光学练习题
一.选择题:
1.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B
(A) (B)2 (C)3 (D)4
2.一束白光通过三棱镜折射后,在屏上形成了彩色光带,可知AD
(A)红光最先穿过棱镜 (B)紫光最先穿过棱镜
(C)红光的偏折角度度最大 (D)紫光的偏折角度最大
3.对增透膜的叙述,你认为不正确的有D
(A) 摄影机的镜头上涂一层增透膜后,可提高成像质量
(B)增透膜是为了增加光的透射,减少反射
(C)增透膜的厚度应为入射光在薄膜中波长的1/4
(D)增透膜的厚度应为入射光在真空中波长的1/4
4.光线在玻璃和空气的分界面上发生全反射的条件是B
(A)光从玻璃射到分界面上,入射角足够小 (B)光从玻璃射到分界面上,入射角足够大
(C)光从空气射到分界面上,入射角足够小 (D)光从空气射到分界面上,入射角足够大
5.为了观察门外情况,有人在门上开一小圆孔,将一块圆柱形玻璃嵌入其中,圆柱体轴线与门面垂直,从圆柱底面中心看出去,可以看到的门外入射光线与轴线间的最大夹角称做视场角。已知该玻璃的折射率为n,圆柱体长为l,底面半径为r,则视场角是B
A.arcsin B. arcsin C. arcsin D. arcsin
6.红光透过双缝在墙上呈现明暗相间的条纹,若将其中一个缝封住,在墙上可以观察到B
A.条纹形状与原来相同,但亮度减弱 B.仍有条纹,但形状与原来不同
C.一片红光 D. 光源的像
7.假设地球表面不存在大气层,那么人们观察到的日出时刻与实际存在大气层的情况相比B
A.将提前 B.将延后
C.在某些地区将提前,在另一些地区将延后 D.不变
8.如图所示,abc为一全反射棱镜,它的主截面是等腰直角三角形。一束白光垂直入射到ac面上,在ab面上发生全反射。若入射点O的位置保持不变,改变光线的入射方向,则(不考虑自bc面反射的光线)A
A.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,则红光将首先射出ab面
D.使入射光按图中所示的逆时针方向逐渐偏转,则紫光将首先射出ab面
9..如图所示,有一光投射到放在空气中的平行玻璃砖的第Ⅰ表面,下面说法中可能的是BD
A.如果在第Ⅰ界面上入射角大于临界角,光将不会进入玻璃砖
B.无论入射角多大,光都能从第Ⅰ界面进入玻璃砖
C.光进入第Ⅰ界面后可能不从第Ⅱ界面射出
D.不论光从什么角度入射,都能从第Ⅱ界面射出
10.把一个具有球面的平凸透镜平放在平行透明玻璃板上(如图)。现用单色光垂直于平面照射,在装置的上方向下观察,可以看到干涉条纹,那么关于两束干涉光及干涉条纹的说法正确的是:B、C
A.两束干涉光是a,b面反射形成的;
B.干涉条纹是中央疏边缘密的同心圆;
C.两束干涉光是b,c面反射形成的;
D.干涉条纹中是中央密边缘疏的同心圆。
11.在一次观察光的衍射实验中,观察到如图所示的清晰的亮暗相间的图样,那么障碍物是下列给出的( )D
A.很小的不透明圆板 B.很大的中间有大圆孔的不透明挡板
C.很大的不透明圆板 D.很大的中间有小圆孔的不透明挡板
12.激光散斑测速是一种崭新的技术,它应用了光的干涉原理,用二次曝光照相所获得的“散斑对”相当于双缝干涉实验中的双缝,待测物体的速度与二次曝光的时间间隔的
乘积等于双缝间距,实验中可测得二次曝光时间间隔、双缝到屏之距离以及相邻亮纹间距,若所用的激光波长为,则该实验确定物体运动速度的表达式为( )C
A、 B、
C、 D、
13.如图,直角三角形ABC为一透明介质制成的三棱镜的截面,
且0,在整个AC面上有一束垂直于AC的平行光线射入,
已知这种介质的折射率n>2,则( )BC
A.可能有光线垂直AB面射出 B.一定有光线垂直BC面射出
C.一定有光线垂直AC面射出 D.从AB面和BC面出射的光线能会聚一点
14.如图所示,长方形玻璃的折射率为,在靠近面的一侧固定一枚大头针P,用眼睛在另外三个侧面分别观察大头针P的像,下列说法中正确的是( )C
A.面一侧偏下的位置可以看到P的像
B.在面一侧偏上的位置看不到P的像
C.面一侧偏右的位置可以看到P的像
