第1节 光的直线传播（模型与方法）物理人教版八年级上册

第1节 光的直线传播 ( 模型破解 规范思维路径，强化科学逻辑 …………………………………………………… … ………… 01 ~ 16 模型 0 1. 正确辨识光源 …………………………………………………………………………………… 01 模型02. 光沿直线传播的条件 …………………………………………………………………………… 02 模型03.光的直线传播的应用 …………………………………………………………………………… 04 模型 0 4 .影子的形成 ……………………………………………………………………………………… 05 模型0 5 . “ 光影随行 ” 的计算 …………………………………………………………………………… 0 7 模型0 6 . 日食和月食的形成 ……………………………………………………………………………… 08 模型0 7 . 小孔成像 ………………………………………………………………………………………… 09 模型0 8 . 光速与光年 ……………………………………………………………………………………… 11 模型0 9 . 光速与声速及应用 ……………………………………………………………………………… 12 模型 10 . 根据光的直线传播确定观察范围 ……………………………………………………………… 13 模型1 1 .光的直线传播作图 ……………………………………………………………………………… 14 真题演练 熟悉考试形式，提升实战能力 ………… …… ……………………………………… … ……… 1 6 ~ 18 分层练测 实现精准提效，最终整体达标 ………………………………………………………………… 18 ~ 23 基础夯实 …………………………………………………………………………………… 18 ~ 20 培优拔高 …………………………………………………………………………………… 20 ~ 23 ) 模型01.正确辨识光源 ( 技巧： 判断一个物体是不是光源，就抓一个核心标准： ‌ 它是否在 “ 自己发光 ” ，而不是反射别人的光 ‌ 。 ‌‌ 先看是不是 “ 自身 ” 发光 ‌ ： 太阳、点燃的蜡烛、亮着的电灯、萤火虫这类自己发光的才算光源；月亮、镜子、幕布、钻石这些反射别人光的都不算。 ‌ 再看是不是 “ 正在 ” 发光 ‌ ： 点燃的蜡烛是光源，但熄灭的蜡烛就不是；没通电的灯泡也不算。 ‌ 区分 “ 光源 ” 和 “ 被照亮 ” 的物体 ‌ ： 比如月光照亮地面，但月亮不是光源，地面的反光更不是。这个点很容易混。 ‌‌ ‌ 反光的不算 ‌ ： 月亮、镜子、电影幕布、汽车后视镜，它们都是反射了别的光才被你看见，所以都不 ) ( 是光源。 ‌‌ 口诀： 自身发光叫光源，反射借光不算数。 ‌ ‌ 月亮镜子钻石幕，统统不是光源族。 ‌ ‌ 太阳烛火萤火虫，通电灯泡才正宗。 提醒： ‌ “ 反射光 ” 冒充光源 ‌ ： 月亮、镜子、钻石、宝石、电影荧幕、投影屏幕这些，本身都不发光，只是反射了其他光源的光，所以 ‌ 都不是光源 ‌ 。 ‌ “ 星星 ” 不全是光源 ‌ ： 恒星（比如太阳）是光源，但行星、卫星（比如月亮）本身不发光，不是光源。题目里只说 “ 星星 ” 时，要看清楚指的是哪一类。 ‌ “ 能发光 ” 不等于 “ 正在发光 ” ‌ ： 定义里要求 “ 正在发光 ” 。点燃的蜡烛、通电的灯是光源；没点燃的蜡烛、没通电的灯就不是。 ‌ 发光时间不影响判断 ‌ ： 太阳白天晚上都是光源，不会因为白天看不见它发光就不是了。 ‌‌ 两大分类光源： ‌ 自然光源 ‌ ：自然界本身就有的，比如太阳（核聚变发光）、萤火虫（生物发光）、闪电、水母等。 ‌ 人造光源 ‌ ：人类制造出来发光的，比如灯泡、蜡烛、 LED 灯、手电筒等。 ‌‌ ) 【例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1-1】在：①太阳、②月亮、③北极光、④霓虹灯、⑤宝石中，属于天然光源是_________；不属于光源的是_________。（以上两空均选填序号） 【变式1-2】如图所示是电视上播放天安门升旗的场景，电视机________（选填“是”或“不是”）光源。仪仗队里士兵排列非常整齐是应用了________原理。 【变式1-3】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正在发光的霓虹灯，⑧火星，⑨正在发光的激光器。其中不属于光源的是____________，属于天然光源的是__________，属于人造光源的是___________。（以上均填序号） 模型02.光沿直线传播的条件 ( 技巧： 光的直线传播解题，核心就抓 ‌ “ 同种均匀介质 ” ‌ 这六个字，再结合几个典型现象和作图规范，基本就能拿满分。 影子的形成（手影、立竿见影） ； ) ( 日食、月食（天体影子） ； 小孔成像（成倒立实像，像的形状与小孔形状无关） ； 坐井观天、一叶障目 ； 激光准直、排队看齐、三点一线瞄准 。 口诀： 同种均匀判方向，影子日食 想直传； 反射折射要分清， 箭头方向别画反。 ‌‌ 提醒： ‌ 容易混淆、不属于直线传播的现象 ‌ ：水中倒影、平面镜成像 —— 属于光的反射 ； 筷子在水中 “ 折断 ” 、池水变浅 —— 属于光的折射 ； 海市蜃楼 —— 属于折射 ‌‌ 。 ) 【例2】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。 【变式2-1】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2-2】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 【变式2-3】用激光笔分别照射玻璃缸中的水和不均匀糖水，得到的光线分别如图甲、乙所示。由此现象可得到的结论是（ ） A.光在水中沿直线传播；光在糖水中沿曲线传播 B.在图乙中加入适量的水，可看到光沿直线传播 C.将图乙中糖水搅拌均匀，可看到光沿直线传播 D.在图乙中加入适量的糖，可看到光沿直线传播 模型03.光的直线传播的应用 ( 技巧： 光的直线传播在生活中有大量实用场景，核心是利用光在同种均匀介质中沿直线传播的特性，实现精准定位、计时、成像等功能 。 工程与生产类应用：激光准直、木工校验木板。 日常与运动类应用：射击/射箭 “ 三点一线 ” 瞄准、排队看齐、太阳伞遮阳。 传统与创意类应用：日晷计时、皮影戏表演、手影游戏。 成像类应用：针孔照相机、树荫下的圆形光斑。 口诀： 同种均匀透明线，影子近短远长变 ‌ ； 三点一线激光准，小孔倒实像不变 ‌ ； 日月食和日晷连，坐井观天视野限 ‌ ； 反射折射别乱串，直线应用不混判 。 提醒： ‌ “ 光沿直 线传 播 ” 说 法不完整 ‌ ：必 须说 ‌ 光在同种均匀介 质 中沿直 线传 播 ‌ 。介 质 不均匀 时 路径会弯曲，比如早晨太阳在地平 线 下就能看到，就是大气 层 不均匀 导 致的折射 现 象， 这 不是直 线传 播的例 证 。 ‌ ‌ 应 用与 现 象要分清 ‌ ：激光准直、瞄准射 击 “ 三点一 线 ” 、排 队 看 齐 、木匠 检查 木板平直是 应 用；影子、日食、月食、小孔成像是 现 象。 ‌ 日食和月食 别 搞混 ‌ ：日食是月球在中 间挡 住太阳光；月食是地球在中 间挡 住射向月球的太阳光。 ‌‌ ) 【例3】国庆阅兵仪式中，从各个方向看队伍都是整齐划一的，这是利用了_________________；太阳发出的光，通过大气层射向大地时_________（选填“是”或“不是”）沿直线传播的。 【变式3-1】安装电梯时，安装工人常常在电梯井底放置一台激光垂准仪，射出一道竖直激光，使电梯轨道与它平行，就能保证轨道又正又直，其利用了（　　） A.光的直线传播 B.光的反射 C.光的折射 D.光的色散 【变式3-2】（多选）如图所示的清华日晷，别称1920级日晷，是清华大学的重要纪念物。日晷通常由晷针和晷面组成。利用日晷计时的方法是人类在天文计时领域的重大发明，这项发明被人类沿用达几千年之久。下列关于日晷说法正确的是（　　） A.日晷是依据晷针影子的方位计时 B.一天内，正午时刻晷针影子最长 C.一天内，晷针影子移动是由地球公转造成的 D.一天内，晷针影子移动是由地球自转造成的 【变式3-3】小刚一家到万峰湖游玩，小刚坐在开着天窗的车里，通过天窗能看到天空的景色，如图甲所示，请在图乙的简图中画出小刚看到天窗外天空范围的光路图，A点表示小刚的眼睛。 模型04.影子的形成 ( 技巧： 影子的形成解题，核心就抓住一句话： ‌ 光沿直线传播，遇到不透明物体被挡住，后面照不到光的区域就是影子 ‌ 。 找光源和遮挡物‌：先确定题目里的光源（路灯、手电筒、太阳等）和挡住光的物体（人、树、木杆等）。光源是点光源还是平行光，会影响画法。 ‌连“临界光线”定影子边界‌：这是作图题的关键。连接光源和遮挡物的‌顶端‌，画一条直线延长到地面（或墙面），这条线就是影子最远的边界；遮挡物底部到交点的区域，就是影子范围。 ‌判断影子大小和方向变化‌：影子的大小和方向会随光源位置改变，记住下面这些规律。‌‌ 口诀： 平行光看高度角，影长和它反着跑； 点光源看距离差，近短远长变化大。 提醒： ‌ 光源越近，影子越大‌：物体离光源越近，遮挡范围越大，影子越大；光源越远，影子越小。 ‌光源越低，影子越长‌：光源高度越低（比如早晚的太阳），影子越长；光源越高（比如正午），影子越短。 ‌影子方向与光源相反‌：光源在左边，影子就在右边；光源方向改变，影子方向也跟着反向变。‌‌ ) 【例4】李白的名句“举杯邀明月，对影成三人”中，涉及到的光学知识理解正确的是（　　） A.空中的明月是光源 B.杯中的人影是光的折射形成的 C.地上的人影是光沿直线传播形成的 D.月光能照射到人，说明光的传播需要介质 【变式4-1】如题图所示，在阳光照射下，广东省南澳岛北回归线标志塔在地面上形成影子，影子形成的原因是（ ） A.光沿直线传播 B.光的反射 C.光的折射 D.光的色散 【变式4-2】在晴天的中午，茂密的大树下常有许多不那么明亮的光斑，这些光斑的形状为________形，这些光斑是光沿_________传播，通过树叶间的缝隙而形成的太阳的________（选填“像”或“影子”）。 【变式4-3】图甲是元代郭守敬改进的圭表，他将表（标杆）的高度增加到原来的五倍，并在表顶加一根横梁；还发明了景符，利用小孔成像原理在圭面（水平放置的刻度尺）上形成太阳和横梁的清晰影像，通过测量梁影中心位置提高了测量时间和节气的精度。 （1）当太阳照射表时，圭面出现了表的影子，根据影子的方向和长短，就能读出时间。一天之中，正午的影子最________； （2）古人通过测量正午时表影长短的变化，划分出二十四节气（如图乙）指导农业生产。在南京地区，一年中正午时表影最长是在二十四节气中的________； （3）圭面上形成了太阳的清晰影像，该像为________（选填“实像”或“虚像”）。景符逆时针转动时，太阳的像________（选填“变大”、“变小”或“不变”）。 模型05.“光影随行”的计算 ( 技巧： “ 光 影随行 ” 这类影子长度计算，核心就是 ‌ 光的直线传播 + 相似三角形 ‌ ，题型主要分两种，对应两套公式： ☀ 太阳光（平行光）场景： 太阳离得远，照到地面可看成平行光。同一时刻、同一地点，物高和影长成正比： ， 已知参照物高度和影长，求物体高度： ； 已知参照物，求影长： 。 路灯（点光源）场景 ： 路灯是点光源，光线从灯顶发出，经过头顶落到地面，形成一大一小两个相似三角形，按对应边成比例列式。 单次站位求灯高或影长 ‌ ：灯高 H ，人高 h ，人距灯水平距离 d ，影子长度 L ： 。 口诀： 光沿直线是根本，先辨光源再算影； 平行光用三角切，点光相似找对应； 近灯短、远灯长，正午影短早晚长； 连线过顶交投影，实光带箭不画错。 提醒： ‌ 前提条件 ‌ ：平行光公式必须满足 “ 同一时刻、同一地点 ” ，否则比例不成立。 ‌ 分清单光源还是太阳光 ‌ ：路灯（点光源）和太阳光（平行光）的相似三角形画法略有不同，但计算原理一致。 点光源方向 ‌ ：人从路灯下走过时，影子先变短、到正下方最短，再变长，不是一直变长。 ‌ 单位换算 ‌ ：光速在真空中约 3×10 8  m/s，注意换算成km/s是3×10 5 。 ) 【例5】在一个烈日炎炎的午后陈老师走在随州街头，看到地面上树荫里有许多圆形光斑，抬头看看树叶间刺眼的阳光，想到这树荫下藏着物理学的秘密，便拍下两张照片（如图）。经估测树荫下一个清晰光斑的直径约为7cm，这束阳光从约7m高处的树叶间照射下来。我们常说太阳光经过约8分钟来到地球（太阳和地球之间的距离按1.5×1011m计算），粗略计算太阳的直径最接近（　　） A.1.5×109m B.1.5×1019m C.5×106m D.5×1012m 【变式5-1】路灯高度为6.8米，人的高度为1.7米，路灯正下方的人水平向右行走时，头顶的影子在地面上以1米/秒的速度移动，则（ ） A.影子越来越短 B.人以0.75米/秒的速度行走 C.人以4米/秒的速度行走 D.人以0.25米/秒的速度行走 【变式5-2】如图所示，小明在晚上由路灯AC走向路灯BD，当他走到点P时，发现身后他影子的顶部刚好接触到路灯AC的底部，且测得影子AP=6 m，当他向前再步行19 m到达Q点时，发现身前他影子的顶部刚好接触到路灯BD的底部，已知小明同学的身高是1.5 m，路灯BD的高度是7.5 m，求路灯AC的高度。 【变式5-3】小明同学的身高为 1.5m，站在路灯下某处。 （1）地面上的影子是怎么产生的？ （2）若在某个时刻他的影子长度是1.5m，他以1m/s的速度均速沿直线远离路灯而去，2s后的影子长度为2m，则路灯离地面的高度是多少米？ 模型06.日食和月食的形成 ( ‌ 技巧： 日食和月食的解题核心就一句话： ‌ 先判断谁在中间，再看影子落在谁身上 ‌ 。日食是月球在太阳和地球之间，月球的影子落在地球上；月食是地球在太阳和月球之间，地球的影子落在月球上。 ‌ 看中 间 天体 ‌ ：日食 “ 月 ” 在中 间 ，月食 “ 地 ” 在中 间 。 影子方向 ‌ ：光沿直 线传 播，影子 总 在背光一 侧 。 谁挡 住光， 谁 身后的黑影落在 谁 身上，就形成什么食。 ‌ 三者共 线 ‌ ：日食、月食 发 生 时 ，太阳、地球、月球基本在一条直 线 上。 ‌‌‌‌ 口诀： 日食挡日光，月夹中间藏。 月食地遮月，三球一线长。 提醒： ‌ 原理混淆 ‌ ：日食、月食都是光的直 线传 播，不是反射或折射。光的反射（如平面 镜 成像）和折射（如水中筷子 “ 折断 ” ）是其他 现 象， 别 混在一起。 ‌ 位置判断 ‌ ：月食 时 月球 ‌ 不在 ‌ 太阳和地球中 间 ，那是日食的排列；月食 时 地球在中 间 。 ‌ 影子与光斑 ‌ ：日食、月食的本 质 就是影子 现 象，和 “ 树荫 下的光斑 ” （小孔成像）原理相同，都是光的直 线传 播。 ‌‌ ) 【例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 【变式6-1】下面四幅图中，发生日食的图是（ ） A. B. C. D. 【变式6-2】如图所示，月亮分别处于哪个位置能看到月全食和月偏食（　　） A.3、1 B.3、2 C.4、1 D.4、2 【变式6-3】如图甲是月食这一难得的景象，月食属于光的_____________现象，在模拟日食、月食成因的实验中，月食发生时，画了图乙的示意图，月球应该是位于________（选填“A”“B”或“C”）处。夏天中午，小明骑着自行车到达一栋房子，为了防止此时自行车晒得太烫，小明应该把自行车停放在房子的________（选填“东”“南”“西”或“北”）方。为了探测月地距离，可从地球向月球发射________（选填“光”“声”）信号，并记录它返回的时间，若计时所得时间为2.6秒，则月地距离为_________km。 模型07.小孔成像 ( 技巧： 小孔成像的核心解题思路就一句话： ‌ 抓住 “ 光的直线传播 ” ，用 “ 两点确定一条直线 ” 把物体端点和像点对应起来 ‌ 。 ) ( 像的形状 ‌ ：只跟物体本身形状有关， ‌ 跟小孔的形状无关 ‌ 。小孔是圆的、方的还是三角的，像都一样。 ‌ 像是倒立实像 ‌ ：由实际光线会聚而成，能用光屏承接，所以画图用实线。 ‌ 像的大小 ‌ ：由物距（物体到孔）和像距（光屏到孔）共同决定。 ‌ 物距越小或像距越大，像越大 ‌ ；反之则小。 ‌ 像的亮暗 ‌ ：小孔越大，进光越多像越亮，但孔太大像会模糊；孔太小像清晰但偏暗，所以实验要在 ‌ 较暗的环境 ‌ 下观察。 口诀： 小孔成像倒立实， ‌‌ 像形随物孔无关。 ‌ ‌ 物近屏远像变大， ‌‌ 物远屏近像缩小。 提醒： ‌ 小孔成像没有“焦距”这个概念，别跟凸透镜成像的公式搞混。 判断像变大变小，关键看 ‌ 物距和像距的相对变化 ‌ ，别只盯一个变量。 实验时光屏要用 ‌ 半透明薄膜 ‌ ，不能用完全透明的，不然看不清像。 ) 【例7】2000多年前，《墨经》中记载了小孔成像的实验（如图所示），小孔成像成的像是________（“实像”或“虚像”），该现象可以说明____________________________。 【变式7-1】如图所示，用蜡烛作为光源，在木板上钻一个小孔，发现光线透过小孔在墙壁上形成像。下列说法正确的是（ ） A.小孔成像说明光在同种均匀介质中沿直线传播 B.木板上的小孔一定是圆形的 C.保持蜡烛和墙位置不变，将木板向靠近墙的方向移动，蜡烛在墙上像的大小不变 D.蜡烛在墙上形成的像是正立的像 【变式7-3】小华在“制作小孔成像观察仪”活动中，需要把制作好的圆筒插入易拉罐中： （1）如图所示，小华利用半透明膜作为光屏，则半透明膜应该安装在________（选填“A”或“B”）端；使用该装置时应将小孔对着室外________（选填“明亮”或“较暗”）的物体进行观察。在右侧用制成的小孔成像观察仪观察到点燃的蜡烛成像，其成像的原理和树荫下的圆形光斑形成的原理________（选填“相同”或“不同”）。 （2）若保持蜡烛和小孔的位置不变，仅将圆筒向后拉动，则薄膜上的像将________（填“变大”、“变小”或“不变”）。如果仅将原来O形的小孔改成△形的小孔，在半透明膜上像的形状________（选填“会”或“不会”）改变。 （3）小华无意间在易拉罐的底部不同位置戳了两个小孔，用它来观察蜡烛的像，则半透明膜上会________。 A.只会出现一个像 B.在不同的位置出现两个像 C.出现两个重合的像 （4）请根据本实验探究过程分析，晴天树荫下的圆形光斑大小不一的原因是____________________。 模型08.光速与光年 ( 技巧： 光速与光年解题的口诀可以总结为：光年是距离，不是时间；光速每秒约 30 万公里；一光年约 9.46 万亿公里，光走一年。 ‌‌‌ 光速 ‌ ：真空中光速是恒定常数，中学物理阶段统一取近似值 c =3× 10 8 m /s=3× 10 5 km /s；光速不满足日常的速度叠加规则，在任何惯性参考系中数值不变。 光年 ‌ ： ⚠ 是 ‌ 长度 /距离单位 ‌ ，不是时间单位，定义为光在真空中 1年时间内传播的直线距离。 口诀： 光速 三十万公里 ，一年秒数乘积推。 九点四六万亿里， 长度非时莫 搞 混 。 提醒： ‌ 概念错误：把光年当成时间单位，是选择题最常见的设错点； 路程错误：涉及光的反射、往返传播（如回声测距类的光学实验）时，忘记路程是距离的 2 倍； 单位错误：时间没换算成秒、米和千米混淆，导致结果量级偏差（比如把 1 光年算成 9.46× 10 12 m ，比真实值小了 1000 倍）； 直觉错误：日常的速度叠加（伽利略变换）不适用于光速，真空中光速对任何参考系都是恒定值，不会因为光源或观测者运动而变大变小。 ) 【例8】物理学中有很多数据需要记忆，比如：光在真空中的传播速度为________m/s，声音在15℃的空气中传播速度为________m/s。 【变式8-1】“定海号”盾构机在甬舟铁路金塘海底隧道舟山侧成功穿越海堤，开启了世界最长海底高铁隧道“穿海之旅”。“定海号”盾构机在激光束的引导下与“甬舟号”在海面下实现精准对接，下列关于激光的说法正确的是（ ） A.激光的传播需要介质 B.激光在同种均匀的介质中沿直线传播 C.激光在空气中的传播速度为340m/s D.激光在水中的传播速度大于在空气中的传播速度 【变式8-2】小盼在欣赏美景的时候，也想到我们国家的科技日新月异，人民生活越来越好。2024年6月25日，嫦娥六号返回器准确着陆于内蒙古四子王旗预定区域，工作正常，标志着探月工程嫦娥六号任务取得圆满成功，实现世界首次月球背面采样返回。月球绕地球的轨迹模型如图所示，地球与月球之间的距离约为3.8×108m，光的传播速度约为3×108m/s，则光从月球表面到达地面的时间约为（　　） A.0.79s B.1.27s C.7.90s D.12.70s 【变式8-3】你一定听说过《牛郎织女》的神话故事，王母娘娘拆散了牛郎和织女的幸福家庭，他们化作天上的两颗星，只能在每年农历七月初七渡过银河相会一次。科学家测算，牛郎星和织女星相距约16光年，可见他们每年相会一次是不可能的。 （1）光年是长度单位，1光年=_________km。（1年按365天计算） （2）牛郎星和织女星间的距离是_________km。 （3）牛郎星和织女星只是银河系中的两颗恒星，银河系中还有许多其他的星体。以上的计算结果对你认识宇宙有何启发？答：______________________（写出一点，合理即可）。 模型09.光速与声速及应用 ( 技巧： 先记住两个核心数值： ‌ 真空中光速约 3× 10 8 m /s ，空气中声速约 340 m /s （ 15℃ ） ‌ 。光速远大于声速，光传播不需要介质，声音必须靠介质传播且不能在真空中传播。 ‌‌ 光快声慢要分清 ‌ ： 看到光基本算 “ 瞬间到达 ” ，听到声音要算传播时间。比如百米赛跑计时员应看 “ 烟 ” 而不是听 “ 枪声 ” ，因为声音传 100 米 约需 0.29 秒，听声计时会少算约 0.29 秒。 ‌ 先看见闪电后听见雷声 ‌ ： 雷声和闪电同时发生，光几乎瞬间到达，声音要慢慢 “ 跑 ” ，所以先看到闪电。已知看到闪电到听到雷声的间隔时间，用 s =340× t 就能算出雷声处距离。 ‌ “ 乘 2 还是除 2” 的陷阱 ‌ ： 回声、山谷测距这类题，声音走的是 “ 去 + 回 ” 两趟，路程要除以 2 。比如对着 高 山喊一声， 2 秒后听到回声，则山距你 340×2 ÷2= 340m 。 ‌ 两种介质传声的时间差 ‌ ： 声音在不同介质中速度不同，到达时间也不同。比如钢管敲击后听到两次声音，可设钢管长度为 s ，分别表示空气和钢管中的传播时间，利用时间差列方程求解。 ‌ 口诀： 光速三亿声三四，真空传光声不行。 计时看烟莫听响，回声测距半路程。 提醒： ‌ 雷雨天测距离‌：看到闪电后5秒听到雷声，雷电距离约为 340 米 /秒 ×5 秒 = 1700米 。这里的坑是‌必须用声速算，不能用光速‌，光传播时间忽略不计。 ‌先见闪电后闻雷声‌：因为光速远大于声速，闪电和雷声虽然同时发生，但光先到达人眼。 ‌计时延迟问题‌：判断“多算还是少算”时，记住关键——‌声音传得慢，听到枪声再计时一定晚，导致记录时间偏短、成绩偏高‌。‌‌ ) 【例9】春节晚上，小华在阳台欣赏远处在绽放的礼花，礼花绽放时间间隔均匀，她在计时开始看到首次闪光1秒后听到了第一声爆响。为估计礼花燃放地点到她家距离，于是她在某次看见闪光开始计时。听到最后一声爆响停止计时，历时13秒，共有3次闪光，4次爆响（如图）。礼花闪光和相应爆响是________（选填“同时”或“不同时”）产生的，相邻两次爆响间隔________秒，礼花燃放地点到她家距离约________m。（已知声音在空气中的传播速度约340m/s） 【变式9-1】学校举行运动会，百米赛跑时，终点计时员应看到发令枪冒烟开始计时，而不是听到枪声开始计时。这是因为（　　） A.光速远大于声速，计时更准确 B.听声音计时不方便 C.声速远大于光速，计时更准确 D.光和声音速度一样，但光更明显 【变式9-2】下雨天总是电闪雷鸣，小明学完物理知道了先看到闪电而后听到雷声是因为__________，当看到闪电4s后听到了雷声，小明通过计算知道了打雷处距离他________ m。（υ声=340m/s） 【变式9-3】百米赛跑起跑时，终点计时员应在________________（选填“听到发令枪响”或“看到发令枪冒烟”）时开始计时。小明作为百米赛跑的终点计时裁判，若听到发令枪声后才按表计时，测得运动员的成绩为15.50s，该运动员的真实成绩是_________s。（结果保留两位小数，空气中的声速为340m/s） 模型10.根据光的直线传播确定观察范围 ( 技巧： 这类 “ 确定观察范围 ” 的作图题，核心就一句话： ‌ 从眼睛出发，分别连接遮挡物（窗口、井口等）的两个边缘，两条连线之间就是能看到的范围 ‌ 。看到的光线一定是指向眼睛的，千万别画反。 ‌‌ 坐井 观 天 类 ‌ ：将井底青蛙的位置与井口的左右两个端点分 别连线 ，两条光 线 之 间 的天空区域就是青蛙的最大 观 察范 围 ，井越深， 观 察范 围 越小。 窗口 / 门缝类 ‌ ： 人眼位置分 别连 接窗口的上、下 边缘 ，两条光 线 所 夹 的窗口另一 侧 区域，就是人眼能看到的范 围 ；人眼离窗口越近， 观 察范 围 越大。 遮光板 类 ‌ ： 人眼位置分 别连 接遮光板上小孔的两个 边缘 ，两条光 线 延 长 后覆盖的遮光板另一 侧 区域，就是可 视 范 围 ；人眼向遮光板靠近 时 ， 观 察范 围 会明 显变 大。 口诀： 定点连线找边缘，光线直射入眼帘。 