高考物理新光学知识点之几何光学图文答案(1)

高考物理新光学知识点之几何光学图文答案(1)
高考物理新光学知识点之几何光学图文答案(1)

高考物理新光学知识点之几何光学图文答案(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.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

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

4.一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

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.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.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°

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5

3

的玻璃

9.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

10.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 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

n<θ≤arcsin21

n-

11.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.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.已知单色光a的频率低于单色光b的频率,则()

A.通过同一玻璃三棱镜时,单色光a的偏折程度小

B.从同种玻璃射入空气发生全反射时,单色光a的临界角小

C.通过同一装置发生双缝干涉,用单色光a照射时相邻亮纹间距小

D.照射同一金属发生光电效应,用单色光a照射时光电子的最大初动能大

14.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.

15.如图所示,一束红光从空气穿过平行玻璃砖,下列说法正确的是

A.红光进入玻璃砖前后的波长不会发生变化

B.红光进入玻璃砖前后的速度不会发生变化

C.若紫光与红光以相同入射角入射,则紫光不能穿过玻璃砖

D.若紫光与红光以相同入射角入射,在玻璃砖中紫光的折射角比红光的折射角小16.一束只含红光和紫光的复色光沿PO方向射入玻璃三棱镜后分成两束光,并沿OM和ON方向射出,如图所示,已知OM和ON两束光中只有一束是单色光,则()

A.OM为复色光,ON为紫光

B.OM为复色光,ON为红光

C.OM为紫光,ON为复色光

D.OM为红光,ON为复色光

17.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

18.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

19.如图是一个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

2

,若平行光束垂直入射并覆盖OM,则光线:()

A.只能从圆孤

1

NF射出

B.只能从圆孤

1

NG射出

C.可能从圆孤

11

G H射出

D.可能从圆孤

1

H M射出

20.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

21.一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()

A.该介质的折射率是

3 3

B3

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22.如图所示,一束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。下列判断不正确的是

A.a光的频率小于b光的频率

B.a光光子能量小于b光光子能量

C.玻璃砖对a光的折射率大于对b光的折射率

D.a光在玻璃砖中的速度大于b光在玻璃砖中的速度

23.一半径为R的半圆形玻璃砖放置在竖直平面上,其截面如下图所示. 图中O为圆心,MN为竖直方向的直径.有一束细光线自O点沿水平方向射入玻璃砖,可以观测到有光线自玻璃砖内射出,现将入射光线缓慢平行下移,当入射光线与O点的距离为d时,从玻璃砖射出的光线刚好消失.则此玻璃的折射率为()

A.

22

R d

-B.

22

R d

R

-

C.

R

d

D.

d

R

24.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

25.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

【参考答案】***试卷处理标记,请不要删除

一、选择题

1.A

解析:A

【解析】

【分析】

判断光的折射现象,要对折射的定义理解清楚,光从一种透明介质斜射入另一种透明介质中时,传播方向一般会发生改变,这是光的折射,当光线垂直入射时,传播方向不改变。【详解】

如图所示:

折射只有在入射角不等于0°的时候才发生,当人眼通过半球看的时候进入眼睛的光线恰恰是从球面法线方向出来的光线,所以不发生折射,通过球体观察物像重合,则看到B中的字和没有放玻璃半球时一样高;

通过立方体观察时,由于光线发生了折射角,折射角大于入射角,所以看到的像比物高,即看到A中的字比B中的字高,故①④正确,应选A。

【点睛】

此题主要考查学生对光的折射的理解和掌握,解答此类题目,画图解答,效果会更好。2.D

【解析】折射不改变光的频率,频率相同,A 错误;根据折射定律:

sin sin452sin sin30i n r ?=

==?,B 错误;根据c

n v

=可得光在玻璃中的传播速度为8832/10/22

c v m s m s n ===?,C 错误;光路图如图所示,由几何关系知

75β=?,根据全反射定律, 12

sin C n =

=

得C=45°,7545?>?,故在CD 面发生全反射,没有光线射出,D 正确.

3.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

4.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.

5.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.

6.D

解析:D

试题分析:红灯看起来较深,因为水对红光的折射率小于对绿光的折射率,根据视深与实深的关系式h h n

=

实视,折射率越小,看起来较深.由1

sinC n

=

又由题意知,点光源照亮的水面边缘光线刚好发生全反射,由几何知识得

sinC =,折射率越小,半径越

大,

点光源照亮的水面面积为2S R π=,故红灯照亮的水面面积较大, 故选D

考点:考查了折射定律的应用

点评:题关键要知道水面边缘光线刚好发生全反射,由折射定律和几何知识结合,就能轻松解答.

7.C

解析:C

【解析】该介质的折射率为sin45sin30n ?

=

=?

