河南省安陽市2022-2023學年高一上學期競賽聯(lián)考暨期末考試物理試題（ 含答案解析 ）

第1頁/共1頁安陽市物理競賽聯(lián)考2022至2023學年第一學期期末考試一、簡答題（30分）1.當保持入射光線的方向不變，使平面鏡轉(zhuǎn)動角，反射光線將如何變化？【答案】反射光線將相對原反射光線改變2角【解析】【詳解】設原入射光線的入射角為β，則反射光線的反射角也為β。當保持入射光線的方向不變，使平面鏡轉(zhuǎn)動角，原反射光線與新法線的夾角為，則入射角變?yōu)椋路瓷涔饩€與新法線的夾角為，新反射光線與原反射光線之間的夾角為。2.什么情況下光學系統(tǒng)的主點與節(jié)點重合？單個折射球面的主點位置在什么位置？【答案】；單個折射球面的主點位置在球面的頂點【解析】【詳解】當系統(tǒng)位于同一種介質(zhì)中時，主點和節(jié)點重合，即。單個折射球面的主點位置在球面的頂點3.望遠鏡的分劃板一般設置在什么位置？【答案】目鏡的物方焦平面上，孔徑光闌在物鏡框處，視場光闌在分劃板處【解析】【詳解】分劃板一般安裝在望遠鏡的目鏡的物方焦平面上，它是一塊極薄的表面刻有分劃密位線的薄玻璃，由于這塊薄玻璃理論上講也參與了成像，延長了物鏡的焦距，會對右目鏡的長度有或多或少的影響。此時孔徑光闌在物鏡框處，視場光闌在分劃板處。4.為了減小開普勒望遠鏡的目鏡口徑，通常在物鏡后面某一特定位置加入一塊場鏡，該位置通常選在何處？加入場鏡后是否會改變望遠鏡的視角放大率？【答案】一般選在物鏡像方焦平面處，不會【解析】【詳解】為了減小開普勒望遠鏡的目鏡口徑，一般在物鏡后面選在物鏡像方焦平面處加入一塊場鏡，加入場鏡后不會改變望遠鏡的視角放大率。5.單色像差有哪幾種？軸上點單色像差又有哪些？【答案】球差、慧差、像散、像場彎曲、畸變；球差、色差【解析】【詳解】單色像差可分為五種：球面像差簡稱球差（是軸上像差）、慧形像差簡稱慧差（跟孔徑和視場都有關(guān)）、③像散差簡稱像散、像場彎曲簡稱場曲、⑤畸變。軸上點單色像差有：球差、色差。6.有一放大鏡，焦距為50mm，其放大率為多少？【答案】5倍【解析】【詳解】使用一個焦距為5cm的凸透鏡作為放大鏡，正常人的明視距離為25cm，故放大率為（倍）7.什么是孔徑光闌？什么是視場光闌？如何確定一個光學系統(tǒng)的孔徑光闌？【答案】見解析【解析】【詳解】限制進入系統(tǒng)光束口徑大小的光闌為孔徑光闌。限制系統(tǒng)成象范圍的光闌為視場光闌；將所有光闌對前方光組成像，其中像與軸上物點夾角最小者所對應的光闌為孔徑光闌。8.請說出像場彎曲的特點？【答案】子午焦線與弧矢焦線重合，但為一曲面【解析】【詳解】像場彎曲是因鏡片缺陷，使垂直于主光軸的物平面上發(fā)出的光經(jīng)透鏡成像后，清晰的最佳實像面不是平面而是一個曲面的一種像差。其特點為：子午焦線與弧矢焦線重合，但為一曲面。9.一個光學系統(tǒng)中加入一個反射棱鏡后，其像面位置與未加入棱鏡前的像面位置有無改變？向何方向改變？【答案】有改變，像向原像面位置遠方移動【解析】【詳解】一個光學系統(tǒng)中加入一個反射棱鏡后，其像面位置與未加入棱鏡前的像面位置相比像向原像面位置遠方移動。10.近視眼和遠視眼分別用什么性質(zhì)眼鏡校正？【答案】近視眼用負透鏡校正，遠視眼用正透鏡校正【解析】【詳解】因為近視眼的眼球過長，當肌肉完全松弛時，無窮遠的物體成像在視網(wǎng)膜的前方，可以用凹透鏡來矯正；遠視眼眼球過短，與上述相反，可以用凸透鏡來矯正。11.有一顯微鏡，物鏡的放大率為40，目鏡的放大率為10，該顯微鏡的放大率為多少？【答案】400倍【解析】【詳解】顯微鏡的放大率為物鏡的放大率與目鏡的放大率的乘積（倍）12.當物位于透鏡2倍物方焦距時，其像位于什么位置？垂軸放大率為多少？【答案】位于2倍像方焦點處，垂軸放大率為【解析】【詳解】由高斯公式，當物位于透鏡的2倍物方焦距時即其中，由此得（實像）垂軸放大率（倒立）13.顏色的三個表觀特征是什么？如果有三種顏色，其中有一種顏色可以由另外兩種顏色混合而成，這三種顏色可稱為三原色嗎？【答案】色調(diào)、明度、飽和度，不能【解析】【詳解】顏色的三個表觀特征分別是色調(diào)、明度、飽和度；按照定義，原色應該能調(diào)制出絕大部分的其他色，而其他色都調(diào)不出原色，所以三種顏色不可以稱為三原色。14.平行光入射于一透鏡組，當使透鏡組繞一和光軸垂直的軸轉(zhuǎn)動時，要求在視場中像點位置不變，該軸應裝在何處？【答案】像方主平面處（像方節(jié)點）【解析】【詳解】平行光入射于一透鏡組，當使透鏡組繞一和光軸垂直的軸轉(zhuǎn)動時，要求在視場中像點位置不變，該軸應裝在像方主平面處（像方節(jié)點）。15.一個點光源分別距離桌面正上方2米和4米時，桌面的照度相差多少？【答案】4倍【解析】【詳解】由照度的第一定律，在用點光源照明時，與光線垂直的物體表面上的照度跟光源的發(fā)光強度成正比，跟被照亮的面到光源的距離平方成反比。所以故點光源距離桌面正上方2米時桌面的照度是距離4米時的4倍。二、作圖（15分）16.求物體AB的像?！敬鸢浮俊窘馕觥俊驹斀狻扛鶕?jù)作圖法得到AB的像17.凸透鏡L1和L2及其焦點的位置示于圖中，將傍軸小物PQ放在L1的第一焦面上，用作圖法求它的像。【答案】圖見解析【解析】【詳解】根據(jù)作圖法得到如下18.判斷判斷下面各棱鏡或棱鏡系統(tǒng)的轉(zhuǎn)像情況。設輸入為右手坐標系，畫出相應的輸出坐標系。【答案】，，【解析】【詳解】根據(jù)反射引起的手系變化可知，第一個圖經(jīng)過了3次反射，手系改變，輸出為左手坐標系，如圖所示第二個圖經(jīng)過了2次反射，手系不變，輸出仍為右手坐標系，如圖所示第三個圖經(jīng)過了1次反射，手系改變，輸出為左手坐標系，如圖所示19.有一玻璃材料制作的雙凸薄單透鏡，，，，求此薄單透鏡的焦距為多少？【答案】【解析】【詳解】根據(jù)高斯公式得解得20.凸透鏡L1和凹透鏡L2的焦距分別為20.0cm和40.0cm，L2在L1之右40.0cm，傍軸小物放在L1之左30.0cm，求它的像?！敬鸢浮績纱纬上竦玫臋M向放大率為（倒立）【解析】【詳解】由高斯公式，第一次成像其中＝-30.0cm，＝20.0cm，由此得＝60.0cm（實像）橫向放大率（倒立）第二次成像其中＝40.0cm，＝20.0cm（虛物），＝－40.0cm，由此得＝40.0cm（實像）該物體經(jīng)兩透鏡后成像的位置位于L2的右側(cè)40cm處。橫向放大率（正立）兩次成像得的橫向放大率為（倒立）21.已知一開普勒望遠鏡，其放大倍率為6倍，物方視場角，鏡筒長度，出射瞳孔直徑。求：（1）物鏡，目鏡焦距各為多少？（2）入射瞳孔直徑為多少？（3）分劃板直徑為多少？（4）像方視場角為多少？【答案】（1）150mm；（2）24mm；（3）；（4）【解析】【詳解】（1）開普勒望遠鏡物鏡像方焦點和目鏡物方焦點重合，故放大本領解得，（2）由放大本領與視角關(guān)系故（3）分劃板直徑為（4）像方視場角為22.一支功率為5mW的氦氖激光器，光視效能為152lm/W，發(fā)光面直徑1mm，發(fā)散角（光束半頂角）為1mrad，求：（1）激光器發(fā)出的總光通