应用光学试卷14清考卷
应用光学习题”、“物理光学习题”、“工程光学-练习题.doc
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一.选择题1、几何光学有三大基本定律，它们是是：(D )A、折射与反射定律，费马原理，马吕斯定律；B、直线传播定律，折射与反射定律，费马原理；C、独立传播定律，折射与反射定律，马吕斯定律；D、直线传播定律，独立传播定律，折射与反射定律。
2、对理想光学系统，下列表述正确的是：(C )A、位于光轴上的物点的共轨像点不在光轴上；B、物方焦点与像方焦点共觇；C、基点与基面为：焦点、主点、节点，焦平面、主平面、节平面；D、牛顿物像位置关系，它是以主点为坐标原点。
3、关于光阑，下列表述正确的是：(B )A、孔径光阑经其前面的光学系统所成的像称为入窗；B、若孔径光阑在光学系统的最前面，则孔径光阑本身就是入瞳；C、孔径光阑、入窗、出窗三者是物像关系；D、视场光阑是限制轴上物点孔径角的大小，或者说限制轴上物点成像光束宽度、并有选择轴外物点成像光束位置作用的光阑。
4、关于人眼，下列描述正确的是：(A )A、眼睛自动改变焦距的过程称为眼睛的视度调节；B、近视眼是将其近点矫正到明视距离，可以用负透镜进行校正；C、眼睛可视为由水晶体、视网膜和视神经构成的照相系统。
；D、人眼分辨率与极限分辨角成正比关系。
5、关于典型光学系统，下列表述正确的是：(B )A、增大波长可以提高光学系统的分辨率；B、显微镜的有效放大率,放大率高于1000NA时，称作无效放大率，不能使被观察的物体细节更清晰；C、目视光学仪器，其放大作用可以由横向放大率来表示；D、减小孔径可以提高光学系统的分辨率。
6、关于光的电磁理论，下列表述正确的是：(D )A、两列光波相遇后又分开，每列光波不再保持原有的特性；B、两列光波叠加后其光强为两列光波的强度之和；C、等振幅面传播的速度称为相速度；D、两个振幅相同、振动方向相同、传播方向相同，但频率接近的单色光波叠加形成拍现象。
应用光学试题(11月)
应用光学试题一、问答题1、在几何光学框架内，光的传播规律可归纳为四个基本定律，请分别简述其内容。
（1）光的直线传播定律：在各向同性介质中，光沿直线传播。
（2）光的独立传播定律：从不同的光源发出的光束以不同的方向通过空间某点时，彼此互不影响，各光束独立传播。
（3）反射定律：入射光线、反射光线和投射点法线三者在同一平面内，入射角和反射角二者绝对值相等且符号相反，即入射光和反射光在法线两侧。
（4）折射定律：入射光线、折射光线和投射点法线三者在同一平面内，入射角的正弦与折射角的正弦之比与入射角的大小无关，而与两种介质的性质有关。
对一定波长的光线，在一定温度和压力的条件下，该笔直为一常数，等于折射光线所在介质的折射率ｎ＇和入射光线所在介质的折射率ｎ之比。
2、请概述光线与波面的概念，以及几何像差与波像差的概念。
（1）几何光学中把光看作是光线。
光波是电磁波，向周围传播，在某一瞬时，其振动相位相同的各点所构成的曲面称为波面。
在各向同性介质中，光沿着波面的法线方向传播，可以认为光波波面的法线就是几何光学中的光线。
（2）几何像差是几何光线经过光学系统后的实际光路相对于理想光路个偏离量。
波像差是经过光学系统后的实际波面和理想波面之间的偏差。
3、何为马吕斯定律？光学系统成完善像的条件是什么？（1）马吕斯定律：垂直于波面的光束（法线集合）经过任意多次反射和折射后，无论折射面和反射面的形状如何，出射光束仍垂直于出射波面，保持光线束仍为法线集合的性质；并且入射波面和出射波面对应点之间的光程均为定值。
（2）光学系统成完善像的条件：ａ：点物成点像，即物空间每一点在像空间都有唯一的的点与之对应。
ｂ：物空间每一条线在像空间都有唯一的直线与之相对应。
ｃ：物空间的任一点位于一条直线上，那么在像空间内共轭点必定在该直线的共轭线上。
4、何为阿贝不变量和拉赫不变量？它们的物理意义是什么？（1）阿贝不变量：1111''Q n n r l r l ⎛⎫⎛⎫=-=- ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭；其物理意义是，近轴区，一折射面的物空间和像空间的一对共轭点的位置是确定的。
北理工820应用光学考研真题(1999-2014)
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4. 已知主点 ������1、������1′、������2、������2′ 和焦点������1、������1′、������2、������2′，求像������′������′的物 AB。
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������1 ������1′
������2 ������2′
3. 一望远系统物镜焦距为 300mm，物方视场角2������ = 8°，从目镜出射的像方视 场角为2������′ = 69.9277°，出瞳直径������′ = 6mm，物镜后方有一靴型屋脊棱镜（玻璃 折射率为 1.5163，棱镜展开厚度为 L = 2.98D）作为倒像系统，棱镜出射面到目 镜的距离为 40mm，求棱镜入射面的口径������棱1为多少？棱镜出射面的口径������棱2为 多少？望远物镜到棱镜入射面之间的距离为多少？（物镜、目镜均按薄透镜计算） （10 分）
五、问答及证明题（共 15 分，每小题 5 分） 1. 证明点光源照明一微小平面时的光照度公式为
������ cos ������ ������ = ������2 其中 I 为发光强度，������为平面法线方向和照明方向的夹角，������为平面与光源之间的 距离。
2. 证明望远系统中用了场镜以后并不影响原有光学系统的光学特性，在望远系 统中使用场镜有什么作用？
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3. 画图并推导出理想光学系统物像关系的牛顿公式。
六、计算题 1. 一物镜焦距为 2200m 的平行光管用来测量一焦距为 100mm 的被测系统，在 被测系统的物方焦面上放置一直径为 0.1mm 的小孔，问此小孔经被测系统和平 行光管后，像的直径为多少？现在在平行光管后面加一负透镜，使小孔像放大到 8.8mm，并要求新像点在原像点后 200mm 处，求负透镜的焦距以及与平行光管 物镜之间的距离。（所有系统均按薄透镜系统计算）（10 分）
应用光学习题及答案
四、分析作图题（共25分）1. 已知正光组的F 和F’，求轴上点A 的像，要求用五种方法。
（8分）2. 已知透镜的焦距公式为1122111nr f 'r d (n )n()(n )r r =⎡⎤--+-⎢⎥⎣⎦，11H n l'f 'd nr -=-，21H n l f 'd nr -=-，分析双凹透镜的基点位置，并画出FFL 、BFL 和EFL 的位置。
（9分）3. 判断下列系统的成像方向，并画出光路走向（8分）（a ） （b ）五、计算题（共35分） 1．由已知150f mm '=，2150f mm '=-的两个薄透镜组成的光学系统，对一实物成一放大4倍的实像，并且第一透镜的放大率12β⨯=-，试求：1.两透镜的间隔；2.物像之间的距离；3.保持物面位置不变，移动第一透镜至何处时，仍能在原像面位置得到物体的清晰像？与此相应的垂铀放大率为多大?（15分）2. 已知一光学系统由三个零件组成，透镜1：11100f f '=-=，口径140D =；透镜2：22120f f '=-=，口径230D =，它和透镜1之间的距离为120d =；光阑3口径为20mm ，它和透镜2之间的距离230d =。
物点A 的位置1200L =-，试确定该光组中，哪一个光孔是孔径光阑，哪一个是视场光阑？（20分）试题标准答案及评分标准用纸课程名称：应用光学 （A 卷）一、选择题（每题2分，共10分）1．B ；2．A ；3．C ；4．C ；5．D二、填空题（每题2分，共10分）1．物镜的像方焦点F '物到目镜物镜焦点F 目之间的距离 2．又叫后截距，用Fl '表示，是系统最后一个面的顶点到像方焦点之间的距离 3．一般认为最大波像差小于四分之一波长，则系统质量和理想光学系统没有显著差别4．入瞳直径D 和物镜焦距f '物之比D f '物5．假设物空间不动，棱镜绕P 转θ，则像空间先绕P ’转1(1)n θ--，后绕P 转θ三、简答题（每题4分，共20分）1．限制进入光学系统的成像光束口径的光阑叫空径光阑。
