5.5 跨学科实践：制作望远镜同步练习--2025-2026学年人教版八年级上册

5.5 跨学科实践制作望远镜 姓名：___________班级：___________ A组 基础过关练 一、单选题 1．物理学改变了人类的生产、生活方式，因此学好物理很重要，我们要站在巨人的肩膀上。下列有关物理学史的说法中错误的是（　　） A．率先用望远镜观察天体运动的科学家是伽利略 B．普朗克提出了相对论，从根本上冲击了经典物理学体系 C．最早通过实验研究光的色散现象的物理学家是牛顿 D．哥白尼提出“日心说”，推翻长期占据统治地位的“地心说”，从根本上改变人类对宇宙的认识 2．小婷翻阅资料和询问老师了解到望远镜原理，制作了简易望远镜，在跨学科实践：制作望远镜课上，小婷制作的望远镜受到老师和同学们的一致好评，那么小婷不是根据以下哪个知识点制作出的望远镜（   ） A．它的物镜和投影仪的原理相同 B．它的物镜的作用是使远处的物体在焦点附近成实像 C．它的目镜和放大镜的原理相同 D．它的目镜焦距要小于物镜焦距 3．光刻技术是现代半导体集成电路的关键一环，其工作原理如图所示。光源发出强紫外光，调整镂空掩膜版和缩图透镜之间的距离，使光通过二者后，恰好能在硅片上成清晰的像，从而实现纳米级集成电路的“雕刻”，下列说法错误的是（　　） A．缩图透镜是凸透镜 B．在硅片上形成的像是虚像 C．此成像原理与开普勒望远镜物镜的成像原理相似 D．若将掩膜版靠近缩图透镜，为成清晰像，应将硅片远离缩图透镜 二、填空题 4．如图所示是小红制作的一架简易的天文望远镜，选用的凸透镜焦距为5cm和50cm，她将寻星装置安装在套筒上，将望远镜固定在三脚架上，用于观察月球，通过寻星装置寻找月球，是利用了光的 原理，组装时将焦距为 cm的凸透镜作为物镜，另一透镜作为目镜，月球通过物镜成倒立、 的实像，目镜相当于 （选填“照相机”、“投影仪”或“放大镜”），如果你想制作简易天文望远镜，但是没有现成的透镜，可以选用合适的 （近视/远视）镜片来代替。 三、作图题 5．在移动凸透镜的过程中，小红意外发现，光屏上看到了放大很多倍的清晰像，她觉得这可能是显微镜的原理。于是查阅了资料，画出了显微镜的成像原理图，如下图所示，F1是物镜的焦点。 (1)在图上画出发光点A发出的两条光线经过物镜后的折射光线，以及会聚形成的A的像点A'。 (2)将物镜所成的像作为发光物，再通过目镜成像，目镜可以成 像，画出目镜焦点F2的大概位置 。 B组 能力拓展练 四、实验题 6．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） 五、科普阅读题 7．巡天空间望远镜与中国天眼（FAST）如图1所示，我国首个大型巡天空间望远镜目前正在研制，按照中国载人航天工程计划，该望远镜预计于2024年投入科学运行。 中国天眼（FAST）是射电望远镜，它接收来自宇宙天体的微弱无线电波，传给后端计算机记录。由于无线电波可穿透宇宙空间，射电望远镜不太会受光照和气候的影响，可以全天候工作。巡天空间望远镜则是光学望远镜，捕捉的是近紫外至可见光波段，通过组成望远镜的直径大、焦距长的物镜和直径小、焦距短的目镜，实现远距离物体近处成像。 请阅读上述短文，回答下列问题： (1)地面望远镜容易受到地球大气的影响，会使星光在观测路径中发生光的 （选填“反射”或“折射”），形成所谓的“大气像差”； (2)巡天空间望远镜属于 （选填“光学”、“射电”）望远镜，在观测宇宙时，物镜所成的像是 立、缩小的 像； (3)目前，人类观测到的最远的天体距离我们的130亿光年。光年是 （选填“长度”、“时间”）计量单位，也就是说，如果有一束光以的速度从这个天体发出，那么要经过约 年才能到达地球。 试卷第1页，共3页 试卷第1页，共3页 学科网（北京）股份有限公司 《2025年12月9日初中物理作业》参考答案 题号 1 2 3 答案 B A B 1．B 【详解】A．伽利略是近代物理实验的先驱者，改进了望远镜用于观察天体的运行规律，率先用望远镜观察天空，得到的关于天体运行的结果支持了哥白尼的“日心说”，故A正确，不符合题意； B．