光学综合测试题选

如有帮助欢迎下载支持光学综合测试题选一、选择题 (每题的四个选项中至少有一项是正确的，请选出正确答案)1一焦距为f 的凸透镜，主光轴和水平的x 轴重合， x 轴上有一点光源位于透镜的左侧， 点光源到透镜的距离大于f 而小于 2f若将此透镜沿x 轴向右平移2f的距离，则在此过程中，点光源经透镜所成的像点将A 一直向右移动B一直向左移动C先向左移动，接着向右移动D先向右移动，接着向左移动2物体立在焦距为f 的透镜主光轴上，与透镜的距离为u，当物体沿主光轴向透镜移近2 cm 时，生成的像向透镜移近5 cm，由此可以判断A 透镜一定是凸透镜B透镜一定是凹透镜C物距 u 一定大于 fD物距 u 一定小于f3如图 1 所示，有一点光源置于透镜主光轴上的A 点，成像于B点，将此点光源放在B点，成像于 C点，且 AB BC，则A 此透镜可能是凹透镜B此透镜一定是凸透镜C这两次成像中可能有一次成的是实像D透镜一定在A 点的左侧4用红光照射白色物体，经凸透镜在光屏上形成物体的倒立清晰实像现改用绿光照射该物体， 保持物体与透镜位置不变， 为使光屏上仍得到物体的清晰实像，正确的做法是A 保持光屏位置不变B将光屏向接近透镜方向适当移动一点C将光屏向远离透镜方向适当移动一点D将光屏向远离透镜方向移动较大距离5如图 2 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A a 光光子的能量比b 光光子能量大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1如有帮助欢迎下载支持6如图3 所示，一条光线通过凸透镜的主光轴上焦点F 以外的M 点射向凸透镜，入射光线与主轴的夹角为 当入射光线仍通过 M 点而 角逐渐减小 (但不为零 )时，透射光线变化的情况是A 可能通过另一侧的焦点FB与主光轴的交点位置不变C与主光轴的交点将远离光心OD与主光轴的交点将移近光心O7两束相距为 d 的紫光 a 和红光 b 从空气中互相平行地斜射到长方体玻璃砖的上表面，如图 4 所示，当它们从玻璃砖的下表面射出后A 两束光仍平行，间距等于dB两束光仍平行，间距大于dC两束光仍平行，间距小于dD两束光不再相互平行8如图 5 所示，在凸透镜的左侧有一点光源S，经凸透镜成像于光屏PQ 上，现移去光屏，则从S 上发出的某条光线SC 经透镜折射后的折射光线A 将与主光轴交于光屏PQ 原来的位置的右侧B将与主光轴交于光屏PQ 原来位置和透镜之间C将与主光轴平行D将与主光轴交于光屏PQ 与主光轴的交点上2如有帮助欢迎下载支持9甲、乙两种单色光，通过同一凸透镜，测得的焦距f 甲 f 乙，则下列几种判断中正确的是A 在凸透镜中，两种光的速度v 甲 v 乙B凸透镜对两种光的折射率n 甲 n 乙C在真空中两种光的波长 甲 乙D两种光子的能量 E 甲 E 乙10有 a、 b、 c 三种单色光，它们在真空中的波长关系是 ，用abcb 光来照射一种金属，能够发生光电效应，逸出光电子的最大初动能是Ekm，则A 增大 b 光的强度，逸出光电子最大初动能将大于EkmB用 a、c 光来共同照射，逸出光电子最大初动能可能小于EkmC用 a 光来照射，可能没有光电子逸出D用 c 光来照射，可能没有光电子逸出11用游标卡尺观察线状光源的衍射现象，在其它条件都相同的情况下，以下说法中正确的有A 对光子能量较大的光，狭缝宽度应相对调大一些B对光子能量较大的光，狭缝宽度应相对调小一些C光源应离狭缝远些，眼晴应离狭缝近些D光源应离狭缝近些，眼晴应离狭缝远些12下列四种波中，最难观察到衍射现象的是哪一种波？