2.2光的直线传播 导学案2026-2027学年苏科版物理八年级上册

该初中物理导学案聚焦“光的直线传播”核心内容，涵盖传播条件、光线模型、小孔成像、日食月食解释及光速等知识点，通过生活现象提问（影子形成、投影仪光传播）与实验操作（烟雾中激光路径、针孔照相机制作）搭建学习支架，衔接从现象到概念的认知脉络。 资料特色突出科学探究与科学思维培养，以问题链引导自主思考，实验设计（如海波溶液中光路变化）强化模型建构，融入墨子小孔成像等古代成就渗透科学态度。习题分基础、探究、实践三类，课堂反馈限时检测，助力学生巩固物理观念，提升学习效率与教师教学评估。

2.2光的直线传播 课堂导学案 【学习目标】 1．知道光在均匀介质中沿直线传播，其传播路径和方向可用光线表示。 2．能列举光沿直线传播的实例，能解释小孔成像、日食和月食等现象。 3．知道光在真空中传播的速度约为 3×10⁸ m/s。 4．了解我国古代在光现象研究方面取得的成就，增强民族自豪感，厚植爱国主义情怀。 【知识框架】 【学习过程】 Q1：在阳光下，为什么会有影子？放映电影时，投影仪发出的光为什么沿直线传播？你还能举出哪些说明“光沿直线传播”的现象？ 一、光在均匀介质中沿直线传播 1．光在_______介质中沿直线传播。 Q2：在空气中喷洒少量烟雾（或在水中滴入少量牛奶），用激光笔照射，你观察到什么？这说明了什么？ 二、光线 Q3：物理学中常用一条带箭头的直线表示光的传播路径和方向，这种理想化的模型叫什么？光线是否真实存在？ 2．光线是为了方便研究而建立的_______，实际上_______（选填“存在”或“不存在”）。 三、小孔成像 Q4：用易拉罐做一个简易针孔照相机，观察窗外景物，所成的像有什么特点？像是正立还是倒立？放大还是缩小？ 小孔成像说明光在均匀介质中沿_______传播；所成的像是_______立的_______像。 四、日食和月食 Q5：日食和月食是怎样形成的？它们分别发生在太阳、地球、月球三者的什么位置关系？ 五、光速 Q6：光在真空中的传播速度约为多少？光在空气中的速度与其接近吗？光在水、玻璃中传播速度如何变化？ 光在真空中的速度 c≈_______m/s；光在空气中速度略_______真空中的速度。 例1：下列现象中，不能用光的直线传播解释的是（　　） 　A．影子的形成　　B．小孔成像　　C．雨后彩虹　　D．日食 例2：太阳光到达地球约需 500 s，太阳到地球的距离约是_______m。 例3：我国古代科学家墨子最早发现了小孔成像现象。小孔成像所成的像与孔的形状_______（选填“有关”或“无关”），与物体的形状_______。 【课堂反馈】（限时约8分钟，当堂完成） 1．☆（单选）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．光在真空中的传播速度是　　D．光在同种均匀介质中是沿直线传播的 【答案】D 【解析】A．光的传播不需要介质，所以可以在真空中传播，故A错误； BC．真空中光速约为，声在15℃空气中的速度约为340m/s，光的传播速度远大于声音，故BC错误； D．光在同种均匀介质中是沿直线传播的，故D正确。 故选D。 2．☆（单选）在学习“光的传播”时，看到老师的一个演示实验，过程如下： ①用激光笔射向水中，观察到光线是一条直线如图所示； ②在点处用漏斗向水中慢慢注入海波溶液，观察到光线发生了弯曲； ③经搅拌后，观察到光线又变直。 根据上述现象得出的结论正确的是（     ） A．光在海波溶液里不能沿直线传播　　B．光只有在水中才沿直线传播 C．光的传播需要介质　　D．光在同一种均匀介质中才沿直线传播 【答案】D 【解析】A．搅拌后均匀的海波溶液里光线是沿直线传播的，只有海波溶液分布不均匀时光线才会弯曲，故A错误； B．光不只是在水中才沿直线传播，比如均匀的空气、玻璃等透明均匀介质中，光都可以沿直线传播，故B错误； C．光的传播不需要介质，比如太阳光可以在真空中传播，故C错误； D．实验中纯水是均匀介质，光沿直线传播；刚注入海波溶液时，液体分布不均匀，光线发生弯曲；搅拌后液体变成均匀的同一种介质，光线又重新变直，正好验证了光在同一种均匀介质中才沿直线传播，故D正确。 故选D。 3．