2.2 光的直线传播（举一反三·讲义）物理新教材苏科版八年级上册

本讲义聚焦初中物理“光的直线传播”核心知识点，从夏日光斑、皮影戏等情景导入，通过影子游戏、激光传播实验探究光在均匀介质中的传播规律，构建光线模型，进而讲解影子、日食月食、小孔成像等应用及光速，形成“现象-探究-规律-应用-拓展”的学习支架。 资料以科学探究为核心，设计激光在空气（烟雾）、水（牛奶）、玻璃中传播路径的实验，培养学生观察与操作能力，光线模型建构体现科学思维。结合皮影戏、日晷等生活实例强化物理观念，课中辅助教师实验教学，课后通过题型示例与分层作业帮助学生巩固知识，查漏补缺。

2.2 光的直线传播 新教材【苏科版】 【知识框架 + 知识精讲（3个知识归纳 + 3个题型）+ 课后作业】 模块二 知识精讲 情景导入 同学们，夏日清晨，阳光透过树叶缝隙，在地面留下圆形光斑；皮影戏中，影子随木偶变化． 为什么会形成影子、光斑？光是怎样传播的？带着疑问，一起探究光的直线传播． 【知识点1 光在均匀介质中的传播（重点）】 1．做几个有趣的影子游戏 （1）试一试，你能将物体的影子踩在脚下吗？不能． （2）想一想，手影为什么会随手形的改变而改变？因为手影是由于光在空气中沿直线传播的过程中，被手（不透明体）挡住一部分光成的，所以当手形改变时，挡住的光发生改变，导致手影改变． （3）影子的形成说明了什么？影子的形成说明了光在空气中是沿直线传播的． 2．拓展探究 （1）影子的成因 ①操作与观察 将手电筒的反光罩拿掉，用手电筒的小灯泡作为"点光源"，固定手电筒的位置． 打开手电筒，白屏被照亮，在灯光与白屏之间放上矩形遮光硬纸板，观察遮光板在白屏上的阴影． 固定光源和遮光板，改变白屏的距离，请你观察屏上影子大小的变化，并思考影子大小变化的原因． 把一根细线固定在灯泡处，拉紧细线成一直线，紧贴着遮光板的边缘，延伸至白屏，记下细线与白屏的交点．将细线沿遮光板的边缘移动，在白屏上画出细线与白屏交点的轨迹．观察影子是否恰好落在了轨迹所包围的区域内． ②思考与归纳 通过活动，试分析： a．影子恰好落在特定区域内的原因是什么？ b．影子的形成以及影子的大小与光源、遮光物的关系说明光是如何传播的？ （2）光在空气、水、玻璃（或果冻）中的传播路径 ①器材：玩具激光笔（或手电筒）、盛有水的玻璃鱼缸、玻璃砖（或果冻）、小型喷雾器、豆浆（或牛奶）、光具盘． ②方法与技巧 为了使实验现象较为明显，可将实验安排在较暗的环境中进行．此实验中，用激光做实验光源效果极佳，可以看见一条清晰而明亮的光束．如果用手电筒做实验光源，要在手电筒的前端蒙上一张带有窄缝的黑纸，这样就能得到一条较窄的光束了． 为了显示光在空气中的传播路线，可在激光传播的路径上喷一些烟雾或水雾．烟雾可以用点燃的蚊香或香烟来产生，水雾可以用浇花用的小型喷雾器来产生． 为了显示光在水中的传播路线，可在水中加入一些豆浆或牛奶，使水呈浑浊状态． 为了显示光在玻璃中的传播路线，可以用光具盘让光垂直于玻璃面射入玻璃中，并掠过光具盘． ③操作与观察 a．如图所示按亮激光笔，观察光在空气中的传播径迹；转动激光笔，让光射向不同方向，观察光的传播径迹． b．如图所示，让光垂直射入鱼缸里的水中，观察光在水中的传播径迹；改变光的入射方向，再观察水中光的传播径迹． c．除了空气和水，光还能在哪些物质中传播？传播的径迹又是怎样的？请先提出你的猜想，再通过实验检验． 3．光的直线传播 （1）规律：光在同一种均匀介质中是 传播的． （2）光线：为了表示光的传播情况，常用一条带箭头的直线来表示光的传播路和方向，这条带箭头的直线叫作 ． 【例1】（2025秋•屯昌县期末）小明在学习“光的直线传播”时，看到一个演示实验，过程如下：①用激光笔射向水中，激光在水中传播的路径是一条直线（如图所示）；②在A点处用漏斗向水中慢慢注入海波溶液，观察到激光束发生弯曲；③经搅拌后，观察到激光束又变直．小明根据上述现象得到下列结论，其中正确的是（　　） A．光的传播需要介质 B．光在均匀介质中才沿直线传播 C．光在海波溶液中不能沿直线传播 D．光只有在水中才沿直线传播 【变式1-1】（2025秋•宣城期中）下列说法中，正确的个数是（　　） ①光一定是沿直线传播的 ②我们可以看到甚至摸到光线 ③光的传播可以不需要介质 ④光线是真实存在的带箭头的直线 ⑤光线是一种理想的物理模型 ⑥皎洁的月亮是光源 A．2个 B．3个 C．4个 D．5个 【变式1-2】（2025秋•京口月考）在研究光学现象中我们引入了光线的模型，下列关于光线的说法不正确的是（　　） A．从点光源可以画出无数条光线 B．光线实际上是不存在的 C．光线就是很细的光束 D．光线可以表示光的传播方向 【变式1-3】（2025秋•清江浦区月考）在研究光的传播路径时，小明做了下面几个小实验： （1）图1中，为了显示激光在空气中传播路径，可以采取的方法是 　 　 ，图2中为了显示激光在水中的传播路径，可以在水中加入少量的 　 　 ； （2）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（图3），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 　 　 ． 【知识点2 光的直线传播规律的应用】 1．影子的成因 如图所示，由于光的直线传播，当光在传播过程中遇到不透明体时，在不透明体的后面光不能到达的区域便形成不透明体的影子，影子的形状与不透明体的形状有关，影子与不透明体左右不反，上下不倒． 2．