高中物理几何光学习题
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几何光学测试题1、如图(a )所示,一细长的圆柱形均匀玻璃棒,其一个端面是平面(垂直于轴线),另一个端面是球面,球心位于轴线上.现有一很细的光束沿平行于轴线方向且很靠近轴线人射.当光从平端面射人棒内时,光线从另一端面射出后与轴线的交点到球面的距离为a ;当光线从球形端面射人棒内时,光线在棒内与轴线的交点到球面的距离为b .试近似地求出玻璃的折射率n 。
2、内表面只反射而不吸收光的圆筒内有一半径为R 的黑球,距球心为2R 处有一点光源S ,球心O 和光源S 皆在圆筒轴线上,如图所示.若使点光源向右半边发出的光最后全被黑球吸收,则筒的内半径r 最大为多少?3、如图1中,三棱镜的顶角α为60︒,在三棱镜两侧对称位置上放置焦距均为 30.0cm f =的两个完全相同的凸透镜L 1和 L 2.若在L 1的前焦面上距主光轴下方14.3cm y =处放一单色点光源S ,已知其像S '与S 对该光学系统是左右对称的.试求该三棱镜的折射率.4、如图(a )所示,两平面镜A 和B 的镜面分别与纸面垂直,两镜面的交线过图中的O 点,两镜面间夹角为︒=15α,今自A 镜面上的C 点处沿与A 镜面夹角︒=30β的方向在纸面内射出一条光线,此光线在两镜面经多次反射后而不再与镜面相遇。
设两镜面足够大,1=CO m 。
试求:(1)上述光线的多次反射中,最后一次反射是发生在哪块镜面上? (2)光线自C 点出发至最后一次反射,共经历多长的时间?5、有一水平放置的平行平面玻璃板H ,厚3.0 cm ,折射率 1.5n =。
在其下表面下2.0 cm 处有一小物S ;在玻璃扳上方有一薄凸透镜L ,其焦距30cm f =,透镜的主轴与玻璃板面垂直;S 位于透镜的主轴上,如图(a )所示。
若透镜上方的观察者顺着主轴方向观察到S 的像就在S 处,问透镜与玻璃板上表面的距离为多少?6、望远镜的物镜直径D =250cm ,其焦距f =160m 。
图19-3-1 高三物理《几何光学》测试题1、光由一种媒质进入另一种媒质时,以下说法正确的是 A .入射角大于折射角 B .光线一定要发生偏折C .光线由光疏媒质进入光密媒质,光的速度要减小D .光线由光密媒质进入光疏媒质,入射角大于折射角 2、关于全发射,下列叙述中正确的是A .发生全反射时仍有折射光线,只是折射光线非常弱B .光线由光密媒质射向光疏媒质时一定会发生全反射现象C .光线由光密媒质射向光疏媒质时可能不发生全反射现象D .光线由光疏媒质射向光密媒质时可能发生全反射现象3.光线从折射率为2的媒质中射向空气,如果入射角为60º,下列各图(图19-3-1)光路中可能的是4.某玻璃的临界角为42º,当在玻璃中的某一光线射到玻璃与空气的分界面时,若入射角略小于临界角,则光线在空气中的折射角应为A .小于42ºB .小于60ºC .小于90ºD .无折射光线5.一只空玻璃试管插入水中,看上去比充满水的试管插入水中要亮一些,这是因为光在A .玻璃跟空气的界面上发生全反射B .水跟玻璃的界面上发生全反射C .水跟玻璃的界面上发生镜面反射D .玻璃跟空气的界面上发生漫反射6.一束光从空气射向折射率为n =2的某种玻璃的表面,如图19-3-2所示,i 代表入射角,则 A .当i >45°时会发生全反射B .无论入射角i 是多大,折射角r 都不会超过45°C .欲使折射角r =30°,应以i =45°角度入射D .当入射角2arctan i =时,反射光线跟折射光线恰好相互垂直7.