南，说明身体左侧对应北方。影子的方向始终和太阳方向相反，影子在左侧（北方），说明太阳位于南方；北半球一天中，只有中午太阳位于正南方向，因此这时是中午。 【变式1】射击瞄准的要领是“三点一线”，这是利用了___________的原理。如图所示，透过两个小孔去观察烛焰，若要看到烛焰，应满足烛焰、人眼和两个孔在___________，操作过程中他还在B纸片上看到了一个烛焰的像，这个像是___________（选填“正立”或者“倒立”）的___________（选填“实像”或者“虚像”）。 【答案】 光的直线传播 同一条直线上 倒立 实像 【详解】[1]光在同一种均匀介质中沿直线传播，射击瞄准的要领是“三点一线”，这是利用了光的直线传播的原理。 [2]光在同一种均匀介质中沿直线传播，透过两个小孔去观察烛焰，若要看到烛焰，应满足烛焰、人眼和两个孔在同一条直线上。 [3][4]在B纸片上看到了一个烛焰的像，这是光通过A小孔在B纸片上形成的，是小孔成像，这个像是倒立的实像。 【变式2】关于光线，下列说法正确的是（　　） A．光源能射出无数条光线 B．光线就是很细的光束 C．光线不是真实存在的 D．光线是用来表示光传播方向的直线，常用虚线表示 【答案】C 【详解】A．光源发出的是实际的光，光线是模型，并非光源真实射出的，故A错误； B．光线不是实际存在的细光束，只是抽象的模型，故B错误； C．光线是为研究方便构建的模型，不是真实存在的，故C正确； D．光线用来表示光的传播方向，常用实线表示，不是虚线，故D错误。 故选C。 【变式3】日晷是我国古代利用太阳投射的影子来测定时刻的一种计时仪器。如图所示是小李用纸板模拟晷面，用吸管模拟晷针，制成“简易日晷”落实跨学科实践。清晨，阳光斜照在晷针上，在晷面上投下长长的影子，随着时间推移，影子的位置和长度会发生变化。 (1)从清晨到正午，晷针在晷面上的影子长度变化情况是___________；实验时小李发现影子中的地面温度更低些，说明光具有___________。 (2)若要提高此日晷计时的精确度，在不改变晷面大小的情况下，可以尝试的一种改进方法是：___________。 【答案】(1) 逐渐变短 能量 (2)换用更细的晷针 【详解】（1）影子是光沿直线传播形成的，从清晨到正午，太阳高度逐渐升高，太阳光与晷面的夹角逐渐变大，因此晷针影子长度逐渐变短；影子区域没有阳光照射，温度比光照区域更低，说明光照能带来能量，因此光具有能量。 （2）粗晷针的影子边缘模糊，会增大计时误差，在不改变晷面大小的情况下，换用更细的晷针可以让影子轮廓更清晰，从而提高计时精确度。 【变式4】按要求作图：如图所示，小红站在路灯下，请画出小红在地面上形成影子的光路，并标出影子的位置。 【答案】 【详解】光在同一均匀介质中是沿直线传播的，当光照在不透明的物体上就会在物体的背面形成一个黑暗的区域，也即影子。过光源S和人的头顶作一条光线，这条光线与地面的交点A就是影子的最右端位置，从人的脚O点到交点A之间的地面区域，就是人的影子。据此作图。 【变式5】如图甲为手机防窥膜结构图，采用了超细百叶窗光学技术。贴在手机屏幕上的效果（如图乙），此防窥膜贴在手机屏幕上______（选填“能”或“不能”）防止正上方的窥视：为了让防窥效果更好（可视范围减小），可以适当地______（选填“增大”或“减小”）超细百叶窗的间距。如丙图所示，当人随地球一起运动到______区域内会看到日全食。（选填“A”“B”“C”“D”） 【答案】 不能 减小 B 【详解】[1]由图乙可知，两侧之所以看不清屏幕内容，是由于光的直线传播，此防窥膜贴在手机屏幕上，由于屏幕正上方在可视范围内，所以不能防止正上方的窥视。 [2]根据光的直线传播，要让防窥效果更好，即可视范围减小，应适当减小超细百叶窗的间距，这样能透过光线的角度范围就更小。 [3]日全食是射向地球上的太阳光被月亮全部遮住时看到的现象，因此当人随地球一起运动到B区域时会看到日全食。 