苏科版物理八年级上册二、光的直线传播（高效培优讲义）（学生版）

二、光的直线传播目录TOC\o"1-2"\h\u【重难题型讲解】 1题型1光沿直线传播 1题型2日食月食 8题型3小孔成像 11题型4光的传播速度 22【能力培优练】 25【链接中考】 33【重难题型讲解】题型1光沿直线传播一、知识详解：​光的直线传播是指光在均匀介质中沿直线传播的特性。这是光的基本传播规律之一，也是许多光学现象的基础。1.光的直线传播的条件​均匀介质：光只有在均匀介质中才能沿直线传播。如果介质不均匀（如不同密度的空气层），光会发生弯曲。​真空或透明介质：光在真空中或透明介质（如空气、水、玻璃）中可以沿直线传播。2.光的直线传播的现象​影子的形成：当光被不透明物体阻挡时，在物体后面形成影子。影子的形状与物体的形状和光源的位置有关。​日食和月食：​日食​：月球位于地球和太阳之间，阻挡太阳光，在地球上形成阴影区域。​月食​：地球位于太阳和月球之间，阻挡太阳光，在月球上形成阴影区域。​小孔成像​：光通过一个小孔后，在另一侧形成倒立的实像。小孔成像的原理是光的直线传播。​激光准直​：利用光的直线传播特性，激光可以用于准直和测距。3.光速​光速：光在真空中的传播速度为

c=3×108

米/秒，是宇宙中最快的速度。​光速在不同介质中的变化：光在介质中的传播速度比在真空中慢，具体速度取决于介质的折射率。4.光的直线传播的应用​光学仪器：如激光测距仪、光纤通信等。​日常生活：如影子游戏、手影戏等。​科学研究：如天文观测、激光准直等。二、核心考点：光的直线传播的条件（均匀介质）。光的直线传播的现象（影子、日食、月食、小孔成像、激光准直）。光速的定义及其在不同介质中的变化。光的直线传播的应用。三、易错点：​混淆均匀介质和非均匀介质：容易忽略光在非均匀介质中不沿直线传播的特性。​忽略光速的变化：容易认为光速在所有介质中都是相同的。​混淆光的直线传播现象：容易混淆影子、日食、月食、小孔成像等现象的形成原理。​忽略光的直线传播的应用：容易忽略光在日常生活和科学研究中的应用。四、归纳总结：​光的直线传播是指光在均匀介质中沿直线传播的特性。​光的直线传播的条件：光在均匀介质中才能沿直线传播。​光的直线传播的现象：包括影子、日食、月食、小孔成像、激光准直等。​光速​：光在真空中的传播速度为

3×108

米/秒，在介质中较慢。​光的直线传播的应用​：包括光学仪器、日常生活、科学研究等。【典例1-1】我们生活在声音的海洋中，光的世界里。下列有关声与光的说法正确的是（）A．都能在真空中传播 B．都只能沿直线传播C．都能发生反射 D．声速也能等于光速变式训练1日晷是我国古代的计时工具，如图所示是祁县乔家大院里神奇的人体日晷。不同月份，人站在对应的位置上，太阳照射过来而形成的影子就是“晷针”，“晷针”所指的位置就是此时的时辰，精确程度与今天的钟表相差无几。人体日晷的原理是（）A．光的直线传播 B．光的反射C．光的折射 D．光的色散变式训练2下列关于声和光的说法正确的是（）A．声和光都可以传递能量和信息B．只有光在传播过程中会发生反射现象C．声和光的传播都需要介质D．在相同介质中声和光的传播速度相等变式训练3下列关于光学的知识，说法正确的是（

