(暑假衔接)专题17 光的色散(知识梳理+五大考点讲练+真题演练+过关检测)2024-2025学年人教版物理八年级上册全程通关讲练测精编讲义
2024-06-15
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普通
资源信息
| 学段 | 初中 |
| 学科 | 物理 |
| 教材版本 | 初中物理人教版八年级上册 |
| 年级 | 八年级 |
| 章节 | 第5节 光的色散 |
| 类型 | 教案-讲义 |
| 知识点 | - |
| 使用场景 | 寒暑假-暑假 |
| 学年 | 2024-2025 |
| 地区(省份) | 全国 |
| 地区(市) | - |
| 地区(区县) | - |
| 文件格式 | ZIP |
| 文件大小 | 1.37 MB |
| 发布时间 | 2024-06-15 |
| 更新时间 | 2024-06-15 |
| 作者 | 勤勉理科资料库 |
| 品牌系列 | - |
| 审核时间 | 2024-06-15 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/45775476.html |
| 价格 | 3.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
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内容正文:
2024-2025学年人教版物理八年级上册全程通关讲练测精编讲义(暑假衔接)
专题17 光的色散
(知识梳理+五大考点讲练+真题演练+过关检测)
1.通过观察生活中的现象,知道太阳光是由各种色光组成的;
2.通过实验,了解太阳光是由红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫七种色光组成的;
3.知道色光的三原色,色光按不同比例混合可以形成丰富的色彩;
4.了解可见光谱,以及红外线与紫外线的应用。
知识点01:光的色散
人们总是认为白色是最单纯的颜色。直到英国物理学家牛顿用玻璃三棱镜分解了太阳光,发现了光的色散现象,才揭开了光的颜色之谜。
1.现象探究:光的色散
(1)探究过程
如图,让一束太阳光照射到三棱镜上,通过三棱镜偏折后照射到白色光屏上,结果在光屏上出现一条彩色的光带,光带的颜色依次为红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫。
(2)探究归纳
①太阳光(白光)不是单色光,而是由各种颜色的光混合而成的,白光时复色光;
②不同的单色光通过三棱镜时偏折程度不同,红光偏折最小,紫光偏折程度最大。各种单色光偏折程度从小到大依次为红光、橙光、黄光、绿光、蓝光、靛光和紫光。
单色光和复色光
所谓的“单色光”是指白光经三棱镜折射后所分离出的红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫七种色光,因为这种被分解的色光,即使再一次通过三棱镜也不会再分解为其他的色光,所以物理学中将这七种颜色的光叫单色光;而由“单色光”混合成的光称为“复色光”。
2.色散的概念
太阳光是白光,它通过三棱镜后别分解成各种颜色的光,这种现象叫光的色散。
3.生活中的色散现象
雨后天空悬浮着大量细小的水珠,太阳光照射到这些小水珠上,经反射和折射后发生色散现象,形成绚丽的彩虹。
易错提醒
三棱镜色散实验的实质是光的折射。太阳光从空气射向三棱镜时发生了折射,折射光从三棱镜射向空气时再次发生折射,由于各种色光发生折射的偏转程度不同,所以各种色光折射后就按一定的顺序分散成一条光带。
知识点02:探究光的折射时的特点
1.色光的三原色
(1)太阳可以分解为七种单色光,但实际上大自然中的色彩远比这七种颜色更丰富,这是因为单色光按照不同比例混合后会产生各种不同颜色的光;
(2)大量实验发现,把红、绿、蓝三种色光按照不同比例混合,就可以产生各种颜色的光,而红、绿、蓝三种色光都不能由其他颜色的光混合而成,因此人们把红、绿、蓝叫做色光的三原色。
不能简单的认为色光的混合是光的色散的逆过程。例如,红光和绿光能混合成黄光,但黄光通过三棱镜时并不能分解成红光和绿光。
2.色光混合的应用
色光的混合在科学技术中有着广泛的应用,彩色电视机呈现的丰富的色彩就是由三原色混合而成的。彩色电视机的荧光屏上有着很多微小的发光点,分别能够发出红、绿、蓝三种色光,通过电路控制三种色光的强弱,就可混合处绚丽多彩的色彩。如果用放大镜观察正在播放节目的电视机屏幕,就能在屏幕上看到红、绿、蓝三种颜色的光点。
物体的颜色
一般来说,物体呈现出不同的颜色是由物体对不同色光的作用决定的。
(1)透明物体的颜色是由该物体能透过的色光决定的。例如,红色玻璃片呈现红色,是因为它只能透过红颜色的光,吸收其他颜色的光;
(2)不透明物体的颜色是由该物体能反射的色光的颜色决定的。例如,绿纸呈现绿色,是因为它只反射绿光,吸收其他色光;黑色物体吸收各种色光,不反射任何颜色的光;白色物体反射所有色光,不吸收任何色光。
知识点03:看不见的光
1.可见光谱
三棱镜把太阳光分解成不同颜色的光,它们按照红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫的顺序排列,形成太阳的可见光谱,如图所示。可见光指的是人眼可以看到的各种色光。
在可见光谱的红光之外有红外线,紫光之外有紫外线。红外线和紫外线人眼都看不见,这部分光叫做不可见光。
(1)太阳可以分解为七种单色光,但实际上大自然中的色彩远比这七种颜色更丰富,这是因为单色光按照不同比例混合后会产生各种不同颜色的光;
(2)大量实验发现,把红、绿、蓝三种色光按照不同比例混合,就可以产生各种颜色的光,而红、绿、蓝三种色光都不能由其他颜色的光混合而成,因此人们把红、绿、蓝叫做色光的三原色。
2.红外线
(1)概念
让一束白光通过三棱镜发生色散形成光谱,若将非常灵敏的温度计分别放到色散后不同颜色的光处,都能检测到温度的上升。如果把温度计放在红外以外的地方,温度也会上升,说明红外以外也有能量辐射,只不过人眼看不见。我们把红光之外的辐射叫红外线。一切物体都在不断地辐射红外线,物体的温度越高,辐射出的红外线越强。
(2)特性及应用
特性
应用
工作原理
热作用强
红外线烤箱、用红外线烘干汽车表面的喷漆、浴室暖灯释放红外线、红外线理疗仪等
各种物体吸收了红外线后温度都会上升
穿透云雾能力强
红外线高空摄像机
利用灵敏的红外线探测器接收物体发出的红外线,再用电子仪器对接收到的信息进行处理,就可以显示出被测物体的形状和特征
抗干扰能力强
红外线遥控器
电视机、空调等家用电器的遥控器前端有一个发光二极管,按下不同的键时,发光二极管可以发出不同的红外脉冲,以实现对电视机、空调器的控制
一切物体都在不停辐射红外线,温度越高辐射越强
红外线测温仪、红外线夜视仪、红外感应灯、红外自动门、卫生洁具的自动控制等
人体可以发出红外线,可以通过红外线感应装置进行体温测量以及实现自动控制
3.紫外线
(1)概念:在光谱紫端以外,还有一种看不见的光,叫做紫外线。
(2)特性及应用
特性
应用
化学作用
紫外线可以照相机的胶片感光,因而可利用紫外线进行摄影
生理作用
适当的紫外线照射有助于人体合成维生素D,对骨骼的生长和身体健康都有好处;紫外线能杀死微生物,可用紫外线灯霉菌、治疗皮肤病等
荧光作用
在紫外线照射下荧光物质会发光,可用于鉴别纸币、古字画及商标的真伪等
(3)紫外线的危害
①过量的紫外线能伤害人的皮肤,轻则使皮肤粗糙,重则诱发皮肤癌。电焊的弧光中有强烈的紫外线,因此电焊工人在工作时必须穿好防护服,戴好防护面罩;
②太阳光是天然紫外线的来源。太阳光中有大量的紫外线,如果这些紫外线全部到达地面,地球上的生物将不能生存。但太阳光中的紫外线大部分没能到达地面,这是因为大气层上部的臭氧层有能吸收太阳光中的紫外线的特性,大部分紫外线都被臭氧层吸收了,保护地球生物不受到紫外线的伤害,因而保护地球臭氧层具有重要的意义。
