卷子答案网-一个不只有答案的网站2.4 光的色散
一、单选题
1．下列成语中，能用光的反射知识解释的是（ ）
A．五光十色 B．镜花水月 C．立竿见影 D．海市蜃楼
2．2020年6月21日下午，我国许多地方都出现了日环食，它属于日食中的一种，属于比较难遇到的一种日食，而这次日环食相当特别，还被称之为金环日食。所谓的金环日食是指太阳百分之九十九被覆盖遮挡，只有一圈金边可以被看到这是相当特别的奇观。如图所示，日环食现象形成的原因是（ ）
A．光的直线传播 B．光的反射
C．光的折射 D．光的色散
3．下列现象中由光的直线传播形成的是（ ）
A．凿壁借光 B．渔民叉鱼
C．自行车尾灯 D．雨后彩虹
4．下列关于“光现象”的说法正确的是（ ）
A．光垂直射到平面镜上时，其反射角为90°
B．光从空气进入水中，传播方向一定改变
C．太阳光经过三棱镜后被分解为红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫七色光
D．人远离平面镜时，镜中的像将变小
5．晴朗的天空，万里无云时，人们常发现天空的颜色呈现（ ）
A．红色 B．黄色 C．蓝色 D．紫色
二、简答题
6．电影院里，电影幕布都是用白色而且粗糙的布制成的。请你从光学的角度解释其中的道理：________；
7．投影仪的银幕总是用白色的布来做，这是为什么？
8．为什么电影院幕布用的是粗糙的白色幕布？
三、作图题
9．一束白光斜射到三棱镜O点，经折射后白光被分解为七种颜色的单色光，如图所示（图中只标注了其中两种色光的光路）。请在图中从O点开始画出黄色光a和蓝色光b的大致光路。
10．如图所示，一束白光透过三棱镜发生色散现象，图中已画出红光的折射情况，请参考红色光的光路，画出紫色光的光路图（要求画出折射光线和法线）。
四、实验题
11．三棱镜是一种重要的光学元件，光通过三棱镜的传播路线是怎样的呢？小越用红光以一定角度射到三棱镜上，光路图如图甲所示。改变入射角度，光路图如图乙、图丙所示。
（1）经过两次折射后，红光均向三棱镜的______（选填“顶角A”或“底面BC”）偏折。这个规律对于其他的单色光成立吗？小越选用其他不同的单色光重复上述实验，发现了同样的规律；
（2）了解了小越的探究后，老师建议小越把凸透镜分割成两部分进行思考，如图丁所示。小越经过分析和综合，理解了凸透镜对光具有______作用的原因；
（3）利用三棱镜还可以进行的探究实验是______。
12．在探究“平面镜成像时，像的位置、大小跟物体的位置、大小的关系”的实验时，所用的器材有：两个相同的蜡烛A和B、薄玻璃板、白纸、刻度尺、三角板等。
（1）在水平桌面上铺上白纸，将玻璃板竖立在白纸上，沿着玻璃板在白纸上画一条直线MN，代表___________的位置；
（2）点燃蜡烛A，竖立在玻璃板前面，再拿___________（选填“点燃”或“未点燃”）的蜡烛B竖立在玻璃板后面，当蜡烛B移动到某位置时，看上去它跟蜡烛A的像完全重合，如图甲所示。这个位置就是蜡烛A的像的位置，分别记下蜡烛A和像的位置，标记为a和a′；
（3）移动蜡烛A，重复（2）的实验两次，蜡烛A和像的位置分别标记为b和b′、c和c′。在白纸上处理的信息如图乙所示；
分析白纸上信息，可以得出的结论是：___________；
（4）本实验在探究“像与物的大小关系”和“像与物的位置关系”时，蜡烛B分别起到替代不同对象的作用。请在这两个探究问题中任选一个问题写出蜡烛B所替代的对象。___________。
13．如图所示，在暗室中做光的色散实验：
（1）实验中可以观察到白色光屏上出现红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫等色光，最早通过实验来研究该现象的是英国物理学家 ______。
（2）在三棱镜与白屏之间插一块玻璃发现白屏上的各种色光分布没有任何变化，则该玻璃的颜色是 ______色的。
（3）拿掉玻璃，将白屏换成蓝色屏，我们 ______（选填“仍能”或“不能”）看到彩色光带。
（4）若要检验100元人民币的真伪，可将它放在 ______（选填“Ⅰ”、“Ⅱ”或“Ⅲ”）区域内。