三种介质I 、II 、III 的折射率分别为n 1、n 2和n 3,且n 1>n 2>n 3,则 ( ) A .光线由介质I 入射II 有可能发生全反射 B .光线由介质I 入射III 有可能发生全反射 C .光线由介质III 入射I 有可能发生全反射 D .光线由介质II 入射I 有可能发生全反射8.某介质的折射率为3,一束光由该介质射向空气,如下光路图中正确的是( )9.一束光照射到两种介质的界面上时,下列说法中正确的是 ( ) A .一定同时有反射光线和折射光线存在B .一定有反射光线存在,不一定有折射光线存在C .一定有折射光线存在,不一定有反射光线存在D .反射光线和折射光线都不一定存在10.一束光线从空气射入水中,入射角为40°,在界面上光的一部分被反射,另一部分被折射,则反射光线和折射光线之间的夹角θ是 ( )A .100°<θ<140°B .θ>140°C .θ<140°D .50°<θ<100°11.光纤维通信是利用光的全反射将大量信息高速传输,若采用的光导纤维是由内芯和包层介质组成,下列说法正确的是 ( ) A .内芯和包层折射率相同,折射率都大 B .内芯和包层折射率相同,折射率都小C .内芯和包层折射率不同,包层折射率较大D .内芯和包层折射率不同,包层折射率较小12.单色光自真空射到折射率为n 的媒质界面上,形成反射光束和折射光束,则反射光和折射光( )A 、颜色相同B 、光速相同C 、波长相同D 、频率相同 13、已知媒质对某单色光的临界角为θ,则( )A .该媒质对此单色光的折射率等于1sin θB .此单色光在该媒质中的传播速度等于c sin θ(c 是真空中的光速)图19-3-1 图19-3-260°30°30°30°60°60°30°30°60°C .此单色光在该媒质中的波长是在真空中波长的sin θ倍D .此单色光在该媒质中的频率是在真空中频率的1sin θ倍14、一块半圆柱形玻璃砖放在空气中,如图所示,一束白光从空气中沿着图示方向射向玻璃砖,经玻璃砖折射后在光屏P 上形成由红到紫的彩色光带,当α逐渐减小时,彩色光带变化情况是( )A 、红光最先消失B 、紫光最先消失C 、红光和紫光同时消失D 、从左到右的色光排列为红→紫 15.红光与紫光相比( )A .在真空中传播时,紫光的速度比较大。
专题14.1 几何光学一、单选题1.如图,一束单色光从介质1射入介质2,在介质1、2中的波长分别为1λ、2λ,频率分别为1f 、2f ,下列说法正确的是( )A .12λλ<B .12λλ>C .12f f <D .12f f >2.如图所示,一光导纤维内芯的折射率为n 1,外套的折射率为n 2,一束光信号与界面夹角为α由内芯射向外套,要在界面发生全反射,必须满足的条件是 ( )A .n 1>n 2,α小于某一值B .n 1<n 2,α大于某一值C .n 1>n 2,α大于某一值D .n 1<n 2,α小于某一值3.如图所示,a 、b 为两束不同频率的单色光,以o 45的入射角射到上下表面平行的玻璃砖的上表面,直线OO '与玻璃砖上下表面垂直且与其上表面交于N 点,入射点A 、B 到N 点的距离相等,经玻璃砖上表面折射后两束光相交于图中的P 点,则下列说法正确的是( )A .在真空中,a 光的传播速度大于b 光的传播速度B .在玻璃中,a 光的传播速度小于b 光的传播速度C .同时增大入射角(入射角始终小于o 90),则a 光在下表面先发生全反射D .对同一双缝干涉装置,a 光的干涉条纹间距比b 光的干涉条纹间距宽4.如图所示,将一个半圆形玻璃砖置于空气中,当一束单色光入射到玻璃砖的圆心O 时,下列情况不可能发生的是( )A .B .C .D . 5.如图,一束单色光射向圆柱形玻璃砖的A 点,已知其入射角为i ,折射角为r ,玻璃砖的折射率为n = )A .要使单色光进入玻璃砖,入射角i 必须大于45︒B .选择合适的入射角i ,可使单色光在玻璃砖内发射全反射C .单色光第一次从玻璃砖射出时,光相对A 点入射时方向改变()2i r -D .单色光第N 次到达玻璃砖界面并射出时,光相对A 点入射时方向改变()22N i r r -+ 6.如图一束红光与一束紫光以适当的入射角射向半圆形玻璃砖,其出射光线都是由圆心O 点沿OP 方向射出,如图所示,则( )A .AO 是红光,它穿过玻璃砖所需的时间短B .AO 是紫光,它穿过玻璃砖所需的时间长C .BO 是红光,它穿过玻璃砖所需的时间长D .BO 是紫光,它穿过玻璃砖所需的时间短7.2021年春季,树德中学三校区均开展了高二学生的职业规划和体验活动,同学们都收获颇多。
(每日一练)高中物理几何光学典型例题单选题1、道威棱镜是医用内窥镜的重要组成部分,如图1所示,其截面ABCD为等腰梯形如图2所示,E、F分别是AC和AB的中点。
一细光束平行AB边从E点射入,折射后射向F点。
已知∠BAC=∠ABD=45°,CD边长和梯形的高分别为√2a、a,不考虑光束的多次反射,则细光束()A.一部分在F点反射,一部分出射B.AC面上的入射角逐渐减小至零,光束均不会从AB面射出C.AC面上的入射点逐渐上移,光束将在BD面上发生全反射D.AC面上的入射点逐渐上移,光束在棱镜中的传播时间变长答案:B解析:A.由几何关系知,AC面上的折射角为45°2=22.5°由n=sin45°sin22.5°=1.85,C=arcsin11.85=arcsin0.54>arcsin0.5=30°当光束射向F点时,入射角为67.5°将发生全反射,故A错误;C.根据对称性,AC面上的入射点逐渐上移过程中,光束在BD面上的入射角均为22.5°,不会发生全反射,故C错误;D.光束在棱镜中的光程相等,时间不变,故D错误;B.当AC面上的入射角减小至零时,入射角为45°,仍将发生全反射,光束均不会从AB面射出,故B正确。
故选B。
2、哈尔滨工程大学科研团队研发的“悟空号”全海深AUV,于当地时间2021年11月6日15时47分,在马里亚纳海沟“挑战者”深渊完成万米挑战最后一潜,最大下潜深度达10896米,再次刷新下潜深度纪录。
在幽深的海底,要想知道潜水器所在位置并不容易,因为海水是导电媒质,电磁波在海水中的传播衰减很大,且频率越高衰减越大,导致使用无线电波的GPS的定位手段无计可施。
声波是最有效的水下远距离传播信息的载体。
“悟空号”AUV就是通过装载的高速水声通信系统来传输信息的。
声波在海水中传播时也会被海水吸收一部分,而且频率越高吸收就越厉害,对于频率低的声波海水反而吸收少。
1 每天一练(向规范要30分) 一:几何光学
1:如图所示为用某种透明材料制成的一块柱形棱镜的横截面图,圆弧CD 是半径为R 的四分之一圆周,圆心为O .光线从AB 面上的M 点入射,入射角i =60° ,光进入棱镜后恰好在BC 面上的O 点发生全反射,然后由CD 面射出.已
知OB 段的长度l =6cm ,真空中的光速c=3.0×108m/s .求:
①透明材料的折射率n
②光从M 点传播到0点所用的时间t .
2:如图甲所示,在平静的水面下深d 处有一个点光源S ,它发出的是两种不同颜色的a 光和b 光,在水面上形成了一个被照亮的圆形区域,该区域的中间为由ab 两种单色光所构成的复色光的圆形区域,其半径为R ,周边为环状区域,
其宽度为L ,且为a 光的颜色(见乙图),则:两种色光的
折射率a n 和b n 分别是多少?
