第五章第5节跨学科实践：制作望远镜导学案 ----2025-2026学年人教版物理八年级上学期

该初中物理导学案以“制作望远镜”为核心，围绕望远镜的结构、成像原理、视角及制作调试展开，通过复习显微镜的结构与成像特点导入，搭建透镜成像模型的学习支架，引导学生迁移知识。 突出跨学科实践特色，设计“探究-设计-制作-调试”完整科学探究过程，对比显微镜强化模型建构（科学思维），项目拓展用平面镜改进倒立像体现质疑创新，习题结合制作实际，提升科学态度与责任。

第5节跨学科实践：制作望远镜导学案 复习：显微镜 结构：有两组_______，每一组的作用都相当于一个__ __，靠近眼睛的叫__ __，靠近被观察物体的叫__ __． 成像特点： 显微镜的物镜相当于一个______的镜头，成______、__ __的__ __像； 显微镜的目镜相当于一个______的镜头，成____、__ __的__ __像； 成像原理图： 活动一、探究望远镜的基本结构 结构：有两组_______，每一组的作用都相当于一个__ __，靠近眼睛的叫__ __，靠近被观察物体的叫________． 成像特点： 望远镜的物镜相当于一个_______的镜头，成__ __、__ __的__ __像； 望远镜的目镜相当于一个_______的镜头，成__ __、____的____像； 成像原理图： 视角：物体的两端到人眼处所夹的角叫____．物体越___，物体与人眼的距离越___，其视角就越大． 望远镜的放大倍率：_______的焦距与_______的焦距之比。例如：f物 = 20cm，f目= 10cm，倍率为 2 倍）。 活动二、设计简易望远镜 1. 确定望远镜的放大倍率：采用单片的凸透镜作为目镜和物镜，取放大倍率2---3倍。 2. 选择物镜和目镜：选择焦距______、直径______的凸透镜作为物镜目的是增大进光量，使成像更清晰一些，选择焦距较短、直径较小的凸透镜作为目镜。 3.设计镜筒：镜筒可以设计成两段，物镜筒稍粗、稍长，目镜筒稍细，能插入物镜筒内，便于调节两者间距。 活动三：制作并调试望远镜 制作： 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4cm;将物镜固定在物镜筒的一端，目镜固定在目镜筒的一端，两块凸透镜间的距离约等于两块凸透镜的焦距______。 调试观测： 将目镜筒插入物镜筒，对准远处物体（如教室外的树、楼）。缓慢调节目镜筒与物镜筒的间距，直到通过目镜看到清晰的像。 调试时，发现远处物体的像不清晰，应调节______（选 “物镜位置” 或 “目镜与物镜的间距”），直到像清晰。 若想观察更近的物体，应将目镜向______（选 “靠近” 或 “远离”）物镜的方向移动。 活动四：展示交流与科学拓展 展示与评价：各小组展示自制望远镜，介绍 “设计思路、制作过程、调试中遇到的问题及解决方法”，同学间互相评价，选出 “成像最清晰、设计最巧妙” 的作品。 课堂练习： 1.关于望远镜的物镜和目镜，下列说法正确的是（　　） A. 物镜成正立、缩小的实像，目镜成正立、放大的虚像 B. 物镜成倒立、缩小的实像，目镜成正立、放大的虚像 C. 物镜和目镜都成放大的像 D. 物镜和目镜都是凹透镜 2.如图是天文爱好者所使用的望远镜，下列说法正确的是(　D　) A．A镜是目镜，B镜是物镜 B．太空中的星体通过A镜成的是虚像 C．望远镜的A镜成像原理与投影仪一致 D．通过B镜看到的是放大的虚像 3.图甲是某天文爱好者通过手工打磨镜片自制的望远镜，该望远镜不仅可以看到8亿公里外的木星，甚至能清晰地看到木星表面的斑纹，图乙是该望远镜内部结构及光路示意图．下列关于该自制望远镜的说法正确的是(　C　) A．他通过纯手工磨制的镜片是凹透镜 B．