Question

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中单色光．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）

Answer 1

分析：1．水珠球心O，如果连接OD，则OD即为法线，由此可确定∠CDO和∠ODE的大小．
2．根据图乙图象可知，x从0增加到R的过程中，α的变化情况．
3．光的折射规律：入射光线、法线、折射光线在同一平面内，折射光线和入射光线分别位于法线两侧，当光线从空气斜射入其它透明介质时，折射角小于入射角；并且折射角随着入射角的增大而增大，但折射角总小于入射角．
4．由材料可知：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．人眼看到的彩虹由外圈至内圈呈红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫七色．可确定紫光的α最大值是大于还是小于42°．
5．根据丁图中小水珠的光路，结合光的反射和折射定律可画出红光通过大水珠（虚线圈）时α最大值的光路．

解答：解：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：
故答案为：1．=；2B；3．增大；4．小于；5．见下图

点评：此题注意考查了对光的折射定律和反射定律的运用，关键是从材料中读懂信息，5小题注意光线与已画出小水珠的光路的光线平行．