易错提醒
1.红外线与红光、紫外线与紫光都是不同的,红外线和紫外线是看不见的光,而红光、紫光是可见光;
2.红外线、紫外线也是光,也遵循光的传播规律。在均匀同种介质中,红外线、紫外线也是沿直线传播的;若遇到反射面,也会发生反射,且反射时都遵循光的反射定律。
考点01:光的色散现象
【典例精讲01】(2024•寻甸县二模)中华诗词博大精深、源远流长,关于诗词中的光现象,下列说法正确的是( )
A.“海上生明月”,明亮的月亮是自然光源
B.“明镜可鉴形”,镜子可以成像是因为光发生了折射
C.“朝辞白帝彩云间”,彩云是由光的反射形成的
D.“起舞弄清影”,影是光的直线传播形成的
【变式训练1-1】(2024•长沙模拟)关于光现象,下列说法正确的是( )
A.光从空气垂直射入水中时,入射角等于90°
B.雨后晴朗的夜晚,迎着月光走,地上发亮的是水
C.日食是由光的折射形成的
D.雨后彩虹是由光的直线传播形成的
【变式训练1-2】(2024•沙坪坝区模拟)人类历史上系统研究光学的先驱墨子利用小孔成像实验证明了 ,多年之后,我国另外一位科学家沈括系统描述了这一现象,并解释了彩虹是由光的 (选填“反射”或“折射”)形成的。
【变式训练1-3】(2024•梧州模拟)英国物理学家牛顿使用玻璃三棱镜分解了太阳光,太阳光经三棱镜被分解为红、橙、黄、 、蓝、靛、紫等各种颜色的光,这种现象叫做光的 (选填“反射”或“色散”)。
考点02:色光的三原色和色光的混合
【典例精讲02】(2024•雁塔区校级四模)2024年春节联欢晚会中,来自西安分会场的《山河诗长安》让人眼前一亮。这个节目通过增强现实AR技术,让李白跨越时空、乘鹤而来、饮酒对诗、观今日西安,让大唐不夜城,再现盛世长安恢宏景象。并以此刻画中国文化极致的浪漫与温情。以下说法正确的是( )
A.永宁门城墙的彩灯是自然光源
B.李白的影子形成的原理是光的折射
C.舞蹈演员唐诗逸在镜面一样舞台上表演时形成倒影的原理是反射
D.通过电视机看到盛世长安的五彩斑斓是由红、绿、黄三种色光混合而成
【变式训练2-1】(2024•无锡一模)光的世界精彩纷呈,绚丽多彩,下列有关光学知识的描述中正确的是( )
A.光在同种介质中沿直线传播
B.光的三原色是红、黄、蓝
C.古籍中记载“背日喷乎水,成虹霓之状”是光的色散
D.湿地公园岸边的美景在湖水中的倒影是实像
【变式训练2-2】(2023秋•利川市期末)根据生活经验,电视遥控器发出的信号,碰到墙壁或玻璃时
(“会”或“不会”)发生反射。如图所示,让红、绿、蓝三种单色光等比例照射到屏上,中间叠加区域呈白色,正中央的亮度与单色区比较会 (“稍亮”“稍暗”或“差不多”)。
【变式训练2-3】(2023秋•海东市期末)2023年9月23日晚,第十九届亚洲运动会开幕式在浙江省杭州市隆重举行,现场升中华人民共和国国旗,奏唱国歌。观众能从不同角度看到国旗,是因为光射到国旗上发生了 (选填“漫反射”或“镜面反射”)。小明通过电视看了直播,电视屏幕上的彩色画面是由红、绿、 三种色光混合而成的。
考点03:物体的颜色
【典例精讲03】(2024•建昌县二模)如图所示,建昌龙潭大峡谷玻璃悬索桥,是葫芦岛境内的首座玻璃悬索桥。下列有关说法正确的是( )
A.游客在透明玻璃中所成的像是光的折射形成的
B.游客的衣服呈黄色,是因为衣服吸收黄光
C.游客在透明玻璃中的像与人的大小相同
D.太阳光下的玻璃栈道亮得刺眼,说明玻璃栈道是光源
【变式训练3-1】(2024•吴江区二模)一束圆形红光和一束圆形绿光从不同的角度照射到白色的墙壁上,合成一个圆形的光斑,现将闪电形状的不透明卡片放在绿色光束中,如图所示,则墙壁上“闪电”的颜色是( )
A.红色 B.绿色 C.黑色 D.黄色
【变式训练3-2】(2024春•郑州期中)假期里,小鹏来到龙湖公园游玩。他站在湖边的花园里望向湖水,看见小鱼在红花间“穿行”。花看起来呈红色是因花瓣 (选填“反射”或“吸收”)了红色光;所看到的“鱼”,其实是水中鱼的 (选填“实像”或“虚像”)。
【变式训练3-3】(2024•姑苏区一模)小明随同父母在金鸡湖畔游玩时,看到绿树葱葱,是因为绿叶 (吸收/反射)绿光,观察到茂密树荫的地面上有一个个圆形的小光斑,这些圆形光斑是由于 而形成的太阳的“像”。
考点04:红外线
【典例精讲041】(2024•吴中区模拟)红外线测温仪是利用红外线 效应工作的,其中 图能反映测温过程中红外线的传播情况(填“甲”或“乙”)。
【变式训练4-1】(2023秋•铜仁市期末)《浴血无名川》讲述了志愿军狙击手英勇作战的故事。狙击手趴伏时,瞄准镜的物镜上覆盖有伪装网,目的是防止光滑的镜片发生 (选填“镜面”或“漫”)反射暴露目标;由于人体会辐射出 (选填“红外”或“紫外”)线,在现代战争中狙击手可以使用热成像仪寻找目标。
考点05:紫外线
【典例精讲05】(2024•辽宁一模)下列设备中利用紫外线制成的是( )
A.遥控器 B.验钞机
C.夜视仪 D.火情侦测仪
【变式训练5-1】(2023秋•驿城区期末)下列有关光现象的说法中正确的是( )
A.城市中的光污染是由于光发生漫反射的缘故
B.小孔成像是由于光的直线传播形成的
C.我们看到水中的鱼比实际位置要深是由于光的折射形成的
D.在医院的手术室、病房里,常可以看到用红外灯来灭菌
【变式训练5-2】(2024•东港区校级一模)现在很多大厦安装了自动门,当有人靠近时,接收到人体发出的
门会自动打开。验钞机是利用 具有使荧光物质发光的性质来显示钞票上隐含的标记的。
【变式训练5-3】(2023秋•宁德期末)“晴天晒被子”利用了太阳光中的 杀菌,有益健康;电视遥控器利用 传递信号,方便观看。
1.(2023•巴中中考真题)下列有关光现象解释正确的是( )
A.树荫下的光斑——光沿直线传播
B.彩虹的形成——光的反射
C.镜中花,水中月——光的折射
D.海市蜃楼——光的色散
2.(2023•苏州中考真题)“霜叶红于二月花”。秋天的枫叶呈现红色是因为它( )
A.反射了红光 B.吸收了红光
C.反射了红、绿、蓝光 D.吸收了红、绿、蓝光
3.(2023•达州中考真题)光的世界精彩纷呈,绚丽多彩,下列有关光学知识的描述中正确的是( )
A.光在同种介质中沿直线传播
B.光的三原色是红、黄、蓝
C.张志和在《玄贞子》中记载“背日喷乎水,成虹霓之状”是光的色散
D.莲花湖湿地公园岸边的美景在湖水中的倒影是实像
4.(2023•黄冈中考真题)2023年5月13日,我省多个地区的人们看到太阳的周围出现一个彩色的光圈,如图。这是一种罕见的天象——日晕,它是光透过高空云层中的冰晶 形成的,这种现象说明太阳光 (选填“是”或“不是”)单色光。
5.(2023•黑龙江中考真题)电视机的遥控器是利用 来实现遥控的,我们可以从不同的方向看到同一个物体是因为光在物体表面发生了 反射。
1.(2024•碑林区校级模拟)后海水幕电影灯光秀气势恢宏,色彩绚烂,千变万化,亦真亦幻,给人们消夏纳凉、休闲娱乐带来了新的生活情趣。下列说法正确的是( )
A.彩色灯光是由光的三原色红、黄、蓝混合而成的
B.我们从各个角度都能看见水幕上的影像是因为光在水幕上发生了镜面反射
C.观众能看到水幕上的影像是因为灯光照在水幕上发生了折射
D.夜空中笔直的光束说明光在均匀介质中沿直线传播
2.(2024•建邺区二模)如图所示的光现象,描述错误的是( )
A.图甲中,用玻璃板代替平面镜是为了成像更清晰
B.图乙中,小孔成像成的是烛焰倒立的实像
C.图丙中,光的色散现象说明白光由多种色光混合而成
D.图丁中,反射光线虽杂乱无章,但仍然遵循光的反射定律
3.(2024•雁塔区校级模拟)古诗词是中华传统文化的精简之一,我们在欣赏的时候,经常发现与物理知识息息相关。下列说法中正确的是( )
A.“白纸黑字”是因为黑字反射了所有色光
B.“举杯邀明月,对影成三人”中的“明月”是光源
C.“香炉初上日,瀑水喷成虹”中的“虹”是光的色散现象
D.“一道残阳铺水中,半江瑟瑟半江红”,半江红是由于光的折射形成的
4.(2024•长春二模)疫情期间,检测体温的额温枪用的是( )
