几何光学例题

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几何光学例题

高三物理复习:《光的折射》光学元件一：二面平行的玻璃砖：一、所谓二面平行的玻璃砖一般是指入射面和出射面平行的棱柱。

二、如图，当光线从上表面入射，从下表面出射时，其特点是：⑴出射光线和入射光线平行，且在上下表面不会发生全反射；⑵对光线有偏折作用，出射光线的侧移和折射率、入射角、玻璃砖的厚度有关；⑶一束白光在入射后就发生色散，顺序从左向右为：紫红，且出射时仍平行；⑷可利用玻璃砖测定玻璃的折射率。

例1、、一束复色可见光射到置于空气中的平板玻璃上，穿过玻璃后从下表面射出，变为a、b两束平行单色光，如图所示,对于两束单色光来说A、玻璃对a光的折射率较大B、a光在玻璃中传播的速度较大C、b光每个光子的能量较大D、b光的波长较长例2、如图，两个同样的玻璃直角三棱镜ABC，两者的AC面是平行放置的，在它们之间是均匀的末知透明介质，一单色细光束0垂直AB面入射，在图示的出射光线中A、1、2、3（彼此平行）中的任一条都有可能B、4、5、6（彼此平行）中的任一条都有可能C、7、8、9（彼此平行）中的任一条都有可能D、只可能是4、6中的一条例3、在折射率为n，厚度为d的玻璃平板上方的空气中有一点光源S，从S发出的光线SA以角度θ入射到玻璃板上表面，经过玻璃板后，从下表面射出，如图所示，若沿此光线传播的光从光源到玻璃上表面的传播时间与在玻璃中的传播时间相等，点光源S到玻璃上表面的垂直距离应是多少？例4、如图所示，用透明材料做成一长方体形的光学器材，要求从上表面射入的光线可能从右侧面射出，那么所选的材料的折射率应满足A.折射率必须大于2B.折射率必须小于2C.折射率可取大于1的任意值D.无论折射率是多大都不可能例5、在“测定玻璃的折射率”实验中，已画好玻璃砖界面两直线ab 与cd 后，不小心误将玻璃砖向上稍平移了一点，如下图左所示，若其它操作正确，则测得的折射率将：A.变大B.变小C.不变D.变大、变小均有可能例6、如上图右所示，某同学在做测定玻璃折射率的实验，将玻璃砖沿一边界线放在白纸上，然后用笔直接贴着玻璃砖画出了另一界面，由于笔头较粗，使得画出的界面向外出现了一小段距离，如图所示，之后他没有移动玻璃砖，直接插针做完了实验，他实验测得的折射率将：A.变大B.变小C.不变D.变大、变小均有可能光学元件二：三棱镜一、横截面为三角形的三棱柱透明体，通常简称为棱镜。

高中物理《几何光学》练习题(附答案解析)

高中物理《几何光学》练习题（附答案解析）学校:___________姓名：___________班级：_____________一、单选题1．下列说法正确的是（）A．光纤通信是光的色散的应用P原子核经过一个半衰期后，一定剩下4个没有衰变的原子核B．8个3015C．原子核的比结合能越大，原子核就越稳定D．光的干涉、衍射现象证实了光具有波动性，偏振现象证实光是纵波2．如图甲所示，每年夏季我国多地会出现日晕现象，日晕是太阳光通过卷层云时，发生折射或反射形成的。

一束太阳光射到截面为六角形的冰晶上发生折射，其光路图如图乙所示，a、b为其折射出的光线中两种单色光，下列说法正确的是（）A．在冰晶中，b光的传播速度较大B．从同种玻璃中射入空气发生全反射时，a光的临界角较大C．通过同一装置发生双缝干涉，a光的相邻条纹间距较小D．用同一装置做单缝衍射实验，b光的中央亮条纹更宽3．如图所示，一细束白光经过玻璃三棱镜折射后分为各种单色光，取其中a、b、c三种色光，下列说法正确的是（）A．a、b、c三色光在玻璃三棱镜中的传播速度依次越来越大B．若b光照射某金属可发生光电效应，则c光照射该金属也一定能发生光电效应C．若分别让a、b、c三色光经过一双缝装置，则a光形成的干涉条纹的间距最大D．若让a、b、c三色光以同一入射角，从同一介质射入空气中，b光恰能发生全反射，则c光也一定能发生全反射4．关于下列现象说法正确的是（）A．晨光照射下的露珠显得特别“明亮”是由于光的折射B．火车进站鸣笛时，车站中的乘客听到的频率小于火车鸣笛发出的频率C．电视台发射信号要使用频率较高的电磁波是因为高频电磁波在真空中传播速度更快D．光纤通信及医用纤维式内窥镜都利用了光的全反射原理5．如图所示，光束沿AO方向从空气射向某种介质，折射光线沿OB方向。

