内容正文:
3.4 光的色散
xix
快速定位题型
题 型 目 录
【题型1】光的色散现象 1
【题型2】光的三原色 4
【题型3】色光混合的规律 7
【题型4】物体的颜色 10
【题型5】光现象综合 14
xix
夯实必备知识
新 知 梳 理
【题型1】光的色散现象
【典型例题】下列事例中属于光的反射现象的是( )
A.雨后天空中出现的彩虹
B.建筑物在平静水面下形成的倒影
C.插入水中的筷子看起来“弯折”
D.太阳光通过三棱镜后被分解成各种色光
【答案】B
【解析】雨后天空中出现的彩虹这是光的色散现象,是由光的折射形成的,故A不符合题意;
平静水面上建筑物的倒影,属于平面镜成像,是由于光的反射形成的,故B符合题意;
插入水中的筷子看起来弯折,是由于光从水中斜射入空气中时,发生折射造成的,故C不符合题意;
太阳光通过三棱镜后,被分解成各种色光,这是光的色散现象,是由光的折射形成的,故D不符合题意。
【举一反三1】上海迪斯尼园的人工湖,“一池碧波映出一个奇幻世界”属于( )
A.光的反射
B.光的折射
C.光的色散
D.光的直线传播
【答案】A
【解析】“一池碧波映出一个奇幻世界”是景物在湖面成像的现象,属于平面镜成像,是光的反射形成的。故A符合题意,B、C、D不符合题意。
【举一反三2】关于“雨过天晴,彩虹高挂”所包含的光学知识,下列说法中正确的是( )
A.蓝天中高挂的彩虹是光的色散现象
B.通过地面积水看到的“白云”是光的折射现象
C.晴天人们常涂防晒霜减少阳光中的红外线对人皮肤的伤害
D.太阳光是复色光,由红、绿、蓝三种色光组成
【答案】A
【解析】彩虹是属于光的色散现象,是由光的折射形成的,故A正确;
通过地面积水看到的“白云”是白云在水中形成的虚像,是光的反射现象,故B错误;
紫外线对人皮肤伤害较大,所以晴天人们常涂防晒霜减少阳光中的紫外线对人皮肤的伤害,故C错误;
太阳光是复色光,由红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫七种颜色的光组成的,故D错误。
【举一反三3】下列事例中属于光的反射现象的是( )
A.雨后天空中出现的彩虹
B.建筑物在平静水面下形成的倒影
C.插入水中的筷子看起来“弯折”
D.太阳光通过三棱镜后被分解成各种色光
【答案】B
【解析】雨后天空中出现的彩虹这是光的色散现象,是由光的折射形成的,故A不符合题意;
平静水面上建筑物的倒影,属于平面镜成像,是由于光的反射形成的,故B符合题意;
插入水中的筷子看起来弯折,是由于光从水中斜射入空气中时,发生折射造成的,故C不符合题意;
太阳光通过三棱镜后,被分解成各种色光,这是光的色散现象,是由光的折射形成的,故D不符合题意。
【举一反三4】2023年5月20日中午,沈阳上空出现日晕现象。如图所示,日晕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。
【答案】折射或色散 不是
【解析】太阳光穿过云层时在小冰晶上发生折射围绕太阳形成彩色光环的现象,这一现象表明,太阳光不是单色光,是由多种颜色的光组成。
【举一反三5】通过如图所示的实验探究,我们对太阳光有了更多的了解。
(1)阳光通过三棱镜,发生了折射现象,在光屏上呈现彩色光带,光屏上A、B是光带边缘的色光,则A为 ,B为 ,从A到B,色光的排列顺序为 ;
(2)用温度计测试不同光的热效应时,发现温度计的示数在A的外侧升高的更明显,实验表明 的热效应最强。
【答案】(1)红光 紫光 红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫 (2)红外线
【解析】(1)阳光通过三棱镜时,发生了折射现象,由于不同色光的偏折程度不同,在光屏上呈现彩色光带,最不易偏折的是红光,位于光带上方,故A为红光,最容易偏折的紫光,位于光带最下方,故B为紫光,色光的排列顺序为红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫。
(2)A部分为红外线,用温度计测试不同光的热效应时,发现温度计的示数在A的外侧升高的更明显,表明红外线的热效应最强。
【举一反三6】唐朝的张志和在《玄真子》中记载了著名的“人工虹”实验:“背日喷乎水,成虹霓之状”,“人工虹”是光的 现象。如图所示,漫画中的小孩按图中的方法 (选填“一”或“二”)喷水时可以看到彩虹。
【答案】色散 二
【解析】“背日喷乎水,成虹霓之状”描写的是“人工虹”,这是喷出水后,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,形成“人工虹”,这就是光的色散现象。
由《玄真子》中“背日喷乎水”可知,人应该背对太阳用喷壶喷水,才会形成虹霓之状,所以漫画中的小孩按图中的方法二喷水可以看到彩虹。
【举一反三7】日食是 挡住了太阳光,它是由于 而形成的。雨后天上出现的彩虹是光的 现象,它的内侧是 光。
【答案】月球 光的直线传播 色散 紫
【解析】日食是由于月球挡住了太阳照向地球的光,日食是光的直线传播形成的。
彩虹是太阳光通过悬浮在空气中细小的水珠折射而成的,是光的色散现象,由于紫光偏折更大,所以它的内侧是紫光。
