光与光学 (Light and Optics)

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光与光学 (Light and Optics) — sample Physics questions with answers

1. Question 1

   一束光线以入射角（angle of incidence）$30°$ 射向平面镜，求反射角（angle of reflection）。

   • A$15°$
   • B$30°$
   • C$60°$
   • D$90°$

   Answer: B. $30°$

   根据反射定律（law of reflection），反射角等于入射角，所以反射角为 $30°$。

2. Question 2

   一物体高 $4\text{ cm}$，通过凸透镜（convex lens）成高 $12\text{ cm}$ 的倒立实像，求放大率（magnification）。

   • A$-3$
   • B$3$
   • C$-\frac{1}{3}$
   • D$\frac{1}{3}$

   Answer: A. $-3$

   放大率 $M=-\frac{h_i}{h_o}=-\frac{12}{4}=-3$，负号表示像为倒立。

3. Question 3

   一束光从空气射入水中，入射角为 $60°$，水的折射率（refractive index）$n=1.33$，求折射角。

   • A$32°$
   • B$45°$
   • C$41°$
   • D$22°$

   Answer: C. $41°$

   由斯涅尔定律（Snell's law）$n_1\sin {\theta }_1=n_2\sin {\theta }_2$：$\sin {\theta }_2=\frac{1\times \sin 60°}{1.33}=\frac{0.866}{1.33}\approx 0.651$，得 ${\theta }_2\approx 41°$。

4. Question 4

   当光从折射率为 $n_1$ 的介质射入折射率为 $n_2$ 的介质时，若 $n_1>n_2$，且入射角大于临界角，则会发生什么现象？

   • A全反射（Total internal reflection）
   • B光的折射（Refraction）
   • C光的衍射（Diffraction）
   • D光的干涉（Interference）

   Answer: A. 全反射（Total internal reflection）

   当光从光密介质射向光疏介质，且入射角超过临界角时，折射光消失，所有光线反射回原介质，即全反射。

5. Question 5

   一个物距为 $20extcm$ 的物体放在焦距为 $10extcm$ 的凸透镜前，成像性质为何？

   • A倒立缩小的实像
   • B倒立等大的实像
   • C倒立放大的实像
   • D正立放大的虚像

   Answer: B. 倒立等大的实像

   当物距 $u=2f$ 时，物体位于 $2f$ 处，通过凸透镜成倒立、等大的实像。