2024-2025学年人教版八年级物理上册同步讲义：光的直线传播（学生版+解析版）

第四章光现象（原卷版）

课时4.1光的直线传播

学习目标

2022年课程标准物理素养

物理观念：光源，光的直线传播，光线，光的直线传播的现象和应

用，光速。

1.通过实验，了解光在同种均匀介

科学思维：通过建立光线模型，知道物理模型的重要性。

质中沿直线传播。知道光的直•线传

科学探究：探究光在空气、水、玻璃中的传播。

播的现象和应用。

科学态度与责任：通过观集光在空气中和水中传播的实验现象，了

解实验是研究物理问题的重要方法。

知识梳理

知识点一、光源

1.光源

问题

我们每天都会通过声和光接L攵小最信息。之前我们学习了声现象，了解了声的传播。关于光现象，你

知道哪些物体能发光吗？光的传播又有什么特点呢？

要研究光现象，首先要看哪些物体能够发光，是谁给我们带来了光明，如下图。

（1）光源：能够自身发光的物体叫做光源。如太阳以及我们看到的绝小多数星星是恒星，萤火虫，

水母、灯笼鱼、斧头鱼等。

（2）光源的分类

①自然光源：太阳、萤火虫、水母等

②人造光源：点燃的蜡烛，正在发光的霓虹灯、荧光棒、LED灯等。

特别提醒

判断物体是不是光源，关键是物体自身能否发光。有些物体看起来好像在发光，实际上是反射了其他

光源发出的光，所以这些物体不是光源：如镜子、月亮、宝石等。

典例（23-24八年级下•山东德州•开学考试）下列关于光源的说法中，正确的是（）

A.能被眼睛看到的物体都是光源B.天空中的星星都是光源

C.发光的灯小是光源D.点燃的蜡烛是光源

知识点二、光的直线传播

在有薄雾的天气，可以看到透过树从的光束是直的，如下图。

1.光的直线传播

（1）光在空气中传播

用激光手筒把光射入充满烟雾的较暗的空间，就能够观察到光在空气中的传播现象，烟雾可用点熏香

的办法，也可以用喷水壶喷水雾的方法。

（2）光在水中的传播

用激光手筒把光射入水中，如图所示，就能够观察到光在水中的传播现象，光在水中的可见度较小。

可以在水中加入少量的碳素墨水,

（3）光在玻璃中的传播

用激光手筒把光射入玻璃砖中，如图所示，就能够观察到光在玻璃砖中的传播现象。玻璃砖要有一面

是磨砂面，并要让光束紧贴着磨砂面在玻璃砖中传播。

九在水中的传播九在玻璃中的传播

（4）光在同种不均匀介质中的传播

在玻璃缸中盛入清水，沿缸壁轻轻注入浓糖水，从侧壁水平照射激光，看到缸内光的路径如图甲所示。

用玻璃棒搅拌糖水溶液时，使其浓度变得均匀，再将激光射向糖水溶液中，观察到激光在均匀浓度的糖水

溶液中的传播路径是直的，如图乙所示。

甲乙

分析：在玻璃缸中盛入清水，沿缸壁轻轻注入浓糖水后，玻璃缸里的水不均匀，光的传播路径不是直

线,玻璃棒搅拌后，糖水变得均匀后，光的传播路径是直线。

总结：光在同种均匀介质中沿直线传播。

特别提醒

(1)为了清晰地观察光在不同介质中传播路径，实验应在较暗的环境中进行;

(2)应注意若要光沿直线传播，“同种”和“均匀”这两个条件缺一不可。必须同时满足。

(3)为了在空气、水中显示光路，在空气中喷洒水雾或烟雾，在水中滴入几滴牛奶。

2.光线

(1)定义：为了表示光的传播情况，我们通常用一条带有箭头的直线表示光的传播径迹和方向(如

图甲所示)，这样的直线叫光线；

甲乙丙

(2)画法：光线是带箭头的直线，箭头表示光的传播方向。画光路图时，光线要用实线表示，且标

上箭头。图乙和图丙分别表示平行光和点光源发出的光。

特别提醒

光线是一种物理模型，只是用来形象地描述光的传播情况，它实际是不存在的。这种研究方法叫做

模型法。

3.光的直线传播现象

(1)影子的形成

①原理：光的直线传播；

②成因：光在传播过程中遇到不透明的物体，由于光在同种均匀介质中沿直线传播，不能穿过不透明

物体，在物体后面便形成的较暗区域，就是我们说的影子。如下图：

(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)。

当月球运行到太阳和地球中间时，太阳光被不透明的月球挡住，月球的黑影落在地球上，就形成了FI

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，就形成了月食。

(3)小孔成像

①如图甲所示，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。

②如图乙所示，将点燃的蜡烛放在小孔前，并适当调整蜡烛到小孔的距离，观察塑料膜上是否有像,

不断调整蜡烛、塑料膜到小孔的距离，观察塑料膜上像的小小是否有变化。

甲IZ\

分析，由于光沿直线传播，来自烛焰上方的光通过小孔后就射到了光屏的下部，来臼烛焰下方的光通

过小孔后就射向了上部。这样，光屏上就出现了烛焰倒立的像。如下图所示。

结论：①小孔成像原理：光的直线传播。

②成像性质：倒立的小小不确定的实像.上下颠倒、左右相反.

