安陽(yáng)市物理競(jìng)賽聯(lián)考2022至2023學(xué)年期 末 考試 課程考試題  A 卷 （ 120 分鐘） 考試形式：  閉卷   課程成績(jī)構(gòu)成：平時(shí)    30    分， 期中    0     分， 實(shí)驗(yàn)   0     分， 期末   70    分  一二三四五六七八九十合計(jì)復(fù)核人簽名得分            簽名             一、填空選擇題（共20分，每題1分）      備注：題目中有選項(xiàng)的是選擇題，無(wú)選項(xiàng)的為填空題。1． 在均勻各向同性線性介質(zhì)中，光束的波面與傳播方向相互垂直。2． 費(fèi)馬原理指出，光從一點(diǎn)傳播到另一點(diǎn)，其間無(wú)論經(jīng)過(guò)多少次折、反射，其光程為極值。3． 符號(hào)規(guī)則規(guī)定，光線與光軸的夾角是由光軸轉(zhuǎn)向光線所形成的銳角度量，順時(shí)針為正，逆時(shí)針為負(fù)。4． 單個(gè)折射球面的軸向放大率C。   A.大于1   B.小于1   C.恒為正   D.可為負(fù)5． 有一個(gè)無(wú)限遠(yuǎn)物點(diǎn)，經(jīng)某一理想光學(xué)系統(tǒng)成像，則其像點(diǎn)必在理想光學(xué)系統(tǒng)的B。   A.像方焦點(diǎn)上    B.像方焦平面上    C.物方焦點(diǎn)處   D.物方焦平面上6． 理想光學(xué)系統(tǒng)的所有基點(diǎn)包括D。   A.一對(duì)主點(diǎn)、一對(duì)焦點(diǎn)   B.一對(duì)焦點(diǎn)、一對(duì)節(jié)點(diǎn)   C.一對(duì)節(jié)點(diǎn)、一對(duì)焦點(diǎn)          D.一對(duì)主點(diǎn)、一對(duì)焦點(diǎn)和一對(duì)節(jié)點(diǎn)7． 一副近視眼鏡為200度，其適合的焦距為C。  A.200mm    B.500mm    C.-500mm    D.-200mm8． 唯一能成完善像的光學(xué)元件是C。  A.薄透鏡    B.球面反射鏡    C.平面反射鏡    D.棱鏡9． 光學(xué)系統(tǒng)中與孔徑光闌共軛的是C。    A.入射窗    B.像平面     C.出瞳    D.出窗10．         光學(xué)系統(tǒng)的實(shí)際像與理想像之間的差異稱(chēng)為像差，包括單色像差和色差兩大類(lèi)。11．         單正透鏡產(chǎn)生負(fù)球差，單負(fù)透鏡產(chǎn)生正球差，因此它們組合可以校正球差。12．         望遠(yuǎn)系統(tǒng)的光學(xué)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是光學(xué)間隔為零。13．         評(píng)價(jià)光學(xué)系統(tǒng)成像質(zhì)量最全面客觀的方法是C。  A.瑞利判斷    B.分辨率    C.光學(xué)傳遞函數(shù)   D.點(diǎn)列圖14．         光通量的國(guó)際度量單位是A。    A.流明     B.勒克斯    C.坎德拉    D.熙提15．         能夠匹配所有顏色的三種顏色，稱(chēng)作三原色，通常三原色由B組成。                   A.紅、黃、藍(lán)   B.紅、綠、藍(lán)   C.紅、黃、綠    D.黃、綠、藍(lán)16．         色品圖中與馬蹄形的邊緣曲線對(duì)應(yīng)的顏色為A。                                    A.光譜色      B.混合色      C.復(fù)合色       D.三原色17．         對(duì)普通光學(xué)材料而言，一般在可見(jiàn)光范圍內(nèi)對(duì)紅光的折色率通常小于對(duì)藍(lán)光的折色率。18．         “小孔成像”這一物理現(xiàn)象可用幾何光學(xué)中的光線直線傳播定律來(lái)解釋。19．         某種波長(zhǎng)的光入射到頂角為60O的折射棱鏡，測(cè)得最小偏向角為42O15，，則該種材料對(duì)于入射波長(zhǎng)的折射率為1.557。20．         照相系統(tǒng)的三個(gè)重要參數(shù)是B。                                              A.視場(chǎng)角、分辨率和焦距            B.視場(chǎng)角、相對(duì)孔徑和焦距    C.視場(chǎng)角、數(shù)值孔徑和焦距          D.視場(chǎng)角、相對(duì)孔徑和分辨率 二、簡(jiǎn)答題(共20分，每題4分） 1、試述什么叫像差？主要有哪幾種像差？答：在實(shí)際光學(xué)系統(tǒng)中，物體成像的大小與位置不同于近軸條件下物體成像的大小與位置，這種實(shí)際像與理想像的差異叫像差(2)。