第四节 光的色散(讲义)物理新教材沪科版八年级全一册
2026-09-11
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精品
摘要:
本讲义聚焦光的色散核心知识点,系统梳理光的色散现象、白光由七色光组成、色光三原色及混合规律、物体颜色成因,延伸至红外线与紫外线特性,形成从现象到本质的递进式学习支架。
资料通过实验探究(如深盘水与平面镜模拟色散)、生活实例(彩虹、电视成像)及易错提醒(色光与颜料三原色区分),培养科学探究能力与物理观念。课中辅助教师演示教学,课后随学随练与题型讲解助力学生查漏补缺,融入古代色散记载渗透科学态度与责任。
内容正文:
第三章
光的世界
第四节 光的色散
课标要点
1.通过三棱镜实验认识光的色散现象,知道白光是由多种色光混合而成的,了解彩虹的形成原因。
2.知道光的三原色,了解色光混合的规律,知道彩色电视的成像原理。
3.理解透明物体和不透明物体颜色的决定因素,能解释生活中物体的颜色现象。
4.了解我国古代对色散现象的记载,体会大自然的色彩之美,感受物理学的魅力。
学习重难点
重点:光的色散现象;白光的组成;光的三原色;物体颜色的决定因素。
难点:色散的本质;透明与不透明物体颜色的成因;色光混合规律的理解。
知识点 光的色散
1. 光的色散概念
太阳光是白光,它射入、射出棱镜会发生折射,被分解成__________________等各种颜色的光,这种现象叫作光的色散。
2. 单色光与复色光
(1)不能分解的光叫作______光,如红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫。
(2)由几种单色光混合而成的光叫作______光,太阳光是______光,由七种颜色的光复合而成。
3. 生活中的色散现象
彩虹就是太阳光在传播过程中遇到空气中的水滴,经反射、折射后产生的现象。
易错提醒
光发生色散的实质是光的折射现象。不同颜色的光经三棱镜后,偏折(折射)程度不同,其中红光偏折程度最小,紫光偏折程度最大;所以白光经三棱镜后,在光屏由上到下呈现为红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫七种颜色。
随学随练
1.如图所示,在深盘中盛一些水,盘边斜放一块平面镜,使镜的下部浸入水中。我们看到水中的镜子在水面处向________(选填“上”或“下”)弯折。让一束阳光照射在水下的平面镜上,并反射到白纸上,在白纸上可以看到红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫等色光,该现象说明太阳光是________(选填“单色光”或“复色光”)。
2. 物理学上每一次的重大发现都极大地推动了社会的发展。1666年,英国物理学家___________用玻璃三棱镜分解了太阳光,发现了光的色散现象,如图所示。在日常生活中经常会看到此类现象,请你试举一例:___________。
知识点色光的混合
1. 光的三原色
把______、______、______叫作色光的三原色。红、绿、蓝三种色光按不同的比例混合可以产生各种不同的色光;红、绿、蓝三种色光按等比例混合可以产生______光。但是自然界中的红、绿、蓝三种颜色的光无法用其他颜色的光混合的。
2. 色光的混合
(1)色光的混合
红、绿、蓝三种色光中,只要适当调配红、绿、蓝三种色光的比例,就可以产生各种颜色的光。例如,红光+绿光→黄光;红光+蓝光→品红光;绿光+蓝光→青光;红光+绿光+蓝光→白光。
(2)我们看到的电视机、计算机显示器或手机屏幕上的丰富色彩就是由______光混合而成的。
易错提醒
1. 色光三原色是红、绿、蓝,并非红、黄、蓝,后者是颜料三原色,别混淆。
2. 红+绿得黄、红+蓝得品红、绿+蓝得青,三色等比例混合为白,不是黑。
3. 三原色混合是视觉等效,并非生成新频率光,不能错误认为所有单色光都能由三原色合成。
随学随练
1. 图甲为一束白光经三棱镜折射后,被分解成红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫七种色光的现象叫做光的________。图乙为光的三原色的示意图,图乙中区域2为蓝色,则区域1应为_______色。
2.关于色光三原色,下列说法正确的是( )
A.色光三原色是红、黄、蓝
B.三原色光等比例混合后为黑色
C.电视机的彩色画面是由红、绿、蓝三种色光混合而成
D.色光三原色混合规律与颜料三原色完全相同
知识点 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。
2. 红外线
(1)在可见光谱的红端之外的辐射叫作______线。
(2)红外线的特性与应用
①一切物体都在不停地向外辐射______;物体的温度越高,辐射的红外线越______;物体在辐射红外线的同时也在吸收红外线。利用红外线拍摄“热谱图”;红外线夜视仪;红外线遥控等。
②红外线的主要特性是热作用强。在工业上,常利用红外线来加热和烘烤物品。
③红外线穿透云雾的能力比较强。可进行远距离或高空摄影;红外遥感技术等。
3. 紫外线
(1)在可见光谱的紫端以外,还有一种看不见的光,叫作______线。
(2)紫外线的特性与应用
①紫外线能杀死微生物。在医院的手术室、病房里,常用紫外线灯来灭菌。
②紫外线的荧光效应强。在紫外线照射下荧光物质会发出不同颜色的荧光,可用于鉴别古画或钞票的真伪。
③太阳光里有很多紫外线,人体接受适量的紫外线照射,能增进身体健康。但过多、过强的紫外线照射,会伤害人的眼睛和皮肤。
易错提醒
红外线与紫外线二者均属于不可见光,并非“红外线是红色、紫外线是紫色”,日常看到的淡蓝色光,是设备额外发出的少量可见光,并非红外线或紫外线本身。它们也不属于声波,本质是电磁波。
随学随练
1.关于红外线和紫外线,下列说法正确的是( )
A.红外线对人体只有益处,紫外线对人体只有害处
B.温度越高的物体,辐射的红外线越弱
C.紫外线能使荧光物质发光,可用于验钞
D.人眼可以看到红外线和紫外线
2. 下列生活应用中,全部利用红外线的一组是( )
①验钞机验钞 ②遥控器控制家电 ③夜视仪 ④消毒柜杀菌 ⑤红外测温枪 ⑥防伪标识
A.①③⑥ B.②③⑤ C.②④⑥ D.①④⑤
题型 光的色散
辨现象本质:看到彩虹、日晕、三棱镜分七色光,直接关联“复色光分解为单色光”的色散原理,快速排除光沿直线传播、反射类的干扰选项。
活学活用
1.关于光的色散,下列说法正确的是( )
A.白光是单色光
B.光的色散说明白光是由多种色光组成的
C.三棱镜能把单色光分解成复色光
D.红光通过三棱镜也会发生色散
2. 如图,在暗室内让一束太阳光照射三棱镜,射出的光射到竖直放置的白屏上。下列说法正确的是( )
A.最早通过实验研究光的色散现象的是英国物理学家伽利略
B.a位置是红色光,b位置是紫色光
C.彩色电视机画面上的丰富色彩是由红、黄、蓝三原色光混合而成的
D.光的色散说明太阳光由多种色光组成
题型色光的混合
先明辨核心概念:牢记红、绿、蓝是色光三原色,遵循加色混合规律,亮度随叠加增强,等量混合时红+绿得黄、红+蓝得品红、绿+蓝得青,三色等比例混合直接得到白光。
活学活用
1.雨过天晴时,在天空中会出现彩虹,这是太阳光照射到悬浮在空中的小水滴上发生了光的_____现象;手机屏幕显示的艳丽画面是由红、______、蓝三种色光合成的,正在播放视频的手机屏幕______(填“是”或“不是”)光源。
2.下列说法中,正确的是( )
A.紫外线能使荧光物质发光可以制成紫外线夜视仪
B.电视机的遥控器可以发出紫外线来实现对电视机的遥控
C.手机屏幕的色彩是用红、黄、蓝三种色光按比例混合得到的
D.将实验室温度计的玻璃泡放在太阳光经三棱镜折射形成的光带红光附近,液柱会上升
题型红外线与紫外线
1. 核心区分技巧
抓特性辨应用:看到“热效应、测温、遥控、夜视仪、红外遥感”直接对应红外线,它的核心特点是温度越高辐射越强,所有加热类、无接触测温类题目几乎都指向它。
抓特殊效应定紫外线:遇到“荧光标记、验钞、灭菌消毒、促进维生素D合成、防晒伤”直接选紫外线,它的荧光效应和杀菌作用是考试高频考点。
2. 避坑要点