3:如图,三棱镜的横截面为直角三角形ABC,∠A =30°,AC 平行于光屏MN,与光屏的距离为L 。
棱镜对红光的折射率为n 1,对紫光的折射率为n 2。
一束很细的白光由棱镜的侧面AB 垂直射入,直接到达AC 面并射出。
画出光路示意图,并标出红光和紫光射在光屏上的位置。
求红光和紫光在光屏上的位置之间的距离。
几何光学测试题1、如图(a )所示,一细长的圆柱形均匀玻璃棒,其一个端面是平面(垂直于轴线),另一个端面是球面,球心位于轴线上.现有一很细的光束沿平行于轴线方向且很靠近轴线人射.当光从平端面射人棒内时,光线从另一端面射出后与轴线的交点到球面的距离为a ;当光线从球形端面射人棒内时,光线在棒内与轴线的交点到球面的距离为b .试近似地求出玻璃的折射率n 。
2、内表面只反射而不吸收光的圆筒内有一半径为R 的黑球,距球心为2R 处有一点光源S ,球心O 和光源S 皆在圆筒轴线上,如图所示.若使点光源向右半边发出的光最后全被黑球吸收,则筒的内半径r 最大为多少?3、如图1中,三棱镜的顶角α为60︒,在三棱镜两侧对称位置上放置焦距均为 30.0cm f =的两个完全相同的凸透镜L 1和 L 2.若在L 1的前焦面上距主光轴下方14.3cm y =处放一单色点光源S ,已知其像S '与S 对该光学系统是左右对称的.试求该三棱镜的折射率.4、如图(a )所示,两平面镜A 和B 的镜面分别与纸面垂直,两镜面的交线过图中的O 点,两镜面间夹角为︒=15α,今自A 镜面上的C 点处沿与A 镜面夹角︒=30β的方向在纸面内射出一条光线,此光线在两镜面经多次反射后而不再与镜面相遇。
设两镜面足够大,1=CO m 。
试求:(1)上述光线的多次反射中,最后一次反射是发生在哪块镜面上? (2)光线自C 点出发至最后一次反射,共经历多长的时间?5、有一水平放置的平行平面玻璃板H ,厚3.0 cm ,折射率 1.5n =。
在其下表面下2.0 cm 处有一小物S ;在玻璃扳上方有一薄凸透镜L ,其焦距30cm f =,透镜的主轴与玻璃板面垂直;S 位于透镜的主轴上,如图(a )所示。
若透镜上方的观察者顺着主轴方向观察到S 的像就在S 处,问透镜与玻璃板上表面的距离为多少?6、望远镜的物镜直径D =250cm ,其焦距f =160m 。
高三物理几何光学试题答案及解析1. Morpho蝴蝶的翅膀在阳光的照射下呈现出闪亮耀眼的蓝色光芒,这是因为光照射到翅膀的鳞片上发生了干涉。
电子显微镜下鳞片结构的示意图见题1 图。
一束光以入射角i从a点入射,经过折射和反射后从b点出射。
设鳞片的折射率为n,厚度为d,两片之间空气层厚度为h。
取光在空气中的速度为c,求光从a到b所需的时间t。
【答案】【解析】设光在鳞片中的折射角为γ,根据折射定律有:sini=nsinγ根据折射率定义式可知,光在鳞片中传播的速度为v=由图中几何关系可知,光从a到b的过程中,在鳞片中通过的路程为:s=1=在空气中通过的路程为:s2所以光从a到b所需的时间为:t=+联立以上各式解得:t=【考点】本题主要考查了折射定律的应用问题,属于中档偏低题。
2.如图所示,一束光从空气垂直射到直角棱镜的AB面上,已知棱镜材料的折射率为,则这束光进入棱镜后的光路图应为下面四个图中的()【答案】D【解析】光由光疏介质进入光密介质中,入射角大于折射角,由此可知光线与底面交界处入射角为30°,由sinC=1/n可知全反射临界角为45°,D对;3.一束单色光斜射到厚平板玻璃的一个表面上,经两次折射后从玻璃板另一个表面射出,出射光线相对于入射光线侧移了一段距离.在下列情况下,出射光线侧移距离最大的是( )A.红光以30°的入射角入射B.红光以45°的入射角入射C.紫光以30°的入射角入射D.紫光以45°的入射角入射【答案】D【解析】侧移距离是指出射光线与原入射方向的垂直距离.同一种光线相比折射率相等,入射角越大侧移距离越大,即B项侧移距离大于A项.D项侧移距离大于C项.又在入射角相同时,折射率越大,侧移距离越大,所以紫光在45°的入射角入射时,侧移距离最大,即D项正确.4.