）A．光在同种介质中一定沿直线传播 B．产生光的色散的原因是光的反射C．红、黄、蓝这三种色光可以混合出各种色光 D．光在各种介质中的传播速度都比真空中小【典例1-2】下列我国古代计时工具中，利用光沿直线传播的是（）A．日晷 B．滴漏C．香钟 D．沙漏变式训练1如图为小孔成像与手影游戏，下列说法正确的是（）A．两者都可以用光的直线传播来解释B．墙上的影子就是像C．图中蜡烛到像的直线就是光线D．小孔成像必然为倒立放大的实像变式训练2中华文明，源远流长。例如光现象，《墨经》中就曾记载了影子的形成、平面镜反射等光学问题。如图所示，墙上手影形成的原因是（）A．光的反射 B．光的折射C．光的漫反射 D．光的直线传播题型2日食月食一、知识详解：一、日食定义：日食是月球运动到太阳和地球中间，如果三者正好处在一条直线时，月球就会挡住太阳射向地球的光，月球身后的黑影正好落到地球上，这时发生日食现象。类型：日全食：当月球完全遮住太阳时，在地球上的部分区域可以看到太阳全部被月球遮挡的现象。此时，太阳的整个圆盘被月球掩盖，在地球上处于本影区的观测者能看到日全食。​日偏食：当月球只遮住了太阳的一部分时，在地球上看到太阳部分被遮挡的现象。处于半影区的观测者能看到日偏食。​日环食：当月球距离地球较远，月球的本影不能到达地面而它的延长线经过了地面，而位于月影的本影延长线区域（伪影区）的人们就会看到日环食。此时太阳的中心部分黑暗，边缘仍然明亮，形成一个光环。二、月食定义：月食是一种当月球运行进入地球的阴影（本影部分）时，原本可被太阳光照亮的部分，有部分或全部不能被直射阳光照亮，使得位于地球的观测者无法看到普通的月相的天文现象。类型：月全食：当整个月球进入地球的本影区时，在地球上可以看到月球完全变暗的现象。不过由于地球大气层的折射作用，月全食时月球并不是完全看不见，而是呈现出暗红色，这是因为地球大气层把太阳光中的红光折射到月球表面。​月偏食：当月球只有部分进入地球的本影区时，在地球上看到月球部分变暗的现象。二、核心考点：日食和月食的定义。日食和月食的类型（日全食、日偏食、日环食；月全食、月偏食）及其特点。三、易错点：​对日食和月食类型的理解不准确​可能会混淆日环食和日全食的形成原因，或者对月全食时月球呈现暗红色的原因不清楚。​忽略三者的直线排列关系​只记住农历日期，而忽略了日食和月食发生时太阳、地球、月球必须在同一条直线上的重要条件。四、归纳总结：日食是月球挡住太阳射向地球的光，在地球上形成阴影区域的现象，分为日全食、日偏食和日环食，发生在农历初一且三者近乎直线排列时。月食是月球进入地球阴影导致部分或全部不能被直射阳光照亮的现象，分为月全食和月偏食，发生在农历十五或十六且三者近乎直线排列时。【典例2-1】2025年9月7日，本年度的第二轮月全食（血月）将出现于夜空。亚洲、俄罗斯、非洲部分地区、大洋洲和欧洲都能看到月亮逐渐变红的样子。下列关于月全食的说法错误的是（

）A．月亮变红，说明月球本身是红色的B．月全食现象与枪械瞄准的原理相同C．发生月全食时，日地距离小于日月距离D．若此时月球表面有宇航员，他将会看到日食现象变式训练1如图是日食形成的光路图。关于日食的形成原因和图中能看到日全食的区域分别是（）A．光的反射；a区 B．光的折射；b区C．光的直线传播；a区 D．光的直线传播；c区变式训练2如图为“日环食”天文奇观，发生这种天文现象时，太阳、地球和月球处在一条直线上，它们的位置关系是（）A．太阳——地球——月球 B．地球——太阳——月球C．太阳——月球——地球 D．月球——地球——太阳变式训练3下列有关光现象的说法中，正确的是（