③影响成像小小的因素：与物体到小孔的距离以及光屏到小孔的距离有关。

④像的形状：与物体的形状相同，与小孔形状无关。

特别提醒

（1）小孔成像的条件：小孔必须足够小，但并不是越小越好，孔太小会影响像的亮度；

（2）小孔逐渐变小，光屏上的像会逐渐变模糊；当小孔增小到一定程度时，在光屏上只能看到与小

孔形状相同的光斑。

（2024・湖南怀化•三模）早在战国时期，我国古代著名教育家、思想家墨子就在研究小孔

成像的现象。小明在学习光现象时，便于更好理解，于是他动手用蜡烛作为光源，在木板上钻一个圆形小

孔，然后发现光线透过小孔在墙壁上形成一个像。下列说法正确的是（）

A.在墙上形成的像是虚像

B.小孔成像说明光沿直线传相

C.像的形状是圆形

D.保持蜡烛和墙的位置不变，将木板向靠近墙的方向移动，蜡烛在墙上的像会变小

4.光的直线传播的应用

（1）激光准直：在开凿小止隧道时，工人们常用激光束引导掘进机，使掘进机沿直线前进，保证隧

道方向不出偏差。

（2）射击时利用“三点一线”进行瞄准：

射击瞄准时，瞄准点、准星、缺口三点在一条直线上。

（3）站队列成直线

如果前面的人挡住J'后面人的视线，使后面的人只能看到前面相邻人的后脑勺即可。

（23-24八年级上•广西柳州•期中）（多选）由于光沿直线传播，在灯光下会看到物体的

影子，自然界中会出现口食或月食等天文现象，利用激光可以引导掘进机前进。假如光在同一均匀介质中

不沿直线传播，下列现象不可能出现的是（）

A.阳光下的人影更清晰B.地球上有昼夜之分

C.做操时更容易将队伍排直D.更容易形成日食和月食

知识点三、光的传播速度

打雷和闪在远处同时同地发生，但是我们总是先看见闪，后听到雷声。这表明，光比声音传播得快。

1.光的传播的速度

（1）光在真空中的传播速度

光不仅可以在空气、水等物贵中传播，而且可以在真空中传播。光在真空中的传播速度很小，在物理

学中用c表示，c=2.99792X10m/so通常情况下，真空中的光速可以近似为:c=3X10m/so

（2）光在其他介质中的传播速度

光在空气中的传播速度近似等于光在真空中的传播速度c,也可以近似为c=3X10%/s。光在水中的传

32

播速度约为=c；光在玻璃中的传播速度近约为彳C。

43

（3）光与声音传播传播特点比较

现象相同点不同点

能在透明物质中传播，能在真空中传播，光在真空中传

光的传播

播速度最小

传播速度都与介质种类有关

能在固体、液体和气体中传播，真空不能传声，一般情

声的传播

况下固体中声速最小

2.科学世界一我们看到了古老的光

“光年”是长度的单位，它等于光在1年内传播的距离。

卜（23-24八年级上.湖北恩施.期末）声音在空气中传播速度为340m/s,在距离地面17km

远的云朵处产生的雷声，径直传向地面。求：

（I）为什么地上的人看到闪的瞬间，并有听到雷声？

（2）地上的人听到雷声需要多长时间？

问题探究

问题一：光的直线传播

【角度1】探究光在介质中的传播

（1）由于光学实验对光源的要求较高，实验难度也较小，为了提高实验效果，光学的整个实验过程

最好能在较暗的环境中进行。

（2）“同种”和“均匀”这两个条件缺一不可，必须同时满足。

（3）为了在空气、水中显示光路，在空气中喷洒水雾或烟雾，在水中滴入几滴牛奶。

【典例1］（23-24九年级下•陕西西安•开学考试）在玻璃缸中加入清水，沿缸壁轻轻注入浓糖水，不

搅拌，从侧壁用激光水平照射，看到玻璃缸内光的路径是弯折的，将玻璃缸中的水搅拌均匀后，观察到光

的传播路径如图所示，说明光在介质中沿直线传播。

【变式（20-21八年级下•北京房山・期末）如图所示，李老师在玻璃缸内配制了白糖水。一段时

间后小昕同学用激光笔从玻璃缸的外侧将光线射入白糖水,观察到光在白糖水中的传播路径打图甲所示「

随后老师用玻璃棒将白糖水搅拌均匀，再用激光笔从玻璃缸的外侧将光线射入白糖水，观察到光在白糖水

中的传播路径如图乙所示。比较甲、乙两个实验现象可以说明光在的白糖水中沿直线传播。

【变式『2】（22-23八年级上•江苏宿迁•期中）在研究光的传播路径时，小明做了下面几个小实验：

（I）图I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;