障碍之外皆不见，阴影区域即范围。 提醒： ‌ 箭 头 方向画反 ‌ ： 这 是最常 见 的 错误 。画 视线 范 围时 ，箭 头 指向眼睛；如果 题 目 问 的是 “ 光照范 围 ” （比如点光源照到哪），箭 头 才向外。 ‌ 选错边缘 点 ‌ ：如果窗口有厚度，要 选 能 让 光 线 “ 透 过 去 ” 的那个角，而不是被 挡 住的角，画之前先判断一下。 ‌‌ ) 【例10】（1）画出图甲中点光源S照射不透明小球A所形成的阴影区域。 （2）请画出图乙中青蛙在井底的B点能看到的天空的范围。 【变式10-1】如图所示，AB为一物体，C是一个不透明的物体，若人眼在不同的区域1，2，3，4处观察物体AB，则人眼完全看不到物体AB的区域是（ ） A.1处 B.2处 C.3处 D.4处 【变式10-2】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。 【变式10-3】在一次交通安全教育活动中，交警叔叔强调，大货车存在视野盲区，同学们应注意避让。如图，A点为驾驶员眼睛所在的位置，请利用光路作图标注出驾驶员观察前方路况时的盲区范围（前挡风玻璃的厚度忽略不计）。 模型11.光的直线传播作图 ( 技巧： 确定光源与关键点 ‌ ：找到发光点（灯泡、蜡烛、太阳等）和障碍物的边界点（井口、挡板边缘、物体顶端）。 连线定边界 ‌ ：从光源出发，经过遮挡物边缘，画直线到目标区域，这就是光线能到达的最远边界。 ) ( 补箭头 ‌ ：所有实际光线必须画箭头，方向从光源指向被照物或观察者眼睛，画反会直接丢分。 标范围 ‌ ：求 “ 能看到什么 ” 或 “ 哪里被照亮 ” 时，用阴影或斜线标出边界之间的区域。 虚实分明 ‌ ：实际光线用实线，法线、反向延长线、辅助线用虚线。 口诀： 点源连线画直线，箭头方向莫搞反。 遮挡边缘定界限，倒立实像孔中现。 提醒： ‌ ‌‌ 光线方向 ‌ ：箭头必须指向光传播的方向，涉及人眼时箭头指向眼睛，涉及影子时箭头从光源出发。 实线虚线 ‌ ：只有真实传播的光线用实线，法线、辅助线、虚像、反向延长线一律用虚线。 垂直符号 ‌ ：画法线或做对称点时，务必标上 “ ⊥ ” ，不标会被扣分。 ) 【例11】圭表是一种利用日影进行测量的古代天文仪器，由“圭”和“表”两个部件组成，如图甲所示。圭表通过垂直于地面立一根杆，观察记录正午时影子的长短变化来确定季节的变化。 （1）圭表的工作原理是__________________； （2）请在图乙中画出表在圭上形成影子的光路图。 【变式11-1】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。 【变式11-2】某时刻，细木板A和B及它们的影子A′和B′如图所示，请在图中通过作图的方法找到光源P的位置。 【变式11-3】大货车周围有很多视野盲区，我们要尽量远离。如图所示是一辆大货车的车头，A点表示货车司机的眼睛，B点表示挡风玻璃下边沿，车头正前方的O点到C点是一段视野盲区。请确定地面上C点的位置，并画出眼睛看到C点的一条光线。 1.（2026·江苏常州）如图所示，一只水鸟站立在岸边浅水滩，小明居然同时看到三只“水鸟”，左侧岸上黑色的水鸟影子形成的原因是___________________，下方水中的水鸟像形成的原因是光的_________。 2.（2025·连云港）小明想：光在水中传播时，水的流动是否对光的传播方向有影响？他利用激光笔、流动的水（已加入少许牛奶）完成了实验探究，他的操作是_____________________________________。 3.（25-26八上·江苏常州·期末）在“太阳、月亮、钻石、亮着的电灯、正在工作的电视机屏幕、闪亮的萤火虫”这些物体中，不属于光源的是_________、_________。 4.（25-26八年级·期末）圭表是我国古代的天文仪器，如图，由“圭”和“表”两个部件组成，圭和表相互垂直。正午时，人们通过表在圭上的影子的长度来推测节气，这利用了光在同种均匀介质中____________的原理。请再列举一个利用该原理的实例或现象：　　　　　　。 5.（2026·四川凉山）跨学科主题学习是中学生重要的学习活动，某同学总结了一些涉及物理知识的词语，其中能反映光沿直线传播的是（ ） A.小孔成像 B.水涨船高 C.海市蜃楼 D.扬汤止沸 6.（2026·四川眉山）下列光现象中，由光的直线传播形成的是（ ） A.图甲：小孔成像 B.图乙：放大镜成像 C.图丙：“折断”的铅笔 D.图丁：京剧演员照镜子 7.（2026·四川广元）下列四个选项中涉及的光学原理，与“坐井观天，所见甚小”涉及的光学原理相同的是（ ） A.日食、月食 B.树木在河面上的倒影 C.雨后彩虹 D.海市蜃楼 8.（2026·四川内江）如图所示，墙上出现的手影是手挡住了光沿直线传播的路径形成的，下列光学现象与手影形成原理相同的是（ ） A.海市蜃楼 B.凸透镜成像 C.小孔成像 D.湖中倒影 9.（2025·江苏镇江·模拟）根据要求作图。在图中画出路灯S下小明的影长。 10.（2026·广东云浮·一模）中华文化源远流长，公元4世纪前的《墨经》中就记载了小孔成像现象和解释，如图甲所示，为进一步探究小孔成像的特点，妍妍制作了如图乙所示的装置，将易拉罐底部中央戳一个小孔，将易拉罐顶部剪去，蒙上一层半透明塑料薄膜。 （1）小孔成像的原理是光在均匀介质中沿_____________； （2）妍妍在制作小孔时，把小孔戳成三角形，用它来观察蜡烛，如图乙所示，遮住半个小孔的位置，半透明膜上呈现出了烛焰的像比原来的_________（选填“亮些”或“暗些”）。 （3）如图丙所示，夏天树荫下的小光斑是_________（选填“太阳”或“树叶间的空隙”）的像。 【基础夯实】 1.发生雷电时，先看到闪电，后听到雷声，是由于在空气中，光速远________（选填“大于”、“小于”或“等于”）声速，真空中的光速约为_________m/s。 2.在一个空易拉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，并用橡皮筋固定。将小孔对着蜡烛，会观察到烛焰在薄膜上所成的像，改变小孔的形状，薄膜上像的形状_________（选填“改变”或“不改变”），小孔成像现象说明了____________________________________。 3.如图是科学家首次拍摄到的距离地球5500万光年的黑洞照片，再次验证了爱因斯坦所创立的广义相对论的正确性。光年是________单位，黑洞强大的引力连跑的最快的光都无法逃脱，因此黑洞本身________（选填“是”或“不是”）光源，边缘的可见光是由于黑洞周围物体高速旋转落入黑洞，产生摩擦振动而造成的；这种振动产生的声音________（选填“能”或“不能”）在真空中传播。 4.如图甲所示是某校同学用一盆墨水观察到的日食奇观，产生日食的原因是光沿________传播。当我们位于乙图中的________（填“A”“B”或“C”）区域时，就能看到日全食现象。 5.生活中许多物体可以发光，下列物体不属于光源的是（　　） A.自行车尾灯 B.霓虹灯 C.太阳 D.萤火虫 6.如图所示，在一个纸板上打若干个小孔，组成一个心形，在室内让这个纸板在烛焰和白墙之间移动，在墙上能看到的图案是（ ） A. B. C. D. 7.如图所示，枯井中的青蛙位于井底O点“坐井观天”，下图中青蛙通过井口观察范围正确的是（　　）    A. B. C. D. 8.如图所示，晚上，小格从一盏路灯下经过，她从距离路灯较远的地方，先直行经过路灯正下方，然后继续向前走远。这一过程中，小格在地面上的影子长度的变化情况是（　　） A.一直变长 B.一直变短 C.先变短后变长 D.先变长后变短 9.请在图中作出物体AB通过小孔在屏上所成的像A′B′（保留作图痕迹）。 10.如图所示，找一个空的易拉罐，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，蒙上一层塑料薄膜，这样就制成了一个针孔照相机。将点燃的蜡烛置于小孔前的适当位置，观察并研究成像的特点： （1）蜡烛在塑料薄膜上所成的像是_________（选填“正立”或“倒立”）的实像。 （2）如果易拉罐底部小孔是三角形，则它在塑料薄膜上看到的像是________（选填字母）。 A.三角形光斑 B.圆形光斑 C.蜡烛的形状 （3）将蜡烛向上方移动，则它在塑料薄膜上的像将向________方移动。 （4）如果小孔变大，它在薄膜上所成的像将变得_________（选填“清晰”或“模糊”）。 【培优拔高】 1.小明同学在电影院观看电影《流浪地球》。电影银幕________（填“是”或“不是”）光源，影片中刘培强驾驶宇宙飞船撞向木星时，观众只能看到火光却听不到声音是因为____________________________；光在真空中传播速度为____________。 2.如图甲是月食，其形成可以用光的____________知识来解释；如图乙和丙，能正确描述月食形成原因的是图________。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“超声波”或“激光”）信号，并记录它返回的时间。 3.光在空气中的传播速度约为_________m/s，激光从地面射向月球，被月球表面反射回来，总共用了2.5s，则月球到地球的距离为__________，请说明为什么不能用声波测量月球到地球的距离 ________。 4.自制针孔照相机在外套筒的一端蒙上带孔的黑纸（图甲），在内套筒的一端蒙上塑料薄膜当光屏（图乙），把内套筒装入外套筒中（图丙）。小明使用针孔照相机时，眼睛应对着___________（选填“小孔”或“塑料薄膜”）观察窗外的景物，将看到窗外景物_________（选填“正立”或“倒立”）的实像。增大塑料薄膜与小孔间的距离，看到的像将__________（选填“变大”、“不变”或“变小”）。 5.“司机一滴酒，亲人两行泪”，为行车安全，大家要提醒身边的朋友家人，切勿酒驾．如图为交警夜查酒驾的情景，以下说法正确的是（　　） A.交警手中的荧光棒不是光源 B.交警身上穿的反光背心不是光源 C.车灯光在夜空中是沿曲线传播的 D.车灯的光比车鸣笛的声音传播得慢 6.参加“物理实验”的同学在空易拉罐的底部中央戳一个小圆孔，将顶部剪去后，蒙上一层塑料薄膜，制作成一个简易针孔“照相机”。如图所示，将其水平放置，在左侧固定一只与小孔等高的小灯泡，灯泡发光时，下列说法正确的是（ ） A.将小孔等比例放大，塑料膜上的像将变得更加清晰 B.遮住小圆孔上半部分，塑料膜上像的下半部分将缺失 C.若水平向右移动易拉罐，则像将变大 D.若只将小圆孔改为三角形小孔，则像的形状不会改变 7.如图所示，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，并用橡皮筋固定。将小孔对着烛焰，可以看到烛焰在薄膜上所成的像。下列说法正确的是（ ） A.在较亮的环境中，薄膜上的像更清晰 B.只增大烛焰到小孔的距离，薄膜上的像变小 C.只向上移动烛焰，薄膜上的像也向上移动 D.只改变小孔的形状，薄膜上像的形状也会发生变化 8.一人看到闪电12.3s后又听到雷声。已知空气中的声速约为330m/s~340m/s，光速为3×108m/s，于是他用12.3除以3很快估算出闪电发生位置到他的距离为4.1km。根据你所学的物理知识可以判断（ ） A.这种估算方法是错误的，不可采用 B.这种估算方法可以比较准确地估算出闪电发生位置与观察者间的距离 C.这种估算方法没有考虑光的传播时间，结果误差很大 D.即使声速增大2倍以上，本题的估算结果依然正确 9.作图题 （1）画出甲图中人眼通过小孔能看到外面的范围。 （2）“坐井观天”是经典的寓言故事。如图乙所示，一只青蛙在枯井底。请画出位于O点的青蛙眼睛，通过井口能观察的范围（用阴影部分表示）。 10.如图所示某兴趣小组在空易拉罐的底部中央戳个小圆孔，将顶部剪去后，蒙上一层塑料薄膜，制作成一个简易针孔照相机。如图甲所示，将其水平放置，在左侧固定一支点燃的蜡烛，可在塑料薄膜上看到烛焰倒立的像。 （1）该现象可以用________________来解释； （2）在图乙中利用光线作出烛焰在塑料薄膜上像（保留作图痕迹）。 （3）若将点燃的蜡烛向上移动，则塑料薄膜上的像向________（选填“上”或“下”）方移动；若将蜡烛靠近小孔少许，蜡烛的像将_________（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）树荫下的圆形光斑就是_________通过树叶间的小孔在地面上所成的实像。 第 1 页 共 23 页 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 光的直线传播 ( 模型破解 规范思维路径，强化科学逻辑 …………………………………………………… … ………… 01 ~ 25 模型 0 1. 