高考物理光学知识点之几何光学基础测试题附答案

高考物理光学知识点之几何光学基础测试题附答案
高考物理光学知识点之几何光学基础测试题附答案

高考物理光学知识点之几何光学基础测试题附答案

一、选择题

1.如图所示,△ABC为一直角玻璃三棱镜的横截面,∠A=30°,一束红光垂直AB边射

入,从AC边上的D点射出,其折射角为60°。则下列说法正确的是

A.玻璃对红光的折射率为2

B.红光在玻璃中的传播速度大小为8

210m/s

C.若使该束红光绕O点顺时针转过60°角,则光不会从AC面射出来

D.若将这束红光向左水平移动一小段距离则从AC面上出来的折射角小于60°

2.先后用两种不同的单色光,在相同的条件下用同双缝干涉装置做实验,在屏幕上相邻的

两条亮纹间距不同,其中间距较大

.....的那种单色光,比另一种单色光()

A.在真空中的波长较短

B.在玻璃中传播的速度较大

C.在玻璃中传播时,玻璃对其折射率较大

D.其在空气中传播速度大

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,放在空气中的平行玻璃砖,表面M与N平行,一束光射到表面M上,(光束不与M平行)

①如果入射角大于临界角,光在表面M即发生反射。

②无论入射角多大,光在表面M也不会发生全反射。

③可能在表面N发生全反射。

④由于M与N平行,光只要通过M,则不可能在表面N发生全反射。

则上述说法正确的是( )

A.①③ B.②③ C.③ D.②④

5.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

6.图1、2是利用a、b两种单色光分别通过同一双缝干涉装置得到的干涉图样.下列关于a、b两束单色光的说法正确的是()

A.真空中,a光的频率比较大

B.同一介质中,a光传播的速度大

C.a光光子能量比较大

D.同一介质对a光折射率大

7.下列说法中正确的是

A.白光通过三棱镜后呈现彩色光带是光的全反射现象

B.照相机镜头表面涂上增透膜,以增强透射光的强度,是利用了光的衍射现象

C.门镜可以扩大视野是利用了光的干涉现象

D.用标准平面检查光学平面的平整程度是利用了光的干涉

8.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③

9.在杨氏干涉实验中,从两个狭缝到达像屏上的某点的光走过的路程相等,该点即为中央亮条纹的位置(即k=0对应的那条亮条纹),双缝屏上有上下两狭缝,设想在双缝屏后用一块极薄的玻璃片遮盖上方的缝,则屏上中央亮条纹的位置将( )

A.向上移动 B.向下移动

C.不动 D.可能向上移动,也可能向下移动

10.如图所示半圆形玻璃砖,圆心为 O,半径为 R.某单色光由空气从 OB 边界的中点 A 垂直射入玻璃砖,并在圆弧边界 P 点发生折射,该折射光线的反向延长线刚好过B点.则()

A.该玻璃对此单色光的折射率为1.5

B.光从 A 传到 P 的时间为(c为空气中的光速)

C.该玻璃对此单色光的临界角为45°

D.玻璃的临界角随入射光线位置变化而变化

11.如图所示,有一束平行于等边三棱镜截面ABC的单色光从空气射向E点,并偏折到F

θ=?,E、F分别为边AB、BC的中点,则

点,已知入射方向与边A B的夹角30

A.从F点出射的光束与入射到E点的光束平行

B3

C.光在F点发生全反射

D.光从空气进入棱镜,光速变大

12.在玻璃中有一个截面为三角形的柱状真空空腔,a, b两束单色光以同样的入射角θ由玻璃射入空腔,部分光路如图,下列说法正确的是()

A.若增大b光在空腔内先消失

B.若改变θ,a光通过空腔的时间一定比b光短

C.在同一双缝干涉装置的干涉条纹a光较宽

D.若将两个相同的小球分别涂上a、b两种颜色放在同样深度的水中,在水面上看涂a颜色的小球较浅

13.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

14.如图,半径为R的半圆柱玻璃体置于水平桌面上,半圆柱玻璃体的上表面水平,半圆柱玻璃体与桌面相切于A点。一细束单色光经球心O从空气中射入玻璃体内(入射面即纸

面),入射角为60°,出射光线射在桌面上B点处。测得AB之间的距离为

3

3

R,则下列

说法正确的是()

A.该玻璃体的折射率为

6

2 n=

B.该玻璃体折射率为2

n=

C.若将入射光束在纸面内向左平移,移到距O点2

3

R位置时射入玻璃体的光线在玻璃体

下表面处恰好发生全反射

D.若用同样频率、宽度为R的光束CO沿与玻璃体上表面成30?入射,从玻璃体下表面折

射出的弧长占圆柱体弧长的1 3

15.如图所示,一束可见光射向半圆形玻璃砖的圆心O,经折射后分为两束单色光a和

b。下列判断正确的是

A.玻璃对a光的折射率小于对b光的折射率

B.逐渐增大入射角,b光首先发生全反射

C.在玻璃中,a光的速度大于b光的速度

D.在真空中,a光的波长小于b光的波长

16.如图甲所示,在平静的水面下有一个点光源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,周边为环状区域,且为a光的颜色(见图乙).则一下说法中正确的是()

A.a光的频率比b光大

B.水对a光的折射率比b光大

C.a光在水中的传播速度比b光大

D.在同一装置的杨氏双缝干涉实验中,a光的干涉条纹比b光窄

17.一束光从某介质进入真空,方向如图所示,则下列判断中正确的是()

3

A.该介质的折射率是

B.该介质的折射率是3

C.该介质相对真空发生全反射的临界角是45°

D.光线从介质射入真空的过程中,无论怎样改变入射方向都不可能发生全反射现象

18.氢原子光谱在可见光区域内有四条谱线,都是氢原子中电子从量子数n>2的能级跃迁到n=2的能级发出的光,它们在真空中的波长由长到短,可以判定

A.对应的前后能级之差最小

B.同一介质对的折射率最大

C.同一介质中的传播速度最大

D.用照射某一金属能发生光电效应,则也一定能

19.下列说法不正确

...的是()

A .检验工件平整度的操作中,如图1所示,上面为标准件,下面为待检测工件,通过干涉条纹可推断:P 为凹处,Q 为凸处

B .图2为光线通过小圆板得到的衍射图样

C .图3的原理和光导纤维传送光信号的原理一样

D .图4的原理和照相机镜头表面涂上增透膜的原理一样

20.如图所示,一束光经玻璃三棱镜折射后分为两束单色光a 、b ,波长分别为λa 、λb ,该玻璃对单色光a 、b 的折射率分别为n a 、n b ,.则( )

A .λa <λb ,n a >n b

B .λa >λb ,n a

C .λa <λb ,n a

D .λa >λb ,n a >n b 21.下面事实与光的干涉有关的是( ) A .用光导纤维传输信号 B .水面上的油膜呈现彩色

C .水中的气泡显得格外明亮

D .一束白光通过三棱镜形成彩色光带

22.如图所示是迈克尔逊用转动八面镜法测光速的实验示意图,图中S 为发光点,T 是望远镜,平面镜O 与凹面镜B 构成了反射系统。八面镜距反射系统的距离为AB =L (L 可长达几十千米),且远大于OB 以及S 和T 到八面镜的距离。现使八面镜转动起来,并缓慢增大其转速,当转动频率达到0f 并可认为是匀速转动时,恰能在望远镜中第一次看见发光点S ,由此迈克尔逊测出光速c 。根据题中所测量的物理量得到光速c 的表达式正确的是( )

A .04Lf c =

B .08Lf c =

C .016Lf c =

D .032Lf c =

23.如图所示为一块透明光学材料的剖面图,在其上建立直角坐标系xOy ,设该光学材料

的折射率沿y轴正方向均匀减小,现有一束单色光a从原点O以某一入射角θ由空气射入该材料内部,则单色光a在该材料内部可能的传播途径是()

A.B.

