初中科学第4节 光和颜色学案

第4节 光和颜色

〖知识整理〗

一.光源：能发光且正在发光的物体叫做光源，可分为             和              。

二.光的传播

1.光在同种均匀介质中沿直线传播；

2.光的直线传播的应用：

3.光线：常用一条带有箭头的直线表示光的径迹和方向，实际不存在，是人为假想的模型。

三.光速

1.真空中光速是宇宙中最快的速度；在计算中，真空或空气中光速c=3×108m/s；光在水中的速度约为3/4c，光在玻璃中的速度约为2/3c。

2.光年：是光在一年中传播的距离，光年是            ,1光年≈9.46×1015m。

注：声音在固体中传播得最快，液体中次之，气体中最慢，真空中不传播；光在真空中传播的最快，空气中次之，透明液体、固体中最慢（二者刚好相反），光速远远大于声速。

四.光的色散及物体的颜色

1.太阳光通过三棱镜后，依次被分解成  、    、    、   、   、   、    七种颜色，这种现象叫色散；

不能再分解的光是单色光，太阳光是由各种色光混合而成的复色光，天边的彩虹是光的色散现象。

2.色光的三原色是：    、    、     ；其它色光可由这三种色光混合而成，白光是红、绿、蓝三种色光混合而成的；世界上没有黑光；颜料的三原色是品红、青、黄，三原色混合是黑色。

3.透明体的颜色由它透过的色光决定（什么颜色透过什么颜色的光）；不透明体的颜色由它反射的色光决定（什么颜色反射什么颜色的光，吸收其它颜色的光，白色物体反射所有颜色的光，黑色吸收所有颜色的光）。

五.看不见的光

1.太阳光谱：红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫这七种色光按顺序排列起来就是太阳光谱；

2.红外线：红外线位于红光之外，人眼看不见；一切物体都能发射红外线，温度越高辐射的红外线越多；（打仗用的夜视镜）红外线穿透云雾的本领强（遥控探测）；红外线的主要性能是          ；（加热）

3.紫外线：在光谱上位于紫光之外，人眼看不见；

⑴紫外线的主要特性是               ；（消毒、杀菌）

⑵紫外线的生理作用，                         （小孩多晒太阳），但过量的紫外线对人体有害。（臭氧可吸收紫外线，我们要保护臭氧层）

⑶荧光作用；（验钞）

⑷地球上天然的紫外线来自太阳，臭氧层阻挡紫外线进入地球；

〖例题解析〗

〖例题1〗阳光灿烂的日子，在茂密的树林下，常能在地上见到许多圆形的光斑，这些光斑是(   )

A.太阳的虚像　          B.太阳的实像             C.树叶的影子　            D.树叶的实像

分析与解答：晴天在茂密树荫的地面上，常会看到许多圆形的光斑，这些光斑是由于光沿直线传播，通过小孔成的太阳的像，是由实际光线汇聚成的像，所以为实像，光斑是太阳的形状，与孔的形状无关，因此不是树叶的像，也不是太阳的虚像，更不是树叶的影子。故选B。

〖例题2〗如果声音和光都从空气传入水中，则(    )

A.声速变大，光速变小                                           B.声速变小，光速变大

C.声速、光速都变大                                             D.声速、光速都变小

分析与解答：声音在固体中传播得最快，液体中次之，气体中最慢，真空中不传播；光在真空中传播的最快，空气中次之，透明液体、固体中最慢（二者刚好相反）。因此选A。

〖巩固基础〗

1.生活中许多物体可以发光，下列物体不属于光源的是(　　)

A.水母                B.萤火虫                 C.月亮               D.霓虹灯

2.如图所示，枯井中的青蛙位于井底O点“坐井观天”，则青蛙通过井口观察范围正确的光路图是(　　)

3.下列四幅图中，不是光沿直线传播的现象的是(　　)

4.[2017嘉兴]黑暗的房间里有两盏电灯,只有一盏灯点亮,但人能看到未点亮的灯泡。以下对于“看到未点亮灯泡”所画的光路图,正确的是 (　　)

5.如图所示,下列光现象中与日晷的原理相同的是 (　　)

6.[2018苏州吴中]如图所示,让一束太阳光通过三棱镜射到白屏上,屏上标出了三个区域,其中能让温度计的示数明显升高的区域和能识别人民币真伪的区域应是 (　　)

A.区域①能使温度计升温,区域③能识币真伪         

B.区域②既能使温度计升温,又能识币真伪

C.区域③能使温度计升温,区域①能识币真伪        

D.区域①既能使温度计升温,又能识币真伪

7.[2015连云港]2015年5月9日我国多地出现日晕奇观,图为日晕的景象。在5000 m的高空,水蒸气遇冷形成小冰晶,太阳光照射小冰晶后,分解成红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫七种颜色的光,这样太阳周围就出现一个巨大的彩色光环,称为“晕”。下列说法正确的是 (　　)

A.水蒸气遇冷形成小冰晶是凝固现象

B.水蒸气遇冷形成小冰晶需要吸热

C.太阳光照射小冰晶后通过反射分解为七色光

D.太阳光照射小冰晶后分解为七色光是光的色散现象

8.观测日食不能用肉眼直接对着太阳，如果没有专用的太阳滤镜，可采用如图所示的简便方法：一是准备一盆黑墨水置于阳光下，在脸盆中观察太阳的像，这是利用平面镜成像原理；二是将手指展开互相垂直叠放，只留有小缝隙，对着阳光，在白纸上观察太阳的像，这是利用了________成像的原理。日食的形成可以用            来解释，此时太阳、地球、月球正好在同一直线上，处在中间位置的是________。
 

             第8题                         第9题               第10题

9.[2018黄冈]太阳光通过三棱镜后被分解成了红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫几种颜色的光(如图)。此实验不仅表明了白光是由各种色光混合而成,而且表明了　　光通过棱镜后偏折的程度比其他颜色的光要小。据此可以推断,红光在棱镜中传播速度最　　 。

10.[2015沈阳]将一个平面镜斜放在水槽中,太阳光照射在平面镜上,光线与镜面夹角为55°,如图甲所示,则反射角应为　　　 度。向水槽中加水,使平面镜的下部浸入水中,让太阳光照射在水下的平面镜上,调节水面高度和镜面角度,可以观察到白纸上出现一道“彩虹”,如图乙所示,这说明白光是由各种　　混合而成的。

11.多年来考古学家们一直猜测古埃及图坦卡蒙法老墓穴外侧可能存在密室，但由于密室封闭了3000多年，在穴壁上开挖一个小洞也会对密室内部造成严重破坏，因此要采用无损勘探的方法判断密室是否存在。2015年专家们利用最新的      (填“红”或“紫”)外线成像法对墓穴进行了扫描，结果发现穴壁部分区域温度与其他地方明显不同，说明其后很可能存在密室。用来探测的这种光      (填“能”或“不能”)起到消毒杀菌作用。

〖提高能力〗

1.有一暗室的南边窗上有一小孔，室外被阳光照亮的白色汽车在窗外的路面上自东向西驶过，这时在正对小孔的室内墙上可看到的是（   ）

A.汽车正立的像，并自东向西移动                           B.汽车正立的像，并自西向东移动

C.汽车倒立的像，并自西向东移动                           D.汽车倒立的像，并自东向西移

2.在暗室的红灯下看一张白纸和白纸上的红字，得到的感觉是（   ）
A.纸是白色的，字能看清楚                                 B.纸是白色的，字看不清楚
C.纸是红色的，字能看清楚                                 D.纸是红色的，字看不清楚

3.北宋的沈括在《梦溪笔谈》中记述了光的直线传播和小孔成像的实验。他首先直接观察鸢(老鹰)在空中飞动，地面上的影子也跟着移动，移动的方向与鸢飞行的方向一致。然后在纸窗上开一小孔，使窗外飞鸢的影子呈现在室内的纸屏上，结果观察到“鸢东则影西，鸢西则影东”。阅读了上述材料后，你认为下列哪种说法是错误的(　　)

A.“鸢东则影西，鸢西则影东”所描述的现象是小孔成像

B.沈括观察到“鸢在空中飞动，地面上的影子也跟着移动”是小孔成像

C.小孔成像可用光的直线传播解释

D.小孔成像时像移动的方向与物移动的方向相反

4.小明在学习“光的传播”时，看到老师的一个演示实验，过程如下：

①用激光笔射向水中，观察到光线是一条直线(如图所示)；

②在点A处用漏斗向水中慢慢注入海波溶液，观察到光线发生了弯曲；

③经搅拌后，观察到光线又变直。

小明根据上述现象得出的结论正确的是(    )

A.光的传播需要介质                              B.光只有在水中才沿直线传播

C.光在海波溶液里不能沿直线传播                  D.光在同一种均匀介质中才沿直线传播

5.在探究树荫下光斑的综合实践活动中，为了研究孔的大小对光斑形状的影响，小华设计了四种开有不同形状孔的卡片甲，并用另一张卡片乙覆盖在甲上，如图所示。接着，从图示位置沿箭头方向水平移动乙，观察光斑形状的变化情况。下列合乎要求的是(    )

6.光的色散说明白光是一种复色光，棱镜对不同色光的偏折程度不同，其中对红光的偏折程度最小，对紫光的偏折程度最大。图中能正确表示某种复色光通过三棱镜发生色散的是(　　)

7.黑白照片进行暗室加工时，所用温度计的液注是蓝色的，而不是红色的，以下说法中不正确的是(    )

A.暗室安全灯是红灯，温度计的红色液柱在这种环境中不易看清。

B.温度计的蓝色液柱在红光照射下是黑的。

C.蓝色液柱在红光下看得更清楚。

D.红色液柱在红灯照射下反射白光

8.晚上，小明挑着一盏不带光源的工艺品小灯笼在家里玩。当把小灯笼移到发光面较大的吸顶灯正下方时(如图所示)，会在小灯笼正下方的水平白纸上出现一个影子，关于这个影子的形状，图中正确的是(　　)

9.用自制针孔照相机观察烛焰，有以下四种说法：

a.薄膜上出现的烛焰的像是倒立的；

b.薄膜上烛焰的像可能是缩小的也可能是放大的；

c.保持小孔和烛焰的距离不变，向后拉动内筒，增加筒长，烛焰的像变大；

d.保持小孔和烛焰的距离不变，向前推动内筒，烛焰的像更明亮。

对于这四句说法，其中正确的是(　　)

A.abcd                    B.acd                      C.ab                        D.cd

10.据《湘江晚报》报道：“湘江河灯饰景观工程全长6千米，每千米每小时耗电8千瓦时，比普通灯管要节约电能30%-40%，灯光可以有七色同步、七色渐变、七色追逐等变化……”由此可以知道，灯管内光源至少有几种色光源(    )

A.7种                    B.5种                       C.3种                      D.1种

11.处在赤道上某地的人在日落4h后，还能看到一颗绕赤道平面轨道运行的人造卫星在其正上方，试求这颗卫星距地面高度最小约多少?(地球半径R=6.4×106m)

12.雨过天晴，有时天空会出现美丽的彩虹。如图为彩虹的形成示意图，根据图中信息并结合所学知识，对彩虹的形成作出解释。

13.探究题目：小孔成像规律

实验器材：针、不透明纸、白纸、白炽灯、桌子

探究设想：根据光的直线传播原理，研究小孔成像规律，这里的光源是白炽灯的钨丝，所成的像是钨丝通过小孔在白纸上成的像。

(1)实验过程及问题：如图所示，在不透明纸上用针扎一个的小孔，让白炽灯发出的光穿过小孔射到白纸上，在白纸上可看到一个清晰的       光斑，这种现象叫做           ，这种现象是由于                      形成的。

(2)保持灯和白纸的位置不动，向上移动小孔，像的大小将变     ，像的亮度将变      ；

(3)保持灯和小孔的位置不动，向上移动白纸，像的大小将变      ，像的亮度将变       ；

(4)保持小孔和白纸的位置不动，向上移动白炽灯，像的大小将变      ，像的亮度将变    ； 以上三种实验方法是物理学中常用的方法，叫做       。

(5)通过上述实验，我们得出怎样的规律？

14.下面是对太阳光发生色散现象的探究实验。

实验一：用平面镜引入一束日光，通过狭缝照到三棱镜上，如图所示。调整棱镜的方位，在白色光屏上可以看到白光通过棱镜折射后得到的彩色光带。把白纸放在棱镜前，让学生看到照到棱镜上的光是白光，由此得知白光通过棱镜折射后分解成各种颜色的色光。

实验二：在狭缝前放置红色玻璃（或蓝色玻璃），用白纸显示出照在三棱镜上的光是红光（或蓝光）；通过三棱镜后，光改变了传播方向，但不分解，仍然是红光（或蓝光）。问题：

(1)你认为太阳光通过棱镜后在光屏上得到了七色光是因为(    )

A.太阳光中含有七色光，由于光的折射，通过棱镜后各色光分散开了

B.棱镜中含有七色光，有太阳光通过时各色光分散出来

(2)你得到(1)中答案的根据是什么？

(3)由实验现象可以看出各色光通过棱镜时，哪种光的偏折最大？哪种光的偏折最小？太阳光发生色散的原因是什么？

(4)实验中，为什么要让太阳光先通过一个狭缝再射到棱镜上？

15.国家游泳中心“水立方”是充满魔幻色彩的外层膜结构建筑，博得许多建筑师的好评。“水立方”的外膜用什么颜色更节能？某科学探究小组因考虑到“水立方”馆内光线和夏天的室温，他们做了几组实验。

实验一：对透明物体和不透明物体的颜色由什么决定进行了如下的探究：先后用不同颜色的膜在不同颜色的光下进行观察，得到的结果如表1所示：

表1

(1)由表1可以得出结论：透明物体的颜色是由                 决定的。

实验二：用不同颜色的膜材料ETFE做大棚实验，实验结果如表2所示：

表2

(2)综合上述信息，你认为膜的颜色用      更好。

16.为了探究太阳光的颜色，小明同学设计如图所示的实验。

(1)按图所示进行实验，在光屏上形成一条彩色的光带，颜色依次是：          。

这个现象说明                        。

(2)在上述实验过程中发现，若在三棱镜与光屏之间插入一块红玻璃，发现光屏上只有红色光，其他地方是暗的，如图所示。这一现象说明                     。

(3)在第(1)步基础上，在白屏上蒙一张绿色纸，发现屏上只有被绿光照射的地方是亮的，其他地方是暗的，如图所示。这一现象又可以说明                  。

17.[2017泰州]据天文观测，室女座一类星体向外喷射出超光速喷流，震惊科学界，近期谜底揭开，“超光速”只是一种观测假象。如图所示，喷流用6年时间从A点喷射到5光年远处的B点，其喷射的实际速度为_____c，当喷射到达B点时，喷流在A点发出的光已经到达C点位置，此时喷流在B点发出的光才开始传向地球，因观测距离遥远，地球观测者接收到喷流的光时误以为喷流只是在水平方向喷射了3光年，所以观测者测得喷流的速度到达了_____c。（c为光在真空中传播的速度）

18.学习了光学知识后，爱动脑筋的小桐和小朵想自己探究小孔成像现象。如图所示，她们给两个空罐的底部中央分别打上一个圆孔和一个方孔，再用两片半透明的塑料膜蒙在空罐的口上。分别将小孔对着烛焰和灯丝，可以看到烛焰和灯丝通过小孔所成的像。

(1)分析比较甲、乙两图，可以得出：物体通过小孔所成的像与        无关。

(2)分析比较甲、丙两图，可以得出：物体通过小孔所成的像与        有关。

(3)通过实验，可以看到烛焰和灯丝在塑料膜上成的都是     (填“正立”或“倒立”)的实像，说明小孔成像的原理是              。

(4)若在甲图中，将蜡烛靠近圆孔，则塑料膜上的像会     (填“变小”“不变”或“变大”)。

参考答案

〖知识整理〗

一.光源：自然光源、人工光源。

三.光速

2.长度单位。

四.光的色散及物体的颜色

1.红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫、色散；

2.红、绿、蓝；

五.看不见的光

2.热作用强； 3. ⑴化学作用强； ⑵促进人体合成维生素D；

〖巩固基础〗

1.C 2.A 3.C 4.D 5.A 6.A 7.D

8.小孔、月球。

9.红、快。

10.35、单色光。

11.红、不能。

〖提高能力〗

1.C 2.D 3.B 4.D 5.A 6.B 7.D 8.C 9.A 10.C

11.6.4×106m

12.来自太阳的光是复色光，水滴对于不同颜色的光偏折程度不同，发生色散，产生彩虹。

13.(1)灯丝、小孔成像、光的直线传播；(2)大、暗； (3)小、亮； (4)小、亮、控制变量法； (5)小孔成像时，像的大小、明暗与物体、小孔、光屏三者的相对距离有关。

14.(1)A

(2)当白光照射在透明的红色(蓝色)玻璃上时，只有红色(蓝色)光可以通过玻璃，所以第二次实验时，通过三棱镜的是单色光。在这种情况下，虽然红光(蓝光)的传播方向发生了改变，但是白纸上只有红光(蓝光)，而不是出现七色光，这就说明七色光是白光经棱镜折射后才出现的，而不是因为棱镜中含有七色光。

(3)分析上图可以发现，紫光的偏折最大，红光的偏折最小。由此我们可以得出：之所以太阳光会发生色散，是因为各种色光的偏折能力不同。

(4)减少光的量，使色散更为理想。

15.(1)所透过的光的颜色决定的。(2)蓝色。

16.(1)红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫。太阳光是复色光(2)透明的物体只允许与它颜色相同的色光通过，其他色光被吸收。(3)不透明的物体只反射与它颜色相同的光，其他色光被吸收。

17.5/6、2/3。

18.(1)孔的形状。(2)物体的形状。(3)倒立、光的直线传播。(4)变大。