14．小明和小华发现光斜射入玻璃中会发生偏折。为了反映光偏折程度的差异，他们将“入射角与折射角的比值”定义为“偏折比”。于是他们想探究“光折射时，偏折比与什么因素有关”。经过讨论后，他们提出了以下几种猜想：
猜想1：与光在玻璃中通过的路程有关；
猜想2：与玻璃的种类有关；
猜想3：与玻璃的颜色有关。
（1）根据所学知识，他们经过讨论，判断猜想1是________（选填“正确”或“错误”）的，判断的依据是________。
（2）将一束光穿过如图甲的普通无色玻璃砖，若光在玻璃砖上表面折射时的“偏折比”为1.25，则光在下表面折射时的“偏折比”为________。
（3）为探究猜想2，小明又用一块形状和长度与普通无色玻璃砖相同、但厚度变小的水晶无色玻璃砖进行实验。当两束平行白光以相同入射角斜射入两玻璃砖上表面中点处，光从两玻璃砖下表面射出位置到玻璃砖左端的距离相等。由此可知，在相同条件下，普通无色玻璃对白光的“偏折比”比水晶无色玻璃对白光的“偏折比”________（选填“大”或“小”）。
（4）进一步分析，由于不同颜色的光通过三棱镜的折射程度________（选填“相同”或“不同”），他们认为猜想3是正确的。小华只将图甲中的普通无色玻璃砖分别换成形状、大小完全相同的普通红色玻璃砖和普通绿色玻璃砖，使两束平行白光以相同入射角斜射入两玻璃砖上表面中点处（如图甲），光从玻璃砖下表面射出位置如图乙，则在相同条件下，普通________（选填“红色”或“绿色”）玻璃对光的“偏折比”大。
（5）如图丙，分别用太阳光平行于相同形状的凸透镜的主光轴射入，由普通________（选填“红色”或“绿色”）玻璃制成的凸透镜焦距大。
15．小乐利用光具座研究凸透镜成像的规律。
（1）当小乐将三个元件移动到图示位置时，光屏中心出现了清晰的像，则光屏上像的性质为___________。
（2）在（1）的基础上，保持凸透镜不动，将蜡烛移至20cm刻度处，若仍要在光屏上得到清晰的像，应进行的操作是___________。
（3）若实验中用发绿光的F字形作光，也恰好在图示位置，光屏上有清晰的F字形的像，此时，将光换成大小和形状都相同、发红光的F字形，要在光屏上得到清晰的像，理论上应将光屏向___________（选填“左”或“右”）移到合适位置，这是因为凸透镜对红光的偏折能力更___________（选填“强”或“弱”）。
五、填空题
16．各种颜色的光是由色光的三原色混合组成，这三种色光是红、___________、蓝。我们看到飘扬的红旗，是因为红旗___________（“吸收”或“反射”）了红色光。
17．为有效预防新冠肺炎病毒的传播，落实“入校前体温检测”制度，各中小学校配备了“测温枪”，如图所示，它是利用_______（选填“红外线”或“紫外线”）进行测量的。现在儿童青少年电子产品使用增多、户外活动减少，增加了近视发生率，近视眼需要佩戴_______透镜矫正视力。
18．杨老师在上物理课时，将发光的手机屏幕放到显微镜下给同学观察，发现手机屏幕的像素点是由红、___________、蓝三种发光点构成的；杨老师在投影屏幕上播放一张美丽的照片，然后将投影屏幕换成一块黑布，则同学们___________（填“能”或“不能”）看到这张美丽的照片。
19．如图所示，A图中，验钞机是利用了紫外线能使_____发光的原理工作的；B图中，电视遥控器是用_____（选填“红外线”或“紫外线”）来遥控电视机的。彩色电视机画面的颜色是由_____三种色光合成的。
20．如图所示，小明让一束太阳光照射到三棱镜上，发现同一介质对不同色光的折射程度不同，白光进入某种介质发生折射时，______光偏折程度最大；该色光之外人眼看不见的光是______，请举一例该看不见的光在生活中的应用______。
参考答案：
1．B
【解析】
【详解】
A．五光十色是形容色彩的丰富，是光的色散现象，故A不符合题意；
B．镜里的花，水里的月，属于平面镜成像，是由光的反射形成的，故B符合题意；
C．立竿见影属于影子，是由光的直线传播形成的，故C不符合题意；
D．海市蜃楼是光经过不均匀的大气时发生的折射现象，故D不符合题意。
故选B。
2．A
【解析】
【详解】
当月亮在地球和太阳之间，由于光沿直线传播，太阳光被月球挡着而照射不到地球，我们在地球上就只能看见部分太阳，这就是日食；日环食是日食的一种，发生时太阳的中心部分黑暗，边缘仍然明亮，形成光环。这是因为月球在太阳和地球之间，但是距离地球较远，不能完全遮住太阳光而形成的。
