专题4.1 光的直线传播【五大题型】（举一反三）（解析版）-2024-2025学年八年级上册物理举一反三系列（人教版2024）

专题4.1光的直线传播【五大题型】【人教版2024】TOC\o"1-1"\h\u【题型1光的直线传播】 1【题型2日食月食】 4【题型3小孔成像】 6【题型4光沿直线传播的应用】 8【题型5综合实验题】 10【知识点1光的直线传播】1.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。2.光在同一种均匀的介质中沿直线传播。3.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。【题型1光的直线传播】【例1】（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。【变式1-1】（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【详解】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。【变式1-2】（2022·江苏常州·中考真题）2022年北京冬奥会期间，北京皮影艺术剧院紧扣冬奥题材，精彩呈现皮影戏《寻找雪姑娘》，如图所示。下列情境中，与皮影戏原理相同的是（）A．雨后彩虹 B．树荫下光斑C．水中倒影 D．筷子弯折【答案】B【详解】A．皮影戏原理是光的直线传播形成的，而雨后彩虹是光的色散现象，故A不符合题意；B．树荫下的光斑是光的直线传播形成的，与皮影戏的原理一样，故B符合题意；C．水中倒影，平面镜成像，是光的反射现象，与皮影戏原理不同，故C不符合题意；D．筷子弯折，是光的折射现象，与皮影戏的原理不同，故D不符合题意。故选B。【变式1-3】（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。【知识点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。【题型2日食月食】【例2】（2021·浙江衢州·中考真题）2021年7月1日，中国共产党将迎来建党100周年，这天地球位置处于图中的（）A．甲一乙之间 B．乙一丙之间C．丙一丁之间 D．丁一甲之间【答案】B【详解】2021年7月1日位于夏至日（6月22号前后）和秋分日（9月23日）之间，最接近夏至日，甲图是照射在赤道上，而乙图是照射到北回归线上，故是夏至日，故甲图是春分日，丙是秋分，照射到赤道上，丁是南回归线，故是冬至日，故2021年7月1日是在夏至到秋分，故是乙到丙，故B正确。故选B。【变式2-1】(2023安徽潜山期中,8,★☆☆)“金星凌日”是在地球上看到金星从太阳面上移过的天文奇观,它可以用来解释。图为发生“金星凌日”现象时的示意图,金星的位置在处。

【答案】光的直线传播丁【详解】“金星凌日”现象可以用光的直线传播来解释,是指地球、金星和太阳处在了同一条直线上,并且金星在地球和太阳之间,据此可判断金星的位置在丁处。【变式2-2】请在图中画出发生月食时，月球的大致位置。【答案】如答图所示【详解】发生月食时，地球在太阳和月球之间，三者在同一条直线上，地球挡住了太阳照射到月球的光，在地球上看不到月球。【变式2-3】(2021·湖州中考)如图所示是月偏食的示意图，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.太阳光的直线传播B.地球是球形的C.月球是球形的D.地球是不透明的【答案】C【详解】题图中月食的轮廓，是由于太阳、地球、月亮位于同一直线上，地球位于太阳与月球之间时，不透明的圆形地球挡住了沿直线传播的太阳光，形成的月偏食。所以圆弧的形成与太阳光的直线传播、地球是球形的、地球是不透明的三者有关，而与月球的形状无关。【知识点3小孔成像】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。【题型3小孔成像】【例3】如图所示，找一个空的易拉罐，用钉子在易拉罐底部的中央敲一个小孔，将易拉罐顶部剪去后，蒙上一层塑料薄膜，这样就制成了一个针孔照相机。将点燃的蜡烛置于小孔前的适当位置，观察并研究小孔成像的特点：(1)蜡烛在塑料薄膜的成像原理是。(2)如果易拉罐底部小孔是三角形，则他在半透明纸上看到的像是。A.三角形光斑B.圆形光斑C.蜡烛的正立像D.蜡烛的倒立像(3)将蜡烛向右方移动，则它在薄膜上的像将(选填“变大”“变小”或“不变”);如果将蜡烛在孔前绕顺时针旋转，则它在塑料薄膜上所成的像将绕(选填“顺”或“逆”)时针旋转【答案】(1)光的直线传播(2)D(3)变大顺【解析】(1)蜡烛在塑料薄膜上所成的像是实像，其成像的原理是光在同种介质中沿直线传播。(2)蜡烛经小孔成倒立的实像，像的形状与蜡烛形状相同，与小孔的形状无关，即蜡烛在塑料薄膜上成的像是蜡烛的倒立像，故选D。(3)因为光是沿直线传播的，将蜡烛向右方移动时，蜡烛靠近小孔，光线发散程度更大，所以蜡烛的像将变大；将蜡烛在孔前绕顺时针旋转，则它在塑料薄膜上所成的像是顺时针旋转的。【变式3-1】（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，折射角大于入射角，人逆着折射光线看去会感觉水变浅了。【变式3-2】大伟在课外按图示制作了一个小孔成像实验，如果在易拉罐底部开一个很小的三角形小孔，则它在半透明的纸上的看到的是()蜡烛的正立像蜡烛的倒立像三角形光斑圆形光斑【答案】B【解析】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。【变式3-3】小明与同学从树荫下走过时，发现地面上有许多大小、形状不同的圆形光斑，你认为A.圆斑是太阳的影子B.圆斑是太阳的像C.圆斑是树叶的像D.圆斑是树叶的影子【答案】B【解析】树叶与树叶之间会形成很多细小的缝隙，太阳光从这些小缝隙中照射下来，由于在同种均匀介质中光沿直线传播，太阳光经过树叶间的“小孔”会在地面上形成太阳的像，就是我们看到的圆形光斑，像的形状和太阳一样是圆形的，故选B。【知识点4生活中的光的直线传播现象】1.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。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【题型4光沿直线传播的应用】【例4】（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4-1】晚上，人在马路上走过一盏路灯的过程中，其影子的长度变化情况是（）。A.先变短后变长B.先变长后变短C.逐渐变短D.逐渐变长【答案】A。【解析】人走过路灯的过程，由靠近到远离，影子先变短，再变长。如下图所示：【变式4-2】（2022·安徽合肥·八年级期末）在挖掘地铁隧道的过程中，采用了如图甲所示的激光准直系统，其工作原理是光的___________传播，图乙中，当人靠近镜子时，人的脸在镜中的像将会___________（选填“变大”、“变小”或“不变”）。【答案】

