高二物理光学试题及答案详解

O

P ’ P Q ’ Q a b 光学单元测试

一、选择题

1.光线以某一入射角从空气射人折射率为3的玻璃中,已知折射角为30°,则入射角等

( )

A 、30°

B 、45°

C 、60°

D 、75° 2.红光与紫光相比,( )

A. 红光光子的能量较大;在同一种介质中传播时红光的速度较大 B 、红光光子的能量较小;在同一种介质中传播时红光的速度较大 C 、红光光子的能量较大;在同一种介质中传播时红光的速度较小 D 、红光光子的能量较小;在同一种介质中传播时红光的速度较小

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,其传播方向如图所示。设玻璃对a 、b 的折射率分别为n a 与n b ,a 、b 在玻璃中的传播速度分别为v a 与v b ,则( ) A.n a >n b B.n a v b

D.v a

4.两种单色 光由水中射向空气时发生全反射的临界角分别为θ1、θ2。用n 1、n 2分别表

示水对两单色光的折射率,v 1、v 2分别表示两单色光在水中的传播速度( ) A 、 n l ＜n 2、v 1＜v 2 B 、n l ＜n 2、v 1>v 2 C 、n l >n 2、v 1＜v 2 D 、n l >n 2、v 1>v 2

5.如图所示,一束细的复色光从空气中射到半球形玻璃体球心O 点,经折射分为a 、b 两束光,分别由P 、Q 两点射出玻璃体。PP ’、QQ ’均与过O 点的界面法线垂直。设光线a 、b 在玻璃体内穿行所用时间分别为t a 、t b ,则t a : t b 等于(

)

(A)QQ ’:PP ’ (B)PP ’:QQ ’ (C)OP ’:OQ ’ (D)OQ ’:OP ’

6.图示为一直角棱镜的横截面,︒=∠︒=∠60,90abc bac 。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=2,若不考试原入射光在bc 面上的反射光,则有光线( ) A.从ab 面射出 B.从ac 面射出

C.从bc 面射出,且与bc 面斜交

D.从bc 面射出,且与bc 面垂直

7.一束复色光由空气射向一块平行平面玻璃砖,经折射分成两束单色光a 、b 。已知a 光的频率小于b 光的频率。下列哪个光路图可能就是正确的？( )

8.如图所示,一束白光通过玻璃棱镜发生色散现象,下列说法正确的就是 ( )

Ａ.红光的偏折最大,紫光的偏折最小 Ｂ.红光的偏折最小,紫光的偏折最大 Ｃ.玻璃对红光的折射率比紫光大 Ｄ.玻璃中紫光的传播速度比红光大

9.在下列各组的两个现象中都表现出光具有波动性的就是 ( ) A 、光的折射现象、色散现象 B 、光的反射现象、干涉现象 C 、光的衍射现象、偏振现象 D 、光的直线传播现象、光电效应现象

10.光纤通信就是一种现代通信手段,它可以提供大容量、高速度、高质量的通信服务。目前,我国正在大力建设高质量的宽带光纤通信网络。下列说法正确的就是 ( ) Ａ.光纤通信利用光作为载体来传播信息 Ｂ.光导纤维传递光信号就是利用光的衍射原理 Ｃ.光导纤维传递光信号就是利用光的色散原理

Ｄ.目前广泛应用的光导纤维就是一种非常细的特制玻璃丝 14. 水的折射率为n,距水面深h 处有一个点光源,岸上的人瞧到水面被该光源照亮的圆形区域的直径为

A 、2 h tan(arc sin

n 1

) B 、2 h tan(arc sin n) C 、2 h tan(arc cos n

1

) D 、2 h cot(arc cos n)

15、 为了观察到纳米级的微小结构,需要用到分辨率比光学显微镜更高的电子显微镜,下列说法中正确的就是( )

b c

a

o

a b

空玻

、

A 、电子显微镜所利用电子物质波的波长可以比可见光短,因此不容易发生明显衍射

B 、电子显微镜所利用电子物质波的波长可以比可见光长,因此不容易发生明显衍射

C 、电子显微镜所利用电子物质波的波长可以比可见光短,因此更容易发生明显衍射

D 、电子显微镜所利用电子物质波的波长可以比可见光长,因此更容易发生明显衍射 17.空气中两条光线 a 与 b 从方框左侧入射,分别从方框下方与上方射出,其框外光线如 图 1所示。方框内有两个折射率 n=1、5的玻璃全反射棱镜。图 2给出了两棱镜四种放 置方式的示意图,其中能产生图 1效果的就是

18.两束不同频率的单色光a 、b 从空气射入水中,发生了图所示的折射现象(α>β)。下列结论中正确的就是

A.光束b 的频率比光束a 低

B.在水中的传播速度,光束a 比光束b 小

C.水对光束a 的折射率比水对光束b 的折射率小

D.若光束从水中射向空气,则光束b 的临界角比光束a 的临界角大 19.现有a 、b 、c 三束单色光,其波长关系为c b a λλλ>>、用b 光束照

射某种金属时,恰能发生光电效应、若分别用a 光束与c 光束照射该金属,则可以断定 A 、a 光束照射时,不能发生光电效应 B 、c 光束照射时,不能发生光电效应 C 、a 光束照射时,释放出的光电子数目最多 D 、c 光束照射时,释放出的光电子的最大初动能最小

20、△OMN 为玻璃等腰三棱镜的横截面。a 、b 两束可见单色光从空气垂直射入棱镜底面MN,在棱镜侧面OM 、ON 上反射与折射的情况如题20图所示,由此可知

A 、棱镜内a 光的传播速度比b 光的小

B 、棱镜内a 光的传播速度比b 光的大

C 、a 光的频率比b 光的高

D 、a 光的波长比b 光的长 二、计算题

22.如图所示,一路灯距地面的高度为h,身高为l 的人以速度v 匀速行走.

(1)试证明人头顶的影子做匀速运动; (2)求人影长度随时间的变化率。

23.如图所示,一不透明的圆柱形容器内装满折射率n =2的透明液体,容器底部正中央O 点处有一点光源S,平面镜MN 与底面成45°角放置,若容器高为2dm,底边半径为(1+3)dm,OM = 1dm,

在容器中央正上方 1 dm 处水平放置一足够长的刻度尺,求光源 S 发出的光线经平面镜反射后,照射到刻度尺的长度。(不考虑容器侧壁与液面的反射)

25.如图所示,透明介质球球心位于O,半径为R,光线DC 平行于直径AOB 射到介质的C 点,DC 与AB 的距离H=3R/2,若DC 光线进入介质球后经一次反射再次回到介质球的界面时,从球内折射出的光线与入射光线平行,作出光路图,并算出介质的折射率。