4.1 光的直线传播-2023-2024学年八年级物理上册举一反三系列（解析版）（人教版）

4.1光的直线传播（解析版）本节学习目标1.了解光源，知道光源可分为天然光源和人造光源；2.重点掌握光在同一种均匀的介质中沿直线传播；3.利用光的直线传播解决实际问题，如：用来解释影子的形成、日食、月食等现象；4.知道光在真空中和空气中的传播速度，知道光在其他介质中的传播速度比在真空中的速度小。要点一光的直线传播知识点一、光源光源：能发光的物体叫光源。要点诠释：（1）自然光源：太阳、恒星、萤火虫等。（2）人造光源：火把、电灯、蜡烛等。知识点二、光的直线传播1.光在同一种均匀的介质中沿直线传播。2.光线：为了表示光的传播方向，我们用一根带箭头的直线表示光的径迹和方向，这样的直线叫光线。要点诠释：（1）光线是人们为了表征光的传播而引进的一个抽象工具，它是一个理想模型，而不是真实存在的。（2）人眼能看到东西是由于光进入人的眼睛。知识点三、光的传播速度1.光的传播速度：真空中的光速是宇宙中最快的速度，C=2.99792×108m/s，光在空气中的速度接近真空中的速度，计算中取C=3×108m/s。水中是真空的3/4，玻璃中是真空的2/3。2.光年：光在1年内传播的距离。光年是距离单位，用来描述宇宙中天体间的距离。1光年=9.4608×1012km。【例】（2023·鄂州）光与影世界美妙无穷。如图所示的光现象中，能用光的直线传播解释的是（）。A.水中的倒影B.日晷上针的影子C.汽车后视镜中的像D.筷子在水面处弯折【答案】B。【解析】A．水中倒影是平面镜成像现象，是光的反射形成的，故A不符合题意；B．日晷上针的影子是太阳光沿直线传播，光被针挡住形成的黑影，故B符合题意；C．汽车后视镜中的像是凸面镜成像，是光的反射形成的，故C不符合题意；D．筷子在水面处弯折是水中的筷子反射的光，从水中斜射到空气中时发生了折射形成的虚像，故D不符合题意。故选B。【变式1】（2023·岳阳）下列现象能用光沿直线传播解释是：（）。A.天上的彩虹 B.铅笔的弯折C.人和猫能看见对方 D.手影游戏【答案】D。【解析】A．天上的彩虹是光的色散现象，由光的折射形成，故A不符合题意；B．铅笔的弯折，由光的折射形成，故B不符合题意；C．人和猫能看见对方，利用了光的反射，故C不符合题意；D．手影游戏，是因为手挡住一部分光线所形成的影子，故D符合题意。故选D。【变式2】（2023·抚顺、铁岭）下列现象中属于光的直线传播的是（）。A.面镜聚光 B.日晷计时C.铅笔错位 D.雨后彩虹【答案】B。【解析】A．面镜聚光是光的反射现象，故A不符合题意；B．我国古代利用日晷晷针影子变化计时是利用了沿光直线传播，故B符合题意；C．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C不符合题意；D．太阳光射入雨后空气中的小水滴时，太阳光经过折射发生色散，从而形成彩虹，故D不符合题意。故选B。【变式3】（2023·眉山）皮影戏是一种民间戏剧，已成为国家非物质文化遗产，用灯光照射兽皮或纸板做成的“人物”，屏幕上便出现影子。下列现象中，与皮影戏原理相同的是（）。A.有趣的倒影 B.空中的彩虹C.古代的日晷 D.D.“弯折”的筷子【答案】C。【解析】皮影戏原理时光沿直线传播。A．有趣的倒影是平面镜成像，利用光的反射，故A不符合题意；B．空中的彩虹是光的色散现象，属于光的折射，故B不符合题意；C．古代的日晷利用光沿直线传播，故C符合题意；D．“弯折”的筷子是光的折射现象，故D不符合题意。故选C。要点二生活中光的直线传播1.光沿直线传播的现象（1）影子：光在传播过程中，遇到不透明的物体，在不透明的物体后面，光照射不到，形成了黑暗的部分就是物体的影子。如下图：（2）日食、月食：日食：发生日食时，太阳、月球、地球在同一条直线上，月球在中间，在地球上月球本影里的人看不到太阳的整个发光表面，这就是日全食，如Ⅰ区。在月球半影里的人看不到太阳某一侧的发光表面，这就是日偏食如Ⅱ区，在月球本影延长的空间即伪本影里的人看不到太阳中部发出的光，只能看到太阳周围的发光环形面，这就是日环食，如Ⅲ区。月食：发生月食时，太阳、地球、月球同在一条直线上，地球在中间，如下图所示。当月球全处于Ⅰ区时，地球上夜晚的人会看见月全食；若月球部分处于本影区Ⅰ、部分处于半影区Ⅱ时，地球上夜晚的人会看见月偏食，但要注意，当月球整体在半影区时并不发生月偏食。（3）小孔成像：用一个带有小孔的板遮挡在屏幕与物体之间，屏幕上就会形成物体的倒像，我们把这样的现象叫小孔成像，如图所示：成像特点：倒立、实像成像大小：小孔成像的大小与物体和小孔的距离，光屏到小孔的距离有关。2.光沿直线传播的应用（1）利用激光准直引导掘进机直线前进。（2）排队时看齐。（3）射击瞄准，瞄准点、准星、缺口三点一线。（4）井底之蛙；一叶障目不见泰山。要点诠释：（1）影子分为本影和半影，如果是一个点光源只能形成本影如图甲所示；如果不是两个或多个点光源，一般会形成本影与半影。如图乙所示：（2）小孔成像的形状与小孔的形状无关。如：树荫下的光斑，是太阳的像。【例】（2023·云南省）图所示的“手影”游戏中，影子的形成原因是（）。A.光的反射 B.光沿直线传播C.光的折射 D.光的色散【答案】B。【解析】手不透明，光照射时会有一部分光被手挡住，从而形成一片黑暗的区域，即手影，故手影是光的直线传播形成的。故B符合题意，ACD不符合题意。故选B。【变式1】（2023·江西）如图所示，圭表是中国古代重要天文仪器，圭表通过测量正午日影长度来推测二十四节气，日影是光的_________形成的。为了提高其测量精度，天文学家使用铅垂线来确保“表”垂直于水平放置的“圭”。铅垂线是利用了重力的方向总是_________。【答案】①.直线传播；②.竖直向下。【解析】[1]由于光线是直线传播的，当光线被挡住时，光线无法再传播，会形成阴影，则日影是光的直线传播形成的。[2]根据重力的特点可知，其方向为竖直向下，铅垂线是利用了重力的方向总是竖直向下来工作的。【变式2】（2023·天津）中华优秀传统文化蕴含着丰富的物理知识。《墨经》中记载了世界上最早的“小孔成像”实验（如图所示），小孔成像是由于光的______形成的；唐代诗句“潭清疑水浅”描绘了潭水清澈，让人感觉水变浅了，这是由于光的______造成的。【答案】①.直线传播；②.折射。【解析】[1]由于光沿直线传播，光穿过小孔时，能在光屏上成倒立的实像，小孔成像是由于光的直线传播形成的。[2]由于水底反射的光从水中斜射入空气中，发生了折射现象，折射角大于