9.3 学生实验：设计制作简易潜望镜 同步作业 -2025-2026学年高二下学期（中职）物理高教版(2021)机械建筑类

9.3 学生实验：设计制作简易潜望镜 同步作业 一、选择题（每题3分，共30分） 1. 设计制作简易潜望镜的核心实验原理是利用光的（） A. 折射 B. 全反射 C. 反射 D. 直线传播 2. 机械领域中，用于检测机床内部隐蔽部位的简易潜望镜，其设计核心是通过反射改变光线传播方向，下列说法正确的是（） A. 只需一块反射镜即可实现光线的两次反射 B. 需两块平行且倾斜角度相同的反射镜 C. 反射镜的倾斜角度可随意调整 D. 反射镜的镜面无需清洁，不影响使用 3. 结合建筑类专业，建筑施工中用于观察管道内部情况的潜望镜，其制作材料选择合理的是（） A. 柔软的塑料软管（镜筒）、平面镜（反射镜） B. 坚硬的金属管（镜筒）、平面镜（反射镜） C. 纸质镜筒、毛玻璃（反射镜） D. 玻璃镜筒、透明塑料片（反射镜） 4. 制作简易潜望镜时，两块反射镜的安装要求是（） A. 互相垂直，且与镜筒轴线呈45度角 B. 互相平行，且与镜筒轴线呈45度角 C. 互相平行，且与镜筒轴线呈90度角 D. 互相垂直，且与镜筒轴线呈90度角 5. 机械领域中，维护简易潜望镜时，需重点检查的部位是（） A. 镜筒的美观度 B. 反射镜的角度和镜面清洁度 C. 镜筒的长度 D. 反射镜的大小 6. 结合机械建筑类专业，下列场景中，不适宜使用简易潜望镜的是（） A. 观察机床内部零件的磨损情况 B. 观察建筑墙体内部的管线布置 C. 观察建筑地下管道的堵塞情况 D. 测量建筑构件的长度 7. 制作简易潜望镜时，若观察到的像模糊不清，其主要原因可能是（） A. 镜筒长度过长 B. 反射镜镜面有污渍、反光效果差 C. 反射镜角度与镜筒轴线呈30度角 D. 镜筒材质过硬 8. 建筑施工中，使用简易潜望镜观察隐蔽部位时，其优势是（） A. 无需拆卸建筑构件，避免损坏结构 B. 观察精度比专业检测仪器高 C. 制作成本高，操作复杂 D. 只能观察近距离物体 9. 关于简易潜望镜的设计思路，下列说法错误的是（） A. 镜筒需保证光线传播畅通，无遮挡 B. 反射镜的角度需精准，确保两次反射后光线能进入人眼 C. 机械检测用潜望镜的镜筒需选用坚固耐用的材质 D. 反射镜的大小与观察视野无关 10. 结合机械建筑专业，下列关于简易潜望镜应用的说法，正确的是（） A. 仅适用于日常观察，无法应用于专业场景 B. 可用于机械设备内部检测和建筑隐蔽部位观察 C. 建筑领域的潜望镜与机械领域的潜望镜，设计原理不同 D. 简易潜望镜的制作无需遵循光的反射规律 二、填空题（共10分） 11. 简易潜望镜的制作原理是利用光的________，通过两块反射镜的两次反射，改变光线的传播方向，使人能观察到被遮挡的物体。 12. 制作简易潜望镜时，常用的实验器材有镜筒材料（纸盒、塑料筒等）、________、剪刀、双面胶、直尺等。 13. 结合机械专业，用于机床内部检测的简易潜望镜，镜筒应选用________、不易变形的材质，适配工业场景的使用需求。 14. 建筑领域中，简易潜望镜可用于观察________、地下管道等隐蔽部位，避免施工过程中对建筑结构造成损坏。 15. 制作简易潜望镜时，两块反射镜需互相________，且与镜筒轴线呈45度角，才能确保光线经两次反射后正常传播。 16. 