,A 错误;光在介质中传播的速度是

88

10/

2c v m s n ===?,该束光的频率为8147

310510/610v f m s λ?===??-,B

错误C 正确;因为1sin 2

C n =

=,该束光的全反射临界角为45°,D 错误. 8.D

解析:D 【解析】 因3

tan 4

d a α=

=,则0=37α,如未装玻璃,室内的人通过小孔能看到外界的角度范围为

74°,选项A 错误;装入玻璃后,根据折射定律:sin sin n βα=

=4

sin 5

β=>,则0

53β>,则室内的人通过玻璃能看到外界的角度范围大于106°,选项B 错误;装入玻璃的折射率越大,则折射角β越大,则室内的人通过玻璃能看到外界的角度范围就越大,

选项C 错误;若要将视野扩大到180°,则β=900

,则00

sin sin 905

sin sin 373

n βα===,则需嵌入折射率大于或等于5/3的玻璃,选项D 正确;故选D.

点睛:对于几何光学,其基础是作出光路图,借助几何知识研究入射角与折射角,再求解折射率.

9.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. 10.B

解析:B 【解析】

A 、

B 、当光束进入长方体后恰好射至AD 面上D 点时,角θ的值最小.设此时光线在AB 面的折射角为α.

根据几何知识得:2

2

sin AP AD

α=

+1

2

AP AD =

代入解得:5

sin α=

,由sin sin n θα=得:5sin sin n θα==,可得5arcsin θ=,故A 错误,B 正确.C 、D 、设光束射AD 面上的入射角为β,若要此光束在AD 面上发生全反射,则必须有β≥C ,得到1

sin sin C n

β≥=

,由几何知识得:α+β=90°,可得:222

1

sin cos 1sin 1sin 1C n

αββ==-≤-=-

sin sin n θα=得2sin sin 1n n θα=<-21n θ≤-AD 面上发生全反

射,角θ的范围应满足:25

arcsin

arcsin 15

n n θ≤≤-,故C 、D 均错误.故选B . 【点睛】本题是全反射、折射定律、临界角等知识的综合应用,首先要正确作出光路图,运用几何知识研究折射角的正弦.

11.C

解析:C 【解析】

所有光在真空中有相同的速度,选项A 错误;在CD 、AE 边只有a 光射出,b 光发生了全反射,说明b 光的临界角小,在五棱镜中的折射率大,由c

v n

= 知,b 光在棱镜里的速度小,选项B 错误;由折射定律sin sin i

n γ

=

知,b 光的折射率大,折射角小,选项C 正确;a 光的频率小于b 光的频率,则a 光的波长大于b 光的波长,由l x d

λ

?= 知,a 光的相邻亮条纹间距大于b 光的相邻亮条纹间距,选项D 错误;故选C .

点睛:本题考查了光的折射和干涉现象.关键要根据光路图正确判断出折射率的大小,再根据其他量与折射率的关系进行分析.

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.A

解析:A 【解析】 【分析】

单色光的频率越小,折射率越小,发生折射时偏折程度越小;折射率越小,临界角越大;波长越长,干涉条纹的间距越大;频率越大,发生光电效应时,逸出的光电子的最大初动能越大; 【详解】

A 、单色光的频率越小,折射率越小,发生折射时偏折程度越小,则知a 光的折射率小,通过三棱镜时,单色光a 的偏折程度小,故A 正确;

B 、由1

sinC n

=

知,折射率越小,全反射临界角越大,故B 错误; C 、频率越小,波长越长,发生双缝干涉时,干涉条纹的间距与波长成正比,则知用单色光a 照射时相邻亮纹间距大,故C 错误;

D 、发生光电效应时,光电子的最大初动能为km

E hv W =-,光的频率越小,光电子的最大

初动能越小,所以用单色光a照射时光电子的最大初动能小,故D错误;

故选A。

【点睛】

关键要掌握折射率与光的频率、波长的关系,要掌握全反射临界角公式、干涉和衍射的条件等多个知识点。

14.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。

15.D

解析:D

【解析】

【详解】

AB、波在传播的过程中频率和周期保持不变,在玻璃中,红光的传播速度为

c

v

n

=,故红

光进入玻璃后的速度会发生变化,在玻璃中,红光的波长

cT

vT

n

λ==,波长发生改变,

故AB错误;

CD、紫光与红光以相同入射角入射,光从光疏介质射入光密介质,折射角一定小于全反射

的临界角,所以能再次从玻璃砖中穿出来,故C错误,因为

sin

sin

n

θ

γ

=,紫光的折射率大于

红光的折射率,故在玻璃砖中紫光的折射角比红光的折射角小,D正确。

16.D

解析:D

【解析】

ON为反射光,应为复色光;而折射后只有一束光线,故有一束光发生了全反射;而红光与紫光相比较,紫光的折射率较大,临界角较小,故紫光发生了全反射;可知OM应为红光.故D正确,ABC错误.故选D.

17.D

解析:D

【解析】

【详解】

A.麦克斯韦提出了电磁波理论,赫兹通过实验进行了验证,故A错误;

B .光导纤维传送图象信息利用了光的全反射原理,故B 错误;

C .光的偏振现象说明了光是横波,故C 错误;

D .微波与食物中水分子的固有频率接近时,发生共振使热运动加剧从而实现加热的目的,故D 正确.

18.A

解析:A 【解析】 【详解】

在圆形亮斑边缘从空气射入水中的光线,折射角的大小等于临界角C ,如图所示,有几何关系可知,此圆形亮斑的直径是:

A 符合题意。BCD 不符合题意

19.A

解析:A

【解析】试题分析:由临界角公式1

sin C n

=

求出临界角,确定光线射到圆孤NM 的临界入射点,当入射光线在临界光路的右侧时,入射角大于临界角,将发生全反射,光线将从圆弧射出.当入射点在临界入射点左侧时,入射角小于临界角,不发生全反射,光线将从圆弧面射出.

由临界角公式得到12sin 5C n =

=.设圆弧的半径为R , 2

sin 5

R C R =,则由题可知,当光线从F 点入射到圆弧面1F 点时,恰好发生全反射.当入射点在1F 的右侧时,入射角大于临界角,将发生全反射,光线将不能从圆弧射出.当入射点在1F 的左侧时,入射角小于临界角,不发生全反射,光线将从圆弧面射出,所以光线只能从圆孤1NF 射出,A 正确.

20.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.

21.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

3

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.

22.C

解析:C

【解析】

【详解】

A.b光的偏折程度比a大,则b的折射率大,故b的频率较大,A说法正确,故A不符合题意。

B.根据=h

εν可知,b光的频率大于a光,故b光光子能量较大,B说法正确,故B不符合题意。

C.因为b光的偏折程度大于a光,所以玻璃对b光的折射率大于对a光的折射率。C说法不正确,故C符合题意。

D.根据公式

c

v

n

=可知,a的折射率小,所以a光在玻璃砖中的速度大于b光在玻璃砖中

的速度,故D说法正确,故D不符合题意。

故选C。

23.C

解析:C

【解析】

【详解】

根据题意可知,当入射光线与O点的距离为d时,从玻璃砖射出的光线刚好消失,光线恰好在MN圆弧面上发生了全反射,作出光路图,如图

根据几何知识得:

d

sinC

R

=

1

sinC

n

=,联立得:

R

n

d

=

A.

22

R d

-与上述计算结果

R

n

d

=不相符,故A错误;

B.

22

R d

-

与上述计算结果

R

n

d

=不相符,故B错误;

C. R

d

与上述计算结果

R

n

d

=相符,故C正确;

D. d

R

与上述计算结果

R

n

d

=不相符,故D错误。

24.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.

25.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.

(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

几何光学第七章答案

7.1.一双200度的近视眼,其远点在什么位置?矫正时应佩戴何种眼镜?焦距多大?若镜片的折射率为1.5,第一面的半径是第二面半径的4倍,求眼镜片二个表面的半径。 显示答案 7.2.一个5倍伽利略望远镜,物镜的焦距为120mm,当具有1000 度深度近视眼的人和具有500度远视眼的人观察用它观察时,目镜分别应向何方向移动多少距离? 显示答案 7.4.有一16D的放大镜,人眼在其后50mm处观察,像位于眼前400mm处,问物面应在什么位置?若放大镜的直径为15mm,通过它能看到物面上多大的范围? 显示答案 7.5.有一显微镜系统,物镜的放大率,目镜的倍率为(设均为薄透镜) ,物镜的共轭距为195mm,求物镜和目镜的焦距、物体的位置、光学筒长、物镜与目镜的间隔、系统的等效焦距和总倍率。 显示答案 7.6.一个显微镜系统,物镜的焦距为15mm,目镜的焦距为25mm,设均为薄透镜,二者相距190mm,求显微镜的放大率、物体的位置以及系统的等效焦距和倍率。如果用来作显微摄影,底片位于离目镜500mm的位置,问整个显微镜系统应向何方向相对于物面移动多少距离?整个系统的横向放大率为多少? 显示答案 7.7.一显微镜物镜由相距20mm的二薄透镜组成,物镜的共轭距为195mm,放大率为-10×,且第一透镜承担总偏角的60%,求二透镜的焦距。 显示答案