像差主要有球差、彗差、像散、場(chǎng)曲、畸變、位置色差和倍率色差(2)。2、    在CIE1931色品圖上，馬蹄形曲線代表什么？ 如何在色品圖上確定某一顏色的主波長(zhǎng)？答：馬蹄形曲線代表光譜色的色品軌跡(2)。先在色品圖上找到某一顏色的色品點(diǎn)和參考白光，連接參考白光和該色品點(diǎn)，并與光譜色色品軌跡相交，交點(diǎn)對(duì)應(yīng)的波長(zhǎng)即為該顏色的主波長(zhǎng)(2)。 3、 反射鏡是否會(huì)產(chǎn)生色差？為什么？答：否(2)。因?yàn)椴煌ㄩL(zhǎng)的光線以相同的角度入射在反射鏡上時(shí)，它們的反射角均相同(2)。4、  反射棱鏡在光學(xué)系統(tǒng)中的作用有哪些?在光路中可等效為何?答:主要作用為折疊光路、折轉(zhuǎn)光路和轉(zhuǎn)像、倒像等(2)。在光路中可等效為平行平板加平面反射鏡(2)。5、為減少測(cè)量誤差，測(cè)量?jī)x器為何采用遠(yuǎn)心光路？答：當(dāng)孔徑光闌位于物鏡的像方焦平面上時(shí)，系統(tǒng)的入瞳位于物方無(wú)限遠(yuǎn)處，此時(shí)構(gòu)成物方遠(yuǎn)心光路(2)，不論物位于何處，軸外點(diǎn)參與成像的主光線相同，所以其像投影在接收面上的彌散斑中心間隔不變，從而克服了調(diào)焦不準(zhǔn)引入的誤差(2)。 三、作圖題（ 共20分，每題5分）  1、求軸上點(diǎn)的像。(5分)  2、求虛物AB的像。(5分)       3、 判斷如下轉(zhuǎn)向棱鏡的轉(zhuǎn)向情況。(5分)          4． 求AB的像A，B，。(5分)              四、（5分）一薄透鏡焦距為200mm，一物體位于透鏡前300mm處，求像的位置和垂足放大率。解：用高斯公式：，有，則                                                 得，即像位于透鏡后600mm處。                                 (3)                                   垂足放大率。                                     (2)             五、（10分）一支功率為5mW的氦氖激光器，發(fā)光效率為152lm/W,發(fā)光面直徑Φ=1mm,發(fā)散角（光束半頂角）為1mrad,求：      （1）激光器發(fā)出的總光通量？      （2）發(fā)光強(qiáng)度？      （3）激光器發(fā)光面的光亮度？      （4）激光束在10m遠(yuǎn)處屏幕上產(chǎn)生的光照度？ 解：（1）                                   (2)   （2）由于激光器的發(fā)散角很小，對(duì)應(yīng)的立體角為                                             (3)    （3）                       (3)    （4）                                 (2)   六、（10分）一組合系統(tǒng)由兩面薄透鏡構(gòu)成，薄正透鏡的焦距為20mm，薄負(fù)透鏡的焦距為-20mm，兩單透鏡之間的間隔為10mm，當(dāng)一物體位于正透鏡前方100mm處，求組合系統(tǒng)的垂軸放大率和像的位置。解：對(duì)單正透鏡來(lái)說(shuō)，，，因此有                                                   (3)所以。對(duì)負(fù)透鏡來(lái)說(shuō)，，，有                                                    (3) 所以。根據(jù)放大率，所以                                             (4)  七、（15分）一個(gè)20倍的開(kāi)普勒望遠(yuǎn)鏡，物方視場(chǎng)角2W＝3.2度，物鏡的焦距500mm，直徑62.5mm，為系統(tǒng)的孔徑光闌；在物鏡與目鏡的公共焦面上設(shè)有視場(chǎng)光闌，目鏡為單個(gè)正薄透鏡組，求：(1)目鏡焦距；（2）整個(gè)系統(tǒng)的出瞳位置和大??；(3)視場(chǎng)光闌的直徑；(4)望遠(yuǎn)鏡的像方視場(chǎng)角2W’。解：（1） (2)物鏡為孔徑光闌，同時(shí)也是入瞳，物鏡經(jīng)目鏡所成像即為出瞳對(duì)目鏡使用高斯公式：所以出瞳位置位于目鏡透鏡得右邊26.25mm出瞳大小（3）視場(chǎng)光闌的直徑2y’=2fo’tanW=2×500tan1.6o=27.9325mm(4)注：答對(duì)（1）3分，答對(duì)（2）4分，答對(duì)（2）4分，答對(duì)(3)4分
 
 

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