机械领域中，简易潜望镜可辅助检测机床内部零件的________情况，无需拆卸设备，提高检测效率。 17. 制作简易潜望镜的关键步骤是________反射镜的角度，确保反射光线能精准进入观察口。 18. 建筑施工中，使用简易潜望镜观察管道内部时，需保证镜筒________，避免光线被遮挡，影响观察效果。 19. 简易潜望镜的故障排查中，若无法观察到物体，大概率是反射镜________偏差，需重新调整角度。 20. 结合机械建筑专业，简易潜望镜的设计制作，需兼顾________和实用性，适配专业场景的实际使用需求。 三、判断题（每题2分，共20分） 21. 简易潜望镜的制作核心是利用光的反射规律，通过两次反射改变光线传播方向，使人看到被遮挡的物体。（） 22. 机械领域中，用于检测设备内部的潜望镜，镜筒越长，观察效果越好，无光线损耗。（） 23. 结合建筑专业，建筑管道检测用潜望镜，可选用纸质镜筒，轻便且便于携带。（） 24. 制作简易潜望镜时，反射镜的镜面有污渍，会影响反射效果，导致观察到的像模糊不清。（） 25. 两块反射镜的角度是否精准，不影响简易潜望镜的使用效果。（） 26. 机械领域中，简易潜望镜可替代专业检测仪器，实现对机床内部零件的精准检测。（） 27. 建筑施工中，使用简易潜望镜观察隐蔽部位，可减少施工隐患，提高施工质量。（） 28. 制作简易潜望镜时，镜筒的材质可随意选择，只要能固定反射镜即可。（） 29. 简易潜望镜的调试过程中，若观察到的像上下颠倒，需调整反射镜的倾斜角度。（） 30. 光的反射规律是简易潜望镜设计制作的核心依据，也是其在机械、建筑领域应用的基础。（） 四、简答题（每题10分，共30分） 31. 简述简易潜望镜的实验原理、主要制作步骤，结合实验操作，说明反射镜的安装要求及注意事项。 32. 结合机械、建筑类专业场景，分别列举一个简易潜望镜的实际应用实例，说明其设计要点、使用方法及实际意义。 33. 结合机械领域“机床内部零件检测”的场景，分析简易潜望镜在使用过程中可能出现的故障及原因，说明如何进行故障排查和调试，确保检测工作顺利进行。 参考答案 一、选择题 1.C 2.B 3.B 4.B 5.B 6.D 7.B 8.A 9.D 10.B 二、填空题 11. 反射 12. 平面镜（或反射镜） 13. 坚固耐用 14. 墙体内部（或隐蔽部位） 15. 平行 16. 磨损（或损坏） 17. 调整 18. 畅通无遮挡 19. 角度 20. 实用性（或适配性） 三、判断题 21.√ 22.× 23.× 24.√ 25.× 26.× 27.√ 28.× 29.√ 30.√ 四、简答题 31. 实验原理：利用光的反射规律，通过两块互相平行且与镜筒轴线呈45度角的反射镜，使光线发生两次反射，改变光线的传播方向，从而使人能观察到被障碍物遮挡的物体，核心是利用反射角等于入射角的规律，确保光线经两次反射后能准确进入人眼。主要制作步骤：① 准备实验器材，选择合适的镜筒材料（如纸盒、塑料筒）、两块大小合适的平面镜，以及剪刀、双面胶、直尺等工具；② 设计镜筒结构，根据观察需求确定镜筒的长度和粗细，在镜筒两端合适位置开设观察口和进光口；③ 安装反射镜，用双面胶将两块平面镜固定在镜筒内部，调整角度，确保两块平面镜互相平行，且与镜筒轴线呈45度角；④ 调试潜望镜，将进光口对准明亮物体，从观察口观察，调整反射镜角度，直至能清晰看到物体；⑤ 加固镜筒，对镜筒接口和反射镜固定处进行加固，确保使用过程中不松动。