7.8.有一望远镜,物镜的焦距为1000mm,相对孔径为1:10,入瞳与物镜重合,出瞳直径为4mm,求望远镜的倍率、目镜的焦距、望远镜的长度和出瞳的位置。 显示答案 7.9.有一7倍的望远镜,长度为160mm,求分别为开普勒望远镜和伽利略望远镜时,物镜和目镜的焦距。如果这两种望远镜的物镜焦距相同,问此时伽利略望远镜的长度可缩短多少? 显示答案 7.10.有一双胶合的双筒棱镜望远镜物镜,其焦距mm,最后一面到像方焦点的距离为145mm,在其后加入普罗型转像棱镜组后,相当于加入二块度各为48mm的平行平板,棱镜折射率为1.5,求此时像方主面和像方焦点离该物镜最后一面的距离。若在此物镜前加上一个2倍的伽利略望远镜,问整个系统的焦距是多少?像方基点的位置有无变化? 显示答案 7.11.一望远镜系统,为转折光轴,在其物镜之后采用一块一次反射直角棱镜,其出射面离物镜焦平面上分划板20mm,折射率为1.5,物镜的焦距240mm,通光直径50mm,视场角,计算棱镜的有关尺寸。 显示答案 7.12.有一玻璃圆棒,一端磨成5屈光度的球面,另一端磨成20屈光度的球面,长度为375mm,折射率为1.5,试问这是一个什么系统?主点在何处? 显示答案 7.13.有一利用双透镜组转像的望远镜系统,其物镜的焦距,目镜的焦距,二转像透镜的焦距分别为,间距为250mm,系统的物方视场角

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 .

几何光学第七章答案

7、1、一双200度的近视眼,其远点在什么位置?矫正时应佩戴何种眼镜?焦距多大?若镜片的折射率为1、5,第一面的半径就是第二面半径的4倍,求眼镜片二个表面的半径。 显示答案 7、2、一个5倍伽利略望远镜,物镜的焦距为120mm,当具有1000 度深度近视眼的人与具有500度远视眼的人观察用它观察时,目镜分别应向何方向移动多少距离? 显示答案 7、4、有一16D的放大镜,人眼在其后50mm处观察,像位于眼前400mm处,问物面应在什么位置?若放大镜的直径为15mm,通过它能瞧到物面上多大的范围? 显示答案 7、5、有一显微镜系统,物镜的放大率,目镜的倍率为(设均为薄透镜) ,物镜的共轭距为195mm,求物镜与目镜的焦距、物体的位置、光学筒长、物镜与目镜的间隔、系统的等效焦距与总倍率。 显示答案 7、6、一个显微镜系统,物镜的焦距为15mm,目镜的焦距为25mm,设均为薄透镜,二者相距190mm,求显微镜的放大率、物体的位置以及系统的等效焦距与倍率。如果用来作显微摄影,底片位于离目镜500mm的位置,问整个显微镜系统应向何方向相对于物面移动多少距离?整个系统的横向放大率为多少? 显示答案 7、7、一显微镜物镜由相距20mm的二薄透镜组成,物镜的共轭距为195mm,放大率为-10×,且第一透镜承担总偏角的60%,求二透镜的焦距。 显示答案

7、8、有一望远镜,物镜的焦距为1000mm,相对孔径为1:10,入瞳与物镜重合,出瞳直径为4mm,求望远镜的倍率、目镜的焦距、望远镜的长度与出瞳的位置。 显示答案 7、9、有一7倍的望远镜,长度为160mm,求分别为开普勒望远镜与伽利略望远镜时,物镜与目镜的焦距。如果这两种望远镜的物镜焦距相同,问此时伽利略望远镜的长度可缩短多少? 显示答案 7、10、有一双胶合的双筒棱镜望远镜物镜,其焦距mm,最后一面到像方焦点的距离为145mm,在其后加入普罗型转像棱镜组后,相当于加入二块度各为48mm的平行平板, 棱镜折射率为1、5,求此时像方主面与像方焦点离该物镜最后一面的距离。若在此物镜前加上一个2倍的伽利略望远镜,问整个系统的焦距就是多少?像方基点的位置有无变化? 显示答案 7、11、一望远镜系统,为转折光轴,在其物镜之后采用一块一次反射直角棱镜,其出射面离物镜焦平面上分划板20mm,折射率为1、5,物镜的焦距240mm,通光直径50mm,视场角,计算棱镜的有关尺寸。 显示答案 7、12、有一玻璃圆棒,一端磨成5屈光度的球面,另一端磨成20屈光度的球面,长度为375mm, 折射率为1、5,试问这就是一个什么系统?主点在何处? 显示答案 7、13、有一利用双透镜组转像的望远镜系统,其物镜的焦距,目镜的焦距,二转像透镜的焦距分别为,间距为250mm, 系统的物方视场角

高考物理光学知识点之几何光学易错题汇编及答案

高考物理光学知识点之几何光学易错题汇编及答案 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.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.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

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.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 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.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()