《应用光学》期末考试复习共55页文档
45、自己的饭量自己知道。——苏联
Hale Waihona Puke 41、学问是异常珍贵的东西，从任何源泉吸 收都不可耻。——阿卜·日·法拉兹
42、只有在人群中间，才能认识自 己。——德国
43、重复别人所说的话，只需要教育； 而要挑战别人所说的话，则需要头脑。—— 玛丽·佩蒂博恩·普尔
《应用光学》期末考试复习
16、人民应该为法律而战斗，就像为 了城墙 而战斗 一样。 ——赫 拉克利 特 17、人类对于不公正的行为加以指责 ，并非 因为他 们愿意 做出这 种行为 ，而是 惟恐自 己会成 为这种 行为的 牺牲者 。—— 柏拉图 18、制定法律法令，就是为了不让强 者做什 么事都 横行霸 道。— —奥维 德 19、法律是社会的习惯和思想的结晶 。—— 托·伍·威尔逊 20、人们嘴上挂着的法律，其真实含 义是财 富。— —爱献 生
东华大学2014硕士研究生入学考试应用光学真题
一．简答题（每题6分，共60分）1.同心负弯月形透镜，球心为C，在空气中，主点在何位置？节点在何位置？2.目镜的作用是形成实像还是虚像？是成倒立像还是正立像？是成放大像还是缩小像？3.叙述费马原理，马吕斯定律。
4.相差有哪些？球差是如何产生的？如何消除球差？5.色差分为几种，是如何产生的？如何消除位置色差？6.畸变如何产生？如何消除？7.理想光学系统成像的条件是？8.孔径光阑如何确定？什么是入射光瞳？什么事出射光瞳？9.为什么光楔有色散作用？当光楔顶角为θ时，光楔对F光和C光的角色散公式10.角放大倍率和视觉放大倍率的本质区别是什么？望远镜的角放大倍率和视觉放大倍率有何异同？二．作图题1.求实物AB的像2.虚物AB的像4．棱镜反射后坐标系方向三．计算题1．设计一显微物镜，要求β=-5倍，NA=0.15.物面到像面的共轭距离为180mm.1)求显微物镜的物距，像距，焦距和物镜的通光孔径2)若该物镜与一目镜组成一显微镜，目镜的焦距为25mm，求该显微镜的视觉放大倍率，分辨率（对可见光谱的物体成像）和景深2.一ISO 100 的照相胶卷，正常的曝光量为0.1 lxs（勒克斯·秒），用照相机白天拍摄动态物体，若物体的亮度为2000cd/m2,选用1/1000秒的快门速度，问1)为获得正确的曝光量，照相机的镜头光圈数应为多大？（忽略相机的光能损失，提示：曝光量等于像面照度乘以曝光时间）2)此时相机的分辨率为多少？3.已知三共轴薄光组f1′=−f1=100mm ,d1=10mm,f2′=−f2=−50mm,d2=20mmf3′=−f3=50mm试求复合光组的基点位置和焦距大小. .。
2014高考试题汇编光学
2014年高考物理试题分类汇编：光学34．[物理——选修34][2014·新课标全国卷Ⅰ] (2)一个半圆柱形玻璃砖，其横截面是半径为R 的半圆，AB 为半圆的直径，O 为圆心，如图所示．玻璃的折射率为n ＝.(ⅰ)一束平行光垂直射向玻璃砖的下表面，若光线到达上表面后，都能从该表面射出，则入射光束在AB 上的最大宽度为多少？(ⅱ)一细束光线在O 点左侧与O 相距23R 处垂直于AB 从下方入射，求此光线从玻璃砖射出点的位置．(2)(ⅰ)R (ⅱ)略[解析] 在O 点左侧，设从E 点射入的光线进入玻璃砖后在上表面的入射角恰好等于全反射的临界角θ，则OE 区域的入射光线经上表面折射后都能从玻璃砖射出，如图所示，由全反射条件有sin θ＝n 1①由几何关系有OE ＝R sin θ②由对称性可知，若光线都能从上表面射出，光束的宽度最大为l ＝2OE ③联立①②③式，代入已知数据得l ＝R ④(ⅱ)设光线在距O 点23R 的C 点射入后，在上表面的入射角为α，由几何关系及①式和已知条件得α＝60°>θ⑤光线在玻璃砖内会发生三次全反射．最后由G 点射出，如图所示，由反射定律和几何关系得OG ＝OC ＝23R ⑥射到G 点的光有一部分被反射，沿原路返回到达C 点射出．[2014·新课标Ⅱ卷] [物理——选修3－4] (2)一厚度为h 的大平板玻璃水平放置，其下表面贴有一半径为r 的圆形发光面，在玻璃板上表面放置一半径为R 的圆纸片，圆纸片与圆形发光面的中心在同一竖直线上，已知圆纸片恰好能完全遮挡住从圆形发光面发出的光线(不考虑反射)，求平板玻璃的折射率．34．[答案] (1)BCE (2)2h[解析] (1)由Q 点的振动图像可知，t ＝0.10 s 时质点Q 沿y 轴负方向运动，A 项错误；由波的图像可知，波向左传播，波的周期T ＝0.2 s ，振幅A ＝10 cm ，t ＝0.10 s 时质点P 向上运动，经过0.15 s ＝43T 时，即在t ＝0.25 s 时，质点振动到x 轴下方位置，且速度方向向上，加速度方向也沿y 轴正方向，B 项正确；波动速度v ＝T λ＝0.28 m/s ＝40 m/s ，故从t＝0.10 s 到t ＝0.25 s ，波沿x 轴负方向传播的距离为x ＝v t ＝6 m ，C 项正确；由于P 点不是在波峰或波谷或平衡位置，故从t ＝0.10 s 到t ＝0.25 s 的43周期内，通过的路程不等于3A ＝30 cm ，D 项错误；质点Q 做简谐振动的振动方程为y ＝A sin T 2πt ＝0.10sin 10πt (国际单位制)，E 项正确．(2)如图所示，考虑从圆形发光面边缘的A 点发出的一条光线，假设它斜射到玻璃上表面的A ′点折射，根据折射定律有n sin θ＝sin α①式中n 是玻璃的折射率，θ是入射角，α是折射角．现假设A ′恰好在纸片边缘，由题意，在A ′点刚好发生全反射，故α＝2π②设AA ′线段在玻璃上表面的投影长为L ，由几何关系有sin θ＝L2＋h2L ③由题意，纸片的半径应为R ＝L ＋r ④联立以上各式可得n ＝2h ⑤20． [2014·北京卷] 以往，已知材料的折射率都为正值(n >0)．现已有针对某些电磁波设计制作的人工材料，其折射率可以为负值(n <0) ，称为负折射率材料．位于空气中的这类材料，入射角i 与折射角r 依然满足sin r sin i ＝n ，但是折射线与入射线位于法线的同一侧(此时折射角取负值)．现空气中有一上下表面平行的负折射率材料，一束电磁波从其上表面射入，下表面射出．若该材料对此电磁波的折射率n ＝－1，正确反映电磁波穿过该材料的传播路径的示意图是( )A BC D20．B 本题考查光的折射．是一道创新题，但本质上还是光的折射定律，本题给定信息“光的折射光线和入射光线位于法线的同侧”，无论是从光从空气射入介质，还是从介质射入空气，都要符合此规律，故A 、D 错误．折射率为－1，由光的折射定律可知，同侧的折射角等于入射角，C 错误，B 正确．17． [2014·全国卷] 在双缝干涉实验中，一钠灯发出的波长为589 nm 的光，在距双缝1.00 m 的屏上形成干涉图样．图样上相邻两明纹中心间距为0.350 cm ，则双缝的间距为( )A ．2.06×10－7 mB ．2.06×10－4 mC ．1.68×10－4 mD ．1.68×10－3 m17．C [解析] 本题考查双缝干涉条纹间距离公式．双缝干涉相邻条纹间距Δx ＝d l λ，则d ＝Δx l λ＝1.68×10－4 m ，C 正确．13． [2014·福建卷Ⅰ] 如图， 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，下图能正确描述其光路的是( )A BC D13．A [解析] 光线由空气沿半径射入玻璃砖时，传播方向不变，由玻璃砖射向空气时，在其分界面处当入射角大于或等于临界角时，会发生全反射现象，故A 项正确；光线由空气射向玻璃砖时，由于光线与分界面不垂直，所以除了有反射现象之外还应发生折射现象，其折射角小于入射角，故B 、D 项错误；光线由空气沿半径射入玻璃砖时，传播方向不变，由玻璃砖射向空气时，折射角应大于入射角，故C 项错误．[2014·江苏卷] [选修3－4](1)某同学用单色光进行双缝干涉实验，在屏上观察到题12B 1(甲)图所示的条纹，仅改变一个实验条件后，观察到的条纹如题12B 1(乙)图所示．他改变的实验条件可能是______．(题12B 1图)A ．减小光源到单缝的距离B ．减小双缝之间的距离C ．