C.D.

24.以往,已知材料的折射率都为正值(n>0).现已有针对某些电磁波设计制作的人工材料,其折射率可以为负值(n< 0),称为负折射率材料.位于空气中的这类材料,入射

角i与折射角r依然满足sin

sin

i

n

r

=,但是折射线与入射线位于法线的同一侧(此时折射角

取负值).现空气中有一上下表面平行的负折射率材料,一束电磁波从其上表面射入,下表面射出.若该材料对此电磁波的折射率n=?1,正确反映电磁波穿过该材料的传播路径的示意图是()

A.A B.B C.C D.D

25.下列说法正确的是________.

A.物体做受迫振动时,振幅与物体本身无关

B.光纤通信是激光和光导纤维相结合实现的

C.火车以接近光速通过站台时车上乘客观察到站台上的旅客变矮

D.全息照相技术是光的衍射原理的具体应用

【参考答案】***试卷处理标记,请不要删除

一、选择题 1.C 解析:C 【解析】 【详解】

A 、红光到达AC 面的入射角为 i =30°,折射角为r =60°,则玻璃对红光的折射率为:

sin sin 60

sin sin 30

r n i ??

===A 错误;

B 、红光在玻璃中的传播速度大小为:8

8m 10s

C V n ===,故B 错误;

C 、设临界角为C ,则sin 60C C ?=

<<若使该束红光绕O 点顺时针转过60°角,入射角为 i =60°,根据折射定律可得sin sin i

n r

=

,折射角为r=30°,光线射到AC 面上的入射角等于60°,大于临界角C ,所以光线在AC 面发生全反射,不会从AC 面射出来,故C 正确;

D 、若将这束红光向左水平移动一小段距离,光线射到AC 面上的入射角不变,则折射角不变,仍为60°,故D 错误。

2.B

解析:B 【解析】

试题分析:根据双缝干涉中相邻两条亮条纹间距公式λd

L

x Δ=

,用同双缝干涉装置做实验条纹间距大的说明波长大,所以A 项错误;波长越大折射率越小,所以C 项错误;在介质

中的速度根据公式n

c

v =

,折射率越小在介质中传播的速度越大,所以B 项正确;在空气中不同的单色光的速度与在真空中速度相同都等于光速,所以D 项错误。 考点:本题考查了双缝干涉和不同色光的折射率

3.D

解析:D

【解析】光的频率由光源决定,因此光一旦形成,频率不再改变.光在不同介质中传播时,波长变化,波速也发生变化,故D 正确.

4.D

解析:D

【解析】①、②、B 产生全反射的必要条件是光必须从光密介质射入光疏介质,可知,光从空气进入玻璃砖时,不会产生光的全反射现象,无论入射角多大,光都能从界面ab 进入玻璃砖.故①错误,②正确.③、④、由于ab 与cd 两个表面平行,根据几何知识得知,

光线在ab 面上的折射角等于在cd 面上的入射角,根据光路可逆原理可知,光线一定从界面cd 射出,故③错误,④正确.综上选D .

【点睛】解决本题的关键是掌握全反射的条件,灵活运用光路的可逆性分析玻璃砖的光学特性.

5.B

解析:B 【解析】

试题分析:从玻璃射入空气中会发生全反射现象,由光路图可知, a 、b 光入射角相同,在分界面上a 光发生反射及折射,而b 光发生全反射,因此a 光的折射率小于b 光折射率,故B 正确; a 光折射率小,因此a 光发生全反射的临界角大,故A 错误;b 光折射率大,则b 光在玻璃中的传播速度小, b 光的波长小, b 光的光子能量大,故C 、D 均错误.

考点:折射率,临界角,光子的能量.

6.B

解析:B 【解析】

A 、a 光照射产生的条纹间距大于b 光照射产生的条纹间距,根据双缝干涉条纹的间距公式L

x d

λ?=

知,a 光的波长大于b 光的波长,A 正确.B 、由c f λ=结合波长关系知a 光的频率小于b 光的频率,而hf ε=可得a 光光子能量比较小,B 错误.C 、D 、由c

v n

=

可知a 光的频率小,折射率小,则波速较大,即两种光在同一介质中的传播速度满足a b v v <,C 正确、D 错误.故选AC.

【点睛】解决本题的关键掌握双缝干涉条纹的间距公式L

x d

λ?=,以及知道波长、频率的大小关系,注意光电效应方程的内容.

7.D

解析:D 【解析】 【分析】 【详解】

A. 白光通过三棱镜后呈现彩色光带是由于不同颜色的光折射率不同,相同的入射角经过折射后折射角不同,故A 错误;

B. 表面涂上增透膜,以增强透射光的强度,是利用了光的干涉现象,故B 错误;

C. 门镜可以扩大视野是利用了光的折射现象,故C 错误;

D. 用标准平面检查光学平面的平整程度是利用了光的干涉,故D 正确. 故选D.

8.A

解析:A

【解析】

由干涉图样可知,a光的双缝干涉条纹间距比b光的大,根据双缝干涉相邻条纹间距公式

△x=L

d

λ可知,a光的波长长,则同一介质对a的折射率小,对b光的折射率大.根据平行

玻璃砖的光学特性可知,出射光线与入射光线平行,由于a光的折射率小,偏折程度小,

所以出射时a光应在右侧,故①正确,②错误.由sinC=1

n

分析可知,a光的临界角较

大.当光从棱镜射入空气中时,若发生全反射的话首先是b光,若b不发生全反射,能射出棱镜,则a光一定也不发生全反射从棱镜射出,故③正确,④错误.故选A.

点睛:解决本题是掌握光学的基本知识:双缝干涉相邻条纹间距公式△x=L

d

λ、折射定律、

临界角公式sinC=1

n

和全反射的条件.要知道折射率越大,介质对该光的折射率越大.

9.A

解析:A

【解析】

【详解】

玻璃的折射率大于空气的折射率,所以同一种光在玻璃中的波长小于在空气中的波长;同样的距离,光在玻璃中的波长的个数多,光程变长。所以在双缝干涉实验中,若在双缝屏后用一块极薄的玻璃片遮盖下方的缝,通过双缝的光仍然是相干光,仍可产生干涉条纹,经过上下两狭缝到中央亮纹位置的光程差仍等于0.

由于光通过玻璃时的光程变长,所以中央亮纹P的位置略向上移动。

故选:A

【点睛】

当光程差是光波波长的整数倍时,出现亮条纹,光程差是半波长的奇数倍时,出现暗条纹.中央亮纹P点分别通过双缝到S的光程差为零,抓住该规律判断中央亮纹位置的移动.

10.B

解析:B

【解析】

【分析】

作出光路图,结合几何关系求出入射角和折射角,根据折射定律求出玻璃对光的折射率,根据sinC=求出临界角.根据几何关系求出光在玻璃中传播的路程,通过v=求出光在玻璃中传播的速度,从而得出光从A到P的时间.

【详解】

A、作出光路图,如图所示,

根据几何关系知,入射角α=30°,折射角θ=60°,根据折射定律得:,故A错误。

B、光在玻璃砖中传播的速度,则光从A传到P的时间t=,故B正确。

C、根据sinC=得该玻璃对单色光的临界角为:C=arcsin,故C错误。

D、玻璃的临界角与入射角无关,故D错误。

故选:B。

【点睛】

本题考查了几何光学的基本运用,关键作出光路图,结合折射定律和几何关系综合求解,难度不大.

11.B

解析:B

【解析】

【分析】

由几何关系可知入射角和折射角,由折射定律可求得折射率;求出三棱镜的临界角可以判断F点能否发生全反射;由波速v=c/n可得出波速的变化;由折射现象可知光束能否平行.

【详解】

三棱镜两次折射使得光线都向底边偏折,不会与入射到E点的光束平行,故D错误;在E

点作出法线可知入射角为60°,折射角为30°,由

60

3

30

sin

n

sin

?

==

?