日食和月食的成因 日食与月食可以用光的直线传播来解释． 日食是地球运行到月球的影里形成的，月食则是月球运行到地球的影里形成的． 如图所示，当人们位于月球的本影（光在传播过程中遇到不透明物体时，在其后方形成的全暗区域）内时，完全看不到太阳，这就是日全食；当人们位于月球的半影（光在传播过程中遇到不透明物体时，在其后方只有部分光到达的区域）内时，只能看到太阳的一部分，这就是日偏食．同样，当月球运行到地球的本影内时，太阳光完全不能射到月球上，人们完全看不见月球，这就是月全食；而当月球运行到地球的半影内时，人们只能看到月球的一部分，这就是月偏食． 3．小孔成像 如图所示，由于光的直线传播，物体通过小孔成倒立的实像．像的大小与物体的大小、物体到小孔的距离以及光屏到小孔的距离都有关．像与物左右相反、上下颠倒．像的形状与物体的形状相似，与孔的形状无关． 4．应用 光的直线传播规律在生产、生活中也有许多应用，如激光准直、射击瞄准、排队、针孔型摄像机等． 【例2】（2026•盐城模拟）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。 【变式2-1】（2025秋•沛县期末）如图是清华大学草坪上的日晷，它的基座上镌刻着拉丁文“FACTANONVEBR”及其中译文“行胜于言”，日晷是利用晷上的针的影子随时间长短和位置变化来判断时间的计时工具，它利用了 　的原理。若针的影子由短变长，则表示时间为 （选填“上午”或“下午”）。 【变式2-2】（2025秋•安定区期末）如图所示为“小孔成像”的示意图：该现象可以用“光在同种均匀介质中　 　 ”来解释：小孔成的像是　 　 （选填“虚像”或“实像”）。 【变式2-3】（2025秋•英德市期末）日食、月食是由于光的　 　 原理形成的，如图所示是太阳、地球和月球三者某时刻的位置示意图，若此时出现月食现象，则月球处于　 　 位置；若出现日食现象，则月球处于　 　 位置（以上两空均选填“甲”“乙”“丙”或“丁”）。 【知识点3 光速】 1．定义 光传播的路程与时间的比值叫作光速． 公式： v= 2．光在真空中传播速度最大，约为3×108m/ s 光在不同介质中传播的速度不同，光在空气中的速度略小于真空中的速度，在水中的速度约为真空中的，在玻璃中的速度约为真空中的 3．激光测距仪 激光具有亮度高、单色性好、方向性强等特点．激光测距仪工作时，向目标发射脉冲激光束，并接收由目标反射回来的激光，测出激光往返所经过的时间，设光速为 ，则它们之间的距离. 【例3】（2026•西峡县一模）光在 　 　 中传播的速度最大，数值为 　 m/s，光在水、玻璃、空气中传播速度由大到小的排列顺序是 　 　 。 【变式3-1】（2025秋•漠河期中）雷雨天，我们总是先看到闪电再听到雷声，是因为 　 　 ，若某次闪电后3秒听到了雷声，则发生闪电的地方距离观察者约 　 　 m。 【变式3-2】（2025秋•宣威市校级期末）光在　 　中沿直线传播，光在真空中的传播速度是　 m/s。 【变式3-3】（2025秋•千山区期中）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．在空气中，光比声传播速度快 C．光在同种不均匀介质中也会沿直线传播 D．光线就是光 模块三课后作业 一．选择题（共6小题） 1．（2024秋•仁寿县期中）下列现象不能用光在均匀介质中沿直线传播解释的是（　　） A．光照在不透明的物体上，物体背后会出现影子 B．小孔成像 C．日食和月食 D．在雷雨天，人们总是先看见闪电后听到雷声 2．（2024秋•江阴市期中）下列说法中，正确的个数是（　　） ①光总是沿直线传播的；②我们可以看到甚至摸到光线；③光的传播可以不需要介质；④光线是真实存在的带箭头的直线；⑤光线是一种理想的物理模型；⑥闪闪发光的宝石是光源 A．2个 B．3个 C．4个 D．5个 3．（2025秋•德城区期中）从物理学的角度来说，日食属于光的_____现象。如图所示，能描述日食形成原因的是_____图。两空分别是（　　） A．直线传播、甲 B．反射、乙 C．直线传播、乙 D．反射、甲 4．（2025秋•铁锋区期末）如图，在一个空罐的底部中央打一个小孔，再用一片半透明的塑料膜蒙在空罐的口上。将小孔对着烛焰，我们可以看到烛焰在薄膜上呈现的像，下列说法正确的是（　　） A．烛焰在薄膜上呈现的像是虚像 B．适当增大小孔面积能使成像变大 C．小孔的形状影响着像的形状 D．物体向上移动，像向下移动 5．（2025秋•齐齐哈尔期中）在100m赛跑中，甲、乙两计时员分别根据看发令枪的烟和听枪声开始记录同一名运动员的成绩，若甲的记录结果为11.30s，则乙的记录结果约为（光的传播速度为3×108m/s，声音的传播速度取340m/s）（　　） A．11.01s B．11.30s C．11.59s D．11.88s 6．（2025•农安县期末）圭表是我国古代的一种天文仪器.如图所示，垂直于地面的直杆叫“表”，南北方向水平放置于地面测量影长的标尺叫“圭”，观察表的影子长短来读出时间，下列说法不正确的是（　　） A．圭表计时的原理是光的直线传播 B．当表的影子最短时，此时是当地的正午 C．当表的影子逐渐变短时，应是当地的下午 D．为了能在圭尺上观察到清晰的日影，立表需要用不透明材料 二．填空题（共2小题） 7．（2025秋•淮安校级月考）晴天的正午时分，走在公园的树林里，小明看到阳光透过树叶的缝隙在地上留下许多大小形状不同的光斑和黑色区域；其中黑色区域是　 　 （选填“太阳”、“树叶的缝隙”或“树叶和树枝”）的　 　 （选填“实像”、“虚像”或“影子”）。