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[最新]光学温习2009
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现代光学基础考卷2007A
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几何光学的基本原理
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[10cm]几何光学练习题 10cm
几何光学练习题一、填空题1．光的直线传播定律指出光在2．全反射的条件是大于，光从光密介质射向光疏介质生全反射。3．虚物点是4．光学系统的物方焦点的共轭象点在，象方焦点的共轭点在
。5．某种透明物质对于空气的临界角为45°，该透明物质的折射率等于6．半径为r的球面，置于折射率为n的介质中，系统的焦距与折射率折射率
关。7．共轴球面系统主光轴上，物方无限远点的共轭点定义为；象方无限远的共轭点定义为
。8．几何光学的三个基本定律是，和9．光学系统在成象过程中，其β=-1.5，则所成的象为10．在符号法则中（光线从左向右入射）规定：主光轴上的点的距离从负右正；轴外物点的距离上正下负；角度以
为始边，顺时针旋转为正，反之为负，且取小于π/2的角度；在图上标明距离或角度时，必须用
。11．当光从光密媒质射向且满足入射角大于，就可以发生全反射现象。12．当物处于主光轴上无穷远处，入射光线平行于主光轴，得到的象点称为透镜成象的高斯公式是
。13．主平面是理想光具组的节点是理想光具组的对共轭点。14．在几何光学系统中，唯一能够完善成象的是为
。15．理想成象的条件是。16．曲率半径为R的球面镜的焦距为n的液体内，该系统的焦距为
。17．通过物方主点的光线，必通过象方18．将折射率n=1.5的薄透镜浸没在折射率为n?=1.33的水中，薄透镜的焦距等于空气中焦距的
倍。19．实象点是20．实物位于凹球面镜的焦点和曲率中心之间，象的位置在之间。21．筒内装有两种液体，折射率分别为n1和n2，高度分别为h1和h2，从空气（n=1）中观察到筒底的像似深度为
。22．在符号法则中，反射定律的数学式为。23．薄透镜置于介质中，物、象方焦距分别为f和f?，光线通过薄透镜中心方向不变的条件是
。二、选择题1．玻璃中的气泡看上去特别明亮，是由于A，光的折射；
B，光的反射；
C，光的全反射；
D，光的散射2．通过一个厚玻璃观察一个发光点，看到发光点的位置A，移近了；
B，移远了；
D，不能确定3．凸球面镜对实物成象的性质A，实象都是倒立放大的；
B，虚象都是正立缩小的；
C，实象都是倒立放大的； D，虚象都是正立放大的4．物象共轭点相对于透镜的位置有一种规律A，物、象点必在透镜的同侧；
B，物象点必在透镜的异侧；
C，物象分别在F，F@的同侧；
D，物象点分别在F，F@的异侧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；
C，(n-1)A；
D，(n+1)A7．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 A，d/n；
C，(n-1)d；
D.(n-1)d/n8．凹球面镜对实物成象的性质之一为A，实象都是正立缩小的；
B，虚象都是正立放大的；
C，实象都是倒立缩小的；D，虚象都是倒立放大的9．实物从离凸透镜3f处沿光轴移动到离透镜1.5f处的过程中，象性质的变化规律之一是 A，象先正立，后倒立；
B，象先倒立，后正立；
C.象始终正立；
D，象始终倒立10．空气中，平行光从平面入射到半径为3cm、折射率为1.5的玻璃半球，其象方焦点距离球面顶点为A，2cm；
D，8cm11．已知薄透镜的横向放大率?=2和象方焦距f?=2cm，则象的位置x?为A，4cm；
D，0.5cm。12．放置于焦距为20cm的发散透镜左侧80cm处的物体的象在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；
D，40cm14．在符号法则中，平面镜的成象公式为A，S?=S；
B，-S?=-S；
C，S?/S=1；
D，S?=-S15．双凸透镜的两曲率半径均为10cm，折射率为1.5，若将薄透镜置于水中（n=1.33），薄透镜的光心到镜心之间的距离等于A，0；
D，3cm。16．光线从左向右射到透镜上，s为物距，S?为象距，下列哪种情况属于虚物成实象 A，s&0,S?&0；
B，s&0,S?&0；
C，s&0,S?&0；
D，s&0, S?&017．曲率半径为10cm的凸球面镜，用s表示物距，能产生实象的虚物位置范围为 A，s&10cm；
B，0&s&10cm；
C，s&5cm；
D，0&s&5cm18．空气中,玻璃三棱镜ABC的顶角为30°,光线垂直于AB面入射,由AC面射出,偏向角也为30°,则棱镜的折射率为A，2；
D，3/319．一发光点位于凹球面镜前40cm处,镜面曲率半径为16cm,则象距为A，-10cm；
B，-20cm；
C，-30cm；
D，-40cm20．一双凹透镜折射率为n,置于折射率为n?的介质中,则下列说法正确的是A，若n&n?,透镜是发散的；
B，若n&n?,透镜是会聚的；
C，若n?&n,透镜是发散的；
D，双凹薄透镜是发散的,与周围介质无关21．两个主焦点重合的光学系统是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n?，若物、象距分别为S和S?，系统的角放大率为A，S?/S；
C，-S?/S；
D，-S/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arcsinn2n1；
B，arcsinn1n2；
C，arctgn2n1；
D，arctgn1n2 A，24．平面镜成象的横向放大率为A，+1；
D，∞25．某水箱里注水深8cm，箱底有一硬币，则硬币的象似深度为A，2cm；
D，8cm26．半径为r的球面镜，置于折射率为n的介质中，该光学系统的焦距为A，2r；
D，r/2n27．半径为R，折射率为1.5的玻璃半球，球面向右，光线从左方入射，其象方焦点距球面顶点的距离为A，0.5R；
D，2R28．薄透镜的横向放大率为A，f/x；
D，-x/f29．将折射率为n1=1.50的有机玻璃浸没在油中，油的折射率为n2=1.10，试向临界角为arcsin1.101.50；
B，arccos1.101.50；
C，1.10/1.50；
D，1.50/1.10 A，30．由折射率n=1.65的玻璃制成的薄双凸透镜，前后两球面的曲率半径均为40cm，则焦距为A，20cm；
D，31cm31．一个发光体与屏幕相距为D，将发光体聚焦于屏上的透镜的最大焦距为A，2D；
D，D/432．当一薄透镜浸没在水中（n=1.33），此透镜（n=1.50）的焦距f如何变化？A，不变；
B，增加为1.33倍；
C，增加为1.5倍；
D，增加为3.91倍33．直径为8cm的长玻璃棒，末端是半径为4cm的半球，玻璃的折射率为1.50，如果将物体放在棒轴上距末端16cm处，则象的位置为A，12cm
D，∞34．由凸面镜所成的象，相对于物通常是A，倒立虚象；
B，缩小的正象；
C，倒立实象；
D，放大的虚象35．.一物体放在焦距为8cm的薄凸透镜前12cm处，现将另一焦距为6cm的薄凸透镜放在第一透镜右侧30cm处，则最后象的性质为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，一个缩小的实象三、作图题1．已知系统的基点H、H?，F、F?，作出物AB的象。2．用作图法求出物点S的象点。?S
F?3．作出伽利略望远镜用作激光扩束器的光路图。212
L24．已知系统的基点H，H?，F，F?，作出物点P的象点。?P
F5．已知系统的主点H，H@和焦点F，F@，物点P与F@重合，作出P的象点。?F
F?6．求AB光线的共轭光线，并求出节点的位置。7．伽利略望远镜如图所示，物镜的后焦点F1?与目镜的前焦点F2重合，用作图法求任一入射光线AB的出射光线，用箭头标明光线传播方向。A8．已知H和H?为光具组的主点，F和F?为光具组的焦点，MN为共轴球面系统的主轴，作出物体PQ的象。N9．MN为光学系统的主轴，H、H?和F、F?分别是系统的主点和焦点，作出光线AB的出射光线。10．H和H?为系统的主点，F和F?为系统的焦点，MN为共轴球面系统的主轴，确定出轴上物点P的像。?M
N四、计算题1．玻璃棒一端成半球形，其曲率半径为2cm，将它水平浸入水中（折射率为1.33），沿轴线方向离球面顶点8cm处的水中有一物体，求象的位置及横向放大率，并作出光路图。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。4．如图所示，凸透镜L1和凹透镜L2同轴放置，L1的左侧的介质折射率为n，L2的右侧介质的折射率也为n，两透镜之间介质的折射率为n0，且n&n0；F1是L1的物方焦点，F2是L2的物方焦点,F2?是L2的象方焦点。有一物点P位于L1的物方焦平面上。（1）试绘出成象光路图，求出P?的位置。（2）若L1的物方焦距f1=-20cm，L2的象方焦距f2?=-10cm，物点P离光轴的距离为2cm，试求象点P?离光轴的距离。5．凸透镜的焦距为10cm，在它右方3倍的焦距处有一平面反射镜。已知物在凸透镜左方20cm处，求象的位置和性质。6．一薄透镜L1置于空气中，焦距为10厘米，实物AB正立在透镜左方15厘米处，长为1厘米。（1）求物经L1后成象的位置、虚实、正倒和大小。（2）今有两个透镜，一个为凸透镜，一为凹透镜，焦距均为12厘米，选用哪个透镜，把它放在L1右方什么距离处，才能使物经L1和第二透镜后获得为原物12倍的倒立的实象。7．两个焦距分别为10cm和-5cm的薄透镜，相距10cm，组成共轴系统，高为3mm的物体在第一透镜的左方20cm处，试求物体最后的成象位置及其大小，并作出光路图。8．凸透镜的焦距为10cm，在它的右方3倍的焦距处有一平面镜，已知物在凸透镜左方20cm处，求象的位置和性质。9．双凸薄透镜的折射率为1.5，r1?10cm，r2?15cm，r2的一面镀银，物点P在透镜前主轴上20cm处，求最后象的位置和性质。10．一双凸透镜的第一和第二折射面的曲率半径分别为20cm和25cm。已知它在空气中的焦距为20cm。今将其置于如图所示的方玻璃水槽中，并在镜前水中置一高为1cm的物，物距透镜100cm。试求：（1）通过透镜所生成的象的位置、大小和虚实；（2）若用眼睛在玻璃槽外E处观察，该象的表观位置与槽壁的距离l。已知水的折射率n=1.33，其中E距透镜的光心250cm。E100cm
250cm11．物置于焦距为10cm的会聚透镜前40cm处，另一个焦距为20cm的会聚透镜位于第一透镜后30cm处，求象的位置、大小、虚实和正倒。12．有一半径为10cm、折射率为1.5的玻璃半球，其平面镀铝，在球面前10cm处有一小物点，试计算和说明成像的位置和性质。13．高1厘米的物体放在一薄凸透镜（焦距为10厘米）前20厘米处，在此透镜后10厘米处放一块曲率半径为30厘米的凸面反射镜，求物体经此系统最后所成的象的位置和性质。14．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。15．凸透镜的焦距为10cm，在它的右方12cm处有一焦距为4cm的凹透镜，已知物在凸透镜左方20cm处，求象的位置和性质。16．半径为20cm的薄壁球形金鱼缸中心有一条小鱼，问（1）缸外观察者看到小鱼的位置在哪里？象的性质如何？（2）如小鱼在后壁处看到的情况又如何？（n水=1.33）17．有一半径为10cm、折射率为1.5的玻璃半球，其平面镀铝，在球面前10cm处有一小物点，试计算和说明成像的位置和性质。18．凹面镜所成的实象是实物的5倍，将镜向物体移动靠近2cm，象仍是实象，并且是物体的7倍，求凹面镜的焦距。欢迎您转载分享：