3;

故B正确;光从三棱镜射向空气的临界角

131

sin

32

C

n

==>,则C>300,而光在F点的

入射角为300

12.D

解析:D

【解析】

试题分析:由于空腔内部是真空、外部是玻璃,故在左边侧面上可能发生全反射,是a光

线的折射角先达到90°,故是a光在空腔内先消失,故A错误;由于a光线偏折大,故在空腔中是a光的光程大,光速为c,故a光的传播时间长,故B错误;由于a光线偏折

大,故n a>n b,故a光的频率大,波长短,根据

L

x

d λ

=,在同一双缝干涉装置上,是a 光的条纹间距窄,故C错误;若将两个相同的小球分别涂上a、b两种颜色放在同样深度的

水中,由于n a>n b,根据视深推论式

1 h

H

n

=,在水面上看涂a颜色的小球较浅,故D正确;

故选D。

考点:光的折射定律;光的干涉

13.D

解析:D

【解析】

【详解】

AB.小球所发的光射向水面的入射角较大时会发生全反射,在水面上可以看到一个圆形亮斑,但不是充满水面的圆形亮斑,故AB错误;

CD.由于光的折射,在水面上可看到比小球浅的发光小球的像,如图所示,选项C错误,D 正确.

14.C

解析:C

【解析】

【分析】

【详解】

AB.作出光路图如图

根据几何关系可知

22

22

3

1

3

sin

2

1

3

R

r

AB R R R

===

++

根据折射定律可知玻璃体的折射率为

sin sin60

3

1

sin

2

i

n

r

?

===

AB错误;

C.根据题意作出光路图,假设光在D点发生全反射

已知30

r?

=,则

60

OED EOD EDO?

∠=∠=∠=

根据全反射定律

1

sin sin60

3

C

n

?

==<

所以光在D点发生全反射,C正确;

D.若从玻璃体下表面折射出的弧长占圆柱体弧长的

1

3

,作出光路图如图

假设光在M点发生全反射,则MN对应的圆心角60

MON?

∠=,则EM对应的圆心角60

EOM?

∠=,则60

OPM?

∠=,故30

θ?

=,入射角与折射角相同,不符合折射定律,所以若用同样频率、宽度为R的光束CO沿与玻璃体上表面成30?入射,从玻璃体下表面折射出的弧长不可能占圆柱体弧长的

1

3

,D错误。

故选C。

15.D

解析:D

【解析】

【详解】

A.因为光的偏折程度大于光,所以根据折射定律得知玻璃对光的折射率大于对光的折射率,故选项A错误;

B.根据全反射临界角公式知,光的临界角小于光的临界角,光首先发生全反

射,故选项B错误;

C.由可知,光的折射率较大,则在玻璃砖中,光的速度小于光的速度,故选项C

错误;

D.根据折射率大,频率大,波长短,可知光的折射率大于光的折射率,则光在真空中的波长小于光在真空中的波长,故选项D正确。

16.C

解析:C

【解析】

试题分析:由图乙可知a光发生全反射的临界角大,由

1

sin C

n

=可知a光的折射率小,

即频率小,波长长,故选项AB错误;由

c

v

n

=可知选项C正确;由

L

x

d

λ

?=可知选项D

错误.

考点:全发射;单色光的特点.

17.B

解析:B

【解析】

【详解】

AB.入射光线与法线之间的夹角为入射角:r=90°-60°=30°;折射光线与法线之间的夹角为

折射角:i=90°-30°=60°;根据折射定律

60

3

30

sini sin

n

sinr sin

?

===

?

,故A错误,B正确;

C.根据公式sin C=1/n得:

3

arcsin45

C=≠?,故C错误;

D.光从介质射入真空中,即从光密介质射向光疏介质,当入射角大于临界角C的时候会发生全反射,故D错误.

18.A

解析:A

【解析】试题分析:根据分析前后能级差的大小;根据折射率与频率的关系

分析折射率的大小;根据判断传播速度的大小;根据发生光电效应现象的条件是入射光的频率大于该光的极限频率判断是否会发生光电效应.

波长越大,频率越小,故的频率最小,根据可知对应的能量最小,根据可知对应的前后能级之差最小,A正确;的频率最小,同一介质对应的

折射率最小,根据可知的传播速度最大,BC错误;的波长小于的波长,故的频率大于的频率,若用照射某一金属能发生光电效应,则不一定能,D错误.

【点睛】光的波长越大,频率越小,同一介质对其的折射率越小,光子的能量越小.19.D

解析:D

【解析】

A、薄膜干涉是等厚干涉,即明条纹处空气膜的厚度相同,从弯曲的条纹可知,P处检查平面左边处的空气膜厚度与后面的空气膜厚度相同,知P处凹陷,而Q处检查平面右边处的空气膜厚度与后面的空气膜厚度相同,知Q处凸起,故A正确;

B、图为光线通过小圆板得到的衍射图样,若用光照射很小的不透明圆板时,后面会出现一亮点,故B正确;

C、沙漠蜃景是光的全反射现象,而光导纤维是光的全反射现象,它们的原理相同,故C 正确;

D、立体电影是光的偏振,与镜头表面涂上增透膜是利用光的干涉,它们的原理不相同,故D错误;

错误的故选D.

20.B

解析:B

【解析】

【详解】

由图知,三棱镜对b光的折射率较大,又因为光的频率越大,介质对光的折射率就越大,

所以n a

c

v

λ

=,所以b光的波长小于a光的波

长,即λa>λb.

A.λa<λb,n a>n b与分析结果不相符;故A项错误.

B.λa>λb,n a

C.λa<λb,n a

D.λa>λb,n a>n b与分析结果不相符;故D项错误.

21.B

解析:B

【解析】

【分析】

【详解】

A.光导纤维是利用光的全反射的原理传播光信号,与光的干涉无关,故A错误;B.光照射在水面上的油膜上光在油膜的上下两个表面分别发生反射,两列反射光在油膜的上表面发生薄膜干涉形成彩色干涉条纹,故与光的干涉有关,故B正确;

C.光从水或玻璃射到气泡中时,由于一部分射到气泡界面上的光发生了全反射,所以气

泡看起来特别明亮,与干涉无关,故C 错误;

D .白光是复色光,而同一种玻璃对不同的单色光的折射率不同,故虽然不同的单色光的入射角相同但经玻璃折射后的出射角不同即发生了色散,故折射的结果与光的干涉无关,故D 错误。 故选B 。

22.C

解析:C 【解析】 【分析】 【详解】

从A 点开始经一系列的反射再到达望远镜所通过的距离s =2L ,则光从A 点开始经一系列的反射再到达望远镜所用的时间为

188T t f =

= 解得

21618s L c Lf t f =

== 故C 正确,ABD 错误。 故选C 。

23.D

解析:D 【解析】 【分析】 【详解】

光线从空气射入透明的光学材料后,由于该光学材料的折射率沿y 轴正方向均匀减小,以平行于x 轴的平面作为界面,可得折射角越来越大,最终在某一平行于x 轴的平面处发生全反射;全反射后,由于该光学材料的折射率沿y 轴负方向均匀增大,以平行于x 轴的平面作为界面,可得折射角越来越小。故D 正确,ABC 错误。 故选D 。

24.B

解析:B 【解析】 【分析】 【详解】

AD .本题给定信息“光的折射光线和入射光线位于法线的同侧”,无论是从光从空气射入介质,还是从介质射入空气,都要符合此规律,故A 、D 错误.

BC .折射率为-1,由光的折射定律可知,同侧的折射角等于入射角,故B 正确,C 错误.

25.B

解析:B

【解析】

【分析】

受迫振动时,其振幅与驱动的频率和固有频率的比值有关;光纤通信是激光的频率单一性;光速不变原理有相对论的基本公式,可知物体的长度、时间间隔和物体的质量都是相对的;全息照片是利用激光的相干性较好.