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”）。 8．（2025•滕州市模拟）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，两侧看不清屏幕内容；此防窥膜贴在手机屏幕上，　 　 （能/不能）防止上方的窥视；为了让防窥效果更好（可视范围减小），可以适当地 　 　 （增大/减小）超细百叶窗的间距。 三．作图题（共3小题） 9．（2026•新市区校级三模）同学们都知道“凿壁偷光”的故事，如图，室内一盏灯通过墙上的两个小洞透过两条细小光束，请根据光束的方向确定室内光源的位置S。 10．（2024秋•高邮市期末）如图所示，AB是物体，O为小孔，M为光屏，试作出物体AB通过小孔在光屏上成的像。 11．（2025•扬中市校级一模）根据要求作图。在图中画出路灯S下小明的影长。 四．实验探究题（共3小题） 12．（2025秋•鼓楼区校级月考）如图所示是小明做的两个光学实验。 （1）太阳光通过三棱镜后，在光屏上会形成一条彩色光带，这种现象叫　 　 （如图甲所示），说明白光是由　 　 组成的。 （2）通过三个小孔去观察烛焰（如图乙所示），若要看到烛焰，他应将烛焰、三个小孔和人眼调到　 　 上，此时看见的　 　 （选填“是”或“不是”）蜡烛通过小孔成的像。 13．（2025秋•平原县期中）如图甲，用钉子在易拉罐底部的中央敲一个小孔，将易拉罐的顶部剪去后，蒙上一层塑料薄膜，这样就制成了一个针孔照相机，其实就是小孔成像的实验装置。将点燃的蜡烛置于小孔前的适当位置，观察并研究小孔成像的特点： （1）烛焰在塑料薄膜上所成的像是　 　 （实像/虚像）；小孔成像的原理是　 　 ； （2）如果易拉罐底部小孔是三角形，则他在半透明纸上看到的像是　 　 ； A．三角形光斑 B．圆形光斑 C．烛焰的正立像 D．烛焰的倒立像 （3）蜡烛燃烧一段时间后，则它在薄膜上的像将向　 　 （上/下）； （4）晴天的正午时分，走在茂密的树林下，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（如图乙），圆形光斑大小不一的原因是　 　 。 14．（2025秋•扬州月考）阅读短文，回答问题。 手术无影灯 手术无影灯用来照明手术部位，尽量消除医护人员的头、手和器械等对手术部位造成的阴影。手术无影灯是怎么做到“无影”的呢？晚上在教室内只打开一盏日光灯，仔细观察你自己的影子，会发现影子中部特别黑暗，四周稍浅。影子中部，日光灯发出的光不能照到，特别黑暗，叫本影。四周灰暗的部分叫半影。 为了解释无影灯的工作原理，在课桌上点两支蜡烛分开放置于A、B两个位置，蜡烛前面立一本书，关掉日光灯可以看到墙壁出现书的本影和半影，如图甲。如果点燃三支甚至四支蜡烛，书的本影部分就会逐渐缩小，半影部分会出现很多明暗不同的层次。 手术无影灯是将发光强度很大的许多灯排列在灯盘上，合成一个大面积的光源，这样就能从不同角度把光线照射到手术台上，既保证手术视野有足够的亮度，同时又不会产生明显的本影。 （1）图甲的上侧半影区域中，蜡烛　 　 ； A．A发出的光照到，B照不到 B．B发出的光照到，A照不到 （2）产生本影的原理是　 　 。在甲图中再点燃更多的蜡烛，书的本影变得更　 　 （大/小），半影更　 　 （明显/不明显）； （3）烈日炎炎的夏季，晓亮同学发现，地上有电线杆的影子，为什么看不到电线的影子呢？下面说法正确的有　 　 （填写正确答案前的字母）； A．射到电线上的光线太强，不能形成影子 B．太阳光源较大，太阳光照在较细的电线上形成的本影很小，未落到地面 （4）小明同学想用9盏相同的LED灯（图中用“”表示）排列合成一个大光源作为无影灯，下列设计效果最好的是　 　 。 A． B． C． 第 1 页 共 13 页 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $ 2.2 光的直线传播 新教材【苏科版】 【知识框架 + 知识精讲（3个知识归纳 + 3个题型）+ 课后作业】 模块二 知识精讲 情景导入 同学们，夏日清晨，阳光透过树叶缝隙，在地面留下圆形光斑；皮影戏中，影子随木偶变化． 为什么会形成影子、光斑？光是怎样传播的？带着疑问，一起探究光的直线传播． 【知识点1 光在均匀介质中的传播（重点）】 1．做几个有趣的影子游戏 （1）试一试，你能将物体的影子踩在脚下吗？不能． （2）想一想，手影为什么会随手形的改变而改变？因为手影是由于光在空气中沿直线传播的过程中，被手（不透明体）挡住一部分光成的，所以当手形改变时，挡住的光发生改变，导致手影改变． （3）影子的形成说明了什么？影子的形成说明了光在空气中是沿直线传播的． 2．拓展探究 （1）影子的成因 ①操作与观察 将手电筒的反光罩拿掉，用手电筒的小灯泡作为"点光源"，固定手电筒的位置． 打开手电筒，白屏被照亮，在灯光与白屏之间放上矩形遮光硬纸板，观察遮光板在白屏上的阴影． 固定光源和遮光板，改变白屏的距离，请你观察屏上影子大小的变化，并思考影子大小变化的原因． 把一根细线固定在灯泡处，拉紧细线成一直线，紧贴着遮光板的边缘，延伸至白屏，记下细线与白屏的交点．将细线沿遮光板的边缘移动，在白屏上画出细线与白屏交点的轨迹．观察影子是否恰好落在了轨迹所包围的区域内． ②思考与归纳 通过活动，试分析： a．影子恰好落在特定区域内的原因是什么？ b．