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第四章光现象
第2课时 光的折射 光的色散
◎
光现象
1．光从一种介质斜射入另一种介质时，传播方向发生偏折，这种现象叫做光的折射．
2．光的折射规律：(1)折射光线跟入射光线和法线在同一平面内；(2)折射光线和入射光线分居法线两侧；(3)光从空气斜射入水中或其他介质中时，折射角小于入射角；(4)光从水或其他介质斜射入空气中时，折射角大于入射角；(5)光垂直于界面入射时，传播方向不变；(6)在光的折射现象中，光路也是可逆的．
3．太阳光通过三棱镜后被分解成各种颜色的光，这种现象叫光的色散，这几种色光依次是红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫．
4．色光的三原色是红、绿、蓝，颜料的三原色是品红、黄、青．透明物体的颜色是由通过它的色光决定的，不透明物体的颜色是由它反射的色光决定的．
5．太阳光由可见光和不可见光组成，光谱中红光之外是红外线，紫光之外是紫外线，它们均属于不可见光．
6．自然界中所有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．红外线的热效应较强．
应用：红外线夜视仪、电视机遥控器、诊断疾病．
7．适当的紫外线照射有助于人体合成维生素D，可促进身体对钙的吸收；紫外线能杀死微生物，可用紫外线灯灭菌；紫外线能使荧光物质发光，用于防伪．
如下图所示的四种情景中，属于光的折射现象的是( )
A．湖中的倒影 B．碗中的筷子
C．世博会夜晚的灯光 D．镜中的陶罐
解析：光的直线传播，光的反射，光的折射是中考考查的重点，应在理解原理的基础上对生活中的一些实例进行分析、归纳．A和D项都是光的反射现象，B项是光的折射形成的，C项是光的直线传播，因此选B.
答案：B
变式训练1：
下列属于光的折射现象的是( B )
A．平静的水面映出蓝天和白云
B．从岸边看池中的水变浅
C．黑板发生反光现象
D．大树挡住太阳光形成树阴
当光从空气斜射到一块玻璃表面时，以下可以较全面地反映光传播路径的是( )
解析：本题考查光的反射和折射规律，当光由空气斜射到玻璃表面时，在表面上同时发生光的反射和折射，且此时折射角应小于入射角，反射光线、折射光线均与入射光线分居法线两侧，由此可判断C项正确．
答案：C
变式训练2：
潜水员在水中看岸上的小鸟，在下列图中能正确表示其光线传播大致路径的是( C )
在“五岳”之一泰山上，历史上曾多次出现“佛光”奇景．据目击者说：“佛光”是一个巨大的五彩缤纷的光环，与常见的彩虹色彩完全一样．“佛光”形成的主要原因是( )
A．直线传播 B．小孔成像
C．光的反射 D．光的色散
解析：由题知“佛光”奇景就是彩虹．彩虹是太阳光通过大气层时，经过折射形成的，白光被分解成七种颜色的单色光．所以“佛光”形成的主要原因是光的色散．
答案：D
变式训练3：
夏天雨后，天空会出现绚丽的彩虹，这是太阳光经过空气中的水滴时发生折射形成的．
在太阳光下我们能看到鲜艳的黄色的花是因为( )
A．花能发出黄色的光 B．花能反射太阳光中的黄色光
C．花能发出白色的光 D．花能吸收太阳光中的黄色光
解析：不透明物体颜色由它反射的色光决定，透明体的颜色由它透过的色光决定．花是不透明物体，黄花是因为它反射了太阳光中的黄光．
答案：B
变式训练4：
在没有任何其他光照的情况下，舞台上的追光灯发出绿光照在穿白上衣、红裙子的女演员身上，观众看到她( D )
A．全身呈绿色
B．上衣呈绿色，裙子呈紫色
C．上衣呈绿色，裙子呈红色
D．上衣呈绿色，裙子呈黑色
课堂达标训练：
1．下列说法正确的是( D )
A．红外线是红色的，紫外线是紫色的
B．不可见光是一种假想的光，实际并不存在
C．所有的光人眼都能看到
D．不可见光也可以传递能量
2．下图光线射到空气与水的界面处发生折射和反射的四幅光路图，正确的是( A )
A B
C D
3．用气枪射击池水中的鱼，为提高命中率，在射击时应瞄准( C )
A．看到的鱼 B．看到的鱼再偏上
C．看到的鱼再偏下 D．看到的鱼再偏右
4．一束光线从空气斜射入水中，在水和空气的界面上会发生反射和折射现象．若使这束光的入射角增大，则下列判断中错误的是( B )
A．反射角变大 B．折射角变小
C．折射角变大 D．折射角仍比入射角小
5．古诗中有“大漠孤烟直，长河落日圆”的壮美诗句，诗人观察到的落日并非太阳的实际位置，而是光线经过不均匀大气时发生了折射而形成的虚像(填“虚”或“实”)，太阳实际在图中的乙位置(填“甲”或“乙”)．
专题训练6
一、选择题(每小题3分，共33分)
1．如下图所示的四种现象或应用中，能用光的折射知识进行解释的是( )
解析：插入水中的手指变粗了，是因为水和玻璃杯起放大镜的作用，是光的折射，B项手影游戏是光沿直线传播形成的，C、D项都是光的反射现象．
答案：A
2．一束光线从空气斜射入水中，在水和空气的界面上会发生反射和折射现象．若使这束光的入射角增大，则下列判断错误的是( )
A．反射角变大 B．折射角变小
C．折射角变大 D．折射角仍比入射角小
解析：光从空气斜射入水中时，在界面上会同时发生反射和折射，入射角增大，反射角和折射角均随之增大，但折射角始终小于入射角，因此B项错误．
答案：B
3．关于国庆60周年大阅兵场景，下列说法正确的是( )
A．迎风招展的红旗呈现红色，是因为红旗折射红色光
B．整个队列整齐划一，观众是通过光沿直线传播来判断的
C．士兵帽子上的军徽熠熠发光，是因为军徽是光源
D．士兵响亮的口号，是通过电磁波传入周围观众耳内的
解析：红旗呈现红色，是因为红旗只反射太阳光中的红光，队伍排列整齐与否，可用光沿直线传播来解释，士兵帽子上的军徽发光，是因为军徽反射了太阳光，不是光源，士兵的口号声是通过空气传入人耳的．
答案：B
4．下列是我们日常生活中常见的光现象，对它们的解释正确的是( )
A．人离平面镜越近，所成的像越大
B．近视眼镜是凸透镜
C．在岸上看到水中的鱼，看到的是鱼的实像
D．红光照在穿白色上衣、蓝色裙子的演员身上，观众看到她的上衣呈红色，裙子呈黑色
解析：综合考查了光学知识．A项根据平面镜成像特点：像与物大小相等，与物体距平面镜距离无关；近视眼是因为晶状体折光能力太强，进入眼睛的光线应发散些所配带的应为凹透镜，看到的水中物体都是变浅了的虚像，故选D.
答案：D
5．下列现象中属于白光色散的是( )
A．太阳光经过棱镜后，分解成各种颜色的光
B．红、绿、蓝三种色条合成电视画面的颜色
C．红、绿、蓝三色光按一定比例混合成白光
D．红、蓝、黄三色颜料按一定比例混合成黑色
解析：太阳光是白光，太阳光通过三棱镜后，被分解成各种颜色的光，使太阳光发生了色散．A项正确．B、C、D是关于色光的混合和颜料的混合．
答案：A
6．在①小孔成像，②平面镜成像，③放大镜成像，④照相机成像中，下列分析正确的是( )
A．属于反射成像的是②
B．属于折射成像的是①③④
C．成实像的是①②③
D．成虚像的是②③④
解析：小孔成像是光沿直线传播形成的倒立的实像；平面镜成像是由于光的反射而形成的正立、等大的虚像；放大镜成像是由于光的折射而形成的放大的虚像；照相机是由于光的折射形成的缩小的实像；因此A项正确．
答案：A
7．下列关于光的说法正确的是( )
A．红外线是红色的，紫外线是紫色的
B．不可见光是一种假想的光，实际并不存在
C．所有的光人眼都能看到
D．不可见光也可以传递能量
解析：红外线、紫外线均是不可见光，颜色的不同是对于可见光而言的；不可见光只是人用肉眼无法观察，但它是客观存在的；人眼只能看到可见光；不可见光也可以传递能量，因此D项正确．
答案：D
8．下列说法中不正确的是( )
A．医院及一些公共场合经常利用紫外线灯来灭菌
B．一切物体发出的光中都有红外线
C．只有高温物体才能发出红外线
D．红外线具有较强的热效应
解析：自然界中任何物体都会向外辐射红外线，因此C项错误．
答案：C
