上海市物理业余学校A0班测试题(含答案)

1 上海市物理业余学校上海市物理业余学校 A0 班测试题班测试题光学部分光学部分 座位号座位号_姓名姓名_得分得分_ （时间：（时间：60 分钟分钟 满分：满分：120 分）分） 一、一、 填空题（填空题（100 分）分） 1、两个薄透镜 L1和 L2共轴放置，如图所示已知 L1的焦距 f1=f , L2的焦距 f2=f，两透镜间距离也是 f小物体位于物面 P 上，物距 u1 3f （1）小物体经这两个透镜所成的像在 L2的_边，到 L2的距离为_，是_倍 （虚或实） 、_像（正或倒） ，放大率为_。 （2）现在把两透镜位置调换，若还要给定的原物体在原像处成像，两透镜作为整体应沿光轴向 _边移动距离_这个新的像是_像（虚或实） 、_ 像（正或倒）放大率为_。 2、如图所示，两块平面镜宽度均为 L5cm，相交成角，构成光通道。两镜的右端相距为 d 0 12 2cm，左端靠在光接收器的圆柱形感光屏上，试问入射光线与光通道的轴成的最大角为 max _，才能射到光接收器上。 3、如图所示,在 x 轴的原点放一点光源 S,距点光源为 a 处放一不透光的边长为 a 的正方形物块,若在 x 轴的正上方距 x 轴 2a 处放一平行于 x 轴且面向物块的长平面镜,试通过作图并计算在正方体右侧 x 轴上 被点光源 S 发出的光线经平面镜反射而照亮的长度为_。 2 4、如图，置于空气中的一不透明容器中盛满某种透明液体。容器底部靠近器壁处有一竖直放置的 6.0cm 长的线光源。靠近线光源一侧的液面上盖有一遮光板，另一侧有一水平放置的与液面等高的望远 镜，用来观察线光源。开始时通过望远镜不能看到线光源的任何一部分。将一光源沿容器底向望远镜一 侧平移至某处时，通过望远镜刚好可能看到线光源底端。再将线光源沿同一方向移动 8.0cm，刚好可以 看到其顶端。此液体的折射率 n 为_。 5、 如图所示的圆柱形容器中盛满折射率 n=2 的某种透明液体，容器底部安装一块平面镜，容器直径 L=2H，在圆心正上方 h 高度处有一点光源 S，要使 S 发出光从液体上方观察照亮整个液体表面，h 应该 满足什么条件是_。 6、 如下页的图,把一凹透镜 A 放在一凸透镜 B 前 10cm 处,能使一束平行于主轴的光线经过两透镜后,会 聚在距凸透镜 15cm 光屏 S 上.如果把凹透镜拿走,保持凸透镜和光屏的位置不变,这时把一个点光源 C 放 在凸透镜的主轴上距这透镜 30cm 处,那么,C 的像也成在此光屏上. (1) 在图中,画出凹透镜拿走以前 的光路图;并在此图中标出或说明凹透镜的焦点 F 的确切位置 (2)凹透镜的焦距 f 为 _cm。 7、 某人通过焦距为 10cm，直径为 4.0cm 的薄凸透镜观看方格纸，每个方格的边长为 0.3cm。他使透镜 的主轴与方格纸垂直 AB ，透镜与纸面相距 10cm，眼睛位于透镜主轴上离透镜 5.0cm 处。他至多能看到 同一行上_个完整的方格。如果透镜与纸面相距 5.0cm，眼睛位于透镜主轴上离透镜 10.0cm 处，他至多能看到同一行上_个完整的方格。 L H h S 3 8、两只萤火虫位于焦距 f=5cm 的会聚透镜的两边，开始它们到透镜的距离分别为 L1=20cm 和 L2=15cm. 现在它们沿着主光轴以相同的速度 v=2cm/s 相向运动，经过_s 第一个萤火虫将同第二个萤 火虫的像相遇。如果相遇后第一只萤火虫改为与主光轴成 30 度沿直线飞向透镜且路径经过两倍的焦 距，则此时它的像相对它的最小速度是_cm/s。 9、 有一水平放置的平行平面玻璃板，厚 3.0 cm，折射率。在其下表面下 2.0 cm 处有一小物H1.5n ；在玻璃扳上方有一薄凸透镜，其焦距，透镜的主轴与玻璃板面垂直；位于透镜的主SL30cmf S 轴上，如图所示。若透镜上方的观察者顺着主轴方向观察到的像就在处，问透镜与玻璃板上表面的SS 距离为_cm。 二、作图与计算题（二、作图与计算题（20 分）分） 10.、平凸透镜焦距为，其平面上镀了银，现在其凸面一侧距它处，垂直于主轴放置一高为的f2 fH 物，其下端在透镜的主轴上。 （1）用作图法画出物经镀银透镜所成的像，并标明该像是虚、是实。 （2） 。用计算法求出此像的位置和大小。 4 答案：答案： 1.（1）右；f；实；倒；1 （2）左；2f；实；倒；1 2.36 度 3.4/3a 4.Hh(3-1)H 5.1.25 6.2;图略 7.26；13. 8.3.5；2.45 9.1 10. 1、用作图法求得物 AP 的像 AP及所用 各条光线的光路如图预解所 示。 说明：平凸薄透镜平面 上镀银后构成一 个由会聚透镜 L 和与它密接 的平面镜 M 组合 LM。如图预解所示，图中 O 为 L 的光心， AOF为主轴，F 和 F为 L 的两个焦点，AP 为物，作图时利用了下列三条特征光线。 （1）由 P 射向 O 的入射光线，它通过 O 后方向不变，沿原方向射向平面镜 M，然后被 M 反射，反射光线与主轴的夹角等于入射角，均为 ，反射线射入透镜时通过光心 O，故 由透镜射出时方向与上述反射线相同，即图中 OP。 （2）由 P 发出且通过 L 左方焦点 F 的入射光线 PFR，它经过 L 折射后的出射线与主轴 平行，垂直射向平面镜 M，然后被 M 反射，反射光线平行于 L 的主轴，并向左射入 L，经 L 折射后的出射线通过焦点 F，即为图中的 RFP。 （3）由 P 发出的平行于主轴的入射光线 PQ，它经过 L 折射后的出射线将射向 L 焦点 F， 5 即沿图中 QF方向射向平面镜，然后被 M 反射，反射线指向与 F对称的 F 点，即沿 QF 方 向。此反射线经 L 折射后的出射线可用下法画出；通过 O 作平行于 QF 的辅助线 SOS， SOS 通过光心，其方向保持不变，与焦面相交于 T 点。由于入射平行光线经透镜后相交于 焦面上的同一点，故 QF 经 L 折射后的出射线也通过 T 点，图中的 QT 即为 QF 经 L 折射后的 出射光线。 上列三条出射光线的交点 P即为 LM 组合所成的 P 点的像，对应的 A即 A 的像点。由 图可判明，像 AP是倒立实像，只要采取此三条光线中的任意两条即可得 AP，即为正确 解 答。 2、按陆续成像计算物 AP 经 LM 组合所成像的位置、大小，物 AP 经透镜 L 成的像为第 一 像，取 u1=2f，由成像公式可得像距 v1=2f，即像在平面镜后距离 2f 处，像的大小 H与原 物 相同，H=H。 第一像作为物经反射镜 M 成的像为第二像，第一像在反射镜 M 后 2f 处，对 M 来说是虚 物，成实像于 M 前 2f 处，像的大小 H也与原物相