北师大版八年级上册物理 光现象实验专题练习word版.docx
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北师大版八年级上册物理光现象实验专题练习word版
一、初二物理光现象实验易错压轴题（难）
1．在“探究平面镜成像特点”的实验中。
（1）实验时应选较____（选填“厚”或“薄”）的玻璃板垂直放置在水平桌面上。
（2）将棋子A放在玻璃板的前面，应在玻璃板____（选填“前面”或“后面”）观察A经玻璃板所成的像。
（3）当棋子A远离玻璃板时，像的大小____。
（4）将光屏放到像的位置，无法直接在光屏上观察到像，说明所成的像是____像
（5）用木板紧贴在玻璃板背面，挡住玻璃板后面的光，人眼在玻璃板前____（填“能”或“不能”）看见棋子A的像。
（6）实验时，选择两个相同的棋子，是为了比较像与物体的______；测量两只蜡烛到玻璃板的距离，是为了比较_______________________．
（7）他在找准像的位置后,画出了A、B、C三点做标记（如图乙）,在测量物距和像距时,他应分别测出_______两点到平面镜的距离作为物距和像距
【答案】薄前面不变虚能大小关系像和物体到镜面的距离大小关系A、C
【解析】
【分析】
（1）玻璃板有两个反射面，每个反射面都可以成一个像，这样由于两个像的干扰，像的位置不易确定准确，需要两个像距离越近越减小误差；
（2）由于平面镜成的是反射形成的虚像，应在A的一侧进行观察像实验；
（3）像的大小与物体大小相同。
（4）实像和虚像的重要区别是实像能用光屏承接，虚像不能承现在光屏上。
（5）平面镜成像的原理是光的反射形成。
（6）选择两个相同的棋子可以比较像和物的大小关系；通过测量两只蜡烛到玻璃板的距离，可以得出像距等于物距的结论。
（7）为了比较物距和像距，应找到对应的点进行测量。
【详解】
（1）玻璃板两个面都能成像，当越薄时，两个反射面所在的像距离越近，这样可以使确定的像的位置更加准确，厚玻璃板会形成两个像，会影响对实验结果的判断，所以选薄的玻璃板；
（2）由于平面镜是反射形成的虚像，故在玻璃板前放一支点燃的蜡烛A，眼睛应该在镜前才能观察到蜡烛A经玻璃板反射所成的像；
（3）平面镜成的像与物大小相同，和物到镜的距离无关，人们感觉到的近大远小是一种视觉效果，不影响真实的大小。
所以将蜡烛A逐渐远离玻璃板，它的像不变。
（4）因为虚像不能在光屏上承接，所以将光屏放到像的位置，无法直接在光屏上观察到像，说明所成的像是虚像。
（5）平面镜成的像是光的反射形成的，蜡烛发出的光线经玻璃板反射，被人眼接收，才能看到像，所以用木板紧贴玻璃板背面，挡住玻璃板后的光，人眼在玻璃板前仍能看见棋子A的像。
（6）实验时，选择两个相同的棋子，当后面的棋子和前面棋子的像完全重合时，可以比较像与物体的大小关系，可得像和物体大小相等的结论；
测量两只蜡烛到玻璃板的距离，是为了比较像和物体到镜面的距离大小关系．
（7）他在找准像的位置后,画出了A、B、C三点做标记（如图乙），由图知，A点在蜡烛的左侧边缘，根据成像时像与物对称的特点，A的对应像点在B点，所以在测量物距和像距时,他应分别测出A、C两点到平面镜的距离作为物距和像距
2．如图所示，小明将茶色玻璃板作为平面镜竖直放置在一张方格纸上，并准备了两个相同的棋子A和B，刻度尺、铅笔等，用来探究棋子A在平面镜中成像的特点。
（1）小明用玻璃板代替平面镜的目的是______。
（2）用两个相同的棋子A和B，是为了比较______。
（3）为了研究像与物到镜面距离的关系，应多次改变______，重复实验。
（4）实验时，他应该站在______（选填“A棋子”或“B棋子”）侧观察棋子的像，移动______（选填“A棋子”或“B棋子”），直到它与A的像重合。