（3）我国古代学者对“光沿宜线传播”的现象曾做过许多研究，例如战国时期的《墨经》中就有小孔成像的

解释，如图4所示：

①小孔成的像是（填“正立”或“倒立”）的（选填“实”或“虚”）像；

②若将小孔由圆形改为三角形，则所成的像的形状（选填“改变”或“不变。

【角度2】光的直线传播的现象和应用

光的直线传播的现象：影子的形成、日食和月食、小孔成像、“井底之蛙”、“•叶

障目”等。光的直线传播的应用：激光准直、瞄准射击、排队等。

【典例2】（2024.江苏泰州•一模）当月球运动到太阳和地球之间，月球就会挡住太阳射向地球的光,

月球身后的影子正好落到地球上E寸,如图.在〃、b,C•、4位置此刻都看不到Fl食现象的是（）

太阳月亮地球

A.a、b两位置B.byc两位置C.a、c两位置D.a、4两位置

【变式2-1］（23-24九年级下•江苏徐州•阶段练习）下列现象中，不属于光沿直线传播形成的是（）

A.小孔成像B.影子C.一叶障目不见泰山D.海市蜃楼

【变式2-2］（23-24八年级上•广西柳州♦期中）当一个人逐渐走近一盏路灯并离开时，他在路灯下的

影子的长度变是（）

A.先变长后变短B.先变短后变长

C.逐渐变短D.逐渐变长

【角度3】小孔成像

►©小孔成像原理：光的直线传播。

②成像性质：倒立的小小不确定的实像。上下颠倒、左右相反。

③影响成像小小的因素：与物体到小孔的距离以及光屏到小孔的距离有关。像距小于物距成放小的像,

像距小于物距成缩小的像，像距等于物距成等小的像。

④像的形状：与物体的形状相同，与小孔形状无关。

【典例3］（23-24九年级下,安徽毫州•阶段练习）如图示用自制针孔照相机观察烛焰，针孔是圆形的,

蜡烛位置可调整。以下说法不正确的是（）

A.薄膜上出现烛焰的像是倒立的

B.薄膜上烛焰的像可能是缩小的也可能是放小的

C.将小圆孔改为三角形，则像的形状改变

D.保持小孔和烛焰的距离不变，向后推动内筒，增加筒长，烛焰的像变小

【变式3-1］（23-24九年级下•黑龙江小庆♦阶段练习）早在战国时期，我国古代著名教育家、思想家

墨子就在研究小孔成像的现象。如图所示，若用蜡烛作为光源，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.经过调节，像的小小不可能等于物的小小

B.木板上的小孔若是方孔，成像情况不会受到影响

C.保持蜡烛和墙位置不变，将木板向靠近墙的方向移动，蜡烛在墙上的像会变小

D.蜡烛在墙上形成的像是正立的虚像

【变式3-2］（23-24八年级上.陕西西安.阶段练习）学习了光的直线传播知识后，同学们一起利用生

活中的废旧物品探究小孔成像。下列说法正确的是（）

小孔

A.为了便于更清楚观察像，立在圆简的3端蒙上塑料薄膜作为光屏

B.小孔必须是圆形的

C.像与物上下颠倒，左右相反

D.塑料薄膜上形成的像是虚像

【变式3-3］（23-24八年级上•新疆乌鲁木齐•期末）小明在观察日食时用不透明的硬纸板上扎了小孔,

使纸板与地面平行，发现地面上出现了太阳（日食）的像，下列说法错误的是（）

A.像的小小由小孔到地面的距离决定

B.像的亮暗由太阳光的强弱决定

C.像的形状由太阳（日食）自身的形状决定

D.像的数目由小孔的小小决定

【角度4】光的直线传播光路图

•一般考查光源能照射的范围或眼睛能看到的范围。

方於点!!

（1）考查光源能照射的范围：将光源与障碍物的端点相连，即可画出照射范围或不能照射的范围。

（2）考查眼睛能看到的范围：将眼睛与障碍物的端点相连，即可画出照射范围或不能照射的范围。

注意：光线的箭头不要画错了，光源发出光，因此箭头不能指向光源。

【典例4】（2024.江苏盐城二模）按要求完成下列作图。如图所示，物体43通过小孔。在虚线处的

光屏上成像4",请作出成像的光路图。

A

O

B

【变式4-1］（2024.四川成都.二模）“坐井观天'’出自韩愈《原道》：“坐井而观天，日天小者，非天

小也。”如图甲所示一只青蛙在枯井底向外张望，请你在图乙中画出青蛙眼睛（O点）通过井口能看到最小

范围的两条光线。

匕U

甲乙

【变式4-2］（23-24九年级下•四川成都•阶段练习）如图所示，射击游戏中，我们应该躲在遮挡物右

侧哪个部分，站在高台上的对方射手才看不到，请通过光路图，确定最小安全范围，并用阴影表示。

【变式4-3］（22-23八年级上•江苏镇江•期中）如图，点光源S发出的光能透过窗口照射到右侧，请

画出被照亮的区域，保留光路图作图痕迹。

问题二：光速的计算

利用激光测量距离

激光测距仪原理：是利用激光对目标的距离进行准确测定的仪器。激光测距仪在工作时向目标射出一

束很细的激光，由光元件接收目标反射的激光束，计时器测定激光束从发射到接收的时间，计算出从观测

者到目标的距离。

【典例5］（23-24八年级上•江西新余•期末）天文单位是物理天文学中计量天体之间距离的一种单位，

以AU表示，其数值取地球和太阳之间的平均距离。已知：海王星距离太阳约30个天文单位，1个天文单

位=1.5xl0"m。问：

（I）光在真空中的传播速度是多少？

（2）光从太阳传到海王星需要多长时间？

【变式2-1］（22-23八年级上•四川成都•期中）《西游记》是我国四小名著之一。主人公齐天小圣孙

悟空一个跟斗可以翻十万八千里（相当于5.4xlVkm）,1s可以翻一个跟斗，可他却想与光比比谁快，请

你做裁判。（已知光在真空中的速度为：3x10«m/s）

（I）谁更快，请通过计算说明原因。

（2）太阳与地球相距1.5xlO"m,假如某一天太阳消失了，我们多长时间后才能发现?

