物理竞赛几何光学训练(含答案)

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Ｌ

B. 水平方向远Ｌ，竖直方向高Ｌ

C.水平方向近Ｌ，竖直方向高Ｌ

D. 水平方向近Ｌ，竖直方向低Ｌ

4. 某一单色光在折射率为n1 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n2 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( ).

D

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>D

B d=D

C d<

D D．．．．无法确定

7 , ,．如图所示任意一条光线射向夹角为的两平面镜的相对镜面上相继经两镜面反射S

d

图20-14

后, 最后射出线与最初入射线的方向间夹角应为( )

(A) (B) 2 (C) 3 (D) 4

8．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

M 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。

10．一单色光从空气中射到直角棱镜一个面上P点，以入射

角θ= 60°射入棱镜，经折射后射到另一面的Q点，恰好在

Q点沿镜面行进，如图所示，则棱镜的折射率为___________．

11．一个大游泳池，池底是水平面，池中水深 1.2 米。有一根竹杆竖直立于池底，

浸入水中的部分正好是全长的一半，阳光与水平方向成37 射入，池底杆影长 2.5 米，

则可知水的折射率为。

12．玻璃的折射率是 1.5 ，水晶的折射率是 1.54 。今有一块玻璃片和一块水晶片。光垂直通过它们所用时间相等。已知玻璃片厚度15.4 毫米，则水晶片的厚度为毫米。

13．在做测定玻璃折射率的实验时：

(1) 甲同学在纸上正确画出玻璃砖的两个界面ab 和cd 时，不慎碰了玻璃砖，使它向ab 方向平a b

a' b'

移了一些，如图甲所示，其后的操作都正确，但

画光路图时，将折射点确定在ab 和cd 上，则测 c d

c' d' 出的n 值将．甲乙

(2) 乙同学为了避免笔尖接触玻璃面，画出的a'b'

和c'd' 都比实际侧面向外侧平移了一些, 如图乙所示，以后的操作均正确，画光路图时

将入射点和折射点都确定在a'b' 和c'd' 上，则测出的n 值将.

(3) 丙同学在操作和作图时均无失误，但所用玻璃砖的两面明显不平行，这时测出的n 值

将.

(4) 图丙是测定某透明媒质折射率的实际记录图，则据此记录，媒质的折射率为

_________ .( 可用带刻度的三角板和圆规作辅助图，量出数据，算出折射率数值)

丙

14．下图中广口瓶内盛满水，沿瓶口边竖直插入瓶内的直尺上与水面相齐的 C 点读数为

15．00cm，．从图中D处水面看到的，应与21．00cm刻度线S的反射光所成像相重叠的、

水中直尺上的刻度是______________ cm．已知瓶口CD ＝8．00cm，水中光速为2．25×

10

8m／s．

15. 如下图M1、M2 为两个相交的平面镜,S 为点光源,D 为遮光板, 使S 发出的光不能直接

通过P 点，试作出从S 发出的光经平面镜反射后，恰好通过Ｐ点的光路图.

16．如图7-2-7 所示，折射率为 2 的直角玻璃棱镜中

，入射光线垂直于AB面，

求光线从棱镜第一次折射入空气时的折射角为多大？

M 2

17. 束垂直射在等腰棱镜的底面

上，如图所示。如果在离棱镜距

离L=100cm处放一个屏M，在屏幕中央形成宽为的暗

2d=1cm M 1

S

D

P

2a

纹，求棱镜的折射角α。已知玻璃的折射率n=1.57，底面大小为

2a=5cm。

18. 区盘山公路的路面上一般都等间距地镶嵌一些玻璃球，当夜间行驶的汽车的车灯照上后显得非常醒目，以提

醒司机注意．若小玻璃球的半径为R，折射率是 3 ，如图所示，今有一束平行光沿直径AB方向照在小玻璃球

上，试求离AB多远的入射光经折射—反射—折射再射出玻璃球时能与原来的方向相反, 即实现“逆向反射”．