Question

【题目】2016年9月25日，500米口径球面射电望远镜(FAST)在贵州省平塘县落成，并开始接收来自字宙深入的电磁波。这是由中国科学院国家天文台主导建设，具有我国自主知识产权、世界最大单口径、最灵敏的射电望远镜。某兴趣小组同学看到报道后想探究“球面射电望远镜的工作原理”，他们查找资料后发现射电望远镜的基本原理和光学反射望远镜相似，投射来的电磁波被一精确镜面反射后，同相到达公共焦点，用旋转抛物面作镜面易于实现同相聚焦。因此，射电望远镜天线大多是抛物面。于是他们联想到抛物面可能跟凹面镜工作原理相同，并作出以下猜想：

猜想一：抛物面上的反射是否遵从光的反射定律。

猜想二：平行于主光轴的电磁波经抛物面反射后，反射的电磁波是否会聚于一点。

为了探究猜想一，兴趣小组的同学选用了平面镜、直尺、铅笔、量角器和激光光源进行了如图甲所示的实验：

(1)实验时为了让不同方位的同学都能看到光的传播路径，应该选__________ (填字母)竖着放在甲图中的平面镜上。

A.平面镜 B.凹面镜 C.透明玻璃板 D.硬纸板

(2)他们用铅笔描出光路，然后用凹面镜代替平面镜，让ON正对凹面镜弧面顶点，并保持光线EO不动，如果出射光线与OF重合，就说明猜想一是__________的(填“正确”“不正确”)。他们在这一实验中用到了与__________相似的研究方法(选填字母)。

A.控制变量法 B.归纳法 C.转换法 D.放大法

为了探究猜想二，他们找到如图乙的小型卫星电视接收器，准备按丙图完成实验。

(3)他们将平行光源正对抛物面，然后将一小纸板在抛物面前来回移动，发现纸板上出现又小又亮的光斑，说明抛物面对电磁波也有__________作用(选填“会聚”或“发散”)。

(4)遥远的恒星光线照射到这个巨大的反射面上，能在一定位置形成一个比较亮的像。根据相关知识，你认为通过凹面镜在本题中所成的像是____________________。

Answer 1

【答案】D正确A会聚缩小倒立实像

【解析】

(1)实验时让光贴着纸板入射，纸板前不同方位的同学都能看到光的传播路径，这是因为光在光屏上发生了漫反射。(2)用凹面镜代替平面镜，让ON正对凹面镜弧面顶点，并保持光线EO不动，利用的是控制变量法，如果出射光线与OF重合，就说明抛物面上的反射也遵从光的反射定律。(3)抛物面对平行光有会聚作用，将平行光源正对抛物面，然后将一小纸板在抛物面前来回移动直到纸板上出现最小最亮的光斑，这一光斑其实就是凹面镜的焦点，说明抛物面对电磁波也有会聚作用；(4) 实像是实际光线会聚而成的，虚像是实际光线的反向延长线会聚形成的。根据“巨大的反射面把遥远星体发来的微弱的光聚集起来，形成一个比较亮的像”可知，这个像是实际光线会聚而成的，由此可判断凹面镜在本题中成缩小倒立实像。