正确辨识光源 …………………………………………………………………………………… 01 模型02. 光沿直线传播的条件 …………………………………………………………………………… 03 模型03.光的直线传播的应用 …………………………………………………………………………… 05 模型 0 4 .影子的形成 ……………………………………………………………………………………… 07 模型0 5 . “ 光影随行 ” 的计算 …………………………………………………………………………… 0 9 模型0 6 . 日食和月食的形成 ……………………………………………………………………………… 12 模型0 7 . 小孔成像 ………………………………………………………………………………………… 15 模型0 8 . 光速与光年 ……………………………………………………………………………………… 17 模型0 9 . 光速与声速及应用 ……………………………………………………………………………… 19 模型 10 . 根据光的直线传播确定观察范围 ……………………………………………………………… 21 模型1 1 .光的直线传播作图 ……………………………………………………………………………… 23 真题演练 熟悉考试形式，提升实战能力 ………… …… ……………………………………… … ……… 26 ~ 29 分层练测 实现精准提效，最终整体达标 ………………………………………………………………… 30 ~ 39 基础夯实 …………………………………………………………………………………… 30 ~ 34 培优拔高 …………………………………………………………………………………… 34 ~ 39 ) 模型01.正确辨识光源 ( 技巧： 判断一个物体是不是光源，就抓一个核心标准： ‌ 它是否在 “ 自己发光 ” ，而不是反射别人的光 ‌ 。 ‌‌ 先看是不是 “ 自身 ” 发光 ‌ ： 太阳、点燃的蜡烛、亮着的电灯、萤火虫这类自己发光的才算光源；月亮、镜子、幕布、钻石这些反射别人光的都不算。 ‌ 再看是不是 “ 正在 ” 发光 ‌ ： 点燃的蜡烛是光源，但熄灭的蜡烛就不是；没通电的灯泡也不算。 ‌ 区分 “ 光源 ” 和 “ 被照亮 ” 的物体 ‌ ： 比如月光照亮地面，但月亮不是光源，地面的反光更不是。这个点很容易混。 ‌‌ ‌ 反光的不算 ‌ ： 月亮、镜子、电影幕布、汽车后视镜，它们都是反射了别的光才被你看见，所以都不 ) ( 是光源。 ‌‌ 口诀： 自身发光叫光源，反射借光不算数。 ‌ ‌ 月亮镜子钻石幕，统统不是光源族。 ‌ ‌ 太阳烛火萤火虫，通电灯泡才正宗。 提醒： ‌ “ 反射光 ” 冒充光源 ‌ ： 月亮、镜子、钻石、宝石、电影荧幕、投影屏幕这些，本身都不发光，只是反射了其他光源的光，所以 ‌ 都不是光源 ‌ 。 ‌ “ 星星 ” 不全是光源 ‌ ： 恒星（比如太阳）是光源，但行星、卫星（比如月亮）本身不发光，不是光源。题目里只说 “ 星星 ” 时，要看清楚指的是哪一类。 ‌ “ 能发光 ” 不等于 “ 正在发光 ” ‌ ： 定义里要求 “ 正在发光 ” 。点燃的蜡烛、通电的灯是光源；没点燃的蜡烛、没通电的灯就不是。 ‌ 发光时间不影响判断 ‌ ： 太阳白天晚上都是光源，不会因为白天看不见它发光就不是了。 ‌‌ 两大分类光源： ‌ 自然光源 ‌ ：自然界本身就有的，比如太阳（核聚变发光）、萤火虫（生物发光）、闪电、水母等。 ‌ 人造光源 ‌ ：人类制造出来发光的，比如灯泡、蜡烛、 LED 灯、手电筒等。 ‌‌ ) 【例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 【解析】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1-1】在：①太阳、②月亮、③北极光、④霓虹灯、⑤宝石中，属于天然光源是_________；不属于光源的是_________。（以上两空均选填序号） 【答案】①③；②⑤ 【解析】首先我们要明确光源的定义：能自行发光的物体叫做光源，光源分为天然光源和人造光源。 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北极光：由太阳带电粒子与地球磁场相互作用产生，能自行发光，属于天然光源。 ④霓虹灯：由人工制造且能发光，属于人造光源，不是天然光源。 ⑤宝石：本身不发光，只是反射光线，不属于光源。 所以，属于天然光源的是①③；不属于光源的是②⑤。 【变式1-2】如图所示是电视上播放天安门升旗的场景，电视机________（选填“是”或“不是”）光源。仪仗队里士兵排列非常整齐是应用了________原理。 【答案】是；光的直线传播 【解析】因电视机工作时自身可发光，故是光源；仪仗队里士兵排列非常整齐是应用了光的直线传播原理。 当队伍对齐时，前面的士兵会挡住后面士兵沿直线传播过来的光。 【变式1-3】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正在发光的霓虹灯，⑧火星，⑨正在发光的激光器。其中不属于光源的是____________，属于天然光源的是__________，属于人造光源的是___________。（以上均填序号） 【答案】②③④⑧；①⑤；⑥⑦⑨ 【解析】本身能发光的物体才是光源，仅反射光的物体不属于光源，月亮、闪闪发光的宝石、正在放映电影的银幕、火星自身无法发光，均依靠反射其他光，因此不属于光源，对应序号②③④⑧。 天然光源是自然界原本存在、非人为制造的光源，太阳是天然发光天体，正在发光的萤火虫是自然界生物光源，属于天然光源，对应序号①⑤。 人造光源是人类借助技术制造的光源，烛焰是人为点燃产生的，正在发光的霓虹灯、正在发光的激光器均为人类制造的发光装置，属于人造光源，对应序号⑥⑦⑨。 模型02.光沿直线传播的条件 ( 技巧： 光的直线传播解题，核心就抓 ‌ “ 同种均匀介质 ” ‌ 这六个字，再结合几个典型现象和作图规范，基本就能拿满分。 影子的形成（手影、立竿见影） ； 日食、月食（天体影子） ； 小孔成像（成倒立实像，像的形状与小孔形状无关） ； 坐井观天、一叶障目 ； 激光准直、排队看齐、三点一线瞄准 。 口诀： 同种均匀判方向，影子日食 想直传； 反射折射要分清， 箭头方向别画反。 ‌‌ 提醒： ‌ 容易混淆、不属于直线传播的现象 ‌ ：水中倒影、平面镜成像 —— 属于光的反射 ； 筷子在水中 “ 折断 ” 、池水变浅 —— 属于光的折射 ； 海市蜃楼 —— 属于折射 ‌‌ 。 ) 【例2】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。 【变式2-1】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 【解析】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。 【变式2-2】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 【解析】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。 【变式2-3】用激光笔分别照射玻璃缸中的水和不均匀糖水，得到的光线分别如图甲、乙所示。由此现象可得到的结论是（ ） A.光在水中沿直线传播；光在糖水中沿曲线传播 B.在图乙中加入适量的水，可看到光沿直线传播 C.将图乙中糖水搅拌均匀，可看到光沿直线传播 D.在图乙中加入适量的糖，可看到光沿直线传播 【答案】C 【解析】光在同种均匀介质中沿直线传播。 A.若糖水均匀，光在均匀糖水中沿直线传播，故A错误； B.加水后糖水仍不均匀，不满足光沿直线传播条件，故B错误； C.搅拌均匀后糖水成为均匀介质，满足光沿直线传播条件，故C正确； D.加糖后糖水仍不均匀，不满足光沿直线传播条件，故D错误。 故选C。 模型03.光的直线传播的应用 ( 技巧： 光的直线传播在生活中有大量实用场景，核心是利用光在同种均匀介质中沿直线传播的特性，实现精准定位、计时、成像等功能 。 工程与生产类应用：激光准直、木工校验木板。 日常与运动类应用：射击/射箭 “ 三点一线 ” 瞄准、排队看齐、太阳伞遮阳。 传统与创意类应用：日晷计时、皮影戏表演、手影游戏。 成像类应用：针孔照相机、树荫下的圆形光斑。 口诀： 同种均匀透明线，影子近短远长变 ‌ ； 三点一线激光准，小孔倒实像不变 ‌ ； 日月食和日晷连，坐井观天视野限 ‌ ； 反射折射别乱串，直线应用不混判 。 提醒： ‌ “ 光沿直 线传 播 ” 说 法不完整 ‌ ：必 须说 ‌ 光在同种均匀介 质 中沿直 线传 播 ‌ 。介 质 不均匀 时 路径会弯曲，比如早晨太阳在地平 线 下就能看到，就是大气 层 不均匀 导 致的折射 现 象， 这 不是直 线传 播的例 证 。 ‌ ‌ 应 用与 现 象要分清 ‌ ：激光准直、瞄准射 击 “ 三点一 线 ” 、排 队 看 齐 、木匠 检查 木板平直是 应 用；影子、日食、月食、小孔成像是 现 象。 ‌ 日食和月食 别 搞混 ‌ ：日食是月球在中 间挡 住太阳光；月食是地球在中 间挡 住射向月球的太阳光。 ‌‌ ) 【例3】国庆阅兵仪式中，从各个方向看队伍都是整齐划一的，这是利用了_________________；太阳发出的光，通过大气层射向大地时_________（选填“是”或“不是”）沿直线传播的。 【答案】光的直线传播；不是 【解析】由光在同种均匀介质中沿直线传播的规律，前面的士兵会遮挡后方士兵反射的光线，可判断队伍是否对齐，这是利用了光的直线传播； 因大气层疏密不均匀，不属于同种均匀介质，光在其中传播时路径会发生偏折，故太阳发出的光通过大气层射向大地时不是沿直线传播的。 【变式3-1】安装电梯时，安装工人常常在电梯井底放置一台激光垂准仪，射出一道竖直激光，使电梯轨道与它平行，就能保证轨道又正又直，其利用了（　　） 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 【解析】安装工人常常在电梯井底放置一台激光垂准仪，射出一道竖直激光，使电梯轨道与它平行，就能保证轨道又正又直，这是利用了激光准直，说明光在同种均匀介质中沿直线传播，故A符合题意，BCD不符合题意。 故选A。 【变式3-2】（多选）如图所示的清华日晷，别称1920级日晷，是清华大学的重要纪念物。日晷通常由晷针和晷面组成。利用日晷计时的方法是人类在天文计时领域的重大发明，这项发明被人类沿用达几千年之久。下列关于日晷说法正确的是（　　） A.日晷是依据晷针影子的方位计时 B.一天内，正午时刻晷针影子最长 C.一天内，晷针影子移动是由地球公转造成的 D.一天内，晷针影子移动是由地球自转造成的 【答案】AD 【解析】A.日晷是依据晷针影子的方位计时，利用了光的直线传播，故A正确； BCD.地球自转形成了日升日落，一天中，从日出到正午到日落，日影长度的变化规律是由长→短→长，此现象与地球的自转有关，故BC错误，D正确。 故选AD。 【变式3-3】小刚一家到万峰湖游玩，小刚坐在开着天窗的车里，通过天窗能看到天空的景色，如图甲所示，请在图乙的简图中画出小刚看到天窗外天空范围的光路图，A点表示小刚的眼睛。 【答案】图见解析 【解析】光在同一均匀介质中沿直线传播，光线要进入人的眼中，最大范围就是从天窗的边缘处直线射入人的眼中，所以以天窗为分界，被挡住部分是看不到的。将A点与天窗左、右边的端点相连成一直线，然后在直线上标出箭头，即得到两条射向人眼睛的光线，光的直线传播限制了人的观察范围，因此人所在的位置越深，他观察到的范围越小。 模型04.影子的形成 ( 技巧： 影子的形成解题，核心就抓住一句话： ‌ 光沿直线传播，遇到不透明物体被挡住，后面照不到光的区域就是影子 ‌ 。 找光源和遮挡物‌：先确定题目里的光源（路灯、手电筒、太阳等）和挡住光的物体（人、树、木杆等）。光源是点光源还是平行光，会影响画法。 ‌连“临界光线”定影子边界‌：这是作图题的关键。连接光源和遮挡物的‌顶端‌，画一条直线延长到地面（或墙面），这条线就是影子最远的边界；遮挡物底部到交点的区域，就是影子范围。 ‌判断影子大小和方向变化‌：影子的大小和方向会随光源位置改变，记住下面这些规律。‌‌ 口诀： 平行光看高度角，影长和它反着跑； 点光源看距离差，近短远长变化大。 提醒： ‌ 光源越近，影子越大‌：物体离光源越近，遮挡范围越大，影子越大；光源越远，影子越小。 ‌光源越低，影子越长‌：光源高度越低（比如早晚的太阳），影子越长；光源越高（比如正午），影子越短。 ‌影子方向与光源相反‌：光源在左边，影子就在右边；光源方向改变，影子方向也跟着反向变。‌‌ ) 【例4】李白的名句“举杯邀明月，对影成三人”中，涉及到的光学知识理解正确的是（　　） A.