下列说法正确的是（）A．这束光从空气进入介质后速度会增大B．这束光从空气进入介质后频率会减小C．这束光从空气进入介质后波长会减小D．若这束光沿BO方向从介质射向空气，可能会发生全反射现象6．物理来源于生活又服务于生活，下列生活和科技现象中涉及到不同的物理知识，其中说法正确的是（）A．当急救车从我们身边疾驰而过，我们听到的急救车鸣笛的音调会先高变低B．刮胡须的刀片的影子边缘模糊不清是光的干涉现象造成的C．篮球运动员伸出双手迎接传来的篮球，然后两手随球迅速收缩至胸前，这样做可以减小篮球对手的冲量D．在水中的潜水员斜向上看岸边物体时，根据光的折射定律得出，看到的物体的像将比物体所处的实际位置低7．如图所示，某透明液体深1 m，一束与水平面成30°角的光线从空气射向该液体，进入该液体的光线与水平面的夹角为45°。

(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。

高中物理几何光学典型例题

(每日一练)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√2a、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B．AC面上的入射角逐渐减小至零，光束均不会从AB面射出C．AC面上的入射点逐渐上移，光束将在BD面上发生全反射D．AC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45°2=22.5°由n=sin45°sin22.5°=1.85，C=arcsin11.85=arcsin0.54>arcsin0.5=30°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。

几何光学习题

2
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

09专题：几何光学专题(含答案)

09专题：几何光学专题1．如图所示，甲、乙两块透明介质，折射率不同，截面为14圆周，半径均为R，对接成半圆。

一光束从A点垂直射入甲中，OA＝22R，在B点恰好发生全反射，从乙介质D点(图中未画出)射出时，出射光线与BD连线间夹角为15°。

已知光在真空中的速度为c，求：（1）乙介质的折射率；（2）光由B到D传播的时间。

2．如图所示，单色细光束射到一半径为R的透明球表面，光束在过球心的平面内，入射角θ1=60°，该光束折射进入球内后在内表面反射一次，再经球表面折射后射出，出射光束恰好与最初入射光束平行。

(已知真空中光速为c)①补充完整该光束的光路图，求透明球的折射率；②求这束光在透明球中传播的时间。

3．如图所示，三棱镜的横截面ABC为直角三角形，∠A=90°，∠B=30°，边AC长为20cm，三棱镜材料的折射率为3，一束平行于底边BC的单色光从AB边上的中点O射入此棱镜，已知真空中光速为3.0×108m/s。