【详解】

A、物体做受迫振动时,当驱动力频率等于物体的固有频率时,振幅最大,出现共振现象,驱动力频率与固有频率相差越小,振幅越大;故A错误.

B、光纤通信是激光和光导纤维相结合的产物,利用了激光的频率单一性的特点;故B正确.

C、根据尺缩效应,沿物体运动的方向上的长度将变短,火车以接近光束通过站台时,车上乘客观察到站在站台上旅客变瘦,而不是变矮;故C错误.

D、全息照片用激光来拍摄,主要是利用了激光的相干性;故D错误.

故选B.

【点睛】

该题考查受迫振动、光纤通信、激光的性质、全息照片、爱因斯坦的相对论等在实际生活的现象.

高考物理光学知识点之几何光学单元检测附答案(3)

高考物理光学知识点之几何光学单元检测附答案(3) 一、选择题 1.如图所示,一束复色光由空气射向玻璃,发生折射而分为a 、b 两束单色光.则 A .玻璃对a 、b 光的折射率满足n a >n b B .a 、b 光在玻璃中的传播速度满足v a >v b C .逐渐增大入射角,a 光将先消失 D .分别通过同一双缝干涉实验装置时,相邻亮条纹间距离a 光大于b 光 2.如图所示,将等腰直角棱镜截去棱角,使截面平行于底面,制成“道威棱镜”,可以减小棱镜的重量和杂散的内部反射。从M 点发出一束平行于底边CD 的单色光从AC 边射入,已知折射角γ=30°,则 A .光在玻璃中的频率比空气中的频率大 B .玻璃的折射率6n C .光在玻璃中的传播速度为2×108 m/s D .CD 边不会有光线射出 3.先后用两种不同的单色光,在相同的条件下用同双缝干涉装置做实验,在屏幕上相邻的两条亮纹间距不同,其中间距较大.....的那种单色光,比另一种单色光( ) A.在真空中的波长较短 B.在玻璃中传播的速度较大 C.在玻璃中传播时,玻璃对其折射率较大 D.其在空气中传播速度大 4.半径为R 的玻璃半圆柱体,截面如图所示,圆心为O ,两束平行单色光沿截面射向圆柱面,方向与底面垂直,∠AOB =60°,若玻璃对此单色光的折射率n =3,则两条光线经柱面和底面折射后的交点与O 点的距离为( ) A . 3 R B . 2 R C . 2R D .R

5.如图所示,一细束平行光经玻璃三棱镜折射后分解为互相分离的a、b、c三束单色光。比较a、b、c三束光,可知() A.当它们在真空中传播时,a光的速度最大 B.当它们在玻璃中传播时,c光的速度最大 C.若它们都从玻璃射向空气,c光发生全反射的临界角最大 D.若它们都能使某种金属产生光电效应,c光照射出的光电子最大初动能最大 6.如图所示,两束单色光a、b同时从空气中斜射入平行玻璃砖的上表面,进入玻璃砖中后形成复合光束c则下列说法中正确的是 A.a光的能量较大 B.在玻璃中a光的传播速度小于b光的传播速度 C.在相同的条件下,a光更容易发生衍射 D.a光从玻璃到空气的全反射临界角小于b光从玻璃到空气的全反射临界角 7.如图所示,放在空气中的平行玻璃砖,表面M与N平行,一束光射到表面M上,(光束不与M平行) ①如果入射角大于临界角,光在表面M即发生反射。 ②无论入射角多大,光在表面M也不会发生全反射。 ③可能在表面N发生全反射。 ④由于M与N平行,光只要通过M,则不可能在表面N发生全反射。 则上述说法正确的是( ) A.①③ B.②③ C.③ D.②④ 8.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.

高中物理竞赛几何光学测试题(含详细解析)

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 。要用此望远镜对相距L =320km ,直径d =2m 的人造地球卫星拍摄照片,试问:(1)照像底片应该放在距焦点多远的位置上?(2)人造卫星的像的大小是多少? α β O A B 图(a) C D 图(a ) 2R S r R O 图1 S f α F y 2 L 1 L S ' n ? 图(a )

(完整版)几何光学练习题

几何光学练习题 一.选择题 1.关于光的反射,下列说法中正确的是 ( C ) A .反射定律只适用于镜面反射 B .漫反射不遵循反射定律 C .如果甲能从平面镜中看到乙的眼睛,则乙也能同时通过镜面看到甲的眼睛 D .反射角是指反射光线与界面的夹角 2.光线由空气射入半圆形玻璃砖,再由玻璃砖射入空气,指出下列图光路图哪个是可能的( C ) 3.光线以某一入射角从空气射入折射率为3的玻璃中,折射光线恰好跟反射光线垂直,则入射角等于 A 450 B 300 C 600 D 150 4.光线由一种介质Ⅰ射向另一种介质Ⅱ,若这两种介质的折射率不同,则 ( C ) A .一定能进入介质Ⅱ中传播 B .若进入介质Ⅱ中,传播方向一定改变 C .若进入介质Ⅱ中,传播速度一定改变 D .不一定能进入介质Ⅱ中传播 5.如图所示,竖直放置的平面镜M 前,放有一点光源S ,设S 在平 面镜中的像为S ′,则相对于站在地上的观察点来说(A C ) A .若S 以水平速度v 向M 移动,则S ′以-v 移动 B .若S 以水平速度v 向M 移动,则S ′以-2v 移动 C .若M 以水平速度v 向S 移动,则S ′以2v 移动 D .若M 以水平速度v 向S 移动,则S ′以v 移动 6.三种介质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 ( B ) A .光线由介质III 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 A D M S

高考物理光学知识点之几何光学技巧及练习题附答案

高考物理光学知识点之几何光学技巧及练习题附答案 一、选择题 1.如图所示,将一个折射率为n的透明长方体放在空气中,矩形ABCD是它的一个截 面,一单色细光束入射到P点,入射角为θ. 1 2 AP AD =,则( ) A.若要使光束进入长方体后能射至AD面上,角θ的最小值为arcsin 1 2 n B.若要使光束进入长方体后能射至AD面上,角θ的最小值为arcsin 5 n C.若要此光束在AD面上发生全反射,角θ的范围应满足arcsin 1 2 n<θ≤arcsin21 n- D.若要此光束在AD面上发生全反射,角θ的范围应满足arcsin 25 5 n<θ≤arcsin21 n- 2.下列现象中属于光的衍射现象的是 A.光在光导纤维中传播 B.马路积水油膜上呈现彩色图样 C.雨后天空彩虹的形成 D.泊松亮斑的形成 3.如图所示,将等腰直角棱镜截去棱角,使截面平行于底面,制成“道威棱镜”,可以减小棱镜的重量和杂散的内部反射。从M点发出一束平行于底边CD的单色光从AC边射入,已知折射角γ=30°,则 A.光在玻璃中的频率比空气中的频率大 B.玻璃的折射率 6 n= C2×108 m/s D.CD边不会有光线射出 4.半径为R的玻璃半圆柱体,截面如图所示,圆心为O,两束平行单色光沿截面射向圆柱面,方向与底面垂直,∠AOB=60°,若玻璃对此单色光的折射率n3 经柱面和底面折射后的交点与O点的距离为()

A . 3 R B . 2 R C . 2R D .R 5.如图所示,一细束平行光经玻璃三棱镜折射后分解为互相分离的a 、b 、c 三束单色光。比较a 、b 、c 三束光,可知() A .当它们在真空中传播时,a 光的速度最大 B .当它们在玻璃中传播时,c 光的速度最大 C .若它们都从玻璃射向空气,c 光发生全反射的临界角最大 D .若它们都能使某种金属产生光电效应,c 光照射出的光电子最大初动能最大 6.如图所示,两束单色光a 、b 同时从空气中斜射入平行玻璃砖的上表面,进入玻璃砖中后形成复合光束c 则下列说法中正确的是 A .a 光的能量较大 B .在玻璃中a 光的传播速度小于b 光的传播速度 C .在相同的条件下,a 光更容易发生衍射 D .a 光从玻璃到空气的全反射临界角小于b 光从玻璃到空气的全反射临界角 7.甲、乙两单色光分别通过同一双缝干涉装置得到各自的干涉图样,相邻两个亮条纹的中心距离分别记为Δx 1和Δx 2,已知Δx 1>Δx 2。另将两单色光在真空中的波长分别用λ1、λ2,在同种均匀介质中传播的速度分别用v 1、v 2,光子能量分别用E 1、E 2、在同种介质中的折射率分别用n 1、n 2表示。则下列关系正确的是 A .λ1<λ2 B .v 1n 2 8.如图所示的四种情景中,属于光的折射的是( ). A . B .