注意“淡红色的烤火炉光”“淡蓝色的验钞灯光”都不是红外线/紫外线本身,只是光源发光时附带的可见光,不可误判。
透明物体颜色由透过的色光决定,不透明物体由反射的色光决定,结合不可见光特性可快速排除干扰选项。
活学活用
1.关于不可见光,下列说法错误的是( )
A.一切物体都在不停地发射红外线
B.紫外线有助于人体合成维生素D
C.医院常用紫外线给手术室消毒
D.不可见光不能传递能量
2.下列应用中,利用了紫外线的是( )
A.夜视仪 B.遥控器 C.灭菌灯 D.测温枪
基础通关
1.用放大镜仔细观察彩色电视机画面上的色条,会看到排列有序的三色发光区域,即色光的三原色,它们是( )
A.红、黄、蓝 B.红、黄、绿 C.蓝、绿、黄 D.红、绿、蓝
2.下面说法错误的是( )
A.可用紫外线杀菌、消毒 B.电视机遥控器运用了红外线进行遥控
C.海市蜃楼是一种由光的折射产生的现象 D.声音和光都可以在真空中传播
3.电视机的换频道可通过遥控器实现,用来控制电视机的是遥控器发出的( )
A.红光 B.红外线 C.紫光 D.紫外线
4.1666年,英国物理学家牛顿用三棱镜将太阳光分解成各种单色光,这种现象叫做光的色散。如图所示,关于太阳光的色散,下列说法正确的是( )
A.我们看到白屏上最上方的光是紫光
B.光的色散说明太阳光包含有红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫七种色光
C.彩色电视机画面上的丰富色彩是由红黄蓝三种色光混合而成的
D.紫光的外侧是紫外线,电视机的遥控器是利用紫外线实现了遥控功能
5.如图所示,太阳光通过三棱镜后,在白纸上获得了一条彩色的光带,甲处是什么颜色的光___________(选填“红色”或“紫色”)。
6.许多伟大的物理发现都离不开物理学家的观察和思考,______发现了“摆的等时性”,______于1666年用三棱镜做了光的色散实验,解开了太阳光的色彩之谜。
7.彩色电视机的荧屏上布满荧光点,这些点能发出红、_____、蓝三种颜色的光,复合起来就形成了色彩斑斓的物质世界。当太阳光透过三棱镜发生折射时,我们可以观察到多种色光,这证实了白色的太阳光是_____(选填“单色光”或“复色光”)。
8.如图所示,智能手表后背上的绿色LED灯会发出绿光,当心脏剧烈或缓慢跳动时,流经手腕的血液会增加或减少,红色的血液________(填“反射”或“吸收”)的绿光就会随之增加或减少,然后通过手表内置芯片的计算,便可测量出其佩戴者的心跳情况。
9.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,由于光的色散,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。
10.如图所示,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,用光屏接收从三棱镜的另一侧出射的光线。
(1)当发现光屏上的白色光带边缘出现彩色时,应微微转一转 ___________(选填“三棱镜”或“光屏”)即可看到彩色光带。
(2)将光屏放在 ___________(选填“亮处”或“暗处”),你会发现它上面呈现的彩色光带更清晰。
(3)如果彩色光带较亮,而你又分辨不清光屏上彩色光带的色彩,那么你应适当 ___________(选填“增大”或“减小”)光屏与三棱镜间的距离。
(4)通过实验,你看到的现象是:太阳光通过三棱镜后,分解成的色光都向三棱镜的 ___________(选填“顶部”或“底部”)方向偏折,彩色光带的颜色从上到下依次是 ______________________,这种现象表明太阳光是由 ___________而成的。
11.在阳光的照射下,瀑布旁、花园喷泉中,常能看见彩虹。有时,彩虹还会出现在天空。绚丽的彩虹来无声息,去无踪影,你知道彩虹是怎样形成的吗?
12.把一个三棱镜、一块带狭缝的挡光板和一个白色光屏,按图所示放置。让太阳光通过三棱镜,在光屏上会观察到什么现象?将三棱镜转一个角度试试,能观察到什么现象?
素养提升
13.如图是由我国发射的地球同步气象卫星“风云四号”利用红外遥感技术拍摄的地球全景图合成的微信启动页,它寓意从“人类起源”到“华夏文明”的历史发展。下列说法中正确的是( )
A.人眼也能看见红外线
B.图中人的影子是光的反射形成的
C.以地面为参照物,“风云四号”卫星是运动的
D.卫星能够拍摄到地球的照片,是因为地球能反射太阳光
14.小明周末和爸爸一起去超市购物,看到如下光现象,其中说法正确的是( )
A.每个摊位的招牌上,五光十色的霓虹灯是天然光源
B.打开紫外线灯消毒,能看见淡蓝色的紫外线
C.鲜肉专柜的肉看起来非常新鲜红艳,是由于肉吸收了上方红色的灯光
D.超市的红外探头是通过人体辐射的红外线来识别体温高的顾客
15.下列物理知识描述中,不正确的是( )
A.测量中产生的误差一定不能避免
B.成语“水涨船高”中,船“升高”是以河水为参照物的
C.人们看见水中的鱼,其实是鱼的虚像,鱼的实际位置在像的下方
D.若在黑暗的环境中用蓝光照射红色玫瑰,将会看到黑色的玫瑰
16.2025年9月10日傍晚,河南许昌突降暴雨、街道被淹。党员先锋队穿橙色的救生衣、驾驶救援船只紧急转移被洪水围困群众,获得大家一片鼓掌、点赞声。以下说法错误的是( )
A.白光下橙色衣服只反射了橙色的光
B.被救援群众坐在船上看到水中自己的像是实像
C.党员先锋队相对于救援船是静止的
D.群众鼓掌声是以波动的方式传播的
17.智能手环配有绿色LED灯搭配感光光电二极管照射血管,当心脏跳动时,血液流量增多,由于血液是红色的,它可以________(选填“吸收”或“反射”)绿光。根据绿光的光强变化,测得心率。佩戴者在操场上进行慢跑锻炼,智能手环记录情况如图所示,则慢跑过程中的平均速度为________m/s。(计算结果保留一位小数)
18.如图所示,小华利用平面镜、较深的盆和水等器材做实验,在盆中盛水后,在盆边斜放一个平面镜,使太阳光照射在水中的平面镜上,并反射到白色的竖直墙壁上,发现墙壁上有彩色的光带,这是______现象。为了更好地观察彩色光带的色彩,可以适当______(选填“增大”或“减小”)盆与墙壁的距离。
19.夏日炎炎,小明和家人去游泳馆游泳。阳光照射在皮肤上感觉很热,这主要由于阳光中的________线具有热效应作用,为了防止皮肤损伤,小明涂抹了防晒霜,这主要是防护阳光中的________线,它会导致皮肤晒黑和晒伤;从某个角度看,水面波光粼粼,很是刺眼,这是因为光在水面发生________(选填“漫”或“镜面”)反射;潜水员水下看到岸上的妈妈变________了,并且能听到爸爸妈妈的语言交流,这说明声音在空气、________中均可传播。
20.小明让一束太阳光照射到三棱镜的一个侧面上,用光屏接收从三棱镜的另一侧出射的光线。
(1)当发现光屏上的白色光带边缘出现彩色时,微微转一转___________(选填“三棱镜/光屏”)即可看到彩色光带。
(2)通过该实验,你看到的现象是:太阳光通过三棱镜后,分解成的色光都向三棱镜的___________(选填“顶部/底部”)方向偏折,此时彩色光带的最下边是___________光;
(3)如图,一个长方形水槽中装有一定量的水,小明将一块平面镜斜插入水槽中,使太阳光照射在平面镜上,并___________到白色墙壁或白纸上,也可以看到彩色光带,此时平面镜上方的水类似于三棱镜,轻轻敲击水槽,使水面迅速地做微小振动,墙面上的彩色条纹将___________(选填“消失”“不变”或“振动”),静置时出现彩色光带的现象___________(选填“是/不是”)光的色散。
21.钞票的某些位置用荧光物质印上了标记,在紫外线下识别这些标记,是一种有效的防伪措施。如图所示是小雨同学在较暗的环境中做的探究实验。
(1)如图甲所示,小雨用紫外线灯照射面值为100元的钞票,看到钞票上的“100”字样发光。这是因为紫外线能使________发光;
(2)如图乙所示,她用紫外线灯照射一块普通玻璃,调整普通玻璃的位置和角度,看到钞票上的“100”字样再次发光,这表明紫外线能被普通玻璃________;接着,她把普通玻璃放在紫外线灯和钞票之间,如图丙所示,发现无论怎样移动钞票,都看不到发光的“100”字样,这表明紫外线________(选填“能”或“不能”)穿透普通玻璃;
