2.4 光的色散
一、多选题
1.下列关于光现象的描述,错误的是( )
A.电视机遥控器是利用紫外线工作的
B.色光的三原色为红、绿、蓝
C.人们利用红外线的热效应消毒杀菌
D.验钞机利用红外线辨别钞票的真伪
二、单选题
2.下列常见的光现象中,属于光的反射的是( )
A.一叶障目,不见泰山 B.镜花水月
C.雨后的天空出现彩虹 D.海市蜃楼
3.戴蓝色眼镜的人看到白纸和黑纸的颜色( )
A.蓝色、黑色 B.白色、蓝色
C.白色、黑色 D.黑色、黑色
4.下列说法正确的是( )
A.根据紫外线能使荧光物质发光可以制成紫外线夜视仪
B.用手机摄像头扫描二维码,二维码是光
C.电视机的遥控器可以发出不同的红外线脉冲来实现对电视机的遥控
D.彩色电视机的色彩是用红、黄、蓝三种色光按不同的比例混合得到的
5.在生活中经常提到的“影”与我们所学到的光学知识有关。下列现象中与“立竿见影”中的“影”形成原因一致的是( )
A.
水中“倒影” B.树荫下的光斑
C.
筷子在水面“折断” D.
雨后的彩虹
三、简答题
6.今年国庆期间上映了许多好看的电影,比如说热播的《长津湖》,深受同学们的喜欢,细心的同学会发现,电影的幕布都要用白色的而且是粗糙的布制成,请你从光学的角度解释一下?
7.教室里的银幕,常用较粗的白色布料制成,为什么
8.多媒体教室中的投影屏幕为什么采用粗糙的白布做成
四、作图题
9.凸透镜由多个三棱镜组成,不同颜色的光经凸透镜折射后的焦距是不同的。请你在图中画出平行于凸透镜主光轴的红光、紫光经凸透镜折射后的光线。(图中F1、F2两点表示焦点)
10.如图所示太阳光通过三棱镜照射到白屏上,请在图中用“”大致画出紫光的位置:
五、实验题
11.在下列探究光现象实验中。
(1)如图甲所示,这种现象叫做光的______。产生这一现象的原因是三棱镜对不同颜色的光______(选填“反射”或“折射”)程度不同。把温度计玻璃泡放在彩色光带外侧A点处,发现其示数升高明显,表明该处存在人眼看不见的______。在太阳发出的光中,只有______具有消毒灭菌作用;
(2)在探究平面镜成像特点的实验中,如图乙所示:
①组装器材时,要使玻璃板与水平桌面相互______;
②实验需要记录像与物的大小关系,还需要记录物理量______和______;
③实验中如果将蜡烛B也点燃,对实验的影响是______(写出一条)。
12.某同学在探究光的色散现象时,看到白光经三棱镜后,光屏上自上而下出现了红橙黄绿______紫的色带,受此启发,在测量凸透镜的焦距时,该同学想再进行一个实验:如果分别用红光和紫光平行于同一个凸透镜的主光轴射入,看它们的焦距是否相同,你觉得红光的焦距______紫光的焦距(选填“大于”、“等于”或“小于”)。理由是______。
13.通过探究,我们对太阳光有了更多的了解。
(1)太阳光通过三棱镜后,在光屏上呈现彩色光带,这说明太阳光是由______混合而成的;光屏上A、B是光带边缘的色光,其中A为______光;
(2)用温度计测试不同区域内光的热效应时,可以用 ______包裹温度计的玻璃泡(填“白纸”或“黑纸”),从而使它的示数变化更明显;实验表明,A外侧的不可见光______的热效应最显著;
(3)若以vA、vB表示两种色光在空气中的传播速度,则vA______vB(选填“大于”“小于”或“等于”)
14.某校研究性学习小组进行了一组光学综合实践活动。
(1)如图甲将红、绿、_______三种色光照白纸上,中间相互重叠区域会出现白色;
(2)如图乙小明想通过A、B两张纸片上的小孔看见烛焰,他应将烛焰、两个小孔和人眼调到_______上,此时看见的烛焰_______(选填“是”或“不是”)烛焰通过小孔成的像;
(3)如图丙用一束绿色激光照射到一个白色气球表面,若要将此气球射破,则要把气球上被照亮的区域用颜料涂成_______色(选填“红”或“绿”),气球能被激光射破,说明了光具有_______;
(4)如图丁是小明用乒乓球、足球和灯泡来演示日食现象,其中乒乓球代表_______。
15.在下列探究光现象实验中。
(1)如图甲所示,这种现象叫做光的______。把温度计玻璃泡放在彩色光带外侧A点处,发现其示数升高明显,表明该处存在人眼看不见的______。将绿底、红字的小纸片放在光屏上绿光区域,小纸片呈现______底、______字;
(2)在探究平面镜成像特点的实验中,如图乙所示。
①组装器材时,要使玻璃板与水平桌面相互______;
②实验需要记录像与物的大小关系,还需要记录物理量______和______;
③实验中如果将蜡烛B也点燃,对实验的影响是______(写出一条)。
六、填空题
16.如图,让一束太阳光通过挡光板的狭缝照射到三棱镜的一个侧面上,调整三棱镜,在另一侧的光屏上可观察到彩色光带,这是光的_________(直线传播/反射/折射)现象。若要检验100元人民币的真伪,用_________(红外线/紫外线)检验。
17.如图所示,让一束白光经过三棱镜,在三棱镜后放置一薄透镜(用虚线框表示),光通过透镜后射在乙位置的白色光屏上、若将光屏放在甲位置时,观察到从上到下色光的颜色是:红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫。
(1)白光通过三棱镜,分解成各种颜色的光。此现象叫光的_______。
(2)实验中的薄透镜是_______透镜(选填“凸”、“凹”),判断的依据是_______;在乙位置,光屏A点色光的颜色是_______色。
18.小明和小华在公园游玩时看见了一些现象,他俩从物理角度议论起了下列问题:
(1)阳光下,小明看见自己在地面上留下了影子,可以用光的______知识来解释。看见公园中红色的花朵,是因为花______(选填“反射”或“吸收”)红色光的缘故。
(2)来到湖边,小刚看见湖水中的鱼在蓝天白云间游弋,看见的鱼是光的______形成的像,看见水中的蓝天白云是光的______形成的______像。
19.电视机屏幕呈现的各种色彩是由红、_____、蓝三种色光混合而成的。电视机遥控器可以发出_____线,实现对电视机的控制。
20.电视机屏幕呈现的各种色彩是由红、_____、蓝三种色光混合而成的。电视机遥控器可以发出_____线,实现对电视机的控制。
参考答案:
1.ACD
【解析】
【详解】
A.电视机遥控器是利用红外线工作的,故A错误,符合题意;
B.色光的三原色为红、绿、蓝,故B正确,不符合题意;
C.紫外线化学效应强,能杀菌,所以人们利用紫处线消毒杀菌,故C错误,符合题意;
D.验钞机利用紫外线辨别钞票的真伪,故D错误,符合题意。
故选ACD。
2.B
【解析】
【详解】
A.一叶障目不见泰山是由光的直线传播形成的,故A不符合题意;
B.镜花水月属于平面镜成像,是由光的反射形成的,故B符合题意;
C.雨过天晴时,常在天空出现彩虹,这是太阳光通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,故C不符合题意;
D.海市蜃楼是由于空气的密度不均匀而引起的,是一种由光的折射产生的现象,故D不符合题意。
故选B。
3.A
【解析】
【详解】
白纸能反射红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫七种色光,太阳光是白光,包括所有的色光,所以太阳光照射到白纸上,白纸反射的蓝光能透过蓝色的镜片,其它的六种色光都被蓝色的镜片吸收,所以人看的白纸是蓝色的;黑纸吸收所有色光,所以看黑纸时没有任何色光进入眼睛,看到的纸是黑色的。故A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
4.C
【解析】
【详解】
A.根据紫外线能使荧光物质发光可以制成验钞机,根据红外线的热效应,可以制成红外线夜视仪,故A错误;
B.用手机摄像头扫描二维码,二维码自身不发光,不是光,故B错误;
C.电视机的遥控器可以发出不同频率的红外线来实现对电视机的遥控,故C正确;
D.彩色电视机的色彩是用红、绿、蓝三种色光按不同的比例混合得到的,故D错误。