高考物理光学知识点之几何光学经典测试题附答案解析

高考物理光学知识点之几何光学经典测试题附答案解析 一、选择题 1.如图所示是一透明玻璃球体,其半径为R ,O 为球心,AB 为水平直径。M 点是玻璃球的最高点,一条平行于AB 的光线自D 点射入球体内,其折射光线为DB ,已知∠ABD =30°,光在真空中的传播速度为c 、波长为λ,则 A .此玻璃的折射率为 B .光线从D 传播到B 的时间是 C .光在玻璃球体内的波长为λ D .光在B 点会发成全反射 2.某单色光在真空中传播速度为c ,波长为λ0,在水中的传播速度为v ,波长为λ,水对这种单色光的折射率为n ,当这束单色光从空气斜射入水中时,入射角为i ,折射角为r ,下列正确的是( ) A .v= n c ,λ=n c 0λ B .λ0=λn,v=sini csinr C .v=cn ,λ= c v 0λ D .λ0=λ/n,v= sinr csini 3.一束光线从空气射向折射率为1.5的玻璃内,人射角为45o 下面光路图中正确的是 A . B . C . D . 4.如图所示,口径较大、充满水的薄壁圆柱形浅玻璃缸底有一发光小球,则( )

A.小球必须位于缸底中心才能从侧面看到小球 B.小球所发的光能从水面任何区域射出 C.小球所发的光从水中进入空气后频率变大 D.小球所发的光从水中进入空气后传播速度变大 5.如图所示的四种情景中,属于光的折射的是(). A.B. C.D. 6.频率不同的两束单色光1和2以相同的入射角从同一点射入一厚玻璃板后,其光路如图所示,下列说法正确的是() A.单色光1的波长小于单色光2的波长 B.在玻璃中单色光1的传播速度大于单色光2的传播速度 C.单色光1通过玻璃板所需的时间小于单色光2通过玻璃板所需的时间 D.单色光1从玻璃到空气的全反射临界角小于单色光2从玻璃到空气的全反射临界角7.一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 8.图1、2是利用a、b两种单色光分别通过同一双缝干涉装置得到的干涉图样.下列关于a、b两束单色光的说法正确的是()

高考物理光学知识点之几何光学基础测试题附答案解析(6)

高考物理光学知识点之几何光学基础测试题附答案解析(6) 一、选择题 1.有关光的应用,下列说法不正确的是() A.拍摄玻璃橱窗内的物品时,往往在镜头前加一个偏振片以增加透射光的强度 B.光学镜头上的增透膜是利用光的干涉现象 C.用三棱镜观察白光看到的彩色图样是光的折射形成的色散现象 D.在光导纤维束内传送图象是利用光的全反射原理 2.如图所示,一细束平行光经玻璃三棱镜折射后分解为互相分离的a、b、c三束单色光。比较a、b、c三束光,可知() A.当它们在真空中传播时,a光的速度最大 B.当它们在玻璃中传播时,c光的速度最大 C.若它们都从玻璃射向空气,c光发生全反射的临界角最大 D.若它们都能使某种金属产生光电效应,c光照射出的光电子最大初动能最大 3.如图所示,两束单色光a、b同时从空气中斜射入平行玻璃砖的上表面,进入玻璃砖中后形成复合光束c则下列说法中正确的是 A.a光的能量较大 B.在玻璃中a光的传播速度小于b光的传播速度 C.在相同的条件下,a光更容易发生衍射 D.a光从玻璃到空气的全反射临界角小于b光从玻璃到空气的全反射临界角 4.公园里灯光喷泉的水池中有处于同一深度的若干彩灯,在晚上观察不同颜色彩灯的深度和水面上被照亮的面积,下列说法正确的是( ) A.红灯看起来较浅,红灯照亮的水面面积较小 B.红灯看起来较深,红灯照亮的水面面积较小 C.红灯看起来较浅,红灯照亮的水面面积较大 D.红灯看起来较深,红灯照亮的水面面积较大 5.频率不同的两束单色光1和2以相同的入射角从同一点射入一厚玻璃板后,其光路如图所示,下列说法正确的是()

A.单色光1的波长小于单色光2的波长 B.在玻璃中单色光1的传播速度大于单色光2的传播速度 C.单色光1通过玻璃板所需的时间小于单色光2通过玻璃板所需的时间 D.单色光1从玻璃到空气的全反射临界角小于单色光2从玻璃到空气的全反射临界角6.一细光束由a、b两种单色光混合而成,当它由真空射入水中时,经水面折射后的光路如图所示,则以下看法正确的是 A.a光在水中传播速度比b光小 B.b光的光子能量较大 C.当该两种单色光由水中射向空气时,a光发生全反射的临界角较大 D.用a光和b光在同一装置上做双缝干涉实验,a光的条纹间距大于b光的条纹间距7.一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 8.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 9.如图所示,一束复色光由空气射向玻璃,发生折射而分为a、b两束单色光.则

高考物理光学知识点之几何光学经典测试题(1)

高考物理光学知识点之几何光学经典测试题(1) 一、选择题 1.如图所示,把由同种玻璃制成的厚度为d的立方体A和半径为d的半球体B分别放在报纸上,且让半球的凸面向上.从正上方(对B来说是最高点)竖直向下分别观察A、B中心处报纸上的文字,下面的观察记录正确的是 ①看到A中的字比B中的字高 ②看到B中的字比A中的字高 ③看到A、B中的字一样高 ④看到B中的字和没有放玻璃半球时一样高 A.①④ B.只有① C.只有② D.③④ 2.下列现象中属于光的衍射现象的是 A.光在光导纤维中传播 B.马路积水油膜上呈现彩色图样 C.雨后天空彩虹的形成 D.泊松亮斑的形成 3.先后用两种不同的单色光,在相同的条件下用同双缝干涉装置做实验,在屏幕上相邻的两条亮纹间距不同,其中间距较大 .....的那种单色光,比另一种单色光() A.在真空中的波长较短 B.在玻璃中传播的速度较大 C.在玻璃中传播时,玻璃对其折射率较大 D.其在空气中传播速度大 4.如图所示,两束单色光a、b同时从空气中斜射入平行玻璃砖的上表面,进入玻璃砖中后形成复合光束c则下列说法中正确的是 A.a光的能量较大 B.在玻璃中a光的传播速度小于b光的传播速度 C.在相同的条件下,a光更容易发生衍射 D.a光从玻璃到空气的全反射临界角小于b光从玻璃到空气的全反射临界角 5.如图所示,放在空气中的平行玻璃砖,表面M与N平行,一束光射到表面M上,(光束不与M平行)

①如果入射角大于临界角,光在表面M即发生反射。 ②无论入射角多大,光在表面M也不会发生全反射。 ③可能在表面N发生全反射。 ④由于M与N平行,光只要通过M,则不可能在表面N发生全反射。 则上述说法正确的是( ) A.①③ B.②③ C.③ D.②④ 6.如图所示的四种情景中,属于光的折射的是(). A.B. C.D. 7.图示为一直角棱镜的横截面,。一平行细光束从O点沿垂直于bc面的方向射入棱镜。已知棱镜材料的折射率n=,若不考试原入射光在bc面上的反射光,则有光线() A.从ab面射出 B.从ac面射出 C.从bc面射出,且与bc面斜交 D.从bc面射出,且与bc面垂直 8.两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

