几何光学练习题.doc
几何光学习题(附答案) (1)
几何光学 答案一、填空题1、 光在均匀的介质中沿直线传播。
2、 全反射，临界角.3、 光程4、 传播时间，光程。
二、计算证明题5、 证明：光的反射定律符合费马原理。
证明：如图所示，假设C 为镜面上的实际反射点，则根据反射定律有，A ’，B ，C 必然在一条直线上，如果反射点在其他点如C ’点，则在三角形A ’BC ’中，始终有A ’B<A ’C ’+BC ’，即实际满足反射定律的C 点所对应的路径，是所有可能光程中最小的路径，因此满足费马原理。
6、 证明：光线相继经过几个平行分界面的多层介质时，出射光线的方向只与两边的折射率有关，与中间各层介质无关。
证明：假设有m 层介质，折射率分别为),......1(m i n i =，根据折射定律有2211sin sin i n i n =；同理有 3322sin sin i n i n =，。
；所以最终有 m m i n i n sin sin 11=；证毕！7、 凹面镜的半径为40cm ，物体放在何处成放大两倍的实像？放在何处成放大两倍的虚像？解：设物距为s ，像距为's ，由题意，曲率半径cm 40=r ，焦距cm 202/==r f ； fs s 111'=+ A A ’C C ’B2倍放大实像，有2/'=s s ；所以，cm 30=s ；2倍放大虚像，有2/'-=s s ；所以，cm 10=s8、 某透镜用n=1.50的玻璃制成，它在空气中的焦距为10.0cm ，问它在水中的焦距是多少？（水的折射率为34） 解：薄透镜焦距公式()⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛--=21''11r r n n n f ，其中',n n 分别为透镜材质的折射率和透镜所处外环境的折射率；空气中，1'=n ，所以有()⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛--=21111110r r n ； 水中，3/4'=n ，所以有⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-⎪⎭⎫ ⎝⎛-=2111343/4r r n f 水；易得cm 40=水f9、 一光源与屏之间的距离为1.6m ，用焦距为30cm 的凸透镜插在二者之间，透镜应放在什么位置，才能使光源成像于屏上？解：cm 30=f ，m 6.1=+q p ； 由fq p 111=+，得：m 2.1=p ，m 4.0=q 或m 2.1=q ，m 4.0=p 。
(完整版)几何光学练习题
几何光学练习题一．选择题1．关于光的反射，下列说法中正确的是 （ C ）A ．反射定律只适用于镜面反射B ．漫反射不遵循反射定律C ．如果甲能从平面镜中看到乙的眼睛，则乙也能同时通过镜面看到甲的眼睛D ．反射角是指反射光线与界面的夹角2．光线由空气射入半圆形玻璃砖，再由玻璃砖射入空气，指出下列图光路图哪个是可能的（ C ）3．光线以某一入射角从空气射入折射率为3的玻璃中，折射光线恰好跟反射光线垂直，则入射角等于A 450B 300C 600D 1504．光线由一种介质Ⅰ射向另一种介质Ⅱ，若这两种介质的折射率不同，则 （ C ）A ．一定能进入介质Ⅱ中传播B ．若进入介质Ⅱ中，传播方向一定改变C ．若进入介质Ⅱ中，传播速度一定改变D ．不一定能进入介质Ⅱ中传播5．如图所示，竖直放置的平面镜M 前，放有一点光源S ，设S 在平面镜中的像为S ′，则相对于站在地上的观察点来说（A C ）A ．若S 以水平速度v 向M 移动，则S ′以－v 移动B ．若S 以水平速度v 向M 移动，则S ′以－２v 移动C ．若M 以水平速度v 向S 移动，则S ′以２v 移动D ．若M 以水平速度v 向S 移动，则S ′以v 移动6．三种介质I 、II 、III 的折射率分别为n 1、n 2和n 3，且n 1＞n 2＞n 3，则 （ B ） A ．光线由介质III 入射II 有可能发生全反射 B ．光线由介质I 入射III 有可能发生全反射 C ．光线由介质III 入射I 有可能发生全反射D ．光线由介质II 入射I 有可能发生全反射A DMSⅠ7．一条光线在三种介质的平行界面上反射或折射的情况如 图所示，若光在 I 、II 、III 三种介质中的速度分别为 v 1、v 2和v 3，则 （ C ）A ．v 1＞v 2＞v 3B ．v 1＜v 2＜v 3C ．v 1＞v 3＞v 2D ．v 1＜v 3＜v 28.下图是四位同学画的光的色散示意图。
