上海市初中物理竞赛“大同杯”历年真题分类汇编:专题01 光(学生版+解析版).docx
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1、大同杯初中物理竞赛题分类汇编大同杯初中物理竞赛题分类汇编:专题专题 01 光光 1. 地球的自转让我们每天能看到“日出”和“日落”现象.若地球表面不存在大气层(假设),则 “日出”和“日落”时间,相比现在() (A)“日出”提前,“日落”推迟(B)“日出”推迟,“日落”提前 (C)“日出”和“日落”都会提前(D)“日出”和“日落”都会推迟 2. 在上题中,己知地球半径为 6400km,再给定以下理想条件:地球表面的大气层平均厚度 为 20km,大气均匀且折射率为 1.001。在地球表面不存在大气层(假设)的条件下,在赤道地 面上观察“日出”时间和现在相差约() (A)2 分 50 秒(B) 3
2、 分 10 秒(C) 5 分 30 秒(D) 8 分 20 秒 3. 一束平行于凸透镜 L1主光轴的平行光经透镜会聚到焦点, 现在 L1的右侧一倍焦距内某位 置放置一障碍物 P,且与主光轴垂直,其中心有一个直径为 d1的圆孔,圆心位于主光轴上, 如图所示,在障碍物的右侧,距离障碍物 S 处垂直主光轴放置一个光屏(图中未画出),屏上 出现了一个直径为 d2的圆形光斑。若在障碍物圆孔处嵌入一块薄凹透镜 L2,屏上恰好出现 一个亮点。己知 S=10cm,d1=lcm,d2=0.5cm,则凹透镜 L2的焦距大小为() (A)30cm(B)25 cm(C)20 cm(D)15 cm 4. 如图所示,点光
3、源位于凸透镜的主光轴上(图中未画出凸透镜的位置),当点光源位于 A 点处,像成在 B 点;当点光源位于 B 点处,像成在 C 点。己知 AB=5cm,BC=10cm。则凸 透镜的焦距大小为() (A) lcm(B)5cm(C) 30cm(D) 60cm 5. (多选)平面镜 M,N 镜面垂直放置,一束会聚光束(图中未画出)入射到平面镜 M 的镜 面上,通过两个平面镜的反射可能() (A)成一个实像,没有虚像 (B)成一个实像和两个虚像 (C)成两个虚像,没有实像 (D)成一个实像和一个虚像 6.(多选)平面镜 M、N 镜面之间成一个锐角,角平分线上有一个点光源 S,则点光源 S 通 过两个平面
4、镜() (A)至少成四个像 (B)所成的像和点光源在同一个圆周上 (C)相邻的两个像之间的距离相等 (D)所有像的亮度均相同 7 (多选)物体的高度为 12cm,与凸透镜的主光轴垂直放置,经凸透镜成高度为 6cm 的缩 小像。若将物体朝透镜方向靠近 24cm,经凸透镜成高度为 30cm 的放大像,则此凸透镜的 焦距大小可能为() (A) 10 cm(B)15 cm(C)20 cm(D ) 25cm 8. 一束平行光从水中射入空气,OA 是其中的一条反射光线,如图所示。若 OA 与水面夹角 为 60,关于入射角、折射角的说法中正确的是() (A)=60,60 (C)=30,30 9. 如图所示,
5、平面镜 OM 与 ON 夹角为,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)l(B)2(C)3(D)4 10. 凸透镜的焦距为 f,点光源 S2和光屏 M 位于凸透镜的左右两侧,点光源位于凸透镜的主 光轴上,光屏与凸透镜的主光轴垂直并和点光源的距离保持 L 不变,且 fL4f。左右移动 凸透镜的位置,当光屏上的光斑最小时,凸透镜与点光源的距离为() (A) 2 fL (B) 2 fL (C)Lf(D)fLfL 11. 凸透镜的焦距大小为 20cm,点光源位于透镜主光轴上距离光心 30cm,现移动凸透镜, 使点光源
6、距离凸透镜 100cm,该过程中,点光源的像移动的路程为() (A)25cm(B)35cm(C)45cm(D)55cm 12. 能够成缩小像的光学元件是() (A)凸面镜(B)凸透镜(C)平面镜(D)凹透镜 13. 物体通过凸透镜所成像的放大率为 6,若将物体靠近透镜 4cm,则所成像的放大率为 3, 则透镜的焦距可能为() (A) 8cm(B)12cm(C)20cm(D)24cm 14.如图所示的日食现象,又称为日蚀,是一种天文现象。当月球运行至太阳与地球之 间时,对地球上的部分地区来说,月球挡住了太阳的一部分或全部光线,看起来好像是太阳 的一部分或全部消失了, 这就是日食现象。 若在地球上
7、同一地点的同一天时间里观察日食现 象,不可能出现的是() (A)日全食和日环食都能观测到(B)日偏食和日环食都能观测到 (C)日偏食和日全食都能观测到(D)只观测到了日偏食 15.小明利用太阳光测量凸透镜的焦距,方法如图所示。他注意到让凸透镜正对阳光,但没 有仔细调节纸片与透镜的距离。 在纸片上的光斑并不是最小时, 就测出了光斑到凸透镜中心 的距离 L,凸透镜的实际焦距() (A)一定小于 L(B)一定大于 L (c)可能等于 L(D)可能小于 L、也可能大于 L 16. 如图所示,平面镜 OM 与 ON 镜面之间夹角为,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
8、最多只能产生四次反射,则的最小值是() (A)30(B)40(C)50(D)60 17. 用普通相机拍照时,要根据物距进行“调焦”,使用起来不太便捷。有一种“傻瓜”相机, 只要将景物全部纳入取景区内,不论景物的远近,都能得到比较清晰的像,从而使拍照的过 程变得十分快捷。这种“傻瓜”相机不用调焦的奥秘是() A采用了长焦距的镜头,使远近不同的物体成像的位置相差不大 B采用了短焦距的镜头,使远近不同的物体成像的位置相差不大 C采用了长焦距的镜头,使远近不同的物体成像的位置相同 D采用了短焦距的镜头,使远近不同的物体成像的位置相同 18. 焦距为 f1的凸透镜与焦距为 f2的凹透镜的主光轴重合,光心
9、间为 15cm。平行于主光轴 的一束平行光通过两透镜后得到一束宽度为 d 的平行光束,如图 8(a)所示;若将两透镜 位置互换,将得到一束宽度为 4d 的平行光束,如图 8(b)所示。则() Af1=30cm,f2=15cmBf1=15cm,f2=15cm Cf1=30cm,f2=20cmDf1=45cm,f2=30cm 19.如图 20 所示,遮光板 A 与光屏 B 平行放置且相距为 d。在 A 的中央挖一直径为 d1的圆 孔,并在孔内嵌入与孔等大的薄透镜 L。现有一束平行光束垂直照射遮光板,在光屏上形成 了一个直径为 d2的圆形光斑,则该透镜的焦距大小可能为() A 21 1 dd dd
10、B 21 2 dd dd C 12 1 dd dd D 21 1 dd dd 20. 物、透镜、光屏置于光具座上,下列说法中正确的是() A如透镜是凸透镜,则不论物体放在透镜左方何处,把透镜右方的光屏移到适当位置,一 定能在屏上得到物体的像 B如透镜是凸透镜,则不论物体放在透镜左方何处,去掉光屏而用眼睛从右向左沿主轴直 接观察,一定看不到物体的像 C如透镜是凹透镜,则不论物体放在透镜左方何处,把光屏移到适当位置,一定能在屏上 得到物体的像 D如透镜是凹透镜,则不论物体放在透镜左方何处,去掉光屏而用眼睛从右向左沿主轴直 接观察,一定能看物体的像 21. 入射光线与平面镜的夹角为 70,若入射光线
11、方向不变,使平面镜绕入射点沿入射光线 与法线构成的平面顺时针方向旋转 40后,入射光线与反射光线的夹角为() A. 40B. 80C. 120D. 160 22. 两平面镜,凸透镜的主光轴恰好是该直角的角平分线,凸透镜的光心为 O,A 点恰好是凸 透镜的焦点,光源 S 位于主光轴上,通过该系统,光源 S 所成的像为() A.四个虚像,三个实像;B. 四个虚像,一个实像 C. 三个虚像,一个实像D.三个虚像,两个实像 23.平面镜水平放置且镜面朝上,在镜面上方竖直放置一凸透镜,在凸透镜左侧主光轴上两 倍焦距处有一点光源 S,关于点光源在该光具组中成像情况的判断,正确的是() A两个实像,两个虚像
12、 B两个实像,一个虚像 C一个实像,两个虚像 D一个实像,三个虚像 24. 如图所示, 平面镜 OA 与 OB 夹角为, 若平行于平面镜 OB 的光线 PQ 经过两次反射后, 反射光线恰好平行于平面镜 OA,则两平面镜之间的夹角为_;若要使平行于平面 镜 OB 的光线 PQ 在两个平面镜之间最多能发生 m 次反射,则现平面镜之间的夹角必须满 足的条件是_。 25.如图所示,不透光小圆盘 P 和小圆形发光面 S 的半径均为 R,平行竖直放置,二者相距 为 2d。在它们正中间放置一个焦距为 d 的凹透镜,透镜的主光轴通过 P 和 S 的圆心。在 P 的右侧相距 d 处,放置一平行于圆盘面的光屏 M
13、(足够大) 。则不透光圆盘 P 在光屏 M 上 形成的本影(发光面 S 发出的任何光线都不能进入该区域内)面积为_;不透 光圆盘 P 有光屏 M 上形成的半影(发光面 S 发出的光线中只有部分能进入该区域内)面积 为_。 大同杯初中物理竞赛题分类汇编大同杯初中物理竞赛题分类汇编:专题专题 01 光光 6. 地球的自转让我们每天能看到“日出”和“日落”现象.若地球表面不存在大气层(假设),则 “日出”和“日落”时间,相比现在() (A)“日出”提前,“日落”推迟(B)“日出”推迟,“日落”提前 (C)“日出”和“日落”都会提前(D)“日出”和“日落”都会推迟 【答案】B 【解析】由于存在大气层,
14、阳光射入大气层的时候会发生折射,导致太阳在地平线以下时, 阳光就可以照到地球上某些地方。所以选 B。 7. 在上题中,己知地球半径为 6400km,再给定以下理想条件:地球表面的大气层平均厚度 为 20km,大气均匀且折射率为 1.001。在地球表面不存在大气层(假设)的条件下,在赤道地 面上观察“日出”时间和现在相差约() (A)2 分 50 秒(B) 3 分 10 秒(C) 5 分 30 秒(D) 8 分 20 秒 【答案】B 【解析】假设从北极的上方的高空观察地球,则模型图如图所示。太阳光视为平行光,若没 有大气层,则此时 M 点才会看到日出。而因为有大气层的存在,阳光射进大气层时会发生
15、 折射, 如果一束阳光照射到 A 发生折射后, 照亮 M 点左侧最远的 N, 则 N 点即可看到日出。 N 点转到 M 的时间即为题目要求的时间,可通过MON 比地球自转的角速度求得。 若入射角为,折射角为,则: 在AON 中得,=90-MON-MOB; 在BOM 中得,MOB =90-; 联立得,MON=- 在AON 中得,sin=ON/OA=0.997,所以=85.5 根据折射定律,i=sin/ sin,所以=86.3 将、代入得:MON= 0.8 t=MON360243600=190.5 秒 故选 B。 8. 一束平行于凸透镜 L1主光轴的平行光经透镜会聚到焦点, 现在 L1的右侧一倍焦
16、距内某位 置放置一障碍物 P,且与主光轴垂直,其中心有一个直径为 d1的圆孔,圆心位于主光轴上, 如图所示,在障碍物的右侧,距离障碍物 S 处垂直主光轴放置一个光屏(图中未画出),屏上 出现了一个直径为 d2的圆形光斑。若在障碍物圆孔处嵌入一块薄凹透镜 L2,屏上恰好出现 一个亮点。己知 S=10cm,d1=lcm,d2=0.5cm,则凹透镜 L2的焦距大小为() (A)30cm (B)25 cm (C)20 cm (D)15 cm 【答案】C 【解析】设 L2的光心为 O,根据光路的可逆性,若将 M 点看成发光点,则其像点在 N。 由已知 OM=S=10cm,又因为 d1=lcm,d2=0.
17、5cm,所以 ON=20cm。 根据透镜成像公式 fvu 111 得, ? ?t ? ? ?t ? ? ?,所以 f=20cm 9. 如图所示,点光源位于凸透镜的主光轴上(图中未画出凸透镜的位置),当点光源位于 A 点处,像成在 B 点;当点光源位于 B 点处,像成在 C 点。己知 AB=5cm,BC=10cm。则凸 透镜的焦距大小为() (A) lcm(B)5cm(C) 30cm(D) 60cm 【答案】D 【解析】根据题意和凸透镜成像规律,凸透镜可能位于 AB 之间,或者 A 的左侧。 若位于 AB 之间,设物距为 u,则: ? ? ? ? ? ? ? ? ; ? ? ? ? ? ? ?
18、? 无解 若位于 A 左侧,则: ? ? ? ? ? ? ? ? ; ? ? ? ? ? ? ? ? 联立求解得:f=60cm 10. (多选)平面镜 M,N 镜面垂直放置,一束会聚光束(图中未画出)入射到平面镜 M 的镜 面上,通过两个平面镜的反射可能() (A)成一个实像,没有虚像 (B)成一个实像和两个虚像 (C)成两个虚像,没有实像 (D)成一个实像和一个虚像 【答案】AD 【解析】 因为光线是会聚的, 经过平面镜反射后不会改变传播关系, 所以肯定会成一个实像。 若光线经过 M 反射会聚后,不能再照射到镜面 N 上则不会形成虚线,若能照射镜面 N 上则 可以又成一个虚像,故选 AD。
19、6.(多选)平面镜 M、N 镜面之间成一个锐角,角平分线上有一个点光源 S,则点光源 S 通 过两个平面镜() (A)至少成四个像 (B)所成的像和点光源在同一个圆周上 (C)相邻的两个像之间的距离相等 (D)所有像的亮度均相同 【答案】AB 【解析】如图,点光源 S 会分别在 M、N 中成像,所成的像又会分别在 N、M 中再成像, 所以 A 正确。 由于像关于平面镜对称,所以光源与像到锐角定点 O 的距离均相同,所以 B 正确。 设锐角的角度为,根据对称性,SOS1=S1OS4=SOS2=S2OS3= 所以S3OS4=360-若相邻的两个像之间的距离相等,则要S3OS4=,那么仅当=72 时
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