2022-2023学年河南省安阳市高三下学期竞赛期末联考物理试题（word版）

安阳市物理竞赛联考2022至2023学年期 末 考试

课程考试题  A 卷 （ 120 分钟） 考试形式：  闭卷  

课程成绩构成：平时    30    分， 期中    0     分， 实验   0     分， 期末   70    分

一、填空选择题（共20分，每题1分）

      备注：题目中有选项的是选择题，无选项的为填空题。

1． 在均匀各向同性线性介质中，光束的波面与传播方向相互垂直。

2． 费马原理指出，光从一点传播到另一点，其间无论经过多少次折、反射，其光程为极值。

3． 符号规则规定，光线与光轴的夹角是由光轴转向光线所形成的锐角度量，顺时针为正，逆时针为负。

4． 单个折射球面的轴向放大率C。

   A.大于1   B.小于1   C.恒为正   D.可为负

5． 有一个无限远物点，经某一理想光学系统成像，则其像点必在理想光学系统的B。

   A.像方焦点上    B.像方焦平面上    C.物方焦点处   D.物方焦平面上

6． 理想光学系统的所有基点包括D。

   A.一对主点、一对焦点   B.一对焦点、一对节点   C.一对节点、一对焦点      

   D.一对主点、一对焦点和一对节点

7． 一副近视眼镜为200度，其适合的焦距为C。

  A.200mm    B.500mm    C.-500mm    D.-200mm

8． 唯一能成完善像的光学元件是C。

  A.薄透镜    B.球面反射镜    C.平面反射镜    D.棱镜

9． 光学系统中与孔径光阑共轭的是C。

    A.入射窗    B.像平面     C.出瞳    D.出窗

10．         光学系统的实际像与理想像之间的差异称为像差，包括单色像差和色差两大类。

11．         单正透镜产生负球差，单负透镜产生正球差，因此它们组合可以校正球差。

12．         望远系统的光学结构特点是光学间隔为零。

13．         评价光学系统成像质量最全面客观的方法是C。

  A.瑞利判断    B.分辨率    C.光学传递函数   D.点列图

14．         光通量的国际度量单位是A。

    A.流明     B.勒克斯    C.坎德拉    D.熙提

15．         能够匹配所有颜色的三种颜色，称作三原色，通常三原色由B组成。              

    A.红、黄、蓝   B.红、绿、蓝   C.红、黄、绿    D.黄、绿、蓝

16．         色品图中与马蹄形的边缘曲线对应的颜色为A。                               

    A.光谱色      B.混合色      C.复合色       D.三原色

17．         对普通光学材料而言，一般在可见光范围内对红光的折色率通常小于对蓝光的折色率。

18．         “小孔成像”这一物理现象可用几何光学中的光线直线传播定律来解释。

19．         某种波长的光入射到顶角为60O的折射棱镜，测得最小偏向角为42O15，，则该种材料对于入射波长的折射率为1.557。

20．         照相系统的三个重要参数是B。                                             

A.视场角、分辨率和焦距            B.视场角、相对孔径和焦距   

C.视场角、数值孔径和焦距          D.视场角、相对孔径和分辨率

二、简答题(共20分，每题4分）

1、试述什么叫像差？主要有哪几种像差？

答：在实际光学系统中，物体成像的大小与位置不同于近轴条件下物体成像的大小与位置，这种实际像与理想像的差异叫像差(2)。像差主要有球差、彗差、像散、场曲、畸变、位置色差和倍率色差(2)。

2、    在CIE1931色品图上，马蹄形曲线代表什么？ 如何在色品图上确定某一颜色的主波长？

答：马蹄形曲线代表光谱色的色品轨迹(2)。先在色品图上找到某一颜色的色品点和参考白光，连接参考白光和该色品点，并与光谱色色品轨迹相交，交点对应的波长即为该颜色的主波长(2)。

 3、 反射镜是否会产生色差？为什么？

答：否(2)。因为不同波长的光线以相同的角度入射在反射镜上时，它们的反射角均相同(2)。

4、  反射棱镜在光学系统中的作用有哪些?在光路中可等效为何?

答:主要作用为折叠光路、折转光路和转像、倒像等(2)。在光路中可等效为平行平板加平面反射镜(2)。

5、为减少测量误差，测量仪器为何采用远心光路？

答：当孔径光阑位于物镜的像方焦平面上时，系统的入瞳位于物方无限远处，此时构成物方远心光路(2)，不论物位于何处，轴外点参与成像的主光线相同，所以其像投影在接收面上的弥散斑中心间隔不变，从而克服了调焦不准引入的误差(2)。

三、作图题（ 共20分，每题5分）

 1、求轴上点的像。(5分)

2、求虚物AB的像。(5分)

3、 判断如下转向棱镜的转向情况。(5分)

4． 求AB的像A，B，。(5分)

四、（5分）一薄透镜焦距为200mm，一物体位于透镜前300mm处，求像的位置和垂足放大率。

解：用高斯公式：，有，则

得，即像位于透镜后600mm处。                                 (3)                               

   垂足放大率。                                     (2)          

五、（10分）一支功率为5mW的氦氖激光器，发光效率为152lm/W,发光面直径Φ=1mm,发散角（光束半顶角）为1mrad,求：

      （1）激光器发出的总光通量？

      （2）发光强度？

      （3）激光器发光面的光亮度？

      （4）激光束在10m远处屏幕上产生的光照度？

解：（1）                                   (2)

   （2）由于激光器的发散角很小，对应的立体角为

                                   (3)

    （3）                       (3)

    （4）                                 (2) 

六、（10分）一组合系统由两面薄透镜构成，薄正透镜的焦距为20mm，薄负透镜的焦距为-20mm，两单透镜之间的间隔为10mm，当一物体位于正透镜前方100mm处，求组合系统的垂轴放大率和像的位置。

解：对单正透镜来说，，，因此有

                                                   (3)

所以。

对负透镜来说，，，有

                                                    (3)

所以。根据放大率，

所以                                             (4)

七、（15分）一个20倍的开普勒望远镜，物方视场角2W＝3.2度，物镜的焦距500mm，直径62.5mm，为系统的孔径光阑；在物镜与目镜的公共焦面上设有视场光阑，目镜为单个正薄透镜组，求：(1)目镜焦距；（2）整个系统的出瞳位置和大小；(3)视场光阑的直径；(4)望远镜的像方视场角2W’。

解：（1）

(2)物镜为孔径光阑，同时也是入瞳，物镜经目镜所成像即为出瞳

对目镜使用高斯公式：

所以出瞳位置位于目镜透镜得右边26.25mm

出瞳大小

（3）视场光阑的直径2y’=2fo’tanW=2×500tan1.6º=27.9325mm

(4)

注：答对（1）3分，答对（2）4分，答对（2）4分，答对(3)4分