几何光学练习题
A，玻璃球B，双凸透镜C，双凹透镜D，球面镜
22．折射球面的物方、象方折射率分别为n和 ，若物、象距分别为S和 ，系统的角放大率为
A， /S；B，S/ ；C，- /S；D，-S/
23．当光线从折射率为n1的光密媒质射向折射率为n2的光疏媒质时，发生全反射的临界角为
A， ；B， ；C， ；D，
5．在焦距为f的透镜光轴上，物点从3f移到2f处，在移动的过程中，物象点之间的距离
A，先减小后增大；B，先增大后减小；C，由小到大；D，由大到小
6．棱镜的顶角为A，折射率为n，当A很小时的最小偏向角为
A，A；B，nA；C，(n-1)A；D，(n+1)A
7．在空气中，垂直通过折射率为n，厚度为d的平板玻璃观察物体，看到的象移近了
2．凸透镜L1和凹透镜L2共轴放置，相距10cm，凸透镜的象方焦距为20cm，凹透镜的物方焦距为20cm，物体A位于凸透镜前方30cm处，试确定物体所成的象的位置和性质。
3．凸透镜的焦距为10cm，凹透镜的焦距为4cm，两透镜相距12cm，已知高为1cm的物体放在凸透镜左边20cm处，物体先经凸透镜成象再由凹透镜成象，求象的位置和性质，并作出光路图。
A，透镜右侧16cm；B，透镜左侧16cm处；C，透镜右侧26.7cm；D，透镜左侧26.7cm处
13．一个物体在平面镜前10cm处，如果你站在该物的后面距镜30cm处看它的象，眼睛应聚焦的位置为
A，25cm；B，35cm；C，45cm；D，40cm
14．在符号法则中，平面镜的成象公式为
A， =S；B，- =-S；C， /S=1；D， =-S
A，一个倒立的实象；B，一个放大的实象；C，成象于无穷远处；D，一个缩小的实象
几何光学习题及答案
10、从光源发出的点，垂直射到平面镜上，经反射， 在正对着平面镜 2m 处的墙上有一个光斑．如要使光斑向上 沿墙面移动 1m，平面镜应转过多大的角度？
参考答案 1、D． 2、A． 3、A．提示：像对地速度为 2v，向前．4、 AD． 5、B．提示：太空中没有小微粒能散射太阳光．
6、v，与人的速度方向相反；2v，与镜的速度方向相同． 7、1h50min20s． 8、45°；2 ．9、沿镜中两像点的连 线方向． 10、13°17'．
D．月球位于地球本影内，出现月全食．
3、小孔照相机的屏与孔相距 10cm，物体离开小孔的距离是
200cm，则像高与物高的比是______．
4、太阳光照在浓密的树林里，地上常出现许多圆的光斑，
这是由于______产生的．
5、房内 h 高度有一点光源 S，并在该位置以初速为 水平
抛出一个小球，它恰好落在竖直墙壁和地面的交点 C（如图
为发光点，T 是望远镜，AB=l=35.5km，为了能在望远镜中看 见发光点 S，八面镜的旋转频率应等于多少（OB《AB》）？
10、已知太阳光射到地球的时间为 8min20s，试估算太 阳质量(万有引力恒量 G=6.7×10-11N·m2/kg2)．
参考答案
1、CD． 2、BD． 3、 ．4、太阳通过间隙小孔在 地上形成太阳的像．
不，不是小家伙，它们分明换去了夏日的绿装，变得愈发强壮，披上了金黄衣裳。
那颗在枣树的高枝上悬着的老窝瓜，高处的风景如何，夏日清晨的朝阳是否明亮？有没有鸟雀绕着你盘旋，打量你的新鲜模样？妈妈的养分是否充足，能不能将树梢的你供养？ 你有没想过要下来，去倾听大地母亲的声响？我的疑问似乎有些多余，你生得
5、匀速直线运动，速度大小为 ．
几何光学练习题(可编辑修改word版)
3 O OOO几何光学练习题一．选择题1. 关于光的反射，下列说法中正确的是 （ C ）A ．反射定律只适用于镜面反射B ．漫反射不遵循反射定律C ．如果甲能从平面镜中看到乙的眼睛，则乙也能同时通过镜面看到甲的眼睛D ．反射角是指反射光线与界面的夹角2. 光线由空气射入半圆形玻璃砖，再由玻璃砖射入空气，指出下列图光路图哪个是可能的（ C）AB C D3. 光线以某一入射角从空气射入折射率为的玻璃中，折射光线恰好跟反射光线垂直，则入射角等于A 450B 300C 600D 1504. 光线由一种介质Ⅰ射向另一种介质Ⅱ，若这两种介质的折射率不同，则 （ C）A ．一定能进入介质Ⅱ中传播B ．若进入介质Ⅱ中，传播方向一定改变C ．若进入介质Ⅱ中，传播速度一定改变D ．不一定能进入介质Ⅱ中传播5. 如图所示，竖直放置的平面镜 M 前，放有一点光源 S ，设 S 在平面镜中的像为 S ′，则相对于站在地上的观察点来说（A C ）MA. 若 S 以水平速度 v 向 M 移动，则 S ′以－v 移动 SB. 若 S 以水平速度 v 向 M 移动，则 S ′以－２v 移动C. 若 M 以水平速度 v 向 S 移动，则 S ′以２v 移动D. 若 M 以水平速度 v 向 S 移动，则 S ′以 v 移动6. 三种介质 I 、II 、III 的折射率分别为 n 1、n 2 和 n 3，且 n 1＞n 2＞n 3，则 （ B）A. 光线由介质 III 入射 II 有可能发生全反射B. 光线由介质 I 入射 III 有可能发生全反射C. 光线由介质 III 入射 I 有可能发生全反射D. 光线由介质 II 入射 I 有可能发生全反射Aα7. 一条光线在三种介质的平行界面上反射或折射的情况如 图所示，若光在 I 、II 、III 三种介质中的速度分别为 v 1、v 2 和 v 3，则 （ C ）Ⅰ A ．v 1＞v 2＞v 3 B ．v 1＜v 2＜v 3 C ．v 1＞v 3＞v 2 D ．v 1＜v 3＜v 28. 下图是四位同学画的光的色散示意图。
几何光学习题
答案：成像在O1右侧5R/2
3、在曲率半径为30cm的凹面镜顶点O左侧10cm处 放置薄透镜。物点Q置于凹面镜曲率中心C右侧 10cm处的光轴上，经薄透镜和凹面镜的最后像点 Q'与物点Q重合。 求：薄透镜的焦距
Q'
C
Q
O'
O
答案：薄透镜的焦距为5cm，是一凸透镜
4、在焦距为11.5cm的反射球面里注入一些液体，液 体的高度为0.5cm，将物点置于光轴上的Q点，光 轴与液面交与P点，QP=15.9cm。最终像点Q'与Q 恰好重合，求：液体的折射率。
Q
答案：n=1.4
P
5、屏幕放在距物100cm处，两者之间放一凸透镜。当前后移 动透镜时，我们发现两个位置可以使物成像在屏幕上，测 得这两个位置间的距离为20cm。求： （1）这两个位置到屏幕间的距离和焦距 （答案：分别是40cm和60cm；焦距是24cm）
屏幕
（2）两个像的横向放大率 L
Q P
L'
几何光学
例题
1、折射率为1.5的玻璃棒两端抛光成曲率半径为10cm 的球面，在前表面前20cm处放置物点。
求：最后成像在何处？
答案：成像在右侧球面的右方20cm处
2、曲率半径为R，折射率为1.5的玻璃球，其后半球 面镀铝反射膜，平行于光轴的细光束入射到此玻 璃球上。求：光束最后的汇聚点的位置。
O1
几何光学练习题
几何光学练习题1．已知某玻璃对蓝光的折射率比对红光的折射率大，则两种光( )A ．在该玻璃中传播时，蓝光的速度较大B ．以相同的入射角从空气斜射入该玻璃中，蓝光的折射角较大C ．从该玻璃中射入空气发生反射时，红光的临界角较大D ．用同一装置进行双缝干涉实验，蓝光的相邻条纹间距较大2．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θ＝30°，E 、F 分别为边AB 、BC 的中点，则( )A ．该棱镜的折射率为 2B ．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3．如图所示，空气中有一横截面为半圆环的均匀透明柱体，其内圆半径为r ，外圆半径为R ，R ＝ 2r.现有一束单色光垂直于水平端面A 射入透明柱体，只经过两次全反射就垂直于水平端面B 射出．