高考物理光学知识点之几何光学基础测试题含答案(2)

高考物理光学知识点之几何光学基础测试题含答案(2) 一、选择题 1.如图所示,一束可见光射向半圆形玻璃砖的圆心O ,经折射后分为两束单色光a 和b 。下列判断正确的是 A .玻璃对a 光的折射率小于对b 光的折射率 B .逐渐增大入射角,b 光首先发生全反射 C .在玻璃中,a 光的速度大于b 光的速度 D .在真空中,a 光的波长小于b 光的波长 2.下列现象中属于光的衍射现象的是 A .光在光导纤维中传播 B .马路积水油膜上呈现彩色图样 C .雨后天空彩虹的形成 D .泊松亮斑的形成 3.半径为R 的玻璃半圆柱体,截面如图所示,圆心为O ,两束平行单色光沿截面射向圆柱面,方向与底面垂直,∠AOB =60°,若玻璃对此单色光的折射率n =3,则两条光线经柱面和底面折射后的交点与O 点的距离为( ) A . 3 R B . 2 R C . 2R D .R 4.题图是一个 1 4 圆柱体棱镜的截面图,图中E 、F 、G 、H 将半径OM 分成5等份,虚线EE 1、FF 1、GG 1、HH 1平行于半径ON ,ON 边可吸收到达其上的所有光线.已知该棱镜的折射率n = 5 3 ,若平行光束垂直入射并覆盖OM ,则光线

A.不能从圆孤射出B.只能从圆孤射出 C.能从圆孤射出D.能从圆孤射出 5.一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 6.如图所示,两束单色光a、b同时从空气中斜射入平行玻璃砖的上表面,进入玻璃砖中后形成复合光束c则下列说法中正确的是 A.a光的能量较大 B.在玻璃中a光的传播速度小于b光的传播速度 C.在相同的条件下,a光更容易发生衍射 D.a光从玻璃到空气的全反射临界角小于b光从玻璃到空气的全反射临界角 7.如图所示,O1O2是半圆柱形玻璃体的对称面和纸面的交线,A、B是关于O1O2轴等距且平行的两束不同单色细光束,从玻璃体右方射出后的光路如图所示,MN是垂直于O1O2放置的光屏,沿O1O2方向不断左右移动光屏,可在屏上得到一个光斑P,根据该光路图,下列说法正确的是() A.在该玻璃体中,A光比B光的运动时间长 B.光电效应实验时,用A光比B光更容易发生 C.A光的频率比B光的频率高 D.用同一装置做双缝干涉实验时A光产生的条纹间距比B光的大 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

高考物理光学知识点之几何光学基础测试题附答案解析(1)

高考物理光学知识点之几何光学基础测试题附答案解析(1) 一、选择题 1.如果把光导纤维聚成束,使纤维在两端排列的相对位置一样,图像就可以从一端传到另一端,如图所示.在医学上,光导纤维可以制成内窥镜,用来检查人体胃、肠、气管等器官的内部.内窥镜有两组光导纤维,一组用来把光输送到人体内部,另一组用来进行观察.光在光导纤维中的传输利用了( ) A.光的全反射B.光的衍射 C.光的干涉D.光的折射 2.先后用两种不同的单色光,在相同的条件下用同双缝干涉装置做实验,在屏幕上相邻的两条亮纹间距不同,其中间距较大 .....的那种单色光,比另一种单色光() A.在真空中的波长较短 B.在玻璃中传播的速度较大 C.在玻璃中传播时,玻璃对其折射率较大 D.其在空气中传播速度大 3.两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 4.一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 5.有一束波长为6×10-7m的单色光从空气射入某种透明介质,入射角为45°,折射角为30°,则 A 2 B.这束光在介质中传播的速度是1.5×108m/s C.这束光的频率是5×1014Hz

D.这束光发生全反射的临界角是30° 6.如图所示,O1O2是半圆柱形玻璃体的对称面和纸面的交线,A、B是关于O1O2轴等距且平行的两束不同单色细光束,从玻璃体右方射出后的光路如图所示,MN是垂直于O1O2放置的光屏,沿O1O2方向不断左右移动光屏,可在屏上得到一个光斑P,根据该光路图,下列说法正确的是() A.在该玻璃体中,A光比B光的运动时间长 B.光电效应实验时,用A光比B光更容易发生 C.A光的频率比B光的频率高 D.用同一装置做双缝干涉实验时A光产生的条纹间距比B光的大 7.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 8.如图所示,将一个折射率为n的透明长方体放在空气中,矩形ABCD是它的一个截 面,一单色细光束入射到P点,入射角为θ. 1 2 AP AD ,则( ) A.若要使光束进入长方体后能射至AD面上,角θ的最小值为arcsin 1 2 n

高考物理光学知识点之几何光学经典测试题含解析(1)

高考物理光学知识点之几何光学经典测试题含解析(1) 一、选择题 .比较1.如图所示,三束细光经玻璃三棱镜折射后分解为互相分离的a、b、c三束单色光 a、b、c三束光,可知( ) A.a为波长较长的光 B.当它们在真空中传播时,a光的速度最大 C.分别用这三种光做光源,使用同样的装置进行双缝干涉实验,a光的干涉条纹中相邻亮纹的间距最小 D.若它们都从玻璃射向空气,c光发生全反射的临界角最大 2.华裔科学家高锟获得2009年诺贝尔物理奖,他被誉为“光纤通讯之父”.光纤通讯中信号传播的主要载体是光导纤维,它的结构如图所示,其内芯和外套材料不同,光在内芯中传播.下列关于光导纤维的说法中正确的是 A.内芯的折射率比外套的小,光传播时在内芯与外套的界面上发生全反射 B.内芯的折射率比外套的大,光传播时在内芯与外套的界面上发生全反射 C.波长越短的光在光纤中传播的速度越大 D.频率越大的光在光纤中传播的速度越大 3.如图所示,放在空气中的平行玻璃砖,表面M与N平行,一束光射到表面M上,(光 束不与M平行) ①如果入射角大于临界角,光在表面M即发生反射。 ②无论入射角多大,光在表面M也不会发生全反射。 ③可能在表面N发生全反射。 ④由于M与N平行,光只要通过M,则不可能在表面N发生全反射。 则上述说法正确的是( ) A.①③ B.②③ C.③ D.②④ 4.两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 5.有一束波长为6×10-7m的单色光从空气射入某种透明介质,入射角为45°,折射角为30°,则 A.介质的折射率是 2 B.这束光在介质中传播的速度是1.5×108m/s C.这束光的频率是5×1014Hz D.这束光发生全反射的临界角是30° 6.如图所示,O1O2是半圆柱形玻璃体的对称面和纸面的交线,A、B是关于O1O2轴等距且平行的两束不同单色细光束,从玻璃体右方射出后的光路如图所示,MN是垂直于O1O2放置的光屏,沿O1O2方向不断左右移动光屏,可在屏上得到一个光斑P,根据该光路图,下列说法正确的是() A.在该玻璃体中,A光比B光的运动时间长 B.光电效应实验时,用A光比B光更容易发生 C.A光的频率比B光的频率高 D.用同一装置做双缝干涉实验时A光产生的条纹间距比B光的大 7.图1、2是利用a、b两种单色光分别通过同一双缝干涉装置得到的干涉图样.下列关于a、b两束单色光的说法正确的是() A.真空中,a光的频率比较大 B.同一介质中,a光传播的速度大