如图13-1-14所示,巡查员站立于一空的贮液池边,检查池角出液口的安全情况.已知池宽为L,照明灯到池底的距离为H,若保持照明光束方向不变,向贮液池中注入某种液体,当液面高为时,池底的光斑距离出液口.(1)试求:当液面高为H时,池底的光斑到出液口的距离x.(2)控制出液口缓慢地排出液体,使液面以vh 的速率匀速下降,试求池底的光斑移动的速率vx.【答案】(1)(2)·vh【解析】(1)作出光路图如图所示.由几何关系知:=①由折射定律:=n·②代入h=、l=得:n=③联立①②③式得x=·h.当h=H时,解得x=.(2)由x=·h知,Δx=·Δh,则=·,即vx =·vh.5.一台激光器,它的功率为P,如果它发射出的单色光在空气中的波长为λ.(1)它在时间t内辐射的光能为__________,如果已知这束单色光在某介质中的传播速度为v,那么这束单色光从该介质射向真空发生全反射的临界角为__________.(2)由于激光是亮度高、平行度好、单色性好的相干光,所以光导纤维中用激光作为信息高速传输的载体.要使射到粗细均匀的圆形光导纤维一个端面上的激光束都能从另一个端面射出,而不会从侧壁“泄漏”出来,光导纤维所用材料的折射率至少应为多大?【答案】(1)Pt arcsin(2)【解析】(1)激光器t时间内发出的光能W=Pt由n=,sinC=,则C=arcsin.2)设激光束在光导纤维端面的入射角为i,折射角为r,折射光线射向侧面时的入射角为i′,折射角为r′,如图所示.由折射定律:n=,由几何关系:r+i′=90°,sinr=cosi′.由全反射临界角的公式:sini′=,cosi′=,要保证从端面射入的任何光线都能发生全反射,应有i=r′=90°,sini=1.故n===,解得n=,故光导纤维的折射率至少应为.6. (2011年温州模拟)自行车的尾灯采用了全反射棱镜的原理,它虽然本身不发光,但在夜间骑行时,从后面开来的汽车发出的强光照到尾灯后,会有较强的光被反射回去,使汽车司机注意到前面有自行车.尾灯的构造如图12-1-18 所示.下面说法正确的是()A.汽车灯光应从左面射过来,在尾灯的左表面发生全反射B.汽车灯光应从左面射过来,在尾灯的右表面发生全反射C.汽车灯光应从右面射过来,在尾灯的左表面发生全反射D.汽车灯光应从右面射过来,在尾灯的右表面发生全反射【答案】C【解析】略7. (2011年安徽合肥模拟)如图所示,P、Q是两种透明材料制成的两块相同的直角梯形棱镜,叠合在一起组成一个长方体,一单色光从P的上表面射入,折射光线正好垂直通过两棱镜的界面,已知材料的折射率nP <nQ,射到P上表面的光线与P上表面的夹角为θ,下列判断正确的是()A.光线一定从Q的下表面射出B.光线若从Q的下表面射出,出射光线与下表面的夹角一定等于θC.光线若从Q的下表面射出,出射光线与下表面的夹角一定大于θD.光线若从Q的下表面射出,出射光线与下表面的夹角一定小于θ【答案】D【解析】由于没有确定几何尺寸,所以光线可能射向Q的右侧面,也可能射向Q的下表面,A错误;当光线射向Q的下表面时,它的入射角与在P中的折射角相等,由于nP <nQ,进入空气中的折射角大于进入P上表面的入射角,那么出射光线与下表面的夹角一定小于θ,B、C错误,D 正确。
高考物理光学知识点之几何光学难题汇编含答案(3)一、选择题1.如图所示,放在暗室中的口径较大不透明的薄壁圆柱形浅玻璃缸充满水,缸底中心有一红色发光小球(可看作点光源),从上往下看,则观察到()A.水面有一个亮点B.充满水面的圆形亮斑C.发光小球在水面上的像D.比小球浅的发光小球的像2.如图所示,一束光由空气射入某种介质,该介质的折射率等于A.sin50 sin55︒︒B.sin55 sin50︒︒C.sin40 sin35︒︒D.sin35 sin40︒︒3.一束单色光从空气进入玻璃,下列关于它的速度、频率和波长变化情况的叙述正确的是A.只有频率发生变化 B.只有波长发生变化C.只有波速发生变化 D.波速和波长都变化4.如图所示,一束光由空气射向半圆柱体玻璃砖,O点为该玻璃砖截面的圆心,下图中能正确描述其光路的是()A. B.C. D.5.两束不同频率的平行单色光。