☆（填空）如图所示，小明想通过A、B两张纸片上的小孔看见烛焰，他将烛焰、纸片A的小孔、纸片B的小孔和人眼调到同一直线上，这样操作的依据是__________。操作过程中他还在B纸片上看到了一个______（选填“烛焰”或“A纸片”）的像，这个像是______（选填“正立”或“倒立”）的。 【答案】光在同种均匀介质中沿直线传播 烛焰 倒立 【解析】[1]光在同种均匀介质中沿直线传播，只有将烛焰、两个小孔和人眼调到同一直线上，烛焰发出的光才能依次通过两个小孔进入人眼，从而看到烛焰。 [2][3]蜡烛发出的光线通过A纸片上的小孔在B纸片上成像，这是小孔成像现象，小孔成像成的是物体的像，这里的物体是烛焰。 小孔成像所成的像是倒立的实像。 ‌ 4．☆（填空）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】北 顺 夏至 【解析】[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。 5．☆（填空）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 【解析】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。 【内容巩固】（尽量少选择，多问解答、实验等） 一、基础性作业 1．☆（单选）如图所示，枯井中的青蛙位于井底“坐井观天”，青蛙通过井口看天时，正确的光路图是选项中的（　　） A．　　B． C．　　D． 【答案】A 【解析】青蛙看到天空，本质是天空中的光进入青蛙眼睛，因此光的传播方向是从井口外的天空射向井底青蛙，箭头指向青蛙；且光在同种均匀介质（空气）中沿直线传播，光路必须是直线。故选A。 2．☆（单选）如图所示，是小明探究“看”到自己的声音的实验。把两个纸杯底部用细棉线连接起来，固定其中一个纸杯，膜上粘一片小平面镜，拉紧棉线，小明对另一纸杯说话（不接触纸杯），会看到光屏上反射的光点在晃动。则下列说法不正确的是（     ） A．小明发出的声音是由声带振动产生的 B．若说话声越大，光点晃动幅度越大 C．两个纸杯间声音的传播主要是通过固体实现的 D．光点晃动时，光从小镜子射向光屏不再沿直线传播 【答案】D 【解析】A．声音是由物体振动产生的，小明说话时声带振动产生声音，故A正确； B．话声越大，则声音的响度越大，会让纸杯膜、小镜子的振动幅度变大，最终光屏上的光点晃动幅度也会随之增大，故B正确； C．小明说话引起纸杯振动，振动主要通过细棉线传播到另一纸杯，因此两个纸杯间声音的传播主要通过固体实现，故C正确； D．光在同种均匀的空气中始终沿直线传播，光点晃动是因为小镜子随声音振动，反射角度发生了改变，但光从小镜子射向光屏的过程中仍沿直线传播，故D错误。 本题选不正确的，故选D。 3．☆（单选）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 【解析】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．☆（单选）图甲是手机防窥膜的立体图，其原理类似百叶窗，只能让一定角度的光透出，可视范围越小防窥效果越好，结构简图如图乙所示，下列说法正确的是（   ） A．从两侧看不清屏幕内容，是因为光在防窥膜表面发生了镜面反射 B．适当减小超细百叶窗之间的间距可让防窥效果更好 C．适当减小超细百叶窗的高度可让防窥效果更好 D．防窥膜贴在手机上，可以防止正上方的窥视 【答案】B 【解析】手机防窥膜的原理类似百叶窗，是通过限制光线的出射角度来实现防窥效果，可视范围越小，防窥效果越好。 A．从两侧看不清屏幕内容，是因为防窥膜的 “百叶窗” 结构阻挡了大角度的光线，而不是因为镜面反射，故A 错误； B．适当减小超细百叶窗之间的间距，会让光线的出射角度变得更窄，可视范围更小，因此防窥效果更好，故B 正确； C．减小超细百叶窗的高度，会让光线的出射角度变大，可视范围变宽，防窥效果会变差，故C 错误； D．防窥膜主要阻挡两侧的光线，正上方仍在可视范围内，无法防止正上方的窥视，故D 错误。 故选 B。 5．☆（单选）如图所示为一张日偏食的照片，太阳上出现了一块黑暗的缺口，关于这个缺口的形成原因，下面说法中正确的是（     ） A．