專題05 創(chuàng)作七彩夢幻般的彩虹【兩大題型】（解析版）

專題05創(chuàng)作七彩夢幻般的彩虹【兩大題型】【考點一光的色散】1．太陽光通過棱鏡后被分解成各種顏色的光，這種現(xiàn)象叫光的色散。2．太陽光是由各種色光混合而成的白光。3．不同的色光通過棱鏡時偏折程度不同，紅光偏折程度最小，紫光偏折程度最大。4．光的色散是一種折射現(xiàn)象。注意：太陽光通過三棱鏡經過兩次折射，第1次折射是光由空氣射入三棱鏡，第2次折射是光由三棱鏡射入空氣，各種色光偏折程度不同，所以出現(xiàn)色帶?！究键c二彩虹成因】1．當太陽光照射到半空中的水滴，光線被折射及反射，在天空上形成拱形的七彩光譜，由外圈至內圈呈紅、橙、黃、綠、藍、靛、紫七種顏色。2．只要空氣中有水滴，而陽光正在觀察者的背后以低角度照射，便可能產生可以觀察到的彩虹現(xiàn)象，彩虹最常在下午，雨后轉晴時出現(xiàn)，這時空氣內塵埃少而充滿小水滴，天空的一邊因為仍有雨云而較暗，觀察者頭上或背后沒有云的遮擋而可見陽光，這樣彩虹便會較容易被看到。另一個經?？梢姷讲屎绲牡胤绞瞧俨几浇谇缋实奶鞖庀卤硨﹃柟庠诳罩袨⑺驀姙⑺F，亦可以制造人工彩虹。【題型一光的色散】1．（2023?蘇州期末）最早通過實驗研究光的色散現(xiàn)象的物理學家是（）A．伽利略 B．開普勒 C．牛頓 D．惠更斯解：牛頓是最早研究光色散的科學家。答案：C。2．（2023?綿陽期末）仔細觀察光的色散實驗，圖中的光路示意圖正確的是（）A．B．C．D．解：白色光經過三棱鏡后產生色散現(xiàn)象，在光屏由上至下依次為紅、橙、黃、綠、藍、靛、紫。由于紫光的折射率最大，所以偏折最大；紅光的折射率最小，則偏折程度最小。故屏上端為紅光，屏下端是紫光。答案：A。3．（2023?南寧期末）下列各種光現(xiàn)象中，由于光的色散形成的是（）A．雨后的夜晚，迎著月光走，地上發(fā)亮的是水 B．在平靜的湖面上可以看到藍天白云 C．太陽光經過三棱鏡后可以形成彩色光帶 D．清晨，看到荷葉上的露珠解：A．雨后的夜晚，迎著月光走，地上發(fā)亮的是水，因為水面相當于平面鏡，光發(fā)生鏡面反射，看起來比較亮，故A不符合題意；B．在平靜的湖面可以看到藍天白云，屬于平面鏡成像，是由光的反射形成的，故B不符合題意；C．太陽光經過三棱鏡后，會分解成紅、橙、黃、綠、藍、靛、紫七種單色光，這是光的色散現(xiàn)象，故C符合題意；D．清晨，看到荷葉上的露珠，是光的反射現(xiàn)象，故D不符合題意。答案：C。4．（2023?重慶期末）如圖所示，在光的色散實驗中，太陽光經平面鏡反射后，通過狹縫射向三棱鏡，發(fā)現(xiàn)光屏上色光的種類偏少，為了在光屏上觀察到更多種類的色光，以下可行的操作是（）A．將光屏靠近三棱鏡 B．將三棱鏡轉動一定角度 C．將狹縫靠近三棱鏡 D．將平面鏡轉動一定角度解：A、將光屏靠近三棱鏡，光譜的范圍會縮小，所以不能在光屏上觀察到更多種類的色光，故A不可行；B、將三棱鏡轉動一定角度，則不同色光經三棱鏡折射時其偏折的情況會改變，可能在光屏上觀察到更多種類的色光，故B可行；C、將狹縫靠近三棱鏡，其入射的光線不會改變，不能在光屏上觀察到更多種類的色光，故C不可行；D、將平面鏡轉動一定角度，只要光線仍通過狹縫射向三棱鏡，則入射的光線不會改變，不能在光屏上觀察到更多種類的色光，故D不可行。答案：B。5．（2023?宿遷期末）如圖甲所示，一束陽光照射到三棱鏡后出現(xiàn)的情況。好奇的小明將陽光改成紅光仍然沿原來的方向照射到三棱鏡上（如圖乙），在光屏上a點處形成一個紅色光斑?，F(xiàn)保持入射光位置、方向及三棱鏡位置不變，僅將紅光改為紫光，以下說法正確的是（）A．保持光屏位置不變，紫色光斑仍在a點處 B．保持光屏位置不變，紫色光斑在a點上方 C．將光屏向右平移，紫色光斑仍可落在a點處 D．將光屏向左平移，紫色光斑仍可落在a點處解：不同色光經三棱鏡折射時的偏折能力不同，紫光的偏折能力比紅光要強；AB、在本實驗中，保持入射光位置及方向不變，僅將紅光改為紫光，則紫光偏折能力強，其光斑會在a的下方，故AB錯誤；CD、如果將光屏向右平移，紫色光會落在a點更偏下的位置，相反，如果將光屏向左平移，紫色光斑則向上移動，仍可落在a點處，故C錯誤，D正確。答案：D。6．（2023?常州期末）光的色散實驗不僅表明了太陽光是由各種色光混合而成，而且表明了不同色光通過棱鏡后偏折的程度不同。如圖所示，相距很近的兩束平行的紅光和紫光，間距為d，斜射到較厚的玻璃磚的上表面，并從玻璃磚的下表面射出，則下列現(xiàn)象可能的是（）①兩條出射光線仍平行，但距離大于d；②兩條出射光線仍平行，但距離小于d；③兩條出射光線仍平行，但距離等于d；④兩條出射光線不再平行。A．②③④ B．② C．③④ D．①②③解：根據(jù)光路的可逆性，空氣中的出射光線必定與空氣中的入射光線平行；由折射定律可知兩條光線出射后仍與入射光線平行，則兩條出射光線也平行；但是紫光的折射率更大，所以偏離的位置較大一些，如圖是紫光在上，紅光在下，這樣會出現(xiàn)幾種情況：紫光折射率比紅光大，玻璃若不是很厚，兩折射光線沒有交叉，會使兩出射光線的距離減小，小于d，故②正確；如果玻璃磚足夠厚，在經過第一個玻璃面折射后，兩條折射光線在玻璃內交叉，則出射光線間的距離就有可能大于d或者等于d，所以①③也可能正確；答案：D。7．（2023?淄博期中）太陽光經過三棱鏡后分解為紅、橙、黃、綠、藍、靛、紫七色光，這種現(xiàn)象叫做光的色散，最早由牛頓發(fā)現(xiàn)。該現(xiàn)象說明白光是復（填選“單”或“復”）色光，產生這一現(xiàn)象的原因是三棱鏡對不同顏色的光折射（選填“反射”或“折射”）程度不同。解：光的色散現(xiàn)象說明白光是復色光，產生這一現(xiàn)象的原因是三棱鏡對不同顏色的光折射程度不同，所以才會形成紅、橙、黃、綠、藍、靛、紫組成的彩色光帶。答案：復；折射。8．（2023?蕪湖期末）如圖所示，一束白光經三棱鏡折射后，在光屏上形成自上而下為紅、橙、黃、綠、藍、靛、紫的色帶，分析實驗現(xiàn)象可知：三棱鏡對紫色光的折射能力最強；對同一個凸透鏡來說，紅色光形成的焦距最長。解：由光的色散可知，紅光的偏折能力較弱，所以在圖中的上方，紫光的偏折能力較強，所以在圖中的下方；對于同一凸透鏡來說，紅光的折射程度最小，則紅光的焦距最長。答案：紫；紅。【題型二彩虹成因】9．（2024?無錫模擬）在“五岳”之一泰山上，歷史上曾多次出現(xiàn)“佛光”奇景。據(jù)目擊者說：“佛光”是一個巨大的五彩繽紛的光環(huán)，與常見的彩虹色彩完全一樣?！胺鸸狻毙纬傻闹饕蚴牵ǎ〢．直線傳播 B．小孔成像 C．光的反射 D．光的色散解：看到五彩繽紛的光環(huán)，說明發(fā)生了光的色散現(xiàn)象，與其他選項無關。答案：D。10．（2023?來賓期末）雨過天晴，關于空中出現(xiàn)的彩虹，下列說法錯誤的是（）A．它是光的色散現(xiàn)象 B．彩虹的外側是紫色，內側是紅色 C．彩虹的外側是紅色，內側是紫色 D．它是被空中的水珠折射兩次和反射一次形成的解：雨后彩虹是由于太陽光照在空氣中的小水珠上形成的光帶，是色散現(xiàn)象；而彩虹的形成是經過兩次折射和一次反射形成的，由于紫光的折射程度比紅光大，所以看到的現(xiàn)象為“外紅內紫”；故選項ACD正確，B錯誤。答案：B。11．（2024?深圳模擬）2024年4月10日中午時分，深圳市上空，巨大的日暈包裹著太陽，現(xiàn)身城市上空，吸引了眾多市民觀看拍攝。