第十一章 光学
(一)选择题
1.一点光源S，通过平面镜成像S′，如下图所示，镜面与OS夹角为30°，设S不动，平面镜以速度υ沿OS方向向光源移动，则S的像S′将( )
A.以速度υ平行于OS向右称动。
B.以速度υ垂直于OS向下移动。
C.以速度υ沿SS′连线向S移动。
D.以速度
υ沿SS′连线向S移动。
(提示：此题考查平面镜的成像)
2.从侧面拍摄一辆以10m/s的速度运动的汽车，要求像的位移不得大于0.1mm，底片上的像才不致模糊，汽车长度为3m，底片上汽车的像长为1.5cm，则感光时间不能超过( )
A.1×
S B.2×S
C.6.7×S D.3×S
(提示：此题考查凸透镜成像规律及放大率匀速直线运动等知识)
3.如图所示，L为水平放置的点亮的8w日光灯，T为一藤椅的竖直靠背，横藤条与日光灯管平行，竖藤条相互垂交织，它们之间是透空方格，P是与藤条靠背平行的白屏。现将屏从紧贴椅背处慢慢向远处(图中右方)平移，从屏上将依次看到( )
A.横藤条的影，横竖藤条的影
B.竖藤条的影，横竖藤条的影
C.横竖藤条的影，竖藤条的影，没有藤条的影
D.横竖藤条的影，横藤条的影，没有藤条的影
(提示：此题考查光的直线传播规律及光的干涉规律。)
4.在我国古代学者沈括的著作《梦溪笔谈》中有如下记载：“若鸢飞空中，其影随鸢而移；或中间为窗隙所束，则影与鸢遂相违，鸢东则影西，鸢西则影东。”意是说，若鹞鹰在空中飞翔，它的影子随鹞鹰而移动；如鹞鹰的影子中间被窗户孔隙所约束，影子与鹞鹰就作相反方向移动，鹞鹰向东则影子向西移，鹞鹰向西则影子向东移。这描述的是光的什么现象?( )
A.直线传播现象 B.折射现象
C.干涉现象 D.衍射现象
(提示：此题考查光的直线传播规律)
5.已知月球周围没有大气层，因此在月球上看到的天空的颜色应是( )
A.蓝色的 B.红色的 C.苍白色的 D.黑暗的
(提示：此题考查光的直线传播规律。)
6.有一点光源置于透镜主轴上的A点，经透镜成像于B点，将此点光源放在B点，经透镜成像于C点，且AB＜BC，如图所示，则( )
A.此透镜一定是凸透镜
B.此透镜一定是凹透镜
C.这两次成的像都是虚像
D.透镜一定在A点的左侧
(提示：此题考查透镜成像规律)
7.用眼睛观察远处的灯，有时会看到它周围光芒辐射，对于这一现象的解释，下面的哪些说法正确?( )
A.这是空气对光的折射作用造成的
B.这是眼睛的瞳孔对光的衍射作用造成的
C.这现象说明眼睛的瞳孔是规则的圆形
D.这现象说明眼睛的瞳孔是多边形
(提示：此题考查光的衍射)
8.如图所示，入射光a与凸透镜主轴交于P，夹角为α，其折射光线交透镜主轴于Q点，若过P的入射光与主轴夹角α变大些，则它的折射光线与主轴的交点Q′( )
A.仍为Q点 B.Q′＞QO
C.Q′Q＜QO D.有可能无交点
(提示：此题考查折射规律)
9.某介质的折射率为
，光线从此介质射向与空气的界面，下图中光路图正确的是( )
(提示：此题考查光的反射和折射)
10.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( )
A.不变 B.将提前
C.将延后 D.在某些地区将提前，在另一些地区将延后
(提示：此题考查光的折射)
(二)填空题
11.如图所示，三棱镜的顶角是30°，光线与AB面成90°射入，由AC面射出，测得偏向角是30°，该三棱镜的折射率是 ，光在三棱镜内的速度为 。
(提示：此题考查的折射率公式)
11题图 12题图
12.如图是发生日食的示意图，地球表面处在区域Ⅰ，可看到 食；处在区域Ⅱ，可看到 食；处在区域Ⅲ则 。
(提示：此题考查光的直线传播规律的应用)
13.街道旁有一高为H的路灯，有身高为h的某人从路灯正下方经过，看到自己头部的影子正好在自己脚下，如果此人以不变速度v直线朝前走，则他自己的影子相对于地的速度为
(提示：此题考查光的直线传播及匀速直线运动规律，运用三角形相似求解)
