高中物理竞赛单元测试 光学.docx
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高中物理竞赛单元测试 光学
高中物理竞赛单元测试 光学
高中物理竞赛单元测试 光学
高中物理竞赛单元测试 光学
考试时间：240分钟 满分200分
一、选择题．（本题共8小题，每小题7分．在每小题给出的4个选项中，有的小题只有一项是正确的，有的小题有多项是正确的．把正确选项前面的英文字母写在每小题后面的方括号内．全部选对的得7分，选对但不全的得3分，选错或不答的得0分．
1．若旋转椭球体的折射率（其中e为椭球体的偏心率），则与轴线平行地从空气中射到椭球体上的宽光束将会聚到椭球的（ ）上。
A．前焦点 B．中心 C．后焦点 D．以上答案都不正确
2．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，则有（ ）的光可以到达同一位置的屏上。
A．B．C． D．
3．如图所示，两个薄凸透镜L1、L2与一个平面镜与物屏共轴放在光具座上，每个凸透镜的两表面的曲率半径均为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。物屏上开一个箭形小孔，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。那么在物屏上能有（ ）次得到这样的像。（不考虑2次以上的反射成像）
A．3B．4 C．5 D．6
4．如图所示，一束白光以300的入射角照射到平静的湖水（）
表面的一层透明液体（）薄膜上，若反射光中波长为600nm
的光显得特别明亮，则该透明液体薄膜的最小厚度为（ ）
A．100nm B．200nm C． D．
5．细丝直径的激光检测 在制造金属细丝（或其他细小的产品）的过程中，常用激光对丝的直径进行连续检测。金属丝垂直穿过激光束，产生的衍射条纹和与丝径等宽的单缝夫琅禾费衍射条纹类似，如图所示。设激光的波长为632.8nm，衍射条纹投射到距丝2.65m远的屏幕上。如果金属丝的直径应为1.37mm，那么屏幕上中央明纹两侧10级暗纹中心间的距离为（ ）
A． B．
C．D．
6．光子不仅具有能量，而且还具有动量，频率为ν的光子的能量为hv，动量hv/c，式中h为普朗克常量，c为光速。光子射到物体表面时将产生压力作用，这就是光压。设想有一宇宙尘埃，可视为一半径R=10.0cm的小球，其材料与地球的相同，它到太阳的距离与地球到太阳的距离相等。那么太阳辐射对此尘埃作用力的大小与太阳对它万有引力大小的比值为（ ）.假定太阳辐射射到尘埃时被尘埃全部吸收。已知：地球绕太阳的运动可视为圆周运动，太阳辐射在单位时间***到位于地球轨道处的、垂直于太阳光线方向的单位面积上的辐射能
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S=1.37×103W·m-2，地球到太阳中心的距离r0c=1.5×1011m，地球表面附近的重力加速度g=10m·s-2，地球半径 R0=6.4×106m，引力恒量G=6.67×10-11N·m2·kg-2
A．B．C．D．
7．氩激光辐射聚焦在平面的光电阴极上。在光电阴极与其平行的平面阳极之间接上恒定电动势的电源上。在阳极与光电阴极之间为加速电压情况下阳极上光电子斑的直径，为在电压极性反向情况下（即在阳极与光电阴极之间为加速电压下）阳极上光电子斑直径的2倍。光电阴极材料的逸出功W=2eV。激光辐射波长。那么电源的电动势为（ ）
A．0.121V B．0.241V C．0.362V D．0.483V
8．假设大气的折射率n与空气密度的关系为，式中a为常数，为地球表面的大气密度，r0=6400km，b=8772m，大气折射率随高度的增加而递减，为使光线能沿着地球表面的圆弧弯曲传播，地表的空气密度应是实际密度的（ ）倍（已知地表空气的实际折射率n0=1.0003，取）
A．1.23B．2.56 C．3.94 D．4.58
二、填空题．（本题共6小题，每小题7分。把答案填在题中的横线上或把图画在题中指定的地方．只要给出结果，不需写出求得结果的过程．）
9．图示为某一圆形水池的示意图（竖直截面）．AB为池中水面的直径，MN为水池底面的直径，O为圆形池底的圆心．已知ON为11.4m , AM、ＢＮ为斜坡，池中水深5.00m，水的折射率为4 / 3．水的透明度极好，不考虑水的吸收．图中a、b、c、d为四个发光点，天空是蓝色的，水面是平的．在池底中心处有一凹槽，一潜水员仰卧其
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考试时间：240分钟 满分200分
一、选择题．（本题共8小题，每小题7分．在每小题给出的4个选项中，有的小题只有一项是正确的，有的小题有多项是正确的．把正确选项前面的英文字母写在每小题后面的方括号内．全部选对的得7分，选对但不全的得3分，选错或不答的得0分．
1．若旋转椭球体的折射率（其中e为椭球体的偏心率），则与轴线平行地从空气中射到椭球体上的宽光束将会聚到椭球的（ ）上。
A．前焦点 B．中心 C．后焦点 D．以上答案都不正确
2．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，则有（ ）的光可以到达同一位置的屏上。
A．B．C． D．
3．如图所示，两个薄凸透镜L1、L2与一个平面镜与物屏共轴放在光具座上，每个凸透镜的两表面的曲率半径均为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。物屏上开一个箭形小孔，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。那么在物屏上能有（ ）次得到这样的像。（不考虑2次以上的反射成像）
A．3B．4 C．5 D．6
4．如图所示，一束白光以300的入射角照射到平静的湖水（）
表面的一层透明液体（）薄膜上，若反射光中波长为600nm
的光显得特别明亮，则该透明液体薄膜的最小厚度为（ ）
A．100nm B．200nm C． D．
5．细丝直径的激光检测 在制造金属细丝（或其他细小的产品）的过程中，常用激光对丝的直径进行连续检测。金属丝垂直穿过激光束，产生的衍射条纹和与丝径等宽的单缝夫琅禾费衍射条纹类似，如图所示。设激光的波长为632.8nm，衍射条纹投射到距丝2.65m远的屏幕上。如果金属丝的直径应为1.37mm，那么屏幕上中央明纹两侧10级暗纹中心间的距离为（ ）
A． B．
C．D．
6．光子不仅具有能量，而且还具有动量，频率为ν的光子的能量为hv，动量hv/c，式中h为普朗克常量，c为光速。光子射到物体表面时将产生压力作用，这就是光压。设想有一宇宙尘埃，可视为一半径R=10.0cm的小球，其材料与地球的相同，它到太阳的距离与地球到太阳的距离相等。那么太阳辐射对此尘埃作用力的大小与太阳对它万有引力大小的比值为（ ）.假定太阳辐射射到尘埃时被尘埃全部吸收。已知：地球绕太阳的运动可视为圆周运动，太阳辐射在单位时间***到位于地球轨道处的、垂直于太阳光线方向的单位面积上的辐射能
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S=1.37×103W·m-2，地球到太阳中心的距离r0c=1.5×1011m，地球表面附近的重力加速度g=10m·s-2，地球半径 R0=6.4×106m，引力恒量G=6.67×10-11N·m2·kg-2
A．B．C．D．
7．氩激光辐射聚焦在平面的光电阴极上。在光电阴极与其平行的平面阳极之间接上恒定电动势的电源上。在阳极与光电阴极之间为加速电压情况下阳极上光电子斑的直径，为在电压极性反向情况下（即在阳极与光电阴极之间为加速电压下）阳极上光电子斑直径的2倍。光电阴极材料的逸出功W=2eV。激光辐射波长。那么电源的电动势为（ ）
A．0.121V B．0.241V C．0.362V D．0.483V
8．假设大气的折射率n与空气密度的关系为，式中a为常数，为地球表面的大气密度，r0=6400km，b=8772m，大气折射率随高度的增加而递减，为使光线能沿着地球表面的圆弧弯曲传播，地表的空气密度应是实际密度的（ ）倍（已知地表空气的实际折射率n0=1.0003，取）
A．1.23B．2.56 C．3.94 D．4.58
二、填空题．（本题共6小题，每小题7分。把答案填在题中的横线上或把图画在题中指定的地方．只要给出结果，不需写出求得结果的过程．）
9．图示为某一圆形水池的示意图（竖直截面）．AB为池中水面的直径，MN为水池底面的直径，O为圆形池底的圆心．已知ON为11.4m , AM、ＢＮ为斜坡，池中水深5.00m，水的折射率为4 / 3．水的透明度极好，不考虑水的吸收．图中a、b、c、d为四个发光点，天空是蓝色的，水面是平的．在池底中心处有一凹槽，一潜水员仰卧其
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