求：(1)从AB边射入的折射角；(2)通过计算判断光束能否从BC边射出。

4．如图所示，半圆玻璃砖的半径R=12cm，直径AB与光屏MN垂直并接触于A点。

一束激光a从半圆弧表面上射向半圆玻璃砖的圆心O，光线与竖直直径AB之间的夹角为60°，最终在光屏MN上出现两个光斑，且A点左侧光斑与A之间距离为4cm。

求：①玻璃砖的折射率；②改变激光a 的入射方向，使光屏MN 上只剩一个光斑，求此光斑离A 点的最远距离。

5．(多选)如图，一束光沿半径方向射向一块半圆柱形玻璃砖，在玻璃砖底面上的入射角为θ，经折射后射出a 、b 两束光线。

则( )A ．在玻璃中，a 光的传播速度小于b 光的传播速度B ．在真空中，a 光的波长小于b 光的波长C ．玻璃砖对a 光的折射率小于对b 光的折射率D ．若改变光束的入射方向使θ角逐渐变大，则折射光线a 首先消失E ．分别用a 、b 光在同一个双缝干涉实验装置上做实验，a 光的干涉条纹间距大于b 光的干涉条纹间距6．（2019·沈阳市第一七0中学高二期中）如图所示，将半圆形玻璃砖放在竖直面内，它左方有较大的光屏P ，一光束SA 总是射向圆心O ，在光束SA 绕圆心O 逆时针转动过程中，在光屏P 上先看到七色光带，然后各色光陆续消失，则此七色光带从下到上．．．．的排列顺序以及最早消失的光是（） A ．红光→紫光，红光 B ．紫光→红光，红光 C ．红光→紫光，紫光D ．紫光→红光，紫光7．固定的半圆形玻璃砖的横截面如图。

几何光学典型例题

1．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=3cm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n=1.6，求光束在桌面上形成的光斑半径。

【答案】6cm2．如图，一赛艇停在平静的水面上，赛艇前端有一标记P离水面的高度为h1=0.6m，尾部下端Q略高于水面；赛艇正前方离赛艇前端S1=0.8m处有一浮标。

一潜水员在浮标前方S2=3.0m处下潜到深度为h2=4.0m时，看到标记P刚好被浮标挡住，此处看不到船尾端Q；潜水员继续下潜△h=4.0m，恰好能看见Q，求：(1) 水的折射率n；(2) 赛艇的长度l。

（可用根式表示）【答案】（1）43n=（2）87( 3.8) 3.33l m m=-≈3．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OAB。

一束平行光平行于横截面，以45°入射角照射到0A上，0B不透光。

若只考虑首次入射到圆弧AB上的光，则AB上有光透出部分的弧长为多长?【答案】14Rπ4．（9分）用透明物质做成内、外半径分别为a，b的空心球的内表面上，涂有能完全吸光的物质，当一束平行光射向此球时，被吸收掉的光束的横截面积S=2πa2，如图所示。

不考虑透明物质的吸收和外表面的反射，试求该透明物质的折射率n【答案】n=25．一位学生用如图所示的方法来测定水的折射率，该学生在一个游泳池测得池中水深h=1.2 m（池底水平），用一根竹竿竖直立于池底，浸入水中部分刚好是全长的一半，太阳光与水平方向成θ=37°角射入游泳池，池底竹竿顶端的影子到竹竿底端的距离为L=2.5 m，求水的折射率和光在水中的传播速度。

（sin37°=0.6，cos37°=0.8）【答案】34；2.25×108 m/s6．【物理-选修3-4】（15分）（1）如图所示，一列简谐横波沿x轴传播，实线为t1＝0时刻的波形图，虚线为t2＝0.25s时刻的波形图，已知这列波的周期大于0.25s，则这列波的传播速度大小和方向可能是：A．2m/s，向左B．2m/s，向右C．6m/s，向左D．6m/s，向右（2）单色光束射到折射率n=1.414的透明球表面，光束在过球心的平面内，入射角i＝450研究经折射进入球内后，又经内表面反射一次，再经球面折射后射出的光线，如图示。

高中物理竞赛几何光学测试题(含详细解析)

几何光学测试题1、如图（a ）所示，一细长的圆柱形均匀玻璃棒，其一个端面是平面（垂直于轴线），另一个端面是球面，球心位于轴线上．现有一很细的光束沿平行于轴线方向且很靠近轴线人射．当光从平端面射人棒内时，光线从另一端面射出后与轴线的交点到球面的距离为a ；当光线从球形端面射人棒内时，光线在棒内与轴线的交点到球面的距离为b ．试近似地求出玻璃的折射率n 。

2、内表面只反射而不吸收光的圆筒内有一半径为R 的黑球，距球心为2R 处有一点光源S ，球心O 和光源S 皆在圆筒轴线上，如图所示．若使点光源向右半边发出的光最后全被黑球吸收，则筒的内半径r 最大为多少？3、如图1中，三棱镜的顶角α为60︒，在三棱镜两侧对称位置上放置焦距均为 30.0cm f =的两个完全相同的凸透镜L 1和 L 2．若在L 1的前焦面上距主光轴下方14.3cm y =处放一单色点光源S ，已知其像S '与S 对该光学系统是左右对称的．试求该三棱镜的折射率．4、如图（a ）所示，两平面镜A 和B 的镜面分别与纸面垂直，两镜面的交线过图中的O 点，两镜面间夹角为︒=15α，今自A 镜面上的C 点处沿与A 镜面夹角︒=30β的方向在纸面内射出一条光线，此光线在两镜面经多次反射后而不再与镜面相遇。

