7 初中物理竞赛专题七 光现象.pdfVIP

君子忧道不忧贫。——孔丘

竞赛专题七光现象

一、光的直线传播

例1地球半径为R，地球自转周期为24小时，某地球同步卫星位于赤道上空且离地面的高

度约为5.6R，卫星正下方地面上有一观察者，用天文望远镜观察被太阳光照射的此卫星。

若不考虑大气对光的折射，春分（即太阳光直射赤道）那天在日落的时间内，此人观察不到

卫星的时间约为（）

A．40分钟B．70分钟C．100分钟D．140分钟

例2早在公元前305年，著名天文学家埃拉托色尼就已经测量出了地球的周长，与现代科

学公认的地球周长的真实值相差不到0.1％。他在研究中发现，每年夏至这一天，塞恩城（今

埃及阿斯旺）正午的太阳光正好直射到城内一口深井的底部，而远在S千米以外的亚历山大

城，这天正午的太阳光却会使物体在地面上留下一条影子，他测得太阳光方向与竖直方

向之间的夹角为θ，由此得出地球的周长应为（）

A．θ×S/360B．360×S/θC．θ×S/180D．180×S/θ

二、光的反射

2

1.当入射光线方向不变时，平面镜旋转角，反射光线将转过角

例3入射光线与平面镜的夹角为70°，若入射光线方向不变，使平面镜绕入射点沿入射光线

与法线构成的平面顺时针方向旋转40°后，入射光线与反射光线的夹角为（）

A．40°B．80°C．120°D．160

2.角镜反射问题

例4两平面镜OM1、OM2之间夹角为θ，入射光跟平面镜OM2平行，

经两个镜面两次反射后，出射光跟OM1平行，如图所示，那么此θ角

应为（）

A30°B45°C60°D75°

例5如图所示，平面镜OM与ON的夹角为，一条平行于平面镜ON的

光线经过两个平面镜的多次反射后，能够沿着原来的光路返回。则平面镜之间的夹角不可能

是（）

A．1°

B．2°

C．3°

D．4°

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三、平面镜成像的典型问题

1.根据光路可逆性确定平面镜观察范围的光路图

例6内表面只反射而不吸收光的圆筒内有一半径为R的黑球，距球心为2R处有一点光源S，

球心O和光源S皆在圆筒轴线上，如图所示．若使点光源向右半边发出的光最后全被黑球

吸收，则筒的内半径r最大为多少？

2.平面镜与物体间的相对运动

由平面镜成像的特点像与物关于镜面对称，易得以下结论：

1)若平面镜不动，物体沿垂直于镜面的方向以速度v向镜面运动，则像以速度v向镜面运

动（对镜的速度），像相对于物体以速度2v运动。

2)若物体不动，镜沿垂直于镜面的方向以速度v向物体运动，则像相对镜以速度v向镜面

运动，像相对物体以速度2v运动

例7有一个点光源S，放在平面镜MN前，若镜MN不动，光源S以速度2m/s沿与镜面