故选C。
5.B
【解析】
【详解】
A.“立竿见影”中的“影”是影子,是由光的直线传播形成的;水中倒影属于平面镜成像,平面镜成像是光的反射原理,故A不符合题意。
B.树荫下的光斑属于小孔成像,是由光的直线传播形成的,故B符合题意。
C.筷子在水面“折断”,是由于光的折射形成的现象,故C不符合题意。
D.雨过天晴时,常在天空出现彩虹,这是太阳光通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,故D不符合题意。
故选B。
6.见解析
【解析】
【详解】
电影院的幕布使用白色而且粗糙的布做成,是因为白布能反射各种色光,使所看到的像更加逼真,且光能在表面粗糙的布上发生漫反射,反射光线射向四面八方,能进入各位观众的眼睛,使观众都能看到幕布上的像。
7.见解析
【解析】
【详解】
电影银幕和教室里的投影屏幕都是用粗糙白布制成的,是为了让光线射到上面发生漫反射,让各个地方的人都能看到画面或者黑板上的字;荧幕做成白色,因为白色能反射各种颜色的光,故不同位置的观众都可以看到色彩正常的画面。
8.详见解析
【解析】
【详解】
银幕用粗糙的布是利用漫反射,能使教室内各个座位上的同学都能看到画面.银幕是白色的,是利用白色能反射所有的色光,使学生能看到多彩的画面.
9.
【解析】
【详解】
由光的色散现象可知,不同的单色光通过棱镜时的偏折程度不同。根据光谱可知,红光的偏折程度最小,所以折射光线指向F2;紫光的偏折程度最大,所以折射光指向F1。根据红光的偏折程度小,所以焦距大;紫光的偏折程度大,所以焦距小。如下图所示:
10.
【解析】
【分析】
白光经三棱镜后,白纸上自上而下出现了红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫的色带,是因为不同颜色的光经玻璃的折射本领不同,红光的偏折程度小,紫光的偏折程度大。
【详解】
如图所示,白光经过三棱镜后在照射在白纸上,白纸上出现了彩色的光带,自上而下出现的颜色是红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫,这是光的色散现象,紫光在最下侧:
。
11. 色散 折射 红外线 紫外线 垂直 像距 物距 干扰对A的像的观察
【解析】
【详解】
(1)[1][2]太阳光是复色光,经三棱镜折射后,由于不同的色光偏折情况不同,会分解成七种颜色的光。这种现象叫光的色散。
[3]红外线有热效应,对外辐射热量,把温度计玻璃泡放在彩色光带外侧A点处,发现其示数升高明显,表明该处存在人眼看不见的红外线。
[4]紫外线可以破坏及改变微生物的DNA(脱氧核糖核酸)结构,使细菌当即死亡或不能繁殖后代,故紫外线具有消毒灭菌作用。
(2)[5]当玻璃板与桌面不垂直时,像就会成在桌面的上方或下方,故为保证像成在桌面上,要使玻璃板与水平桌面相互垂直。
[6][7]实验中要比较像与物到平面镜的距离,所以要测量并记录像距与物距。
[8]实验中主要是观察A发出的光经玻璃板反射后所成的像,如果点燃B则会干扰对A的像的观察。
12. 蓝靛 大于 玻璃对红光的偏折角度较小
【解析】
【详解】
[1]三棱镜对光线的偏折情况,可以得出,红光被偏折的程度小,紫光被偏折的程度大,红光偏折光屏上自上而下出现了红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫的色带。
[2][3]根据三棱镜对光线的偏折情况,可以得出,红光被偏折的程度小,紫光被偏折的程度大,当红光和紫光分别平行于凸透镜的主光轴射向相同的凸透镜时,红光的会聚较强,所以红光的焦点距离透镜远,而紫光的焦点离透镜近,所以红光的焦距大。
13. 各种色光 红 黑纸 红外线 大于
【解析】
【详解】
(1)[1][2]太阳光经过三棱镜的折射后,被分解成红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫光,说明了太阳光是复合光,不是单色光,由各种颜色的光复合而成,且光屏上A为红光,B为紫光。
