香港2004年物理奥林匹克竞赛

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1、2004 年香港物理奥林克竞赛练习题集锦 光的反射本章所有问题皆适用于新课程。A 多项选择题1 下列各项有关光的 述，哪项是正确的？(1) 光在均匀的介质中以直线传播。(2) 光是能量的一种形式。(3) 光束的边缘在真空中是可见的。A 只有(1) B 只有(3)C 只有(1) 和(2) D (1)、(2)和(3) C2上图中，光线在镜子M 2的反射角是多少？A 40oB 45oC 50oD 55oB3上图中，光线在平面镜的入射角是30 o。把镜子转动20 o后，反射角会变成多少？A 10oB 20oC 30oD 不能确定。A4 下列各项有关平面镜成像的 述，哪项是正确的？(1) 像在镜的后面形

2、成。(2) 像为虚像。(3) 像是倒置的。A 只有(1)B 只有(1) 和(2)C 只有(2) 和(3)D (1)、(2)和(3)B5下列哪一项正确地描述上图字母P在平面镜所成的像？A BC DC6如上图所示，硬纸板上写了三个字母。如果硬纸板放在平面镜前，下列哪一项为平面镜所形成的像？A BC DB7 一具潜望镜由两块平面镜组成。下列各项有关该潜望镜最终所成的像的述，哪项必然是正确的？(1) 像是直立的。(2) 像为虚像。(3) 像比物体小。A 只有(2)B 只有(3)C 只有(1) 和(2)D (1)、(2)和(3)A8 如下图所示，一女孩面向墙壁站立，她的眼睛与地面相距1.5 m。现有一面

3、小镜，应把小镜挂在墙上哪个位置，女孩才可看到天花板的灯？A 地面上方 1.50 m 的位置B 地面上方 1.63 m 的位置C 地面上方 1.75 m 的位置D 地面上方 1.83 m 的位置D9 珠美站在镜前5 m处。如果她向镜子走近1.5 m，她和她的像之间的距离会变成多少？A 3.5 mB 6.5 mC 7.0 mD 7.5 mC10 下列各项有关光的反射的 述，哪项是正确的？(1) 法线必定在入射光线和反射光线之间。(2) 法线、入射光线和反射光线所在的平面必定和镜子垂直。(3) 入射光线和镜子之间的夹角必定相等于反射光线和镜子之间的夹角。A 只有(2)B 只有(1) 和(3)C 只有

4、(2) 和(3)D (1)、(2)和(3)D11 下列哪一项必然是虚像的特性？A 它是横向倒置的。B 它与物体大小相同。C 它不能投射到屏幕上。D 它和镜面的距离相等于物体和镜面的距离。C12 下图中，两块平面镜成直角相对摆放。一物体放在O点，光线经两块镜多次反射后便形成数个像。图中哪个位置不会有像形成？A 只有 I2B 只有 I3C 只有 I2 和 I3D 只有 I3 和 I4D指引：下列各题分别由两个句子组成。考生应先判断两个句子是否正确；如果两句都是正确，便判断第二句是否第一句的合理解释；然后根据下表，从 A 至D 四项中选出一个正确的答案。第一句 第二句A 正确 正确 第二句是第一句的

5、合理解释。B 正确 正确 第二句不是第一句的合理解释。C 正确 错误D 错误 正确13第一句 第二句光线并不一定沿直线传播。 平行光线经漫反射后，会向不同方向传播。D14第一句 第二句我们能看见发光体，但不能看见不发光体。当来自物体的光进入我们的眼睛时，我们就能看见它。D15第一 述句 第二 述句光线被粗糙的面反射时，并不遵从反射定律。当一束平行光线射向粗糙的面时，反射光束并不是平行的。DB 短题目1 在黑暗的环境中摄影，通常都要使用闪光灯。(a) 闪光灯所产生的是会聚光束、平行光束、还是发散光束？产生这种光束的好处是甚么？ （2 分）(b) 一个夜里，你的朋友站在漆黑的大球场中央，要你替他拍