知识点3：光速 1．光在真空中的传播速度 光在真空中的传播速度是宇宙间最快的速度。真空中的光速约为，用字母c表示。光在空气中的传播速度略小于（选填“略小于”“等于”或“略大于”）在真空中的速度，在计算时可近似认为与真空中的速度相同。 2．光在不同介质中的传播速度 光在各种介质中的速度都比在真空中慢。光在水中的速度大约是真空中速度的3/4；光在玻璃中的速度大约是真空中光速的2/3。 3．光速与声速的比较 光速大于声速（选填“大于”“小于”或“等于”）。雷声和闪电同时发生，但我们总是先看到闪电后听到雷声，就是因为光速比声速快。 4．光年 宇宙中恒星间的距离都非常大，为了表述方便，天文学家用了一个非常大的长度单位——光年，它等于光在一年内传播的距离，例如我们最熟悉的牛郎星和织女星，相距16光年。 光年与米的换算关系为:1光年=9.4 608×1015 m。 ①光在真空中的传播速度是3×10⁸ m/s，而不是3×10⁸ km/s。 ②光年是长度单位，不是时间单位。 ③光不仅可以在空气、水、玻璃中传播，还可以在真空中传播；而声音的传播需要介质，真空不能传声。 【典例3】光在同种均匀物质中沿__________传播，光在真空中的传播速度最大，每秒钟通过的路程是__________km。 【答案】 直线 【详解】[1]光在同种均匀物质中沿直线传播，这是光传播的基本规律。 [2]光的传播不需要介质，光在真空中传播速度最大，为km/s，即每秒钟通过的路程是km。 【变式1】关于光的传播，下列说法正确的是（     ） A．光可以在真空中传播 B．光在任何情况下都是沿直线传播的 C．光从空气进入水中传播速度变快 D．夜晚有时可以看到月光，所以月亮是光源 【答案】A 【详解】A．光的传播不需要介质，可在真空中传播，故A正确； B．光仅在同种均匀介质中沿直线传播，并非任何情况下都沿直线传播，故B错误； C．光在空气中的传播速度大于在水中的传播速度，光从空气进入水中传播速度变慢，故C错误； D．光源是自身能够发光的物体，月光是月亮反射的太阳光，月亮自身不发光，不是光源，故D错误。 故选A。 【变式2】下列关于声和光的说法中，正确的是（     ） A．声和光传播都需要介质 B．声传播需要介质，光传播不需要介质 C．光速和声速一样 D．光在各种介质中传播速度都是3×108m/s 【答案】B 【详解】AB．声音的传播需要介质，真空不能传声，光可以在真空中传播，光的传播不需要介质，故A错误，B正确； C．声音在空气中的传播速度约为340m/ s，光在真空中的传播速度是，光速远远大于声速，故C错误； D．光只有在真空中的传播速度才是，光在空气、水、玻璃等其他介质中传播时，传播速度都会小于，故D错误。 故选B。 【变式3】如图甲为月食现象，其原理是______，能正确描述月食形成原因的是图______（选填“乙”或“丙”）。为了探测地球与月球之间的距离，可以从地球上向月球发射______（选填“声音”或“光”）信号，并记录它返回的时间。 【答案】 光在同种均匀介质中沿直线传播 丙 光 【详解】因光在同种均匀介质中沿直线传播，月食由地球遮挡太阳射向月球的光形成，故其原理为光的直线传播。 由月食成因可知，地球位于太阳与月球之间，故正确描述月食形成原因的是丙图。 因地月之间为真空环境，声音无法在真空中传播，故探测地月距离需发射光信号。 模块三 方法技巧 方法技巧 光沿直线传播的辨析与应用 技巧口诀：光源自身能发光，同种均匀直线传；影子日食小孔像，激光准直和瞄准。 解释：解决光沿直线传播相关问题，要从以下角度分析： 1.光源的判断：看物体是否能够自行发光。月亮、镜子、屏幕等都不是光源。 2.光沿直线传播的条件：光在同种均匀介质中沿直线传播。如果介质不均匀，光的传播方向会发生改变；光在两种介质的交界面，会发生反射和折射。 3.