第五部分 光学(5页).doc

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1、-第五部分 光学-第 5 页第五部分 光学1.小华将一块5cm5cm8cm的玻璃砖，压在课本上，他发现从侧面不能看到被压部分页面上的字，而看到呈银白色反光的底面。他还发现，只能通过上方的面，看到被压部分课本上的字。请解释：为什么从侧面不能看到被压部分课本上的字。已知：玻璃的折射率为n=1.485，且有arcsin(1/n)=42.33。2.一光学系统由一焦距为5cm的会聚透镜L1和一焦距为10cm的发散透镜L2组成，L2在L1之右5cm，在L1之左10cm处置一物点，不计算，请用作图法求出像的位置。保留所画的辅助线，并用序号标明作图顺序。3.如图所示，在光学用直导轨型支架上，半径为R的球面反射

2、镜放置在焦距为f的凸透镜右侧，其中心位于凸透镜的光轴上，并可沿凸透镜的光轴左右调节。(1)固定凸透镜与反射镜之间的距离l，将一点光源放置于凸透镜的左侧光轴上，调节光源在光轴上的位置，使该光源的光线经凸透镜反射镜凸透镜后，成实像于点光源处。问该点光源与凸透镜之间的距离d可能是多少?(2)根据(1)的结果，若固定距离d，调节l以实现同样的实验目的，则l的调节范围是多少?第3题第4题4.1849年，法国科学家斐索用如图所示的方法在地面上测出了光的速度。他采用的方法是：让光束从高速旋转的齿轮的齿缝正中央穿过，经镜面反射回来，调节齿轮的转速，使反射光恰好通过相邻的另一个齿缝的正中央，由此可测出光的传播速

3、度。若齿轮每秒钟转动n转，齿轮半径为r，齿数为N，齿轮与镜子之间的距离为d，齿轮每转动一齿的时间为_，斐索测定光速c的表达式为c=_。5.内表面只反射而不吸收光的圆筒内有一半径为R的黑球，距球心为2R处有一点光源S，球心O和光源S皆在圆筒轴线上，如图所示若使点光源向右半边发出的光最后全被黑球吸收，则筒的内半径r最大为多少？第5题 第6题第7题6.如图，两平面反射镜A和B斜交，交点为O。两镜夹角为36度，两反射镜的反射面相对。在两反射镜之间有一物点P，观察者位于两镜之间，观察者在A镜中最多可以看到_个P点像，在B镜中最多可以看到_个。7.如图所示，在等高且相距较远的甲、乙两地各有一套光学系统甲处

4、A为固定的激光光源，它竖直向下发出一束又细又亮的激光B是正多面反射棱镜，这里只画出它相邻的三个反射面，该棱镜可绕水平中心轴O顺时针高速旋转C是带观察屏的望远镜当撤去B时，激光束恰好直接射入望远镜乙处是安装在水平轴上的两块互相垂直的平面镜组成的反射系统，该系统也可绕轴在竖直面内旋转现调节甲、乙两地系统至某一静态时，激光束经过图所示的一系列反射后恰好射入望远镜中，试回答下列问题：（1）由此可推导出正多面反射棱镜的面数为_。（2）保持甲地的整个光学系统不动，让乙地反射系统整个绕轴在纸面上缓缓旋转一个不太大的角度，是否可以保证激光束在这一段时间内总能进入望远镜中？（旋转过程中两平面镜保持相互垂直且激光

5、在两平面镜中各有一次反射）_（填“是”或“否)。（3）若让甲地棱镜绕中心轴O旋转，其余部分不动由于甲、乙两地相隔较远，且光是以一定的速度在空气中传播的，故一般情况下望远镜中不能再看到激光光源的像但是适当调节转速，则可重新看到光源的像若已知甲、乙两地间距离为s，光速为c，试求棱镜的最小转速是_r/s。8.为了连续改变反射光的方向，并多次重复这个过程，方法之一是旋转由许多反射镜面组成的多面体棱镜（简称镜鼓），如图9所示。当激光束以固定方向入射到镜鼓的一个反射面上时，由于反射镜绕竖直轴旋转，反射光就可在屏幕上扫出一条水平线。依次，每块反射镜都将轮流扫描一次。如果要求扫描的范围=45且每秒钟扫描48次

6、，那么镜鼓的反射镜面数目是个_，镜鼓旋转的转速是_转/min。第8题 第10题 第11题9. 一束平行光沿薄平凸透镜的主光轴入射，经透镜折射后，会聚于透镜f=48cm处，透镜的折射率n=1.5。若将此透镜的凸面镀银，物置于平面前12cm处，求最后所成象的位置。10.如图所示，一平面镜放在圆筒的中心处，平面镜正对筒壁上的一点光源S，点光源S发出一细光束垂直射向平面镜。平面镜从图示的位置开始绕圆筒的中心轴O匀速转动，在转动30时，点光源在平面镜中所成的像在镜中转过的角度为1，照射到筒壁上的反射光转过的角度为2，则（）.130，230B.130，260C.160，230D.160，26011. 如图

7、所示，巡查员站立于一空的贮液池边，检查池角处出液口的安全情况。已知池宽为L，照明灯到池底的距离为H。若保持照明光束方向不变，向贮液池中注入某种液体，当液面高为H/2时，池底的光斑距离出液口L/4。(1)求当液面高为2/3H时，池底的光斑到出液口的距离x。控制出液口缓慢地排出液体，使液面以v0的速率匀速下降，试求池底的光斑移动的速率vx。12. 在没有月光的夜间，一个池面较大的水池底部中央有一盏灯(可看做点光源)，小鱼在水中游动，小鸟在水面上方飞翔.设水中无杂质，且水面平静，则下面的说法中正确的是()A.小鱼向上方水面看去，看到的亮点的位置与鱼的位置无关B.小鱼向上方水面看去，看到的亮点的位置与

8、鱼的位置有关C.小鸟向下方水面看去，看到的亮点的位置与鸟的位置无关D.小鸟向下方水面看去，看到的亮点的位置与鸟的位置有关13. 薄凸透镜放在空气中时，两侧焦点与透镜中心的距离相等。如果此薄透镜两侧的介质不同，其折射率分别为1n和n2，则透镜两侧各有一个焦点（设为F1和F2），但F1、F2和透镜中心的距离不相等，其值分别为f1和f2。现有一个薄凸透镜L，已知此凸透镜对平行光束起会聚作用，在其左右两侧介质的折射率及焦点的位置如图所示。1试求出此时物距u，像距v，焦距f1、f2四者之间的关系式。2若有一傍轴光线射向透镜中心，已知它与透镜主轴的夹角为1，则与之相应的出射线与主轴的夹角2多大？3f1，f

9、2，n1，n2四者之间有何关系？第13题第14题14. 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。求此液体的折射率n。15.图中L是薄凸透镜，它的焦距f=15厘米。M1是平面镜，跟透镜的主光轴相交成45；M是另一平面镜，跟主光轴垂直。P是点光源，在A点的正上方。D是遮板

10、，使光源发出的光不能直接射到透镜上。已知PA=16厘米，AO=24厘米，OB=32厘米，求P的各个像的位置，并在图中标出(不要求画光路图)。注明像的虚实。 第15题第16题第17题16.如图，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)在下图中，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)求出凹透镜的焦距f。17.电视画面每隔1/30秒更迭一帧当屏幕上出现一辆

11、车匀速奔驰的情景时，观众如果注视车辆的辐条，往往会产生奇怪的感觉，设车轮上有8根对称分布完全相同的辐条，如图所示，则下列推测中不正确的是（）A.若在1/30秒内车轮恰好转过45，则观众觉得车轮不动B.若在1/30秒内车轮恰好转过360，则观众觉得车轮不动C.若在1/30秒内车轮恰好转过365，则观众觉得车轮在倒转D.若在1/30秒内车轮恰好转过355，则观众觉得车轮在倒转18.图中为一薄凸透镜，为高等于与光轴垂直放置的线状物，已知经成一实像，像距为，现于的右方依次放置薄凸透镜、和薄凸透镜以及屏，它们之间的距离如图所示，所有的透镜都共轴，屏与光轴垂直，、焦距的大小均为。已知物经上述四个透镜最后在

12、屏上成倒立的实像，像高为。1.焦距的大小为 ，焦距的大小为 。2.保持、和位置不变，而沿光轴平移和，最后在屏上成倒立的实像，像高为，此时到的距离为 ，到的距离为 。19.在半径r=2m、孔径d=0.5m的凹面镜的焦点位置上，放置一块圆形屏。如果圆形屏直径减小到仅有原来的1/8，则有()的光能可以到达同一位置的屏上。A1/2B1/4C1/8D1/1620.在半径R=2m、孔径d=0.5m的凹面镜的焦点位置上，放置一块圆形屏幕，使平行于轴的所有光线经凹面镜反射后都能到达该圆形屏幕试求该圆形屏幕的直径21.如图所示，两个薄凸透镜L1、L2与1个平面镜及物屏共轴放在光具座上，每个凸透镜的两表面的曲率半

13、径均为R，L1、L2的焦距分别为f1、f2，它们之间的距离用d表示，且L1更靠近物屏，物屏上开有1个箭形小孔，若左右移动物屏，同时改变d的大小，发现在物屏上可多次得到倒立的清晰像，且左右移动平面镜对像无影响。问在物屏上能有几次得到这样的像，定量分析得到这些像的条件（不考虑2次以上的反射成像）第21题第22题22.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23.如图L1和L2为两个共轴的薄凸

14、透镜，OO为其主轴L1的焦距f1=10cm，口径（直径）为d14.0cm，L2的焦距f25.0cm，口径（直径）为d2=2.0cm，两镜相距a30cm，AB为一与透镜共轴的直径为.d=20cm的均匀发光圆盘，它有清晰的边缘，把它放在L1左侧20cm处，它在L2右侧垂直于OO的光屏P上成像（1）求光屏应放在何处？（2）现发现光屏上的像的中间部分较亮，边缘部分较暗.为了使边缘部分也能和中间部分一样亮,但又有改变像的位置和大小,可以在OO上插放一个共轴的薄凸透镜L3,求L3应放在何处?口径(直径)至少要多大?焦距应是多少？ 第23题 第24题第25题24.如图所示，位于凸透镜L的焦点处的光源S经透镜折射后在距透镜2倍焦距处与主轴垂直的屏幕上留下直径为d的亮斑现将光源S沿主光轴移动一段距离，使屏上亮斑的直径变为d/2已知透镜的焦距为f，求物点S移动的距离25.如图所示, 点光源S到屏的距离为l，焦距为f的凸透镜位于光源与屏之间，其主轴过光源、垂直于屏如其焦距为f满足l/4fl，为使屏上的光斑最小，光源距透镜的距离为_