空中的明月是光源 B.杯中的人影是光的折射形成的 C.地上的人影是光沿直线传播形成的 D.月光能照射到人，说明光的传播需要介质 【答案】C 【解析】A.月亮本身不会发光，它是反射的太阳光，所以月亮不是光源，故A错误； B.杯中的人影是由于光的反射形成的虚像，故B错误； C.地上的人影是由于光的直线传播，在地面上形成的光照射不到的黑色区域，故C正确； D.月亮和地球之间存在真空地带，月光能照射到人，说明光可以在真空中传播，不需要介质，故D错误。 故选C。 【变式4-1】如题图所示，在阳光照射下，广东省南澳岛北回归线标志塔在地面上形成影子，影子形成的原因是（ ） A.光沿直线传播 B.光的反射 C.光的折射 D.光的色散 【答案】A 【解析】阳光下广东省南澳岛北回归线标志塔的影子形成的原因是光在同种均匀介质中沿直线传播的，故BCD不符合题意；A符合题意。 故选A。 【变式4-2】在晴天的中午，茂密的大树下常有许多不那么明亮的光斑，这些光斑的形状为________形，这些光斑是光沿_________传播，通过树叶间的缝隙而形成的太阳的________（选填“像”或“影子”）。 【答案】圆；直线；像 【解析】茂密树叶间的缝隙相当于小孔，太阳发出的光沿直线传播，通过小孔后在地面上形成太阳的像。小孔成像时，像的形状与物体的形状有关，与小孔的形状无关；太阳近似为圆形，因此地面上的光斑呈圆形。 【变式4-3】图甲是元代郭守敬改进的圭表，他将表（标杆）的高度增加到原来的五倍，并在表顶加一根横梁；还发明了景符，利用小孔成像原理在圭面（水平放置的刻度尺）上形成太阳和横梁的清晰影像，通过测量梁影中心位置提高了测量时间和节气的精度。 （1）当太阳照射表时，圭面出现了表的影子，根据影子的方向和长短，就能读出时间。一天之中，正午的影子最________； （2）古人通过测量正午时表影长短的变化，划分出二十四节气（如图乙）指导农业生产。在南京地区，一年中正午时表影最长是在二十四节气中的________； （3）圭面上形成了太阳的清晰影像，该像为________（选填“实像”或“虚像”）。景符逆时针转动时，太阳的像________（选填“变大”、“变小”或“不变”）。 【答案】（1）短；（2）冬至；（3）实像；不变 【解析】（1）正午时太阳高度最高，阳光最接近直射，物体的影子就最短。 （2）冬至这天，太阳直射南回归线，北半球正午太阳高度最低，影子就最长。所以在南京地区，一年中正午时表影最长是在二十四节气中的冬至。 （3）圭面上形成太阳清晰的影像，是小孔成像，成的是实像。 景符（小孔）逆时针转动时，相当于改变了光线的传播角度，但太阳到圭面的距离很远，景符的小针孔相当于小孔成像的孔，像的大小主要由太阳的大小和太阳到圭面的距离决定，所以太阳的像不变。 模型05.“光影随行”的计算 ( 技巧： “ 光 影随行 ” 这类影子长度计算，核心就是 ‌ 光的直线传播 + 相似三角形 ‌ ，题型主要分两种，对应两套公式： ☀ 太阳光（平行光）场景： 太阳离得远，照到地面可看成平行光。同一时刻、同一地点，物高和影长成正比： ， 已知参照物高度和影长，求物体高度： ； 已知参照物，求影长： 。 路灯（点光源）场景 ： 路灯是点光源，光线从灯顶发出，经过头顶落到地面，形成一大一小两个相似三角形，按对应边成比例列式。 ) ( ‌单次站位求灯高或影长 ‌ ：灯高 H ，人高 h ，人距灯水平距离 d ，影子长度 L ： 。 口诀： 光沿直线是根本，先辨光源再算影； 平行光用三角切，点光相似找对应； 近灯短、远灯长，正午影短早晚长； 连线过顶交投影，实光带箭不画错。 提醒： ‌ 前提条件 ‌ ：平行光公式必须满足 “ 同一时刻、同一地点 ” ，否则比例不成立。 ‌ 分清单光源还是太阳光 ‌ ：路灯（点光源）和太阳光（平行光）的相似三角形画法略有不同，但计算原理一致。 点光源方向 ‌ ：人从路灯下走过时，影子先变短、到正下方最短，再变长，不是一直变长。 ‌ 单位换算 ‌ ：光速在真空中约 3×10 8  m/s，注意换算成km/s是3×10 5 。 ) 【例5】在一个烈日炎炎的午后陈老师走在随州街头，看到地面上树荫里有许多圆形光斑，抬头看看树叶间刺眼的阳光，想到这树荫下藏着物理学的秘密，便拍下两张照片（如图）。经估测树荫下一个清晰光斑的直径约为7cm，这束阳光从约7m高处的树叶间照射下来。我们常说太阳光经过约8分钟来到地球（太阳和地球之间的距离按1.5×1011m计算），粗略计算太阳的直径最接近（　　） A.1.5×109m B.1.5×1019m C.5×106m D.5×1012m 【答案】A 【解析】如图所示： 光斑的直径AB（O1为圆心）和小孔的位置C所构成的三角形与太阳的直径DE（O2为球心）和小孔的位置C所构成的三角形是相似三角形，即△ABC∽△EDC，则。设太阳的直径为n（m），由于光斑的直径为7cm=0.07m，则有： 解得：n=1.5×109，故A正确。 故选A。 【变式5-1】路灯高度为6.8米，人的高度为1.7米，路灯正下方的人水平向右行走时，头顶的影子在地面上以1米/秒的速度移动，则（ ） A.影子越来越短 B.人以0.75米/秒的速度行走 C.人以4米/秒的速度行走 D.人以0.25米/秒的速度行走 【答案】B 【解析】A.当人在路灯正下方时，人的影子在人的脚下，当人远离路灯时，人头顶的影子也在以同样的方向移动，由光沿直线传播规律可知影子逐渐变长，故A错误； BCD.当人在路灯的正下方时，人的影子在B点，当人从B向B′移动时，人头顶的影子从B点向C点移动，图示如下： 设路灯高为H，人高为h，人行走速度为υ人，影子移动速度为υ影， 由相似三角形关系得：，整理得：，则： 故B正确，CD错误。 故选B。 【变式5-2】如图所示，小明在晚上由路灯AC走向路灯BD，当他走到点P时，发现身后他影子的顶部刚好接触到路灯AC的底部，且测得影子AP=6 m，当他向前再步行19 m到达Q点时，发现身前他影子的顶部刚好接触到路灯BD的底部，已知小明同学的身高是1.5 m，路灯BD的高度是7.5 m，求路灯AC的高度。 【答案】路灯AC的高度是9 m 【解析】因为MP∥BD，所以△APM∽△ABD 所以。所以。所以AB=30m 所以BQ=30m-AP-PQ=30m-6m-19m=5m 同理△BQN∽△BAC，所以 所以，所以AC=9m 【变式5-3】小明同学的身高为 1.5m，站在路灯下某处。 （1）地面上的影子是怎么产生的？ （2）若在某个时刻他的影子长度是1.5m，他以1m/s的速度均速沿直线远离路灯而去，2s后的影子长度为2m，则路灯离地面的高度是多少米？ 【答案】（1）地上的影子是光的直线传播形成的；（2）路灯离地面的高度是7.5m 【解析】（1）路灯光沿直线传播，遇到不透明的小明被挡住，在光线照不到的暗区形成影子。 （2）如图所示： 小明的路程： s=υt=1m/s×2s=2m 由相似三角形知识得：，即： ……………………① ，即： ………………② 由①②解得：H=7.5m 模型06.日食和月食的形成 ( 技巧： 日食和月食的解题核心就一句话： ‌ 先判断谁在中间，再看影子落在谁身上 ‌ 。日食是月球在太阳和地球之间，月球的影子落在地球上；月食是地球在太阳和月球之间，地球的影子落在月球上。 ‌ 看中 间 天体 ‌ ：日食 “ 月 ” 在中 间 ，月食 “ 地 ” 在中 间 。 ) ( ‌ 影子方向 ‌ ：光沿直 线传 播，影子 总 在背光一 侧 。 谁挡 住光， 谁 身后的黑影落在 谁 身上，就形成什么食。 ‌ 三者共 线 ‌ ：日食、月食 发 生 时 ，太阳、地球、月球基本在一条直 线 上。 ‌‌‌‌ 口诀： 日食挡日光，月夹中间藏。 月食地遮月，三球一线长。 提醒： ‌ 原理混淆 ‌ ：日食、月食都是光的直 线传 播，不是反射或折射。光的反射（如平面 镜 成像）和折射（如水中筷子 “ 折断 ” ）是其他 现 象， 别 混在一起。 ‌ 位置判断 ‌ ：月食 时 月球 ‌ 不在 ‌ 太阳和地球中 间 ，那是日食的排列；月食 时 地球在中 间 。 ‌ 影子与光斑 ‌ ：日食、月食的本 质 就是影子 现 象，和 “ 树荫 下的光斑 ” （小孔成像）原理相同，都是光的直 线传 播。 ‌‌ ) 【例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 【解析】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。 【变式6-1】下面四幅图中，发生日食的图是（ ） A. B. C. D. 【答案】B 【解析】当月球运行到太阳和地球之间，三者大致处于同一条直线时，月球会遮挡住太阳射向地球的部分或全部光线，在地球上的阴影区域的人就观测到日食； AD.图中太阳位于中间，不符合日食成因（月球应位于太阳和地球之间），故AD不符合题意； B.图中月球位于太阳和地球之间，由光沿直线传播可知，月球挡住太阳光射向地球，发生日食，故B符合题意； C.图中地球位于太阳和月球之间，由光沿直线传播可知，地球挡住太阳光射向月球，发生月食，故C不符合题意。 故选B。 【变式6-2】如图所示，月亮分别处于哪个位置能看到月全食和月偏食（　　） A.3、1 B.3、2 C.4、1 D.4、2 【答案】B 【解析】当月球运行至地球的阴影部分时，在月球和地球之间的地区会因为太阳光被地球所遮蔽，就看到月球缺了一块，故3位置能看到月全食，2位置能看到月偏食。 故选B。 【变式6-3】如图甲是月食这一难得的景象，月食属于光的_____________现象，在模拟日食、月食成因的实验中，月食发生时，画了图乙的示意图，月球应该是位于________（选填“A”“B”或“C”）处。夏天中午，小明骑着自行车到达一栋房子，为了防止此时自行车晒得太烫，小明应该把自行车停放在房子的________（选填“东”“南”“西”或“北”）方。为了探测月地距离，可从地球向月球发射________（选填“光”“声”）信号，并记录它返回的时间，若计时所得时间为2.6秒，则月地距离为_________km。 【答案】直线传播；A；北；光；3.9×105 【解析】月食的成因是地球运行到太阳和月亮之间，挡住了太阳射向月亮的光，从而形成月食，属于光的直线传播现象，此时月亮在A处。 夏天中午太阳在房子南侧，由光的直线传播可知房子影子在北侧，故自行车应停在北方。 因真空不能传声，光可在真空中传播，故探测月地距离发射光信号。 光单程传播的时间为： 月地距离为： s=υ光t=3×108m/s×1.3s=3.9×108m=3.9×105km 模型07.小孔成像 ( 技巧： 小孔成像的核心解题思路就一句话： ‌ 抓住 “ 光的直线传播 ” ，用 “ 两点确定一条直线 ” 把物体端点和像点对应起来 ‌ 。 像的形状 ‌ ：只跟物体本身形状有关， ‌ 跟小孔的形状无关 ‌ 。小孔是圆的、方的还是三角的，像都一样。 ‌ 像是倒立实像 ‌ ：由实际光线会聚而成，能用光屏承接，所以画图用实线。 ‌ 像的大小 ‌ ：由物距（物体到孔）和像距（光屏到孔）共同决定。 ‌ 物距越小或像距越大，像越大 ‌ ；反之则小。 ‌ 像的亮暗 ‌ ：小孔越大，进光越多像越亮，但孔太大像会模糊；孔太小像清晰但偏暗，所以实验要在 ‌ 较暗的环境 ‌ 下观察。 口诀： 小孔成像倒立实， ‌‌ 像形随物孔无关。 ‌ ‌ 物近屏远像变大， ‌‌ 物远屏近像缩小。 提醒： ‌ 小孔成像没有“焦距”这个概念，别跟凸透镜成像的公式搞混。 判断像变大变小，关键看 ‌ 物距和像距的相对变化 ‌ ，别只盯一个变量。 实验时光屏要用 ‌ 半透明薄膜 ‌ ，不能用完全透明的，不然看不清像。 ) 【例7】2000多年前，《墨经》中记载了小孔成像的实验（如图所示），小孔成像成的像是________（“实像”或“虚像”），该现象可以说明____________________________。 【答案】实像；光在同种均匀介质中沿直线传播 【解析】因小孔成像由光在同种均匀介质中沿直线传播形成，所成的像由实际光线会聚而成，故为实像；该现象可说明光在同种均匀介质中沿直线传播。 【变式7-1】如图所示，用蜡烛作为光源，在木板上钻一个小孔，发现光线透过小孔在墙壁上形成像。下列说法正确的是（ ） A.小孔成像说明光在同种均匀介质中沿直线传播 B.木板上的小孔一定是圆形的 C.保持蜡烛和墙位置不变，将木板向靠近墙的方向移动，蜡烛在墙上像的大小不变 D.蜡烛在墙上形成的像是正立的像 【答案】A 【解析】A.小孔成像是光在同种均匀介质中沿直线传播形成的，故A正确； B.小孔成像中像的形状由物体形状决定，与小孔形状无关，小孔不一定是圆形，故B错误； C.设物距为u，像距为υ，物高为H，像高为h，由光的直线传播及几何关系可知 保持蜡烛和墙位置不变，将木板向靠近墙的方向移动，H不变，υ减小，u增大，则h减小，像变小，故C错误； D.小孔成像成的是倒立的实像，故D错误。 故选A。 