第十三单元练习　几何光学　　　　　2002.3

　　　　　　　 真空中的光速c = 3×10⁸m/s　　　　班级 　 姓名 　　　　　　 

一. 选择题

1. 入射光与镜面的夹角为60⁰，当镜面转过15⁰时，反射光线与入射光线夹角可能是

A. 30°　　　 B. 75°　　　　 C. 90° 　　　　D. 150°　　　　　  (　　)

2. 一束单色光在1、2、3三种介质中的两个平行界面处入射、反射、折射的情况如图所示. 若光在这三种介质中的光速分别用v₁、v₂、v₃表示, 则下列关系式正确的是　　　　　　　　　 (　　 )　　　　　　　　　　　　　　　　 

A. v₁ > v₂ > v₃　　　　 B. v₂ > v₁ > v₃　

　　C. v₂ > v₃ > v₁D. v₃ > v₁ > v₂  

3．关于光学元件，以下说法正确的是（　　　　）　　　　　　　　　　 

　　A．凸透镜是会聚透镜，任何光束经它后必定成为会聚光束

B．凹透镜是发散透镜，但有些光束经它后仍然会聚

C．三棱镜对白光有发散作用，所以平行光经过三棱镜后变为发散光

D．平面镜对光有反射作用，经平面镜反射后光的传播方向与原方向相反

4．在下面的光路图中，OO′是透镜的主轴，M—N是透镜所在平面。由图中光线的偏折情况可以判断，其中肯定错误的是（　　　）  　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 

5．一凸透镜焦距为f，把物体从距透镜1.5f处移到2.5f处，则物像间的距离（　　　）

A．一直变大　　 B．一直变小　　 C．先变大后变小　 　 D．先变小后边大

6. 发光物体沿凹透镜主光轴，从距透镜很远处向透镜移动。物体与它经透镜所成的像之间的距离的变化情况是 （　　　）

　　A. 逐渐增大　　　B. 逐渐减小　　　C. 先减小后增大　　　D. 先减小后增大

7.　如图所示, MN是透镜的主轴, 点光源放在A点时, 成像于B点, 若将点光源放在B点, 则成像于C　　点. 已知AB > BC, 以下关于透镜的种类和透镜位置的说法中正确的是

A.　  透镜是凸透镜, 位于A点的左侧　　　　　　　　　　　　　　　　  (　　)

B.　　 透镜是凹透镜, 位于C点的右侧

C.　  透镜是凸透镜, 位于C点的右侧

D.　  透镜是凹透镜, 位于A点的左侧

8．如图所示，一束本应会聚于A点的光束，在O点放一凸透镜会聚于B点。若把一个点光源置于B点，则它发出的光线（　　　　）

A．经凸透镜折射后成虚像于A点

B．经凸透镜折射后成虚像于A点和B点之间

C．经凸透镜折射后成实像于凸透镜左侧

D．经凸透镜折射后成为平行光　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 

9. 物体经透镜在光屏上成一缩小的像，若使物体向远离透镜方向移动一些，为了仍能在光屏上成像，可以采取的办法有（　　　）

A．移动透镜，使它更靠近光屏一些　　　 B．移动透镜，使它更靠近物体一些

C．移动光屏，使它更靠近透镜一些　　　 D．移动光屏，使它更远离透镜一些

10．如图所示，光学元件是光疏介质，放入光密介质的环境中，其光路图正确的是（　　）

　　　　 

　　　　　 A　　　　　　　　 B　　　　　　　  C　　　　　　　  D　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 

11. 如图所示，一点光源S通过平面镜成像为S^’。现平面镜沿OS方向以速度v向着光源S平移，已知OS与镜面间的夹角是θ。那么它的像S^’ 将（　　　）

A.　　以速度v沿S^’O方向移动

B.　　以速度2v沿S^’O方向移动

C.　　以速度vsinθ沿S^’S方向移动

D.　 以速度2vsinθ沿S^’S方向移动　　　　 　　　　　　　　　　

12.用投影仪放映的幻灯片如图所示.根据屏幕上的影像, 站在投影仪后面向下看, 根据标定的abcd方向, 看到的幻灯片的图应是下列选项中的　　 (　　 )