D.以上的三个位置都可以看到P的像
15.由折射率为的材料构成的半圆柱的主截面如图所示,沿半径方向由空气射入的光线a射到圆柱的平面后,光线b和c分别是它的反射光线和折射光线。若半圆柱绕垂直纸面过圆心O的轴转过150,而光线a不动,则(B )
A.光线b将偏转150 B.光线b将偏转300
C.光线c将偏转300 D.光线c将偏转450
16.如图,横截面为等腰三角形的两个玻璃三棱镜,它们的顶角
分别为α、β,且α < β。a、b两细束单色光分别以垂直于三棱镜
的一个腰的方向射入,从另一个腰射出,射出的光线与入射光线
的偏折角均为θ。则ab两种单色光的频率υ1、
υ2间的关系是(B)B
A.υ1 = υ2 B.υ1 > υ2 C.υ1 < υ2 D.无法确定
17.发出白光的细线光源,长度为L,竖直放置,上端恰好在水面以下,如图所示,现考虑线光源发出的靠近水面法线(图中虚线)的细光束经水面折射后所成的像,由于水对光有色散作用,若以表示红光成的像长度,表示蓝光成的像的长度,则( )D
A. B.
C. D.
18.如图所示,有一玻璃直角三棱镜ABC,其临界角小于45°,一束平行于BC边的白光射到AB面,在光束射出三棱镜时(设光线在棱镜内射至BC边上),下列说法中正确的是 ( )D
A.从BC面出射的是白色光束 B.从AC面出射的是白色光束
C.从AC面出射的是有色的不平行光束
D.从AC面出射的是平行于入射光线的有色光束
19.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,改变光线的入射方向(不考虑自bc面反射的光线)( )A
A.使入射光按图中的顺时针方向逐渐偏转,如果有色光射出ab面,则红光首先射出
B.使入射光按图中的顺时针方向逐渐偏转,如果有色光射出ab面,则紫光首先射出
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
20.如图所示,真空中有一个半径为R,质量分布均匀的玻璃球,频率为的细激光束在真空中沿直线BC传播,并于玻璃球表面C点经折射进入玻璃球,且在玻璃球表面D点又经折射进入真空中,,已知玻璃对该激光的折射率为,则下列说法中正确的是( )B
A、 一个光子在穿过玻璃球的过程中能量逐渐变小
B、 此激光束在玻璃球中穿越的时间(其中c为真空中光速)
C、 改变入射角的大小,细激光可能在玻璃球的内表面发生全反射
D、图中的激光束的入射角
21.如图所示,一细白光通过三棱镜折射后分为各种单光,取其中的三种单色光,并同时做如下实验:
①让这三种单色光分别通过同一双缝干涉实验,装置在光屏上产生干涉条纹(双缝间距和缝屏间距均不变)
②让这三种单色光分别照射锌板
③让这三种单色光分别垂直投射到一条长直光纤维的端面上,
下列说法中正确的是( )C
A.如果种色光能产生光电效应,则种色光一定能产生光电效应
B.种色光的波动性最显著
C.种色光穿过光纤的时间最长 D种色光形成的干涉条纹间距最小
22.如图所示,两束单色光A、B自空气射向玻璃,经折射形成复合光束C,则下列说法中正确的是:D
A.光子的能量比B光子的能量大
B.在空气中,A光的波长比B光的波长短
C.在玻璃中,A光的光速小于B光的光速
D.玻璃对A光的临界角大于对B光的临界角
23.(92A)图11-3画的是光线由空气进入半圆形玻璃砖,再由玻璃砖射入空气中的光路图,指出哪种情况是可能发生的?(图中O点是半圆形玻璃砖的圆心)
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24.(93B)如图11-4所示,一束白光通过放置于空气中的玻璃三棱镜时,发生了色散现象,a、b为出射光线中的两条光线,棱镜对这两条光线的折射率分别为na和nb,若其中一条为黄光,另一条为绿光,则 ( )B
A.a为绿光,na>nb B.b为绿光,nb>na
C.a为黄光,na>nb D.b为黄光,nb>na
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25.(94B)图11-5画的是光线由介质射向空气的光路图。指出哪种情况是可能发生的?(图中介