减小双缝到光屏之间的距离D ．换用频率更高的单色光源(1)B [解析] 根据Δx ＝d l λ知，要使条纹间距变大，可减小双缝之间的距离，增大光的波长(即降低光的频率)或增大双缝到屏的距离，故只有B 正确．2．[2014·四川卷] 电磁波已广泛运用于很多领域．下列关于电磁波的说法符合实际的是( )A ．电磁波不能产生衍射现象B ．常用的遥控器通过发出紫外线脉冲信号来遥控电视机C ．根据多普勒效应可以判断遥远天体相对于地球的运动速度D ．光在真空中运动的速度在不同惯性系中测得的数值可能不同2．C [解析] 衍射现象是波的特有现象，A 错误；常用的遥控器通过发出红外线脉冲信号来遥控电视机，B 错误；遥远天体和地球的距离发生变化时，遥远天体的电磁波由于相对距离发生变化而出现多普勒效应，所以能测出遥远天体相对地球的运动速度，C 正确；光在真空中运动的速度在不同惯性系中测得的数值是相同的，即光速不变原理，D 错误．3．[2014·四川卷] 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3．D [解析] 光从水中进入空气，只要在没有发生全反射的区域，就可以看到光线射出，所以A 、B 错误；光的频率是由光源决定的，与介质无关，所以C 错误；由v ＝n c 得，光从水中进入空气后传播速度变大，所以D 正确．8． [2014·天津卷] 一束由两种频率不同的单色光组成的复色光从空气射入玻璃三棱镜后，出射光分成a 、b 两束，如图所示，则a 、b 两束光( )A ．垂直穿过同一块平板玻璃，a 光所用的时间比b 光长B ．从同种介质射入真空发生全反射时，a 光临界角比b 光的小C ．分别通过同一双缝干涉装置，b 光形成的相邻亮条纹间距小D ．若照射同一金属都能发生光电效应，b 光照射时逸出的光电子最大初动能大8．AB [解析] 本题考查了光的折射率、全反射、双缝干涉及光电效应等知识点，根据图中光线的偏转角度可以判断出三棱镜对a 光的折射率比b 光的大，所以a 光的频率大，在玻璃中速度小，通过玻璃所用的时间长，A 正确；a 光发生全反射的临界角小于b 光发生全反射的临界角，B 正确；发生双缝干涉时相邻条纹间的距离公式Δx ＝ d l λ，由于b 光的波长长，所以b 光形成的相邻亮条纹间距大，C 错误；由于a 光的频率大于b 光的频率，根据公式E k ＝hν－W 得出a 光照射金属时逸出的光电子的最大初动能大，D 错误．18． [2014·浙江卷] 关于下列光学现象，说法正确的是( )A ．水中蓝光的传播速度比红光快B ．光从空气射入玻璃时可能发生全反射C ．在岸边观察前方水中的一条鱼，鱼的实际深度比看到的要深D ．分别用蓝光和红光在同一装置上做双缝干涉实验，用红光时得到的条纹间距更宽18．CD [解析] 本题考查光速、光的全反射、折射、双缝干涉等知识．在同一种介质中，波长越短，波速越慢，故红光的传播速度比蓝光大，选项A 错误；光从空气射向玻璃是从光疏介质射向光密介质，不能发生全反射，选项B 错误；在岸边观察水中的鱼，由于光的折射，鱼的实际深度比看到的深度要深，选项C 正确；在空气中红光的波长比蓝光要长，根据Δx ＝d l λ可知红光的双缝干涉条纹间距大，选项D 正确．(1)(6分)[2014·重庆卷] 打磨某剖面如题11图1所示的宝石时，必须将OP 、OQ 边与轴线的夹角θ切磨在θ1＜θ＜θ2的范围内，才能使从MN 边垂直入射的光线在OP 边和OQ 边都发生全反射(仅考虑如图所示的光线第一次射到OP 边并反射到OQ 边后射向MN 边的情况)，则下列判断正确的是( )题11图1A ．若θ＞θ2，光线一定在OP 边发生全反射B ．若θ＞θ2，光线会从OQ 边射出C ．若θ＜θ1，光线会从OP 边射出D ．若θ＜θ1，光线会在OP 边发生全反射11．[答案] (1)D[解析]本题第一问考查光的折射和全反射，第二问考查波的图像．[2014·江苏卷] (3)Morpho 蝴蝶的翅膀在阳光的照射下呈现出闪亮耀眼的蓝色光芒，这是因为光照射到翅膀的鳞片上发生了干涉．电子显微镜下鳞片结构的示意图见题12B 2图．一束光以入射角i 从a 点入射，经过折射和反射后从b 点出射．设鳞片的折射率为n ，厚度为d ，两片之间空气层厚度为h .取光在空气中的速度为c ，求光从a 到b 所需的时间t .(题12B 2图)(3)n2－sin2i 2n2d ＋ccos i 2h[解析] 设光在鳞片中的折射角为γ，根据折射定律有sin i ＝n sin γ.在鳞片中传播的路程l 1＝cos γ2d ，传播速度v ＝n c ，传播时间t 1＝v l1，解得t 1＝n2－sin2i 2n2d ，同理，在空气中的传播时间t 2＝ccos i 2h ，则t ＝t 1＋t 2＝n2－sin2i 2n2d ＋ccos i 2h .[2014·山东卷] (2)如图所示，三角形ABC 为某透明介质的横截面，O 为BC 边的中点，位于截面所在平面内的一束光线自O 以角i 入射，第一次到达AB 边恰好发生全反射．已知θ＝15°，BC 边长为2L ，该介质的折射率为.求：(ⅰ)入射角i ；(ⅱ)从入射到发生第一次全反射所用的时间(设光在真空中的速度为c ，可能用到：sin 75°＝42或tan 15°＝2－.38． [答案] (2)(ⅰ)45° (ⅱ)2c 2L[解析] (2)(ⅰ)根据全反射规律可知，光线在AB 面上P 点的入射角等于临界角C ，由折射定律得sin C ＝n 1①代入数据得C ＝45°②设光线在BC 面上的折射角为r ，由几何关系得r ＝30°③由折射定律得n ＝sin r sin i ④联立③④式，代入数据得i ＝45°⑤(ⅱ)在△OPB 中，根据正弦定理得sin 75°OP ＝sin 45°L ⑥设所用时间为t ，光线在介质中的速度为v ，得OP ＝v t ⑦v ＝n c ⑧联立⑥⑦⑧式，代入数据得t ＝2c 2L ⑨。
2008年第二学期期末应用光学期末考试
2008年第二学期期末应用光学期末考试
一、
1）周视瞄准镜坐标变换关系
2）根据坐标变化说明工作原理
二、
1）几何光学四大定律（直线、独立、反射、折射）
2）五角棱镜光路图，成像坐标关系
3）列出七种像差
4）光学系统光能损失因素
三、
1）50mm相机对3m目标成像怎样调焦
x=-(3000-50)=2950mm;f=-50mm
由xx’=ff’得x’＝50/59mm
2）作图
3）近视2m，配眼睛，焦距，画图
R＝1/l r=1/2;所以应配的眼睛度数为100×1/2=50度
焦距f’= l r=2m
4）投影仪f‘＝80mm，β＝10X，问物像距
5）成像关系作图
虚物Q的像Q‘实物AB的像AB’
四、
1）光干涉条件，举2例
2）人眼瞳2mm，计算极限角分辨率
3）杨氏λ＝640nm，d＝0.4mm，L＝500，计算条纹间距
五、光电经纬仪1）靶场中的用途；2）三轴关系图；3）照准差、零位差、定向差定义
六、ZFD-180高速摄影机（原理图已给出）
1）孔径光阑，出入瞳位置
2）视场光阑，出入窗位置
3）实限“等待”原理。
2014年浙江省高考物理模拟试卷(一)(提优卷)