(3)如图丁所示,小雨把一块石英玻璃替换普通玻璃重复实验,发现“100”字样重新发光。对比丙、丁两个实验是为了探究________;
(4)紫外线可以消毒杀菌,但过量的紫外线照射会对人体造成伤害。如图所示是一个消毒柜,紫外线从紫外线灯的密封透明灯管内射出,对柜内的物品进行杀菌消毒。则柜门透明部分的材料应选________(选填“普通”或“石英”)玻璃。
22.在办公软件中建立一个空白文档,绘制一个矩形框,设置填充颜色为白色,打开“颜色”对话框的“自定义”选项卡,可以在屏幕上看到白色是由红、绿、蓝三种色光混合而成的(如图),其亮度等级均为255(255是最高亮度等级)。请把蓝色光亮度等级调为0,看看由红色光和绿色光混合而成的矩形框显示什么颜色。再把绿色光亮度等级调为0,保持红色光亮度等级为最大,然后慢慢增加蓝色光亮度等级,看看矩形框的颜色是怎样变化的。请随意改变三种色光的亮度,说出你对色光混合的一些认识或体会。
迁移创新
23.如图所示,红色透明气球内部还套有一只绿色不透明气球,用红色激光照射透明的红色、不透明绿色两个气球时,下列说法正确的是( )
A.红色透明气球会爆破
B.绿色不透明气球不会爆破
C.两个气球都会爆破
D.把绿色不透明气球换成绿色透明气球,不影响实验结果
24.甲图显示的现象叫做光的______现象,就像雨后的彩虹。其中红光的偏折程度______选填“大于”、“小于”或“等于”紫光的偏折程度;乙图中,当一束红光与一束紫光相距d平行入射到一块玻璃砖上,经玻璃折射后两束折射光线______选填“仍然平行”或“不再平行”,它们之间的距离d会______选填“变大”、“变小”或“不变”。
25.夏季的雨后,天上通常会出现一道美丽的彩虹。我们通常看到的太阳光是白光,那彩虹是怎样产生的呢?小明想弄清其中的秘密。他按照老师的提示组装如图所示的装置。果然在光屏上出现了彩色光带跟天上的彩虹一样。他得到了如下结论:
(1)太阳光通过三棱镜被分解成各种色光的现象叫__________现象,最早研究这一现象的是英国物理学家__________;实验中如果彩色光带较亮,而你又分辨不清光屏上彩色光带的色彩,那么你应适当__________(选填“增大”或“减小”)光屏与三棱镜间的距离;
(2)太阳光经三棱镜偏折后,在光屏上A处的光是__________光;可见__________光的偏折角度大;
(3)若在三棱镜和光屏之间放一块与光屏等大的蓝色玻璃板,光屏上呈现的光的颜色为__________色;
(4)如果没有三棱镜,如图在水槽中斜插一块平面镜,让太阳光斜射到平面镜上,适当调整平面镜的位置、角度,可以在墙壁上看到彩色的光带,用手指轻轻搅动水槽中的水,你又会看到__________的现象。
26.小华为解释“晴朗的天空呈现蓝色”的现象,查阅资料得知:(a)光是一种电磁波,各种色光对应的频率范围见表1;(b)频率越高的色光,越容易被空气中的氮气分子和氧气分子散射,向各个方向散开;(c)晴天,太阳光通过大气层时,主要被氮气分子和氧气分子散射;(d)“靛”是指深蓝或蓝紫,白天人眼对紫光不如对蓝光敏感。
表1
光的颜色
红
橙
黄
绿
蓝
靛
紫
频率(赫兹)
4.3~4.8
4.8~5.0
5.0~5.2
5.2~6.1
6.1~6.3
6.3~6.6
6.6~7.5
结合上述信息和所学知识:
(1)频率为赫兹的色光___________(选填“属于”或“不属于”)三原色光。
(2)解释“晴天的天空呈现蓝色”现象产生的原因。___________
27.紫外线可以穿透大气层到达地球表面,如图所示为紫外线的三个波段示意图。某地区的冬至正午,测出不同波长紫外线的强度随海拔高度变化的情况如表所示。
0
0.5
1
1.5
2
2.5
280
0.01
0.05
0.1
0.5
1
5
290
7
10
20
50
70
80
300
200
300
400
500
600
700
390
1000
1000
1000
1000
1000
1000
(1)该地区海拔2km处,波长为290nm的紫外线的强度为______。
(2)该地区强度最大的紫外线的波段是______(选填“UVC”“UVB”或“UVA”)。
(3)请根据表中数据归纳“该地区波长为300nm的紫外线的强度与海拔高度的关系”:______。
(4)请根据表中数据推测大气对波长为______(选填“280”“290”“300”或“390”)nm的紫外线的阻挡作用最弱。
28.阅读短文,回答问题。
海洋、植物的表面和土壤中都含有水。在太阳的照射下,它们都会变得越来越热,它们再也不能忍受炎热的时候,就变成水蒸气在空气的帮助下逃脱,它们会变得很轻,然后进入到天空,也就是我们经常说的大气层。在上升的过程中,高度越来越高,温度越来越低,水蒸气就变成小水滴或小冰晶,这些小水滴和小冰晶逐渐增多从而形成云。
(1)平时所说“月亮躲进云里”中月亮以云为参照物是____(选填“运动”或“静止”)的。
(2)太阳光是白光,彩云的出现说明白光是由各种色光混合而成的。如图-1所示,让太阳光通过三棱镜后形成各种颜色的光,这种现象叫做光的____,在屏幕最底端出现的是紫光,说明介质对紫光的偏折程度最大。如果各种色光以相同入射角斜射入水中,折射角最大的是____光。
(3)如图-1所示的彩色光带中,将温度计放置在红光外侧时,温度计示数升高得最明显,说明该区域存在一种看不见的光,这种光叫____。
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第三章
光的世界
第四节 光的色散
课标要点
1.通过三棱镜实验认识光的色散现象,知道白光是由多种色光混合而成的,了解彩虹的形成原因。
2.知道光的三原色,了解色光混合的规律,知道彩色电视的成像原理。
3.理解透明物体和不透明物体颜色的决定因素,能解释生活中物体的颜色现象。
4.了解我国古代对色散现象的记载,体会大自然的色彩之美,感受物理学的魅力。
学习重难点
重点:光的色散现象;白光的组成;光的三原色;物体颜色的决定因素。
难点:色散的本质;透明与不透明物体颜色的成因;色光混合规律的理解。
知识点 光的色散
1. 光的色散概念
太阳光是白光,它射入、射出棱镜会发生折射,被分解成红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫等各种颜色的光,这种现象叫作光的色散。
2. 单色光与复色光
(1)不能分解的光叫作单色光,如红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫。
(2)由几种单色光混合而成的光叫作复色光,太阳光是复色光,由七种颜色的光复合而成。
3. 生活中的色散现象
彩虹就是太阳光在传播过程中遇到空气中的水滴,经反射、折射后产生的现象。
易错提醒
光发生色散的实质是光的折射现象。不同颜色的光经三棱镜后,偏折(折射)程度不同,其中红光偏折程度最小,紫光偏折程度最大;所以白光经三棱镜后,在光屏由上到下呈现为红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫七种颜色。
随学随练
1.如图所示,在深盘中盛一些水,盘边斜放一块平面镜,使镜的下部浸入水中。我们看到水中的镜子在水面处向________(选填“上”或“下”)弯折。让一束阳光照射在水下的平面镜上,并反射到白纸上,在白纸上可以看到红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫等色光,该现象说明太阳光是________(选填“单色光”或“复色光”)。
【答案】 上 复色光
【解析】光从水中的平面镜反射的光从水斜射入空气时,会发生折射,折射角大于入射角,人逆着折射光线看去,看到的是水下平面镜偏上方的虚像,因此我们会看到水中的镜子在水面处向上弯折。
太阳光可以分解成多种颜色的光,所以太阳光是复色光。
2. 物理学上每一次的重大发现都极大地推动了社会的发展。1666年,英国物理学家___________用玻璃三棱镜分解了太阳光,发现了光的色散现象,如图所示。在日常生活中经常会看到此类现象,请你试举一例:___________。
【答案】 牛顿 彩虹
