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4.5光的色散
一、单选题
1．关于“雨过天晴，彩虹高挂”所包含的光学知识，下列说法正确的是（　　）
A．通过地面积水看到的白云是实像
B．太阳光从空气射入积水中一定发生折射现象
C．通过地面积水看到的白云，由光的直线传播形成
D．蓝天中高挂的彩虹，由光的色散形成
2．4月30日，桂林出现日晕天象奇观如图所示，其彩色光环与彩虹的成因相同，都属于（　　）
A．光的色散 B．平面镜成像
C．光的反射 D．光的直线传播
3．下列是我们日常生活中常见的光现象，对于它们的解释正确的是（ ）
A．“一叶障目，不见森林”是由于光的直线传播
B．白光是由红、绿、蓝这三种颜色的光组成
C．我们能在水面看见树的倒影，是因为光发生了折射
D．人与平面镜的距离大于像与平面镜的距离
4．世界最早、距今约4700年的山西陶寺古观象台，由13根直立的夯土柱组成，呈半圆形，图是其结构示意图，据考古研究推断，先民们在观测点通过土柱间的狭缝观测日出方位，以此确定季节和节气其利用的光学原理是（　　）
A．光的反射 B．光的折射 C．光沿直线传播 D．光的色散
5．不属于光的三原色的是（　　）
A．红色 B．绿色 C．黄色 D．蓝色
6．关于电视机的遥控器。你认为正确的是（　　）
A．遥控器发出的光是激光，在真空中的传播速度是3×108km/s
B．可以用烟雾将遥控器发射的光显示出来，证明光在均匀的介质中沿直线传播
C．可以用平面镜反射遥控器射出的光控制电视机
D．用遥控器隔着墙壁可以遥控另一个房间的电视机
7．测体温、戴口罩、常消毒，是防疫新冠肺炎的有效措施。下列相关解释正确的是（　　）
A．学校给同学们测体温的电子测温枪是利用红外线工作的
B．戴口罩时，眼镜上会出现水雾，是发生了汽化现象
C．学校食堂用来杀菌的紫光灯发出的紫光是紫外线
D．喷洒消毒液后，湿润的地面一会儿就干燥了，是因为消毒液发生了升华现象
8．光，让我们的世界充满温暖，让我们的世界绚丽多彩。下列有关光现象的描述错误的是（　　）
A．甲图中射击时要求“三点一线”，是利用光的直线传播原理
B．乙图中太阳光经过三棱镜后，在白屏上呈现彩色光带，说明太阳光是由多种色光混合而成
C．丙图中通过平静的湖面可以看到廊桥在水中的倒影，这是光的反射现象
D．丁图中我们透过放大镜看到的是正立、放大的实像
9．如图是光的三原色色光照射在墙壁上的示意图，图中2号区域（斜线阴影）为三原色叠加区域，图中区域1和区域2应标的颜色分别是（　　）
A．蓝色、白色 B．绿色、白色
C．黄色、黑色 D．黄色、白色
10．如图所示是一束白光沿BD方向射向三棱镜，在右侧光屏形成了彩色光带MN，下列说法正确的是（　　）
A．①区域的光能使荧光物质发光
B．若物体放在P处，从右侧透过棱镜观察到像可能在C处
C．M和N两处的光线分别平行于同一个凸透镜的主光轴入射，N处光线测出的焦距更小
D．三棱镜对红光的折射能力比对紫光的折射能力强
二、填空题
11．太阳光经过棱镜后被分解成各种颜色的光，这种现象叫光的 。
12．将太阳光通过三棱镜后，用一个白屏来承接，在白屏上形成一条红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫的彩色光带，这个现象称为光的色散，其中 三种色光称为光的三原色；用白屏来承接是因为它能 （填“反射”或“吸收”）所有颜色的光。
13．唐代的孔颗达在《礼记 月令》一书中写道：“云薄溜日，日照雨滴则虹生”，这里雨虹的产生是光的 现象，科学家 首先研究了这一现象，他让一束太阳光通过 ，光屏上出现彩色的光带，表明太阳光是由 混合而成的。