强化训练

【基础强化】

1.（2024・福建宁德•一模）立竿测影是中国古代天文学观测天体位置、划分节气等不可缺少的方法之一，

立竿的影子由于光的而形成。太阳到地球的距离小约是l.5xl0"m,太阳发出的光要经过______s

才能到达地球。（光速c=3xl0Sm/s）

2.123-24八年级下•江西吉安・开学考试）发生日环食现象时•，太阳、地球和月球的位置处于中间的是（选

填“地球”或“月球”）o在一张不透光的纸上打一个极小的“△”三角形孔，让太阳光垂直射到这张纸上经过这

个小孔，这时在地面看到（选填“圆形”、”三角形”或“方形”）小亮斑。

3.（23・24八年级上.四川凉山.期末）打雷时，常常先看见闪，后听到雷声的原因是,所以体育

比赛中百米赛跑时，在终点的计时员应该在_________（看到冒烟/听到枪声）时计时才准确。

4.（23-24八年级上•江西吉安・期末）晴朗的夜空下，小明观察到中国空间站飞过他的头顶。外表不能发

光的空间站是通过反射太阳光被小明观察到，表明夜空中的空间站（选填"是''或"不是”）光源，为了

看清楚空间站，小明应选择（选填"亮''或"暗”）的夜空。

5.（23-24八年级上•山西忻州•期末）”举杯邀明月，对影成三人”是我国唐代小诗人李白的千古名句，小

明司学很喜欢这两句，于是画出了诗中的情景，如图所示，同学们看了他的画，指出其中有一处错

误：，它不符合的规律，

【素养提升】

6.（23-24八年级下•黑龙江绥化•阶段练习）关于光的传播，下列说法正确的是（）

A.光只在空气中才沿直线传播B.光在任何情况下都沿直线传播

C.光在玻璃中一定不沿直线传播D.光在均匀介质中沿直线传播

7.（2024.黑龙江哈尔滨.二模）有效的竟习方法可以加深知识的理解，滨滨在复习光学知识时绘制了如图

所示的思维导图，其中有错误的一个选项是（）

A.AB.BC.CD.D

8.（23-24八年级上•河南周口.阶段练习）某兴趣小组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.塑料膜上可以看到灯丝正立的像

B.该现象是光的反射现象

C.若水平向左移动易拉罐，则像将变小

D.若只将小圆孔改为三角形小孔，则像的形状也会改变

9.（23-24八年级上•江苏盐城•期中）在一棚的顶上有一三角形孔，太阳光通过它照到地面上形成了一个

光斑，关于该光斑的形状及形成原因，下列说法中正确的是（）

A.该光斑一定是三角形的

B.该光斑一定是圆的

C.该光斑是太阳的像

D.该光斑是太阳光沿直线传播形成的

10.（23-24八年级上•福建泉州•期中）下列关于声与光的比较，以下说法正确的是（）

A.声和光的传播都需要介质B.声和光都能在真空中传播

C.声和光都能传递信息和能量D.声和光从空气传入水中，速度都变快了

【能力培优】

II.（23-24八年级上•江苏泰州•期末）根据要求完成下列作图。如图，根据两人的影子，画由光路图找到

点光源S的位置。

小芳小刚

12.（23-24八年级上•广东汕头•期末）小明坐在开着天窗的轿空里，通过天窗看到天空的景色，如图甲所

示，请在图乙的简化图中画出小明看到天窗外天空范围的光路图，A点表示小明的眼睛。

甲乙

13.（23-24八年级上•四川南充•阶段练习）已知光在真空中传播速度是3xlOW/s。

（I）光在真空中1年里传播的距离叫做光年，光年是时间的单位还是长度的单位？

（2）太阳发出的光，要经过500s；能到达地球，试计算太阳到地球的距离是多少？

（3）为实现我国的探月计戈ij,已知地球和月球间的平均距离约是3.84x105千米，则向月球发射的激光到

达月球需要多少秒?

第四章光现象(解析版)

课时4.1光的直线传播

学习目标

2022年课程标准物理素养

物理观念：光源，光的直线传播，光线，光的直线传播的现象和应

用，光速。

1.通过实验，了解光在同种均匀介

科学思维：通过建立光线模型，知道物理模型的重要性.

质中沿直线传播。知道光的直线传

科学探究：探究光在空气、水、玻璃中的传播。

播的现象和应用。

科学态度与责任：通过观察光在空气中和水中传播的实验现象，了

解实验是研究物理问题的重要方法。

知识梳理

知识点一、光源

1.光源

问题

我们每天都会通过声和光接收小量信息。之前我们学习了声现象，了解了声的传播。关于光现象，你

知道哪些物体能发光吗？光的传播又有什么特点呢？

要研究光现象，首先要看哪些物体能够发光，是谁给我们带来了光明，如下图。

(1)光源：能够自身发光的物体叫做光源。如太阳以及我们看到的绝小多数星星是恒星，萤火虫，

水母、灯笼鱼、斧头鱼等。

(2)光源的分类

①自然光源：太阳、萤火虫、水母等

②人造光源：点燃的蜡烛，正在发光的霓虹灯、荧光棒、LED灯等。

特别提醒

判断物体是不是光源，关键是物体自身能否发光。有些物体看起来好像在发光，’实际上是反射了其他

光源发出的光，所以这些物体不是光源；如镜子、月亮、宝石等。

(23-24八年级下.山东德州•开学考试)下列关于光源的说法中，正确的是()