影子的形成以及影子的大小与光源、遮光物的关系说明光是如何传播的？ （2）光在空气、水、玻璃（或果冻）中的传播路径 ①器材：玩具激光笔（或手电筒）、盛有水的玻璃鱼缸、玻璃砖（或果冻）、小型喷雾器、豆浆（或牛奶）、光具盘． ②方法与技巧 为了使实验现象较为明显，可将实验安排在较暗的环境中进行．此实验中，用激光做实验光源效果极佳，可以看见一条清晰而明亮的光束．如果用手电筒做实验光源，要在手电筒的前端蒙上一张带有窄缝的黑纸，这样就能得到一条较窄的光束了． 为了显示光在空气中的传播路线，可在激光传播的路径上喷一些烟雾或水雾．烟雾可以用点燃的蚊香或香烟来产生，水雾可以用浇花用的小型喷雾器来产生． 为了显示光在水中的传播路线，可在水中加入一些豆浆或牛奶，使水呈浑浊状态． 为了显示光在玻璃中的传播路线，可以用光具盘让光垂直于玻璃面射入玻璃中，并掠过光具盘． ③操作与观察 a．如图所示按亮激光笔，观察光在空气中的传播径迹；转动激光笔，让光射向不同方向，观察光的传播径迹． b．如图所示，让光垂直射入鱼缸里的水中，观察光在水中的传播径迹；改变光的入射方向，再观察水中光的传播径迹． c．除了空气和水，光还能在哪些物质中传播？传播的径迹又是怎样的？请先提出你的猜想，再通过实验检验． 3．光的直线传播 （1）规律：光在同一种均匀介质中是 沿直线 传播的． （2）光线：为了表示光的传播情况，常用一条带箭头的直线来表示光的传播路和方向，这条带箭头的直线叫作 光线 ． 【例1】（2025秋•屯昌县期末）小明在学习“光的直线传播”时，看到一个演示实验，过程如下：①用激光笔射向水中，激光在水中传播的路径是一条直线（如图所示）；②在A点处用漏斗向水中慢慢注入海波溶液，观察到激光束发生弯曲；③经搅拌后，观察到激光束又变直．小明根据上述现象得到下列结论，其中正确的是（　　） A．光的传播需要介质 B．光在均匀介质中才沿直线传播 C．光在海波溶液中不能沿直线传播 D．光只有在水中才沿直线传播 【分析】光在均匀介质中沿直线传播． 【解答】解：通过老师的实验操作，搅拌后可以发现光线在均匀介质中是沿直线传播的． 故选：B． 【变式1-1】（2025秋•宣城期中）下列说法中，正确的个数是（　　） ①光一定是沿直线传播的 ②我们可以看到甚至摸到光线 ③光的传播可以不需要介质 ④光线是真实存在的带箭头的直线 ⑤光线是一种理想的物理模型 ⑥皎洁的月亮是光源 A．2个 B．3个 C．4个 D．5个 【分析】光在同一种均匀介质中沿直线传播．光源是指自身能够发光的物体．光线是为了描述光的传播路径和方向而引入的一种假想的理想模型． 【解答】解：①光在同种均匀介质中沿直线传播，故①错误； ②④⑤用一条带箭头的线段来描述光的传播路径和方向，光线是一种理想化模型，并不真实存在，故②④错误，⑤正确； ③光可以在真空中传播，也可以在透明的介质中传播，故③正确； ⑥我们看到的月亮是太阳光照射到月亮表面，在月亮表面反射过来的光，所以月亮不是光源，故⑥错误； 所以正确的有③和⑤，共2个．故A符合题意，BCD不符合题意． 故选：A． 【变式1-2】（2025秋•京口月考）在研究光学现象中我们引入了光线的模型，下列关于光线的说法不正确的是（　　） A．从点光源可以画出无数条光线 B．光线实际上是不存在的 C．光线就是很细的光束 D．光线可以表示光的传播方向 【分析】知道光的传播方向是确实存在，但难以分析探究，于是用一条有方向的直线表示，这种用一个抽象的“模型”来形象地突出事物的主要特征的方法． 【解答】解：A、点光源是理想化的光源，它向各个方向发射光，因此从点光源可以画出无数条光线，用来表示光的传播方向，故A正确． B、光线是为了研究光的传播而引入的理想化模型，实际上并不存在．它是人们为了方便描述光的传播路径和方向而假想的线条，故B正确． C、光线是理想化的模型，它代表光的传播方向，没有粗细之分；而光束是实际存在的光的集合，即使是很细的光束也有一定的宽度，包含无数条光线．因此，光线和很细的光束不是同一个概念，故C错误． D、光线的主要作用就是表示光的传播方向，通过光线的箭头可以直观地看出光的传播路径和方向，故D正确． 故选：C． 【变式1-3】（2025秋•清江浦区月考）在研究光的传播路径时，小明做了下面几个小实验： （1）图1中，为了显示激光在空气中传播路径，可以采取的方法是 　在空气中喷洒烟雾　 ，图2中为了显示激光在水中的传播路径，可以在水中加入少量的 　牛奶或咖啡　 ； （2）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（图3），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 　光在同种均匀介质中才沿直线传播　 ． 【分析】（1）为了显示光的传播路径，可在空气中喷些烟雾，水里滴些牛奶； （2）光只有在同种均匀介质中才沿直线传播，在不均匀的介质中会发生折射现象． 【解答】解：（1）光在空气中是沿直线传播的，但传播路径不容易直接观察，在空气中喷洒烟雾，有利于观察光的传播路径； 将激光射入混有少量牛奶或咖啡并搅拌均匀的水中，可利用光的漫反射显示出光的传播路径； （2）当向盛有清水的玻璃缸沿缸壁轻轻注入浓糖水时，玻璃缸内的液体就变的不均匀了，越深密度越大，光线在里面传播时就会发生折射，形成如图所示的现象；当搅拌缸中的水后，玻璃缸内的液体就会变得均匀了，观察到光的路线呈直线，说明光在同种均匀介质中才沿直线传播． 故答案为：（1）在空气中喷洒烟雾；牛奶或咖啡；（2）光在同种均匀介质中才沿直线传播 【知识点2 光的直线传播规律的应用】 1．