A.紫外线 B.红外线 C.可见光 D.红光
5.(2024•淄博一模)生活处处有物理,留心观察皆学问,下列生活中的现象及其解释正确的是( )
A.夏日浓荫中的圆形光斑,是由光的反射形成的
B.植物的叶子是绿色,是因为叶子只反射绿色光
C.“水中月、镜中花”,是由光的折射形成的
D.验钞机可以检验钞票真伪,是因为红外线可以使荧光物质发光
6.(2024春•新吴区校级期中)2024年3月24日,无锡马拉松在一场樱花雨中拉开帷幕。如图为鼋头渚景区外的彩绘樱花赛道,图中柳树的影子是光的 形成的,我们从不同方向看到赛道上彩绘的樱花是由于光发生了 ,看到路边绿色的树叶是因为绿色的树叶只 (选填“反射”或“吸收”)绿光。
7.(2024•和平区校级模拟)美丽的城市广场中,有美妙的音乐喷泉。喷泉会伴随着动听的音乐左右摇摆。有时还能看见漂亮的“彩虹喷泉”,如图所示,我们听到的音乐是通过 传播到人耳的;看到的“彩虹”是一种光的 现象。
8.(2024•揭东区一模)如图所示,2024年3月29日,揭东地区的人们看到太阳的周围出现一个彩色的光圈,仿佛祥瑞降临。这是一种罕见的天象——日晕,它是光透过高空云层中的冰晶 形成的(选填“直线传播”、“反射”或“折射”),这种现象说明太阳光 (选填“是”或“不是”)单色光。光的三原色为红、 、蓝。
9.(2024•鼓楼区二模)条形码通常由黑色和白色的平行线条组成,这些线条的排列和间距代表了特定的信息。当条形码扫描器照射它时,黑条纹将光 (选填“反射”或“吸收”),白条纹将光 (选填“反射”或“吸收”),再通过电脑解码就可以获取考生相关信息。如果条形码贴歪一些,将 (选填“影响”或“不影响”)信息的读取。
10.(2024•柳州二模)太阳光是白光,它在空气中沿 传播,通过棱镜后,被“分解”成各种颜色的光,这种现象叫光的 。
11.(2022秋•新城区期中)一束白光射向三棱镜,经过三棱镜后在光屏上得到彩色光带,请在图中标注出红光和紫光。
12.(2023秋•连平县期末)下面是对太阳光发生色散现象的探究实验。
实验一:用平面镜引入一束日光,通过狭缝照到三棱镜上,如图所示,调整棱镜的方位,在白色光屏上可以看到白光通过棱镜折射后得到包含七种颜色的彩色光带,把白纸放在棱镜前,看到照到棱镜上的光是白光,由此得知白光通过棱镜折射后分解成各种颜色的色光;
实验二:在狭缝前放置红色玻璃(或蓝色玻璃),用白纸显示出照在三棱镜上的光是红光(或蓝光);通过三棱镜后,光改变了传播方向,但不分解,仍然是红光(或蓝光)。
问题:
(1)你认为太阳光通过棱镜后在光屏上得到了七色光是因为 ;
A.太阳光中含有七色光,由于光的折射,通过棱镜后各色光分散开了
B.棱镜中含有七色光,有太阳光通过时各色光分散出来
(2)从(1)中答案可知:太阳光是一种复色光,通过棱镜折射后发生了 现象;
(3)由实验现象可以看出各色光通过棱镜时, 光的偏折最大、 光的偏折最小,这说明了棱镜对不同色光的 不同;偏折最大、最小的色光外 (选填“存在”或“不存在”)看不见的光。
13.(2023秋•丰泽区校级月考)在研究光的实验中,小明和小华两位同学进行了实验操作,在白纸做成的光屏上获得了一条彩色的光带,并画出了如图所示的实验示意图。
(1)这种现象叫做 根据实验现象可知,太阳光是由多种色光混合而成的。最早研究该现象的是英国物理学家 。在示意图中,彩色光带中的红光靠近光带的 处(填“A”或“B”),因为这种色光通过玻璃时的偏折程度较 (选填“大”“小”)。
(2)如果用红纸做的光屏来接收,则光屏上 (填“能”或“不能”)接收到彩色光带。
(3)彩色电视机屏幕上色彩艳丽,放大后发现是由红、 、蓝三种光通过适当的比例混合得到的,我们把这三种颜色叫做光的三基色。
14.(2024•邗江区模拟)阅读短文,回答问题:
温度计及其发展
真正把体温测量用于临床诊断的是德国医生冯德利希在1858年提出并实施的。当时水银温度计不能离开人体读数,因为温度计离开人体,一遇冷空气,指示的温度就降下来。英国医生阿尔伯特解决了这个难题:他在温度计的水银管里造一处狭道,体温计放在嘴里水银柱上升到实际体温刻度,取出后水银柱在狭道处断开,使狭道以上的部分始终保持体温示数。这样便诞生了医用体温计,如图甲所示。
随着电子技术的发展,20世纪70年代出现了电子体温计,如图所示。现在的电子体温计通过液晶直接显示体温,有的可以精确到0.01℃,新式“非接触红外线温度计”又叫“测温枪”,如图乙。它通过光学方法测定物体的辐射,进而得知那个物体的温度。只要把“枪口”对准待测物体,“枪尾”的显示屏里就能用数字直接报告物体的温度。除了可以方便地测量体温,这种奇妙的“手枪”还可以测量零下几十摄氏度到上千摄氏度的温度呢!
1821年物理学家塞贝克将两种不同的金属导线连接在一起,构成一个电流回路。不同材料的导线首尾相连形成两个金属接触点,把其中的一个接触点B加热到很高的温度,另一个接触点A保持低温,环路里产生电流。这就是塞贝克效应,这种电路叫热电偶。实验表明:热电偶电路中电流的大小跟相互连接的两种金属丝的材料有关;跟接点A和B间的温度差大小有关,温度差越大,回路电流越大。根据这个道理制造出了热电偶温度计,将热电偶的测量端做成针状,探针能直接放入高温炉里测温,如图丙所示。
晶体
熔点/℃
晶体
熔点/℃
钨
3410
铜
1083
铁
1535
铝
660
钢
1515
铅
328
(1)水银体温计是利用测温液体 的性质制成的。
(2)“红外测温枪”在无光的夜晚 (能/不能)使用,图丁中符合“红外测温枪”工作原理的是 (A/B)。
(3)一个热电偶温度计的量程是﹣200~1200℃,查阅部分晶体熔点的小资料,你认为制作这个热电偶的两种金属可能是 。(填序号)
A.钢和铝
B.铝和铅
C.铁和铜
D.钨和铁
(4)如图戊所示的探针式食品温度计,它深入食品内部探测温度,方便快捷。它的工作原理可能与 相同。(填序号)
A.水银体温计
B.热电偶温度计
C.红外线温度计
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2024-2025学年人教版物理八年级上册全程通关讲练测精编讲义(暑假衔接)
专题17 光的色散
(知识梳理+五大考点讲练+真题演练+过关检测)
1.通过观察生活中的现象,知道太阳光是由各种色光组成的;
2.通过实验,了解太阳光是由红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫七种色光组成的;
3.知道色光的三原色,色光按不同比例混合可以形成丰富的色彩;
4.了解可见光谱,以及红外线与紫外线的应用。
知识点01:光的色散
人们总是认为白色是最单纯的颜色。直到英国物理学家牛顿用玻璃三棱镜分解了太阳光,发现了光的色散现象,才揭开了光的颜色之谜。
1.现象探究:光的色散
(1)探究过程
如图,让一束太阳光照射到三棱镜上,通过三棱镜偏折后照射到白色光屏上,结果在光屏上出现一条彩色的光带,光带的颜色依次为红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫。
(2)探究归纳
①太阳光(白光)不是单色光,而是由各种颜色的光混合而成的,白光时复色光;
②不同的单色光通过三棱镜时偏折程度不同,红光偏折最小,紫光偏折程度最大。各种单色光偏折程度从小到大依次为红光、橙光、黄光、绿光、蓝光、靛光和紫光。
单色光和复色光
所谓的“单色光”是指白光经三棱镜折射后所分离出的红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫七种色光,因为这种被分解的色光,即使再一次通过三棱镜也不会再分解为其他的色光,所以物理学中将这七种颜色的光叫单色光;而由“单色光”混合成的光称为“复色光”。
2.色散的概念
太阳光是白光,它通过三棱镜后别分解成各种颜色的光,这种现象叫光的色散。
3.生活中的色散现象
雨后天空悬浮着大量细小的水珠,太阳光照射到这些小水珠上,经反射和折射后发生色散现象,形成绚丽的彩虹。
易错提醒
