東工大物理'08年前期[1]

[A] 図1のように、焦点距離が12cmの凸レンズから20cm離れた場所に、光軸に垂直に長さ4cmの物体PQを配置する。レンズの左側を前方、右側を後方と呼ぶことにする。図1には、後方および前方の焦点をそれぞれFで記してある。
(a) PQの像を、答案用紙上に作図によって求めよ。
(b) PQの像は、レンズの中心面(中心を通り光軸に垂直な面、図の点線)から前方または後方に何cm離れたところにできるか、計算で求めよ。解答欄では、(前方,後方)の適当な方を選んで○で囲み、何cmかを記入せよ。
(c) Pの像は、光軸から上または下に何cm離れたところにできるか。計算で求めよ。解答欄では、(上,下)の適切な方を選んで○で囲み、何cmか記入せよ。
(d) 2のように、レンズのすぐ前方に黒い紙を置いてレンズの上半分を覆った。像の位置、形、明るさはどう変化するか。以下の各項目について(1)(2)(3)の中からひとつずつ選び、その番号を解答せよ。
() 像の位置は (1)レンズに近づく。(2)レンズから遠ざかる。(3)動かない。
() 像の形は (1)変わらない。(2)上半分が欠ける。(3)下半分が欠ける。
() 像の明るさは (1)変わらない。(2)暗くなる。(3)明るくなる。

[B] 設問[A]の黒い紙を取り去り、図3に示すように、物体PQの代わりにPの位置に点光源Rを置く。さらに、レンズの後方39cmのところに光軸に垂直に平面鏡を置く。
(e) Rのレンズによる像をとし、さらにの平面鏡による像をSとする。およびSを答案用紙上に作図によって求めよ。
(f) レンズによるSの像の位置(レンズの中心面からの距離および光軸からの距離)を計算により求めよ。解答欄では、(前方,後方)および(上,下)の各かっこ内の適切な方を選んで○で囲み、それぞれ何cmかを記入せよ。
(g) 次の各像が実像か虚像かを答えよ。
()   () S  () 

解答 [A](d)がセンター試験と同一内容の問題として省かれています。私は、センター試験と同一内容だからといって省くことがむしろ問題だと思います。ただ、東工大の入試問題としてはあまりに易し過ぎないでしょうか?

[A](a)右図に示しました。橙色の線が光線です。
(b) 公式:より、 ∴
後方に30cm ......[]
(c)
右図のように倒立の実像で、
下に
6cm ......[]
(d) レンズの半分を覆っても、残りの半分を通過した光が同じ像を同じ位置に作ります。光量が減るので、像ができる位置にスクリーンが置いてあれば像は暗くなります。
() (3) () (1) () (2) ......[]

[B](e)右図にSを示しました。橙色の線が光線です。
ピンク色の線は、Sからに向かう光線です。
(f) の位置はレンズから30cmのところです。
Sの位置はレンズから、39948cmのところです。
,レンズから,光軸から
右図より、前方、レンズから
16cm,上に、2cm ......[]
(g) () 実像 () 虚像 () 実像 ......[]


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