4.3日地月的相对运动

4.3日地月的相对运动1、理解与掌握光的直线传播与应用2、理解日食和月食的发生原因。2020年6月21日发生了日食，此次我国的局部地区能够观测到日环食但持续时间短，其他地区能够现测到的都是日偏食。什么是日食？日环食和日偏食又是怎么回事？它们是怎样形成的？一、光的直线传播1、光沿直线传播的条件：光在同种均匀介质中沿直线传播。如果介质不是同种或不均匀，光的传播方向将会发生改变2、光线：为了表示光的传播情况，我们通常用一条带箭头的直线表示光的传播路线和方向，这样的直线叫光线3、小孔成像：光源上部发出的光线，由于光的直线传播，通过小孔后，射到了下部；光源下部发出的光线，由于光的直线传播，通过小孔后，射到了上部，就形成了相对于光源倒立的像4、光在真空中的传播速度：真空中的光速是宇宙间最快的速度，在物理学中用字母c表示，c=3×108m/s5、光在其他介质中的传播速度：光在空气中的速度十分接近光在真空中的速度，可视为c=3×108m/s，光在水中的传播速度约为34c，光在玻璃中的传播速度约为23c（即V气＞V液6、光在真空中1年传播的距离等于1光年，天文学上常用光年作为单位来计量天体之间的距离。二、月球的运动1、月球始终以同一个面对着地球，在地球上看不到月球的背面（原因：月球的自转与公转周期相同）。三、日食1、日食：地球上某些地区有时会看到太阳表面全部或部分被遮掩的现象，这种现象称为日食2、日食形成原因：地球带着月球绕太阳运动，当月球运动到地球和太阳之间，并且三个星球正好或接近排成一条直线时，由于光是直线传播的，月球挡住了我们观察太阳的视线，就产生了日食现象3、日食的类型日偏食：当月球运行到地球与太阳之间，月球遮住了太阳的一部分时，出现日偏食（半影区）日环食：月球只遮住了太阳的中心部分，在太阳周围还露出一圈日面时，出现日环食（伪本影区）日全食：太阳完全被遮住时，出现日全食（本影区）4、日食发生时间：每月农历初一，但不是每个月都会发生四、月食1、月食：有时候月面部分或全部变暗的现象称为月食2、月食的形成原因：地球绕着太阳运转，由于光是直线传播的，在背对太阳的方向会产生一条地球的影子，当月球进入地球影子的不同位置时，就产生月食现象3、月食的类型月全食：是指月球全部进入地球影子而变暗的现象月偏食：是指月球部分进入地球影子而变暗的现象4、月食发生时间：每月农历十五、十六，但不是每个月都会发生题型1光的直线传播与应用（2024•镇海区模拟）宁波某校课外实践小组利用一根垂直插入水平地面的圭杆，进行为期一年的“观竿测影”活动。2023年3月14日正午时刻圭杆的杆影如图所示，并测得杆影OA长为55.7cm。下列说法不正确的是（）A．杆影的形成是由于光在同一均匀介质中沿直线传播 B．图中杆影从O到A指向北方 C．该小组预测2023年6月20日正午时刻，该圭杆的杆影长度将比55.7cm长 D．一天内，杆影移动是由于地球自转造成的【解答】解：A杆影是由于光在同种均匀介质中是沿直线传播形成的，故A正确；B、我国宁波位于北半球，正午时太阳位于南方，影子的方向指向北方，故B正确；C、2023年6月20日接近夏至，太阳高度角逐渐增大，这一天的杆影应比2023年3月14日这一天的杆影短，故C错误；D、由于地球的自转，所以一天内杆影会随地球的自转移动，故D正确。故选：C。（1）光在同种均匀介质中沿直线传播，如：激光准直、小孔成像、影子的形成、日食和月食的的形成等；

（2）在北半球正午时分太阳位于南方，影子的方向指向北方；

（3）由于地球的公转和地轴是倾斜的，所以太阳直射角在周期性变化，春分3月23日后，太阳直射向北半球偏，到夏至6月22日这一天太阳高度角达到最大，此时影子最短；

（4）一天内杆影移动是由于地球自转造成的。（2024春•海曙区期中）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，他用蜡烛作为光源，在木板上钻一个小孔，发现光线透过小孔在墙壁上形成一个像。下列说法正确的是（）A．蜡烛在墙上形成的像是正立的 B．木板上的小孔要圆形的 C．该现象与“树荫下的光斑”成像原理相同 D．物体离小孔越远，墙壁上像越大【解答】解：A.因为光沿直线传播，所以蜡烛在墙上形成的像是倒立的实像，故A错误；B.小孔成像时与小孔的形状无关，只与物体的形状有关，故B错误；C.树荫下的光斑是光的直线传播形成的，与小孔成像的原理是相同的，故C正确；D.小孔所成的像大小取决于像到小孔的距离，物体离得越远，像就越小，故D错误。故选：C。（2024春•海曙区期中）日偏食景象（如图）是难得一见的天文景观。在发生日偏食景象时，小商同学让太阳光垂直照射在刻有一个很小的“Δ”形孔的纸板上，那么在地面上形成的光斑是（）A．“”形 B．“”形 C．“Δ”形 D．“”形【解答】解：太阳光垂直照射在刻有一个很小的“Δ”形孔的纸板上，由于光沿直线传播，在地面上形成太阳的像，像的形状与太阳的形状一样，与小孔的形状无关；小孔成的像是倒立的像，因此，根据日偏食缺口的方向可知，选项A正确。故选：A。（2024春•海曙区期中）沈括在《梦溪笔谈》中写道：“若鸢飞空中，其影随鸢而移；或中间为窗隙所束，则影与鸢遂相违，鸢东则影西，鸢西则影东，又如窗隙中楼塔之影，中间为窗所束，亦皆倒垂…”，则（）A．前者是由于小孔成像，后者是影 B．都是由于小孔成像 C．前者是影子，后者是由于小孔成像 D．都是影子【解答】解：鸢在空中飞行时，地面上会出现影子，是由光的直线传播形成的；在纸窗上开一小孔，使窗外飞鸢的影子呈现在室内的纸屏上，观察到“鸢东则影西，鸢西则影东”其实就是小孔成像的特点：倒立的实像，小孔成像是由光的直线传播形成的。正因为小孔成像是倒立的，才有“鸢东则影西，鸢西则影东”的现象，即二者的移动方向相反。故C正确。故选：C。题型2日食（2024•宁波模拟）为探究日食产生的原因，小科进行了如下模拟实验：把A、B两球放置在同一水平面的视线上，并控制眼睛（代表地球上的观察者）、球A和球B的位置如图所示。下列有关说法错误的是（）A．球A模拟的是月球 B．日食发生当天的月相是新月 C．要模拟日环食，小球A须向箭头③方向移动一段距离 D．要模拟日偏食，小球A须向箭头①或②方向移动一段距离【解答】解：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。球A模拟的是月球，A正确，日食发生时，地球背着太阳，在地球上看不到月球，B正确，模拟日环食，球A距离球B更近，所以球A需向箭头③方向的方向移动，C错误，模拟日偏食，球A需向箭头①或②方向移动，月球表面小部分受到太阳光照射形成日偏食，D正确。故选：C。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。在民间传说中，称此现象为天狗食日（也叫天狗吞日）。日食只在朔，即月球与太阳呈现合的状态时发生。日食分为日偏食、日全食、日环食、全环食。（2023秋•江北区期末）以下关于太阳、地球和月球的说法中，错误的是（）A．太阳是距离地球最近的恒星，我们平时看到的是太阳的光球层 B．地球始终倾斜着身子绕太阳公转，地轴与地球公转轨道面夹角为66.5° C．我们可以看到月球的背面，因为月球绕地球公转的同时，也在自转 D．