（5）移去棋子B，在其原来的位置上放一光屏，光屏上______（选填“能”或“不能”）承接到棋子A的像，这说明平面镜所成的像是______（选填“虚”或“实”）像。
（6）把棋子A远离玻璃板，发现所成像的大小______（选填“变大”、“变小”、“不变”）。
（7）小明选择两只棋子，而小华却选择了两支蜡烛，请你针对其中一位同学，说出他选择的理由______。
（8）若将显示时间为12：
01的电子时钟放在平面镜前，则在平面镜中看到时钟显示的时间是______。
【答案】便于确定像的位置像与物的大小关系棋子A的位置A棋子B棋子不能虚不变小华选择了两支蜡烛，因为蜡烛本身是光源，成像更清晰，便于确定像的位置10：
51
【解析】
【分析】
（1）实验时选择透明的玻璃板，在物体的一侧，既能看到物体的像，也能看到代替物体的另一个物体，便于确定像的位置。
（2）在此实验中，为了比较物像大小关系，利用等效替代的方法，用相同的棋子进行比较，来获得物像大小关系。
（3）一次实验不具备代表性，具有很大的偶然性，所以应采取同样的实验方案多做几次，才能保证结论的正确。
（4）观察像时，眼睛要在棋子A的一侧，才能通过玻璃板看到A的像；眼睛在蜡烛B的一侧不能看到蜡烛A的像。
（5）实像和虚像的重要区别，实像能用光屏承接到，虚像不能用光屏承接到。
（6）平面镜成像大小跟物体的大小相等。
（7）两支蜡烛，因为蜡烛本身是光源，成像更清晰；而两只棋子，大小严格相同，方便比较大小；
（8）根据平面镜成像的特点可以知道，像与物是关于镜面对称的，题中没有说镜子是直立放置还是水平放置，我们默认为是直立放置的，解决此题有规律可循，因像和物体关于平面镜对称，所以从像的后面观察即为物体真实的情况。
【详解】
（1）小明用玻璃板代替平面镜可以看到后面的物体，所以目的是便于确定像的位置；
（2）实验中的两棋子要求大小相同，这是为了探究像与物的大小关系；
（3）一次实验不具备代表性，所以应改变A棋子的位置，重复上面的实验；
（4）寻找蜡烛A的像的位置时，眼睛应在棋子A一侧观察，移动棋子B，直到它与A的像重合。
（5）移去棋子B，在其原来的位置上放一光屏，光屏上不能承接到棋子A的像，这说明平面镜所成的像是虚像。
（6）把棋子A远离玻璃板，发现所成像的大小不变。
（7）小华选择了两支蜡烛，因为蜡烛本身是光源，成像更清晰，便于确定像的位置。
（8）在平面镜中的像与现实中的事物恰好左右或上下顺序颠倒，且关于镜面对称。
由图分析可得题中所给的12：
01与10：
51成轴对称，所以它的实际时间应是10：
51。
【点睛】
探究平面镜成像特点的实验过程，在近年中考题中较为热点。
重在探索过程中遇到的困难、解决的办法的考查，这些题往往有规律可循，做题过程中注意积累。
3．如图甲是小明探究光的反射规律的实验装置图。
（1）该实验中，纸板A、B的作用是______（写出一条即可）；
（2）让入射光线沿FO方向射入，则发现反射光线沿______方向射出；
（3）实验结束后，小明想继续探究平面镜成像的特点，装置如图乙，却发现点燃蜡烛A，在平面镜后移动未点燃的蜡烛B，根本无法透过平面镜看到蜡烛B。
小明可用______代替平面镜，让实验顺利完成；
（4）实验结束时，小华将一枚硬币放在竖直的平面镜前，硬币的像在a处，如图丙。
现将平面镜移至图丁位置，硬币的成像情况是______（填字母代号）。
A．硬币成像在a处B．硬币成像在b处
C．硬币成像在c处D．硬币无法通过平面镜成像
【答案】显示光路（或显示光的传播路径/径迹或验证反射光线、入射光线、法线是否在同一平面内）OE玻璃板（或薄玻璃板）A
【解析】
【分析】
【详解】
（1）[1]实验中纸板A、B上可以显示出光路。
（2）[2]让入射光线沿FO方向射入，则反射光线沿OE方向射出，因为光路是可逆的。
（3）[3]实验中直接用平面镜探究，无法观察到点燃蜡烛所成的像是否与未点燃的重合，因为平面镜是不透明的，无法通过平面镜来观察其成像情况，所以实验中可用薄琉璃板来代替平面镜。
（4）[4]先将硬币放在平面镜前，所成的像在a处，然后移动平面镜至丁位置处，则硬币的像仍然在a处，因为硬币的位置没有变化，则其像的位置也不变，故A选项正确。
4．如图所示，将透明的薄壁
厚度可忽略不计
方形水槽水平放置，固定在水槽底部的激光笔沿图示方向发出一细光束，小彬通过缓慢改变水槽中的水量来探究光的传播现象．
（1）如图水槽中未注水时可在侧壁上A处得到一个光点，注入一定量的水后，光点移至B处，这是由于光在水面处发生了光的______现象，此时入射角______角
选填“大于”“等于”或“小于”
；
（2）为使B处的光点移至C处，则应使水槽中的水量______，若BC间距离为2cm，则水面高度的变化量
______
选填“
”“
”或“
”
；
（3）如图所示，小彬将激光笔移至虚线框内向水槽底部照射，为使光束第一次从水面射出后沿DE方向传播，则激光笔照射的方向应满足的条件是______，且激光笔照射在水槽底部的位置必须在区______
选填“①”②”或“③”
内．
【答案】折射小于增加
平行于DE②
【解析】
【分析】
【详解】
（1）[1][2]水槽中未加水水时，由于光的直线传播，激光射到侧壁上的A点；当水槽中加水时，光点下移到B点位置，这是由于光的折射现象引起的，当光从水中射入空气中时，折射角大于入射角，此时入射角小于角Q；
（2）[3]入射角和折射角都不变，所以要使B处的光点移到C处，则应使水槽中的水量增加；
[4]若BC间距离为2cm，因为两次的折射光线是平行的，光斑移动的竖直高度小于水面上升的高度，故水面高度的变化量大于2cm；
（3）[5]光从空气中进入水中，再从水中射出到空气中，发生折射时，折射角一次减小，一次增大，最终的入射光线与折射光线是平行的，即激光笔照射的方向应满足的条件是：
平行于DE；
[6]且因为第一次折射进入水中时，折射角小于入射角，则激光笔应该与激光笔照射在水槽底部的位置必须在区②内．
【点睛】
重点是根据光的折射定律的应用，关键是记清楚光由空气斜射入水或玻璃中时，折射角小于入射角，反之折射角大于入射角，可根据光路可逆的特征进行记忆．
5．为了“探究光反射时的规律”，实验小组的同学选用了平面镜、纸板、激光器、刻度尺和几种不同颜色的笔，依据教材设计了如图甲所示的实验．
（1）实验中还需要的器材是___________．
（2）实验中为了使光线能在纸板上显示出来，方便实验研究，你该采取的操作是__________．
A．向纸板喷烟或雾B．使光束垂直纸板射到O点C．使光束贴着纸板射到O点
次数
∠i
∠r
1
70°
70°
2
45°
45°
3
30°
30°
（3）改变光束入射的角度，多做几次，换用不同颜色的笔记录每次光的径迹．取下纸板，测量ON两侧的∠i和∠r，将数据记录在上表中，根据数据得出的结论是_______________；
（4）若将一束光贴着纸板沿FO方向射到O点，光将沿图中的OE方向射出，因为在反射现象中，___．
（5）实验过程中若将纸板倾斜，如图乙所示，让光仍贴着纸板沿AO方向射向镜面，此时反射光______（选填“在”或“不在”）纸板这一平面内．
【答案】量角器C反射角等于入射角光路是可逆的不在
【解析】
【详解】
（1）[1]实验中需要测量入射角和反射角的大小，需要用到量角器；
（2）[2]实验中为了使光线能在纸板上显示出来，使光束贴着纸板射到O点；