、从空气射入水中,发生了如图所示的折射现象(a>)。
下列结论中正确的是()A.光束的频率比光束低B.在水中的传播速度,光束比小C.水对光束的折射率比水对光束的折射率小D.若光束从水中射向空气,则光束的临界角比光束的临界角大6.一束单色光由玻璃斜射向空气,下列说法正确的是A.波长一定变长 B.频率一定变小C.传播速度一定变小 D.一定发生全反射现象7.a、b两种单色光以相同的入射角从半圆形玻璃砖的圆心O射向空气,其光路如图所示.下列说法正确的是()A.a光由玻璃射向空气发生全反射时的临界角较小B.该玻璃对a光的折射率较小C.b光的光子能量较小D.b光在该玻璃中传播的速度较大8.如图所示,为观察门外情况,居家防盗门一般都会在门上开一小圆孔.假定门的厚度为a=8cm,孔的直径为d=6cm,孔内安装一块折射率n=1.44的玻璃,厚度可]的厚度相同,已知sin37°=0.6,cos37°=0.8.则A.如未装玻璃,室内的人通过小孔能看到外界的角度范围为106°B.装人玻璃后,室内的人通过玻璃能看到外界的角度范围约为106°C.装人玻璃的折射率越大,室内的人通过玻鵯能看到外界的角度范围就越小D.若要将视野扩大到180°,需嵌入折射率大于或等于53的玻璃9.明代学者方以智在《阳燧倒影》中记载:“凡宝石面凸,则光成一条,有数棱则必有一面五色”,表明白光通过多棱晶体折射会发生色散现象.如图所示,一束复色光通过三棱镜后分解成两束单色光a、b,下列说法正确的是A.若增大入射角i,则b光最先消失B.在该三棱镜中a光波速小于b光C.若a、b光通过同一双缝干涉装置,则屏上a光的条纹间距比b光宽D.若a、b光分别照射同一光电管都能发生光电效应,则a光的遏止电压高10.如图所示为用a、b两种单色光分别通过同一双缝干涉装置获得的干涉图样.现让a、b两种光组成的复色光穿过平行玻璃砖或三棱镜时,光的传播路径与方向可能正确的是()A.①③B.①④C.②④D.只有③11.ABCDE为单反照相机取景器中五棱镜的一个截面示意图,AB⊥BC,由a、b两种单色光组成的细光束从空气垂直于AB射入棱镜,经两次反射后光线垂直于BC射出,且在CD、AE边只有a光射出,光路图如图所示,则a、b两束光()A.在真空中,a光的传播速度比b光的大B .在棱镜内,a 光的传播速度比b 光的小C .以相同的入射角从空气斜射入水中,b 光的折射角较小D .分别通过同一双缝干涉装置,a 光的相邻亮条纹间距小12.光在真空中的传播速度为c ,在水中的传播速度为v 。
高中物理几何光学习题1.如图,直角三角形ABC为一透明介质制成的三棱镜的截面,且0,在整个AC面上有一束垂直于 AC的平行光芒射入,已知这类介质的折射率n>2,则()A.可能有光芒垂直AB 面射出B.必定有光芒垂直BC面射出C.必定有光芒垂直AC面射出D.从 AB 面和 BC面出射的光芒能汇聚一点2、以下图,长方形玻璃的折射率为,在凑近面的一侧固定一枚大头针P,用眼睛在此外三个侧面分别察看大头针 P 的像,以下说法中正确的选项是()A、在面一侧偏下的地点能够看到P 的像B、在面一侧偏上的地点看不到P 的像Pa bC、在面一侧偏右的地点能够看到P 的像D、在以上的三个地点都能够看到P 的像d c4.如图,横截面为等腰三角形的两个玻璃三棱镜,它们的顶角分别为α、β,且α < β。
a、b 两细束单色光分别以垂直于三棱镜的一个腰的方向射入,从另一个腰射出,射出的光芒与入射光芒的偏折角均为θ。