9．光盘是用激光在反光铝膜上刻出凸凹的音槽来记录音像信息，外表面是一层平滑透明的保护膜．如图是一张放在阳光下的VCD光盘，下列说法正确的是( )
A．对着光盘能看到你的像，是铝膜发生折射现象形成的
B．对着光盘能看到你的像，是凸凹的音槽漫反射形成的
C．光盘呈现彩色的扇面是表面保护膜的反射形成的
D．光盘上呈现彩色的扇面是光的色散现象形成的
解析：光盘能成像是其光滑的表面对光的反射作用，相当于平面镜成像，是镜面反射，因此A、B错；光盘表面的彩色扇面是表面的保护膜对光的折射作用，由于不同颜色的光的折射本领不同，经保护膜折射后，将光分解，呈现不同的颜色，因此C错，D对．
答案：D
10．如图所示，一束光线斜射入容器中，在容器底形成一光
斑，若向容器中逐渐加水，则光斑的位置将( )
A．向左移动后静止
B．向右移动后静止
C．先向左，后向右移动
D．仍在原位置
解析：向容器中加入水后，光由空气斜射入水中时会发生折射，且折射角小于入射角，因此光斑会向左移动．
答案：A
11．一束光从空气斜射向水中，如图所示能正确反映光的传播路径的是( )
解析：光由空气斜射入水中时，在界面上会同时发生反射和折射，且折射角小于入射角，故选C.
答案：C
二、填空题(每空2分，共38分)
12．枣阳市素有“中国桃之乡”之称．那漫山遍野的桃花，在三月和煦的阳光中，显得妩媚令人陶醉．我们看到红色的桃花，是因为太阳光照射到桃花上反射________的缘故．
解析：不透明物体的颜色由它反射的色光决定．桃花是不透明的物体，呈红色，是因为桃花只反射太阳光中的红光．
答案：红光
13．观察拍摄于水边的风景照片时，总会发现倒影部分比景物本身暗一些，这是光从空气射到水面上时，由于光的________(填“反射”或“折射”)，一部分光进入了水中的缘故．
解析：用照相机拍风景照时，实物反射的光线直接进入镜头，对底片进行感光，而倒影是实物反射的光线经水面反射后进入镜头对底片感光，当光线经过水面时，有一部分光会折射入水中，这样射入镜头的光线不如实物进入镜头的光线强，故倒影部分总比景物本身暗一些．
答案：折射
14．汽车在大热天的公路上行驶，车里的人常见远处似乎有水，但当行驶至该处时，水则消失了，这种公路上的海市蜃楼现象是由于光的________引起的；茂密的树林下常见斑驳的亮点，这种现象是由光____________形成的．
解析：夏天的路面温度较高，靠近路面的空气温度也较高，造成空气疏密不均，光通过时发生折射形成海市蜃楼现象；树阴下的圆形光斑是小孔成像现象，是由于光沿直线传播形成的．
答案：折射 沿直线传播
15．在暗室中将三基色光投射到白色屏上，其投射情况如图所示，A区域是________色，光在白色屏上发生的是________(填“镜面”或“漫”)反射．
解析：红、绿、蓝是光的三基色，三色混合后为白色；由于光射到光屏上时，人们从各个方向都能看到光，所以光在屏上发生的是漫反射．
答案：白 漫
16．如图所示，是光线在空气中和玻璃中传播的情形，其中MM′⊥NN′，∠3＝∠6，则入射光线是________，折射光线是________，界面是________，入射角是________，反射角是________，折射角是________，空气在界面的________侧．
解析：由图可看出，因为∠3＝∠6.所∠4＝∠5，所以线段BO和线段OC，一条是入射光线，另一条是反射光线，则线段OA一定是折射光线．又因为入射光线和折射光线分居法线两侧，则NN′为法线，BO为入射光线，还因为入射光线跟反射光线在界面的同侧，所以，MM′为界面，入射角、反射角、折射角都是入射光线、反射光线、折射光线与法线的夹角，所以∠4、∠5、∠2分别是入射角、反射角、折射角．比较折射角和入射角的大小，就可以知道界面哪一侧是空气，哪一侧是玻璃了．不管折射角大于入射角还是入射角大于折射角，大一点的角总在空气的区域里．通过观察，∠4大于∠2，因此∠4的区域是空气．
答案：BO OA MM′ ∠4 ∠5 ∠2 左
17．九寨沟的镜海有着“鱼在天上游，鸟在水中飞”的美景奇观，这水中画面的“鱼”是由于光的________形成的________像；“鸟”是由于光的________形成的________像．
解析：看到水中的鱼是由于光从水进入空气中时发生折射所成的虚像，水面可视为平面镜，水中的“鸟”是由于光在水面发生反射所成的虚像．
答案：折射 虚 反射 虚
18．为了捉到一条鱼，猩猩用矛拼命地刺向水里却没有成功．这主要是由于光的__________现象．猩猩看到水中的鱼比实际位置要________一些(选填“深”或“浅”)．
解析：鱼反射的光从水中传入空气时会发生折射，岸上的猩猩看到的是折射后形成的鱼的虚像，比实际位置浅，所以应往看到的“鱼”下方刺才能捉到鱼．
答案：折射 浅
三、作图题(19、20题各4分，21题6分，共14分)
19．如图所示，一束光射向棱镜，画出这束光两次折射的大致光路．
解析：光由空气进入玻璃时折射角小于入射角，由玻璃进入空气时折射角大于入射角，经过两次折射，折射光线更靠近三棱镜的底边．
答案：
20．在图中画出入射光线经玻璃砖折射后的光路图．
解析：光线通过玻璃砖时发生了两次折射，需注意最后的折射光线应与开始的入射光线是平行的．
答案：
21．如图所示，由发光点S发出的某一条光线射到空气和水的界面上，同时发生折射和反射，其反射光线过P点，折射光线过Q点，试在图中按题意画出光路图．
解析：综合考查了平面镜成像的原理，折射规律．先根据成像特点确定发光点S的像点S′，平面镜成的像是反射光线反向延长线的交点，所以过P点的光线反向延长线一定过S′，确定出入射点，就很容易完成折射光路了．注意虚线、实线．
答案：
四、实验综合题(每空3分，共15分)
22．下图是研究光的折射规律的实验原理图；下表中记录了不同的入射角和对应的折射角的实验测量数据．
(1)请你结合图，以光从空气进入到玻璃中的情况为例，分析实验数据(光从空气进入其他透明介质中也可得到具有相同规律的实验数据)，对光从空气进入其他透明介质中的折射规律加以总结(补充完整)
a．折射光线跟入射光线和法线在同一平面内，并且分别位于法线两侧；
b．__________________________________________________________.
(2)请定量比较实验数据．把你新的发现写在下面：________________________.
解析：考查分析、解决问题的能力，解此类题关键是透彻理解基础知识．
答案：(1)入射角增大，折射角也增大，但折射角总是小于入射角
(2)入射角较小时，入射角i与折射角γ近似成正比关系，当入射角较大时，正比关系不再成立
23．小雨在吃烤肉串时，偶然发现了一个现象：通过火炉上方看对面的人，感觉对面的人好像在晃动．为什么会出现这种现象呢？小雨根据学过的知识进行分析：火炉上方的空气被加热后，其疏密程度在不断发生变化，光进入这种不均匀的热空气会发生折射，传播方向也在不断发生变化，因此看起来感觉对面的人在晃动．为了验证这种分析是否正确，回到家后，小雨利用一支激光笔、一个装有酒精的浅盘及火柴，进行了如下的探究：
(1)如图所示，将激光笔固定在小桌上沿水平方向照射，看到激光笔发出的一束红光射向墙面，墙面上有一个红色光点保持不动，这说明光在均匀的空气中是________传播的．
(2)如果要让这束红光穿过不均匀的空气，接下来小雨的做法应该是：_______________.
(3)如果小雨的分析是正确的，他观察到的现象应该是：______________________.
解析：光沿直线传播是有条件的，即在均匀介质中，如在均匀的空气中光是沿直线传播的但在不均匀的空气中光就不再沿直线传播．由于火焰上方的空气被加热后，其疏密程度会发生变化，激光的传播方向也随着空气疏密程度不同而发生晃动．
答案：(1)沿直线 (2)将装有酒精的浅盘放在激光笔前方的下侧，用火柴点燃酒精 (3)墙上红色的光点在晃动
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