是因为地球运行到月球和太阳之间，地球遮住了部分太阳 B．是因为地球运行到月球和太阳之间，月球遮住了部分太阳 C．是因为月球运行到地球和太阳之间，地球遮住了部分太阳 D．是因为月球运行到地球和太阳之间，月球遮住了部分太阳 【答案】D 【解析】日偏食属于日食的一种，形成原理是光的直线传播：当月球运行到地球和太阳之间，三者几乎处在同一直线时，月球会遮挡住太阳的部分光线，在地球上的观测者看来，太阳就出现了黑暗的缺口。 故选D。 6．☆（单选）下列有关小孔成像叙述正确的是（     ） A．小孔成像所成的是实像，像的形状与小孔的形状有关 B．薄膜上所成的像是上下颠倒、左右不颠倒的像 C．为了更好看清烛焰的像，应该在较亮的环境中进行实验 D．保持小孔和烛焰的距离不变，减小薄膜和小孔的距离，烛焰的像更小、更明亮 【答案】D 【解析】A．小孔成像成倒立的实像，像的形状由物体决定，与小孔形状无关，故A错误； B．小孔成像成倒立的实像，上下颠倒、左右也颠倒，故B错误； C．在较暗的环境中，环境光的干扰更少，人眼会更清晰地看到烛焰的像，故C错误； D．保持小孔和烛焰的距离不变，减小薄膜到小孔的距离时，成像的像距变小，像会随之变小；同时烛焰发出的所有通过小孔的光，会集中在更小的像区域内，单位面积的光更多，像就会更明亮，故D正确。 故选D。 7．☆（单选）如图所示各选项中光现象的原理与小孔成像原理一致的是（　　 ） A．屏幕上的手影　　B．透镜观察昆虫 C．雨后的彩虹　　D．水中的倒影 【答案】A 【解析】小孔成像的物理本质是光在同种均匀介质中沿直线传播。 A．手影是由于光沿直线传播时，遇到不透明的手臂遮挡而在其后方形成的暗区，与小孔成像原理一致，故A符合题意； B．凸透镜成像是光线穿过透镜时发生偏折所形成的放大的虚像，其原理是光的折射，故B不符合题意； C．彩虹是太阳光穿过空气中的水滴时发生色散形成的，其本质原理是光的折射，故C不符合题意； D．平静的水面相当于平面镜，倒影是光射到水面后返回原介质形成的虚像，其原理是光的反射，故D不符合题意。 故选A。 8．☆（单选）我国2000多年前的《墨经》就记载有小孔成像实验。如图所示，是同学们制作的小孔成像仪，下列说法正确的是（　　） A．小孔成像，像的形状与小孔的形状有关 B．小孔成像成的一定是倒立、缩小的虚像 C．小孔成像仪上的孔开得越大，像就越小 D．影子的形成原理与小孔成像的原理相同 【答案】D 【解析】A．小孔形状不同，但是所成像的形状均与实物相同，故小孔成像，像的形状与小孔的形状无关，故A错误； B．小孔成像的原理是光的直线传播。小孔成像所成的像可以用光屏接收，因此是倒立的实像，故B错误； C．小孔成像所成像的大小跟小孔到物体及小孔到光屏的距离有关，跟小孔的大小无关，故C错误； D．影子和小孔成像都是光的直线传播形成的，故D正确。 故选D。 9．☆（填空）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。根据实验中的现象可以得出的结论是：光可以在________中传播；光在________中才沿直线传播。 【答案】液体 同一种均匀介质 【解析】实验中激光能在水、糖溶液中传播，水和糖溶液都属于液体，因此可得出光可以在液体中传播。当介质为均匀的水或均匀的糖溶液时，光的光路是直线；当注入糖溶液使介质不均匀时，光路发生弯曲。通过对比不同实验现象，可知光在同一种均匀介质中才沿直线传播。 10．☆（填空）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 【解析】[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。 11．☆（填空）我国《周礼·考工记》中有“识日出之景，与日入之景”的记载，古人通过日出和日落时细杆的影子来辨别方位。如图所示，某天将直杆MN竖直放在学校操场的水平地面上，ND和NB为杆MN在阳光下的两个影子，由早上到傍晚影长变化的特点____________（填“变长”“变短”“先变长后变短”或“先变短后变长”），则______（填“A”或“C”）点在杆子的北侧方位，该处的东西方向大概为______（用图中字母表示）。 