【解析】英国物理学家牛顿用玻璃三棱镜对光线的折射作用,将太阳光分解成七种颜色的光,发现了光的色散现象;举例:雨后空气中悬浮大量小水珠,太阳光经过小水珠时发生了折射和反射,使太阳光发生色散,形成彩虹。
知识点色光的混合
1. 光的三原色
把红、绿、蓝叫作色光的三原色。红、绿、蓝三种色光按不同的比例混合可以产生各种不同的色光;红、绿、蓝三种色光按等比例混合可以产生白光。但是自然界中的红、绿、蓝三种颜色的光无法用其他颜色的光混合的。
2. 色光的混合
(1)色光的混合
红、绿、蓝三种色光中,只要适当调配红、绿、蓝三种色光的比例,就可以产生各种颜色的光。例如,红光+绿光→黄光;红光+蓝光→品红光;绿光+蓝光→青光;红光+绿光+蓝光→白光。
(2)我们看到的电视机、计算机显示器或手机屏幕上的丰富色彩就是由三原色光混合而成的。
易错提醒
1. 色光三原色是红、绿、蓝,并非红、黄、蓝,后者是颜料三原色,别混淆。
2. 红+绿得黄、红+蓝得品红、绿+蓝得青,三色等比例混合为白,不是黑。
3. 三原色混合是视觉等效,并非生成新频率光,不能错误认为所有单色光都能由三原色合成。
随学随练
1. 图甲为一束白光经三棱镜折射后,被分解成红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫七种色光的现象叫做光的________。图乙为光的三原色的示意图,图乙中区域2为蓝色,则区域1应为_______色。
【答案】 色散 白
【解析】白光经过三棱镜被分解为七种色光的现象叫做光的色散
光的三原色为红、绿、蓝,三种色光等比例混合后会得到白光,因此区域1为白色。
2.关于色光三原色,下列说法正确的是( )
A.色光三原色是红、黄、蓝
B.三原色光等比例混合后为黑色
C.电视机的彩色画面是由红、绿、蓝三种色光混合而成
D.色光三原色混合规律与颜料三原色完全相同
【答案】C
【解析】A.色光三原色为红、绿、蓝,故A错误;
B.三原色光等比例混合后为白光,故B错误;
C.彩色电视机的画面利用色光三原色混合原理呈现丰富色彩,故C正确;
D.色光三原色为红、绿、蓝,颜料三原色为红、黄、蓝,二者混合规律不同,故D错误。
故选C。
知识点 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。
2. 红外线
(1)在可见光谱的红端之外的辐射叫作红外线。
(2)红外线的特性与应用
①一切物体都在不停地向外辐射红外线;物体的温度越高,辐射的红外线越强;物体在辐射红外线的同时也在吸收红外线。利用红外线拍摄“热谱图”;红外线夜视仪;红外线遥控等。
②红外线的主要特性是热作用强。在工业上,常利用红外线来加热和烘烤物品。
③红外线穿透云雾的能力比较强。可进行远距离或高空摄影;红外遥感技术等。
3. 紫外线
(1)在可见光谱的紫端以外,还有一种看不见的光,叫作紫外线。
(2)紫外线的特性与应用
①紫外线能杀死微生物。在医院的手术室、病房里,常用紫外线灯来灭菌。
②紫外线的荧光效应强。在紫外线照射下荧光物质会发出不同颜色的荧光,可用于鉴别古画或钞票的真伪。
③太阳光里有很多紫外线,人体接受适量的紫外线照射,能增进身体健康。但过多、过强的紫外线照射,会伤害人的眼睛和皮肤。
易错提醒
红外线与紫外线二者均属于不可见光,并非“红外线是红色、紫外线是紫色”,日常看到的淡蓝色光,是设备额外发出的少量可见光,并非红外线或紫外线本身。它们也不属于声波,本质是电磁波。
随学随练
1.关于红外线和紫外线,下列说法正确的是( )
A.红外线对人体只有益处,紫外线对人体只有害处
B.温度越高的物体,辐射的红外线越弱
C.紫外线能使荧光物质发光,可用于验钞
D.人眼可以看到红外线和紫外线
【答案】C
【解析】A.红外线具有热效应,可用于取暖或理疗,但过量照射会引起皮肤灼伤;紫外线适量照射有助于合成维生素D,但过量会损伤皮肤和眼睛,两者对人体均有利有弊,故A错误;
B.自然界的物体都在辐射红外线,且物体的温度越高,辐射的红外线越强,故B错误;
C.紫外线具有荧光效应,能使荧光物质发光,验钞机就是利用这一原理来辨别钞票真伪的,故C正确;
D.红外线和紫外线都属于不可见光,人眼是无法直接看到的,故D错误。
故选C。
2. 下列生活应用中,全部利用红外线的一组是( )
①验钞机验钞 ②遥控器控制家电 ③夜视仪 ④消毒柜杀菌 ⑤红外测温枪 ⑥防伪标识
A.①③⑥ B.②③⑤ C.②④⑥ D.①④⑤
【答案】B
【解析】①验钞机:利用紫外线使荧光物质发光来识别真伪;
②遥控器:通过发射红外线信号控制家电;
③夜视仪:利用物体辐射的红外线成像,实现夜间观察;
④消毒柜:主要依靠紫外线进行杀菌消毒;
⑤红外测温枪:通过接收人体或物体辐射的红外线能量来测量温度;
⑥防伪标识:利用紫外线荧光效应来识别真伪。
因此②③⑤全部利用红外线,故选B。
题型 光的色散
辨现象本质:看到彩虹、日晕、三棱镜分七色光,直接关联“复色光分解为单色光”的色散原理,快速排除光沿直线传播、反射类的干扰选项。
活学活用
1.关于光的色散,下列说法正确的是( )
A.白光是单色光
B.光的色散说明白光是由多种色光组成的
C.三棱镜能把单色光分解成复色光
D.红光通过三棱镜也会发生色散
【答案】B
【解析】AB.白光通过三棱镜后分解为七种色光,说明白光是复色光,故A错误,B正确;
C.三棱镜的作用是将复色光分解为单色光,不能将单色光分解,故C错误;
D.红光是单色光,通过三棱镜只会发生偏折,不会发生色散,故D错误。
故选B。
2. 如图,在暗室内让一束太阳光照射三棱镜,射出的光射到竖直放置的白屏上。下列说法正确的是( )
A.最早通过实验研究光的色散现象的是英国物理学家伽利略
B.a位置是红色光,b位置是紫色光
C.彩色电视机画面上的丰富色彩是由红、黄、蓝三原色光混合而成的
D.光的色散说明太阳光由多种色光组成
【答案】D
【解析】A.最早通过实验研究光的色散现象的是英国物理学家牛顿,故A错误;
B.棱镜对不同色光的折射能力不同,紫光偏折程度最大,红光偏折程度最小。因此,偏折程度大的a位置是紫光,偏折程度小的b位置是红光,故B错误;
C.彩色电视机画面上的丰富色彩是由红、绿、蓝三原色光混合而成的,故C错误;
D.光的色散现象说明太阳光是由多种色光组成的复色光,故D正确。
故选D。
题型色光的混合
先明辨核心概念:牢记红、绿、蓝是色光三原色,遵循加色混合规律,亮度随叠加增强,等量混合时红+绿得黄、红+蓝得品红、绿+蓝得青,三色等比例混合直接得到白光。
活学活用
1.雨过天晴时,在天空中会出现彩虹,这是太阳光照射到悬浮在空中的小水滴上发生了光的_____现象;手机屏幕显示的艳丽画面是由红、______、蓝三种色光合成的,正在播放视频的手机屏幕______(填“是”或“不是”)光源。
【答案】 色散 绿 是
【解析】太阳光照射到悬浮的小水滴上时,会被折射后分解成多种彩色光,该现象为光的色散。
光的三原色是红、绿、蓝,这三种色光可以混合出各种色彩,手机屏幕的艳丽画面正是由这三种色光合成的,因此此处填绿。
光源的定义是自身能够发光的物体,正在播放视频的手机屏幕可以自身发光,所以属于光源。
2.下列说法中,正确的是( )
A.紫外线能使荧光物质发光可以制成紫外线夜视仪
B.电视机的遥控器可以发出紫外线来实现对电视机的遥控
C.手机屏幕的色彩是用红、黄、蓝三种色光按比例混合得到的
D.将实验室温度计的玻璃泡放在太阳光经三棱镜折射形成的光带红光附近,液柱会上升
【答案】D
【解析】A.紫外线能使荧光物质发光,可用于验钞;夜视仪是利用红外线的热效应制成的,故A错误;
B.电视机遥控器是发出红外线实现遥控,故B错误;
C.色光三原色为红、绿、蓝,手机屏幕的色彩是由这三种色光按比例混合得到,故C错误;
D.太阳光经三棱镜色散后,红光外侧存在红外线,红外线有显著的热效应,因此温度计放在红光附近,温度升高,液柱会上升,故D正确。
故选D。
题型红外线与紫外线
1. 核心区分技巧
抓特性辨应用:看到“热效应、测温、遥控、夜视仪、红外遥感”直接对应红外线,它的核心特点是温度越高辐射越强,所有加热类、无接触测温类题目几乎都指向它。
抓特殊效应定紫外线:遇到“荧光标记、验钞、灭菌消毒、促进维生素D合成、防晒伤”直接选紫外线,它的荧光效应和杀菌作用是考试高频考点。
2. 避坑要点