故选A。
3．A
【解析】
【详解】
A．凿壁借光是由于光的直线传播形成的，故A符合题意；
B．渔民叉鱼是由于光的折射的缘故，故B不符合题意；
C．自行车尾灯是由相互垂直的平面镜组成的，属于光的反射，故C不符合题意；
D．雨后彩虹是光的色散现象，其实质是光的折射形成的，故D不符合题意。
故选A。
4．C
【解析】
【详解】
A．光垂直射到平面镜上时，其反射角为0度，故A错误；
B．当光从空气垂直进入水中时，光的传播方向不发生改变，故B错误；
C．三棱镜可以把太阳光分解成红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫几种不同颜色的光，这一现象叫做光的色散，因此太阳光是由七种颜色的光组合而成，故C正确。
D．人离平面镜较远时，在镜中所成的像与人大小相等，故D错误。
故选C。
5．C
【解析】
【详解】
太阳光线射入大气层后，遇到大气分子和悬浮在大气中的微粒会发生散射。波长较短的紫、蓝、靛色光波最容易被散射，而波长较长的红、橙、黄色光的透射能力较强，它们能穿过大气分子和微粒，保持原来的方向前进，很少被空气分子散射。对下层空气分子来讲，主要是蓝色光被散射出来，因而天空呈蓝色，故ABD不符合题意；故C符合题意。
故选C。
6．见解析
【解析】
【详解】
白色幕布可以反射所有颜色的光，使所看到的像更加逼真，幕布表面粗糙使光线发生漫反射，使光线向各个方向传播，以便使坐在不同位置上的人都能看到。
7．见解析
【解析】
【详解】
因为白色物体可以反射所有色光，使图象看上去不会失真，使观众能看到真实的画面，所以投影仪的银幕是白色的布来做的。
8．见解析
【解析】
【详解】
电影院幕布用粗糙的白布的两个原因：（1）白布表面粗糙（不光滑）能使光发生漫反射，使反射光线射向各个方向，能使坐在不同位置上的人都能看到幕布上的图像。（2）白色能反射所有颜色的光，能使观众看到色彩正常的画面。
9．
【解析】
【详解】
过折射点作法线，再根据光从空气斜射入玻璃时，折射角小于入射角作出玻璃砖中的折射光线；过玻璃砖右侧的折射点作法线，根据光从玻璃斜射入空气时，折射角大于入射角作出空气中的折射光线；白色光经过三棱镜后产生色散现象，在光屏由下至上依次为红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫。由此可知不同色光的折射程度不同，紫光偏折最大，红光的偏折程度最小，则蓝色光b比黄色光a的偏折能力大，所以黄色光a在上，蓝色光b在下，如下图所示：
10．
【解析】
【详解】
白色光经过三棱镜后产生色散现象，在光屏由下至上依次为红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫。由于紫光的折射率最大，所以偏折最大；红光的折射率最小，则偏折程度最小。先过入射点画垂直于界面的法线，再根据光的折射规律画出光路图，如图所示
11． 底边BC 会聚 研究白光是由哪些颜色的光组成的
【解析】
【详解】
（1）[1]由图甲、图乙、图丙分析可知，经过两次折射后，红光都向底边BC偏折。
（2）[2]凸透镜可以看出是两个三棱镜，两个三棱镜底边BC重合，当光线传播到凸透镜上，光线会向BC偏折，即起到会聚作用。
（3）[3]三棱镜还可以研究光的色散，研究白光是由哪些光组成的。
12． 平面镜 未点燃 平面镜成像时，像和物体到平面镜的距离相等；像和物体连线与镜面垂直 探究“像与物的大小关系”，蜡烛B替代蜡烛A
【解析】
【详解】
（1）[1]玻璃板竖立在白纸上，沿着玻璃板在白纸上画一条直线MN，这条线记录的是平面镜的位置。
（2）[2]如果点燃玻璃板后方的蜡烛B，平面镜则因为光太亮而几乎无法分清镜中的烛焰是像还是对面B的烛焰，难以确定像的位置，从而对实验造成影响，所以实验过程中蜡烛B不需要点燃。
（3）[3]由图乙可知，像到平面镜的距离和物到平面镜的距离的关系为
所以像到平面镜的距离等于物到平面镜的距离。由图乙可知，、、的连线和平面镜MN相互垂直，所以像与物的连线与平面镜垂直。