【题型2】光的三原色
【典型例题】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
【答案】A
【解析】红、绿、蓝三种色光被称为色光的“三原色”,任何一种色光都不能由另外两种色光合成,但现将闪电形状的不透明卡片放在绿色光束中,绿光被挡住所以墙壁上看到的闪电为红色的,故A符合题意,B、C、D不符合题意。
【举一反三1】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
【答案】D
【解析】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;
观众能看到水幕上的影像,是因为灯光照在水幕上发生漫反射,故B、C错误;
光在同种均匀介质中沿直线传播,夜空中能看到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。
【举一反三2】在以下各种单色光中,属于三原色光之一的是( )
A.黄光
B.橙光
C.蓝光
D.紫光
【答案】C
【解析】红、绿、蓝被称为色光的“三原色”,故C符合题意,A、B、D不符合题意。
【举一反三3】为庆祝新春佳节,贵港夜空上演一场绚丽璀璨的烟花秀,下列说法正确的是( )
A.璀璨的烟花不是光源
B.烟花在水中的倒影是光的反射现象
C.红、黄、蓝是色光的“三原色”
D.五颜六色的烟花是光的色散现象
【答案】B
【解析】璀璨的烟花是光源,故A错误;
烟花在水中的倒影是光的反射形成的虚像,故B正确;
光的三原色是红、蓝、绿,故C错误;
烟花在空中所形成的五彩缤纷的色光是由红、绿、蓝三种色光混合而成的,属于光的反射现象,故D错误。
【举一反三4】身边处处有物理。彩色广告屏利用了红、 、蓝三原色来显示彩色图像;自动感应水龙头是利用 (选填“红外线”或“紫外线”)的热效应工作的;以电梯为参照物,行进的电梯上的人是 (选填“运动”或“静止”)的。
【答案】绿 红外线 静止
【解析】色光的“三原色”是红、绿、蓝。彩色广告屏中的各种色光,是由红、绿、蓝三种色光混合而成的。
当手对着水龙头的感应窗时,水会自动流出,这是因为感应窗内的接收器接收到人体向外辐射的红外线后,实现控制出水。所以自动感应水龙头是利用红外线的热效应工作的。
以电梯为参照物,人相对于电梯的位置没有发生改变,所以是静止的。
【举一反三5】2023年的央视春晚首次采用我国自主研发的三维菁彩声技术,世界各地音乐家同唱一首歌。电视机前的你,即使不看画面,也可以通过演员声音的 (填声音的特性)感受到谁在现场演唱。还有VR画师为“凤凰”添羽,为“麒麟”点睛,也是精彩万分,这么多绚丽的光,其实只需 种色光合成。
【答案】音色 三
【解析】不同的人发出的声音的音色不同,所以即使不看画面,也可以通过演员声音的音色感受到谁在现场演唱。
红、绿、蓝三种色光可以混合成各种颜色的光,所以这么多绚丽的光,其实只需三种色光合成。
【举一反三6】阅读短文,回答问题。
智能手机
在信息量猛增的今天,智能手机是信息交流的必备工具,智能手机除了具备手机的通话功能外,还具备了PDA的大部分功能,特别是个人信息管理以及基于无线数据通信的浏览器,GPS和电子邮件功能,可以下载应用程序、音乐、图片、视频等。
移动互联时代,智能手机的使用,丰富了我们的生活。但也有研究人员认为,频繁使用智能手机可能导致记忆力下降、注意力不集中等问题。
手机在使用过程中,蕴含着许多的物理知识,小华同学学了物理知识后,对手机的一些功能进行了科学探究。
(1)有些人用手机看视频时,喜欢倍速播放,当手机倍速播放视频时,声音的音调 (选填“变高”“变低”或“不变”);
(2)玩手机时,可以看到屏幕上出现各种艳丽色彩,这些色彩是由红、 、蓝三种颜色的光通过适当比例混合得到的;
(3)熄屏时,有人会把屏幕当成镜子使用,其成像原理是 。
【答案】(1)变高 (2)绿 (3)光的反射
【解析】(1)当手机倍速播放视频时,声音的频率比正常播放时的快,此时声音的音调变高。
(2)红、绿、蓝三种色光叫色光的“三原色”,手机屏幕上出现各种艳丽色彩,这些色彩是由红、绿、蓝三种颜色的光通过适当比例混合得到的。
(3)把屏幕当成镜子使用,这里的屏幕相当于平面镜,平面镜成原理属于光的反射。
【题型3】色光混合的规律
【典型例题】如图是色光三原色示意图,图中区域、区域分别应标颜色是( )
A.绿色、白色
B.黄色、白色
C.绿色、黑色
D.黄色、黑色
【答案】A
【解析】实验表明,自然界中的红、绿、蓝三种颜色的光无法用其它颜色的光混合而成,而其它颜色光可用红、绿、蓝光适当混合而得到。故图中区域和分别应标上绿色、白色。
【举一反三1】如图所示,小明将一块红色透明玻璃片甲和一块绿色透明玻璃片乙部分重叠,然后在正下方放置一张白色纸板,将太阳光竖直照射到玻璃片上,则白色纸板上各区域所呈现的颜色,下列说法中错误的是( )
A. 区域Ⅰ为红色
B. 区域Ⅱ为白色
C. 区域Ⅱ为黑色
D. 区域Ⅲ为绿色
【答案】B