注意“淡红色的烤火炉光”“淡蓝色的验钞灯光”都不是红外线/紫外线本身,只是光源发光时附带的可见光,不可误判。
透明物体颜色由透过的色光决定,不透明物体由反射的色光决定,结合不可见光特性可快速排除干扰选项。
活学活用
1.关于不可见光,下列说法错误的是( )
A.一切物体都在不停地发射红外线
B.紫外线有助于人体合成维生素D
C.医院常用紫外线给手术室消毒
D.不可见光不能传递能量
【答案】D
【解析】A.一切物体都在不停地向外辐射红外线,温度越高辐射越强,故A正确;
B.适当照射紫外线有助于人体合成维生素D促进钙吸收,故B正确;
C.紫外线具有杀菌作用,可用于手术室消毒,故C正确;
D.不可见光也是光,光既能传递信息也能传递能量,故D错误。
本题描述选择错误的,故选D。
2.下列应用中,利用了紫外线的是( )
A.夜视仪 B.遥控器 C.灭菌灯 D.测温枪
【答案】C
【解析】A.夜视仪利用的是红外线。夜间物体仍会辐射红外线,夜视仪通过接收红外线成像,故A不符合题意;
B.遥控器通常使用红外线来传输信号(如电视遥控器),故B不符合题意;
C.紫外线灭菌灯利用紫外线的杀菌消毒作用,故C符合题意;
D.测温枪利用的是红外线热辐射原理,接收人体发出的红外能量来换算温度,故D不符合题意。
故选C。
基础通关
1.用放大镜仔细观察彩色电视机画面上的色条,会看到排列有序的三色发光区域,即色光的三原色,它们是( )
A.红、黄、蓝 B.红、黄、绿 C.蓝、绿、黄 D.红、绿、蓝
【答案】D
【解析】色光的三原色是红、绿、蓝,彩色电视机的屏幕就是由大量红、绿、蓝三种发光小色块组成,通过这三种光不同强度的混合,就能产生各种各样的色彩,故ABC不符合题意,D符合题意。
故选D。
2.下面说法错误的是( )
A.可用紫外线杀菌、消毒 B.电视机遥控器运用了红外线进行遥控
C.海市蜃楼是一种由光的折射产生的现象 D.声音和光都可以在真空中传播
【答案】D
【解析】A.紫外线可用于杀菌消毒,故A正确;
B.电视机遥控器利用红外线实现遥控,故B正确;
C.海市蜃楼是光在不均匀介质中传播发生折射产生的现象,故C正确;
D.声音传播需要介质,真空不能传声,只有光可以在真空中传播,故D错误。
故选D。
3.电视机的换频道可通过遥控器实现,用来控制电视机的是遥控器发出的( )
A.红光 B.红外线 C.紫光 D.紫外线
【答案】B
【解析】红外线具有遥控作用,电视机遥控器正是通过发出红外线来实现对电视机的控制;红光、紫光是可见光,紫外线多用于杀菌消毒、验钞,都不符合遥控器的工作原理,故B符合题意,ACD不符合题意。
故选B。
4.1666年,英国物理学家牛顿用三棱镜将太阳光分解成各种单色光,这种现象叫做光的色散。如图所示,关于太阳光的色散,下列说法正确的是( )
A.我们看到白屏上最上方的光是紫光
B.光的色散说明太阳光包含有红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫七种色光
C.彩色电视机画面上的丰富色彩是由红黄蓝三种色光混合而成的
D.紫光的外侧是紫外线,电视机的遥控器是利用紫外线实现了遥控功能
【答案】B
【解析】AB.光色散时,色光依次按照红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫排布,红光偏折最小,紫光偏折最大,所以图中白屏最上方的光是红光,故A错误,B正确;
C.色光的三原色是红绿蓝,所以彩色电视机画面上的丰富色彩是由红绿蓝三种色光混合而成的,故C错误;
D.电视机的遥控器是利用红外线实现的遥控功能,故D错误。
故选B。
5.如图所示,太阳光通过三棱镜后,在白纸上获得了一条彩色的光带,甲处是什么颜色的光___________(选填“红色”或“紫色”)。
【答案】紫色
【解析】如图所示,太阳光通过三棱镜后,在白纸上获得了一条彩色的光带,白光被分解成为红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫七种色光,其中红光偏折角度最小,紫光偏折角度最大,由图可知,甲处的光偏折角度最大,所以甲处是紫色光。
6.许多伟大的物理发现都离不开物理学家的观察和思考,______发现了“摆的等时性”,______于1666年用三棱镜做了光的色散实验,解开了太阳光的色彩之谜。
【答案】 伽利略 牛顿
【解析】略
7.彩色电视机的荧屏上布满荧光点,这些点能发出红、_____、蓝三种颜色的光,复合起来就形成了色彩斑斓的物质世界。当太阳光透过三棱镜发生折射时,我们可以观察到多种色光,这证实了白色的太阳光是_____(选填“单色光”或“复色光”)。
【答案】 绿 复色光
【解析】色光三原色为红、绿、蓝。
太阳光经三棱镜折射后会分解出红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫多种色光,这种现象叫光的色散,色散现象证明白色的太阳光不是单一的单色光,而是由多种色光混合组成的复色光。
8.如图所示,智能手表后背上的绿色LED灯会发出绿光,当心脏剧烈或缓慢跳动时,流经手腕的血液会增加或减少,红色的血液________(填“反射”或“吸收”)的绿光就会随之增加或减少,然后通过手表内置芯片的计算,便可测量出其佩戴者的心跳情况。
【答案】吸收
【解析】根据不透明物体的颜色规律,红色物体只反射红光,吸收其他色光,故绿光会被红色血液吸收。
9.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,由于光的色散,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。
【答案】(1)A;(2)色散;(3)紫 红 偏折程度
【解析】(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)从(1)中答案可知,复色光被棱镜分解为多种单色光的现象,就是光的色散现象。
(3)从题图的光屏标注可以看到,紫光的位置偏离原入射光的程度最大,偏折程度最大;红光偏折程度最小,这一现象说明棱镜对不同色光的偏折程度是不同的。
10.如图所示,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,用光屏接收从三棱镜的另一侧出射的光线。
(1)当发现光屏上的白色光带边缘出现彩色时,应微微转一转 ___________(选填“三棱镜”或“光屏”)即可看到彩色光带。
(2)将光屏放在 ___________(选填“亮处”或“暗处”),你会发现它上面呈现的彩色光带更清晰。
(3)如果彩色光带较亮,而你又分辨不清光屏上彩色光带的色彩,那么你应适当 ___________(选填“增大”或“减小”)光屏与三棱镜间的距离。
(4)通过实验,你看到的现象是:太阳光通过三棱镜后,分解成的色光都向三棱镜的 ___________(选填“顶部”或“底部”)方向偏折,彩色光带的颜色从上到下依次是 ______________________,这种现象表明太阳光是由 ___________而成的。
【答案】(1)三棱镜;(2)暗处;(3)增大;(4)底部 红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫 多种色光混合
【解析】(1)此时仅白光光带边缘出现彩色,说明入射光角度还未达到让三棱镜把所有色光充分分开的条件,微微转动三棱镜,调整入射光的入射角,就能让不同色光的偏折差异完全显现,得到完整彩色光带。
(2)将光屏放在暗处,使光屏上的光带与周围的亮度对比更明显,则会发现它上面呈现的彩色光带更清晰。
(3)如果彩色光带较亮,但却分辨不清光屏上彩色光带的色彩,那是因为不同色光都“挤”在了一起,此时应适当增大光屏与三棱镜间的距离。
(4)通过实验,看到的现象是:太阳光通过三棱镜后,分解成的色光都向三棱镜的底部方向偏折,彩色光带的颜色从上到下依次是红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫,这种现象表明太阳光是由多种色光混合而成的。
11.在阳光的照射下,瀑布旁、花园喷泉中,常能看见彩虹。有时,彩虹还会出现在天空。绚丽的彩虹来无声息,去无踪影,你知道彩虹是怎样形成的吗?
