几何光学习题.docx

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1、1．如图所示，有一束平行于等边三棱镜截面ABC的单色光从空气射向E点，并偏折到F点，已知入射方向与边AB的夹角为300，E、F分别为边AB、BC的中点，则（）A．该棱镜的折射率为B．光在F点发生全反射C．光从空气进入棱镜，波长变小D．从F点出射的光束与入射到E点的光束平行【答案】AC【解析】试题分析：在E点作出法线可知入射角为60°，折射角为30°，由，可得折射率为；故A正确；由光路的可逆性可知，在BC边上的入射角小于临界角，不会发生全反射，B错；由公式可知，，故C正确；三棱镜两次折射使得光线都向底边偏折，不会与入射到E点的光束平行，故D错误；故选AC。考点：光的折射；全反射【名师点睛】

2、光的直线传播题目中常考的内容为折射定律；在解题时要特别注意光路图的重要性，要习惯于利用几何关系确定各角度。2．下图是一个1/4圆柱体棱镜的截面图，图中E、F、G、H将半径OM分成5等份，虚线EE1、FF1、GG1、HH1平行于半径ON,ON边可吸收到达其上的所有光线．已知该棱镜的折射率n=5/3,若平行光束垂直入射并覆盖OM,则光线（）A．不能从圆孤NF1射出B．只能从圆孤NG1射出C．能从圆孤G1H1射出D．能从圆孤H1M射出【答案】B【解析】试题分析：由临界角公式得到．设圆弧的半径为R，，则由题可知，当光线从G点入射到圆弧面G1点时，恰好发生全反射．当入射点在G1的右侧时，入射角大于

3、临界角，将发生全反射，光线将不能从圆弧射出．当入射点在G1的左侧时，入射角小于临界角，不发生全反射，光线将从圆弧面射出．所以光线只能从圆孤NG1射出．故选B．考点：光的折射；全反射【名师点睛】此题是对光的折射及全反射的考查；解题时要画出规范的光路图，要知道当光从介质射向界面时，要考虑光线在界面上是否发生全反射．本题比较容易。3．如图所示，有一束平行于等边三棱镜截图ABC的单色光从空气射向E点，并偏折到F点，已知入射方向与边AB的夹角为θ=30°，E、F分别为边AB、BC的中点，则下列说法正确的是A．该棱镜的折射率为B．光在F点发生全反射C．光从空气进入棱镜，波长变短D．光从空气进入棱镜，

4、波速变小E．从F点出射的光束与入射到E点的光束平行【答案】ACD第57页共60页◎第58页共60页【解析】试题分析：在E点作出法线可知入射角为60°，折射角为30°，由，可得折射率为；故A正确；由光路的可逆性可知，在BC边上的入射角小于临界角，不会发生全反射，B错误；由公式，且可知，，C、D正确；三棱镜两次折射使得光线都向底边偏折，不会与入射到E点的光束平行，E错误；故选ACD。考点：光的折射定律、全反射。【名师点睛】由几何关系可知入射角和折射角，由折射定律可求得折射率；求出三棱镜的临界角可以判断F点能否发生全反射；由波速的变化可得出波长的变化；由折射现象可知光束能否平行。4．半径为R的

5、半圆柱形介质截面如图所示，O为圆心，AB为直径，Q是半圆上的一点，QO垂直于AB。相互平行的同种单色光a和b，从不同位置进入介质，光线a沿直线射向O点，在O点恰好发生全反射，光线b从Q点射向介质，入射角为45°，b光经介质折射后，与a的反射光OO’交于P点，则P到QO的垂直距离为（）A．B．C．D．【答案】A【解析】试题分析：光线a在AB面上发生全反射，根据得，，解得折射率．根据折射定律知，，解得b光在半圆柱面上的折射角，根据三角形知识，则，整理可以得到：，故选项A正确。考点：光的折射定律【名师点睛】本题是简单的几何光学问题，其基础是作出光路图，根据几何知识确定入射角与折射角，根据折射定

6、律求解。5．如图所示，为某种透明介质的截面图，ΔAOC为等腰直角三角形，BC为以O为圆心半径R=12cm的四分之一圆弧，AB与水平屏幕MN垂直并接触于A点.由红光和紫光两种单色光组成的复色光从BC面射向圆心O，在AB界面上的入射角i=45°，结果在水平屏幕MN上出现两个亮斑.已知该介质对红光和紫光的折射率分别为.①判断在屏幕MN上产生的两处亮斑分别是由什么色光组成的；②求两个亮斑间的距离.【答案】①红色与紫色的混合色;②20.5cm．【解析】试题分析：①设红光和紫光的临界角分别为C1、C2，，同理＜C1所以紫光在AB面发生全反射，而红光在AB面一部分折射，一部分反射，第57页共60页◎第

7、58页共60页由几何关系可知，反射光线与AC垂直，所以在AM处产生的亮斑P1为红色，在AN处产生的亮斑P2为红色与紫色的混合色.OMNABCiP1P2r②画出如图光路图，设折射角为r，根据折射定律求得由几何知识可得：，解得cm由几何知识可得为等腰直角三角形，解得AP2=12cm所以cm≈20.5cm．考点：光的折射定律；全反射.6．如图所示，空气中有一折射率为的玻璃柱体，其横截面是圆心角为90°。半径为R的扇形NBC。该柱体厚度为h