第5节 跨学科实践：制作望远镜（高效培优讲义）物理人教版2024八年级上册

第5节 跨学科实践：制作望远镜 【题型导航】 【重难题型讲解】 1 题型1 跨学科实践：制作望远镜 1 【能力培优练】 9 【链接中考】 18 【重难题型讲解】 题型1 跨学科实践：制作望远镜 一、项目提出 科学家利用巨大的天文望远镜接收来自遥远星系的信息。通过分析这些信息，人们对宇宙了解得越来越深 入了。根据透镜成像的知识，自己制作一个如图所示的望远镜。 二、项目分析 要自己制作望远镜，你需要完成以下任务。 1、了解望远镜的基本原理。 2、设计一个望远镜，能够用它观察校园内远处的物体。 3、根据你的设计方案，选用合适的器材，制作一个望远镜并进行调试。 三、项目实施 1、了解望远镜的基本原理：望远镜有不同的类型，其中有一种望远镜是由两组凸透镜组成的。靠近眼睛的叫作目镜，靠近被观测物体的叫作物镜。物镜的作用是使远处的物体在焦点附近成实像，目镜的作用相当于一个放大镜，用来把这个像放大。如图所示 （1）细心的同学可能会有疑问：物体距离物镜很远，它的像却离物镜很近，根据前面探究的结果，这样所成的像是缩小的，为什么使用望远镜观察物体时会感到物体被放大了呢？ 原来，我们能不能看清一个物体，它对我们的眼睛所成“视角”（如下图所示）的大小十分重要。视角的大小不仅和物体本身的大小有关，还和物体到眼睛的距离有关。望远镜的物镜所成的像虽然比原来的物体小，但它离我们的眼睛很近，再加上目镜的放大作用，视角就可以变得很大。 （2）进一步的分析表明，望远镜的放大倍率为物镜的焦距与目镜的焦距之比。 2、设计简易望远镜 （1）确定望远镜的放大倍率：自制的望远镜可以采用单片的凸透镜作为目镜和物镜。为了让成像质量好一些，其放大倍率不宜过大，取放大倍率为 2~3 倍即可。 （2）选择物镜和目镜：望远镜的物镜和目镜可以选择老人阅读用放大镜的镜片，也可以使用老花镜的镜片，还可以直接购买凸透镜。 （3）利用本章所学知识测量凸透镜的焦距，并根据放大倍率的要求，选择适当焦距的凸透镜分别作为物镜和目镜。 （4）在选择两块凸透镜时，除了需要满足焦距的要求，物镜的直径还要比目镜的直径大一些。测量凸透镜的直径，以便制作直径合适的镜筒。 （5）应选择焦距较长、直径较大的凸透镜作为物镜，焦距较短、直径较小的凸透镜作为目镜。 （6）设计镜筒：在用望远镜对不同远近的物体进行观察时，需要调节两块凸透镜间的距离。如图所示，镜筒可以设计成两段，让物镜的镜筒较目镜的镜筒粗一些，这样套在一起，便于在使用时调节。观察最远处的物体时，两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。 3、制作及调试望远镜 （1）制作：根据所选凸透镜的焦距和直径制作镜筒。例如，可以选用如图所示的两块凸透镜。其中，物镜的焦距约为20cm，直径约为5cm ；目镜的焦距约为10cm，直径约为 4 cm。 想一想：对于上述制作方案，有没有办法减小望远镜两个镜筒间的缝隙？另外，还应注意每段镜筒的长度需合适，以便留出前后调节的空间。 制作时，根据凸透镜的焦距、直径等数据，以及对镜筒长度的要求，我们可以利用现成的圆筒状物品（如 装羽毛球的筒），也可以通过截取适当尺寸的长方形纸板（如瓦楞纸板或其他材料），并把它卷起来制成镜筒（如图所示）。 此外，还要考虑如何把物镜和目镜方便地固定在镜筒上。 （2）试用与调整：把目镜镜筒插入物镜镜筒内，把目镜放到眼前，通过望远镜观察远处的物体。在观察时要通过对镜筒长度的调节，改变物镜与目镜间的距离，直到在望远镜中看到远处物体清晰的像为止。 4、展示交流 向其他同学展示你的成果，介绍你的制作方案，分享你的收获。例如，在制作望远镜的过程中，你发现了 哪些问题？你是如何改进的？还要倾听其他同学的讲解，看看对你有什么启发。同学之间相互评价，比一比谁的望远镜更完善。 【探究归纳】“制作望远镜”，结合物理中凸透镜成像原理，用两个凸透镜（物镜焦距长、目镜焦距短）组装：物镜使远处物体成倒立缩小实像，目镜将其放大成正立虚像；通过调整两镜距离优化成像，体现物理知识与手工实践的结合，实现望远观察。 【典例1-1】天文爱好者所使用的望远镜如图所示。以下判断正确的是（　　） A．A镜是目镜 B．B镜是物镜 C．由于没有光屏，太空中的星体通过A镜成的是虚像 D．太空中的星体通过A镜成的像是倒立缩小的实像 【答案】D 【详解】AB．望远镜的物镜和目镜都是凸透镜，靠近眼睛的是目镜，靠近物体的是物镜，即A是物镜，B是目镜，故AB错误； CD．物镜的作用是成倒立、缩小的实像，故C错误，D正确。 故选D。 【典例1-2】开普勒望远镜的目镜和物镜使用的都是 透镜， 镜的焦距较大（选填“物镜”或“目镜”），当被观察物体在物镜的两倍焦距以外时，物体成一个 （选填“放大”或“缩小”）的 像 （填“实”或“虚”），然后这个像再经过目镜 （选填“放大”或“缩小”），观察者就能看清楚远处的物体。我们不能看清一个物体，与物体对我们的眼睛所成的视角大小有关，物体离我们越近，视角越 ，看物体越清楚。 【答案】 凸 物 缩小 实 放大 大 【详解】[1][2]望远镜的目镜和物镜都是凸透镜，物镜的作用是使远处的物体在焦点附近成倒立，缩小的实像，这个倒立缩小的实像正好落在目镜焦距内的位置，这个实像经过目镜成一个正立、放大的虚像，物镜的焦距较大。 [3][4][5]当被观察物体在物镜二倍焦距以外时，物体成一个倒立、缩小的实像，目镜成放大的虚像。 [6]视角的大小不仅与物体的大小有关，还与眼睛距离物体的远近有关，物体离我们越近，视角越大，看物体越清楚。 【典例1-3】“探物”小组进行凸透镜成像规律的实验探究。 （1）将光源、凸透镜、光屏依次放在光具座上，如图所示； （2）小组进行实验探究。实验数据如表，分析表中数据可知： 物距u/cm 50.0 30.0 20.0 15.0 12.5 像距v/cm 12.5 15.0 20.0 30.0 50.0 像高h/cm 0.5 1.0 2.0 4.0 8.0 ①该凸透镜的焦距是 cm； ②当凸透镜成实像时，随着物距减小，像距 （选填“增大”或“减小”），像逐渐变 （选填“大”或“小”）；（物高cm） （3）调节物距cm，移动光屏，始终无法得到清晰的像，原因是 。 （4）某项目化学习小组用该凸透镜、长方体纸盒、大小不同的两个纸筒（可套在一起）、半透明塑料膜、刻度尺、胶带、剪刀、割纸刀等制作简易照相机。 ①制作：根据凸透镜的焦距f裁剪两个纸筒M、N，凸透镜安装在纸筒N的一端，M正好套在N的外面，并能进行抽拉；纸盒的一面割出一个圆孔套进纸筒M，纸盒的另一面裁出一个长方形孔，套上半透明塑料膜，如下图所示。半透明塑料膜到透镜光心的距离应在 范围内调节。 ②使用：用简易照相机对着光具座上的F光源，调节纸筒M、N的距离，直至半透明塑料膜上成清晰的像。若要看到F光源放大的像，则应 （选填“靠近”或“远离”）F光源，同时将纸筒N （选填“往前伸”或“往后缩”）。 【答案】 10.0 增大 大 见解析 大于10cm小于20cm 靠近 往前伸 【详解】（2）[1]由表格数据可知，当物距 u=20.0cm时，像距v=20.0cm，此时物距等于像距，说明物体位于凸透镜的二倍焦距处，因此焦距 [2][3]分析实验数据知道，凸透镜成实像时，物近像远像变大，则随着物距的减小，像距逐渐变大，像也逐渐变大。 （3）[4]已知f=10.0cm，物距u=5.0cm，此时u＜f，成正立放大的虚像，虚像是不能成在光屏上。 （4）[5]照相机是根据u＞2f，成倒立、缩小的实像的原理制成的，此时像距f<v<2f，因此半透明塑料膜到透镜光心的距离v可调节的范围是10~20cm。 [6][7]若要看到F光源放大的像，根据凸透镜成实像时，物近像远像变大知道，应靠近F光源，同时将纸筒N往前伸。 跟踪训练1“超级月亮”比正常时的月亮要大百分之二十，亮度也有所增加，某天文爱好者为了研究这一现象，于是架设一台开普勒望远镜做进一步观察。关于该望远镜，下列说法正确的是（　　）    A．它的物镜和目镜都是凹透镜 B．它的物镜相当于投影仪，用来把物体放大 C．物镜的作用是使远处的物体在焦点附近成虚像 D．它由两个透镜组成，靠近眼睛的为目镜，靠近被观测物体的为物镜 【答案】D 【详解】A．望远镜的物镜和目镜都是凸透镜，故A错误； B．望远镜的物镜相当于照相机的镜头，使远处的物体成一个倒立缩小的实像，故B错误； C．望远镜的物镜的作用是使得无限远处的物体在焦点附近成一个倒立缩小的实像，目镜再把这个像放大，故C错误； D．望远镜由两组凸透镜组成，靠近眼镜的为目镜，靠近被观测物体的为物镜，故D正确。 故选D。 跟踪训练2如图所示，这是一架望远镜的示意图。小乐在跨学科实践活动中想制作一个这样的望远镜，远处的物体经过物镜成像的原理与 （选填“放大镜”“照相机”或“投影仪”）的成像原理相同；目镜所成的像是正立、放大的 像。 【答案】 照相机 虚 【详解】[1]远处的物体距离望远镜的物镜较远，在二倍焦距以外，所以远处的物体经过望远镜的物镜成缩小、倒立的实像，成像原理与照相机的相同。 [2]目镜的作用是将物镜所成的实像放大，成像原理与放大镜的成像原理相同，成正立，放大的虚像。 跟踪训练3阅读短文，回答问题。 自制多功能光学演示教具 【教具要求】（1）探究小孔成像特点 （2）演示光的镜面反射和漫反射 （3）探究凸透镜成像规律及其应用 【制作材料】提供如图甲所示的装置和材料： 【制作设计】 （1）用于制作探究小孔成像演示时，需要在A装置的开口处装入制作材料 ；将A装置的左底去掉并加上半透明膜，这一半透明膜相当于上述制作材料的 （填字母，上同）；但它还有的好处是 ； （2）用于演示光的镜面反射和漫反射时，同学们在装置A中放置平行光从开口处照出，需要将制作材料中 两件组合，来接收平行光，从而从不同的角度观察亮度，发现有明显的“亮”“暗”分界； （3）用装置A制作成模拟投影仪时，在伸缩口处加上可移动纸板，纸板上固定手机，原来的开口处装入凸透镜，其截面图如图乙，在制作过程中，手机和凸透镜之间相当于 距，移动这个距离可以将手机中的像投影到屏幕上。为了使屏幕上的像达到较好的观赏效果，我们需要将手机倒着放置，因为投影仪是成 的实像； 【教具展示】 （4）小明用自制小孔成像演示仪研究蜡烛成像高度和像到小孔距离的关系时，当蜡烛高为5cm；蜡烛到小孔的距离为10cm；改变光屏到小孔的距离，得到下表的数据； 结合数据他进一步思考，树荫下的圆形光斑就是太阳通过树叶间的小孔在地面上成的像，他测出了光斑的直径为5mm；光斑到小孔的距离为5m；从网上查到太阳到地球的距离约为1.5×101lm；由此可估算出太阳的直径约为 m；（1m=1×103 mm） 像的高度h/cm 1.0 2.0 3.0 4.0 5.0 像到小孔的距离s/cm 2.0 4.0 6.0 8.0 10.0 （5）在演示光的镜面反射和漫反射时，为了提升实验效果，环境亮度应较 ； （6）用自制投影仪播放成像时，成在白屏上的效果一般，你准备怎么改进? ；以白墙作为光屏播放时，要让白墙上成像更大些，该怎么操作? 。 【答案】E C 半透明膜的背面也可以看清像 CD 物 倒立放大 1.5×108 暗 见解析 将手机靠近凸透镜，同时将纸盒远离白墙 【详解】（1）[1]用于制作探究小孔成像演示时，需要在A装置的开口处装入带孔卡片，故E符合题意，BCD不符合题意。 故选E。 [2]将A装置的左底去掉并加上半透明膜，这一半透明膜是为了承接像，相当于上述制作材料的光屏，故C符合题意，BDE不符合题意； 故选C。 [3]半透明能透光，则在膜的背面可清晰观察到像。 （2）[4]用于演示光的镜面反射和漫反射时，需要用到光滑的反射面，即平面镜和粗糙的反射面，即光屏两件组合，来接收平行光，从而从不同的角度观察亮度，从而发现平面镜较亮、光屏较暗，即有明显的“亮”“暗”分界，故CD符合题意，BE不符合题意。 故选CD。 （3）[5]将手机中的像投影到屏幕上，即手机相当于物体，故手机和凸透镜之间相当于物距。 [6]投影仪应用的是凸透镜物距在1倍到2倍焦距之间时，成倒立放大的实像的规律，则为了使屏幕上的像达到较好的观赏效果，我们需要将手机倒着放置。 （4）[7]物体的高度h物，物体到小孔的距离s物，根据表中数据可得，太阳的直径 （5）[8]在演示光的镜面反射和漫反射时，为了提升实验效果，环境应较暗。 （6）[9]用自制投影仪播放成像时，成在白屏上的效果一般，可能是物体较暗，则可通过增大物体的亮度，即调亮手机的屏幕。 [10]投影仪成像时，想让像大点，根据“物近像远像变大”可通过减小物距同时增大像距，即将手机靠近凸透镜，同时将纸盒远离白墙来让像变大。 【能力培优练】 一、单选题 1．