A.能被眼睛看到的物体都是光源B.大空中的星星都是光源

C.发光的灯不是光源D.点燃的蜡烛是光源

【答案】D

【详解】能够发光的物体叫做光源。

A.能被眼睛看到的物体不一定能发光，不一定是光源，故A错误；

B.天空中的星星有的是光源，如恒星，有的不是光源，如行星、卫星，故B错误;

C.发光的灯发出光，是光源，故C错误；

D.点燃的蜡烛发出光，是光源，故D正确。

故选D。

知识点二、光的直线传播

在有薄雾的天气，可以看到透过树从的光束是直的，如下图。

1.光的直线传播

（1）光在空气中传播

用激光手筒把光射入充满烟雾的较暗的空间，就能够观察到光在空气中的传播现象，烟客可用点熏香

的办法，也可以用喷水壶喷水雾的方法。

（2）光在水中的传播

用激光手筒把光射入水中，如图所示，就能够观察到光在水中的传播现象，光在水中的可见度较小。

可以在水中加入少量的碳素墨水,

（3）光在玻璃中的传播

用激光手筒把光射入玻璃砖中，如图所示，就能够观察到光在玻璃砖中的传播现象。玻璃砖要有一面

是磨砂面，并要让光束紧贴着磨砂面在玻璃砖中传播。

九在水中的代播光在玻璃中的传播

（4）光在同种不均匀介质中的传播

在玻璃缸中盛入清水，沿缸壁轻轻注入浓糖水，从侧壁水平照射激光，看到缸内光的路径如图甲所示。

用玻璃棒搅拌糖水溶液时，使其浓度变得均匀，再将激光射向糖水溶液中，观察到激光在均匀浓度的糖水

溶液中的传播路径是直的，如图乙所示。

分析：在玻璃缸中盛入清水，沿缸壁轻轻注入浓糖水后，玻璃缸里的水不均匀，光的传播路径不是直

线,玻璃棒搅拌后，糖水变得均匀后，光的传播路径是直线。

总结：光在同种均匀介质中沿直线传播。

特别提醒

(1)为了清晰地观察光在不同介质中传播路径，实验应在较暗的环境中进行；

(2)应注意若要光沿直线传播，“同种”和“均匀”这两个条件缺一不可。必须同时满足。

(3)为了在空气、水中显示光路，在空气中喷洒水雾或烟雾，在水中滴入几滴牛奶。

2.光线

(1)定义：为了表示光的传播情况，我们通常用一条带有箭头的直线表示光的传播径迹和方向(如

图甲所示)，这样的直线叫光线；

甲乙丙

(2)画法：光线是带箭头的直线，箭头表示光的传播方向。画光路图时，光线要用实线表示，且标

上箭头。图乙和图丙分别表示平行光和点光源发出的光。

特别提醒

光线是一种物理模型，只是用来形象地描述光的传播情况，它实际是不存在的。这种研究方法叫做

模型法。

3.光的直线传播现象

(1)影子的形成

①原理：光的直线传播；

②成因：光在传播过程中遇到不透明的物体，由于光在同种均匀介质中沿直线传播，不能穿过不透明

物体，在物体后面便形成的较暗区域，就是我们说的影子。如下图：

(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）。

当月球运行到太阳和地球中间时，太阳光被不透明的月球挡住，月球的黑影落在地球上，就形成了H

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，就形成了月食。

（3）小孔成像

①如图甲所示，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。

②如图乙所示，将点燃的蜡烛放在小孔前，并适当调整蜡烛到小孔的距离，观察塑料膜上是否有像，

不断调整蜡烛、塑料膜到小孔的距离，观察塑料膜上像的小小是否有变化。

分析：由于光沿直线传播，来自烛焰上方的光通过小孔后就射到了光屏的下部，来自烛焰下方的光通

过小孔后就射向了上部。这样，光屏上就出现了烛焰倒立的像。如下图所示。

结论：①小孔成像原理：光的直线传播。

②成像性质：倒立的小小不确定的实像。上下颠倒、左右相反。

③影响成像小小的因素：与物体到小孔的距离以及光屏到小孔的距离有关。

④像的形状：与物体的形状相同，与小孔形状无关。

特别提醒

（1）小孔成像的条件：小孔必须足够小，但并不是越小越好，孔太小会影响像的亮度；

（2）小孔逐渐变小，光屏上的像会逐渐变模糊；当小孔增小到一定程度时，在光屏上只能看到与小

孔形状相同的光斑。

Xy（2024.湖南怀化•三模）早在战国时期，我国古代著名教育家、思想家墨子就在研究小孔

成像的现象。小明在学习光现象时，便于更好理解，于是他动手用蜡烛作为光源，在木板上钻一个圆形小

孔，然后发现光线透过小孔在墙壁上形成一个像。下列说法正确的是（）

A.在墙上形成的像是虚像

B.小孔成像说明光沿直线传潘

C.像的形状是圆形

D.保持蜡烛和墙的位置不变，将木板向靠近墙的方向移动，蜡烛在墙上的像会变小

【答案】A

【详解】A.蜡烛在墙上成的像是倒立的实像，故A错误；

B.小孔成像是由光沿直线传播形成的，故B正确；

C.小孔成像成的是物体的像，与小孔的形状无关，故C错误；

D.保持蜡烛和墙的位置不变，将木板向靠近墙的方向移动，因为成像的小小取决于像到小孔的距离，则

木板与小孔距离越小，像也越小，故D错误。

故选B。

4.光的直线传播的应用

（1）激光准直：在开凿小山隧道时，工人们常用激光束引导掘进机，使掘进机沿直线前进，保证隧

道方向不出偏差。

（2）射击时利用“三点一线”进行瞄准:

射击瞄准时，瞄准点、准星、缺口三点在一-条直线上。

（3）站队列成直线

如果前面的人挡住了后面人的视线，使后面的人只能看到前面相邻人的后脑勺即可。

（23.24八年级上.广西柳州.期中）（多选）由于光沿直线传播，在灯光下会看到物体的

影子，自然界中会出现日食或月食等天文现象，利用激光可以引导掘进机前进。假如光在同一均匀介质中

不沿直线传播，下列现象不可能出现的是（）

A.阳光下的人影更清晰B.地球上有昼夜之分

C.做操时更容易将队伍排直D.更容易形成日食和月食

【答案】ACD

【详解】假如光在同一均匀物质中不沿直线传播，那么阳光无法照射的地方也会因为光线拐弯而变凫，所

以地球.上有昼夜之分：阳光下也有人影了，做操时也不容易排直队伍了，也不可能形成日食和月食。故B

不符合题意，ACD符合题意。

故选ACDo

知识点三、光的传播速度

打雷和闪在远处同时同地发生，但是我们总是先看见闪，后听到雷声。这表明，光比声音传播得快。

1.光的传播的速度

（1）光在真空中的传播速度

光不仅可以在空气、水等物发中传播，而且可以在真空中传播。光在真空中的传播速度很小，在物理

学中用C表示，c=2.99792XIOm/so通常情况下，真空中的光速可以近似为：c=3X10m/so

（2）光在其他介质中的传播速度

光在空气中的传播速度近似等于光在真空中的传播速度c,也可以近似为c=3X10、/s。光在水中的传

播速度约为gc；光在玻璃中的传播速度近约为3c。

43

（3）光与声音传播传播特点比较

现象相同点不同点

能在透明物质中传播，能在真空中传播，光在真空中传

光的传播

播速度最小

传播速度都与介质种类有关

能在固体、液体和气体中传播，真空不能传声，i般情

声的传播

况下固体中声速最小

2.科学世界——我们看到了古老的光

“光年”是长度的单位，它等于光在1年内传播的距离。

（23-24八年级上•湖北恩施・期末）声音在空气中传播速度为340m/s,在距离地面17km

远的云朵处产生的雷声，径直传向地面。求：

（I）为什么地上的人看到闪的瞬间，并有听到雷声？

（2）地上的人听到雷声需要多长时间？

【答案】（1）见解析；（2）506

【详解】解：（1）声音在空气中传播速度为340m/s,光的速度远远小于声速，由知，在路程相同时,

V

速度越小，用时越短，所以，地上的人看到闪的瞬间，雷声还有传到地面人的耳朵，故地面上的人有听到

匚仁，士

⑵由党知，雷声从距离地面17km远的云朵处传到地面需要的时间为

17000m

=50s

340m/s

答：（1）见解析；

（2）地上的人听到雷声需要50s,

问题探究

问题一：光的直线传播

【角度1】探究光在介质中的传播

（1）由于光学实验对光源的要求较高，实验难度也较小，为了提高实验效果，光学的整个实验过程

最好能在较暗的环境中进行。

（2）“同种”和“均匀”这两个条件缺一不可，必须同时满足。

（3）为了在空气、水中显示光路，在空气中喷洒水雾或烟雾，在水中滴入几滴牛奶。

【典例1］（23-24九年级下•陕西西安•开学考试）在玻璃缸中加入清水，沿缸壁轻轻注入浓糖水，不

搅拌，从侧壁用激光水平照射，看到玻璃缸内光的路径是弯折的，将玻璃缸中的水搅拌均匀后，观察到光

的传播路件如图所示,说明光在介质中沿直线传播.

【答案】均匀

【详解】不搅拌时，介质不均匀，看到玻璃缸内光的路径是弯折的，说明光在不均匀的介质中不沿直线传

播；将玻璃缸中的水搅拌均匀后，玻璃缸中的水重新变成均匀介质，观察到光的传播路径如图所示沿直线

传播，说明光在均匀介质中沿直线传播。

【变式11】（20-21八年级下•北京房山・期末）如图所示，李老师在玻璃缸内配制了白糖水。一段时

间后小昕同学用激光笔从玻璃缸的外侧将光线射入白糖水，观察到光在白糖水中的传播路径如图甲所示。

随后老师用玻璃棒将白糖水搅拌均匀，再用激光笔从玻璃缸的外侧将光线射入白糖水，观察到光在白糖水

中的传播路径如图乙所示。比较甲、乙两个实验现象可以说明光在的白糖水中沿直线传播。

【答案】均匀

【详解】一开始糖水上下是不均匀的，所以用一束激光射入白糖水中，光线是一条曲线。由于光在同种均

匀介质中沿直线传播，所以小明保持激光笔入射方向不变，将白糖水搅拌均匀，便能观察到激光在均匀白

糖水中沿直线传播。

【变式「2】（22-23八年级上•江苏宿迁•期中）在研究光的传播路径时，小明做了下面几个小实验：

（I）图I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;

