人教版八年级物理上册通关讲义第1节光的直线传播(双基过关+考点突破)(原卷版+解析)

第1节光的直线传播双基过关知识点一、光源：1.概念：正在发光的物体叫光源。2.分类：（1）天然光源：自然界本身存在的光源。如太阳、萤火虫、水母、灯笼鱼等。月亮不是光源。（2）人造光源：人为创造的光源。如点燃的火把、点燃的油灯、发光的手电筒、发光的电灯、发光的无影灯等。3.理解：光源是指自身能够发光的物体，如太阳、发光的电灯、点燃的蜡烛都是光源。有些物体本身不发光，但由于它们能反射太阳光或其它光源发出的光，好像它们也在发光一样，不要误认为是光源，如月亮、所有行星和反光的镜子等。基础自测：1．下列不属于光源的是（）A．钻石 B．水母 C．太阳 D．发光的电灯2．下列物体中属于光源的是（）A．月亮 B．发光的水母 C．关闭的电灯 D．璀璨的钻石3．下列选项中属于光源的是（）A．月亮 B．河水 C．平面镜 D．太阳知识点二、光的直线传播1.光的直线传播：（1）空气、水、玻璃等透明物质可以作为光传播的介质。（2）光在同种均匀介质中沿直线传播。（3）光在不同的介质或同种不均匀的介质中，不一定沿直线传播。（4）说明：①为了清晰地观察光在介质中的传播路径，实验应在较暗的环境中进行。②光沿直线传播时，“同种”和“均匀”两个条件缺一不可，必须同时满足。2.光线：（1）概念：物理学中，通常用一条带有箭头的直线表示光的传播径迹和方向，这样的直线叫光线。（2）画法：光线是实线，且表示光线传播方向的箭头一般画在直线的中间位置。（3）模型法：通过模型来揭示原型的形态、特征和本质的方法称为“模型法”，光线的引入应用了模型法。（4）光线实际上是不存在的，是为了方便研究光的传播路径而引入的一种表示光传播径迹和方向的物理模型。3.与光的直线传播有关的现象：（1）影子：光在传播过程中，遇到不透明的物体，在物体背面形成的阴暗区叫影子。图2 图3（2）日食：如图3所示，当月球绕地球转到地球和太阳之间，并且三者在一条直线上时，月球就挡住了射向地球的太阳光。由于光沿直线传播，在地球阴影区Ⅰ内太阳光完全照不到，就会发生日全食，阴影区Ⅱ内只有部分太阳光照射到，发生日偏食，阴影区Ⅲ内只有太阳边缘的光照射到，发生日环食。（3）月食：如图4所示，当地球转到月球和太阳之间，并且三者在一条直线上时，地球就挡住了射向月球的太阳光。由于光沿直线传播，月球在阴影区的部分不能反射太阳光。月球在阴影区Ⅰ内时，我们能看到月全食，月球在阴影区Ⅰ与Ⅱ之间时，我们能看到月偏食图4 图5（4）小孔成像：如图5所示，从烛焰A点发出的光照射到纸板上，通过纸板上小孔的一束光沿直线传播，射到光屏的下部形成一个小光斑A'，同样，烛焰下部的B点发出的光通过小孔后，投射到光屏的上部也形成了一个光斑B'，烛焰上每个点也都有对应的光斑，这样便形成了一个相对于烛焰倒立的像，这就是小孔成像。4.光的直线传播的应用：（1）站队列时，队列是否整齐；（2）利用激光引导开凿隧道；（3）射击瞄准；（4）木工检查木板是否平直基础自测4．2020年6月21日，我国境内观察到罕见的“金环日食”奇观，其光学原理与下列不同的是（）A．坐井观天 B．立竿见影 C．镜花水月 D．凿壁偷光5．小莉同学学习了光学知识以后，得出了以下几个结论，其中正确的是（）A．光总是沿直线传播的B．光只有在真空中才沿直线传播C．光在同种均匀介质中传播的路线是直的D．光在不同介质里传播速度相同6．下列选项中，不能利用光的直线传播解释的是（）A．坐井观天，所见甚小B．未见其人，先闻其声C．一叶障目，不见泰山D．管中窥豹，可见一斑7．2021年5月26日，天空先后出现超级月亮和月全食的少见天象，与月全食成因相同的是（）A．五洲湖岸树的倒影B．镜中瓢虫C．皮影戏表演D．三棱镜分解白光8．如图所示是2009年7月22日成都地域观看到的日全食情景。关于日食，下列说法正确的是（）A．日食是由光的反射形成的B．日食是由光的直线传播形成的C．日食是由光的色散形成的D．日食是由光的折射形成的知识点三、光的传播速度1.光在真空中的传播速度：光在真空中的传播速度最快，在物理学中用c表示，c＝2.99792×108m/s。通常情况下，真空中光速近似取c＝3.0×108m/s。2.光在其他介质中的速度：(1)光在空气中的传播速度接近光在真空中的传播速度，可以认为等于c。(2)光在水中的传播速度约为,在玻璃中的传播速度约为。