直线

不变【详解】[1]甲图中，挖掘隧道时，采用激光准直技术，是利用了光沿直线传播原理。[2]乙图中，平面镜成像的原理是光的反射，平面镜成像时，像与物体的大小相等，所以人靠近镜子时，人在镜中的像大小不变。【变式4-3】（2022·上海·八年级课时练习）如图所示，站在队伍第一个人的前面看，后面的人都被第一个人挡住，说明队伍站得____（选填“很直”或“不直”），所用的原理是_______。【答案】

很直

同种均匀介质（或空气）中光沿直线传播【详解】[1][2]站在队伍第一个人的前面看，由于光在同种均匀的介质（空气）是沿直线传播的，来自后面人反射的光被第一个人挡着，只能看到第一个人，这时说明队伍站的很直。【题型5综合实验题】【例5】（2022·全国·八年级课时练习）为探究光的传播规律，小明在家中做了如下三个实验：（1）探究光在气体中的传播规律。实验现象如图甲，为了使实验现象明显，小明在激光灯下方点燃了一盘蚊香，你认为这样做的目的是________；（2）小明探究光在液体中的传播规律。实验现象如图乙，小明接着沿着水槽侧壁倒入浓糖水，看到实验现象如图丙；小明再用木棍搅拌后，实验现象又恢复到图乙。以上现象说明光在________介质中沿直线传播。【答案】

显示光的传播路径

同一种均匀【详解】（1）[1]烟是固体颗粒，光遇到空气中小的固体颗粒发生漫反射，反射的光进入人的眼睛，人能看到光的传播路线，所以点燃一盘蚊香是为了显示光的传播路径。（2）[2]由于糖水是不均匀的，所以沿着水槽侧壁倒入浓糖水，看到光线不再沿直线传播，而是发生弯曲，再用木棍搅拌后，糖水变得均匀，又看到光线沿直线传播了，这些实验现象说明光在同种均匀介质中沿直线传播。【变式5-1】（2022·上海·八年级课时练习）如图甲所示是用易拉罐制成的简易针孔照相机：（1）使用针孔照相机时，小孔对着______（选填“明亮的室外”或“较暗的室内”）进行观察，可以看到______像（选填“正立”或“倒立”、“虚”或“实”）；为使看到的像更清晰，某同学将实验装置改进，则圆筒的______（选填“A”“B”）端是用半透明薄纸制成的光屏；（2）正午时，小华在地面上铺一张白纸，将刻有边长为1cm的等边三角形小孔的纸板正对着太阳，保持纸板与白纸的距离为30cm，观察白纸上的光斑：①接着小华用另一张卡片覆盖在三角形孔上（如图乙所示）向左移动，大约遮住孔的一半时，观察光斑变化情况，与没有遮挡时相比较白纸上光斑大小将______（选填“变大”、“不变”或“变小”），光斑亮度______（选填“增强”、“不变”或“减弱”）；②没有遮挡时，渐渐增大纸板与白纸的距离到2m左右时，此时光斑形状是______形，然后再用卡片遮挡，减小通光孔的大小，白纸上光斑大小将______（选填“变大”、“不变”或“变小”），光斑亮度______（选填“增强”、“不变”或“减弱”）；③晴天太阳透过树叶缝隙在地面上形成的圆形光斑与上述原理相同，其圆形光斑大小不一的原因是______。【答案】

明亮的室外

倒立实

A

①变小

不变

②圆

不变

减弱

③树叶缝隙到地面距离不等【详解】（1）[1][2]根据小孔成像原理，使用针孔照相机时，小孔对着明亮的室外，塑料薄膜在暗室内，让光线通过小孔进入筒内，在塑料薄膜上形成倒立缩小的实像。[3]小孔成像是光的直线传播现象；物体上部的光线通过小孔后，射到了光屏的下部；物体下部的光线通过小孔后，射到了光屏的上部，因此通过小孔后所成的像是倒立的像；因此A端是用半透明薄纸制成的光屏。如图所示：（2）[4][5]太阳光是平行光，开始时孔较大，形成的是和孔面积大小相等的光斑，故刚开始时，白纸上光斑大小将变小，而亮度与孔大小无关，所以光斑亮度不变。[6][7][8]当没有遮挡时，渐渐增大纸板与白纸的距离到2m时，仍是小孔成像，所以此时光斑形状是圆形，继续移动覆盖的卡片，减小孔的大小，白纸上光斑大小将不变，光斑亮度减弱。[9]晴天太阳透过树叶缝隙形成的圆形光斑与上述原理相同，其圆形光斑大小不一的原因是树叶缝隙离地面的距离不等。【变式5-2】（2022·全国·八年级课时练习）学习了光学知识后，爱动脑筋的小明和小红想自己探究小孔成像现象．如图所示，他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．（1）甲图中点燃的蜡烛距小孔20cm，它成像在距小孔15cm，则半透明膜上的像是_____A．倒立、放大的像B．正立、缩小的像C．倒立、缩小的像D．正立、放大的像（2）由甲、乙两图可知实验是在研究小孔成像与________的关系．（3）分析比较________和________两图，可以得出小孔成像与物体的形状有关；（4）小明和小红明白了：树荫下的圆形光斑（如图所示）就是_____通过树叶间的小孔在地面上形成的像．（5）小明和小红还联想到：在太阳光或者日光灯下，如果挡住了光的去路，地面上就会形成影子．细心的小明进一步发现，在日光灯下的影子灰蒙蒙一片，一点也不清楚，特别是处处装点着电灯的大厅里，人和物的影子就更是模糊不清了．这是为什么呢？小明去问物理老师，老师拿出几根蜡烛、一个圆柱形铁块，让小明做了如下实验：①木块放在桌子上，旁边点上一只蜡烛．观察铁块的影子．（如图a）②在旁边再点上一只蜡烛，观察铁块的影子（如图b）③继续在铁块旁边点蜡烛，直到将蜡烛围满铁块四周，观察铁块的影子（如图c和d）小明发现，蜡烛影子越来越________（填“深”或“浅”），这时他又比较了一下白炽灯和日光灯，看到白炽灯的灯丝很集中，而日光灯的灯管却很长，他想了一会后，高兴的说：“老师，我明白了！”请你替小明回答：原来不透明物体的周围，若四周都有光源，就________.生活中的________（填一种应用）就运用这一结论.【答案】

C；

孔的形状；

甲

丙

太阳

浅

不会形成影子

无影灯【详解】（1）小孔成像成的是一个倒立的像，像是由实际光线会聚而成的，是实像；像到小孔光的距离15cm小于蜡烛到小孔的距离20cm，所成的像是缩小的像；故选C；（2）甲图和乙图中孔的形状不同，物体（蜡烛焰）形状相同，所成的像的形状相同，由此可见：小孔成像中像的形状取决于物体的形状，与小孔的形状无关．所以甲、乙两图可知实验是在研究小孔成像与孔的形状的关系．（3）甲图与丙图中物体的形状不同，小孔的形状相同，所成的像的形状不同，由此可见：小孔成像的形状与物体的形状有关；（4）树荫下的圆形光斑就是太阳通过树叶间的小孔在地面上所成的实像．（5）通过老师的实验可知，不透明物体的周围，光源越多，形成的影子越浅，或影子越不明显