三棱镜色散实验的实质是光的折射。太阳光从空气射向三棱镜时发生了折射,折射光从三棱镜射向空气时再次发生折射,由于各种色光发生折射的偏转程度不同,所以各种色光折射后就按一定的顺序分散成一条光带。
知识点02:探究光的折射时的特点
1.色光的三原色
(1)太阳可以分解为七种单色光,但实际上大自然中的色彩远比这七种颜色更丰富,这是因为单色光按照不同比例混合后会产生各种不同颜色的光;
(2)大量实验发现,把红、绿、蓝三种色光按照不同比例混合,就可以产生各种颜色的光,而红、绿、蓝三种色光都不能由其他颜色的光混合而成,因此人们把红、绿、蓝叫做色光的三原色。
不能简单的认为色光的混合是光的色散的逆过程。例如,红光和绿光能混合成黄光,但黄光通过三棱镜时并不能分解成红光和绿光。
2.色光混合的应用
色光的混合在科学技术中有着广泛的应用,彩色电视机呈现的丰富的色彩就是由三原色混合而成的。彩色电视机的荧光屏上有着很多微小的发光点,分别能够发出红、绿、蓝三种色光,通过电路控制三种色光的强弱,就可混合处绚丽多彩的色彩。如果用放大镜观察正在播放节目的电视机屏幕,就能在屏幕上看到红、绿、蓝三种颜色的光点。
物体的颜色
一般来说,物体呈现出不同的颜色是由物体对不同色光的作用决定的。
(1)透明物体的颜色是由该物体能透过的色光决定的。例如,红色玻璃片呈现红色,是因为它只能透过红颜色的光,吸收其他颜色的光;
(2)不透明物体的颜色是由该物体能反射的色光的颜色决定的。例如,绿纸呈现绿色,是因为它只反射绿光,吸收其他色光;黑色物体吸收各种色光,不反射任何颜色的光;白色物体反射所有色光,不吸收任何色光。
知识点03:看不见的光
1.可见光谱
三棱镜把太阳光分解成不同颜色的光,它们按照红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫的顺序排列,形成太阳的可见光谱,如图所示。可见光指的是人眼可以看到的各种色光。
在可见光谱的红光之外有红外线,紫光之外有紫外线。红外线和紫外线人眼都看不见,这部分光叫做不可见光。
(1)太阳可以分解为七种单色光,但实际上大自然中的色彩远比这七种颜色更丰富,这是因为单色光按照不同比例混合后会产生各种不同颜色的光;
(2)大量实验发现,把红、绿、蓝三种色光按照不同比例混合,就可以产生各种颜色的光,而红、绿、蓝三种色光都不能由其他颜色的光混合而成,因此人们把红、绿、蓝叫做色光的三原色。
2.红外线
(1)概念
让一束白光通过三棱镜发生色散形成光谱,若将非常灵敏的温度计分别放到色散后不同颜色的光处,都能检测到温度的上升。如果把温度计放在红外以外的地方,温度也会上升,说明红外以外也有能量辐射,只不过人眼看不见。我们把红光之外的辐射叫红外线。一切物体都在不断地辐射红外线,物体的温度越高,辐射出的红外线越强。
(2)特性及应用
特性
应用
工作原理
热作用强
红外线烤箱、用红外线烘干汽车表面的喷漆、浴室暖灯释放红外线、红外线理疗仪等
各种物体吸收了红外线后温度都会上升
穿透云雾能力强
红外线高空摄像机
利用灵敏的红外线探测器接收物体发出的红外线,再用电子仪器对接收到的信息进行处理,就可以显示出被测物体的形状和特征
抗干扰能力强
红外线遥控器
电视机、空调等家用电器的遥控器前端有一个发光二极管,按下不同的键时,发光二极管可以发出不同的红外脉冲,以实现对电视机、空调器的控制
一切物体都在不停辐射红外线,温度越高辐射越强
红外线测温仪、红外线夜视仪、红外感应灯、红外自动门、卫生洁具的自动控制等
人体可以发出红外线,可以通过红外线感应装置进行体温测量以及实现自动控制
3.紫外线
(1)概念:在光谱紫端以外,还有一种看不见的光,叫做紫外线。
(2)特性及应用
特性
应用
化学作用
紫外线可以照相机的胶片感光,因而可利用紫外线进行摄影
生理作用
适当的紫外线照射有助于人体合成维生素D,对骨骼的生长和身体健康都有好处;紫外线能杀死微生物,可用紫外线灯霉菌、治疗皮肤病等
荧光作用
在紫外线照射下荧光物质会发光,可用于鉴别纸币、古字画及商标的真伪等
(3)紫外线的危害
①过量的紫外线能伤害人的皮肤,轻则使皮肤粗糙,重则诱发皮肤癌。电焊的弧光中有强烈的紫外线,因此电焊工人在工作时必须穿好防护服,戴好防护面罩;
②太阳光是天然紫外线的来源。太阳光中有大量的紫外线,如果这些紫外线全部到达地面,地球上的生物将不能生存。但太阳光中的紫外线大部分没能到达地面,这是因为大气层上部的臭氧层有能吸收太阳光中的紫外线的特性,大部分紫外线都被臭氧层吸收了,保护地球生物不受到紫外线的伤害,因而保护地球臭氧层具有重要的意义。
易错提醒
1.红外线与红光、紫外线与紫光都是不同的,红外线和紫外线是看不见的光,而红光、紫光是可见光;
2.红外线、紫外线也是光,也遵循光的传播规律。在均匀同种介质中,红外线、紫外线也是沿直线传播的;若遇到反射面,也会发生反射,且反射时都遵循光的反射定律。
考点01:光的色散现象
【典例精讲01】(2024•寻甸县二模)中华诗词博大精深、源远流长,关于诗词中的光现象,下列说法正确的是( )
A.“海上生明月”,明亮的月亮是自然光源
B.“明镜可鉴形”,镜子可以成像是因为光发生了折射
C.“朝辞白帝彩云间”,彩云是由光的反射形成的
D.“起舞弄清影”,影是光的直线传播形成的
试题思路分析:(1)自身发光的物体是光源;
(2)当光照射到物体表面上时,有一部分光被反射回来的现象是光的反射,例如:平面镜成像、水中倒影都是由光的反射形成的;
(3)当光从一种介质斜射入另一种介质时,传播方向会发生偏折,这就是光的折射,复色光发生折射时,会出现色散现象,如:海市蜃楼、看水里的鱼比实际位置浅、雨后天空中的彩虹等都是光的折射形成的。
详细规范解答:解:A、“海上生明月”,明亮的月亮自身不发光,反射太阳的光,不是光源,故A错误;
B、“明镜可鉴形”,镜子可以成像是因为光的反射形成的,故B错误;
C、“朝辞白帝彩云间”,彩云是由光的折射形成的,故C错误;
D、“起舞弄清影”,影是光的直线传播形成的,故D正确。
故选:D。
考察易错点与重难点:本题通过几个日常生活中的现象考查了对光的折射、光源、光的反射成像、光的色散的理解与掌握,在学习过程中要善于利用所学知识解释有关现象,达到学以致用的目的。
【变式训练1-1】(2024•长沙模拟)关于光现象,下列说法正确的是( )
A.光从空气垂直射入水中时,入射角等于90°
B.雨后晴朗的夜晚,迎着月光走,地上发亮的是水
C.日食是由光的折射形成的
D.雨后彩虹是由光的直线传播形成的
试题思路分析:(1)光线垂直于界面入射时,光线的传播方向不变;
(2)平行光射向平而光滑的反射面,反射光线平行射出,这种反射是镜面反射;平行光射向凹凸不平的反射面,反射光线射向四面八方,这种反射是漫反射;人感觉物体的亮暗,关键是进入眼睛的光的多少,进入眼睛的光多就感觉亮,进入眼睛的光少就感觉暗;
(3)光在同种均匀物质中沿直线传播,如:激光准直、小孔成像和影子的形成等;
(4)彩虹的形成是光的色散现象,其实质是光的折射。
详细规范解答:解:
A、光从空气垂直射入水中时,光线的传播方向不变,入射光线与法线之间的夹角为0°,所以入射角等于0°,故A错误;
B、迎着月光走,地上的水面对月光发生镜面反射,反射光线强,地面对月光发生漫反射,反射光线弱,所以地上发亮的是水,故B正确;
C、日食是光的直线传播形成的现象,故C错误;
D、雨后天空出现彩虹,是由于太阳光照到空气中的小水滴上,被分解为绚丽的七色光,即光的色散,属于光的折射现象,故D错误。
故选:B。
考察易错点与重难点:本题综合考查了光沿直线传播现象、光的反射现象、镜面反射现象以及光的色散现象,理解不同现象的原理是正确解答的根本所在。
【变式训练1-2】(2024•沙坪坝区模拟)人类历史上系统研究光学的先驱墨子利用小孔成像实验证明了 光在同种均匀介质中沿直线传播 ,多年之后,我国另外一位科学家沈括系统描述了这一现象,并解释了彩虹是由光的 折射 (选填“反射”或“折射”)形成的。
试题思路分析:(1)小孔成像的原理是光的直线传播,成的是实像;