2014年浙江省高考物理模拟试卷（一）（提优卷）学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________一、单选题(本大题共4小题，共24.0分)1.如图所示，水面下的光源S向水面A点发射一束光线，反射光线为c，折射光线分成a、b两束，则()A.在水中a光的速度比b光的速度小B.由于色散现象，经水面反射的光线c也可能分为两束C.用同一双缝干涉实验装置分别以a、b光做实验，a光的干涉条纹间距大于b光的干涉条纹间距D.若保持入射点A位置不变，将入射光线顺时针旋转，则从水面上方观察，a光先消失【答案】C【解析】试题分析：由图看出水对a光的偏折角小于对b光的偏折角，由折射定律分析水对两种光折射率的大小，由v=分析光水中速度的大小．反射的光线c不能分为两束．根据干涉条纹的间距与波长成正比，分析同样条件下，两种光干涉条纹间距的大小．由临界角公式分析临界角大小，判断将入射光线顺时针旋转时，水面上哪种光先发生全反射，哪种光先消失．A、由图看出水对a光的偏折角小于对b光的偏折角，由折射定律分析可知，水对b光的折射率较大，由v=分析得知，a光水中速度较大．故A错误．B、根据反射定律可知，所有反射光的反射角都相同，所以反射的光线c不能分为两束．故B错误．C、由上可知，水对b光的折射率较大，对a光的折射率较小，则a光的波长较大，b 光的波长较小．根据干涉条纹的间距与波长成正比，则同样条件下a光的干涉条纹间距大于b光的干涉条纹间距．故C正确．D、由临界角公式sin C=分析可知，a光的临界角大于b光的临界角，当将入射光线顺时针旋转时，入射角增大，则b光的入射角先达到临界角，则b光先发生全反射，从光水面上方消失．故D错误．故选：C.2.如图所示为杂技“顶竿”表演，一人站在地上，肩上扛一质量为M的竖直竹竿，竿上有一质量为m的人可以看成质点，当此人沿着竖直竿以加速度a加速下滑时，竿对地面上的人的压力大小为( )【答案】A【解析】试题分析：竿对“底人”的压力大小应该等于竿的重力加上竿上的人对杆向下的摩擦力，竿的重力已知，求出竿上的人对杆向下的摩擦力就可以了．对竿上的人分析：受重力mg、摩擦力F f，有mg-F f=ma；所以F f=m(g-a)，竿对人有摩擦力，人对竿也有反作用力--摩擦力，且大小相等，方向相反，对竿分析：受重力M g、竿上的人对杆向下的摩擦力F f′、顶竿的人对竿的支持力F N，有M g+F f′=F N，又因为竿对“底人”的压力和“底人”对竿的支持力是一对作用力与反作用力，由牛顿第三定律，得到F N′=M g+F f′=(M+m)g-ma．故选：A．3.我国研制并成功发射的“嫦娥二号”探测卫星，在距月球表面高度为h的轨道上做匀速圆周运动，运行的周期为T．若以R表示月球的半径，则()A.卫星运行时的向心加速度为B.物体在月球表面自由下落的加速度为C.卫星运行时的线速度为 D.月球的第一宇宙速度为【答案】D【解析】试题分析：嫦娥二号距月球的轨道半径(R+h)，周期T均为已知，应用万有引力提供向心力整理可得GM的表达式，再应用万有引力提供向心力解得所要求解的物理量．已知嫦娥二号距月球的轨道半径(R+h)，周期T；万有引力提供向心力，得：=ma向=①A、所以卫星运行时的向心加速度：a向=，故A错误．B、物体在月球表面自由下落的加速度为：G=ma，解得：a=，故B错误．C、卫星运行时的线速度为：，故C错误．D、月球的第一宇宙速度：G=m，解得：V2=；②由①得：GM=③由②③解得：v2=，故D正确．故选：D4.如图甲所示，MN左侧有一垂直纸面向里的匀强磁场．现将一边长为l、质量为m、电运动；当t=t0时，线框的ad边与磁场边界MN重合．图乙为拉力F随时间变化的图线，不及摩擦阻力．由以上条件可知，磁场的磁感应强度B的大小为()A. B. C. D.【答案】B【解析】试题分析：t=0时刻，感应电流为零，线框受到的安培力为零．由牛顿第二定律可求出加速度，并求出t0时刻线框的速率v．当t=t0时，由图读出拉力，根据牛顿第二定律列出表达式，结合斜率求出Bt=0时刻，感应电动势E=0，感应电流I=0，安培力F安=BI l=0，由牛顿第二定律得，F0=ma，a=，v=at0=根据牛顿第二定律得，F-F安=ma，又F安=BI l，I=，E=B lv，得到F=+mat=t0时该，由图读出图线的斜率K===解得故选：B二、多选题(本大题共3小题，共18.0分)5.如图中是一列沿x轴正方向传播的简谐横波在t=0时刻的波形图，此时质点B运动到波峰，质点C恰好通过平衡位置．该波的周期为4.0s，关于质点B和C下列说法中正确的是( )A.它们开始振动时的运动方向相同B.此刻以后的1s内C质点的加速度方向一直沿y轴正方向C.在开始振动后的任何连续的2s内，合外力对它们做的功都为零D.它们振动过程中的任意1s内通过的路程均为2.0cm【答案】AC【解析】A、各质点的起振方向与波源的起振方向相同，所以它们开始振动时的运动方向相同．故A正确；B、t=1s=，所以此刻以后的1s内C质点向上振动，到达波峰，加速度方向一直沿y轴负方向．故B错误；C、质点的振动周期为4s，每经过半个周期，质点运动到与平衡位置对称的位置，动能变化为零，则合外力做功为零．故C正确．D、波的周期为4s，经过四分之一个周期，振动的路程不一定等于振幅的大小．故D错误．故选：AC．6.某同学设计了一种静电除尘装置，如图甲所示，其中有一长为L、宽为b、高为d的矩形通道，其前、后面板为绝缘材料，上、下面板为金属材料．图乙是装置的截面图，上、下两板与电压恒定为U的高压直流电源相连．带负电的尘埃被吸入矩形通道的水平速度为v0，当碰到下板后其所带电荷被中和，同时被收集．将被收集尘埃的数量与进入矩形通道尘埃的数量的比值，称为除尘率．不计尘埃的重力及尘埃之间的相互作用．要增大除尘率，则下列措施可行的是( )A.只增大电压UB.只增大高度dC.只增大长度LD.只增大尘埃被吸入水平速度v0【答案】AC【解析】试题分析：带电尘埃在矩形通道内做类平抛运动，在沿电场的方向上的位移为y=，增大y便可增大除尘率．增加除尘率即是让离下极板较远的粒子落到下极板上，带电尘埃在矩形通道内做类平抛运动，在沿电场的方向上的位移为y=即增加y即可．A、只增加电压U可以增加y，故A满足条件；B、只增大高度d，由题意知d增加则位移y减小，故B不满足条件；C、只增加长度L，可以增加y，故C 满足条件；D、只增加水平速度v0，y减小，故D不满足条件．故选：AC．7.如图1所示，物体以一定初速度从倾角α=37°的斜面底端沿斜面向上运动，上升的最大高度为3.0m．选择地面为参考平面，上升过程中，物体的机械能E机随高度h的变化如图2所示．g=10m/s2，sin37°=0.60，cos37°=0.80．则()A.物体的质量m=0.67kgB.物体与斜面间的动摩擦因数μ=0.40C.物体上升过程的加速度大小a=10m/s2D.物体回到斜面底端时的动能E k=10J【答案】CD【解析】试题分析：当物体到达最高点时速度为零，机械能等于物体的重力势能，由重力势能计算公式可以求出物体质量；在整个运动过程中，机械能的变化量等于摩擦力做的功，由图象求出摩擦力的功，由功计算公式求出动摩擦因数；由牛顿第二定律求出物体上升过程的加速度；由动能定理求出物体回到斜面底端时的动能．A、物体到达最高点时，机械能E=E P=mgh，m===1kg，故A错误；B、物体上升过程中，克服摩擦力做功，机械能减少，减少的机械能等于克服摩擦力的功，△E=-μmgcosα，即30-50=-μ×1×10cos37°×，μ=0.5，故B错误；C、物体上升过程中，由牛顿第二定律得：mgsinα+μmgcosα=ma，解得a=10m/s2，故C正确；D、由图象可知，物体上升过程中摩擦力做功W=30-50=-20J，在整个过程中由动能定理得E K-E K0=2W，则E K=E K0+2W=50+2×(-20)=10J，故D正确；故选CD．三、实验题探究题(本大题共2小题，共16.0分)8.某同学用如图所示的实验装置验证机械能守恒定律．实验所用的电源为学生电源，输出电压为6V的频率为50H z交流电和直流电两种．重锤从高处由静止开始下落，重锤上拖着的纸带打出一系列的点，对纸带上的点迹进行测量，即可验证机械能守恒定律．(1)他进行正确操作后挑选出一条点迹清晰的纸带，如图1所示，O点为起始点，A、B、C、D、E、F为六个计数点．他测量出各计数点到O点的距离h，并计算出各点的瞬时速度v，然后以为纵轴、以下落距离h为横轴作图，画出的图象应是图中的.(2)他进一步分析，发现本实验存在较大误差．为此设计出用如图2所示的实验装置来验证机械能守恒定律．通过电磁铁控制的小铁球从A点自由下落，下落过程中经过光电门B时，通过与之相连的毫秒计时器(图中未画出)记录挡光时间t，用毫米刻度尺测出AB之间的距离h，用游标卡尺测得小铁球的直径d．重力加速度为g．实验前应调整光电门位置使小球下落过程中球心通过光电门中的激光束．小铁球通过光电门时的瞬时速度v= ．如果d、t、h、g存在关系式，也可验证机械能守恒定律．(3)比较两个方案，改进后的方案相比原方案的最主要的优点是：.【答案】(1)C；(2); ；(3)没有纸带与打点计时器间的摩擦影响，实验误差减小了．【解析】试题分析：(1)该实验利用小球经过光电门的平均速度来代替瞬时速度，根据功能关系可知该实验需要验证的关系式为：mgh=mv2，由此可以求出该实验中需要验证的关系式．(2)通过极短时间内的平均速度表示瞬时速度可以求出小铁球通过光电门的瞬时速度．若小球重力势能的减小量和动能的增加量相等，可验证机械能守恒定律．