当太阳、地球和月球的相对位置成同一直线，且月球处于中间时，有可能出现日食【解答】解：A、根据课本内容可知，太阳是距离地球最近的恒星，我们平时看到的是太阳的光球层，观点正确，不符合题意。B、根据课本内容可知，地球始终倾斜着身子绕太阳公转，地轴与地球公转轨道面夹角为66.5°，观点正确，不符合题意。C、我们不能看到月球的背面，是因为月球绕地球公转的同时，也在自转，其自转周期和公转周期相同，观点错误，但符合题意。D、当太阳、地球和月球的相对位置成同一直线，且月球处于中间时，有可能出现日食，观点正确，不符合题意。故选：C。（2023•温州校级三模）为了验证“地球自转形成了昼夜交替现象”，小明制作了地球运动的模型如图所示，用小球模拟地球，灯泡模拟太阳，如果小球上被照亮部分表示当地为昼，反之为夜。小球放在一个电动底座上，闭合开关S1，小球会绕“地轴”缓慢转动；闭合开关S2，小球和底座会一起绕轨道缓慢运动。（1）模型中的地球摆放存在的明显不合理之处是。（2）摆放错误更正后，为了验证“地球自转形成昼夜交替现象”，则对开关的操作是。（3）若图中AB两点模拟月球，则可以模拟发生日食的点是。【解答】解：（1）地球公转时，地轴是倾斜的，并且其倾斜方向始终保持不变，其北极指向北极星附近，地轴应与水平面保持66.5度的夹角，所以模型中的地球摆放中，地轴的倾斜方向错误；（2）地球自转是地球绕着地轴不停的旋转，由材料可知，闭合S1，小球会绕“地轴”缓慢转动，能够演示地球自转形成昼夜交替现象；（3）日食是由于月球运动到太阳和地球中间，当三者正好处在一条直线时，月球挡住了太阳射向地球的光，月球的黑影正好落到地球上，这时就会发生日食现象；若图中AB两点模拟月球，则可以模拟发生日食的点是A点。故答案为：（1）地轴的倾斜方向错误；（2）闭合S1；（3）A。题型3月食如图是月偏食的示意图，月食轮廓是弯曲的圆弧。下列事实与圆弧的形成无关的是（）A．阳光的直线传播 B．地球是球形的 C．月球是球形的 D．地球是不透明的【解答】解：读图可知，月食轮廓是弯曲的圆弧，该圆弧能够说明：太阳光是沿直线传播的、地球是一个球体，且地球是不透明的。月食中的圆弧体现的是地球的形状，不能体现月球的形状，故C符合题意。故选：C。月食是自然界的一种现象，当太阳、地球、月球三者恰好或几乎在同一条直线上时（地球在太阳和月球之间），太阳到月球的光线便会部分或完全地被地球掩盖，产生月食。月偏食是月食的一种，月食可分为月偏食、月全食及半影月食三种。当月球只有部分进入地球的本影时，就会出现月偏食。月偏食发生时，月亮将呈现一半白色，一半古铜色的美丽“模样“。（2023春•浦江县期末）地月相伴以有40多亿年之久，如同一对“情侣”，如影随形。下列对于它们的说法正确的是（）A．地球和月球组成地月系，属于太阳系大家庭 B．月球是地球唯一的卫星，距离地球大约38.44万千米 C．恐龙的灭绝是由于月球的岩石碎屑撞击 D．当月球运行到太阳与地球之间，且进入地球的阴影区，就有可能产生月食【解答】解；月球是地球的卫星，月球绕着地球运动构成了地月系，地月系属于太阳系的组成部分，故A正确；月球是地球唯一的天然卫星，月球与地球的平均距离约为38.44万千米，故B错误；恐龙灭绝的原因有小行星撞击地球、物种之间的争斗、彗星撞击地球、气候的变迁、大陆的漂移、酸雨毒杀、地球磁极之间的变化、恐龙之间自相残杀、恐龙后代的减少以及生态系统的改变，这是科学家推测出来具有权威性的原因，故C错误；地球运行到月亮和太阳的中间时，太阳的光正好被地球挡住，不能射到月亮上去，月亮上就出现黑影，这种现象叫月食，故D错误。故选：A。（2024•宁波模拟）2023年9月23日，第19届亚运会在杭州开幕，开幕式以“潮起亚细亚”为主题。