【变式7-3】小华在“制作小孔成像观察仪”活动中，需要把制作好的圆筒插入易拉罐中： （1）如图所示，小华利用半透明膜作为光屏，则半透明膜应该安装在________（选填“A”或“B”）端；使用该装置时应将小孔对着室外________（选填“明亮”或“较暗”）的物体进行观察。在右侧用制成的小孔成像观察仪观察到点燃的蜡烛成像，其成像的原理和树荫下的圆形光斑形成的原理________（选填“相同”或“不同”）。 （2）若保持蜡烛和小孔的位置不变，仅将圆筒向后拉动，则薄膜上的像将________（填“变大”、“变小”或“不变”）。如果仅将原来O形的小孔改成△形的小孔，在半透明膜上像的形状________（选填“会”或“不会”）改变。 （3）小华无意间在易拉罐的底部不同位置戳了两个小孔，用它来观察蜡烛的像，则半透明膜上会________。 A.只会出现一个像 B.在不同的位置出现两个像 C.出现两个重合的像 （4）请根据本实验探究过程分析，晴天树荫下的圆形光斑大小不一的原因是____________________。 【答案】（1）A；明亮；相同；（2）变大；不会；（3）B；（4）孔到地面的距离不同 【解析】（1）半透明薄纸相当于光屏，为了成的像更清晰，便于观察，半透明的薄纸应该放在圆筒的A端。 使用小孔成像观察仪时，小孔对着明亮的室外，半透明膜在暗室内，让光线通过小孔进入筒内，在半透明膜上形成倒立缩小的实像。 小孔成像是由光沿直线传播形成的；树荫下的圆形光斑也是由光沿直线传播形成的太阳的实像，成像原理是相同的。 （2）用制成的小孔成像观察仪观察烛焰时，保持蜡烛和小孔的位置不变，仅将圆筒向后拉动，像距变大，光屏上的像将变大。 像的形状与物体相同，与小孔形状无关，如果将原来O形的小孔改成△形的小孔，在半透明膜上像的形状不会改变。 （3）小华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，两个小孔都能成像，则半透明膜上会在不同的位置出现两个像，故AC不符合题意，B符合题意。 故选B。 （4）圆形光斑是太阳通过树叶间的小孔所成太阳的像，由于树叶缝隙到地面的高度不同，故使得光斑大小不同。 模型08.光速与光年 ( 技巧： 光速与光年解题的口诀可以总结为：光年是距离，不是时间；光速每秒约 30 万公里；一光年约 9.46 万亿公里，光走一年。 ‌‌‌ 光速 ‌ ：真空中光速是恒定常数，中学物理阶段统一取近似值 c =3× 10 8 m /s=3× 10 5 km /s；光速不满足日常的速度叠加规则，在任何惯性参考系中数值不变。 光年 ‌ ： ⚠ 是 ‌ 长度 /距离单位 ‌ ，不是时间单位，定义为光在真空中 1年时间内传播的直线距离。 口诀： 光速 三十万公里 ，一年秒数乘积推。 九点四六万亿里， 长度非时莫 搞 混 。 提醒： ‌ 概念错误：把光年当成时间单位，是选择题最常见的设错点； 路程错误：涉及光的反射、往返传播（如回声测距类的光学实验）时，忘记路程是距离的 2 倍； 单位错误：时间没换算成秒、米和千米混淆，导致结果量级偏差（比如把 1 光年算成 9.46× 10 12 m ，比真实值小了 1000 倍）； 直觉错误：日常的速度叠加（伽利略变换）不适用于光速，真空中光速对任何参考系都是恒定值，不会因为光源或观测者运动而变大变小。 ) 【例8】物理学中有很多数据需要记忆，比如：光在真空中的传播速度为________m/s，声音在15℃的空气中传播速度为________m/s。 【答案】3×108；340 【解析】光的传播不需要介质，真空中光速是宇宙间最快的速度，速度为3×108m/s。 声音的传播需要介质，声速受介质种类和温度影响，15℃的空气中的声速为340m/s。 【变式8-1】“定海号”盾构机在甬舟铁路金塘海底隧道舟山侧成功穿越海堤，开启了世界最长海底高铁隧道“穿海之旅”。“定海号”盾构机在激光束的引导下与“甬舟号”在海面下实现精准对接，下列关于激光的说法正确的是（ ） A.激光的传播需要介质 B.激光在同种均匀的介质中沿直线传播 C.激光在空气中的传播速度为340m/s D.激光在水中的传播速度大于在空气中的传播速度 【答案】B 【解析】A.激光属于电磁波，电磁波传播不需要介质，故A错误； B.激光属于可见光，遵循光的传播规律，在同种均匀介质中沿直线传播，故B正确； C.激光在空气中的传播速度约为3×108m/s，340m/s是15℃空气中声音的传播速度，故C错误； D.光在透明介质中传播时，介质密度越大传播速度越小，水的密度大于空气，故激光在水中的传播速度小于在空气中的传播速度，故D错误。 故选B。 【变式8-2】小盼在欣赏美景的时候，也想到我们国家的科技日新月异，人民生活越来越好。2024年6月25日，嫦娥六号返回器准确着陆于内蒙古四子王旗预定区域，工作正常，标志着探月工程嫦娥六号任务取得圆满成功，实现世界首次月球背面采样返回。月球绕地球的轨迹模型如图所示，地球与月球之间的距离约为3.8×108m，光的传播速度约为3×108m/s，则光从月球表面到达地面的时间约为（　　） A.0.79s B.1.27s C.7.90s D.12.70s 【答案】B 【解析】光从月球表面到达地面的时间约为： 故ACD不符合题意，B符合题意。 故选B。 【变式8-3】你一定听说过《牛郎织女》的神话故事，王母娘娘拆散了牛郎和织女的幸福家庭，他们化作天上的两颗星，只能在每年农历七月初七渡过银河相会一次。科学家测算，牛郎星和织女星相距约16光年，可见他们每年相会一次是不可能的。 （1）光年是长度单位，1光年=_________km。（1年按365天计算） （2）牛郎星和织女星间的距离是_________km。 （3）牛郎星和织女星只是银河系中的两颗恒星，银河系中还有许多其他的星体。以上的计算结果对你认识宇宙有何启发？答：______________________（写出一点，合理即可）。 【答案】（1）9.46×1012；（2）1.51×1014；（3）宇宙浩瀚无涯 【解析】（1）光年是指光在真空中一年的时间内传播的距离，由速度公式可得： s=υt=3×105km/s×365×24×3600s=9.46×1012km （2）牛郎星和织女星间的距离是： s′=9.46×1012km×16=1.51×1014km （3）由上述结果可知宇宙的尺寸很大，是浩瀚无涯的。 模型09.光速与声速及应用 ( 技巧： 先记住两个核心数值： ‌ 真空中光速约 3× 10 8 m /s ，空气中声速约 340 m /s （ 15℃ ） ‌ 。光速远大于声速，光传播不需要介质，声音必须靠介质传播且不能在真空中传播。 ‌‌ 光快声慢要分清 ‌ ： 看到光基本算 “ 瞬间到达 ” ，听到声音要算传播时间。比如百米赛跑计时员应看 “ 烟 ” 而不是听 “ 枪声 ” ，因为声音传 100 米 约需 0.29 秒，听声计时会少算约 0.29 秒。 ‌ 先看见闪电后听见雷声 ‌ ： 雷声和闪电同时发生，光几乎瞬间到达，声音要慢慢 “ 跑 ” ，所以先看到闪电。已知看到闪电到听到雷声的间隔时间，用 s =340× t 就能算出雷声处距离。 ‌ “ 乘 2 还是除 2” 的陷阱 ‌ ： 回声、山谷测距这类题，声音走的是 “ 去 + 回 ” 两趟，路程要除以 2 。比如对着 高 山喊一声， 2 秒后听到回声，则山距你 340×2 ÷2= 340m 。 ‌ 两种介质传声的时间差 ‌ ： 声音在不同介质中速度不同，到达时间也不同。比如钢管敲击后听到两次声音，可设钢管长度为 s ，分别表示空气和钢管中的传播时间，利用时间差列方程求解。 ‌ 口诀： 光速三亿声三四，真空传光声不行。 计时看烟莫听响，回声测距半路程。 提醒： ‌ 雷雨天测距离‌：看到闪电后5秒听到雷声，雷电距离约为 340 米 /秒 ×5 秒 = 1700米 。这里的坑是‌必须用声速算，不能用光速‌，光传播时间忽略不计。 ‌先见闪电后闻雷声‌：因为光速远大于声速，闪电和雷声虽然同时发生，但光先到达人眼。 ‌计时延迟问题‌：判断“多算还是少算”时，记住关键——‌声音传得慢，听到枪声再计时一定晚，导致记录时间偏短、成绩偏高‌。‌‌ ) 【例9】春节晚上，小华在阳台欣赏远处在绽放的礼花，礼花绽放时间间隔均匀，她在计时开始看到首次闪光1秒后听到了第一声爆响。为估计礼花燃放地点到她家距离，于是她在某次看见闪光开始计时。听到最后一声爆响停止计时，历时13秒，共有3次闪光，4次爆响（如图）。礼花闪光和相应爆响是________（选填“同时”或“不同时”）产生的，相邻两次爆响间隔________秒，礼花燃放地点到她家距离约________m。（已知声音在空气中的传播速度约340m/s） 【答案】同时；4；340 【解析】礼花爆炸时，闪光与相应爆响同时产生，因光速远大于声速，故先看到闪光后听到爆响。 首次爆响在第一次闪光后1s，总计时13s内共4次爆响，间隔数为3。则相邻两次爆响间隔： 看到首次闪光1秒后听到第一声爆响，这个1秒就是声音从燃放地点传到小华家的传播时间，距离为： s=υt=340m/s×1s=340m 【变式9-1】学校举行运动会，百米赛跑时，终点计时员应看到发令枪冒烟开始计时，而不是听到枪声开始计时。这是因为（　　） A.光速远大于声速，计时更准确 B.听声音计时不方便 C.声速远大于光速，计时更准确 D.光和声音速度一样，但光更明显 【答案】A 【解析】声音在空气中的传播速度约为340m/s，光在空气中的传播速度约为3×108 m/s，因光在空气中的传播速度远大于声音在空气中的传播速度，所以在看到发令时散发的白烟按秒表计时较为准确，故A符合题意，BCD不符合题意，故选A。 【变式9-2】下雨天总是电闪雷鸣，小明学完物理知道了先看到闪电而后听到雷声是因为__________，当看到闪电4s后听到了雷声，小明通过计算知道了打雷处距离他________ m。（υ声=340m/s） 【答案】在空气中，光速比声速大得多；1360 【解析】光在空气中的传播速度远大于声音在空气中的传播速度，光会先到达人眼，声音后到达人耳，因此出现先看到闪电后听到雷声的现象。 打雷处与小明的距离： s=υt=340m/s×4s=1360m 【变式9-3】百米赛跑起跑时，终点计时员应在________________（选填“听到发令枪响”或“看到发令枪冒烟”）时开始计时。小明作为百米赛跑的终点计时裁判，若听到发令枪声后才按表计时，测得运动员的成绩为15.50s，该运动员的真实成绩是_________s。（结果保留两位小数，空气中的声速为340m/s） 【答案】看到发令枪冒烟；15.79 【解析】在空气中光速远大于声速，若听到枪声计时，声音传播到终点需要一定时间，会导致计时结果偏短，因此终点计时员应在看到发令枪冒烟时开始计时。 若听到发令枪声后才按表计时，则计时裁判少计的时间为枪声传播的这段时间： 所以运动员的真实成绩为测得成绩加上该时间，即真实成绩： t实际=t声+t成绩=0.29s+15.5s=15.79s 模型10.根据光的直线传播确定观察范围 ( 技巧： 这类 “ 确定观察范围 ” 的作图题，核心就一句话： ‌ 从眼睛出发，分别连接遮挡物（窗口、井口等）的两个边缘，两条连线之间就是能看到的范围 ‌ 。看到的光线一定是指向眼睛的，千万别画反。 ‌‌ 坐井 观 天 类 ‌ ：将井底青蛙的位置与井口的左右两个端点分 别连线 ，两条光 线 之 间 的天空区域就是青蛙的最大 观 察范 围 ，井越深， 观 察范 围 越小。 窗口 / 门缝类 ‌ ： 人眼位置分 别连 接窗口的上、下 边缘 ，两条光 线 所 夹 的窗口另一 侧 区域，就是人眼能看到的范 围 ；人眼离窗口越近， 观 察范 围 越大。 遮光板 类 ‌ ： 人眼位置分 别连 接遮光板上小孔的两个 边缘 ，两条光 线 延 长 后覆盖的遮光板另一 侧 区域，就是可 视 范 围 ；人眼向遮光板靠近 时 ， 观 察范 围 会明 显变 大。 口诀： 定点连线找边缘，光线直射入眼帘。 障碍之外皆不见，阴影区域即范围。 提醒： ‌ 箭 头 方向画反 ‌ ： 这 是最常 见 的 错误 。画 视线 范 围时 ，箭 头 指向眼睛；如果 题 目 问 的是 “ 光照范 围 ” （比如点光源照到哪），箭 头 才向外。 ‌ 选错边缘 点 ‌ ：如果窗口有厚度，要 选 能 让 光 线 “ 透 过 去 ” 的那个角，而不是被 挡 住的角，画之前先判断一下。 ‌‌ ) 【例10】（1）画出图甲中点光源S照射不透明小球A所形成的阴影区域。 （2）请画出图乙中青蛙在井底的B点能看到的天空的范围。 【答案】（1）（2）图见解析 【解析】（1）甲图中，点光源发出的光沿直线传播，不透明小球会挡住射向它后方的光线，光屏上光线完全无法到达的区域就是阴影，通过小球边缘的临界光线可以准确确定阴影的边界，据此作图。 （2）乙图中，青蛙能看到天空，是因为天空反射的光沿直线传播进入青蛙的眼睛；井口的左右边缘是光线能进入井内的遮挡边界，连接B点和两个井口边缘的直线就是视野的临界光线，两条线夹的区域就是青蛙的可视范围，据此作图。 