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1. ※※※ [西安期末改编] 数码相机是集光学、机械、电子一体化的产品，它集成影像信息的转换、存储和传输等部件，具有数字化存取模式，与电脑交互处理和实时拍摄等功能。
快门是照相机用来控制感光部分有效曝光时间的构件，相机上所标快门数据“100”，表示快门打开的时间是$\frac{1}{100}$秒，秒数低时可轻松抓拍急速移动的目标。图乙的光圈是相机内用来控制光通过镜头进入机身内感光面光量的装置，它的大小决定着感光元件受光的多少，光圈大小的计算公式：光圈$=\frac{镜头的焦距}{镜头光圈的直径}$。
(1)数码相机镜头的主要元件是
(2)表格是数码相机的一些参数，请你根据这个表格，用所学过的知识来说明，感光元件到镜头的距离范围为
(3)某数码相机镜头的焦距为50 mm，若此时镜头光圈直径为25 mm，那么光圈数据为
(4)单位时间内，太阳光射入单位面积的光能是恒定的。小明在实验室模拟实验发现：通过选择不同的“光圈”和“快门”，可以控制进光面积和进光时间，两者组合起来可以控制进光能量一定，从而能拍出亮度稳定的照片。下表列出了不同时刻光圈与快门的正确组合，请根据表中数据在图丙中作出图像，当光圈数据为“6”时，对应的“快门”数据大约是
快门是照相机用来控制感光部分有效曝光时间的构件，相机上所标快门数据“100”，表示快门打开的时间是$\frac{1}{100}$秒，秒数低时可轻松抓拍急速移动的目标。图乙的光圈是相机内用来控制光通过镜头进入机身内感光面光量的装置，它的大小决定着感光元件受光的多少，光圈大小的计算公式：光圈$=\frac{镜头的焦距}{镜头光圈的直径}$。
(1)数码相机镜头的主要元件是
凸
（选填“凸”或“凹”）透镜，若要抓拍运动员百米冲刺时的瞬间照片，快门数据要调大
（选填“大”或“小”）。(2)表格是数码相机的一些参数，请你根据这个表格，用所学过的知识来说明，感光元件到镜头的距离范围为
34～68 mm
。(3)某数码相机镜头的焦距为50 mm，若此时镜头光圈直径为25 mm，那么光圈数据为
2
；如果此时需要拍摄远处物体，像距约为5
cm。(4)单位时间内，太阳光射入单位面积的光能是恒定的。小明在实验室模拟实验发现：通过选择不同的“光圈”和“快门”，可以控制进光面积和进光时间，两者组合起来可以控制进光能量一定，从而能拍出亮度稳定的照片。下表列出了不同时刻光圈与快门的正确组合，请根据表中数据在图丙中作出图像，当光圈数据为“6”时，对应的“快门”数据大约是
100
。答案
1.(1)凸;大 (2)34～68 mm (3)2;5 (4)如图所示;100
【点拨】(1)照相机的镜头相当于一个凸透镜,拍照时成的是倒立、缩小的实像,所以数码相机镜头的主要元件是凸透镜;由短文知,相机上所标快门数据“100”,表示快门打开的时间是 1/100 秒,秒数低时可轻松抓拍急速移动的目标,所以快门数越大,打开时间秒数越低,若要抓拍运动员百米冲刺时的瞬间照片,快门数据要调大。(2)由数码相机工作时 u＞2f,f＜v＜2f 可知,当相机的镜头焦距 f=34 mm 时,感光元件(相当于光屏)到镜头的距离(像距)范围为 34～ 68 mm。(3)某数码相机镜头的焦距为 50 mm,镜头光圈直径为 25 mm,则光圈=镜头的焦距/镜头光圈的直径=50 mm/25 mm=2;照相机拍摄照片时,物距都远大于2倍焦距,像距接近焦距,像距变化的范围小,而照相机镜头焦距为 50 mm,拍摄远处物体时,像距接近1倍焦距,所以像距约为 50 mm=5 cm。(4)根据表中数据描点连线,画出光圈与快门图像如图所示,由图知,当光圈数据为“6”时,对应的“快门”数据大约是 100。
解析
【分析】
本题围绕数码相机的镜头、光圈、快门等参数，结合凸透镜成像规律进行考查，解题思路如下：
1. 第(1)问：回忆照相机的成像原理，确定镜头类型；根据快门数据的含义（数据越大，曝光时间越短），判断抓拍瞬间的快门数据调整方向。
2. 第(2)问：利用凸透镜成像规律，照相机成倒立缩小实像时，像距在一倍焦距和二倍焦距之间，结合焦距范围推导感光元件到镜头的距离（像距）范围。
