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中学生物理竞赛1-32光学试题分类汇编


光学 (32-16)如示意图所示,一垂直放置的高为 15.0cm 的圆柱形中空玻璃容器,其底部玻璃较 厚, 底部顶点 A 到容器底平面中心 B 点的距离为 8.0cm,底 部上沿为一凹起的球冠,球心 C 点在 A 点的正下方,球的 半 径 为 1.75cm , 已 知 空 气 和 容 器 玻 璃 的 折 射 率 分 别 为

n0 ? 1.0 和 n1 ? 1

.56 ,只考虑近轴光线成像,已知,当

? ?? 1 时,sin ? = ? 。
(1) 当容器内未装任何液体时, 求从 B 点发出的光线通过 平凹玻璃柱,在玻璃柱对称轴上所成像的位置,并判断像的 虚实; (2) 当容器内装满折射率为 1.30 的液体时,求从 B 点发出的光线通过平凹玻璃柱上表面 折射后所成像的位置,并判断这个像的虚实。

(31-8)如图所示,两个薄透镜 L1 和 L2 共轴放置,已知 L1 的焦距 f1 ? f ,L2 的焦距

f 2 ? ? f ,两透镜之间的距离也是 f 。小物体位于物面 p 上,
物距 u1=3 f 。 (1) 小物体经过这两个透镜所成的像在 L2 的__边,到 L2 的距离为____,是___像(填“实”或“虚” ) 、___像(填“正” 或“倒” ) ,放大率为_____。 (2) 现把两个透镜位置调换,若还要使给定的原物体在原处成像, ;两透镜作为整体应沿 光轴向_____边移动距离_____,这个新的像是___像(填“实”或“虚” ) 、 ___像(填“正” 或“倒” ) ,放大率为_____。

(31-11)如图所示,一水平放置的厚度为 t 的折射率为 n 的平行玻璃砖,下表面镀银(成 反射镜) 。一物点 A 位于玻璃砖的上方距玻璃砖的上表面 h 处。观察 者在 A 点附近看到了 A 的像,A 点的像到 A 点的距离等于多少?不 考虑光经玻璃上表面的反射。

(30-1)下列说法正确的是: A. 一束单色光从真空射入 时, 在玻璃表面处发生折射现象, 这与光在玻璃中的传播速度不 同于在真空中的传播速度有关 B. 白纸上有两个非常靠近的小黑斑,实际上是分开的,没有重叠部分.但通过某一显微镜所 成的象却是两个连在一起的没有分开的光斑,这与光的衍射现象有关 C. 雨后虹的形成与光的全反射现象有关 D. 老年人眼睛常变为远视眼,这时近处物体通过眼睛所成的像在视网膜的前方(瞳孔与视 网膜之间) ,故看不清

(30-5)图示两条虚线之间为一光学元件所在处,AB 为其主光轴.P 是一点光源,其傍轴光 线通过此光学元件成像于 Q 点.该光 学元件可能是() A. 薄凸透镜 B. 薄凹透镜 C. 凸球面镜 D. 凹球面镜 (30-8) 一线光源, 已知它发出的光包含三种不同频率的可见光, 若要使它通过三棱镜分光, 最后能在屏上看到这三种不同频率的光的谱线,则除了光源、三棱镜和屏外,必须的器件至 少还应有______________.其中一个的位置应在______________和______________之间,另 一个的位置应在______________和______________之间.

(30-8)图中 L 为一薄凸透镜,ab 为一发光圆面,二者共轴,S 为与 L 平行放置的屏,已 知这时 ab 可在屏上成清晰的像.现将透镜切除一半,只保留主轴以上的一半透镜,这时 ab 在 S 上的像 A.尺寸不变,亮度不变. B.尺寸不变,亮度降低. C.只剩半个圆,亮度不变. D.只剩半个圆,亮度降低

(28-7)近年来,由于“微结构材料”的发展,研制具有负折射率的人工材料的光学性质及其 应用,已受人们关注.对正常介质,光线从真空射人折射率为 n 的介质时,人射角和折射角 满足折射定律公式,人射光线和折射光线分布在界面法线的两侧;若介质的折射率为负,即 n<0,这时人射角和折射角仍满足折射定律公式,但人射光线与折射光线分布在界面法线的 同一侧.现考虑由共轴的两个薄凸透镜 L1 和 L2 构成的光学系统,两透镜的光心分别为 O1 和 O2,它们之间的距离为 s.若要求以与主光轴成很小夹角的光线人射到 O1 能从 O2 出射, 并且出射光线与人射光线平行,则可以在 O1 和 O2 之间放一块具有负折射率的介质平板, 介 质板的中心位于 OO’的中点,板的 两个平行的侧面与主光轴垂直,如 图所示.若介质的折射率 n= -1.5