（3）[3]从表中数据可以看到，当入射角是70°时，反射角是70°，当入射角是45°时，反射角是45°，当入射角是30°时，反射角是30°，由此可推测反射角等于入射角；
（4）[4]若将一束光贴着纸板沿FO方向射到O点，光将沿图中的OE方向射出，这说明了在反射现象中，光路是可逆的；
（5）[5]根据光的反射定律，反射光线与入射光线、法线在同一平面，由于法线不在倾斜的纸板上，那么反射光线不会在纸板这一平面内．
6．在探究“平面镜成像特点”的活动过程：
（1）为了便于观察实验现象，应选在___________（选填“较亮”或“较暗”）的环境中进行；
（2）该实验用玻璃板代替平面镜，是为了方便确定_____，此时成像的清晰度比日常使用平面镜______（选填“好一些”或“差一些”）；
（3）实验时，将蜡烛A放在玻璃板前，把另一个相同的蜡烛B放到玻璃板的另一侧，边移动、边观察，使它与A的像重合，观察时，眼睛应该在如图乙中________处观察（选填“a”、“b”、“c”或“d”），蜡烛B的位置即是________的位置．为确定像的虚实，需在________（选填“蜡烛A”或“蜡烛B”）位置放一个光屏，并在如图中的_______处观察光屏上是否有像（选填“a”、“b”、“c”或“d”）；
（4）在实验中，小军看到蜡烛A有两个不重合的像，为了减小这个影响，下列做法可行的是______（选填序号）；
A．换用较薄的玻璃板
B．换用较厚的玻璃板
C．调整观察的角度，使像重合
（5）如图丙是小军本人，他在进行实验时，从镜中也观察到了自己的像．那么他在镜中所成的像应是如图丙中的_______（填序号）；
（6）如图丁所示，若将玻璃板与水平桌面成45°角固定在水平桌面上，当蜡烛A沿着桌面向右做直线运动，将看到蜡烛A在玻璃板后的像________（填选项字母）运动；
A．水平向右B．水平向左C．竖直向下D．竖直向上
（7）移动蜡烛A进行多次实验，目的是_____________；
（8）做完实验后某同学总结了一些关于平面镜成像的知识，其中不正确的是______
A．将蜡烛向玻璃板靠近，像的大小不变
B．将蜡烛和像所在的位置用直线连接，连线跟玻璃板垂直
C．当蜡烛与玻璃板的距离为10cm时，像和物相距20cm
D．若将玻璃板竖直向上缓慢平移，蜡烛的像也跟着向上平移
【答案】较暗像的位置差一些a像蜡烛BbAAC得到普遍规律D
【解析】
【分析】
【详解】
（1）[1]在实验时，为了能看到更加清晰的像，最好在较暗的环境中进行；
（2）[2][3]用玻璃板代替平面镜，我们可以透过玻璃板看到像，方便确定像的位置，此时有部分光透过玻璃板射出，因此清晰度要比平面镜差一些；
（3）[4][5]平面镜成像是虚像，因此要在蜡烛的同侧观察，透过玻璃板来确定像的位置，因此应该在图乙的a处观察，把B放在像所在的位置，B的位置即为像的位置；
[6][7]要确定像是虚像，可在成像位置，即B处放一个光屏，然后在图中b处观察光屏上是否会成像，如果接收不到，说明是虚像；
（4）[8]成两个不重合的像可能是玻璃板较厚，在玻璃板两个面上都成像，因此要消除此影响，可换用较薄的玻璃板，故选A；
（5）[9]平面镜成像时所成的像是等大的，左右对称的，因此A为小军的像；
（6）[10]图丁中蜡烛成像关于玻璃板对称，当蜡烛右移靠近玻璃板时，像也靠近玻璃板，因为玻璃板与桌面成45°角，因此它的像原来在桌面正上方，向桌面移动，即竖直向下移动，故选C；
（7）[11]移动蜡烛多次实验是为了得到多组不同情况下的数据，使实验结论具有普遍性；
（8）[12]A．平面镜成像时所成的像是等大的像，与距离无关，A正确，不符合题意；
B．蜡烛与像是关于玻璃板对称的，因此它们的连线是与玻璃板垂直的，B正确，不符合题意；