“大视场巡天望远镜”是截至目前全球唯一的大口径兼大视场光学时域巡天望远镜。关于天文望远镜，下列说法正确的是（　　） A．它是由一个凸透镜和一个凹透镜组成 B．它的物镜的作用是使远处的物体在焦点附近成虚像 C．它的目镜相当于一个放大镜，用来把像放大 D．它的物镜和显微镜的物镜作用相同 【答案】C 【详解】A．天文望远镜主要由两个凸透镜组成，物镜用于使远处物体成像，目镜用于放大物镜所成的像，并非由一个凸透镜和一个凹透镜组成，故A错误； B．天文望远镜的物镜是让远处的物体在焦点附近成倒立、缩小的实像，而不是虚像，故B错误； C．文望远镜的目镜相当于一个放大镜，它把物镜所成的像进一步放大，这样我们就能看清远处的物体，故C正确； D．天文望远镜的物镜是使远处物体成倒立、缩小的实像；显微镜的物镜是使载物台上的物体成倒立、放大的实像，二者作用不同，故D错误。 故选C。 2．生活处处有物理，留心观察皆学问。下列生活中的现象及其解释正确的是（　　） A．望远镜的物镜成像原理与照相机的成像原理相同 B．水沸腾时壶口冒出的“白气”是空气中的水蒸气汽化形成的 C．汽车后视镜是一个凹面镜，是为了扩大观察范围 D．用次声波可击碎人体内“结石”，说明声音具有能量 【答案】A 【详解】A．望远镜的物镜与照相机镜头均为凸透镜，当物体位于两倍焦距以外时，成倒立、缩小的实像，故A正确； B．水沸腾时壶口冒出的“白气”是高温水蒸气遇冷液化形成的小水滴，故B错误； C．汽车后视镜为凸面镜，凸面镜能发散光线、扩大观察范围，故C错误； D．声音具有能量，用超声波可击碎人体内“结石”，故D错误。 故选A。 3．如图所示，是小红自制望远镜的结构示意图，对此判断不正确的是（　　） A．A镜应为物镜，B镜应为目镜 B．望远镜的目镜和物镜作用不相同 C．目镜的焦距应较长，物镜的焦距应较短 D．物镜的作用是使远处的物体在焦点附近成实像 【答案】C 【详解】A．望远镜的物镜焦距比较长，直径会大一点，所以A镜应为物镜，B镜是目镜，故A正确，不符合题意； B．望远镜的物镜相当于照相机，远处的物体经物镜折射后成缩小的实像，再通过目镜的放大作用，增大视角，所以望远镜的目镜和物镜作用不相同，故B正确，不符合题意； C．望远镜的目镜焦距较短，物镜的焦距较长，故C错误，符合题意； D．观察最远处的物体时，物镜相当于照相机，成倒立缩小的实像，像的位置在一倍和二倍焦距之间，且靠近焦点，故D正确，符合题意。 故选C。 4．对下列图示的解释，正确的是（　　） ①甲图：人之所以能看见本身不发光的物体，是因为物体反射的光进入了人的眼睛 ②乙图：小孔成像与凸透镜成像都能成倒立的实像，所以成像原理相同 ③丙图：望远镜的物镜相当于照相机，成倒立、缩小的实像 ④丁图：航天员传回的在太空拍摄的照片，其背景大都是黑色的，说明光在真空中不能传播 A．只有①② B．只有①③ C．只有②④ D．只有③④ 【答案】B 【详解】①不透明物体的颜色是由其反射的色光决定的，我们能够看见不发光的物体，是因为物体反射的光进入了我们的眼睛，故①正确； ②小孔成像是光沿直线传播现象，成倒立的实像，凸透镜成倒立的实像是光的折射现象，二者原理不同，故②错误； ③望远镜的物镜相当于照相机，成倒立、缩小的实像，望远镜的目镜相当于放大镜，成正立放大的虚像，故③正确； ④光在真空中传播速度最快，太空中没有气体，是真空的，没有光能反射或折射进入眼睛，所以看起来是黑的，故④错误。 综上所述：①③正确，②④错误。 故选B。 5．如图所示，下列关于光学现象的描述正确的是（　　） A．图甲中，物体通过小孔成倒立的虚像 B．图乙中，戴凹透镜可以矫正远视眼 C．图丙中，“彩虹”的上端是紫光 D．图丁中，天文望远镜的目镜相当于放大镜，物镜相当于照相机的镜头 【答案】D 【详解】A．物体通过小孔成倒立的实像，是利用光沿直线传播现象形成的，故A错误； B．凹透镜具有发散作用，戴凹透镜可以矫正近视眼，故B错误； C．“彩虹”是光的色散现象，是太阳光通过折射后形成的彩色光带，上端是红光，故C错误； D．天文望远镜的目镜相当于放大镜，成正立放大的虚像，物镜相当于照相机的镜头，成倒立缩小的实像，故D正确。 故选D。 6．小聪同学取两个焦距不同的放大镜，一只手握住一个，调整两个放大镜间的距离，可以看清远处的古塔。以下说法错误的是（　　） A．靠近眼睛的镜片，对光线有会聚作用 B．远处的镜片，相当于望远镜的物镜，焦距较长，成的是正立放大像 C．靠近眼睛的镜片，相当于望远镜的目镜，其作用相当于一个放大镜 D．远处的镜片，直径比我们眼睛的瞳孔大得多，这样可以会聚更多的光 【答案】B 【详解】A．小聪同学取两个焦距不同的放大镜，放大镜是由凸透镜制成，对光线有会聚作用，故A正确，不符合题意； B．两个不同焦距的放大镜组成了望远镜，远处的镜片是物镜，成的是倒立缩小的实像，故B错误，符合题意； C．靠近眼睛的镜片是目镜，成的是正立、放大的虚像，作用相当于放大镜，故C正确，不符合题意； D．远处的镜片，直径比我们眼睛的瞳孔大得多，这样可以会聚更多的光，使得所成的像更加明亮，故D正确，不符合题意。 故选B。 7．关于如下图所示的望远镜，下列说法正确的是（　　） A．靠近眼睛的镜片为目镜，靠近被观测物体的镜片为物镜 B．它的物镜和目镜都是凹透镜 C．它的物镜相当于投影仪 D．它的目镜和物镜作用相同 【答案】A 【详解】AB．望远镜是由两个凸透镜组成的，靠近眼睛的为目镜，靠近被观测物体的为物镜，故A正确，B错误； CD．望远镜的物镜相当于照相机，使远处的物体成一个倒立、缩小的实像，而目镜相当于放大镜，成正立、放大的虚像，目镜和物镜的作用不相同，故CD错误 故选A。 8．如图所示的现象中，利用光的折射现象的是（　　） A．激光引导 B．林间光斑 C．自制望远镜模型 D．自制潜望镜模型 【答案】C 【详解】A．激光引导掘进方向，利用了光的直线传播，故A不符合题意； B．林间光斑属于小孔成像，是由光的直线传播形成的，故B不符合题意； C．在该模型中，目镜和物镜都是凸透镜，利用的光的折射，故C符合题意； D．潜望镜是利用光的反射原理，故D不符合题意。 故选C。 二、填空题 9．在物理科技活动中，小明利用橡皮筋等自制了如图甲所示的简易“古筝”，并用它进行了演奏，“古筝”的声音是由琴弦的 产生的；如图乙是小明自制的“水滴显微镜”，通过该显微镜看到的是标本 （选填“倒立”或“正立”）的像。 【答案】振动 倒立 【详解】[1]声音是由物体的振动产生的，演奏“古筝”时，琴弦振动产生声音，所以“古筝”的声音是由琴弦的振动产生的。 [2]凸透镜在上面是目镜，水滴靠近标本是物镜，标本通过水滴所成的像是倒立、放大的实像，通过放大镜看到放大的虚像，所以通过该显微镜看到的是标本是倒立的像。 10．如图所示，在透明塑料板上先滴一滴小水滴，小水滴相当于一个焦距较短的 透镜，再用一个焦距较长的 透镜作为目镜，可以看到昆虫翅膀 的像（填“缩小”或“放大”）。 【答案】凸 凸 放大 【详解】[1][2][3]往盒面滴一滴水滴，小水滴中间厚边缘薄，小水滴可以看出焦距很小的凸透镜，成倒立、放大的实像，此时的小水滴相当于显微镜的物镜，再用一个焦距较长的凸透镜作为目镜，缓慢调节透镜与水滴间的距离就会看到昆虫翅膀为放大的像。 11．16 世纪，波兰天文学家哥白尼在《天体运行论》中描述了一个全新的宇宙，人们称其为 ；现代宇宙观认为，宇宙是一个有 的天体结构系统，它是有起源的，并且是不断膨胀、演化的。 【答案】日心说 层次 【详解】[1]公元2世纪，古罗马天文学家托勒玫总结前人的经验，提出以地球为中心的宇宙模型，简称“地心说”；16世纪初，波兰文学家哥白尼提出以太阳为中心的宇宙模型，简称“日心说”。 [2]现代宇宙观认为，宇宙是一个有层次的天体结构系统，包括星系、星系团、超星系团等不同层次的结构。 12．如图，小明制作简易望远镜时优先选用 （选填“A”或“B”）作为物镜，目镜成像原理和 （选填“照相机”“投影仪”或“放大镜”）相同，若制作中没有现成的透镜，可以选用合适的 （选填“近视”或“远视”）眼镜镜片来代替。 【答案】B 放大镜 远视 【详解】[1]望远镜的物镜是靠近被观测物体的一组透镜，作用相当于照相机的镜头，远处的物体在物镜的二倍焦距之外，经物镜在物镜的焦点附近成倒立、缩小的实像，因此制作简易望远镜时优先选用B作为物镜。 [2][3]目镜成像成正立、放大的虚像，成像原理和放大镜相同，若制作中没有现成的透镜，由于远视眼镜是凸透镜，可以选用合适的远视眼镜镜片来代替。 13．某同学用两个焦距分别为10cm和20cm的凸透镜制作了一个如图甲所示的望远镜。 (1)目镜的作用相当于一个 （填“照相机”“投影仪”或“放大镜”）； (2)这种望远镜的放大倍率是物镜的焦距与目镜的焦距之比，为了让成像质量好一些，放大倍率为2～3倍即可，因此应选择焦距为 cm的凸透镜作为物镜，另一个凸透镜作为目镜； (3)该同学制作的望远镜结构如图乙所示，用它观察远处物体时，眼睛在图乙中 （填字母）位置观察效果更好，当他观察的物体变近时，应将纸筒 （填“拉长一些”“缩短一些”或“保持不变”）。 【答案】(1)放大镜 (2)20 (3) C 拉长一些 【详解】（1）望远镜的物镜和目镜都是一个凸透镜，物镜成倒立、缩小的实像，这个像成在目镜一倍焦距以内，目镜成正立、放大的虚像；物镜相当于照相机，目镜相当于放大镜。 （2）为了让成像质量好一些，取放大倍率为2～3倍即可，且应选择焦距较长、直径较大的凸透镜作为物镜，故20cm的凸透镜作为物镜，10cm的凸透镜作为目镜。 （3）[1][2]用图乙的望远镜观察远处物体时，眼睛在图乙中C位置观察效果更好，此时成像更清晰；当他观察的物体变近时，像距会变大，应将纸筒拉长一些。 三、实验题 14．小硕用如图甲所示的装置探究“凸透镜成像规律”的实验中，记录并绘制了物距和像距之间的关系图像如图乙所示。 (1)按照图甲安装实验器材时，为了使像成在光屏中央，除了将光源、A凸透镜和光屏依次放在光具座上，还应调整他们的中心大致在 。由图乙可得出该实验所用A凸透镜的焦距是 。 (2)当各元件位置如图甲所示时，可在光屏上得到一个清晰像，生活中的 （填“照相机”“投影仪”或“放大镜”）就是利用这一成像原理制成的。 (3)如图丙所示，将烛焰置于凸透镜焦距以内，在透镜另一侧可以观察到放大的虚像，若将光屏置于如图丙中的虚线处，则烛焰的像________。 A．会消失 B．成在光屏上 C．亮度变暗 D．没有变化 (4)实验后，小硕又找到一个焦距为的B凸透镜，用两个凸透镜来模拟望远镜观察远处的物体，如图丁所示。他应该将 （填“A”或“B”）凸透镜做物镜，利用这两个凸透镜组成的望远镜的放大倍率是 倍。 【答案】(1)同一高度 10 (2)照相机 (3)D (4) B 2 【详解】（1）[1]为了使像成在光屏中央，除了将光源、A凸透镜和光屏依次放在光具座上，还应调整它们的中心大致在同一高度。 [2]当物距等于2倍焦距时，则像距也在2倍焦距，成倒立、等大的实像；此时物距等于像距，像与物大小相等，物像异侧；由图乙可知u=v=2f=20cm，即该实验所用A凸透镜的焦距是f=10cm。 （2）当各元件位置如图甲所示时，此时物距大于像距，物距大于2倍焦距，成倒立缩小的实像，照相机就是应用这一原理制成的。 （3）凸透镜所成虚像是由光的折射光线的反向延长线相交得到的，将光屏置于如图丙中的虚线处，对成虚像不产生影响，所以烛焰的像没有变化。 故选D。 （4）用两个凸透镜来模拟望远镜观察远处的物体，物镜的焦距应较长，所以应该将焦距为20cm的B凸透镜做物镜，A凸透镜做目镜。望远镜的放大倍率等于物镜焦距与目镜焦距之比，即 15．在跨学科实践课上，同学们要制作一个望远镜并进行调试。下面是某小组同学交流的实践过程，请帮助完成下列内容： 【项目准备】两块凸透镜（甲透镜焦距为20cm，直径约为5cm；乙透镜焦距为10cm，直径约为4cm）、瓦楞纸、剪刀、透明胶、双面胶等。 【项目实施】 任务一：了解望远镜的基本原理 如图为天文爱好者使用的望远镜简化图，观察它的结构，通过已学知识可以分析得出物镜的作用是使远处的物体在焦点附近成倒立、缩小的 像（选填“实”或“虚”），目镜的作用相当于放大镜，用来把这个像放大。 任务二：设计简易望远镜 （1）选择物镜和目镜，首先，我们确定望远镜的放大倍率为2倍。为了确定用哪块透镜作物镜，我们先将甲透镜作为物镜，乙透镜作为目镜，调整二者间距离，观察A4纸上的字，直到找到最大、最清晰的像，然后 ，再使用两块凸透镜组合看A4纸上的字，直到找到最大、最清晰的像。通过操作我们确定选择甲透镜作为物镜，乙透镜作为目镜。 （2）设计镜筒，在对不同远处的物体进行观察时，需要调节两块透镜间的距离，于是我们计划设计镜筒将两块透镜固定，并固定物镜，前后移动目镜，来观察成像情况。那么，镜筒的长度是多少合适呢？我们又找来如图乙所示实验器材进行测量并分析最佳成像距离。 ①组装器材，调节光源、两个不同焦距的凸透镜，使三者中心高度 。 ②将F形发光物体放在98cm刻度线处，物镜（f丙=10cm）放在20cm刻度线处，如丙所示。前后调节目镜（f丁=5cm），直至 ，记录 。通过操作确定了镜筒的长度。 任务三：制作及调试望远镜 根据以上探究我们设计的望远镜的结构如图丁所示，按照设计图我们选择了合适的器材并进行裁剪、粘贴和组装，成功制作了望远镜，并用它观察远处的物体，使用中发现两个镜筒间的缝隙偏大，请说说应如何改进？ （器材可另外自选） 【答案】实 交换两块透镜的位置 相同 见解析 物镜与目镜之间的距离 见解析 【详解】[1]望远镜的物体在凸透镜的二倍焦距之外，根据凸透镜成像的特点可知，形成的像是倒立缩小的实像。 [2]选择两个凸透镜哪一个物镜和目镜，可以把目镜和物镜互换，根据观察效果确定。 [3]为了便于观察到像，组装器材，调节光源，两个不同焦距的凸透镜，三者高度相同。 [4][5]为了确定镜筒的长度，应调节目镜和物镜的距离，直到眼睛透过凸透镜看到F形发光物体最大、最清晰的像，记录物镜与目镜之间的距离，由此确定镜筒长度。 [6]两个镜筒之间缝隙大，为了不影响观察效果，可增大目镜镜筒的直径或用一侧带双面胶的海绵条粘贴内筒的另一端。 【链接中考】 1．（2023·四川成都·中考真题）“因为有了光，自然界才绚丽多彩，世界才生机勃勃……”，下列对光现象描述正确的是（    ） A．太阳发出的光沿直线传播到达学校操场 B．太阳光照在人身上的反射不遵循光的反射定律 C．通过天文望远镜看到月球环形山，此时像与物等大 D．白光经三棱镜分解成的彩色光，可通过凸透镜合成白光 【答案】D 【详解】A．光从太阳处发出，经过的不是同种均匀介质，则不是沿直线传播到达学校操场，故A错误； B．无论是镜面反射还是漫反射，都遵循光的反射定律，故B错误； C．天文望远镜看到的是倒立、缩小的实像，故C错误； D．白光被三棱镜分解成七种颜色的色光，由于凸透镜对光有会聚作用，七种颜色的色光经过凸透镜会复合成白光，故D正确。 故选D。 2．（2023·湖南常德·中考真题）下列关于凸透镜应用的说法中，正确的是（　　） A．近视眼需要配戴凸透镜来矫正 B．望远镜中物镜的作用相当于放大镜 C．用手机扫描二维码时，应使二维码位于手机镜头一倍焦距之内 D．当投影仪的镜头靠近投影片时，投影仪成的像将变大 【答案】D 【详解】A．近视眼观察远处物体时，像成在视网膜的前方，为使光线延迟会聚，应佩戴具有发散作用的凹透镜来矫正，故A错误； B．望远镜中物镜成倒立、缩小的实像，相当于照相机，故B错误； C．手机摄像头是利用物距大于二倍焦距时，成倒立缩小实像的规律工作的，因此，用手机扫描二维码时，应使二维码位于手机镜头的两倍焦距以外，故C错误； D．凸透镜成实像时，物距减小，像距增大，像变大，要使投影仪成像变大，应减小物距，增大像距，所以，应使投影仪远离屏幕（增大像距），同时使镜头靠近投影片（减小物距），故D正确。 故选D。 3．（2025·辽宁沈阳·二模）（多选）我国墨子巡天望远镜是北半球顶尖的光学时域望远镜，如图甲所示。图乙显示了星光经望远镜主镜（平面镜）反射至成像系统的光路图，成像系统内的物镜相当于凸透镜，望远镜拍摄的星体图像可供天文台远程查看。下列说法正确的是（　　） A．星光束AO在主镜上反射时入射角为30° B．星体经物镜成倒立、放大的实像 C．星体在物镜上成像的原理为光的折射 D．离望远镜更近的星体，由物镜成的像更小 【答案】AC 【详解】A．由图乙知道，入射角为90℃-60℃=30℃ 故A正确； B．天文望远镜的目镜和物镜都是由凸透镜组成，目镜相当于放大镜，成正立、放大的虚像，物镜相当于照相机，成倒立、缩小的实像，最终成倒立、缩小的虚像，故B错误； C．根据题意知道，成像系统内的物镜相当于凸透镜，所以，在物镜上成像的原理为光的折射，故C正确； D．离望远镜更近的星体，根据凸透镜成实像规律，物距减小，像距增大，像变大，所以由物镜成的像更大，故D错误。 故选AC。 4．（2025·江苏无锡·一模）如图所示中的显微镜和望远镜用到了我们所学的很多光学知识。 (1)甲图是显微镜，它的反光镜有一面是凹面镜，它对光起到 作用（选填“会聚”、“发散”），可在光线较 （“亮”、“暗”）时使用； (2)乙图是望远镜，图丙表示它的原理，图中是物镜，是目镜。分析原理图可知物镜成倒立缩小实像，相当于的 镜头（选填“放大镜”、“投影仪”或“照相机”）；目镜的作用主要是将物镜所成的像放大，以 （选填“增大”或“减小”）视角。 【答案】(1)会聚 暗 (2)照相机 增大 【详解】（1）[1][2]凹面镜对光线有会聚作用，显微镜的反光镜有一面是凹面镜，它对光起到会聚作用，适于光线较弱的时候使用。 （2）[1][2]远处的物体先通过物镜使物体成一倒立、缩小的实像，相当于照相机。望远镜的目镜把物镜所成的像放大，相当于放大镜，使像靠近眼睛，以增大“视角”。 5．（2025·江苏无锡·一模）跨学科实践课上同学们准备自制天文望远镜，实验室有四种规格的凸透镜如下表： 序号 A B C D 直径/cm 4 5 8 5 焦距/cm 10 10 30 20 查得资料：望远镜的放大倍率取2至3倍为宜，放大倍率为物镜的焦距与目镜的焦距之比。选物镜与目镜直径大的，可适当增大观察范围，并使成像更亮更清晰。 (1)为获得较大放大倍率，小组应选用 透镜做物镜、 透镜做目镜最适宜； (2)图乙为望远镜成像原理图，物镜的原理相当于 （选填“放大镜”“投影仪”或“照相机”，下同），目镜相当于 。 (3)制作完成后，他们用望远镜观察远处树木，肉眼直接观察树木如图丙所示，则在原地用自制望远镜看到的像是 （选填一个字母）；与原物相比，通过望远镜所成的是树木 （选填“放大”或“缩小”）的虚像。 A     B C     D 【答案】(1)C B (2)照相机 放大镜 (3) D 缩小 【详解】（1）[1][2]根据资料可知，望远镜的放大倍率为物镜的焦距与目镜的焦距之比，且放大倍率取2至3倍为宜。要获得较大放大倍率，应选择焦距较长的凸透镜作为物镜，焦距较短的凸透镜作为目镜。在给出的四种凸透镜中，C透镜的焦距为30cm，是最长的，适合作为物镜； A、B透镜的焦距均为10cm，相对较短，可作为目镜。同时，C透镜的直径为8cm，是所有透镜中最大的，能增大观察范围并使成像更亮更清晰；而A、B透镜中，B透镜的直径为5cm，大于A透镜的4cm，所以选择B透镜做目镜更适宜。故应选用C透镜做物镜、B透镜做目镜。 （2）[1][2]天文望远镜的物镜的作用是使远处的物体在焦点附近成倒立、缩小的实像，这与照相机的成像原理相似；目镜的作用是将物镜所成的实像再次放大，成正立、放大的虚像，其原理相当于放大镜。   （3）[1][2]由（2）可知，通过天文望远镜最终看到的像是经过物镜成倒立实像和目镜成正立虚像后的结果，所以看到的是倒立的像。观察远处树木，肉眼直接观察树木是正立的，那么通过自制望远镜看到的像应该是倒立的，与原物相比，通过望远镜所成的是树木缩小的虚像。因为物镜成缩小的实像，目镜将这个实像放大，但整体而言，与原物相比还是缩小的。但可以确定看到的像是倒立的，是缩小的虚像，故D符合题意。故选D。 / 学科网（北京）股份有限公司 $$ 第5节 跨学科实践：制作望远镜 【题型导航】 【重难题型讲解】 1 题型1 跨学科实践：制作望远镜 1 【能力培优练】 6 【链接中考】 12 【重难题型讲解】 题型1 跨学科实践：制作望远镜 一、项目提出 科学家利用巨大的天文望远镜接收来自遥远星系的信息。通过分析这些信息，人们对宇宙了解得越来越深 入了。根据透镜成像的知识，自己制作一个如图所示的望远镜。 二、项目分析 要自己制作望远镜，你需要完成以下任务。 1、了解望远镜的基本原理。 2、设计一个望远镜，能够用它观察校园内远处的物体。 3、根据你的设计方案，选用合适的器材，制作一个望远镜并进行调试。 三、项目实施 1、了解望远镜的基本原理：望远镜有不同的类型，其中有一种望远镜是由两组凸透镜组成的。靠近眼睛的叫作目镜，靠近被观测物体的叫作物镜。物镜的作用是使远处的物体在焦点附近成实像，目镜的作用相当于一个放大镜，用来把这个像放大。如图所示 （1）细心的同学可能会有疑问：物体距离物镜很远，它的像却离物镜很近，根据前面探究的结果，这样所成的像是缩小的，为什么使用望远镜观察物体时会感到物体被放大了呢？ 原来，我们能不能看清一个物体，它对我们的眼睛所成“视角”（如下图所示）的大小十分重要。视角的大小不仅和物体本身的大小有关，还和物体到眼睛的距离有关。望远镜的物镜所成的像虽然比原来的物体小，但它离我们的眼睛很近，再加上目镜的放大作用，视角就可以变得很大。 （2）进一步的分析表明，望远镜的放大倍率为物镜的焦距与目镜的焦距之比。 2、设计简易望远镜 （1）确定望远镜的放大倍率：自制的望远镜可以采用单片的凸透镜作为目镜和物镜。为了让成像质量好一些，其放大倍率不宜过大，取放大倍率为 2~3 倍即可。 （2）选择物镜和目镜：望远镜的物镜和目镜可以选择老人阅读用放大镜的镜片，也可以使用老花镜的镜片，还可以直接购买凸透镜。 （3）利用本章所学知识测量凸透镜的焦距，并根据放大倍率的要求，选择适当焦距的凸透镜分别作为物镜和目镜。 （4）在选择两块凸透镜时，除了需要满足焦距的要求，物镜的直径还要比目镜的直径大一些。测量凸透镜的直径，以便制作直径合适的镜筒。 （5）应选择焦距较长、直径较大的凸透镜作为物镜，焦距较短、直径较小的凸透镜作为目镜。 （6）设计镜筒：在用望远镜对不同远近的物体进行观察时，需要调节两块凸透镜间的距离。如图所示，镜筒可以设计成两段，让物镜的镜筒较目镜的镜筒粗一些，这样套在一起，便于在使用时调节。观察最远处的物体时，两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。 3、制作及调试望远镜 （1）制作：根据所选凸透镜的焦距和直径制作镜筒。例如，可以选用如图所示的两块凸透镜。其中，物镜的焦距约为20cm，直径约为5cm ；目镜的焦距约为10cm，直径约为 4 cm。 想一想：对于上述制作方案，有没有办法减小望远镜两个镜筒间的缝隙？另外，还应注意每段镜筒的长度需合适，以便留出前后调节的空间。 制作时，根据凸透镜的焦距、直径等数据，以及对镜筒长度的要求，我们可以利用现成的圆筒状物品（如 装羽毛球的筒），也可以通过截取适当尺寸的长方形纸板（如瓦楞纸板或其他材料），并把它卷起来制成镜筒（如图所示）。 此外，还要考虑如何把物镜和目镜方便地固定在镜筒上。 （2）试用与调整：把目镜镜筒插入物镜镜筒内，把目镜放到眼前，通过望远镜观察远处的物体。在观察时要通过对镜筒长度的调节，改变物镜与目镜间的距离，直到在望远镜中看到远处物体清晰的像为止。 4、展示交流 向其他同学展示你的成果，介绍你的制作方案，分享你的收获。例如，在制作望远镜的过程中，你发现了 哪些问题？你是如何改进的？还要倾听其他同学的讲解，看看对你有什么启发。同学之间相互评价，比一比谁的望远镜更完善。 【探究归纳】“制作望远镜”，结合物理中凸透镜成像原理，用两个凸透镜（物镜焦距长、目镜焦距短）组装：物镜使远处物体成倒立缩小实像，目镜将其放大成正立虚像；通过调整两镜距离优化成像，体现物理知识与手工实践的结合，实现望远观察。 【典例1-1】天文爱好者所使用的望远镜如图所示。以下判断正确的是（　　） A．A镜是目镜 B．B镜是物镜 C．由于没有光屏，太空中的星体通过A镜成的是虚像 D．太空中的星体通过A镜成的像是倒立缩小的实像 【典例1-2】开普勒望远镜的目镜和物镜使用的都是 透镜， 镜的焦距较大（选填“物镜”或“目镜”），当被观察物体在物镜的两倍焦距以外时，物体成一个 （选填“放大”或“缩小”）的 像 （填“实”或“虚”），然后这个像再经过目镜 （选填“放大”或“缩小”），观察者就能看清楚远处的物体。我们不能看清一个物体，与物体对我们的眼睛所成的视角大小有关，物体离我们越近，视角越 ，看物体越清楚。 【典例1-3】“探物”小组进行凸透镜成像规律的实验探究。 （1）将光源、凸透镜、光屏依次放在光具座上，如图所示； （2）小组进行实验探究。实验数据如表，分析表中数据可知： 物距u/cm 50.0 30.0 20.0 15.0 12.5 像距v/cm 12.5 15.0 20.0 30.0 50.0 像高h/cm 0.5 1.0 2.0 4.0 8.0 ①该凸透镜的焦距是 cm； ②当凸透镜成实像时，随着物距减小，像距 （选填“增大”或“减小”），像逐渐变 （选填“大”或“小”）；（物高cm） （3）调节物距cm，移动光屏，始终无法得到清晰的像，原因是 。 （4）某项目化学习小组用该凸透镜、长方体纸盒、大小不同的两个纸筒（可套在一起）、半透明塑料膜、刻度尺、胶带、剪刀、割纸刀等制作简易照相机。 ①制作：根据凸透镜的焦距f裁剪两个纸筒M、N，凸透镜安装在纸筒N的一端，M正好套在N的外面，并能进行抽拉；纸盒的一面割出一个圆孔套进纸筒M，纸盒的另一面裁出一个长方形孔，套上半透明塑料膜，如下图所示。半透明塑料膜到透镜光心的距离应在 范围内调节。 ②使用：用简易照相机对着光具座上的F光源，调节纸筒M、N的距离，直至半透明塑料膜上成清晰的像。若要看到F光源放大的像，则应 （选填“靠近”或“远离”）F光源，同时将纸筒N （选填“往前伸”或“往后缩”）。 跟踪训练1“超级月亮”比正常时的月亮要大百分之二十，亮度也有所增加，某天文爱好者为了研究这一现象，于是架设一台开普勒望远镜做进一步观察。关于该望远镜，下列说法正确的是（　　）    A．它的物镜和目镜都是凹透镜 B．它的物镜相当于投影仪，用来把物体放大 C．物镜的作用是使远处的物体在焦点附近成虚像 D．它由两个透镜组成，靠近眼睛的为目镜，靠近被观测物体的为物镜 跟踪训练2如图所示，这是一架望远镜的示意图。小乐在跨学科实践活动中想制作一个这样的望远镜，远处的物体经过物镜成像的原理与 （选填“放大镜”“照相机”或“投影仪”）的成像原理相同；目镜所成的像是正立、放大的 像。 跟踪训练3阅读短文，回答问题。 自制多功能光学演示教具 【教具要求】（1）探究小孔成像特点 （2）演示光的镜面反射和漫反射 （3）探究凸透镜成像规律及其应用 【制作材料】提供如图甲所示的装置和材料： 【制作设计】 （1）用于制作探究小孔成像演示时，需要在A装置的开口处装入制作材料 ；将A装置的左底去掉并加上半透明膜，这一半透明膜相当于上述制作材料的 （填字母，上同）；但它还有的好处是 ； （2）用于演示光的镜面反射和漫反射时，同学们在装置A中放置平行光从开口处照出，需要将制作材料中 两件组合，来接收平行光，从而从不同的角度观察亮度，发现有明显的“亮”“暗”分界； （3）用装置A制作成模拟投影仪时，在伸缩口处加上可移动纸板，纸板上固定手机，原来的开口处装入凸透镜，其截面图如图乙，在制作过程中，手机和凸透镜之间相当于 距，移动这个距离可以将手机中的像投影到屏幕上。为了使屏幕上的像达到较好的观赏效果，我们需要将手机倒着放置，因为投影仪是成 的实像； 【教具展示】 （4）小明用自制小孔成像演示仪研究蜡烛成像高度和像到小孔距离的关系时，当蜡烛高为5cm；蜡烛到小孔的距离为10cm；改变光屏到小孔的距离，得到下表的数据； 结合数据他进一步思考，树荫下的圆形光斑就是太阳通过树叶间的小孔在地面上成的像，他测出了光斑的直径为5mm；光斑到小孔的距离为5m；从网上查到太阳到地球的距离约为1.5×101lm；由此可估算出太阳的直径约为 m；（1m=1×103 mm） 像的高度h/cm 1.0 2.0 3.0 4.0 5.0 像到小孔的距离s/cm 2.0 4.0 6.0 8.0 10.0 （5）在演示光的镜面反射和漫反射时，为了提升实验效果，环境亮度应较 ； （6）用自制投影仪播放成像时，成在白屏上的效果一般，你准备怎么改进? ；以白墙作为光屏播放时，要让白墙上成像更大些，该怎么操作? 。 【能力培优练】 一、单选题 1．“大视场巡天望远镜”是截至目前全球唯一的大口径兼大视场光学时域巡天望远镜。关于天文望远镜，下列说法正确的是（　　） A．它是由一个凸透镜和一个凹透镜组成 B．它的物镜的作用是使远处的物体在焦点附近成虚像 C．它的目镜相当于一个放大镜，用来把像放大 D．它的物镜和显微镜的物镜作用相同 2．生活处处有物理，留心观察皆学问。下列生活中的现象及其解释正确的是（　　） A．望远镜的物镜成像原理与照相机的成像原理相同 B．水沸腾时壶口冒出的“白气”是空气中的水蒸气汽化形成的 C．汽车后视镜是一个凹面镜，是为了扩大观察范围 D．用次声波可击碎人体内“结石”，说明声音具有能量 3．如图所示，是小红自制望远镜的结构示意图，对此判断不正确的是（　　） A．A镜应为物镜，B镜应为目镜 B．望远镜的目镜和物镜作用不相同 C．目镜的焦距应较长，物镜的焦距应较短 D．物镜的作用是使远处的物体在焦点附近成实像 4．对下列图示的解释，正确的是（　　） ①甲图：人之所以能看见本身不发光的物体，是因为物体反射的光进入了人的眼睛 ②乙图：小孔成像与凸透镜成像都能成倒立的实像，所以成像原理相同 ③丙图：望远镜的物镜相当于照相机，成倒立、缩小的实像 ④丁图：航天员传回的在太空拍摄的照片，其背景大都是黑色的，说明光在真空中不能传播 A．只有①② B．只有①③ C．只有②④ D．只有③④ 5．如图所示，下列关于光学现象的描述正确的是（　　） A．图甲中，物体通过小孔成倒立的虚像 B．图乙中，戴凹透镜可以矫正远视眼 C．图丙中，“彩虹”的上端是紫光 D．图丁中，天文望远镜的目镜相当于放大镜，物镜相当于照相机的镜头 6．小聪同学取两个焦距不同的放大镜，一只手握住一个，调整两个放大镜间的距离，可以看清远处的古塔。以下说法错误的是（　　） A．靠近眼睛的镜片，对光线有会聚作用 B．远处的镜片，相当于望远镜的物镜，焦距较长，成的是正立放大像 C．靠近眼睛的镜片，相当于望远镜的目镜，其作用相当于一个放大镜 D．远处的镜片，直径比我们眼睛的瞳孔大得多，这样可以会聚更多的光 7．关于如下图所示的望远镜，下列说法正确的是（　　） A．靠近眼睛的镜片为目镜，靠近被观测物体的镜片为物镜 B．它的物镜和目镜都是凹透镜 C．它的物镜相当于投影仪 D．它的目镜和物镜作用相同 8．如图所示的现象中，利用光的折射现象的是（　　） A．激光引导 B．林间光斑 C．自制望远镜模型 D．自制潜望镜模型 二、填空题 9．在物理科技活动中，小明利用橡皮筋等自制了如图甲所示的简易“古筝”，并用它进行了演奏，“古筝”的声音是由琴弦的 产生的；如图乙是小明自制的“水滴显微镜”，通过该显微镜看到的是标本 （选填“倒立”或“正立”）的像。 10．如图所示，在透明塑料板上先滴一滴小水滴，小水滴相当于一个焦距较短的 透镜，再用一个焦距较长的 透镜作为目镜，可以看到昆虫翅膀 的像（填“缩小”或“放大”）。 11．16 世纪，波兰天文学家哥白尼在《天体运行论》中描述了一个全新的宇宙，人们称其为 ；现代宇宙观认为，宇宙是一个有 的天体结构系统，它是有起源的，并且是不断膨胀、演化的。 