设两镜面足够大，1=CO m 。

试求：（1）上述光线的多次反射中，最后一次反射是发生在哪块镜面上？（2）光线自C 点出发至最后一次反射，共经历多长的时间？5、有一水平放置的平行平面玻璃板H ，厚3.0 cm ，折射率 1.5n =。

在其下表面下2.0 cm 处有一小物S ；在玻璃扳上方有一薄凸透镜L ，其焦距30cm f =，透镜的主轴与玻璃板面垂直；S 位于透镜的主轴上，如图（a ）所示。

若透镜上方的观察者顺着主轴方向观察到S 的像就在S 处，问透镜与玻璃板上表面的距离为多少?6、望远镜的物镜直径D ＝250cm ，其焦距f ＝160m 。

几何光学的习题

第二章理想光学系统 1.某照相机可拍摄最近距离为1m，装上两个屈光度（f‘=500mm）的近拍镜后，能拍摄的最近距离是多少？（假设近拍镜与照相镜头密接） 2.由已知f‘1=50mm，f’2= —150mm的两个薄透镜组成的光学系统，对一实物成放大4倍的实像，并且第一透镜的放大率β1=—2，试求：1.两透镜的距离2.物象之间的距离3.保持物面位置不变，移动第一透镜至何处时，仍能在原像面位置得到物体的清晰像？与此相应的垂轴放大率为多大？ 3.有一光学系统，已知f‘=—f=100mm，总厚度（第一面到最后一面的距离）为15mm，lf’=96mm，lf=— 97mm。求此系统对实物成放大十倍的实像时物距（离第一面）l1，像距（离最后一面）lk‘及物像共轭距L。并画图表示
4.有一架开普勒望远镜，视放大率为6，物方视场角2w=8度，出瞳直径D’=5mm，物镜和目镜之间距离L=140mm假定孔径光阑与物镜框重合，系统无渐晕，求： 1.物镜焦距和目镜焦距2.物镜口径和目镜口径3. 分划板直径4.出瞳距离5.画出光路图 5.有一显微镜，物镜的放大率β=—40，目镜的倍率为Γ目=15（均为薄透镜），物镜的共轭距为 195mm，求物镜和目镜的焦距，物体的位置，光学筒长，物镜和目镜的间距，系统的等效焦距和总倍率。
几何光学习题
第一章几何光学基本定律与成像概念
1.人眼垂直看水池1m深处的物体，水的折射率为 1.33，试问该物体的像到水面的距离是多少？ 2.为了从坦克内部观察外边目标需要在坦克壁上开一个孔。假定坦克壁厚200mm，孔宽为120mm，在孔内安装一块折射率n=1.5163的玻璃，厚度与装甲厚度相同，问在观察者眼睛允许左右移动的条件下，能看到外界多大角度范围？ 3.试用费马原理导出反射和折射定律

高中物理经典：几何光学-经典例题精选全文完整版

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51几何光学
授课内容：
例题１、求视深。

设水下h处有一物体，从它的正上方水面观察，看到的物体的像在什么位置？设水的折射率为n。

例题2、如图一个储油桶的底面直径与高均为d，当桶内没有油时，从某点A恰能看到桶底边缘的某点B。

当桶内油的深度等于桶高的一半时，仍沿AB方向看去，恰好看到桶底上的点C，CB两点距离d/4。

求油的折射率和光在油中传播的速度。

Ａ
d
Ｂ
例题3、假设地球表面不存在大气层，那么人们观察到的日出时刻与存在大气层的情况相比（）
A、将提前
B、将延后
C、不变
D、在某些地区将提前，在另一些地区将延后。