影子的成因 如图所示，由于光的直线传播，当光在传播过程中遇到不透明体时，在不透明体的后面光不能到达的区域便形成不透明体的影子，影子的形状与不透明体的形状有关，影子与不透明体左右不反，上下不倒． 2．日食和月食的成因 日食与月食可以用光的直线传播来解释． 日食是地球运行到月球的影里形成的，月食则是月球运行到地球的影里形成的． 如图所示，当人们位于月球的本影（光在传播过程中遇到不透明物体时，在其后方形成的全暗区域）内时，完全看不到太阳，这就是日全食；当人们位于月球的半影（光在传播过程中遇到不透明物体时，在其后方只有部分光到达的区域）内时，只能看到太阳的一部分，这就是日偏食．同样，当月球运行到地球的本影内时，太阳光完全不能射到月球上，人们完全看不见月球，这就是月全食；而当月球运行到地球的半影内时，人们只能看到月球的一部分，这就是月偏食． 3．小孔成像 如图所示，由于光的直线传播，物体通过小孔成倒立的实像．像的大小与物体的大小、物体到小孔的距离以及光屏到小孔的距离都有关．像与物左右相反、上下颠倒．像的形状与物体的形状相似，与孔的形状无关． 4．应用 光的直线传播规律在生产、生活中也有许多应用，如激光准直、射击瞄准、排队、针孔型摄像机等． 【例2】（2026•盐城模拟）如图所示，小明想通过三张纸片上的小孔看见烛焰，他应将　烛焰　 和三个小孔及人眼调到　同一直线　 上，原因是光在均匀介质中是沿　直线　 传播的。 【分析】光在同种、均匀介质中是沿直线传播。 【解答】解：因为光是沿直线传播的，所以图乙通过三个小孔去观察烛焰，若要看到烛焰，应满足的条件是眼睛、三个小孔和蜡烛在同一直线上，此时看见的烛焰发出的光。 故答案为：烛焰；同一直线；直线。 【变式2-1】（2025秋•沛县期末）如图是清华大学草坪上的日晷，它的基座上镌刻着拉丁文“FACTANONVEBR”及其中译文“行胜于言”，日晷是利用晷上的针的影子随时间长短和位置变化来判断时间的计时工具，它利用了光的直线传播　的原理。若针的影子由短变长，则表示时间为下午（选填“上午”或“下午”）。 【分析】（1）解答此题的关键是首先要明确古代测日影定时刻的仪器，然后再根据光在同种均匀介质中沿直线传播解释其原理即可； （2）阴影是由短而长地映在晷面上，而中午晷针的影子段，下午的影子长，从而求表示的时间。 【解答】解： （1）该计时工具是根据影子的变化计时的，因为影子的形成是光的直线传播形成的，所以它的工作原理是光的直线传播； （2）根据题意分析可得：物体的阴影由长而短、由短而长地映在晷面的刻度上，时间由上午到下午。晷针的阴影是由短而长地映在晷面上，可表示时间为下午。 故答案为：光的直线传播；下午。 【变式2-2】（2025秋•安定区期末）如图所示为“小孔成像”的示意图：该现象可以用“光在同种均匀介质中　沿直线传播　 ”来解释：小孔成的像是　实像　 （选填“虚像”或“实像”）。 【分析】光在同种均匀介质中是沿直线传播的；小孔成像成的是倒立的实像。 【解答】解：“小孔成像”可以用“光在同种均匀介质中沿直线传播”来解释，小孔成的像是实像。 故答案为：沿直线传播；实像。 【变式2-3】（2025秋•英德市期末）日食、月食是由于光的　直线传播　 原理形成的，如图所示是太阳、地球和月球三者某时刻的位置示意图，若此时出现月食现象，则月球处于　乙　 位置；若出现日食现象，则月球处于　丁　 位置（以上两空均选填“甲”“乙”“丙”或“丁”）。 【分析】根据光的直线传播原理，日食和月食都是影子现象，先明确光被哪个天体遮挡。分析月食时，地球位于太阳和月球之间，地球挡住射向月球的光，因此判断月球应处于与太阳相对、被地球遮挡的一侧；分析日食时，月球位于太阳和地球之间，月球挡住射向地球的光，因此判断月球应处于太阳和地球之间的一侧。结合图中太阳、地球、月球的位置关系，分别判断月球在哪种情形下处于对应位置。 【解答】解：日食和月食都是光沿直线传播形成的现象。当不透明天体挡住太阳光时，会在背光一侧形成影子。发生月食时，地球位于太阳和月球之间，地球的影子落在月球上，所以此时月球应处于图中的乙位置；发生日食时，月球位于太阳和地球之间，月球的影子落在地球上，所以此时月球应处于图中的丁位置。 故答案为：直线传播；乙；丁。 【知识点3 光速】 1．定义 光传播的路程与时间的比值叫作光速． 公式： v= 2．光在真空中传播速度最大，约为3×108m/ s 光在不同介质中传播的速度不同，光在空气中的速度略小于真空中的速度，在水中的速度约为真空中的，在玻璃中的速度约为真空中的 3．激光测距仪 激光具有亮度高、单色性好、方向性强等特点．激光测距仪工作时，向目标发射脉冲激光束，并接收由目标反射回来的激光，测出激光往返所经过的时间，设光速为 ，则它们之间的距离. 【例3】（2026•西峡县一模）光在 　真空　 中传播的速度最大，数值为 　3×108 m/s，光在水、玻璃、空气中传播速度由大到小的排列顺序是 　空气、水、玻璃　 。 【分析】（1）光的传播不需要介质，在真空中传播最快，在其它透明介质中的传播速度小于在真空中的速度。 （2）光在不同介质中的传播速度不同，在空气中传播速度接近在真空中的速度，在水中的传播速度是真空中的，在玻璃中的传播速度是真空中的。 【解答】解：光在越稀疏的介质中传播越快，在真空中最快，速度是3×108m/s； 因在空气中传播速度接近在真空中的速度，在水中的传播速度是真空中的，在玻璃中的传播速度是真空中的。 所以光在水、玻璃、空气中传播速度由大到小的排列顺序是空气、水、玻璃。 