第三章 几何光学的基本原理1

第三章 几何光学的基本原理 1 证明反射定律符合费马原理。 证明:设平面Ⅰ为两种介质的分界面,光线从A 点射向界面经反射B 点,在分界面上的入射点为任意的C 点;折射率分别为:n 1、n 2。 (1)过A 、B 两点做界面的垂直平面Ⅱ,两平面相交为直线X 轴,过C 点做X 轴的垂线,交X 轴于C '点,连接ACC '、BCC '得到两个直角三角形,其中:AC 、BC 为直角三角形的斜边,因三角形的斜边大于直角边,根据费马原理,光线由A 点经C 点传播到B 点时,光程应取最小值,所以在分界面上的入射点必为C '点,即证明了入射光线A C '和反射光线B C '共面,并与分界面垂直。 (2)设A 点的坐标为(x 1,y 1),B 点坐标为(x 2,y 2),C 点坐标为(x ,0),入射角为θ,反射角为θ',则光线由A 传播到B 的光程: ))()((2 2222 1211y x x y x x n +-+ +-=? 若使光程取极值,则上式的一阶导数为零,即: 0)()(22 2 2221 2 11=+--- +--=? y x x x x y x x x x dx d 从图中得到:21 2 11)(sin y x x x x +--= θ 22 2 22)(sin y x x x x +--= 'θ 也即:sin θ=sin θ',说明入射角等于反射角,命题得证。 2 根据费马原理可以导出在近轴条件下,从物点这出并会聚到象点所有光线的光程都相等。由此导出薄透镜的物象公式。 解: 3 眼睛E 和物体PQ 之间有一块折射率为1.5的玻璃平板,平板的厚度d

为30cm ,求PQ 的象P 'Q '与物体之间的距离d 2。 解:方法一 P 'Q '是经过两个平面折射所形成的象 (1)PQ 经玻璃板前表面折射成象: 设PQ 到前表面的距离为s 1,n=1、n '=1.5 由平面折射成象的公式:11s n n s '= ' 得到:112 3s s =' (2)PQ 经玻璃板前表面折射成象: 从图中得到:s 2=s 1+d 、n=1.5、n '=1 根据:22s n n s ' = ' 解出最后形成的象P 'Q '到玻璃板后表面的距离:d s s 3 212+=' 物PQ 到后表面的距离:s=s 1+d 物PQ 与象P 'Q '之间的距离d 2:d 2 = s 2'-s =(3 2 1- )d=10cm 方法二:参考书中例题的步骤,应用折射定律解之。 方法三:直接应用书中例题的结论:d 2 =d (1-1/n )即得。 4 玻璃棱镜的折射角A 为600,对某一波长的光其折射率为1.6,计算(1)最小偏向角;(2)此时的入射角;(3)能使光线从A 角两侧透过棱镜的最小入射角。 解:(1)根据公式:2 sin 2 sin 0A A n += θ 代入数据:A=600,n=1.6 解出最小偏向角:θ0= 46016' (2)因:A i -=102θ 则入射角:53352/)(001'=+=A i θ (3)若能使光线从A 角两侧透过棱镜,则出射角i 1'=900 有:n sini 2'= 1 sin900 = 1 解出:i 2'=38.680 从图中得到:i 2 + i 2'= A 得到:i 2 =21.320

高考物理光学知识点之几何光学知识点总复习附答案解析(1)

高考物理光学知识点之几何光学知识点总复习附答案解析(1) 一、选择题 1.一束只含红光和紫光的复色光沿PO方向射入玻璃三棱镜后分成两束光,并沿OM和ON方向射出,如图所示,已知OM和ON两束光中只有一束是单色光,则() A.OM为复色光,ON为紫光 B.OM为复色光,ON为红光 C.OM为紫光,ON为复色光 D.OM为红光,ON为复色光 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.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Δx1和Δx2,已知Δx1>Δx2。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v1、v2,光子能量分别用E1、E2、在同种介质中的折射率分别用n1、n2表示。则下列关系正确的是 A.λ1<λ2 B.v1n2 6.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 7.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. 8.如图所示的四种情景中,属于光的折射的是(). A.B.