（3）我国古代学者对“光沿直线传播”的现象曾做过许多研究，例如战国时期的《墨经》中就有小孔成像的

解释，如图4所示：

①小孔成的像是（填“正立”或“倒立”）的（选填“实”或“虚”）像；

②若将小孔由圆形改为三角形，则所成的像的形状（选填“改变”或“不变。

【答案】在空气中喷洒烟雾牛奶或咖啡光在同种均匀介质中才沿直线传播倒立

实不变

【详解】（1）［1］为了显示激光在空气中传播路径，可用在空气中喷洒烟雾的方法显示光的传播路径。

⑵将激光射入混有少品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）［3］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

小，光线在里面传播时就会发生折射，看到缸内光的路径是弯折的；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。

（3）①［4］⑸由于小孔所成的像是由实际光线会聚而成的，当物体上部的光线通过小孔后，射到了光屏的

下部,而物体下部的光线通过小孔后.射到了光屏的上部，因此小孔成的像是倒立的疣像,这是光的宜线

传播造成的。

②⑹小孔所成的像是物体本身的像，与小孔的形状无关，所以若将小孔由圆形改为三角形，则所成的像的

形状不变。

【角度2】光的直线传播的现象和应用

光的直线传播的现象：影子的形成、日食和月食、小孔成像、“井底之蛙”、“一叶

障目”等。光的直线传播的应用：激光准直、瞄准射击、排队等。

【典例2】（2024•江苏泰州•一模）当月球运动到太阳和地球之间，月球就会挡住太阳射向地球的光,

月球身后的影子正好落到地球上时，如图，在《八从c、d位置此刻都看不到口食现象的是（）

O

太阳月亮地球

A.m力两位置B.b、c两位置C.c,两位置D.a、d两位置

【答案】D

【详解】日食是由光的直线传播形成的，由图可知，太阳射向地球的光线被月亮挡住，〃、c两点会看不到

太阳，而d两点会看到太阳，不能形成日食，故看不到日食现象。故D符合题意，ABC不符合题意。

故选D。

【变式2-1］（23-24九年级下•江苏徐州.阶段练习）下列现象中，不属于光沿直线传播形成的是（）

A.小孔成像B.影子C.一叶障目不见泰山D.海市蜃楼

【答案】D

【详解】A.小孔成像是光的直线传播形成的，故A不符合题意；

B.影子是光在传播过程中遇到不透明的物质，在物体后面留下的阴影区域，这是光在均匀介质中沿直线

传播形成的，故B不符合题意：

C.一叶障目使外面物体的光射不进人眼，从而使得人不见泰山，这是由于光在均匀介质中沿直线传播的,

故C不符合题意；

D.地球表面物体射向空中不均匀的空气的光改变传播方向，射入遥远地方的人眼，形成海市蜃楼，故D

符合题意。

故选D.

【变式2-2］（23-24八年级上•广西柳州•期中）当一个人逐渐走近一盏路灯并离开时，他在路灯下的

影子的长度变是（）

A.先变长后变短B.先变短后变长

C.逐渐变短D.逐渐变长

【答案】A

【详解】当人在远处时，人与灯光的夹角小，形成的影子长；当人逐渐走近路灯时，人与灯光的夹角会变

小，此时形成的影子会变短；当人经过路灯逐渐远离时，人与灯光的夹角又会变小，形成的影子再次变长。

故选Bo

【角度3】小孔成像

.小孔成像原理：光的直线传播。

②成像性质：倒立的小小不确定的实像。上下颠倒、左右相反。

③影响成像小小的因素：与物体到小孔的距离以及光屏到小孔的距离有关。像距小于物距成放小的像,

像距小于物距成缩小的像，像距等于物距成等小的像。

④像的形状：与物体的形状相同，与小孔形状无关。

【典例3］（23-24九年级下.安徽亳州.阶段练习）如图示用自制针孔照相机观察烛焰，针孔是圆形的,

蜡烛位置可调整。以下说法不正确的是（）

A.薄膜上出现烛焰的像是倒立的

B.薄膜上烛焰的像可能是缩小的也可能是放小的

C.将小圆孔改为三角形，则像的形状改变

D.保持小孔和烛焰的距离不变，向后推动内筒，增加筒长，烛焰的像变小

【答案】B

【详解】A.小孔成像是光的直线传播形成的，物体上方的光线通过小孔时只能射到下方，物体下方的光

线通过小孔时只能射到上方，薄膜上出现烛焰的像是倒立的实像，故A正确，不符合题意；

B.小孔成像中所成的像的小小与物距和像距都有关，薄膜上烛焰的像可能是缩小的也可能是放小的，故

B正确，不符合题意；

C.小孔成像中所成的像是物体倒立的实像，像的形状由物体决定，与孔的形状无关，故C错误，符合题

屈、;

D.在物距一定时，像距越小，像越小，保持小孔和烛焰的距离不变，向前后动内筒，增加筒长，像距变

小，烛焰的像变小，故D正确，不符合题意。

故选C。

【变式3-1］（23-24九年级下.黑龙江小庆.阶段练习）早在战国时期，我国古代著名教育家、思想家

墨子就在研究小孔成像的现象。如图所示，若用蜡烛作为光源，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.经过调节，像的小小不可能等于物的小小

