科技里的透镜知识

情境1：购物支付已进入“刷脸”时代，刷脸支付是基于人工智能、机器视觉、3D传感、大数据等技术实现的新型支付方式，具备便捷、安全、体验好等优势。业内专家认为，刷脸支付的快速兴起不仅改变着人们的生活，更带动了相关移动支付产业链的腾飞。尤其是5G、AI、物联网等前沿黑科技的加速应用落地，中国刷脸支付产业正加速崛起。

习题1：如图1所示，消费者结账时只需面对摄像头，经系统自动拍照、扫描等，确认相关信息后，即可迅速完成交易，方便快捷。下列说法正确的是（ ）。

A. 摄像头相当于一个凸面镜

B. 摄像头成像利用的是光的反射原理

C. “刷脸”时，摄像头成像特点与平面镜相同

D. “刷脸”时，摄像头成倒立、缩小的实像

情境2：现如今智能手机已成为人们生活中不可或缺的一部分。为了看电影时有更好的观看效果，市场上推出了手机屏幕放大器。手机屏幕放大器的作用原理主要是通过光学原理将手机屏幕上的图像放大，以便视力不佳或有远距离观看需求的人能够更清晰地看到手机屏幕上的内容。‌这些放大器通常由一个或多个放大镜组成，能够将手机屏幕上的内容放大2—5倍不等。除了基本的放大功能外，一些高端的手机屏幕放大器还具备蓝牙连接、触摸屏控制等功能，以满足用户更多的需求。然而，使用手机屏幕放大器时需要注意保持适当的距离和角度，避免过度依赖和眼睛疲劳。‌

习题2：图2是一款手机屏幕放大器，其基础功能是将手机屏幕放大，可以理解为生活中的放大镜。在使用其基础功能时，下列说法错误的是（ ）。

A. 人眼通过放大器看到的是正立的虚像

B. 这种放大器的工作原理是光的折射

C. 这种放大器是凹透镜

D. 它的工作原理和望远镜的目镜一样

情境3：无人机作为一种利用无线电遥控设备和自备的程序控制装置操纵的不载人飞行器，已经广泛应用于航拍、农业、植保、微型自拍等领域。随着人工智能、传感技术以及通信技术的快速发展，无人机的技术实力不断提升。无人机的控制系统越来越智能化，可以通过自主飞行、多点悬停等功能实现自主导航。此外，无人机的传感技术不断完善，搭载高清摄像头、红外线传感器等设备，可以进行准确的目标识别和监测，运行多种应用程序。

习题3：如图3甲是小明同学正在用无人机航拍家乡美景。关于图3乙中无人机的使用，下列说法正确的是（ ）。

A. 无人机的镜头相当于凸透镜， 成的是倒立、放大的虚像

B. 无人机的镜头相当于凹透镜，成的是倒立、缩小的实像

C. 要拍地面全景， 控制无人机上升， 所成的像变小

D. 要拍某区域近景， 控制无人机下降， 所成的像变小

情境4：在无人机摄像头的拍摄中，曝光度决定了图片的亮度和对比度。曝光度过高或过低都不会得到理想的效果，因此需要合理地调节曝光度。选择不同的光圈以控制镜头的进光面积；选择不同的快门速度，以控制镜头的进光时间。两者结合的目的是使底片受到的光照能量保持一定，光照能量过大或过小都不能达到好的拍摄效果。

习题4：下表是某种情况下光圈与快门的几种正确组合。在“快门”一行中，“15”表示快门打开的时间是[1/15]s，依此类推；在“光圈”一行中，“16”表示镜头透光部分的直径等于镜头焦距的[1/16]，依此类推。计算光圈一行的最后一格应填的数字。

情境5：自2024年6月1日起，上海市实施了新的《上海市非机动车安全管理条例》，明确禁止携带电动自行车或其蓄电池进入电梯轿厢。‌这一规定旨在提高公共安全，防止因电动自行车或其蓄电池在电梯内发生意外而引发安全事故。

习题5：小明所在小区安装了智能提示系统，一旦有人违规操作，电梯内的摄像头就会拍摄成像并智能识别，电梯将停止运行并发出声、光警报。如图4所示，某次警报时，摄像头凸透镜成像的像距为10.1 mm，则凸透镜的焦距可能为（ ）。

A. 5 mm B. 10 mm C. 15 mm D. 20 mm

答案：1. D 2. C 3. C 4. 2 5. B

（作者单位：沈阳市浑南区第五初级中学）