解:(1)根据功能关系得：，因此有：，由此可知在以为纵轴、以下落距离h为横轴的图象中，图象为过原点的直线，故ABD错误，C正确．故选：C．(2)光电门测速度的原理是：利用通过极短时间内的平均速度表示瞬时速度，因此有：；根据功能关系得：，因此有：，即若满足：则机械能守恒．(3)该实验产生误差的主要原因是空气阻力以及纸带与限位孔之间的摩擦力影响，因此实验进行改正之后的主要优点是：没有纸带与打点计时器间的摩擦影响，实验误差减小了．故答案为：(1)C；(2); ；(3)没有纸带与打点计时器间的摩擦影响，实验误差减小了．9.图甲是利用两个电流表A1(微安表)和A2(毫安表)测量干电池电动势E和内阻r的电路原理图．图中S为开关．R为滑动变阻器，固定电阻R l和A1内阻之和为l0000Ω(比r 和滑动变阻器的总电阻都大得多)，A2为理想电流表．①按电路原理图在图乙虚线框内各实物图之间画出连线．②在闭合开关S前，将滑动变阻器的滑动端c移动至(填“a端”、“中央”或“b端”)．③闭合开关S，移动滑动变阻器的滑动端c至某一位置，读出电流表A1和A2的示数I1和I2．多次改变滑动端c的位置，得到的数据为在图丙所示的坐标纸上以I1为纵坐标、I2为横坐标画出所对应的I1--I2曲线．④利用所得曲线求得电源的电动势E= V，内阻r= Ω【答案】①实物电路图如图所示:②b端；③图象如图所示:④1.49；0.60．【解析】试题分析：③选择合适的坐标值，标点后用直线将各点相连，误差较大的点可以舍去；④图象与纵坐标的交点为电动势；由闭合电路欧姆定律可求是内阻．解:①由原理图可知，电路为基本的限流接法，故按原理图串联即可；连线如下图所示:②为保证安全，开始时滑动变阻器应接到最大值，故应接b端；③将各点依次描出，连线如下图所示．④由图示可知，电源电动势E=I1(R l+R A1)=149×10-6×10000=1.49V，电源内阻r==≈0.60Ω；故答案为：①实物电路图如上图所示；②b端；③图象如上图所示；④1.49；0.60．四、计算题(本大题共3小题，共48.0分)10.如图所示，AB是高h1=0.6m、倾角θ=37°的斜面，固定在水平桌面上，斜面下端是与桌面相切的一小段圆弧，且紧靠桌子边缘．桌面距地面的高度h2=1.8m．一个质量为m=1.0kg的小滑块从斜面顶端A由静止开始沿轨道下滑，运动到斜面底端B时沿水平方向离开斜面，落到水平地面上的C点．已知小滑块经过B点时的速度大小v1=2m/s，g=10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8，不计空气阻力．求：(1)滑块与斜面间的动摩擦因数μ；(2)小滑块落地点C与B点的水平距离x；(3)小滑块落地时的速度大小v2．【答案】解: (1)小滑块沿斜面滑下，根据动能定理：得：μ=0.5(2)小滑块从B点到C点，做平抛运动竖直方向：，得t=0.6s；水平方向：x=v1t=1.2m；(3)平抛过程，根据机械能守恒，有：得：答：(1)滑块与斜面间的动摩擦因数μ为0.5；(2)小滑块落地点C与B点的水平距离x为1.2m；(3)小滑块落地时的速度大小为2m/s．【解析】(1)滑块从A运动到B的过程，根据动能定理列式求解动摩擦因素；(2)滑块离开桌面后做平抛运动，根据平抛运动的规律求解B点到C点的水平距离；(3)从B到C过程，只有重力做功，机械能守恒，根据机械能守恒定律求解小滑块落地时的速度大小．11.如图甲所示，两平行金属板间接有如图乙所示的随时间t变化的交流电压u，金属板间电场分布均匀、板外空间无电场，板长L=0.2m，板间距离d=0.1m，在金属板右侧有垂直于纸面向里的匀强磁场，磁场左边界MN与两板中线OO′垂直，磁场的宽度D=10cm．现有带正电的粒子流沿两板中线OO′连续射入电场中，已知每个粒子的速度v0=105m/s，比荷=108C/kg，重力忽略不计，在每个粒子通过电场区域的极短时间内，电场可视为恒定不变．求：(1)带电粒子刚好从极板边缘射出时两金属板间的电压；(2)为了使带电粒子不从磁场右边界射出，匀强磁场磁感应强度的最小值B；(3)若进入磁场的带电粒子都从左边界穿出磁场，试证明：任意时刻从电场射出的带电粒子，进入磁场时在MN上的入射点和穿出磁场时在MN上的出射点间的距离为定值．【答案】解: (1)设带电粒子刚好从极板边缘射出电场时电压为：UU=25V(2)带电粒子刚好从极板边缘射出电场时速度最大(粒子在磁场中做圆周运动的轨迹半径R最大)，速度偏转角θ也最大．若速度最大的粒子不能从磁场右边界穿出，则所有粒子都不会从磁场右边界穿出．设最大速度为v m，由动能定理有：m/s，带电粒子在磁场中做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力，根据牛顿第二定律有：粒子不从磁场右边界穿出的条件：R m(1+sinθ)＜D综上解得：，磁感应强度的最小值为：．(3)设粒子进入磁场时速度方向与OO'的夹角为θ则任意时刻粒子进入磁场的速度大小：粒子在磁场中做圆周运动的轨道半径为R：设带电粒子从磁场中飞出的位置与进入磁场的位置之间的距离为l，点间距离为定值，l与θ无关，与所加电压值无关．答：(1)带电粒子刚好从极板边缘射出时两金属板间的电压25V；(2)为了使带电粒子不从磁场右边界射出，匀强磁场磁感应强度的最小值B．(3)任意时刻从电场射出的带电粒子，进入磁场时在MN上的入射点和穿出磁场时在MN 上的出射点间的距离为定值因为l与θ无关，与所加电压值无关．【解析】(1)将带电粒子的运动沿着水平方向和竖直方向正交分解，水平方向为匀速运动，竖直方向为初速度为零的匀加速运动，根据运动学公式列式求解；(2)带电粒子从平行板边缘射出时，电场力做功最多，获得的动能最大，根据动能定理和牛顿第二定律列式求解；(3)经过电场偏转后，粒子速度向上偏转或向下偏转，画出可能的两种轨迹图，根据洛伦兹力提供向心力得到轨道半径，通过几何关系得到向上偏转的距离表达式进行分析．12.如图甲所示，表面绝缘、倾角θ=30°的斜面固定在水平地面上，斜面的顶端固定有弹性挡板，挡板垂直于斜面，并与斜面底边平行．斜面所在空间有一宽度D=0.40m 的匀强磁场区域，其边界与斜面底边平行，磁场方向垂直斜面向上，磁场上边界到挡板的距离s=0.55m．一个质量m=0.10kg、总电阻R=0.25Ω的单匝矩形闭合金属框abcd，放在斜面的底端，其中ab边与斜面底边重合，ab边长L=0.50m．从t=0时刻开始，线框在垂直cd边沿斜面向上大小恒定的拉力作用下，从静止开始运动，当线框的ab边离开磁场区域时撤去拉力，线框继续向上运动，并与挡板发生碰撞，碰撞过程的时间可忽略不计，且没有机械能损失．线框向上运动过程中速度与时间的关系如图乙所示．已知线框在整个运动过程中始终未脱离斜面，且保持ab边与斜面底边平行，线框与斜面之间的动摩擦因数μ=/3，重力加速度g取10m/s2．(1)求线框受到的拉力F的大小；(2)求匀强磁场的磁感应强度B的大小；(3)已知线框向下运动通过磁场区域过程中的速度v随位移x的变化规律满足v=v0-(式中v0为线框向下运动ab边刚进入磁场时的速度大小，x为线框ab边进入磁场后对磁场上边界的位移大小)，求线框在斜面上运动的整个过程中产生的焦耳热Q．【答案】解：(1)由v-t图象可知，在0～0.4s时间内线框做匀加速直线运动，进入磁场时的速度为v1=2.0m/s，所以在此过程中的加速度a==5.0m/s2由牛顿第二定律得F-mgsinθ-μmgcosθ=ma解得F=1.5N(2)由v-t图象可知，线框进入磁场区域后以速度v1做匀速直线运动，产生的感应电动势E=BL v1通过线框的电流I==线框所受安培力F安=BIL=对于线框匀速运动的过程，由力的平衡条件，有F=mgsinθ+μmgcosθ+解得B=0.50T(3)由v-t图象可知，线框进入磁场区域后做匀速直线运动，并以速度v1匀速穿出磁场，说明线框的宽度等于磁场的宽度D=0.40m线框ab边离开磁场后做匀减速直线运动，到达档板时的位移为s-D=0.15m，设线框与挡板碰撞前的速度为v2由动能定理，有-mg(s-D)sinθ-μmg(s-D)cosθ=-解得v2==1.0m/s线框碰档板后速度大小仍为v2，线框下滑过程中，由于重力沿斜面方向的分力与滑动摩擦力大小相等，即mgsinθ=μmgcosθ=0.50N，因此线框与挡板碰撞后向下做匀速运动，ab边刚进入磁场时的速度为v2=1.0m/s；进入磁场后因为又受到安培力作用而减速，做加速度逐渐变小的减速运动，设线框全部离开磁场区域时的速度为v3由v=v0-得v3=v2-=-1.0m/s，因v3＜0，说明线框在离开磁场前速度已经减为零，这时安培力消失，线框受力平衡，所以线框将静止在磁场中某位置．