【解析】太阳光由红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫七种色光组成。 甲是红色透明玻璃片,甲只能让太阳光中的红光通过,所以区域Ⅰ为红色,故A正确; 乙是绿色透明玻璃片,乙只能让太阳光中的绿光通过,所以区域Ⅲ为绿色,故D正确。
区域Ⅱ上方是透明红玻璃片和透明绿玻璃片重叠的部分,不能让任何色光通过,所以区域Ⅱ为黑色,故C正确,B错误。
【举一反三2】如图所示,小明将一块红色透明玻璃片甲和一块绿色透明玻璃片乙部分重叠,然后在正下方放置一张白色纸板,将太阳光竖直照射到玻璃片上,则白色纸板上各区域所呈现的颜色,下列说法中错误的是( )
A. 区域Ⅰ为红色
B. 区域Ⅱ为白色
C. 区域Ⅱ为黑色
D. 区域Ⅲ为绿色
【答案】B
【解析】太阳光由红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫七种色光组成。 甲是红色透明玻璃片,甲只能让太阳光中的红光通过,所以区域Ⅰ为红色,故A正确; 乙是绿色透明玻璃片,乙只能让太阳光中的绿光通过,所以区域Ⅲ为绿色,故D正确。
区域Ⅱ上方是透明红玻璃片和透明绿玻璃片重叠的部分,不能让任何色光通过,所以区域Ⅱ为黑色,故C正确,B错误。
【举一反三3】世纪中叶科学家发明了红光LED和绿光LED,为与这两种LED组合,产生白色LED光源,日本科学家又探寻到一种LED,它是( )
A. 紫光LED
B. 黄光LED
C. 蓝光LED
D. 橙光LED
【答案】C
【解析】光的三原色是红、绿、蓝,红光LED、绿光LED、蓝光LED组合能产生白色LED光源,故A、B、D不符合题意,C符合题意。
【举一反三4】白光是_______(选填“单色”或“复色”)光。光的色散现象是由于________(选填“同一”或“不同”)介质对不同色光的折射本领不同。光的三原色是红、绿、______。
【答案】复色 同一 蓝
【解析】白光通过三棱镜折射后照射到光屏上形成红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫等颜色组成的光带,因此白光是复色光。 光的色散现象是由于同一介质对不同色光的折射本领不同而引起的。 光的“三原色”是红、绿、蓝三种色光。 【知识点】色光混合
【举一反三5】在暗室中将三原色光投射到白色屏上,其投射情况如图所示,A区域是 色,光在白色屏上发生的是 (选填“镜面”或“漫”)反射。
【答案】白 漫
【解析】红、绿、蓝是光的“三原色”,红、绿、蓝三色光混合后可得到白光。 因为我们能从不同角度看到白色屏幕上的三原色及混合色,光在白色屏上发生的是漫反射。
【举一反三6】在暗室中将三原色光投射到白色屏上,其投射情况如图所示,A区域是 色,光在白色屏上发生的是 (选填“镜面”或“漫”)反射。
【答案】白 漫
【解析】红、绿、蓝是光的“三原色”,红、绿、蓝三色光混合后可得到白光。 因为我们能从不同角度看到白色屏幕上的三原色及混合色,光在白色屏上发生的是漫反射。
【举一反三7】白光是_______(选填“单色”或“复色”)光。光的色散现象是由于________(选填“同一”或“不同”)介质对不同色光的折射本领不同。光的三原色是红、绿、______。
【答案】复色 同一 蓝
【解析】白光通过三棱镜折射后照射到光屏上形成红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫等颜色组成的光带,因此白光是复色光。 光的色散现象是由于同一介质对不同色光的折射本领不同而引起的。 光的“三原色”是红、绿、蓝三种色光。 【知识点】色光混合
【题型4】物体的颜色
【典型例题】唐朝诗人崔护的诗句“去年今日此门中,人面桃花相映红”,其中对“红色桃花”的解释正确的是( )
A.桃花自己能发出红光
B.桃花吸收红光
C.桃花反射红光
D.以上说法都不对
【答案】C
【解析】透明体的颜色由它透过的色光决定,不透明体的颜色由它反射的色光决定的,据此分析,桃花是不透明体,因为它只能反射红光,而吸收其它颜色的色光,所以桃花呈现红色,故A、B、D错误,C正确。
【举一反三1】如图是鲁迅先生在《社戏》中所描写的“乌篷船”,它小巧灵活地穿梭在水道阡陌纵横的水乡。其中涉及到的光现象与物理知识对应正确的是( )
A.岸上柳树的影子是由于光的反射形成的
B.柳叶看上去是绿色的,是因为柳叶吸收了绿光
C.水面下看似折断的船桨是光的折射形成的虚像
D.微风吹过,水面波光粼粼,是因为光在水面发生了漫反射
【答案】C
【解析】影子的形成是由于光沿直线传播造成的,故A错误;
柳叶看上去是绿色的,是因为柳叶反射了绿光,吸收了其他色光,故B错误;
船桨在水面处好似折断了,是由于光的折射形成的,人眼看到的是比船桨实际位置高的虚像,故C正确;
水面波光粼粼,是因为光在水面发生了镜面反射,几乎平行的太阳光反射后朝同一个方向,人眼处于反射光的方向感觉水面很亮,故D错误。
【举一反三2】下列关于光现象的描述,错误的是( )
A.我们的国旗—五星红旗是红色的,因为国旗反射了红光
B.透过蓝色玻璃片看红色花朵,看到的是蓝花
C.验钞机利用紫外线来显示钞票上隐藏的标记,因为紫外线能使荧光物质发光
D.坐在教室两侧的同学会看到“黑板反光”现象,因为光在黑板上发生了镜面反射
【答案】B