故答案为：真空；3×108；空气、水、玻璃。 【变式3-1】（2025秋•漠河期中）雷雨天，我们总是先看到闪电再听到雷声，是因为 　在空气中光速远大于声速　 ，若某次闪电后3秒听到了雷声，则发生闪电的地方距离观察者约 　1020　 m。 【分析】（1）在空气中，声音的传播速度为约为340m/s，光的传播速度约为3×108m/s，据此分析回答。 （2）根据公式s＝vt可以计算出打雷的地方离他的距离。 【解答】解：（1）闪电和雷声是同时发生的，声音的传播速度约为340m/s，光的传播速度约为3×108m/s，因此，我们先看到闪电后听到雷声的原因是空气中光的传播速度大于声音的传播速度。 （2）打雷的地方离他的距离：s＝vt＝340m/s×3s＝1020m； 故答案为：在空气中光速远大于声速，光的传播时间短；1020。 故答案为：在空气中光速远大于声速；1020。 【变式3-2】（2025秋•宣威市校级期末）光在 　同种均匀介质　 中沿直线传播，光在真空中的传播速度是 　3×108 m/s。 【分析】光在同种均匀介质中沿直线传播，光在真空中的传播速度是3×108m/s。 【解答】解：光在同种均匀介质中沿直线传播，光在真空中的传播速度是3×108m/s。 故答案为：同种均匀介质；3×108。 【变式3-3】（2025秋•千山区期中）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．在空气中，光比声传播速度快 C．光在同种不均匀介质中也会沿直线传播 D．光线就是光 【分析】（1）光的传播不需要介质，光能在真空中传播； （2）光在空气中的传播速度约为3×108m/s，声音在空气中的传播速度约340m/s； （3）光在同种均匀介质中沿直线传播，如果介质不是同一种或者介质不均匀，光的传播路径会发生偏折； （4）光线是表示光传播方向的一条直线，是物理模型。 【解答】解：A．光的传播不需要介质，光能在真空中传播，故A错误； B．光在空气中的传播速度约为3×108m/s，声音在空气中的传播速度约340m/s，因此在空气中，光比声传播速度快，故B正确； C．光在同种均匀介质中沿直线传播，光在同种不均匀介质中不沿直线传播，传播路径会发生偏折，故C错误； D．光线是表示光传播方向的一条直线，是物理模型，不是真实存在的，所以光线并不是光，故D错误。 故选：B。 模块三课后作业 一．选择题（共6小题） 1．（2024秋•仁寿县期中）下列现象不能用光在均匀介质中沿直线传播解释的是（　　） A．光照在不透明的物体上，物体背后会出现影子 B．小孔成像 C．日食和月食 D．在雷雨天，人们总是先看见闪电后听到雷声 【分析】逐项分析各情景运用的光学知识进行作答。 【解答】解：ABC、影子、小孔成像、日食和月食都是由光的直线传播形成的，故ABC不符合题意； D、在雷雨天，人们总是先看见闪电、后听到雷声，说明在空气中光速比声速快，故D符合题意。 故选：D。 2．（2024秋•江阴市期中）下列说法中，正确的个数是（　　） ①光总是沿直线传播的；②我们可以看到甚至摸到光线；③光的传播可以不需要介质；④光线是真实存在的带箭头的直线；⑤光线是一种理想的物理模型；⑥闪闪发光的宝石是光源 A．2个 B．3个 C．4个 D．5个 【分析】光在同一种均匀介质中沿直线传播。光源是指自身能够发光的物体。光线是为了描述光的传播路径和方向而引入的一种假想的理想模型。 【解答】解：①光在同一种均匀介质中沿直线传播，故①错误； ②④⑤、光线是为了描述光的传播路径和方向而引入的一种假想的理想模型，故②④错误，⑤正确； ③光可以在真空中传播，光的传播可以不需要介质，故③正确； ⑥闪闪发光的宝石自身不能发光，而是反射光，所以不是光源，故⑥错误。 综上所述，正确的个数有2个，故A符合题意，BCD不符合题意。 故选：A。 3．（2025秋•德城区期中）从物理学的角度来说，日食属于光的_____现象。如图所示，能描述日食形成原因的是_____图。两空分别是（　　） A．直线传播、甲 B．反射、乙 C．直线传播、乙 D．反射、甲 【分析】光是在同种均匀介质中沿直线传播的。当太阳光、月亮、地球在同一条直线上，月亮转动到太阳和地球之间，太阳光有一部分被月亮阻挡，地球上出现月亮的影子，地球上有一部分地区不能看到完整的太阳或看不到太阳，就形成日食。 【解答】解：因为光是在同种均匀介质中沿直线传播的。当月球转到太阳和地球之间并且三者在一条直线上时，月球挡住了太阳照射在地球上的光线，地球处在月球的影子里，这就形成了日食，所以图甲是日食的成因图。故选：A。 4．（2025秋•铁锋区期末）如图，在一个空罐的底部中央打一个小孔，再用一片半透明的塑料膜蒙在空罐的口上。将小孔对着烛焰，我们可以看到烛焰在薄膜上呈现的像，下列说法正确的是（　　） A．烛焰在薄膜上呈现的像是虚像 B．适当增大小孔面积能使成像变大 C．小孔的形状影响着像的形状 D．物体向上移动，像向下移动 【分析】小孔成像的原理是光沿直线传播，成倒立的实像，像与孔的形状和大小无关。 【解答】解：AD．薄膜上呈现的是烛焰倒立的实像，当烛焰相对于小孔向上移动时，成像相对于小孔向下移动，故A错误，D正确； BC．小孔成像与小孔的形状、大小无关，故BC错误。 故选：D。 5．（2025秋•齐齐哈尔期中）在100m赛跑中，甲、乙两计时员分别根据看发令枪的烟和听枪声开始记录同一名运动员的成绩，若甲的记录结果为11.30s，则乙的记录结果约为（光的传播速度为3×108m/s，声音的传播速度取340m/s）（　　） A．11.01s B．