6、照。解释为甚么即使使用了闪光灯，照片上的背景还是非常昏暗。（3 分）1题 解 分 数(a) 发散光束。发散光束能照亮的地方较广，因而让人拍摄到的范围较大。1A1A(b) 如果要拍摄的背景能把闪光灯的光线，反射到照相机去，照片上的背景才会清楚而光亮。然而，除了我的朋友之外，球场中央并没有其它物体可以把光线反射到照相机。所以，照片的背景仍然是昏暗的。1A1A1A2 现时，许多商业大厦都用大块的反射镜板作为外墙。下图所示的大厦，外墙就是用反射镜板筑成的。从这大厦的外面观看镜板，可以见到附近旗帜的像。(a) 由镜板形成的旗帜的像，形状和旗帜有点分别。试指出两个可能导致这分别的原因。 （2 分）(b)

7、画一幅光线图，以显示这种镜板怎样反射遥远物体所发出的光线。（3 分）2题 解 分 数(a) 反射镜板不是互相平行。反射镜板不是安装在同一个平面上。1A1A(b)（入射光线平行）（镜板平直，并非平行安装在同一个平面上）（反射光线根据反射定律画出，i 与 r 大约相等）1A1A1A3 如下图所示，一物体放置在平面镜前面50 cm处。p、q、r 是从物体顶部发出的入射光线。(a) 利用反射定律，画出 p、q、r 的反射光线。 （3 分）(b) 假设你在镜的前方观看物体的像。如果你向镜的相反方向移动，像的大小和位置会怎样改变？ （2 分）3题 解 分 数(a)（利用网格线，画出正确的反射光线，即 r

8、= i） 3 x 1A(b) 像的大小和位置都不会改变。 2A4 鞋店的地板上，有一块靠墙的平面镜，与地板形成 角。(a) 店员为了顾客方便，通常不会把 设为 90o。试解释原因。 （2 分）(b) 假设从顾客脚部发出的光线，与平面镜形成 45o 角；而反射光线进入顾客的眼睛时，和水平形成 60o 角。试把这情况用图画来表达，然后找出 的值。 （3 分）4题 解 分 数(a) 如果 = 90o，除非顾客弯下腰或站在与平面镜非常接近的位置，否则就不能从镜中看见自己脚部的像。1A1A(b)（图的标记清晰、准确） = 30 o + (90 o - 45o) = 75o1A1M1A5 湖边的日落景色，

9、美得叫人惊叹。湖水把斜阳的光线反射，看起来就像颗美钻一样，闪闪生辉。(a) 试利用光线图帮助解释，湖水怎样反射阳光。 （4 分）(b) 如果你站在湖的西岸，并向东面望过去，你还可以看见湖面闪闪发亮吗？试利用(a)的光线图帮助说明。 （2 分）5题 解 分 数(a)（粗糙表面上发生漫反射）在皱褶的水面上，漫反射现象发生。有些反射的光线向我射过来，在我看起来就像光点一样。水面在动，因此像在不断闪烁。1A1A1A1A(b)我仍然可以看见湖面闪闪发亮。如上图所示，有些如 X、Y 的反射光线，会向西面射过来（也就是向我射过来）。1A1A6 陈先生与妻子、女儿慧雯一起探望朋友去。在朋友家的大门外，装置了一

10、面平面镜。*(a) 应用适当的物理学定律，解释为甚么当陈先生望向平面镜时，看不见自己脚部的像。 （5 分）(b) 陈先生望向平面镜时，最有可能看到的是甚么像？（是陈先生本人的、陈太太的、慧雯的头部、手部、还是脚部？） （1 分）6题 解 分 数(a) 由于陈先生的脚部在平面镜的右下方，而且平面镜的法线是水平的，所以反射光线必然会射向平面镜的左上方（根据反射定律）。又因为陈先生的眼睛靠近平面镜的右上方，因此他看不到自己脚部的像。（有效传意能力）1A1A1A1A1C(b) 陈太太的脚部。 1AC 长题目1 (a) 一物体AB放置在平面镜的前方（见图a）。图 a(i) 在图 a 画出 p、q、r 、

11、s 的反射光线。 （4 分）(ii) 利用上述的结果，在图中标记 AB 的像的位置。 （1 分）(iii) 试指出该像的三种性质。 （3 分）(b) 简单的潜望镜是由两块平面镜组成的。(i) 试画图表示两块平面镜应怎样放置在潜望镜内。 （2 分）(ii) 在图中加上两条光线，说明潜望镜是如何运作的。 （2 分）(iii) 潜望镜所形成的像是否横向倒置的？ （1 分）(c) 图 b 显示一男孩用电灯照明书本来阅读。图 b解释为甚么男孩在书本中看不见灯泡的像。 （2 分）1题 解 分 数(a) (i)及(ii) （每条正确的反射光线 1 分）（正确的像）4 x 1A1A(iii) 下列任何三项（每