(2)[3]用温度计测试不同区域内光的热效应时,由于不透明的黑色物体,可以吸收所有的色光,可以加强吸热效果,用黑纸包裹温度计的玻璃泡。
[4]红光以外是红外线,红外线的热效应比较强,温度计玻璃泡放在红光外侧时,温度计的示数会明显升高。
(3)[5]在空气中,红光的传播速度比较大,紫光的传播速度较小,即
vA>vB
14. 蓝 同一直线上 不是 红 能量 月球
【解析】
【详解】
(1)[1]红、绿、蓝被称为光的三原色,如图甲将红、绿、蓝三种色光照白纸上,中间相互重叠区域会出现白色。
(2)[2][3]因为光是沿直线传播的,所以图乙通过两个小孔去观察烛焰,若要看到烛焰,应满足的条件是眼睛、两个小孔和蜡烛在同一直线上,此时看见的烛焰发出的光,不是蜡烛通过小孔成的像。
(3)[4][5]由于用绿色激光照射气球,红色能够吸收所有绿光,故把气球上被照亮的区域用颜料涂成红色;因为光具有能量,所以气球能被激光射破。
(4)[6]日食是由于月球挡住了太阳射向地球的光线,故灯泡代表太阳,乒乓球代表月亮球,足球代表地球。
15. 色散 红外线 绿 黑 垂直 物体到平面镜的距离 像到平面镜的距离 像会更不清晰
【解析】
【详解】
(1)[1]图甲中,太阳光经过三棱镜被分解为红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫等七种色光的现象叫作光的色散。
[2]红外线具有热效应,处于其中的物体温度会升高,把温度计玻璃泡放在彩色光带外侧A点处,发现其示数升高明显,表明该处存在红外线。
[3][4]将绿底、红字的小纸片放在光屏上绿光区域,不透明物体的绿色部分能够反射绿光,看起来是绿色,红色部分不能反射绿光,看起来是黑色,小纸片呈现绿底、黑字。
(2)①[5]为了比较像和物大小及确定像的位置,要使玻璃板与水平桌面相互垂直放置。
②[6][7]实验中,需要记录像与物的大小关系,为了比较像和物到平面镜的距离的大小关系,还需要记录物体到平面镜的距离和像到平面镜的距离。
③[8]将另一侧的蜡烛点燃,结果使得玻璃后面太亮,前后对比不明显,所以像会更不清晰。
16. 折射 紫外线
【解析】
【详解】
[1]在三棱镜另一侧的光屏上可观察到彩色光带,该现象称为光的色散,是由光的折射形成的。
[2]由于紫外线能使荧光物质发光,若要检验100元人民币的真伪,可利用紫外线检验。
17. 色散 凸 经过三棱镜的光线经薄透镜折射后,折射光线比原来会聚了 紫
【解析】
【详解】
(1)[1]太阳光通过三棱镜被分解成各种色光的现象叫光的色散现象。
(2)[2]由图可知,经过三棱镜的光线经薄透镜折射后,折射光线比原来会聚了,所以实验中的薄透镜是凸透镜。
[3][4]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,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;而紫光在最下方,故在乙位置,光屏A点色光的颜色是紫色。
18. 直线传播 反射 折射 反射 虚
【解析】
【详解】
(1)[1]由于光是沿直线传播的,射向地面的太阳光被身体挡住,就在地面上形成了光线照不到的阴暗区,即影子。
[2]太阳光照在红色的花朵上,其他颜色的光都被吸收了,只有红光被反射,所以呈现红色。
(2)[3]看到的水中的鱼,由于光的折射,从上面看时,会感到鱼的位置比实际位置高一些,是鱼的虚像。
[4][5]蓝天白云是光的反射在水中形成的虚像,同平面镜成像道理一样,平面镜成像是光的反射现象;所成的像是正立的虚像。
19. 绿 红外
【解析】
【详解】
[1]彩色电视机画面上的颜色是由光的三原色红、绿、蓝三种色光混合而成。
[2]遥控器是利用红外线来工作的,实现对电视机的控制。
20. 绿 红外
【解析】
【详解】
[1]彩色电视机画面上的颜色是由光的三原色红、绿、蓝三种色光混合而成。
[2]遥控器是利用红外线来工作的,实现对电视机的控制。