设透明柱体的折射率为n ，光在透明柱体内传播的时间为t ，若真空中的光速为c ，则( )A ．n 可能为1B ．n 可能为2C ．t 可能为2 2r cD ．t 可能为4.8r c4．在桌面上有一倒立的玻璃圆锥，其顶点恰好与桌面接触，圆锥的轴(图中虚线)与桌面垂直，过轴线的截面为等边三角形，如图所示．有一半径为r 的圆柱形平行光束垂直入射到圆锥的底面上，光束的中心轴与圆锥的轴重合．已知玻璃的折射率为1.5，则光束在桌面上形成的光斑半径为( )A ．rB ．1.5rC ．2rD ．2.5r5．光导纤维的结构如图，其内芯和外套材料不同，光在内芯中传播．以下关于光导纤维的说法正确的是( )A ．内芯的折射率比外套的大，光传播时在内芯与外套的界面上发生全反射B ．内芯的折射率比外套的小，光传播时在内芯与外套的界面上发生全反射C ．内芯的折射率比外套的小，光传播时在内芯与外套的界面上发生折射D ．内芯的折射率与外套的相同，外套的材料有韧性，可以起保护作用6．自行车的尾灯采用了全反射棱镜的原理，它虽然本身不能发光，但在夜间骑自行车时，从后面开来的汽车发出的强光照到尾灯后会有较强的光被反射回去，使汽车司机注意到前面有自行车．尾灯由透明介质做成，其外形如图所示，下面说法中正确的是( )A ．汽车灯光应从左表面射过来，在尾灯的左表面发生全反射B ．汽车灯光应从左表面射过来，在尾灯的右表面发生全反射C ．汽车灯光应从右表面射过来，在尾灯的右表面发生全反射D ．汽车灯光应从右表面射过来，在尾灯的左表面发生全反射7．如图所示为一立方体玻璃砖，折射率为2，放在空气中，一束平行光从立方体的上表面斜射进来，入射角α<90°，然后它投射到左端侧面，则( )A ．无论α角多大，该光线都能从这侧面射出B ．无论α角多大，该光线都不能从这侧面射出C ．只有α＜45°时，该光线才不能从这侧面射出D ．只有α＞45°时，该光线才不能从这侧面射出。
几何光学笔试题及答案
几何光学笔试题及答案一、选择题（每题5分，共20分）1. 光在真空中的传播速度是多少？A. 299,792,458 m/sB. 300,000,000 m/sC. 299,792,458 km/sD. 300,000,000 km/s答案：A2. 以下哪个现象不是光的折射？A. 彩虹B. 透镜成像C. 影子D. 光的全反射答案：C3. 光的三原色是哪三种颜色？A. 红、黄、蓝B. 红、绿、蓝C. 红、白、黑D. 绿、蓝、紫答案：B4. 以下哪个设备不是利用光的反射原理工作的？A. 镜子B. 潜望镜C. 光纤通信D. 激光打印机答案：C二、填空题（每题5分，共20分）1. 光的直线传播现象包括______、______和______。
答案：影子、日食、月食2. 光的折射定律是______定律。
答案：斯涅尔3. 光的反射定律中，入射角等于______角。
答案：反射4. 光的色散现象是指光通过______介质时，不同波长的光会因折射率不同而发生______。
答案：透明、分离三、简答题（每题10分，共20分）1. 请简述光的干涉现象。
答案：光的干涉现象是指两束或多束光波在空间相遇时，由于波的叠加作用，某些区域的光强增强，某些区域的光强减弱，形成明暗相间的条纹。
这种现象是由于光波的相位差引起的。
2. 什么是光的偏振现象？答案：光的偏振现象是指光波的电场振动方向在空间中具有特定的方向性。
自然光的电场振动方向是随机的，而偏振光的电场振动方向则是有序的，通常只在一个平面内振动。
四、计算题（每题15分，共30分）1. 已知一束光从空气进入水中，入射角为30°，求折射角。
答案：根据斯涅尔定律，n1 * sin(θ1) = n2 * sin(θ2)，其中n1为空气的折射率（约为1），n2为水的折射率（约为1.33），θ1为入射角，θ2为折射角。
代入数据得：1 * sin(30°) = 1.33 *sin(θ2)，解得θ2 ≈ 22.5°。
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几何光学练
一．选择题
1．关于光的反射，下列说法中正确的是（ C ）