普朗克并没有提出相对论，而是爱因斯坦提出了相对论，普朗克的主要贡献在于量子理论的基础工作，特别是他提出了普朗克公式，引入了能量量子化的概念，故B错误，符合题意； C．太阳光照射三棱镜产生可见的有色光带，此现象为光的色散现象，表明太阳光是由多种色光混合而成的，是牛顿最早发现的，故C正确，不符合题意； D．在哥白尼之前，亚里士多德的“地心说”占据统治地位，认为地球是宇宙的中心，哥白尼提出“日心说”，推翻长期占据统治地位的“地心说”，从根本上改变了人类对宇宙的认识，故D正确，不符合题意。 故选B。 2．A 【详解】望远镜是由两组透镜组成，靠近眼睛的叫目镜，靠近被测物体的叫物镜；物镜的作用是使物体在焦点附近成倒立、缩小的实像正好落在目镜焦距内的位置，目镜的作用相当于一个放大镜，这个实像经过目镜成一个正立、放大的虚像。 A．物镜的作用是成倒立、缩小的实像，与照相机原理相同，与投影仪原理不同，故A符合题意； B．物镜的作用是成倒立、缩小的实像，使两倍焦距以外的物体，成像在一倍焦距和两倍焦距之间，即远处的物体在焦点附近成实像 ，故B不符合题意； C．目镜的作用相当于一个放大镜，与放大镜原理相同，故C不符合题意； D．望远镜的目镜相当于放大镜，物镜成的像在物镜一倍焦距附近，这个像在目镜在一倍焦距以内，经过目镜成一个正立、放大的虚像，所以目镜焦距要小于物镜焦距，故D不符合题意。 故选 A。 3．B 【详解】A．根据题意，调整镂空掩膜版和缩图透镜之间的距离，使光通过二者后，恰好能在硅片上成清晰的像，说明光通过缩图透镜能成实像，所以缩图透镜是凸透镜，故A正确，不符合题意； B．硅片相当于光屏，能承接实像，所以成的是实像，故B错误，符合题意； C．要制造出含有众多元件的集成电路，掩膜上的电路在硅片上成的像应变小，由此可知该凸透镜成的是倒立、缩小的实像，开普勒望远镜物镜也是成倒立缩小的实像，所以此成像原理与开普勒望远镜物镜的成像原理相似，故C正确，不符合题意； D．若将掩膜版靠近缩图透镜，则物距变小，根据凸透镜成像原理可知，物近像远像变大，则像距变大，所以为成清晰像，应将硅片远离缩图透镜，故D正确，不符合题意。 故选B。 4． 直线传播 50 缩小 放大镜 远视 【详解】[1]光在同种、均匀、透明的介质中沿直线传播，当月球与寻星装置两侧的凹槽在同一条直线上时，就可以寻找到月球，这利用光的直线传播原理。 [2]望远镜的物镜用来将远处的物体成像，目镜将物镜成的像放大，相当于放大镜，则焦距为50cm的凸透镜作为物镜，焦距为5cm的凸透镜作为目镜。 [3][4]月球到物镜的距离远大于物镜的二倍焦距，月球通过物镜成倒立、缩小的实像，这个像成在目镜一倍焦距以内，经目镜成正立、放大的虚像，则物镜相当于照相机，目镜相当于放大镜。 [5]目镜的作用相当于一个放大镜，这个实像经过目镜成一个正立虚像，因远视眼的镜片是凸透镜，所以想制作简易天文望远镜，没有现成的透镜，可以选用合适的远视镜片来代替。 5． 【详解】（1）根据题意可知，物镜和目镜都是凸透镜，根据凸透镜成像规律，当物体在一倍焦距和二倍焦距之间时，成的是倒立放大的实像，像的位置在二倍焦距以外，由凸透镜的三条特殊光线作图，经过光心的光线方向不变，平行于主光轴光线，经过凸透镜折射，射出的光线经过焦点，如图所示： （2）[1][2]显微镜的目镜起放大镜的作用，将物镜所成的像作为发光物，再通过目镜成像，目镜使物体成的是正立、放大的虚像，此时，物体在目镜的一倍焦距以内，所以，目镜焦点F2的大概位置在物镜所成像的左侧，如图所示： 6． 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。 7．(1)折射 (2) 光学 倒 实 (3) 长度 130亿 【详解】（1）大气层中含有密度不均匀的空气，星光在透过不均匀的大气层时，会发生折射现象，形成“大气像差”。 （2）[1][2][3]由题意得巡天望远镜可以捕捉近紫外至可见光波段，属于光学望远镜。在观测太空时，由于观测的天体距离物镜距离很远，远大于它的二倍焦距，根据凸透镜成像规律可知，此时成倒立缩小的实像。 （3）[1]光年是指光在真空中一年内传播的距离，因此是长度单位。 [2]有一束光以的速度从这个天体发出，到达地球的时间为 答案第1页，共2页 答案第1页，共2页 学科网（北京）股份有限公司 $