高考物理光学知识点之几何光学真题汇编附答案

高考物理光学知识点之几何光学真题汇编附答案 一、选择题 1.下列说法正确的是() A.麦克斯韦通过实验证实了电磁波的存在 B.光导纤维传送图象信息利用了光的衍射原理 C.光的偏振现象说明光是纵波 D.微波能使食物中的水分子热运动加剧从而实现加热的目的 2.题图是一个1 4 圆柱体棱镜的截面图,图中E、F、G、H将半径OM分成5等份,虚线 EE1、FF1、GG1、HH1平行于半径ON,ON边可吸收到达其上的所有光线.已知该棱镜的折 射率n=5 3 ,若平行光束垂直入射并覆盖OM,则光线 A.不能从圆孤射出B.只能从圆孤射出 C.能从圆孤射出D.能从圆孤射出 3.一束光线从空气射向折射率为1.5的玻璃内,人射角为45o下面光路图中正确的是A. B. C. D. 4.图示为一直角棱镜的横截面,。一平行细光束从O点沿垂直于bc面的方向射入棱镜。已知棱镜材料的折射率n=,若不考试原入射光在bc面上的反射光,则有光线()

A.从ab面射出 B.从ac面射出 C.从bc面射出,且与bc面斜交 D.从bc面射出,且与bc面垂直 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.如图所示,黄光和紫光以不同的角度,沿半径方向射向半圆形透明的圆心O,它们的出射光线沿OP方向,则下列说法中正确的是() A.AO是黄光,穿过玻璃砖所需时间短 B.AO是紫光,穿过玻璃砖所需时间短 C.AO是黄光,穿过玻璃砖所需时间长 D.AO是紫光,穿过玻璃砖所需时间长 8.图1、2是利用a、b两种单色光分别通过同一双缝干涉装置得到的干涉图样.下列关于a、b两束单色光的说法正确的是() A.真空中,a光的频率比较大

几何光学基础教材

几何光学基础 可见光,指那引起视觉的电磁波,这部分电磁波的波长范围约770-390纳米之间。光具有波粒二象性,它有时表现为波动,有时也表现为粒子(光子)的线形运动。几何光学就是以光的直线传播性质及光的反射和折射规律为基础,用数学方法研究光传播问题的学科。 几何光学研究的对象为光学仪器,研究一般光学仪器(透镜,凌镜,显微镜,望远镜,照相机)成像与消灭像差的问题,研究特种光学仪器(光谱仪,测距仪)的设计原理。本章仅就几何光学中光线及其传播规律问题做一介绍。 1.光线及光线的种类 在均匀介质中呈直线传播的光,就是光线。就光的传播而言在均匀介质中是呈直线传播的;从其本身而言,均匀均匀介质中的光为一直线。 自发光点发出许多光线,我们任意取围绕一个线传播的一束光线,这一束光线就叫光束。 1.散开光线。又称作发散光线 任何发光点发出光线都是发散的,这些光线总是表现在一定的空间,总是在一定的限度内表现为空间的物理现象,从发光点射向某一方向的光总是以发光点为顶点的锥体向外传播,沿锥体向外传播的光束称为散发光束,常称为发散光线。 人们为了便于理解,又把这立体图形简化为平面图形,但在理解知识的时后,我们应该时时意设到,光是在空间意义上的光。 2.平行光线 由任何一点发出的光束,经过光学仪器后,光束中的光线的相对方 位改变为无相平行,成为平行光束,即平行光线。平行光线产生见 图1。

图1 通常所说的平行光线是就另外的意义而言,任何光源所发出的光线,如果光距越大,就越趋于平行,当光距无限大时,即可视为平行,这种光线就称为平行光线。 在眼屈光学中,对光线的性质又作了人为的规定,并约定:5米及5米以外射来的光线,虽有发散性质,但同平行光线对眼生理光学的影响,差异实在微乎其微,故约定二者均为平行光线。那么,5米以内光源发出的光线即为发散光线。 三.集合光线,又称会聚光线 光源发出的平行光线,由一凹面镜发射(图2)或一凸透镜屈析(图 3)而产生的光线,就称为集合光线。 图2 图3 几何光学的基本定律 直线传播定律,反射定律和折射定律是几何光学中的三个基本定律,是几何光学全部内容的基础,是眼屈光学的基础。临床上使用的各种眼科检查仪器都同透镜、反射镜、棱镜的应用密切相关。眼镜行业更是如此,可以说这一行业的工作,每时每刻都离不开光,每时每刻都离不开几何光学。离开光,离开几何光学就没有眼镜行业。更不会有眼镜行业的发展。所以,学习几何光学对眼镜行业的各类从业人员来说是十分重要的,掌握几何光学的基本理论是保持眼镜行业高质量。高标准服务的根本保证。 为了知识的科学性和一致性,人们对于光学中的距离、高度、角度的正负和光的方向作了规定,常用规则如下: 1.光线均假定从左向右而行 2.距离计算 (1)物距、像距、焦距、曲率半径都从折射面或反射面起计算; (2)与入射交线方向一致为正,与入射光线方向相反为负 (3)焦物距(z)、焦像距(z',)各从物侧主焦点像则主焦点起计算.正负号规则同前。 3.高度计界

高考物理光学知识点之几何光学基础测试题及答案解析(2)

高考物理光学知识点之几何光学基础测试题及答案解析(2) 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.先后用两种不同的单色光,在相同的条件下用同双缝干涉装置做实验,在屏幕上相邻的两条亮纹间距不同,其中间距较大 .....的那种单色光,比另一种单色光() A.在真空中的波长较短 B.在玻璃中传播的速度较大 C.在玻璃中传播时,玻璃对其折射率较大 D.其在空气中传播速度大 3.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 ? ? 4.题图是一个1 4 圆柱体棱镜的截面图,图中E、F、G、H将半径OM分成5等份,虚线 EE1、FF1、GG1、HH1平行于半径ON,ON边可吸收到达其上的所有光线.已知该棱镜的折 射率n=5 3 ,若平行光束垂直入射并覆盖OM,则光线

A.不能从圆孤射出B.只能从圆孤射出 C.能从圆孤射出D.能从圆孤射出 5.如图所示,一细束平行光经玻璃三棱镜折射后分解为互相分离的a、b、c三束单色光。比较a、b、c三束光,可知() A.当它们在真空中传播时,a光的速度最大 B.当它们在玻璃中传播时,c光的速度最大 C.若它们都从玻璃射向空气,c光发生全反射的临界角最大 D.若它们都能使某种金属产生光电效应,c光照射出的光电子最大初动能最大 6.如图所示,两束单色光a、b同时从空气中斜射入平行玻璃砖的上表面,进入玻璃砖中后形成复合光束c则下列说法中正确的是 A.a光的能量较大 B.在玻璃中a光的传播速度小于b光的传播速度 C.在相同的条件下,a光更容易发生衍射 D.a光从玻璃到空气的全反射临界角小于b光从玻璃到空气的全反射临界角 7.如图所示的四种情景中,属于光的折射的是(). A.B.

高考物理光学知识点之几何光学知识点总复习附答案

高考物理光学知识点之几何光学知识点总复习附答案 一、选择题 1.如图潜水员在水深为h的地方向水面张望,发现自己头顶上有一圆形亮斑,如果水对空气的临界角为C,则此圆形亮斑的直径是( ) A.2htanC B.2hsinC C.2hcosC D.2h 2.题图是一个1 4 圆柱体棱镜的截面图,图中E、F、G、H将半径OM分成5等份,虚线 EE1、FF1、GG1、HH1平行于半径ON,ON边可吸收到达其上的所有光线.已知该棱镜的折 射率n=5 3 ,若平行光束垂直入射并覆盖OM,则光线 A.不能从圆孤射出B.只能从圆孤射出 C.能从圆孤射出D.能从圆孤射出 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 4.一束光线从空气射向折射率为1.5的玻璃内,人射角为45o下面光路图中正确的是A. B.

