高中物理几何光学及高中物理几何光学习题

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，长方形玻璃的折射率为，在靠近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（）P在面一侧偏下的位置可以看到P的像P在面一侧偏上的位置看不到P的像在面一侧偏右的位置可以看到P的像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υ1、υ2间的关系是（B）υ1=υ2υ1>υ2υ1<υ2无法确定5、发出白光的细线光源，长度为L，竖直放置，上端恰好在水面以下，如图所示，现考虑线光源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，若以表示红光成的像长度，表示蓝光成的像的长度，则（）水A、 B、水C、 D、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（）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，，已知玻璃对该激光的折射率为，则下列说法中正确的是（）OCOCDB1200此激光束在玻璃球中穿越的时间（其中c为真空中光速）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图中的激光束的入射角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）白光②让这三种单色光分别照射锌板白光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（）如果种色光能产生光电效应，则种色光一定能产生光电效应种色光的波动性最显著种色光穿过光纤的时间最长种色光形成的干涉条纹间距最小玻璃空气ABC10、如图所示，两束单色光A、玻璃空气ABCA光子的能量比B光子的能量大在空气中，A光的波长比B光的波长短在玻璃中，A光的光速小于B光的光速玻璃对A光的临界角大于对B光的临界角BAC11、等腰直角棱镜放在真空中，如图所示，，一束单色光以的入射角从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，（已知单色光在真空中的光速为C），BAC（1）请作出光路图；（2）求此单色光通过三棱镜的时间是多少？PMOSA12、如图所示，折射率为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，液面上的观察者跟踪观察，发现液面上有一光斑掠过，且光斑到PPMOSA光斑在这一过程中的平均速度光斑在P点即将消失时的瞬时速度。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，解得，，，所以BACBAC（12）解析：反射光的旋转速度为，转过的角度为PMOSAPMOSA所以，所以运动时间为，从A到P的平均速度在P点光斑的瞬时速度第一部分几何光学【知识概要】一、光的反射和折射1.入射光线和法线的夹角i叫做__________；反射光线和法线的夹角叫做______________。折射光线和法线的夹角r叫做____________；2.光的反射定律：反射光线______和入射光线_________、界的法线______在_______________，反射光线和入射光线分别___________________。反射角__________入射角（）。在反射现象中，光路是可逆的。3.光的折射定律：折射光线________跟入射光线_________和界面的法线______在______________，折射光线和入射光线分别_______________________。入射角的正弦跟折射角的正弦之比是一个常量，(sini/sinr=n，n是比例常数)，在折射现象中，光路也是可逆的。4.折射率：光从__________射入某种介质发生折射时，______________与_____________之比，叫做这种介质的绝对折射率，简称折射率。符号：_________，表达式：________________。光在不同介质中的传播速度不同，某种介质的折射率，等于光在真空中的速度c跟光在这种介质中的速度v之比，表达式：______________.（介质n越大，光传播速度越小）。（1）真空中的折射率n=1(空气中一般视为真空)，其他介质的折射率n>1。（2）当光从介质1射入介质2时，入射角i和折射角r，介质1的折射率为，介质2的折射率为，则_____=______。当i>r时，_____，当i<r时，_______。（3）折射率n反映介质对光的折射本领，也反映了光在介质中的传播速度。n越大，折射越明显，折射角越小。例1、一束光从空气射入某种透明液体，入射角40°，在界面上光的一部分被反射，另一部分被折射，则反射光线与折射光线的夹角是()A．小于40°B．在40°与50°之间C．大于140°D．在100°与140°之间例2、如图所示为光由玻璃射入空气中的光路图，直线AB与CD垂直，其中一条是法线．入射光线与CD的夹角为，折射光线与CD的夹角为，>（＋≠900)，则该玻璃的折射率n等于（）A.B.C.D.例3、一储油圆桶，底面直径为12cm，桶高为16cm，当桶内无油时，人眼在桶侧上方某处观察，所见桶侧的深度为9cm，当桶内盛满油时，人眼恰能看到桶侧的最低点。求：（1）油的折射率。（2）光在油中传播的速度。[来源:Zxxk.Com]二、全反射1.光密介质:两种介质中__________________________叫做光密介质.光疏介质:两种介质中______________________叫做光疏介质.2.全反射：当光从___________进入____________时,_____________大于______________。当____________增大到某一角度时,折射角等于__________,此时,折射光完全消失，入射光全部反回原来的媒质中,这种现象叫做全反射.发生全反射的条件：(1)光从_______________________。(2)__________大于或等于___________,即_________。3.临界角：（1)、定义：光从_____________射向____________时,折射角等于________时的________，叫做临界角。用字母C表示。临界角是指光由光密介质射向光疏介质时,发生全反射形象时的最小入射角,是发生全反射的临界状态。（2）当光由光密介质射入光疏介质时：若入射角i<C，则不发生全反射，既有反射又有折射形象。若入射角i≥C，则发生全反射形象.[来源:学#科#网]（3）应用：_______________、___________________。例1、一束光线从折射率为1.5的玻璃内射向空气，在界面上的入射角为45°。下面四个光路图中，正确的是（）例2、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=，若不考虑原入射光在bc面上的反射光，则有光