）A．月亮和太阳都是光源B．光在玻璃中的传播速度比在真空中大C．日食、月食、影子都是光沿直线传播形成的D．太阳灶能把水烧开，说明光能传播信息题型3小孔成像一、知识详解：1、小孔成像的基本概念定义：小孔成像是指光通过一个小孔后，在小孔的另一侧形成倒立实像的光学现象。这是光的直线传播的典型实例。成像特点：​倒立​：像相对于物体是上下、左右颠倒的。​实像​：可以在屏幕上呈现，能用光屏承接。​大小可变​：像的大小与物体到小孔的距离（物距）和光屏到小孔的距离（像距）有关。2、小孔成像的原理：光的直线传播：光在同种均匀介质中沿直线传播，当光通过小孔时，只有沿直线传播的光线才能通过小孔并在另一侧形成像。几何光学解释：物体上的每一点发出的光线，只有通过小孔的光线才能在光屏上形成对应的像点。由于光沿直线传播，物体上部的光线会投射到光屏的下部，物体下部的光线会投射到光屏的上部，从而形成倒立的像。3、影响小孔成像的因素小孔的大小：小孔越小，像越清晰，但亮度会降低。小孔越大，像越模糊，但亮度会增加。最佳小孔大小需要平衡清晰度和亮度。物距和像距：物距（u）​​：物体到小孔的距离。​像距（v）​​：光屏到小孔的距离。像的大小与物距和像距的关系：像高/物高=像距/物距（即h'/h=v/u）。光源的性质：点光源：成像清晰。扩展光源（如太阳）：成像为物体的整体像，但边缘可能不够清晰。注意：小孔的形状对成像形状没有影响4、小孔成像的应用古代应用​：中国古代利用小孔成像原理发明了"针孔相机"（暗箱），用于观察日食、记录影像等。现代应用​：光学仪器设计：如针孔相机、简易投影仪等。科学实验：用于研究光的直线传播、成像规律等。摄影技术：针孔摄影是一种特殊的摄影方式。日常生活​：树叶间隙形成的光斑（实际上是太阳的小孔成像）。相机暗箱原理。5、小孔成像的实验实验器材​：光源（如蜡烛、手电筒、太阳等）。不透明板（带有小孔）。光屏（如白纸、屏幕）。实验步骤​：将光源、小孔板、光屏按顺序排列，保持直线。调整物距和像距，观察像的变化。改变小孔大小，观察像的清晰度和亮度变化。实验现象​：可以看到倒立的实像。像的大小随物距和像距的变化而变化。小孔越小，像越清晰。二、核心考点：小孔成像的定义和特点（倒立、实像）。小孔成像的原理（光的直线传播）。影响小孔成像的因素（小孔大小、物距、像距）。小孔成像的应用。小孔成像的实验设计和观察。三、易错点：像的性质​：误认为小孔成像是正立的虚像（实际上是小孔成像是倒立的实像）。像的大小与距离的关系​：混淆物距和像距对像大小的影响，误认为物距越大像越大（实际上像高/物高=像距/物距）。小孔大小的影响​：认为小孔越大越好（实际上小孔过大像会模糊，过小亮度会降低）。光源的选择​：使用非点光源时，可能误认为像不清晰是由于小孔成像原理不适用（实际上任何光源都可以形成小孔成像，只是清晰度不同）。四、归纳总结：小孔成像是光的直线传播的典型现象，形成倒立的实像。像的特点与小孔大小、物距、像距密切相关。小孔成像原理简单但应用广泛，从古代到现代都有重要应用。实验是理解小孔成像的最佳方式，可以直观观察像的性质和变化规律。【典例3-1】沈括在《梦溪笔谈》中描述到：如果在纸窗中间开一个小孔，使外面飞鸢的影子呈现在室内纸屏上，会观察到“鸢东则影西，鸢西则影东”的现象（如图所示）。这是光的（）A．直线传播现象 B．折射现象C．反射现象 D．色散现象变式训练1早在战国时期，我国著名教育家、思想家墨子就在研究小孔成像的现象。如图所示，用蜡烛作为光源，在木板上钻一个小孔，发现光透过小孔在墙壁上形成一个倒立的像，则下列说法正确的是（