质折射率n=2,θ=60°)( )B
26.(93A)如图11-6所示,一条单色光线从某介质射入空气时,若入射光线与界面的夹角为60°,折射光线与界面的夹角30°,则该介质的折射率为 ( )A
A. B. C. D.
27.(94A)声波和光波分别由空气进入水中,则 ( ) BD
A.声波的波速变小,光波波速变大 B.声波的波速变大,光波波速变小
C.声波的波长变短,光波波长变长 D.声波的波长变长,光波波长变短
28.(95A)图11-7画的是光线由空气进入全反射玻璃棱镜、再由棱镜射入空气的光路图。指出哪种情况是可以发生的 ( )A
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29.(95A)对于光由空气射入水中的情况,下面说法中正确的是 ( )D
A.光的传播方向一定改变 B.折射角的正弦值一定大于入射角的正弦值
C.光速一定变大 D.这束光一定不会发生全反射
30.(95B)红光和紫光在真空中的光速相等,但在同一种玻璃中红光的光速比紫光的大。那么,将两种色光在这种玻璃中的折射率n红和n紫进行比较,可知 ( )B
A. n红>n紫>1 B.n紫>n红>1 C. n红<n紫<1 D. n紫<n红<1
31.(96A)光由空气中射到空气和玻璃的界面上,图11-8给出的四个光路图中正确的是 ( )C
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32.(96A)两种透明介质对真空的全反射临界角为C1与C2,且C1>C2。由此可知,这两种介质中的光速v1与v2、折射率n1与n2大小的关系分别是( )D
A. n1>n2, v1>v2 B. n1>n2, v1<v2 C. n1<n2, v1<v2 D. n1<n2, v1>v2
3.B 4.B 5.B 6.A 7.BD 8.A 9.D 10.B 11.C 12.D
33.(96B)下面四种情况中,能在空气和水的界面上发生全反射的是 ( ) C
A.光从空气射向水,入射角大于临界角 B.光从空气射向水,入射角小于临界角
C.光从水射向空气,入射角大于临界角 D.光从水射向空气,入射角小于临界
34.(97)如图11-11所示,一条单色光线从空气射入某介质时,若入射光线与界面的夹角是30°,折射光线与法线的夹角也是30°,则该介质的折射率为 ( ) 18.D
A.1 B.2 C. D.
