高中物理光学部分习题

高中物理光学试题

1．选择题

1.1923年美国物理学家迈克耳逊用旋转棱镜法较准确地测出了光速，其过程大致如下，

选择两个距离已经精确测量过的山峰（距离为L），在第一个山峰上装一个强光源S，由它发出的光经过狭缝射在八面镜的镜面1上，被反射到放在第二个山峰的凹面镜B 上，再由凹面镜B反射回第一个山峰，如果八面镜静止不动，反射回来的光就在八面镜的另外一个面3上再次反射，经过望远镜，进入观测者的眼中．如图所示，如果八面镜在电动机带动下从静止开始由慢到快转动，当八面镜的转速为ω时，就可以在望远镜里重新看到光源的像，那么光速等于（）

A．4Lω

π

B．

8Lω

π

C．

16Lω

π

D．

32Lω

π

答案：B

2.如图所示，在xOy平面内，人的眼睛位于坐标为（3，0)的点，一个平面镜镜面向下，

左右两个端点的坐标分别为（－2，3）和（0，3）一个点光源S从原点出发，沿x轴负方向匀速运动．它运动到哪个区域内时，人眼能从平面镜中看到S的像点，像做什么运动？（）

A．0～－7区间，沿x轴正方向匀速运动

B．－3～一7区间，沿x轴负方向匀速运动

C．－3～－7区间，沿x轴负方向加速运动

D．－3～－∞区间，沿x轴正方向加速运动

答案：B

3.设大气层为均匀介质，当太阳光照射地球表面时，则有大气层与没有大气层时，太阳

光被盖地球的面积相比（）

A．前者较小 B．前者较大

C．一样大 D．无法判断

答案：B

4.“不经历风雨怎么见彩虹”，彩虹的产生原因是光的色散，如图所示为太阳光射到空

气中的小水珠发生色散形成彩虹的光路示意图，a、b为两种折射出的单色光．以下说法正确的是（）

A．a光光子能量大于b光光子能量

B．在水珠中a光的传播速度大于b光的传播速度

C ．用同一双缝干涉装置看到的a 光干涉条纹间距比b 光宽

D ．如果b 光能使某金属发生光电效应，则a 光也一定能使该金属发生光电效应

答案：BC

5. 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f 的细激光束在

真空中沿直线BC 传播，并于玻璃球表面的C 点经折射进入小球，并在玻璃球表面的D 点又经折射进入真空中．已知120COD ∠=，玻璃球对该激光束的折射率为3,则下列说法中正确的是（ ）

A ．激光束的入射角45α=

B ．一个光子在穿过玻璃球的过程中能量逐渐变小

C ．此激光束在玻璃球中穿越的时间为3R t c

=（其中c 为真空中的光速） D ．改变入射角α的大小，细激光束可能在球的内表面发生全反射

解析：C

6. 如图所示，P 、Q 是两种透明材料做成的两块形状相同的直角梯形棱镜，登合在一起组

成一个长方体．某单色光自P 的上表面斜射入，折射光线正好垂直通过两棱镜的界面，已知材料的折射率P Q n n <．射到P 的上表面的光线与P 的上表面之间的夹角为θ．下列说法正确的是（ ）

A ．光线有可能不从Q 的下面射出

B ．从Q 的下表面射出的光线一定与入射到P 的上表面的光线平行

C ．如果光线从Q 的下表面射出，出射光线与下表面的夹角一定大于θ

D ．如果光线从Q 的下表面射出，出射光线与下表面的夹角一定小于θ

答案：AD

7. 如图所示，截面为ABC 的玻璃直角三棱镜放置在空气中，宽度均为d 的紫、红两束光

垂直照射三梭镜的一个直角边AB ，在三棱镜的另一侧放置一平行于AB 边的光屏，屏的距离远近可调，在屏上出现紫、红两条光带，可能是（ ）

A ．紫色光带在上，红色光带在下，紫色光带较宽

B ．紫色光带在下，红色光带在上，紫色光带较宽

C ．红色光带在上，紫色光带在下，红色光带较宽

D ．红色光带在下，紫色光带在上，红色光带较宽

答案：CD

8.一块透明的光学材料，AB为其一个端面，建立平面直角坐标系如图甲所示，设该光学

材料的折射率沿y轴正方向（即BA方向）均匀减小，有一光线PO从空中以某一入射角θ射向O点，并进入该材料内部，则该光线在光学材料内部可能的传播路径是图乙中的（）

答案： D

9.如图所示，一根粗细均匀的半圆形玻璃棒，折射率为1. 5，半径为R，两端面A、B

均为正方形，宽度为d。令一束平行光垂直于端面A入射，要使入射光线全都从另一端面B射出，则R与d之比的最小值应为（）

A．2 B．1 C．3 D．1.5

答案：A

2．填空题

1.如图所示，在等高且相距较远的甲、乙两地各有一套光学系统．甲处A为固定的激光

光源，它竖直向下发出一束又细又亮的激光．B是正多面反射棱镜，这里只画出它相邻的三个反射面，该棱镜可绕水平中心轴O顺时针高速旋转．C是带观察屏的望远镜．当撤去B时，激光束恰好直接射入望远镜．乙处是安装在水平轴O'上的两块互相垂直的平面镜组成的反射系统，该系统也可绕O'轴在竖直面内旋转．现调节甲、乙两地系统至某一静态时，激光束经过图所示的一系列反射后恰好射入望远镜中，试回答下列问题：

（1）由此可推导出正多面反射棱镜的面数为。

（2）保持甲地的整个光学系统不动，让乙地反射系统整个绕O'轴在纸面上缓缓旋转一个不太大的角度，是否可以保证激光束在这一段时间内总能进入望远镜中？（旋转过程中两平面镜保持相互垂直且激光在两平面镜中各有一次反射）．

答：（填“是”或“否")。

（3）若让甲地棱镜绕中心轴O旋转，其余部分不动．由于甲、乙两地相隔较远，且光是以一定的速度在空气中传播的，故一般情况下望远镜中不能再看到激光光源的像．但是适当调节转速，则可重新看到光源的像．若已知甲、乙两地间距离为s，光速为c，试求棱镜的最小转速是 r/s。