11.30s C．11.59s D．11.88s 【分析】发令枪冒烟属于光信号，光从起点到终点的传播时间因为很短，是可以忽略的；而声音从起点传播到终点的时间是需要考虑的。 【解答】解：光的传播速度是3×108m/s，声音的传播速度v＝340m/s；因为光的传播速度太快了，所以当光从起点传播到终点时，光的传播时间是可以忽略的。 由于声音和冒烟是同时产生的，所以我们可以认为当人看见发令枪冒烟时，声音从起点才开始传播，那么声音从起点传播到乙计时员耳朵里的时间是：t0.29s。 甲是看到发令枪冒烟开始计时的，比较准确；乙是听到声音开始计时的，少记了0.29s，因此乙记录下来的成绩为11.30s﹣0.29s＝11.01s。 故选：A。 6．（2025•农安县期末）圭表是我国古代的一种天文仪器.如图所示，垂直于地面的直杆叫“表”，南北方向水平放置于地面测量影长的标尺叫“圭”，观察表的影子长短来读出时间，下列说法不正确的是（　　） A．圭表计时的原理是光的直线传播 B．当表的影子最短时，此时是当地的正午 C．当表的影子逐渐变短时，应是当地的下午 D．为了能在圭尺上观察到清晰的日影，立表需要用不透明材料 【分析】（1）光在同种均匀介质中是沿直线传播的； （2）影子的长度与太阳的高度有关。 【解答】解：A．圭表是通过观察表的影子长短来读出时间的，因此是利用光的直线传播原理来计时的，故A正确； B．当表的影子最短时，说明此时太阳已经升到了最高处，是当地的正午，故B正确； C．当表的影子逐渐变短时，说明太阳正在上升，应是当地的上午，故C错误； D．为了能在圭尺上观察到清晰的日影，立表需要用不透明材料挡住光线，故D正确。 故选：C。 二．填空题（共2小题） 7．（2025秋•淮安校级月考）晴天的正午时分，走在公园的树林里，小明看到阳光透过树叶的缝隙在地上留下许多大小形状不同的光斑和黑色区域；其中黑色区域是　 　 （选填“太阳”、“树叶的缝隙”或“树叶和树枝”）的　 　 （选填“实像”、“虚像”或“影子”）。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”）。 【分析】光沿直线传播，树叶树枝挡住光，地面黑色区域是影子；圆形光斑属于小孔成像，是太阳的实像；树叶缝隙到地面距离不同，光斑大小不一样，据以上分析解答。 【解答】解：晴天正午，阳光沿直线传播，树叶、树枝遮挡住太阳光，地面黑色区域是树叶和树枝的影子； 地上圆形光斑是小孔成像，是太阳通过树叶缝隙所成的实像； 树叶缝隙到地面的距离不同，所以圆形光斑大小不一样。 故答案为：树叶和树枝；影子；地面。 8．（2025•滕州市模拟）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，两侧看不清屏幕内容；此防窥膜贴在手机屏幕上，　 　 （能/不能）防止上方的窥视；为了让防窥效果更好（可视范围减小），可以适当地 　 　 （增大/减小）超细百叶窗的间距。 【分析】此防窥膜贴在手机屏幕上，由于屏幕正上方在可视范围内，所以不能防止上方的窥视； 为了让防境效果更好（可视范围减小），可以适当地减小超细百叶窗的间距。 【解答】解：此防窥膜贴在手机屏幕上，由于屏幕正上方在可视范围内，所以不能防止上方的窥视；为了让防境效果更好（可视范围减小），可以适当地减小超细百叶窗的间距。 故答案为：不能；减小。 三．作图题（共3小题） 9．（2026•新市区校级三模）同学们都知道“凿壁偷光”的故事，如图，室内一盏灯通过墙上的两个小洞透过两条细小光束，请根据光束的方向确定室内光源的位置S。 【分析】光直线传播的应用的原理就是光在均匀介质中直线传播．光沿直线传播的应用实例很多，例如： （1）射击瞄准；（2）激光准直；（3）排直队要向前看齐等。 【解答】解：根据光在均匀介质中直线传播，反向延长两条光线得出交点S，即室内光源S的位置，如图所示： 10．（2024秋•高邮市期末）如图所示，AB是物体，O为小孔，M为光屏，试作出物体AB通过小孔在光屏上成的像。 【分析】小孔成像的原理是光沿直线传播，物体上部的光线通过小孔后，射到了光屏的下部，物体下部的光线通过小孔后，射到了光屏的上部，倒立的实像是小孔成像的特点。 【解答】解：发光物体的每一个点都可看作为点光源，每个点光源发出的光都会通过小孔照到屏幕的某个区域。A点发出的光线经小孔下边缘，到达光屏下部，B点发出的光线经小孔上边缘，到达光屏的上部，成的像是倒立的实像。如图： 11．（2025•扬中市校级一模）根据要求作图。在图中画出路灯S下小明的影长。 【分析】根据光沿直线传播分析并作图即可。 【解答】解：根据光的直线传播原理可知，光源S发出的光线和小明的顶端的连线与地面相交于一点，这点到小明的距离就是影长，如下图所示： 。 四．实验探究题（共3小题） 12．（2025秋•鼓楼区校级月考）如图所示是小明做的两个光学实验。 （1）太阳光通过三棱镜后，在光屏上会形成一条彩色光带，这种现象叫　 　 （如图甲所示），说明白光是由　 　 组成的。 （2）通过三个小孔去观察烛焰（如图乙所示），若要看到烛焰，他应将烛焰、三个小孔和人眼调到　 　 上，此时看见的　 　 （选填“是”或“不是”）蜡烛通过小孔成的像。 【分析】（1）太阳光经过三棱镜被分解为：红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫等多种颜色的色光，称为光的色散； （2）光在同种、均匀介质中是沿直线传播，据此分析回答。 