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2.7 制造彩虹【同步分层作业】
班级：____________ 姓名：____________
一、基础达标（覆盖本课核心知识点）
（一）填空题（每空2分，共20分）
1. 白光（如太阳光）实际上是由许多不同颜色的光______而成的；白光斜射入三棱镜或水中时，会被分散成“红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫”______色光带。
2. 白光斜着进入三棱镜或水时，传播方向会发生______；不同颜色的光______程度不同，于是分散成排列有序的七色光带，这种现象叫做______。
3. 雨过天晴后，空气中悬浮着大量细小的______，它们就像一个个微型______；阳光射入其中时经过折射和______，白光被分解成七种色光，就形成了彩虹。
4. 三棱镜是用______材料（如玻璃、水晶等）做成的，它可以______光的传播方向，是控制光传播路线的光学元件。
（二）选择题（每题3分，共18分，每题只有一个正确答案）
1. 关于白光（太阳光），下列说法正确的是（ ）。
A. 白光是最单纯的一种色光，不能再分解
B. 白光只有在通过三棱镜后才会变成白色
C. 白光实际上是由许多不同颜色的光混合而成的
D. 白光和红光都属于单色光
2. 有同学认为：“三棱镜把白光染成了七种颜色，所以才出现彩色光带。”下列对这 个说法的评价，正确的是（ ）。
A. 说得对，三棱镜确实能给白光染上七种颜色
B. 说得不对：白光本来就由多种色光混合而成，三棱镜只是把它们分开
C. 说得不对：七种色光在三棱镜里偏折程度完全相同，根本不会分开
D. 说得对：白光被三棱镜吸收后，又重新发出了彩色光
3. 下列现象中，与“光的色散”原理相同的是（ ）。
A. 雨后天空出现彩虹
B. 用潜望镜看到高处的景物
C. 照镜子看到自己的像
D. 太阳灶把阳光会聚起来加热
4. 雨过天晴后天空出现彩虹，主要是因为空气中的小水滴起到了（ ）的作用。
A. 平面镜，把阳光原样反射回来
B. 凸透镜，把阳光会聚成一个亮点
C. 滤光片，只让某一种颜色的光通过
D. 微型三棱镜，使阳光发生色散
5. 下列材料中，单独使用时不能“制造”出彩虹的是（ ）。
A. 装满清水的玻璃杯
B. 喷壶喷出的水雾
C. 一面普通的平面镜
D. CD光盘
6. 小明想用喷壶制造彩虹，他应该（ ）。
A. 面向太阳，向空中喷水雾
B. 背对太阳，向空中喷水雾
C. 在黑暗的房间里向地面喷水
D. 把喷壶对准太阳直接喷
（三）判断题（每题2分，共10分，正确的打“√”，错误的打“×”）
1. 太阳光看上去是白色的，但它实际上是由许多不同颜色的光组成的。（ ）
2. 白光通过三棱镜后变成七色光带，是因为三棱镜把白光染上了颜色。（ ）
3. 彩虹的形成与光的色散有关，空气中的小水滴起到了类似三棱镜的作用。（ ）
4. 只要下雨，天空中就一定会看到彩虹。（ ）
5. 白光斜射入水中时也会发生折射，不同色光折射程度不同，因此也能产生色散。（ ）
二、能力提升（在基础之上加深、灵活应用）
（一）选择题（每题4分，共12分）
1. 关于彩虹与光的色散，下列说法正确的是（ ）。
A. 彩虹是光的反射现象，与色散无关
B. 彩虹是光的色散现象，小水滴使阳光折射并在水滴内部反射
C. 只要有阳光就一定会出现彩虹，不需要小水滴
D. 彩虹的七种颜色每次排列的顺序都是随机的
2. 用三棱镜制造彩虹（让白光色散）时，下列做法最关键的是（ ）。
A. 让白光斜射到三棱镜上，并用白纸（光屏）在另一侧承接
B. 把三棱镜放进黑暗的盒子里，不让光进入
C. 让白光完全垂直地正对着三棱镜的一个面射入
D. 用不透明的纸把三棱镜整个包起来
3. 下列关于“制造彩虹”的说法，【错误】的是（ ）。
A. 可以用装水的玻璃杯搭配平面镜反射阳光来制造彩虹
B. 可以利用CD光盘反射阳光来制造彩虹
C. 彩虹只能出现在雨后的天空，人为无法制造
D. 透明冰块、水晶摆件、肥皂泡等也能起到类似三棱镜的作用
（二）连线题（共4分，每连对一条得1分）
【连线题】请把下列材料/物体与它的作用用线连起来（右列顺序已打乱）。
三棱镜 ① 像微型三棱镜，使阳光折射并发生水滴内部的反射