看到8亿公里外的木星只利用了光沿直线传播 C．清晰看到木星表面的斑纹时物镜的成像原理与照相机相同 D．木星到物镜的距离u满足f＜u＜2f(f为物镜的焦距) 4．某同学在制作望远镜时，下列关于项目实施过程中正确的是（　　） A．目镜的直径要比物镜的直径大 B．确定望远镜的放大倍数一般为2-3倍为宜 C．两块凸透镜之间的距离随意放置即可 D．物镜与放大镜原理相同 达标测试： 1. 望远镜的发明开拓了人类探索宇宙的视野。小刚用两个焦距合适的凸透镜，按照如图所示的方式自制了一个望远镜，用它来观察远处的物体时要调节物镜与目镜间的距离，直到看到清晰的像为止，下列说法错误的是 ( ) A. 物镜成缩小的实像 B. 目镜的作用相当于一个放大镜 C. 物镜成放大的实像 D. 物镜和目镜可以使用老花镜的镜片制作 2.小明在跨学科实践活动中，用两块凸透镜和纸板等材料制作了一个如图所示的望远镜。用该望远镜观察星星，下列说法正确的是 ( ) A透镜是望远镜的目镜 B. 物镜的焦距比目镜的小 C. 该望远镜能放大我们观察星星的视角 D. 星星通过该望远镜的物镜成放大的像 3. 如图所示，小明用两个焦距不同的放大镜模拟望远镜观察远处的景物，调整两个放大镜的距离看到了清楚的像。物体通过较远的物镜所成的像是倒立_____(选填“放大” “缩小”或“等大”)的实像，这个像在物镜的_____附近。 4．望远镜在战地侦查中发挥着重要作用，常用望远镜由两个凸透镜组成，对光线有 作用，望远镜物镜的成像原理和照相机相同，成 （选填“倒立”“正立”）缩小的 （选填“实”“虚”）像。利用凸透镜可以矫正 （选填“近视眼”或“远视眼”） 5．如图所示，在玻璃板上滴加水滴，水滴相当于一个 透镜；玻璃板下面放置一小物体，如果通过小水滴看不清，可以在水滴上方放一个放大镜，这样就组成了一个 （选填“显微镜”或“望远镜”），水滴就相当于此光学仪器的 （选填“物镜”或“目镜”）。 6. 小亮同学周末要去奥体中心看球赛，为了获得更好的观看体验，准备自制一个望远镜。小亮同学将制作材料拿到学校实验室，研究过程如下： 【提出项目】 制作一个放大倍率为2的望运镜 【项目分析】 了解望选的基本原理。设计望远镜，选择合适的器材，制作望机并调试。 【项目实施】 （1） 了解望选的基本原理 ①望远镜的构造 望远镜由两组凸透镜组成，靠近眼睛的叫作目镜，靠近被观测物体的叫作物镜。 ②望远镜的原理： 如图甲所示，物镜的作用是使远处的物体在焦点附近成实像，相当于_______，目镜的作用相当于一个_______，用来把这个像放大。(均选填“照相机”“投影仪”或“放大镜”) ③视角 我们能不能看清一个物体，它对我们的眼睛所成“视角”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。视角越大，对物体观察越清楚，因此，用望远镜观察物体时，会感到物体被放大了，主要是由于____(选填“A”或“B”)。 A. 通过望远镜成的像比物大 B. 像到观察者距离变小，视角变大 (2)制作一个放大倍率为2的望远镜 ① 选择物镜和目镜：现有一个焦距为10cm,直径为4cm的凸透镜作为目镜，则物镜的焦距应为_______cm. ②设计镜筒:镜筒可以设计成两段式可调节镜筒，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，如图丙所示，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___(选填“大”或“小”)一些。 (3)制作及调试 【项目拓展】 通过展示交流，发现使用望远镜时像是倒立的，于是金金又设计了如图丁所示物镜与目镜不共轴、中部为空腔的结构，并依据如图戊所示的光路图，将平面镜安装到中部空腔，利用平面镜___________的作用，观察到了正立的像。 