2025年全国中学生物理竞赛分类汇编

全国中学生物理竞赛分类汇编光学第 21 届初赛一、（15分）填空1．d．一种可见光光子能量数量级为_________J。2．已知某个平面镜反射光能量为入射光能量80％。试判断下列说法与否对旳，并简述理由。a． 反射光子数为入射光子数80％；b．每个反射光子能量是入射光子能量80％。六、（15分）有一种高脚酒杯，如图所示。杯内底面为一凸起球面，球心在顶点O下方玻璃中C点，球面半径R＝1.50cm，O到杯口平面距离为8.0cm。在杯脚底中心处P点紧贴一张画片，P点距O点6.3cm。这种酒杯未斟酒时，若在杯口处向杯底方向观看，看不出画片上景物，但假如斟了酒，再在杯口处向杯底方向观看，将看到画片上景物。已知玻璃折射率n1＝1.56，酒折射率n2＝1.34。试通过度析计算与论证解释这一现象。第 21 届复赛四、(20 分)目前，大功率半导体激光器重要构造形式是由许多发光区等距离地排列在一条直线上长条状，一般称为激光二极管条．但这样半导体激光器发出是诸多束发散光束，光能分布很不集中，不利于传播和应用．为理处理这个问题，需要根据详细应用规定，对光束进行必须变换（或称整形）．假如能把一种半导体激光二极管条发出光变换成一束很细平行光束，对半导体激光传播和应用将是非常故意义．为此，有人提出了先把多束发散光会聚到一点，再变换为平行光方案，其基本原理可通过如下所述简化了状况来阐明．如图，S1、S2、S3 是等距离（h）地排列在一直线上三个点光源，各自向垂直于它们连线 同 一 方 向 发 出 半 顶 角 为  =arctan圆锥形光束．请使用三个完全相似、焦距为 f = 1.50h、半径为 r =0.75 h 圆形薄凸透镜，经加工、组装成一种三者在同一平面内组合透镜，使三束光都能所有投射到这个组合透镜上，且经透镜折射后光线能所有会聚于 z 轴（以 S2为起点，垂直于三个点光源连线，与光束中心线方向相似射线）上距离 S2为 L = 12.0 h 处 P 点．（加工时可对透镜进行外形变化，但不能变化透镜焦距．）1．求出组合透镜中每个透镜光心位置．2．阐明对三个透镜应怎样加工和组装，并求出有关数据．第 20 届初赛一、（20 分）两个薄透镜 L1 和 L2 共轴放置，如图所示．已知 L1 焦距 f1=f ，L2 焦距 f2=—f，两透镜间距离也是 f．小物体位于物面 P上，物距 u1 ＝3f．（ 1 ） 小 物 体 经 这 两 个 透 镜 所 成 像 在LS1S3PS2hhzL2__________边，到 L2 距离为_________，是__________倍（...