4.1 光的直线传播（讲义）物理新教材人教版八年级上册

本讲义聚焦光的直线传播核心知识点，系统梳理光源（定义及天然、人造分类）、光在同种均匀介质中沿直线传播规律（光线模型、影子/日食/小孔成像等现象及应用）、光的传播速度（真空光速、介质速度差异、光年单位），构建从基础概念到规律应用的完整学习支架。 该资料通过糖溶液中光路变化实验培养科学探究能力，易错提醒（如光源判断、光线模型）强化科学思维，结合圭表、日晷等传统文化渗透科学态度与责任。课中辅助教师实验教学，课后随学随练和题型分析帮助学生查漏补缺，提升知识应用能力。

第四章 光现象 第1节 光的直线传播 课标要点 通过大量的实验观察，得出光在同种均匀介质中沿直线传播的规律，并建立光线模型。 学习重难点 重点：通过大量的实验观察，得出光在同种均匀介质中沿直线传播的规律，并建立光线模型。 难点：用光的直线传播解释生活中的一些常见现象。 知识点 光源 1. 光源：能够发光的物体叫作光源。 2. 光源的分类： （1）天然光源：自然界本身存在的光源。如太阳、萤火虫、水母、灯笼鱼等。 （2）人造光源：人为制造的光源。如点燃的火把、发光的电灯、发光的无影灯等。 易错提醒 初中物理光源部分的核心易错点可归纳为三类： 一是概念判断误区，光源必须是‌自身能发光‌的物体，月亮、钻石、镜子、银幕靠反射光发亮，都不属于光源，不少同学误将反光物体判定为光源。 二是分类混淆，天然光源是自然界原生的太阳、水母、萤火虫，人造光源是发光灯泡、燃烧火把，注意“正在发光”才是有效判定前提。 三是关联概念混淆，光线是人为构建的理想物理模型，并非真实存在，光年是长度单位而非时间单位，这些细节常成为考题失分点。 随学随练 1．下列物体中，全部属于光源的是（     ） A．太阳、月亮、萤火虫 B．萤火虫、水母、恒星 C．电灯、钻石、蜡烛 D．月亮、水母、霓虹灯 【答案】B 【详解】A．月亮本身不发光，只是反射太阳光，不属于光源，故A不符合题意； B．萤火虫、水母、恒星都能自身发光，属于光源，故B符合题意； C．钻石本身不发光，不属于光源，故C不符合题意； D．月亮不属于光源，故D不符合题意。 故选B。 2. 下列物体中，不能叫作光源的是（　　） A．耀眼的太阳 B．皎洁的月亮 C．点燃的蜡烛 D．发光的萤火虫 【答案】B 【详解】太阳、点燃的蜡烛、发光的萤火虫都可以自身发光，都属于光源；月亮本身不能发光，我们看到的月光是月亮反射的太阳光，因此月亮不属于光源。故选B。 知识点 光的直线传播 1. 光的直线传播 （1）光的传播介质：空气、水、玻璃等透明物质可以作为光传播的介质。 （2）光在同种均匀介质中沿直线传播。 （3）光在不同的介质或同种不均匀的介质中，不一定沿直线传播。 2. 光线 （1）概念：通常用一条带有箭头的直线表示一束光传播的径迹和方向，这样的直线叫作光线。 （2）画法：光线是实线，且表示光线传播方向的箭头一般画在直线的中间位置。 （3）研究方法：物理模型法。这种通过模型来揭示原型的形态、特征和本质的方法称为“模型法”。光线实际上是不存在的，人们是为了方便研究光的传播路径而引入的一种物理模型。 3. 光直线传播的一些现象 （1）影子：光在传播过程中，遇到不透明的物体，在物体背面形成的阴暗区叫影子。 （2）日食、月食的形成 ①原理：光的直线传播。 ②成因：日食是地球上的人看太阳，由于光是沿直线传播的，太阳光被月球挡住了（图甲）。月食是地球上的人看月球，由于光是沿直线传播的，太阳光被地球挡住了（图乙）。 甲 乙 当月球运行到太阳和地球中间时，太阳光被月球挡住，月球的黑影落在地球上，就形成了日食。而当地球运行到太阳和月球中间时，太阳光被不透明的地球挡住，地球的影落在月球上，就形成了月食。 （3）小孔成像 ①小孔成像原理：小孔成像的原理是光的直线传播。如图所示，烛焰上部的光线，由于光的直线传播，通过小孔后，射到了下部；同理，烛焰下部的光线通过小孔后，射到了上部。 ②小孔成像特点：小孔成倒立的大小不确定的实像，上下颠倒、左右相反。像的大小与物体到小孔的距离以及光屏到小孔的距离有关。像的形状与物体的形状相同，与小孔的形状无关。 4. 光直线传播的应用 利用激光引导掘进方向；射击瞄准时的“三点一线”；站队列时，队列是否整齐的判断等。 易错提醒 ‌1. 光源判断误区‌：误将月亮、钻石、反光镜面当作光源，这类物体仅靠反射光线发光，自身不能发光，不属于光源。 ‌2. 传播条件漏记‌：忽略“同种均匀介质”的前提，误以为光在任意介质中都沿直线传播，光在非均匀介质、两种不同介质界面会发生偏折。 ‌3. 光线概念误解‌：认为光线是真实存在的物理实体，实际它是为研究光建立的理想模型，现实中并不存在。 ‌4. 小孔成像混淆‌：错觉得像的形状由小孔形状决定，实际像的形状只和物体轮廓一致，与孔的形状无关，且成的是上下、左右都颠倒的实像。 ‌5. 现象区分错误‌：把“影子”和“倒影”混为一谈，影子是光无法到达的暗区，由光的直线传播形成；倒影是水面反射形成的虚像，属于光的反射现象。 随学随练 1．在学习光的传播时，老师进行了如下实验演示：①用激光笔射向水中，观察到光路是一条直线；②用漏斗向水中慢慢注入糖溶液，观察到光路发生了弯曲；③搅拌均匀后，观察到光路又变为直线。该实验是为了得出结论（　　） A．光在任何液体中都可以沿直线传播 B．光只有在水中才沿直线传播 C．光在糖溶液里不能沿直线传播 D．光在同种均匀介质中沿直线传播 【答案】D 【详解】从①中我们发现光在水中沿直线传播；而②中加入浓糖水后，光不再沿直线传播，③中对液体搅拌后，介质又变得均匀，光又沿直线传播，故可以得出，光在同种均匀介质中才沿直线传播，故ABC不符合题意，D符合题意。