Question

【題目】2016年9月25日， 米口徑球面射電望遠鏡（ ）在貴州省平塘縣落成，并開始接收來自宇宙深入的電磁波．這是由中國科學院國家天文臺主導建設，具有我國自主知識產(chǎn)權、世界最大單口徑、最靈敏的射電望遠鏡．

某興趣小組同學看到報道后想探究“球面射電望遠鏡的工作原理”，他們查找資料后發(fā)現(xiàn)．經(jīng)典射電望遠鏡的基本原理和光學反射望遠鏡相似，投射來的電磁波被一精確鏡面反射后，同相到達公共焦點．用旋轉拋物面作鏡面易于實現(xiàn)同相聚焦，因此，射電望遠鏡天線大多是拋物面．于是他們聯(lián)想到拋物面可能跟凹面鏡工作原理相同，并作出以下猜想：
猜想一：拋物面上的反射是否遵從光的反射定律．
猜想二：平行于主軸的電磁波經(jīng)拋物面反射后，反射的電磁波是否會聚于一點．
猜想三：拋物面對電磁波起會聚作用，是否焦距越小，會聚本領越大．
為了探究猜想一，興趣小組的同學選用了平面鏡、直尺、鉛筆、量角器和激光光源進行了如圖甲所示的實驗：

（1）實驗時為了讓不同方位的同學都能看到光的傳播路徑，應該選（填字母）豎著放在甲圖中的平面鏡上，這是因為光在所選物品上發(fā)生了反射．
A．平面鏡 B．凹面鏡 C．透明玻璃板 D．硬紙板
（2）他們用鉛筆描出光路，然后用凹面鏡代替平面鏡，讓 正對凹面鏡弧面頂點，并保持光線 不動，如果出射光線與 重合，就說明猜想一是（填“正確”“不正確”）．他們在這一實驗中用到了與相似的研究方法（選填字母）．
A．控制變量法 B．等效替代法
C．轉換法 D．放大法
為了探究猜想二，他們找到如圖乙的小型衛(wèi)星電視接收器，準備按丙圖完成實驗．
（3）他們將平行光源正對拋物面，然后將一小紙板在拋物面前來回移動直到紙板上出現(xiàn)的光斑，這一光斑其實就是凹面鏡的焦點，所以拋物面對電磁波也有作用（“會聚”“發(fā)散”）．
（4）通過（3）的探究他們明白，在射電望遠鏡中，如果接收電磁信號，真正的信號接收天線就放在拋物面的處．
（5）巨大的反射面把遙遠星體發(fā)來的微弱的光聚集起來，形成一個比較亮的像．把照相底板放在成像的位置上，就可以把那些暗淡的恒星的像照下來．人們利用這種天文望遠鏡已經(jīng)看到距地球一百億光年遠的恒星（一光年就是光一年起過的距離）．根據(jù)這段話判斷凹面鏡在本題中成像（“實”“虛”）．

Answer 1

【答案】
（1）D；漫反射
（2）正確；A
（3）最小最亮；會聚
（4）焦點
（5）實
【解析】（1）為了讓不同方位的同學都能看到光的傳播路徑，應該在接觸面上發(fā)生漫反射，所以應該選硬紙板豎著放在甲圖中的平面鏡上.（2）如果出射光線與 重合，則拋物面上的反射遵從光的反射定律，就說明猜想一是正確．實驗中控制了光線 不動，所以用到了控制變量法.（3）為了驗證平行于主軸的電磁波經(jīng)拋物面反射后，反射的電磁波是否會聚于一點，他們將平行光源正對拋物面，然后將一小紙板在拋物面前來回移動直到紙板上出現(xiàn)最小最亮的光斑，這一光斑其實就是凹面鏡的焦點，所以拋物面對電磁波也有會聚作用．（4）通過（3）的探究他們明白，在射電望遠鏡中，如果接收電磁信號，真正的信號接收天線就放在拋物面的交點處．（5）照相底板的作用相當于光屏，光屏上成的是實像.
所以答案是：（1）D；漫反射；（2）正確；A；（3）最小最亮；會聚；（4）焦點；（5）實.
【考點精析】本題主要考查了凸面鏡和凹面鏡的相關知識點，需要掌握球面鏡的利用：凸面鏡：汽車觀后鏡，凹面鏡：太陽灶， 手電筒的反光裝置才能正確解答此題．