第5章 第5节 跨学科实跨：制作望远镜-2024-2025学年新教材八年级上册物理同步辅导（人教版2024）

第⑤ 节 跨学科实践：制作望远镜 知识梳理 一、项目提出 原来的物体小，但它离我们的眼睛很 根据透镜成像的知识，制作一个望远镜。 近，再加上目镜的放大作用，视角就 二、项目分析 可以变得很大。 要自己制作望远镜，你需要完成以下任务。 (3)进一步的分析表明，像图5一5一1这 1.了解望远镜的基本原理。 样的望远镜的放大倍率为物镜的焦 2.设计一个望远镜，能够用它观察校园内远 距与目镜的焦距之比。 处的物体。 2.设计简易望远镜 3.根据你的设计方案，选用合适的器材，制 (1)确定望远镜的放大倍率 作一个望远镜。 自制的望远镜可以采用单片的凸透镜 三、项目实施 作为目镜和物镜。为了让成像质量好 1.了解望远镜的基本原理 一些，其放大倍率不宜过大。 (1)望远镜有不同的类型，其中有一种望 (2)选择物镜和目镜 远镜是由两组凸透镜组成的（如图5 应选择焦距较长、直径较大的凸透镜 5一1)。靠近眼睛的叫作目镜，靠近 作为物镜，焦距较短、直径较小的凸 被观测物体的叫作物镜。物镜的作 透镜作为目镜。 用是使远处的物体在焦点附近成实 (3)设计镜筒 像，目镜的作用相当于一个放大镜， ①镜筒可以设计成两段，让物镜的镜 用来把这个像放大。 筒较目镜的镜筒粗一些，这样套在 一起，便于在使用时调节。 ②镜筒的调节：观察最远处的物体时，两 日镜 块凸透镜间的距离约等于两块凸透镜 的焦距之和：观察较近处的物体时， 两块凸透镜间的距离要稍大一些。 图5-5-1 3.制作及调试望远镜 (2)我们能不能看清一个物体，它对我们 (1)制作 的眼睛所成“视角”的大小十分重 根据所选凸透镜的焦距和直径制 要。视角的大小不仅和物体本身的 作镜筒。注意每段镜筒的长度需合 大小有关，还和物体到眼睛的距离 适，以便留出前后调节的空间。还要 有关。望远镜的物镜所成的像虽然比 考虑如何把物镜和目镜方便地固定 在镜筒上。 四、展示交流 (2)试用与调整 1.向其他同学展示你的成果，介绍你的制作 把目镜镜筒插入物镜镜筒内，把目镜 方案，分享你的收获。 放到眼前，通过望远镜观察远处的物 2.倾听其他同学的讲解，看看对你有什么 体。在观察时要通过对镜筒长度的 启发。 调节，改变物镜与目镜间的距离，直 3.同学之间相互评价，比一比谁的望远镜更 到在望远镜中看到远处物体清晰的像 完善。 为止。 基础过关 1.关于如图5一52所示的望远镜，下列说法 4.选择两块焦距和口径不同的凸透镜制作望 正确的是 远镜。 (1)物镜应该选择的凸透镜是 A.焦距长，口径小 B.焦距长、口径大 C.焦距小、口径大 图5-5-2 D.焦距小、口径小 A.靠近眼睛的镜片为目镜，靠近被观测物体 (2)目镜应该选择的凸透镜是 的镜片为物镜 A.焦距长、口径小 B.它的物镜和目镜都是凹透镜 B.焦距长、口径大 C.它的物镜相当于投影仪 C.焦距小，口径大 D.它的物镜成正立、放大的虚像 D.焦距小、口径小 2.望远镜的作用是 5.人眼看同一个物体，会出现“近大远小”的现 A.把近处的物体放大 象，这和物体与人的眼睛所成视角的大小有 B.把远处的物体拉近 关。如图5一5一3所示，同一个物体离人眼 C.把细小的物体放大 越远时，视角越 。 当人离物体一样 D.把近处的物体放远 远时，物体越大，则视角越 。 照镜子 3.望远镜是用两组凸透镜组成的，下列关于望 时，当你向平面镜走近时会觉得像变大了，原 远镜的说法正确的是 ( 因是 (前两空均填“大”或“小”) A.目镜、物镜直径相同 B.目镜、物镜焦距相同 视角 C.通过目镜看到天体的像比实际的天体大 D.物镜直径比目镜直径大，目的是会聚更多 图5-5-3 的光 能力提升 1.下列关于望远镜的说法中，不正确的是( B.它的物镜相当于放大镜，用来把像放大 A.所有望远镜的目镜和物镜都是凸透镜 C.它的物镜的作用是使远处的物体成虚像 B.望远镜的物镜的直径越大越容易观察到较 D.靠近眼睛的为目镜，作用相当于放大镜 暗的星球 5.制作望远镜。 C.