空气中的小水滴 ② 表面有细微结构，使光发生反射与色散
装满清水的玻璃杯 ③ 透明介质，光斜射入时发生折射而色散
CD光盘 ④ 装水后相当于透明棱镜，可配合平面镜把阳光分光
（三）简答题（每题5分，共10分）
1. 为什么太阳光（白光）通过三棱镜后会变成“红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫”七种颜色的光带？请用“光的折射”和“不同颜色的光”来说明。（5分）
2. 雨过天晴后天空中常常出现彩虹。请说明彩虹是怎样形成的；如果想在晴天自己“制造”一道彩虹，可以怎么做？（5分）
（四）实验分析题（共8分）
情境：科学小组在实验室用三棱镜、手电筒、白纸（光屏）研究“白光的色散”，随后到操场上尝试用喷壶制造彩虹。
（1）小组把手电筒的光完全垂直地正对着三棱镜的一个面射入，结果在另一侧的白纸上几乎看不到彩色光带。请分析原因，并说明应该怎样调整。（4分）
（2）小组到操场上用喷壶制造彩虹：一开始面向太阳喷水雾，怎么也看不到彩虹；后来改变做法，成功看到了。他们是怎样改的？为什么背对太阳才能看到？（4分）
三、拓展探究（选做，结合本课内容，联系生活）
（一）材料分析题（共12分）
阅读下面一段话，回答问题。
“太阳光看上去是白色的，但它实际上是由许多不同颜色的光组成的。当白光斜着进入三棱镜或水中时，传播方向会发生折射；不同颜色的光折射程度不同，最终会分散成排列有序的‘红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫’七色光带，这种现象叫做光的色散。雨过天晴后，空气中悬浮着大量细小的小水滴，小水滴相当于一个个微型三棱镜，阳光射入小水滴时经过折射和反射，白光被分解成七种色光，就形成了彩虹。我们也可以自己制造彩虹：用三棱镜分解太阳光或手电筒光；用装水的玻璃杯搭配平面镜反射阳光；背对太阳用喷壶向空中喷水雾；利用CD光盘反射阳光等。装满清水的玻璃杯、喷壶喷出的水雾、透明冰块、水晶摆件、肥皂泡、CD光盘等都可以用来替代三棱镜制造彩虹。”
1. 下面几种现象：①雨后天空出现彩虹；②树荫下地面上的圆形光斑；③阳光斜射入装满水的玻璃杯，在墙上出现彩色光带；④用放大镜把阳光会聚成一个亮点。其中属于光的色散的是哪几个？请结合材料说明你判断的理由。（4分）
2. 彩虹是怎样形成的？其中的小水滴起到了什么作用？彩虹的七色光带中，红光和紫光分别在哪一侧？（4分）
3. 材料介绍了哪几种制造彩虹的方法？除此之外，你还能想出生活中哪些物体也能起到类似三棱镜的作用？（4分）
（二）课外拓展实践题（选做，6分）
小小实验员：在阳光充足的日子，用喷壶背对太阳向空中喷水雾，或用装水的玻璃杯搭配平面镜把阳光反射到墙上，试着制造一道“彩虹”。对照下面的记录单，填写你用到的材料、操作步骤和看到的现象；并观察彩虹颜色的排列顺序（从外到内），画一画或写一写你看到的七色光带。最后想一想：为什么彩虹常常出现在雨后，而且总是出现在太阳的相反方向？（实验时注意不要用喷壶对着人或电器喷水，平面镜边角较锋利，请小心使用。）
我用的材料 操作步骤 看到的现象（颜色顺序，从外到内）
参考答案与解析
【基础达标】
（一）填空题
1. 混合；七
2. 折射（或偏折）；折射；光的色散
3. 小水滴（或水滴）；三棱镜；反射
4. 透明；改变
（二）选择题
1. C（白光是复色光，由许多不同颜色的光混合而成；A、B、D错）
2. B（白光本来就由多种色光混合而成，三棱镜是因不同色光偏折程度不同而把它们分开，并没有“染色”；A“染色说”、D“吸收后重发说”均错，C“偏折程度完全相同”则不会分开。讲评提示：评价一个说法要“立场＋理由”都正确才行——C 虽然立场“说得不对”是对的，但它给的理由本身错误，所以不能选）
3. A（雨后彩虹属于光的色散；B、C、D均为光的反射）
4. D（小水滴像微型三棱镜，使阳光折射、色散形成彩虹；A、B、C均不对）
5. C（平面镜单独只能反射阳光，不能分光；A、B、D都能制造彩虹）
6. B（背对太阳，阳光从身后射入水雾才能色散并射入人眼；A、C、D均不对）
（三）判断题
1. √（白光由许多不同颜色的光组成）
2. ×（七色光带是白光被分解的结果，不是三棱镜“染色”；不同色光折射程度不同才被分开）
3. √（彩虹是光的色散，小水滴起类似三棱镜的作用）