A 无线电波B可见光C紫外线D 射线3如有帮助欢迎下载支持13下述各种说法中正确的是A 在做双缝干涉实验的装置中， 如果关闭双缝中的一条狭缝，则在光屏上出现单缝衍射条纹B利用薄膜干涉现象可以加强透射光，也可以加强反射光C在真空中，能量大的光子质量大D在真空中，能量大的光子速度大14用游标卡尺观察单缝衍射现象时，把缝宽由0.2mm 逐渐增大到0.8mm ，看到的现象是A 衍射条纹的间距逐渐变大，衍射现象越来越明显B衍射条纹的间距逐渐变小，衍射现象逐渐不明显C衍射条纹的间距不改变，只是亮度增强D衍射条纹的间距不改变，亮度也不改变15在光源与屏幕之间有一不透光的屏，屏上有一孔A 当孔比较小时，幕上的光斑与光源的形状相似B当孔比较小时，幕上的光斑与孔的形状相似C当孔比较大时，幕上的光斑与光源的形状相似D当孔比较大时，幕上的光斑与孔的形状相似16在照相机镜头上常涂有增透膜，关于增透膜的说法正确的是A 增透膜的厚度为绿光在真空中波长的1 4B增透膜的厚度为绿光在增透膜中波长的14C绿光从增透膜前后表面的反射光互相抵消D绿光从增透膜前后表面的反射光互相叠加使绿光振动加强17竖直放置的铁丝框中的肥皂膜，在太阳光照射下会形成A 黑白相间的水平干涉条纹B黑白相间的竖直干涉条纹C彩色的水平干涉条纹D彩色的竖直干涉条纹18如图 6 所示为光电管工作原理图，当有波长(指真空中的波长，下同)为 0 的光照射光电管阴极K 时，电路中有光电流，则A 换用波长为1( 1 0)的光照射阴极K 时，电路中一定没有光电流B换用波长为 2(2 0)的光照射阴极K 时，电路中一定有光电流C增加电路中电源的端电压，电路中的光电流一定增大D将电源的极性反接，电路中一定没有光电流4如有帮助欢迎下载支持19如图 7 所示 a、b 两束光，平行主轴射入一凹透镜，经透镜折射出的光线其反向延长线交于 P 点，由此可知A a 光束中的光子能量较大B在同一玻璃中a 光传播速度较大C同一玻璃对a 光折射率较大D若 b 光束照射光电管恰能发生光电效应，那么a 光束照射光电管时，也一定能发生光电效应20能够用水进行光谱分析，确定样品中元素成份的光谱应当是A 发射光谱B连续光谱C明线光谱D吸收光谱二、填空题1半径为r 的透明半圆柱体置于空气中，今有一光束从此半圆柱体的平面部分垂直射入，如图8 所示，射入点距圆柱体对称轴的距离为d，d3r / 2，若半圆柱体的折射率为2，则从半圆柱体射出的光线相对原入射方向的偏向角为_5如有帮助欢迎下载支持2如图 9 所示，一玻璃立方体放在空气中，光线从立方体的顶面斜射进来，然后投射到它的一个侧面， 若要使此光线从这个侧面射出， 玻璃的折射率应满足的条件是 _3某种透明物质做成一个等腰直角三棱镜，如图 10 所示，一束单色光以60的入射角从AB 侧面射入，而从AC 侧面射出时，出射光线偏离入射光线30，则在 AC 侧面发生光的折射时，折射角等于 _，此物质的折射率等于_4在真空中，波长是6000A 的光是黄光， 4000A 的光是紫光，现有一束频率是 5 1014Hz 的单色光，它在折射率为1.5 的无色透明玻璃中的波长是_A ，它在这种玻璃中是 _色5锌的逸出功为 5.33 10-19J，普朗克常量h 6.63 10-34J s，能使锌产生光电效应的最长波长为_ m三、作图、实验题1图 11 中的点划线为透镜的主光轴，O 为光心， AB 为放在透镜焦点F 处的垂直于主光轴的物体，在透镜的右侧可以观察到物体AB 的清晰像，试判断透镜是_透镜，并作出透镜成像的光路图，确定右侧焦点的位置2如图 12 所示， MN 为平面镜， S 为点光源， P 为遮光屏，试在图中画出看6如有帮助欢迎下载支持到光源在镜中的像的观察区域(用斜线表示 )3如图 13 所示， MN 是透镜的主光轴， AB 是与主光轴斜交的发光体， A 是发光点 A 通过透镜所成的像， BC 是发光点 B 发出的一条光线， 试作出光路图确定透镜的种类、光心和焦点的位置以及光线BC 经过透镜折射后的出射光线4某同学做“测定玻璃折射率”的实验，他通过正确的操作画出矩形玻璃砖的两个分界面ab 和 cd，并得到4 个大头针A 、 B 、C、 D 的位置如图14 所示(1) 在图上用 3 根有方向的直线作出光从空气射入玻璃砖、从玻璃砖射出到空气的光路 (注意画光路时要以 A 点作为光的出发点 )(2) 用字母 表示光从空气射入玻璃时的入射角、用字母 