几何光学综合训练题

几何光学训练题

1．对于下列光现象的说法中，正确的是　　　（　　　　）

　 A．夏天烈日照射下公路远望像洒了一层水一样，这是光的全反射现象

　 B．通过玻璃三棱镜看到的像比物体实际位置要低

　 C．光导纤维是利用光的全反射现象制成的

　 D．手术台上的无影灯消除影子是由于光没直线传播的形成的

2.对于光的传播,下列说法中正确的是(　　　 ).

A.一定颜色的光传播度大小由媒质决定

B.不同颜色的光在同一种媒质中传播时,波长越短的光传播速度越快

C.同一频率的光在不同媒质波长不同,而在真空中的波长最长

D.同一色光的频率随传播速度不同而改变

3．简易潜望镜中的两块平面镜中心点之间的距离为Ｌ，通过潜望镜观察水平正前方的物体，看到像的位置比物体的实际位置（ 　　　）.

A.水平方向远Ｌ，竖直方向低Ｌ 　　 B.水平方向远Ｌ，竖直方向高Ｌ

C.水平方向近Ｌ，竖直方向高Ｌ 　　 D.水平方向近Ｌ，竖直方向低Ｌ

4.某一单色光在折射率为n₁的媒质中传播时,它的波长、频率和波速分别用λ₁、γ₁和υ₁表示,在折射度为n₂的媒质中,分别用λ₂、γ₂和υ₂表示,以上这些物理量存在如下的关系( 　　).

5.在两束频率相同的单色光的交点前放一块平行的玻璃砖后，则交点的位置与不放玻璃砖前相比（　　　 ）.（如图7－2－4所示）

　A.不变 　B.向左　C.向右　D.向左还是向右由光的频率大小决定

6．点光源S通过带有圆孔的挡板N，照射到屏M上，形成直径为d的亮圆．如果在挡

板靠近光屏一侧放上一块厚玻璃砖，如图20-14所示，这时点光源通过圆孔和玻璃，在

屏上形成直径为D的亮圆．则直径D和d的大小关系为 （　　 ）

A．d>D　　B．d=D　 C．d<D　　D．无法确定

7．如图所示,任意一条光线射向夹角为的两平面镜的相对镜面上,相继经两镜面反射后,最后射出线与最初入射线的方向间夹角应为(　　　)

(A) 　　　(B)2　　  (C)3　　  (D)4

8．某同学为了研究光的色散，设计了如下实验：在墙角放置一个盛水

的容器，其中有一块与水平面成45°角放置的平面镜M，如图

所示，一细束白光斜射向水面，经水折射向平面镜，被平面镜反射经

水面折射后照在墙上，该同学可在墙上看到　　　　　　 　　(　　)

　A．上紫下红的彩色光带  　　　 B．上红下紫的彩色光带

　C．外红内紫的环状光带　 　　　D．一片白光

9．如图所示，两个同种玻璃制成的棱镜，顶角α₁ 略大于α₂ ，两单色光1和2分别垂直入射三棱镜，其出射光线与第二界面的夹角β₁ =β₂ ，则

A、在棱镜中1光的折射率比2光小

B、在光谱中，1光比较靠近红光

C、在棱镜中1光的传播速度比2光的小

D、把此两光由水中射向空气，产生全反射时，1光的临界角比2光的临界角大。

10．一单色光从空气中射到直角棱镜一个面上P点，以入射角θ = 60°射入棱镜，经折射后射到另一面的Q点，恰好在Q点沿镜面行进，如图所示，则棱镜的折射率为___________．

11．一个大游泳池，池底是水平面，池中水深1.2米。有一根竹杆竖直立于池底，浸入水中的部分正好是全长的一半，阳光与水平方向成37°射入，池底杆影长2.5米，则可知水的折射率为　　　　　 。

12．玻璃的折射率是1.5，水晶的折射率是1.54。今有一块玻璃片和一块水晶片。光垂直通过它们所用时间相等。已知玻璃片厚度15.4毫米，则水晶片的厚度为　　　　 毫米。

13．在做测定玻璃折射率的实验时：

(1)甲同学在纸上正确画出玻璃砖的两个界面ab和cd时，不慎碰了玻璃砖，使它向ab　方向平移了一些，如图甲所示，其后的操作都正确，但画光路图时，将折射点确定在ab和cd上，则测出的n值将　　　　　  ．

(2)乙同学为了避免笔尖接触玻璃面，画出的a'b'和c'd'都比实际侧面向外侧平移了一　些, 如图乙所示，以后的操作均正确，画光路图时将入射点和折射点都确定在a'b'　和c'd'上，则测出的n值将　　　　　　  .