(2)彩虹是太阳光射入球形水珠经折射、内反射、再折射后形成的彩色光带,是因为不同色光的偏折程度不同。
详细规范解答:解:由于光在同种均匀介质中沿直线传播,所以物体上的光经过小孔后,在承接的光屏上形成了倒立的实像;
虹形成原理是光经过不均匀大气时发生的折射现象,不同颜色的光折射程度不同,所以才会形成红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫组成的彩色光带。
故答案为:光在同种均匀介质中沿直线传播;折射。
考察易错点与重难点:本题考查了小孔成像的知识和光的折射现象,要求学生能够根据所学的知识,对一些与光有关的现象做出正确的解释。
【变式训练1-3】(2024•梧州模拟)英国物理学家牛顿使用玻璃三棱镜分解了太阳光,太阳光经三棱镜被分解为红、橙、黄、 绿 、蓝、靛、紫等各种颜色的光,这种现象叫做光的 色散 (选填“反射”或“色散”)。
试题思路分析:太阳光经过三棱镜折射后可以分散成七种颜色的光,这就是光的色散现象。
详细规范解答:解: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。
故答案为:绿;色散。
考察易错点与重难点:本题考查光的色散现象,属于基础题。
考点02:色光的三原色和色光的混合
【典例精讲02】(2024•雁塔区校级四模)2024年春节联欢晚会中,来自西安分会场的《山河诗长安》让人眼前一亮。这个节目通过增强现实AR技术,让李白跨越时空、乘鹤而来、饮酒对诗、观今日西安,让大唐不夜城,再现盛世长安恢宏景象。并以此刻画中国文化极致的浪漫与温情。以下说法正确的是( )
A.永宁门城墙的彩灯是自然光源
B.李白的影子形成的原理是光的折射
C.舞蹈演员唐诗逸在镜面一样舞台上表演时形成倒影的原理是反射
D.通过电视机看到盛世长安的五彩斑斓是由红、绿、黄三种色光混合而成
试题思路分析:(1)自身能发光的物体叫光源。光源分为天然光源和人造光源;
(2)光在同种均匀物质中沿直线传播,在日常生活中,激光准直、小孔成像和影子的形成等,都表明光在同一种均匀介质中是沿直线传播的;
(3)当光照射到物体表面上时,有一部分光被反射回来的现象是光的反射,例如:平面镜成像、水中倒影都是由光的反射形成的;
(4)光的三原色为红、绿、蓝,电视机上的各种色光都是这三种颜色混合而成。
详细规范解答:解:
A、永宁门城墙的彩灯是人造光源,故A错误;
B、影子是由光的直线传播形成的,故B错误;
C、舞蹈演员唐诗逸的倒影是平面镜成像,是光的反射形成的,故C正确;
D、彩色电视的画面上的色彩是由红、绿、蓝三种色光混合而成的,故D错误。
故选:C。
考察易错点与重难点:本题考查光源、光的直线传播、平面镜成像以及光的色散,是一道综合题。
【变式训练2-1】(2024•无锡一模)光的世界精彩纷呈,绚丽多彩,下列有关光学知识的描述中正确的是( )
A.光在同种介质中沿直线传播
B.光的三原色是红、黄、蓝
C.古籍中记载“背日喷乎水,成虹霓之状”是光的色散
D.湿地公园岸边的美景在湖水中的倒影是实像
试题思路分析:(1)光在同种均匀介质中是沿直线传播的;
(2)光的三原色是红、绿、蓝;
(3)太阳光经过三棱镜折射后可以分散成七种颜色的光,分别是红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫,这就是光的色散现象;
(4)平面镜成像是由光的反射形成的。
详细规范解答:解:
A、光在同种均匀介质中沿直线传播,故A错误;
B、光的三原色是红、绿、蓝,故B错误;
C、“背日喷乎水,成虹霓之状”描写的是“人工虹”,喷出水后,空中有大量的小水滴,太阳光照在这些小水滴上,被分解为绚丽的七色光,这是光的色散现象,故C正确;
D、湿地公园岸边的美景在湖水中的倒影属于平面镜成像,是由光的反射形成的虚像,故D错误。
故选:C。
考察易错点与重难点:本题考查了光的色散、光的三原色、光的直线传播和光的反射现象,属于基础题。
【变式训练2-2】(2023秋•利川市期末)根据生活经验,电视遥控器发出的信号,碰到墙壁或玻璃时 会 (“会”或“不会”)发生反射。如图所示,让红、绿、蓝三种单色光等比例照射到屏上,中间叠加区域呈白色,正中央的亮度与单色区比较会 稍亮 (“稍亮”“稍暗”或“差不多”)。
试题思路分析:(1)红外线的热效应比较强,能制成热谱仪,制成红外线夜视仪;红外线可以用来遥控,制成电视遥控器;
(2)光的色散现象说明,白光是由各种色光混合而成的。红光、绿光、蓝光是光的三原色,三种色光按不同比例混合,可以产生各种颜色的光,也可以等比例混合成白光。
详细规范解答:解:(1)电视机遥控器是利用红外线来遥控电视机的,碰到墙壁或玻璃时会发生反射;
(2)红、绿、蓝三种单色光等比例照射到屏上,中间叠加区域呈白色,三种颜色光的能量叠加,强度较大,看上去稍亮。
故答案为:会;稍亮。
考察易错点与重难点:本题考查光的色散以及反射现象,难度不大。
【变式训练2-3】(2023秋•海东市期末)2023年9月23日晚,第十九届亚洲运动会开幕式在浙江省杭州市隆重举行,现场升中华人民共和国国旗,奏唱国歌。观众能从不同角度看到国旗,是因为光射到国旗上发生了 漫反射 (选填“漫反射”或“镜面反射”)。小明通过电视看了直播,电视屏幕上的彩色画面是由红、绿、 蓝 三种色光混合而成的。
试题思路分析:反射分镜面反射和漫反射,平行光线入射到平而光滑反射面上,反射光线还是平行射出,这种反射是镜面反射;平行光线入射到粗糙的反射面上,反射光线射向四面八方,这种反射是漫反射。
色光的三原色是红、绿、蓝。
详细规范解答:解:观众能从不同角度看到国旗,是因为光射到国旗上发生了漫反射而进入了我们的眼睛。
光的三原色是红、绿、蓝,电视屏幕上的彩色画面是由红、绿、蓝三种色光混合而成。
故答案为:漫反射;蓝。
考察易错点与重难点:本题主要考查了漫反射、光的三原色,属于基础题。
考点03:物体的颜色
【典例精讲03】(2024•建昌县二模)如图所示,建昌龙潭大峡谷玻璃悬索桥,是葫芦岛境内的首座玻璃悬索桥。下列有关说法正确的是( )
A.游客在透明玻璃中所成的像是光的折射形成的
B.游客的衣服呈黄色,是因为衣服吸收黄光
C.游客在透明玻璃中的像与人的大小相同
D.太阳光下的玻璃栈道亮得刺眼,说明玻璃栈道是光源
试题思路分析:(1)平面镜成像的原理是光的反射;
(2)不透明体的颜色是由反射的光色来决定,透明物体的颜色是由其透过的光的颜色决定的;
(3)平面镜成像的特点是:①所成的像是虚像;②像和物体形状、大小相同;③像和物体各对应点的连线与平面镜垂直;④像和物体各对应点到平面镜间距离相等
(4)自身能够发光且正在发光的物体叫光源。
详细规范解答:解:A、游客在透明玻璃中所成的像是平面镜成像,是光的反射形成的,故A错误;
B、游客的衣服呈黄色,是因为衣服反射黄光,故B错误;
C、根据平面镜成像特点可知,游客在透明玻璃中的像与人的大小相同,故C正确;
D、太阳光下的玻璃栈道亮得刺眼,但玻璃栈道本身不能发光,不是光源,故D错误。
故选:C。
考察易错点与重难点:此题考查了光的反射和光的折射、物体的颜色、平面镜成像特点,难度不大,属基础题。
【变式训练3-1】(2024•吴江区二模)一束圆形红光和一束圆形绿光从不同的角度照射到白色的墙壁上,合成一个圆形的光斑,现将闪电形状的不透明卡片放在绿色光束中,如图所示,则墙壁上“闪电”的颜色是( )
A.红色 B.绿色 C.黑色 D.黄色
试题思路分析:不透明物体的颜色由物体反射的色光决定的,白色反射所有的色光,黑色吸收所有的色光,彩色物体只反射和物体相同的色光。
详细规范解答:解:现将闪电形状的不透明卡片放在绿色光束中,不透明卡片会遮挡部分射向墙壁的绿色,此时该区域只有红光照射,因白色反射所有的色光,所以墙壁上“闪电”的颜色是红色,故A正确,BCD错误。
故选:A。
考察易错点与重难点:本题考查了物体的颜色,比较简单。
【变式训练3-2】(2024春•郑州期中)假期里,小鹏来到龙湖公园游玩。他站在湖边的花园里望向湖水,看见小鱼在红花间“穿行”。花看起来呈红色是因花瓣 反射 (选填“反射”或“吸收”)了红色光;所看到的“鱼”,其实是水中鱼的 虚像 (选填“实像”或“虚像”)。