线框向上运动通过磁场区域产生的焦耳热Q1=I2R t==0.40J线框向下运动进入磁场的过程中产生的焦耳热Q2==0.05J所以Q=Q1+Q2=0.45J答：(1)线框受到的拉力F的大小是1.5N；(2)匀强磁场的磁感应强度B的大小是0.50T；(3)线框在斜面上运动的整个过程中产生的焦耳热Q是0.45J．【解析】(1)根据v-t图象的斜率求出加速度，由牛顿第二定律求解拉力F的大小；(2)由v-t图象可知，线框进入磁场区域后以速度2m/s做匀速直线运动，推导出安培力表达式，由平衡条件求解磁感应强度B的大小；(3)由v-t图象可知，线框进入磁场区域后做匀速直线运动，并以速度v1匀速穿出磁场，说明线框的宽度等于磁场的宽度D=0.40m线框ab边离开磁场后做匀减速直线运动，到达档板时的位移为s-D=0.15m，根据动能定理求出线框与挡板碰撞前的速度，线框碰档板后速度大小不变．分析线框向下运动的过程：线框下滑过程中，由于重力沿斜面方向的分力与滑动摩擦力大小相等，线框与挡板碰撞后向下做匀速运动，abab边刚进入磁场时的速度为v2=1.0m/s；进入磁场后因为又受到安培力作用而减速，做加速度逐渐变小的减速运动，由v=v0-求出线框全部离开磁场区域时的速度．根据焦耳定律求出线框向上运动通过磁场区域产生的焦耳热，根据能量守恒定律求出线框向下运动进入磁场的过程中产生的焦耳热．。
高考物理历年试题——光学综合
高考物理历年试题——光学综合1. 2014年理综天津卷8．一束由两种频率不同的单色组成的复色光从空气射入玻璃三棱镜后，出射光分成a ，b 两束，如图所示，则a 、b 两束光（ ）A ．垂直穿过同一块平板玻璃，a 光所用的时间比b 光长B ．从同种介质射入真空发生全反射时，a 光临界角比b 光的小C ．分别通过同一双缝干涉装置，b 光形成的相邻亮条纹间距小D ．若照射同一金属都能发生光电效率，b 光照射时逸出的光电子最大初动能大【答案】AB【解析】由题图可知，在玻璃中，a 光折射率大于b 光，所以玻璃中的光速a 小于b ，A 正确。
由全反射可知，同种介质中a 的折射率大于b ，则临界角a 小于b ，B 正确。
a 光波长小于b 光，则双缝干涉中，a 光的相邻亮条纹间距小，C 错。
a 光频率大于b 光，因此a 光的光子能量大，在光电效应中，逸出电子的最大初动能更大，D 错。
2. 2014年理综浙江卷18.关于下列光学现象，说法正确的是A ．水中蓝光的传播速度比红光快B ．光从空气向射入玻璃时可能发生全反射C ．在岸边观察前方水中的一条鱼，鱼的实际深度比看到的要深D ．分别用蓝光和红光在同一装置上做双缝干涉实验，用红光时得到的条纹间距更宽【答案】CD 【解析】蓝光的频率大于红光的频率，水对蓝光的折射率较大，由nc v =，故蓝光的传播速度比红光小，选项A 错误；光从空气射向玻璃是从光疏介质射向光密介质，不能发生全反射，选项B 错误；在岸边观察水中的鱼，由于光的折射，鱼的实际深度比看到的深度要深，选项C 正确；在空气中红光的波长比蓝光要长，根据λdL x =∆可知红光的双缝干涉条纹间距大，选项D 正确． 3.2012年理综四川卷18．a 、b 两种单色光组成的光束从介质进入空气时，其折射光束如图所示。
用a 、b 两束光A ．先后照射双缝干涉实验装置，在缝后屏上都能出现干涉条纹，由此确定光是横波B ．先后照射某金属，a 光照射时恰能逸出光电子，b 光照射时也能逸出光电子C ．从同一介质以相同方向射向空气，其界面为平面，若b 光不能进入空气，则a 光也不能进入空气D ．从同一介质以相同方向射向空气，其界面为平面，a 光的反射角比b 光的反射角大答案：C解析：确定光是横波应该用光的偏振实验，故A 错；由题图可知a 光的折射率大于b 光的折射率，可知a 光的频率大于b 光的频率，根据光电效应规律，b 光照射时一定不能逸出光子，B 错；因为sin C =1/n ，所以a 光发生全反射的临界角较大，故C 正确；由光的反射定律可知，二者反射角应该相同，故D 错。
应用光学试题(第一章)
32、nuy n'u'y' J，即在一对共轭平面内物高、物方介质折射率、物方孔径角
三者之积与像高、像方介质折射率、像方孔径角三者之积相等，该值常用字母J表示，称为 不变量。
拉赫（或拉氏）
33、反射镜按形状可分为球面反射镜、及非球面反射镜。
平面反射镜
34、常见的球面反射镜分为两种，即 镜及凸面镜。
凹面
35、是一种最简单且能完善成像的平面光学元件。 平面反射镜
36、平面反射镜的反射面是一个平面，可以将它看作是一个曲率半径r的
反射镜
球面
37、平面反射镜的物距和像距大小相等，相反。
符号
38、
I级2空
1、通 常可 见光 的 范 围 取 为380nm~760nm， 波 长 大 于760nm的 光 称 为 ，波长小于380nm的光称为。（2分）
1、红外光的缩写为，紫外光的缩写为
IR，UV
III级3空
1、平面反射镜的垂轴放大率为倍，轴向放大率为 倍，角放大
率为 倍。
1，－1，－1
二、选择题（单选，建议每题2分）
I级
1、不同波长的电磁波有不同的频率，频率、波长与速度三者之间的关系为：
（A）c（B）c（C）c
A
2、光程是指：
（A）光在介质中传播的几何路程与所在的介质折射率的和。
四、要求
为了将来便于建数据库， 我以第一章为例做了个样板， 各位 看看还有什么不妥之处可直接与我联系。初步想法如下：
（一）颜色（必须标清）
1、红色标明级别 ；
2、兰色表示答案；
3、绿色表示需要注意之处；
4、酱色表示分点；
5、浅绿表示一些说明
（二）难易级别
I级表示简单
物理光学与应用光学复习题
中北大学《物理光学与应用光学》考试重点班级：11050141X姓名：学号：211、在双轴晶体中，为什么不能采用o 光与e 光的称呼来区分两个正交线偏正光？(P213) 当波矢k 沿着除两个光轴和三个主轴方向传播时，过折射率椭球中心且垂直于k 的平面与折射率椭球的截线均为椭圆，这些椭圆不具有对称性，相应的两个线偏振光的折射率都与k 的方向有关，这两个光均为非常光。
故在双轴晶体中，不能采用o 光与e 光的称呼来区分两个正交线偏正光。
2、渥拉斯顿棱镜的工作原理：（])t an -[(arcsin 2e o θn n Φ≈，角随入射光波长分离的不同稍有变化）；格兰-汤普森棱镜的工作原理：（格兰-汤普森棱镜利用全反射原理工作的，存在着入射光束锥角限制）。
(P223)3、简述折射率椭球的两个重要性质？折射率椭球方程是？(P206)折射率椭球的两个重要性质：①与波法线k 相应的两个特许折射率n '和n '',分别等于这个椭圆的两个主轴的半轴长。
②与波法线k 相应的两个特许偏振光D 的振动方向d '和d ''，分别平行于r a 和r b 。
折射率椭球方程：1232322222121=++n x n x n x4、什么是“片堆”？简述利用“片堆”产生线偏振光的工作过程？(P36)片堆是由一组平行平面玻璃片叠加在一起构成的，将一些玻璃放在圆筒内，使其表面法线与圆筒轴构成布儒斯特角。
工作过程：当自然光沿圆筒轴以布儒斯特角入射并通过片堆时，因透过片堆的折射光连续不断地以相同的状态入射和折射，每通过一次界面，都从折射光中反射部分垂直纸面分量，最后使通过片堆的透射光接近为一个平行入射面振动的线偏振光。
5、晶体光学的两个基本方程：（⊥⊥==D n cE E n D r2020εε），物理意义：（决定了在晶体中传播的单色平面光波电磁波的结构，给出了沿某个k （s ）方向传播的光波D （E ）与晶体特性n （n r ）的关系）。
光学试卷及答案