则 ab 两种单色光的频次υ 1、υ 2间的关系是(B)A.υ 1=υ 2B.υ 1>υ2C.υ 1<υ 2D.没法确立5、发出白光的细线光源,长度为L,竖直搁置,上端恰幸亏水面以下,以下图,现考虑线光源发出的凑近水面法线(图中虚线)的细光束经水面折射后所成的像,因为水对光有色散作用,若以表示红光成的像长度,表示蓝光成的像的长度,则()aA、B、C、D、b水6.以下图,有一玻璃直角三棱镜ABC,其临界角小于45°,一束平行于BC边的白光射到 AB面,在光束射出三棱镜时(设光芒在棱镜内射至BC边上),以下说法中正确的选项是()A.从 BC面出射的是白色光束B.从 AC面出射的是白色光束C.从 AC面出射的是有色的不平行光束D.从 AC面出射的是平行于入射光芒的有色光束7.abc为一全反射棱镜,它的主截面是等腰直角三角形,以下图,一束白光垂直入射到ac面上,在 ab 面上发生全反射,若光芒入射点O的地点保持不变,改c顺变光芒的入射方向(不考虑自bc 面反射的光芒)()假如有色光射出 ab逆A.使入射光按图中的顺时针方向渐渐偏转,O面,则红光第一射出a b B.使入射光按图中的顺时针方向渐渐偏转,假如有色光射出ab面,则紫光第一射出C.使入射光按图中所示的逆时针方向渐渐偏转,红光将第一射出ab 面D.使入射光按图中所示的逆时针方向渐渐偏转,紫光将第一射出ab 面8、以下图,真空中有一个半径为R,质量散布均匀的玻璃球,频次为的细激光束在真空中沿直线 BC流传,并于玻璃球表面C点经折射进入玻璃球,且在玻璃球表面 D 点又经折射进入真空中,,已知玻璃对该激光的折射率为,则以下说法中正确的选项是()A、一个光子在穿过玻璃球的过程中能量渐渐变小D B、此激光束在玻璃球中穿越的时间(此中 c 为真空中光速)C120OBC、改变入射角的大小,细激光可能在玻璃球的内表面发生全反射D、图中的激光束的入射角9、以下图,一细白光经过三棱镜折射后分为各样单光,取此中的三种单色光,并同时做以下实验:①让这三种单色光分别经过同一双缝干预实验,装置在光屏上产生干预条纹(双缝间距和缝屏间距均不变)②让这三种单色光分别照耀锌板③让这三种单色光分别垂直投射到一条长直光纤维的端面上,白光以下说法中正确的选项是()A、假如种色光能产生光电效应,则种色光必定能产生光电效应B、种色光的颠簸性最明显C、种色光穿过光纤的时间最长D、种色光形成的干预条纹间距最小10、以下图,两束单色光A、B 自空气射向玻璃,经折射形成复合光束C,则以下说法中正确的是:AB空气A、 A 光子的能量比 B 光子的能量大B、在空气中, A 光的波长比 B 光的波长短玻璃C、在玻璃中, A 光的光速小于 B 光的光速CD、玻璃对 A 光的临界角大于对 B 光的临界角12、以下图,折射率为的液体表面上方有一点光源S,发出一条光芒,垂直地射到水平搁置于液体中且距液面深度为的平面镜M的 O点上,当平面镜绕垂直于纸面的轴O 以角速度逆时针方向匀速转动,液面上的察看者追踪察看,发现液面上有一光斑掠过,且光斑到P 点后立刻消逝,求:Scb (1)光斑在这一过程中的均匀速度P Aa( 2)光斑在 P点马上消逝时的刹时速度。
高中物理几何光学习题
1.如图,直角三角形ABC为一透明介质制成的三棱镜的截面,且30
=
∠A0,在整个AC面上有一束垂直于AC的平行光线射入,已知这种介质的折射率n>2,则()
A.可能有光线垂直AB面射出
B.一定有光线垂直BC面射出
C.一定有光线垂直AC面射出
D.从AB面和BC面出射的光线能会聚一点
2、如图所示,长方形玻璃abcd的折射率为55
.1
=
n,在靠近ab面的一侧固定一枚大头针P,用眼睛在另外三个侧面分别观察大头针P的像,下列说法中正确的是()
A、在ad面一侧偏下的位置可以看到P的像
B、在bc面一侧偏上的位置看不到P的像
C、在cd面一侧偏右的位置可以看到P
D、在以上的三个位置都可以看到P的像4.如图,横截面为等腰三角形的两个玻璃三棱镜,它们的顶角分别为α、β,
且α < β。
a、b两细束单色光分别以垂直于三棱镜的一个腰的方向射入,从另一个腰射出,射出的光线与入射光线的偏折角均为θ。
则ab两种单色光
的频率υ
1
、υ
2
间的关系是(B)
A.υ1 = υ2
B.υ1 > υ2
C.υ1 < υ2
D.无法确定
5、发出白光的细线光源ab,长度为L,竖直放置,上端a恰好在水面以下,如图所示,现考虑线光源ab发出的靠近水面法线(图中虚线)的细光束经水
面折射后所成的像,由于水对光有色散作用,若以