【解析】不透明物体反射与自身颜色相同的色光,吸收与自身颜色不同的色光,故A正确;
不透明物体能透过与自身颜色相同的色光,吸收与自身颜色不同的色光,透过蓝色玻璃片看红色花朵,看到的是黑花,故B错误;
紫外线能使荧光物质发光,验钞机是利用紫外线的这一性质工作的,故C正确;
“黑板反光”是室外射进教室的光集中向一个方向反射,这属于镜面反射,使得射入人眼的黑板反射光比字反射的光强,故D正确。
【举一反三3】如图,小明在暗室中将红色和蓝色透明玻璃部分重叠放置,在玻璃的右侧放白纸。让太阳光照射到玻璃片上,白纸上A、B、C三个区域呈现的颜色为( )
A.A区域黑色
B.B区域黑色
C.C区域黑色
D.B区域白色
【答案】B
【解析】透明物体的颜色是由透过的色光决定的,太阳光由七种颜色的光组成,红色玻璃只允许红光透过,故A区为红色,蓝色玻璃只允许蓝光透过,不允许红光透过,故C区为蓝色,重叠区B没有光线照到,为黑色,故A、C、D不符合题意,B符合题意。
【举一反三4】阳光下的世界五彩缤纷,但大部分物体并不会发光。为什么能看到它们颜色的不同呢?小明进行了如下探究:如图所示,在不透光的房间里,当用白光照射时,他看到白色的花瓶、红花和黄花,当用红光照射时,他看到红色的花瓶和红花,黄花变黑,当用黄光照射时,他看到黄色的花瓶和黄花,红花变黑。小明猜想:不透明物体的颜色是由它反射的色光决定的。
(1)我们能看到不发光的物体,是因为光在它们表面发生 后进入我们的眼睛;
(2)若小明猜想是正确的:
①用红光照射时能看到红花是因为它反射 光,而黄花变黑是因为它 (选填“反射”或“吸收”)红光;
②当用 光照射时,他会看到红花和黄花均变黑;
(3)在炎热的夏天,为了能凉爽一点,白天出门最好穿 (选填“白”或“黑”)色的衣服,理由是 。
【答案】(1)反射 (2)①红 吸收 ②橙、绿、蓝、靛、紫
(3)白 白色物体反射所有颜色的光,黑色的物体吸收所有的色光
【解析】(1)我们能看到不发光的物体,是因为光在它们表面发生反射后进入我们的眼睛。
(2)红花和黄花都是不透明的物体,红花反射红光,吸收其它颜色的光,所以我们看到红花,而黄花吸收红光,所以红光照到黄花表面,黄花变黑。
因为白光是由七种色光组成的,分别是红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫,绿、蓝、靛、紫照射时,将看到红花和黄花均变黑。
(3)白色物体反射所有颜色的光,黑色的物体吸收所有的色光,所以白天最好穿白色衣服。
【举一反三5】电影银幕用粗糙的白布,是因为光在粗糙白布上发生 反射,且白色能 (选填“吸收”或“反射”)所有颜色的光,可以使各处的观众看到的像更逼真。
【答案】漫 反射
【解析】放映电影的银幕常用粗糙的白布做成,粗糙的银幕凹凸不平,光射到粗糙白布上发生漫反射,使反射光线射向各个方向。白色银幕能反射所有色光,使观众能看到正常颜色的画面。
【举一反三6】2024春节期间,我市茶山滑雪场于2023年12月18日-2024年2月28日开放营业、阳光照到雪地上,晃的小明睁不开眼,“晃眼”是因为光发生了 反射;小明穿的黄色外套可以 (选填“吸收”或“反射”)黄光。
【答案】镜面 反射
【解析】阳光照到雪地上,晃的小明睁不开眼,说明光线是从同一个方向进入人眼,发生的是镜面反射。不透明物体反射它本身颜色的色光,说明小明的黄色外套可以反射黄光。
【举一反三7】阳光下的世界五彩缤纷,但大部分物体并不会发光。为什么能看到它们颜色的不同呢?小明进行了如下探究:如图所示,在不透光的房间里,当用白光照射时,他看到白色的花瓶、红花和黄花,当用红光照射时,他看到红色的花瓶和红花,黄花变黑,当用黄光照射时,他看到黄色的花瓶和黄花,红花变黑。小明猜想:不透明物体的颜色是由它反射的色光决定的。
(1)我们能看到不发光的物体,是因为光在它们表面发生 后进入我们的眼睛;
(2)若小明猜想是正确的:
①用红光照射时能看到红花是因为它反射 光,而黄花变黑是因为它 (选填“反射”或“吸收”)红光;
②当用 光照射时,他会看到红花和黄花均变黑;
(3)在炎热的夏天,为了能凉爽一点,白天出门最好穿 (选填“白”或“黑”)色的衣服,理由是 。
【答案】(1)反射 (2)①红 吸收 ②橙、绿、蓝、靛、紫
(3)白 白色物体反射所有颜色的光,黑色的物体吸收所有的色光
【解析】(1)我们能看到不发光的物体,是因为光在它们表面发生反射后进入我们的眼睛。
(2)红花和黄花都是不透明的物体,红花反射红光,吸收其它颜色的光,所以我们看到红花,而黄花吸收红光,所以红光照到黄花表面,黄花变黑。
因为白光是由七种色光组成的,分别是红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫,绿、蓝、靛、紫照射时,将看到红花和黄花均变黑。
(3)白色物体反射所有颜色的光,黑色的物体吸收所有的色光,所以白天最好穿白色衣服。
【题型5】光现象综合
【典型例题】《墨经》中记载了影子的形成、平面镜的反射等光学问题,下图中光学现象利用了光沿直线传播的是( )
A.鱼民叉鱼
B.海市蜃楼
C.石拱桥和它在水中的倒影
D.激光引导掘进方向
【答案】D