光学试卷及答案Last revision on 21 December 2020<光学>期终试卷(一)班级学号姓名成绩一.选择题(每小题分,共25分每小题只有一个正确答案)1.下列说法正确的是A.薄的凸透镜对入射光线一定是会聚的;B.薄的凹透镜对入射光线一定是发散的C.入射光的发散或会聚程度对厚凸、凹透镜的光焦度有影响D.厚凸、凹透镜对入射光线可能是会聚的,也可能是发散的2.光从一种介质进入另一种介质时,不发生变化的是A.频率;B.波长C.速度;D.传播方向3.在菲涅尔双面镜干涉实验中,减少条纹间距的方法有A.增大入射光的波长;B.增大接收屏与镜的距离C.增大两平面镜的夹角;D.减小光源与双面镜交线的距离4.白光正入射到空气中的一个厚度为3800埃的肥皂水膜上,水膜正面呈现什么颜色(肥皂水的折射率为A.红色B.紫红色C.绿色D.青色5.光栅光谱谱线的半角宽度Δθ与下列哪项无关A.谱线的衍射角B.光谱的级次C.光栅常数D.光栅的总缝数6.光是由量子组成的,如光电效应所显示的那样,已发现光电流依赖一于A.入射光的颜色B.入射光的频率C. 仅仅入射光的强度 D,入射光的强度与颜色7.球面波自由传播时,整个波面上各次波源在空间某P点的合振动之振幅等于第一个半波带在P点产生的振动之振幅的2倍倍倍倍8.天文望远镜物镜的直径很大,其目的不是为了A.提高入射光的光强B.提高分辨本领C.能看到更大的像D.能看到更清晰的像9.使用检偏器观察一束光时,强度有一最大但无消光位置,在检偏器前置一1/4波片,使其光轴与上述强度最大的位置平行,通过检偏器观察时有一消光位置,这束光是:A.平面偏振光B.椭圆偏振光C.部分偏振光D.圆偏振光和平面偏振光的混合10.关于单轴晶体,下列哪种描述是正确的A.负晶体,V0> V e ,n<n eB.正晶体,V0> V e, n.> n eC.负晶体,V0< V e n.> n eD.正晶体,V0< V e, n> n e二.填空(每小题2分,共20分)1.从一狭缝射出的单色光经过两个平行狭缝而照射到120cm远的幕上,若此两狭缝相距为,幕上所产生的干涉条纹中两相邻亮纹间距离为 ,则此单色光的波长为① mm2.在迈克尔逊干涉仪的一条光路中,放入折射率为n.厚度为d的透明介质片,放入后,两束光的光程差改变量为②3.用镜头焦距为50mm的相机拍摄月球照片,已知月球的直径为×106m,离地球距离为×108m,则底片上月球像的直径为③ mm4.一焦距为-60mm的双凹透镜,安装在半径为60mm,折射率为平凸透镜前面120mm处,则系统的有效焦距为④ mm5.波长为500nm的单色光垂直照射到宽为的单缝上,单缝右面置一凸透镜以观察衍射条纹,,如果幕上中央条纹两旁第三个暗条纹间的距离为3mm,则其透镜的焦距为⑤ mm6.当圆孔中露出4/3个半波带时,衍射场中心强度与自由传播时强度之比为⑥7.已知某玻璃的折射率为,当入射角为布儒斯特角时,其表面反射率为⑦8.两尼科尔棱镜主截面间的夹角由30转到45,则透射光光强将由原来的I0变为⑧9.人眼观察远处物体时,刚好能被人眼分辨的两物点对瞳孔中心的张角,称为人眼的最小分辨角,若瞳孔的直径为D,光在空气中的波长为λ,n为人眼玻璃状液的折射率,则人眼的最小分辨角为⑨10.一玻璃管长,内贮标准大气压下的某种气体,若这种气体在此条件下的吸收系数为则透射光强度的百分比为⑩三.试用作图法找像的位置和大小(5分)五.计算题(每题10分,共40分)1. 一厚透镜的焦距f=60毫米, 其两焦点之间的距离为125毫米, 若: (a) 物点置于光轴上物方焦点左方20毫米处; (b) 物点置于光轴上物方焦点右方20毫米处, 问这两种情况下象的位置各在何处.2. 如图所示, 平凸透镜的曲率半径R=10米, n=, 平板玻璃板由两部分组成: 左和右的折射率分别为n3=和n4=. 平凸透镜与玻璃板接触点在这两部分平玻璃板相接之处,的液体. 若用单色光垂直照射, 在反射光中测得右边第j级亮条纹的半径r j=4毫米, j+5级亮条纹的半径r j+5=6毫米, 求左边第j级亮条纹的半径.3. 用可见光(760nm ~400nm )照射光栅, 其夫朗和费衍射的一级光谱和二级光谱是否重叠二级和三级又怎样如果不重叠, 求整个光谱的角宽; 如果重叠, 指出重叠的波长范围.4.有一厚度为毫米的方解石晶片, 其光轴平行于晶片表面, 将它插入正交尼科耳棱镜之间, 且使光轴与第一尼科耳棱镜主截面成不等于0, 90 的任意角度.试问可见光中哪些波长的光不能透过这一装置. 已知方解石的折射率n e=, n o=.<光学>期终试卷(二)一.选择题(每小题分,共25分每小题只有一个正确答案)1.两个光焦度φ1 . φ2大于零的薄透镜,在空气中怎样组合时,才能得到一个发散的共轴透镜组A.两透镜之间的距离d=0B.两透镜之间的距离d>(φ1+φ2)/(φ1φ2)C.两透镜之间的距离d<(φ1+φ2)/(φ1φ2)D.不可能2.下列说法正确的是A,如物体和像重合,说明该光学系统一定存在一个反射光学元件B.一个物体经一折射成像系统,也可以成像于物体所在位置上C.经一成像光学系统后,物和像重合,说明光路是可逆的D.一实物经光学系统后其像和物体重合,则必定是虚像3.两平行光的干涉条纹为直线,增大干涉条纹间距的方法有A.减小光的波长;B.增大两平行光的夹角C.改变接收屏的位置;D.减小两平行光的夹角4.在杨氏双缝干涉实验中,如果光源缝慢慢张开,则A.条纹间距减小;B.干涉条纹移动C.可见度下降;D.干涉条纹没有变化5.在光栅的夫朗和费衍射中,当光栅在光栅平面内沿刻线的垂直方向上作很小移动时,则衍射花样A.作与光栅移动方向相同的方向移动B.作与光栅移动方向相反的方向移动C.中心不变,衍射花样变化D.没有变化1.随着绝对温度的升高,黑体的最大辐射能量将A.向短波方向移动B.向长波方向移动C.取决于周围环境D.不受影响2.波带片同普通透镜一样,可以对物体成像A.普通透镜的焦距随波长的增大而增大，波带片的焦距随波长的增大而减少B.波带片与普通透镜的成像原理是相同的C.如两者的焦距相同,则对同一物点其像点位置也相同D.同普通透镜一样,波带片也具有从物点发出的各光线到像点是等光程的3.用显微镜对物体作显微摄影时,用波长较短的光照射较好,是因为A.波长越短,分辨率越高B.波长越短,底片越易感光C.波长越短,显微镜放大率越大D.以上都不对4.右旋圆偏振光垂直通过1/2波片后,其出射光的偏振态为A.线偏振光;B.右旋圆偏振光C.左旋圆偏振光;D.左旋椭圆偏振光10.关于晶体的主平面,下列说法正确的是A.e光主平面一定在入射面内B.e光主平面与e光的振动方向垂直C.O光主平面与O光振动方向平行D.O光主平面是O光与光轴所确定的平面二．填空题（每小题2分，共20分）１．如果法布里珀罗干涉仪两反射面之间的距离为,用波长为500nm的绿光作实验,则干涉图象的中心干涉级为①２．在一个折射率为的厚玻璃板上,覆盖有一层折射率为的丙酮薄膜,当波长可变的平面光波垂直入射到薄膜上时,发现波长为600nm的光产生相消干涉,而波长为700nm的光产生相长干涉,则此薄膜的厚度为②nm３．一微小物体位于凹面镜镜顶左侧4cm处,凹面镜的曲率半径为12cm,象的放大率为③４． 双凸透镜的折射率为,其两面之曲率半径为10cm,如其一面镀以水银,使其成为凹面镜,在距透镜20cm 处放一光点,光线自左向右,由未镀银之面射入,则其所成象在 ④ cm 处５． 一波长为624nm 的平面波垂直地照射到半径为2.09mm 的圆孔上, 用一与孔相距1m 的屏截断衍射花样,则发现中心点出现 ⑤６． 单色平行光垂直地入射到一缝距d 为 的双缝上,在缝后距其为D 处的幕上测得两相邻亮条纹的距离Δx 为,如果原来D>>d ，现将幕移到后，幕上相邻亮纹间的距离增到Δx ’ 为 ,则光波波长为⑥ um７． 有一厚度为5cm ，极板间距离为1mm 的克尔盒放在正交的起偏器和检偏器之间，其中所盛液体的K 为1410-⨯2V 2。
精选14光学(原卷版+解析)
2020年浙江优秀中考模拟题精选14 光学一、单选题1.（2020·宁波模拟）在凸透镜的主光轴上放一根粗细均匀的木棒，a端在2倍焦距之外，b端在1倍焦距与2倍焦距之间，如图所示，现将木棒往左移动一段距离，那么木棒在光屏上的像将会()A.a端和b端均变细B.a端和b端均变粗C.a端变更细，b端变更粗D.a端变更粗，b端变更细2.（2020·余杭模拟）在探究凸透镜成像规律的实验中，光具座上的光屏、凸透镜和蜡烛的位置如图所示，此时在光屏上恰好成一个清晰的像。
下列说法正确的是（）A.若在蜡烛和凸透镜之间靠近凸透镜放一副近视眼镜，应将光屏向右移动才可再次呈现清晰的像B.图中凸透镜成像的特点可应用在照相机上C.该凸透镜的焦距可能是21cmD.将蜡烛移到光具座35cm刻度线处，保持凸透镜不动，无论怎样移动光屏都接收不到蜡烛的像3.（2020·浙江模拟）金华山有一座千年古刹—智者寺。