13. 假如地球的大气是由二氧化碳（=1.045）和水蒸汽(=1.025)组成，且大气层的厚度及气压均与目前的情形相似, 那么, 早晨日出的时刻为t. 已知实际地球大气的组成主要是氮气和氧气，其混合后的空气折射率n=1.00029。那么人们观察到日出的时刻与前面假定的时刻t相比（　　　）

A. 将提前　　　 B. 将延后　　　C. 不变　　　D. 可能因不同的纬度而异

1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13

二. 填空题　　　　　　　　　　　

14．一束光线从空气射入折射率为的介质，其折射光线与反射光线恰好垂直，则这束光线的入射角是　　　　  。（在光学中，满足此类条件的入射角称为布鲁斯特角）

15. 玻璃的折射率是1.50，水晶的折射率是1.55。He—Ne激光器发出的红光分别垂直射入平行界面玻璃砖和水晶砖。已知玻璃砖的厚度是3.1cm，激光通过它们所用的时间相同，则水晶砖的厚度是　　　　cm。

16. 一个人开始时站在离平面镜5m远的地方，由静止开始沿着与镜面垂直的方向，以1.0m/s²的加速度匀加速靠近平面镜。2.0s时人与其虚像的距离是　　　　m，此时人与其虚象的相对速度v_相对=　　　　　 m/s。

17. 光在真空和某介质界面上的光路情况如图所示。那么这种介质

的临界角为　　 ，光在此介质中的传播速度v=　　　c。　

18．如图所示，平面镜垂直放在凸透镜的主轴上，

并和凸透镜相距d。一束平行于主轴的平行光射向

透镜, 其折射光线经过平面镜反射后会聚于两镜中

点C，则此凸透镜的焦距为　　　　  ；在右图中

画出光路图。

19．如图所示，在圆筒的中心放一平面镜，点光源S₁发出的

光线射到平面镜上，其反射光在筒壁上呈一光斑S₂。当平面

镜绕圆筒轴线以角速度ω匀速转动时，光斑S₂转动的角速度

为　　　　；光斑S₂在平面镜中的像S₂′转动的角速度为　　　　 。　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　

三. 作图题

20．如图下左所示，S为点光源，M为遮光板，ab为平面镜。试作出由S发出，经平面镜反射后通过P点的光线。

 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 

　　　　　　　

21．在上右图中，AB为射向凸透镜的一条光线，作出这条光线的折射光线。不许用副光轴法，并简单写出作图步骤。

22．如图所示，某人眼睛在OF的中点E处通过放大镜L观察标尺M，F是此放大镜的焦点。他既能通过放大镜L看到标尺M上一部分刻度，又能直接从镜外看到M上的一部分刻度。试用作图法找出他看不到的M上的那部分范围（将这些部分用记号 ▍涂黑）。　　　　　　　　　　　　　　　　　　 

四. 计算与讨论题

23. 如图所示，钠黄光以45⁰角入射到等腰三棱镜的一个侧面AB上，测得其折射光线偏离了原方向15⁰角。则此钠黄光在该三棱镜中的光速是多少？若要此折射光线在三棱镜内的另一侧面AC上发生了全反射，那么此三棱镜的顶角A的最小值是多少？如果换成紫光以同样的角度入射，则能否在AC面上发生全反射？

24. 某人透过焦距10cm、直径4.0cm的薄凸透镜观看方格纸. 方格纸上每一个方格的边长均为0.30cm. 观看时他使透镜的主轴与纸面垂直. 透镜与纸面的距离为10cm.眼睛位于透镜主轴上距透镜5cm处. 问他至多能看到同一行上几个完整的方格.

《第十三单元练习　几何光学》　　 答案

1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13
AC	D	B	BD	D	B	B	A	ABC	A	D	C	B

14． 60°　　  15. 3 　　 16. 6、 4 　　　17. 45　　　18. 3d/2　　　19.2、 0

20．图1.　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　

21.见图2.　　

作图步骤如下：

1.设AB上一点S为发光点，由S出发画一条平行于主轴的入射线，交透镜于D点，连接Df；

2.连接SO并延长，与Df交于一点S^’。 S^’即为S的虚像点；

3.连接S^’B并延长，则BE即为所求的折射线　。

22．红色部分即为人看不到的区域

23．解：

（1）钠黄光在该棱镜中的传播速度为

2.1×10⁸m/s

（2）顶角A的最小角为75°

（3）紫光能在AC面上发生全反射

24.能看到26个完整的方格。