第4.3讲 光的色散和光现象综合【教材为纲·探题源】-2024年中考物理一轮复习讲义

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知识点1：色散
太阳发出的光，照亮了地球，使万物生辉。17世纪以前，人们一直认为自色是最单纯的颜色。直到1666年， 英国物理学家牛顿用玻璃三棱镜分解了太阳光，这才揭开了光的颜色之谜。彩虹就是太阳光在传播中遇到空气中的水 滴， 经反射、折射后产生的现象。（色散也是光的折射现象）。

太阳光是白光，它通过棱镜后被分解成各种颜色的光，这种现象叫光的色散(dispersin)。如果用一个自屏来承接，在自屏上就形成一条彩色的光带，颜色依次是红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫。这说明，白光是由各种色光混合而成的。
知识点2：色光的混合
人们发现， 把红、绿、 蓝三种色光按不同比例混合后，可以产生各种颜色的光， 因此把红、绿、 蓝叫做色光的三原色（三基色）。 彩色电视机画面上的聿富色彩就是由三原色光混合而成的。

知识点3：看不见的光
三棱镜把太阳光分解成不同颜色的光，它们按照一定的顺序排列， 形成太阳的可见光谱。
在红光之外是红外线，紫光之外是紫外线，人眼都看不见。
红外线：在红光以外的部分，温度也会上升，说明这里也有能量辐射，只不过人眼看不见。我们把红光之外的辐射叫做红外线。应用：红外遥感，红外测温仪，疾病诊断，红外夜视仪等。

紫外线：在光谱的紫端以外，还有 种看不见的光，叫做紫外线。应用：适当的紫外线照射对千骨骼的生长和身体健康的许多方面都有好处。 紫外线能杀死微生物。在医院的手术室、 病房里，常用紫外线灯来灭菌。紫外线能使荧光物质发光。 钞票或商标的某些位置用荧光物质印上标记，可以在紫外线下识别，这是一种有效的防伪措施。
一、单选题
1．（2023·四川达州·统考中考真题）光的世界精彩纷呈，绚丽多彩，下列有关光学知识的描述中正确的是（ ）
A．光在同种介质中沿直线传播
B．光的三原色是红、黄、蓝
C．张志和在《玄贞子》中记载“背日喷乎水，成虹霓之水”是光的色散
D．莲花湖湿地公园岸边的美景在湖水中的倒影是实像
【答案】C
【解析】A. 根据光的知识可知：光在同种均匀的介质中沿直线传播，故A错误；
B. 根据光的知识可知：光的三原色是红、绿、蓝，故B错误；
C. 根据文段描述可知：“虹霓”指的就是光的色散，故C正确；
D. 根据光的知识可知：莲花湖湿地公园岸边的美景在湖水中的倒影是平面镜成像，成的像是虚像，故D错误。
故选C。
2．（2023·湖南邵阳·统考中考真题）京剧是中国的国粹之一，如图京剧演员正在对着镜子画脸谱，他利用的光学原理是（ ）

A．光的色散B．光的反射
C．光的折射D．光沿着直线传播
【答案】B
【解析】如图所示，京剧演员正在对着镜子画脸谱，镜子中的像是平面镜所成的像，其实质是光的反射现象。题中给出的四个选项只有B符合题意。
故选B。
3．（2023·辽宁抚顺·统考中考真题）下列现象中属于光的直线传播的是（ ）
A． 面镜聚光B． 日晷计时
C． 铅笔错位D． 雨后彩虹
【答案】B
【解析】A．面镜聚光是光的反射现象，故A不符合题意；
B．我国古代利用日晷晷针影子变化计时是利用了沿光直线传播，故B符合题意；
C．从水中铅笔上反射的光从水中斜射入空气中时，发生折射，折射光线远离法线，当人逆着折射光线的方向看时，看到的是铅笔的虚像，比实际位置偏高，所以感觉折断了，故C不符合题意；
D．太阳光射入雨后空气中的小水滴时，太阳光经过折射发生色散，从而形成彩虹，故D不符合题意。
故选B。
4．（2023·辽宁营口·统考中考真题）下列各种光现象中，由于光的反射形成的是（ ）
A．河水看起来变浅了
B．在平静的湖面上可以看到蓝天白云
C．太阳光经过三棱镜后可以形成彩色光带
D．早晨太阳还在地平线以下时人就可以看到它
【答案】B
【解析】A．河水看起来变浅，是由于光从水中斜射入空气中时发生折射形成的，故A不符合题意；
B．在平静的湖面可以看到蓝天白云，“倒影”相当于平面镜成像，属于光的反射，故B符合题意；
C．太阳光经过三棱镜折射后可以产生彩色光带是光的色散现象，故C不符合题意；
D．早晨太阳还在地平线以下时人就可以看到它，是由于光在密度不均匀的介质中传播时发生折射现象引起的，故D不符合题意。
故选B。
5．（2023·黑龙江·统考中考真题）下列现象中能用光沿直线传播解释的是（ ）
A． 筷子变“弯”B． 小孔成像
C． 雨后天空彩虹D． 山在水中的倒影
【答案】B
【解析】A．筷子变“弯”是光由水斜射入空气时发生折射形成的，是光的折射现象，故A不符合题意；
B．小孔成像，是由光沿直线传播形成的，故B符合题意；
C．雨后天空中彩虹，是光照射到空气中的小水滴上发生的折射现象，故C不符合题意；
D．山在水中的倒影，是平面镜成像，属于光的反射现象，故D不符合题意。
故选B。
6．（2023·山东枣庄·统考中考真题）如图所示的光现象中，与小孔成像原理相同的是（ ）
A． 树荫下的圆形光斑B． 水中桥的倒影
C． 水中“弯折”的筷子D． 雨后的彩虹
【答案】A
【解析】小孔成像原理是光沿直线传播。
A．树荫下的圆形光斑是光沿直线传播形成的，与小孔成像的原理相同，故A符合题意；
B．水中桥的倒影是光的反射，与小孔成像的原理不相同，故B不符合题意；
C．水中“弯折”的筷子是光的折射形成的，与小孔成像的原理不相同，故C不符合题意；
D．雨后的彩虹是光的散射形成的，与小孔成像的原理不相同，故D不符合题意。
故选A。
7．（2023·江苏苏州·统考中考真题）“霜叶红于二月花”。秋天的枫叶呈现红色是因为它（ ）
A．反射了红光B．吸收了红光
C．反射了红、绿、蓝光D．吸收了红、绿、蓝光
【答案】A
【解析】不透明的物体反射与物体相同的色光，其他色光被吸收，故枫叶呈红色是因为反射红光，吸收其他色光。故A符合题意，BCD不符合题意。
故选A。
8．（2023·湖南岳阳·统考中考真题）下列现象能用光沿直线传播解释的是：（ ）
A． 天上的彩虹B． 铅笔的弯折
C． 人和猫能看见对方D． 手影游戏
【答案】D
【解析】A．天上的彩虹是光的色散现象，由光的折射形成，故A不符合题意；
B．铅笔的弯折，由光的折射形成，故B不符合题意；
C．人和猫能看见对方，利用了光的反射，故C不符合题意；
D．手影游戏，是因为手挡住一部分光线所形成的影子，故D符合题意。
故选D。
9．（2023·四川眉山·统考中考真题）皮影戏是一种民间戏剧，已成为国家非物质文化遗产，用灯光照射兽皮或纸板做成的“人物”，屏幕上便出现影子。下列现象中，与皮影戏原理相同的是（ ）
A． 有趣的倒影B． 空中的彩虹
C． 古代的日晷D． D． “弯折”的筷子
【答案】C
【解析】皮影戏原理时光沿直线传播。
A．有趣的倒影是平面镜成像，利用光的反射，故A不符合题意；
B．空中的彩虹是光的色散现象，属于光的折射，故B不符合题意；
C．古代的日晷利用光沿直线传播，故C符合题意；
D．“弯折”的筷子是光的折射现象，故D不符合题意。
故选C。
二、填空题
10．（2023·黑龙江·统考中考真题）电视机的遥控器是利用 来实现遥控的，我们可以从不同的方向看到同一个物体是因为光在物体表面发生了 反射。
【答案】 红外线 漫
【解析】[1]看电视时，人们可以通过遥控器发出的红外线来实现遥控的。
[2]我们可以从不同的方向看到同一个物体是因为光在物体表面发生了漫反射，反射光线射向各个方向的缘故。
11．（2023·湖北·统考中考真题）2023年5月13日，我省多个地区的人们看到太阳的周围出现一个彩色的光圈，如图。这是一种罕见的天象-日晕，它是光透过高空云层中的冰晶 形成的，这种现象说明太阳光 （选填“是”或“不是”）单色光。

【答案】 折射 不是
【解析】[1][2]太阳光穿过云层时在小冰晶上发生折射形成围绕太阳呈彩色光环的光现象，这一现象表明，太阳光不是单色光，是由七种颜色的光组成。
12．（2023·山东烟台·统考中考真题）“让我们荡起双桨，小船儿推开波浪，海面倒映着美丽的白塔，四周环绕着绿树红墙……红领巾迎着太阳，阳光洒在海面上，水中鱼儿望着我们，悄悄地听我们愉快歌唱。”这是一首耳熟能详的歌曲，其中，看到“倒映的白塔”属于光的 现象；墙是“红色的”，是因为墙壁能够 (选填“反射”或“吸收”)红色光；水中鱼儿看到的“我们”是 (选填“实像”或“虚像”)。
【答案】 反射 反射 虚像
【解析】[1] 倒映的白塔是平面镜成像，属于光的反射现象。
[2] 我们能看到墙是“红色的”，是因为墙壁能够反射红光。
[3] 水中鱼儿看到的“我们”是光线从空气中斜射入水中，这是光的折射现象，鱼看到的“我们”是由折射光线的反向延长线相交形成的虚像。
一、单选题
1．（2023·福建厦门·统考模拟预测）2023年3月24日，夜空上演了“月掩金星”天象奇观。金星被月牙掩盖，如图所示。下面光现象中与“月掩金星”成因相同的是图（ ）

A． 如影随形B． 浮光跃金
C． 鱼翔浅底D． 长虹饮涧
【答案】A
【解析】“月掩金星”成因是光的直线传播；
A．如影随形指的是影子，影子的成因是光的直线传播，故A符合题意；
B．浮光跃金反映的是光的反射，故B不符合题意；
C．鱼翔浅底反映的是光的折射，故C不符合题意；
D．长虹饮涧反映的是光的色散，故D不符合题意。
故选A。
2．（2023·广东清远·统考二模）中华文化源远流长，下列诗词涉及物理知识，对其解释正确的是（ ）
A．“夕阳返照桃花坞，柳絮飞来片片红”柳絮呈红色是因为它吸收了红光
B．“起舞弄清影，何似在人间”，影子是由于光的折射而形成的
C．“野旷天低树，江清月近人”，“月”是光的反射而成的虚像
D．“潭清疑水浅，荷动知鱼散”，潭水看起来浅是因为光发生了直线传播
【答案】C
【解析】A．“夕阳返照桃花坞，柳絮飞来片片红”柳絮呈红色是因为其含有红色的花青素，且反射红光导致的，故A错误；
B．当光遇到不透明物体时，在物体的后方形成一个暗区，这就是所谓的影子，“起舞弄清影”的“影”是光的直线传播形成的，故B错误；
C．江水中出现明月是水面反射了月光形成的，故其产生的原因是光的反射，所成像是虚像，故C正确；
D．潭底反射的光线由水中斜射入空气时，在水面上发生折射，折射角大于入射角，折射光线进入人眼，人眼会逆着折射光线的方向看去，就会觉得潭底变浅了，故D错误。
故选C。
3．（2023·湖北武汉·统考模拟预测）下列四种现象中，与光纤通信的传输原理相同的是（ ）
A． 海市蜃楼 B． 光的色散
C． 日食 D． 国家大剧院的倒影
【答案】D
【解析】光纤通信的传输原理是光的反射现象。
A．海市蜃楼是光的折射现象，故A不符合题意；
B．光的色散原理是光的折射现象，故B不符合题意；
C．日食现象是因为光沿直线传播形成的，这是因为月球挡在地球和太阳之间，致使地球上部分地方只能看见部分太阳的现象，故C不符合题意；
D．国家大剧院的倒影是光的反射现象，与光纤通信的传输原理相同，故D符合题意。
故选D。
二、填空题
4．（2023·广东汕头·统考二模）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 而形成的虚像；走进电梯，“像”的大小会 （填“变大”、“变小”或“不变”）。门上的传感器通过 （填“红外线”或“紫外线”）感知乘客是否关门。
【答案】 反射 不变 红外线
【解析】[1]抛光的不锈钢板相当于平面镜，小玉看到不锈钢板“里面”的“自己”，这是由于光发生反射而形成的虚像。
[2]平面镜成像，像距等于物距，像与物体等大，走进电梯，物距减小，像距也会减小，此时“像”会靠近自己，但大小不变。
[3]门上的传感器通过红外线感知乘客是否关门，红外线传感器会发出红外线信号，当被传感器接收，有人或物体靠近电梯门时，这些信号被反射回来，接收器收到信号并传回信息给控制系统，实现电梯门的自动开关。
5．（2023·江苏苏州·星海实验中学校考二模）如图所示是一种常见的红外感应水龙头，当手对着红外线感应窗时，水会自动流出，使用该水龙头时，感应窗发出的红外线照射到手上发生了 （选填“漫反射”或“镜面反射”），感应窗内的红外线接收管接收到信号后控制出水。红外线的传播 （选填“需要”或“不需要”）介质。

【答案】 漫反射 不需要
【解析】[1]感应窗发出的红外线照射到手上，由于手的表面粗糙，故发生了漫反射，反射光线射向各个方向，感应窗内的红外线接收管接收到信号后控制出水。
[2]红外线是电磁波，电磁波的传播不需要介质。
6．（2023·辽宁抚顺·统考模拟预测）广场舞是中老年人中非常流行的一种健身方式，人们根据听到的节拍做出相应动作说明声音可以传递 。为了不影响周围居民的休息，用遥控器发出 （选填“红外线”或“紫外线”）遥控音箱，减小音乐的 （选填“音调”或“响度”）。

【答案】 信息 红外线 响度
【解析】[1]不同的节拍对应不同的动作，人们根据听到的节拍做出相应动作，说明声音可以传递信息。
[2][3]红外线具有抗干扰能力强、电路简单、容易编码/解码、功耗小、成本低等特点，常用作家用电器的遥控器。为了不影响周围居民的休息，应该减小音箱的响度，音量指的是声音的大小，即响度。
7．（2023·江苏无锡·校考一模）如图，让一束太阳光通过挡光板的狭缝照射到三棱镜的一个侧面上，慢慢转动三棱镜，在三棱镜另一侧的光屏上可观察到彩色光带，首次完成这一实验的物理学家是 ，产生这种现象的实质是 （选填“光的直线传播”、“光的反射”或“光的折射”），由于光带过于狭窄，为了能够更加清楚的分辨光带的色彩，可适当 （选填“增加”或“减小”）光屏与三棱镜之间的距离。

【答案】 牛顿 光的折射 增加
【解析】[1]在光屏上可观察到彩色光带，这说明太阳光是由多种色光组成，是牛顿发现的。
[2]在三棱镜另一侧的光屏上可观察到彩色光带，该现象称为光的色散，是由光的折射形成的。
[3]如果分辨不清光屏上彩色光带的色彩，则应增大彩色光带的宽度，即适当增大光屏与三棱镜间的距离。
8．（2023·河北廊坊·统考一模）如图甲所示，由于不同高度空气的疏密不同，来自地平线以下的太阳光，会逐渐向地面弯曲，进入人眼，逆着光望去就看见太阳了，所以日出时我们所看到的太阳，是由于 而形成的太阳的虚像；太阳光照射到三棱镜上被分解为各种颜色的光，这种现象叫 。请在图乙中补充光照射到玻璃三棱镜A面时的光路图 。

【答案】 折射 光的色散
【解析】[1]太阳光经过不均匀的大气传播方向会发生变化。由于不同高度空气的疏密不同，来自地平线以下的太阳光，会逐渐向地面弯曲，进入人眼，日出时我们所看到的太阳，是由于折射而形成的太阳的虚像。
[2]太阳光透过三棱镜分解为红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫七色光的现象叫光的色散。
[3]过光线与A面的交点处做法线，然后根据折射角小于入射角画出折射光线。如下图所示

9．（2023·辽宁葫芦岛·统考二模）如图为一款人工语音智能电视盒，人直接对着摇控器发出指令，比如说出“辽宁卫视”，电视机就自动切换到辽宁卫视频道。人的声音是通过 传入摇控器的，智能电视盒能识别人说话的内容，说明声音可以传递 。电视屏幕上的画面是由红、绿、 三种色光混合而成的。
【答案】 空气 信息 蓝
【解析】[1]声音的传播需要介质，人的声音是通过空气传入摇控器的。
[2]声音可以传递信息与能量，智能电视盒能识别人说话的内容，说明声音可以传递信息。
[3]光的三基色时红绿蓝。
10．（2023·河南安阳·校考二模）又到春意正浓花开最艳的季节，郑州月季公园里春意盎然，鸟语花香，绿柳成荫，水中倒影，清晰可辨。从物理学的角度分析，其中“水中倒影”是由于光的 形成的；但是“水中倒影”总比岸边对应景物暗些，这是由于光的 造成的；我们能看到红色的月季花争相斗艳是由于红色月季花只能 红光。
【答案】 反射 折射 反射
【解析】[1]平静的水面上有岸边景物的倒影，是由于岸边景物在水面上成的像，是平面镜成像，属于光的反射现象。
[2]光由空气斜射到水面时，同时发生反射和折射，一部分光线进入水中传播，一部分反射成像，所以“水中倒影”总比岸边对应景物暗些。
[3]月季花是不透明的，月季花呈现红色，是因为月季花能反射红光而吸收其它色光。
11．（2023·四川达州·统考模拟预测）夏天茂密的参天大树的树叶绿油油，绿油油的树叶 绿光进行光合作用（填“需要”或“不需要”），树下明亮的光斑是太阳的 （选填“实像”、“影子”或“虚像”）。
【答案】 不需要 实像
【解析】[1]不透明的树叶只能反射绿光，吸收其它颜色的色光，所以我们看到的树叶都是绿色的；树叶反射绿光，说明植物的光合作用不需要绿光。
[2]沿直线传播的太阳光经过树叶间的空隙后，在地面上形成圆形光斑，这是小孔成像现象，成的是太阳的实像。
三、综合题
12．（2023·湖南岳阳·统考模拟预测）阅读短文，回答问题。
智能玻璃
如图甲所示是一款新能源智能汽车，车顶覆盖有薄膜式太阳能电池板，车窗采用的“智能玻璃”除了具有防晒、调节温度和透明度（车内光照度与入射光照度之比）的作用，还具有单向透光功能，可以从车内看到车外景象，而从车外看不见车内景象。“智能玻璃”能根据车外光照度（即入射光照度）自动调节玻璃的透明度，使车内的光照度始终为一个适宜的定值。经测算，玻璃的透明度与车外的光照度之间的关系如图乙所示。

（1）炎热的夏天，智能玻璃能有效减少 （选填“红外线”或“紫外线”）对皮肤的伤害。
（2）当车外的光照度为120Lx时，“智能玻璃”的透明度会自动调节为 %。
【答案】 紫外线 50
【解析】（1）[1]智能玻璃能有效减少紫外线对皮肤的伤害；
（2）[2]由图丙可知，车外光照度和玻璃透明度的关系为反比例关系，设车外光照度为y，玻璃透明度为x，则二者关系式为，图丙中当车外光照度为300Lx时，玻璃透明度为20%，由此可得等式
解得：k＝60；
因此车外光照度和玻璃透明度的关系式为
将车外光照度为120Lx代入等式得
解得：x＝50%。