物理竞赛几何光学训练(含答案)

D 几何光学训练题

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直线传播的形成的 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．简易潜望镜中的两块平面镜中心点之间的距离为Ｌ，通过潜望镜观察水平正前方的物体，看到像的位置比物体的实际位置（ ）.

A.水平方向远Ｌ，竖直方向低Ｌ

B.水平方向远Ｌ，竖直方向高Ｌ

C.水平方向近Ｌ，竖直方向高Ｌ

D.水平方向近Ｌ，竖直方向低Ｌ

4.某一单色光在折射率为n 1的媒质中传播时,它的波长、频率和波速分别用λ1、γ1和υ1表示,在折射度为n 2的媒质中,分别用λ2、γ2和υ2表示,以上这些物理量存在如下的关系( ).

5.在两束频率相同的单色光的交点前放一块平行的玻璃砖后，则交点的位置与不放玻璃砖前相比（ ）.（如图7－2－4所示）

A.不变

B.向左

C.向右

D.向左还是向右由光的频率大小决定

6．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20-14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

7．如图所示,任意一条光线射向夹角为ϕ的两平面镜的相对镜面上,相继经两镜面反射

后,最后射出线与最初入射线的方向间夹角应为( )

(A) ϕ (B)2ϕ (C)3ϕ (D)4ϕ

8．某同学为了研究光的色散，设计了如下实验：在墙角放置一个盛水 的容器，其中有一块与水平面成45°角放置的平面镜M ，如图

所示，一细束白光斜射向水面，经水折射向平面镜，被平面镜反射经 水面折射后照在墙上，该同学可在墙上看到 ( ) A ．上紫下红的彩色光带 B ．上红下紫的彩色光带 C ．外红内紫的环状光带 D ．一片白光 9．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。

10．一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___________．

11．一个大游泳池，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 。

图20-14

12．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。

13．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 .

(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 .

(4)图丙是测定某透明媒质折射率的实际记录图，则据此记录，媒质的折射率为

_________ .(可用带刻度的三角板和圆规作辅助图，量出数据，算出折射率数值)

14．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 ．

15.如下图M 1、M 2为两个相交的平面镜,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.

16．如图7-2-7

，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？

17.束垂直射在等腰棱镜的底面上，如图所示。如果在离棱镜距离L=100cm 处放一个屏M ，在屏

幕中央形成宽为2d=1cm 的暗

纹，求棱镜的折射角α。已知玻璃的折射率n=1.57，底面大小为2a=5cm 。

18.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”．

d a' b' c' d' 甲

乙 丙

1 M 2