光学竞赛题(附答案)(4)

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www.jyeoo.com 故选D． 点评： 凸透镜成实像时，无论遮住凸透镜的上部、下部、中间，都不能改变像的大小，但是像变暗，凸透镜遮住的越多，像越暗． 9．（3分）如图所示，水池的宽度为L，在水池右侧距离池底高度H处有一激光束，水池内无水时恰好在水池的左下角产生一个光斑．已知L=H，现向水池内注水，水面匀速上升，则光斑（ ）

A．匀速向右移动，且移动速度小于水面上升的速度 匀速向右移动，且移动速度大于水面上升的速度 B． 减速向右移动，但速度始终大于水面上升的速度 C． D．加速向右移动，但速度始终小于水面上升的速度 考点： 光的折射现象及其应用． 专题： 图析法． 分析： 要解决此题，需要掌握光的折射规律． （1）折射光线、入射光线、法线在同一个平面内，折射光线、入射光线分居法线两侧，当光由空气斜射进入水中或其它透明介质中时，折射光线向法线偏折，折射角小于入射角；当光由水中或其它透明介质斜射进入空气中时，折射光线远离法线偏折，折射角大于入射角． 入射角大小不变，折射角大小不变． （2）根据L=H，利用等腰直角三角形的性质，分析光斑移动的速度和水面上升的速度． 解答： 解：（1）光由空气斜射进入水中时，折射光线向法线偏折，折射角小于入射角，所以光斑是由光的折射形成的； 当水面上升时，折射光路的变化如图：可见，水面上升，折射点右移，光斑右移． 水面上升的距离h与光斑移动的距离s成正比：s=h（1﹣tana）（其中a为折射角）所以当水面匀速上升，光斑必然匀速移动，而不是变速运动． （2）因为L=H，所以激光与水面成45度角入射，所以由图可知，光斑再怎么移也不可能和法线重合，所以速度比水面上升的速度小． 故选A． 点评： 本题考查了两个问题： 一是光斑的形成原因，激光由空气斜射进入水中，光线要发生偏折； 二是光斑的移动原因，水面上升或下降，入射角不会发生变化折射角也不会发生变化，但折射点要发生移动，折射光线要发生平行移动，所以根据水面升降的关系变化规律，即可找到光斑移动方向． ?2010-2014 菁优网

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www.jyeoo.com 10．（3分）如图所示，两平面镜OA、OB夹角为θ，位于镜前P点的某人分别在OA、OB镜内看到自己像的个数为（ ）

A．1；1 B． 2；1 C． 2；0 D． 1；0 考点： 平面镜成像的特点、原理、现象及其实验方案． 专题： 图析法． 分析： 根据平面镜成像特点作图，作出人在P点时，人在两个平面镜中成的像，当眼睛和像之间没有遮挡时（成像的该平面镜除外），眼睛能看到物体像，否则看不到像． 解答： 解：由P向平面镜A作垂线并延长，在距离平面镜等距离的位置作出像点D，眼睛和像点D之间除A平面镜以外没有其他物体遮挡，所以眼睛能看到在平面镜A中成的像． 由P向平面镜B作垂线并延长，在距离平面镜等距离的位置作出像点C，眼睛和像点C之间被A平面镜遮挡，所以眼睛不能看到在平面镜B中成的像． 故选D． 点评： 物体在两个平面镜中都能成像，只是眼睛看到像是有一定范围的，当眼睛和物体的像之间没有物体遮挡时（成像的平面镜除外），是可以看到物体的像的． 11．（3分）如图所示，凸透镜竖直放置，凸透镜焦距f，现有一点光源S在凸透镜左侧以凸透镜两倍焦距处为圆心，在经过主光轴的竖直平面内做顺时针圆周运动，直径为D，且f＜D＜2f，则在下列关于点光源所成的像的运动轨迹的各图中，正确的是（ ）

A． B． C． D． 考点： 凸透镜成像的应用． 专题： 透镜及其应用． 分析： 根据物距与像距的关系分析点S在不同位置时，像点的位置及与凸透镜两倍焦距处的距离分析． 解答： 解：将点光源S运动的轨迹看成一个物体，在物体上找出四个点：上、下、左、右各一个，利用凸透镜成像的规律作出像点，可以发现，四个点正好围成一个不规则的圆，且转动方向为逆时针，所以像点运动图象是选项D的形状． 故选D． ?2010-2014 菁优网