A．反射定律只适用于镜面反射
B．漫反射不遵循反射定律
C．如果甲能从平面镜中看到乙的眼睛，则乙也能同时通过镜面看到甲的眼睛
D．反射角是指反射光线与界面的夹角
2．光线由空气射入半圆形玻璃砖，再由玻璃砖射入空气，指出下列图光路图哪个是可能的（C ）
3．光线以某一入射角从空气射入折射率为3的玻璃中，折射光线恰好跟反射光线
垂直，则入射角等于
A 450
B 300
C 600
D 150
4．光线由一种介质Ⅰ射向另一种介质Ⅱ，若这两种介质的折射率不同，则
（ C ）
A．一定能进入介质Ⅱ中传播 B．若进入介质Ⅱ中，传播方向一定改变C．若进入介质Ⅱ中，传播速度一定改变 D．不一定能进入介质Ⅱ中传播
5．如图所示，竖直放置的平面镜M前，放有一点光源S，设S在平
面镜中的像为S′，则相对于站在地上的观察点来说（A C ）
A．若S以水平速度v向M移动，则S′以－v移动
B．若S以水平速度v向M移动，则S′以－２v移动
C．若M以水平速度v向S移动，则S′以２v移动
D．若M以水平速度v向S移动，则S′以v移动
6．三种介质I、II、III的折射率分别为n1、n2和n3，且n1＞n2＞n3，则（ B ） A．光线由介质III入射II有可能发生全反射
B．光线由介质I入射III有可能发生全反射
C．光线由介质III入射I有可能发生全反射
D．光线由介质II入射I有可能发生全反射
OAOBOCOD M
S
Ⅰ
Ⅲ
7．一条光线在三种介质的平行界面上反射或折射的情况如图所示，若光在 I、II、III三种介质中的速度分别为v1、v2和v3，则（ C ）
A．v1＞v2＞v3 B．v1＜v2＜v3
C．v1＞v3＞v2 D．v1＜v3＜v2
8.下图是四位同学画的光的色散示意图。
哪幅是正确的？（ B ）
9．在测定玻璃的折射率的实验中，对一块两面平行的玻璃砖，用“插针法”找出与入射光线对应的出射光线．现有A、 B、C、D四位同学分别做出如下图所示的四组插针结果． (1)从图上看，肯定把针插错了的同学是 B C
(2)从图上看，测量结果准确度最高的同学是 A
二．填空题
1．光由介质入射空气，当入射角为30°时折射光线与反射光线恰好相互垂直，则光在介质中的传播速度为______33C ___．．
2．一直角三棱镜顶角为∠A =30°，一束光垂直AB边入射，从AC边
又射入空气中，偏向角δ=30°，如图右图所示．则构成此棱镜
的物质的折射率为3
3．光在某种介质中的传播速度为1.5× 108
m/s，则光从此介质射向真空并发生全反
射的临界角是 300
4．水对红光的折射率为n1，对蓝光的折射率为n2．红光在水中传播距离为l的时间内，蓝光在水中传播的距离为 n1 l/ n2
C B
δ白光
紫光红光白光紫光红光白光紫光红光白光紫光红光ABC
D D
A
B
C
5．一块玻璃三棱镜顶角为α，置于空气中，当光线垂直入射AB面
上时，如图所示，到达AC面后，刚好不存在折射光线，则
此玻璃对空气的临界角是α
6．一束红光和蓝光以同一入射角从半圆玻璃砖射向空气，当入射角逐渐增大时，首先消失的是蓝光
7.自行车尾部的回光灯是利用了光的__全反射_________原理
8．一烟囱在阳光照射下影长16米，同时直立的米尺影长0.5米。
那么，烟囱高为
32 __米
9．如图所示，一块折射率为n、长为L的细长透明长方体。
若从A端面射入的光在透明体中恰反生全反射，则光经过多次全反射由A到达B所需时间为n2l/c_____ 三．作图题
1．已知一点光源经平面镜的二条反射光线，请完成光路图，並找出点光源的位置。
2．平面镜前有一物体AB，如图所示，请作光路图确定镜前能观察到AB全像的范围。
3．平行光从下图的方框左侧射入，右侧平行射出，在方框内应放入什么光学元件？请在方框内画出相应的光学器件。
注意光线的箭头要对应。
三．计算题
1．在深为H的水池上浮着一块半径为r的圆形木板（厚度不计），在圆形木板中心正上方h处有一个点光源，求(1)此时池底阴影面积是多大？(2)若要使池底阴影面积最大,光源S离圆板的高度为多大？这时在池底形成的阴影面积为多大？（水的折射率为4/3）
B
A
C A O红+蓝
B．。