人教版高中物理选修3-4高二《几何光学》单元测试题

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高二《几何光学》单元测试题

王佃彬

一．选择题：（每题5分，共40分）

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沿直线传播形成的 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

3.一束复色光由空气射向玻璃，发生折射而分为a 、b 两束单色光，其传播方向如图1所示。设玻璃对a 、b 的折射率分别为n a 和n b ，a 、b 在玻璃中的传播速度分别为v a 和v b ，则（ ）

A.

n n a b >

B.

n n a b < C. v v a b >

D.

v v a b <

4．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2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 5.如图3，一玻璃柱体的截面为半圆形，单色细光束从空气射向柱体的O 点（半圆的圆心），产生反射光束1和透射光束2，已知玻璃折射率为

3，入射角为45°（相应

的折射角为24°）。现保持入射光不变，将半圆柱体绕通过O 点垂直于图面的轴线顺时针转过15°，如图中虚线所示，则（ ）。 A. 光束1转过15° B. 光束1转过30°

图2

S

d

图1

图3

C. 光束2转过的角度小于15°

D. 光束2转过的角度大于15°

6.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，改变光线妁入射方向，(不考虑自bc 面反射的光线)：

A.使入射光按图中所示的顺时针方向逐渐偏转，如果有色光射出ab 面，则红光将首先射出

B.使入射光按图中所示的顺时针方向逐渐偏转，如果有色光射出ab 面，则紫光将首先射出

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 7．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。 8．如图14-27所示，水平地面与竖直墙面的交点为O 点，质点A 位于离地面高MO ，离墙远NO 处在质点A 的初位置放一点光源S ，后来，质点A 被水平抛出，恰好落在O 点，不计空气阻力，那么在质点在空中运动的过程中，它在墙上的影子将由上向下运动，其运动情况是 ( )

A ．相等的时间内位移相等

B ．自由落体

C ．初速度为零的匀加速直线运动，加速度a ＜g

D ．变加速直线运动

二．填空题：（每题6分，共30分）

9．一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___________．

10．一个大游泳池，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 。

11．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。

12．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 .

a b c d a'

b'

c'

d'

甲 乙

(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 .

13．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CD ＝8

．00cm ，水中光速为2．25×108

m ／s ． 三．作图题：（6分）

14.如下图M 为平面镜,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.

四．计算题：（15题、16题、17题、18题每题7分，19题、20题每题8分，共44分）

15．如图7-2-7所示，折射率为2的直角玻璃棱镜中

，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？

16.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3，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”．

17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︒=∠60AOB ，已知该玻璃对红光的折射率3=n 。

（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d 。 （2）若入射的是单色蓝光，则距离d 将比上面求得的结果大还是小？

18种液体的折射率为2,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?

P S M D