更多精彩：单色细光束射到折射率n＝的透明球面.光束在过球心的平面内.入射角i＝45°.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.如下图所示(图上已画出入射光和出射光). (1)在图上大致画出光线在球内的路径和方向. (2)求入射光与出射光之间的夹角α (3)如果入射光是一束白光.透明球的色散情况与玻璃相仿.问哪种颜色光的α角最大.哪 题目和参考答案——精英家教网——
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单色细光束射到折射率n＝的透明球面，光束在过球心的平面内，入射角i＝45°，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，如下图所示(图上已画出入射光和出射光)。
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&(1)参看解析；(2)30°；(3)红光的α最大，紫光的α最小 解析：(1)光线从入射到出射的光路如下图所示。入射光线AB经玻璃折射后，折射光线为BC，又经球内壁反射后，反射光线为CD，再经折射后，折射出的光线为DE。OB、OD为球的半球，即为法线。 (2)由折射定律＝n，得sinr＝＝＝ ∴r＝30° 由几何关系及对称性，有＝r－(i－r)＝2r－i ∴α＝4r－2i，把r＝30°，i＝45°代入得α＝30° (3)由(2)问解答可知，i＝45°，n越小，sinr越大，r角越大，同时α＝4r－2i。 ∴红光的α最大，紫光的α最小。
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科目：高中物理
太阳光的可见光部分照射到地面上，通过一定装置可观察太阳光谱，如图所示是一简易装置。一加满清水的碗放在有阳光的地方，将平面镜M斜放入水中，调整其倾斜角度，使太阳光经水面折射再经水中平面镜反射，最后由水面折射回空气射到室内白墙上即可观察到太阳光谱的七色光带。逐渐增大平面镜倾斜程度，各色光陆续消失，则此七色光带从上到下的排列顺序以及最先消失的光是(　　)
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科目：高中物理
学校开展研究性学习，某研究小组的同学根据所学的光学知识，设计了一个测量液体折射率的仪器，如图所示。在一圆盘上，过其圆心O作两条互相垂直的直径BC、EF，在半径OA上，垂直盘面插下两枚大头针P1、P2并保持P1、P2位置不变，每次测量时让圆盘的下半部分竖直进入液体中，而且总使得与直径BC相平，EF作为界面的法线，而后在图中右上方区域观察P1、P2的像，并在圆周上插上大头针P3，使P3正好挡住P1、P2的像，同学们通过计算，预先在圆周EC部分刻好了折射率的值，这样只要根据P3所插的位置，就可直接读出液体折射率的值，则：
(1)若∠AOF＝30°，OP3与OC的夹角为30°，则P3处所对应的折射率的值为________。 (2)图中P3、P4两位置中________(填“P3”或“P4”)处所对应的折射率大。 (3)作AO的延长线交圆周于K，K处所对应的折射率值应为________。
科目：高中物理
某同学在测定一厚度均匀的圆形玻璃的折射率时，先在白纸上作一与圆形玻璃同半径的圆，圆心为O，将圆形玻璃平放在白纸上，使其边界与所画的圆重合。在玻璃一侧竖直插两枚大头针P1和P2，在另一侧再先后插两枚大头针P3和P4，使从另一侧隔着玻璃观察时，大头针P4、P3和P2、P1的像恰在一直线上，移去圆形玻璃和大头针后，在图中画出：
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某雷达工作时，发射电磁波的波长为λ＝20cm，每秒钟发射的脉冲数为n＝5000，每个脉冲持续时间t＝0.02μs，求电磁波的振荡频率为多少？最大侦察距离是多少？
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