内容正文:
3.3 光的直线传播(考点解读)(原卷版)
1、光线、光速和光年
(1)光线:光线是表示光的传播方向的直线,光线是一种几何的抽象,在实际当中不可能得到一条光线.口语中光线亦可指光源辐射的光。
(2)光速:光在真空中的传播速度是,而在空气中传播速度接近于在真空中的传播速度,也认为是,光在水中的传播速度约为,在玻璃中的传播速度约为。
(3)光年:光年是指光在1年中的传播距离,1光年9.46×1015m。
2、光在均匀介质中沿直线传播
(1)光在同一种均匀介质中沿直线传播。
(2)光能在固体、液体、气体中传播。
(3)光沿直线传播的前提是在同种均匀介质中。光的直线传播不仅是在均匀介质,而且必须是同种介质。可以简称为光的直线传播,而不能为光沿直线传播。
(4)光在两种均匀介质的接触面上是要发生折射的,此时光就不是直线传播了。
3、光直线传播的应用:光直线传播的应用的原理就是光在均匀介质中直线传播,光沿直线传播的应用实例很多,例如:(1)小孔成像;(2)射击瞄准;(3)激光准直;(4)排直队要向前看齐等;(5)影子的形成(6)日月食的形成。
【考点1 光线、光速和光年】
【典例1-1】(2021秋•裕华区校级期中)物理学中用一条带箭头的直线表示光的传播路径和方向,并将这条带箭头的直线称为光线,这种研究方法叫建立模型法,下面关于光和光线的说法中正确的是( )
A.光和光线都是真实存在的
B.光和光线都不是真实存在的
C.光是真实存在的,而光线不是真实存在的
D.光不是真实存在的,而光线是真实存在的
【典例1-2】(2023春•西峰区校级月考)设光在真空中的传播速度为v1,光在水中的传播速度为v2,光在普通玻璃中的传播速度为v3,则它们之间的大小关系是( )
A.v1<v2<v3 B.v1>v2=v3 C.v1>v2>v3 D.v1=v2=v3
【典例1-3】(2023•惠城区一模)如图所示为数学实践小组开展“利用勾股定理测量旗杆高度”的活动。旗杆影子的形成是光的 (选填“直线传播”“反射”或“折射”)现象,光在真空中的传播速度是 m/s,光是一种 (选填“电磁波”或“超声波”)。
【变式1-1】(2023•蓬江区模拟)天文学中常用光年表述星体离地球的距离,所谓光年是光在1年中通过的距离,如果光速为每秒30万千米,则1光年变换成米作单位的数量级为( )
A.1012 B.1014 C.1016 D.1018
【变式1-2】(2022秋•益阳期末)下列关于声和光的说法中,正确的是( )
A.声和光传播都需要介质 B.光速和声速一样大
C.声传播需要介质,光传播不需要介质 D.光的传播速度是3×108m/s
【变式1-3】(2022秋•丰县期中)光在均匀介质中是沿直线传播的,我们常用一条带箭头的直线表示光的传播 和方向,这种表示的方法也有不足,比如无法表示光的 (请举例写出一条)。
【考点2 光在均匀介质中沿直线传播】
【典例2-1】(2023•平罗县二模)如图所示,下列光现象的成因与“日食形成的原因”相同的是( )
A.水面“折”枝 B.照镜子
C.手影 D.拱桥倒影
【典例2-2】(2023•柳南区二模)(多选)如图所示的四个光现象中,说明光沿直线传播的是( )
A.小孔成像 B.手影
C.雨后空中的彩虹 D.日食
【典例2-3】(2023•苏州一模)“大树底下好乘凉”,如图所示,从物理学角度可知乘凉的区域实际是大树的 (选填“影子”“实像”或“虚像”),其原理是 。
【变式2-1】(2023•黑龙江)下列现象中能用光沿直线传播解释的是( )
A.筷子变“弯” B.小孔成像
C.雨后天空彩虹 D.山在水中的倒影
【变式2-2】(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.“弯折”的筷子
【变式2-3】(2022秋•东莞市期末)2020年4月24日,江西福建多省地区的人们看到太阳周围出现了一圈彩色的光带,这种现象叫做日晕,如图(a),这是太阳光在不均匀的大气层中发生 形成的;2020年6月21日,重庆大部分地区都观测到了日环食,如图(b),日环食是由于光 形成的,请同学们再列举一个生活中与日环食形成原因相同的例子: 。
【考点3 光直线传播的应用】
【典例3-1】(2023•广东二模)如图所示,日晷是古代利用太阳的投影来测定时间的工具,其应用的主要光学原理是