例题4、如图所示，两块同样的的玻璃直角三棱镜ABC，两者的AC面是平行放置的，在它们之间是均匀的未知透明介质。

一单色细光束O垂直于AB面入射，在图示的出射光线中
A．1、2、3（彼此平行）中的任一条都有可能
B．4、5、6（彼此平行）中的任一条都有可能
C．7、8、9（彼此平行）中的任一条都有可能
D．只能是4、6中的某一条
例题5、例题5. 光线由介质A进入介质B，入射角小于折射角，由此可知（）
A、介质A是光密介质
B、光在介质A中的速度大些
C、介质A的折射率比介质B的小
D、光从介质A进入介质B不可能发生全反射
例题6. 如图所示，一立方体玻璃砖，放在空气中，平行光束从立方体的顶面斜射入玻璃砖，然后投射到它的一个侧面，若全反射临界角为42°，问：
（1）这光线能否从侧面射出?
（2）若光线能从侧面射出，
玻璃砖折射率应该满足何条件?
i r。

第一章几何光学

第一章几何光学A、基础训练一、选择题1、如图15-10所示，是实际景物的俯视图，平面镜AB 宽1米，在镜的右前方站着一个人甲，另一人乙沿着镜面的中垂线走近平面镜，若欲使甲乙能互相看到对方在镜中的虚像，则乙与镜面的最大距离是（A) 0.25米（B) 0.5米（C) 0.75米图15-10（D) 1米2、如图15-11所示，水平地面与竖直墙面的交点为O 点，质点A 位于离地面高NO ，离墙远MO 处，在质点A 的位置放一点光源S ，后来，质点A 被水平抛出，恰好落在O 点，不计空气阻力，那么在质点在空中运动的过程中，它在墙上的影子将由上向下运动，其运动情况是（A) 相等的时间内位移相等（B) 自由落体图15-11（C) 初速度为零的匀加速直线运动，加速度a ＜g （D) 变加速直线运动3、如图15-12所示，两束频率不同的光束A 和B 分别沿半径方向射入半圆形玻璃砖，出射光线都是OP 方向，下面正确的是（A) 穿过玻璃砖所需的时间较长（B) 光由玻璃射向空气发生全反射时，A 的临界角小（C) 光由玻璃射向空气发生全反射时，B 的临界角小（D) 以上都不对 4、下列说法正确的是①物与折射光在同一侧介质中是实物且物距为正；与入射光在同一侧介质中是虚物且物距为负。

②虚像像距小与零，且一定与折射光不在同一侧介质中。

③判断球面镜曲率半径的正负可以看凹进去的那一面是朝向折射率高的介质还是折射率低的介质。

④单球面镜的焦度为负，说明起发散作用，为正说明起会聚作用。

因此凸面镜不可能起发散作用。

⑤物方焦距是像距无穷远时的物距，像方焦距是物距无穷远时的像距（A) ②③④ （B) ①②③⑤（C) ①②⑤ （D) ①③ （E) ①③④5、已知，，11=n 5.12=n cm r 10-=在图15-14光路图中正确的是（A) 1，2 （B) 2，.3 （C) 2，4 （D) 1，2，4 （E) 26、一块正方形玻璃砖的中间有一个球形大气泡。