【答案】先变短后变长 C BD 【解析】早上太阳高度低，影子长，中午太阳高度最高，影子最短，傍晚太阳高度变低，影子变长，因此影长变化应是先变短后变长； 早上6:00太阳在东方，光线沿直线传播照射到杆上，形成的影子ND指向西方；傍晚18:00太阳在西方，形成的影子NB指向东方。D在西，B在东，则C点位于杆子的北侧方位。连接B、D两点的直线即为该处的东西方向。 12．☆（填空）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：甲区域可以被____________________灯的灯光照亮，而乙区域没有灯光到达，因此明暗对比比较明显。 【答案】光的直线传播 B 【解析】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，灯光被鸡蛋、鸡雏遮挡后在屏幕形成影像，该现象依靠光的直线传播；A灯照射整体鸡蛋形成外层鸡蛋影像，B灯光线可以照亮鸡雏对应的甲区域，乙区域无B灯光线，明暗差距明显，鸡雏影像更清晰。 13．☆（填空）小荣想估测小区内路灯的高度h。晚上他沿着路灯旁的道路行走，第一次测得自己（小荣的身高为1.5 m）的影子长为1m；他沿着影子方向匀速直线远离路灯行走了6m 后，测得此时的影子长为2 m，如图所示。已知形状相同、大小不同的三角形，其对应的边长之比相等；   (1)“路灯下影子的形成”这一现象，对应的光学原理是________________________； (2)请计算路灯的高度为_________m。 【答案】(1)光的直线传播 (2)10.5 【解析】（1）路灯发出的光线照射到人身上，光无法透过的地方形成了阴影区域，即为影子，故影子的形成原理是光是沿直线传播的。 （2）如下图所示，第一次测量影子时，三角形BCD与三角形ABE形状相同、大小不同的三角形，则可以列等式为 代入数据可得① 第二次测量影子时，三角形GFH与三角形AFE形状相同、大小不同的三角形，则可以列等式为 代入数据可得② 整理①②可知，，。 二、探究性作业 1．☆☆（实验）在“制作小孔成像观察仪”活动中，小明把制作好的圆筒插入易拉罐中。 A．只会出现一个像 B．在不同的位置出现两个像 C．只有光斑而无像出现 (1)如图所示，为了成像更清晰，你建议将圆筒的_________（选填“A”或“B”）端蒙上半透明薄纸制成光屏来进行探究； (2)如果将原来△形的小孔改成○形的小孔，在半透明薄纸上像的形状________（选填“会”或“不会”）改变；假如小明同学将小孔遮住一半，半透明薄纸上像的形状________（选填“会”或“不会”）改变，像的亮度___________（选填“会”或“不会”）改变。 (3)用制成的小孔成像观察仪观察烛焰时，光屏上的蜡烛是_________（选填“正立”或“倒立”）。若仅增大光屏与小孔之间的距离，则光屏上的像将_________（选填“变大”、“变小”或“不变”），亮度_______（选填“变亮”“不变”或“变暗”）。 (4)小明无意间在易拉罐底部不同位置戳了两个小孔，用它来观察蜡烛，则半透明膜上会________。 【答案】(1)A (2) 不会 不会 会 (3) 倒立 变大 变暗 (4)B 【解析】（1）半透明薄纸作为光屏要放在易拉罐内部、靠近小孔的一侧，这样筒内更暗，外界杂光干扰少，成像更清晰；圆筒A端是要插入易拉罐的一端，因此选A。 （2）小孔成像的像的形状由烛焰（物体）形状决定，和小孔形状无关，所以三角形小孔改成圆形小孔，像的形状不会改变；遮住一半小孔，只是透过小孔的光线变少，物体各部分发出的光依然能通过剩下的小孔部分在光屏上成完整的像，因此像的形状不会变，但透过的光总量减少，像的亮度会改变。 （3）小孔成像成的是倒立的实像；当物体到小孔的距离不变时，增大光屏和小孔的距离，像会被拉伸变大，但汇聚到光屏上的总光量不变、像的面积变大，单位面积的光减少，因此亮度变暗。 （4）每个独立的小孔都能单独成一个完整的烛焰的像，两个小孔位置不同，各自沿直线传播形成的像的位置也不同，因此会在不同位置出现两个像，故选B。 2．☆☆（实验）阅读题 小东与几位同学做手影游戏时发现，手影大小经常在改变。影子的大小与哪些因素有关？他猜想：影子的大小可能与光源到物体的距离有关。他们借助如图1所示的实验装置，来探究影子高度与光源到物体距离的关系。 