14.如图所示，一平面镜置于折射率为的某种液体中，镜面与水平面成30°的角，液体上方是真空，要使光线经平面镜反射后沿原光路返回直空中，光线射入液体时的入射角应为 。
(提示：此题考查光的折射和反射)
15.如图所示，P为发光点，MN为平面镜，如在MN与P之间放上不透明的挡板Q后，像的亮度的变化情况是 。(填“变亮”或“变暗”或“不变”)
(提示：此题考查平面镜成像规律)
15题图 16题图
16.如图所示，凸透镜的主轴和x轴重合，光心位于坐标原点O处，F为透镜焦点。如果a′、b′分别是两发光点a、b的像，那么发光点a可能在第 象限，发光点b可能在第 象限。
(提示：此题考查透镜成像规律)
(三)作图题
17题图(1) 17题图(2)
17.请按下列要求用刻度尺作出光路图
(1)如图所示，AB为一发光线状体，MN为一平面镜，E为人眼所在位置，试用作图法画出用遮光纸把平面镜MN上哪一部分遮住，人眼看不到AB的虚像，并在图中用CD线段标出范围。
(2)如图所示，已知一点光源发出的光线经凸透镜折射后的两条出射光线，用作图法确定点光源位置，并画出完整光线图。
(提示：此题考查平面镜成像规律及凸透镜成像作图法)
18.如图，MN是暗室墙上的一根直尺，手电筒射出一束光与MN垂直，直尺上被照亮的宽度是a，今将一横截面是直角三角形的玻璃三棱镜放在图中虚线所示位置，截面的直角边AB与MN平行，顶角∠A＝30°。请你说明放上三棱镜后，在直尺上被照亮的部分有何变化，说明理由，并画出光路。
(提示：此题考查光的折射及光的色散规律)
(四)计算题
19.激光液面控制仪的原理是：一束激光以入射角α照射液面，反射光斑被光电管接收后转变为电讯号，电讯号输入控制系统以控制液面高度。若反射光斑B移动了距离ΔS到B′，如图所示，那么液面应怎样变化?其变化量ΔH为多少? (提示：此题考查光的反射规律)
20.直径d=1.00m，高H=0.50m的不透明圆桶，放在水平地面上，桶内盛有折射率n=1.60的透明液体，某人站在地面离桶中心的距离为x=2.10m处，他的眼睛到地面的距离y=1.70m。问桶中液面高h为多少时，他能看到桶底中心(桶壁厚度忽略不计)。
(提示：此题考查运用光的折射率公式计算)
21.如图，光从A点射入圆形玻璃，而从B点射出，若射出玻璃与射入玻璃的光线夹角为30°，AB弧所对应的圆心角120°，则此玻璃的折射率是多少?
(提示：此题运用光的折射及几何知识求解)
22.物体与屏之间保持适当的距离L不变，将一凸透镜放在物、屏之间，改变透镜位置，使得在屏上两次出现清晰的像，如果测得两次像长分别为a和b，试证：①物和像之间距离L必须大于四倍焦距；②物体长度h=
;③透镜焦距f=
·L。
(提示：此题考查透镜成像作图法及运用三角形相似求解)
23.空中有一只小鸟，距水面3m，其正下方距离水面4m深处的水中有一条鱼，已知水的折射率为
，则鸟看水中鱼离它的距离是多少?鱼看空中的鸟离它的距离是多少?
(提示：此题运用光的折射公式及近法线光线折射时，利用sinθ≈tgθ近似计算)
24. 如图所示，宽度为a的平行光束从空气中斜射到两面平行的玻璃板上表面，入射角为45°，光束中含有两种不同波长的单色光，玻璃对这两种色光的折射率分别为
=1.5，
=。求：(1)两种波长的光射入上表面后的折射角
和
(用反三角函数表示)，(2)为使光束从玻璃板下表面出射时能生成不重叠的两束单色光，玻璃板的厚度至少应为多少(用根式表示)?作出光路的示意图。
(提示：此题考查光的色散规律及折射率公式)
参考答案：
1.C 2.B 3.D 4.A 5.D 6.ACD 7.BD 8.A 9.D
10.C 11.
；×
m/s 12.日全 日偏 日环食 13.
14.60° 15.不变 16.2.4；1 17.略 18.略
19.液面下降ΔH＝
20.0.22m 21.
22.略 23.6m，8m
24.
,
,