光沿直线传播的典型现象：影子的形成、小孔成像、日食、月食、一叶障目、坐井观天、立竿见影、激光准直、射击瞄准、站队看齐等。 4.光速的应用：光在真空中的传播速度最快，为3×10⁸m/s。光速远大于声速，所以先看到闪电后听到雷声。 易错点： ①误认为月亮是光源（月亮反射太阳光）； ②误认为光在任何情况下都沿直线传播（必须在同种均匀介质中）； ③误认为小孔成像所成的像与孔的形状有关（像的形状只与物体形状有关，与孔的形状无关）； ④误认为光年是时间单位（光年是长度单位）。 模块四 课后作业 一、单选题 1．关于光源，下列说法正确的是（     ） A．所有能发光的物体都是光源 B．光源分为天然光源和人造光源 C．月亮是天然光源 D．蜡烛是天然光源 【答案】B 【详解】A．只有自身发光的物体才是光源，靠反射其他光源发光的物体不属于光源，故A错误； B．光源可分为天然光源（如太阳、萤火虫）和人造光源（如点亮的电灯），分类正确，故B正确； C．月亮本身不发光，它反射的是太阳光，不属于光源，故C错误； D．蜡烛是人类制造的发光物体，属于人造光源，不是天然光源，故D错误。 故选B。 2．以下物质既能传播声音又能传播光的是（　　） A．水、玻璃、空气 B．真空、空气、水 C．大理石、玻璃、真空 D．水、真空、玻璃 【答案】A 【详解】A．声音传播需要介质，水、玻璃、空气均为声的传播介质，可传播声音；光可在透明介质中传播，水、玻璃、空气都能传播光，故A符合题意； BCD．真空不能传播声音，不满足“既能传播声音又能传播光”的条件，故BCD不符合题意。 故选A。 3．夜晚，当你从远处走近一盏路灯又远离路灯的过程中，你的影子的长度是（     ） A．先变短后变长 B．先变长后变短 C．逐渐变短 D．逐渐变长 【答案】A 【详解】路灯的光线沿直线传播，被人体遮挡后会在地面形成影子，当人从远处走向路灯时，人与路灯的水平距离不断减小，光线和地面的夹角逐渐变大，影子长度会不断变短；当人走到路灯正下方时，影子长度达到最短；之后人远离路灯的过程中，人与路灯的水平距离不断增大，光线和地面的夹角逐渐变小，影子长度就会不断变长；因此整个过程影子的长度是先变短后变长。 故选A。 4．打雷时，总是先看见闪电，后听见雷声，这是因为（　　） A．打雷时先发出闪电，后发出雷声 B．闪电和雷声同时发生，但光速要比声速快得多 C．闪电和雷声同时传到，但人耳反应较慢 D．上述理由都不对 【答案】B 【详解】闪电和雷声是同时发生的，光在空气中的速度约为，声音在空气中的传播速度约340m/s，光和声音传播相同的距离，由可知，光用时比声音短得多，所以总是先看见闪电，后听见雷声。故选B。 5．2025年9月，月全食出现于夜空，下列说法正确的是（     ） A．月亮是自然光源 B．月全食现象的形成与光的直线传播有关 C．发生月全食的时候，月亮位于地球和太阳之间 D．光穿过大气层传播到地球上，说明光的传播需要介质 【答案】B 【详解】A．月亮本身不发光，它只反射太阳光，月亮不是光源，故A错误； BC．月全食是光沿直线传播形成的，地球挡住了太阳射向月球的光，即地球位于太阳和月亮之间，就形成了月食，故B正确，C错误； D．光可以在真空中传播，说明光的传播不需要介质，故D错误。 故选B。 二、多选题 6．如图，是体现我国古代人们智慧的一些成果。关于其中所涉及的物理知识，分析正确的是（     ） A．图甲：日晷能显示大概时刻，应用了光的直线传播原理 B．图乙：在三音石上拍手，可听到多次回音，利用了声音的反射 C．图丙：演奏时，敲击大小不同的编钟，主要是为了改变声音的响度 D．图丁：小孔成像仪可以在屏幕上呈现出人的倒立的实像 【答案】ABD 【详解】A．日晷通过晷针的影子显示时刻，影子是由光的直线传播形成的，故A正确； B．声音遇到回音壁等障碍物发生反射，形成多次回音，利用了声音的反射，故B正确； C．