1
L表示红光成的像长度,
2
L 表示蓝光成的像的长度,则()
A、L
L
L<
<
2
1
B、L
L
L>
>
2
1
C、L
L
L>
>
1
2
D、L
L
L<
<
1
2
6.如图所示,有一玻璃直角三棱镜ABC,其临界角小于45°,一束平行于BC 边的白光射到AB面,在光束射出三棱镜时(设光线在棱镜内射至BC边上),下列说法中正确的是()
P
a b
c
水a
b
A .从BC 面出射的是白色光束
B .从A
C 面出射的是白色光束
C .从AC 面出射的是有色的不平行光束
D .从AC 面出射的是平行于入射光线的有色光束
7.abc 为一全反射棱镜,它的主截面是等腰直角三角形,如图所示,一束白光垂直入射到ac 面上,在ab 面上发生全反射,若光线入射点O 的位置保持不变,改变光线的入射方向(不考虑自bc 面反射的光线)( )
A .使入射光按图中的顺时针方向逐渐偏转,如果有色光射出ab 面,则红光首先射出
B .使入射光按图中的顺时针方向逐渐偏转,如果有色光射出ab 面,则紫光首先射出
C .使入射光按图中所示的逆时针方向逐渐偏转,红光将首先射出ab 面
D .使入射光按图中所示的逆时针方向逐渐偏转,紫光将首先射出ab 面 8、如图所示,真空中有一个半径为R ,质量分布均匀的玻璃球,频率为0υ的细激光束在真空中沿直线BC 传播,并于玻璃球表面C 点经折射进入玻璃球,且在玻璃球表面D 点又经折射进入真空中,0120=∠COD ,已知玻璃对该激光的折射率为3,则下列说法中正确的是( )
A 、 一个光子在穿过玻璃球的过程中能量逐渐变小
B 、 此激光束在玻璃球中穿越的时间c R t 3=(其中c 为真空中光速)
C 、 改变入射角α的大小,细激光可能在玻璃球的内表面发生全反射
D 、 图中的激光束的入射角0
45=α
9、如图所示,一细白光通过三棱镜折射后分为各种单光,取其中的abc 三种单色光,并同时做如下实验:
①让这三种单色光分别通过同一双缝干涉实验,装置在光屏上产生干涉条
纹(双缝间距和缝屏间距均不变)
②让这三种单色光分别照射锌板
③让这三种单色光分别垂直投射到一条长直光纤维的端面上,
下列说法中正确的是( )
A 、 如果b 种色光能产生光电效应,则a 种色光一定能产生光电效应
B 、 c 种色光的波动性最显着
C 、 c 种色光穿过光纤的时间最长
D 、 a 种色光形成的干涉条纹间距最小
10、如图所示,两束单色光A 、B 自空气射向玻璃,经折射形成复合光束C ,
则下列说法中正确的是:
A 、 A
光子的能量比B 光子的能量大
c
O 顺
逆
O
C
D
B α
120
a
b c 白光 玻璃 空气
A
B
B 、 在空气中,A 光的波长比B 光的波长短
C 、 在玻璃中,A 光的光速小于B 光的光速
D 、 玻璃对
A 光的临界角大于对
B 光的临界角
11、等腰直角棱镜放在真空中,如图所示,d AC AB ==,一束单色光以0
60的
入射角从AB 侧面的中点射入,折射后再从AC 侧面射出,出射光线偏离入射光线的角度为0
30,
(1)请作出光路图;(2
12、如图所示,折射率为
2=n 的液体表面上方有一点光源S ,发出一条光线,垂直地射到水平放置于液体中且距液面深度为h 的平面镜M 的O 点上,当平面镜绕垂直于纸面的轴O 以角速度ω(1) 光斑在这一过程中的平均速度 (2)
光斑在P
参考答案 (1)BC
(2)C
(3)B (4)B (5)D (6)D (7)A
(8)B
(9)C
(10)D
(11)解析
:光路图如图所示,已知090=∠=+A βα,003060=-+-=βγαθ 解得060=γ,n =αsin /60sin 0,n =βγsin /sin ,所以045==βα
所以C
d
v d t 2322==
M
B
C
B
(12)解析:反射光的旋转速度为ω2,转过的角度为
θ , P
21所以0
45=C 从A 到P 的平均速度t AP v =
=在P 点光斑的瞬时速度
h OP
v p ωω445
cos 20
==
M。