高二物理竞赛光学综合测试题（打印版）

高二物理竞赛光学综合测试题(历年真题检测)

姓名______________ 分数_________________

一、(12分)一台二氧化碳气体激光器发生的激光功率为P=1000W，出射的光束截面积为A=1.00mm2.试问： 1.当该光束以i=30°的入射角入射到一物体表面上(可视为镜面)，该表面对光的反射率为R=20%，试求该表面单位面积所受的光压和切向力。 2.这束光垂直射到温度T为273K，厚度d为2.00cm的铁板上，如果有80%的光束能量被激光照射到的那一部分铁板所吸收，并使其熔化成为与光束等截面积的直圆柱形孔，这需要多长时间？

已知：铁的有关参数为：热容量C=26.6J/(mol·K)，密度ρ=7.9×103kg/m3，熔点Tm=1797K，熔解热Lm=1.49×104J/mol，摩尔质量μ=56×10-3kg/mol。

二、(15分)一折射率为n，曲率半径为R1和R2的薄双凸透镜，放在折射率为n1和n2的介质之间，如图所示，请由球面折射公式成像公式求透镜的焦距和物像公式。【国培4.08】

三、(15分)如图所示，半径为R1得到平凸透镜平放在半径为R2的圆柱形玻璃体上，求相应的牛顿环形状。

四、(18分)如图所示，L1和L2为两个共轴的薄凸透镜，OO’为其主轴，L1的焦距f1=10cm，口径(直径)为d1=4.0cm，L2的焦距f2=5.0cm，口径(直径)为d2=2.0cm。两镜相距a=30cm。AB为一与透镜共轴的直径为d=2.0cm的均匀发光圆盘，它有清晰的边缘，把它放在L1左侧20 cm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。为了使像的边缘部分也能和中间部分一样亮，但又不改变像的位置和大小，可以在OO’上插放一个共轴的薄透镜L3。求L3应放在何处；口径(直径)至少要多大；焦距应是多少。

五、(20分)内半径为R的直立圆柱器皿内盛水银，绕圆柱轴线匀速旋转(水银不溢，皿底不露)，稳定后的液面为旋转抛物面。若取坐标原点在抛物面的最低点，纵坐标轴z与圆柱器皿的轴线重合，横坐标轴r与z轴垂直，则液面的方程为z??r2，式中ω为旋转角速度，g为重力加速度(当代已使用大面积的此类旋

2g2转水银液面作反射式天文望远镜)。

观察者的眼睛位于抛物面最低点正上方某处，保持位置不变，然后使容器停转，待液面静止后，发现与稳定旋转时相比，看到的眼睛的像的大小、正倒都无变化。求人眼位置至稳定旋转水银面最低点的距离。

六、(20分)在直立的平面镜前放置一个半径为R的球形玻璃鱼缸，缸壁很薄，其中心距离镜面3R，缸中充满水。远处一观察者通过球心与镜面垂直的方向注视鱼缸。一条小鱼在离镜面最近处以速度v沿缸壁游动。求观察者看到的鱼的两个像的相对速度。水的折射率为n=4/3。

本文来源：https://www.bwwdw.com/article/i5yf.html