钱塘潮是浙江的名片。每年的农历八月十五都会吸引大量游客前来观潮。（1）农历八月十五这一天，可能发生的天文现象是。（填“日食”“月食”或“两者都有可能”）。（2）开幕式当天恰属二十四节气的“秋分”，节气是由于。A.地球绕地轴自转的原因产生的B.地球绕太阳公转的原因产生的C.月球绕地球公转的原因产生的【解答】解：（1）农历八月十五这一天，可能发生的天文现象是月食，此时的月相是满月。（2）开幕式当天恰属二十四节气的“秋分”，节气是由于地球绕太阳公转的原因产生的，其周期是一年。故答案为：（1）月食；（2）B。（2024春•慈溪市期中）假如光在同种均匀物质中不沿直线传播，则下列现象中可能出现的是（）A．地球上没有昼夜之分 B．做操时更容易排直队伍 C．阳光下的人影更清晰 D．更容易形成日食和月食【解答】解：光不沿直线传播，光可以绕过地球照射的地球的背面，地球上没有昼夜之分，故A正确；光不沿直线传播，站在你前面的人，挡不住再前面的人的光线，队伍不容易排直，故B错误；光不沿直线传播，人挡不住射过来的光线，那么地上就没有影子，故C错误；光不沿直线传播，月球挡不住射向地球的光线，那么就没有了日食，同理也没有了月食，故D错误；故选：A。（2024•余姚市模拟）杭州亚运会开幕式于2023年9月23日（秋分，农历八月初九）举行。下列描述正确的是（）A．当天太阳直射在北回归线 B．杭州这一天昼夜等长 C．当晚可能出现月食现象 D．在2023年中，杭州正午竿影这一天最短【解答】解：秋分日太阳直射赤道，此时杭州昼夜等长，当晚没有出现月食现象；杭州正午竿影最短的一天是北半球的夏至日即6月22日前后。故选：B。（2024•杭州模拟）假如地球是透明的，下列天文现象①月相、②日食、③月食，仍可能会发生的是（）A．①② B．②③ C．①③ D．①②③【解答】解：月相是在地球上所看到的月球被日光照亮部分的不同形象。月食是地球遮挡太阳光线形成的，因此地球如果透明，就没有月食了。日食是月亮遮挡太阳光线形成。所以如果地球是透明的，①②仍可能会发生。故选：A。（2024春•宁波期末）小欢用针孔照相机（即小孔成像实验装置）观察蜡烛的烛焰，若保持小孔和蜡烛的烛焰位置不变，如图所示。则下列分析正确的是（）A．若内筒位置不变，半透明膜上烛焰的像是正立的 B．若内筒位置不变，半透明膜上烛焰的像是放大的 C．若向右拉动内筒，半透明膜上烛焰的像将变小 D．若向左推动内筒，半透明膜上烛焰的像将变亮【解答】解：A、小孔成的像是倒立的，故A错误；B、若内筒位置不变，孔离物的距离大于孔离屏的距离时，像是缩小的，故B错误；C、小孔和烛焰的距离不变，若向右拉动内筒，增加筒长时，像将变大，故C错误；D、小孔和烛焰的距离不变，若向左推动内筒，减小筒长时，像将变小，变亮，故D正确。故选：D。（2023秋•浦东新区校级期末）下面现象中不能说明光是直线传播的是（）A．影子的形成 B．小孔成像 C．闪电后才听到雷声 D．看不见高墙后在的物体【解答】解：影子的形成、小孔成像和看不见高墙后面的物体都是光沿直线传播现象；闪电后才听到雷声属于光速和声速现象，不属于光沿直线传播现象。故选：C。（2023春•江北区校级期末）如图是科学兴趣小组同学探究小孔成像现象的装置，她们给两个空罐的底部中央分别打上一个圆孔和一个方孔，再用两片半透明的塑料膜蒙在空罐的口上。分别将小孔对着烛焰和灯丝，可以看到烛焰和灯丝通过小孔所成的像。下列判断错误的是（）A．小孔成像的原理是光在均匀介质中沿直线传播 B．小孔成像是实像 C．像的形状与小孔的形状无关；与物体的形状有关 D．