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第3节日地月的相对运动
考点一、光的直线传播
1.现象探究：光的传播
实验过程 现象 分析总结
点燃一小段艾叶条，打开激光笔，让激光射到充有少量艾叶条烟尘的空气中，光在空气中的传播路径 光在空气中的传播路径是直的
用水溶性荧光笔在水中搅拌几次，或者在水中滴几滴牛奶，让激光射到水中，观察光在水中的传播路径 光在水中的传播路径是直的
让激光射到亚克力板中，观察激光在亚克力板中的传播路径 光在亚克力板中的传播路径是直的
用注射器将200mL浓糖水缓慢注射到荧光液的下方，再将激光束逐渐向下移动，观察激光的传播路径 光在浓度不同的糖水中的传播路径发生弯折
搅拌糖水，再让激光束射过溶液，观察光的传播路径 光在搅匀后的糖水中的传播路径是直的
探究归纳：光在同一均匀介质中是沿直线传播的。
光在同一均匀介质中沿直线传播，“同一”和“均匀”这两个条件缺一不可，必须同时满足，否则，光的传播路径将会发生弯曲。例如，早晨的太阳还在地平线以下时，我们就看到了它，就是因为大气层不均匀，光在其中发生了弯曲。如图所示。
2.光线
(1)概念：为了形象地表示光的传播情况，我们常用一条带箭头的直线表示光的传播路线和方向。
(2)作用：用光线可以简洁明了地表示不同光源的发光情况。
如图甲为平行光源发出的平行光的光线画法，图乙为点光源的光线画法。
科学思维——模型法引入光线:光线不是真实存在的，而是为了方便研究光的传播情况而引入的一种表示光的传播径迹和方向的物理模型。
3.光速
(1)真空中的光速
光在不同介质中传播的快慢是不同的，在真空中的传播速度最大，为c=3×10 m/s=3×105km/s。
(2)不同物质中的光速
光在空气中传播速度接近于真空中的传播速度，一般情况近似认为空气中的光速等于真空中的光速；
光在水中的传播速度约为真空中的 ;光在玻璃中的传播速度约为真空中的2/3
(3)光年：光在真空中1年内传播的距离等于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。
典例1：在“制作小孔成像观察仪”活动中，小可在易拉罐底部开出一个很小的三角形小孔，如图所示。下列说法符合事实的是 (　　)
A．若增大光屏与小孔之间的距离，则屏上的像会变小
B．在圆筒 B端，用半透明薄纸制成光屏
C．小孔成像的原理是光在同一种均匀介质中沿直线传播
D．在半透明薄纸上可以看到三角形的光斑
【答案】C
【解析】图中圆筒要插入易拉罐中，小孔在易拉罐左侧，那么人眼需要在圆筒右侧观察，而光屏在A侧时亮度更高；小孔成像成倒立的实像；增大光屏与小孔的距离，光屏上的像变大；孔的形状不改变像的形状。
【解答】 A.当增大光屏与小孔之间的距离时，光屏上的像将变大，故A错误；
B.半透明薄纸相当于光屏，为了成的像更清晰，便于观察，半透明的薄纸应该放在圆筒的A端，故B错误；
C.小孔成像是光在同一均匀介质中沿直线传播的具体应用，故C正确；
D.小孔成像是倒立的实像。若只将小圆孔改为三角形小孔，则像的形状不变。故D错误。
故选C。
变式1：一个人沿马路行走时，经过一盏路灯，路灯照射出的人的影子长度会发生变化，其变化的情况应该是 (　　)
A．逐渐变长 B．逐渐变短
C．先变长，再变短 D．先变短，再变长
【答案】D
【解析】影子是由于光的直线传播形成的，当光遇到不透明物体时，便会在物体后面形成一个黑暗的区域，即是影子；人的身高和路灯的高度都不变，但光线的角度发生了变化，影子的长度也会发生变化，据此分析。
【解答】 人在路灯底下时，人与灯光的夹角大，此时形成的影子短；当人逐渐远离时，人与灯光的夹角会变小，形成的影子逐渐变长。
故选A。
变式2：下列关于光的传播的说法，正确的是(　　)
A．光能在真空中传播
B．光总是沿直线传播的
C．光每秒传播的距离总是3×108米
D．光在透明固体物质中传播最快
【答案】A
【解析】根据有关光速和传播的知识判断。
【解答】A.光可以在真空中传播，故A正确；
B.光在同种均匀介质中是沿直线传播的，若不是同种介质，或介质不均匀，则光不会沿直线传播，故B错误；
C.光在真空中的传播速度是3×108m/s，即光每秒传播的距离是3×108米，光在其它介质中的传播速度都比真空中的要小，此时光每秒传播的距离小于3×108米，故C错误；
D.光在真空中传播速度最大，故D错误。
故选A。
变式3：某科学兴趣小组的小制作——针孔照相机模型如图所示。
（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薯片筒中，为了便于更清楚观察像，应在黑圆纸筒的　 　(填“A”或“B”)端蒙上半透明膜作为光屏。
（2）在此照相机前放置一根点燃的蜡烛，则烛焰在半透明膜上所成的像是　 　(填“正立的”或“倒立的”)；若往外拉圆纸筒，增大半透明膜与小孔之间的距离，则半透明膜上的像的大小将　 　(填“变大”“变小”或“不变”)。
【答案】（1）A
（2）倒立的；变大
【解析】（1）光在同种、均匀、透明介质中沿直线传播影子、日食、月食、小孔成像都是光的直线传播形成的：
（2）小孔成像成倒立的实像；增大光屏与小孔白距离，光屏上的像变大。
【解答】（1）小孔成像是光在同一均匀介质中沿直线传播的具体应用，半透明薄纸相当于光屏，为了成的像更清晰，便于观察，半透明的薄纸应该放在圆筒的A端；
（2）小孔成像是光在同一均匀介质中沿直线传播的具体应用，成的是倒立的实像；当增大光屏与小孔之间的距离时，光屏上的像将变大。
考点二、月球的运动
月球和地球一样不会发光，太阳总是把半个月球照亮。但是我们看到的月球却有圆缺的变化，这是为什么呢
1.月球的特点
月球自身并不发光，它能通过反射太阳光。月球的一面被太阳光照亮，另一面是黑暗的。
2.月球的运动
(1)自转和公转：正如地球绕着地轴自转的同时绕太阳公转，月球也绕着自身的轴自转并绕着地球公转。在地球上我们看到的月球的不同形状与它的公转有关。
(2)周期：月球的自转和公转周期相同，都是27.3日，这就是月球尽管绕着它的轴自转而我们又观察不到它的自转的原因。
3.我们只能看到月球一面的原因
月球在自转的同时，还在绕着地球公转，而月球的自转和公转周期相同，因此地球上的人始终只能看到A点所在的那半个月球，即月球正面，因此月球总是以同一面朝向地球。
4.如果月球不发生自转，我们就可以在同一个月内看到月球的正面和背面。现在人们通过月球探测器，可以拍到月球背面清晰的照片。
典例1：中国发射的“嫦娥四号”，实现了人类历史上的首次着陆月球背面。人类在地球上观测不到月球背面是由于（　　）
A．月球与地球的公转周期相同，方向一致
B．月球的自转与公转周期相同，方向一致
C．月球的公转与地球的自转周期相同，方向一致
D．月球与地球的自转周期相同，方向一致
【答案】B
【解析】月球自转速度曾经也是较快的，但是由于来自地球的引力不断对月球产生作用力（潮汐力），这个力与月球的自转方向相反，就像把月球往回拽，导致月球的自转速度不断减慢，直到绕轴自转的周期与绕地球公转的周期相同，方向也基本一致。这样一来，月球围绕地球转过了多少角度，它自己也转过了多少角度。于是，月球就会总是以同一个面对着地球了。
【解答】我们在地球直无法看到月球的背面，是因为：月球的自转周期与公转周期相同。故选B
变式1：（2023七上·北仑期末）月球是地球的卫星，在地球上我们总是只能看到月球的一面，是因为月球绕地球公转的周期与自转的周期相等，将看到地球（　　）
A．只有绕月球的转动，没有自转
B．只有自转，没有绕月球的转动
C．既有绕月球的转动，又有自转
D．既没有绕月球的转动，也没有自转
【答案】B
【解析】地球在围绕地轴自转的同时，也围绕太阳公转，地球自转的周期是一个恒星日，光照的周期是一个恒星年。月球在自转的同时也围绕地球公转，在自转和公转的周期相同，约27.3天。
