光学竞赛题附答案.docx

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光学竞赛题附答案

光学竞赛题

一、选择题

1．（3分）细心的小明同学注意到这样一个问题：

如果打开窗户，直接看远处的高架电线，电线呈规则的下弯弧形；而如果隔着窗玻璃看，电线虽然整体上也呈弧形，但电线上的不同部位有明显的不规则弯曲，而且，轻微摆动头部让视线移动时，电线上的不规则弯曲情景也在移动．产生这种现象的原因是（　　）

A．

玻璃上不同部位对视线的阻挡情况不同

B．

玻璃各部分的透光度不均匀

C．

玻璃各部分的厚度不均匀

D．

玻璃上不同部位对光的反射不一样

2．（3分）如图所示，平面镜OM与ON的夹角为θ，一条平行于平面ON的光线经过两个平面镜的多次反射后，能够沿着原来的光路返回，则两平面镜之间的夹角不可能是（　　）

A．

20°

B．

15°

C．

10°

D．

5°

3．（3分）在探究凸透镜成像规律的实验中，我们发现像距v和物距u是一一对应的，在如图所示的四个图线中，能正确反映凸透镜成像规律的应该是（　　）

A．

图线A

B．

图线B

C．

图线C

D．

图线D

4．（3分）如图所示，竖直放置的不透光物体（足够大）中紧密嵌有一凸透镜，透镜左侧两倍焦距处，有一个与主光轴垂直的物体AB，在透镜右侧三倍焦距处竖直放置一平面镜MN，镜面与凸透镜的主光轴垂直，B、N两点都在主光轴上，AB与MN高度相等，且与透镜上半部分等高．遮住透镜的下半部分，则该光具组中，物体AB的成像情况是（　　）

A．

两个实像，一个虚像

B．

一个实像，两个虚像

C．

只有一个虚像

D．

只有一个实像

5．（3分）如图所示，P是一个光屏，屏上有直径为5厘米的圆孔．Q是一块平面镜，与屏平行放置且相距10厘米．O1、O2是过圆孔中心O垂直于Q的直线，已知P和Q都足够大，现在直线O1O2上光屏P左侧5厘米处放置一点光源S，则平面镜上的反射光在屏上形成的亮斑面积为（　　）

A．

米2

B．

米2

C．

米2

D．

米2

6．（3分）如图（a）所示，平面镜OM与ON夹角为θ，光线AB经过平面镜的两次反射后出射光线为CD．现将平面镜OM与ON同时绕垂直纸面过0点的轴转过一个较小的角度β，而入射光线不变，如图（b）所示．此时经过平面镜的两次反射后的出射光线将（　　）

A．

与原先的出射光线CD平行

B．

与原先的出射光线CD重合

C．

与原先的出射光线CD之间的夹角为2β

D．

与原先的出射光线CD之间的夹角为β

7．（3分）小明坐在前排听讲座时，用照相机把由投影仪投影在银幕上的彩色图象拍摄下来．由于会场比较暗，他使用了闪光灯．这样拍出来的照片（　　）

A．

比不用闪光灯清楚多了

B．

与不用闪光灯的效果一样

C．

看不清投影到屏幕上的图象

D．

色彩被“闪”掉了，拍到的仅有黑色的字和线条

8．（3分）如果不慎在照相机的镜头上沾上了一个小墨点，则照出的相片上（　　）

A．

有一个放大的墨点像

B．

有一个缩小的墨点像

C．

一片漆黑

D．

没有墨点的像

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

B．

匀速向右移动，且移动速度大于水面上升的速度

C．

减速向右移动，但速度始终大于水面上升的速度

D．

加速向右移动，但速度始终小于水面上升的速度

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

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．

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

B．

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

C．

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

D．

鞋油的颜色比皮革鲜艳，可增加镜面反射效果

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（　　）

A．

B．

C．

f+L

D．

f﹣L

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=4Lno

B．

c=8Lno

C．

c=16Lno

D．

c=32Lno

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

秒．在“光圈”一行中，“15”表示镜头透光部分的直径等于镜头焦距的

．那么快门“50”对应的“光圈”应该是（　　）

光圈

快门

100

400

900

A．

B．

7.5

C．

D．

8.5

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

C．

可能在B、C之间成一个实像

D．

可能在C点的右侧成一个虚像

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

B．

透镜光心的位置

C．

光线AB经透镜后的折射光线

D．

不需要任何条件

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（　　）

A．

R/2

B．

C．

D．

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（　　）

A．

120°

B．

90°

C．

72°

D．

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

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（　　）

A．

圆形亮斑

B．

圆型暗斑

C．

圆形暗斑且中心有一亮点

D．

圆形亮斑且中心有一暗点

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

秒内每根辐条转过60°，则人觉得车轮是不转的

B．

若在

秒内每根辐条转过355°，则人觉得车轮是倒转的

C．

若在

秒内每根辐条转过360°，则人觉得车轮是不转的

D．

若在

秒内每根辐条转过365°，则人觉得车轮是不转的

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

B．

一个正立实像，一个正立虚像，一个倒立虚像

C．

一个倒立实像，一个正立虚像，一个倒立虚像

D．

一个正立实像，一个倒立实像，一个倒立虚像

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（　　）

A．

B．

C．

D．

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

C．

清晰的红底白色“E”字

D．

几乎看不出“E”字

27．（3分）一焦距为f的凸透镜．主轴和水平x轴重合，透镜左侧x轴上有一点光源．点光源到透镜的距离大于f而小于2f，若将此透镜沿x轴向右平移2f的距离，则在此过程中点光源经透镜所成的像将（　　）

A．

一直向右移动

B．

一直向左移动

C．

先向右移动．接着向左移动

D．

先向左移动，接着向右移动

28．（3分）如图所示，一点光源位于凸透镜的主轴上，凸透镜位置固定．当点光源位于A点时，它的像在B点；当点光源位于B点时，它的像在C点．则凸透镜位于（　　）

A．

A的左侧

B．

AB之间

C．

BC之间

D．

C的右侧

29．（3分）早在公元前305年，著名天文家埃拉托色尼就已经测量出了地球的周长，与现代科学公认的地球周长的真实值相差不到0.1%．他在研究中发现，每年夏至这天，塞恩城（今埃及阿斯旺）正午的太阳光正好直射到城内一口深井的底部，而远在S千米以外的亚历山大城，夏至这天正午的太阳光却会使物体在地面上留下一条影子，他测得太阳光方向与竖直方向之间的夹角为θ°，由此得出地球的周长为（　　）

A．

千米

B．

千米

C．

千米

D．

千米

30．（3分）如图所示，房间内一墙角处相临两墙面挂了两个平面镜，两平面镜相互垂直，在该墙角紧靠镜面处放有一个脸盆，盆内有水．某同学通过镜面和水面最多能看到自己像的个数为（　　）

A．

3个

B．

6个

C．

9个

D．

无穷

31．（3分）如图所示，两平面镜垂直放置，某光线PA以入射角α入射到镜面M上，经平面镜M和N两次反射后反射光线BQ与PA平行．现将两平面镜以过O点且垂直于纸面的直线为轴同时逆时针旋转一个角度β（β＜α），假设镜面足够大，则入射光线与反射光线之间的距离将（　　）

A．

增大

B．

减小

C．

不变

D．

无法判断

32．（3分）如图所示，两平面镜A和B之间的夹角为9°自平面镜B上的某点P射出一条与B镜面成β角的光线，在β角由0°至180°范围内（不包括0°）连续变化的过程中，发现当β取某角度时，光线经镜面一次或多次反射后，恰好能返回到P点，则符合该要求的β的个数有（　　）

A．

1个

B．

4个

C．

6个

D．

9个

33．（3分）如图所示，有一正方形的不透光的房间，在其中的一面墙上开有一个圆形小孔．在这面墙的对面有一个正方形的平面镜．在房间里有一个人靠在与平面镜垂直的一侧墙面上，当有一束垂直于圆孔的平行光通过圆孔射到平面镜上时，他能看到的是（　　）

A．

镜面上有一个圆形的亮斑

B．

整个正方形镜子的形状

C．

整个房间的各处都是亮的

D．

感到整个房间是一片黑暗

34．（3分）（2013•顺义区二模）如图为潜望镜工作原理图．若现有一军舰位于S点处，则潜水艇中的人通过潜望镜看到的像的位置（　　）

A．

在图中的A处

B．

在图中的B处

C．

在图中的C处

D．

在图中的D处

35．一束光线经过某光学元件后的出射光线如图所示，则方框内放置的光学元件（　　）

A．

只能是平面镜或凸透镜

B．

只能是凸透镜或凹透镜

C．

只能是凹透镜或平面镜

D．

平面镜、凸透镜和凹透镜均可

36．如图所示，在空气中平行于玻璃凸透镜主光轴的光线经凸透镜会聚于主光轴的一点S，若把凸透镜浸没在水中，会聚点S′（　　）

A．

在S的上方

B．

在S的下方

C．

与S重合

D．

条件不足，无法判断

37．如图所示，M、N为某一透镜的主光轴，若将点光源置于A点，则成像于B点，若将点光源置于B点，则成像于C点，已知AB＞BC，则以下有关透镜的种类和位置的说法中正确的是（　　）

A．

透镜是凸透镜，位于A点左侧

B．

透镜是凹透镜，位于C点右侧

C．

透镜是凸透镜，位于C点右侧

D．

透镜是凹透镜，位于A点左侧

38．无云的晴天里，某同学在操场上竖立一根直杆，地面上OA是这根杆在太阳光下的投影，过了一段时间后，影子的位置移到了OB，且OA=OB，如图所示．则AB所指的方向是（　　）

A．

东

B．

西

C．

南

D．

北

39．如图所示，在竖直平面xoy内，人眼位于P（0，4）位置处，平面镜MN竖直放置其两端M、N的坐标分别为（3，1）和（3，0），某发光点S在该竖直平面y轴的右半部分某一区域内自由移动时，此人恰好都能通过平面镜看见S的像，则该区域的最大面积为（　　）（图中长度单位为：

米）

A．

0.5米2

B．

3.5米2

C．

4米2

D．

4.5米2

40．（3分）用一支可以写出红颜色字的笔在一张白纸上写一行字，则下列说法中正确的是（　　）

A．

白纸上的这一行字，在阳光下会吸收白光中的红色光，所以这一行字是红色的

B．

白纸上的这一行字，在阳光下会反射白光中的红色光，所以这一行字是红色的

C．

白纸上的这一行字，由于它能发出红光，所以这一行字是红色的

D．

白纸上的这一行字，如果只用绿色光照射上去，这一行字就会是绿色的

二、填空题

41．（3分）如图所示，一点光源位于金属圆筒内部轴线上A点．圆筒轴线与凸透镜主光轴重合，光屏与圆筒轴线垂直且距离透镜足够远．此时，点光源正好在光屏上形成一个清晰的像，测出此时凸透镜与圆筒右端面的距离为L；向右移动凸透镜到适当位置，光屏上再次出现了清晰的像．由于光源位于圆筒的内部，无法直接测量出A与筒右端面的距离d，为了求出d的大小，在上述过程中还需要测量出的一个物理是　_________　；如果用N来表示该物理量的大小，则可以得出d为　_________　．

42．（3分）如图所示，水平地面上有一不透光的边长为X的正方体物块．在正方体正左方有一点光源S，点光源和正方体物块的距离也为X．若在点光源S的上方距离为H处水平放置平面镜，H大小固定不变，平面镜足够大．不考虑其他光源的存在，那么在正方体的另一侧水平面上，将会由于点光源S发出的光线经平面镜反射而被照亮，现改变X的大小，当X增大到　_________　时，照亮区域将消失．

光学竞赛题

参考答案与试题解析

一、选择题

1．（3分）细心的小明同学注意到这样一个问题：

A．

玻璃上不同部位对视线的阻挡情况不同

B．

玻璃各部分的透光度不均匀

C．

玻璃各部分的厚度不均匀

D．

玻璃上不同部位对光的反射不一样

考点：

专题：

应用题．

分析：

根据光的折射现象，从玻璃上不同部位因厚度不同对光的折射情况不同这一角度入手，然后再对各个选项逐一分析即可．

解答：

解：

A、如果隔着窗玻璃看，玻璃上不同部位对光的折射程度不同，而不是玻璃上不同部位对视线的阻挡情况不同，故本选项错误；

B、因玻璃上不同部位透过光的颜色是相同的，都是透过白色光，故本选项错误；

C、因玻璃上不同部位因厚度不同对光的折射情况不同，所以如果隔着窗玻璃看，电线虽然整体上也呈弧形，但电线上的不同部位有明显的不规则弯曲，当轻微摆动头部让视线移动时，电线上的不规则弯曲情景也在移动．故本选项正确；

D、因如果隔着窗玻璃看，玻璃上不同部位对光的折射情况不同，而不是反射情况不同．

故选C．

点评：

此题主要考查学生对光的折射现象及其应用，而且此题的中现象对学生来说并不陌生，但是要从光的折射角度来解释这一现象，尤其是“因玻璃上不同部位因厚度不同对光的折射情况不同”这一点，对学生来说就增加了一定的难度，因平时的练习题目，只是简单地折射定律，因此，此题属于难题．

A．

20°

B．

15°

C．

10°

D．

5°

考点：

专题：

光的传播和反射、平面镜成像．

分析：

要解决此题首先要明确下面两点：

（1）做出光的反射光路图，根据光路图可以确定每次入射时入射角两个平面镜夹角θ的关系．

（2）光线原路返回的含义：

必须是经过多次反射后，最后的一次入射是垂直于其中的一个平面镜，即入射角等于零．

解答：

解：

画光的反射光路图如下图所示，由图知：

光线第一次反射的入射角为：

90°﹣θ；

第二次入射时的入射角为：

90°﹣2θ；

第三次的入射角为：

90°﹣3θ；

第N次的入射角为：

90°﹣Nθ．

要想延原来光路返回需要光线某次反射的入射角为零

所以有90°﹣Nθ=0，

解得：

由于N为自然数，所以θ不能等于20°．

故选A．

点评：

（1）此题考查了光的反射定律并结合了几何方面的知识．

（2）明确此题中每一次反射，入射角与两平面镜之间夹角θ的关系是解决此题的一个难点，它利用了几何中三角形的外角等于不相邻的内角和的知识．

A．

图线A

B．

图线B

C．

图线C

D．

图线D

考点：

专题：

图析法．

分析：

①首先看清图象中的横轴表示物距，纵轴表示像距，根据凸透镜成像规律中的u=2f时，物距v=2f，求出其焦距．

②凸透镜成像时，像距、物距和焦距三者之间是有一定的联系的，若用一个公式表示，就是：

（其中u表示物距，v表示像距，f表示焦距），

③将ABCD4个图线中的物距、像距数值，分别代入

逐一分析即可得出结论．

解答：

解：

A、因为A图线中，物距和像距始终相等，不符合凸透镜成像规律中的物距和像距的关系．故本选项不能正确反映凸透镜成像规律；

B、B图线中，随着物距的不断增大，像距在不断减小，不符合凸透镜成像规律中的物距和像距的关系．故本选项不能正确反映凸透镜成像规律；

C、图线C，当物距为15cm时，像距为15cm，由凸透镜成像规律可知，u=2f，v=2f，此时f=7.5cm，当物距为35cm时，像距为5cm，代入

≠

，故本选项不能正确反映凸透镜成像规律；

D、图线D，当物距为10cm时，像距为10cm，由凸透镜成像规律可知，u=2f，v=2f，此时f=5cm，当物距为30cm时，像距为6cm，代入

，故本选项能正确反映凸透镜成像规律．

故选D．

点评：

此题主要考查学生对凸透镜成像规律的理解和掌握，此题对学生的要求比较高，第一，要求学生看懂图象，第二要求学生根据图象求出各自的焦距，第三，要求学生知道凸透镜成像时，像距、物距和焦距三者之间的关系，即

，总之，此题难度较大，属于难题．

4．（3分）如图所示，竖直放置的不透光物体（足够大）中紧密嵌有一凸透镜，透镜左侧两倍焦距处，有一个与主光轴垂直的物体AB，在透镜右侧三倍焦距处竖直放置一平面镜MN，镜面与凸透镜的主光轴

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