【解答】解：（1）太阳光通过三棱镜后分解为彩色光带的现象叫做光的色散，该现象直接证明了白光是由多种色光混合组成的复色光。 （2）光在同种均匀介质中沿直线传播，只有当烛焰、三个小孔、人眼处在同一条直线上时，烛焰的光线才能依次穿过三个小孔进入人眼，从而看到烛焰。 小孔成像是光通过小孔后在另一侧光屏上形成的倒立实像，本场景中是光线直接沿直线进入人眼，并没有经过小孔成像的过程，所以看到的不是蜡烛通过小孔成的像。 故答案为：（1）光的色散；红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫等多种色光； （2）同一条直线；不是。 13．（2025秋•平原县期中）如图甲，用钉子在易拉罐底部的中央敲一个小孔，将易拉罐的顶部剪去后，蒙上一层塑料薄膜，这样就制成了一个针孔照相机，其实就是小孔成像的实验装置。将点燃的蜡烛置于小孔前的适当位置，观察并研究小孔成像的特点： （1）烛焰在塑料薄膜上所成的像是　 　 （实像/虚像）；小孔成像的原理是　 　 ； （2）如果易拉罐底部小孔是三角形，则他在半透明纸上看到的像是　 　 ； A．三角形光斑 B．圆形光斑 C．烛焰的正立像 D．烛焰的倒立像 （3）蜡烛燃烧一段时间后，则它在薄膜上的像将向　 　 （上/下）； （4）晴天的正午时分，走在茂密的树林下，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（如图乙），圆形光斑大小不一的原因是　 　 。 【分析】（1）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，这就是小孔成像； （2）在小孔成像现象中，物体经小孔成的像的形状由物体决定，像的形状与物体的形状相同，与孔的形状无关； （3）（4）小孔所成像的大小与物体的大小、物到小孔的距离、小孔到光屏的距离有关。 【解答】解：（1）蜡烛在塑料薄膜上所成的像是实像，其成像的原理是光的直线传播； （2）蜡烛经小孔成倒立的实像，像的形状与蜡烛形状相同，像与小孔的形状无关，即蜡烛在塑料薄膜上成的像是蜡烛倒立的像，选D； （3）蜡烛燃烧一段时间后，蜡烛变短，则它在薄膜上的像将向上移动； （4）晴天太阳透过树叶缝隙形成的圆形光斑与上述原理相同，其圆形光斑大小不一的原因是树叶缝隙离地面的距离不同。 故答案为：（1）实像；光的直线传播；（2）D；（3）上；（4）树叶缝隙离地面的距离不同。 14．（2025秋•扬州月考）阅读短文，回答问题。 手术无影灯 手术无影灯用来照明手术部位，尽量消除医护人员的头、手和器械等对手术部位造成的阴影。手术无影灯是怎么做到“无影”的呢？晚上在教室内只打开一盏日光灯，仔细观察你自己的影子，会发现影子中部特别黑暗，四周稍浅。影子中部，日光灯发出的光不能照到，特别黑暗，叫本影。四周灰暗的部分叫半影。 为了解释无影灯的工作原理，在课桌上点两支蜡烛分开放置于A、B两个位置，蜡烛前面立一本书，关掉日光灯可以看到墙壁出现书的本影和半影，如图甲。如果点燃三支甚至四支蜡烛，书的本影部分就会逐渐缩小，半影部分会出现很多明暗不同的层次。 手术无影灯是将发光强度很大的许多灯排列在灯盘上，合成一个大面积的光源，这样就能从不同角度把光线照射到手术台上，既保证手术视野有足够的亮度，同时又不会产生明显的本影。 （1）图甲的上侧半影区域中，蜡烛　 　 ； A．A发出的光照到，B照不到 B．B发出的光照到，A照不到 （2）产生本影的原理是　 　 。在甲图中再点燃更多的蜡烛，书的本影变得更　 　 （大/小），半影更　 　 （明显/不明显）； （3）烈日炎炎的夏季，晓亮同学发现，地上有电线杆的影子，为什么看不到电线的影子呢？下面说法正确的有　 　 （填写正确答案前的字母）； A．射到电线上的光线太强，不能形成影子 B．太阳光源较大，太阳光照在较细的电线上形成的本影很小，未落到地面 （4）小明同学想用9盏相同的LED灯（图中用“”表示）排列合成一个大光源作为无影灯，下列设计效果最好的是　 　 。 A． B． C． 【分析】（1）根据光的直线传播分析回答； （2）根据产生本影的原理是光的直线传播，光线完全照射不到的区域形成了本影解答； （3）根据文中的信息解答； （4）如果点燃三支甚至四支蜡烛，本影部分就会逐渐缩小，半影部分会出现很多明暗不同的层次，据此分析； 【解答】解：（1）由于光的直线传播，图甲的上侧半影区域中，B发出的光照到，A照不到。故A错误，B正确。 故选：B。 （2）产生本影的原理是光的直线传播，光线完全照射不到的区域形成了本影。 如果在书的周围再点燃更多的蜡烛，书的本影部分就会逐渐缩小，半影部分会出现更多明暗不同的层次。所以在甲图中再点燃更多的蜡烛，完全照射不到的区域减小，书的本影变得更小，原本半影区域接收到的光线更多，半影更不明显。 （3）地上有电线杆的影子，却看不到电线的影子，根据手术无影灯的原理可知，这是因为太阳光源较大，太阳光照在较细的电线上形成的本影很小，未落到地面，故A错误，B正确。 故选：B。 （4）手术无影灯是将许多灯排列在灯盘上，合成一个大面积的光源这样就能从不同角度把光线照射到手术台上，既保证手术视野有足够的亮度，同时又不会产生明显的本影，所以9盏相同的LED灯排列合成一个大光源作为无影灯，要有中间的照明，同时面积尽量要大，所以设计效果最好的是A。 故答案为：（1）B；（2）光的直线传播；小；不明显；（3）B；（4）A。 第 1 页 共 13 页 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $