题目内容
【题目】阅读短文,回答问题.
彩虹
彩虹是大气中一种光学现象,当阳光照射都半空中的水珠时,光线被折射和反射,在天空形成彩带.
研究光线经过水珠的传播规律,可揭示彩虹形成的原因,如图甲所示,光线从点C进入半径为R的水珠,经点D反射,再从点E射出,AB是通过水珠球心O且与入射太阳光平行的直线,用x表示进入水珠的光线距AB的距离,α表示射出光线与AB的夹角,画出过入射点和球心O的直线(即该入射点的法线),进一步研究可以得出α与x的关系如图乙所示,入射的太阳光分布是均匀的,但射出的光线分布是不均匀的,在α最大时强度最大,能被地面上的人观察到.
牛顿发现,太阳光通过三棱镜后被分解成七种单色光.当太阳光进入水珠时,也产生类似效果.从同一点进入水珠的不同色光在水珠中沿不同路径传播,致使不同色光的α的最大值略有不同.
由于不同色光的α最大值略有不同,对某一水珠来讲只能有一种颜色的光被地面上的人看到,进入人眼的不同颜色的光来自内外不同弧线的水珠,所以人眼看到的彩虹由外圈至内圈呈红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫七色.
(1)在图甲中,如果连接OD,则∠CDO (>/=/<)∠ODE.
(2)根据图乙可知,x从0增加到R的过程中,α的变化情况是 .
A.增大 B.先增大后减小 C.减小 D.先减小后增大
(3)如图甲所示,光线从空气进入水珠的折射角随x增大而 .
(4)图乙给出的是红色的α﹣x图象,其α最大值是42°,则紫光的α最大值 (大于/等于/小于)42°.
(5)图丙中画出了红光通过小水珠时α最大值的光路.请在图丁中画出红光通过大水珠(虚线圈)时α最大值的光路.(图丁中已画出小水珠的光路)
【答案】(1)=;(2)B;(3)增大;(4)小于;(5)如图
【解析】
试题分析:(1)因为O是小水珠的球心,所以如果连接OD,则OD即为法线,则则∠CDO=∠ODE.
(2)由图象可知,x从0增加到R的过程中,α的变化情况是先增大后减小.
(3)由光的折射规律结合图甲可知,光线从空气进入水珠的折射角随x增大而增大.
(4)由于不同色光的α最大值略有不同,对某一水珠来讲只能有一种颜色的光被地面上的人看到,进入人眼的不同颜色的光来自内外不同弧线的水珠,所以人眼看到的彩虹由外圈至内圈呈红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫七色.所以当红色的α﹣x图象,其α最大值是42°,则紫光的α最大值应小于42°.
(5)图丁中已画出小水珠的光路,然后根据光的反射和折射定律,画出红光通过大水珠(虚线圈)时α最大值的光路,如下图所示: