愛知医科大学物理2013年第2問
- 問1.次の文を読み、下の(1)~(4)について答えよ。
図1のように、焦点距離fの薄い凸レンズの中心をOとして、レンズの左側、距離x(x>f)の位置に、光軸に対して垂直に物体PQを置く。このとき、レンズの右側、距離yの位置にある光軸に垂直なスクリーン上に物体PQの像ができた。ここでのx、y、zの関係式は1で表される。凹レンズに1の式を適用するには、物体がレンズの前面(左側)にあるときのxの符号を正、像がレンズの前面にあるときのyの符号をa、焦点距離fの符号をbとすればよい。
凸レンズでは物体が焦点の外側(x>f)にあるときにできる像はA、焦点の内側(x<f)にあるときにできる像はB、凹レンズでは物体が焦点の外側にあるときにできる像はC、焦点の内側にあるときにできる像はDとなる。
- (1) 文中の1にあてはまる式を書け。
- (2) 文中のa、bの組合せとして適切なものを、表1の(ア)~(エ)の中から1つ選び、記号で答えよ。
表1 (2) (a) (b) (ア) 正 正 (イ) 正 負 (ウ) 負 正 (エ) 負 負 - (3) 文中のA、Bの組合せとして適切なものを、表2の(ア)~(ク)の中から1つ選び、記号で答えよ。
- (4) 文中のC、Dの組合せとして適切なものを、表2の(ア)~(ク)の中から1つ選び、記号で答えよ。
表2 (3) (A) (B) (4) (C) (D) (ア) 正立虚像 正立実像 (イ) 正立虚像 倒立実像 (ウ) 正立虚像 正立虚像 (エ) 正立虚像 倒立虚像 (オ) 倒立実像 正立実像 (カ) 倒立実像 正立虚像 (キ) 倒立実像 正立虚像 (ク) 倒立実像 倒立虚像
図2のように、焦点距離24cmの十分大きな薄い凸レンズを光軸が水平になるように置き、光軸上でレンズの中心Oの左側、36cmの位置に点光源を置いたところ、光軸に垂直なスクリーン上に点光源の像ができた。次の問いに答えよ。ただし、速度と変位については鉛直上向きを正とする。
問2.レンズの中心からスクリーンまでの距離を求めよ。- 問3.図2の状態から、点光源を鉛直上方に0.50cm/sの一定の速度で2.0cm移動させた。スクリーン上での点光源の像について、次の量を求めよ。
- (1) 移動中の速度
- (2) 変位
- 問4.図2の状態から、レンズを鉛直上方に0.50cm/sの一定の速度で2.0cm移動させた。スクリーン上での点光源の像について、次の量を求めよ。
- (1) 移動中の速度
- (2) 変位
- 問5.図2の状態から、点光源を光軸に沿って移動させてスクリーンからの距離を150 cmにしたところ、点光源の像はぼやけた。そこで、レンズを点光源に向かってある距離だけ平行に移動させたところ、再びスクリーン上に像ができた。
- (1) このときのレンズの中心から点光源までの距離を求めよ。
- (2) このとき、点光源の位置に長さ2.0cmの物体を鉛直に置いた。スクリーン上での物体の像の長さを求めよ。