几何光学练习题

几何光学练习题几何光学是光学中的重要分支，它研究了光的传播和反射原理。

通过解决几何光学练习题，我们可以更好地理解和应用这些原理。

本文将提供几个几何光学练习题，并附上解答，帮助读者巩固所学知识。

练习题一：一束光线从玻璃进入水中，观察到折射角为45度。

已知玻璃的折射率为1.5，水的折射率为1.33。

求入射角。

解答：根据折射定律，入射角i、折射角r和介质的折射率n之间有关系：n1*sin(i) = n2*sin(r)，其中n1和n2分别表示两个介质的折射率。

代入已知条件，得到1.5*sin(i) = 1.33*sin(45°)。

解方程，求得入射角i ≈ 48.43度。

练习题二：一束光线从空气射向玻璃表面，入射角为60度，折射角为30度。

已知空气的折射率为1，求玻璃的折射率。

解答：根据折射定律，入射角i、折射角r和介质的折射率n之间有关系：n1*sin(i) = n2*sin(r)，其中n1和n2分别表示两个介质的折射率。

代入已知条件，得到1*sin(60°) = n2*sin(30°)。

解方程，求得玻璃的折射率n2 ≈ 1.73。

练习题三：一个玻璃球的半径为5厘米，放置在水中，观察到球的视深为3厘米。

水的折射率为1.33，玻璃的折射率为1.5。

求球的物理深度。

解答：根据折射定律，球的视深d、球的物理深度h和介质的折射率n之间有关系：d/n = h/(n-1)，其中n表示介质的折射率。

代入已知条件，得到3/1.33 = h/(1.5-1)。

解方程，求得球的物理深度h ≈ 8.25厘米。

练习题四：一束光线通过一个凹透镜后变为发散光。

已知透镜的焦距为20厘米，物体距离透镜为40厘米，求像的位置。

解答：根据透镜公式，光线通过凹透镜后成像的位置由以下关系确定：1/f = 1/v - 1/u，其中f表示透镜的焦距，v表示像的位置，u表示物体的位置。

代入已知条件，得到1/20 = 1/v - 1/40。

专题29 几何光学——历年高考物理真题精选之黄金30题(解析版)

历年高考物理真题精选之黄金30题专题29 几何光学一、单选题1．（2021·辽宁·高考真题）一束复色光从空气射入光导纤维后分成a、b两束单色光，光路如图所示，比较内芯中的a、b两束光，a光的（）A．频率小，发生全反射的临界角小B．频率大，发生全反射的临界角小C．频率小，发生全反射的临界角大D．频率大，发生全反射的临界角大【答案】C【解析】由光路图可知a光的偏折程度没有b光的大，因此a光的折射率小，频率小，由全反射1sin Cn可知折射率越小发生全反射的临界角越大。

故选C。

2．（2021·江苏·高考真题）某种材料制成的半圆形透明砖平放在方格纸上，将激光束垂直于AC面射入，可以看到光束从圆弧面ABC出射，沿AC方向缓慢平移该砖，在如图所示位置时，出射光束恰好消失，该材料的折射率为（）A．1.2B．1.4C．1.6D．1.8【答案】A【解析】画出激光束从玻璃砖射出时恰好发生全反射的入射角如图所示全反射的条件1sin n θ=由几何关系知5sin 6θ=联立解得1.2n =故A 正确，BCD 错误.故选A.3．（2021·海南·高考真题）如图，长方体玻璃砖的横截面为矩形MNPQ ，2MN NP =，。

一束单色光在纸面内以45α=︒的入射角从空气射向MQ 边的中点O ，则该束单色光（）A ．在MQ 边的折射角为60︒B ．在MN 边的入射角为45︒C ．不能从MN 边射出D ．不能从NP 边射出【答案】 C【解析】A ．光线从O 点入射，设折射角为β，由折射定律有sin sin n αβ=解得30β=︒即在MQ 边的折射角为30，故A 错误；B ．设边长=NP l ，则=2MN l ，作出折射后的光路图如图所示由几何关系可知光在MN 边的入射角为60︒，故B 错误；C ．光从光密到光疏发生全反射的临界角设为θ，有1sin 2n θ==即45θ=︒，而MN 边的入射角为6045︒>︒，且满足光密到光疏，故光在MN 边发生全反射，即不能从MN 边射出，故C 正确；D ．根据几何关系可知光在A 点发生全反射后到达NP 边的B 点，根据光的折射的可逆性可知，光从NP 边的B 点折射后的折射角为45°，故D 错误；故选C 。

(完整版)几何光学练习题

Ⅰ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 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 2A DMS8。

下图是四位同学画的光的色散示意图。

几何光学习题及答案

几何光学习题及答案几何光学是研究光在不同介质中的传播规律和成像特性的学科。

以下是一些几何光学的习题及答案，供学习者参考。

# 习题1：光线的折射一束光线从空气斜射入水中，入射角为30°，求折射角。

答案：根据斯涅尔定律，\( n_1 \sin(\theta_1) = n_2 \sin(\theta_2) \)，其中\( n_1 \)和\( n_2 \)分别是空气和水的折射率，\( \theta_1 \)和\( \theta_2 \)分别是入射角和折射角。

空气的折射率为1，水的折射率约为1.33。

将已知数值代入公式，得到：\[ 1 \times \sin(30°) = 1.33 \times \sin(\theta_2) \]\[ \sin(\theta_2) = \frac{1}{1.33} \times \sin(30°) \]\[ \theta_2 = \arcsin\left(\frac{1}{1.33} \times\frac{1}{2}\right) \]\[ \theta_2 \approx 22.09° \]# 习题2：凸透镜的焦距已知凸透镜的焦距为20cm，物体距离透镜30cm，求像的性质。

