高中物理几何光学典型例题.pdf

1 (每日一练每日一练)高中物理几何光学典型例题高中物理几何光学典型例题 单选题 1、道威棱镜是医用内窥镜的重要组成部分，如图 1 所示，其截面ABCD为等腰梯形如图 2 所示，E、F分别是AC和AB的中点。一细光束平行AB边从E点射入，折射后射向F点。已知BAC=ABD=45，CD边长和梯形的高分别为2、a，不考虑光束的多次反射，则细光束（）A一部分在F点反射，一部分出射 BAC面上的入射角逐渐减小至零，光束均不会从AB面射出 CAC面上的入射点逐渐上移，光束将在BD面上发生全反射 DAC面上的入射点逐渐上移，光束在棱镜中的传播时间变长 答案：B 解析：A由几何关系知，AC面上的折射角为 452=22.5 由 =sin45sin22.5=1.85，=sin11.85=sin0.54 sin0.5=30 2 当光束射向F点时，入射角为 67.5将发生全反射，故 A 错误；C根据对称性，AC面上的入射点逐渐上移过程中，光束在BD面上的入射角均为 22.5，不会发生全反射，故C 错误；D光束在棱镜中的光程相等，时间不变，故 D 错误；B当AC面上的入射角减小至零时，入射角为 45，仍将发生全反射，光束均不会从AB面射出，故 B 正确。故选 B。2、哈尔滨工程大学科研团队研发的“悟空号”全海深 AUV，于当地时间 2021 年 11 月 6 日 15 时 47 分，在马里亚纳海沟“挑战者”深渊完成万米挑战最后一潜，最大下潜深度达 10896 米，再次刷新下潜深度纪录。在幽深的海底，要想知道潜水器所在位置并不容易，因为海水是导电媒质，电磁波在海水中的传播衰减很大，且频率越高衰减越大，导致使用无线电波的 GPS 的定位手段无计可施。声波是最有效的水下远距离传播信息的载体。“悟空号”AUV 就是通过装载的高速水声通信系统来传输信息的。声波在海水中传播时也会被海水吸收一部分，而且频率越高吸收就越厉害，对于频率低的声波海水反而吸收少。结合以上信息，下列说法正确的是（）A无线电波在海水中传播时，不会使海水产生感应电流 B若海水清澈，光波在海水中的传播衰减就会很小 C无线电波在介质中的传播速度，除了与介质有关外，还与本身的频率有关 D声波的频率越低，在海水中传播的距离越远，但传播的速度越小 答案：C 解析：A因为海水是导电媒质，无线电波在海水中传播时，会使海水产生感应电流，故 A 错误；B光波在海水中的传播衰减，主要是由于产生感应电流而导致的，故 B 错误；C根据折射率与速度公式可知无线电波在介质中的传播速度，除了与介质有关外，还与本身的频率有关，故 C正确；D根据声波在海水中传播时也会被海水吸收一部分，而且频率越高吸收就越厉害，对于频率低的声波海水反3 而吸收少，可知频率越低，在海水中传播的距离越远，但传播的速度不变，故 D 错误。故选 C。3、下列关于光现象，说法正确的是（）A泊松亮斑是光的干涉现象 B用标准平面检测光学平面的平整度利用了光的衍射 C光的偏振证明了光是横波 D一束单色光由空气斜射入水中，该单色光频率变大，速度减小 答案：C 解析：A泊松亮斑是光的衍射现象，选项 A 错误；B用标准平面检测光学平面的平整度利用了光的干涉，选项 B 错误；C光的偏振证明了光是横波，选项 C 正确；D一束单色光由空气斜射入水中，该单色光频率不变，速度减小，选项 D 错误。故选 C。4、关于光现象及其应用，下列说法正确的有（）A光导纤维利用光的折射的原理，其内芯的折射率小于外套的折射率 B太阳光通过三棱镜形成彩色光谱是光的干涉现象 C激光医学是应用了激光的方向性和高能量特点 D拍摄玻璃橱窗中的物品时，为消除玻璃表面反射光的干扰，需要在照相机镜头前加装偏振片，该装置利用的是薄膜干涉原理 答案：C 4 解析：A光纤通信是利用了光的全反射原理，根据全反射的条件可知，其内芯的折射率大于外套的折射率，故 A 错误；B太阳光通过三棱镜形成彩色光谱是由折射形成的光的色散现象，故 B 错误；C根据激光的特性可知，激光医学是应用了激光的方向性和高能量特点，故 C 正确；D反射光是偏振光，拍摄玻璃橱窗中的物品时，为消除玻璃表面反射光的干扰，需要在照相机镜头前加装偏振片，该装置利用的是偏振原理，故 D 错误。故选 C。5、如图所示，在底面半径为R、装满水的薄壁圆柱形浅玻璃缸底放有一个蓝色点光源，已知水对蓝光的折射率约为2，则下列判断正确的是（）A光源必须位于玻璃缸底中心才能从侧面射出 B若光源离圆心距离为12，则光从玻璃缸侧面任何位置都能射出 C水面上方任何位置都有光射出 D若把蓝色光源换成红色光源，从水面上方射出的范围变小 答案：B 解析：AB由于水对蓝光的折射率约为2，所以当光源离圆心距离为22时，恰好有光线在圆柱侧面发生全反射，所以当光源离轴距离小于22时，发出的蓝光都可以从侧面射出，故 A 错误，B 正确；C根据 5 sin=1 得全反射临界角 =4 光射向水面时，当入射角大于4时会发生全反射而无法射出，故 C 错误；D改为红色光源，折射率变小，临界角变大，能从水面上方射出的范围变大，D 错误。故选 B。