实验中，把手电筒正对黑板擦由近及远先后放在距离黑板擦不同位置，保持其它因素不变，分别测量影子在墙上的高度。记录数据如下表： 手电筒到黑板擦距离L/cm 20 30 40 50 60 70 黑板擦影子的高度H/cm 20 17 14.5 13.5 13 12.6 (1)分析数据发现：若保持其它因素不变，当手电筒由近处逐渐远离黑板擦时，影子的高度随之______________。 (2)为了进一步发现其中的规律，他们根据数据绘制了影子高度H随手电筒到黑板擦距离L变化的图像，如图2所示。由图可知，当手电筒到黑板擦的距离时，影子的高度H大致_________cm。 (3)当手电筒距黑板擦较远时，观察图像的变化趋势发现，影子变小得_________（填“快”或“慢”）；当手电筒距黑板擦足够远时，影子大小将____________。 (4)根据图1猜想，影子的大小还可能跟____________________________有关。 【答案】(1)减小 (2)15.5 (3) 慢 基本不变 (4)物体到承接影子的墙面的距离/物体自身大小 【解析】（1）观察实验数据：手电筒到黑板擦的距离L从20cm逐渐增大到70cm时，影子高度H从20cm逐步降到12.6cm，因此其他条件不变时，手电筒远离黑板擦，影子高度随之减小。 （2）表格中时，时，处于两者中间，结合给出的变化图像，可读出影子高度在15~16cm区间内，约15.5cm符合规律。 （3）观察图像曲线的斜率：当手电筒距离黑板擦较远时，曲线变得平缓，说明影子高度随L增大的下降速度变慢；当手电筒距离足够远时，影子高度几乎不再随距离变化，大小基本保持稳定。 （4）根据光的直线传播原理，结合实验装置还可猜想：除了光源到物体的距离，影子大小还和物体到承接影子的墙面的距离、物体自身大小等因素有关，符合初中物理控制变量法的探究逻辑。 三、实践性作业 1．☆☆☆（阅读）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 【解析】（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 （实践拓展）在硬纸板（或纸杯）底部扎一个小孔，在暗处用手电筒照射，在另一张白纸上观察小孔成像，画出像的正倒并与光源比较。 （实践拓展）观察一天中旗杆影子方向和长短的变化，结合“光沿直线传播”说明影子是怎样形成的，并解释为什么中午的影子比早晚短。 学科网（北京）股份有限公司 $ 2.2光的直线传播 课堂导学案 【学习目标】 1．知道光在均匀介质中沿直线传播，其传播路径和方向可用光线表示。 2．能列举光沿直线传播的实例，能解释小孔成像、日食和月食等现象。 3．知道光在真空中传播的速度约为 3×10⁸ m/s。 4．了解我国古代在光现象研究方面取得的成就，增强民族自豪感，厚植爱国主义情怀。 【知识框架】 【学习过程】 Q1：在阳光下，为什么会有影子？放映电影时，投影仪发出的光为什么沿直线传播？你还能举出哪些说明“光沿直线传播”的现象？ 一、光在均匀介质中沿直线传播 1．光在_______介质中沿直线传播。 Q2：在空气中喷洒少量烟雾（或在水中滴入少量牛奶），用激光笔照射，你观察到什么？这说明了什么？ 二、光线 Q3：物理学中常用一条带箭头的直线表示光的传播路径和方向，这种理想化的模型叫什么？光线是否真实存在？ 2．光线是为了方便研究而建立的_______，实际上_______（选填“存在”或“不存在”）。 三、小孔成像 Q4：用易拉罐做一个简易针孔照相机，观察窗外景物，所成的像有什么特点？像是正立还是倒立？放大还是缩小？ 小孔成像说明光在均匀介质中沿_______传播；所成的像是_______立的_______像。 四、日食和月食 Q5：日食和月食是怎样形成的？它们分别发生在太阳、地球、月球三者的什么位置关系？ 五、光速 Q6：光在真空中的传播速度约为多少？光在空气中的速度与其接近吗？光在水、玻璃中传播速度如何变化？ 光在真空中的速度 c≈_______m/s；光在空气中速度略_______真空中的速度。 例1：下列现象中，不能用光的直线传播解释的是（　　） 　A．影子的形成　　B．小孔成像　　C．雨后彩虹　　D．日食 例2：太阳光到达地球约需 500 s，太阳到地球的距离约是_______m。 