（4）[4]探究“像与物的大小关系”，根据等效替代法，蜡烛B替代蜡烛A与蜡烛A的像进行比较像与物的大小关系。
13． 牛顿 白 不能 I
【解析】
【详解】
（1）[1]本实验为光的色散现象，最早通过实验来研究该现象的是英国物理学家牛顿。
（2）[2]在三棱镜与白屏之间插一块玻璃，发现白屏上的各种色光分布没有任何变化，可知该玻璃可透过所有色光，说明这块玻璃的颜色是白色的。
（3）[3]拿掉玻璃，将白屏换成蓝色屏，则此屏只能反射蓝光，而吸收其它色光，因此我们不能看到彩色光带。
（4）[4]图中三棱镜倒放，则由下到上，依次是红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫，则Ⅰ区域为紫外线，可使荧光物质发光，可用来检验100元人民币的真伪。
14． 错误 玻璃的厚度改变时，光的入射角和折射角都不变 0.8 大 不同 绿色 红色
【解析】
【详解】
（1）[1][2]光只在两个介质相交处发生偏折，与光在玻璃中走过的路程无关，由下图（1）可知，玻璃的厚度改变时，光的入射角和折射角都不变，
故猜想1错误。
（2）[3]将一束光穿过如图甲的普通无色玻璃砖，若光在玻璃砖上表面折射时的“偏折比”为1.25，如图（1）所示，光在玻璃砖上表面的偏折比为
那么光在下表面的偏折比为
（3）[4]如图（1）和图（2）中光线所示，水晶玻璃厚度小，普通无色玻璃砖厚度大，如果射出点相同，那么在厚度大的砖块中，光的偏折更大一点，也就是说，光在普通无色玻璃砖中，光的偏折比更大。
（4）[5][6]进一步分析，如图2所示，红光在左边，绿光在右边，那么绿光的偏折更大，不同颜色的光在三棱镜中偏折程度不同。
（5）[7]当红光和绿光分别平行射向相同的凸透镜时，红光的会聚点，也就是红光的焦点距离透镜远，而绿光的焦点离透镜近，所以红光的焦距大。
15． 倒立缩小的实像 见解析 右 弱
【解析】
【详解】
（1）[1]根据能在光屏上成像，得出一定是实像，然后根据物距大于像距，可知，光屏上的像为倒立缩小的实像。
（2）[2]在（1）的基础上，保持凸透镜不动，将蜡烛移至20cm刻度处，根据物近像远像变大的特点，若仍要在光屏上得到清晰的像，应进行的操作是将光屏向右移至合适位置，待光屏上有较清晰像后再左右移动光屏，直到光屏上的像最清晰。
（3）[3][4]若实验中用发绿光的F字形作光，也恰好在图示位置，光屏上有清晰的F字形的像，此时，将光换成大小和形状都相同、发红光的F字形，根据光的色散我们知道，红光的偏折能力没有绿光的偏折强，所以要在光屏上得到清晰的像，理论上应将光屏向右移到合适位置。
16． 绿 反射
【解析】
【详解】
[1]用放大镜观察彩色电视画面，可以发现是由红、绿、蓝三种色光混合而成的。
[2]红旗是不透明的物体，在太阳光照射下，红旗只反射红光，吸收其它颜色的光，所以看到红旗呈红色。
17． 红外线 凹
【解析】
【详解】
[1]据红外线的特点可知，由于红外线热效应强，所以测温枪的工作原理是利用红外线的热效应。
[2]近视眼是晶状体变厚，折光能力变强，像成在视网膜的前方；凹透镜对光线有发散作用，佩戴后，可使射入眼睛的光线分散，能使像成在视网膜上，所以近视眼用凹透镜来矫正。
18． 绿 不能
【解析】
【详解】
[1]手机屏幕的像素点是由红、绿、蓝三种发光点构成的。
[2]杨老师在投影屏幕上播放一张美丽的照片，然后将投影屏幕换成一块黑布，由于黑色的物体可以吸收各种色光，所以同学们不能看到这张美丽的照片。
19． 荧光物质 红外线 红、绿、蓝
【解析】
【详解】
[1]验钞机是利用了紫外线能使荧光物质发光的原理工作。
[2]电视遥控器是用红外线来遥控电视机的。
[3]彩色电视机画面的颜色是由红、绿、蓝三种色光合成的。
20． 紫 紫外线 验钞
【解析】
【详解】
[1][2]由于不同颜色的光的波长不同，通过三棱镜的折射程度不同，红光的偏折程度最小，紫光的偏折程度最大，所以白光经三棱镜后，光屏上自上而下出现了红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫的色带，紫光以外是紫外线，人眼看不见。
[3]紫外线可以验钞、杀菌。
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