12、项 1 分）：像与物大小相同像是虚像像是横向倒置的像是正立的像与镜的距离和物与镜的距离相等3 x 1A(b) (i)及(ii)（每块镜的位置正确 1 分）（每条正确的光线 1 分）2 x 1A2 x 1A(iii) 不是。 1A(c) 当光线射到书本的表面时，漫反射现象便出现。 1A因此，书本无法产生清晰的像无法产生像。 1A2 (a) 迪文高140 cm，站在一块平面镜的前方。如图a所示，他的眼睛位于头顶下方10 cm处；H代表他的头顶，E代表他的眼睛，而F 则代表他的脚。图 a(i) 画一幅光线图，说明迪文怎样看到自己的头和脚。 （2 分）(ii) 如果迪文要在镜中看到自己的全身，镜子最小

13、要有多长？（2 分）(iii) 迪文的像有多高？ （1 分）(b) 图 b 显示一简单潜望镜的结构。图 b(i) 完成图 b 两条光线的路径，以展示来自遥远物体的光线，会怎样通过潜望镜。 （2 分）(ii) 迪文利用图 b 所示的潜望镜来观看发亮的字母J 。试画出他所观察到的像是怎样的。 （2 分）(iii) 该像是一个虚像。试用光线和屏幕两词，解释虚像的意思。 （2 分）(c) 迪文要制作另一个潜望镜，用来观看身后的遥远物体。图 c 显示了他的设计。图 c(i) 完成图 c 两条光线的路径，以展示来自物体的光线，会怎样通过潜望镜。 （2 分）(ii) 迪文利用图 c 所示的潜望镜来观看发亮的

14、字母J。试画出他所观察到的像是怎样的。 （2 分）2题 解 分 数(a) (i)（每条正确的光线 1 分） 2 x 1A(ii) 从图中得知，镜子的最小长度 = AB= (5 + 65) cm= 70 cm1M1A(iii) 迪文的像与他高度相等，也就是说，像高 140 cm。 1A(b) (i)（光线方向正确）（光线平行）1A1A(ii)（像是正立的）（像不是横向倒置的）1A1A(iii) 像是虚像的意思是说，光线实际上并不是来自像，所以像无法用屏幕来捕捉。1A1A(c) (i)（光线方向正确）（光线平行）1A1A(ii)（像是倒立的）（像是横向倒置的）1A1A3 (a) 建华身高1.5 m

15、，站在平面镜MN前的1.5 m处。他的眼睛高于地面。图a展示了上述情况；图中PQ代表伟伦，E 代表他的眼睛。1.4图 a(i) 试说出建华的像的三个性质。 （3 分）(ii) 在图 a 中，画出(1) 建华的像；(2) 两条光线，显示他怎样能看到自己的头和脚。（4 分）(iii) 如果建华要从镜中看到自己的全身，镜子最小应有多长？试利用(ii) 的结果或其它方法来找出答案。 （2 分）(b) 学校外的球场快要举行一场足球比赛。由于球场给学校的外墙遮挡 ，所以建华打算造一个潜望镜，让他可以观看赛事。图 b 所示为该潜望镜的结构，它是利用两块平面镜和一些硬纸板造成的。图 b(i) 在图 b 上，画

16、出该两条光线的路径，以展示它们怎样通过潜望镜。 （2 分）(ii) 然而，当建华通过潜望镜观看赛事时，却发现它并不适合用来观看比赛。试利用(i)的结果，简单解释原因。 （2 分）(iii) 画图建议建华应当怎样重新设计潜望镜，使它能用来观看赛事。在图中，画出两条通过潜望镜的光线，以支持你的答案。（新、旧设计所使用的材料完全相同。） （2 分）3题 解 分 数(a) (i) 下列任何三项（每项 1 分）：像与物大小相等像是虚像像是横向倒置的像是正立的像与镜的距离和物与镜的距离相等3 x 1A(ii)(1) （像的高度正确）（像的位置正确）(2) （每条正确的光线 1 分）1A1A2 x 1A(iii) 从图中得知，镜子的最小长度= XY= 0.75 m1M1A(b) (i)（每条正确的光线 1 分） 2 x 1M(ii) 图中，上方的光线通过潜望镜后