科技里的透鏡知識

情境1：購物支付已進入“刷臉”時代，刷臉支付是基于人工智能、機器視覺、3D傳感、大數據等技術實現的新型支付方式，具備便捷、安全、體驗好等優勢。業內專家認為，刷臉支付的快速興起不僅改變著人們的生活，更帶動了相關移動支付產業鏈的騰飛。尤其是5G、AI、物聯網等前沿黑科技的加速應用落地，中國刷臉支付產業正加速崛起。

習題1：如圖1所示，消費者結賬時只需面對攝像頭，經系統自動拍照、掃描等，確認相關信息后，即可迅速完成交易，方便快捷。下列說法正確的是（ ）。

A. 攝像頭相當于一個凸面鏡

B. 攝像頭成像利用的是光的反射原理

C. “刷臉”時，攝像頭成像特點與平面鏡相同

D. “刷臉”時，攝像頭成倒立、縮小的實像

情境2：現如今智能手機已成為人們生活中不可或缺的一部分。為了看電影時有更好的觀看效果，市場上推出了手機屏幕放大器。手機屏幕放大器的作用原理主要是通過光學原理將手機屏幕上的圖像放大，以便視力不佳或有遠距離觀看需求的人能夠更清晰地看到手機屏幕上的內容。?這些放大器通常由一個或多個放大鏡組成，能夠將手機屏幕上的內容放大2—5倍不等。除了基本的放大功能外，一些高端的手機屏幕放大器還具備藍牙連接、觸摸屏控制等功能，以滿足用戶更多的需求。然而，使用手機屏幕放大器時需要注意保持適當的距離和角度，避免過度依賴和眼睛疲勞。?

習題2：圖2是一款手機屏幕放大器，其基礎功能是將手機屏幕放大，可以理解為生活中的放大鏡。在使用其基礎功能時，下列說法錯誤的是（ ）。

A. 人眼通過放大器看到的是正立的虛像

B. 這種放大器的工作原理是光的折射

C. 這種放大器是凹透鏡

D. 它的工作原理和望遠鏡的目鏡一樣

情境3：無人機作為一種利用無線電遙控設備和自備的程序控制裝置操縱的不載人飛行器，已經廣泛應用于航拍、農業、植保、微型自拍等領域。隨著人工智能、傳感技術以及通信技術的快速發展，無人機的技術實力不斷提升。無人機的控制系統越來越智能化，可以通過自主飛行、多點懸停等功能實現自主導航。此外，無人機的傳感技術不斷完善，搭載高清攝像頭、紅外線傳感器等設備，可以進行準確的目標識別和監測，運行多種應用程序。

習題3：如圖3甲是小明同學正在用無人機航拍家鄉美景。關于圖3乙中無人機的使用，下列說法正確的是（ ）。

A. 無人機的鏡頭相當于凸透鏡， 成的是倒立、放大的虛像

B. 無人機的鏡頭相當于凹透鏡，成的是倒立、縮小的實像

C. 要拍地面全景， 控制無人機上升， 所成的像變小

D. 要拍某區域近景， 控制無人機下降， 所成的像變小

情境4：在無人機攝像頭的拍攝中，曝光度決定了圖片的亮度和對比度。曝光度過高或過低都不會得到理想的效果，因此需要合理地調節曝光度。選擇不同的光圈以控制鏡頭的進光面積；選擇不同的快門速度，以控制鏡頭的進光時間。兩者結合的目的是使底片受到的光照能量保持一定，光照能量過大或過小都不能達到好的拍攝效果。

習題4：下表是某種情況下光圈與快門的幾種正確組合。在“快門”一行中，“15”表示快門打開的時間是[1/15]s，依此類推；在“光圈”一行中，“16”表示鏡頭透光部分的直徑等于鏡頭焦距的[1/16]，依此類推。計算光圈一行的最后一格應填的數字。

情境5：自2024年6月1日起，上海市實施了新的《上海市非機動車安全管理條例》，明確禁止攜帶電動自行車或其蓄電池進入電梯轎廂。?這一規定旨在提高公共安全，防止因電動自行車或其蓄電池在電梯內發生意外而引發安全事故。

習題5：小明所在小區安裝了智能提示系統，一旦有人違規操作，電梯內的攝像頭就會拍攝成像并智能識別，電梯將停止運行并發出聲、光警報。如圖4所示，某次警報時，攝像頭凸透鏡成像的像距為10.1 mm，則凸透鏡的焦距可能為（ ）。

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

答案：1. D 2. C 3. C 4. 2 5. B

（作者單位：沈陽市渾南區第五初級中學）