14．物理学研究表明，不透明物体的颜色是由它反射的色光决定的，由此可以推测，不利于绿色植物生长的光是 光。如图所示，用红色激光笔照射透明的红色、绿色两个气球，我们观察到 （选填“红色气球”或“绿色气球”）更易被爆破。
15．生活中的很多自然现象都可以用物理学知识解释的。夏天打雷时，总是先看到闪电后听到雷声，这是因为在空气中声音的传播速度 光速（选填“大于”或“小于”）；听到的雷声是由于空气的 造成的；雨后，有时会出现彩虹，这是光的 现象。
16．雨后彩虹：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 现象，形成绚丽的 。
三、作图题
17．如图所示，AO是从空气中斜射到三棱镜表面的一束白光，经三棱镜折射后发生色散。其中，射入空气中的蓝光光线已在图中画出，请你画出色散过程中黄光发生折射的大致光路。
四、实验题
18．小明同学在实验室探究光的反射和折射规律。
（1）小明将一束光射到白板上，只能在白板上看到一个亮点，不能看到光的传播路径。请帮小明想出在空气中显现光的传播路径的1种方法： 可从不同方向看到白板上的亮点，是因为光束中的部分光在白板上发生了 反射。
（2）实验中，小明将光从空气射向水面，得到的实验数据如表所示。通过分析实验数据，你能发现哪些规律？ ； 。（写出两条即可）
（3）当光从水中射向空气，若入射角为22°，则光在空气中的折射角为 。
（4）小明想利用紫光探究光的反射定律，他利用三棱镜和遮光板将阳光中的紫光分离出来，如图所示，三种遮挡方法最有可能得到紫光的是 。（选填“1”“2”或“3”）
入射角 0° 15° 30° 45° 60°
反射角 0° 15° 30° 45° 60°
折射角 0° 11° 22° 32° 40°
五、综合题
19．请根据上述材料，回答下列问题：
光电效应
光电效应是物理学中一个重要而神奇的现象。光照射到某些物质上，引起物质的电性质发生变化，这类光致电变的现象被人们统称为光电效应。光电效应分为：外光电效应和内光电效应（如图甲），只有入射光的频率高于一定值时，才能激发电子逸出物质表面，但使物质的导电能力发生变化或在物体两端产生电压的现象。
光敏电阻器是利用半导体的光电效应制成的一种电阻值随入射光的强弱而改变的电阻器；入射光强，电阻减小，电阻增大。光敏电阻器一般用于光的测量、光的控制和光电转换。
(1)外光电效应会从物质中激发出________。
A．原子 B．质子 C．中子 D．电子
(2)在可见光中，从红光到紫光，光的频率是逐渐增大的。如果绿光照射到某金属表面能产生外光电效应，则下列光照射该金属也一定能产生外光电效应的是
________。
A．红光、紫光 B．红光、黄光
C．蓝光、紫光 D．黄光、蓝光
(3)光敏电阻是依据 （选填“内”或“外”）光电效应工作的。
(4)如图乙为光敏电阻的工作原理图，当光照强度发生变化时，小量程电流表的示数变化如图________。
A． B．
C． D．
(
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《4.5光的色散》参考答案
题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
答案 D A A C C C A D B C
1．D
【详解】A．通过地面积水看到的白云是光的反射形成的虚像，故A错误；
B．光从空气垂直射入其它透明介质中时，传播方向不变，不会发生折射现象，故B错误；
C．通过地面积水看到的白云，由光的反射形成的，故C错误；
D．彩虹由光的色散形成，故D正确。
故选D。
2．A
【详解】彩虹是太阳光照射到空中，穿过了漂浮在大气中的水雾，发生光的折射形成的，是光的色散现象，彩色光环与彩虹的成因相同，所以也是光的色散。
故选A。
3．A
【详解】A．“一叶障目，不见森林”是因为光在同种均匀介质中沿直线传播造成的，故A正确；