(3)丙同学在操作和作图时均无失误，但所用玻璃砖的两面明显不平行，这时测出的n　值将　　　　　  .

(4)图丙是测定某透明媒质折射率的实际记录图，则据此记录，媒质的折射率为　_________　 .(可用带刻度的三角板和圆规作辅助图，量出数据，算出折射率数值)

14．下图中广口瓶内盛满水，沿瓶口边竖直插入瓶内的直尺上与水面相齐的C点读数为15．00cm，．从图中D处水面看到的，应与21．00cm刻度线S的反射光所成像相重叠的、水中直尺上的刻度是______________cm．已知瓶口＝8．00cm，水中光速为2．25×10⁸m／s．

15.如下图M₁、M₂为两个相交的平面镜,S为点光源,D为 遮光板,使S发出的光不能直接通过P点，试作出从S发出的光经 平面镜反射后，恰好通过Ｐ点的光路图.

16．如图7-2-7所示，折射率为的直角玻璃棱镜中<A=70⁰，入射光线垂直于AB面，求光线从棱镜第一次折射入空气时的折射角为多大？

　

17.束垂直射在等腰棱镜的底面上，如图所示。如果在离棱镜距离L=100cm处放一个屏M，在屏幕中央形成宽为2d=1cm的暗纹，求棱镜的折射角α。已知玻璃的折射率n=1.57，底面大小为2a=5cm。

18.区盘山公路的路面上一般都等间距地镶嵌一些玻璃球，当夜间行驶的汽车的车灯照上后显得非常醒目，以提醒司机注意． 若小玻璃球的半径为R，折射率是，如图所示，今有一束平行光沿直径AB方向照在小玻璃球上，试求离AB多远的入射光经折射—反射—折射再射出玻璃球时能与原来的方向相反,即实现“逆向反射”．

19半径为R的玻璃半圆柱体，横截面如图所示，圆心为O，两条平行单色光沿截面射向圆柱面，方向与底面垂直，光线1的入射点A为圆柱面的顶点，光线2的入射点为B，且，已知该玻璃对红光的折射率。

（1）求两条光线经圆柱面和底面折射后的交点与O点的距离。

（2）若入射的是单色蓝光，则距离将比上面求得的结果大还是小？

20种液体的折射率为,在其液面下有一可绕水平轴O匀速转动的平面镜OA,OA的初始位置与液面平行,如图所示.在液面与平面镜间充满自左向右的平行光线.若在平面镜逆时针旋转一周的过程中,光线射入空气中的时间为2s .试问:

⑴平面镜由初始位置转过多大角度时,光线开始进入空气?

⑵平面镜旋转的角速度多大?

21.色光束射到折射率的透明球表面上，入射角i=45°。研究经折射进入球内表面反射一次，再经球面折射后射出的光线，如图所示。

（1）在图上画出光线在球内的路径和方向。　　（2）求入射光与出射光之间的夹角α。

（3）如果入射的是一束白光，透明球的色散情况与玻璃相仿，问哪种颜色光的α角最大，哪种颜色光的α角最小？

22.圆柱透镜的截面如图所示,圆心为O,半径OA=R.一束光从半径OA的中点垂直于界面射入透镜后,从圆弧面射出时出射光线相对于入射光线偏折了15°角,求透镜的折射率.要使这束光线不能从圆弧面射出,可使透镜从图示位置沿垂直于入射光线方向平移多少? 向上还是向下平移？

　

　

　

　

　

23.如图所示，为一直角三棱镜的截面，其顶角，P为垂直于直线BCO的光屏，现有一宽度等于AB的单色平行光束会直射向AB面，结果在屏P上形成一宽度等于的光带，求棱镜对该单色光的折射率。若是宽度等于的白光垂直射向面，则屏上被照亮的部分有何变化？说明理由。

参考答案：

1．  AC　　

2．  AC

3．  A

4．  ACE

5．  C

6．  A

7．  B

8．  B

9．  ABD

10.

11.

12.  15

13．（1）不变　（2）变小　（3）不变　（4）1.44

14．

15．

16．光路图如下：光线从棱镜第一次折射入空气时的折射角为45⁰

17.

18.

19.　　　

20.(1) 22.5⁰　 (2)

21.(2)

　(3)红光出射光与之间的夹角大，紫光的出射光与之间的夹角小

22.

　

23．（1）

　　（2）若以白光照射，屏上亮部变大，且上下边缘为彩色，上下彩色都是上边为红色，下边为紫色。