几何光学基本原理习题及答案

第三章 几何光学基本原理 1.证明反射定律符合费马原理。 证明:费马原理是光沿着光程为最小值、最大值或恒定值的路径传播。 ?=B A nds 或恒值 max .min ,在介质n 与'n 的界面上,入射光A 遵守反射定律1 1i i ' =, 经O 点到达B 点,如果能证明从A 点到B 点的所有光程中AOB 是最小光程,则说明反射定律符合费马原理。 设C 点为介质分界面上除O 点以外的其他任意一点,连接ACB 并说明光程? ACB>光程 ?AOB 由于?ACB 与?AOB 在同一种介质里,所以比较两个光程的大小,实际上就是比较两个路程ACB 与AOB 的大小。 从B 点到分界面的垂线,垂足为o ',并延长O B '至 B ′ ,使B O B O '='',连接 B O ',根 据几何关系知B O OB '=,再结合 11i i ' =,又可证明∠180='B AO °, 说明B AO '三点在一直线上, B AO ' 与A C 和B C '组成ΔB AC ',其中B C AC B AO ' +?'。 又∵ CB B C AOB OB AO B O AO B AO ='=+='+=', ACB CB AC AOB =+?∴ 即符合反射定律的光程AOB 是从A 点到B 点的所有光程中的极小值,说明反射定律符 合费马原理。 2、根据费马原理可以导出在近轴光线条件下,从物点发出并会聚到像点的所有光线的光程都相等.由此导出薄透镜的物象公式。 证明:由QB A ~FBA 得:OF\AQ=BO\BQ=f\s 同理,得OA\BA=f ' \s ',BO\BA=f\s

由费马定理:NQA+NQ A '=NQ Q ' 结合以上各式得:(OA+OB)\BA=1得证 3.眼睛E 和物体PQ 之间有一块折射率为1.5的玻璃平板(见题3.3图),平板的厚度d 为30cm.求物PQ 的像 与物体PQ 之间的距离 为多少? 解:.由题意知光线经两次折射后发生的轴向位移为: cm n d p p 10)3 21(30)11(=- =- =',即像与物的距离为cm 10 题3.3图 4.玻璃棱镜的折射棱角A 为60度,对某一波长的光其折射率为1.6.计算(1)最小偏向角;(2)此时的入射角;(3)能使光线从A 角两侧透过棱镜的最小入射角. 解:由最小偏向角定义得 n=sin 2 A 0+θ/sin 2A ,得θ0=46゜16′ 由几何关系知,此时的入射角为:i= 2A 0+θ=53゜8′ 当在C 处正好发生全反射时:i 2’= sin -1 6 .11 =38゜41′,i 2=A- i 2’ =21゜19′ ∴i 1= sin -1(1.6sin 21゜19′)= 35゜34′ ∴imin =35゜34′ 5.图示一种恒偏向棱角镜,它相当于一个30度-60-90度棱镜与一个45度-45度度棱镜按图示方式组合在一起.白光沿i 方向入射,我们旋转这个棱镜来改变1θ,从而使任意一种波长 的光可以依次循着图示的路径传播,出射光线为r.求证:如果2sin 1n = θ则12θθ=,且光束 i 与 r 垂直(这就是恒偏向棱镜名字的由来). 解: i nsin sin 11=θ

第一章 几何光学基本定律与成像概念习题

一:选择题(可以有多选) 1、下面关于几何光学的几本定律陈述正确的是(BCD ) A、光是沿直线传播方向传播的,“小孔成像”即是运用这一定律的很好例子。 B、不同光源发出的光在空间某点相遇时,彼此不影响各光束独立传播。 C、在反射定律中,反射光线和入射光线位于法线两侧,且反射角与入射角绝对值相等。D:光的全反射中,光线是从光密介质向光疏介质入射。 2、下列关于单个折射面成像,说法错误的是(D ) A、垂轴放大率仅取决于共轴面的位置。 B、折射球面的轴向放大率恒为正。 C、角放大率表示折射球面将光束变宽或是变细的能力。 D、α、γ、β三者之间的关系为γβ=α。 3、一个物体经单个折射球面成像时,其垂轴放大率β>1,且已知n0。 C、像高大于物高。 D、该折射球面能把入射光束变宽。 4.、一个物体经单个反射球面成像时,其垂轴放大率β>0,则(BD ) A、物象位于系统的同侧。 B、物象虚实性质相反。 C、角放大率γ>0。 D、轴向放大率α<0。 二、填空题 1、与平面波对应的光束称为平行光束;与球面波对应的光速称为同心光束;与任意曲面波对应的光束称为像散光束。 2、光学系统成完善像应满足的三个等价条件分别是○1入射波面是球面波时,出射波面也是球面波;。;○2入射光是同心光束时,出射光也是同心光束○3物点及其像点之间任意两条光路的光程相等 3、在子午面内,光线的位置由物方截距,物方孔径角确定。 4、一束平行细光束入射到一半径r=30mm、折射率为1.5的玻璃球上,经左侧球面折射后形成像A’1,则像方截距为30 mm,成像是(填“实像”或“虚像”);经右侧球面再次成像A’2,则像方截距为90 mm,成像是(填“实像”或“虚像”)。 三、简答题 1发生全反射的条件? 1、○1光线从光密介质向光疏介质射入○2入射角大于临界角

高考物理光学知识点之几何光学知识点总复习

高考物理光学知识点之几何光学知识点总复习 一、选择题 1.某种介质对空气的折射率是2 ,一束光从该介质射向空气,入射角是 60°,则下列光路图中正确的是(图 中 I 为空气,Ⅱ为介质)( ) A . B . C . D . 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 .sin50sin55? ? B .sin55sin50? ? C .sin40sin35? ? D . sin35sin40? ? 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.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.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.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 7.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 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( )

几何光学习题及答案

几何光学习题 1、关于小孔成像的下列说法中正确的是() A.像的形状与孔的形状有关. B.像的大小与孔的大小有关. C.像的形状与孔的形状无关. D.像的大小与孔的大小无关. 2、关于日食和月食,正确的说法是() A.位于月球本影中的人,能看到月全食. B.位于月球半影中的人,能看到日偏食. C.整个月球位于地球半影内,出现月偏食. D.月球位于地球本影内,出现月全食. 3、小孔照相机的屏与孔相距10cm,物体离开小孔的距离是200cm,则像高与物高的比是______. 4、太阳光照在浓密的树林里,地上常出现许多圆的光斑,这是由于______产生的. 5、房内h高度有一点光源S,并在该位置以初速为 水平抛出一个小球,它恰好落在竖直墙壁和地面的交点C(如图所示),则小球(A)在BC上的影子作什么运动,影子的速度多大?

6、有一个在地球赤道上方飞行的人造卫星,日落2h后赤道附近的人仍能在正上方看到它,试求它的最低高度(地球半径为6.38×106m). 7、织女星离地球的距离约等于2.6×1014km,我们仰望天空看见织女星所发出的光实际上是多少年前发出的? 8、光束在水中传播1m所需的时间内在空气中能传播多远(光在水中的传播速度为空气中的3/4)? 9、图是迈克耳孙用转动八面镜法测定光速的实验示意图,S 为发光点,T是望远镜,AB=l=35.5km,为了能在望远镜中看见发光点S,八面镜的旋转频率应等于多少(OB《AB》)?

10、已知太阳光射到地球的时间为8min20s,试估算太阳质量(万有引力恒量G=6.7×10-11N·m2/kg2). 参考答案 1、CD. 2、BD. 3、. 4、太阳通过间隙小孔在地上形成太阳的像. 5、匀速直线运动,速度大小为 .

几何光学.习题解

1.人眼的角膜可认为是一曲率半径r=7.8mm的折射球面,其后是n=4/3的液体。 如果看起来瞳孔在角膜后3.6mm处,且直径为4mm,求瞳孔的实际位置和直径。 2.在夹锐角的双平面镜系统前,可看见自己的两个像。当增大夹角时,二像互相靠拢。设人站在二平面镜交线前2m处时,正好见到自己脸孔的两个像互相接触,设脸的宽度为156mm,求此时二平面镜的夹角为多少? 3、夹角为35度的双平面镜系统,当光线以多大的入射角入射于一平面镜时,其反射光线再经另一平面镜反射后,将沿原光路反向射出? 4、有一双平面镜系统,光线以与其中的一个镜面平行入射,经两次反射后,出射光线与另一镜面平行,问二平面镜的夹角为多少? 5、一平面朝前的平凸透镜对垂直入射的平行光束会聚于透镜后480mm处。如此透镜凸面为镀铝的反射面,则使平行光束会聚于透镜前80mm处。求透镜的折射

率和凸面的曲率半径(计算时透镜的厚度忽略不计)。解题关键:反射后还要经过平面折射 6、人眼可简化成一曲率半径为5.6mm的单个折射球面,其像方折射率为4/3,求远处对眼睛张角为1度的物体在视网膜上所成像的大小。 7、一个折反射系统,以任何方向入射并充满透镜的平行光束,经系统后,其出射的光束仍为充满透镜的平行光束,并且当物面与透镜重合时,其像面也与之重合。试问此折反射系统最简单的结构是怎样的。。 8、一块厚度为15mm的平凸透镜放在报纸上,当平面朝上时,报纸上文字的虚像在平面下10mm处。当凸面朝上时,像的放大率为β=3。求透镜的折射率和凸面的曲率半径。

9、有一望远镜,其物镜由正、负分离的二个薄透镜组成,已知f1’=500mm, f2’=-400mm, d=300mm,求其焦距。若用此望远镜观察前方200m处的物体时,仅用第二个负透镜来调焦以使像仍位于物镜的原始焦平面位置上,问该镜组应向什么方向移动多少距离,此时物镜的焦距为多少? 10、已知二薄光组组合,f’=1000,总长(第一光组到系统像方焦点的距离)L=700,总焦点位置lF’=400, 求组成该系统的二光组焦距及其间隔。