答案：根据透镜公式\( \frac{1}{f} = \frac{1}{d_o} + \frac{1}{d_i} \)，其中\( f \)是焦距，\( d_o \)是物距，\( d_i \)是像距。

已知\( f = 20cm \) 和 \( d_o = 30cm \)，代入公式得到：\[ \frac{1}{20} = \frac{1}{30} + \frac{1}{d_i} \]\[ \frac{1}{d_i} = \frac{1}{20} - \frac{1}{30} \]\[ d_i = \frac{30}{20 - 30} = -45cm \]由于像距是负值，表示像在透镜的同侧，且是实像。

物理竞赛几何光学训练(含答案)

D 几何光学训练题1．对于下列光现象的说法中，正确的是（）A ．夏天烈日照射下公路远望像洒了一层水一样，这是光的全反射现象B ．通过玻璃三棱镜看到的像比物体实际位置要低C ．光导纤维是利用光的全反射现象制成的D ．手术台上的无影灯消除影子是由于光没直线传播的形成的 2.对于光的传播,下列说法中正确的是( ). A.一定颜色的光传播度大小由媒质决定B.不同颜色的光在同一种媒质中传播时,波长越短的光传播速度越快C.同一频率的光在不同媒质波长不同,而在真空中的波长最长D.同一色光的频率随传播速度不同而改变3．简易潜望镜中的两块平面镜中心点之间的距离为Ｌ，通过潜望镜观察水平正前方的物体，看到像的位置比物体的实际位置（）.A.水平方向远Ｌ，竖直方向低ＬB.水平方向远Ｌ，竖直方向高ＬC.水平方向近Ｌ，竖直方向高ＬD.水平方向近Ｌ，竖直方向低Ｌ4.某一单色光在折射率为n 1的媒质中传播时,它的波长、频率和波速分别用λ1、γ1和υ1表示,在折射度为n 2的媒质中,分别用λ2、γ2和υ2表示,以上这些物理量存在如下的关系( ).5.在两束频率相同的单色光的交点前放一块平行的玻璃砖后，则交点的位置与不放玻璃砖前相比（）.（如图7－2－4所示）A.不变B.向左C.向右D.向左还是向右由光的频率大小决定6．点光源S 通过带有圆孔的挡板N ，照射到屏M 上，形成直径为d 的亮圆．如果在挡板靠近光屏一侧放上一块厚玻璃砖，如图20-14所示，这时点光源通过圆孔和玻璃，在屏上形成直径为D 的亮圆．则直径D 和d 的大小关系为（）A ．d >DB ．d =DC ．d <D D ．无法确定7．如图所示,任意一条光线射向夹角为ϕ的两平面镜的相对镜面上,相继经两镜面反射后,最后射出线与最初入射线的方向间夹角应为( )(A) ϕ (B)2ϕ (C)3ϕ (D)4ϕ8．某同学为了研究光的色散，设计了如下实验：在墙角放置一个盛水的容器，其中有一块与水平面成45°角放置的平面镜M ，如图所示，一细束白光斜射向水面，经水折射向平面镜，被平面镜反射经水面折射后照在墙上，该同学可在墙上看到 ( ) A ．上紫下红的彩色光带 B ．上红下紫的彩色光带 C ．外红内紫的环状光带 D ．一片白光 9．如图所示，两个同种玻璃制成的棱镜，顶角α1 略大于α2 ，两单色光1和2分别垂直入射三棱镜，其出射光线与第二界面的夹角β1 =β2 ，则A 、在棱镜中1光的折射率比2光小B 、在光谱中，1光比较靠近红光C 、在棱镜中1光的传播速度比2光的小D 、把此两光由水中射向空气，产生全反射时，1光的临界角比2光的临界角大。