12．如图，小明制作简易望远镜时优先选用 （选填“A”或“B”）作为物镜，目镜成像原理和 （选填“照相机”“投影仪”或“放大镜”）相同，若制作中没有现成的透镜，可以选用合适的 （选填“近视”或“远视”）眼镜镜片来代替。 13．某同学用两个焦距分别为10cm和20cm的凸透镜制作了一个如图甲所示的望远镜。 (1)目镜的作用相当于一个 （填“照相机”“投影仪”或“放大镜”）； (2)这种望远镜的放大倍率是物镜的焦距与目镜的焦距之比，为了让成像质量好一些，放大倍率为2～3倍即可，因此应选择焦距为 cm的凸透镜作为物镜，另一个凸透镜作为目镜； (3)该同学制作的望远镜结构如图乙所示，用它观察远处物体时，眼睛在图乙中 （填字母）位置观察效果更好，当他观察的物体变近时，应将纸筒 （填“拉长一些”“缩短一些”或“保持不变”）。 三、实验题 14．小硕用如图甲所示的装置探究“凸透镜成像规律”的实验中，记录并绘制了物距和像距之间的关系图像如图乙所示。 (1)按照图甲安装实验器材时，为了使像成在光屏中央，除了将光源、A凸透镜和光屏依次放在光具座上，还应调整他们的中心大致在 。由图乙可得出该实验所用A凸透镜的焦距是 。 (2)当各元件位置如图甲所示时，可在光屏上得到一个清晰像，生活中的 （填“照相机”“投影仪”或“放大镜”）就是利用这一成像原理制成的。 (3)如图丙所示，将烛焰置于凸透镜焦距以内，在透镜另一侧可以观察到放大的虚像，若将光屏置于如图丙中的虚线处，则烛焰的像________。 A．会消失 B．成在光屏上 C．亮度变暗 D．没有变化 (4)实验后，小硕又找到一个焦距为的B凸透镜，用两个凸透镜来模拟望远镜观察远处的物体，如图丁所示。他应该将 （填“A”或“B”）凸透镜做物镜，利用这两个凸透镜组成的望远镜的放大倍率是 倍。 15．在跨学科实践课上，同学们要制作一个望远镜并进行调试。下面是某小组同学交流的实践过程，请帮助完成下列内容： 【项目准备】两块凸透镜（甲透镜焦距为20cm，直径约为5cm；乙透镜焦距为10cm，直径约为4cm）、瓦楞纸、剪刀、透明胶、双面胶等。 【项目实施】 任务一：了解望远镜的基本原理 如图为天文爱好者使用的望远镜简化图，观察它的结构，通过已学知识可以分析得出物镜的作用是使远处的物体在焦点附近成倒立、缩小的 像（选填“实”或“虚”），目镜的作用相当于放大镜，用来把这个像放大。 任务二：设计简易望远镜 （1）选择物镜和目镜，首先，我们确定望远镜的放大倍率为2倍。为了确定用哪块透镜作物镜，我们先将甲透镜作为物镜，乙透镜作为目镜，调整二者间距离，观察A4纸上的字，直到找到最大、最清晰的像，然后 ，再使用两块凸透镜组合看A4纸上的字，直到找到最大、最清晰的像。通过操作我们确定选择甲透镜作为物镜，乙透镜作为目镜。 （2）设计镜筒，在对不同远处的物体进行观察时，需要调节两块透镜间的距离，于是我们计划设计镜筒将两块透镜固定，并固定物镜，前后移动目镜，来观察成像情况。那么，镜筒的长度是多少合适呢？我们又找来如图乙所示实验器材进行测量并分析最佳成像距离。 ①组装器材，调节光源、两个不同焦距的凸透镜，使三者中心高度 。 ②将F形发光物体放在98cm刻度线处，物镜（f丙=10cm）放在20cm刻度线处，如丙所示。前后调节目镜（f丁=5cm），直至 ，记录 。通过操作确定了镜筒的长度。 任务三：制作及调试望远镜 根据以上探究我们设计的望远镜的结构如图丁所示，按照设计图我们选择了合适的器材并进行裁剪、粘贴和组装，成功制作了望远镜，并用它观察远处的物体，使用中发现两个镜筒间的缝隙偏大，请说说应如何改进？ （器材可另外自选） 【链接中考】 1．（2023·四川成都·中考真题）“因为有了光，自然界才绚丽多彩，世界才生机勃勃……”，下列对光现象描述正确的是（    ） A．太阳发出的光沿直线传播到达学校操场 B．太阳光照在人身上的反射不遵循光的反射定律 C．通过天文望远镜看到月球环形山，此时像与物等大 D．白光经三棱镜分解成的彩色光，可通过凸透镜合成白光 2．（2023·湖南常德·中考真题）下列关于凸透镜应用的说法中，正确的是（　　） A．近视眼需要配戴凸透镜来矫正 B．望远镜中物镜的作用相当于放大镜 C．用手机扫描二维码时，应使二维码位于手机镜头一倍焦距之内 D．当投影仪的镜头靠近投影片时，投影仪成的像将变大 3．（2025·辽宁沈阳·二模）（多选）我国墨子巡天望远镜是北半球顶尖的光学时域望远镜，如图甲所示。图乙显示了星光经望远镜主镜（平面镜）反射至成像系统的光路图，成像系统内的物镜相当于凸透镜，望远镜拍摄的星体图像可供天文台远程查看。下列说法正确的是（　　） A．星光束AO在主镜上反射时入射角为30° B．星体经物镜成倒立、放大的实像 C．星体在物镜上成像的原理为光的折射 D．离望远镜更近的星体，由物镜成的像更小 4．（2025·江苏无锡·一模）如图所示中的显微镜和望远镜用到了我们所学的很多光学知识。 (1)甲图是显微镜，它的反光镜有一面是凹面镜，它对光起到 作用（选填“会聚”、“发散”），可在光线较 （“亮”、“暗”）时使用； (2)乙图是望远镜，图丙表示它的原理，图中是物镜，是目镜。分析原理图可知物镜成倒立缩小实像，相当于的 镜头（选填“放大镜”、“投影仪”或“照相机”）；目镜的作用主要是将物镜所成的像放大，以 （选填“增大”或“减小”）视角。 5．（2025·江苏无锡·一模）跨学科实践课上同学们准备自制天文望远镜，实验室有四种规格的凸透镜如下表： 序号 A B C D 直径/cm 4 5 8 5 焦距/cm 10 10 30 20 查得资料：望远镜的放大倍率取2至3倍为宜，放大倍率为物镜的焦距与目镜的焦距之比。选物镜与目镜直径大的，可适当增大观察范围，并使成像更亮更清晰。 (1)为获得较大放大倍率，小组应选用 透镜做物镜、 透镜做目镜最适宜； (2)图乙为望远镜成像原理图，物镜的原理相当于 （选填“放大镜”“投影仪”或“照相机”，下同），目镜相当于 。 (3)制作完成后，他们用望远镜观察远处树木，肉眼直接观察树木如图丙所示，则在原地用自制望远镜看到的像是 （选填一个字母）；与原物相比，通过望远镜所成的是树木 （选填“放大”或“缩小”）的虚像。 A     B C     D / 学科网（北京）股份有限公司 $$