第11章几何光学

1、第11章几何光学、选择题1. 用一只手拿住一只铅笔，笔尖朝上，放在眼前一定的距离处，再用另一只手去触摸 笔尖实验显示，睁开双眼比闭上一只眼睛更容易摸到对此现象的可能解释是 (A)用一只眼睛观看笔尖时，来自笔尖的光线射入眼睛的方向发生了变化(B) 用一只眼睛观看笔尖时，来自笔尖的光线射入眼睛的方向距离了变化(C) 用双眼观看笔尖时，来自笔尖的同方向光线分成两束射入双眼(D) 用双眼观看笔尖时，来自笔尖的两束不同方向的光线分别射入双眼，其焦点在笔尖位置且紧靠光源.假设以水平速度V0抛出石头,T 11-1-2 图2. 一小石头A位于光源S和竖直墙壁之间, 那么石头在墙壁上的影子的运动是(A)匀速直线

2、运动(B) 自由落体运动(C) 变加速直线运动(D) 加速度为2g的均加速直线运动3. 一束光线在传播过程中，遇到光滑的介质分界面时，发生镜面反射；遇到粗糙的介质分界面时，发生漫反射。究其原因，主要是光在(A)光滑界面和粗糙界面的反射均不遵循光的反射定律(B) 光滑界面的反射不遵循光的反射定律，粗糙界面的反射遵循光的反射定律(C) 光滑界面的反射遵循光的反射定律，粗糙界面的反射不遵循光的反射定律(D) 光滑界面和在粗糙界面的反射均遵循光的反射定律，但粗糙界面反射的光线方向各不相同4. 关于“镜面反射和“漫反射的区别，以下表达中正确的选项是 (A)镜面反射是光线垂直入射时的反射，漫反射是光线斜入

3、射时的反射(B) 镜面反射是反射线方向相同的反射，漫反射是反射线方向各不相同的反射(C) 镜面反射反射线在入射面内，漫反射反射面不在入射面内(D) 镜面反射反射线不在入射面内，漫反射反射面在入射面内n15. 一平面反射镜 M以rad s的角速度绕过 0的垂直轴3转动，PQ为一圆弧形屏幕，其圆心亦在0点，对圆心的张角为60 .现有一束来自频闪光源的平行光从固定方向射向平面镜M“M上的O点，假设光源每秒闪12次，M转一周，屏幕PQ上出现的光T 11-1-5图点数是(A) 48(B) 12(C) 24(D) 66. 一束平行光以入射角i发生反射和折射.假设介质折射率射入T11-1-6图所示的介质分界

4、面后n1，其折射角与入射角i的关系为(A)(B)(C)(D)1.2i7. 一束平行光以入射角发生反射和折射.假设介质折射率射入T11-1-7图所示的介质分界面后播的速度大小关系为(A) V1V2V3(C) V1 V2 V3n1n2(B)(D)8. 一束单色光从空气射入水中时，(A)频率不变(B)波长不变n3，其光在三种介质中传V1V2V3V1 V2 V3该单色光的(C)速度不变9. 一束单色光从空气射入水中时，其(A)频率、波长和波速都变小(C)频率不变，波长和波速都变大(B)(D)10.光在真空中的传播速度为3为1.5的玻璃中的波长为108(A) 400nm(B) 600nmn1n2 ns(

5、D)颜色不变频率不变，波长和波速都变小 频率、波长和波速都变大ms-1，频率为5 104Hz的单色光在折射率(C) 900nm(D) 1000nm11.单色光从空气射入折射率为n的水中.假设此单色光在真空中的速度为c,那么在水中的速度为：(A) cc(B)n(C) cnn(D)c二、填空题1. 如T11-2-1图所示，边长为a、折射率为n的玻璃立方体，中心有一个小气泡。为使从立方体外面都看不到小气泡，必须在每个面上都T 11-2-1 图贴一张纸片，纸片的最小面积是2. 水的折射率为1.33，水蒸气的折射率是1.026,那么一束光在水中传播与在水蒸气中传播的速率之比 山 ;波长之比 .V223.