B．白光是由七种色光混合而成的，故B错误；
C．倒影的形成属于光的反射现象，故C错误；
D．平面镜所成像与物体到镜面的距离相等，故D错误。
故选A。
4．C
【详解】太阳光通过土柱间的狭缝进入人眼，人可以通过土柱间的狭缝观测日出方位，利用光的直线传播的原理。
故选C。
5．C
【详解】光的三原色是指三种单色光，可以混合成不同的色光，即红、绿、蓝三种色光称为光的三原色，故ABD不符合题意，C符合题意。
故选C。
6．C
【详解】A．遥控器发出的光是红外线，在真空中的传播速度是m/s，故A错误；
B．遥控器发出的光是红外线，红外线是不可见光，故不能用烟雾将遥控器发射的光显示出来，故B错误；
C．遥控器发出的光是红外线，故可以用平面镜反射遥控器射出的光控制电视机，故C正确；
D．红外线不能穿过障碍物，不能用遥控器隔着墙壁遥控另一个房间的电视机，故D错误。
故选C。
7．A
【详解】A．学校给同学们测体温的电子测温枪是利用人体辐射的红外线工作的，故A正确；
B．戴口罩时，眼镜上会出现水雾，是水蒸气遇到镜片受冷液化成的小水滴，故B错误；
C．校食堂用来杀菌的是紫外线，但紫外线人看不到，故C错误；
D．喷洒消毒液后，湿润的地面一会儿就干燥了，是因为消毒液发生了汽化现象，故D错误。
故选A。
8．D
【详解】A．射击时要求“三点一线”，即枪口、准星和靶心在同一直线上，这是利用了光的直线传播原理，故A正确，不符合题意；
B．太阳光经过三棱镜后，被分解成各种色光，这是光的色散现象，说明太阳光是由多种色光混合而成的，故B正确，不符合题意；
C．通过平静的湖面可以看到廊桥在水中的倒影，属于平面镜成像，是光的反射现象，故C正确，不符合题意；
D．放大镜成正立、放大的虚像，故D错误，符合题意。
故选D。
9．B
【详解】光的三原色是红、绿、蓝，光的三原色能合成白光。所以图中区域1和区域2应标的颜色分别是绿色和白色。
故选B。
10．C
【详解】如图，白光经过三棱镜后，经过三棱镜折射后，因为不同颜色的光的折射本领不同，所以经三棱镜后的偏折程度不同，光屏上自上而下出现了红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫的色带，①区域为红外区，②为有色光，③为紫外区；
A.．①区域为红外区，热效应显著；③为紫外区能使荧光物质发光，故A错误；
B．若物体放在P处，会挡住白光，由光的折射可知，从右侧透过棱镜观察到像可能在P点的上侧，故B错误；
C．M处为红光，N处为紫光，红光和紫光分别平行于同一个凸透镜的主光轴入射，由于凸透镜对紫光的偏折能力较强，N处光线测出的焦距更小，故C正确；
D．由图可知，三棱镜对红光的折射能力比对紫光的折射能力弱，故D错误。
故选C。
11．色散
【详解】太阳光是白光，是一种复合光，由多种色光混合而成。因此太阳光经过棱镜后被分解成各种颜色的光，我们把这种现象叫光的色散。
12． 红、绿、蓝 反射
【详解】[1]太阳光通过三棱镜后，会在白光屏上形成一条彩色的光带，颜色依次是红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫，这就是光的色散现象，原理是光的折射，其中红、绿、蓝是光的三原色。
[2]白色物体能反射所有的色光，黑色物体吸收所有色光，所以用白屏来承接是因为白屏能把这七种颜色的光反射出来，便于观察。
13． 色散 牛顿 三棱镜 各种色光
【详解】[1]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，这种现象叫光的色散，这里雨虹的产生就是光的色散现象。
[2][3][4]英国物理学家牛顿首先研究了这一现象，他是通过三棱镜将一束太阳光分解为七种颜色的光，这是光的色散现象，该现象说明太阳光是由各种色光混合而成的。