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www.jyeoo.com 点评： 本题考查了凸透镜成像时的物距与像距的关系．要仔细对照物与像的对应关系才能正确解答． 12．（3分）（2011?西宁）在皮鞋擦过鞋油，还要用鞋刷或软布反复擦几下，越擦越亮，这是由于（ ） A．反复擦可增加漫反射效果 反复擦可使鞋油填平皮革表面的凹坑，增加表面光滑程度，增加镜面反射效果 B． 鞋油反光性能比皮革好，反复擦可使鞋油均匀分布，增加漫反射效果 C． D．鞋油的颜色比皮革鲜艳，可增加镜面反射效果 考点： 镜面反射；漫反射；镜面反射和漫反射的异同点． 专题： 应用题． 分析： 皮鞋擦油后看起来很亮，说明光经过鞋表面反射后比较集中，向着同一个方向；而漫反射的反射光线向着各个方向，光线比较分散，所以表面看起来应该更暗． 解答： 解：因为皮鞋的表明不光滑有灰尘，光射向鞋面后发生漫反射，这样皮鞋就失去了光泽；涂上鞋油后，鞋油的微小颗粒能填充到鞋的毛孔中，用布仔细擦拭，使鞋油涂抹的更均匀鞋面就变得十分光滑．光射向鞋面后会发生镜面反射，皮鞋看起来就更光亮更好看了． 故选B． 点评： 此题主要考查了镜面反射，并且将镜面反射的知识与生活实际相联系． 13．（3分）在光具座上自左向右依次竖直放置一个凹透镜、凸透镜和平面镜，两个透镜的主光轴重合，凸透镜的焦距为f，此时两个透镜之间的距离为L．在凹透镜的左侧有一水平平行光束通过两个透镜后入射到平面镜上，经平面镜反射后，反射光恰能沿原来的光路返回，据此可判断凹透镜的焦距为（ ）

f L f+L A．B． C． D． f﹣L 考点： 透镜的光路图；主光轴、光心、焦点和焦距． 专题： 应用题． 分析： 由题知，经过平面镜反射后，反射光能沿着原来的光束返回，而平面镜又竖直放置，说明透过凸透镜的光线为平行光；所以，透过凹透镜后的光线必过凸透镜的焦点（光线的反向延长线过焦点）据此画图帮助回答． 解答： 解： 当凸透镜的焦点位于凸透镜与凹透镜之间时，因为从凹透镜出来的光线为发散光线，所以不可能经过凸透镜焦点； 当凸透镜焦点位于凹透镜左边时，则可能从凹透镜出来的光线的反向延长线经过凸透镜的焦点；而射入凹透镜的光线为平行光线，故从凹透镜出来的光线的反向延长线也经过凹透镜的焦点，因而凹透镜的焦点与凸透镜的焦点重合，如图，所以凹透镜的焦距f′=f﹣L． 故选D． 点评： 本题考查了凸透镜、凹透镜、平面镜对光线的作用，会画透镜的三条特殊光线：①通过焦点的光线经透镜折射后将平行于主光轴．②平行于主光轴的光线经透镜折射后将过焦点．③过光心的光线经透镜折射后传播方向不改变．

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www.jyeoo.com 14．（3分）用转动八面镜法可以测光速，实验装置示意图如图所示．S为发光点，T为望远镜，平面镜O与凹面镜B构成了反射系统．八面镜M距反射系统的距离AB为L（L可长达几十千米），且远大于OB以及S和T到八面镜的距离．调整八面镜的位置直到通过望远镜能看到发光点S，然后使八面镜转动起来，并缓慢增大其转速（1秒内转过的圈数），当转速达到n0时，恰能在望远镜中再一次看见发光点S，由此得到光速c的表达式是（ ）

A．C． D． c=4Lno c=16Lno c=32Lno 考点： 光的传播速度与光年；速度的计算． 专题： 应用题． 分析： 首先计算出光从A点开始经一系列的反射再到达望远镜所通过的距离和所用的时间，然后根据速度公式 B． c=8Lno v=计算即可． 解答： 解：从A点开始经一系列的反射再到达望远镜所通过的距离s=2L， ∵八面镜M从现在位置到下次再出现如图形状的状态时需要转八分之一圈．则当转速达到n0时，恰能在望远镜中再一次看见发光点S， ∴光A点开始经一系列的反射再到达望远镜所用的时间为t=∴c===16Lno． s， 故选C． 点评： 本题考查光速的一种测量方法，关键是判断出光A点开始经一系列的反射再到达望远镜所用的时间为t=s． 16．（3分）照相时，通过选择不同的“光圈”可以控制镜头的进光面积；选择不同的快门速度，可以控制镜头的进光时间．两者结合的目的是使底片受到的光照能量保持一定而得到好照片，下表中列出了照相机光圈与快门的几种正确组合．在“快门”一行中，“25”表示快门打开的时间是镜头焦距的

秒．在“光圈”一行中，“15”表示镜头透光部分的直径等于

．那么快门“50”对应的“光圈”应该是（ ）

6 3 2 光圈 20 15 12 快门 9 16 25 50 100 400 900 7 7.5 8 A．B． C． 考点： 速度公式及其应用． 专题： 计算题；应用题；信息给予题． 分析： （1）先求出快门由25变为50 时，曝光时间间的关系； （2）求出修改快门改变后，相应光圈的透光面积与原来透光面积之比； 8.5 D． ?2010-2014 菁优网

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www.jyeoo.com （3）最后求出改变后的光圈值． 解答： 解：（1）快门由25变为50时，曝光时间比==； （2）曝光时间变为原来的两倍，则相应的光圈面积变为原来的一半，即=； （3）由面积由S=πr得：2==，解得：r≈8.5，即快门50对应的光圈为8.5． 故选D． 点评： 本题是一道信息给予题，考查了光圈与快门的搭配问题；充分理解题意，根据题意提供的信息是解题的关键． 17．（3分）如图所示，OO'为凸透镜的主光轴，将点光源放在A点时，像在B点；将点光源放在B点时，像在C点．当将点光源放在C点时，则（ ）

A．一定在B点成一个实像 B． 一定在A点的左侧成一个虚像 可能在B、C之间成一个实像 C．D． 可能在C点的右侧成一个虚像 考点： 凸透镜成像的应用． 专题： 应用题． 分析： 解答此题要明确以下知识点： 凸透镜如果成像在同一侧的话应该是成虚像，并且像距大于物距； 凸透镜成实像时，物与像在异侧，且物近像远像变大，物远像近像变小． 解答： 解：如果凸透镜放在C点右侧，那么当点光源放在A点时，成像在A点左侧，而不是右侧的B，所以不可能； 当光源在A点时，像在透镜另一侧，说明成实像，那么像距应在一倍焦距外，这样当点光源在B点时就也会在相对于B的另一侧成实像，（也就是A的一侧）而不是成像在C点．所以透镜不可能在AB和BC之间． 如果凸透镜放在A点左侧，那么当点光源放在A点时，成像在B点，当点光源放在B点时，成像在C点，成像都是虚像．故此时凸透镜只能放在A点的左侧；所以该情况下有如下几种可能，即若C点在透镜的1倍焦距以外，像应成在透镜左侧的1倍焦距以外；另一种可能是，若C点还在透镜的1倍焦距以内，即此时所成的像应在C点的右侧．故分析四个选项，只有D是正确的． 故选D． 点评： 本题需要学生了解凸透镜成像的动态规律： ①“一焦分虚实、二焦分大小、虚像同侧正、实像异侧倒、物远像近像变小、物近像远像变大”； ②凸透镜成虚像时，物像同侧，并且像距大于物距．此题有一定难度，是一道竞赛题． 18．（3分）如图所示，光线AB经过某凸透镜的一个焦点，B点在薄透镜上．已知F是该透镜的另一个焦点．若使用圆规和刻度尺来确定透镜的位置，则还需知道的条件是（ ）

A．光线AB经过的焦点位置 光线AB经透镜后的折射光线 C．

B． 透镜光心的位置 D． 不需要任何条件 ?2010-2014 菁优网

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