【解析】渔民叉鱼时,看到的水中的鱼是由于水中鱼反射出的光,在水面处发生了折射,折射角大于入射角,折射光线进入人眼,人眼会逆着折射光线的方向看去,看到的是鱼的虚像,比鱼的实际位置浅,所以渔民叉鱼时要瞄准鱼的下方,故A不符合题意;
海市蜃楼是光在不均匀的空气中传播时发生折射形成的,故B不符合题意;
平静水面上山的倒影,属于平面镜成像,是由于光的反射形成的,故C不符合题意;
激光引导掘进方向,利用了光沿直线传播的性质,故D符合题意。
【举一反三1】成语中蕴含着丰富的光学知识。下列说法正确的是( )
A.“海市蜃楼”,看到的景象是实像
B.“波光粼粼”,光在水面上发生了漫反射
C.“杯弓蛇影”,杯中的“弓”是光的折射形成的
D.“凿壁偷光”,利用了光沿直线传播的原理
【答案】D
【解析】海市蜃楼是由光在不均匀介质中发生折射造成的,形成的是虚像,故A错误;
水面被风吹时,产生水波,水波在光照射下,发生了镜面反射,远看波光粼粼,故B错误;
“杯弓蛇影”,杯中的“弓”属于平面镜成像,是由光的反射形成的,故C错误;
“凿壁偷光”,利用了光沿直线传播的原理,故D正确。
【举一反三2】如图是塔式热发电系统的一项关键技术。发电站安装有许多定日镜(即平面镜),每一个定日镜都由自动跟踪太阳光装置控制,以便准确的将太阳光反射后会聚到高塔顶部的接收器上。下列光现象中与定日镜工作原理相同的是( )
A.水中倒影
B.日晷计时
C.潭清疑水浅
D.小孔成像
【答案】A
【解析】定日镜将太阳光进行反射,所以原理是光的反射。
水中倒影是光的反射形成的现象,故A符合题意;
日晷计时是根据光的直线传播工作的,故B不符合题意;
潭清疑水浅是光的折射形成的现象,故C不符合题意;
小孔成像是光的直线传播形成的现象,故D不符合题意。
【举一反三3】如图甲所示,在“探究平面镜成像特点”的实验中,小亮将点燃的蜡烛A放在玻璃板的前面,他通过玻璃板能够看到蜡烛A在玻璃板后面所成的像,下列与平面镜成像相关的说法中不正确的是( )
A.选用与蜡烛A完全相同的蜡烛B做实验,目的是便于比较像与物的大小
B.蜡烛A靠近玻璃板时,所成像的大小不变
C.移开蜡烛B,若将光屏置于像的位置,则光屏上会出现蜡烛A的像
D.图甲所示的实验中,蜡烛A的成像原理与图乙中的③相同
【答案】C
【解析】在“探究平面镜成像特点”的实验中,选用与蜡烛A完全相同的蜡烛B做实验,若B与A的像能重合,则可证明A的像与A的大小相同,故A正确;
平面镜所成的像是正立、等大的虚像,虚像只能用眼睛看到,不能用光屏承接,故B正确,C错误;
水中倒影是光的反射形成的,平面镜成像也是光的反射形成的,它们原理相同,故D正确。
【举一反三4】我国不断加强湿地保护,改善湿地生态系统,黄河湿地群鸟翔集,白鹭、天鹅等各类候鸟嬉戏、觅食,为这片湿地增添了勃勃生机。平静的湖面上空,白鹭冲向水面捕食,在向下俯冲过程中它在湖面成的像是 (选填“逐渐变大”“逐渐变小”或“不变”)的,且成的像是 (选填“虚”或“实”)像,由于光的 (选填“折射”或“反射”)现象,白鹭看到的鱼在水中的像比其实际位置 (选填“偏高”、“偏低”或“不变”)。
【答案】不变 虚 折射 偏高
【解析】在平面镜成像中,像与物大小相等,白鹭冲向水面的过程,它自身的大小不变,像的大小也不变。
白鹭看到鱼在水中的像,是鱼身上的光线斜射向水面时,发生折射时形成的,逆着折射光线看时,像比鱼实际的位置偏高。
【举一反三5】光与生活息息相关,如图甲,树荫下的圆形光斑是太阳的 (选填“虚 像”或“实像”);如图乙,画脸谱时人脸靠近镜子时,所成的像大小将 (选填 “变大”“不变”或“变小”);如图丙,海市蜃楼是光的 (选填“直线传播”“反射”或“折射”)现象;如图丁,遥控器是靠发射的 线来遥控电视机的。
【答案】实像 不变 折射 红外
【解析】树荫下的圆形光斑是太阳通过树叶的缝隙所成的像,即小孔成像,小孔成像是实像。
物体通过平面镜所成的像与物体大小相等,像的大小与物体到镜面的距离无关,人脸靠近镜子时,所成的像大小不变。
海市蜃楼是光在不均匀的空气中传播时改变了光的传播方向,属于光的折射。
遥控器发射的是红外线,利用红外线来控制电视机。
【举一反三6】阅读下面短文,回答后面问题。
无影灯的奥秘
当光照射在不透明的物体上时,物体就会投下一片阴影。影子有时是很有用的,例如在发明钟表之前,人们依靠日晷上影子的长度和方位来判断时间; 影子有时又是很讨厌的,如外科医生在灯光下动手术时,手的阴影妨碍了他的工作,因此,人们发明了无影灯。
在方桌上铺开一张大白纸;在纸的中心处放上圆柱形物体,先在它的一侧点一支蜡烛。你会看到,这个圆柱体就会在另一侧投下它清晰的影子,再点燃一支蜡烛,就会形成两个相叠而不重合的影子。两影相叠的部分完全无光而全黑,这一部分称为本影;本影旁边有半透明的灰暗部分,称为半影。点燃第三支蜡烛,本影缩小,半影出现多个层次,同时点燃多支蜡烛,这时本影完全消失,半影也淡得看不见了。如图所示。
根据这一原理,科学家设计了手术室用的无影灯,大面积的光源从不同角度把光线照射到手术台上,保证手术时有足够的亮度,而没有明显的本影不影响医生的工作。
(1)外科手术室使用的无影灯,可以避免手术时手及医疗器械由于光沿 传播而产生黑影,这种无影灯是由 (选填“一个”或“多个”)发光且较大的光源组成;