3.比较声与光的传播情况：声光异不能在真空中传播能在真空中传播，且速度最大15℃空气中速度为340m/s空气中速度约为3.0×108m/s同传播速度都与介质种类有关，都能传递信息和能量基础自测9．光在真空中的传播速度是______/s。光在水中的速度______光在空气中的速度（选填“大于”、“小于”或“等于”）。排纵队时，如果你看到自己前面的一位同学挡住了前面所有的人，队就排直了，这可以用______来解释；发生雷电时，先看到闪电，后听到雷声，是由于______。10．在百米赛跑时，当起点的发令员打枪后，站在终点的计时员应该是___________（选填“听到枪声”和“看见枪冒烟”）后开始计时，甲计时员在听到枪声后开始计时，某运动员的成绩为11.52s，你认为这个记录的时长偏___________（选填“长”或“短”），真实成绩应该为___________（小数点后保留1位有效数字，声音在空气中传播速度为340m/s）。11．据腾讯网报道，2019年12月20日，我国天琴团队成功实现了地月距离的激光精确测量，并且获得了月面上全部五个反射镜的回波信号。我国成为世界上第五个实现地月激光精确测量的国家，也是世界上第三个成功测得全部五个反射镜的国家。假设某次测量中发射的激光束经2.56s返回地球，求地球到月球的距离是多少？考点突破考点1.光的直线传播方法：1.思路：光源→光沿直线传播→不透明障碍物→光不能到达人眼，在某一区域形成影子。2.物体挡住了光的传播，光因无法穿过不透明物体而形成的黑暗区域，就是我们常说的影子。正午时刻影子最短，根据我国的地理位置和影长可以粗略判断时间和我们所处的位置。例1.（2022·湖南湘潭·中考真题）下列现象能说明光沿直线传播的是（）A．空中彩虹 B．水中倒影C．墙上手影 D．杯中铅笔例2.（2022·辽宁朝阳·中考真题）下列现象中与日食形成原理相同的是（）A．雨后彩虹 B．海市蜃楼 C．镜花水月 D．立竿见影考点2.光的直线传播作图方法：在小孔成像中，已知物体和孔，作物体的像，先由物体上对应的点和孔确定一条直线，再延长该直线即可找到该点的像。在确定光源的作图中，将给出的部分光线反向延长，则反向延长线的交点就是光源的位置。例3.（2022·四川成都·中考真题）“圭表”是我国古代先进的天文观测仪器，根据“表”在“圭”面上形长的变化就能知道时节的更替。元代天文学家郭守敬改进和创新了“圭表”（如图甲），国乙是其示意图。他在“表”上方加一根架空的横梁，在“圭”面上放置一个可移动的景符（有小孔的铜片）。他利用改进后的“圭表”，精确推算出了二十四节气和一回归年天数。请根据以上资料在图乙中画出横梁通过景符的小孔在“圭”面上所成的影像，并标明两条光线的传播方向。例4.（2021·江苏南京·八年级期中）如图中S为光源点，画出图甲中物体AB在白纸板上的影子的区域。考点3.小孔成像方法：分析题意，理清关系。（1）影响因素：①物体距小孔的远近——决定像的大小；②物体的形状——决定像的形状（2）无关因素：小孔的形状。例5.（2022·黑龙江·中考真题）如图所示的光现象中，能用光的直线传播解释的是（）A．小孔成像 B．水中倒影C．海市蜃楼 D．雨后彩红例6.（2022·全国·八年级专题练习）某校研究性学习小组同学进行一组光的直线传播的综合实践活动。（1）如图甲通过三个小孔去观察烛焰，若要看到烛焰，应满足的条件是______；（2）如图乙所示是用易拉罐做的简易针孔照相机，利用它观察窗外景物时，人的眼睛对着______（选填“膜”或“孔”）进行观察，可以看到倒立、______、______像（选填“放大”、“缩小”、“实”、“虚”）；（3）如图丙在树荫下观察，阳光透过树叶的缝隙倾泻下来，在地上留下斑驳的树影和圆形的光斑，圆形的光斑实质是______的像，树影和圆形的光斑形成的原理______（选填“相同”或“不同”）。考点4.与光速有关的计算方法：利用激光测距的解题模型：例7.（2022·全国·八年级课时练习）1607年，伽利略进行了最早的测量光速的实验。他让两个人分别站在相距3km的两座山上，每个人拿一个灯，第一个人先举起灯，当第二个人看到第一个人的灯时立即举起自己的灯，从第一个人举起灯到他看到第二个人的灯的时间间隔就是光传播的时间，（光在空气中传播的速度约为300000000m/s）；（1）请你计算光传播的时间（保留一位小数）；（2）伽利略能否准确地测出光速，为什么？例8.2021年5月15日，我国自主研制的“天问一号”火星探测器成功登陆火星。“天问一号”从地球到火星共用了200多天，平均每天运行30万公里。已知光在真空中传播速度约3×108m/s，而声音在空气中传播的速度约340m/s。（1）“天问一号”每天平均运行30万公里，与声音在空气中的传播，谁更快？（2）“天问一号”以每天平均运行30万公里的速度，200天运行的距离，光在真空中需要传播多长时间？第1节光的直线传播双基过关知识点一、光源：1.概念：正在发光的物体叫光源。2.分类：（1）天然光源：自然界本身存在的光源。如太阳、萤火虫、水母、灯笼鱼等。月亮不是光源。（2）人造光源：人为创造的光源。如点燃的火把、点燃的油灯、发光的手电筒、发光的电灯、发光的无影灯等。3.理解：光源是指自身能够发光的物体，如太阳、发光的电灯、点燃的蜡烛都是光源。有些物体本身不发光，但由于它们能反射太阳光或其它光源发出的光，好像它们也在发光一样，不要误认为是光源，如月亮、所有行星和反光的镜子等。基础自测：1．下列不属于光源的是（）A．钻石 B．水母 C．太阳 D．发光的电灯【答案】A【解析】A．钻石本身不能发光，不是光源，故A正确；B．水母本身能够发光，属于光源，故B错误；C．太阳能够发光，属于光源，故C错误；D．发光的电灯能够发光，属于光源，故D错误。故选A。2．下列物体中属于光源的是（）A．月亮 B．发光的水母 C．关闭的电灯 D．璀璨的钻石【答案】B【解析】A．月亮是反射的太阳光，不是光源，故A不符合题意；B．水母自身可以发光，是光源，故B符合题意；C．关闭的电灯没有发光，不是光源，故C不符合题意；D．璀璨的钻石是反射的其它光，不是光源，故D不符合题意。故选B。3．下列选项中属于光源的是（）A．月亮 B．河水 C．平面镜 D．太阳【答案】D【解析】ABC．月亮、河水、平面镜本身不发光，它们只能反射光，所以，月亮、河水、平面镜不是光源，故ABC不符合题意；D．太阳本身能发光，所以，太阳是光源，故D符合题意。故选D。知识点二、光的直线传播1.光的直线传播：（1）空气、水、玻璃等透明物质可以作为光传播的介质。（2）光在同种均匀介质中沿直线传播。（3）光在不同的介质或同种不均匀的介质中，不一定沿直线传播。（4）说明：①为了清晰地观察光在介质中的传播路径，实验应在较暗的环境中进行。②光沿直线传播时，“同种”和“均匀”两个条件缺一不可，必须同时满足。2.光线：（1）概念：物理学中，通常用一条带有箭头的直线表示光的传播径迹和方向，这样的直线叫光线。（2）画法：光线是实线，且表示光线传播方向的箭头一般画在直线的中间位置。（3）模型法：通过模型来揭示原型的形态、特征和本质的方法称为“模型法”，光线的引入应用了模型法。（4）光线实际上是不存在的，是为了方便研究光的传播路径而引入的一种表示光传播径迹和方向的物理模型。3.与光的直线传播有关的现象：（1）影子：光在传播过程中，遇到不透明的物体，在物体背面形成的阴暗区叫影子。图2 图3（2）日食：如图3所示，当月球绕地球转到地球和太阳之间，并且三者在一条直线上时，月球就挡住了射向地球的太阳光。由于光沿直线传播，在地球阴影区Ⅰ内太阳光完全照不到，就会发生日全食，阴影区Ⅱ内只有部分太阳光照射到，发生日偏食，阴影区Ⅲ内只有太阳边缘的光照射到，发生日环食。（3）月食：如图4所示，当地球转到月球和太阳之间，并且三者在一条直线上时，地球就挡住了射向月球的太阳光。由于光沿直线传播，月球在阴影区的部分不能反射太阳光。月球在阴影区Ⅰ内时，我们能看到月全食，月球在阴影区Ⅰ与Ⅱ之间时，我们能看到月偏食图4 图5（4）小孔成像：如图5所示，从烛焰A点发出的光照射到纸板上，通过纸板上小孔的一束光沿直线传播，射到光屏的下部形成一个小光斑A'，同样，烛焰下部的B点发出的光通过小孔后，投射到光屏的上部也形成了一个光斑B'，烛焰上每个点也都有对应的光斑，这样便形成了一个相对于烛焰倒立的像，这就是小孔成像。4.光的直线传播的应用：（1）站队列时，队列是否整齐；（2）利用激光引导开凿隧道；（3）射击瞄准；（4）木工检查木板是否平直基础自测4．2020年6月21日，我国境内观察到罕见的“金环日食”奇观，其光学原理与下列不同的是（）A．坐井观天 B．立竿见影 C．镜花水月 D．凿壁偷光【答案】C【解析】日食是月球转动到太阳和地球之间，在地球观察太阳，太阳光射出的光线被月球阻挡，地球上的人看不到太阳的全部，这是光直线传播的结果。ABD．坐井观天、立竿见影和凿壁偷光都是光的直线传播形成的，故ABD不符合题意；C．镜花水月属于平面镜成像，其成像原理是光的反射，故C符合题意。故选C。5．小莉同学学习了光学知识以后，得出了以下几个结论，其中正确的是（）A．光总是沿直线传播的B．光只有在真空中才沿直线传播C．光在同种均匀介质中传播的路线是直的D．光在不同介质里传播速度相同【答案】C【解析】ABC．光在真空和同种均匀介质中都沿直线传播，介质不同或同种介质但介质不均匀，光不会沿直线传播，故AB错误，C正确；D．光在不同介质中传播速度不同，故D错误。故选C。6．下列选项中，不能利用光的直线传播解释的是（）A．坐井观天，所见甚小B．未见其人，先闻其声C．一叶障目，不见泰山D．管中窥豹，可见一斑【答案】B【解析】ACD．坐井观天，所见甚小、一叶障目，不见泰山、管中窥豹，可见一斑都能利用光沿直线传播来解释，故ACD不符合题意；B．“未见其人，先闻其声”，说明声音的音色不同，不能利用光沿直线传播来解释，故B符合题意。故选B。7．2021年5月26日，天空先后出现超级月亮和月全食的少见天象，与月全食成因相同的是（）A．五洲湖岸树的倒影B．镜中瓢虫C．皮影戏表演D．三棱镜分解白光【答案】C【解析】月全食是光沿直线传播形成的。A．五洲湖岸树的倒影属于平面镜成像，平面镜成像是光的反射形成的，故A不符合题意；B．镜中瓢虫属于凸透镜成像，其原理是光的折射现象，故B不符合题意；C．从物理学角度讲皮影戏是由于光的直线传播，光在同种均匀介质中沿直线传播，皮影是不透明的，无法使光线穿过，形成影子，故C符合题意；D．三棱镜分解白光是光的色散现象，其实质是光的折射现象，故D不符合题意。故选C。8．如图所示是2009年7月22日成都地域观看到的日全食情景。关于日食，下列说法正确的是（）A．日食是由光的反射形成的B．日食是由光的直线传播形成的C．日食是由光的色散形成的D．日食是由光的折射形成的【答案】B【解析】日食是当月亮正好在太阳和地球之间时，地球进入了月亮的影子中时形成的，属于光的直线传播现象，故ACD错误，B正确。故选B。知识点三、光的传播速度1.光在真空中的传播速度：光在真空中的传播速度最快，在物理学中用c表示，c＝2.99792×108m/s。通常情况下，真空中光速近似取c＝3.0×108m/s。2.光在其他介质中的速度：(1)光在空气中的传播速度接近光在真空中的传播速度，可以认为等于c。(2)光在水中的传播速度约为,在玻璃中的传播速度约为。

3.比较声与光的传播情况：声光异不能在真空中传播能在真空中传播，且速度最大15℃空气中速度为340m/s空气中速度约为3.0×108m/s同传播速度都与介质种类有关，都能传递信息和能量基础自测9．光在真空中的传播速度是______/s。光在水中的速度______光在空气中的速度（选填“大于”、“小于”或“等于”）。排纵队时，如果你看到自己前面的一位同学挡住了前面所有的人，队就排直了，这可以用______来解释；发生雷电时，先看到闪电，后听到雷声，是由于______。【答案】

3×108

小于

光沿直线传播

在空气中，光速远大于声速【解析】[1]光在真空中传播的速度最快，大约是3×108m/s。[2]光在各种物质中传播的速度都小于光在真空中的传播速度，空气中的度接近真空中的速度，所以光在水中的速度小于空气中的速度。[3]排纵队时，如果你看到自己前面的一位同学挡住了前面所有的人，说明队就排直了，这是因为光是沿直线传播的，当队伍排直的时候，该同学就会挡住前面所有同学射向自己眼中的光。[4]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。10．在百米赛跑时，当起点的发令员打枪后，站在终点的计时员应该是___________（选填“听到枪声”和“看见枪冒烟”）后开始计时，甲计时员在听到枪声后开始计时，某运动员的成绩为11.52s，你认为这个记录的时长偏___________（选填“长”或“短”），真实成绩应该为___________（小数点后保留1位有效数字，声音在空气中传播速度为340m/s）。【答案】