）A．小孔成像现象能说明光沿直线传播B．木板上的小孔一定是圆形的C．蜡烛在墙上形成的像是虚像D．保持蜡烛和墙的位置不变，将木板向墙的方向移动，蜡烛在墙上的像会变大变式训练2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，将蜡烛点燃，在木板上钻一个小圆孔，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．蜡烛发出的光属于自然光源B．小孔所成的像是倒立的实像，原理是光沿直线传播C．蜡烛离小孔越近，墙壁上的像越小D．将木板的孔弄成方形，墙壁上所成的像也是方形变式训练3如图所示，小华制作了一个针孔照相机，并用此装置观察一个明亮且不太大的物体，半透明蜡纸上可以呈现物体的像。关于针孔照相机，下列说法正确的是（）A．若改变小孔的形状，蜡纸上像的形状也改变B．为了清晰观察蜡纸上呈现的像，眼睛应贴近小孔观察C．小纸筒便于降低蜡纸上像周围亮度，使像更清晰D．仅将小纸筒向右移动，蜡纸上的像变大变式训练4早在战国时期，我国古代著名的教育家、思想家墨子就在研究小孔成像现象。如图是用蜡烛作为光源，在木板上钻一个小孔来探究该现象，使光线透过小孔在墙壁上形成一个倒立的像。下列说法正确的是（）A．小孔成像可用光的直线传播来解释B．木板上的小孔一定是圆形的C．木板上的小孔可以是任意大小和形状D．蜡烛在墙上形成的像是正立的像题型4光的传播速度一、知识详解：1、光速的基本概念定义：光速是指光在真空或介质中传播的速度，是物理学中的一个基本常数。真空中的光速：光在真空中的传播速度为​c=3×10⁸米/秒​（精确值为299,792,458m/s）。这是宇宙中最快的速度，任何有质量的物体都无法达到或超过这个速度。介质中的光速：光在透明介质（如空气、水、玻璃）中传播时，速度会减慢。光速与介质的折射率（n）有关：​v=c/n​（v为介质中的光速，c为真空中的光速，n为折射率，n>1）。2、光速的特点恒定性：在真空中，光速是一个常数，与光源的运动状态和观察者的运动状态无关（爱因斯坦相对论的基本假设之一）。这是狭义相对论的基础之一，即光速不变原理。极限速度​：光速是物质运动和信息传递的极限速度，任何有质量的物体都无法达到或超过光速。与介质的关系​：光在不同介质中的速度不同，这导致了光的折射、色散等现象。3、光速的测量（了解）历史测量方法：​罗默的木星卫星法​（1676年）：通过观测木星卫星的食延迟现象，首次估算出光速。​斐索的旋转齿轮法​（1849年）：利用高速旋转的齿轮测量光通过已知距离所需的时间。​傅科的旋转镜法​（1850年）：通过旋转镜反射光，测量光往返的时间。​迈克尔逊的干涉仪法​（19世纪末）：利用光的干涉现象精确测量光速。现代测量方法​：激光测距法：利用激光的高方向性和单色性，精确测量光传播的时间。卫星测距法：通过卫星通信测量光信号传播的时间。4、光速的应用物理学：狭义相对论的基础（光速不变原理）。计算天文距离（光年：光在一年中传播的距离）。通信技术：光纤通信：利用光在光纤中的高速传播传输信息。激光通信：利用激光的高速传播进行远距离通信。天文学：测量天体距离：通过光传播的时间计算天体与地球的距离。观测宇宙：光速限制了我们观测到的宇宙范围（可观测宇宙的半径约为465亿光年）。日常生活：光速是许多物理计算的基础（如光学仪器设计、信号传输时间计算）。5、光速的单位和换算国际单位制（SI）：光速的单位是米/秒（m/s），精确值为299,792,458m/s。常用换算：1光年≈9.46×10¹⁵米（光在一年中传播的距离）。1光秒≈3×10⁸米（光在1秒中传播的距离）。二、核心考点：光速的定义及其在真空中的数值（c=3×10⁸m/s）。光速在介质中的变化（v=c/n）。光速的恒定性和极限速度特性。光速的测量方法（历史和现代方法）。光速的应用（物理学、通信、天文学等）。三、易错点：混淆光速在不同介质中的值：容易忽略光在介质中的速度比在真空中慢，误认为光速在所有介质中相同。忽略光速的恒定性：可能误认为光速会随光源或观察者的运动而变化（实际上在真空中光速是恒定的）。单位换算错误：在计算天文距离时，可能混淆光年、光秒等单位与米的换算关系。光速与相对论的关系：可能忽略光速不变原理是狭义相对论的基础之一。四、归纳总结：光速是光在真空中的传播速度，为3×10⁸m/s，是宇宙中最快的速度。光在介质中的速度会减慢，与介质的折射率有关（v=c/n）。光速具有恒定性，是狭义相对论的基础之一。光速的测量方法从早期的天文观测发展到现代的激光干涉技术。光速在物理学、通信、天文学等领域有广泛应用。【典例4-1】关于光速和光年，下列说法正确的是（