6、 一束平行光以入射角i射入T11-2-3图所示的介质分界面后发生反射和折射.假设介质折射率nin2n3,其折射角与入射角i的关系为.4. 赤道某地春分日中午，一束阳光透过房顶的小孔竖直射到地面房顶离地面 4m，那么该时刻地面光点的移动速度为 mh-1 假设地面上放一块足够大的平面镜，那么反射光点的亮点在屋顶上的移动速度为m h-1 .下午两点，地面光点的移动速度为 m h-1.5. 从地面上观察太阳，太阳的直径与人眼所成的夹角称为“视角约为39.2 10 rad .水的折射率为1.33，在中午太阳当顶时，人从水下观察太阳，其视角将变为rad .T 11-2-8 图6. 如T11-2-6图所示，

7、夹角为70的两平面反射镜组合在一起，两镜夹角的平分线上有一光点S,它在两平面镜中能形成 个像.7. 在离球面镜10.0cm远处放置一个高为 1.0cm的物体，假设它所成的像在镜后6.0cm处，那么这个镜子是 镜，镜面的曲率半径R cm，像高 h cm.8. 如T11-2-8图所示，点光源S到屏的距离为I,焦距为f的凸透镜位于光源与屏之间，其主轴过光源、垂直于屏.如其焦距为f满足-f l ,为使屏上的光斑最小，光源距透镜的距离为 49. 一点光源以40cm s-1的速度沿焦距为20cm的凸透镜主轴远离透镜运动，当点光源距透镜60cm时，像点的移动速度为 .三、填空题T 11-3-1 图1.如T1

8、1-3-1图所示，两平面反射镜间夹角15，光源距镜面交点O的距离为10cm,光源发出的垂直于 M2的光线射向M1 后，在两镜中反复反射，直到光线从某一镜面射出，那么从A点开始到最后一次反射点，光线所走的路程是多少？2.光导纤维是利用全反射传导光信号的装置。在T11-3-2图所示的光导纤维剖面中，AB为其端面，内芯材料的折射率n1播，1.33，外层材料折射率 n2 1.2 .入射角i应满足的条件是什么？为使光线局限在纤维内传T11-3-2 图径.3. 一凹透镜所成的像，像高为物高的11，物、像间距离为31m .求此凹透镜的曲率半4.如T11-3-4图所示，一折射率为2、 半径为R的半圆柱透明物体

9、上方，放置一块平行于透明体平面的屏幕 ACB(视为无限大 的平面)，一束细平行光垂直于透明体的平面射到其柱心 0处.如 果该半圆柱透明体绕过 0的轴线沿逆时针方向转 90，在此过程中， 屏幕上光斑的移动方向和移动区间如何 ？5.在半径R = 2m、孔径d = 0.5m的凹面镜的焦点位置上，放置一块圆形屏幕，使平 行于轴的所有光线经凹面镜反射后都能到达该圆形屏幕试求该圆形屏幕的直径.6.如T11-3-6图所示，半径为R的凸透镜和凹镜主 轴重合放置，两镜顶点 O1、O2相距2.6R.现将一点光 源S放在主轴上距凹透镜顶点 O1为0.6R处，设点光源 的像只能直接射到凹透镜上，问 S径凹镜和凸镜各反

10、射 一次后所成的像在何处？SA 11-3-6 图O17.如T11-3-7图所示，某三棱镜横截面为直角三角形,A 90 , B 60，棱镜材料折射率为 n, BC面涂黑,入射于AB面上的光线与BC平行，经AB、AC折射后射出. 为多少？ n的最大值为多(1) 出射光线相对于入射线的偏向角(2) 为使光线能从AC面射出，折射率 少？底后 6cm，内盛8.如T11-3-8图所示，一只厚底玻璃缸。深的水.水的折射率为1.33，玻璃的折射率是1.80 ;如果从玻璃缸上面竖直向下看，看到缸底下外表离水面的距离是多少？4cm9.体温计横截面如 T11-3-9图所示，细水银柱 A离圆柱面 (半径为R)顶0的距

11、离为2R, C为圆柱面中心轴位置，玻璃管的折 射率为1.5 ,E表示人眼.求图示横截面上人眼所见水银柱像的位置、 虚实、正倒和放大倍数.4cm6 cmT 11-3-8 图A*2RLIS：fFIF卩10. 一物体与屏幕相距 L = 80cm ,在其间放置一个薄凸透镜，薄凸透镜在两个不同位 置，均可以在屏幕上获得物体的像这两个像长之比为1/9,求其透镜的焦距f.11. 如T11-3-11图所示，位于凸透镜 L的焦点处的光源S经透镜折射后在距透镜2倍焦距处与主轴垂直的屏幕上留下直径为d的亮斑现将光源S沿主光轴移动一段距离，使屏上亮"46cm16cm10cm15cm ?T11-3-11 图T11-3-12 图斑的直径变为d/2.透镜的焦距为f,求物点S移动的距离.12. 如T11-3-12图所示，折射率为1.5的全反射 镜上方6cm处放置一物体S,棱镜直角边长6cm，棱 镜右侧10cm处放置一焦距f1=10cm的凸透镜，凸透 镜右侧15cm处再放置一焦距 f2=10cm的凹透镜.求 该成像系统成像的位置和放大率.13. 一显微镜的焦距为 1cm,目镜焦距为4cm,两者相距16cm即镜筒长度。如果观 察者的明视距离为 2