【答案】彩虹是太阳光通过空气中的水滴时,发生折射、反射和色散形成的。太阳光由多种色光组成,进入水滴后先折射,再在水滴内反射,最后折射出水滴,不同色光因折射角度不同而分散,形成彩色光带。
【解析】略
12.把一个三棱镜、一块带狭缝的挡光板和一个白色光屏,按图所示放置。让太阳光通过三棱镜,在光屏上会观察到什么现象?将三棱镜转一个角度试试,能观察到什么现象?
【答案】太阳光是由红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫七种色光组成的复色光,不同色光通过三棱镜时的偏折程度不同,红光偏折程度最小,紫光偏折程度最大,因此太阳光经过三棱镜后会分解成七种色光,在光屏上形成彩色光带。
将三棱镜转一个角度,会观察到彩色光带的位置发生变化(或上下移动),若角度合适,光带可能更清晰;若角度过大或过小,可能无法形成清晰的光谱。
【解析】太阳光是由红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫七种色光组成的复色光,不同色光通过三棱镜时的偏折程度不同,红光偏折程度最小,紫光偏折程度最大,因此太阳光经过三棱镜后会分解成七种色光,在光屏上形成彩色光带。
转动三棱镜时,光入射到三棱镜的入射角发生改变,各色光的折射角度随之改变,出射光线的方向发生变化,因此彩色光带的位置会移动。
素养提升
13.如图是由我国发射的地球同步气象卫星“风云四号”利用红外遥感技术拍摄的地球全景图合成的微信启动页,它寓意从“人类起源”到“华夏文明”的历史发展。下列说法中正确的是( )
A.人眼也能看见红外线
B.图中人的影子是光的反射形成的
C.以地面为参照物,“风云四号”卫星是运动的
D.卫星能够拍摄到地球的照片,是因为地球能反射太阳光
【答案】D
【解析】A.红外线属于不可见光,人眼无法看见,故A错误;
B.影子是由光沿直线传播形成的,故B错误;
C.“风云四号”是地球同步卫星,以地面为参照物,其位置没有发生变化,是静止的,故C错误;
D.地球本身不发光,卫星能拍摄到地球是因为地球反射了太阳光,故D正确。
故选D。
14.小明周末和爸爸一起去超市购物,看到如下光现象,其中说法正确的是( )
A.每个摊位的招牌上,五光十色的霓虹灯是天然光源
B.打开紫外线灯消毒,能看见淡蓝色的紫外线
C.鲜肉专柜的肉看起来非常新鲜红艳,是由于肉吸收了上方红色的灯光
D.超市的红外探头是通过人体辐射的红外线来识别体温高的顾客
【答案】D
【解析】A.霓虹灯是人工制造的发光设备,属于人造光源,不是自然界本身存在的天然光源,故A错误;
B.紫外线属于不可见光,人眼无法直接看到紫外线,消毒时看到的淡蓝色光其实是紫外线灯同时伴随发出的少量紫光、蓝光,并非紫外线本身,故B错误;
C.不透明物体的颜色由它反射的色光决定,鲜肉看起来红艳新鲜,是因为肉反射了上方红色的灯光,故C错误;
D.一切物体都会向外辐射红外线,且温度越高辐射的红外线越强,超市的红外测温探头正是通过接收人体辐射的红外线来识别体温偏高的顾客,故D正确。
故选D。
15.下列物理知识描述中,不正确的是( )
A.测量中产生的误差一定不能避免
B.成语“水涨船高”中,船“升高”是以河水为参照物的
C.人们看见水中的鱼,其实是鱼的虚像,鱼的实际位置在像的下方
D.若在黑暗的环境中用蓝光照射红色玫瑰,将会看到黑色的玫瑰
【答案】B
【解析】A.误差是测量值与真实值之间的差异,仅可减小,无法避免,故A正确;
B.以河水为参照物,船与河水相对位置不变,船是静止的,“船升高”是以河岸等固定物体为参照物得出的结论,故B错误;
C.水中鱼反射的光从水斜射入空气发生折射,人眼逆着折射光线看到的是鱼位置偏高的虚像,实际鱼在像的下方,故C正确;
D.红色不透明物体只反射红光,吸收其他色光,蓝光照射红玫瑰时被吸收,无反射光进入人眼,故看到玫瑰为黑色,故D正确。
本题要求选择错误的,故选B。
16.2025年9月10日傍晚,河南许昌突降暴雨、街道被淹。党员先锋队穿橙色的救生衣、驾驶救援船只紧急转移被洪水围困群众,获得大家一片鼓掌、点赞声。以下说法错误的是( )
A.白光下橙色衣服只反射了橙色的光
B.被救援群众坐在船上看到水中自己的像是实像
C.党员先锋队相对于救援船是静止的
D.群众鼓掌声是以波动的方式传播的
【答案】B
【解析】A.不透明物体的颜色由其反射的色光决定,橙色救生衣为不透明物体,白光下仅反射橙色光,故A正确;
B.水面相当于平面镜,平面镜成像为虚像,群众看到水中自己的像是虚像,不是实像,故B错误;
C.以救援船为参照物,党员先锋队相对船的位置没有发生改变,因此是静止的,故C正确;
D.声音属于声波,以波动的形式在介质中传播,鼓掌声属于声音,故D正确。
本题选择错误的,故选B。
17.智能手环配有绿色LED灯搭配感光光电二极管照射血管,当心脏跳动时,血液流量增多,由于血液是红色的,它可以________(选填“吸收”或“反射”)绿光。根据绿光的光强变化,测得心率。佩戴者在操场上进行慢跑锻炼,智能手环记录情况如图所示,则慢跑过程中的平均速度为________m/s。(计算结果保留一位小数)
【答案】 吸收 3.3
【解析】不透明物体颜色由它反射的色光决定,红色血液反射红光,吸收绿光。
慢跑的平均速度为
18.如图所示,小华利用平面镜、较深的盆和水等器材做实验,在盆中盛水后,在盆边斜放一个平面镜,使太阳光照射在水中的平面镜上,并反射到白色的竖直墙壁上,发现墙壁上有彩色的光带,这是______现象。为了更好地观察彩色光带的色彩,可以适当______(选填“增大”或“减小”)盆与墙壁的距离。
【答案】 光的色散 增大
【解析】该装置等效于三棱镜,太阳光经其分解为彩色光带,是光的色散现象;不同色光的折射偏折程度存在微小差异,适当增大盆与墙壁的距离,可以让不同色光在传播过程中进一步分开,彩色光带的宽度会变大,更便于观察色彩。
19.夏日炎炎,小明和家人去游泳馆游泳。阳光照射在皮肤上感觉很热,这主要由于阳光中的________线具有热效应作用,为了防止皮肤损伤,小明涂抹了防晒霜,这主要是防护阳光中的________线,它会导致皮肤晒黑和晒伤;从某个角度看,水面波光粼粼,很是刺眼,这是因为光在水面发生________(选填“漫”或“镜面”)反射;潜水员水下看到岸上的妈妈变________了,并且能听到爸爸妈妈的语言交流,这说明声音在空气、________中均可传播。
【答案】 红外 紫外 镜面 高 水
【解析】太阳光中的红外线热效应显著,阳光照射皮肤感到发热主要是来自红外线的热作用;
过量的紫外线照射会造成皮肤晒黑、晒伤,防晒霜的作用就是阻挡、吸收紫外线,避免皮肤受损伤。
水面光滑,平行的太阳光照射后反射光集中朝特定方向射出,形成刺眼的波光粼粼现象,属于镜面反射。
岸上的光线从空气斜射入水中时发生折射,折射角小于入射角,潜水员逆着折射光线看岸上物体,视觉上会认为光线沿直线传播,因此看到的岸上的像会比实际物体更高。
在水下能听到岸上人的交流声,说明声音既可以在空气中传播,也可以在水(液体)中传播。