故选D。 2. 今年正月十五，我国多地观赏到壮观的月全食现象，花灯映红月，把元宵节的浪漫拉满。其中月全食的形成属于（    ） A．光的直线传播 B．光的反射 C．光的折射 D．光的色散 【答案】A 【详解】当太阳、地球、月球运动到同一直线，地球处于太阳和月球之间时，沿直线传播的太阳光被地球遮挡，无法照射到月球上，月球进入地球的阴影区，就形成了月全食，因此月全食属于光的直线传播现象。故选A。 知识点 光的传播速度 1. 光在真空中的传播速度 光在真空中的传播速度最快，通常情况下，真空中光速近似取c＝3.0×108m/s。 2. 光在其他介质中的速度 （1）光在空气中的传播速度接近光在真空中的传播速度，可以认为等于c。 （2）光在水中的传播速度约为,在玻璃中的传播速度约为。  3. 光年 “光年”是长度的单位，它等于光在1年内传播的距离。 1光年＝3×108m/s（365×24×3600）s＝9.4608×1015m＝9.4608×1012km。 易错提醒比较声与光的传播情况： 声 光 不能在真空中传播 能在真空中传播，且速度最大 15℃空气中速度为340m/s 空气中速度约为3.0×108m/s 声音传播需要介质 光的传播不需要介质 随学随练 1．发生雷电时，我们总是先看到闪电，后听到雷声，这是因为（     ） A．闪电先发生，雷声后发生 B．光的传播速度比声音快 C．声音的传播速度比光快 D．以上说法都不对 【答案】B 【详解】雷电发生时，闪电和雷声是同时产生的。光在空气中的传播速度远大于声音在空气中的传播速度，相同距离下光到达人眼的时间远短于声音到达人耳的时间，因此我们总是先看到闪电后听到雷声，故选B。 2. 关于光的传播速度，下列说法正确的是（     ） A．光在任何介质中的传播速度都是 B．光在水中的传播速度大于在空气中的传播速度 C．光在真空中的传播速度最快 D．光年是时间单位 【答案】C 【详解】A．光在真空中的传播速度是，在其他介质中速度会变慢，故A错误； B．光在水中的传播速度小于在空气中的传播速度，故B错误； C．光在真空中的传播速度为，光在真空中的传播速度最快，故C正确； D．光年是长度单位，故D错误。 故选C。 题型 光的直线传播与应用 ‌做这类题型首先要抓核心判定条件：只有满足“同种均匀透明介质”，光才会沿直线传播，介质改变或分布不均时，光会发生折射或反射，直接排除不符合该条件的选项。 1. 区分易混现象是关键：要把光的直线传播的典型场景和其他光现象划清界限——影子、小孔成像、日食月食、坐井观天属于直线传播，水中倒影是光的反射，看水中物体“变浅”是光的折射，别被“影子”这类字面表述误导。 2. 小孔成像题型要牢记两个核心结论：像为倒立实像，形状只和物体轮廓有关，和小孔形状无关，树荫下的圆形光斑就是太阳通过树叶缝隙成的像，直接套用结论就能快速解题。 3. 作图题要注意细节：光线必须画带箭头的实线，箭头方向指向人眼（代表光进入眼睛），像坐井观天、路灯下找光源位置这类题，直接连接观测点和井口边缘、人头顶与影子端点，延长线交点就是所求位置，别漏画箭头。 活学活用 1．如图是我国古人发明的天文仪器“圭表”，通过测量正午时分表（直杆）在圭（刻度尺）面上投下的“日影”长度，来测定节气。它主要是通过持续测量并比较（     ） A．表的高度 B．圭的长度 C．表在圭上形成的影子长度 D．太阳的方位 【答案】C 【详解】不同节气正午太阳高度不同，光沿直线传播，表在圭上形成的影子长度不同，圭表正是通过持续测量比较影子长度来测定节气。故选C。 2．如图是我国古代计时用的一种仪器——日晷，它是利用了光的______原理制成的，当太阳从东向西移动时，日晷上的影子便______（选填“由东向西”或“由西向东”）移动。晴朗的夏天，在树荫下看到很多圆形的光斑，这些圆形光斑其实是太阳通过树叶的缝隙形成的倒立的______（选填“实”或“虚”）像。 【答案】 直线传播 由西向东 实 【详解】日晷的原理是：由于光的直线传播，晷针会在晷面上形成影子，根据影子在晷面上指示的刻度计时；当太阳从东向西移动时，日晷上的影子便由西向东移动。树荫下圆形的光斑是由于光的直线传播，太阳经树叶间的小孔所成的像，该像是倒立的实像。 题型 光的传播速度 1. 核心概念先理清，避开基础陷阱 首先要明确两个关键前提：真空中光速是宇宙最快值，取固定值(c=3×108m/s)，光的传播不需要介质，真空也能传播；而声音传播必须依赖介质，真空无法传声，这是两类易混题型的核心区分点。同时牢记“光年”是长度单位，不是时间单位，这类概念辨析题是高频易错点。 2. 介质速度排序记牢，快速判断大小 光在不同透明介质中速度有固定规律：v真空>v空气>v水>v玻璃，遇到介质光速排序、不同场景光速对比题，直接套用规律就能快速选出答案，不用额外推导。 3. 现象类题型抓“快慢差”核心 遇到“先看到闪电后听到雷声”“先看到敲鼓动作后听到鼓声”这类生活现象题，不用复杂计算，直接抓住“空气中光速远大于声速”这一核心点作答即可。涉及天体距离的计算，直接用s=ct代入数值，注意单位统一成米和秒，就能轻松算出结果。 活学活用 1．科学家向月球发射激光，经过约 2.56s 后接收到从月球反射回来的激光信号。已知光在真空中的传播速度为 3×108m/s，求： （1）激光从地球传到月球需要多长时间？ （2）地球到月球的距离大约是多少米？ 【答案】(1)1.28s (2) 【详解】激光从地球发射到月球再反射回地球走的是往返路程，所以单程时间是总时间的一半 根据速度公式可得，地球到月球的距离 2．一天小明看到闪电后，经过6s听到雷声，已知声音在空气中的传播速度为340m/s，光在空气中的传播速度为，求： （1）雷声产生的地点与小明的距离；（光的传播时间忽略不计） （2）请通过计算说明为什么光的传播时间忽略不计。 【答案】(1)2040m (2)光的传播时间因为远小于6s，所以光的传播时间忽略不计 【详解】（1）忽略光的传播时间，雷声产生的地点与小明的距离等于声音传播的路程，即 （2）根据速度公式据得光的传播时间 由于远小于声音传播的6s，因此光的传播时间可忽略不计。 基础通关 1．《墨经》记载“景到（倒），在午有端，与景长，说在端。”这是最早的小孔成像实验记载，其中应用的原理是（     ） A．光的反射 B．光的折射 C．光的直线传播 D．光的色散 【答案】C 【详解】小孔成像的原理是光的直线传播，物体发出的光沿直线通过小孔后，在光屏上形成倒立的实像，与《墨经》中记载的现象原理一致。 故选C。 2. 2026年元宵节，夜空出现“红月亮”，月食形成的原因是（     ） A．光的色散 B．光的反射 C．光的折射 D．光的直线传播 【答案】D 【详解】当太阳、地球、月球在同一直线上，地球位于太阳与月球之间时，太阳发出的光被不透明的地球挡住，光线照不到月球上，在地球上看不到月亮的现象就是月食，月食是由光的直线传播形成的，故选D。 3. 某同学家想要在乙楼购买一套房子。为确保房间内一年四季都有好的光照条件，应该选择图中所示的哪一个节气前后去看房（     ） A．春分 B．秋分 C．夏至 D．冬至 【答案】D 【详解】我国位于北半球，冬至日太阳直射南回归线，是一年中正午太阳高度最小、物体影子最长的一天。 此时楼房的遮挡效果最明显。如果冬至前后房屋都能有充足光照，那么一年中其他节气太阳高度更大、影子更短，采光自然都有保障。 因此要检验全年采光，选冬至前后看房最合适，故D符合题意，ABC不符合题意。故选D。 4. 下列现象中，可用“光的直线传播”解释的是（　　） A．日偏食 B．空中的彩虹 C．放大的邮票 D．水中的倒影 【答案】A 【详解】A．日偏食是月球遮挡了部分太阳射向地球的太阳光，是光在同种均匀介质中沿直线传播形成的，故A符合题意； B．空中的彩虹是太阳光经过空气中的小水珠发生折射，分解为多种色光，属于光的色散现象，原理是光的折射，故B不符合题意； C．放大邮票利用了凸透镜成像（放大镜）的原理，本质是光的折射，故C不符合题意； D．水中的倒影属于平面镜成像，原理是光的反射，故D不符合题意。 故选A。 5. 下列关于小孔成像和影子的说法，正确的是（　　） A．小孔成像和影子都是光沿直线传播形成的实像 B．小孔成像的形状与小孔的形状有关，影子的形状与物体形状有关 C．小孔成像是倒立的实像，影子是光被遮挡形成的黑暗区域 D．小孔成像和影子的大小都只与物体到遮挡物的距离有关 【答案】C 【详解】A．影子不是像，它是光被物体遮挡后形成的黑暗区域，不是实像，故A错误； B．小孔成像的形状只和物体形状有关，与小孔的形状无关，故B错误； C．小孔成像是光沿直线传播，经小孔汇聚成的倒立实像，影子是光被物体遮挡形成的黑暗区域，描述正确，故C正确； D．小孔成像的大小和物体到小孔的距离、小孔到光屏的距离都有关；影子大小也和物体到光源的距离、物体到光屏的距离都有关，故D错误。 故选C。 6. 2025年9月7日晚至8日凌晨发生的月全食是今年我国境内唯一全程肉眼可见的月全食，其过程如图所示，其中食既到生光阶段持续了1h23min。下列说法正确的是（     ）    A．月亮变红，说明月亮是光源 B．月全食现象的形成是由于光的直线传播 C．发生月全食时，月亮位于地球和太阳之间 D．光穿过大气层传播到地球上，说明光的传播是需要介质的 【答案】B 【详解】A．月亮本身不能发光，它是反射太阳光，因此月亮不是光源，故A错误； B．月全食是地球遮挡太阳光，由光的直线传播形成，故B正确； C．月全食时，月亮位于地球的阴影中，地球位于太阳和月亮之间，故C错误； D．光可在真空中传播（如太阳光穿过太空到地球），不需要介质，故D错误。 故选B。 7. 一束光依次通过空气、玻璃和水，比较光在三种物质中传播的快慢，下列说法正确的是（　　） A．在水中最快 B．在玻璃中最快 C．在空气中最快 D．一样快 【答案】C 【详解】光在不同介质中的传播速度不同，真空中的传播速度最快，在空气中的速度和真空接近，在水中的传播速度约为真空中传播速度的，在玻璃中的传播速度约为真空中传播速度的。故选C。 8. 清晨，太阳光穿过树叶间的缝隙，在地面上形成许多大小不一、轮廓清晰的圆形光斑。地面上光斑的形状主要由______形状决定。（选填“树叶缝隙”或“太阳”） 【答案】太阳 【详解】该现象属于小孔成像，光沿直线传播，树叶间的缝隙相当于小孔，地面上的圆形光斑是太阳经小孔所成的实像。小孔成像的特点是像的形状由成像物体的形状决定，与小孔的形状无关，因此地面上光斑的形状主要由太阳的形状决定。 9. 如图所示，小明想通过三张纸片上的小孔看见烛焰，他应将________和三个小孔及人眼调到________上，原因是光在均匀介质中是沿________传播的。 【答案】 烛焰 同一直线 直线 【详解】这是光沿直线传播的典型应用，光在均匀介质中沿直线传播，只有烛焰发出的光能沿直线依次穿过三个小孔进入人眼时，人才能看见烛焰，因此需要将烛焰、三个小孔和人眼调整到同一直线上。 10. 如图甲为手机防窥膜结构图，贴在手机屏上的效果如图乙，两侧看不清屏幕内容，其原理是______；为了让防窥效果更好，可以适当______（选填“增大”或“减小”）超细百叶窗的距离。 【答案】 光的直线传播 减小 【详解】超细百叶窗会阻挡斜向侧面的光线，只有正对屏幕一定角度范围内的光线能射出，利用了光在同种均匀介质中沿直线传播的规律，因此两侧看不清屏幕内容； 要提升防窥效果，需要缩小可视范围，减小超细百叶窗的间距后，能透过光线的角度范围更小，侧面光线被遮挡更多，防窥效果更好。 素养提升 11．下列关于小孔成像和影子的说法，正确的是（     ） A．小孔成像和影子都是光沿直线传播形成的实像 B．小孔成像的形状与小孔的形状有关，影子的形状与物体形状有关 C．小孔成像是倒立的实像，影子是光被遮挡形成的黑暗区域 D．小孔成像和影子的大小都固定不变，与物体到小孔 / 遮挡物的距离无关 【答案】C 【详解】A．影子不是像，只是光被不透明物体遮挡后，在物体后方形成的黑暗区域，没有实际光线会聚；只有小孔成像是实际光线会聚形成的倒立实像。故A错误； B．小孔成像的形状只与物体形状有关，与小孔形状无关（例如圆形小孔成蜡烛的像仍是蜡烛形状）；影子的形状与物体形状和光源位置有关。故B错误； C．小孔成像原理是光的直线传播，成倒立实像；影子是光沿直线传播时遇到不透明物体，无法到达物体后方形成的黑暗区域。故C正确； D．小孔成像的大小随物体到小孔的距离、光屏到小孔的距离改变而改变；影子的大小也随光源、物体、光屏三者的相对位置改变而改变。故D错误。 故选C。 12. 学习“光的直线传播”时，老师和同学们一起做了如下实验：①用激光笔射向水中，观察到光路是一条直线；②用长颈漏斗插入水底，向漏斗中慢慢注入浓盐水，观察到光路发生了弯曲；③经搅拌使盐水充分混合后，盐水静止时观察到光路又变直。根据上述现象可得出的结论是（    ） A．光的传播离不开介质 B．光只有在水中才能沿直线传播 C．光在浓盐水里不能沿直线传播 D．光在同种均匀介质中沿直线传播 【答案】D 【详解】从①中我们发现光在水中沿直线传播；而②中加入浓盐水后，光不再沿直线传播，而是发生了弯曲，③中对盐水搅拌充分混合后，介质又变得均匀，光又沿直线传播，故可以得出，光在同种均匀介质中才沿直线传播。故ABC不符合题意，D符合题意。 故选D。 13. 沈括在《梦溪笔谈》中记述到“若鸢飞空中，其影随鸢而移”，而在纸窗上开一个小孔使鸢的影子呈现在室内纸屏上，却观察到“鸢东则影西，鸢西则影东”，则下列说法错误的是（　　） A．“鸢东则影西，鸢西则影东”描述的现象是小孔成像 B．图甲所成的“影”一定比图乙所成的“影”大 C．图甲和图乙都可以用光的直线传播来解释 D．小孔成像时，物左右移动时，其像的移动方向与其相反 【答案】B 【详解】AD．“鸢东则影西，鸢西则影东”像和物移动方向相反，成的是倒立的实像，因此描述的现象是小孔成像，物左右移动时，像的移动方向与物相反，故AD正确，不符合题意； B．图甲是影子的形成，影子的大小取决于鸢与光源的距离和角度，图乙是小孔成像，小孔成像的大小取决于物体、光屏到小孔的距离之比，图乙的像可能比图甲的影子更大，因此图甲的“影”不一定比图乙的“影”大，故B错误，符合题意； C．图甲是影子的形成，图乙是小孔成像，两种现象都是光沿直线传播形成的，都可以用光的直线传播解释，故C正确，不符合题意。 故选B。 14．学习了光学知识后，爱动脑筋的小明和小红想自己探究小孔成像现象。如图所示，他们给两个空罐的底部中央分别打上一个圆孔和方孔，再用两片半透明膜蒙在空罐的口上。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)甲图中点燃的蜡烛通过小孔在半透明膜上的像是___________（选填“倒立”或“正立”）的像。 (2)由甲、乙两图可知实验是在研究小孔成像与孔的形状___________（选填“有关”或“无关”）。 (3)小明和小红明白了：树荫下的圆形光斑是太阳通过树叶间的小孔在地面上形成的___________（选填“实”或“虚”）像。 【答案】(1)倒立 (2)无关 (3)实 【详解】（1）小孔成像原理是光的直线传播，所成的是一个倒立的像，像是由实际光线会聚而成的，是实像。 （2）甲图和乙图中孔的形状不同，物体（蜡烛焰）形状相同，所成的像形状相同，由此可见：小孔成像中像的形状取决于物体的形状，与小孔的形状无关。所以由甲、乙两图可知实验是在研究小孔成像与孔的形状的关系。 （3）树荫下的圆形光斑，属于小孔成像，就是太阳通过树叶间的小孔在地面上所成的实像。 15. 皮影戏是我国传统戏剧类国家级非物质文化遗产，是一种用兽皮或纸板剪制形象并借灯光照射所剪形象而表演故事的戏曲形式。某同学观看皮影戏表演时，发现银幕上形象的大小会变化，产生银幕上形象的大小变化是怎样控制的疑惑。回到学校查阅资料了解到皮影戏的工作原理，他利用手电筒、不透明小物体等器材来探究银幕上形象大小变化与光源、物体之间的关系。实验前该同学在一个光线较暗的房间里将手电筒打开，对准白色墙面，确保墙面能清晰呈现光斑，然后将不透明小物体放在手电筒和墙面之间，观察墙面出现的与不透明小物体形状相似的暗区（影子）；接着_______________，观察影子的大小变化；最后对比发现________________________。 【答案】 保持手电筒和墙面的位置不变，将不透明小物体逐渐靠近（或远离）手电筒 当物体离光源越近时，墙面的影子越大，物体离光源越远时，墙面的影子越小 【详解】本实验采用控制变量法。要探究影子大小和光源、物体相对位置的关系，需要先控制光源（手电筒）到光屏（墙面）的距离不变，只改变物体和光源的距离来观察变化。 根据光的直线传播可知，当物体离光源越近时，物体遮挡光线的范围越大，墙面的影子越大；反之，物体离光源越远时，墙面的影子越小。 迁移创新 16. 日晷主要由相互垂直的“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。 (1)图甲中，铅笔能在阳光下形成影子是由于光的___________ 。实验时，小明发现影子中的地面温度更低些，说明光具有___________。 (2)图乙中，最短的影子OA所指方向大致为_________方。连续记录几天，发现最短的影子OA的长度在变短，则所处的城市扬州正在接近________（选填“冬至”或“夏至”）。 (3)图丙为故宫博物院的“日晷”，你觉得它在计时方面存在的不足是___________。 【答案】(1) 直线传播；能量；(2) 北；夏至；(3)阴雨天（晚上）无法计时 【详解】（1）阳光照射到铅笔时，光不能穿过铅笔，在铅笔后方形成光照不到的区域，因此形成影子，说明光沿直线传播；影子中的地面接收到的太阳光较少，温度较低，说明光能够传递能量。 （2）连续几天最短影子的长度变短，说明正午太阳高度越来越大，因此扬州正在接近夏至；一天中影子最短时，太阳位置最高，此时接近正午。扬州位于北半球，正午时太阳位于南方，因此影子朝向北方。 （3）日晷依靠太阳照射形成影子来计时，没有太阳光时无法形成影子，因此不能正常计时。 17. 如图1所示是晓月用易拉罐制成的简易针孔照相机： (1)使用针孔照相机时，小孔对着______（选填“明亮”或“较暗”）的物体进行观察，更容易看到物体的像； (2)晓月从实验室借来用发光二极管制成的“F”字样光源，如图2甲所示，将“F”字样光源、简易针孔照相机按图2 乙所示位置放好，晓月观察到塑料膜上所成的像是图丙中的______（填序号）； (3)保持“F”字样光源的位置不变，将易拉罐靠近发光的“F”，晓月观察到塑料膜上所成的像的会______（选填“变大”，“变小”或“不变”）； (4)若只将小圆孔改为三角形小孔，则像的形状______（选填“改变”或“不变”）； (5)晴天的正午时分，走在青枫公园的树林里，晓月看到阳光透过树叶的缝隙在地上留下许多大小不同的圆形光斑是______（选填“树叶”、“树叶的缝隙”或“太阳”）的像；圆形光斑大小不一，原因是树叶间缝隙到______距离不同（选填“地面”或“太阳”）。 【答案】(1)明亮；(2)②；(3)变大；(4)不变；(5) 太阳；地面 【详解】（1）使用针孔照相机时，小孔对着明亮的物体，进入小孔的光也多，在半透明塑料板上更容易成像，所以更容易看到物体的像。 （2）根据小孔成像原理，物体发出或反射的光通过小孔后，在小孔后面的光屏上形成倒立的实像，上下颠倒，左右相反。“F”字样光源通过小孔成像，所成的像为倒立的，所以是图丙中的②。 （3）小孔成像中，像的大小与物距、像距有关。保持“F”字样光源的位置不变，将易拉罐靠近发光的“F”，物距减小，像距不变，根据成像规律，像会变大。 （4）小孔成像中，像的形状与物体的形状相同，与小孔的形状无关。所以只将小圆孔改为三角形小孔，像的形状不变。 （5）树叶的缝隙相当于一个个小孔，阳光透过树叶的缝隙在地上留下的许多大小不同的圆形光斑是太阳的像，这是小孔成像现象。圆形光斑大小不一，是因为树叶间缝隙到地面的距离不同，距离越远，像越大；距离越近，像越小。 18. 遮光材料在许多领域具有多样化的应用。遮光率是反映材料遮光能力的一种属性，若没有遮光时的光照强度为I1（单位lx，光照的强弱程度），有遮光时的光照强度为I2，则遮光率=。小明想比较两种面料的遮光率，用如图的两个装置进行实验：在同规格的纸盒中，分别放置光度计（可测得光照强度），裁剪相同大小的面料与纸盒紧密贴合，用规格相同手电筒照射面料。 面料 没加面料的光照强度 I1/lx 加面料的光照强度I2/lx A 4000 400 B ①_____________ 2000 (1)实验时，两台手电筒与面料的距离应保持_______（选填“相同”或“不同”）； (2)根据上述实验条件，表格中①处应填_______，A面料的遮光率是________%； (3)实验中用手电筒照射而不是用太阳光，这是因为____________________________； (4)除面料的材料、种类以外，还有什么因素可能会影响面料的遮光性：_______（填写一种）； (5)若另一小组实验时所用手电筒光照强度较弱，测得的遮光率数值会_______（选填“变大”、“变小”或“不变”）。 【答案】(1)相同；(2)4000； 90；(3)手电筒作为人造光源，其发光强度相对稳定，更容易控制实验条件。(4)厚度/颜色；(5)不变 【详解】（1）本实验的目的是比较两种不同面料的遮光率。这是一个对比实验，需要遵循控制变量的原则。除了面料的种类不同外，其他所有可能影响实验结果的条件都应保持一致。手电筒与面料的距离会影响照射到面料上的初始光照强度。为了确保两次实验的初始光照强度相同，必须保持手电筒与面料的距离相同。 （2）根据控制变量的原则，测试面料B时的初始光照强度应与测试面料A时相同。表格中面料A的的数值为4000。 A面料的遮光率= （3）科学实验要求条件可控且可重复。太阳光的强度受时间、天气、云层等多种因素影响，时刻在变化，无法保证两次实验的初始光照强度 完全相同。而手电筒作为人造光源，其发光强度相对稳定，更容易控制实验条件。 （4）面料的遮光能力不仅取决于其材质，还与其物理结构有关。例如，更厚的面料、颜色更深的面料，都可能会影响面料的遮光性。 （5）遮光率的计算公式为遮光率。其中，代表面料的透光率，是面料本身的一种属性。当手电筒光照强度变弱时，初始光照强度会减小，但对于同一种面料，其透光率是固定的，所以透过面料的光照强度会以相同的比例减小。因此，和的比值保持不变，最终计算出的遮光率数值也不变。 学科网（北京）股份有限公司1 / 10 zxxk.com 学科网（北京）股份有限公司 $ 第四章 光现象 第1节 光的直线传播 课标要点 通过大量的实验观察，得出光在同种均匀介质中沿直线传播的规律，并建立光线模型。 学习重难点 重点：通过大量的实验观察，得出光在同种均匀介质中沿直线传播的规律，并建立光线模型。 难点：用光的直线传播解释生活中的一些常见现象。 知识点 光源 1. 光源：能够 的物体叫作光源。 2. 光源的分类： （1）天然光源：自然界本身存在的光源。如 等。 （2）人造光源：人为制造的光源。如 等。 易错提醒 初中物理光源部分的核心易错点可归纳为三类： 一是概念判断误区，光源必须是‌自身能发光‌的物体，月亮、钻石、镜子、银幕靠反射光发亮，都不属于光源，不少同学误将反光物体判定为光源。 二是分类混淆，天然光源是自然界原生的太阳、水母、萤火虫，人造光源是发光灯泡、燃烧火把，注意“正在发光”才是有效判定前提。 三是关联概念混淆，光线是人为构建的理想物理模型，并非真实存在，光年是长度单位而非时间单位，这些细节常成为考题失分点。 随学随练 1．下列物体中，全部属于光源的是（     ） A．太阳、月亮、萤火虫 B．萤火虫、水母、恒星 C．电灯、钻石、蜡烛 D．月亮、水母、霓虹灯 2. 下列物体中，不能叫作光源的是（　　） A．耀眼的太阳 B．皎洁的月亮 C．点燃的蜡烛 D．发光的萤火虫 知识点 光的直线传播 1. 光的直线传播 （1）光的传播介质：空气、水、玻璃等透明物质可以作为光传播的介质。 （2）光在 中沿直线传播。 （3）光在不同的介质或同种不均匀的介质中，不一定沿直线传播。 2. 光线 （1）概念：通常用一条带有箭头的直线表示一束光传播的 和 ，这样的直线叫作光线。 （2）画法：光线是实线，且表示光线传播方向的箭头一般画在直线的中间位置。 （3）研究方法：物理模型法。这种通过模型来揭示原型的形态、特征和本质的方法称为“模型法”。光线实际上是不存在的，人们是为了方便研究光的传播路径而引入的一种物理模型。 3. 光直线传播的一些现象 （1）影子：光在传播过程中，遇到不透明的物体，在物体背面形成的阴暗区叫影子。 （2）日食、月食的形成 ①原理：光的 。 ②成因：日食是地球上的人看太阳，由于光是沿直线传播的，太阳光被月球挡住了（图甲）。月食是地球上的人看月球，由于光是沿直线传播的，太阳光被地球挡住了（图乙）。 甲 乙 当月球运行到太阳和地球中间时，太阳光被月球挡住，月球的黑影落在地球上，就形成了 食。当地球运行到太阳和月球中间时，太阳光被不透明的地球挡住，地球的影落在月球上，就形成了 食。 （3）小孔成像 ①小孔成像原理：小孔成像的原理是光的 。如图所示，烛焰上部的光线，由于光的直线传播，通过小孔后，射到了 部；同理，烛焰下部的光线通过小孔后，射到了 部。 ②小孔成像特点：小孔成倒立的大小不确定的实像，上下颠倒、左右相反。像的大小与 到小孔的距离以及光屏到小孔的距离有关。像的形状与 的形状相同，与小孔的形状无关。 4. 光直线传播的应用 利用激光引导掘进方向；射击瞄准时的“三点一线”；站队列时，队列是否整齐的判断等。 易错提醒 ‌1. 光源判断误区‌：误将月亮、钻石、反光镜面当作光源，这类物体仅靠反射光线发光，自身不能发光，不属于光源。 ‌2. 传播条件漏记‌：忽略“同种均匀介质”的前提，误以为光在任意介质中都沿直线传播，光在非均匀介质、两种不同介质界面会发生偏折。 ‌3. 光线概念误解‌：认为光线是真实存在的物理实体，实际它是为研究光建立的理想模型，现实中并不存在。 ‌4. 小孔成像混淆‌：错觉得像的形状由小孔形状决定，实际像的形状只和物体轮廓一致，与孔的形状无关，且成的是上下、左右都颠倒的实像。 ‌5. 现象区分错误‌：把“影子”和“倒影”混为一谈，影子是光无法到达的暗区，由光的直线传播形成；倒影是水面反射形成的虚像，属于光的反射现象。 随学随练 1．在学习光的传播时，老师进行了如下实验演示：①用激光笔射向水中，观察到光路是一条直线；②用漏斗向水中慢慢注入糖溶液，观察到光路发生了弯曲；③搅拌均匀后，观察到光路又变为直线。该实验是为了得出结论（　　） A．光在任何液体中都可以沿直线传播 B．光只有在水中才沿直线传播 C．光在糖溶液里不能沿直线传播 D．光在同种均匀介质中沿直线传播 2. 今年正月十五，我国多地观赏到壮观的月全食现象，花灯映红月，把元宵节的浪漫拉满。其中月全食的形成属于（    ） A．光的直线传播 B．光的反射 C．光的折射 D．光的色散 知识点 光的传播速度 1. 光在真空中的传播速度 光在真空中的传播速度最快，通常情况下，真空中光速近似取c＝ 。 2. 光在其他介质中的速度 （1）光在空气中的传播速度接近光在真空中的传播速度，可以认为等于c。 （2）光在水中的传播速度约为,在玻璃中的传播速度约为。  3. 光年 “光年”是 的单位，它等于光在1年内传播的距离。 1光年＝3×108m/s（365×24×3600）s＝9.4608×1015m＝9.4608×1012km。 易错提醒比较声与光的传播情况： 声 光 不能在真空中传播 能在真空中传播，且速度最大 15℃空气中速度为340m/s 空气中速度约为3.0×108m/s 声音传播需要介质 光的传播不需要介质 随学随练 1．发生雷电时，我们总是先看到闪电，后听到雷声，这是因为（     ） A．闪电先发生，雷声后发生 B．光的传播速度比声音快 C．声音的传播速度比光快 D．以上说法都不对 2. 关于光的传播速度，下列说法正确的是（     ） A．光在任何介质中的传播速度都是 B．光在水中的传播速度大于在空气中的传播速度 C．光在真空中的传播速度最快 D．光年是时间单位 题型 光的直线传播与应用 ‌做这类题型首先要抓核心判定条件：只有满足“同种均匀透明介质”，光才会沿直线传播，介质改变或分布不均时，光会发生折射或反射，直接排除不符合该条件的选项。 1. 区分易混现象是关键：要把光的直线传播的典型场景和其他光现象划清界限——影子、小孔成像、日食月食、坐井观天属于直线传播，水中倒影是光的反射，看水中物体“变浅”是光的折射，别被“影子”这类字面表述误导。 2. 小孔成像题型要牢记两个核心结论：像为倒立实像，形状只和物体轮廓有关，和小孔形状无关，树荫下的圆形光斑就是太阳通过树叶缝隙成的像，直接套用结论就能快速解题。 3. 作图题要注意细节：光线必须画带箭头的实线，箭头方向指向人眼（代表光进入眼睛），像坐井观天、路灯下找光源位置这类题，直接连接观测点和井口边缘、人头顶与影子端点，延长线交点就是所求位置，别漏画箭头。 活学活用 1．如图是我国古人发明的天文仪器“圭表”，通过测量正午时分表（直杆）在圭（刻度尺）面上投下的“日影”长度，来测定节气。它主要是通过持续测量并比较（     ） A．表的高度 B．圭的长度 C．表在圭上形成的影子长度 D．太阳的方位 2．如图是我国古代计时用的一种仪器——日晷，它是利用了光的______原理制成的，当太阳从东向西移动时，日晷上的影子便______（选填“由东向西”或“由西向东”）移动。晴朗的夏天，在树荫下看到很多圆形的光斑，这些圆形光斑其实是太阳通过树叶的缝隙形成的倒立的______（选填“实”或“虚”）像。 题型 光的传播速度 1. 核心概念先理清，避开基础陷阱 首先要明确两个关键前提：真空中光速是宇宙最快值，取固定值(c=3×108m/s)，光的传播不需要介质，真空也能传播；而声音传播必须依赖介质，真空无法传声，这是两类易混题型的核心区分点。同时牢记“光年”是长度单位，不是时间单位，这类概念辨析题是高频易错点。 2. 介质速度排序记牢，快速判断大小 光在不同透明介质中速度有固定规律：v真空>v空气>v水>v玻璃，遇到介质光速排序、不同场景光速对比题，直接套用规律就能快速选出答案，不用额外推导。 3. 现象类题型抓“快慢差”核心 遇到“先看到闪电后听到雷声”“先看到敲鼓动作后听到鼓声”这类生活现象题，不用复杂计算，直接抓住“空气中光速远大于声速”这一核心点作答即可。涉及天体距离的计算，直接用s=ct代入数值，注意单位统一成米和秒，就能轻松算出结果。 活学活用 1．科学家向月球发射激光，经过约 2.56s 后接收到从月球反射回来的激光信号。已知光在真空中的传播速度为 3×108m/s，求： （1）激光从地球传到月球需要多长时间？ （2）地球到月球的距离大约是多少米？ 2．一天小明看到闪电后，经过6s听到雷声，已知声音在空气中的传播速度为340m/s，光在空气中的传播速度为，求： （1）雷声产生的地点与小明的距离；（光的传播时间忽略不计） （2）请通过计算说明为什么光的传播时间忽略不计。 基础通关 1．《墨经》记载“景到（倒），在午有端，与景长，说在端。”这是最早的小孔成像实验记载，其中应用的原理是（     ） A．光的反射 B．光的折射 C．光的直线传播 D．光的色散 2. 2026年元宵节，夜空出现“红月亮”，月食形成的原因是（     ） A．光的色散 B．光的反射 C．光的折射 D．光的直线传播 3. 某同学家想要在乙楼购买一套房子。为确保房间内一年四季都有好的光照条件，应该选择图中所示的哪一个节气前后去看房（     ） A．春分 B．秋分 C．夏至 D．冬至 4. 下列现象中，可用“光的直线传播”解释的是（　　） A．日偏食 B．空中的彩虹 C．放大的邮票 D．水中的倒影 5. 下列关于小孔成像和影子的说法，正确的是（　　） A．小孔成像和影子都是光沿直线传播形成的实像 B．小孔成像的形状与小孔的形状有关，影子的形状与物体形状有关 C．小孔成像是倒立的实像，影子是光被遮挡形成的黑暗区域 D．小孔成像和影子的大小都只与物体到遮挡物的距离有关 6. 2025年9月7日晚至8日凌晨发生的月全食是今年我国境内唯一全程肉眼可见的月全食，其过程如图所示，其中食既到生光阶段持续了1h23min。下列说法正确的是（     ）    A．月亮变红，说明月亮是光源 B．月全食现象的形成是由于光的直线传播 C．发生月全食时，月亮位于地球和太阳之间 D．光穿过大气层传播到地球上，说明光的传播是需要介质的 7. 一束光依次通过空气、玻璃和水，比较光在三种物质中传播的快慢，下列说法正确的是（　　） A．在水中最快 B．在玻璃中最快 C．在空气中最快 D．一样快 8. 清晨，太阳光穿过树叶间的缝隙，在地面上形成许多大小不一、轮廓清晰的圆形光斑。地面上光斑的形状主要由______形状决定。（选填“树叶缝隙”或“太阳”） 9. 如图所示，小明想通过三张纸片上的小孔看见烛焰，他应将________和三个小孔及人眼调到________上，原因是光在均匀介质中是沿________传播的。 10. 如图甲为手机防窥膜结构图，贴在手机屏上的效果如图乙，两侧看不清屏幕内容，其原理是______；为了让防窥效果更好，可以适当______（选填“增大”或“减小”）超细百叶窗的距离。 素养提升 11．下列关于小孔成像和影子的说法，正确的是（     ） A．小孔成像和影子都是光沿直线传播形成的实像 B．小孔成像的形状与小孔的形状有关，影子的形状与物体形状有关 C．小孔成像是倒立的实像，影子是光被遮挡形成的黑暗区域 D．小孔成像和影子的大小都固定不变，与物体到小孔 / 遮挡物的距离无关 12. 学习“光的直线传播”时，老师和同学们一起做了如下实验：①用激光笔射向水中，观察到光路是一条直线；②用长颈漏斗插入水底，向漏斗中慢慢注入浓盐水，观察到光路发生了弯曲；③经搅拌使盐水充分混合后，盐水静止时观察到光路又变直。根据上述现象可得出的结论是（    ） A．光的传播离不开介质 B．光只有在水中才能沿直线传播 C．光在浓盐水里不能沿直线传播 D．光在同种均匀介质中沿直线传播 13. 沈括在《梦溪笔谈》中记述到“若鸢飞空中，其影随鸢而移”，而在纸窗上开一个小孔使鸢的影子呈现在室内纸屏上，却观察到“鸢东则影西，鸢西则影东”，则下列说法错误的是（　　） A．“鸢东则影西，鸢西则影东”描述的现象是小孔成像 B．图甲所成的“影”一定比图乙所成的“影”大 C．图甲和图乙都可以用光的直线传播来解释 D．小孔成像时，物左右移动时，其像的移动方向与其相反 14．学习了光学知识后，爱动脑筋的小明和小红想自己探究小孔成像现象。如图所示，他们给两个空罐的底部中央分别打上一个圆孔和方孔，再用两片半透明膜蒙在空罐的口上。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)甲图中点燃的蜡烛通过小孔在半透明膜上的像是___________（选填“倒立”或“正立”）的像。 (2)由甲、乙两图可知实验是在研究小孔成像与孔的形状___________（选填“有关”或“无关”）。 (3)小明和小红明白了：树荫下的圆形光斑是太阳通过树叶间的小孔在地面上形成的___________（选填“实”或“虚”）像。 15. 皮影戏是我国传统戏剧类国家级非物质文化遗产，是一种用兽皮或纸板剪制形象并借灯光照射所剪形象而表演故事的戏曲形式。某同学观看皮影戏表演时，发现银幕上形象的大小会变化，产生银幕上形象的大小变化是怎样控制的疑惑。回到学校查阅资料了解到皮影戏的工作原理，他利用手电筒、不透明小物体等器材来探究银幕上形象大小变化与光源、物体之间的关系。实验前该同学在一个光线较暗的房间里将手电筒打开，对准白色墙面，确保墙面能清晰呈现光斑，然后将不透明小物体放在手电筒和墙面之间，观察墙面出现的与不透明小物体形状相似的暗区（影子）；接着_______________，观察影子的大小变化；最后对比发现________________________。 迁移创新 16. 日晷主要由相互垂直的“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。 (1)图甲中，铅笔能在阳光下形成影子是由于光的___________ 。实验时，小明发现影子中的地面温度更低些，说明光具有___________。 (2)图乙中，最短的影子OA所指方向大致为_________方。连续记录几天，发现最短的影子OA的长度在变短，则所处的城市扬州正在接近________（选填“冬至”或“夏至”）。 (3)图丙为故宫博物院的“日晷”，你觉得它在计时方面存在的不足是___________。 17. 如图1所示是晓月用易拉罐制成的简易针孔照相机： (1)使用针孔照相机时，小孔对着______（选填“明亮”或“较暗”）的物体进行观察，更容易看到物体的像； (2)晓月从实验室借来用发光二极管制成的“F”字样光源，如图2甲所示，将“F”字样光源、简易针孔照相机按图2 乙所示位置放好，晓月观察到塑料膜上所成的像是图丙中的______（填序号）； (3)保持“F”字样光源的位置不变，将易拉罐靠近发光的“F”，晓月观察到塑料膜上所成的像的会______（选填“变大”，“变小”或“不变”）； (4)若只将小圆孔改为三角形小孔，则像的形状______（选填“改变”或“不变”）； (5)晴天的正午时分，走在青枫公园的树林里，晓月看到阳光透过树叶的缝隙在地上留下许多大小不同的圆形光斑是______（选填“树叶”、“树叶的缝隙”或“太阳”）的像；圆形光斑大小不一，原因是树叶间缝隙到______距离不同（选填“地面”或“太阳”）。 18. 遮光材料在许多领域具有多样化的应用。遮光率是反映材料遮光能力的一种属性，若没有遮光时的光照强度为I1（单位lx，光照的强弱程度），有遮光时的光照强度为I2，则遮光率=。小明想比较两种面料的遮光率，用如图的两个装置进行实验：在同规格的纸盒中，分别放置光度计（可测得光照强度），裁剪相同大小的面料与纸盒紧密贴合，用规格相同手电筒照射面料。 面料 没加面料的光照强度 I1/lx 加面料的光照强度I2/lx A 4000 400 B ①_____________ 2000 (1)实验时，两台手电筒与面料的距离应保持_______（选填“相同”或“不同”）； (2)根据上述实验条件，表格中①处应填_______，A面料的遮光率是________%； (3)实验中用手电筒照射而不是用太阳光，这是因为____________________________； (4)除面料的材料、种类以外，还有什么因素可能会影响面料的遮光性：_______（填写一种）； (5)若另一小组实验时所用手电筒光照强度较弱，测得的遮光率数值会_______（选填“变大”、“变小”或“不变”）。 学科网（北京）股份有限公司1 / 10 zxxk.com 学科网（北京）股份有限公司 $