2021年上海市初升高自主招生考试物理专题：光学（含答案）.docx

1、2021 年上海市初升高自主招生招物理专题：光学年上海市初升高自主招生招物理专题：光学 班级_学号_姓名_得分_ （时间 90 分钟 满分 150 分） 一、单项选择题一、单项选择题(每题每题 3 分分,共共 45 分分) 1.验钞机发出的“光”能使钞票上的荧光物质发光； 家用电器的遥控器发出的“光”,能用来控制 电风扇、电视机、空调器等电器的开启与关闭。对于它们发出的“光”,下列说法中正确的是 （ ） (A) 验钞机和遥控器发出的“光”都是紫外线 (B) 验钞机和遥控器发出的“光”都是红外线 (C) 验钞机发出的“光”是紫外线,遥控器发出的“光”是红外线 (D) 验钞机发出的“光”是红外线,

2、遥控器发出的“光”是紫外线 2.如图所示,平面镜 M 和 N 的夹角为 60 ,物点 S 经这两块 平面镜所成的清晰像则通过 M 共看到（ ） (A) 2 个 (B) 3 个 (C) 4 个 (D) 5 个 3.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,电线垦规则的下 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

3、不同部位对光的反射不同 4. 刘文同学发现大酒店的大门是一种自动门,当有人靠近时,门会实现自动开闭。 刘文同学对 此产生了浓厚的兴趣,他很想知道自动门是如何实现自动控制的,为此他反复做了几次实验: 当他轻轻地靠近自动门时,门自动打开,当把一个足球滚向自动门时,门自动打开,当把一面底 部装有滚珠的无色透明大玻璃板直立着滑向自动门时,门不打开,刘文同学根据探究结果,对 自动门的自控原理提出了以下几种猜想,你认为最合理的是( ) (A)自动门听到来者的声音时通过声控装置实现自动开闭 (B)自动门探测到靠近的物体发射出的红外线,通过光控装置实现自动开闭 (C)自动门本身能发出红外线信号,当此信号被靠近

4、的物体反射时,就实现自动闭 (D)靠近门的物体通过空气能产生一种压力传给自动门,实现自动开闭 5. 以平面镜 MO 和 NO 为两个侧面的一个黑盒子里有一个点光源 S,黑盒子的另一侧面 EN 上开有一个小孔 P,如图所示。一位观察者在盒外沿与 EN 平行的方向走过时,通过 P 孔能几 次被 S 所发出的光照射到（ ） (A) 最多 4 次，最少 2 次 (B) 最多 4 次，最少 1 次 (C) 最多 3 次，最少 2 次 (D) 最多 3 次，最少 2 次 6.如图所示,凸透镜的下半部分被截去,其上半部分的高度为 L 在其左焦点 F 处放有高为 L 的 发光物 AB,在右焦点 F,处放有一平

5、面镜 MN。 则关于 AB 通过凸透镜的成像情况,下列说法中 正确的是（ ）。 (A)一不能成像 (B)可能能成一个等大正立的虚像 (C)可能能成两个等大的倒立的虚像 (D)只能成一个等大的倒立的实像分 7 如图所示,平面镜 OM 与 ON 镜面之间夹角为 a,在两平面镜角平有一个点光源 S,如果只能 成四个像,以下说法中正确的是（ ） (A) 90 (B) 75 (C) 70 (D) 65 8. 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 M,镜面与凸透镜的主光轴垂直,B、N 两点

6、都在主光轴上,AB 与 N 高度相等, 且与透镜上半部分等高。遮住透镜的上半部分,则该光具组中,物体 AB 的成像情况是( ) (A)两个完整的实像,一个完整虚像 (B)一个完整的实像,两个完整的虚像 (C)个完整的实像,一个不完整虚像 (D)只有一个完整的实像 9. 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 0 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) m 2 (B) m 2 (C)

7、 m 2 (D) m 2 10.一个长度为 5f 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,凸透镜右侧平 面镜长度是 3f。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 (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 11. 如图所示,只含红光和紫光的复色光束 PO,沿半径方向射入空气中的玻璃半圆柱后,如果 只被分成 OA 和 OB 两光束沿图示方向射出,则（ ） (A) OA 为红光,OB 为紫光 (B) OA 为紫光,OB 为红光 (C) OA 为红光,OB 为复色光

8、 (D) OA 为紫光,OB 为复色光 12. 两平面镜 AM、A 镜面之间的夹角为 90 ,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 0,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 13. 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, 使点光源距离凸透镜 60m,该过程中,点光源的像移动的路程为（ ） (A)20cm (B)30cm (C)40cm (D)50cm 14. 某人通

9、过焦距为 12cm、直径为 4cm 的放大镜(薄凸透镜)看报纸,报纸与放大镜的距离为 3cm,且与放大镜的主光轴垂直,保持放大镜的位置不变,眼睛始终位于主轴上且距离放大镜 24cm 位置处进行观测(不考虑眼睛的大小,报纸上有部分区域是“盲区”(即眼睛观测不到,该区 域的面积为（ ） (A)9 cm (B) 5 cm (C) 3 cm (D) 2 cm 15. 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f L 4f。 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

10、（ ） (A)+ (B) (C) (D)( + )( ) 一多项选择题（每题一多项选择题（每题 5 分共分共 30 分）分） 16入射光线与平面镜夹角为 70 ，若入射光线方向不变，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）40 （B）80 （C）120 （D）160 17 如图所示， 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） （B） （

11、C） （D） 18将物距增大到原来的三倍时，通过凸透镜所成的像的大小是原来像的 1/6，则此时所成 像的放大率可能为（ ） （A）1/4 （B）1/3 （C）1/2 （D）3/4 19 身高1.5m的小明沿直线匀速运动， 路灯在行进线路的正上方， 某时刻人影的长度为0.6m， 前进 4m 后，影长变为 1.4m，则路灯的高度可能为（ ） （A）9m （B）7.5m （C）6m （D）4.5m 20 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 21物体的高度为

12、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（ ） A10cm B15cm C20cm D25cm 三、填空题（没空三、填空题（没空 3 分，共分，共 42 分）分） 22 如图所示,两端开口的圆筒内嵌有一凸透镜,透镜主光轴恰好与圆筒中轴线重合.为了测出 该透镜的焦距以及透镜在圆筒内的位置,小李同学做如下实验:在圆筒左侧凸透镜的主光 轴上放置一点光源 S,在圆筒右侧垂直凸透镜的主光轴固定一光屏,点光源 S与光屏的距离 为 L.左右移动圆筒,当圆筒左端面距离点光源 S

13、 为 a 时,恰好在光屏上成一个清晰的像;将 圆筒向右水平移动距离 b,光屏上又出现了一个清晰的像.则凸透镜和圆筒左端面的距离 x 为_,该透镜的焦距 f 为_ 23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 。 24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

14、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（足够大） ，如果发光面 S 所发出 的光是平行光则不透光圆盘 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 ，如果发光面 S 是一般光源则不透光圆盘 P 在光屏 M 上 形成的本影面积为 。 25如图所示，两个焦距分别为 f1 和 f2 的薄透镜 L1 和 L2 平行放置，两透镜的光轴略微错 开，已知：两透镜相距为 D，Df1；两光轴间的距离为，以透镜 L2 的光心为原点， 其主光轴为 x 轴（向右为正方向） ，向上为 y 轴，在图示平面内建立坐标系，求此透镜

15、组 右侧的焦点坐标。 26如图为一辆轿车的俯视示意图。QP、MG 分别为安装在两侧的后视镜（近似看作平面 镜） R 为司机头部所在位置。 司机的眼睛和两个反光镜距离地面的高度相等， R 到 Q 的 距离为 S，且 RQ 与 QP 垂直；RQ、RM 与车身侧面的夹角分别为 a 和 ；Q 点、M 点 到车尾的距离均为 L，车身的宽度为 D。 （1） 若司机能从右反光镜中看到车尾， 右反光镜 MG 与车身侧面的最大夹角为多大？ （要 求画出必要的光路示意图） （2）若司机恰能从左反光镜中看到尾随在正后方的同型轿车的最右端，此时尾随车辆到 前车辆尾部的距离为多少？（要求画出必要的光路示意图） 27如图

16、所示,两面平面镜 m1 和 m2 之间的夹角为 15 ,假若一平行光束从镜面 m1 中的 A 点 出发.沿 m1 的法线方向投射到镜面 m2 上,若两镜面足够大,AO 之间的距离为 10cm,则 光 束可以在镜面之间反射 次；光从镜面 A 点到最后一次反射到镜面,一共通 过 路程?（ctg153.73） 28设有两凸透镜 L1，L2，它们的焦距各位 20cm 和 30cm，两者相距 10cm，在 L1前 100cm 处放一高 4.5cm 的物体， 最后所成像距离 L2 （填写：“左” ，“右” ） 侧 cm。 四、作图题（每题四、作图题（每题 5 分，共分，共 10 分）分） 29如图所示，L

17、 为一凸透镜，F 是它的焦点，试作出一条光线先通过图中的 A 点，经 L 折射后再通过图中 B 点。 30如图所示，M 为水平放置的一块平面镜，AB 为平面镜上方一个短尺，PQ 为一个跟镜 面垂直的竖线 由于平面镜上某区间贴着不透光的纸使人眼放在竖线的 S1至 S2之间均不 能通过平面镜看到短尺， 请用作图的方法找到平面镜上的这区间， 用符号表示 L O B A FF 29 题 30 题 五、判断与计算题（第五、判断与计算题（第 31 题题 10 分第分第 32 题题 13 分，共分，共 23 分）分） 31照相机镜头 L 前 2.28m 处的物体被清晰地成像在镜头后面 12.0cm 处的照相

18、胶片上，今 将一折射率为 1.50，厚 AB=0.90cm，两面平行的玻璃平板插入镜头与胶片之间，与光轴 垂直，位置如图所示，设照相机镜头可以看做一个简单薄透镜，光线为近轴光线。 （1）求插入玻璃板后像的位置。 （2）如果保持镜头、玻璃板、胶片三者间距离不变，并要求物体仍清晰地成像于胶片上， 则物体应放在何处？ P 0.90cm 8.0cm 12.0cm 32 （1）小灯泡（点光源）发出的光沿半径向外传播，在单位时间内通过与传播方向垂直的 单位面积的光能叫做光强。有同学设计并进行了如图 1 所示的实验：将一个“6 伏，8.0 瓦”的小灯泡接入电路，使之正常发光，在灯泡灯丝的同一水平面、正对光线

19、方向放一 个光强传感器，以测定与光源间距为 d 时相应的光强值 I，测得多组数据；将数据标在 I 1/d2坐标图 2 上，得到一根过原点的直线。根据图线，求出该小灯泡将电能转化为光 能的效率。 （已知球表面积计算公式为 S4R2，R 为球半径） （2）图 3，L1、L2为两盏额定电功率为 200 瓦照明用的路灯，其发光效率与光能的传播 规律同上述实验。L1，L2安装在离地面高 5 米处，P 为路灯连线中点的正下方路面上的 一点，为使照射到 P 点的光强不小于 0.013 瓦米 2，则相邻两盏路灯之间的最远距离为 多少？ 参考答案：参考答案： 1-5 CCCCB 6-10 DBDBA 11-15 CBBDC 16-21：AC ACD AD AD AD AB 22.（L-2a-b）/2 （L2-b2）/4L 23. 60 180/(m+1)a180/m 24. 16R2 /9 20R2/9 25. x=f2(f1-D)/(f1+f2-D ) y=f2/(f1+f2-D) 26.(1) (-)/2 (2) D(L+Scosa)/(Ssina) 27. 5 37.3 28. 右 10 29.略 30 略 31.（1）12.3cm （2）4.45cm 32. (1)5.25% (2)14m