20.小明让一束太阳光照射到三棱镜的一个侧面上,用光屏接收从三棱镜的另一侧出射的光线。
(1)当发现光屏上的白色光带边缘出现彩色时,微微转一转___________(选填“三棱镜/光屏”)即可看到彩色光带。
(2)通过该实验,你看到的现象是:太阳光通过三棱镜后,分解成的色光都向三棱镜的___________(选填“顶部/底部”)方向偏折,此时彩色光带的最下边是___________光;
(3)如图,一个长方形水槽中装有一定量的水,小明将一块平面镜斜插入水槽中,使太阳光照射在平面镜上,并___________到白色墙壁或白纸上,也可以看到彩色光带,此时平面镜上方的水类似于三棱镜,轻轻敲击水槽,使水面迅速地做微小振动,墙面上的彩色条纹将___________(选填“消失”“不变”或“振动”),静置时出现彩色光带的现象___________(选填“是/不是”)光的色散。
【答案】(1)三棱镜;(2)底部 紫;(3)反射 消失 是
【解析】(1)当发现光屏上的白色光带边缘出现彩色时,应微微转一转三棱镜即可看到彩色光带,因为光的色散现象是通过三棱镜实现的;
(2)通过实验,看到的现象是:太阳光通过三棱镜后,分解成的色光都向三棱镜的底部方向偏折,彩色光带的颜色从上到下依次是红、橙、 黄、绿、蓝、靛、紫;
(3)一个长方形水槽中装有一定量的水,小明将一块平面镜斜插入水槽中,太阳光照射到水中的平面镜上,经平面镜反射后投射到白色墙壁或白纸上;此时平面镜上方的水类似于三棱镜,用该装置来进行太阳光的色散实验,太阳光经过三棱镜折射被分解为七色光,因此在白色的墙上也可以看到红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫的彩色光带,轻轻敲击水槽,使水面迅速地做微小振动,水面不再是平面,不同位置水面的倾斜角度不断变化,光经过水面折射的方向不断改变,各色光经不同方向的折射、反射后相互叠加混合为白光,墙面上的彩色条纹将消失。
21.钞票的某些位置用荧光物质印上了标记,在紫外线下识别这些标记,是一种有效的防伪措施。如图所示是小雨同学在较暗的环境中做的探究实验。
(1)如图甲所示,小雨用紫外线灯照射面值为100元的钞票,看到钞票上的“100”字样发光。这是因为紫外线能使________发光;
(2)如图乙所示,她用紫外线灯照射一块普通玻璃,调整普通玻璃的位置和角度,看到钞票上的“100”字样再次发光,这表明紫外线能被普通玻璃________;接着,她把普通玻璃放在紫外线灯和钞票之间,如图丙所示,发现无论怎样移动钞票,都看不到发光的“100”字样,这表明紫外线________(选填“能”或“不能”)穿透普通玻璃;
(3)如图丁所示,小雨把一块石英玻璃替换普通玻璃重复实验,发现“100”字样重新发光。对比丙、丁两个实验是为了探究________;
(4)紫外线可以消毒杀菌,但过量的紫外线照射会对人体造成伤害。如图所示是一个消毒柜,紫外线从紫外线灯的密封透明灯管内射出,对柜内的物品进行杀菌消毒。则柜门透明部分的材料应选________(选填“普通”或“石英”)玻璃。
【答案】(1)荧光物质;(2)反射 不能;(3)紫外线能否透过不同种类的玻璃;(4)普通
【解析】(1)钞票上的100字样上有荧光物质,看到钞票上的“100”字样发光,这是因为紫外线能使荧光物质发光。
(2)[1] 如图乙所示,用紫外线灯照射一块普通玻璃,调整普通玻璃的位置和角度,紫外线经过玻璃反射照射到钞票上,看到钞票上的“100”字样再次发光,这表明紫外线能被普通玻璃反射。
[2]她把普通玻璃放在紫外线灯和钞票之间,如图丙所示,发现无论怎样移动钞票,都看不到发光的“100”字样,没有紫外线照射到钞票上,这表明紫外线不能穿透普通玻璃。
(3)如图丁所示,小雨把一块石英玻璃替换普通玻璃重复实验,发现“100”字样重新发光。对比丙、丁两个实验可以探究紫外线能否透过不同种类的玻璃,或者探究紫外线对普通玻璃和石英玻璃穿透能力有何不同等问题。
(4)由于过量的紫外线照射会对人造成伤害,所以应避免紫外线透过消毒柜,柜门透明部分应选用紫外线无法透过的普通玻璃。
22.在办公软件中建立一个空白文档,绘制一个矩形框,设置填充颜色为白色,打开“颜色”对话框的“自定义”选项卡,可以在屏幕上看到白色是由红、绿、蓝三种色光混合而成的(如图),其亮度等级均为255(255是最高亮度等级)。请把蓝色光亮度等级调为0,看看由红色光和绿色光混合而成的矩形框显示什么颜色。再把绿色光亮度等级调为0,保持红色光亮度等级为最大,然后慢慢增加蓝色光亮度等级,看看矩形框的颜色是怎样变化的。请随意改变三种色光的亮度,说出你对色光混合的一些认识或体会。
【答案】见解析
【解析】根据实际操作可知,先把蓝色光亮度等级调为0,由红色光和绿色光混合而成的矩形框显示黄色; 再把绿色光亮度等级调为0,保持红色光亮度等级为最大,然后慢慢增加蓝色光亮度等级,红色渐渐变淡,变成品红色; 将红、绿、蓝三种色光等比例混合后,矩形框显示白色;按其他不同比例混合,就可以得到不同的颜色。由此可知,将红、绿、蓝三种色光按不同比例混合后,可以产生各种颜色的光。
迁移创新
23.如图所示,红色透明气球内部还套有一只绿色不透明气球,用红色激光照射透明的红色、不透明绿色两个气球时,下列说法正确的是( )
A.红色透明气球会爆破
B.绿色不透明气球不会爆破
C.两个气球都会爆破
D.把绿色不透明气球换成绿色透明气球,不影响实验结果
【答案】D
【解析】AC.红色透明气球能透过红光,不会因红光照射爆破,故AC错误;
B.绿色不透明气球吸收红光,使内部空气受热膨胀爆破,故B错误;
D.把绿色不透明气球换成绿色透明气球,绿色透明气球透过绿光、吸收红光,仍会爆破,实验结果不改变,故D正确。
故选D。
24.甲图显示的现象叫做光的______现象,就像雨后的彩虹。其中红光的偏折程度______选填“大于”、“小于”或“等于”紫光的偏折程度;乙图中,当一束红光与一束紫光相距d平行入射到一块玻璃砖上,经玻璃折射后两束折射光线______选填“仍然平行”或“不再平行”,它们之间的距离d会______选填“变大”、“变小”或“不变”。
【答案】 色散 小于 仍然平行 变大
【解析】[1]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。
[2]读甲图可知,红光的偏折程度小,紫光的偏折程度大。
[3][4]一束光射入玻璃砖中时,折射角小于入射角,自玻璃砖射出时,折射角大于入射角。折射现象中光路是可逆的,故射入时的折射角、入射角分别等于射出时的入射角、折射角,由此可知,一束光通过玻璃砖后的轨迹与射入前的轨迹平行。射出玻璃砖后红光与紫光分别与射入前的红光与紫光平行,而射入前的红光与紫光是平行的。故射出后的红光与紫光也是平行的。但由于通过玻璃砖时紫光的偏折程度大,故射出的紫光与射入的紫光之间的距离大于射出的红光与射入的红光间的距离,故射出玻璃砖后,红光与紫光之间的距离变大了。