像的形状与小孔的形状有关；与物体的形状无关【解答】解：A、小孔成像的原理是光在同种均匀介质中沿直线传播，没强调同种，故A错误；B、小孔成的是倒立实像，故B正确；CD、像的形状与小孔形状无关，与物体形状有关，故C正确，D错误。故选：AD。下列关于日食和月食的各说法中不正确的是（）A．发生日环食时的月、地距离，较发生日全食时的大 B．我们观察不到月环食是因为月球距地球较近，月球较小 C．发生日全食时，地球上没有任何地方能看到日偏食 D．发生月全食时，由于地球大气散射太阳光，月面并不完全黑暗【解答】解：A.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：当形成日全食时，月球把太阳光全部挡住，没有光线照射到地球，此时地月之间的距离最近，故A正确；B.当月球与太阳位于地球两侧时形成月食；即月球进入到地球的阴影区内；由于月球离地球较近，且月球较小，故月球要么完全进入地球的阴影中形成月全食，要么只有一部分进入形成月偏食；但不可能出现月球中间部分处于阴影中的现象，故不可能形成月环食，故B正确；C.当某地发生日全食时，地球上其他地方的人处在月球的阴影里，而同时地球上其他人会处在月球的半影区内，故会看到日偏食，故C错误；D.当发生月全食时，由于地球大气散射太阳光，有部分散射光线照到月球表面，故我们看到月面并不是完全黑暗的，故D正确；故选：C。2021年5月26日（农历四月十五）晚上，天空中出现了“超级红月亮”。关于这一天的相关说法正确的是（）A．当天义乌白天短，夜晚长 B．月相是新月，容易出现日食现象 C．日、地、月三者的位置成直角关系 D．太阳直射在赤道和北回归线之间【解答】解：5月26日地球运行在北半球的春分日与夏至日之间，此时太阳直射点位于赤道与北回归线之间，义乌昼长夜短，故A错误，D正确。2021年5月26日（农历四月十五）这一天，此时的月相是满月，这时地球在太阳和月亮的中间，位于一条直线上，故B、C错误。故选：D。（2023•西湖区校级二模）以下关于太阳、地球和月球的说法中，不正确的是（）A．太阳是距离地球最近的恒星，我们平时看到的是太阳的光球层 B．地球始终倾斜着身子绕太阳公转，产生了地球上的季节更替和昼夜交替现象 C．我们看到的始终是月球的同一面，因为月球自转周期和公转周期相同 D．当太阳、地球和月球的相对位置成同一直线，且月球处于中间时，有可能出现日食【解答】解：太阳是距离地球最近的一颗恒星，我们平常肉眼可见的是太阳的光球层，A说法正确，不符合题意。由于黄赤交角的存在，地球始终倾斜着身子绕太阳公转，导致了地球上季节更替；昼夜交替现象的出现与地球的自转有关，B说法错误，符合题意。由于月球的自转和公转周期一致，因此月球始终只有一侧朝向地球，C说法正确，不符合题意。当月球位于地球和太阳中间时，可能出现月球遮挡太阳光而形成的日食现象，D说法正确，不符合题意。故选：B。（2024春•镇海区校级期中）小蛟将刻有边长为5cm等边三角形的纸板正对着阳光，保持纸板与地面距离不变，用另一张不透明卡片覆盖在三角形孔上，如图所示。观察到光斑形状为三角形，向左侧慢慢移动覆盖的卡片，白纸上光斑大小将（选填“变大”“不变”或“变小”，下同）。当光斑形状为圆形时，继续移动覆盖的卡片，减小通光孔的大小，白纸上光斑大小将。【解答】解：因为太阳光是平行光，开始时孔较大，所以形成的是和孔面积大小将变小，向左侧慢慢移动覆盖的卡片，白纸上光斑大小将变小；当光斑形状为圆形时，继续移动覆盖的卡片，减小通光孔的大小，白纸上光斑大小将不变。故答案为：变小；不变。（2024春•余杭区期中）如图所示是某科学兴趣小组的小制作——针孔照相机模型：（1）在制作过程中，需将一端用塑料薄膜蒙好的黑圆纸筒插入落片筒中，为了