光现象
一、上海市历届竞赛试题选编
1.以下物理量中可以用光年作为单位的是( )
(A)时间; (B)长度; (C)速度; (D)面积。 2.黑板上发生反光现象时,看不清黑板上的字迹,这是因为( )
(A)反光处入射角光太暗了; (B)反光处发生了漫反射;
(B)C反光处发生了镜面反射; (D)反光处表面光滑,反射性能差。 3.图1所示是光线从空气通过凸透镜的光路图,其中有可能正确的光路图是( )
图1
4、把一滴水银滴在玻璃板上,这滴水银大致可看成( )
(A)凸面镜; (B)凸透镜; (C)平面镜; (D)凹面镜。
5、 一束光从真空如射到某一透明物质的表面上后,同时发生了反射和折射现象,如果反
射光线跟折射光线之间的夹角为α(α<180°),那么反射光线跟入射光线之间的夹角( )
(B)一定小于180°-α; (B)一定等于180°-α; (C)一定大于180°-α; (D)一定大于(180°-α)/2。
6、凸透镜固定不动,当物体向某一位置接近时,凸透镜所成的像越来越大,这一位置是( )
(C)凸透镜所在的位置; (B)凸透镜的焦点处; (C)凸透镜的两倍焦距处; (D)不存在的。
7、 图6所示是一束光线从空气通过一个均匀玻璃球的光路图,其中不可能正确的光路图是
( )
图6
8、 在幻灯机前银幕上看到了字母\,如果我们取走凸透镜,并回过头逆着光源光线方向
观察幻灯片上的字母,它应呈现的形状是( )
1
9、 当人在穿衣镜前照镜子时,人的左右部位跟像的左右部位对换,而人的上下部位跟像的
上下部位保持一致,这是因为( )
a) 对镜面而言,人和像在上下方向对称,在左右方向不对称; b) 从们判断上下用同一参照物,而判断左右用了不同的参照物; c) 人体结构左右对称,而上下不对称; d) 人眼有错觉。 10、
在图14中,MN为一平面镜,a、b、c、d表示一个不透明正方体
的四个侧面,其中b面跟平面镜平行,e是观察者的眼睛所在位置(位于正方体的正下后方)。则下列结论中正确的是 a) 图中观察者可以观察到a、b、c、d四个侧面; b) 图中观察者通过平面镜可以看到a面和d面; c) 图中观察者通过平面镜可以看到a面及部分b面;
d) 图中观察者通过平面镜可以看到a面,不能看到b面的任何部位。 11、
一块凸透镜被剖成对称的两半,并按图15所示对接。一个物体ab置于凸透镜前3
图14
倍焦距处,则对凸透镜成像的描述中,有可能正确的是图16中的( )
图15 图16
12、把两块平面镜竖直放置,并使它们镜面间的夹角为60°。在它们的夹角的角平分线上放一烛焰,则烛焰在两个平面镜里总共可成的虚像数是( )
(A)5个; (B)4个; (C)3个; (D)2个。
13、说理题
准备知识:在光学作图中可用符号表示凸透镜,用符号表示凹透镜。它们的焦点和透镜中心可在主轴上分别用F和O来表示。图13所示是光从空气通过凹透镜的光路图。图中光线Ⅰ表示平行于主轴的—条光线;光线Ⅱ表示通过凹透镜中心的一条光线;光线Ⅲ表示射向凹透镜焦点的一条光线,光线Ⅰ'、Ⅱ'、Ⅲ'分别表示了光线Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ通过凹透镜后的传播方向。
采用下述试验步骤,可粗略地测出一块凹透镜的焦距: 图13
先在光具座上自左向右依次竖直放置一块凹透镜(焦距未知待测)、一块凸透镜(焦距已知为f)和一块平面镜,并将一个平行光源安装在凹透镜的左侧,使它能水平向右射出一束平行光;然后调节凹透镜、凸透镜和平面镜的高度,使它们的中心跟光源的中心大致在同一高度;最后打开光源,并调节凹透镜和凸透镜之间的距离,使光源发出的平行光通过两块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,测出此时两透镜之间的距离(用d表示)。
根据上述实验过程,完成下列要求:
(1)画出上述测定凹透镜焦距的原理图(用光路图来表示),并标出已知量和要测定的物理量。 (2)这个凹透镜的焦距是______(用已知量的代数式表示)。
2
(3)说明在实验过程中能确认入射光束经平面镜反射后恰能沿原来光路返回的具体方法。 14、在下列光学元件中,能对光线起会聚作用的是
(A)凸面镜; (B)凹面镜; (C)凸透镜; (D)凹透镜。 15、透过蓝色透光玻璃,进行下列观察,所得结论正确的是
(A)观察白色物体,可以看到蓝色; (B)观察黄色物体,可以看到绿色; (C)观察红色物体,可以看到黑色; (D)观察任何颜色的物体,看到的都是蓝色。 16、图2中的O1-O2代表透镜的主轴,S表示点光源,S'表示该点光源所成的像。据此能判断是凸透镜的图是( )
图2
17、在下列光学现象中,遵循反射定律的是________,遵循折射定律的是________。 A岸边的景物在水中产生倒影; B使用放大镜观察微小物体; C透过窗玻璃观察窗外景物;
D幻灯机中,放在光源和幻灯片之间的聚光镜使光线会聚。 18、某甲利用平面镜反射看到了某乙的眼睛,下列说法中正确的是 A、某乙一定也能从同一平面镜同时看到某甲的眼睛; B、某乙一定不能从同一平面镜同时看到某甲的眼睛;
C、A和B两种结论都有片面性,结论和平面镜的质量有关;
D、A和B两种结论都有片面性,结论和某甲隐藏得是否巧妙有关。
19、在一个物体和平面镜之间放一个不透光的屏,屏的高度只有物体高度的一半,那末平面镜前的观察者将
A只能看到一小半物体的虚像; B 只能看到一大半物体的虚像; C 一定能看到整个物体的虚像; D 以上情况都有可能发生。
20、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。
21、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。
22、如图所示,两平面镜OA、OB夹角为O,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。
3
D、1;0。
23、如图所示,凸透镜竖直放置,凸透镜焦距为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,则f 24飞机在赤道上方由西向东匀速飞行,不考虑光线在大气中的折射,下列说法正确的是( ) A、乘客看到“日出”时,飞机正下方地面上的人过一会儿才能看到,乘客看到“日落”时,飞机正下方地面上的人已经提前看到了。 B、乘客看到“日出”时,飞机正下方地面上的人过一会儿才能看到,乘客看到“日落”时,飞机正下方地面上的人也要过一会儿才能看到。 C、乘客看到“日出”时,飞机正下方地面上的人已经提前看到了,乘客看到“日落”时,飞机正下方地面上的人过一会儿才能看到。 D、乘客看到“日出”时,飞机正下方地面上的人已经提前看到了,乘客看到“日落”时,飞机正下方地面上的人也已经提前看到了。 25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 26、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 27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° 4 (D)60 28. 细心的小明注意到这样一个现象: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,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。产生这种现象的主要原因是( ) (A)玻璃上不同部位对光的吸收程度不同 (B)玻璃上不同部位的透光程度不同 (C)玻璃上不同部位的厚度不同 (D)玻璃上不同部位对光的反射不同 29. 如图 11所示,平面镜OM与ON夹角为θ,一条平行于平面镜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)200 (B)150 (C)100 (D)50 30. 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 12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 31. 如图 13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 32. 如图 14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I0厘米。01、02是过圆孔中心0垂直于Q的直线,已知P和Q都足够大,现在直线0102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) 3?320米 (B) 2?100米 (C) 23?200米 (D) 2?64米 233. 如图 15 (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 15(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 5