Question

【題目】2016 年 9 月 25 日，500 米口徑球面射電望遠(yuǎn)鏡（FAST）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(xué)院國家天文臺(tái)主導(dǎo)建設(shè)，具有我國自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)、世 界最大單口徑、最靈敏的射電望遠(yuǎn)鏡。 某興趣小組同學(xué)看到報(bào)道后想探究“球面射電望遠(yuǎn)鏡的工作原理”，他們查找資料后發(fā)現(xiàn)。經(jīng) 典射電望遠(yuǎn)鏡的基本原理和光學(xué)反射望遠(yuǎn)鏡相似，投射來的電磁波被一精確鏡面反射后，同相 到達(dá)公共焦點(diǎn)。用旋轉(zhuǎn)拋物面作鏡面易于實(shí)現(xiàn)同相聚焦，因此，射電望遠(yuǎn)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(huì)聚于一點(diǎn)。 猜想三：拋物面對(duì)電磁波起會(huì)聚作用，是否焦距越小，會(huì)聚本領(lǐng)越大。 為了探究猜想一，興趣小組的同學(xué)選用了平面鏡、直尺、鉛筆、量角器和激光光源進(jìn)行了如圖 甲所示的實(shí)驗(yàn)：

（1）實(shí)驗(yàn)時(shí)為了讓不同方位的同學(xué)都能看到光的傳播路徑，應(yīng)該選________（填字母）豎著 放在甲圖中的平面鏡上，這是因?yàn)楣庠谒�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 ON 正對(duì)凹面鏡弧面頂點(diǎn)，并保持 光線 EO 不動(dòng)，如果出射光線與 OF 重合，就說明猜想一是_____（填“正確”或“不正確”）． 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(zhǔn)備按丙圖完成實(shí)驗(yàn)。

（3）他們將平行光源正對(duì)拋物面，然后將一小紙板在拋物面前來回移動(dòng)直到紙板上出現(xiàn) 最小最亮的光斑，這一光斑其實(shí)就是凹面鏡的焦點(diǎn)，所以拋物面對(duì)平行光也有_____作用（選 填“會(huì)聚”或“發(fā)散”）。

（4）通過（3）的探究他們明白，在射電望遠(yuǎn)鏡中，如果接收電磁信號(hào)，真正的信號(hào)接收天線 就放在拋物面的________________處。

（5）巨大的反射面把遙遠(yuǎn)星體發(fā)來的微弱的光聚集起來，形成一個(gè)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(yuǎn)鏡已經(jīng)看到 距地球一百億光年遠(yuǎn)的恒星（一光年就是光一年通過的距離）．根據(jù)這段話判斷凹面鏡在本題 中成_____________像（“實(shí)”“虛”）。

Answer 1

【答案】D 漫 正確 會(huì)聚 焦點(diǎn) 實(shí)

【解析】

(1)能從不同方位看到光線，是因?yàn)楣庠诠馄辽习l(fā)生了漫反射，四個(gè)選項(xiàng)中只有硬紙板能發(fā)生漫反射，實(shí)驗(yàn)時(shí)讓光貼著硬紙板入射，紙板前不同方位的同學(xué)都能看到光的傳播路徑。

(2)用凹面鏡代替平面鏡，讓ON正對(duì)凹面鏡弧面頂點(diǎn)，并保持光線EO不動(dòng)，利用的是控制變量法，如果出射光線與OF重合，就說明拋物面上的反射也遵從光的反射定律，即說明猜想一是正確的；

(3)將平行光源正對(duì)拋物面，然后將一小紙板在拋物面前來回移動(dòng)直到紙板上出現(xiàn)最小最亮的光斑，這一光斑其實(shí)就是凹面鏡的焦點(diǎn)，所以拋物面對(duì)平行光有會(huì)聚作用；

(4)射電望遠(yuǎn)鏡工作時(shí)，把天體投射來的電磁波通過接收器的反射，匯集到望遠(yuǎn)鏡焦點(diǎn)，從而獲取宇宙相關(guān)信息。

(5)實(shí)像是實(shí)際光線會(huì)聚而成的，虛像是實(shí)際光線的反向延長線會(huì)聚形成的。根據(jù)“巨大的反射面把遙遠(yuǎn)星體發(fā)來的微弱的光聚集起來，形成一個(gè)比較亮的像”可知，這個(gè)像是實(shí)際光線會(huì)聚而成的，由此可判斷凹面鏡在本題中成實(shí)像。

故答案為：D；漫；正確；會(huì)聚；焦點(diǎn)；實(shí)。