25.夏季的雨后,天上通常会出现一道美丽的彩虹。我们通常看到的太阳光是白光,那彩虹是怎样产生的呢?小明想弄清其中的秘密。他按照老师的提示组装如图所示的装置。果然在光屏上出现了彩色光带跟天上的彩虹一样。他得到了如下结论:
(1)太阳光通过三棱镜被分解成各种色光的现象叫__________现象,最早研究这一现象的是英国物理学家__________;实验中如果彩色光带较亮,而你又分辨不清光屏上彩色光带的色彩,那么你应适当__________(选填“增大”或“减小”)光屏与三棱镜间的距离;
(2)太阳光经三棱镜偏折后,在光屏上A处的光是__________光;可见__________光的偏折角度大;
(3)若在三棱镜和光屏之间放一块与光屏等大的蓝色玻璃板,光屏上呈现的光的颜色为__________色;
(4)如果没有三棱镜,如图在水槽中斜插一块平面镜,让太阳光斜射到平面镜上,适当调整平面镜的位置、角度,可以在墙壁上看到彩色的光带,用手指轻轻搅动水槽中的水,你又会看到__________的现象。
【答案】(1) 光的色散 牛顿 增大;(2) 红 紫;(3)蓝;(4)彩色的光带消失了
【解析】(1)[1][2]通过实验,看到的现象是:太阳光通过三棱镜后,分解成的色光都向三棱镜的底部方向偏折,彩色光带的颜色从上到下依次是红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫,这种现象表明太阳光是由多种色光混合而成的,这个现象最早是由英国物理学家牛顿通过实验发现的,这就是光的色散现象。
[3]如果彩色光带较亮,但却分辨不清光屏上彩色光带的色彩,那是因为不同色光都“挤”在了一些,此时应适当增大光屏与三棱镜间的距离。
(2)[1][2]根据光的色散现象可知,太阳光通过三棱镜后,分解成的色光都向三棱镜的底部方向偏折,彩色光带的颜色从上到下依次是红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫,因此在光屏上A处的光是红光,紫色光在最下面,说明紫光的偏折角度大。
(3)若在棱镜与光屏之间放置一块蓝色透明玻璃,由于透明物体的颜色是由它通过的色光决定的,因此蓝色玻璃只能透过蓝光,故光屏只出现蓝色光。
(4)一个长方形水槽中装有一定量的水,小明将一块平面镜斜插入水槽中,此时平面镜上方的水类似于三棱镜,用该装置来进行太阳光的色散实验,太阳光经过三棱镜被分解为七色光,因此在白色的墙上看到红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫的彩色光带,用手指轻轻搅动水槽中的水,使水面迅速地做微小振动,水面不再是平面,光在不平的水面上会发生漫反射,使得各种颜色的光复合成白光,则墙面上的彩色条纹将消失。
26.小华为解释“晴朗的天空呈现蓝色”的现象,查阅资料得知:(a)光是一种电磁波,各种色光对应的频率范围见表1;(b)频率越高的色光,越容易被空气中的氮气分子和氧气分子散射,向各个方向散开;(c)晴天,太阳光通过大气层时,主要被氮气分子和氧气分子散射;(d)“靛”是指深蓝或蓝紫,白天人眼对紫光不如对蓝光敏感。
表1
光的颜色
红
橙
黄
绿
蓝
靛
紫
频率(赫兹)
4.3~4.8
4.8~5.0
5.0~5.2
5.2~6.1
6.1~6.3
6.3~6.6
6.6~7.5
结合上述信息和所学知识:
(1)频率为赫兹的色光___________(选填“属于”或“不属于”)三原色光。
(2)解释“晴天的天空呈现蓝色”现象产生的原因。___________
【答案】(1)属于;(2)太阳光中的蓝光因频率较高,容易被空气分子散射,使天空各处呈现蓝色,虽然紫光的频率更高,散射能力更强,但白天人眼对蓝光更敏感。
【解析】(1)频率为赫兹的色光在红光的频率范围内,属于三原色光。
(2)晴天的天空呈现蓝色的原因是晴天,太阳光中的蓝光因频率较高,容易被空气分子散射,使天空各处呈现蓝色,虽然紫光的频率更高,散射能力更强,但白天人眼对蓝光更敏感。
27.紫外线可以穿透大气层到达地球表面,如图所示为紫外线的三个波段示意图。某地区的冬至正午,测出不同波长紫外线的强度随海拔高度变化的情况如表所示。
0
0.5
1
1.5
2
2.5
280
0.01
0.05
0.1
0.5
1
5
290
7
10
20
50
70
80
300
200
300
400
500
600
700
390
1000
1000
1000
1000
1000
1000
(1)该地区海拔2km处,波长为290nm的紫外线的强度为______。
(2)该地区强度最大的紫外线的波段是______(选填“UVC”“UVB”或“UVA”)。
(3)请根据表中数据归纳“该地区波长为300nm的紫外线的强度与海拔高度的关系”:______。
(4)请根据表中数据推测大气对波长为______(选填“280”“290”“300”或“390”)nm的紫外线的阻挡作用最弱。
【答案】(1);(2)UVA;(3)该地区波长为300nm的紫外线的强度随海拔高度的升高而增大;(4)390
【解析】[1]由表中数据可知,该地区海拔2km处,波长为290nm的紫外线的强度为
[2]该地区强度最大的紫外线为海拔2.5km处,波长为390nm的紫外线,波段为UVA。
[3]由表中数据可知,该地区波长为300nm的紫外线的强度随海拔高度的升高而增大。
[4]表中波长为390nm的紫外线的强度在各个海拔高度处均为,故大气对波长为390nm的紫外线的阻挡作用最弱。
28.阅读短文,回答问题。
海洋、植物的表面和土壤中都含有水。在太阳的照射下,它们都会变得越来越热,它们再也不能忍受炎热的时候,就变成水蒸气在空气的帮助下逃脱,它们会变得很轻,然后进入到天空,也就是我们经常说的大气层。在上升的过程中,高度越来越高,温度越来越低,水蒸气就变成小水滴或小冰晶,这些小水滴和小冰晶逐渐增多从而形成云。
(1)平时所说“月亮躲进云里”中月亮以云为参照物是____(选填“运动”或“静止”)的。
(2)太阳光是白光,彩云的出现说明白光是由各种色光混合而成的。如图-1所示,让太阳光通过三棱镜后形成各种颜色的光,这种现象叫做光的____,在屏幕最底端出现的是紫光,说明介质对紫光的偏折程度最大。如果各种色光以相同入射角斜射入水中,折射角最大的是____光。
(3)如图-1所示的彩色光带中,将温度计放置在红光外侧时,温度计示数升高得最明显,说明该区域存在一种看不见的光,这种光叫____。
【答案】(1)运动;(2) 色散 红;(3)红外线
【解析】(1)以云为参照物,月亮相对于云的位置发生了改变,所以月亮是运动的。
(2)[1]太阳光是复色光,通过三棱镜后形成七种颜色的色光,这种现象叫做光的色散。
[2]在光的色散现象中,不同颜色的光折射程度不同,紫光折射程度最大,红光偏折程度最小,当各种颜色以相同入射角斜射入水中时,红光偏离法线最远,所以折射角最大的是红光。
(3)红光外侧能使温度计示数升高最明显,说明红光外侧存在一种热作用非常强的光,这种光叫做红外线,其具有较强的热效应。
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