C. D. 5.公园里灯光喷泉的水池中有处于同一深度的若干彩灯,在晚上观察不同颜色彩灯的深度和水面上被照亮的面积,下列说法正确的是( ) A.红灯看起来较浅,红灯照亮的水面面积较小 B.红灯看起来较深,红灯照亮的水面面积较小 C.红灯看起来较浅,红灯照亮的水面面积较大 D.红灯看起来较深,红灯照亮的水面面积较大 6.一细光束由a、b两种单色光混合而成,当它由真空射入水中时,经水面折射后的光路如图所示,则以下看法正确的是 A.a光在水中传播速度比b光小 B.b光的光子能量较大 C.当该两种单色光由水中射向空气时,a光发生全反射的临界角较大 D.用a光和b光在同一装置上做双缝干涉实验,a光的条纹间距大于b光的条纹间距7.红、黄、绿三种单色光以相同的入射角从水中射向空气,若黄光恰能发生全反射,则A.绿光也一定能发生全反射 B.红光也一定能发生全反射 C.红、绿光都能发生全反射 D.红、绿光都不能发生全反射 8.在杨氏干涉实验中,从两个狭缝到达像屏上的某点的光走过的路程相等,该点即为中央亮条纹的位置(即k=0对应的那条亮条纹),双缝屏上有上下两狭缝,设想在双缝屏后用一块极薄的玻璃片遮盖上方的缝,则屏上中央亮条纹的位置将( ) A.向上移动 B.向下移动 C.不动 D.可能向上移动,也可能向下移动

高考物理光学知识点之几何光学基础测试题附答案(7)

高考物理光学知识点之几何光学基础测试题附答案(7) 一、选择题 .比较1.如图所示,三束细光经玻璃三棱镜折射后分解为互相分离的a、b、c三束单色光 a、b、c三束光,可知( ) A.a为波长较长的光 B.当它们在真空中传播时,a光的速度最大 C.分别用这三种光做光源,使用同样的装置进行双缝干涉实验,a光的干涉条纹中相邻亮纹的间距最小 D.若它们都从玻璃射向空气,c光发生全反射的临界角最大 2.一束光线从空气射向折射率为1.5的玻璃内,人射角为45o下面光路图中正确的是A. B. C. D. 3.图示为一直角棱镜的横截面,。一平行细光束从O点沿垂直于bc面的方向射入棱镜。已知棱镜材料的折射率n=,若不考试原入射光在bc面上的反射光,则有光线() A.从ab面射出 B.从ac面射出 C.从bc面射出,且与bc面斜交 D.从bc面射出,且与bc面垂直 4.有一束波长为6×10-7m的单色光从空气射入某种透明介质,入射角为45°,折射角为30°,则

A.介质的折射率是1 2 B.这束光在介质中传播的速度是1.5×108m/s C.这束光的频率是5×1014Hz D.这束光发生全反射的临界角是30° 5.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 6.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5 3 的玻璃 7.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

高考物理光学知识点之几何光学基础测试题含答案(5)

高考物理光学知识点之几何光学基础测试题含答案(5) 一、选择题 1.如图所示,把由同种玻璃制成的厚度为d 的立方体A 和半径为d 的半球体B 分别放在报纸上,且让半球的凸面向上.从正上方(对B 来说是最高点)竖直向下分别观察A 、B 中心处报纸上的文字,下面的观察记录正确的是 ①看到A 中的字比B 中的字高 ②看到B 中的字比A 中的字高 ③看到A 、B 中的字一样高 ④看到B 中的字和没有放玻璃半球时一样高 A .①④ B .只有① C .只有② D .③④ 2.某单色光在真空中传播速度为c ,波长为λ0,在水中的传播速度为v ,波长为λ,水对这种单色光的折射率为n ,当这束单色光从空气斜射入水中时,入射角为i ,折射角为r ,下列正确的是( ) A .v= n c ,λ=n c 0λ B .λ0=λn,v=sini csinr C .v=cn ,λ= c v 0λ D .λ0=λ/n,v=sinr csini 3.题图是一个 1 4 圆柱体棱镜的截面图,图中E 、F 、G 、H 将半径OM 分成5等份,虚线EE 1、FF 1、GG 1、HH 1平行于半径ON ,ON 边可吸收到达其上的所有光线.已知该棱镜的折射率n = 5 3 ,若平行光束垂直入射并覆盖OM ,则光线 A .不能从圆孤射出 B .只能从圆孤射出

C.能从圆孤射出D.能从圆孤射出 4.如图所示,一细束平行光经玻璃三棱镜折射后分解为互相分离的a、b、c三束单色光。比较a、b、c三束光,可知() A.当它们在真空中传播时,a光的速度最大 B.当它们在玻璃中传播时,c光的速度最大 C.若它们都从玻璃射向空气,c光发生全反射的临界角最大 D.若它们都能使某种金属产生光电效应,c光照射出的光电子最大初动能最大 5.一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 6.公园里灯光喷泉的水池中有处于同一深度的若干彩灯,在晚上观察不同颜色彩灯的深度和水面上被照亮的面积,下列说法正确的是( ) A.红灯看起来较浅,红灯照亮的水面面积较小 B.红灯看起来较深,红灯照亮的水面面积较小 C.红灯看起来较浅,红灯照亮的水面面积较大 D.红灯看起来较深,红灯照亮的水面面积较大 7.如图所示的四种情景中,属于光的折射的是(). A.B. C.D. 8.如图所示,黄光和紫光以不同的角度,沿半径方向射向半圆形透明的圆心O,它们的出射光线沿OP方向,则下列说法中正确的是()

高考物理光学知识点之几何光学解析含答案

高考物理光学知识点之几何光学解析含答案 一、选择题 1.下列说法正确的是________. A .物体做受迫振动时,振幅与物体本身无关 B .光纤通信是激光和光导纤维相结合实现的 C .火车以接近光速通过站台时车上乘客观察到站台上的旅客变矮 D .全息照相技术是光的衍射原理的具体应用 2.如图所示,将等腰直角棱镜截去棱角,使截面平行于底面,制成“道威棱镜”,可以减小棱镜的重量和杂散的内部反射。从M 点发出一束平行于底边CD 的单色光从AC 边射入,已知折射角γ=30°,则 A .光在玻璃中的频率比空气中的频率大 B .玻璃的折射率62 n = C .光在玻璃中的传播速度为2×108 m/s D .CD 边不会有光线射出 3.某单色光在真空中传播速度为c ,波长为λ0,在水中的传播速度为v ,波长为λ,水对这种单色光的折射率为n ,当这束单色光从空气斜射入水中时,入射角为i ,折射角为r ,下列正确的是( ) A .v= n c ,λ=n c 0λ B .λ0=λn,v=sini csinr C .v=cn ,λ= c v 0λ D .λ0=λ/n,v= sinr csini 4.半径为R 的玻璃半圆柱体,截面如图所示,圆心为O ,两束平行单色光沿截面射向圆柱面,方向与底面垂直,∠AOB =60°,若玻璃对此单色光的折射率n =3,则两条光线经柱面和底面折射后的交点与O 点的距离为( )

A . 3 R B . 2 R C . 2R D .R 5.题图是一个 1 4 圆柱体棱镜的截面图,图中E 、F 、G 、H 将半径OM 分成5等份,虚线EE 1、FF 1、GG 1、HH 1平行于半径ON ,ON 边可吸收到达其上的所有光线.已知该棱镜的折射率n = 5 3 ,若平行光束垂直入射并覆盖OM ,则光线 A .不能从圆孤射出 B .只能从圆孤射出 C .能从圆孤 射出 D .能从圆孤 射出 6.一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 7.公园里灯光喷泉的水池中有处于同一深度的若干彩灯,在晚上观察不同颜色彩灯的深度和水面上被照亮的面积,下列说法正确的是( ) A .红灯看起来较浅,红灯照亮的水面面积较小 B .红灯看起来较深,红灯照亮的水面面积较小 C .红灯看起来较浅,红灯照亮的水面面积较大 D .红灯看起来较深,红灯照亮的水面面积较大 8.如图所示的四种情景中,属于光的折射的是( ). A . B .

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