试题思路分析:(1)透明物体的颜色是由它透过的色光决定的,不透明物体的颜色由物体反射的色光决定;
(2)光从水斜射入空气中时,会发生折射,我们看到湖中的鱼,是由于光的折射形成的虚像。
详细规范解答:解:花看起来呈红色,是因为花瓣反射红色光的缘故;看到水中的鱼,是因为鱼反射的光线经过水面折射后进入人眼形成的虚像。
故答案为:反射;虚像。
考察易错点与重难点:此题考查了物体的颜色、光的折射,比较简单,属基础题。
【变式训练3-3】(2024•姑苏区一模)小明随同父母在金鸡湖畔游玩时,看到绿树葱葱,是因为绿叶 反射 (吸收/反射)绿光,观察到茂密树荫的地面上有一个个圆形的小光斑,这些圆形光斑是由于 光的直线传播 而形成的太阳的“像”。
试题思路分析:不透明的物体可以反射与它相同的色光,而吸收其它色光;透明物体可以让与它相同的色光透过,而把其它色光反射回去;
光在同种均匀介质中沿直线传播。
详细规范解答:解:因为绿叶反射绿光,所以看到叶子是绿色的;
地面上有一个个圆形的小光斑,属于小孔成像,是由光的直线传播形成的。
故答案为:反射;光的直线传播。
考察易错点与重难点:本题考查了物体的颜色,和光的直线传播,属于基础题目。
考点04:红外线
【典例精讲041】(2024•吴中区模拟)红外线测温仪是利用红外线 热 效应工作的,其中 乙 图能反映测温过程中红外线的传播情况(填“甲”或“乙”)。
试题思路分析:红外线测温仪利用了红外线的热效应,主要通过传感器接收人体和其它物体所发出的红外线辐射的能量来测定体温。
详细规范解答:解:红外线测温仪,它是利用红外线的热效应工作的,主要通过传感器接收人体和其它物体所发出的红外线辐射的能量来测定体温,故乙图能反映测温过程中红外线的传播情况。
故答案为:热;乙。
考察易错点与重难点:本题考查了红外线的应用和测温枪的工作原理,是一道基础题。
【变式训练4-1】(2023秋•铜仁市期末)《浴血无名川》讲述了志愿军狙击手英勇作战的故事。狙击手趴伏时,瞄准镜的物镜上覆盖有伪装网,目的是防止光滑的镜片发生 镜面 (选填“镜面”或“漫”)反射暴露目标;由于人体会辐射出 红外 (选填“红外”或“紫外”)线,在现代战争中狙击手可以使用热成像仪寻找目标。
试题思路分析:光的反射分为漫反射和镜面反射;温度不同的物体辐射红外线的能力不同。
详细规范解答:解:发生镜面反射时反射光线相互平行,反射光比较强,容易发现反射面的位置;
由于人体会辐射出红外线,使用热感成像仪更容易寻找目标。
故答案为:镜面;红外。
考察易错点与重难点:本题考查了漫反射与镜面反射的特点、红外线和紫外线的特点等相关知识,难度不大。
考点05:紫外线
【典例精讲05】(2024•辽宁一模)下列设备中利用紫外线制成的是( )
A.遥控器 B.验钞机
C.夜视仪 D.火情侦测仪
试题思路分析:(1)红外线的主要特征是热作用,可用于红外夜视、红外遥控等。
(2)紫外线的主要特征是化学作用,可用于杀菌消毒、使荧光物质发光等。
详细规范解答:解:红外线是红光以外的光线,利用红外线可制成火情侦测仪、夜视仪、遥控器等;紫外线是紫光以外的光线,验钞机是利用紫外线制成的。故B正确。
故选:B。
考察易错点与重难点:本题考查的是红外线和紫外线的特点及应用,属于基础性题目。
【变式训练5-1】(2023秋•驿城区期末)下列有关光现象的说法中正确的是( )
A.城市中的光污染是由于光发生漫反射的缘故
B.小孔成像是由于光的直线传播形成的
C.我们看到水中的鱼比实际位置要深是由于光的折射形成的
D.在医院的手术室、病房里,常可以看到用红外灯来灭菌
试题思路分析:(1)光的反射分为镜面反射与漫反射两种,光污染主要是由镜面反射引起的;
(2)光在同种、均匀、透明介质中沿直线传播,日食、月食、影子、小孔成像都是光的直线传播形成的;
(3)光线在同种不均匀介质中传播或者从一种介质斜射入另一种介质时,就会出现光的折射现象,例如水池底变浅、水中筷子变弯、海市蜃楼、凸透镜成像等都是光的折射形成的;
(4)紫外线可以杀死微生物,所以医院常用紫外线来杀菌。
详细规范解答:解:A、城市中的光污染是由于高楼大厦的玻璃幕墙造成的光污染,是由于光的镜面反射引起的,故A错误;
B、小孔成像是由于光的直线传播形成的,故B正确;
C、鱼反射的光线从水中斜射到空气中发生折射,折射光线远离法线,向下偏折,所以人眼逆着折射光线看上去,看到的鱼的像比鱼的实际位置浅,故C错误;
D、紫外线可以杀死微生物,在医院的手术室、病房里,常用紫外灯来灭菌,故D错误。
故选:B。
考察易错点与重难点:本题考查了对小孔成像特点、光的直线传播现象、光的折射现象、紫外线作用等的了解,属光学综合题,难度不大。
【变式训练5-2】(2024•东港区校级一模)现在很多大厦安装了自动门,当有人靠近时,接收到人体发出的 红外线 门会自动打开。验钞机是利用 紫外线 具有使荧光物质发光的性质来显示钞票上隐含的标记的。
试题思路分析:红外线的主要特点还是热作用,常用于红外遥控、红外遥感、红外加热等。
紫外线的主要特征是化学作用,常用于杀菌消毒、使荧光物质发光等。
详细规范解答:解:很多大厦安装了自动门,当有人靠近时,接收到人体发出的红外线门自动打开。验钞机是利用紫外线具有使荧光物质发光的性质来显示钞票上隐含的标记的。
故答案为:红外线;紫外线。
考察易错点与重难点:本题考查的是红外线和紫外线的特点及应用,属于基础性题目。
【变式训练5-3】(2023秋•宁德期末)“晴天晒被子”利用了太阳光中的 紫外线 杀菌,有益健康;电视遥控器利用 红外线 传递信号,方便观看。
试题思路分析:红外线的主要特征是热作用,主要用于红外夜视、红外遥控等。
紫外线的主要特征是化学作用,主要用于杀菌消毒,荧光防伪等。
详细规范解答:解:“晴天晒被子”利用了太阳光中的紫外线杀菌,有益健康;电视遥控器利用红外线传递信号,方便观看。
故答案为:紫外线;红外线。
考察易错点与重难点:本题考查的是红外线和紫外线的特点及应用,属于基础性题目。
1.(2023•巴中中考真题)下列有关光现象解释正确的是( )
A.树荫下的光斑——光沿直线传播
B.彩虹的形成——光的反射
C.镜中花,水中月——光的折射
D.海市蜃楼——光的色散
试题思路分析:光在同种均匀介质中沿直线传播;光在传播到不同物质时,在分界面上改变传播方向又返回原来物质中的现象为光的反射现象;光从一种介质斜射入另一种介质时,光的传播方向就会发生偏转,即光的折射现象;
详细规范解答:解:A.树荫下的光斑是太阳光透过树叶的空隙所成的实像,属于光沿直线传播,故A正确;
B.彩虹是太阳光经过空中小水珠时分解成了七色的光,属于光的色散现象,故B错误;
C.镜中花,水中月属于平面镜成像,是由于光的反射形成的虚像,故C错误;
D.海市蜃楼是光线经过不均匀空气时发生了偏折形成的,属于光的折射现象,故D错误。
故选:A。
考察易错点与重难点:一般来说:见到影子、日月食、小孔成像就联系到光的直线传播原理;见到镜子、倒影、潜望镜就联系到光的反射原理;见到水中的物体,隔着玻璃或透镜看物体就联系到光的折射原理。
2.(2023•苏州中考真题)“霜叶红于二月花”。秋天的枫叶呈现红色是因为它( )
A.反射了红光 B.吸收了红光
C.反射了红、绿、蓝光 D.吸收了红、绿、蓝光
试题思路分析:不透明物体的颜色由它反射的色光决定。
详细规范解答:解:
秋天的枫叶呈现红色是因为红枫叶反射了红光,故BCD错误,A正确。
故选:A。
考察易错点与重难点:本题考查了不透明物体颜色的决定因素,是一道基础题。
3.(2023•达州中考真题)光的世界精彩纷呈,绚丽多彩,下列有关光学知识的描述中正确的是( )
A.光在同种介质中沿直线传播
B.光的三原色是红、黄、蓝
C.张志和在《玄贞子》中记载“背日喷乎水,成虹霓之状”是光的色散
D.莲花湖湿地公园岸边的美景在湖水中的倒影是实像
试题思路分析:(1)光在同种均匀介质中是沿直线传播的;
(2)光的三原色是红、绿、蓝;