(2)烈日炎炎的夏季,同学们在工地上劳动,将凉水壶放在电线杆的阴影里,王明同学突然提出,电线杆有影子,电线为什么没有影子呢?有四位同学给出了解释,其中正确的是 (填写正确答案前的字母);
A.射到电线上的光线太弱
B.电线太细,太阳光射到它上面形成的本影很小,未落到地面
C.太阳是个大光源,能把较细电线的四周照亮,在地面上几乎看不到影子
D.电线杆是竖直的,电线横着不会形成影子
(3)自身能够发光的物体叫做光源。月亮、烛焰、眼睛和钻石等物体中属于光源的是 。自然界中红、 、 三种色光,是无法用其他色光混合而成的,所以人们常称这三种色光为光的“三基色”。
【答案】(1)直线 多个 (2)C (3)烛焰 绿 蓝
【举一反三7】像的成因有三个:直线传播成像、光的反射和光的折射成像。所成的像,有实像和虚像两种,下面列出了部分成像实例:①小孔成像所成的像;②人照镜子时镜中的像;③筷子插入杯中发现筷子“折断”;④水中的倒影。
其中属于折射形成的是 ;属于实像的是 。
【答案】③ ①
【解析】①小孔成像,成的是实像,它是光的直线传播原理形成的;②人照镜子时镜中的像,观察到的是虚像,利用的是平面镜成像原理,属于光的反射现象;③筷子插入杯中发现筷子“折断”,观察到的是虚像,属于光的折射现象;④水中的倒影,观察到的是虚像,利用的是平面镜成像原理,属于光的反射现象;由分析可知,属于折射形成像的是③;属于实像的是①。
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3.4 光的色散
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快速定位题型
题 型 目 录
【题型1】光的色散现象 1
【题型2】光的三原色 3
【题型3】色光混合的规律 4
【题型4】物体的颜色 6
【题型5】光现象综合 9
xix
夯实必备知识
新 知 梳 理
【题型1】光的色散现象
【典型例题】下列事例中属于光的反射现象的是( )
A.雨后天空中出现的彩虹
B.建筑物在平静水面下形成的倒影
C.插入水中的筷子看起来“弯折”
D.太阳光通过三棱镜后被分解成各种色光
【举一反三1】上海迪斯尼园的人工湖,“一池碧波映出一个奇幻世界”属于( )
A.光的反射
B.光的折射
C.光的色散
D.光的直线传播
【举一反三2】关于“雨过天晴,彩虹高挂”所包含的光学知识,下列说法中正确的是( )
A.蓝天中高挂的彩虹是光的色散现象
B.通过地面积水看到的“白云”是光的折射现象
C.晴天人们常涂防晒霜减少阳光中的红外线对人皮肤的伤害
D.太阳光是复色光,由红、绿、蓝三种色光组成
【举一反三3】下列事例中属于光的反射现象的是( )
A.雨后天空中出现的彩虹
B.建筑物在平静水面下形成的倒影
C.插入水中的筷子看起来“弯折”
D.太阳光通过三棱镜后被分解成各种色光
【举一反三4】2023年5月20日中午,沈阳上空出现日晕现象。如图所示,日晕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。
【举一反三5】通过如图所示的实验探究,我们对太阳光有了更多的了解。
(1)阳光通过三棱镜,发生了折射现象,在光屏上呈现彩色光带,光屏上A、B是光带边缘的色光,则A为 ,B为 ,从A到B,色光的排列顺序为 ;
(2)用温度计测试不同光的热效应时,发现温度计的示数在A的外侧升高的更明显,实验表明 的热效应最强。
【举一反三6】唐朝的张志和在《玄真子》中记载了著名的“人工虹”实验:“背日喷乎水,成虹霓之状”,“人工虹”是光的 现象。如图所示,漫画中的小孩按图中的方法 (选填“一”或“二”)喷水时可以看到彩虹。
【举一反三7】日食是 挡住了太阳光,它是由于 而形成的。雨后天上出现的彩虹是光的 现象,它的内侧是 光。
【题型2】光的三原色
【典型例题】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
【举一反三1】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
【举一反三2】在以下各种单色光中,属于三原色光之一的是( )
A.黄光
B.橙光
C.蓝光
D.紫光
【举一反三3】为庆祝新春佳节,贵港夜空上演一场绚丽璀璨的烟花秀,下列说法正确的是( )
A.璀璨的烟花不是光源
B.烟花在水中的倒影是光的反射现象
C.红、黄、蓝是色光的“三原色”
D.五颜六色的烟花是光的色散现象
【举一反三4】身边处处有物理。彩色广告屏利用了红、 、蓝三原色来显示彩色图像;自动感应水龙头是利用 (选填“红外线”或“紫外线”)的热效应工作的;以电梯为参照物,行进的电梯上的人是 (选填“运动”或“静止”)的。
【举一反三5】2023年的央视春晚首次采用我国自主研发的三维菁彩声技术,世界各地音乐家同唱一首歌。电视机前的你,即使不看画面,也可以通过演员声音的 (填声音的特性)感受到谁在现场演唱。还有VR画师为“凤凰”添羽,为“麒麟”点睛,也是精彩万分,这么多绚丽的光,其实只需 种色光合成。
【举一反三6】阅读短文,回答问题。
智能手机
在信息量猛增的今天,智能手机是信息交流的必备工具,智能手机除了具备手机的通话功能外,还具备了PDA的大部分功能,特别是个人信息管理以及基于无线数据通信的浏览器,GPS和电子邮件功能,可以下载应用程序、音乐、图片、视频等。
移动互联时代,智能手机的使用,丰富了我们的生活。但也有研究人员认为,频繁使用智能手机可能导致记忆力下降、注意力不集中等问题。
手机在使用过程中,蕴含着许多的物理知识,小华同学学了物理知识后,对手机的一些功能进行了科学探究。
(1)有些人用手机看视频时,喜欢倍速播放,当手机倍速播放视频时,声音的音调 (选填“变高”“变低”或“不变”);
(2)玩手机时,可以看到屏幕上出现各种艳丽色彩,这些色彩是由红、 、蓝三种颜色的光通过适当比例混合得到的;
(3)熄屏时,有人会把屏幕当成镜子使用,其成像原理是 。
【题型3】色光混合的规律
【典型例题】如图是色光三原色示意图,图中区域、区域分别应标颜色是( )
A.绿色、白色
B.黄色、白色
C.绿色、黑色
D.黄色、黑色
【举一反三1】如图所示,小明将一块红色透明玻璃片甲和一块绿色透明玻璃片乙部分重叠,然后在正下方放置一张白色纸板,将太阳光竖直照射到玻璃片上,则白色纸板上各区域所呈现的颜色,下列说法中错误的是( )
A. 区域Ⅰ为红色
B. 区域Ⅱ为白色
C. 区域Ⅱ为黑色
D. 区域Ⅲ为绿色
【举一反三2】如图所示,小明将一块红色透明玻璃片甲和一块绿色透明玻璃片乙部分重叠,然后在正下方放置一张白色纸板,将太阳光竖直照射到玻璃片上,则白色纸板上各区域所呈现的颜色,下列说法中错误的是( )
A. 区域Ⅰ为红色
B. 区域Ⅱ为白色
C. 区域Ⅱ为黑色
D. 区域Ⅲ为绿色
【举一反三3】世纪中叶科学家发明了红光LED和绿光LED,为与这两种LED组合,产生白色LED光源,日本科学家又探寻到一种LED,它是( )
A. 紫光LED
B. 黄光LED
C. 蓝光LED
D. 橙光LED
【举一反三4】白光是_______(选填“单色”或“复色”)光。光的色散现象是由于________(选填“同一”或“不同”)介质对不同色光的折射本领不同。光的三原色是红、绿、______。
【举一反三5】在暗室中将三原色光投射到白色屏上,其投射情况如图所示,A区域是 色,光在白色屏上发生的是 (选填“镜面”或“漫”)反射。
【举一反三6】在暗室中将三原色光投射到白色屏上,其投射情况如图所示,A区域是 色,光在白色屏上发生的是 (选填“镜面”或“漫”)反射。
【举一反三7】白光是_______(选填“单色”或“复色”)光。光的色散现象是由于________(选填“同一”或“不同”)介质对不同色光的折射本领不同。光的三原色是红、绿、______。
【题型4】物体的颜色
【典型例题】唐朝诗人崔护的诗句“去年今日此门中,人面桃花相映红”,其中对“红色桃花”的解释正确的是( )
A.桃花自己能发出红光
B.桃花吸收红光
C.桃花反射红光
D.以上说法都不对
【举一反三1】如图是鲁迅先生在《社戏》中所描写的“乌篷船”,它小巧灵活地穿梭在水道阡陌纵横的水乡。其中涉及到的光现象与物理知识对应正确的是( )
A.岸上柳树的影子是由于光的反射形成的
B.柳叶看上去是绿色的,是因为柳叶吸收了绿光
C.水面下看似折断的船桨是光的折射形成的虚像
D.微风吹过,水面波光粼粼,是因为光在水面发生了漫反射
【举一反三2】下列关于光现象的描述,错误的是( )
A.我们的国旗—五星红旗是红色的,因为国旗反射了红光
B.透过蓝色玻璃片看红色花朵,看到的是蓝花
C.验钞机利用紫外线来显示钞票上隐藏的标记,因为紫外线能使荧光物质发光
D.坐在教室两侧的同学会看到“黑板反光”现象,因为光在黑板上发生了镜面反射
【举一反三3】如图,小明在暗室中将红色和蓝色透明玻璃部分重叠放置,在玻璃的右侧放白纸。让太阳光照射到玻璃片上,白纸上A、B、C三个区域呈现的颜色为( )
A.A区域黑色
B.B区域黑色
C.C区域黑色
D.B区域白色
【举一反三4】阳光下的世界五彩缤纷,但大部分物体并不会发光。为什么能看到它们颜色的不同呢?小明进行了如下探究:如图所示,在不透光的房间里,当用白光照射时,他看到白色的花瓶、红花和黄花,当用红光照射时,他看到红色的花瓶和红花,黄花变黑,当用黄光照射时,他看到黄色的花瓶和黄花,红花变黑。小明猜想:不透明物体的颜色是由它反射的色光决定的。
(1)我们能看到不发光的物体,是因为光在它们表面发生 后进入我们的眼睛;
(2)若小明猜想是正确的:
①用红光照射时能看到红花是因为它反射 光,而黄花变黑是因为它 (选填“反射”或“吸收”)红光;
②当用 光照射时,他会看到红花和黄花均变黑;
(3)在炎热的夏天,为了能凉爽一点,白天出门最好穿 (选填“白”或“黑”)色的衣服,理由是 。
【举一反三5】电影银幕用粗糙的白布,是因为光在粗糙白布上发生 反射,且白色能 (选填“吸收”或“反射”)所有颜色的光,可以使各处的观众看到的像更逼真。
【举一反三6】2024春节期间,我市茶山滑雪场于2023年12月18日-2024年2月28日开放营业、阳光照到雪地上,晃的小明睁不开眼,“晃眼”是因为光发生了 反射;小明穿的黄色外套可以 (选填“吸收”或“反射”)黄光。