第5节跨学科实践：制作望远镜导学案答案 复习：显微镜 结构：有两组___透镜___，每一组的作用都相当于一个_ 凸透镜 _，靠近眼睛的叫_ 目镜__，靠近被观察物体的叫__物镜 __． 成像特点： 显微镜的物镜相当于一个__投影仪___的镜头，成__倒立___、__放大 __的__实 __像； 显微镜的目镜相当于一个___放大镜___的镜头，成__正立__、_放大_ __的_虚_ __像； 成像原理图： 活动一、探究望远镜的基本结构 结构：有两组__透镜___，每一组的作用都相当于一个__凸透镜 __，靠近眼睛的叫__目镜 __，靠近被观察物体的叫____物镜____． 成像特点： 望远镜的物镜相当于一个__照相机_____的镜头，成_倒立_ __、_缩小_ __的__实 __像； 望远镜的目镜相当于一个___放大镜____的镜头，成__ 正立__、__放大__的__虚__像； 成像原理图： 视角：物体的两端到人眼处所夹的角叫__视角__．物体越__大_，物体与人眼的距离越_近__，其视角就越大． 望远镜的放大倍率：____物镜___的焦距与__目镜_____的焦距之比。例如：f物 = 20cm，f目= 10cm，倍率为 2倍 ）。 活动二、设计简易望远镜 3. 确定望远镜的放大倍率：采用单片的凸透镜作为目镜和物镜，取放大倍率2---3倍。 4. 选择物镜和目镜：选择焦距___较长___、直径_较大___的凸透镜作为物镜目的是增大进光量，使成像更清晰一些，选择焦距较短、直径较小的凸透镜作为目镜。 3.设计镜筒：镜筒可以设计成两段，物镜筒稍粗、稍长，目镜筒稍细，能插入物镜筒内，便于调节两者间距。 活动三：制作并调试望远镜 制作： 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4cm;将物镜固定在物镜筒的一端，目镜固定在目镜筒的一端，两块凸透镜间的距离约等于两块凸透镜的焦距___之和___。 调试观测： 将目镜筒插入物镜筒，对准远处物体（如教室外的树、楼）。缓慢调节目镜筒与物镜筒的间距，直到通过目镜看到清晰的像。 调试时，发现远处物体的像不清晰，应调节___目镜与物镜的间距___（选 “物镜位置” 或 “目镜与物镜的间距”），直到像清晰。 若想观察更近的物体，应将目镜向_远离_（选 “靠近” 或 “远离”）物镜的方向移动。 活动四：展示交流与科学拓展 展示与评价：各小组展示自制望远镜，介绍 “设计思路、制作过程、调试中遇到的问题及解决方法”，同学间互相评价，选出 “成像最清晰、设计最巧妙” 的作品。 课堂练习： 1.关于望远镜的物镜和目镜，下列说法正确的是（　B　） A. 物镜成正立、缩小的实像，目镜成正立、放大的虚像 B. 物镜成倒立、缩小的实像，目镜成正立、放大的虚像 C. 物镜和目镜都成放大的像 D. 物镜和目镜都是凹透镜 2.如图是天文爱好者所使用的望远镜，下列说法正确的是(　DD　) A．A镜是目镜，B镜是物镜 B．太空中的星体通过A镜成的是虚像 C．望远镜的A镜成像原理与投影仪一致 D．通过B镜看到的是放大的虚像 3.图甲是某天文爱好者通过手工打磨镜片自制的望远镜，该望远镜不仅可以看到8亿公里外的木星，甚至能清晰地看到木星表面的斑纹，图乙是该望远镜内部结构及光路示意图．下列关于该自制望远镜的说法正确的是(　CCC　) A．他通过纯手工磨制的镜片是凹透镜 B．看到8亿公里外的木星只利用了光沿直线传播 C．清晰看到木星表面的斑纹时物镜的成像原理与照相机相同 D．木星到物镜的距离u满足f＜u＜2f(f为物镜的焦距) 4．某同学在制作望远镜时，下列关于项目实施过程中正确的是（　B　） A．