专题05 创作七彩梦幻般的彩虹【两大题型】（解析版）

专题05创作七彩梦幻般的彩虹【两大题型】【考点一光的色散】1．太阳光通过棱镜后被分解成各种颜色的光，这种现象叫光的色散。2．太阳光是由各种色光混合而成的白光。3．不同的色光通过棱镜时偏折程度不同，红光偏折程度最小，紫光偏折程度最大。4．光的色散是一种折射现象。注意：太阳光通过三棱镜经过两次折射，第1次折射是光由空气射入三棱镜，第2次折射是光由三棱镜射入空气，各种色光偏折程度不同，所以出现色带。【考点二彩虹成因】1．当太阳光照射到半空中的水滴，光线被折射及反射，在天空上形成拱形的七彩光谱，由外圈至内圈呈红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫七种颜色。2．只要空气中有水滴，而阳光正在观察者的背后以低角度照射，便可能产生可以观察到的彩虹现象，彩虹最常在下午，雨后转晴时出现，这时空气内尘埃少而充满小水滴，天空的一边因为仍有雨云而较暗，观察者头上或背后没有云的遮挡而可见阳光，这样彩虹便会较容易被看到。另一个经常可见到彩虹的地方是瀑布附近，在晴朗的天气下背对阳光在空中洒水或喷洒水雾，亦可以制造人工彩虹。【题型一光的色散】1．（2023•苏州期末）最早通过实验研究光的色散现象的物理学家是（）A．伽利略 B．开普勒 C．牛顿 D．惠更斯解：牛顿是最早研究光色散的科学家。答案：C。2．（2023•绵阳期末）仔细观察光的色散实验，图中的光路示意图正确的是（）A．B．C．D．解：白色光经过三棱镜后产生色散现象，在光屏由上至下依次为红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫。由于紫光的折射率最大，所以偏折最大；红光的折射率最小，则偏折程度最小。故屏上端为红光，屏下端是紫光。答案：A。3．（2023•南宁期末）下列各种光现象中，由于光的色散形成的是（）A．雨后的夜晚，迎着月光走，地上发亮的是水 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．清晨，看到荷叶上的露珠解：A．雨后的夜晚，迎着月光走，地上发亮的是水，因为水面相当于平面镜，光发生镜面反射，看起来比较亮，故A不符合题意；B．在平静的湖面可以看到蓝天白云，属于平面镜成像，是由光的反射形成的，故B不符合题意；C．太阳光经过三棱镜后，会分解成红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫七种单色光，这是光的色散现象，故C符合题意；D．清晨，看到荷叶上的露珠，是光的反射现象，故D不符合题意。答案：C。4．（2023•重庆期末）如图所示，在光的色散实验中，太阳光经平面镜反射后，通过狭缝射向三棱镜，发现光屏上色光的种类偏少，为了在光屏上观察到更多种类的色光，以下可行的操作是（）A．将光屏靠近三棱镜 B．将三棱镜转动一定角度 C．将狭缝靠近三棱镜 D．将平面镜转动一定角度解：A、将光屏靠近三棱镜，光谱的范围会缩小，所以不能在光屏上观察到更多种类的色光，故A不可行；B、将三棱镜转动一定角度，则不同色光经三棱镜折射时其偏折的情况会改变，可能在光屏上观察到更多种类的色光，故B可行；C、将狭缝靠近三棱镜，其入射的光线不会改变，不能在光屏上观察到更多种类的色光，故C不可行；D、将平面镜转动一定角度，只要光线仍通过狭缝射向三棱镜，则入射的光线不会改变，不能在光屏上观察到更多种类的色光，故D不可行。答案：B。5．（2023•宿迁期末）如图甲所示，一束阳光照射到三棱镜后出现的情况。好奇的小明将阳光改成红光仍然沿原来的方向照射到三棱镜上（如图乙），在光屏上a点处形成一个红色光斑。现保持入射光位置、方向及三棱镜位置不变，仅将红光改为紫光，以下说法正确的是（）A．保持光屏位置不变，紫色光斑仍在a点处 B．保持光屏位置不变，紫色光斑在a点上方 C．将光屏向右平移，紫色光斑仍可落在a点处 D．将光屏向左平移，紫色光斑仍可落在a点处解：不同色光经三棱镜折射时的偏折能力不同，紫光的偏折能力比红光要强；AB、在本实验中，保持入射光位置及方向不变，仅将红光改为紫光，则紫光偏折能力强，其光斑会在a的下方，故AB错误；CD、如果将光屏向右平移，紫色光会落在a点更偏下的位置，相反，如果将光屏向左平移，紫色光斑则向上移动，仍可落在a点处，故C错误，D正确。答案：D。6．（2023•常州期末）光的色散实验不仅表明了太阳光是由各种色光混合而成，而且表明了不同色光通过棱镜后偏折的程度不同。如图所示，相距很近的两束平行的红光和紫光，间距为d，斜射到较厚的玻璃砖的上表面，并从玻璃砖的下表面射出，则下列现象可能的是（）①两条出射光线仍平行，但距离大于d；②两条出射光线仍平行，但距离小于d；③两条出射光线仍平行，但距离等于d；④两条出射光线不再平行。A．②③④ B．② C．③④ D．①②③解：根据光路的可逆性，空气中的出射光线必定与空气中的入射光线平行；由折射定律可知两条光线出射后仍与入射光线平行，则两条出射光线也平行；但是紫光的折射率更大，所以偏离的位置较大一些，如图是紫光在上，红光在下，这样会出现几种情况：紫光折射率比红光大，玻璃若不是很厚，两折射光线没有交叉，会使两出射光线的距离减小，小于d，故②正确；如果玻璃砖足够厚，在经过第一个玻璃面折射后，两条折射光线在玻璃内交叉，则出射光线间的距离就有可能大于d或者等于d，所以①③也可能正确；答案：D。7．（2023•淄博期中）太阳光经过三棱镜后分解为红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫七色光，这种现象叫做光的色散，最早由牛顿发现。该现象说明白光是复（填选“单”或“复”）色光，产生这一现象的原因是三棱镜对不同颜色的光折射（选填“反射”或“折射”）程度不同。解：光的色散现象说明白光是复色光，产生这一现象的原因是三棱镜对不同颜色的光折射程度不同，所以才会形成红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫组成的彩色光带。答案：复；折射。8．（2023•芜湖期末）如图所示，一束白光经三棱镜折射后，在光屏上形成自上而下为红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫的色带，分析实验现象可知：三棱镜对紫色光的折射能力最强；对同一个凸透镜来说，红色光形成的焦距最长。解：由光的色散可知，红光的偏折能力较弱，所以在图中的上方，紫光的偏折能力较强，所以在图中的下方；对于同一凸透镜来说，红光的折射程度最小，则红光的焦距最长。答案：紫；红。【题型二彩虹成因】9．（2024•无锡模拟）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：看到五彩缤纷的光环，说明发生了光的色散现象，与其他选项无关。答案：D。10．（2023•来宾期末）雨过天晴，关于空中出现的彩虹，下列说法错误的是（）A．它是光的色散现象 B．彩虹的外侧是紫色，内侧是红色 C．彩虹的外侧是红色，内侧是紫色 D．它是被空中的水珠折射两次和反射一次形成的解：雨后彩虹是由于太阳光照在空气中的小水珠上形成的光带，是色散现象；而彩虹的形成是经过两次折射和一次反射形成的，由于紫光的折射程度比红光大，所以看到的现象为“外红内紫”；故选项ACD正确，B错误。答案：B。11．（2024•深圳模拟）2024年4月10日中午时分，深圳市上空，巨大的日晕包裹着太阳，现身城市上空，吸引了众多市民观看拍摄。专家表示，这种现象是因为高空的水蒸气遇冷形成小冰晶，太阳光照射小冰晶后，分解成不同颜色的光，这样太阳周围就出现一个巨大的彩色光环，称为“日晕”。下列关于此现象的说法中正确的是（）A．水蒸气遇冷形成小冰晶是凝固现象，此过程要放热 B．冰晶在一段时间后消失了，此过程要放热 C．我们眼中看到的太阳的是太阳的实像 D．太阳光照射小冰晶后分解为七色光是光的折射现象解：A、水蒸气遇冷形成小冰晶由气态直接变为固态是凝华现象，此过程要放热，故A错误；B、冰晶在一段时间后消失了，由固态直接变为气态，这是冰升华变成了水蒸气散失在了空气中，此过程要吸热，故B错误；C、我们眼中看到的太阳的是太阳光在不均匀的大气层中传播时发生折射而形成的虚像，故C错误；D、太阳光照射小冰晶后分解为七色光是光的色散现象，是因为不同色光折射程度不同而形成的，故D正确。答案：D。12．（2023•深圳期末）太阳光通过棱镜折射会被分解成各种颜色，这种现象叫光的色散，自然界虹和霓的形成也与光的色散有关，虹和霓形成的简化模型：空中的水滴可简化为球形，太阳光射入后，在水滴内经过若干次折射和反射后射出，下列说法中正确的是（）

A．光线a、e可能均是红光 B．光线a、b可能分别为红光和紫光 C．光线c、d可能分别为红光和紫光 D．光线c、f可能均是紫光解：由光的色散现象可知，红光的偏折能力弱，紫光的偏折能力强，因此，左图中a可能是紫光，b可能是红光；中间图中，c可能是红光，d可能是紫光；右图中，e可能是红光，f可能是紫光；综上所述，只有C说法正确，ABD错误。答案：C。13．（2023•武汉模拟）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三棱镜（选填“平面镜”或“三棱镜”），路灯的光透过小水珠发生光的色散现象，不同颜色的光在灯的周围“编织”成一圈圈美丽的彩虹。解：雨天的夜晚，空气中充满着细小的水珠，这些小水珠是球形的，相当于三棱镜，路灯发出的光透过小水珠反射和折射，不同颜色的光波长不同，就会发生光的色散现象，在灯的周围“编织”成一圈圈美丽的彩虹。答案：三棱镜；色散。14．（2023•无锡模拟）小华将平面镜斜插到如图所示的水槽中，放在阳光下，结果在光屏上看到七种不同颜色的光。这是光的色散现象。敲击桌面，使水槽内水面晃动，光屏上的彩色光带消失。（选填“不变”或“消失”）解：太阳光经过三棱镜分解成红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫七种色光，这种现象是光的色散。光的色散说明太阳光不是单色光，而是有七种色光组成的复色光；敲击桌面，使水槽内水面晃动，水和平面镜组成的三棱镜不存在，光屏上的彩色光带消失。答案：色散；消失。15．（2023•六盘水期末）阳光下，洒水车正在公路上向四周洒水，有时在洒水车旁可以看到美丽的彩虹。这是洒水车周围空气中充满着细小的水珠，而这些小水珠相当于三棱镜（选填“平面镜”或“三棱镜”），阳光透过小水珠发生光的色散现象。解：洒水车正在公路上向四周洒水，空气中充满着细小的水珠，这些小水珠是球形的，相当于三棱镜，阳光透过小水珠分解成不同颜色的光，发生色散现象。答案：三棱镜；色散。16．（2023•无锡期末）如图所示，小华利用平面镜、较深的盆和水等器材研究光的色散实验，在盆中盛水后，在盆边斜放一个平面镜，使太阳光照射在水中的平面镜上，并反射到白色的竖直墙壁上，发现墙壁上有彩色的光带，为