【举一反三7】阳光下的世界五彩缤纷,但大部分物体并不会发光。为什么能看到它们颜色的不同呢?小明进行了如下探究:如图所示,在不透光的房间里,当用白光照射时,他看到白色的花瓶、红花和黄花,当用红光照射时,他看到红色的花瓶和红花,黄花变黑,当用黄光照射时,他看到黄色的花瓶和黄花,红花变黑。小明猜想:不透明物体的颜色是由它反射的色光决定的。
(1)我们能看到不发光的物体,是因为光在它们表面发生 后进入我们的眼睛;
(2)若小明猜想是正确的:
①用红光照射时能看到红花是因为它反射 光,而黄花变黑是因为它 (选填“反射”或“吸收”)红光;
②当用 光照射时,他会看到红花和黄花均变黑;
(3)在炎热的夏天,为了能凉爽一点,白天出门最好穿 (选填“白”或“黑”)色的衣服,理由是 。
【题型5】光现象综合
【典型例题】《墨经》中记载了影子的形成、平面镜的反射等光学问题,下图中光学现象利用了光沿直线传播的是( )
A.鱼民叉鱼
B.海市蜃楼
C.石拱桥和它在水中的倒影
D.激光引导掘进方向
【举一反三1】成语中蕴含着丰富的光学知识。下列说法正确的是( )
A.“海市蜃楼”,看到的景象是实像
B.“波光粼粼”,光在水面上发生了漫反射
C.“杯弓蛇影”,杯中的“弓”是光的折射形成的
D.“凿壁偷光”,利用了光沿直线传播的原理
【举一反三2】如图是塔式热发电系统的一项关键技术。发电站安装有许多定日镜(即平面镜),每一个定日镜都由自动跟踪太阳光装置控制,以便准确的将太阳光反射后会聚到高塔顶部的接收器上。下列光现象中与定日镜工作原理相同的是( )
A.水中倒影
B.日晷计时
C.潭清疑水浅
D.小孔成像
【举一反三3】如图甲所示,在“探究平面镜成像特点”的实验中,小亮将点燃的蜡烛A放在玻璃板的前面,他通过玻璃板能够看到蜡烛A在玻璃板后面所成的像,下列与平面镜成像相关的说法中不正确的是( )
A.选用与蜡烛A完全相同的蜡烛B做实验,目的是便于比较像与物的大小
B.蜡烛A靠近玻璃板时,所成像的大小不变
C.移开蜡烛B,若将光屏置于像的位置,则光屏上会出现蜡烛A的像
D.图甲所示的实验中,蜡烛A的成像原理与图乙中的③相同
【举一反三4】我国不断加强湿地保护,改善湿地生态系统,黄河湿地群鸟翔集,白鹭、天鹅等各类候鸟嬉戏、觅食,为这片湿地增添了勃勃生机。平静的湖面上空,白鹭冲向水面捕食,在向下俯冲过程中它在湖面成的像是 (选填“逐渐变大”“逐渐变小”或“不变”)的,且成的像是 (选填“虚”或“实”)像,由于光的 (选填“折射”或“反射”)现象,白鹭看到的鱼在水中的像比其实际位置 (选填“偏高”、“偏低”或“不变”)。
【举一反三5】光与生活息息相关,如图甲,树荫下的圆形光斑是太阳的 (选填“虚 像”或“实像”);如图乙,画脸谱时人脸靠近镜子时,所成的像大小将 (选填 “变大”“不变”或“变小”);如图丙,海市蜃楼是光的 (选填“直线传播”“反射”或“折射”)现象;如图丁,遥控器是靠发射的 线来遥控电视机的。
【举一反三6】阅读下面短文,回答后面问题。
无影灯的奥秘
当光照射在不透明的物体上时,物体就会投下一片阴影。影子有时是很有用的,例如在发明钟表之前,人们依靠日晷上影子的长度和方位来判断时间; 影子有时又是很讨厌的,如外科医生在灯光下动手术时,手的阴影妨碍了他的工作,因此,人们发明了无影灯。
在方桌上铺开一张大白纸;在纸的中心处放上圆柱形物体,先在它的一侧点一支蜡烛。你会看到,这个圆柱体就会在另一侧投下它清晰的影子,再点燃一支蜡烛,就会形成两个相叠而不重合的影子。两影相叠的部分完全无光而全黑,这一部分称为本影;本影旁边有半透明的灰暗部分,称为半影。点燃第三支蜡烛,本影缩小,半影出现多个层次,同时点燃多支蜡烛,这时本影完全消失,半影也淡得看不见了。如图所示。
根据这一原理,科学家设计了手术室用的无影灯,大面积的光源从不同角度把光线照射到手术台上,保证手术时有足够的亮度,而没有明显的本影不影响医生的工作。
(1)外科手术室使用的无影灯,可以避免手术时手及医疗器械由于光沿 传播而产生黑影,这种无影灯是由 (选填“一个”或“多个”)发光且较大的光源组成;
(2)烈日炎炎的夏季,同学们在工地上劳动,将凉水壶放在电线杆的阴影里,王明同学突然提出,电线杆有影子,电线为什么没有影子呢?有四位同学给出了解释,其中正确的是 (填写正确答案前的字母);
A.射到电线上的光线太弱
B.电线太细,太阳光射到它上面形成的本影很小,未落到地面
C.太阳是个大光源,能把较细电线的四周照亮,在地面上几乎看不到影子
D.电线杆是竖直的,电线横着不会形成影子
(3)自身能够发光的物体叫做光源。月亮、烛焰、眼睛和钻石等物体中属于光源的是 。自然界中红、 、 三种色光,是无法用其他色光混合而成的,所以人们常称这三种色光为光的“三基色”。
【举一反三7】像的成因有三个:直线传播成像、光的反射和光的折射成像。所成的像,有实像和虚像两种,下面列出了部分成像实例:①小孔成像所成的像;②人照镜子时镜中的像;③筷子插入杯中发现筷子“折断”;④水中的倒影。
其中属于折射形成的是 ;属于实像的是 。
学科网(北京)股份有限公司
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