我们通过望远镜目镜看到的都是远处物体 材料：准备两个 ,一个焦距比另一个 的虚像 稍大一些，两个与透镜尺寸差不多大小的硬 D.望远镜的物镜成的是远处物体的实像 纸筒，小纸筒可套入大纸筒中。纸筒也可自 2.小吉制作简易望远镜时，细镜筒插入粗镜筒 己制作。 后，镜筒总长度为40~45cm。为了让成像质 制作：将焦距较大的透镜作为 ,较小 量好一些，他应该选择下列哪一组凸透镜 的作为 ,分别将它们固定在大小两 个纸简中，如图5-5一5甲所示。 A.f物=20cm,f目=20cm B.f物=30cm,fH=10cm C.f物=35cm,fH=5cm D.f物=45cm,f日=15cm 图5-5-5 3.用普通望远镜观察远处物体时，突然有一只 使用：将物镜对准远处的物体，不断推拉小纸 小飞虫飞到物镜上，则视野中 筒，直到看到清楚放大的像为止。 A.出现了一只大飞虫 原理：如图5一5一5乙所示，从远处物体射到 B.不会出现飞虫或黑点 物镜上的光线是平行的，经物镜折射后，在焦 C.出现了一个大黑点 点外距焦点很近的地方，得到物体的 D.出现了一只小飞虫 立、 (选填“放大”“缩小”或“等大”) 4.“超级月亮”比正常时的月亮要大百分之二 的实像。目镜的前焦点和物镜的后焦点是重 十，亮度也有所增加。某天文爱好者为了研 合在一起的，所以像位于目镜和它的焦点之 究这一现象，架设了一台天文望远镜做进一 间离焦点很近的地方，像对于目镜来说是物 步观察（如图5一5一4）。关于该望远镜，下列 体，目镜所成的像是 (选填“放大” 说法正确的是 “缩小”或“等大”)的 。这样，当我们 对着目镜进行观察的时候，进入眼睛的光线 就好像是直接从这个像射来的。 6.小林同学为了探究物体对眼睛视角大小的影 响因素，他通过观察不同高度的树木且不断 图5-5-4 地改变眼睛与树木的距离（如图5一5一6所 A.它的物镜相当于幻灯机的镜头，作用是使 示)，得到数据如表格中所示，分析表格中的 远处的物体成放大的实像 数据可得到的结论有： 物体高 (3)图5一5一7所示实验所用的方法与题中 度/m 探究所用的方法相同的是 物体到眼睛 8 的距离/m 视角a/度2836.853.19014.2192853.15.59.914.228 ①探究真空不能传声 2探究音调的影响因声 图5-5-6 (1)在观察相同高度的物体时，视角的大小与 有关， 越 ③探究燕发快授的影响因紫④探究平而筑成像特点 远，视角越 图5-5-7 (2)观察者的眼睛与物体距离不变时，视角的 A.①② B.②③ C.③④ D.②④ 大小与 有关， 越大，视角越 素养发展 1.【生活境】深圳市天文台位于大鹏新区南澳 2.【家国儕怀】四百年前意大利物理学家 街道西涌，配备有反射式望远镜、光学望远镜 率先用望远镜观察天体，以确凿的 等多种观测设备。反射式望远镜的原理如图 证据支持了哥白尼的“日心说”。FAST望远 5一5一8甲所示，利用一个球面反射镜将进 镜是世界上最大的单口径 望远镜， 入镜头的光线会聚后反射到位于镜筒前端的 位于中国贵州省，被称为“中国的天眼”。 一个平面镜上，然后再由这个平面镜将光线 3.【社会热点】2023年12月，风靡全球的大黄鸭 反射到镜筒外的目镜里，这样我们便可以观 来深圳“上班”了“鸭”！大黄鸭接近6层楼 测到星空的影像。而光学望远镜的原理如图 高，如图5一5一9所示是游客为大黄鸭和春 5一5一8乙所示，下列说法正确的是 ( 笋楼拍的照片。图中大黄鸭比春笋楼还高是 观察点 因为大黄鸭本身巨大，且距离游客较近， 天体光线} 较大。 图5-5-8 A,反射式望远镜的主镜是凹面镜，不遵循光 的反射定律 B.反射式望远镜利用了小孔成像的原理 C.光学望远镜的目镜成倒立、缩小的实像 图5-5-9 D.光学望远镜的物镜成像原理与照相机相同题意。 4.远视弱凸 5.D点拨：由图可知，此时u=v=20cm,根 5.变短 甲凹透 据u=v=2f甲，成倒立、等大的实像，即 【能力提升】 2f甲=20cm,因此凸透镜甲的焦距为f甲= 1.C 10cm,故A错误：保持蜡烛和透镜的位置 2.A点拨：当人看远处物体时，晶状体变薄， 不变，将透镜甲更换为透镜乙后，需将光屏 会聚能力变弱，即焦距变大 向左移动，说明透镜乙对光的会聚能力变 3.D点拨：A图示是远视眼的成因，远视眼 强，焦距变小，此时像距变小，根据凸透镜 在看近处的物体时，像落在视网膜的后面， 成像规律可知，第二次成的像是倒立、缩小 不符合题意：B图示是对远视眼的矫正，戴 凸透镜可使光线提前会聚使像落在视网膜 的实像，故BC错误，D正确。 上，不符合题意：C图示是近视眼的成因， 6.30.0倒立、缩小的实像 近视眼在看远处的物体时，像落在视网膜 7.(1)大于虚(2)远离放大靠近缩 的前面，不符合题意；D图示是对近视眼的 小(3)凸透镜焦距太大（或蜡烛在该凸透 矫正，戴凹透镜可以使物体射来的光线先 镜的焦距以内) 发散一些，通过晶状体时会聚点靠后，落在 【素养发展】 视网膜上，符合题意。 1.C点拨：本题巧妙地利用一个动态模型考 4.A 查学生对凸透镜成像规律的理解。因为圆 5.变小近 在二倍焦距处，所以圆的左边处于二倍焦 6.甲A 距以外，又因为f<D<2f,所以圆的右边 7.25 位于一倍焦距和二倍焦距之间。因此圆左 8.解：如答图所示。 边部分成倒立缩小的像，像位于异侧一倍 焦距和二倍焦距之间：圆的右边成倒立放 视网膜 大的像，像位于二倍焦距之外。 2.(1)倒立大远离(2)A(3)较小小 答图 第4节眼睛和眼镜 9.照相机 凸透镜 左侧镜片 【基础过关】 10.(1)缩小(2)注水凹透镜 1.D2.C 【素养发展】 3.B点拨：因为小吉能看清近处的物体，不 1.会聚大于2f 能看清远处的物体，所以小吉的眼睛患上 2.(1)倒立缩小(2)凹透镜 了近视眼；近视眼是由于品状体曲度变大， 第5节跨学科实践：制作望远镜 会聚能力增强，即折光能力增强，应戴凹透 【基础过关】 镜，使光线发散而推迟会聚。 1.A2.B3.D 4.(1)B(2)D 可能呈现清晰的像，故A错误：蜡烛从图中 5.小大视角变大 位置逐渐远离透镜，此时物距增大，根据凸 【能力提升】 透镜成实像时，物远像近像变小可知，所成 1.A 的像会逐渐变小，故B正确：若无论怎么移 2.B点拨：用望远镜观察远处物体时，物镜 动光屏，在光屏上都找不到像，说明蜡烛应 和目镜之间的距离约等于两块凸透镜的焦 在1倍焦距内或1倍焦距处，即C区，故C 距之和，观察较近处物体时，物镜和目镜之 错误；若光屏上要得到一个放大的像，根据 间的距离大于两块凸透镜的焦距之和，且 2f>u>f,成倒立、放大的实像可知，蜡烛 为了让成像质量好一些，取放大倍率2~3 应该放在图中B区，故D错误。 倍即可。 6.C点拨：人的眼睛相当于一架照相机，成 3.B4.D 的是倒立、缩小的实像，此时光源在2倍焦 5.凸透镜物镜目镜倒缩小 放大 距之外，故A、B错误；光源远离透镜时，物 虚像 距变大，像距变小，要将光屏靠近透镜才能 6.(1)物体到眼睛的距离距离小(2)物 再次得到清晰的像，故C正确：近视眼的成 体的高度物体的高度大(3)B 因是晶状体的会聚能力变强，远处物体的 点拨：(1)分析表格中的数据可以发现：在 像成在了视网膜的前方，所以应该向透镜 观察相同高度的物体（如h=4m)时，物体 内注水，故D错误。 到眼睛的距离越远，视角越小。(2)观察者 7.A 的眼睛与物体距离不变（如s=8m)时，物 8.乙丁 体的高度越小，视角越小。(3)该实验应用 9.凸实小 的方法是控制变量法，仔细观察题中4幅 10.凸实变大 图可知，②③也应用了控制变量法，①用到 11.缩小远离 的是理想实验法，④用到的是等效替代法， 12.(1)光屏中央(2)①15 ②60③正立、 故选B。 放大的虚像(3)变小 【素养发展】 第六章 质量与密度 1.D 2.伽利略射电 第1节质量 3.视角 【基础过关】 章末复习 1.A点拨：通过物理学习，尽可能定量地认 【中考聚焦】 识我们身边的物体。根据生活经验和常 1.C2.A3.C4.B 识，不难选择。 5.B点拨：当蜡烛放在图中A区，此时物距 2.D点拨：质量是物体本身的一种基本属 大于2倍焦距，根据u>2f,2f>v>f,成 性，对于一个确定的物体来说，它的质量不 倒立、缩小的实像，光屏应放在图中E区才 会随位置、温度，形状、状态等因素改变。