表示光从玻璃射出到空气时的折射角(3) 以光进入玻璃的入射点为圆心，2cm 为半径画圆，交表示空气中的入射光线的直线于 P 点，交表示玻璃中的折射光线的直线于Q 点量出 P 点到法线 (作出法线 )的距离为 _mm，量出 Q 点到法线的距离为_mm ，算出玻璃的折射率为 _5如图 15 所示，为了测量半圆形玻璃砖的折射率，我们先竖插上两枚大头针 P1、P2，在玻璃砖 AB 的另一侧观察 P1、P2 的像和 P2 挡住 P1 的像，并相应地插上另两枚大头针P3、 P4，用一块有刻度尺的直角三角板画出实验光路图，并说明半圆形玻璃的折射率n，用三角板测量时的计算式是n _如果在半圆形玻璃砖的 AB 一侧观察不到 P1、P2 的像， 而在半圆形的一侧观察到P1、P2 的像和 P2 挡住 P1 的像，并相应地插上另两枚大头针P3、P4，如图 15 乙所示，在图中画出半圆形玻璃砖中的光路7如有帮助欢迎下载支持6某同学用共轭法测凸透镜的焦距，他采用的实验步骤是：A 用太阳光粗测凸透镜的焦距B在光具座上依次放置蜡烛、透镜和光屏，从刻度尺读出蜡烛到光屏的距离L ，使 L 4fC将凸透镜从蜡烛附近向光屏移动，屏上出现一次烛焰清晰的像，记下透镜的位置D将凸透镜再向远离蜡烛的方向移动，同时移动光屏，使再次在光屏上出现烛焰的清晰像，从光具座的刻度尺读出两次成像透镜间的距离为dL2d 2fE根据公式 f，计算凸透镜的焦距4LF改变 L，按 B、 C、 D、 E 步骤重复共做 3 次，取 f 的平均值这个同学在实验中，步骤_有错误，应改为_，他在实验中还缺少 1 个步骤是 _7用“两次成像法测透镜焦距”的实验中，某同学把光源与光屏先固定在相距 45cm 处，被测透镜放于两者之间，实验时通过移动透镜在屏上得到一缩小的清晰的像，为使在屏上第 2 次成出清晰的像，应将 _A 光屏向透镜移动B透镜向光屏移动C透镜向光源移动D将光源向透镜移动如果在实验时，第 2 次在光屏上所成的像没有调节到最清晰，这将会使测得的焦距 _ (不考虑其它因素引起的误差 )A 必偏大B必偏小C偏大、偏小都有可能四、计算题1如图 16 所示是直角等腰三棱镜， 光线自 AB 面射入，折射后射到 AC 面上，为使光线不再从 AC 面射出，已知材料的折射率为 n，则入射角 i 的最大值为多少？2如图 17 为一束平行光射向半径R6cm 的半圆形玻璃砖， 其中沿径向的光8如有帮助欢迎下载支持线与直径 AB 的夹角 60，光束经折射后射向界面 AB 时， a 左侧的光线都不能从 AB 界面射出玻璃，而 a 右侧的光线都可以从 AB 界面射出玻璃，求 OB 上有光线射出部分的长度3如图18 为一个半圆形玻璃砖的截面图，O 为圆心， MM AB ，一束单色光沿 NO 方向射入，折射光线为ON，ON 与 OM 的夹角为 30，ON 与 OM 的夹角为45已知半圆形玻璃砖的半径R 3.0m， c 3.0108m s，求当该单色光束沿与OM 夹角为 60的 PO 方向射入时，光在该玻璃砖中传播的时间？4单色细光束射到折射率n2的透明球表面，光束在过球心的平面内，入射角i 45，研究经折射进入球内后经内表面反射1 次，再经球面折射后射出的光线，如图19 所示 (图中已画出入射光线和折射光线)(1) 在图上大致画出光线在球内的路径和方向；(2) 求入射光与出射光之间的夹角 ；(3) 如果入射的是一束白光，透明球的色散情况与玻璃相仿，问哪种颜色光的 角最大，哪种颜色光的 角最小？5如图 20，有一竖直放置的平面镜MN ，在平面镜前45cm 处有一与平面镜平行放置的平板ab，在 ab 靠镜一侧有一点光源S，现要在离平面镜5cm 的 PQ 虚线上的某一处放一平行于平面镜的挡光板，使反射光不能照射到ab 板上的 AB 部分已知： SA 45 cm， AB 45cm，求挡光板的最小宽度是多少？