35.(97)光在两种介质的界面处发生全反射,由此可以判定 ( ) 19.AC
A.光由光密介质射向光疏是介质 B.光由光疏介质射向光密介质
C.入射角等于或大于临界角 D.入射角小于临界角
36.(02春)图11-16中画的是光线由空气进入半圆形玻璃砖,再由玻璃砖射入空气中的光路图,指出哪种情况是可能发生的(图中O点是半圆形玻璃砖的圆心)( )A
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37.(94A)在工农业生产和科学技术下列哪些事例可以用到光的干涉现象 ( )BD
A.白光通过三棱镜发生色散 B.在磨制各种镜面时,对加工表面的形状进行检查
C.用分光镜进行光谱分析 D.光通过照相机镜头上的增透膜
38.(94B)肥皂泡膜在太阳光下显示彩色是由于光的 ( )B
A.色散 B.干涉 C.衍射 D.全反射
39.(95A)下面几种光学现象中,属于光的衍射现象的是 ( )C
A.浮在水面上的薄油层在太阳光的照射下,呈现各种不同颜色
B.将两块平玻璃片紧紧捏在一起,会从玻璃片面上看到许多彩色花纹
C.通过并在一起的两根铅笔间的狭缝,去看远处与缝平行的线状白炽灯灯丝,会看到许多彩色彩纹 D.太阳光通过玻璃三棱镜后形成彩色光带
40.(93A)在水面的油膜上常常看到彩色花纹,这是光的 ( )A
A.干涉现象 B.衍射现象 C.全反射现象 D.色散现象
41.(96A)在下面几种有关光的现象中,属于光的干涉的是 ( )
A.在水面的油膜上看到彩色花纹AD
B.通过游标卡尺两测脚间的狭缝,观看与狭缝平行的线光源时,看到彩色条纹
C.利用分光镜进行光谱分析 D.白光通过双缝后,在光屏上出现彩色条纹
42.(96B)证明具有波动性的实验现象有 ( )AB
A.光的干涉 B.光的衍射 C.白光通过三棱镜发生色散 D.光电效应
43.(95B)在电磁波谱中,红外线、可见光和伦琴射线三个波段的频率大小关系是 ( )B
A.红外线的频率最大,可见光的频率最小 B.伦琴射线频率最大,红外线的频率最小
C.可见光的频率最大,红外线的频率最小 D.伦琴射线频率最大,可见光的频率最小
44.(98)某气象雷达发出的电磁波,频率是2.0×109Hz,它在真空中的波长是 ( )B
A.6.0×1017m B.0.15m C.6.7m D.2.3×109m
45.下列几种光学现象中,属于光的干涉现象的是 ( )C
A.太阳光通过玻璃三棱镜后形成彩色光带 B.雨后天空中出现彩虹
C.水面上的薄油层,在阳光照射下呈现彩色花纹 D.白光通过单狭缝后在屏上出现彩色条
46.(99)下雨后,在停过汽车的沥青路面上,油膜常出现彩色,这是光的 ( )C
A.反射现象 B.折射现象 C.干涉现象 D.全反射现象
47.(00)电磁波在真空中传播的速度是3.00×108m/s,有一个广播电台的频率为90.0MHz,这个台发射的电磁波的波长为 ( )C
A.2.70m B.3.00m C.3.33m D.270m
48.(00)在电磁波谱中,红外线、可见光和紫外线三个波段的频率大小关系是 ( )B
A.红外线的频率最大,可见光的频率最小 B.紫外线的频率最大,红外线的频率最小
C.可见光的频率最大,红外线的频率最小 D.紫外线的频率最大,可见光的频率最小
11、等腰直角棱镜放在真空中,如图所示,,一束单色光以的入射角从AB侧面的中点射入,折射后再从AC侧面射出,出射光线偏离入射光线的角度为,(已知单色光在真空中的光速为C),
(1)请作出光路图;(2)求此单色光通过三棱镜的时间是多少?
解析:光路图如图所示,已知,
解得,,,所以
所以
例2 一束白光从玻璃里射入稀薄空气中,已知玻璃的折射率为1.53,求入射角为下列两种情况时,光线的折射角各为多少?
(1)入射角为50”
(2)入射角为30°
【分析解答】
光线由玻璃里射入空气中,是由光密媒质射入光疏媒质,其临界角为
由已知条件知,当i=50°时,i>A,所以光线将发生全反射,不能进入空气中。当i=30°时,i<A,光进入空气中发生折射现象。
sinr=n·sini=1.53×sin30°=0.765
r= 49°54′
参考答案
1.B 2.AD 3.D 4. B 5B 6B 7B 8A 9BD 10BC 11D 12C 13BC 14C 15B 16B 17D 18D 19A 20B 21C 22D 23B 24B 25B 26A 27BD 28A 29D 30B 31C 32D 33C 34D 35AC 36A 37BD 38B 39C 40A 41AD 42AB 43B 44B 45C 46C 47C 48B