【典例1】一个夏天的下午,小雨和爸爸坐车出行时发现前方地面在“晃”动,咨询老师才知道是因为空气受热不均匀造成光在不均匀空气中不是沿直线传播的。为了验证这种分析是否正确,回到家后,小雨利用一支激光笔、一个装有酒精的浅盘、一些火柴,进行了如下的探究。
(1)如图4.1-1所示,将激光笔固定在小桌上沿水平方向照射,用喷壶向激光笔的前方喷水,看到激光笔发出的一束红光射向墙面,墙面上有一个红色光点保持不动。

(2)如果要让这束红光穿过不均匀的空气,小雨接下来的做法应该是:
将装有酒精的浅盘放在激光笔前方的下侧,用火柴点燃酒精
。
(3)如果小雨的分析是正确的,那么他观察到的现象应该是:
墙上红色的光点在晃动
。
(4)无论是固体、液体还是气体,光在
同种均匀介质
中都是沿直线传播的。
解析 (2)如何让这束红光穿过不均匀的空气,较直接的办法就是利用酒精燃烧来加热空气,这样就可以让酒精上方的空气变得不均匀。
(3)如果小雨的分析是正确的,那么他观察到的现象应该是墙上红色的光点在晃动,也就是在不均匀的空气中光沿曲线传播。
(4)无论是固体、液体还是气体,光在同种均匀介质中都是沿直线传播的。
答案 (2)将装有酒精的浅盘放在激光笔前方的下侧,用火柴点燃酒精 (3)墙上红色的光点在晃动 (4)同种均匀介质
答案:(2)将装有酒精的浅盘放在激光笔前方的下侧,用火柴点燃酒精
(3)墙上红色的光点在晃动
(4)同种均匀介质
解析:
【分析】本题探究光的直线传播条件,核心是明确光仅在同种均匀介质中沿直线传播。要让红光穿过不均匀空气,需先制造不均匀空气环境,利用酒精燃烧加热空气使空气密度不均,再观察光的传播对应的现象,验证分析结论。
【解析】(2)要形成不均匀空气,可通过酒精燃烧加热空气实现,因此将装有酒精的浅盘放在激光笔前方的下侧,用火柴点燃酒精,酒精燃烧会使周围空气受热,形成不均匀的空气层;(3)若分析正确,光在不均匀空气中传播路径会弯曲,所以墙面上的红色光点会晃动;(4)光沿直线传播的前提是在同种均匀介质中,因此无论固体、液体还是气体,光在同种均匀介质中都是沿直线传播的。
【答案】(2)将装有酒精的浅盘放在激光笔前方的下侧,用火柴点燃酒精;(3)墙上红色的光点在晃动;(4)同种均匀介质
【知识点】光的直线传播、介质与光的传播
【点评】本题结合生活现象设计实验,考查学生对光的直线传播条件的理解与应用,实验设计简单直观,能帮助学生巩固知识点,属于基础探究题。
【难度系数】0.5
【典例2】下列选项所述不能用光的直线传播来解释的是(
B
)
A.井底之蛙,所见甚少
B.太阳光穿过大气层射向地面的过程中发生弯曲
C.检查一块木头是否平直,可以闭上一只眼,用另一只眼沿棱的长度方向看过去
D.激光准直
解析 地球表面的大气层不均匀,地表附近的空气密度较大,引起光的传播方向的变化,早晨,太阳在地平线以下时,我们就看到了它。其他情境都能用光的直线传播来解释。
答案 B
答案:B
解析:
【分析】首先回忆光的直线传播的条件:光在同种均匀介质中沿直线传播,若介质不均匀,光会发生折射。接下来逐一分析选项:A选项“井底之蛙,所见甚少”是因为光沿直线传播,只能看到井口对应的小范围;B选项太阳光穿过不均匀的大气层时,传播方向弯曲,属于光的折射现象;C选项检查木头平直利用了光沿直线传播,若棱的各点在同一直线上,视线能沿棱延伸;D选项激光准直是利用光的直线传播来校准方向。据此找出不能用光的直线传播解释的选项。
【解析】A选项:井底之蛙的视野受限是由于光在同种均匀介质中沿直线传播,只能看到井口范围内的物体,能用光的直线传播解释;B选项:地球大气层不均匀,太阳光穿过大气层时会发生折射,传播方向弯曲,不能用光的直线传播解释;C选项:检查木头平直时,闭上一只眼沿棱看,利用了光沿直线传播,若棱的各点在同一直线上,视线能沿棱延伸,符合光的直线传播;D选项:激光准直是利用光的直线传播来保证方向准确,能用光的直线传播解释。因此答案选B。
【答案】B
【知识点】光的直线传播、光的折射
【点评】本题考查光的直线传播的应用及条件,需明确光沿直线传播的前提是同种均匀介质,区分直线传播与折射现象,属于基础概念类题目,难度不大。
【难度系数】0.6
随堂练习
知识点一 光源
1. 有下列事物:①闪电;②月亮;③太阳;④钻石;⑤电灯;⑥发光二极管;⑦无影灯。其中(填序号):
(1)一定是光源的是
①③
;
(2)可能是光源的是
⑤⑥⑦
;
(3)属于天然光源的是
①③
。
答案:(1)①③
(2)⑤⑥⑦
(3)①③
解析:
【分析】
首先明确光源的定义:自身能够发光的物体叫做光源,分为天然光源(自然界中天然存在的自身发光的物体)和人造光源(由人类制造、需人为条件才能发光的物体)。判断时需注意:反射其他物体光的物体不是光源,需人为条件才发光的物体属于“可能是光源”。逐个分析各事物:①闪电是自然放电自身发光,属于天然光源;②月亮反射太阳光,自身不发光,不是光源;③太阳自身核聚变发光,属于天然光源;④钻石反射光,自身不发光,不是光源;⑤电灯只有通电时才发光,不通电时不发光,属于可能是光源;⑥发光二极管需通电才发光,属于可能是光源;⑦无影灯需通电才发光,属于可能是光源。
【解析】
1. 一定是光源:需自身一定能发光,不受人为条件影响,故为①闪电、③太阳;
2. 可能是光源:需人为条件(如通电)才发光,故为⑤电灯、⑥发光二极管、⑦无影灯;
3. 天然光源:是自然界天然存在的自身发光的物体,故为①闪电、③太阳。
【答案】
(1)①③;(2)⑤⑥⑦;(3)①③
【知识点】
光源的概念;天然光源与人造光源的区别
【点评】
本题考查光源的分类,核心是理解光源“自身发光”的本质,区分天然光源与需人为条件的人造光源,易错点在于误将反射光的物体(如月亮、钻石)当作光源,或混淆“一定是光源”与“可能是光源”的情况。
【难度系数】
0.3