B.木板上的小孔若是方孔，成像情况不会受到影响

C.保持蜡烛和墙位置不变，将木板向靠近墙的方向移动，蜡烛在墙上的像会变小

D.蜡烛在墙上形成的像是正立的虚像

【答案】A

【详解】A.像的小小与物体到孔的距离以及光屏到孔的距离有关，经过调节，像的小小可能等于物的小

小，故A错误；

B.小孔所成的像的形状与孔的形状无关，所以木板上的小孔若是方孔，成像情况不会受到影响，故B正

确；

C.保持蜡烛和墙位置不变，将木板向靠近墙的方向移动，由光的直线传播原理可知，蜡烛在墙上的像会

变小，故c错误；

D.像可以呈现在墙壁上，说明是实像，蜡烛在墙上形成的像是倒立的实像，故D错误。

故选B。

【变式3-2］（23-24八年级上♦陕西西安•阶段练习）学习了光的直线传播知识后，同学们一起利用生

活中的废旧物品探究小孔成像。下列说法正确的是（）

小孔

A.为了便于更清楚观察像，立在圆筒的8端蒙上塑料薄膜作为光屏

B.小孔必须是圆形的

C.像与物上下颠倒，左右相反

D.塑料薄膜上形成的像是虚像

【答案】B

【详解】A.A处比B处更加阴暗，半透明的塑料膜制成光屏放在A处成像更加清晰，故A错误；

B.小孔成像过程中，所成的像与小孔形状无关，故B错误；

C.小孔成像现象成的像是倒立的像，像与物上下颠倒，左右相反，故C正确；

D.塑料薄膜上形成的像是由真实光线会聚而成的，是实像，故D错误。

故选C。

【变式3-3］（23-24八年级上•新疆乌鲁木齐•期末）小明在观察日食时用不透明的硬纸板上扎了小孔,

使纸板与地面平行，发现地面上出现了太阳（日食）的像，下列说法错误的是（）

A.像的小小由小孔到地面的距离决定

B.像的亮暗由太阳光的强弱决定

C.像的形状由太阳（口食）自身的形状决定

D.像的数目由小孔的小小决定

【答案】D

【详解】A.地面上出现了太阳（日食）的像，成像原理是小孔成像，像的小小由太阳到小孔的距离、小

孔到地面的距离决定，故A正确；A不符合题意；

B.像是光的直线传播形成的，像的亮暗是太阳光的强弱决定，太阳光越强，进入小孔的光线越多，像越

亮，故B正确；B不符合题意；

C.像的形状由太阳（日食）自身的形状决定，是太阳发出的光线形成的，与孔的形状无关，故C正确；

C不符合题意；

D.一个小孔只成一个像，像的数目由小孔的数目决定，故D错误；D符合题意。

故选D。

【角度4】光的直线传播光路图

一般考查光源能照射的范围或眼睛能看到的范围。

（1）考查光源能照射的范围：将光源与障碍物的端点相连，即可画出照射范围或不能照射的范围。

（2）考查眼睛能看到的范围：将眼睛与障碍物的端点相连，即可画出照射范围或不能照射的范围。

注意：光线的箭头不要画错了，光源发出光，因此箭头不能指向光源。

【典例4】（2024.江苏盐城二模）按要求完成下列作图。如图所示，物体43通过小孔。在虚线处的

光屏上成像4",请作出成像的光路图。

【答案】见解析

【详解】由于光的直线传播，物体经小孔成倒立的实像，故作图如下:

【变式4-1］（2024・四川成都•二模）“坐井观天”出自韩愈《原道》：“坐井而观天，日天小者，非天

小也。”如图甲所示一只青蛙在枯井底向外张望，请你在图乙中画出青蛙眼睛（。点）通过井口能看到最小

范围的两条光线。

NU

甲乙

【答案】见解析

【详解】图中。点是青蛙的位置，将。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：

【变式4-2］（23-24九年级下•四川成都•阶段练习）如图所示，射击游戏中，我们应该躲在遮挡物右

侧哪个部分，站在高台上的对方射手才看不到，请通过光路图，确定最小安全范围，并用阴影表示。

【答案】见解析

【详解】由光的直线传播可知，连接射手与遮挡物的最高点的直线与地面相交，则遮挡物右恻地面与所作

直线间为安全范围，我们身上的光线被遮挡物挡住,传不到射手眼睛,射手看不到我们。作图如下:

【变式4-3］（22-23八年级上•江苏镇江♦期中）如图，点光源S发出的光能透过窗口照射到右侧，请

画出被照亮的区域，保留光路图作图痕迹。

0

s；窗口

«0

【答案】见解析

【详解】根据光是沿直线传播的知识可画出光能透过窗户照射到后侧的区域，具体如图所示:

问题二：光速的计算

利用激光测量距离

激光测距仪原理：是利用激光对目标的距离进行准确测定的仪器。激光测距仪在工作时向目标射出一

束很细的激光，由光元件接收目标反射的激光束，计时器测定激光束从发射到接收的时间，计算出从观测

者到目标的距离。

【典例5］（23-24八年级上•江西新余•期末）天文单位是物理天文学中计量天体之间距离的一种单位,

以AU表示，其数值取地球和太阳之间的平均距离。已知：海王星距离太阳约30个天文单位，1个天文单

位=1.5x10"m。问：

（I）光在真空中的传播速度是多少？

（2）光从太阳传到海王星需要多长时间？

【答案】（1）3xl08m/s;（2）I.5X104S

【详解】解：（I）光在真空中的传播速度是3xl（）8m/s。

（2）太阳到海王星的距离为

=3OxL5xlO"m=4.5xlO,2m

由丫=二得，光从太阳传到海王星需要的时间为

_5_4.5xlOl2m

=1.5X104S

v3xlOKm/s

答：（I）光在真空中的传播速度是3xl（）8m/s；

（2）光从太阳传到海王星需要1.5x10%。

【变式2-1］（22-23八年级上•四川成都•期中）