例3：我国古代科学家墨子最早发现了小孔成像现象。小孔成像所成的像与孔的形状_______（选填“有关”或“无关”），与物体的形状_______。 【课堂反馈】（限时约8分钟，当堂完成） 1．☆（单选）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．光在真空中的传播速度是　　D．光在同种均匀介质中是沿直线传播的 2．☆（单选）在学习“光的传播”时，看到老师的一个演示实验，过程如下： ①用激光笔射向水中，观察到光线是一条直线如图所示； ②在点处用漏斗向水中慢慢注入海波溶液，观察到光线发生了弯曲； ③经搅拌后，观察到光线又变直。 根据上述现象得出的结论正确的是（     ） A．光在海波溶液里不能沿直线传播　　B．光只有在水中才沿直线传播 C．光的传播需要介质　　D．光在同一种均匀介质中才沿直线传播 3．☆（填空）如图所示，小明想通过A、B两张纸片上的小孔看见烛焰，他将烛焰、纸片A的小孔、纸片B的小孔和人眼调到同一直线上，这样操作的依据是__________。操作过程中他还在B纸片上看到了一个______（选填“烛焰”或“A纸片”）的像，这个像是______（选填“正立”或“倒立”）的。 4．☆（填空）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”）。 5．☆（填空）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。 【内容巩固】（尽量少选择，多问解答、实验等） 一、基础性作业 1．☆（单选）如图所示，枯井中的青蛙位于井底“坐井观天”，青蛙通过井口看天时，正确的光路图是选项中的（　　） A．　　B． C．　　D． 2．☆（单选）如图所示，是小明探究“看”到自己的声音的实验。把两个纸杯底部用细棉线连接起来，固定其中一个纸杯，膜上粘一片小平面镜，拉紧棉线，小明对另一纸杯说话（不接触纸杯），会看到光屏上反射的光点在晃动。则下列说法不正确的是（     ） A．小明发出的声音是由声带振动产生的 B．若说话声越大，光点晃动幅度越大 C．两个纸杯间声音的传播主要是通过固体实现的 D．光点晃动时，光从小镜子射向光屏不再沿直线传播 3．☆（单选）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．☆（单选）图甲是手机防窥膜的立体图，其原理类似百叶窗，只能让一定角度的光透出，可视范围越小防窥效果越好，结构简图如图乙所示，下列说法正确的是（   ） A．从两侧看不清屏幕内容，是因为光在防窥膜表面发生了镜面反射 B．适当减小超细百叶窗之间的间距可让防窥效果更好 C．适当减小超细百叶窗的高度可让防窥效果更好 D．防窥膜贴在手机上，可以防止正上方的窥视 5．☆（单选）如图所示为一张日偏食的照片，太阳上出现了一块黑暗的缺口，关于这个缺口的形成原因，下面说法中正确的是（     ） A．是因为地球运行到月球和太阳之间，地球遮住了部分太阳 B．是因为地球运行到月球和太阳之间，月球遮住了部分太阳 C．是因为月球运行到地球和太阳之间，地球遮住了部分太阳 D．是因为月球运行到地球和太阳之间，月球遮住了部分太阳 6．☆（单选）下列有关小孔成像叙述正确的是（     ） A．小孔成像所成的是实像，像的形状与小孔的形状有关 B．薄膜上所成的像是上下颠倒、左右不颠倒的像 C．为了更好看清烛焰的像，应该在较亮的环境中进行实验 D．保持小孔和烛焰的距离不变，减小薄膜和小孔的距离，烛焰的像更小、更明亮 7．☆（单选）如图所示各选项中光现象的原理与小孔成像原理一致的是（　　 ） A．屏幕上的手影　　B．透镜观察昆虫 C．雨后的彩虹　　D．水中的倒影 8．☆（单选）我国2000多年前的《墨经》就记载有小孔成像实验。如图所示，是同学们制作的小孔成像仪，下列说法正确的是（　　） A．小孔成像，像的形状与小孔的形状有关 B．小孔成像成的一定是倒立、缩小的虚像 C．小孔成像仪上的孔开得越大，像就越小 D．影子的形成原理与小孔成像的原理相同 9．☆（填空）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。根据实验中的现象可以得出的结论是：光可以在________中传播；光在________中才沿直线传播。 