物理竞赛几何光学训练.pdf

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，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，竖直方向低 B.水平方向远，竖直方向高C.水平方向近，竖直方向高 D.水平方向近，竖直方向低4.某一单色光在折射率为n1的媒质中传播时,它的波长、频率和波速分别用1、1和 1表示,在折射度为n2的媒质中,分别用 2、2和 2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 724 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（）AdD Bd=D C dD D无法确定7如图所示,任意一条光线射向夹角为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)(B)2(C)3(D)48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1略大于 2，两单色光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1=2，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 =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M 图 20-14 S d 名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 1 页，共 5 页 -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 ab和 cd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ab 和 cd 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1500cm，从图中D处水面看到的，应与2100cm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CD800cm，水中光速为225108ms15.如下图 M1、M2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，恰好通过点的光路图.16如图 7-2-7 所示，折射率为2的直角玻璃棱镜中A=700，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，求棱镜的折射角已知玻璃的折射率n=1.57，底面大小为2a=5cm18.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”a b c d a b c d 甲乙丙P S M1 M2 D2a 名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 2 页，共 5 页 -19 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3n1）求两条光线经圆柱面和底面折射后的交点与O点的距离d2）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？20 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:平面镜由初始位置转过多大角度时,光线开始进入空气?平面镜旋转的角速度多大?21.色光束射到折射率2n的透明球表面上，入射角i=45。

研究经折射进入球内表面反射一次，再经球面折射后射出的光线，如图所示1）在图上画出光线在球内的路径和方向2）求入射光与出射光之间的夹角3）如果入射的是一束白光，透明球的色散情况与玻璃相仿，问哪种颜色光的角最大，哪种颜色光的角最小？22.圆柱透镜的截面如图所示,圆心为O,半径OA=R.一束光从半径OA的中点垂直于界面射入透镜后,从圆弧面射出时出射光线相对于入射光线偏折了15角,求透镜的折射率.要使这束光线不能从圆弧面射出,可使透镜从图示位置沿垂直于入射光线方向平移多少?向上还是向下平移？O A O A 450 O名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 3 页，共 5 页 -23.如图所示，ABC为一直角三棱镜的截面，其顶角30，P 为垂直于直线BCO的光屏，现有一宽度等于AB的单色平行光束会直射向AB面，结果在屏P上形成一宽度等于23AB的光带，求棱镜对该单色光的折射率若是宽度等于AB的白光垂直射向AB面，则屏上被照亮的部分有何变化？说明理由参考答案：1 AC 2 AC 3 A 4 ACE 5 C 6 A 7 B 8 B 9 ABD 10.2711.3412.15 13（1）不变（2）变小（3）不变（4）1.44 143131516光路图如下：光线从棱镜第一次折射入空气时的折射角为450 P S M1 M2 D名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 4 页，共 5 页 -17.radn053.057.110031sin)sin(sinsin21求得18.Rr2319.3Rd红蓝dd20.(1)22.50 (2)srad/821.(2)030 (3)红光出射光与之间的夹角大，紫光的出射光与之间的夹角小22.2n下移Rd2121上移Rd212223（1）3n（2）若以白光照射，屏上亮部变大，且上下边缘为彩色，上下彩色都是上边为红色，下边为紫色。

2a 450 O名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 5 页，共 5 页 -。