【解答】在地球上只能看到月球的一面，是由于月球绕地球公转的周期与自转的周期相等，即以月球上的某一点为参照物，地球相对于月球参照物的位置没有变化，所以是静止的，即看不出地球绕月球转动；地球与月球之间保持不变，但地球的一面总是变换着朝向月球的一面，所以地球自身在发生转动，即故登上月球的航天员在月球上看地球，将看到地球只有自转，没有绕月球的转动，故B正确，ACD错误。故答案为：B。
变式2：（2022七下·南浔期末）地球绕太阳公转的周期为365.2422天，月球绕地球公转的周期为27.3天。根据表中数据，下列最符合事实的是（　　）
　 地球 月球
年龄 45亿年 45亿年
自转周期 24小时 27.3天
表面积 5.1 ×108km2 3.8×107km2
周长 40075.017km 10927km
A．地球的一月是月球的一年
B．月球的自转周期与绕地球公转周期相等
C．月球绕轴自转的周期与地球绕太阳公转的周期相等
D．地球和月球白天的长度相等
【答案】B
【解析】月球绕地球公转的周期为27.3天，自转周期也是27.3天，说明月球的自转周期与绕地球公转周期相等。
【解答】A：地球一月是30天，月球因为绕转地球公转，月球的一年是27.3天，不符合，故A错误；
B：月球绕地球公转的周期为27.3天，自转周期也是27.3天，说明月球的自转周期与绕地球公转周期相等，故B正确；
C：月球绕轴自转的周期是27.3天，地球公转的周期是365天，二者不等，故C错误；
D：由于自转周期不一样，故地球和月球白天的长度不等，故D错误。故选B。
变式3：在观察月相时我们发现，月相虽有圆缺变化，但月面的面貌却没有变化，月球的一面始终朝着地球，在地球上看不到月球的另一面(即背面)。为什么会这样呢 请你做一做模拟实验：把一枚1元的硬币平放在桌子上代表地球，再在桌子上放一枚1角的硬币代表月球。在模拟月球绕地球运动时，使1角硬币的“1”字顶端始终朝着1元硬币(如图)。
（1）1角硬币环绕1元硬币转一圈时，1角硬币自己转了多少圈 　 　。
（2）从地球上看月球，人们能看出月球在自转吗 　 　。
（3）由实验可知，月球自转一周的时间与月球绕地球转动一周的时间　 　。
【答案】（1）1圈 （2）不能 （3）相同
【解析】地球绕太阳公转一周的时间是一年，地球自转一周的时间是一天，地球公转和自转的方向都是自西向东的。月球自转一周和绕地球公转一周所花的时间和方向完全相同。
【解答】月球的自转周期与公转周期相同，通过图示也可以看出，1角硬币环绕1元硬币转一圈时（公转），1角硬币自己转了出一圈（自转）。
（2）月亮时刻以其一面对着地球公转，加上它自转的速度正好等于公转速度，就形成了月球永远对着地球，从地球上看月球，人们能不能看出月球在自转。
（3）由实验可知，月球自转一周的时间与月球绕地球转动一周的时间相同。
考点三、日食
1.日食的概念
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.日食形成的原因
地球带着月球绕太阳运动，当月球运行到地球和太阳之间，并且三个星球接近排成一条直线时，由于光是沿直线传播的，月球就挡住了一部分太阳光形成月影，从地球上月影所在区域看太阳，太阳全部或部分被月球遮挡，就产生了日食现象。
日食形成示意图
3.日食的类型
日食有日偏食、日环食和日全食三种类型(如下图所示)。
日偏食 日环食 日全食
(1)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。
(2)日环食：当月球运行到地球与太阳之间，月球只遮住了太阳的中心部分，太阳周围露出一圈日面时，出现日环食。
(3)日全食：当月球运行到地球与太阳之间，太阳完全被遮住时，出现日全食。
4.日食发生的时间
(1)当月球处于地球和太阳之间，且三者位置处于近乎一条直线上时，可能发生日食，故日食发生的时间为农历初一(俗称：朔)。此时月相是新月。
(2)由于月球绕地球运动的轨道平面和地球绕太阳运动的轨道平面有一个5°左右的夹角，因此日食并不是每个月都会发生。
5.日食的形成过程
(1)日食亏损方向：由于月球自西向东公转，所以太阳被遮部位从日面的西边开始，东边结束。
(2)持续时间：日地面上移动的速度及地球的自转方向有关。日全食、日偏食和日环食，时间各不相等。食持续的时间长短，同月球影锥在地面上移动的速度及地球的自转方向有关。日全食、日偏食和日环食，时间各不相等。
典例1：（2024七上·镇海区期末）小科在模拟日食实验时，绘制了一张实验图。如图所示，实验中大球代表太阳，小球代表月球，“眼睛”表示小科在地球上的观察点。读图后回答下列问题。
（1）此时，可以观察到的日食类型是　 　。
（2）下列因素中与形成的日食的类型有关的是　 　（填序号）。
①观测者在月球阴影区的位置 ②月球的大小 ③月地距离的不同
【答案】（1）日环食 （2）①③
【解析】月球围绕着地球旋转，同时，地球又带着月球绕太阳旋转。日食和月食就是由于这两种运动所产生的结果。
【解答】（1）当月亮位于地球和太阳之间时，就会产生日食现象。根据产生日食时，月亮、地球、太阳三者位置的不同，人们所能看到的日食也不相同，当月亮的影子将太阳完全挡住时，就叫日全食；当月亮的影子仅仅挡住太阳一边的部分时，就叫日偏食；当月亮的影子挡住了太阳的中间一部分时，就叫日环食。分析图片可知，此时，可以观察到的日食类型是日环食。
（2）月亮位于中间，遮挡住太阳的光线，形成日食，日食分为日偏食，日全食和日环食三种；日全食是指月亮遮住全部的太阳光线所形成的日食现象；日环食是月球位于太阳的中间遮住了中间的光线，使太阳看起来像一个圆环；据此可知，日食的成因与观察者在月球阴影区的位置和日地月三者的位置关系有关。
变式1：如图所示，这是从月球上拍摄的“日食”照片。下列对这一现象的判断，正确的是 (　　)
A．此时月球正处在太阳和地球之间
B．这张照片可能是在农历正月初一拍摄的
C．在地球上的某一地区可能出现“日食”现象
D．在地球上的某一地区可能出现“月食”现象
【答案】D
【解析】光是沿直线传播的，当地球转到月球和太阳之间，地球挡住了太阳照向月球的光，在月球上就看不到太阳，这就是月球的“日食”。
【解答】在月球上看到了日食，说明太阳被地球遮挡了，此时日、地、月三者在同一直线上，地球处于太阳和月球之间，是农历的十五、十六，这个时候在地球上可能发生的是月食现象，故D正确，A、B、C错误。故答案为：D。
变式2：公元前585年5月28日，当两河流域的米底王国与吕底亚王国的士兵们正在交战时，天突然黑了下来，白天顿时变成黑夜。交战的双方惊恐万分，以为“上天”怪罪下来，于是马上停战和好，其实这并不是什么“上天”怪罪，而是一种普通的天文现象。
（1）这种天文现象是（　　）
A．日食现象 B．月食现象 C．流星现象 D．极光现象
（2）这种天文现象发生的时间是农历的（　　）
A．初一 B．初七或初八 C．十五或十六 D．二十二或二十三
（3）发生这种天文现象时，日、地、月三者的位置关系是（　　）
A．太阳—地球—月球 B．地球—太阳—月球 C．地球—月球—太阳
【答案】（1）A （2）A （3）C
【解析】①当不发光的月球转到太阳与地球之间，不透明的月球挡住了沿直线传播的太阳光，地球上看不到太阳的现象是日食；日食分为日全食、日偏食、日环食三种．
②太阳被月球完全遮住形成日食叫日全食，在太阳光完全照不到的区域（本影区）可以观察到日全食；
月球遮住太阳一部分形成的日食叫日偏食，在部分太阳光照射到的区域（半影区）可以观察到日偏食；
月球只遮住太阳的中心部分，在太阳周围还露出一圈日面，好象一个光环似的叫日环食。
【解答】（1）当不发光的月球转到太阳与地球之间，不透明的月球挡住了沿直线传播的太阳光，地球上看不到太阳的现象是日食，分析题干这种天文现象属于日食现象。