10．☆（填空）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”） 11．☆（填空）我国《周礼·考工记》中有“识日出之景，与日入之景”的记载，古人通过日出和日落时细杆的影子来辨别方位。如图所示，某天将直杆MN竖直放在学校操场的水平地面上，ND和NB为杆MN在阳光下的两个影子，由早上到傍晚影长变化的特点____________（填“变长”“变短”“先变长后变短”或“先变短后变长”），则______（填“A”或“C”）点在杆子的北侧方位，该处的东西方向大概为______（用图中字母表示）。 12．☆（填空）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：甲区域可以被____________________灯的灯光照亮，而乙区域没有灯光到达，因此明暗对比比较明显。 13．☆（填空）小荣想估测小区内路灯的高度h。晚上他沿着路灯旁的道路行走，第一次测得自己（小荣的身高为1.5 m）的影子长为1m；他沿着影子方向匀速直线远离路灯行走了6m 后，测得此时的影子长为2 m，如图所示。已知形状相同、大小不同的三角形，其对应的边长之比相等；   (1)“路灯下影子的形成”这一现象，对应的光学原理是________________________； (2)请计算路灯的高度为_________m。 二、探究性作业 1．☆☆（实验）在“制作小孔成像观察仪”活动中，小明把制作好的圆筒插入易拉罐中。 A．只会出现一个像 B．在不同的位置出现两个像 C．只有光斑而无像出现 (1)如图所示，为了成像更清晰，你建议将圆筒的_________（选填“A”或“B”）端蒙上半透明薄纸制成光屏来进行探究； (2)如果将原来△形的小孔改成○形的小孔，在半透明薄纸上像的形状________（选填“会”或“不会”）改变；假如小明同学将小孔遮住一半，半透明薄纸上像的形状________（选填“会”或“不会”）改变，像的亮度___________（选填“会”或“不会”）改变。 (3)用制成的小孔成像观察仪观察烛焰时，光屏上的蜡烛是_________（选填“正立”或“倒立”）。若仅增大光屏与小孔之间的距离，则光屏上的像将_________（选填“变大”、“变小”或“不变”），亮度_______（选填“变亮”“不变”或“变暗”）。 (4)小明无意间在易拉罐底部不同位置戳了两个小孔，用它来观察蜡烛，则半透明膜上会________。 2．☆☆（实验）阅读题 小东与几位同学做手影游戏时发现，手影大小经常在改变。影子的大小与哪些因素有关？他猜想：影子的大小可能与光源到物体的距离有关。他们借助如图1所示的实验装置，来探究影子高度与光源到物体距离的关系。 实验中，把手电筒正对黑板擦由近及远先后放在距离黑板擦不同位置，保持其它因素不变，分别测量影子在墙上的高度。记录数据如下表： 手电筒到黑板擦距离L/cm 20 30 40 50 60 70 黑板擦影子的高度H/cm 20 17 14.5 13.5 13 12.6 (1)分析数据发现：若保持其它因素不变，当手电筒由近处逐渐远离黑板擦时，影子的高度随之______________。 (2)为了进一步发现其中的规律，他们根据数据绘制了影子高度H随手电筒到黑板擦距离L变化的图像，如图2所示。由图可知，当手电筒到黑板擦的距离时，影子的高度H大致_________cm。 (3)当手电筒距黑板擦较远时，观察图像的变化趋势发现，影子变小得_________（填“快”或“慢”）；当手电筒距黑板擦足够远时，影子大小将____________。 (4)根据图1猜想，影子的大小还可能跟____________________________有关。 三、实践性作业 1．☆☆☆（阅读）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。 （实践拓展）在硬纸板（或纸杯）底部扎一个小孔，在暗处用手电筒照射，在另一张白纸上观察小孔成像，画出像的正倒并与光源比较。 （实践拓展）观察一天中旗杆影子方向和长短的变化，结合“光沿直线传播”说明影子是怎样形成的，并解释为什么中午的影子比早晚短。 学科网（北京）股份有限公司 $