初中科学竞赛辅导《光学》.doc

初中科学竞赛辅导《光学》 1、关于爱因斯坦“同时的相对性原理”要从“爱因斯坦的奶牛梦”说起：在一个风景如画的牧场上有许多奶牛在带电的栅栏附近懒散的吃着草，农夫给栅栏通上电时，当电流到达奶牛位置时奶牛就会跳起来．如图所示，在?A?位置的农夫合上电源开关起，电流以光速?c?向奶牛的方向运动，三头奶牛?B、C、D?距?A?位置的农夫、E?位置的爱因斯坦的距离如图所示．观测者只有在奶牛跳起这一现象的光到达观测者眼睛时，才认为奶牛正在跳起． （1）农夫看到三头奶牛是同时跳起还是先后跳起？ （2）若从农夫合上电源开关瞬时开始记时，农夫看到B奶牛跳起距他闭合开关的时间分别是多少？ （3）爱因斯坦看到三头奶牛是同时跳起还是先后跳起？为什么？ （4）根据以上题目所提供信息和你的计算情况你能得到什么样的结论？ 2、右图所示，东东在探究光的色散现象时，看到白光经三棱镜后，光屏上自上而下出现了红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫的色带。东东对产生的原因进行了思考。受此启发，在测量凸透镜的焦距时，东东想：如果分别用红光和紫光平行与同一个凸透镜的主光轴射入，红光、紫光对凸透镜的焦距是否相同呢？ 请写出你的推断： 色光对凸透镜的焦距大，你推断的理由是： 3、某小组在探究凸透镜成像规律时，不小心将透镜掉在地上碎成三块．他们不知道碎镜片的焦距是否与原透镜相等，于是选取其中一块镜片，准备测量其焦距． 请你设计一个简单实验，测量所选镜片的焦距．所用的主要器材有平行光源、光屏 和 ；在图1中虚线框内画出你所设计的实验示意图（图中镜片已画出（2）测量后，发现这块镜片的焦距与原透镜相等，由此他们得出“每块镜片的焦距都与原透镜相等”的结论．他们这种推断方法存在的主要问题是（3）在探究凸透镜成像的实验中，由于蜡烛火焰的高度不合适，在光屏上得到如图2所示不完整的像，要得到蜡烛火焰完整的像，应将蜡烛向调节．（4）如图3所示，是探究凸透镜成像规律实验时发光体AB所处的位置，请你根据所学的透镜知识用特殊光线作出AB在光屏上所成的像的大致位置．,选择不同的光圈以控制镜头的进光面积；选择不同的快门速度,以控制镜头的进光时间。两者结合的目的是使底片受到的光照能量保持一定,光照能量过大或过小都不能得到好照片。下面的表格是某种情况下光圈与快门的几种正确组合。在“快门“一行中,“15”表示快门打开的时间是1/15 s,依此类推:在光圈一行中，“16“表示镜头透光部分的直径等于镜头焦距的1/16。依此类推，计算光圈一行的最后一格应填的数字。 光圈 16 11 8 5.6 4 2.8 快门 15 30 60 125 250 500 1000 5、李东同学在桌面上的近视眼镜上看到自己身后同一个窗户的两个像，如上图。这两个像是 像（填“实”、“虚”），是 面镜（填“平”、“凸”、“凹”）所成的像。其中较大的像是镜片上离李东较 的玻璃面（填“近”、“远”）所成的。 入射角i 折射角r i/r sini/cosr 10° 6.7° 1.50 1.49 20° 13.3° 1.50 1.49 30° 19.6° 1.53 1.49 40° 25.2° 1.59 1.50 50° 30.7° 1.63 1.50 60° 35.1° 1.71 1.49 70° 38.6° 1.81 1.49 80° 40.6° 1.97 1.50 分析上述实验数据，得出入射角跟折射角之间的定量关系是___________。 7、黑色花为什么很少见？ 我们生活在姹紫嫣红、色彩缤纷的花的世界里，但是我们看到的黑色花却很少。 植物学家对四千多种花的颜色进行了统计，发现只有8种黑色花，而且还不是纯正的黑色，只是偏紫色而已。为什么会出现这种现象呢？原来花的颜色与阳光及花瓣反射、吸收光有关。太阳光是由七种色光（红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫）组成。光的颜色不同，其热效应不同。有色不透明物体反射与它颜色相同的光，吸收与它颜色不同的光，黑色物体吸收各种颜色的光。花瓣比较柔嫩，为了生存，避免高温伤害，它们吸收热效应较弱的光，而反射热效应较强的光。这就是我们看到红、橙、黄色花多，而蓝、紫色的花少的缘故。若吸收七种色光，受高温伤害就更大，花也更难生存，所以黑色花很少。 请回答下列问题： （1）红花反射什么颜色的光，吸收什么颜色的光？ （2）材料中提到“光颜色不同，热效应不同”，请你比较红色光与蓝色光的热效应强弱：