(3)太阳光经过三棱镜折射后可以分散成七种颜色的光,分别是红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫,这就是光的色散现象;
(4)平面镜成像是由光的反射形成的。
详细规范解答:解:
A、光在同种均匀介质中沿直线传播,故A错误;
B、光的三原色是红、绿、蓝,故B错误;
C、“背日喷乎水,成虹霓之状”描写的是“人工虹”,喷出水后,空中有大量的小水滴,太阳光照在这些小水滴上,被分解为绚丽的七色光,这是光的色散现象,故C正确;
D、莲花湖湿地公园岸边的美景在湖水中的倒影属于平面镜成像,是由光的反射形成的虚像,故D错误。
故选:C。
考察易错点与重难点:本题考查了光的色散、光的三原色、光的直线传播和光的反射现象,属于基础题。
4.(2023•黄冈中考真题)2023年5月13日,我省多个地区的人们看到太阳的周围出现一个彩色的光圈,如图。这是一种罕见的天象——日晕,它是光透过高空云层中的冰晶 折射 形成的,这种现象说明太阳光 不是 (选填“是”或“不是”)单色光。
试题思路分析:太阳光通过云层中的冰晶时发生光的色散,其实质是光的折射现象。光的色散表明,太阳光是复色光,不是单色光。
详细规范解答:解:太阳光能穿过云层时在小冰晶上发生折射形成围绕太阳的,呈内红外紫的彩色光环的光现象。
这一现象表明,太阳光不是单色光,是由七种颜色的光组成。
故答案为:折射;不是。
考察易错点与重难点:光的色散概念需要牢固记忆和掌握,知道其实质是光发生了折射。
5.(2023•黑龙江中考真题)电视机的遥控器是利用 红外线 来实现遥控的,我们可以从不同的方向看到同一个物体是因为光在物体表面发生了 漫 反射。
试题思路分析:(1)红外线是众多太阳光线中不可见的一种,其特点是:热作用强、穿透云雾的能力强,电视机的遥控器工作时通过红外线来传递的;
(2)漫反射时反射光线射向各个方向,所以我们能从各个不同方向看到本身不发光的物体。
详细规范解答:解:看电视时,人们可以通过遥控器发出的红外线选择电视节目;
我们可以从不同的方向看到同一个物体是因为光在物体表面发生了漫反射,反射光线射向各个方向的缘故。
故答案为:红外线;漫。
考察易错点与重难点:本题主要考查了对红外线、光的反射现象等知识的了解和掌握,是一道基础题。
1.(2024•碑林区校级模拟)后海水幕电影灯光秀气势恢宏,色彩绚烂,千变万化,亦真亦幻,给人们消夏纳凉、休闲娱乐带来了新的生活情趣。下列说法正确的是( )
A.彩色灯光是由光的三原色红、黄、蓝混合而成的
B.我们从各个角度都能看见水幕上的影像是因为光在水幕上发生了镜面反射
C.观众能看到水幕上的影像是因为灯光照在水幕上发生了折射
D.夜空中笔直的光束说明光在均匀介质中沿直线传播
详细规范解答:解:A、红、绿、蓝是光的三原色,彩色灯光是由光的三原色红、绿、蓝混合而成的,故A错误;
B、我们从各个角度都能看见水幕上的影像是因为光在水幕上发生了漫反射,故B错误;
C、观众能看到水幕上的影像,而且是各个方向的人都能看见,是因为灯光照在水幕上发生漫反射,故C错误;
D、夜空中笔直的光束说明光在同种均匀介质中沿直线传播,故D正确。
故选:D。
2.(2024•建邺区二模)如图所示的光现象,描述错误的是( )
A.图甲中,用玻璃板代替平面镜是为了成像更清晰
B.图乙中,小孔成像成的是烛焰倒立的实像
C.图丙中,光的色散现象说明白光由多种色光混合而成
D.图丁中,反射光线虽杂乱无章,但仍然遵循光的反射定律
详细规范解答:解:A、用透明的玻璃板代替平面镜,在物体一侧能看到物体的像,同时还能看到代替物体的另一个物体,便于准确确定像的位置,故A错误;
B、小孔成像成的是烛焰倒立的实像,故B正确;
C、白光通过三棱镜时,因为不同颜色的光通过玻璃时偏折的角度不同,所以白光通过三棱镜分解成红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫七色光,这说明白光是由各种色光混合而成的,故C正确;
D、漫反射的光线尽管杂乱无章,但每条光线仍然遵循光的反射定律,故D正确。
故选:A。
3.(2024•雁塔区校级模拟)古诗词是中华传统文化的精简之一,我们在欣赏的时候,经常发现与物理知识息息相关。下列说法中正确的是( )
A.“白纸黑字”是因为黑字反射了所有色光
B.“举杯邀明月,对影成三人”中的“明月”是光源
C.“香炉初上日,瀑水喷成虹”中的“虹”是光的色散现象
D.“一道残阳铺水中,半江瑟瑟半江红”,半江红是由于光的折射形成的
详细规范解答:解:A、白纸反射所有的色光,黑字吸收所有的色光,故A错误;
B、明月指月亮,月亮不能够自行发光,它是反射的太阳光,所以月亮不是光源,故B错误;
C、香炉初上日,瀑水喷成虹,彩虹是光的色散现象,是由光的折射形成的,故C正确;
D、半江红是水面反射阳光形成的,因此属于光的反射现象,故D错误。
故选:C。
4.(2024•长春二模)疫情期间,检测体温的额温枪用的是( )
A.紫外线 B.红外线 C.可见光 D.红光
详细规范解答:解:我们日常用来检测体温的额温枪,它是利用红外线来检测和传递体温信息的;故ACD错误、B正确。
故选:B。
5.(2024•淄博一模)生活处处有物理,留心观察皆学问,下列生活中的现象及其解释正确的是( )
A.夏日浓荫中的圆形光斑,是由光的反射形成的
B.植物的叶子是绿色,是因为叶子只反射绿色光
C.“水中月、镜中花”,是由光的折射形成的
D.验钞机可以检验钞票真伪,是因为红外线可以使荧光物质发光
详细规范解答:解:A、树荫下的圆形光斑是由于光的直线传播形成的太阳的像,故A错误;
B、植物的叶子是绿色的,说明植物的光合作用主要是利用太阳光谱中的绿色光之外的光,故B正确;
C、镜中花是平面镜成像,它是由光的反射形成的,故C错误;
D、验钞机可检验钞票真伪是利用紫外线的荧光效应,故D错误。
故选:B。
6.(2024春•新吴区校级期中)2024年3月24日,无锡马拉松在一场樱花雨中拉开帷幕。如图为鼋头渚景区外的彩绘樱花赛道,图中柳树的影子是光的 直线传播 形成的,我们从不同方向看到赛道上彩绘的樱花是由于光发生了 漫反射 ,看到路边绿色的树叶是因为绿色的树叶只 反射 (选填“反射”或“吸收”)绿光。
详细规范解答:解:当光被柳树挡住,在柳树的后面形成影子,这是光的直线传播形成的;
从不同方向能看到步道上彩绘樱花是由于光线射到樱花上发生了漫反射的缘故;
树叶是不透明的物体,之所以是绿色的,是因为它反射了绿光,吸收了其它色光。
故答案为:直线传播;漫反射;反射。
7.(2024•和平区校级模拟)美丽的城市广场中,有美妙的音乐喷泉。喷泉会伴随着动听的音乐左右摇摆。有时还能看见漂亮的“彩虹喷泉”,如图所示,我们听到的音乐是通过 空气 传播到人耳的;看到的“彩虹”是一种光的 色散 现象。
详细规范解答:解:(1)一切正在发声的物体都在振动,我们听到的音乐是由音箱中的喇叭振动产生的,通过空气进入耳朵;
(2)雨过天晴,天空出现了美丽的彩虹,这是由于太阳光照到空气中的小水滴上,被分解为红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫七种颜色的光,是光的色散现象。
故答案为:空气;色散。
8.(2024•揭东区一模)如图所示,2024年3月29日,揭东地区的人们看到太阳的周围出现一个彩色的光圈,仿佛祥瑞降临。这是一种罕见的天象——日晕,它是光透过高空云层中的冰晶 折射 形成的(选填“直线传播”、“反射”或“折射”),这种现象说明太阳光 不是 (选填“是”或“不是”)单色光。光的三原色为红、 绿 、蓝。
详细规范解答:解:光在不同或不均匀介质中传播时会发生折射。太阳光从空气能穿过云层进入小冰晶,在小冰晶上发生折射,看上去在太阳的周围出现一个圆圈,由内而外呈红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫七种颜色,这就是“日晕”,是光的色散现象;这一现象表明,太阳光不是单色光,是由七种颜色的光组成。