）A．光的传播速度总是 B．光在不同介质中传播速度是相同的C．光年是天文学上使用的时间单位 D．光年是天文学上使用的长度单位变式训练1仙女座大星云是离地球最近的一个旋涡星系，它的直径约为16万光年，距离地球约为200万光年。有关仙女座的下列说法中正确的是（）A．我们现在看到的仙女座就是现在的仙女座 B．仙女座发出的光需6万年才能到达地球C．仙女座发出的光需200万年才能到达地球 D．目前人类已有能力登上仙女座进行科学考察变式训练2将手机的来电“灯光提示”和“声音提示”功能打开，放入真空中。现用电话呼叫手机，接通后（）A．看到“灯光闪烁”也听到“声音提示”B．看到“灯光闪烁”却不能听到“声音提示”C．看不到“灯光闪烁”却能听到“声音提示”D．看不到“灯光闪烁”也不能听到“声音提示”变式训练3关于声现象和光现象，下列说法正确的是（）A．光的传播速度为B．声音和光都需靠介质才能传播，都能发生反射C．小孔成像所形成的像是倒立的实像D．光从太阳传到我们的身上时，是沿直线传播的【能力培优练】1．杭州亚运会田径男子100米决赛，中国“飞人”谢震业夺得冠军。在终点计时的裁判先看到发令枪冒烟，后听到枪声，这是因为（

）A．枪声传播速度比光快B．光传播速度比枪声快C．发令枪先冒烟后有枪声D．发令枪先有枪声后冒烟2．小明在学习“光的直线传播”时，从老师的演示实验中提取出3个情景：①用激光笔射向水中观察到光路呈一条直线；②用漏斗向水中慢慢注入海波溶液后，观察到光路发生了弯曲；③用玻璃棒搅拌后，观察到光路又呈直线。根据以上情景可得出的结论是（）A．光的传播需要介质B．光只有在水中才沿直线传播C．光在海波溶液里不能沿直线传播D．光在同种均匀介质中沿直线传播3．下列说法正确的是（）A．光总是沿直线传播 B．任何发光的物体都是光源C．光的传播速度是3×108m/s D．光年是天文学上常用的长度单位4．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．发光的电灯不是光源 D．点燃的蜡烛是光源5．关于光的直线传播，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．光在玻璃中不能沿直线传播 D．光在同种均匀介质中沿直线传播6．某古观测台由13根直立的夯土柱组成，先民们在观测点通过土柱间的狭缝观测日出方位，并以此确定季节和节气。这利用的光学原理是。其与小孔成像的原理（选填“相同”或“不同”）。若在图乙易拉罐底部有一个很小的三角形小孔，则在半透明纸