看见枪冒烟

短

11.8s【解析】[1][2]终点计时员看到发令枪冒烟开始计时，而不是听到枪声开始计时，是因为在空气中光传播速度比声音传播速度大的多，根据速度公式可知，光从起点传到终点时所用时间要短的多；如果听到枪声再计时，记录时间会偏短，导致运动员成绩偏高，故以冒烟时开始计时要准确一些。[3]听到枪声才开始计时，说明枪声已经传播100米到达终点时才开始计时，比看到冒烟开始计时，相差时间则真实成绩为t′=11.52s+0.29s≈11.8s11．据腾讯网报道，2019年12月20日，我国天琴团队成功实现了地月距离的激光精确测量，并且获得了月面上全部五个反射镜的回波信号。我国成为世界上第五个实现地月激光精确测量的国家，也是世界上第三个成功测得全部五个反射镜的国家。假设某次测量中发射的激光束经2.56s返回地球，求地球到月球的距离是多少？【答案】3.84×105km【解析】【分析】激光束先从地面出发到达月球，而后经月球上的反射镜反射再次到达地球，因而激光束的路程是地球到月球距离的2倍。【详解】解：设地球到月球的距离为d，所以激光束从发射到返回地球满足2d=ct其中c=3×108m/s，t=2.56s，所以2d=ct=3×108m/s×2.56s所以地球到月球的距离d=3.84×105km。答：地球到月球的距离是3.84×105km。考点突破考点1.光的直线传播方法：1.思路：光源→光沿直线传播→不透明障碍物→光不能到达人眼，在某一区域形成影子。2.物体挡住了光的传播，光因无法穿过不透明物体而形成的黑暗区域，就是我们常说的影子。正午时刻影子最短，根据我国的地理位置和影长可以粗略判断时间和我们所处的位置。例1.（2022·湖南湘潭·中考真题）下列现象能说明光沿直线传播的是（）A．空中彩虹 B．水中倒影C．墙上手影 D．杯中铅笔【答案】C【解析】A．雨过天晴时，常在天空出现彩虹，这是太阳光透过悬浮在空气中细小的水珠折射而成的，白光经水珠折射以后，分成各种彩色光，这种现象叫做光的色散现象，所以说雨后的天空出现彩虹是由光的折射形成的，故A不符合题意；B．水中倒影是由于光的反射现象形成的平面镜成像，故B不符合题意；C．墙上手影是由于光沿直线传播形成的，故C符合题意；D．从水中铅笔上反射的光从水中斜射入空气中时，发生折射，折射光线远离法线，当人逆着折射光线的方向看时，看到的是铅笔的虚像，比实际位置偏高，所以感觉折断了，故D不符合题意。故选C。例2.（2022·辽宁朝阳·中考真题）下列现象中与日食形成原理相同的是（）A．雨后彩虹 B．海市蜃楼 C．镜花水月 D．立竿见影【答案】D【解析】日食是由于光的直线传播形成的；A．雨后彩虹属于光的色散，是由于光的折射形成的，故A不符合题意；B．海市蜃楼是由于光的折射产生的现象，故B不符合题意；C．镜花水月属于平面镜成像，是由于光的反射形成的，故C不符合题意；D．立竿见影是由于光的直线传播形成的，故D符合题意。故选D。考点2.光的直线传播作图方法：在小孔成像中，已知物体和孔，作物体的像，先由物体上对应的点和孔确定一条直线，再延长该直线即可找到该点的像。在确定光源的作图中，将给出的部分光线反向延长，则反向延长线的交点就是光源的位置。例3.（2022·四川成都·中考真题）“圭表”是我国古代先进的天文观测仪器，根据“表”在“圭”面上形长的变化就能知道时节的更替。元代天文学家郭守敬改进和创新了“圭表”（如图甲），国乙是其示意图。他在“表”上方加一根架空的横梁，在“圭”面上放置一个可移动的景符（有小孔的铜片）。他利用改进后的“圭表”，精确推算出了二十四节气和一回归年天数。请根据以上资料在图乙中画出横梁通过景符的小孔在“圭”面上所成的影像，并标明两条光线的传播方向。【答案】【解析】光线照射到横梁上，由于光线沿直线传播，光线通过景符上的小孔，照射到“圭”面上，这是小孔成像，在“圭”上形成横梁的像。如图所示：例4.（2021·江苏南京·八年级期中）如图中S为光源点，画出图甲中物体AB在白纸板上的影子的区域。【答案】【解析】光在同一种均匀介质中沿直线传播，由光点S发出的光在传播过程中被物体AB遮挡，会在白纸板上形成影子，如图所示：考点3.小孔成像方法：分析题意，理清关系。（1）影响因素：①物体距小孔的远近——决定像的大小；②物体的形状——决定像的形状（2）无关因素：小孔的形状。例5.（2022·黑龙江·中考真题）如图所示的光现象中，能用光的直线传播解释的是（）A．小孔成像 B．水中倒影C．海市蜃楼 D．雨后彩红【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倒立实像，故A符合题意；B．水中倒影是平面镜成像，属于光的反射，故B不符合题意；C．海市蜃楼是地球上物体反射的光经大气折射而形成的虚像，故C不符合题意；D．雨后彩虹是太阳光经水珠折射形成的七种色光的混合物，故D不符合题意。故选A。例6.（2022·全国·八年级专题练习）某校研究性学习小组同学进行一组光的直线传播的综合实践活动。（1）如图甲通过三个小孔去观察烛焰，若要看到烛焰，应满足的条件是______；（2）如图乙所示是用易拉罐做的简易针孔照相机，利用它观察窗外景物时，人的眼睛对着______（选填“膜”或“孔”）进行观察，可以看到倒立、______、______像（选填“放大”、“缩小”、“实”、“虚”）；（3）如图丙在树荫下观察，阳光透过树叶的缝隙倾泻下来，在地上留下斑驳的树影和圆形的光斑，圆形的光斑实质是______的像，树影和圆形的光斑形成的原理______（选填“相同”或“不同”）。【答案】

烛焰与三个小孔在同一直线

膜

缩小

实

太阳

相同【解