光学竞赛题(附答案)(5)

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www.jyeoo.com 考点： 透镜的光路图． 专题： 图析法． 分析： 根据凸透镜有三条特殊的入射光线：①过焦点的；②平行于主光轴的；③过光心的．每条特殊入射光线对应的折射光线都有自己的特征．根据图示的入射光线的特点，结合对应的折射光线的特点即可得到答案． 解答： 解：由题意知，B在凸透镜上，AB经过焦点，连接BF，并延长，还是经过焦点，以B为圆心，BF为半径作圆，交AB上为F′，F′就是凸透镜的另外一个焦点，连接F′F，则F′F就是主光轴，过B作F′F的垂线，交F′F于O点，O就是该凸透镜的中心位置，再以OB画凸透镜就可以了，因此若使用圆规和刻度尺来确定透镜的位置了，如图所示： 故选D． 点评： 根据图示的入射光线的特点，抓住其对应的折射光线的特点是解决此题的关键，此题有一定的拔高难度，属于难题． 19．（3分）夜晚，人们仰望天空，有时能看到闪烁的人造地球卫星．地球赤道处有一观察者，在日落4小时后看到一颗人造地球卫星从赤道正上方高空中经过，设地球半径为R，则这颗人造地球卫星距赤道地面的高度至少为（ ） R/2 R 2R 4R A．B． C． D． 考点： 光直线传播的应用． 专题： 计算题；应用题． 分析： “人们夜晚仰望天空，有时能看到闪烁的人造地球卫星”，4小时后，太阳光刚好可以照到卫星，求出在4小时内，地球转过的角度，由几何关系可知是直角三角形，所以可以求得高度 解答： 解：如图所示：地球在4小时内转过的角度为×4=60°，由此可知是直角三角形，所以可以求得高度h=R． 故选B． 点评： 此题主要考查光的直线传播的应用，解答此题的关键是求出地球在4小时内转过的角度，然后利用几何知识解答，另外解答此题还要求学生应具备一定的空间想象能力． 20．（3分）如图所示，平面镜OM与ON镜面之间夹角为α，在两平面镜角平分线上有一个点光源S，如果要保证S发出的任意一条光线最多只能产生两次反射，则α的最小值是（ ）

120° A．

90° B．

72° C． ?2010-2014 菁优网

60 D． 菁优网

www.jyeoo.com 考点： 作光的反射光路图． 专题： 计算题；图析法． 分析： ①根据平面镜成像特点分别作出入射光线SA和反射光线SB， ②设入射光线与任意平面的夹角为β，则第一次反射后射出的光线与平面的夹角也为β，当第二次反射时候，入射光线与水平面的夹角为180﹣α﹣β，同理，可以推出第二次反射出来的光线与水平面的夹角也为180﹣α﹣β，要使第三次反射不发生，需要180﹣α﹣β≤α，又因为β是外角，最小值为，然后解不等式即可可得出结论． 解答： 解：S发出的任意一条光线最多只能产生两次反射，根据平面镜成像特点分别作出入射光线SA和反射光线SB， 如图所示：设入射光线SA与平面镜MO的夹角为β，则反射光线AB与平面镜MO的夹角也为β， 当第二次入射时候，原来的反射光线AB即为入射光线，则AB与平面镜NO的夹角为180﹣α﹣β， 同理，SB与平面镜NO的夹角也为180﹣α﹣β，要使第三次反射不发生，β≥180﹣2α，又因为β的最小值为，所以≥180﹣2α，解得α≥72度． 故选C． 点评： 解答此题的步骤有三个：一是首先根据平面镜成像特点分别作出入射光线SA和反射光线SB，二是根据三角形内角和定理求出第二次反射出来的光线与水平面的夹角，三是明确使第三次反射不发生，180﹣α﹣β≤α，然后问题可解． 21．（3分）如图所示，位于凸透镜主光轴上某发光点P发出红、黄、绿三色复光，当用与主光轴相垂直的毛玻璃屏从透镜附近沿轴方向向远移动时，在屏上将依次看到（ ）

A．红、黄、绿亮点 B． 红、绿、黄亮点 C． 黄、红、绿亮点 D． 绿、黄、红亮点 考点： 凸透镜成像的应用． 专题： 应用题． 分析： 根据不同颜色的光波长不同，凸镜对其折射率不同．绿黄红波长依此增大，折射率依此减小可作出选择． 解答： 解：凸透镜是玻璃制成的，同一个凸透镜，不同颜色的光波长不同，凸镜对其折射率不同．玻璃对绿光的折射率比红光大．也就是说，对于绿光的焦距比红光的小，绿黄红波长依此增大，折射率依此减小，所以在屏上将依次看到绿、黄、红亮点． 故选D． 点评： 此题涉及到折射率，对初中生来说有一定的难度，对于凸镜对其折射率不同的理解，可举例：同一个凸透镜，对于绿光的焦距比红光的小，红光源成等大实像，表明此时光源位于二倍焦距处，如果换成绿光源，物距就大于两倍焦距，成倒立缩小实像． 22．（3分）如图所示，有一圆柱形玻璃体，在它的中心轴线上有一球形气泡，柱体低面是磨砂的毛面，当平行光沿柱轴方向向下照射时，在磨砂的毛面上可能会看到（ ）

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www.jyeoo.com A．圆形亮斑 圆形暗斑且中心有一亮点 C． B． 圆型暗斑 D． 圆形亮斑且中心有一暗点 考点： 透镜及其分类；透镜的光路图． 专题： 应用题． 分析： 玻璃是光密媒质，气泡属光疏媒质，根据光从光密媒质射向光疏媒质的反射特点来考虑此种情形下的光路情况． 解答： 解：垂直向下的光线经过气泡时，实际是从光密媒质射向光疏媒质，此时会发生全反射，即无光线射入底部而发暗，但经过中间一点时，中间气泡相当于凹透镜，对光线起发散作用，不能会聚，所以中间较暗． 故选D． 点评： 解决此题用到了光密媒质和光疏媒质之间光路的反射特点，对于初中学生来讲难度较大． 23．（3分）电影画面每隔

秒更换一次，由于人的眼睛存在反应时间，所以会出现“眼见未必为实”的奇怪现象．如

图所示，屏幕上出现的一辆匀速行驶汽车的车轮（车轮有6根对称分布的相同辐条），则下列现象中不符合此时人感觉的是（ ）

A．若在 B．若在 C．若在 D．若在秒内每根辐条转过60°，则人觉得车轮是不转的 秒内每根辐条转过355°，则人觉得车轮是倒转的 秒内每根辐条转过360°，则人觉得车轮是不转的 秒内每根辐条转过365°，则人觉得车轮是不转的 考点： 速度公式及其应用． 专题： 应用题；长度、时间、速度． 分析： 车轮不动，则在s内，每根辐条的初末位置相同即转过角度θ=×k（k=1，2，3…），车轮正转，则在s内，每根辐条转过的角度比θ略大，车轮反转，则在解答： 解：当观众觉得车轮不动时，说明在s内每根辐条转过的角度比θ略小． ×ks内，每根辐条的初末位置相重合，则每根辐条转过的角度θ=（k=1，2，3…），故AC正确，D不正确； 当每根辐条在s内转过的角度比θ略小，观众就会觉得车轮是倒转的，所以B正确． 本题选择错误的，故选D．

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www.jyeoo.com 点评： 这是一道圆周运动与人的视觉相结合的问题．由于电视画面每隔s更迭一帧，若每过s的时间，车轮的辐条位置与前一时刻的辐条位置正好重合（但不一定与同一根辐条重合）则车轮不动．能区分车轮动与不动的关系是解决本题的关键． 24．（3分）（2013?宜春模拟）如图所示，凸透镜的焦距为5厘米，在透镜左侧10厘米处，有一个与主光轴垂直的物体AB，在透镜右侧15厘米处放一个平面镜，镜面与凸透镜的主光轴垂直，则该光具组中，物体AB的成像情况是（ ）

A．一个正立实像，一个倒立实像，一个正立虚像 一个正立实像，一个正立虚像，一个倒立虚像 B． 一个倒立实像，一个正立虚像，一个倒立虚像 C． D．一个正立实像，一个倒立实像，一个倒立虚像 考点： 凸透镜成像规律及其探究实验；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： 物体A在凸透镜的二倍焦距处，得到倒立等大的实像． 物体在凸透镜中成的倒立的等大的实像在平面镜中又成正立等大的虚像． 物体在凸透镜中成的倒立的等大的实像，实像射出的光线经平面镜反射后经凸透镜又成倒立、缩小的实像． 解答： 解：如图，①物体AB在凸透镜的二倍焦距处，得到倒立等大的实像A1B1， ②实像A1B1如果不用光屏呈接，空气是比较干净时，眼睛是无法看到的，但是确实是存在的，实像A1B1又在平面镜中成像，相对A1B1来讲是正立的虚像A2B2，但是相当于AB来讲是倒立的． ③虚像A2B2是A1B1射出的光线经平面镜反射后，反射光线的反向延长线会聚形成的，反射光线好像是A2B2射出的，A2B2在凸透镜二倍焦距以外，经凸透镜折射后形成相对A2B2是倒立、缩小的实像，相对AB是正立、缩小的实像A3B3． 故选D． 点评： 凸透镜成实像时，如果用光屏接能看到像，如果不用光屏接，空气又是比较干净的，眼睛是无法看到实像的，但是确实存在的，此处学生不容易理解． 25．（3分）如图所示，平面镜OM与ON垂直放置，在它们的角平分线上P点处，放有一个球形放光物体，左半部分为浅色，右半部分为深色，在P点左侧较远的地方放有一架照相机，不考虑照相机本身在镜中的成像情况，则拍出照片的示意图正确的是（ ）

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A． B． C． D． 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： 平面镜成像特点：平面镜虚像，物像大小相等，物像到平面镜的距离相等，物像连线如镜面垂直． 根据平面镜成像特点在平面镜MO和NO中分别作出P的像A和B，A又在NO平面镜中成像，B又在MO平面镜中成像，两个像重合，物体在两个竖直放置的平面镜中间，我们在平面镜中能看到三个像． 照相机和物体P，像C在同一条直线上，照相过程中，像C被物体P阻挡，照相机不能照到像C，能照到物体P的白面，能照到A像、B像，并且AB像是对称的． 解答： 解：利用平面镜成像特点作物体P在平面镜MO中的像A，对于球的黑白两部分，要作黑白分界线直径的像来确定． 同理作物体P在平面镜NO中的像B． 像A在平面镜NO中成像，像B在平面镜MO中成像重合得到像C． 照相机和物体P，像C在同一条直线上，照相机只能照到物体P的白面，所以照相机拍摄到的照片是D． 故选D． 点评： 本题首先确定物体放在两个竖直放置的平面镜之间成三个像，物像一共有四个，物体、像C、照相机在同一条直线上，照相机不能拍摄像C，从而排除A和B选项，照相机正对物体P拍摄，只能拍摄到物体P的白面来确定最后答案． 26．（3分）在一张白纸上用红色水彩笔写上红色的“E”字．当你通过红色玻璃观察写在这张白纸上的“E”字时，观察到的现象是（ ） A．清晰的红色“F”字 B． 清晰的黑色“F”字 清晰的红底白色“E”字 C．D． 几乎看不出“E”字 考点： 物体的颜色． 专题： 应用题． 分析： 红色玻璃是透明的，而透明物体的颜色由其透过的物体的颜色决定，不透明物体的颜色是由它所反射的色光的颜色决定的． 解答： 解：只有红光才能通过红色的玻璃，所以白纸上由于只有红光落在上面，所以白纸也只能反射红光，呈现红色，而白纸上的字是红色的，所以会几乎看不出来； ?2010-2014 菁优网

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