專家表示，這種現(xiàn)象是因為高空的水蒸氣遇冷形成小冰晶，太陽光照射小冰晶后，分解成不同顏色的光，這樣太陽周圍就出現(xiàn)一個巨大的彩色光環(huán)，稱為“日暈”。下列關于此現(xiàn)象的說法中正確的是（）A．水蒸氣遇冷形成小冰晶是凝固現(xiàn)象，此過程要放熱 B．冰晶在一段時間后消失了，此過程要放熱 C．我們眼中看到的太陽的是太陽的實像 D．太陽光照射小冰晶后分解為七色光是光的折射現(xiàn)象解：A、水蒸氣遇冷形成小冰晶由氣態(tài)直接變?yōu)楣虘B(tài)是凝華現(xiàn)象，此過程要放熱，故A錯誤；B、冰晶在一段時間后消失了，由固態(tài)直接變?yōu)闅鈶B(tài)，這是冰升華變成了水蒸氣散失在了空氣中，此過程要吸熱，故B錯誤；C、我們眼中看到的太陽的是太陽光在不均勻的大氣層中傳播時發(fā)生折射而形成的虛像，故C錯誤；D、太陽光照射小冰晶后分解為七色光是光的色散現(xiàn)象，是因為不同色光折射程度不同而形成的，故D正確。答案：D。12．（2023?深圳期末）太陽光通過棱鏡折射會被分解成各種顏色，這種現(xiàn)象叫光的色散，自然界虹和霓的形成也與光的色散有關，虹和霓形成的簡化模型：空中的水滴可簡化為球形，太陽光射入后，在水滴內經過若干次折射和反射后射出，下列說法中正確的是（）

A．光線a、e可能均是紅光 B．光線a、b可能分別為紅光和紫光 C．光線c、d可能分別為紅光和紫光 D．光線c、f可能均是紫光解：由光的色散現(xiàn)象可知，紅光的偏折能力弱，紫光的偏折能力強，因此，左圖中a可能是紫光，b可能是紅光；中間圖中，c可能是紅光，d可能是紫光；右圖中，e可能是紅光，f可能是紫光；綜上所述，只有C說法正確，ABD錯誤。答案：C。13．（2023?武漢模擬）雨天的夜晚，我們在馬路上，有時可以看到路燈周圍一圈圈美麗的彩虹。這是由于雨天，空氣中充滿著細小的水珠，而這些小水珠相當于三棱鏡（選填“平面鏡”或“三棱鏡”），路燈的光透過小水珠發(fā)生光的色散現(xiàn)象，不同顏色的光在燈的周圍“編織”成一圈圈美麗的彩虹。解：雨天的夜晚，空氣中充滿著細小的水珠，這些小水珠是球形的，相當于三棱鏡，路燈發(fā)出的光透過小水珠反射和折射，不同顏色的光波長不同，就會發(fā)生光的色散現(xiàn)象，在燈的周圍“編織”成一圈圈美麗的彩虹。答案：三棱鏡；色散。14．（2023?無錫模擬）小華將平面鏡斜插到如圖所示的水槽中，放在陽光下，結果在光屏上看到七種不同顏色的光。這是光的色散現(xiàn)象。敲擊桌面，使水槽內水面晃動，光屏上的彩色光帶消失。（選填“不變”或“消失”）解：太陽光經過三棱鏡分解成紅、橙、黃、綠、藍、靛、紫七種色光，這種現(xiàn)象是光的色散。光的色散說明太陽光不是單色光，而是有七種色光組成的復色光；敲擊桌面，使水槽內水面晃動，水和平面鏡組成的三棱鏡不存在，光屏上的彩色光帶消失。答案：色散；消失。15．（2023?六盤水期末）陽光下，灑水車正在公路上向四周灑水，有時在灑水車旁可以看到美麗的彩虹。這是灑水車周圍空氣中充滿著細小的水珠，而這些小水珠相當于三棱鏡（選填“平面鏡”或“三棱鏡”），陽光透過小水珠發(fā)生光的色散現(xiàn)象。解：灑水車正在公路上向四周灑水，空氣中充滿著細小的水珠，這些小水珠是球形的，相當于三棱鏡，陽光透過小水珠分解成不同顏色的光，發(fā)生色散現(xiàn)象。答案：三棱鏡；色散。16．（2023?無錫期末）如圖所示，小華利用平面鏡、較深的盆和水等器材研究光的色散實驗，在盆中盛水后，在盆邊斜放一個平面鏡，使太陽光照射在水中的平面鏡上，并反射到白色的豎直墻壁上，發(fā)現(xiàn)墻壁上有彩色的光帶，為