（2）日食发生在初一。
（3）当不发光的月球转到太阳与地球之间，不透明的月球挡住了沿直线传播的太阳光，地球上看不到太阳的现象是日食，因此发生这种天文现象时，日、地、月三者的位置关系是地球—月球—太阳。
故答案为：（1）A（2）A（3）C
变式3：如图所示是某同学拍摄的某次日全食不同时刻的三张照片。
（1）日食的形成原理是光的________。
（2）请画出发生日食时太阳、地球和月球三者的位置关系图________（画在的方框中）。
（3）按照日食发生的先后，三张照片的顺序是________。
【答案】（1）直线传播
（2）
（3）乙—丙—甲
【解析】（1）地球带着月球绕太阳运动，当月球运行到地球和太阳之间，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，月球就挡住了太阳光形成月影，从地球上月影所在区域看太阳，太阳全部或部分被月球遮挡，月球挡住了我们观察太阳的视线，就产生了日食现象。
【解答】（1）日食是月球挡住了我们观察太阳的视线而产生的一种现象，与光的直线传播有关。
（2）发生日食时，当月球运行到地球和太阳之间，并且三个星球正好或接近排成一条直线时。
（3）日食是月球运行到地球和太阳中间所产生的的现象，而月球是绕着地球自西向东公转，所以太阳的西边缘会先被遮住，然后逐渐向东移动，最后在东边缘结束，所以顺序应该是 乙—丙—甲 。
考点四、月食
1.月食的概念
有时候我们会看到月面部分或全部变暗的现象，时间可长达一个多小时，这就是月食。
2.月食发生时月亮的颜色及原因
月食是一种很普通的天文现象，由于地球大气对太阳光的折射，发生月食部分的月球并非全黑，而是呈暗弱的古铜色。
3.月食的形成原因和类型
(1)成因
①月球不会发光，靠反射太阳光而“发光”。
②地球是不透明的球体，太阳光经过地球后，在地球的后面会留下一个阴影，当太阳、地球、月球三者恰好或几乎在同一条直线上，且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被地球遮挡，从而产生了月食。
(2)类型
月食有月全食和月偏食两种类型。地球绕着太阳运动，由于光是沿直线传播的，在背对太阳的方向会产生地球的影子，当月球进入地球影子的不同位置时，地球上的观测者将看到月全食或月偏食现象。月全食是指月球全部进入地球本影中而变暗的现象；月偏食是指月球有一部分进入地球本影区而变暗的现象。
拓展：月球不会发生环食，这主要和地球本影长度有关。地球比月球大得多，地球的本影长度远远大于月球到地球的距离。即使月球在远地点时，月地距离也不及地球本影最短时长度的1/3。这样，月球沿轨道运行的过程中，根本不会出现地球的本影完全投射到月面且小于月面的情况。因此，也就不可能有月环食现象的发生。
4.月食发生的时间
月食发生时，月球、太阳和地球处于(或接近于)同一条直线，且地球正好处于太阳和月球之间，此时的月相为满月，日期是农历十五、十六。但由于月球绕地球运动的轨道平面和地球绕太阳运动的轨道平面有一个5°左右的夹角，因此月食不是每个月都会发生。
5.月食过程
由于月球自西向东公转，月球的东缘先进入地球的本影区域，即月食是月面先亏损于东缘，后复圆于西缘。如右栏图所示。
6.日食、月食的比较
项目 日食 月食
形成原因 月球遮住太阳光，我们看不到太阳或不能看到完整的太阳 地球遮住太阳光，我们看不到月球或不能看到完整的月球
日地月位置关系 日一月一地或地一月一日 月一地—日或日一地—月
出现时间 农历初一，白天 农历十五、十六，晚上
类型 日全食、日偏食、日环食 月全食、月偏食
典例1：下列关于月食的说法，不正确的是 (　　)
A．月球有一部分进入地球本影区时，发生月偏食
B．月球全部进入地球本影中时，发生月全食
C．月食发生在满月时
D．月食分为月全食、月环食、月偏食三类
【答案】D
【解析】月食是一种特殊的天文现象，指当月球运行至地球的阴影部分时，在月球和地球之间的地区会因为太阳光被地球所遮闭，就看到月球缺了一块。此时的太阳、地球、月球恰好（或几乎）在同一条直线上。月食可以分为月偏食、月全食和半影月食三种。月食只可能发生在农历十五前后。
【解答】A、月球有一部分进入地球本影区时，由于只有部分月球被地球的本影所遮挡，因此会发生月偏食，A正确；
B、月球全部进入地球本影中时，整个月球都被地球的本影所遮挡，因此会发生月全食，B正确；
C、在满月时，太阳、地球和月球三者才可能在同一直线上，使得月球有可能进入地球的本影内，从而发生月食，C正确；
D、月食可以分为月偏食、月全食和半影月食三种，D错误。
故答案为：D。
变式1：2022 年 11 月 8 日，天空中上演了该年度第二次月全食，我国大部分地区可以看到全食阶段的“红月亮”，且越往东部地区，观测条件越好。据此回答下列问题。
（1）在这一天，三个星球间的位置关系是(　　)
A． B． C． D．
（2）月全食发生时的正确顺序是　 　。
【答案】（1）A （2）④①②③
【解析】月全食是照射向月球的太阳光被地球球遮挡而形成的一种天文现象。月食现象发生时月球被遮挡的部分大致自左向右逐渐变大，然后自左向右逐渐消失。
【解答】（1）月全食发生时，日、地、月三者位于同一直线上，且地球位于月球和太阳之间，A正确，BCD错误。故答案为：A。
（2）随着日地月三者关系的变动，月全食发生时月球被遮挡的部分首先自左向右逐渐变大，即④①；然后自左向右被遮挡的部分逐渐消失，即②③，因此月全食的正确顺序是④①②③。
变式2：读月食形成示意图，回答下列问题。
（1）在可能发生月食的区域加阴影。
（2）月食有　 　和　 　两种类型。
（3）A、B两地发生月偏食的是　 　地。
【答案】（1）
（2）月全食；月偏食
（3）B
【解析】月食是指日地月发生在同一条直线上，并且地球位于太阳和月球之间，当月球进入到太阳的阴影区，此时就出现了月食，时间是农历的十五；
【解答】（1）月食是指日地月发生在同一条直线上，并且地球位于太阳和月球之间，当月球进入到太阳的阴影区，此时就出现了月食现象；所以图中的阴影区是
（2）月食有月全食和月偏食两种类型；
（3）A、B两地发生月偏食的是B地；
故答案为：（1）；（2）月全食、月偏食；（3） B
变式3：（2023七上·余姚期末）2022年11月8日天宇出现月全食，余姚天气晴好，观测条件甚佳。科学兴趣小组为观测本次月全食做了充分准备并进行了全程观测记录。
小组成员查阅资料了解到，月全食主要分五个阶段：
①初亏：月球刚接触地球本影；
②食既：月球刚好全部进入地球本影；
③食甚：月球中心与地球本影中心最近；
④生光：月球从地球本影冒出的刹那
⑤复圆：月球刚好完全离开地球本影
本次月全食过程及时刻如图甲所示：
小组成员的主要观测记录：月全食是从月球东边进入地球本影开始，至月球西边离开地球本影结束；地球本影在月球上的弧形轮廓模糊，没有平时见到的月相明暗界线清晰；月球全部进入地球本影后，直至全食阶段结束开始生光，始终能看到暗红色的月亮。
请根据资料、小组观测记录及你所拥有的知识，回答下列问题。
（1）本次月食发生时我国农历日期是今年十月　 　(选填“初一”或“十五”)。
（2）图乙是小组成员观察月食和月相变化过程时绘制的两幅图，其中　 　(选填“图一”或“图二”)是同学们绘制的月食图，另一幅是月相图。请你说出月相变化过程与月全食过程有哪些不同：　 　(至少说出两点)。
（3）本次月全食的全食阶段(即月球全部在地球本影内的时段)经历的时间为　 　分钟。
【答案】（1）十五
（2）图二；月相变化经历时间长，月食过程时间短；月食时明暗界面模糊，月相明 暗界面清晰；（新月完全不可见，月全食时月亮不会完全隐没，会出现红月亮；其 它合理情况也可）
（3）86
【解析】月食，又称月蚀，是一种当月球运行进入地球的阴影（阴影又分本影和半影两部分）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。月食发生时，太阳、地球、月球恰好或几乎在同一条直线上，因此月食必定发生在满月的晚上（农历十五、十六、或十七）；月食种类有月全食，月偏食和半影月食，不存在月偏食；
【解答】（1） 本次月食发生时我国农历日期是今年十月十五；
（2）图二是同学绘制的月食图，图二是月相图；请你说出月相变化过程与月全食过程有哪些不同：月相变化经历时间长，月食过程时间短；月食时明暗界面模糊，月相明 暗界面清晰；新月完全不可见，月全食时月亮不会完全隐没，会出现红月亮；其 它合理情况也可；
（3）本次月全食的全食阶段(即月球全部在地球本影内的时段)经历的时段是从18时16分到19时42分，一共是86分钟；
故答案为：（1）十五（2） 图二；月相变化经历时间长，月食过程时间短；月食时明暗界面模糊，月相明 暗界面清晰；（新月完全不可见，月全食时月亮不会完全隐没，会出现红月亮；其 它合理情况也可）(3) 86
易误易混总结
1.误认为农历初一都会发生日食，农历
十五、十六都会发生月食。
[辨析]日食发生在农历的初一，但月球绕地球运动的轨道平面和地球绕太阳运动的轨道平面有一个夹角，因此，日食并不是每个农历初一都会发生。月食也是同样的道理。
2.误认为发生月全食时月球完全看不见了，像新月的夜晚。
[辨析]月全食发生时，月球进入了地球的影子，但由于地球大气对太阳光的折射，月球并非全黑而看不到，而是呈现暗弱的古铜色。
1.（2022七下·柯桥期末）月食是一种偶尔可以见到的天文奇观，下图中为月食现象的是(　　)
A． B． C． D．
【答案】A
【解析】月食，又称月蚀， 是一种当月球运行进入地球的阴影（阴影又分本影和半影两部分）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。月食发生时，太阳、地球、月球恰好或几乎在同一条直线上，因此月食必定发生在满月的晚上（农历十五、十六、或十七）。
【解答】月相与月食图中月亮变化的缺口形状是不一样的。如果是因为“地球把太阳光挡住了”，那么月亮上应该会出现一个地球形状的影子，地球是球形的，影子当然就是圆形的，所以，月食发生时，月亮上缺掉的那部分是圆的。但在月相变化中，月亮缺掉的部分却不是圆形，看起来更像是一个半明半暗地球在转身。如图：
2．当地球上看到月食的时候，站在月球上就(　　)
A．一定能看到地食 B．一定能看到日食
C．也许能看到地食 D．也许能看到日食
【答案】B
【知识点】日食和月食的成因
【解析】解答此题的关键是熟练掌握月相的成因规律，月食、日食对应的日、地、月的位置关系。
【解答】 太阳、地球、月球位于同一条直线上，当不透明的地球位于太阳与月球之间，地球挡住了沿直线传播的太阳光，太阳光照不到月球上，同样在月球上看不到太阳，及太阳被地球遮住，形成日食，由于地 球大气对太阳光的折射，发生“日食”部分的太阳并非全黑，故正确答案是B。
3．下列节日中，可能发生月食的是（　　）
A．重阳节 B．元宵节 C．腊八节 D．端午节
【答案】B
【知识点】日食和月食的成因
【解析】月食出现在农历的十五、十六，发生在满月，此时日地月在同一直线上，此时地球在月球和太阳之间；
【解答】A.重阳节是农历的九月初九，是上弦月；
B.元宵节是农历的正月十五，是满月，可能会发生月食；
C.腊八节是农历的十二月初八，此时是上弦月；
D.端午节是农历的初五，此时接近上弦月；
4．能正确反映月全食过程各阶段顺序的是（　　）
A．⑥⑤③⑧④①②⑦⑥ B．⑥⑧③⑤④⑦②①⑥
C．⑥⑦②①④⑧③⑤⑥ D．⑥①②⑦④⑧③⑤⑥
【答案】A
【解析】 月食是一种特殊的天文现象，指当月球运行至地球的阴影部分时，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。发生月食时，太阳、地球、月球恰好 (或几乎) 在同一条直线上。月食可以分为月偏食、月全食和半影月食三种。
【解答】正式的月食的过程分为初亏、食既、食甚、生光、复圆五个阶段。
初亏：标志月食开始。月球由东缘慢慢进入地影，月球与地球本影第一次外切。
食既：月球的西边缘与地球本影的西边缘内切，月球刚好全部进入地球本影内。
食甚：月球的中心与地球本影的中心最近。
生光月球东边缘与地球本影东边缘相内切，这时全食阶段结束。
复圆：月球的西边缘与地球本影东边缘相外切，这时月食全过程结束。
5．发生月食部分的月球并非全黑，而是呈暗弱的古铜色，这主要是（　　）
A．月球发出古铜色的光 B．月面反射太阳光
C．地球大气折射太阳光 D．月球表层的岩石呈古铜色
【答案】C
【知识点】日食和月食的成因
【解析】本来月全食应该是没有任何光射到月球上的，但是地球有大气层，它对于阳光有散射和折射作用，蓝光最容易被散射掉，红光被折射进了地球本影里面，让月亮成了古铜色；
【解答】有时候我们会看到月面部分或全部变暗的现象，时间可长达一个多小时，这就是月食。由于地球大气对太阳光的折射，发生月食部分的月球并非全黑，而是呈暗弱的古铜色；
6.平时我们在地球上是看不到月球背面的，其原因是 (　　)
①光的直线传播原理
②月球的自转周期与地球的自转周期相同
③月球的公转周期与地球的自转周期相同
④月球的公转周期与自转周期相同
A．①② B．①④ C．③④ D．②③
【答案】B
【解析】在地球上只能看到月球的一面，是由于月球绕地球公转的周期与自转的周期相等。
7.（2023七下·东阳期末）2023年4月20日，罕见的日全环食在天幕上演，这是一次全食、环食、偏食三合一的混合日食现象。日食发生时，日、地、月三者的位置关系是（　　）
A． B．
C． D．
【答案】B
【知识点】日食和月食的成因
【解析】日食是地球月球太阳三者正好处在一条直线时，月球运动到太阳和地球中间，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发生的现象。
【解答】A.日地月不在同一直线，不会发生日食现象，故A错误；
B.日地月在同一直线上，且月球在中间，会发生日食现象，故B正确；
C.日地月在同一直线上，且地球在中间，会发生月食现象，故C错误；
D.日地月不在同一直线，不会发生日食现象，故D错误；
8． 月全食形成的条件包括 (　　)
①太阳、地球、月球三者的位置成一条直线
②地球在太阳和月球之间
③月球在太阳和地球之间
④月球全部进入地球本影中
⑤地球被月球本影扫过
⑥地球和月球皆不发光
A．①③④⑥ B．①②⑤⑥ C．①③⑤⑥ D．①②④⑥
【答案】D
【解析】月食是一种特殊的天文现象，指当月球运行至地球的阴影部分时，在月球和地球之间的地区会因为太阳光被地球所遮蔽，就看到月球缺了一块。此时的太阳、地球、月球恰好（或几乎）在同一条直线上。
【解答】月食可以分为月偏食、月全食和半影月食三种。由于地球和月球皆不发光，当日、地、月三者位置成一直线，地球在太阳和月球之间，月球全部从地球本影中通过，此时，会形成月全食。
故答案为：D。
9．下列关于甲、乙两图所表示的意义，说法正确的是 (　　)
A．两图都表示日食的成因
B．两图都表示月食的成因
C．甲图表示月食的成因，乙图表示日食的成因
D．甲图表示日食的成因，乙图表示月食的成因
【答案】D
【解析】日食是当月球位于太阳与地球之间，三者在同一条直线上时，被不透明的月球挡住了沿直线传播的太阳光，在地球上看不到太阳的现象；月食是当地球位于太阳与月球之间，三者在同一条直线上时，被不透明的地球挡住了沿直线传播射向月球的光，太阳光照不到月球上，看不到月球而形成的。
【解答】甲图中月亮在太阳和地球之间，挡住了太阳，在地球上看不到太阳这是日食；乙图地球在太阳和月球之间，地球挡住了太阳照到月亮上的光，在地球上看不到月亮这是月食。