9如有帮助欢迎下载支持6如图 21 所示，有一细束横截面为1mm2 的平行红光，波长为6630A ，沿着凸透镜 (焦距 f8cm)主光轴射向凸透镜，光屏 MN 和主光轴垂直，它到凸透镜的距离是168cm，这束光的功率是3 10-2W ，求光屏 MN 上照射范围内每秒内每平方厘米面积上接到多少个光子？( 不考虑光的反射和吸收，普朗克常量h 6.63 10-34J s)7如图 22 所示，折射率为2的液面上有一点光源S，发出一条光线，垂直到水平放置于液体中、 且距液面为 d 的平面镜 M 上，当平面镜 M 绕垂直过中心 O 的轴以角速度 逆时针匀速转动时，观察者发现液面上有一光斑掠过，且光斑过 P 点后即消失，那么光斑在 P 点时的瞬时速度是多少？8在透镜正中央贴一个半径为R 的黑纸片，并在距离透镜30cm 处放置一个垂直于主光轴的光屏，若用平行与主光轴的平行光束照射透镜时，则在屏上形成半径为 2R 的黑影，求透镜的焦距参考答案提示10如有帮助欢迎下载支持一、选择题1C 2 A、D3B、D 4B5 D 6B7B 8 A 9A、B10 C 11 B、C 12 D13 A 、 B、 C 14B15A、D16 B、 C17 B、C 18B19 A 、 C、D20 C、D二、填空题1 1802 n2360；6 / 24 4000紫5 0.37三、作图、实验题1凹透镜；光路如图1 所示2如图 2 所示3如图 3 所示4 (1) 如图 4 所示 (2)如图中的 、 (3) 18.0 ； 12.0； 1.5011如有帮助欢迎下载支持EF5 n；如图 5所示CD6D ；将“同时移动光屏”改为“保持光屏的位置不动”；调整烛焰中心、光屏中心的位置，使它们位于凸透镜的主光轴上，并使光屏与透镜的主光轴垂直四、计算题1若光线不再从 AC 而射出，就是发生了全反射，设临界角为A ，则 sinA 1 ，光线从 AB 而进入棱镜，令其折射角为r，由几何关系 Cnn21sin i知， sini nsinr r 90，则 sinr cos C再依 nsin rn n 2 1，故入射角的最大值 i max arcsin n2 12如图 6，光线 a 在 AB 界面上临界角C90 30，玻璃的折射率n 1 sinC 2光束射入玻璃后右边界是MN ，可以判断：NMO 30MON 30得 ON3 R 3.46(cm) 33设玻璃的折射率为n，根据题意12如有帮助欢迎下载支持sin452nsin 30这束光在该玻璃中的临界角为C， sinC 1 n，即sinC2 2， C 45所以当光沿 PO 方向入射时 i 60 C 45，将发生全反射，这束光在玻璃中经过的距离是 l 2R光在玻璃中的速度 v cn光在玻璃中传播的时间t l2Rn2.8 10 5 svc4 (1) 光路如图7 所示(2) 由折射定律： nsini sinr，得 sinr sini n1 2，r 30由几何关系，a 2 r (i r) 2ri ，所以 4r 2i 30(3) 红光偏折较小， 最大；紫光偏折大， 最小5如图 8，分别作出两条入射光线 1、2( 入射点分别是 SA 的中垂线、 SB 的中垂线与 MN 的交点 )和两条反射光线 1、 2，得到它们与 PQ 的交点 c、d， cd长即是最小宽度，由相似三角知识易得cd 15(cm)6设平行光束的面积为S ，此平行光束经透镜后会聚于焦点F 上，又在光屏0MN 上形成的光斑的面积为S，如图 9 所示，由几何关系知s168 f 2168 f22S0 4(cm)2 ()，S ()s0ff设平行红光内入射的光子数为，则c 102t， t(s)NNhNh3t 1s2时，N 310 1017hc13如有帮助欢迎下载支持则光屏 MN 上每秒内每平方厘米面积上接收的光子数为n N 2.5 1016 （ s）S7 sin 1 2 ， pn24v1 2 OP 2d 2 2 dcosqv 2v 1 4 d8如图 10，若为凸透镜，设焦距为f由 AOF COF，得 R 2Rf，则 f15(cm) 30 f如图 11，若为凹透镜，设焦距为f由 FAO FCO，得R2Rf30 f解得： f 30(cm)14如有帮助欢迎下载支持15