14． 绿 绿色气球
【详解】[1]植物是不透明的，植物呈现绿色，说明植物能反射绿光而吸收其它色光；植物之所以反射绿光是因为植物的生长不需要绿光，即绿光不利于植物的生长。
[2]红色激光笔照射红色透明气球，红色透明气球会透过红光，不会吸收红光；而绿色透明气球只能透过绿光，会吸收红光，使得绿色气球内的气体的温度升高，气体体积膨胀，所以绿色透明气球更易爆破，而红色透明气球不会爆破。
15． 小于 振动 色散
【详解】[1]光的传播速度约为，声音的传播速度约为，因为光的传播速度大于声音的传播速度，所以我们是先看到闪电后听到雷声的。
[2]声音是由物体振动产生的，一切发声的物体都在振动。听到的雷声是由于空气的振动产生的。
[3]雨后彩虹，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，所以说雨后的天空出现彩虹是由光的色散形成的。
16． 色散 彩虹
【详解】[1][2]太阳光经过三棱镜被分解成七种色光，被称为光的色散，彩虹就是太阳光照射在小水珠上，发生光的色散形成的。
17．
【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；由此可知不同色光的折射程度不同，蓝色光比黄色光的偏折能力大，所以黄色光在上，蓝色光在下，过折射点做法线，再根据光从空气斜射入玻璃时，入射角大于折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，入射角小于折射角作出空气中的折射光线，如图
18． 利用烟雾、利用水雾、利用白板、利用纸板 漫 在反射现象中，反射角等于入射角 在折射现象中，折射角随入射角的增大而增大 30° 3
【详解】（1）[1]显示光路可以借助烟雾、水雾、白板、纸板等来显示。将光穿过烟雾或者水雾来显示光路，也可以让光沿着白板或者纸板表面投射，来显示光路。
[2] 可从不同方向看到白板上的亮点，是因为白板表面粗糙，光束中的部分光在白板上发生了漫反射。
（2）[3][4]从表格中数据可以看出，反射角与入射角相等；入射角增大，折射角也跟着增大。即在反射中，反射角等于入射角。在折射中，折射角随着入射角增大而增大。
（3）[5]从表格中数据可得，当空气中的入射角为30°时，水中的折射角为22°。由光路可逆得，当光从水中射向空气，若入射角为22°，则光在空气中的折射角为30°。
（4）[6]太阳光是由七色光合成的复色光，在同一种介质中，红色光的折射程度最小，紫色光的折射程度最大，折射程度从小到大依次为：红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫。图中1位置接到的是七色光组成的白光，太阳光经过三棱镜折射后，会出现色散现象，红光在最上面，紫光在最下面，因此3位置会挡住其它色光，分离出紫光，使紫光射到平面镜上。
19．(1)D
(2)C
(3)内
(4)C
【详解】（1）读材料可知，“外光电效应是指被光激发产生的电子逸出物质表面的现象”，故ABC不符合题意，D符合题意。
故选D。
（2）因为“只有入射光的频率高于一定值时，才能激发电子逸出物质表面”，从红光到紫光，故蓝光和紫光的频率大，故蓝光和紫光的频率大，当折射到某金属表面时能产生外光电效应，故ABD不符合题意，故C符合题意。
故选C。
（3）光敏电阻器是利用半导体的内光电效应制成的一种电阻值随入射光的强弱而改变的电阻器。
（4）当光敏电阻器中入射光强时，电阻减小，电阻增大，光强时，电流大，其图线有一定的曲度，故ABD不符合题意，故C符合题意。
故选C。
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