故答案为：D。
10．读月食形成示意图，回答下列问题。
（1）试用斜线表示可能发生月食的区域。
（2）月食有　 　和　 　两种类型。
（3）A、B两地发生月偏食的是　 　地。
【答案】（1）如答图所示：
（2）月全食；月偏食 （3）B
【解析】根据月食现象的特点，进行分析解答。
(1)月食是一种特殊的天文现象，指当月球运行至地球的阴影部分时，在月球和地球之间的地区会因为太阳光被地球所遮闭，就看到月球缺了一块。此时的太阳、地球、月球恰好(或几乎)在同一条直线上。月食可以分为月偏食、月全食和半影月食三种；
（2）由于地球的直径是月球的4倍，即使在月球轨道上，地球的本影直径仍为月球的2.5倍，远大于月球，挡住了阳，地球本影长度大约是月地平均距离的3.5倍，月球直径远小于地球直径，因此绝不可能形成月环食；
【解答】(1)试用斜线表示可能发生月食的区域，如图：
（2）月食有月全食和月偏食两种类型。
（3）读图可知，在A、B两地中发生月偏食的是B地；
11． 读图，回答下列问题。
（1）“金星凌日”是在地球上观察到金星从太阳上移过的现象，图1为发生“金星凌日”现象时的示意图。
①发生“金星凌日”现象时，图2 中金星的位置应在　 　处。
②“金星凌日”现象发生的原理与　 　(填“日食”或“月食”)发生的原理相似。
③会不会出现类似于日全食或月全食的现象 　 　。 理由：　 　。
（2）图3为地球和月球的公转轨道示意图，当月 球全 都 位于 地 球本 影 中时，发生　 　，此时月球位于A、B、C、D四处中的　 　处。
【答案】（1）丁；日食；不会；从地球上观察金星的视面积比太阳的视面积小很多，无法将太阳完全遮住
（2）月全食；C
【解析】金星凌日是指金星位于地球与太阳之间时，金星将太阳照到地球的光挡住了，地球上的人在这点看不到太阳光而成为一个缓慢移动的黑点。
【解答】（1）①当发生“金星凌日”现象时，金星位于地球和太阳之间，金星位于图2中的丁位置。
②金星凌日现象产生时，金星位于地球和太阳的中间，与月球位于地球和太阳中间的日食现象类似。
③金星与地球的距离较远，从地球上观察金星，金星较小，不会出现完全遮挡住照射向地球的太阳光而产生的日全食或月全食。
（2）当月球进入地球的本影时，太阳的光线被地球完全遮挡，月球表面变暗，形成月全食；从示意图中，我们可以推断出当月球位于C处时进入地球的本影，因为此时地球位于月球和太阳之间。
12． 请比较日食和月食全过程，按下列要求说明两者的差异。
（1）两者发生的时间不同：日食发生在　 　，而月食发生在　 　。
（2）两者发生时日、地、月的位置不同：发生日食时，日、地、月排成一条直线，　 　在中间；发生月食时，日、地、月排成一条直线，　 　在中间。
（3）两者发生时先亏损的位置不同：发生日食时日轮先亏损于　 　，而发生月食时月面先亏损于　 　。
【答案】（1）农历初一；满月时(农历十五或十六)
（2）月球；地球
（3）西缘；东缘
【解析】日食是当月球位于太阳与地球之间，三者在同一条直线上时，被不透明的月球挡住了沿直线传播的太阳光，在地球上看不到太阳的现象；月食是当地球位于太阳与月球之间，三者在同一条直线上时，被不透明的地球挡住了沿直线传播射向月球的光，太阳光照不到月球上，看不到月球而形成的。
【解答】(1) 日食和月食的发生都与太阳、地球和月球的相对位置有关。日食发生在农历初一，也就是新月的时候，此时月球位于太阳和地球之间，如果月球的阴影投射到地球上，就会形成日食。而月食则发生在满月时，即农历十五或十六，此时地球位于太阳和月球之间，地球的阴影投射到月球上，形成月食。
(2) 在日食发生时，太阳、地球和月球排成一条直线，且月球在中间。月球挡住了太阳照射到地球上的光线，形成了日食。而在月食发生时，太阳、地球和月球也排成一条直线，但此时地球在中间。地球挡住了太阳照射到月球上的光线，形成了月食。
(3) 在日食发生时，由于月球是自西向东绕地球旋转的，所以月球的阴影会先从太阳的西缘开始遮挡，然后逐渐向东移动。因此，日轮会先在西缘亏损。而在月食发生时，地球的阴影会先从月球的东缘开始遮挡（因为地球的自转方向也是自西向东），然后逐渐向西移动。所以，月面会先在东缘亏损。
13． 读月球运行轨道图，回答下列问题。
（1）当月球由 A 处出发，经过 B、C、D 处再回到A 处时，何处可能看到月食 何处可能看到日食
（2）小明说中秋节看到了月食，小强说中秋节看到了日食，他们中谁的话不可信，理由是什么
（3）小明说发生月食的时候肯定是望(满月)，而望(满月)不一定会发生月食，你认为小明的说法正确吗
【答案】（1）A处可能看到月食；C处可能看到日食
（2）小强的话不可信。理由：中秋节为农历十五，月球位于A位置，不可能发生日食。中秋节如果日、地、月三者正好位于同一直线上，可能会看到月食。
（3）正确
【解析】日食是当月球位于太阳与地球之间，三者在同一条直线上时，被不透明的月球挡住了沿直线传播的太阳光，在地球上看不到太阳的现象；月食是当地球位于太阳与月球之间，三者在同一条直线上时，被不透明的地球挡住了沿直线传播射向月球的光，太阳光照不到月球上，看不到月球而形成的。
【解答】（1）由图可知，当月球位于A处时，月球转到地球背对着太阳的一面，三个天体大致成一条直线时，月球就处在地球的影子里，地球挡住了太阳射向月球的光，因而形成了月食；当月球位于C处时，月亮转到太阳和地球之间时，地球的人观察太阳时，月亮遮挡太阳光线，因而形成了日食。
（2）小强的话不可信。理由：中秋节为农历十五，月球位于A位置，不可能发生日食。中秋节如果日、地、月三者正好位于同一直线上，可能会看到月食。
（3）月食发生时，月球必须位于地球和太阳之间，即处于满月的位置。如果月球不是满月，那么它就不会进入地球的阴影中，也就无法形成月食。但由于月食的发生需要月球、地球和太阳三者恰好或几乎在同一直线上，并且月球必须进入地球的阴影中，因此满月时并不一定会发生月食。
14． 学习了光学知识后，爱动脑筋的小桐和小朵想自己探究小孔成像现象。如图所示，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。
（1）分析比较甲、乙两图，可以得出怎样的结论 答：　 　。
（2）分析比较甲、丙两图，可以得出怎样的结论 答：　 　。
（3）通过实验，可以看到烛焰和灯丝在塑料膜上成的都是　 　(填“正立”或“倒立”)的像，请解释说明小孔成像的原理是　 　。
（4）树荫下的圆形光斑就是　 　通过树叶间的小孔在地面上所成的像。
【答案】（1）小孔成像中所成的像与小孔的形状无关
（2）小孔成像中所成的像与物体的形状有关
（3）倒立；光在同种均匀介质中沿直线传播
（4）太阳
【解析】（1）（2）根据图片分析对照实验中哪个因素不同，从而得到小孔成像中的像的形状的影响因素；
（3）根据前面的结论得到小孔成像的特点和原理；
（4）根据小孔成像的知识分析解答。
【解答】（1）在甲图和乙图中不同的是孔的形状，但所成的像相同，故小孔成像与小孔的形状无关；
（2）在甲图和丙图中不同的是物体的形状，所成的像也不同，故小孔成像由物体的形状决定；
（3）观察三次成像可知：所成的像是倒立的，说明小孔成像的原理是光沿直线传播；
（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像。
15．（2021七上·平阳月考）为了研究影子长度与哪些因素有关，某科学兴趣小组的同学做了以下猜想：①影子长度可能与物体离光源的远近有关；②影子长度可能与光源的高度有关；③影子长度可能与物体高度有关。
于是同学们开始设计并进行实验，实验装置如图所示：在水平地面上坚立固定一根长杆，长杆上装有一个可以上下移动的点光源 A，再在地面上竖立一根短木条(短木条始终低于点光源 A)。