几何光学试题精选及答案

几何光学试题精选及答案1.两种单色光由水中射向空气时发生全反射的临界角分别为 B 1、0 2，已知0 1> 02.用 n i 、n 2分别表示水对两单色光的折射率， v i 、V 2分别表示两单色光在水中的传播速度，则（B ） A . n i <n 2, v i <v 2 B . n i <n 2, v i >v 2 C . n i >n 2, v i <V 2 2.两束单色光A 、B 同时由空气射到某介质的界面 MN 上, D . n i >n 2, v i >V 2 由于发生折射而合成一复色光C ,如图所示，下列判断中正确的是（ D ） ① A 光的折射率小于 B 光的折射率 ② A 光的折射率大于 B 光的折射率 ③ Z AOM 和Z BOM 均大于Z NOC ④ Z AOM 和Z BOM 均小于Z NOC A.①③ B. ①④ C.②③ D.②④3.由折射率为 2的材料构成的半圆柱的主截面如图所示, 沿半径方向由空气射入的光线a 射到圆柱的平面后，光线 b 和c 分别是它的反射光线和折射光线 .若半圆柱绕垂直纸面过圆心O 的轴转过i5o ,而光线a 不动，则（B ） A. 光线 B. 光线 C. 光线D. 光线 b 将偏转 b 将偏转 c 将偏转 c 将偏转 i5o 30o 30o 45oA=30°,在整个 4.如图所示，直角三角形 ABC 为一透明介质制成的三棱镜的截面，且Z AC 面上有垂直于AC 的平行光线射入.已知这种介质的折射率A. 可能有光线垂直 AB 面射出B. 一定有光线垂直 BC 面射出C. 一定有光线垂直 AC 面射出D. 从AB 面和BC 面射出的光线能会聚于一点n>2,则 5.如图所示，水盆中盛有一定深度的水，盆底处水盆放置一个平面镜 .平行的红光束和蓝光束斜射入水中，经平面镜反射后，从水面射出并分别投射到屏 MN 上两点，则有（B ）A. 从水面射出的两束光彼此平行，红光投射点靠近 M 端B. 从水面射出的两束光彼此平行，蓝光投射点靠近 M 端C. 从水面射出的两束光彼此不平行，红光投射点靠近 M 端D. 从水面射出的两束光彼此不平行，蓝光投射点靠近 M 端 6.如图所示，两束单色光 a 、b 分别照射到玻璃三棱镜行，则（C ） A. a 光的频率高 B. b 光的波长大 C. a 光穿过三棱镜的时间短 D. b 光穿过三棱镜的时间短7. MN 是空气与某种液体的分界面 .一束红光由空气射到分界面，一部分光线被反射, 一部分进入液体中.当入射角是45。

高中几何光学试题及答案

高中几何光学试题及答案一、选择题1. 光线从空气射入水中时，会发生折射，折射角与入射角的关系是：A. 折射角大于入射角B. 折射角小于入射角C. 折射角等于入射角D. 折射角与入射角无关答案：B2. 凸透镜对光线有会聚作用，下列说法正确的是：A. 凸透镜对所有光线都有会聚作用B. 凸透镜对平行光线有会聚作用C. 凸透镜对发散光线有会聚作用D. 凸透镜对平行光线和发散光线都有会聚作用答案：B二、填空题1. 光在真空中的传播速度是_______m/s。

答案：3×10^82. 当光线从玻璃射入空气时，折射角______入射角（填“大于”、“小于”或“等于”）。

答案：大于三、计算题1. 已知一凸透镜的焦距为20cm，物体距离透镜30cm，求像的性质及像的位置。

答案：物体位于透镜的一倍焦距和二倍焦距之间，成倒立、放大的实像。

像的位置在透镜的另一侧，距离透镜40cm。

2. 一束光线从空气斜射入水中，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sin(θ2) = 1 * sin(30°) /1.33 ≈ 0.5，因此θ2 ≈ 30°。

四、简答题1. 请解释什么是光的反射定律。

答案：光的反射定律是指当光线从一个介质射向另一个介质的表面时，入射光线、反射光线和法线都在同一平面内，反射光线和入射光线分居法线的两侧，反射角等于入射角。

2. 什么是光的折射现象？请举例说明。

答案：光的折射现象是指光线在从一个介质进入另一个介质时，传播方向发生改变的现象。

例如，当光线从空气进入水中时，由于水的折射率大于空气，光线会发生向法线方向偏折，这就是折射现象。