4. ×（彩虹需要“阳光＋小水滴”同时具备；夜里或阴天没有阳光照射时，即使有水雾也不会出现彩虹）
5. √（白光斜射入水同样会折射、色散）
【能力提升】
（一）选择题
1. B（彩虹是光的色散，小水滴使阳光折射并在水滴内部反射；A与色散无关错，C需小水滴，D顺序固定为红橙黄绿蓝靛紫）
2. A（让白光斜射入三棱镜并用光屏承接，才能看到明显的七色光带；B、D阻断光，C垂直入射色散不明显）
3. C（彩虹可人为制造，如三棱镜、水雾、CD光盘等；A、B、D均正确）
（二）连线题（共4分）
三棱镜—③；空气中的小水滴—①；装满清水的玻璃杯—④；CD光盘—②。补充：CD光盘是靠表面细密的刻纹把光分开，与三棱镜靠折射分光的方式不同（讲评时可说明）。
（三）简答题
1. 白光是由许多不同颜色的光混合而成的；白光斜射入三棱镜时发生折射，不同颜色的光折射（偏折）程度不同，于是被分开、分散成排列有序的七色光带，这就是光的色散。（采分点：白光由多种色光组成2分+不同色光折射程度不同2分+色散结论1分）
2. 雨后空气中有大量细小水滴，它们像一个个微型三棱镜；阳光射入小水滴后发生折射并在水滴内部反射，白光被分解成七种色光，于是形成彩虹（属光的色散）。自己制造：可用三棱镜分解阳光或手电筒光；或用装水的玻璃杯搭配平面镜反射阳光；或背对太阳用喷壶向空中喷水雾；或利用CD光盘反射阳光等。（采分点：小水滴如微型三棱镜+折射与内部反射2分+白光分解成七色2分+列举一种制造方法1分）
（四）实验分析题
（1）入射方向不合适：白光需要斜射入三棱镜才会发生明显的折射与色散，光垂直（正对）射入一个面时，不容易在另一侧看到明显的七色光带。调整：让光斜射到三棱镜上，并转动三棱镜或调整光屏角度，直到白纸上出现七色光带。（采分点：需斜射/入射方向不合适2分+调整方法2分）
（2）改为背对太阳、向空中喷水雾。因为阳光要射入水雾中的小水滴，经折射和水滴内部反射后再射出，色散后的光进入人的眼睛才能被看到；面向太阳时，色散光主要射向背离观察者的方向，不易进入眼睛，所以看不到；背对太阳时，阳光从身后射入水雾，经水滴折射、反射后正好射向人眼。（采分点：背对太阳向空中喷水雾2分+色散光需进入人眼2分）
【拓展探究】
（一）材料分析题
1. 属于光的色散的是①和③。理由：材料说白光斜着进入三棱镜或水（以及小水滴）时，因不同颜色的光折射程度不同而分散成七色光带，这才是光的色散；①雨后彩虹是小水滴使阳光色散，③装水的玻璃杯相当于透明介质使阳光色散。②树荫下的圆形光斑是小孔成像（光沿直线传播），④放大镜把阳光会聚成亮点只是光的折射会聚，两者都没有把白光分解成七色，不属于色散。（采分点：选出①③2分+结合“未把白光分成七色”说明理由2分）
2. 雨后空气中有大量细小水滴，阳光射入小水滴后发生折射和水滴内部的反射，白光被分解成七种色光，形成彩虹（属光的色散）；小水滴相当于一个个微型三棱镜。七色光带中，红光偏折程度最小、在最外侧，紫光偏折程度最大、在最内侧（即“外红内紫”）。（采分点：小水滴折射+反射分解白光2分+小水滴如微型三棱镜1分+红光在外紫光在内1分）
3. ①用三棱镜分解太阳光或手电筒光；②用装水的玻璃杯搭配平面镜反射阳光；③背对太阳用喷壶向空中喷水雾；④利用CD光盘反射阳光。能起类似三棱镜作用的物体：装满清水的玻璃杯、透明冰块、水晶摆件、肥皂泡等。（采分点：四种方法共2分+举例2分）
（二）课外拓展实践题（选做，6分）
示例：材料可用喷壶（或装水的玻璃杯+平面镜）；步骤——背对太阳向空中喷水雾（或让阳光斜射入水杯、用平面镜反射到墙上）；现象：能看到红橙黄绿蓝靛紫的彩色光带，从外到内依次为红→紫。原因：雨后空气中充满小水滴，阳光经水滴折射、反射发生色散；彩虹总在太阳的相反方向，是因为阳光要从身后射入水滴，色散后的光才能进入我们的眼睛。按记录单填好材料、步骤、现象并作出解释即给分。
（三）参考示意图：光的色散
说明：一束白光斜射入三棱镜后发生折射，因不同颜色的光折射（偏折）程度不同，在光屏上被分散成排列有序的“红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫”七色光带——这就是光的色散；雨后彩虹也是同样的道理（小水滴相当于微型三棱镜）。
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