物理光的色散习题

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知识点一、光的色散：
1.概念：复色光通过棱镜后分解成单色光的现象叫光的色散。
（1）不能分解的光叫单色光；
（2）由几种单色光混合而成的光叫复色光。
2.白光通过三棱镜后分解成红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫七种颜色的光。
（1）白光（太阳光）是复色光，由七种颜色的光复合而成；
（2）光发生色散的原因：不同颜色的光经三棱镜后，偏折程度不同，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。
3.光发生色散的实质：光的折射现象
4.生活中的现象：
（1）彩虹：太阳光被空气中水滴色散形成的；
（2）彩色的肥皂泡：太阳光经气泡发生色散形成的。
基础自测：
1．如图，这是英国物理学家________利用三棱镜做的光的________实验，实验说明太阳光是由________色光混合而成的。
【答案】 牛顿 色散 红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫
【解析】[1][2][3]将一束太阳光投射到玻璃三棱镜上，在棱镜后侧的白色光屏上，观察到不同颜色的光，此现象叫做光的色散。此现象是英国物理学家牛顿发现的，实验说明太阳光不是单色光，它是由红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫七种颜色的光混合而成的复色光。
2．以下关于光的说法正确的是（ ）
A．光只有在同种均匀介质中才能传播
B．阳光下自己的影子，影子的成因是光的反射
C．我们看到的水里的鱼比鱼的实际位置要浅，是因为发生了光的折射
D．“一闪一闪亮晶晶”，星星一闪一闪的原因是光的色散
【答案】C
【解析】A．光可以在介质中传播，也可以不需要介质传播，光在同种均匀介质中沿直线传播，故A错误；
B．影子的成因是光的直线传播形成的，因为光被挡住了，没有光的区域变暗，这就是影子的成因，故B错误；
C．看到水中的鱼是由于光从水中斜射入空气中，进入人的眼睛的，是光的折射现象形成的虚像，比鱼实际位置偏高浅，故C正确；
D．星星一闪一闪的，这是因为星星发出的光被密度不稳定的大气层折射的结果，故D错误。
故选C。
3．如图所示，将一束太阳光投射到玻璃三棱镜上，在棱镜后侧光屏上的AB范围内观察到不同颜色的光，则下列说法正确的是（ ）
A．A处应是紫光，B处应是红光
B．三棱镜对红光折射作用比紫光强
C．三棱镜能使太阳光发生色散
D．AB范围B处的外侧有红外线
【答案】C
【解析】ACD．太阳光经三棱镜后发生色散，图中位置从A到B依次呈现红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫等七种颜色的色光，因此A处为红光，B处为紫光，AB之间为可见光，AB范围B处的外侧有紫外线，故AD错误，C正确；
B．三棱镜对红光折射作用要比紫光弱，故B错误。
故选C。
4．下列光现象和形成原因对应正确的是（ ）
A．海市蜃楼光的折射B．小孔成像光的色散
C．猴子捞月光的直线传播D．黑板反光光的色散
【答案】A
【解析】A．海市蜃楼是光在不均匀的大气中传播形成的光的折射现象，故A正确；
B．小孔成像是光沿直线传播形成的，故B错误。
C．猴子捞月，水中的月亮属于平面镜成像，是光的反射现象，故C错误。
D．黑板反光是因为黑板发生了镜面反射，不是光的色散现象，故D错误。
故选。
5．如图所示的光现象中，由于光的反射形成的是（ ）
A．水中倒影
B．手影游戏
C．水中“折笔”
D．雨后彩虹
【答案】A
【解析】A．水中倒影属于平面镜成像，是由光的反射形成的，故A符合题意；
B．手影是光沿直线传播形成的，故B不符合题意；
C．水中折笔属于光的折射现象，故C不符合题意；
D．雨后彩虹属于光的色散，其实质是光的折射现象，故D不符合题意。
故选A。
6．2021年5月26日，天空先后出现超级月亮和月全食的少见天象，与月全食成因相同的是（ ）
A． 五洲湖岸树的倒影
B． 镜中瓢虫
C． 皮影戏表演
D． 三棱镜分解白光
【答案】C
【解析】月全食是光沿直线传播形成的。
A．五洲湖岸树的倒影属于平面镜成像，平面镜成像是光的反射形成的，故A不符合题意；
B．镜中瓢虫属于凸透镜成像，其原理是光的折射现象，故B不符合题意；
C．从物理学角度讲皮影戏是由于光的直线传播，光在同种均匀介质中沿直线传播，皮影是不透明的，无法使光线穿过，形成影子，故C符合题意；
D．三棱镜分解白光是光的色散现象，其实质是光的折射现象，故D不符合题意。
故选C。
知识点二、色光的混合
1.光的三原色：红、绿、蓝。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。
2.色光的混合：
（1）红光＋绿光→黄光；
（2）红光＋蓝光→品红光；
（3）绿光＋蓝光→青光；
（4）红光＋绿光＋蓝光→白光。
3.物体的颜色
（1）我们看到物体呈现不同的颜色，是因为太阳光照射到不同颜色是物体表面，反射不同颜色的光，如阳光照射到红色的物体表面只反射红光进入人眼，其他色光均被物体吸收，故我们看到物体是红色的；同理，阳光照射到蓝色的物体只反射蓝光，照射到紫色的物体只反射紫光等。
（2）单色光照射时，只有同种颜色才能反射，其他均被吸收。如红光只有照到红色的物体才能反射，红光照射到绿色的物体被吸收，呈现为黑色；同理，棕色光只有照射到棕色的物体反射棕色光，照射到如红色、蓝色、绿色等除棕色以外的其他颜色的物体上，均会被吸收，呈现黑色；白色的物体反射所有色光；黑色的物体吸收所有色光。
（3）透明的物体只透射同种颜色的色光，如黄色的物体只透射黄光，绿色的物体只透射绿光，白色的物体透射所有色光，黑色的物体吸收所有色光。若绿光照射到除绿色以外的其他颜色的物体，既不反射，也不透射，会被全部吸收，呈现为黑色，其他色光也是同样的道理。
基础自测
7．光的三基色是以下哪三色（ ）
A．红、黄、蓝B．红、黄、绿C．红、绿、蓝D．黄、绿、蓝
【答案】C
【解析】光的三基色是红、绿、蓝，故C符合题意，ABD不符合题意。
故选C。
8．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I为黄色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，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，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。综上所述，故B错误，符合题意，ACD正确，不符合题意。
故选B。
9．国庆假期，在瘦西湖风景区内，小明戴着一副墨镜时，看到了一株“黑叶红花”的睡莲。他感到奇怪，于是取下墨镜，这时看到的却是一株绿叶白花的睡莲。则这副墨镜的镜片颜色可能是（ ）
A．黑色B．红色C．绿色D．黄色
【答案】B
【解析】白花能反射所有的色光，绿叶只反射绿光，现在看到了一株“黑叶红花”的睡莲，因为墨镜的镜片只让红光通过，不能让绿光通过，所以滤色镜玻璃的颜色是红色的。故ACD不符合题意，B符合题意。
故选B。
10．（2021·江苏无锡·八年级期中）舞台上一位演员身穿蓝色上衣、白色裤子。如果灯光师用绿色追光灯照射他，那么你在台下看到这位演员的服装颜色是（ ）
A．上衣和裤子都是绿色
B．上衣是蓝色，裤子是绿色
C．上衣和裤子都是黑色
D．上衣是黑色，裤子是绿色
【答案】D
【解析】不透明物体的颜色，是由它反射的色光决定的；白色的物体反射所有色光，黑色物体吸收各种色光显黑色。当灯光师用绿色追光灯照射他时，因蓝色的上衣只能反射蓝光，不能反射绿光，所以观众看演员的上衣为黑色；因白色裤子能反射所有色光，则照射来的绿光会被白色裤子反射，所以观众看演员的裤子为绿色，故ABC不符合题意，D符合题意。
故选D。
知识点三、看不见的光
1.可见光谱：把可见的不同颜色的光按照红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫的顺序排列形成的光谱叫可见光谱。
2.红外线：
（1）在光谱中，红光以外，有一种看不见的光线，叫做红外线；
（2）特征：
①一切物体都在不停地向外辐射红外线；
②物体的温度越高，辐射的红外线越强；
③物体在辐射红外线的同时也在吸收红外线。
（3）应用：
①热作用强：可以制成浴室暖灯、热谱图、烤箱、红外线理疗仪、红外线夜视仪、红外线体温计等。
②穿透云雾的能力比较强：红外线高空摄像机、红外线遥感仪等。
③遥控：红外线遥控板。
3.紫外线：
（1）在光谱中，紫光以外还有一种看不见的光，叫做紫外线。
（2）特征：
①高温物体（如太阳、弧光灯和其他炽热物体等）发出的光中紫外线，汞等气体放电发出的光中也含有紫外线。
②大气层中的臭氧层对紫外线有吸收作用。
（3）应用：
①生理作用强：能杀菌，但强度过高对身体有害。
②适当的紫外线照射可以促进人体合成维生素D，加强对钙的吸收。
③紫外线有荧光效应，可用于鉴别古字画和人民币防伪。
④紫外线化学作用强，很容易使照片底片感光。
基础自测
11．现在许多公共场所都用紫外线来消毒、灭菌，这是因为（ ）
A．紫外线照射有助于人体合成维生素
B．紫外线能杀死微生物
C．紫外线能使荧光物质发光
D．紫外线对人体十分有害
【答案】B
【解析】紫外线有杀菌的作用，能杀死微生物，制成消毒灯来消毒，故B符合题意，ACD不符合题意。
故选B。
12．光使世界绚丽多彩，人们的生活更离不开光。关于光现象，下列说法正确的是（ ）
A．木工师傅观察木板是否平整，是利用了光的反射原理
B．舞台上红色追光灯照到绿色衣服上，观众看到的衣服是黑色的
C．电视遥控器是利用红外线进行控制电视的，人眼看到的遥控器上的红光是红外线
D．教室的投影幕布上，光在幕布上发生的是漫反射，漫反射不遵循光的反射定律
【答案】B
【解析】A．木工师傅观察木板是否平整，是利用了光的直线传播特点，故A错误；
B．绿色衣服只能反射绿光，吸收其他色光，舞台上红色追光灯照到绿色衣服上，没有光线进入人眼，看到衣服是黑色的，故B正确；
C．电视遥控器是利用红外线进行控制电视的，人眼看到的遥控器上的红光是可见光，不是红外线，故C错误；
D．教室的投影幕布上，光在幕布上发生的是漫反射，光反射时都遵循光的反射定律，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错误。
故选B。
13．红外线和紫外线有着广泛的应用，下列关于它们的说法错误的是（ ）
A．红外线可以通过荧光效应来感知B．红外线的热效应比较显著
C．紫外线能使荧光物质发光D．紫外线能够灭菌
【答案】A
【解析】ACD．紫外线的频率高，能量大，有荧光作用和杀毒作用，根据紫外线能使荧光物质发光制成验钞机，但是热效应不显著，故A错误，符合题意，CD正确，不符合题意；
B．红外线具有热效应强的特点，可以制成红外线体温计，故B正确，不符合题意。
故选A。
14．下列关于光现象的说法，正确的是（ ）
A．自行车的尾灯是靠光的折射引起后方车辆司机注意的
B．站在湖水边，看到“鱼儿”在清澈的水中游动，我们实际看到的是鱼儿的实像
C．红外线与紫外线在真空中传播速度相等
D．月亮是自然光源
【答案】C
【解析】A．光照射到物体表面时，会发生反射现象，自行车的尾灯是靠光的反射引起后方车辆司机注意的，故A错误；
B．一种介质斜射到另一种介质时，会发生折射现象，看到水中的鱼，就是由于折射形成的虚像，故B错误；
C．红外线与紫外线在真空中传播速度相等，都是3×108m/s，故C正确；
D．本身能够发光的物体叫光源。月亮是反射的太阳光，不是光源，故D错误。
故选C。
考点突破
考点1.光的色散现象
方法：知色散本质，明光现象成因
色散的现象是白光分解成了七色光；从本质上看，七色光是由光的折射形成的。
例1.（2022·湖北黄冈·中考真题）雨天的夜晚，我们在马路上，有时可以看到路灯周围一圈圈美丽的彩虹。这是由于雨天，空气中充满着细小的水珠，而这些小水珠相当于___________ （选填“平面镜”或“三棱镜”），路灯的光透过小水珠发生光的___________ 现象，不同颜色的光在灯的周围“编织”成一圈圈美丽的彩虹。
【答案】 三棱镜 色散
【解析】[1][2]空气中的小水珠相当于三棱镜，路灯的光透过小水珠，发生折射，不同颜色的光分离开，产生光的色散现象。
例2.（2022·湖北十堰·中考真题）下列光学现象中，属于光的反射现象的是（ ）
A．海市蜃楼
B．激光束引导掘进机
C．水中倒影
D．光的色散
【答案】C
【解析】A．海市蜃楼是由于光在密度不均匀的物质中传播时，发生折射而引起的，故A不符合题意；
B．开凿隧道用激光束引导挖掘机，使挖掘机沿直线前进，是利用光沿直线传播，故B不符合题意；
C．水中倒影，属于平面镜成像，是由于光的反射形成的，故C符合题意；
D．光的色散是由于复色光经过三棱镜时发生折射形成的，故D不符合题意。
故选C。
考点2.色光的混合
方法：（1）对比色光的三原色，得到七色光。
色光的三原色是红、绿、蓝；颜料的三原色是红、黄、蓝。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）抓住“四点”，巧辨物体颜色
①同色“反”或“透”
当色光照射到同种颜色的物体时，不透明的物体将把该色光反射；透明的物体将把该色光透射；