反射镜安装要求：两块平面镜必须互相平行，且与镜筒轴线呈45度角，反射面朝向进光口和观察口，确保光线能经两次反射后进入人眼；注意事项：安装前需清洁反射镜镜面，去除污渍，避免影响反射效果；固定反射镜时，力度要适中，避免损坏镜面；调整角度时，需反复调试，确保观察效果清晰。 32. 实例1：机械领域的机床内部零件检测潜望镜。设计要点：镜筒选用坚固耐用的金属管或硬塑料筒，防止机床作业时震动导致镜筒变形；反射镜选用厚度适中、反光效果好的平面镜，大小与镜筒内径匹配；镜筒长度根据机床内部空间设计，确保能伸入机床内部，且观察口便于操作；镜筒一端开设进光口，另一端开设观察口，进光口可安装透明防护片，防止铁屑进入损坏反射镜。使用方法：将潜望镜的进光口伸入机床内部需要检测的部位，确保进光口对准检测目标，检测人员将眼睛贴近观察口，观察机床内部零件的磨损、松动等情况，必要时调整潜望镜角度，全面检测零件状态。实际意义：无需拆卸机床零件，即可实现对机床内部隐蔽部位的检测，避免拆卸过程中对零件造成损坏，节省检测时间，提高检测效率，降低设备维护成本，适配机械领域设备日常检测和故障排查的专业需求，保障机床正常运行。 实例2：建筑领域的管道内部检测潜望镜。设计要点：镜筒选用轻便且不易变形的硬塑料筒，便于施工人员携带和操作；反射镜选用耐腐蚀、反光效果好的平面镜，适配管道内潮湿环境；镜筒长度根据管道深度和长度设计，可选用可伸缩式镜筒，适配不同长度的管道检测；进光口设计成倾斜状，便于收集管道内部光线，提升观察清晰度。使用方法：施工人员将潜望镜的进光口伸入建筑地下管道或墙体内部管道，调整镜筒角度，使进光口对准管道内部，从观察口观察管道是否存在堵塞、破损、漏水等情况，记录检测结果。实际意义：无需破坏管道或墙体结构，即可实现对管道内部的检测，减少施工返工，降低施工成本，及时发现管道故障，避免因管道堵塞、漏水引发的建筑安全隐患，保障建筑工程质量，适配建筑施工中隐蔽工程检测的专业需求。 33. 可能出现的故障及原因：① 故障一：无法观察到机床内部零件，原因可能是反射镜角度偏差，未与镜筒轴线呈45度角，导致光线无法经两次反射进入观察口；或镜筒进光口被铁屑、灰尘遮挡，光线无法进入；或两块反射镜不平行，光线反射路径偏移。② 故障二：观察到的像模糊不清，原因可能是反射镜镜面有铁屑、油污等污渍，影响反光效果；或镜筒内部有灰尘，遮挡光线；或反射镜固定不牢固，使用过程中角度偏移。③ 故障三：观察到的像上下颠倒，原因是其中一块反射镜的角度偏差，未与另一块反射镜保持平行，导致光线反射方向异常。故障排查和调试方法：① 针对无法观察到零件的故障：先检查镜筒进光口，清理遮挡物，确保光线畅通；再检查反射镜角度，用直尺比对，调整反射镜，使其与镜筒轴线呈45度角，且两块反射镜互相平行，反复调试，直至能观察到零件。② 针对像模糊的故障：用干净的软布擦拭反射镜镜面，去除污渍和灰尘；清理镜筒内部灰尘，确保光线传播无遮挡；检查反射镜固定情况，用双面胶或胶带加固，避免角度偏移。③ 针对像上下颠倒的故障：重点调整其中一块反射镜的角度，确保两块反射镜互相平行且与镜筒轴线呈45度角，调试过程中反复观察，直至像的方向正常。实际意义：通过及时排查和调试简易潜望镜的故障，确保其能正常发挥检测作用，实现对机床内部零件的精准检测，及时发现零件异常，避免设备故障扩大，保障机床稳定运行，降低机械加工的安全隐患和维护成本，适配机械领域设备检测的专业需求。 学科网（北京）股份有限公司 $