3. 第(3)问：直接运用题目给出的光圈计算公式，代入数值计算光圈；根据拍摄远处物体时像距接近焦距的特点，转换单位得到像距。
4. 第(4)问：观察题目给出的光圈-快门关系图像，找到光圈为6对应的快门数据。
【解析】
(1) 照相机的镜头利用凸透镜成倒立、缩小实像的原理，因此数码相机镜头的主要元件是凸透镜；由题意可知，快门数据越大，快门打开的时间越短，抓拍急速移动的目标需要短时间曝光，因此快门数据要调大。
(2) 照相机成倒立、缩小实像时，满足物距$u＞2f$，像距$f＜v＜2f$。已知镜头焦距$f=34\ \mathrm{mm}$，则像距范围为$34\ \mathrm{mm}＜v＜68\ \mathrm{mm}$，即感光元件到镜头的距离范围为$34～68\ \mathrm{mm}$。
(3) 根据光圈计算公式：$\mathrm{光圈}=\frac{\mathrm{镜头的焦距}}{\mathrm{镜头光圈的直径}}$，代入焦距$50\ \mathrm{mm}$、光圈直径$25\ \mathrm{mm}$，得$\mathrm{光圈}=\frac{50\ \mathrm{mm}}{25\ \mathrm{mm}}=2$；拍摄远处物体时，物距远大于2倍焦距，像距接近焦距，因此像距约为$50\ \mathrm{mm}=5\ \mathrm{cm}$。
(4) 观察题目给出的光圈-快门关系图像，当光圈数据为“6”时，对应的快门数据大约是100。
【答案】
1.(1)凸;大 (2)34～68 mm (3)2;5 (4)如图所示;100
【知识点】
凸透镜成像规律、照相机应用、光圈计算
【点评】
本题结合数码相机的实际应用，将物理知识与生活实际结合，考查凸透镜成像规律的应用及相关参数计算，注重知识的实际运用能力。
【难度系数】
0.5
本题围绕数码相机的镜头、光圈、快门等参数，结合凸透镜成像规律进行考查，解题思路如下：
1. 第(1)问：回忆照相机的成像原理，确定镜头类型；根据快门数据的含义（数据越大，曝光时间越短），判断抓拍瞬间的快门数据调整方向。
2. 第(2)问：利用凸透镜成像规律，照相机成倒立缩小实像时，像距在一倍焦距和二倍焦距之间，结合焦距范围推导感光元件到镜头的距离（像距）范围。
3. 第(3)问：直接运用题目给出的光圈计算公式，代入数值计算光圈；根据拍摄远处物体时像距接近焦距的特点，转换单位得到像距。
4. 第(4)问：观察题目给出的光圈-快门关系图像，找到光圈为6对应的快门数据。
【解析】
(1) 照相机的镜头利用凸透镜成倒立、缩小实像的原理，因此数码相机镜头的主要元件是凸透镜；由题意可知，快门数据越大，快门打开的时间越短，抓拍急速移动的目标需要短时间曝光，因此快门数据要调大。
(2) 照相机成倒立、缩小实像时，满足物距$u＞2f$，像距$f＜v＜2f$。已知镜头焦距$f=34\ \mathrm{mm}$，则像距范围为$34\ \mathrm{mm}＜v＜68\ \mathrm{mm}$，即感光元件到镜头的距离范围为$34～68\ \mathrm{mm}$。
(3) 根据光圈计算公式：$\mathrm{光圈}=\frac{\mathrm{镜头的焦距}}{\mathrm{镜头光圈的直径}}$，代入焦距$50\ \mathrm{mm}$、光圈直径$25\ \mathrm{mm}$，得$\mathrm{光圈}=\frac{50\ \mathrm{mm}}{25\ \mathrm{mm}}=2$；拍摄远处物体时，物距远大于2倍焦距，像距接近焦距，因此像距约为$50\ \mathrm{mm}=5\ \mathrm{cm}$。
(4) 观察题目给出的光圈-快门关系图像，当光圈数据为“6”时，对应的快门数据大约是100。
【答案】
1.(1)凸;大 (2)34～68 mm (3)2;5 (4)如图所示;100
【知识点】
凸透镜成像规律、照相机应用、光圈计算
【点评】
本题结合数码相机的实际应用，将物理知识与生活实际结合，考查凸透镜成像规律的应用及相关参数计算，注重知识的实际运用能力。
【难度系数】
0.5