C．蜡烛到玻璃板的距离与像到玻璃板的距离相等，C正确，不符合题意；
D．蜡烛的成像位置与蜡烛的位置有关，与玻璃板的位置无关，D错误，符合题意．
7．如图甲是“探究平面镜成像特点”的实验装置。
（1）在实验中用平板玻璃代替平面镜，主要是利用玻璃透明的特点，便于_______.如果有3mm厚和1mm厚的两块玻璃板，应选择_____mm厚的玻璃板做实验。
（2）小明拿另一支大小相同的蜡烛B在玻璃板后面移动,蜡烛B_____（填“需要”或“不需要”）点燃,他可以将蜡烛B和蜡烛A的像完全重合,由此可以得出的初步结论是____.小明在此主要采用的研究方法是_____（填“控制变量”、“替代”或“理想模型”）.
（3）改变玻璃板前蜡烛的位置，重复以上实验，在纸上记录几组物与像的位置。
该步骤的实验目的是_____.
（4）移开蜡烛B,在其原来位置放一光屏,光屏上________呈现蜡烛的像（填“能”或“不能”）；如果玻璃板放置得不够竖直，对实验产生的影响是________________.
（5）有同学透过玻璃观察蜡烛A的像时,看到在清晰的像的稍后方还有一个较模糊的像,出现两个像的原因是_____.另一组同学用跳棋代替蜡烛,在方格纸上实验（如图乙）.这样做有什么好处（说一点）?
_______.
（6）如图丙所示,将玻璃板与水平桌面成45°角固定在水平桌面上，让蜡烛A沿着桌面向右做直线运动，将看到蜡烛A在玻璃板后的像会（________）
A．水平向右B．水平向左C．竖直向下D．竖直向上。
【答案】确定像的位置1不需要像与物大小相等替代多次实验，避免偶然性，总结普遍规律不能像与物无法完全重合玻璃板太厚能更好比较物像大小关系C
【解析】
【详解】
（1）[1]在实验中用平板玻璃代替平面镜，主要是利用玻璃透明的特点，能成像的同时，还能看到后面的蜡烛，所以便于确定像的位置；
[2]玻璃板的两个面都能成像，为了实验顺利进行，应使两个像尽量靠近，减小影响，所以如果有3mm厚和1mm厚的两块玻璃板，应选择薄的，即1mm厚的玻璃板做实验。
（2）[3]实验时前面点燃的蜡烛A成像，,蜡烛B不需要点燃，将蜡烛B和蜡烛A的像完全重合；
[4]完全重合可以得出的初步结论是像与物大小相等；
[5]用蜡烛B来替代蜡烛A的像，故在此主要采用的研究方法是替代法。
（3）[6]规律性的结论不能根据一次实验得出，一次实验有偶然性，所以重复以上实验，在纸上记录几组物与像的位置，总结得出结论，目的是多次实验，避免偶然性，总结普遍规律。
（4）[7]平面镜成像的实质是光的镜面反射，反射光线的反向延长线相交而形成的虚像，所以移开蜡烛B,在其原来位置放一光屏,光屏上不能呈现蜡烛的像；
[8]平面镜成像时，像与物关于镜面对称，若实验时玻璃板放置得不够竖直，则像和物体不在同一水平面上，所以对实验产生的影响是：
无法怎样移动蜡烛B，像与物都无法完全重合。
（5）[9]因为玻璃板的前后两个表面都能成像，故应用薄的玻璃板进行实验，实验时看到在清晰的像的稍后方还有一个较模糊的像,说明实验时使用的玻璃板太厚；
[10]用跳棋代替蜡烛，不会因燃烧而变短，能更好比较物像大小关系；另外在方格纸上实验，不需要再用刻度尺测量物距和像距，更方便。
（6）[11]根据物像相对于镜面对称的特点，当蜡烛A沿着桌面向右做直线运动时，在平面镜中的像竖直向下运动，故C符合题意。
8．如图甲所示是小明同学探究“光的反射规律”的实验装置。
平面镜M平放在水平桌面上，白色硬纸板垂直立在平销面上。
（1）小明让一束光贴着纸板沿A0方向射向镜面，反射光沿OB方向射出，测出反射角和入射角大小。
改变光的入射角度，多次重复上述实验步骤。
①上述实验探究得到的规律是_____。
②白色硬纸板在实验中的作用是_____（写出一条即可）。