光的三原色是红、绿、蓝。
故答案为:折射;不是;绿。
9.(2024•鼓楼区二模)条形码通常由黑色和白色的平行线条组成,这些线条的排列和间距代表了特定的信息。当条形码扫描器照射它时,黑条纹将光 吸收 (选填“反射”或“吸收”),白条纹将光 反射 (选填“反射”或“吸收”),再通过电脑解码就可以获取考生相关信息。如果条形码贴歪一些,将 不影响 (选填“影响”或“不影响”)信息的读取。
详细规范解答:解:当条形码扫描器照射条形码时,黑条纹将光吸收,白条纹将光反射,再通过电脑解码就可以获取考生相关信息;
我们能够从不同的角度看到二维码,是因为光在这些物体表面发生了漫反射的缘故,所以条形码贴歪不影响信息的读取。
故答案为:吸收;反射;不影响。
10.(2024•柳州二模)太阳光是白光,它在空气中沿 直线 传播,通过棱镜后,被“分解”成各种颜色的光,这种现象叫光的 色散 。
详细规范解答:解:光在同种均匀介质中沿直线传播,太阳光是白光,它在空气中沿直线传播。
当太阳光经过三棱镜后,会分解成红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫七种单色光,这是光的色散现象。
故答案为:直线;色散。
11.(2022秋•新城区期中)一束白光射向三棱镜,经过三棱镜后在光屏上得到彩色光带,请在图中标注出红光和紫光。
详细规范解答: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。由于紫光的偏折最大;红光的偏折程度最小。故折射后上端处为红光,下端处是紫光,如图所示:
12.(2023秋•连平县期末)下面是对太阳光发生色散现象的探究实验。
实验一:用平面镜引入一束日光,通过狭缝照到三棱镜上,如图所示,调整棱镜的方位,在白色光屏上可以看到白光通过棱镜折射后得到包含七种颜色的彩色光带,把白纸放在棱镜前,看到照到棱镜上的光是白光,由此得知白光通过棱镜折射后分解成各种颜色的色光;
实验二:在狭缝前放置红色玻璃(或蓝色玻璃),用白纸显示出照在三棱镜上的光是红光(或蓝光);通过三棱镜后,光改变了传播方向,但不分解,仍然是红光(或蓝光)。
问题:
(1)你认为太阳光通过棱镜后在光屏上得到了七色光是因为 A ;
A.太阳光中含有七色光,由于光的折射,通过棱镜后各色光分散开了
B.棱镜中含有七色光,有太阳光通过时各色光分散出来
(2)从(1)中答案可知:太阳光是一种复色光,通过棱镜折射后发生了 色散 现象;
(3)由实验现象可以看出各色光通过棱镜时, 紫 光的偏折最大、 红 光的偏折最小,这说明了棱镜对不同色光的 偏折程度 不同;偏折最大、最小的色光外 存在 (选填“存在”或“不存在”)看不见的光。
详细规范解答:解:(1)白光并不是单色光,它是由红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫七种颜色的光混合而成的复色光。由于这七种颜色的光频率不同,所以当它们发生折射时,它们的偏折程度不同,从而分散开了。
故选:A。
(2)因为实验中,将太阳光用红色滤光片过滤后,只有红光通过棱镜时,没有得到七色彩带,而是发现红光发生了偏折。这说明实验一中彩带的出现是由于太阳光是一种复色光,通过棱镜时发生了色散。
(3)由实验图可看出紫光通过棱镜时偏折最大,红光偏折最小。由此可知太阳光发生色散的原因是各色光通过棱镜时偏折程度不同,偏折最大、最小的色光外存在看不见的光。
故答案为:(1)A;(2)色散;(3)紫;红;偏折程度;存在。
13.(2023秋•丰泽区校级月考)在研究光的实验中,小明和小华两位同学进行了实验操作,在白纸做成的光屏上获得了一条彩色的光带,并画出了如图所示的实验示意图。
(1)这种现象叫做 光的色散 根据实验现象可知,太阳光是由多种色光混合而成的。最早研究该现象的是英国物理学家 牛顿 。在示意图中,彩色光带中的红光靠近光带的 A 处(填“A”或“B”),因为这种色光通过玻璃时的偏折程度较 小 (选填“大”“小”)。
(2)如果用红纸做的光屏来接收,则光屏上 不能 (填“能”或“不能”)接收到彩色光带。
(3)彩色电视机屏幕上色彩艳丽,放大后发现是由红、 绿 、蓝三种光通过适当的比例混合得到的,我们把这三种颜色叫做光的三基色。
详细规范解答:解:(1)太阳光经三棱镜后发生色散,在光屏上可观察到彩色光带,依次呈现红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫等七种颜色的色光;
最早研究该现象的是英国物理学家牛顿;
由于图中三棱镜是反着放的,所以从下到上,光屏上依次为红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫这七种色光,因为红光通过玻璃时的折射程度较小,所以光屏上A处为红光;
(2)不透明物体的颜色由物体反射的色光决定的,红纸只能反射红光,吸收其它颜色的光,因此如果用红纸做的光屏来接收,则光屏上不能接收到彩色光带。
(3)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;我们把这三种颜色叫做光的三原色。
故答案为:(1)光的色散;牛顿;A;小;(2)不能;(3)绿。
14.(2024•邗江区模拟)阅读短文,回答问题:
温度计及其发展
真正把体温测量用于临床诊断的是德国医生冯德利希在1858年提出并实施的。当时水银温度计不能离开人体读数,因为温度计离开人体,一遇冷空气,指示的温度就降下来。英国医生阿尔伯特解决了这个难题:他在温度计的水银管里造一处狭道,体温计放在嘴里水银柱上升到实际体温刻度,取出后水银柱在狭道处断开,使狭道以上的部分始终保持体温示数。这样便诞生了医用体温计,如图甲所示。
随着电子技术的发展,20世纪70年代出现了电子体温计,如图所示。现在的电子体温计通过液晶直接显示体温,有的可以精确到0.01℃,新式“非接触红外线温度计”又叫“测温枪”,如图乙。它通过光学方法测定物体的辐射,进而得知那个物体的温度。只要把“枪口”对准待测物体,“枪尾”的显示屏里就能用数字直接报告物体的温度。除了可以方便地测量体温,这种奇妙的“手枪”还可以测量零下几十摄氏度到上千摄氏度的温度呢!
1821年物理学家塞贝克将两种不同的金属导线连接在一起,构成一个电流回路。不同材料的导线首尾相连形成两个金属接触点,把其中的一个接触点B加热到很高的温度,另一个接触点A保持低温,环路里产生电流。这就是塞贝克效应,这种电路叫热电偶。实验表明:热电偶电路中电流的大小跟相互连接的两种金属丝的材料有关;跟接点A和B间的温度差大小有关,温度差越大,回路电流越大。根据这个道理制造出了热电偶温度计,将热电偶的测量端做成针状,探针能直接放入高温炉里测温,如图丙所示。
晶体
熔点/℃
晶体
熔点/℃
钨
3410
铜
1083
铁
1535
铝
660
钢
1515
铅
328
(1)水银体温计是利用测温液体 热胀冷缩 的性质制成的。
(2)“红外测温枪”在无光的夜晚 能 (能/不能)使用,图丁中符合“红外测温枪”工作原理的是 B (A/B)。
(3)一个热电偶温度计的量程是﹣200~1200℃,查阅部分晶体熔点的小资料,你认为制作这个热电偶的两种金属可能是 D 。(填序号)
A.钢和铝
B.铝和铅
C.铁和铜
D.钨和铁
(4)如图戊所示的探针式食品温度计,它深入食品内部探测温度,方便快捷。它的工作原理可能与 B 相同。(填序号)
A.水银体温计
B.热电偶温度计
C.红外线温度计
详细规范解答:解:(1)水银体温计是利用测温液体热胀冷缩的性质制成的。
(2)“红外测温枪”在无光的夜晚能使用,因为此时物体也能向周围辐射红外线;图丁中符合“红外测温枪”工作原理的是B。
(3)热电偶温度计使用的材料的熔点应该高于1200℃。故选:D。
(4)指针式食品温度计和热电偶温度计的原理相同。故选:B。
故答案为:(1)热胀冷缩;(2)能;B;(3)D;(4)B。
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