北京理工大学考研几何光学知识点

一.光线的概念 能够传输能量的几何线 二.几何光学基本定律 直线传播和折射、反射定律,马吕斯定律,费尔马原理三种表达形式 三.全反射现象和光路可逆定理 四.几何光学应用范围 五.光学系统的有关概念(重要) 光学系统:根据需要改变光线传播方向以满足使用要求的光学零件组合; 共轴光学系统:有同一对称轴线的光学系统; 非共轴光学系统:有同一对称轴线的光学系统; 球面光学系统:构成系统的零件表面均为球面的光学系统; 非球面光学系统:含有非球面的光学系统; 共轴球面光学系统:光学零件表面为球面,且球心排列在同一直线上的光学系统; 目前广泛使用的大多是共轴球面系统和平面镜棱镜系统的组合。 六.透镜 组成光学系统最基本的元件,主要作用是成像。 按面形划分:球面透镜和非球面透镜; 按使光线折转的作用来分:会聚透镜(正透镜)和发散透镜(负透镜); f>; 会聚透镜特点:中心厚边缘薄,焦距'0 f<; 发散透镜特点:中心薄边缘厚,焦距'0 七.成像的有关概念 由一点A发出的光线经光学系统后聚交或近似聚交在一点'A,则A点为物点,'A点为物点A通过光学系统所成的像点。 物像的虚实:光线延长线的交点是虚的,实际光线的交点是实的。 发散的物,汇聚的像是实的; 汇聚的物,发散的像是虚的; 物点像点的区分: 入射光线交点是物点,出射光线交点是像点。 实物空间:光学系统第一个曲面以前的空间; 虚物空间:光学系统第一个曲面以后的空间; 实像空间:光学系统最后一个曲面以后的空间; 虚像空间:光学系统最后一个曲面以前的空间; 物空间折射率:实际入射光线所在空间介质的折射率; 像空间折射率:实际出射光线所在空间介质的折射率; 八.理想像和理想光学系统 理想像点:由同一物点A发出的全部光线,通过光学系统后任然相交于唯一像点'A,A为物点A的理想像点; 则称' 理想像:在物像空间符合“点对应点,直线对应直线,平面对应平面”关系的像称为理想像;

高考物理光学知识点之几何光学图文答案(5)

高考物理光学知识点之几何光学图文答案(5) 一、选择题 1.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 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.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.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 7.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. 8.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 9.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()

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 .

几何光学、波动光学(1)-分析-2012

几何光学、波动光学(1)-分析-2012

几何光学、波动光学(一)作业 本章要点: (1)光学现象:反射、折射、全反射 (2) 几何光学成像:球面成像(反射成像、折射成像)、透镜成像 (3) 光的干涉:杨氏双缝干涉、薄膜干涉、牛顿环、劈尖干涉。 D x d λ?= (4) 光程及光程差:计算光程差时注意半波损现象。光程就是光经过的空间距离乘以介质的折射率(nr )。 一、 选择题 1. 如图所示,折射率为n 2、厚度为e 的透明介质薄膜的 上方和下方的透明介质的折射率分别为n 1和n 3,已知n 1< n 2> n 3.若用波长为λ的单色平行光垂直入射到该薄膜上,则从薄膜上、下两表面反射的光束(用①与②示意)的光程差是 (A) 2n 2 e . (B) 2n 2 e -λ / 2. (C) 2n 2 e -λ . (D) 2n 2 e -λ / (2n 2). [ B ] 【KP 】光线1多余的光程是:2n 2 e ;光线2多余的光程是半波损。 2. 如图所示,平行单色光垂直照射到薄膜上,经上下两表面 反射的两束光发生干涉,若薄膜的厚度为e ,并且n 1<n 2>n 3,λ1为入射光在折射率为n 1的媒质中的波长,则两束 反射光在相遇点的相位差为 (A) 2πn 2e / ( n 1 λ1). (B)[4πn 1e / ( n 2 λ1)] + π. (C) [4πn 2e / ( n 1 λ1) ]+ π. (D) 4πn 2e / ( n 1 λ1). [ C ] 【KP 】与第一题类似。差别在于介质中光波波长λn 和真空中光波波长λ之间的关系:λ= n λn. 光程与相位差之间的关系:Δφ=2π?δ/λ。 3. 单色平行光垂直照射在薄膜上,经上下两表面反射的 两束光发生干涉,如图所示,若薄膜的厚度为e ,且n 1<n 2>n 3,λ1为入射光在n 1中的波长,则两束反射光的光程差为 n 3 n 1 3λ1 n 3

高考物理光学知识点之几何光学难题汇编及解析(1)

高考物理光学知识点之几何光学难题汇编及解析(1) 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.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.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 4.一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.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 6.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 7.如图所示,一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,c光的波长最大 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小 D.对同一双缝干涉装置,a光干涉条纹之间的距离最小 8.下列说法中正确的是

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