（2）如果入射光线垂直射向镜面，则反射角是_____。
如果让光逆着反射光线的方向射到镜面上，那么它被反射后就会逆着原来的入射光的方向射出。
这说明在光的反射现象中，光路是_____。
（3）实验过程中若将纸板倾斜，如图乙所示，让光仍贴纸板沿AO方向射向镜面，此时反射光_____（选填“在”或“不在”）纸板这一平面内：
通过平面镜观察镜中硬纸板上的反射情况与图丙中相符的是_____（选填序号）。
【答案】反射现象中，反射角等于入射角显示光的传播路径0°可逆的不在③
【解析】
【详解】
（1）①已知入射光线AO和反射光线OB，多次改变光的入射角度，测反射角与入射角的大小，并比较得出反射角与入射角的大小关系，因此该实验探究了反射定律中的反射角等于入射角；②白色硬纸板在实验中的作用显示光的传播路径；
（2）如果入射光线垂直射向镜面，入射角是0
则反射角是0
，在光的反射现象中，光路是可逆的；
（3）根据光的反射定律可知，在反射现象中，反射光线、入射光线分居法线两侧；反射光线、入射光线和法线在同一平面内，因此若将纸板倾斜，如图丙所示，让光线仍贴着纸板沿AO方向射向镜面，此时反射光线与入射光线仍在同一平面内，但不能在纸板上看到反射光线，若此时通过平面镜观察纸板，因为物像关于镜面对称，则看到的图象应为丙图中的③。
9．2016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
来自宇宙深入的电磁波。
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。
经典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。
猜想三：
抛物面对电磁波起会聚作用，是否焦距越小，会聚本领越大。
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，这是因为光在所选物品上发生了________反射。
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_____（填“正确”或“不正确”）．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，所以抛物面对平行光也有_____作用（选填“会聚”或“发散”）。
（4）通过（3）的探究他们明白，在射电望远镜中，如果接收电磁信号，真正的信号接收天线就放在抛物面的________________处。
（5）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。
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来。
人们利用这种天文望远镜已经看到距地球一百亿光年远的恒星（一光年就是光一年通过的距离）．根据这段话判断凹面镜在本题中成_____________像（“实”“虚”）。
【答案】D漫正确会聚焦点实
【解析】
【详解】
（1）能从不同方位看到光线，是因为光在光屏上发生了漫反射，四个选项中只有硬纸板能发生漫反射，实验时让光贴着硬纸板入射，纸板前不同方位的同学都能看到光的传播路径。
（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，即说明猜想一是正确的；
（3）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，所以抛物面对平行光有会聚作用；
（4）射电望远镜工作时，把天体投
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