目镜的直径要比物镜的直径大 B．确定望远镜的放大倍数一般为2-3倍为宜 C．两块凸透镜之间的距离随意放置即可 D．物镜与放大镜原理相同 达标测试： 1. 望远镜的发明开拓了人类探索宇宙的视野。小刚用两个焦距合适的凸透镜，按照如图所示的方式自制了一个望远镜，用它来观察远处的物体时要调节物镜与目镜间的距离，直到看到清晰的像为止，下列说法错误的是 ( C ) A. 物镜成缩小的实像 B. 目镜的作用相当于一个放大镜 C. 物镜成放大的实像 D. 物镜和目镜可以使用老花镜的镜片制作 2.小明在跨学科实践活动中，用两块凸透镜和纸板等材料制作了一个如图所示的望远镜。用该望远镜观察星星，下列说法正确的是 ( C ) A.A透镜是望远镜的目镜 B. 物镜的焦距比目镜的小 C. 该望远镜能放大我们观察星星的视角 D. 星星通过该望远镜的物镜成放大的像 3. 如图所示，小明用两个焦距不同的放大镜模拟望远镜观察远处的景物，调整两个放大镜的距离看到了清楚的像。物体通过较远的物镜所成的像是倒立__缩小___(选填“放大” “缩小”或“等大”)的实像，这个像在物镜的__焦点___附近。 4．望远镜在战地侦查中发挥着重要作用，常用望远镜由两个凸透镜组成，对光线有 会聚 作用，望远镜物镜的成像原理和照相机相同，成 倒立 （选填“倒立”“正立”）缩小的 缩小 （选填“实”“虚”）像。利用凸透镜可以矫正 远视眼 （选填“近视眼”或“远视眼”） 5．如图所示，在玻璃板上滴加水滴，水滴相当于一个 凸 透镜；玻璃板下面放置一小物体，如果通过小水滴看不清，可以在水滴上方放一个放大镜，这样就组成了一个 显微镜 （选填“显微镜”或“望远镜”），水滴就相当于此光学仪器的 物镜 （选填“物镜”或“目镜”）。 7. 小亮同学周末要去奥体中心看球赛，为了获得更好的观看体验，准备自制一个望远镜。小亮同学将制作材料拿到学校实验室，研究过程如下： 【提出项目】 制作一个放大倍率为2的望运镜 【项目分析】 了解望选的基本原理。设计望远镜，选择合适的器材，制作望机并调试。 【项目实施】 （2） 了解望选的基本原理 ①望远镜的构造 望远镜由两组凸透镜组成，靠近眼睛的叫作目镜，靠近被观测物体的叫作物镜。 ②望远镜的原理： 如图甲所示，物镜的作用是使远处的物体在焦点附近成实像，相当于__照相机__，目镜的作用相当于一个_放大镜_，用来把这个像放大。(均选填“照相机”“投影仪”或“放大镜”) ③视角 我们能不能看清一个物体，它对我们的眼睛所成“视角”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。视角越大，对物体观察越清楚，因此，用望远镜观察物体时，会感到物体被放大了，主要是由于__B__(选填“A”或“B”)。 A. 通过望远镜成的像比物大 B. 像到观察者距离变小，视角变大 (2)制作一个放大倍率为2的望远镜 ① 选择物镜和目镜：现有一个焦距为10cm,直径为4cm的凸透镜作为目镜，则物镜的焦距应为___20____cm. ②设计镜筒:镜筒可以设计成两段式可调节镜筒，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，如图丙所示，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___(选填“大”或“小”)一些。 (3)制作及调试 【项目拓展】 通过展示交流，发现使用望远镜时像是倒立的，于是金金又设计了如图丁所示物镜与目镜不共轴、中部为空腔的结构，并依据如图戊所示的光路图，将平面镜安装到中部空腔，利用平面镜___改变光路________的作用，观察到了正立的像。 学科网（北京）股份有限公司 $