（1）保持短木条的长度和位置不变，该同学将点光源A 从图示位置逐渐向上移动，测得数据如下表：
点光源的高度H/cm 20 30 40 50 60
影子长度L/cm 30 15 10 7.5 6
该科学兴趣小组同学做此实验，想要验证的假设是　 　(填猜想序号）。
（2）分析上述实验数据还可知：在点光源逐渐上移过程中，若点光源高度的增加量相同，则影子长度L的变化量　 　（填“增大”“減小”或“不变”）。
（3）图中s可表示点光源到短木条的距离，如果要研究影子长度L与点光源到短木条的距离s的关系，具体操作是：　 　。
【答案】（1）②
（2）减小
（3）保持点光源位置和短木条长度不变，将短木条沿水平方向向左（向右）移动
【解析】影子是一种光学现象。由于物体遮住了光的传播，不能穿过不透明物体而形成的较暗区域，就是我们常说的影子。
【解答】(1)、 光源的高度从20cm增加到60cm时，影子的长度从30cm变成了6cm，故要验证的假设是影子的长度与点光源的高度的关系；假设 ② 。
(2)、 光源每增加10cm后的影子的变形量分别为15cm；5cm；2.5cm；1.5cm，所以点光源高度的增加量相同，则影子长度L的变化量减小；
(3)、 要研究影子长度L与点光源到短木条的距离S的关系，根据控制变量法知，应当 保持点光源位置和短木条长度不变，将短木条沿水平方向向左（向右）移动 。
16．为什么发生日全食时地球上只有一小部分区域的人可以看到，而发生月食时，面向月球的半个地球上各处的人们可以同时看到 (图中a代表太阳，b代表月球、c代表地球)
【答案】由图中甲可知，月球的本影只落在地球上极小的一个区域内，所以，发生日全食时地球上只有一小部分区域内的人可以看到。当月球运行到地球的本影里时发生月食，如图乙所示，发生月食时凡面向月球的半个地球上的人均可同时看到
【知识点】日食和月食的成因
【解析】 从甲图可知，此时是日食现象，月球的本影只落在地球上极小的一个区域内，所以，发生日全食时地球上只有一小部分区域内的人可以看到。图乙是月食现象，从图中可以看出当月球运行到地球的本影里时发生月食，如图乙所示，发生月食时凡面向月球的半个地球上的人均可同时看到；
故答案为： 由图中甲可知，月球的本影只落在地球上极小的一个区域内，所以，发生日全食时地球上只有一小部分区域内的人可以看到。当月球运行到地球的本影里时发生月食，如图乙所示，发生月食时凡面向月球的半个地球上的人均可同时看到
17． 利用身边常见的物品做一些小实验是同学们学习、研究科学的好方法，也是一种创新。如图所示，请你用塑料吸管和激光笔，从正、反两方面分别设计一个实验方案，探究光在空气中是沿直线传播的。
【答案】正方案：探究光在空气中是沿直线传播的。用激光笔正对着塑料吸管的一端，塑料吸管的另一端正对墙壁，将塑料吸管拉直，用激光笔从管口射入一束光，如果在墙上看到激光投射的亮斑，则说明光在空气中是沿直线传播的。
反方案：探究光在空气中不是沿曲线传播的。把吸管弯曲，用激光笔从管口射入一束光，使吸管另一端始终正对墙壁，并没有在墙上看到激光投射的亮斑，说明光在空气中不是沿曲线传播的
【解析】探究光在空气中是沿直线传播，只需要制造一个直线通道，观察光从一端射进，能不能从另一端射出。探究光在空气中不是沿曲线传播的，可以制造一个曲线通道，观察光从一端射进，能不能从另一端射出，需要多次改变弯曲的情形。另外，光有没有从另一端射出不易直接观察，需要用白墙或光屏来检验。
思维导图
典例分析
举一反三
典例分析
举一反三
典例分析
举一反三
3°
典例分析
举一反三
课后巩固
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第3节日地月的相对运动
考点一、光的直线传播
1.现象探究：光的传播
实验过程 现象 分析总结
点燃一小段艾叶条，打开激光笔，让激光射到充有少量艾叶条烟尘的空气中，光在空气中的传播路径 光在空气中的传播路径是直的
用水溶性荧光笔在水中搅拌几次，或者在水中滴几滴牛奶，让激光射到水中，观察光在水中的传播路径 光在水中的传播路径是直的
让激光射到亚克力板中，观察激光在亚克力板中的传播路径 光在亚克力板中的传播路径是直的
用注射器将200mL浓糖水缓慢注射到荧光液的下方，再将激光束逐渐向下移动，观察激光的传播路径 光在浓度不同的糖水中的传播路径发生弯折
搅拌糖水，再让激光束射过溶液，观察光的传播路径 光在搅匀后的糖水中的传播路径是直的
探究归纳：光在同一均匀介质中是沿直线传播的。
光在同一均匀介质中沿直线传播，“同一”和“均匀”这两个条件缺一不可，必须同时满足，否则，光的传播路径将会发生弯曲。例如，早晨的太阳还在地平线以下时，我们就看到了它，就是因为大气层不均匀，光在其中发生了弯曲。如图所示。
2.光线
(1)概念：为了形象地表示光的传播情况，我们常用一条带箭头的直线表示光的传播路线和方向。
(2)作用：用光线可以简洁明了地表示不同光源的发光情况。
如图甲为平行光源发出的平行光的光线画法，图乙为点光源的光线画法。
科学思维——模型法引入光线:光线不是真实存在的，而是为了方便研究光的传播情况而引入的一种表示光的传播径迹和方向的物理模型。
3.光速
(1)真空中的光速
光在不同介质中传播的快慢是不同的，在真空中的传播速度最大，为c=3×10 m/s=3×105km/s。
(2)不同物质中的光速
光在空气中传播速度接近于真空中的传播速度，一般情况近似认为空气中的光速等于真空中的光速；
光在水中的传播速度约为真空中的 ;光在玻璃中的传播速度约为真空中的2/3
(3)光年：光在真空中1年内传播的距离等于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。
典例1：在“制作小孔成像观察仪”活动中，小可在易拉罐底部开出一个很小的三角形小孔，如图所示。下列说法符合事实的是 (　　)
A．若增大光屏与小孔之间的距离，则屏上的像会变小
B．在圆筒 B端，用半透明薄纸制成光屏
C．小孔成像的原理是光在同一种均匀介质中沿直线传播
D．在半透明薄纸上可以看到三角形的光斑
变式1：一个人沿马路行走时，经过一盏路灯，路灯照射出的人的影子长度会发生变化，其变化的情况应该是 (　　)
A．逐渐变长 B．逐渐变短
C．先变长，再变短 D．先变短，再变长
变式2：下列关于光的传播的说法，正确的是(　　)
A．光能在真空中传播
B．光总是沿直线传播的
C．光每秒传播的距离总是3×108米
D．光在透明固体物质中传播最快
变式3：某科学兴趣小组的小制作——针孔照相机模型如图所示。
（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薯片筒中，为了便于更清楚观察像，应在黑圆纸筒的　 　(填“A”或“B”)端蒙上半透明膜作为光屏。
（2）在此照相机前放置一根点燃的蜡烛，则烛焰在半透明膜上所成的像是　 　(填“正立的”或“倒立的”)；若往外拉圆纸筒，增大半透明膜与小孔之间的距离，则半透明膜上的像的大小将　 　(填“变大”“变小”或“不变”)。
考点二、月球的运动
月球和地球一样不会发光，太阳总是把半个月球照亮。但是我们看到的月球却有圆缺的变化，这是为什么呢
1.月球的特点
月球自身并不发光，它能通过反射太阳光。月球的一面被太阳光照亮，另一面是黑暗的。
2.月球的运动
(1)自转和公转：正如地球绕着地轴自转的同时绕太阳公转，月球也绕着自身的轴自转并绕着地球公转。在地球上我们看到的月球的不同形状与它的公转有关。
(2)周期：月球的自转和公转周期相同，都是27.3日，这就是月球尽管绕着它的轴自转而我们又观察不到它的自转的原因。
3.我们只能看到月球一面的原因
月球在自转的同时，还在绕着地球公转，而月球的自转和公转周期相同，因此地球上的人始终只能看到A点所在的那半个月球，即月球正面，因此月球总是以同一面朝向地球。
4.如果月球不发生自转，我们就可以在同一个月内看到月球的正面和背面。现在人们通过月球探测器，可以拍到月球背面清晰的照片。
典例1：中国发射的“嫦娥四号”，实现了人类历史上的首次着陆月球背面。人类在地球上观测不到月球背面是由于（　　）
A．月球与地球的公转周期相同，方向一致
B．月球的自转与公转周期相同，方向一致
C．月球的公转与地球的自转周期相同，方向一致
D．月球与地球的自转周期相同，方向一致
变式1：（2023七上·北仑期末）月球是地球的卫星，在地球上我们总是只能看到月球的一面，是因为月球绕地球公转的周期与自转的周期相等，将看到地球（　　）
A．只有绕月球的转动，没有自转
B．只有自转，没有绕月球的转动
C．既有绕月球的转动，又有自转
D．既没有绕月球的转动，也没有自转
变式2：（2022七下·南浔期末）地球绕太阳公转的周期为365.2422天，月球绕地球公转的周期为27.3天。根据表中数据，下列最符合事实的是（　　）
　 地球 月球
年龄 45亿年 45亿年
自转周期 24小时 27.3天
表面积 5.1 ×108km2 3.8×107km2
周长 40075.017km 10927km
A．地球的一月是月球的一年
B．月球的自转周期与绕地球公转周期相等
C．月球绕轴自转的周期与地球绕太阳公转的周期相等
D．地球和月球白天的长度相等
变式3：在观察月相时我们发现，月相虽有圆缺变化，但月面的面貌却没有变化，月球的一面始终朝着地球，在地球上看不到月球的另一面(即背面)。为什么会这样呢 请你做一做模拟实验：把一枚1元的硬币平放在桌子上代表地球，再在桌子上放一枚1角的硬币代表月球。在模拟月球绕地球运动时，使1角硬币的“1”字顶端始终朝着1元硬币(如图)。
（1）1角硬币环绕1元硬币转一圈时，1角硬币自己转了多少圈 　 　。
（2）从地球上看月球，人们能看出月球在自转吗 　 　。
（3）由实验可知，月球自转一周的时间与月球绕地球转动一周的时间　 　。
考点三、日食
1.日食的概念
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.日食形成的原因
地球带着月球绕太阳运动，当月球运行到地球和太阳之间，并且三个星球接近排成一条直线时，由于光是沿直线传播的，月球就挡住了一部分太阳光形成月影，从地球上月影所在区域看太阳，太阳全部或部分被月球遮挡，就产生了日食现象。
日食形成示意图
3.日食的类型
日食有日偏食、日环食和日全食三种类型(如下图所示)。
日偏食 日环食 日全食
(1)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。
(2)日环食：当月球运行到地球与太阳之间，月球只遮住了太阳的中心部分，太阳周围露出一圈日面时，出现日环食。
(3)日全食：当月球运行到地球与太阳之间，太阳完全被遮住时，出现日全食。
4.日食发生的时间
(1)当月球处于地球和太阳之间，且三者位置处于近乎一条直线上时，可能发生日食，故日食发生的时间为农历初一(俗称：朔)。此时月相是新月。
(2)由于月球绕地球运动的轨道平面和地球绕太阳运动的轨道平面有一个5°左右的夹角，因此日食并不是每个月都会发生。
5.日食的形成过程
(1)日食亏损方向：由于月球自西向东公转，所以太阳被遮部位从日面的西边开始，东边结束。
(2)持续时间：日地面上移动的速度及地球的自转方向有关。日全食、日偏食和日环食，时间各不相等。食持续的时间长短，同月球影锥在地面上移动的速度及地球的自转方向有关。日全食、日偏食和日环食，时间各不相等。
典例1：（2024七上·镇海区期末）小科在模拟日食实验时，绘制了一张实验图。如图所示，实验中大球代表太阳，小球代表月球，“眼睛”表示小科在地球上的观察点。读图后回答下列问题。
（1）此时，可以观察到的日食类型是　 　。
（2）下列因素中与形成的日食的类型有关的是　 　（填序号）。
①观测者在月球阴影区的位置 ②月球的大小 ③月地距离的不同
变式1：如图所示，这是从月球上拍摄的“日食”照片。下列对这一现象的判断，正确的是 (　　)
A．此时月球正处在太阳和地球之间
B．这张照片可能是在农历正月初一拍摄的
C．在地球上的某一地区可能出现“日食”现象
D．在地球上的某一地区可能出现“月食”现象
变式2：公元前585年5月28日，当两河流域的米底王国与吕底亚王国的士兵们正在交战时，天突然黑了下来，白天顿时变成黑夜。交战的双方惊恐万分，以为“上天”怪罪下来，于是马上停战和好，其实这并不是什么“上天”怪罪，而是一种普通的天文现象。
（1）这种天文现象是（　　）
A．日食现象 B．月食现象 C．流星现象 D．极光现象
（2）这种天文现象发生的时间是农历的（　　）
A．初一 B．初七或初八 C．十五或十六 D．二十二或二十三
（3）发生这种天文现象时，日、地、月三者的位置关系是（　　）
A．太阳—地球—月球 B．地球—太阳—月球 C．地球—月球—太阳
变式3：如图所示是某同学拍摄的某次日全食不同时刻的三张照片。
（1）日食的形成原理是光的________。
（2）请画出发生日食时太阳、地球和月球三者的位置关系图________（画在的方框中）。
（3）按照日食发生的先后，三张照片的顺序是________。
考点四、月食
1.月食的概念
有时候我们会看到月面部分或全部变暗的现象，时间可长达一个多小时，这就是月食。
2.月食发生时月亮的颜色及原因
月食是一种很普通的天文现象，由于地球大气对太阳光的折射，发生月食部分的月球并非全黑，而是呈暗弱的古铜色。
3.月食的形成原因和类型
(1)成因
①月球不会发光，靠反射太阳光而“发光”。
②地球是不透明的球体，太阳光经过地球后，在地球的后面会留下一个阴影，当太阳、地球、月球三者恰好或几乎在同一条直线上，且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被地球遮挡，从而产生了月食。
(2)类型
月食有月全食和月偏食两种类型。地球绕着太阳运动，由于光是沿直线传播的，在背对太阳的方向会产生地球的影子，当月球进入地球影子的不同位置时，地球上的观测者将看到月全食或月偏食现象。月全食是指月球全部进入地球本影中而变暗的现象；月偏食是指月球有一部分进入地球本影区而变暗的现象。
拓展：月球不会发生环食，这主要和地球本影长度有关。地球比月球大得多，地球的本影长度远远大于月球到地球的距离。即使月球在远地点时，月地距离也不及地球本影最短时长度的1/3。这样，月球沿轨道运行的过程中，根本不会出现地球的本影完全投射到月面且小于月面的情况。因此，也就不可能有月环食现象的发生。
4.月食发生的时间
月食发生时，月球、太阳和地球处于(或接近于)同一条直线，且地球正好处于太阳和月球之间，此时的月相为满月，日期是农历十五、十六。但由于月球绕地球运动的轨道平面和地球绕太阳运动的轨道平面有一个5°左右的夹角，因此月食不是每个月都会发生。
5.月食过程
由于月球自西向东公转，月球的东缘先进入地球的本影区域，即月食是月面先亏损于东缘，后复圆于西缘。如右栏图所示。
6.日食、月食的比较
项目 日食 月食
形成原因 月球遮住太阳光，我们看不到太阳或不能看到完整的太阳 地球遮住太阳光，我们看不到月球或不能看到完整的月球
日地月位置关系 日一月一地或地一月一日 月一地—日或日一地—月
出现时间 农历初一，白天 农历十五、十六，晚上
类型 日全食、日偏食、日环食 月全食、月偏食
典例1：下列关于月食的说法，不正确的是 (　　)
A．月球有一部分进入地球本影区时，发生月偏食
B．月球全部进入地球本影中时，发生月全食
C．月食发生在满月时
D．月食分为月全食、月环食、月偏食三类
变式1：2022 年 11 月 8 日，天空中上演了该年度第二次月全食，我国大部分地区可以看到全食阶段的“红月亮”，且越往东部地区，观测条件越好。据此回答下列问题。
