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系列练习(十六)几何光学


高三物理系列练习(十六) 《几何光学》
一、单选题 1.如图所示,MN 为置于水中的平面镜,呈水平状态,一束白光从空气垂直于水面射 到平面镜的 O 点上,已知红光和紫光在水与空气界面发生全反射的临界角分别为α 和β 。 现让平面镜以 O 点为轴沿顺时针方向转动,为使光束不从水面射出,转过的角度不能小于:

A.

? , 2

/>? 2

B.α C.

D.β 2.如图所示,互相平行的两条光线 a 和 b 射到夹角为θ 的两块平面镜 M、N 上,设 a 光线与平面镜 M 的夹角为φ ,由 M、N 反射后的两条光线的夹角为 140°,则,M 与 N 的 夹角θ 是:

A.40° B.70° C.90° D.因φ 不知,无法判断 3.如图所示,在坚直平面 xoy 中,一平面镜 M 水平固定在图示位置,其左,右两端的 坐标分别为(-1,3)和(0,3) ,有一发光点 P 从坐标原点沿 x 轴负方面运动中,它在哪些 区域中时,位于 x=3 处的人眼可以从平面镜中看到 P 点的像?

A.0~-1 区间 B.-1~-3 区间 C.-3~-5 区间 D.-5~-∞区间

4.某介质的折射率为 2 ,光线从该介质向它与空气的界面上投射,有人作出如下四 个光路图,其中正确的是()

5.一较宽的平行光束经过两个共轴放置的透镜 L1 和 L2 后,变为较窄的平行光束,如 图所示,光线上箭头数相同的为同一条光线。则 L1 、 L2 应该是:

A. L2 是凸透镜, L2 是凹透镜 B. L1 是凹透镜, L2 是凸透镜 C. L1 和 L2 都是凸透镜 D. L1 和 L2 都是凹透镜 6.下面四个光路图中,O 为凸透镜的光心,F 为凸透镜的焦点,投射到凸透镜上的两 条光线经透镜折射后的光线已画出,其中哪个光路图是正确的?

7. 如图所示, 一会聚光束, 通过广遮光板上直径为 10cm 的圆孔射到距遮光板 d=15cm, 的屏上,得到一个直径为 5cm 的光斑,若在遮光板的圆孔处嵌一凸透镜,此光斑的大小和 位置的不变,则此凸透镜的焦距 f 等于:

A.10cm B.12cm C.15cm D.20cm 8. 一物体从靠近凸透镜处沿凸透镜主轴匀速向焦点移动过程中, 它的像的运动情况是: A.匀速离开透镜 B.加速离开透镜 C.减速离开透镜 D.匀速向透镜靠近 二、多选题: 9.a.b.两束彼此平行的单色光,从空气中投射到玻璃砖上,进入玻璃砖后的光线分 别用 a′b′表示,如图所示,下列证法中正确的是:

A.a 光的频率较大 B.a′光的波长最小 C.b′光的波速最小 D.a′光和 b′光波速相等

10.如图所示,ABCD 为玻璃砖,AB 面和 CD 面平行,一条光线从 A 面射入玻璃砖, 又从 CD 面射入空气中,若改变光线射向 AB 面的入射角:

A.只要 i 足够大,光线在 CD 面上可能发生全反射现象 B.只要 i 足够大,光线在 AB 面上可能发生全反射现象 C.无论 i 多大,光线在 CD 面上都不能发生全反射现象 D.无论 i 多大,光线在 AB 面上都不能发生全反射现象

11.凸透镜成实像时,若沿主轴以速率 V1 移动物体,它的像也会移动,设像移动的速 率为 V2 ,且 V2 的速率是变化的。下列分析中正确的是: A.当物体在 u>2f(焦距)范围内移动时, V1 ? V2 。 B.当物体在 u>2f(焦距)范围内移动时, V1 ? V2 。 C.当物体在 u<2f(焦距)范围内移动时。 V1 ? V2 。 D.当物体在 u<2f(焦距)范围内移动时, V1 ? V2 。

12.下图中,L 为凸透镜,O 为光心 MN 为主轴。 F1 、 F2 为 L 的两个焦点,a.b.c 为 L 两侧的三个点,a′b′点在 L 的中心面上。aa′,bb′与主轴平行,aboc 在同一直线 上,ab′ F2 三点在同一直线上, a?F2 C 在同一直线上,那么:

A.若点光源置于 a 点,则 b 点为点光源所成实像的位置。 B.若点光源置于 a 点,则 c 点为点光源所成实像的位置。 C.若点光源置于 b 点,则 a 点为点光源所成虚像的位置。

D.若点光源置于 c 点,则 a 点的点光源所成实像的位置。 13.一束白光通过三棱镜后发生色散现象,这表明: A.白色光是由各种频率不同的单色光组成的复色光 B.不同颜色的单色光在玻璃三棱镜中的传播速度大小不同。 C.玻璃对紫光的折射率比它对红光的折射率大些 D.在玻璃中紫光的传播速度比红光的传播速度大些。 14.如图所示,物体 AB 到凸透镜的距离保持不变,选择不同焦距的凸透镜做实验,下 列说法中正确的是:

A.若成实像,凸透镜焦距越大,所成实像越高大 B.若成实像,凸透镜焦距越小,所成实像越高大 C.若成虚像,凸透镜焦距越大,所成虚像越高大 D.若成虚像,凸透镜焦距越小,所成虚像越高大。 三、填空题 15.如右图所示,光线由真空投射到某介质的界面上,进入介质的光线图中已作出,则 这种介质的折射率为 ① , 若光线由介质中投到与真空的交界面上, 发生全反射的临界 角为 ② 。

16.如图所示,等腰三棱镜 ABC 的顶角 A 等于 74°,一条光线从 AB 边射入,进入三 棱镜后的折射光线与 BC 边平行,最后此光线从 AC 边折射到真空中,已测出此光线经三棱 镜折射后的偏向角θ =46°,则此棱镜材料的折射率为 ③ 。

17.下图中,凸透镜的焦距为 f,一点光源 S,放在主轴上距透镜 1.5f 处,经透镜成像 于 S′点。 (图中未画出)如果点光源 S 以速率 V 垂直于主轴向上做匀速运动, , 那末像点 S′ 垂直于主轴向下运动的速率为 ④ 。

18.一人手持一平面镜,使镜面与地面垂直,当眼距镜面 25cm 时,通过平面镜看到背 后 20m 远处的一棵大树,它的像刚好上下占满平面镜的整个高度,若此高度是 10cm,则这 棵大树的高度是________________m。 19.如右图所示,两块平面镜 M 和 N 成θ 角固定,入射光线先投射到平面镜 M 上,反 射后又射到平面镜 N 上,最后沿 CD 方向射出,入射光线 AB 与出射光线 CD 间的夹角φ 等 于 ⑥ 。

四、作图题和计算题 20.如下图所示,AB 为水平放置的平面镜,S 为一点光源。C 为放置在水平地面上的 木球,试用作图法确定木球在地面上形成的本影区域,该区域用斜线标出。

21.下图中,L 为凸透镜,其焦距 f=10cm,MN 为其主光轴。AB 为一长度 b=5cm 的线 状光源,它与主轴平行放置,与主轴相距 d=5cm。其 A 端与透镜相距 a=15cm,①用作图法 作出 AB 的像 A′B ′。②测算出 A′B′的长度。

22.半径为 R 的半圆柱形玻璃砖的截面图如右图所示。O 为圆心,光线 a 和 b 是平行 的。b 光线投射到最高点 P 折入玻璃中,于 Q 点进入空气中。测出 OQ 间距离为 R/2,而 a 光线沿半径射到 O 点恰好发生全反射。试计算玻璃砖的折射率。

答案: 一、单选题 1.A2.B3.C4.D5.A6.B7.C8.B 二、多选题 9.C10.CD11.AD12.BCD13.ABC14.AD 三、填空题 15.① 2 16.③1.44 17.④ 2v 18.⑤8.2 19.⑥2θ ②45°

四、作图题和计算题 20.

21.

测量得 A′B′=2.1cm。图中 AB=0.9cm

2 .1 x ? 0 .9 5
解得 x=12cm 即像长约 12cm 22.解:

sin ? ?

1 sin ? , ?n n sin ?

sin ? ?

OQ 1 ? PQ 5
2

解以上三式得: n ? ∴n=1.50

5,


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