②异色“吸”
当色光照射到与色光不相同颜色的物体时，不管透不透明，均被吸收；
③遇到白色“全反射”
任何色光照射到白色的物体，均只反射该色光；白光照射到某种颜色的物体，均只反射或透射该种颜色的色光；
④遇到黑色“全吸收”
任何色光（包含白光），遇到黑色均被吸收，不发生反射。
例3.（2022·内蒙古包头·中考真题）雨后的校园清新洁净，景色分外美丽。下列说法正确的是（ ）
A．浓密的树荫是光的折射形成的
B．娇艳的花朵是光源，可以发出光线
C．洁白的云朵在积水中的倒影是光的反射形成的
D．温暖的阳光由红、黄、蓝三种色光混合而成
【答案】C
【解析】A．浓密的树荫是树挡住太阳光后形成的暗影区，是光的直线传播形成的，故A错误；
B．娇艳的花朵不能发光，不是光源，但花朵可以反射光线，故B错误；
C．水面相当于平面镜，洁白的云朵在积水中的倒影是平面镜成像，是光的反射形成的，故C正确。
D．温暖的阳光由红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫七种色光混合而成，是复色光，故D错误。
故选C。
例4.（2022·江苏苏州·中考真题）太阳光经三棱镜分解出的黄光照射到红纸上，红纸呈现___________色。红光和绿光混合成的黄光照射到红纸上，红纸呈现___________色。
【答案】 黑 红
【解析】[1][2]太阳光经三棱镜分解成红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫等颜色组成的光带，这种现象叫光的色散现象。此时的黄光是单色光，，当单一的黄光照到不透明的红纸上，不透明的红纸只反射跟自己颜色相同的色光，而其它颜色的色光都会被吸收，因此看到红纸呈现黑色；由红光和绿光混合成的黄光不是单色光，当照射到红纸上，红纸就会将其中与自己颜色相同的红光反射出来，因此红纸呈现红色。
考点3.不可见光的应用
方法：记住应用，准确答题
1.红外线：①加热；②高温杀菌；③红外感应；④探测；⑤遥控。
2.紫外线：①照相机底片感光；②杀菌消毒；③人体维生素D合成；④防伪；⑤诱杀蚊虫。
例5.（2022·辽宁辽宁·中考真题）幸福小区电梯内壁是抛光的不锈钢板。电梯门打开时，小玉看到“自己”，这是由于光发生 ___________而形成的 ___________像；走进电梯，“像”会 ___________（填“靠近”或“远离”）她。门上的传感器通过 ___________（填“红外线”或“紫外线”）感知乘客，确定是否关门。
【答案】 反射 虚 靠近 红外线
【解析】[1][2]抛光的不锈钢板相当于平面镜，小玉看到“自己”，这是由于光的反射而形成的正立等大的虚像。
[3]小玉走进电梯时，和不锈钢板的距离变小，根据平面镜成像特点可知，像到平面镜的距离也变小，因此“像”会靠近她。
[4]物体温度越高辐射的红外线越强，人体温度比周围环境温度高，辐射的红外线强，门上的传感器探测到人体发出的红外线，就可以感知乘客是否已进入电梯，从而确定是否关门。
例6.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．某同学在较暗的环境中做了下列三次实验
（1）如图甲所示，他用紫外线灯照射面值为100元的钞票，看到“100”字样发光．这表明紫外线能使______发光．
（2）如图乙所示，他用紫外线灯照射一块透明玻璃，调整透明玻璃的位置和角度，看到钞票上的“100”字样再次发光．这表明紫外线能被透明玻璃______．
（3）如图丙所示，他把这块透明玻璃放在紫外线灯和钞票之间，让紫外线灯正对玻璃照射，在另一侧无论怎样移动钞票，“100”字样都不发光．他做这次实验是为了探究______．
【答案】（1）荧光物质；（2）反射；（3）紫外线能否透过玻璃．
【解析】
分析：紫外线是看不见的光，它遵循光的反射定律；
紫外线的用途：能使荧光物质发光；促使人体合成维生素D；消毒作用．
解答：解：（1）钞票上的100字样上有荧光物质，在紫外线的照射下，它可以发光；
（2）紫外线是一种不可见光，它在传播时也遵循光的反射定律；
（3）通过上面的探究可知紫外线荧光物质发光，当用玻璃挡住紫外线的传播路径时，另一侧的荧光物质不发光，说明紫外线不能透过玻璃，因此这是为了探究紫外线能否透过玻璃；
故答案为：（1）荧光物质；（2）反射；（3）紫外线能否透过玻璃．
【点评】此题主要考查对紫外线特点的探究，特别是紫外线能使荧光物质发光一定要知道．