【变式10-1】如图所示，AB为一物体，C是一个不透明的物体，若人眼在不同的区域1，2，3，4处观察物体AB，则人眼完全看不到物体AB的区域是（ ） A.1处 B.2处 C.3处 D.4处 【答案】C 【解析】1区只能看到物体的上端而看不到物体的下端，4区只能看到物体的下端而看不到物体的上端，2区只能看到物体的两端而看不到物体的中间，3区人眼完全看不到物体，故人眼完全看不到物体的区域是3，故ABD不符合题意，C符合题意。 故选C。 【变式10-2】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 【解析】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。 【变式10-3】在一次交通安全教育活动中，交警叔叔强调，大货车存在视野盲区，同学们应注意避让。如图，A点为驾驶员眼睛所在的位置，请利用光路作图标注出驾驶员观察前方路况时的盲区范围（前挡风玻璃的厚度忽略不计）。 【答案】图见解析 【解析】连接A点与前挡风玻璃的下端点，继续向车头前方延长，交地面于一点，下端点到地面的延长线与车头之间的区域为盲区。 模型11.光的直线传播作图 ( 技巧： 确定光源与关键点 ‌ ：找到发光点（灯泡、蜡烛、太阳等）和障碍物的边界点（井口、挡板边缘、物体顶端）。 连线定边界 ‌ ：从光源出发，经过遮挡物边缘，画直线到目标区域，这就是光线能到达的最远边界。 补箭头 ‌ ：所有实际光线必须画箭头，方向从光源指向被照物或观察者眼睛，画反会直接丢分。 标范围 ‌ ：求 “ 能看到什么 ” 或 “ 哪里被照亮 ” 时，用阴影或斜线标出边界之间的区域。 虚实分明 ‌ ：实际光线用实线，法线、反向延长线、辅助线用虚线。 口诀： 点源连线画直线，箭头方向莫搞反。 遮挡边缘定界限，倒立实像孔中现。 提醒： ‌ ‌‌ 光线方向 ‌ ：箭头必须指向光传播的方向，涉及人眼时箭头指向眼睛，涉及影子时箭头从光源出发。 实线虚线 ‌ ：只有真实传播的光线用实线，法线、辅助线、虚像、反向延长线一律用虚线。 垂直符号 ‌ ：画法线或做对称点时，务必标上 “ ⊥ ” ，不标会被扣分。 ) 【例11】圭表是一种利用日影进行测量的古代天文仪器，由“圭”和“表”两个部件组成，如图甲所示。圭表通过垂直于地面立一根杆，观察记录正午时影子的长短变化来确定季节的变化。 （1）圭表的工作原理是__________________； （2）请在图乙中画出表在圭上形成影子的光路图。 【答案】（1）光的直线传播‌；（2）图见解析 【解析】（1）圭表的工作原理是‌光的直线传播‌。太阳光沿直线传播时，垂直立于地面的“表”会挡住部分光线，在水平的“圭”上形成影子；正午时太阳高度角不同，影子长度有差异，通过记录正午影子的长短变化，就能确定季节变化。 （2）影子的形成是由于光沿直线传播，画出恰好经过表的顶端的来自于太阳的一条光线与地面相交，交点到表的底端的部分即为表在圭上形成的影子，如图所示： 【变式11-1】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】图见解析 【解析】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。 【变式11-2】某时刻，细木板A和B及它们的影子A′和B′如图所示，请在图中通过作图的方法找到光源P的位置。 【答案】图见解析 【解析】连接A与A′并反向延长，连接B与B′并反向延长，两条延长线的交点就是光源P的位置，箭头由P指向A′、B′。 【变式11-3】大货车周围有很多视野盲区，我们要尽量远离。如图所示是一辆大货车的车头，A点表示货车司机的眼睛，B点表示挡风玻璃下边沿，车头正前方的O点到C点是一段视野盲区。请确定地面上C点的位置，并画出眼睛看到C点的一条光线。 【答案】图见解析 【解析】由于光在同种均匀介质中是沿直线传播，连接AB并向下延长，交于地面于C点，光的方向是进入人的眼睛中，如图所示： 1.（2026·江苏常州）如图所示，一只水鸟站立在岸边浅水滩，小明居然同时看到三只“水鸟”，左侧岸上黑色的水鸟影子形成的原因是___________________，下方水中的水鸟像形成的原因是光的_________。 【答案】光的直线传播；反射 【解析】由光的直线传播规律可知，不透明物体后方会形成影子；水中的倒影属于平面镜成像，由光的反射形成。 2.（2025·连云港）小明想：光在水中传播时，水的流动是否对光的传播方向有影响？他利用激光笔、流动的水（已加入少许牛奶）完成了实验探究，他的操作是_____________________________________。 【答案】见解析 【解析】小明应使激光笔发出的光束与水流方向保持垂直入射，这样可以最直观地观察到水流对光传播方向的影响。通过加入少许牛奶使水呈现浑浊状态，能够更清晰地显示光在水中的传播路径。观察时需要注意保持其他条件不变，只改变水的流动状态，这样才能准确判断水的流动是否会影响光的传播方向。 3.（25-26八上·江苏常州·期末）在“太阳、月亮、钻石、亮着的电灯、正在工作的电视机屏幕、闪亮的萤火虫”这些物体中，不属于光源的是_________、_________。 【答案】月亮；钻石 【解析】光源是指自身能够发光的物体。在给定的物体中：太阳、亮着的电灯、正在工作的电视机屏幕、闪亮的萤火虫是自身发光的，属于光源；月亮是反射太阳光，不自身发光，不属于光源；钻石是反射光，不自身发光，不属于光源。 4.（25-26八年级·期末）圭表是我国古代的天文仪器，如图，由“圭”和“表”两个部件组成，圭和表相互垂直。正午时，人们通过表在圭上的影子的长度来推测节气，这利用了光在同种均匀介质中____________的原理。请再列举一个利用该原理的实例或现象：　　　　　　。 【答案】沿直线传播；见解析 【解析】人们通过表在圭上影子的长度变化来推测节气，是光的直线传播形成的，光沿直线传播遇到不透光的物体时光被挡住，物体背光面光照射不到的地方所形成的黑暗区域就是影子。 利用这个原理的实例或现象有很多，比如小孔成像、日食、月食、激光准直等，合理即可。 5.（2026·四川凉山）跨学科主题学习是中学生重要的学习活动，某同学总结了一些涉及物理知识的词语，其中能反映光沿直线传播的是（ ） A.小孔成像 B.水涨船高 C.海市蜃楼 D.扬汤止沸 【答案】A 【解析】A.小孔成像是光在同种均匀介质中沿直线传播形成的，光线穿过小孔后在光屏上呈现倒立的实像，故A符合题意； B.水涨船高是因为船始终漂浮在水面，浮力等于重力，水面上升时船随之上浮，属于浮力相关知识，故B不符合题意； C.海市蜃楼是光在密度不均匀的空气中发生折射形成的虚像，属于光的折射现象，故C不符合题意； D.扬汤止沸是通过增大液体表面积和空气流动来加快蒸发，蒸发吸热有致冷作用降低水温，属于物态变化相关知识，故D不符合题意。 故选A。 6.（2026·四川眉山）下列光现象中，由光的直线传播形成的是（ ） A.图甲：小孔成像 B.图乙：放大镜成像 C.图丙：“折断”的铅笔 D.图丁：京剧演员照镜子 【答案】A 【解析】A.小孔成像是光在同种均匀介质中沿直线传播，经过小孔后在光屏上形成倒立实像，是光的直线传播形成的，故A符合题意； B.放大镜是凸透镜，成像是利用光的折射，不符合要求，故B不符合题意； C.水中铅笔看起来“折断”，是光从水斜射入空气时发生折射形成的虚像，属于光的折射，不符合要求，故C不符合题意； D.照镜子是平面镜成像，原理是光的反射，不符合要求，故D不符合题意。 故选A。 7.（2026·四川广元）下列四个选项中涉及的光学原理，与“坐井观天，所见甚小”涉及的光学原理相同的是（ ） A.日食、月食 B.树木在河面上的倒影 C.雨后彩虹 D.海市蜃楼 【答案】A 【解析】“坐井观天，所见甚小”的光学原理是光的直线传播。 A.日食、月食是由于光沿直线传播，当太阳、地球、月球处于同一直线时，部分光被遮挡形成的，与题干原理相同，故A符合题意； B.树木在河面上的倒影是平面镜成像，属于光的反射现象，与题干原理不同，故B不符合题意； C.雨后彩虹是太阳光通过空气中的小水滴发生色散（光的折射）形成的，与题干原理不同，故C不符合题意； D.海市蜃楼是由于空气密度不均匀，光发生折射形成的虚像，与题干原理不同，故D不符合题意。 故选A。 8.（2026·四川内江）如图所示，墙上出现的手影是手挡住了光沿直线传播的路径形成的，下列光学现象与手影形成原理相同的是（ ） A.海市蜃楼 B.凸透镜成像 C.小孔成像 D.湖中倒影 【答案】C 【解析】A.海市蜃楼是光在不均匀的大气中发生折射形成的，原理是光的折射，故A不符合题意； B.凸透镜成像原理是光的折射，故B不符合题意； C.小孔成像是光沿直线传播形成的，原理和手影相同，故C符合题意； D.湖中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 C。 9.（2025·江苏镇江·模拟）根据要求作图。在图中画出路灯S下小明的影长。 【答案】图见解析 【解析】根据光的直线传播原理可知，光源S发出的一束光和小明的头顶的连线与地面相交于一点，这点到小明的距离就是影长。如图所示 10.（2026·广东云浮·一模）中华文化源远流长，公元4世纪前的《墨经》中就记载了小孔成像现象和解释，如图甲所示，为进一步探究小孔成像的特点，妍妍制作了如图乙所示的装置，将易拉罐底部中央戳一个小孔，将易拉罐顶部剪去，蒙上一层半透明塑料薄膜。 （1）小孔成像的原理是光在均匀介质中沿_____________； （2）妍妍在制作小孔时，把小孔戳成三角形，用它来观察蜡烛，如图乙所示，遮住半个小孔的位置，半透明膜上呈现出了烛焰的像比原来的_________（选填“亮些”或“暗些”）。 （3）如图丙所示，夏天树荫下的小光斑是_________（选填“太阳”或“树叶间的空隙”）的像。 【答案】（1）直线传播；（2）暗些；（3）太阳 【解析】（1）小孔成像是由于光在同种均匀介质中沿直线传播形成的。 （2）小孔成像时，像的形状由物体形状决定，与小孔的形状无关；遮住半个小孔后，通过小孔的光线减少，半透明膜上所成的像会变暗。 （3）树叶间的空隙相当于小孔，太阳光通过这些空隙后发生小孔成像，因此树荫下的小光斑是太阳的像。 【基础夯实】 1.发生雷电时，先看到闪电，后听到雷声，是由于在空气中，光速远________（选填“大于”、“小于”或“等于”）声速，真空中的光速约为_________m/s。 【答案】大于；3×108 【解析】发生雷电时先看到闪电后听到雷声，是因为光在空气中的传播速度远大于声音在空气中的传播速度，导致光信号先到达人眼。 真空中的光速是物理学基本常数，其公认值为3×108 m/s。 2.在一个空易拉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，并用橡皮筋固定。将小孔对着蜡烛，会观察到烛焰在薄膜上所成的像，改变小孔的形状，薄膜上像的形状_________（选填“改变”或“不改变”），小孔成像现象说明了____________________________________。 【答案】不改变；光在同种均匀介质中沿直线传播 【解析】小孔成像的原理是光的直线传播，烛焰上每个发光点发出的光，都会沿直线通过小孔后在薄膜上形成对应的像点，最终拼接成完整的烛焰的像。像的形状只和烛焰（成像物体）的形状一致，和小孔的形状无关，所以改变小孔形状，薄膜上像的形状不改变，该现象直接说明了光在同种均匀介质中沿直线传播。 3.如图是科学家首次拍摄到的距离地球5500万光年的黑洞照片，再次验证了爱因斯坦所创立的广义相对论的正确性。光年是________单位，黑洞强大的引力连跑的最快的光都无法逃脱，因此黑洞本身________（选填“是”或“不是”）光源，边缘的可见光是由于黑洞周围物体高速旋转落入黑洞，产生摩擦振动而造成的；这种振动产生的声音________（选填“能”或“不能”）在真空中传播。 【答案】长度；不是；不能 【解析】光年是光在真空中传播一年的距离，是长度单位，光年一般被用于衡量天体间的距离。 黑洞本身不能发光，所以黑洞不是光源。 真空不能传声，所以这种振动产生的声音不能在真空中传播。 4.如图甲所示是某校同学用一盆墨水观察到的日食奇观，产生日食的原因是光沿________传播。当我们位于乙图中的________（填“A”“B”或“C”）区域时，就能看到日全食现象。 【答案】直线；A 【解析】当月球转到太阳和地球中间，并且三者在一条直线上，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。故日食形成的原因是光的直线传播原理。如图，在地球上A区域，太阳射向地球的光全部被月球挡住，人们看到的是日全食。 5.生活中许多物体可以发光，下列物体不属于光源的是（　　） A.自行车尾灯 B.霓虹灯 C.太阳 D.萤火虫 【答案】A 【解析】A.