该寺为南朝梁武帝敕建,其香火鼎盛时，曾有寺僧千余，占地五十余亩，殿宇五进，规横宏大，为江南名刹。
如图，平静的水面上出现宏伟寺庙的倒影。
下列关于水中寺庙倒影的说法正确的是()A.与寺庙是等大的实像B.是由于光的反射形成C.是倒立的虚像D.若水深2米，寺庙与水中倒影之间距离为4米4.（2020·路桥模拟）科学实验中为了减小误差或寻找普遍规律，经常需要进行反复多次实验。
①“测量九年级下科学课本的长度”时，多次测量①“探究反射角和入射角大小关系”时，改变入射角，多次测量①“研究杠杆的平衡”时，改变动力(臂)和阻力(臂)，多次测量①“研究串、并联电路的电流特点”时，换用不同定值电阻，多次测量①“用电压表和电流表测导体的电阻”时，多次测量电阻两端电压和通过电阻的电流值上述实验中多次测量为了寻找普遍规律的是()A.①①①B.①①①C.①①①D.①①①5.（2020·天台模拟）光刻机是芯片制造的核心设备之一，其工作原理如图所示。
应用光学习题48614
一、填空题1、光学系统中物和像具有共轭关系的原因是 光路可逆 。
2、发生全反射的条件是 光从光密媒质射向光疏媒质，且入射角大于临界角I 0，其中，sinI 0=n 2/n 1 。
3、 光学系统的三种放大率是 垂轴放大率 、 角放大率 、轴向放大率 ，当物像空间的介质的折射率给定后，对于一对给定的共轭面，可提出 一 种放大率的要求。
4、 理想光学系统中，与像方焦点共轭的物点是 轴上无穷远的物点 。
5、物镜和目镜焦距分别为mm f 2'=物和mm f 25'=目的显微镜，光学筒长△= 4mm ，则该显微镜的视放大率为 －20 ，物镜的垂轴放大率为 －2 ，目镜的视放大率为 10 。
6、某物点发出的光经理想光学系统后对应的最后出射光束是会聚同心光束，则该物点所成的是 实 (填“实”或“虚”)像。
7、人眼的调节包含 视度 调节和 瞳孔 调节。
8、复杂光学系统中设置场镜的目的是 在不影响系统光学特性的的情况下改变成像光束的位置，使后面系统的通光口径不致过大。
9、要使公共垂面内的光线方向改变60度，则双平面镜夹角应为30 度。
10、近轴条件下，折射率为1.4的厚为14mm 的平行玻璃板，其等效空气层厚度为 10 mm 。
11、设计反射棱镜时，应使其展开后玻璃板的两个表面平行，目的是 保持系统的共轴性 。
12、有效地提高显微镜分辨率的途径是 提高数值孔径和减小波长 。
13、近轴情况下，在空气中看到水中鱼的表观深度要比实际深度 小 。
14．用垂轴放大率判断物、像虚实关系方法：当β>0时 物像虚实相反β<0时 物像虚实相同。
15．平面反射镜成像的垂轴放大率为 1 ，物像位置关系为 镜像 ，如果反射镜转过α角，则反射光线方向改变 2α 。
二、简答题1、几何光学的基本定律及其内容是什么？答：几何光学的基本定律是直线传播定律、独立传播定律、反射定律和折射定律。
直线传播定律：光线在均匀透明介质中按直线传播。
应用光学期末复习题
一学生带500度近视镜，则该近视镜的焦距为_________________,该学生裸眼所能看清的最远距离为_________________。
10.在通常所说的七种像差中，沿轴方向度量的有__ _ 、__ 、__和__ __。
11.在七种初级像差中，宽光束像差有几种？ _______。
12．在带分划板的开普勒望远镜中，是孔径光阑，是视场光阑，若存在渐晕，则是渐晕光阑。
13.唯一没有像差的光学零件为（）。
14、当保持入射光线的方向不变，而使平面镜转150角，则反射光线将转动（ 300）角。
15. 一平行细光束经一个球面镜后汇聚于镜前50mm处，则该球面镜的曲率半径等于（）。
2．理想光学系统中，无限远轴上物点与（）是一对共轭点，而无限远轴上像点的共轭点是（）。
3．光线经过夹角为 的双平面镜反射后，出射线与入射线的夹角为（）。
4．光学系统的几何像差可分为（）种，其中（）种为单色像差，（）种为色差。
（）是轴上点唯一的单色像差，而（）是主光线像差，只使像产生失真，并不影响像的清晰度。
5．角放大率、轴向放大率和垂轴放大率三者之间的关系为拉赫不变牛顿公式以为坐标原点。
6．转像系统分__ _和_____两大类，其作用是：_1、偶数个平面反射镜成 ( )，奇数个平面反射镜则成 ( )。
单个平面镜绕着和入射面垂直的轴转动α角,反射光线和入射光线之间的夹角将改变 ( )。
2、物方节点与（）共轭，像方焦点与（）共轭，物方焦点与（）共轭。
3、单个折射球面的主点位在（）；反射球面的焦点位于（）。
4、光学系统的孔径光阑限制（），视场光阑限制（）。
在物方远心光路中，孔径光阑位于（）。
5、共轴系统中（）放大率等于1的一对共轭面叫主平面，（）放大率等于1的一定共轭面叫节平面，在（）的情况下，主平面与节平面重合。
6、轴上像点的像差有（）和（）。
8．在球差、彗差、像散、像面弯曲、畸变、位置色差、倍率色差中，对轴上点成像产生圆形弥散斑的有a. 1 种 b. 2 种 c. 3 种 d. 以上都不对9 以下几种初级像差中，当视场很小时就要考虑的是a. 畸变 b. 彗差 c. 像散 d. 场曲7．几何光学所用到的参量有符号规定，下列符号规定中错误的是：（）（A）沿轴线段，与光线传播方向相同为正。
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东莞理工学院（本科）试卷
2013 --2014 学年第 2 学期
《 应用光学 》清考试卷
开课单位： 电子工程学院 ，考试形式：开卷，允许带 计算器 入场
一、选择题（共12分 每题 2
1.
当一远视眼通过带分划板的望远镜观察远处物体时，应使 ( )
A. 物镜远离分划板
B. 物镜靠近分划板
C. 目镜远离分划板
D. 目镜靠近分划板 2. 负透镜对 ( )
A. 实物只能成实像
B. 实物只能成虚像
C. 虚物只能成实像
D. 虚物只能成虚像 3. 200 度的近视眼，应配戴的眼镜的焦距为 ( )
A. 200mm
B. 500mm
C. -500mm
D. –200mm
4. 拍摄人像艺术照，为突出主要人物，应选用哪种镜头 ( )
A. 焦距大，F 数与对准距离小
B. 对准距离与F 数大，焦距小
C. 对准距离与焦距大，F 数小
D. 对准距离小、焦距与F 数大
5. 光学系统中场镜的作用是：
A 改变成像光束的位置
B 减小目镜的尺寸
C 不改变像的成像性质
D 以上都正确 6．棱镜系统中加入屋脊面，其作用是：
A. 改变光轴的方向
B. 改变主截面内像的方向
C. 改变垂轴于主截面方向上像的方向
D. 以上都正确
二、填空题（共12分 每题2分）
1、发光强度的单位是（ ），光通量的单位是（ ），光照度的单位
是（ ），光亮度的单位是（ ）。
2、几何像差主要有七种，它们是（），（），（），（），（），（），（），其中（）不影响像的清晰度。
3、激光的准直系统实际上是一个（）。
4、最常用的共轴系统的基点是（），光学系统中角放大率等于1的一对共轭点称为（）。
5、光学系统的三种放大率是。
6、平面反射镜成像的垂轴放大率为，物像位置关系为。
如果反射镜转过α角，则反射光线方向改变。
三、简答题（共12分每题4分）
1、简述孔径光阑位置在目视光学系统和投影计量光学系统中的安放原则。
2、简述何谓“像方远心光路”，举例说明在什么时候使用该光路。
3、光学系统成完善像的条件是什么？
三、作图题（共16分 每题8分 ）
1、已知正光组的F 和F ’，求轴上点A 的像，要求至少用二种方法。
2、画出虚线框内应放置何种棱镜
四、计算题（共48分 每题12分）
1.一个物点位于一透明玻璃球的后表面，如果从前表面看到此物点的像正好位
于无穷远处，试求该玻璃球的折射率。
2.一个光组由两个薄透镜组成。
第一个薄透镜的焦距mm f 35'1-=，第二个薄透
镜的焦距
mm f 25'2=。
这两个薄透镜之间的间隔为mm d 15=。
求合成焦距
'f 和像方焦点到第二个透镜之间的距离F
l '。
3. 设眼睛的极限分辨角rad ε00029.01='=，入射光瞳直径2a=10mm ，若使物镜调焦到10m 处，求对准平面所在的位置、远景深度、近景深度及景深。
4.一显微镜物镜的垂轴放大率⨯
-=3β，数值孔径NA=0.1，共轭距 L=180mm ，物镜框是孔径光阑，目镜焦距mm f e 25='。
求显微镜的视觉放大率和出射光瞳直径。