（1）在这一天，三个星球间的位置关系是(　　)
A． B． C． D．
（2）月全食发生时的正确顺序是　 　。
变式2：读月食形成示意图，回答下列问题。
（1）在可能发生月食的区域加阴影。
（2）月食有　 　和　 　两种类型。
（3）A、B两地发生月偏食的是　 　地。
变式3：（2023七上·余姚期末）2022年11月8日天宇出现月全食，余姚天气晴好，观测条件甚佳。科学兴趣小组为观测本次月全食做了充分准备并进行了全程观测记录。
小组成员查阅资料了解到，月全食主要分五个阶段：
①初亏：月球刚接触地球本影；
②食既：月球刚好全部进入地球本影；
③食甚：月球中心与地球本影中心最近；
④生光：月球从地球本影冒出的刹那
⑤复圆：月球刚好完全离开地球本影
本次月全食过程及时刻如图甲所示：
小组成员的主要观测记录：月全食是从月球东边进入地球本影开始，至月球西边离开地球本影结束；地球本影在月球上的弧形轮廓模糊，没有平时见到的月相明暗界线清晰；月球全部进入地球本影后，直至全食阶段结束开始生光，始终能看到暗红色的月亮。
请根据资料、小组观测记录及你所拥有的知识，回答下列问题。
（1）本次月食发生时我国农历日期是今年十月　 　(选填“初一”或“十五”)。
（2）图乙是小组成员观察月食和月相变化过程时绘制的两幅图，其中　 　(选填“图一”或“图二”)是同学们绘制的月食图，另一幅是月相图。请你说出月相变化过程与月全食过程有哪些不同：　 　(至少说出两点)。
（3）本次月全食的全食阶段(即月球全部在地球本影内的时段)经历的时间为　 　分钟。
易误易混总结
1.误认为农历初一都会发生日食，农历
十五、十六都会发生月食。
[辨析]日食发生在农历的初一，但月球绕地球运动的轨道平面和地球绕太阳运动的轨道平面有一个夹角，因此，日食并不是每个农历初一都会发生。月食也是同样的道理。
2.误认为发生月全食时月球完全看不见了，像新月的夜晚。
[辨析]月全食发生时，月球进入了地球的影子，但由于地球大气对太阳光的折射，月球并非全黑而看不到，而是呈现暗弱的古铜色。
1.（2022七下·柯桥期末）月食是一种偶尔可以见到的天文奇观，下图中为月食现象的是(　　)
A． B． C． D．
2．当地球上看到月食的时候，站在月球上就(　　)
A．一定能看到地食 B．一定能看到日食
C．也许能看到地食 D．也许能看到日食
3．下列节日中，可能发生月食的是（　　）
A．重阳节 B．元宵节 C．腊八节 D．端午节
4．能正确反映月全食过程各阶段顺序的是（　　）
A．⑥⑤③⑧④①②⑦⑥ B．⑥⑧③⑤④⑦②①⑥
C．⑥⑦②①④⑧③⑤⑥ D．⑥①②⑦④⑧③⑤⑥
5．发生月食部分的月球并非全黑，而是呈暗弱的古铜色，这主要是（　　）
A．月球发出古铜色的光 B．月面反射太阳光
C．地球大气折射太阳光 D．月球表层的岩石呈古铜色
6.平时我们在地球上是看不到月球背面的，其原因是 (　　)
①光的直线传播原理
②月球的自转周期与地球的自转周期相同
③月球的公转周期与地球的自转周期相同
④月球的公转周期与自转周期相同
A．①② B．①④ C．③④ D．②③
7.（2023七下·东阳期末）2023年4月20日，罕见的日全环食在天幕上演，这是一次全食、环食、偏食三合一的混合日食现象。日食发生时，日、地、月三者的位置关系是（　　）
A． B．
C． D．
8． 月全食形成的条件包括 (　　)
①太阳、地球、月球三者的位置成一条直线
②地球在太阳和月球之间
③月球在太阳和地球之间
④月球全部进入地球本影中
⑤地球被月球本影扫过
⑥地球和月球皆不发光
A．①③④⑥ B．①②⑤⑥ C．①③⑤⑥ D．①②④⑥
9．下列关于甲、乙两图所表示的意义，说法正确的是 (　　)
A．两图都表示日食的成因
B．两图都表示月食的成因
C．甲图表示月食的成因，乙图表示日食的成因
D．甲图表示日食的成因，乙图表示月食的成因
10．读月食形成示意图，回答下列问题。
（1）试用斜线表示可能发生月食的区域。
（2）月食有　 　和　 　两种类型。
（3）A、B两地发生月偏食的是　 　地。
11． 读图，回答下列问题。
（1）“金星凌日”是在地球上观察到金星从太阳上移过的现象，图1为发生“金星凌日”现象时的示意图。
①发生“金星凌日”现象时，图2 中金星的位置应在　 　处。
②“金星凌日”现象发生的原理与　 　(填“日食”或“月食”)发生的原理相似。
③会不会出现类似于日全食或月全食的现象 　 　。 理由：　 　。
（2）图3为地球和月球的公转轨道示意图，当月 球全 都 位于 地 球本 影 中时，发生　 　，此时月球位于A、B、C、D四处中的　 　处。
12． 请比较日食和月食全过程，按下列要求说明两者的差异。
（1）两者发生的时间不同：日食发生在　 　，而月食发生在　 　。
（2）两者发生时日、地、月的位置不同：发生日食时，日、地、月排成一条直线，　 　在中间；发生月食时，日、地、月排成一条直线，　 　在中间。
（3）两者发生时先亏损的位置不同：发生日食时日轮先亏损于　 　，而发生月食时月面先亏损于　 　。
13． 读月球运行轨道图，回答下列问题。
（1）当月球由 A 处出发，经过 B、C、D 处再回到A 处时，何处可能看到月食 何处可能看到日食
（2）小明说中秋节看到了月食，小强说中秋节看到了日食，他们中谁的话不可信，理由是什么
（3）小明说发生月食的时候肯定是望(满月)，而望(满月)不一定会发生月食，你认为小明的说法正确吗
14． 学习了光学知识后，爱动脑筋的小桐和小朵想自己探究小孔成像现象。如图所示，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。
（1）分析比较甲、乙两图，可以得出怎样的结论 答：　 　。
（2）分析比较甲、丙两图，可以得出怎样的结论 答：　 　。
（3）通过实验，可以看到烛焰和灯丝在塑料膜上成的都是　 　(填“正立”或“倒立”)的像，请解释说明小孔成像的原理是　 　。
（4）树荫下的圆形光斑就是　 　通过树叶间的小孔在地面上所成的像。
15．（2021七上·平阳月考）为了研究影子长度与哪些因素有关，某科学兴趣小组的同学做了以下猜想：①影子长度可能与物体离光源的远近有关；②影子长度可能与光源的高度有关；③影子长度可能与物体高度有关。
于是同学们开始设计并进行实验，实验装置如图所示：在水平地面上坚立固定一根长杆，长杆上装有一个可以上下移动的点光源 A，再在地面上竖立一根短木条(短木条始终低于点光源 A)。
（1）保持短木条的长度和位置不变，该同学将点光源A 从图示位置逐渐向上移动，测得数据如下表：
点光源的高度H/cm 20 30 40 50 60
影子长度L/cm 30 15 10 7.5 6
该科学兴趣小组同学做此实验，想要验证的假设是　 　(填猜想序号）。
（2）分析上述实验数据还可知：在点光源逐渐上移过程中，若点光源高度的增加量相同，则影子长度L的变化量　 　（填“增大”“減小”或“不变”）。
（3）图中s可表示点光源到短木条的距离，如果要研究影子长度L与点光源到短木条的距离s的关系，具体操作是：　 　。
16．为什么发生日全食时地球上只有一小部分区域的人可以看到，而发生月食时，面向月球的半个地球上各处的人们可以同时看到 (图中a代表太阳，b代表月球、c代表地球)
17． 利用身边常见的物品做一些小实验是同学们学习、研究科学的好方法，也是一种创新。如图所示，请你用塑料吸管和激光笔，从正、反两方面分别设计一个实验方案，探究光在空气中是沿直线传播的。
思维导图
典例分析
举一反三
典例分析
举一反三
典例分析
举一反三
3°
典例分析
举一反三
课后巩固
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