光源是自身能够发光的物体，自行车后尾灯自身不能够发光，靠反射其他的光，因此不是光源，A符合题意； B.霓虹灯通电后自身能够发光，是光源，B不符合题意； C.太阳自身能够发光，是光源，C不符合题意； D.萤火虫自身能够发光，是光源，D不符合题意。 故选A。 6.如图所示，在一个纸板上打若干个小孔，组成一个心形，在室内让这个纸板在烛焰和白墙之间移动，在墙上能看到的图案是（ ） A. B. C. D. 【答案】B 【解析】由于光在均匀空气中沿直线传播，烛焰的光通过纸板上很小的小孔，在白墙上将观察到一个心形图案，心形图案的每个亮点为烛焰倒立的实像，这是小孔成像现象。 故选B。 7.如图所示，枯井中的青蛙位于井底O点“坐井观天”，下图中青蛙通过井口观察范围正确的是（　　）    A. B. C. D. 【答案】A 【解析】本题考查光在同种均匀介质中沿直线传播的应用。青蛙能看到外界的景物，本质是外界景物反射的光线沿直线传播，经过井口后射入青蛙的眼睛。 A选项：光线传播路径为直线，且传播方向是从井外射向井底青蛙的位置，符合光的传播规律和视觉形成原理。 B选项：光线传播方向标注错误，是从青蛙位置射向井外，不符合视觉形成的逻辑，青蛙是接收光线而非射出光线。 C选项：光线在井口位置发生了偏折，光在空气这种同种均匀介质中沿直线传播，不存在偏折的情况，不符合物理规律。 D选项：同时存在两处错误，一是光线在井口发生偏折，二是光线传播方向标注错误，不符合要求。 8.如图所示，晚上，小格从一盏路灯下经过，她从距离路灯较远的地方，先直行经过路灯正下方，然后继续向前走远。这一过程中，小格在地面上的影子长度的变化情况是（　　） A.一直变长 B.一直变短 C.先变短后变长 D.先变长后变短 【答案】C 【解析】影子的形成原理是光的直线传播。影子的长度取决于光源、物体和地面三者之间的相对位置。当小格从远处向路灯走近时，连接人头顶和路灯的光线与地面的夹角会越来越大，根据光的直线传播原理，在这个阶段，影子是逐渐变短的；当人走到路灯正下方时，光线从人的头顶正上方射下，此时影子最短；当小格继续远离路灯时，连接人头顶和路灯的光线与地面的夹角会越来越小，所形成的影子就越来越长。综上所述，小格在地面上的影子长度的变化情况是先变短后变长。 故选C。 9.请在图中作出物体AB通过小孔在屏上所成的像A′B′（保留作图痕迹）。 【答案】 【解析】光在同种均匀介质中沿直线传播，A点发出的光经小孔到达光屏下部A′，B点发出的光经小孔到达光屏的上部B′，成的像是倒立的实像，如图所示： 10.如图所示，找一个空的易拉罐，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，蒙上一层塑料薄膜，这样就制成了一个针孔照相机。将点燃的蜡烛置于小孔前的适当位置，观察并研究成像的特点： （1）蜡烛在塑料薄膜上所成的像是_________（选填“正立”或“倒立”）的实像。 （2）如果易拉罐底部小孔是三角形，则它在塑料薄膜上看到的像是________（选填字母）。 A.三角形光斑 B.圆形光斑 C.蜡烛的形状 （3）将蜡烛向上方移动，则它在塑料薄膜上的像将向________方移动。 （4）如果小孔变大，它在薄膜上所成的像将变得_________（选填“清晰”或“模糊”）。 【答案】（1）倒立；（2）C；（3）下；（4）模糊 【解析】（1）小孔成像成的是倒立的实像，原理是光沿直线传播，蜡烛上方的光线穿过小孔到达薄膜下方，下方光线到达上方，所以成倒立的像。 （2）小孔成像的形状只和物体（蜡烛）本身的形状有关，和小孔的形状无关，所以哪怕小孔是三角形，成的像依然是蜡烛的形状，选C。 （3）因为像是倒立的，物体向上移动时，对应的像会向相反方向移动，即向下方移动。 （4）小孔如果变大，通过的光线更多，不再是单个点的光线交汇，多个点的光斑重叠，所以成的像会变模糊。 【培优拔高】 1.小明同学在电影院观看电影《流浪地球》。电影银幕________（填“是”或“不是”）光源，影片中刘培强驾驶宇宙飞船撞向木星时，观众只能看到火光却听不到声音是因为____________________________；光在真空中传播速度为____________。 【答案】不是；声音的传播需要介质，真空不能传声；3×108m/s 【解析】正在放映的电影银幕都不能自行发光，而只是反射光，所以不是光源。 观众只能看到火光却听不到声音是因为声音的传播需要介质，真空不能传声。 目前已知的速度最快的是光速，光在真空中传播速度为3×108m/s。 2.如图甲是月食，其形成可以用光的____________知识来解释；如图乙和丙，能正确描述月食形成原因的是图________。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“超声波”或“激光”）信号，并记录它返回的时间。 【答案】直线传播；丙；激光 【解析】月食是由于光沿直线传播形成的：当太阳、地球、月球运行到同一直线，且地球位于太阳与月球之间时，地球会挡住太阳射向月球的光，月球进入地球的本影区，从而出现月食现象。 乙图：月球位于太阳和地球之间，挡住太阳射向地球的光，是日食的成因；丙图：地球位于太阳和月球之间，挡住太阳射向月球的光，符合月食的形成原理，因此选丙。 地月之间大气层以外为真空环境，超声波属于声波，无法在真空中传播；而激光属于电磁波，可以在真空中传播，因此选择用激光信号来测量地月距离。 3.光在空气中的传播速度约为_________m/s，激光从地面射向月球，被月球表面反射回来，总共用了2.5s，则月球到地球的距离为__________，请说明为什么不能用声波测量月球到地球的距离 ________。 【答案】3×108；3.75×108m；地球与月球之间是真空环境，真空不能传声 【解析】光在空气中的传播速度近似等于真空中的光速，为3×108m/s。 激光从地球到月球再反射回地球，总时间t总=2.5s，则激光从地球到月球的单程时间： 根据速度公式，变形得月球到地球的距离： s=υt=3×108m/s×1.25s=3.75×108m 声音的传播需要介质，地球与月球之间是真空环境，真空不能传声，因此无法用声音测量月地距离。 4.自制针孔照相机在外套筒的一端蒙上带孔的黑纸（图甲），在内套筒的一端蒙上塑料薄膜当光屏（图乙），把内套筒装入外套筒中（图丙）。小明使用针孔照相机时，眼睛应对着___________（选填“小孔”或“塑料薄膜”）观察窗外的景物，将看到窗外景物_________（选填“正立”或“倒立”）的实像。增大塑料薄膜与小孔间的距离，看到的像将__________（选填“变大”、“不变”或“变小”）。 【答案】塑料薄膜；倒立；变大 【解析】使用针孔照相机时，小孔对着明亮的室外，塑料薄膜在暗室内，让光线通过小孔进入筒内，在塑料薄膜上形成倒立的实像，眼睛应对着塑料薄膜观察窗外的景物。 针孔照相机是利用光的直线传播的原理，属于小孔成像，将看到窗外景物倒立的实像。 增大塑料薄膜与小孔间的距离，即把内套筒远离小孔，像距变大，看到的像变大。 5.“司机一滴酒，亲人两行泪”，为行车安全，大家要提醒身边的朋友家人，切勿酒驾．如图为交警夜查酒驾的情景，以下说法正确的是（　　） A.交警手中的荧光棒不是光源 B.交警身上穿的反光背心不是光源 C.车灯光在夜空中是沿曲线传播的 D.车灯的光比车鸣笛的声音传播得慢 【答案】B 【解析】A.交警手中的荧光棒能自行发光，是光源，故A错误； B.交警身上穿的反光背心不能自行发光，不是光源，故B正确； C.车灯光在夜空中是沿直线传播的，故C错误； D.光速比声速快得多，车灯的光比车鸣笛的声音传播得快，故D错误。 故选B。 6.参加“物理实验”的同学在空易拉罐的底部中央戳一个小圆孔，将顶部剪去后，蒙上一层塑料薄膜，制作成一个简易针孔“照相机”。如图所示，将其水平放置，在左侧固定一只与小孔等高的小灯泡，灯泡发光时，下列说法正确的是（ ） A.将小孔等比例放大，塑料膜上的像将变得更加清晰 B.遮住小圆孔上半部分，塑料膜上像的下半部分将缺失 C.若水平向右移动易拉罐，则像将变大 D.若只将小圆孔改为三角形小孔，则像的形状不会改变 【答案】D 【解析】A.小孔等比例放大后，进入的光线会互相重叠，像会变得模糊，而非更清晰，故A错误； B.灯泡上任一点发出的光通过小孔下半部分仍能成像，像完整但变暗，故B错误； C.小孔成像的像的大小满足规律：物距越小、像距越大，像越大。水平向右移动易拉罐，会让灯泡到小孔的物距变大，同时小孔到薄膜的像距不变，因此像会变小，故C错误； D.小孔成像的像的形状由物体形状决定，与孔形状无关，则像的形状不会改变，故D正确。 故选D。 7.如图所示，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，并用橡皮筋固定。将小孔对着烛焰，可以看到烛焰在薄膜上所成的像。下列说法正确的是（ ） A.在较亮的环境中，薄膜上的像更清晰 B.只增大烛焰到小孔的距离，薄膜上的像变小 C.只向上移动烛焰，薄膜上的像也向上移动 D.只改变小孔的形状，薄膜上像的形状也会发生变化 【答案】B 【解析】A.小孔成像实验，物体越亮，环境越暗，物体成像越清晰，故A错误； B.只增大烛焰到小孔的距离，物距变大，像距不变，则像变小，故B正确； C.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C错误； D.小孔成像与小孔的形状大小无关，故D错误。 故选B。 8.一人看到闪电12.3s后又听到雷声。已知空气中的声速约为330m/s~340m/s，光速为3×108m/s，于是他用12.3除以3很快估算出闪电发生位置到他的距离为4.1km。根据你所学的物理知识可以判断（ ） A.这种估算方法是错误的，不可采用 B.这种估算方法可以比较准确地估算出闪电发生位置与观察者间的距离 C.这种估算方法没有考虑光的传播时间，结果误差很大 D.即使声速增大2倍以上，本题的估算结果依然正确 【答案】B 【解析】原理：闪电和雷声同时产生，由于光速远大于声速，光传播到观察者的时间极短，可以忽略不计，因此闪电发生位置到观察者的距离可近似为s=υ声t。空气中声速约为330m/s~340m/s，约等于，因此： 估算误差很小，是合理的。 AB.这种估算方法误差很小，可以采用，故A错误，B正确； C.光速极大，忽略光的传播时间带来的误差极小，不会造成结果误差很大，故C错误； D.若声速增大2倍以上，则声源到人所在位置的距离也应增加2倍以上，故D错误。 故选B。 9.作图题 （1）画出甲图中人眼通过小孔能看到外面的范围。 （2）“坐井观天”是经典的寓言故事。如图乙所示，一只青蛙在枯井底。请画出位于O点的青蛙眼睛，通过井口能观察的范围（用阴影部分表示）。 【答案】图见解析。 【解析】（1）将人眼的瞳孔位置视为一个点O，从点O分别向小孔的两个边缘点A、B作直线OA和OB，并将这两条直线向小孔外延长。直线OA和OB所夹的区域，就是人眼通过小孔能看到的外界范围。在直线OA和OB上，用箭头标出光的传播方向，即从外界射向人眼。如图所示： （2）图中O点是青蛙的位置，将O点与井口左右两边的端点相连成一直线，然后在直线上标出箭头，即得到两条射向青蛙眼睛的光线，这两条光线就决定了青蛙的观察范围，如图所示。 10.如图所示某兴趣小组在空易拉罐的底部中央戳个小圆孔，将顶部剪去后，蒙上一层塑料薄膜，制作成一个简易针孔照相机。如图甲所示，将其水平放置，在左侧固定一支点燃的蜡烛，可在塑料薄膜上看到烛焰倒立的像。 （1）该现象可以用________________来解释； （2）在图乙中利用光线作出烛焰在塑料薄膜上像（保留作图痕迹）。 （3）若将点燃的蜡烛向上移动，则塑料薄膜上的像向________（选填“上”或“下”）方移动；若将蜡烛靠近小孔少许，蜡烛的像将_________（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）树荫下的圆形光斑就是_________通过树叶间的小孔在地面上所成的实像。 【答案】（1）光的直线传播；（2）图见解析；（3）下；变大；（4）不变；（5）太阳 【解析】（1）蜡烛在塑料薄膜上所成的像是实像，即小孔成像，其成像的原理是光的直线传播。 （2）小孔成像是由于光的直线传播形成的，做出A、B两点通过小孔的直线射到塑料薄膜上的照射点，便可得出A、B两点的像，得到整个物体的像。 （3）小孔成的像是倒立的实像，蜡烛向上移动时，根据光的直线传播，对应像会向下方移动； 当小孔到光屏（塑料薄膜）的距离不变时，蜡烛靠近小孔，物距减小，像会随之变大。 （4）根据小孔成像的特点，像的形状由物体的形状决定，与孔的形状无关，所以将小圆孔改为三角形小孔，则像的形状不变。 （5）树荫下的圆形光斑属于小孔成像，是太阳通过树叶中的小孔成的实像。 第 1 页 共 39 页 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $