高中學(xué)生物理競(jìng)賽復(fù)賽試卷及參考解答+高中物理競(jìng)賽-天體部分習(xí)題

高中學(xué)生物理競(jìng)賽復(fù)賽試卷

及參考解答+高中物理競(jìng)賽-天體部分習(xí)題精選

全國(guó)高中應(yīng)用物理知識(shí)競(jìng)賽試題

一、本題共10小題,每小題5分，共50分。在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，有的

小題

只有一個(gè)選項(xiàng)正確，有的小題有多個(gè)選項(xiàng)正確。請(qǐng)把符合題目要求的選項(xiàng)

的序號(hào)

填入題后的（）內(nèi)。全選對(duì)的得5分，選不全的得3分，有選錯(cuò)或不選的得

。分。

1.2008年北京奧運(yùn)會(huì)場(chǎng)館周圍80%?90%的路燈將利用太陽(yáng)能發(fā)電技術(shù)，奧運(yùn)

會(huì)90%的洗浴熱水將采用全波真空太陽(yáng)能集熱技術(shù)。太陽(yáng)能的產(chǎn)生是由于太陽(yáng)

內(nèi)部所發(fā)生的一系列核反應(yīng)形成的，其主要的核反應(yīng)過(guò)程可表示為（）

14144171

、；；

A.41IHZHe+2B+B./7N+Z0He^oQ0+1$

23511419212382344

C.92U+°nf56Ba+36"+%”；D.92U—9。Th+zHe。

2.人從高處跳到低處時(shí)，為了安全，一般都是前腳掌先著地.并在著地的過(guò)程

中曲腿下蹲。這是為了（）

A.減小人腳所受的沖量B.使人的動(dòng)量變化量變得更小

C.延長(zhǎng)人體速度變化所經(jīng)歷的時(shí)間，從而減小地面對(duì)人腳的作用力

D.增大人對(duì)地的壓強(qiáng)，使人站立得更穩(wěn)，起到安全作用

3.對(duì)于如下幾種現(xiàn)象的分析，下列說(shuō)法中正確的是（）

A.通常情況下人用力將乒乓球和與乒乓球大小相似的小石塊拋出，小石塊

飛行的距離要遠(yuǎn)得多，其主要原因是拋出后的乒乓球比石塊所受空氣阻力大

B.用打氣筒給自行車打氣時(shí)，要用力才能壓縮空氣，這說(shuō)明此時(shí)空氣分子

間的作用力是斥力

C.把筆尖緊壓在化妝用玻璃鏡面上，看到筆尖與它在鏡中的像的距離約為

4mm,則玻璃的厚度約為4mm

D.打開香水瓶后，在較遠(yuǎn)的地方也能聞到香味，這表明香水分子在不停地

運(yùn)動(dòng)

4.有一種手電筒和臺(tái)式電子鐘都是使用I節(jié)干電池作電源。將新電池裝在手電

筒中，經(jīng)過(guò)較長(zhǎng)時(shí)間的使用，當(dāng)手電筒的小燈泡只能發(fā)出微弱的光而不能正常使

用時(shí)，把電池取出來(lái)，用電壓表測(cè)其兩端電壓，電壓表示數(shù)基本等于1.5V。把這

節(jié)舊電池裝在臺(tái)式電子鐘上卻仍能使電子鐘正常工作。根據(jù)上述現(xiàn)象，可判斷下

列說(shuō)法中正確的是（）

A.這個(gè)電池的電動(dòng)勢(shì)比新電池的電動(dòng)勢(shì)小很多B.這個(gè)電池的內(nèi)阻比新電

池的內(nèi)阻大很多

C.臺(tái)式電子鐘的額定電壓一定比手電筒小燈泡的額定電壓小

D.臺(tái)式電子鐘正常工作時(shí)的電流一定比手電筒正常工作時(shí)的電流小

5.如圖1所示，表演“飛車走壁”的雜技演員騎著摩托車飛駛在圓臺(tái)形筒壁內(nèi)，

圓臺(tái)筒固定不動(dòng)，其軸線沿豎直方向。演員駕駛摩托車先后在M和N兩處緊貼

著內(nèi)壁分別在圖中虛線所示的水平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，如果此時(shí)不計(jì)車輪與墻

壁的摩擦力，則（）

A.M處的線速度一定大于N處的線速度

B.M處的角速度一定小于N處的角速度

C.M處的運(yùn)動(dòng)周期一定等于N處的運(yùn)動(dòng)周期

D.M處對(duì)筒壁的壓力一定大于N處對(duì)筒壁的壓力

圖1

6.春天在廣場(chǎng)上有許多人放風(fēng)箏。會(huì)放風(fēng)箏的人，可使風(fēng)箏靜止在空中。圖2

中的四幅圖中，MN代表風(fēng)箏截面，0L代表風(fēng)箏線，風(fēng)向水平。在圖2所示的四

種情況中，風(fēng)箏可能處于靜止?fàn)顟B(tài)的是（）

圖2

7.“二分頻”音箱內(nèi)有高頻、低頻兩個(gè)揚(yáng)聲器。音箱要將擴(kuò)音機(jī)送來(lái)的含有不同

頻率的混合音頻電流按高、低兩個(gè)頻段分離出來(lái)，送往相應(yīng)的揚(yáng)聲——廣甲

揚(yáng)

器。圖3為音箱的簡(jiǎn)化電路圖，高低頻混合電流由a、b端輸入，L關(guān)聲

器

是線圈，C是電容器。則下列判斷中正確的是（）5一|—1—乙

揚(yáng)

A.甲揚(yáng)聲器是低頻揚(yáng)聲器―聲

B.C的作用是阻礙低頻電流通過(guò)乙揚(yáng)聲器________器

C.L的作用是阻礙低頻電流通過(guò)甲揚(yáng)聲器圖3

D.乙揚(yáng)聲器中的電流的最大值一定比甲中的大

8.麥?zhǔn)諘r(shí)，常要用拖拉機(jī)拉著一個(gè)圓柱形的石滾子在場(chǎng)院里壓麥桔。如果石滾

子在拖拉機(jī)的牽引下做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，如圖4所示，其中的虛線表示它的運(yùn)動(dòng)軌

跡。那么關(guān)于石滾子經(jīng)過(guò)某點(diǎn)P時(shí)受到拖拉機(jī)對(duì)它的牽引力F的方向，圖5中

幾種情況中可能正確的是（）

工地上有時(shí)需要將一些建筑材料由高處送到低處，為此工人們?cè)O(shè)計(jì)了一種基券

如圖6所示的簡(jiǎn)易滑軌：兩根圓柱形木桿AB和CD相互平行，斜靠在豎直

墻壁上，把一摞瓦放在兩木構(gòu)成的滑軌上，瓦將沿滑軌滑到低處。在實(shí)際操作

中發(fā)現(xiàn)瓦滑到底端時(shí)速度較大，有可能摔碎，為了防止瓦被損壞，下列措施中

可行的是（）

B

圖6

A.減少每次運(yùn)送瓦的塊數(shù)

B.增多每次運(yùn)送瓦的塊數(shù)

C.減小兩桿之間的距離

D.增大兩桿之間的距離

10.來(lái)自太陽(yáng)和其他星體的宇宙線含有大量高能帶電粒子，若這些粒子都到達(dá)地

面，將會(huì)對(duì)地球上的生命帶來(lái)危害。但由于地磁場(chǎng)（如圖7所示）的存在改變了宇

宙線中帶電粒子的運(yùn)動(dòng)方向，使得很多高能帶電粒子不能到達(dá)地面。下面說(shuō)法中

正確的是（）

A.地磁場(chǎng)對(duì)宇宙線的阻擋作用與觀測(cè)點(diǎn)的緯度及宇宙線的

方向無(wú)關(guān)

B.地磁場(chǎng)對(duì)垂直射向地球表面的宇宙線的阻擋作用在南、

北兩極附近最強(qiáng)，赤道附近最弱

C.地磁場(chǎng)對(duì)垂直射向地球表面的宇宙射線的阻擋作用在

南、北兩極附近最弱，赤道附近最強(qiáng)

圖7

D.地磁場(chǎng)會(huì)使沿地球赤道平面內(nèi)射來(lái)的宇宙射線中的帶電

粒子向兩極偏轉(zhuǎn)

二.本題共3小題，共25分。請(qǐng)按題目的要求簡(jiǎn)要的回答。

L（6分）隨著生活水平的提高，手機(jī)己成為許多人生活中常用的電子設(shè)備，近年

來(lái)國(guó)產(chǎn)手機(jī)在手機(jī)市場(chǎng)上已經(jīng)占有了相當(dāng)大的市場(chǎng)份額。如圖8所示是某型號(hào)國(guó)

產(chǎn)手機(jī)電池外殼上的文字說(shuō)明，由此你可以知道哪些與手機(jī)有關(guān)的物理量?請(qǐng)說(shuō)

出它們的名稱和數(shù)值（包括直接信息和間接信息）。

BL-528M

標(biāo)準(zhǔn)型3.7伏鋰離子電池700mAh

充電限制電壓：4.2V

執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)：GB/T18287-2000

IIIIIIIINIHII待機(jī)時(shí)間：48小時(shí)

HIIUHIIII蠹］

序號(hào)：000007148XAA

器鼻馥盟駕2淳1。。齒

圖8

2.（10分）1969年7月16日阿波羅II號(hào)在月球上成功著陸，實(shí)現(xiàn)了人類的首次

登月。當(dāng)指令長(zhǎng)阿姆斯特朗踏上月球土地，面對(duì)陌生的月球世界感慨萬(wàn)千：“對(duì)

一個(gè)人來(lái)說(shuō)這是一小步，但對(duì)人類來(lái)說(shuō)是一個(gè)飛躍!”航天員發(fā)現(xiàn)在月球上和在

地球上有很多不同之處：

（1）月球的天空是黑色的；（2）星星不會(huì)閃爍；（3）白天和夜里的溫差高達(dá)100

攝氏度；（4）近在咫尺的兩個(gè)人交談要通過(guò)無(wú)線電話；（5）人們要穿航天服才能維

持生命。

產(chǎn)生這些差別的主要原因是月球沒有空氣。試分析為什么沒有空氣就會(huì)有以

上情景。

3.（9分）北京向陽(yáng)中學(xué)的小明和小剛都是住校生，小明住在小剛的上鋪。冬季暖

氣供暖后，小明發(fā)現(xiàn)躺在上鋪比躺在下鋪要感到更暖和。于是，他得出了結(jié)論：

氣溫隨高度的增加而升高。

小剛不同意他的看法，他認(rèn)為高山上積雪常年不化，說(shuō)明氣溫隨高度的增加

而降低。其實(shí)兩人說(shuō)的現(xiàn)象都是事實(shí)，只是得出結(jié)論的條件不同。請(qǐng)你分析為什

么在室內(nèi)和室外會(huì)出不同的結(jié)論？

三.本題共5小題，共75分。解答時(shí)應(yīng)寫出必要的文字說(shuō)明、方程式和重要演

算步驟。只寫出量后答案的不能得分。有數(shù)值計(jì)算的題，答案中必須明確寫出

數(shù)值和單位。

1.（14分）在我國(guó)用長(zhǎng)征運(yùn)載火箭成功地發(fā)射了“神舟”系列試驗(yàn)飛船的某次實(shí)

驗(yàn)過(guò)程中，一監(jiān)測(cè)系統(tǒng)采用在同一張底片上多次曝光的照相方法，從火箭點(diǎn)火時(shí)

刻開始，每隔2.0s曝光一次，得到了一張記錄火箭在開始運(yùn)動(dòng)最初10s內(nèi)6個(gè)不

同位置的照片。已知火箭的長(zhǎng)度為58.3m,起飛質(zhì)量為4793當(dāng)?shù)氐闹亓铀?/p>

度為9.8m/s冬用刻度尺測(cè)量照片上的有關(guān)長(zhǎng)度，結(jié)果如圖9所不。根據(jù)上述條

件和圖示，請(qǐng)回答：（1）分析在火箭點(diǎn)火后最初的10s內(nèi)，火箭的運(yùn)動(dòng)性質(zhì)。要求

寫出分析的依據(jù)和結(jié)論。⑵估算火箭點(diǎn)火最初10s內(nèi)它受到的平均推力的大小。

2.（16分）由于生態(tài)環(huán)境被破壞，地表土裸露，大片土地沙漠化，加上干旱少雨，

我國(guó)北方地區(qū)春天會(huì)出現(xiàn)揚(yáng)塵天氣甚至沙塵暴。據(jù)環(huán)保部門測(cè)定，在北京地區(qū)出

現(xiàn)嚴(yán)重沙塵暴時(shí)，最大風(fēng)速可達(dá)到12m/s,同時(shí)由于大量微粒在空中懸浮，天

空呈橙黃色，能見度只有50m左右。

（1）根據(jù)光的散射規(guī)律可知，當(dāng)空中懸浮的微粒直徑d與入射光的波長(zhǎng)入

之比d/入=0.1時(shí)，該波長(zhǎng)的光散射最強(qiáng)。在空氣潔凈時(shí)，主要是大氣中的氣體

分子在散射日光，其中藍(lán)光被散射得最強(qiáng)，所以天空呈藍(lán)色。發(fā)生沙塵暴時(shí)由于

懸浮微粒對(duì)光的散射，使得天空呈橙黃色，已知橙黃色光波的平均波長(zhǎng)為6.0義

107m,請(qǐng)計(jì)算懸浮微粒的平均直徑為多大。

（2）若某次沙塵暴使空氣中懸浮微粒的最高濃度達(dá)到5.8x10-6kg/m3,己知

單個(gè)懸浮微粒的密度為2.0X103k/m3,這時(shí)l.Ocn?的空氣約含多少顆懸浮微粒?

（3）在一般揚(yáng)塵天氣，風(fēng)力發(fā)電機(jī)還可以正常工作。已知風(fēng)力發(fā)電機(jī)將空

氣的動(dòng)能轉(zhuǎn)化為電能的效率為20%,空氣密度為1.29kg/r^,某風(fēng)力發(fā)電機(jī)風(fēng)

車的有效受風(fēng)面積為4.0m2,此風(fēng)力發(fā)電機(jī)在風(fēng)速為IOm/s時(shí)的輸出電功率為

多大？

3.（15分）2005年10月12日上午9:00我國(guó)成功地發(fā)射了“神舟六號(hào)''載人宇

宙飛船，并在當(dāng)日的15:54:45開始變軌。變軌發(fā)動(dòng)機(jī)工作了t=63s后，將飛船送

入了繞地球的圓軌道，其運(yùn)行周期T=90min,軌道平面與赤道平面的夾角a=43。。

13日上午，航天員費(fèi)俊龍用DV（數(shù)碼攝像機(jī)）拍攝了在飛船上看到的地球景象。

取地球表面的重力加速度g=10m/s2,已知半徑為R的球面面積為S=4TTR2,半

徑為R、高度為h的球冠面積為S=2nRh。如果航天員能垂直地球表面進(jìn)行拍攝,

根據(jù)以上數(shù)據(jù)解答以下問(wèn)題。

說(shuō)明：第（2）、（3）兩問(wèn)用字母代表物理量，不必算出數(shù)值。

（1）飛船在圓軌道上運(yùn)行的過(guò)程中，飛船內(nèi)的航天員在24h內(nèi)看到多少

次日出?

（2）不考慮大氣層對(duì)光傳播的影響，求攝像機(jī)某時(shí)刻所能拍攝的地面最

大面積。

（3）若考慮到大氣層對(duì)光傳播的影響，實(shí)際拍攝到的地面最大面積比第⑵

問(wèn)的結(jié)果大些還是小些?畫出簡(jiǎn)圖并說(shuō)明理由。

4.（16分）為了測(cè)量列車運(yùn)行的速度和加速度大小，可采用如圖10所示的裝置，

它由一塊安裝在列車車頭底部的強(qiáng)磁體和埋設(shè)在地面的一組線圈及電流測(cè)量記

錄儀組成（測(cè)量記錄儀未畫出），當(dāng)列車經(jīng)過(guò)線圈上方時(shí)，線圈中產(chǎn)生的電流被記

錄下來(lái)，就能求出列車的速度和加速度。

如圖11所示為鐵軌和列車的俯視圖，假設(shè)磁體端部磁感應(yīng)強(qiáng)度B=4.4

X102T,且全部集中在端面范圍內(nèi)，與端面垂直，磁體沿鐵軌方向的寬度與線圈

寬度相同，線圈的匝數(shù)n=5,垂直于鐵軌方向長(zhǎng)1=0.20m,電阻r=0.40。（包括引

出線的電阻），測(cè)量記錄儀自身電阻R=4.0Q,其記錄下來(lái)的電流一位置關(guān)系圖，

即i-s圖如圖12所示。

（1）試計(jì)算列車通過(guò)線圈I和線圈II時(shí)的速度力和w的大小。

（2）假設(shè)列車做的是勻加速直線運(yùn)動(dòng)，求列車在兩個(gè)線圈之間的加速度

的大小。

f/A

5.（14分）有一種“滾軸溜冰”的游藝活動(dòng)，游藝時(shí)“溜冰”者腳穿帶有小輪子

的鞋，在場(chǎng)地內(nèi)像溜冰一樣滑行。為了使此項(xiàng)活動(dòng)更具有刺激性，有的場(chǎng)地設(shè)計(jì)

了一些凸起的地面（如圖13所示）。但為了使“溜冰”的過(guò)程中不發(fā)生危險(xiǎn)，要

求“溜冰”者運(yùn)動(dòng)時(shí)不能脫離凸面。

已知“溜冰”的最大速度為vm,“溜冰”場(chǎng)地要設(shè)計(jì)一段與水平面平滑連接

的圓柱形的凸起面,那么該圓柱形凸起面的水平長(zhǎng)度，與其高度h應(yīng)滿足怎樣的

關(guān)系，才能保證“溜冰”者停止蹬地后沖上凸起面的過(guò)程中，既能從凸起面上通

過(guò)而又不脫離凸起面而發(fā)生危險(xiǎn)?（已知地球表面的重力加速度為g）

圖13

全國(guó)高中應(yīng)用物理知識(shí)競(jìng)賽

參考解答和評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)

一、本題共10小題，每小題5分，共50分。

1.A；2.C；3.D；4.BD；5.AB；6.B；7.AB；8.C；9.D；10.Co

二.本題共3小題，共25分。

L（6分）電動(dòng)勢(shì)3.7V；電池容量700mA?h；充電限制電壓4.2V：待機(jī)時(shí)

間48h；待拉電流不大于14.6mA；充滿電后儲(chǔ)存的電能9324J；最大充電電荷

量2520co

說(shuō)明：每答出一項(xiàng)得1分，其它正確的也得分，最多得6分。

2.（10分）（1）沒有空氣對(duì)光的散射：（2）沒有不同密度的與流使星星射來(lái)的光

線發(fā)生偏折：（3）沒有圍繞月球的空氣為它保溫；（4）沒有空氣傳播聲音：（5）沒有

空氣，要靠航天服來(lái)加壓和提供氧氣，同時(shí)航天服還有調(diào)節(jié)溫度和防止射線和微

小流星襲擊的作用。

說(shuō)明：以上每個(gè)要點(diǎn)正確得2分，共10分。

3.（9分）空氣加熱后溫度升高、密度變小，所以熱空氣上升。

在室內(nèi)，熱空氣上升到房間的頂部，散熱后溫度降低、密度變大，所以

冷空氣又回到房間的下部；下部的空氣被暖氣散熱片加熱后又不斷上升，從而使

得房間頂部的熱空氣始終比較集中，所以在室內(nèi)較高的位置氣溫較高。

在室外，熱空氣同樣要上升，但上升到高空時(shí)大氣壓強(qiáng)較小，此時(shí)熱空

氣將膨脹對(duì)外做功、內(nèi)能減小、溫度降低。正是由于熱空氣上升過(guò)程中對(duì)外做功、

溫度降低，才使得室外的氣溫隨高度的增大而降低。

說(shuō)明：正確分析出室內(nèi)、外溫度隨高度變化各得3分；為述清楚再得3分。

三.本題共5小題，共75分。

1.（14分乂1）根據(jù)火箭長(zhǎng)度58.3m和火箭在照片上像的長(zhǎng)度2.0cm,可知在

相鄰兩次拍照過(guò)程中，火箭上升的高度分別為

Si=13.4m,$2=40.2m,S3=67.2m,S4=94.0m,S5=120.4mo.................（3

分）

由于S2-Si=26.8m,S3-S2=27.0m，S4-S3=26.8m,S5-S4=26.4m。

可見，連續(xù)相鄰時(shí)間間隔內(nèi)火箭的位移之差近似相等，所以火箭在最初

10s內(nèi)的運(yùn)動(dòng)近似為勻加速直線運(yùn)動(dòng)。...........（4分）

2

（2）火箭在最初10s內(nèi)的加速度為a=（s4+S5-S3-s2）/4t2=6.7m/s0..........................（3

分）

設(shè)火箭在此過(guò)程中所受的推力為F,根據(jù)牛頓第二定律有F-mg=ma.........................

（2分）

解得F=m（g+a）=7.9X106N................................................................................................（2

分）

說(shuō)明：第（1）問(wèn)中若用火箭在圖中所示的長(zhǎng)度及運(yùn)動(dòng)距離進(jìn)行分析，同

樣得分。第⑵問(wèn)中的數(shù)值計(jì)算允許有一定的誤差。

2.（16分）⑴因?yàn)閐/人=0.1時(shí)，該波長(zhǎng)的光散射最強(qiáng)，所以沙塵的平均直徑

d=0.1入=6.0X

I08mo................................................................................................................（4分）

⑵沙塵暴天氣時(shí)，1m3的揚(yáng)塵空氣中所含懸浮微粒的總體積為：

V=m/P=2.9X109m

.............................................................................................（1分）

3

每一個(gè)懸浮微粒的平均體積為：Vo=nd/6=1.1X

IO'22m3..................................（2分）

313

1m的空氣中所含懸浮微粒的數(shù)量為N=V/Vo=2.6XIO

個(gè).............（2分）

7

所以1.0err?的空氣中所含懸浮微粒的數(shù)量為n=2.6X10

個(gè).............（1分）

（3）ls內(nèi)吹到風(fēng)車上的空氣的體積為：V=Sv................................................................

（2分）

這些空氣所具有的動(dòng)能為：EK=1/2P

Vv2.................................................................（2分）

風(fēng)力發(fā)電機(jī)的輸出電功率為：p=HEk=nXV2XpSv3=516

w.........................（2分）

3.（15分乂1）由于飛船每經(jīng)過(guò)T=90min=1.5h繞地球運(yùn)行一周，即可看到一

次日出。所以飛

船內(nèi)的航天員在24h內(nèi)看到日出的次數(shù)為n=24/1.5=16

次。.............(4分)

(2)設(shè)“神舟六號(hào)”載人宇宙飛船繞地球運(yùn)行的高度為H,由其所能拍攝到的

邊緣與球心連線和飛船與球心連線之間的夾角為6,則有cos9=R/(R+H),如圖

I所示。球冠ABC的表面

積為So=2nRh,Mh=R(l-cos0).......................................................................(2

分)

設(shè)地球質(zhì)量為M,飛船質(zhì)量為m,由萬(wàn)有引力和向心力公式有

GMm/(R+H)2=mX4n2/T2x(R+H)...................................(2分)

又因在地球表面有GMm/R2=mg

聯(lián)立解得可拍攝到的球冠表面積為22

S0=2nR(l-cos9)=2nR

圖2

(3)如圖2所示，若沒有大氣的影響，只有A、B之間發(fā)出的光可達(dá)到飛船。

考慮到大氣對(duì)光的折射作用，原來(lái)不能直接看到的C、D點(diǎn)發(fā)出的光，通過(guò)大氣

的折射作用，也能到達(dá)飛船。所以實(shí)際拍攝到的地面最大面積應(yīng)比上述計(jì)算結(jié)果

大一些。...........(4分)

4.(16分)列車以某一速度經(jīng)過(guò)線圈正上方時(shí)，線圈以相等速率反向切割磁

感線產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，在回路中有了感應(yīng)電流，被電流測(cè)量記錄儀記錄了電流的

大小及方向。

由題給電流.位置圖像可知：線圈I位置坐標(biāo)為30m,線圈H位置坐標(biāo)為

130m,兩線圈間距離s=l距m..........(3分)

強(qiáng)磁場(chǎng)經(jīng)過(guò)線圈I和線圈H時(shí)，線圈中感應(yīng)電流大小分別為ii=0.12A,i2=0.15A…

(2分)

(1)由閉合電路歐姆定律，線圈I和線圈H中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)：

E1=i|(R+r)=0.53V,

分)

E2=i2(R+r)=0.66V...................................................................(4

而線圈、中產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)：

IIIEpnBlvi,E2=nBlv2,

所以列車通過(guò)線圈I、II時(shí)速度：vi=Ei/(nBI)=12m/s...............................

(2分)

V2=EZ/(nBI)=15m/

s...............................(2分)

(2)假設(shè)列車做勻加速運(yùn)動(dòng)，根據(jù)列車從線圈?通過(guò)，到剛通過(guò)線圈n,運(yùn)動(dòng)

的位移即兩線圈間距離

s=100mo

由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式:V22-vi2=2as,解得a=(V22-vi2)/(2s)=0.4lm/s2...................

(3分)

5.(14分)根據(jù)如圖3所示的幾何關(guān)系可知凸起面橫截面的半徑為r=(l2/4+h2)

/（2h）（3分）

設(shè)“溜冰”者的質(zhì)量為m,當(dāng)其運(yùn)動(dòng)至與柱面圓心連線跟豎直方向夾角

為9時(shí)，速度為v,地面對(duì)活動(dòng)者的支持力為FN，根據(jù)向心力公式有：mgcos0

-FN=mv2/r,

解得FN二mgcos0-mv2/

r。.......................................（3分）

這說(shuō)明，當(dāng)V一定時(shí)，。越大FN越小。由于活動(dòng)者在凸起面底端時(shí)，

。最大、且v也最大，所以FN最小，即他最可能脫離地面的位置處于凸起面的

底端。

所以要使活動(dòng)者能通過(guò)凸起面的最高點(diǎn)并不脫離地面，就要油/”備

2

根據(jù)上述分析可知，當(dāng)FN=0時(shí)，有mgcos0>mvm/r.........................

解得cos02Vm2/（gr）...............二

又由幾何關(guān)系知：cos0=（r-h）/r.............................（3分）

聯(lián)立可解得I與h的關(guān)系為：（誓+h）…（2分）口々

7g圖3

1.試證明質(zhì)量均勻、厚度均勻的球殼內(nèi)一質(zhì)點(diǎn)受到球殼的萬(wàn)有引力為零.

證明設(shè)球殼單位面積質(zhì)量為P,殼內(nèi)P點(diǎn)處有一質(zhì)點(diǎn)叫如圖4-17所示,球殼上

取一小面元距P為r?,過(guò)此面元邊界與P連接并延長(zhǎng),在球殼上又取下對(duì)應(yīng)

面元,距P為一，可得與對(duì)質(zhì)點(diǎn)m的總?cè)f有引力K為

mPAS.mPAS

-------o-L-G?-------2

AS2

=Gpm（--丁）.

△S]AS2

從圖中可得w-『

因?yàn)閍s】和很小，所以

△$]=△$]cos〃，AS=AS8S。,

22

即竽二華.

工「2

這樣可得"二0.

所以尸二2耳;0.

i=l

2.兩個(gè)質(zhì)量為1.0g的質(zhì)點(diǎn)相距10m.開始時(shí)兩質(zhì)點(diǎn)相對(duì)靜止，且其中一個(gè)質(zhì)點(diǎn)固

定.如果它們之間只有萬(wàn)有引力作用，問(wèn)：無(wú)初速釋放一個(gè)質(zhì)點(diǎn)后，經(jīng)過(guò)多長(zhǎng)時(shí)

間它們相碰？

解設(shè)想叫繞in2做半徑為1的圓周運(yùn)動(dòng)，m2為圓心.由于兩質(zhì)點(diǎn)只有萬(wàn)有引力

作用，故可視為叫做類似于太陽(yáng)系行星的運(yùn)動(dòng).設(shè)叫在A點(diǎn)速度減小，開始沿虛

線做橢圓運(yùn)動(dòng)，%為焦點(diǎn)，如圖4T8所示.設(shè)圓運(yùn)動(dòng)和橢圓運(yùn)動(dòng)的周長(zhǎng)分別為T

和丁，圓半徑和橢圓半長(zhǎng)軸分別為1和1’,由開普勒第三定律有

9,2

T2T

I3=f3(D

圖4-18

當(dāng)叫在A點(diǎn)的速度減為零時(shí)，有1'-5,則叫從A運(yùn)動(dòng)到吃的時(shí)間t二了.又

因?yàn)榻凶鰣A周運(yùn)動(dòng)時(shí)，受向心力Fn=泮"二mJ苓作用，故

馬士②

3

IGm2

F1iT11i

由①、?兩式得T=2%(1).=,所以t=—=](])5-------=L36X

jGm224Gm?

108s.

3.求半徑為R的液態(tài)行星中心處壓強(qiáng)，假設(shè)液態(tài)不可壓縮且密度為p.若R=6.4

X106m,p=1.7X103kg/m3,計(jì)算此壓強(qiáng)。

解將行星球體分成大量厚的薄球?qū)?不難證明：各層對(duì)該層內(nèi)微粒萬(wàn)有引

力之和等于零.為此研究小頂用的圓錐，其中含有質(zhì)量為m的微粒.圓錐從球?qū)由?/p>

分出面積分別為3和S2兩部分（圖479）.

若球?qū)訂挝幻娣e表面攤有物質(zhì)的質(zhì)量為口,則3和S2部分對(duì)質(zhì)量m的萬(wàn)有引力

分別為

…畔L公G*,

但是自COSQ]=巨COS&2=。＞

%以

式中：。為圓錐頂點(diǎn)。處立體角.

作0M1=0A]和OM2RA2，所以

N0A1M尸NOA2M2.

圖4-19

a

此外，N0AI禺二INOA2IB2.因1為Ia1=NI0AI國(guó)-N/OAM，2=Z0A2B2-Z0A2M2,

所以a『a2,因此，4=4-

rir2

結(jié)果W=F2,這兩個(gè)力彼此相互平衡.對(duì)球?qū)悠渌糠诌M(jìn)行類似研究，我們證明

了前面作出的結(jié)論.

—^r3PASArP

體積元層所受指向行星中心的引力為尸二-----,------.

式中：r是從此元層到行星的距離.

由此求出厚部分壓強(qiáng)的增加為

F4,

-----=—/rGpr^r.

FAS3

于是在離行星中心距離r0處的壓強(qiáng)為

P=Po+y^p2ZrAr

由于等于圖像尸r與軸r所圍圖形面積，所以

22

yrAr-<^0)(/?-r0),/?-r

乙22，

因而p=po+-乃Gp2(川一/).

取行星表面處壓強(qiáng)等于零，得到

p=-7T(7P~(R~-5).

在行星中心處(ro=O)壓強(qiáng)筆于

P=—TTGP2R2.

代入P和R數(shù)值，得到

P^l.GXlO^N/m2.

4.使航天器飛越太陽(yáng)系的設(shè)計(jì)方案之一，建議使用面積SKkY的太陽(yáng)帆，當(dāng)航

天器繞太陽(yáng)沿半徑R地=1.5X1()8km的地球軌道運(yùn)行時(shí)，太陽(yáng)帆展開.在隨后運(yùn)行

中指令帆始終垂直太陽(yáng)光線的方向，在地球軌道上太陽(yáng)光壓強(qiáng)為p=10Jpa.問(wèn)：

(1)當(dāng)航天器質(zhì)量多少時(shí)它可以飛離太陽(yáng)系？

(2)當(dāng)航天器質(zhì)量為多少時(shí)，它可以飛到半徑R火二2.3X108km的火星軌道？不

考慮地球以及其他行星的引力影響.

太陽(yáng)質(zhì)量與萬(wàn)有引力恒量的乘積等于M太G=1.3X10"km3/s2.

解(1)當(dāng)太陽(yáng)帆張開時(shí)太陽(yáng)引力和太陽(yáng)壓強(qiáng)作用在航天器上，這兩個(gè)力的合

力為

F=GM^1-pS=-G嗝pS

R1貓Gm/亮

_[M太?pSRQ(Gm)]m

一

可見，太陽(yáng)光壓好像減少了太陽(yáng)對(duì)航天器的引力.這個(gè)力結(jié)果是使太陽(yáng)質(zhì)量不是

M太，而是某個(gè)減少后的等效質(zhì)量，即

我們利用引入的等效質(zhì)量，可以不考慮太陽(yáng)光壓而進(jìn)一步解題.在質(zhì)量為M效的

物體的引力場(chǎng)里，航天器總機(jī)械能為

E_G吧

2R

根據(jù)能量守恒定律，航天器在軌道任何一點(diǎn)機(jī)械能應(yīng)該等于

E二：味-G嗎

2地時(shí)

式中：v地為航天器在離太陽(yáng)距離R地且當(dāng)帆張開時(shí)具有的速度。

根據(jù)航天器在太陽(yáng)引力作用下沿地球軌道運(yùn)動(dòng)方程來(lái)求這個(gè)速度.

由此可見，

E=G旦也-M效）

R地2效

=Gm（pSR,M太）

R幽Gm2

如果E20,即在下面條件下

pSR%_皿20,

Gm2

航天器可以飛離太陽(yáng)系。

由此求出，當(dāng)航天器質(zhì)量為多少時(shí)這才可能實(shí)行。

（2）設(shè)M為某一質(zhì)量叫時(shí)，航天器與火星軌道相切，［航天器能夠飛到火星軌

道（穿過(guò)軌道）所具有的一切可能質(zhì)量m中，in1是最大的］.在這種情況下，航天

器軌道是橢圓，其長(zhǎng)半軸等于（R地+R火）（圖4-20）,在切點(diǎn)航天器速度垂直于

航天半徑矢量。

根據(jù)機(jī)械能守恒定律，有

根據(jù)開普勒第二定律V地R地=V火R火，即

V=V一%

火釀

綜合上兩式并考慮到v地=JG一^,經(jīng)不太復(fù)雜代換后得到2M效R火二M太

VK地

（R火+%）,即2（M太-警QR火=M太（R火+%）?

U1T1]

由此求出航天器可以飛到火星軌道所具有的最大質(zhì)量m,：

2pSR；hR.

m.=—―——y-—^110a4ikg.

Gm太R火-R地

5.質(zhì)量為400kg的宇宙飛船繞地球沿離地面高h(yuǎn)尸200km的圓周軌道運(yùn)行.啟動(dòng)

火箭，發(fā)動(dòng)機(jī)在短時(shí)間At內(nèi)工作，使宇宙飛船速度增加了△v=10rn/s,而運(yùn)行

軌道變?yōu)闄E圓形，離地面最近距離h尸200km,離地面最遠(yuǎn)距離h2=234km.球在

離地面最遠(yuǎn)距離處宇宙飛船的速度v?為多少，火箭發(fā)動(dòng)機(jī)牽引力F多大，工作

時(shí)間△土多長(zhǎng)，消耗燃料質(zhì)量4（11多少以及火箭發(fā)動(dòng)機(jī)的工作效率n多大.

飛船質(zhì)量的變化不計(jì).地球的半徑R'6370km,地球的質(zhì)量M=6Xkg,萬(wàn)有

引力恒量G=6.67X10"N-m2/kg2,每秒消耗燃料叫產(chǎn)—=1kg/s,噴氣流

△t

速度u=4000m/s.燃料和氧化劑的燃燒值為q=1.2X107J/kg.

解離地面最近點(diǎn)宇宙飛船速度、等于

V1=v0+Av.

沿圓周軌道運(yùn)行速度V?？梢杂上旅娣匠糖蟮?/p>

Mm

G-----

2段

6

式中：R1=R+h,=6.57X10m.

由此

代入數(shù)值，得到

卜.67xl(y”x6xl024

V-6.57x106

=7.805X103m/s,

v,=7.805X103+10=7.815X103m/s.

根據(jù)動(dòng)量守恒定律，有

mvjR]=mv2R2

所以在遠(yuǎn)點(diǎn)速度V2為丫2二也，

R2

6

式中：R2=R+h2=6.604X10m.

代入數(shù)值，可得

二7.815x1()3x6.570x106

6.604xlO6

=7.775X103m/s.

根據(jù)動(dòng)量守恒定律求得火箭發(fā)動(dòng)機(jī)的牽引力F

FAt=Amu,

式中：△!!!為在時(shí)間內(nèi)火箭發(fā)動(dòng)機(jī)噴出的氣體質(zhì)量，U為噴氣流速度.

改寫這方程

代入數(shù)值,得到F=IX4000=4X1()3N.

發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí)間可以根據(jù)宇宙飛船動(dòng)量的變化得到：FAt二mAv,

由nuv4(X)xlO.

得：At=----=--------=1S

4000

消耗燃料和氧化劑的質(zhì)量可以根據(jù)對(duì)于“飛船一一燃料物”系統(tǒng)動(dòng)量守

恒定律得到:mAV=Amu,

RNITIAV400X10

即Am=----=--------=lkg.

4000

火箭發(fā)動(dòng)機(jī)工作效率由下式確定：式中P為發(fā)動(dòng)機(jī)功率，Q為燃料

Q

燃燒時(shí)釋放的功率。

由于p二毀1,Q二/q,所以火箭發(fā)動(dòng)機(jī)工作效率等于：

(4x103)2

，7-2q-2xl.2x107=0.67.

6.木星彗星族的形成粗喀描述為下

面.昔星從遙遠(yuǎn)處無(wú)初速“落”向太陽(yáng)，

并從木星不遠(yuǎn)處飛過(guò)（圖4-21）當(dāng)木星引

太陽(yáng)

力場(chǎng)對(duì)彗星的顯著影響消失后，它又在太

陽(yáng)引力場(chǎng)中運(yùn)行，并且它的速度方向與木

星速度方向相反.彗星新軌道的遠(yuǎn)日點(diǎn)位于

木星軌道附近，即在離太陽(yáng)為R=5.2天文單位圖4.21

處.

試求此處替星軌道的近日點(diǎn)將位于離太陽(yáng)

多遠(yuǎn)處.

解注意：太陽(yáng)為巨重木星IO?倍，結(jié)果同太陽(yáng)影響相比，木星引力范圍大

小為其軌道半徑的10$.并且彗星與木星實(shí)質(zhì)性相互作用時(shí)間，與木星運(yùn)轉(zhuǎn)周期

以及彗星繞太陽(yáng)運(yùn)行周期相比是不可比擬的短.因而，在這段時(shí)間內(nèi)彗星的攝動(dòng)

就算不了什么.所以我們把彗星的運(yùn)動(dòng)分為三個(gè)獨(dú)立階段：（1）彗星從遙遠(yuǎn)處沿

著指向太陽(yáng)系方向，在太陽(yáng)引力作用下運(yùn)行；（2）在木星引力場(chǎng)里“瞬間”掉轉(zhuǎn)

頭來(lái)；（3）沿橢圓軌道繞太陽(yáng)運(yùn)行（且可不必考慮木星的影響）.

木星受到太陽(yáng)（質(zhì)量為M）的引力作用而沿著圓周軌道運(yùn)行，其條件為

v2GM

由此得到木星的速度v=\曜

VR

當(dāng)彗星飛近木星第一階段結(jié)束時(shí)，速度丫卜由能量守恒定律得出

5-答即Vk=J^^=&v.

木星和彗星兩星速度方向互相垂直，則彗星相對(duì)木星速度等于

v/=（＞/3-1）V.

從飛出木星引力場(chǎng)后（第三階段開始），彗星相對(duì)與行星速度只改變了方向，

而相對(duì)太陽(yáng)速度大小為

Vj=（＞/3-1）v

現(xiàn)在彗星重新僅與太陽(yáng)相互作用，在遠(yuǎn)日點(diǎn)和近日點(diǎn)速度均垂直于從太陽(yáng)引

出的半徑矢量，于是根據(jù)開普勒第二定律有

V|R=v2x

根據(jù)能量守恒定律有

V；GM=父GM_

~2~~R~"~

解上述兩個(gè)方程，有\(zhòng)=R=5.2天文單位，這是軌道遠(yuǎn)日點(diǎn)與太陽(yáng)距離;

(2-/

」印R=0.37R=1.9天文單位,這就是所求軌道的近口點(diǎn)到太陽(yáng)的距離.

高中物理競(jìng)賽及自主招生光學(xué)專題

一、知識(shí)網(wǎng)絡(luò)或概要

1、幾何光學(xué)

光的直進(jìn)、反射、折射。全反射。

光的色散。折射率與光速的關(guān)系。

平面鏡成像。球面鏡反射成像公式及作圖法。薄透鏡成像公式及仕圖法。

眼睛。放大鏡。顯微鏡。望遠(yuǎn)鏡。

2、波動(dòng)光學(xué)

光程。光的干涉和衍射。雙縫干涉。單縫衍射

光譜和光譜分析。電磁波譜。

3、光的本性

光電效應(yīng)。愛因斯坦方程。波粒二象性。光子的能量與動(dòng)量

二、知識(shí)點(diǎn)剖析

1.光的直線傳播

(1)＞光在均勻媒質(zhì)中是直線傳播的，光在真空中的傳播速度為c=3.00Xl()8m/s,

在其他媒質(zhì)中的傳播速度都小于c.

(2)、影：光射到不透明的物體上，在背光面的后方形成一個(gè)光線照不到的黑暗區(qū)

域，就是物體的影，在這黑瑤區(qū)域中完全照不到的區(qū)域叫做本影，只有一部分光照

射不到的區(qū)域叫做半影。/

B為本影區(qū)，ACD區(qū)為半影區(qū)。一

B區(qū)可看到日全食，A、D區(qū)(日

可看到日偏食；C區(qū)可看到k幺/7^*

日環(huán)食。、―

月食是月球位于地球陰影區(qū)而形成的，若將圖中的月球換成地球，則月球位于什么

位置時(shí)才能看到月食？

2、光的反射

(1)、光的反射定律：反射光線跟入射光線和法線在同一平面上，反射光線和入射光線分別

位于法線的兩側(cè)，反射角等于入射角。

(2)、在光的反射中，光路是可逆的。

①.平面鏡就是利用光的反射定律來(lái)控制光路和成像的光學(xué)器件。.物體在平面鏡內(nèi)可成

與物等大的正立虛像，物、像關(guān)于鏡面對(duì)稱.在進(jìn)行平面鏡成像作圖時(shí)，通常先根據(jù)物、像

對(duì)稱的特點(diǎn)確定像的位置，再補(bǔ)畫必要的入射光線和反射光線。

②球面反射鏡

1I2

A.成像公式：-+-=

ssr

B.符號(hào)法則：光從左到右入射時(shí)，球心C在頂點(diǎn)O之左，為凹面鏡，則球面半徑r〈0；

若C在O之右，為凸面鏡，則r>0；物點(diǎn)Q在頂點(diǎn)O之左，為實(shí)物，則物距s>0；焦距f

的符號(hào)規(guī)定與s相同；像點(diǎn)。'在頂點(diǎn)O之左，為實(shí)像，則s'X）,若。'在O之右，為虛像，

則s'vO。求解時(shí)，提述的已知量，冠以符號(hào)法則中所規(guī)定的正負(fù)號(hào)，代入公式。所求的未

知量，先不管它的正負(fù)號(hào)，求解結(jié)果必帶有應(yīng)該具有的符號(hào)。物點(diǎn)不在軸上時(shí)，設(shè)它與光軸

的垂直距離為y,則Q在光軸之上y>0,在光軸之下yvO；其對(duì)應(yīng)的像也相同，在光軸之

上為），'>0,在光軸下為）橫向放大率y=上，v>0表示像為正立；vvO表示像為倒立。

y

3.光的折射

（1）、光線從一種介質(zhì)進(jìn)入另一和介質(zhì)，傳播方向發(fā)生改變的現(xiàn)象，叫做光的折射現(xiàn)象。光

的折射現(xiàn)象遵守折射定律：折射光線在入射光線和法線決定的平面內(nèi)：折射光線、入射光線

分居法線兩側(cè)；入射角的正弦與折射角的正弦成正比。在折射現(xiàn)象中，光路也是可逆的。

（2）、折射率：光從真空射入某種介質(zhì)，入射角的正弦與折射角的正弦之比，叫做介質(zhì)的

折射率。表示為：n=sini/sinr.實(shí)驗(yàn)證明，介質(zhì)的折射率等于光在真空中與在該介質(zhì)中的傳

播速度之比：n=c/v.

兩種介質(zhì)相比較，折射率較大的介質(zhì)叫做光密介質(zhì)，折射率較小的介質(zhì)叫做光疏介質(zhì).

（3）薄透鏡：透鏡兩球面在光軸上的間距（即厚度）和它的焦距相比可以忽略不計(jì)的透鏡。

通常用符號(hào)和分別表示薄凸透鏡和凹透鏡。特點(diǎn)是光線的入射點(diǎn)和出射點(diǎn)相重合。

（4）透鏡成像

式中f為薄透鏡焦距，s和s'分別為物距和像距。此公式只有在空氣中才適用。

B.符號(hào)法則：

①凸透鏡的f為正，凹透鏡的f為負(fù)。

②對(duì)一般實(shí)際物體，物距s為正。

③對(duì)凸透鏡成像，像距/可正可負(fù)。s'為正值時(shí)，為實(shí)像；s'為負(fù)值時(shí)，為虛像。

④對(duì)凹透鏡成像，像距恒為負(fù)，總成虛像

⑤物（像）高y（<）在光軸之上，y（/）為正；在光軸之下，y（y'）為負(fù)。橫向放大

率u二二為正時(shí)，表示像是正立的，為負(fù)時(shí)表示像是倒立。\v\>l表示放大，\v\>l表示縮小。

y

（5）成像作圖法：主要依據(jù)三條特殊光線確定像的位置。

①平行主軸的光線，經(jīng)凸透鏡折射后通過(guò)焦點(diǎn)，若為凹透鏡，折射光線的反向演唱像通過(guò)焦

盧.

②通過(guò)焦點(diǎn)的光線，經(jīng)凸透鏡折射后與主軸平行，若為凹透鏡，指向透鏡另一側(cè)焦點(diǎn)的光線

經(jīng)折射后與主軸平行；

③通過(guò)光心的光線，經(jīng)透鏡后方向不變。

以上三條特殊光線中的任何兩條，可以確定像的位置。

④實(shí)像和虛像：兩條實(shí)際光線的交點(diǎn)為實(shí)像點(diǎn)；光線反向延長(zhǎng)線的交點(diǎn)為虛像點(diǎn)。像點(diǎn)位置

確定后，也同時(shí)確定了像的虛實(shí)、倒正和大小。實(shí)像用光屏接收，經(jīng)光屏的反射用眼觀察。

虛像必須用眼直接觀察。

4.全反射

光照射到兩種介質(zhì)界面上時(shí)，光線全部被反射回原介質(zhì)的現(xiàn)象稱為全反射現(xiàn)象。發(fā)生

全反射的條件為：1.光線從光密介質(zhì)射向光疏介質(zhì)；2.入射角大于或等于臨界角.（光線從某

種介質(zhì)射向真空或空氣時(shí)的臨界角C為：sinC=-）

n

溫馨提示：在運(yùn)用光的折射定律作光路圖和解決實(shí)際問(wèn)題時(shí)，首先要判斷是否會(huì)發(fā)生全反射.

在確定未發(fā)生全反射的情況下，再根據(jù)折射定律確定入射角或折射角。

不同頻率的色光在同一介質(zhì)中傳播時(shí)，該介質(zhì)對(duì)頻率較高的色光的折射率大，對(duì)頻率較

低的色光的折射率小.

同一頻率的色光在不同介質(zhì)口傳播時(shí)，頻率不變，光速（v=c/n）改變，波長(zhǎng)亦隨之改

變（九=3n,Xo為色光在真空中的波長(zhǎng)）

5.光的色散

光線照射到棱鏡的一個(gè)側(cè)面上時(shí)，經(jīng)兩個(gè)側(cè)面折射后，出射光線向棱鏡的底邊偏折.物體

經(jīng)棱鏡所成的虛像的位置比物體實(shí)際位置向頂角方向偏移.

白光通過(guò)棱鏡折射后會(huì)發(fā)生色散現(xiàn)象.光的色散現(xiàn)象表明：（1）白光為復(fù)色光；（2）同一

介質(zhì)對(duì)不同色光的折射率不同，頻率越高的光折射率越大；不同色光在同一介質(zhì)中的傳播速

度不同，頻率越高的光傳播速度越小。

6.折射元件

（1）眼睛

H人眼結(jié)構(gòu)：水晶體：即眼珠，由折射率為1.42的膠狀透明物質(zhì)組成的雙凸透鏡，前、

后面曲率半徑分別為1厘米和0.6厘米。

①玻璃液：水晶體被一種透明淡鹽溶液包圍，這種溶液稱玻璃液，折射率為1.33。

②瞳孔：玻璃液被稱為鞏膜的白色堅(jiān)韌的膜包圍，形成眼球，直徑約為2.4厘米。眼球前

方有一小遠(yuǎn)控，稱為瞳孔。外來(lái)光束過(guò)弱時(shí)，瞳孔直徑可擴(kuò)大到0.8厘米。

③視網(wǎng)膜：眼球后方有一極薄的膜，稱為視網(wǎng)膜。由視神經(jīng)把視網(wǎng)膜和大腦聯(lián)系起來(lái)。

㈡人眼的調(diào)節(jié)功能；

①自調(diào)節(jié)：水晶體有自我調(diào)節(jié)功能，使它的曲半徑變化，從而自動(dòng)改變焦點(diǎn)，使物體在視

網(wǎng)膜上成像。

（2）近點(diǎn)和遠(yuǎn)點(diǎn)：眼睛能看清楚的最近點(diǎn)稱為近點(diǎn)；最遠(yuǎn)點(diǎn)稱為遠(yuǎn)點(diǎn)。隨著年齡增加，近點(diǎn)

逐漸變遠(yuǎn)，遠(yuǎn)點(diǎn)逐漸變近。

③非正常眼：正常眼能看清楚眼前25厘米處物體的細(xì)節(jié)，故把25厘米稱為明視距離。遠(yuǎn)

點(diǎn)不在無(wú)限遠(yuǎn)而在眼前有限的距高，稱為近視眼?？捎冒纪哥R矯正。近點(diǎn)離眼很遠(yuǎn)的，

稱為遠(yuǎn)視眼，可用凸透鏡矯正。眼珠在不同方向的平面內(nèi)曲率不同，稱為散光眼，可用

非球面透鏡矯正。

（2）照相機(jī)：由物鏡、快門、暗箱等組成。用感光片記錄物體倒立實(shí)像，經(jīng)顯影和定影后，

得到明暗對(duì)比與物體相反的負(fù)片。如為彩照，負(fù)片的色彩與物體互成補(bǔ)色?？扉T控制感

光片曝光時(shí)間，暗箱防止漏光。物鏡中裝有調(diào)節(jié)直徑大小的光圈，用來(lái)改變像的照度，

縮小光圈還可增加成像的景深。復(fù)雜的照相機(jī)裝有可變焦距的物鏡。

（3）放大鏡：一個(gè)焦距f很短的會(huì)聚透鏡。f遠(yuǎn)小與明視距離s,作用是放大物體在視網(wǎng)

膜上所成的像。像所張的視角與肉眼觀察時(shí)物體在明視距離處所張的視角之比，定

義為放大鏡的視角放大率M,M--o

(4)幻燈片：使透明圖片在屏幕上成放大倒立實(shí)像的儀器，由光源、聚光器和放映鏡頭

(凸透鏡)等組成。

(5)顯微鏡

①.結(jié)構(gòu)：在放大鏡(目鏡)前加一個(gè)稱為物鏡的焦距極短的會(huì)聚透鏡，組成顯微鏡。

物體放在物鏡物方焦點(diǎn)外側(cè)附近，經(jīng)物鏡成放大實(shí)像于目鏡物方焦點(diǎn)內(nèi)側(cè)附近。

再經(jīng)目鏡成放大虛像于明視距離以外。

放大倍率：物鏡、目鏡的焦距分別為fO和fe,如光學(xué)筒長(zhǎng)為△,明視距離為So,

則顯微鏡放大倍率為：加=-總負(fù)號(hào)表示像是倒立的。

fJe

(6)望遠(yuǎn)鏡

①.結(jié)構(gòu)：物鏡為凸透鏡，焦距較長(zhǎng)，把無(wú)窮遠(yuǎn)處的物成像在物鏡的像方焦平面上。R

鏡有兩類，用短焦距凸透鏡做目鏡的，稱為開普勒望遠(yuǎn)鏡，成倒立像。用短焦距凹透鏡

做目鏡的，稱為伽利略望遠(yuǎn)鏡，成正立像。

②.放大倍率：用So、fe表示物、目鏡的焦距，則放大倍率為負(fù)號(hào)表示