O
P ’P
Q ’Q a
b
光学单元测试
一、选择题
1．光线以某一入射角从空气射人折射率为3的玻璃中，已知折射角为30°，则入射角
等（）
A.30°
B.45°
C.60°
D.75°
2．红光和紫光相比，（）
A.红光光子的能量较大；在同一种介质中传播时红光的速度较大
B.红光光子的能量较小；在同一种介质中传播时红光的速度较大
C.红光光子的能量较大；在同一种介质中传播时红光的速度较小
D.红光光子的能量较小；在同一种介质中传播时红光的速度较小3．一束复色光由空气射向玻璃，发生折射而分为a 、b 两束单色光，其传播方向如图所
示。
设玻璃对a 、b 的折射率分别为n a 和n b ，a 、b 在玻璃中的传播速度分别为v a 和v b ，
则（）
A ．n a >n b
B ．n a <n b
C ．v a >v b
D ．v a <v b
4．两种单色光由水中射向空气时发生全反射的临界角分别为θ1、θ2。
用n 1、n 2分别
表示水对两单色光的折射率，v 1、v 2分别表示两单色光在水中的传播速度（）
A . n l ＜n 2、v 1＜v 2 B.n l ＜n 2、v 1>v 2 C.n l >n 2、v 1＜v 2 D.n l >n 2、v 1>v 2
5．如图所示，一束细的复色光从空气中射到半球形玻璃体球心O 点，经折射分为a 、b
两束光，分别由P 、Q 两点射出玻璃体。
PP ’、QQ ’均与过O 点的界面法线垂直。
设光线
a 、
b 在玻璃体内穿行所用时间分别为t a 、t b ，则t a : t b 等于（）（A ）QQ ’:PP ’ （B ）PP ’:QQ ’ （C ）OP ’:OQ ’ （D ）OQ ’:OP ’6．图示为一直角棱镜的横截面，60,90ab
c bac 。
一平行细光束从O 点沿垂
直于bc 面的方向射入棱镜。
已知棱镜材料的折射率n=2，若不考试原入射光在bc
面上的反射光，则有光线（）
A ．从ab 面射出
B ．从ac 面射出
C ．从bc 面射出，且与bc 面斜交
D ．从bc 面射出，且与bc 面垂直7．一束复色光由空气射向一块平行平面玻璃砖，经折射分成两束单色光a 、b 。
已知a 光的频率小于b 光的频率。
下列哪个光路图可能是正确的？（）8．如图所示，一束白光通过玻璃棱镜发生色散现象，下列说法正确的是（）Ａ．红光的偏折最大，紫光的偏折最小Ｂ．红光的偏折最小，紫光的偏折最大Ｃ．玻璃对红光的折射率比紫光大Ｄ．玻璃中紫光的传播速度比红光大9．在下列各组的两个现象中都表现出光具有波动性的是（）A.光的折射现象、色散现象 B.光的反射现象、干涉现象C.光的衍射现象、偏振现象 D.光的直线传播现象、光电效应现象10．光纤通信是一种现代通信手段，它可以提供大容量、高速度、高质量的通信服务。
目前，我国正在大力建设高质量的宽带光纤通信网络。
下列说法正确的是（）Ａ．光纤通信利用光作为载体来传播信息Ｂ．光导纤维传递光信号是利用光的衍射原理Ｃ．光导纤维传递光信号是利用光的色散原理Ｄ．目前广泛应用的光导纤维是一种非常细的特制玻璃丝14．水的折射率为n ，距水面深h 处有一个点光源，岸上的人看到水面被该光源照亮的圆形区域的直径为A.2 h tan(arc sin n 1) B.2 h tan(arc sin n) C.2 h tan(arc cos n 1) D.2 h cot(arc cos n)
15. 为了观察到纳米级的微小结构，需要用到分辨率比光学显微镜
更高的电子显微镜，下列说法中正确的是（）
b c a
o a b
空
玻
、
A、电子显微镜所利用电子物质波的波长可以比可见光短，因此不容易发生明显衍射
B、电子显微镜所利用电子物质波的波长可以比可见光长，因此不容易发生明显衍射
C、电子显微镜所利用电子物质波的波长可以比可见光短，因此更容易发生明显衍射
D、电子显微镜所利用电子物质波的波长可以比可见光长，因此更容易发生明显衍射17．空气中两条光线a和b从方框左侧入射，分别从方框下方和上方射出，其框外光线
如图1所示。
方框内有两个折射率n=1.5的玻璃全反射棱镜。
图2给出了两棱镜四种
放置方式的示意图，其中能产生图1效果的是
18．两束不同频率的单色光a、b从空气射入水中，发生了图所示的折射现象（>）。
下列结论中正确的是
A．光束b的频率比光束a低
B．在水中的传播速度，光束a比光束b小
C．水对光束a的折射率比水对光束b的折射率小
D．若光束从水中射向空气，则光束b的临界角比光束a的临界角大
19．现有a、b、c三束单色光，其波长关系为c
b
a
.用b光束
照射某种金属时，恰能发生光电效应.若分别用a光束和c光束照射该金属，则可以断定
A.a光束照射时，不能发生光电效应
B.c光束照射时，不能发生光电效应
C.a光束照射时，释放出的光电子数目最多
D.c光束照射时，释放出的光电子的最大初动能最小
20.△OMN为玻璃等腰三棱镜的横截面。
a、b两束可见单色光从空气
垂直射入棱镜底面MN,在棱镜侧面OM、ON上反射和折射的情况如
题20图所示，由此可知
A.棱镜内a光的传播速度比b光的小
B.棱镜内a光的传播速度比b光的大
C.a光的频率比b光的高
D.a光的波长比b光的长
二、计算题22．如图所示，一路灯距地面的高度为h，身高为l的人以速度v 匀速行走．
(1)试证明人头顶的影子做匀速运动；
(2)求人影长度随时间的变化率。
23．如图所示，一不透明的圆柱形容器内装满折射率n =2的透明液体，容器底部正中央O点处有一点光源S，平面镜MN与底
面成45°角放置，若容器高为2dm，底边半径为（1+3）dm，
OM = 1dm，在容器中央正上方 1 dm 处水平放置一足够长的刻度尺，求光源S 发出的光线经平面镜反射后，照射到刻度尺的长度。
（不考虑容器侧壁和液面的反射）
25．如图所示，透明介质球球心位于O，半径为R，光线DC平行于直径AOB射到介质的C点，DC与AB的距离
H=
3R/2，若DC光线进入介质球后经一次反射再次回到介质球的界面时，从球内折射出的光线与入射光线平行，作出光路图，并算出介质的折射率。
可得：sin i/sin r = n 解得sin i = 2/2 ，∠i = 450，刻度尺上
被照亮的范围QH = 1 dm+ 3dm = （1+3）dm
答案：
题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
答案 C B AD B A BD B B C AD
题号11 12 13 14 15 16 17 18 19 20
答案 D C AB A A BCD B C A BD
22、(1)设t＝0时刻，人位于路灯的正下方O处，在时刻t，人走到S处，根据题意有
OS＝vt ①
过路灯P和人头顶的直线与地面的交点M 为t时刻人头顶影子的位置，如图l所示，
OM 为头顶影子到0点的距离．由几何关系，有
解式①、②得。
因OM 与时
间t成正比，故人头顶的影子做匀速运动。
(2)由图l可知，在时刻t，人影的长度为SM，由几何关系，有
SM=OM－OS ③由式①～③得
因此影长SM与时间t成正比，影长随时间的变化率。
解：光路如图，光线经反射后到达介质与空气的界面时，入射角i’=r ，由折射定律可
得折射角r’= i，折射光线PQ与入射光线DC平行，则∠POA=∠COA=i
sin i= H/R =3R/2R = 3/2i=600，折射角r = i/2 = 300
sin r= 1/2折射率sin i/ sinr = 3
23、解：作图找出发光点S在平面镜中的像点S’，连接S’M
延长交直尺于H点，MH沿竖直方向，连接S’P，在RtΔPR S’
中，R S’=3dm ，PR=3 dm ，∴∠r =300 由折射定律。