大小不同的编钟振动频率不同，敲击时主要是为了改变声音的音调，故C错误； D．小孔成像是由光的直线传播形成的，可以在屏幕上呈现出倒立的实像，故D正确。 故选ABD。 7．关于光与声音，下列说法中正确的是（     ） A．声音和光都不能在真空中传播 B．光在传播过程中可以产生反射，声音不能 C．在空气中，光速比声速快 D．声音和光都能传递信息和能量 【答案】CD 【详解】A．声音的传播需要介质，不能在真空中传播；太阳光能从太空传到地球，说明光可以在真空中传播，故A错误； B．光在传播过程中遇到障碍物会发生反射，如镜面反射、漫反射等；声音也能发生反射，比如回声就是声音反射的现象，故B错误； C．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340m/s，显然在空气中光速比声速快，故C正确； D．声音可以通过语言交流、回声定位等传递信息和能量，光可以通过光纤通信、太阳能等传递信息和能量，声音和光都能传递信息和能量，故D正确。 故选CD。 8．如图是小华制作的简易"针孔照相机"，在纸筒一端蒙上扎有小孔的黑纸，在另一端蒙上半透明薄膜。将小孔对准远处的物体，在薄膜上观察到清晰的像。下列说法正确的是（     ） A．薄膜上呈现的是正立、缩小的实像 B．小孔越小，像越明亮 C．要使像变大，应增大小孔与薄膜的距离 D．针孔照相机利用了光的直线传播原理 【答案】CD 【详解】A．针孔照相机利用小孔成像原理，成的是倒立的实像，不是正立的，故A错误； B． 小孔越小，进入照相机的光线越少，像越暗，故B错误； C． 根据小孔成像的特点，物距不变时，像距（小孔与薄膜的距离）越大，像越大，故C正确； D． 针孔照相机是利用光的直线传播原理制成的，故D正确。 故选 CD。 三、填空题 9．夏日的午后，阳光明媚。同学们在校园内的浓密树荫下乘凉时，看到地面上的圆形光斑如图所示，这是____________（选填“树的影子”、“太阳的影子”、“树叶间空隙的像”或“太阳的像”）。 【答案】太阳的像 【详解】该现象属于小孔成像，由光的直线传播规律可知，小孔所成的像与物体形状相同，与小孔形状无关，此处物体为太阳，故地面上的圆形光斑是太阳的像。 10．光在同种均匀介质中沿__________传播，发生“日食”的时候，太阳、地球、月球的位置在一条直线上，三者中在中间的是_________，光年是___________单位。 【答案】 直线 月球 长度 【详解】[1]根据光的基本传播规律，光在同种均匀介质中沿直线传播。 [2]发生“日食”的时候，太阳、地球、月球的位置在一条直线上，三者中在中间的是月球。因为日食是月球挡住了太阳射向地球的光，所以月球处于太阳和地球中间。 [3]光年是长度单位，它指的是光在真空中一年内传播的距离，用于衡量天体之间的距离等。 四、作图题 11．请作出物体AB经小孔在MN墙面上像并作出光路。 【答案】 【详解】根据光在同种均匀介质中光是沿直线传播的，然后过A点和B点分别作出通过小孔的光线，根据光线与光屏的交点确定像的位置。过A点和小孔画出一条光线交MN于，再过B点和小孔画出一条光线交MN于，即AB的像为，如图所示： 12．按要求作图。如图所示，在晴朗的白天，竖直竹竿AB立于水平地面上，太阳光从侧上方S点照射。请在图中画出太阳光经过竿顶A的光路图，并标出竿在地面上形成影子的长度。 【答案】 【详解】因为光沿直线传播，太阳光可视为平行光，所以连接光源S和竿顶A，得到入射光线SA。将SA延长，使其与水平地面相交于点C，那么线段BC就是竹竿AB在地面上的影子长度。 13．成语“井底之蛙”故事揭示了“眼界决定认知”的核心道理，警示人们要突破环境局限、拓宽视野的重要性。请利用光学知识作图说明，干枯的井底O点趴着一只青蛙能看到的井外的视野范围（O点为青蛙眼睛处），如图所示。 【答案】 【详解】 光在空气中沿直线传播，从青蛙处作过井口边缘的两条射线，这两条光线进入青蛙眼睛即为它看到井外景物的边界，这两条光线之间的范围，就是青蛙能看到的井外的视野范围，据此作图。 五、实验题 14．在研究光的传播路径时，小明做了下面几个小实验； (1)小明在玻璃缸中加入清水，沿缸壁轻轻注入浓糖水，不搅拌，从侧壁水平照射激光，看到缸内光的路径是弯折的如图甲所示，当搅拌缸中的水后，观察到光是沿直线传播的，说明光沿直线传播的条件是______； (2)我国古代学者对“光沿直线传播”的现象曾做过许多研究，例如战国时期的《墨经》就有小孔成像的解释，如图乙所示： ①小孔成的像是______（填“正立”或“倒立”）的______（选填“实”或“虚”）像； ②若使小孔由圆形改为三角形，则所成的像的形状______（选填“改变”或“不变”）； ③若只将蜡烛远离小孔，则所成像将______（选填“变大”、“变小”或“不变”）。 【答案】(1)光在同种均匀介质中沿直线传播 (2) 倒立 实 不变 变小 【详解】（1）未搅拌时，玻璃缸内有清水和浓糖水，液体不均匀，光传播路径弯折；搅拌后液体均匀，光沿直线传播，所以光沿直线传播的条件是在同种均匀介质中。 （2）[1]小孔成像是光沿直线传播形成的，是由实际光线会聚而成，所以是倒立的实像。 [2]小孔成像中像的形状只与物体形状有关，和小孔形状无关，所以将小孔由圆形改为三角形，像的形状不变。 [3]固定小孔和光屏位置，只将蜡烛远离小孔，根据光的直线传播规律，光屏上蜡烛的像会变小。 六、科普阅读题 15．阅读短文，回答问题： 研究制作圭表 圭表是我国古代的计时工具，是度量日影长度的一种天文仪器。如图所示，表是垂直立于水平地面的标杆，圭是正南正北方向水平放置的尺，用它测量正午时表的日影长度，从而确定一年的时间和季节。古人把最长日影的那天称为冬至，最短日影的那天称为夏至，两个冬至之间则定为一个回归年，一年分24节气，每个节气15天。 小明在薄木板上垂直固定一支长20cm的铅笔，完成简易圭表的制作。今年国庆节，他将自制的圭表放在太阳光下的水平地面上，用来研究一天中影子随时间变化的规律，8:00-16:00之间，每隔1小时，在薄木板上画出铅笔的影子，在11:00-13:00之间，每隔20分钟，在铅笔影子的顶端做一个记号，测量影长并记录在下表中。 序号 1 2 3 4 5 6 7 时间 11:00 11:20 11:40 12:00 12:20 12:40 13:00 影长/cm 16.8 16.6 16.2 11.5 16.2 16.6 16.8 (1)今年“立冬”是11月7日，11月11日的正午，表的日影顶端在圭上刻度“立冬”的________（选填“左”或“右”）端。 (2)如图乙所示，是小明同学在水平板上记录的12:00、16:00时铅笔的影子，其中B点在O点的________（选填“东”、“西”、“南”或“北”）侧，OA是________（选填“12:00”或“16:00”）时铅笔的影子。 (3)请根据表中数据，在图丙中画出影长随时间变化的图像________。根据图像可知，12:10时，影子的长度约为________cm。 【答案】(1)左 (2) 北 16:00 (3) 13.9 【详解】（1）今年“立冬”是11月7日，11月11日的正午表的正午影子比立冬的长，所以表的日影顶端在圭上刻度在“立冬”的左端。 （2）[1]B点是12:00时铅笔的影子，此刻太阳在O点的正南方，所以B在O点的北侧。 [2]下午，当太阳在铅笔西侧时，铅笔的影子在东侧，所以OA是16:00时铅笔的影子。 （3）[1][2]根据描点法可知，表格数据中（时间，影长）的相应数据对应点描在图像上，然后连线，作图见答案；根据图像可知12:00-12:20，影子的长度随时间均匀变长 所以12:10的影长 1 / 2 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $