5.5 跨学科实践：制作望远镜（分层作业）物理新教材人教版八年级上册

**基本信息** 以“制作望远镜”跨学科实践为核心，通过A组巩固过关、B组能力进阶分层设计，构建从结构认知到原理应用再到宇宙探索的知识路径，强化物理观念与科学探究能力。 **分层设计** |层次|知识覆盖|设计特色| |----|----------|----------| |A组巩固过关|望远镜结构及作用、成像原理、宇宙探索基础|以选择、填空为主，如通过物镜目镜作用辨析（题1-5）、成像光路分析（题6-16），夯实物理观念| |B组能力进阶|综合应用与实践创新|以实验设计题为主，如透镜选择与调试（题28）、故障改进方案（题16），提升科学思维与探究能力|

5.5 跨学科实践：制作望远镜 目 录 A组 巩固过关 知识点1：望远镜的结构及各部分作用 知识点2：望远镜的成像原理与制作 知识点3：望远镜与宇宙探索 B组 能力进阶 C组 思维拔高 望远镜的结构及各部分作用知识点1 1. 有一种望远镜由两组凸透镜组成．靠近被观察物体的叫物镜，靠近眼睛的叫目镜，物镜的作用好像一架（　　） A．投影仪 B．放大镜 C．照相机 D．幻灯机 【答案】C 【详解】望远镜由两组凸透镜组成，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，相当于照相机的工作原理．故选C。 2. 如图所示，在跨学科实践中，小明用两个凸透镜自制天文望远镜观察月球，下列说法正确的是（　　） A．靠近眼睛的镜片为物镜，靠近被观测物体的镜片为目镜 B．目镜和物镜的作用相同 C．月球通过物镜成的像是倒立缩小的实像 D．物镜的焦距应该比目镜小一点 【答案】C 【详解】A．望远镜的结构中，靠近眼睛的镜片为目镜，靠近被观测物体的镜片为物镜，故A错误； BC．望远镜的目镜和物镜都是凸透镜，作用不同。望远镜的物镜到物体的距离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，这与照相机的成像特点相同，所以物镜相当于一个照相机；望远镜的目镜相当于一个放大镜，成正立、放大的虚像，作用是将物镜成的像进行放大，故B错误，C正确； D．天文望远镜中，物镜的焦距要比目镜的焦距大，这样才能使物镜成的实像落在目镜的一倍焦距以内，方便目镜放大，故D错误。 故选C。 3. 显微镜和望远镜都是由物镜和目镜组成，其中________成的都是实像，________成的都是虚像。（均选填“物镜”或“目镜”） 【答案】 物镜 目镜 【详解】显微镜的物镜相当于幻灯机的镜头，望远镜的物镜相当于照相机的镜头，都是成倒立的实像，而显微镜和望远镜的目镜都相当于一个放大镜，都成正立的虚像。 4.有一种望远镜是由两组凸透镜组成，物镜能使远处的物体在焦点附近成倒立________（“放大”、“缩小”）的________（“实”、“虚”）像，而目镜的作用相当是一个________镜。 【答案】 缩小 实 放大 【详解】望远镜中物镜的作用是使远处的物体成倒立、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，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。 5. 老师布置了跨学科实践任务——自制天文望远镜。小红找到焦距为5cm的甲透镜和焦距为50cm的乙透镜，以及两个刚好可以套在一起的圆筒。她将______（甲/乙）透镜作为物镜，另一个作为目镜，分别固定在两个圆筒的一端，如图甲所示，再利用______原理，制作一个辅助寻找待观测星球的寻星装置，如图乙所示。她将寻星装置安装在套筒上，将望远镜固定在三角架上，用于观察月球，月球通过该望远镜的物镜成倒立______实像（放大/缩小）。 【答案】 乙 光的直线传播 缩小 【详解】[1]在望远镜中，通常选择焦距较大的凸透镜作为物镜，焦距较小的凸透镜作为目镜，以实现对远处物体的放大观察，故应将乙透镜作为物镜。 [2]寻星装置需要瞄准目标和望远镜光轴一致，故是利用光的直线传播原理工作的，来帮助观察者快速找到目标星球，以便通过望远镜进行更详细的观察。 [3]望远镜的物镜将远处的物体成一个倒立、缩小的实像，这个实像再通过目镜被放大，最终看到的是一个倒立缩小的像。 望远镜的成像原理与制作 知识点2 6. 如图是简易天文望远镜的内部结构示意图，下列说法错误的是（　　） A．远处的物体经过物镜成一个倒立、缩小的实像 B．物镜和目镜成的像都是实像 C．物镜所成的像落在目镜的一倍焦距以内 D．目镜相当于放大镜 【答案】B 【详解】远处的物体到物镜的距离大于物镜的二倍焦距，根据凸透镜成像规律，此时会成倒立、缩小的实像；物镜所成的实像落在目镜的一倍焦距以内，目镜的作用相当于放大镜，成正立、放大的虚像，故B错误，ACD正确。故选B。 7．小阳学习了望远镜的原理之后，自己动手制作了一个望远镜，结构如图甲所示，其中物镜的焦距为20cm，目镜的焦距为5cm。经过不断的调试，他看到了远处物体最大最清晰的像（成像原理的光路图如图乙所示）。对于该望远镜下列说法错误的是（　　） A．远处的物体经过物镜成像在物镜的焦点附近 B．此时物镜和目镜之间的距离约为25cm C．眼睛看到的是远处物体的倒立的实像 D．望远镜的放大倍率为4 【答案】C 【详解】A．物体大于两倍焦距时，经过物镜折射后，成倒立的缩小的实像，成实像时，物远像近，物体无限远，像无限接近物镜的焦点，故A正确； B．远处的物体落在物镜的焦点附近，而像需要在目镜的焦距以内，才能够成像，故此时物镜和目镜之间的距离约为25cm，故B正确； C．经过物镜，成倒立的缩小的实像，再经过目镜，成正立的放大的虚像，故眼睛看到的是远处物体的倒立的虚像，故C错误； D．望远镜的放大倍率为 故D正确。故选C。 8．小明和同学们在跨学科实践活动课上一起制作望远镜，下面说法中正确的是（　　） A．所选的物镜的直径比目镜直径大一些 B．所选的物镜的焦距应该比目镜小一点 C．望远镜的物镜成的是倒立放大的实像 D．可以用近视镜片作为望远镜的目镜 【答案】A 【详解】A．物镜的直径越大，能够会聚的光线越多，所成的像就越明亮，越有利于观察远处的暗淡天体，因此，实际制作望远镜时，物镜通常比目镜大，故A正确； B．望远镜中，物镜的焦距要比目镜的焦距大，这样才能使经物镜成的实像落在目镜的一倍焦距以内，再经目镜成放大、正立的虚像，故B错误； C．望远镜的物镜到物体的距离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，故C错误； D．望远镜的目镜是凸透镜，物镜所成的实像经目镜成放大，正立的虚像，而近视镜片是凹透镜，故D错误。 故选A。 9. 如图是小年同学模仿制作的简易望远镜，其物镜A、目镜B为焦距不同的凸透镜。下列说法正确的是（　　） A．透镜A的作用相当于放大镜，透镜B的作用相当于照相机 B．为使观察到的像更明亮，透镜A的直径应尽量大些 C．透镜A的焦距小于透镜B的焦距 D．观察远处物体时，透镜A、B间的距离约等于两透镜的焦距之差 【答案】B 【详解】A．望远镜的物镜A相当于照相机，把远处的物体在焦点附近成一个倒立、缩小的实像；目镜B相当于一个放大镜，用来把这个实像放大，故A错误； B．物镜A的直径越大，收集的光线越多，成的像就越明亮，所以为使观察到的像更明亮，透镜A的直径应尽量大些，故B正确； C．为了使望远镜有放大作用，物镜A的焦距应大于目镜B的焦距，故C错误； D．观察远处物体时，物镜A成实像的位置约在物镜的焦点上，而这个像正好落在目镜B的焦点以内，正常观察时，为使眼睛看得更清楚，通常是调节目镜，使物镜所成的像落在目镜的焦点上，这样两透镜A、B间的距离约等于两透镜的焦距之和，故D错误。 故选B。 10. 如图甲所示是天文爱好者自制的望远镜，使用该望远镜可以看到8亿公里外的木星。图乙是该望远镜内部简化结构及光路示意图。下列说法正确的是（　　） A．目镜成像原理与投影仪相同 B．该望远镜的物镜焦距小于目镜焦距 C．眼睛看到的是木星倒立实像 D．观察木星时，两透镜距离略小于它们焦距之和 【答案】D 【详解】A．望远镜的目镜相当于一个放大镜，将被物镜所成的实像放大，成一个正立（相对于此实像）、放大的虚像。投影仪的原理是利用凸透镜成倒立、放大的实像。二者成像原理不同，故A错误； B．望远镜由两组凸透镜组成，物镜的作用是使远处的物体在焦点附近成一个倒立、缩小的实像，因此物镜的焦距f物要长；目镜的作用相当于一个放大镜，用来把这个实像放大，因此目镜的焦距f目要短，故B错误； C．望远镜的物镜成一个倒立、缩小的实像，这个实像位于目镜的焦点之内，目镜把这个实像当做物体，成一个正立、放大的虚像。因为物镜成的是倒立的像，所以最终人眼看到的是一个倒立的虚像，故C错误； D．由于物镜的物距远大于物镜的二倍焦距，所以物镜所成的实像位置约在物镜的焦点处，即物镜的像距约等于物镜焦距f物。望远镜的物镜成的实像，要作为目镜观察的物体，被目镜放大成虚像，则该实像必须落在目镜的一倍焦距之内，即该像到目镜的距离u目小于目镜焦距f目。两透镜之间的距离 因为 所以， 即两透镜距离略小于它们焦距之和，故D正确。 故选D。 11. 如图所示是同学们制作的开普勒式望远镜，它的镜头是两片凸透镜；因为观察的物体距离物镜很远，所以物镜所成的像是倒立、________的实像，目镜相当于一个________（填“照相机”“投影仪”“放大镜”）。 【答案】 缩小 放大镜 【详解】[1]根据凸透镜成像规律，当物体距离物镜很远时，物距大于二倍焦距，此时物镜所成的像是倒立、缩小的实像。 [2]目镜相当于一个放大镜，它将物镜所成的像进行放大，放大镜就是利用物距小于一倍焦距时，成正立、放大虚像的原理工作的，这里物镜所成的实像作为目镜的“物体”，在目镜的一倍焦距以内，经目镜成正立、放大的虚像。 12. 小宇和跨学科实践小组的同学制作了一个望远镜，结构如图甲所示，其中物镜的焦距为20cm，目镜的焦距为5cm。经过不断的调试，她看到了很远处物体最清晰最大的像，其成像原理的光路图如图乙所示。制作时镜筒要设计成两段，并且让物镜的镜筒较目镜的镜筒粗一些，物镜能使远处的物体成像落在目镜的___________以内，此时物镜和目镜之间的距离约为___________cm，小宇看到的远处物体倒立像的虚实情况是：___________像。 【答案】 一倍焦距 25 虚 【详解】[1] 望远镜的目镜相当于放大镜，需要将物镜成的实像放在目镜的一倍焦距以内，才能成正立、放大的虚像。 [2] 远处物体经物镜成的实像落在物镜的焦点附近（约 20cm 处），这个实像又需落在目镜的一倍焦距以内（约 5cm），所以物镜和目镜之间的距离约为。 [3] 物镜成的实像正好在目镜的一倍焦距以内，成正立、放大的虚像。此虚像相对于物体来说是倒立的，所以望远镜最终成的是倒立、放大的虚像。 13. 在跨学科实践中，某同学准备制作一个如图所示的望远镜，可选的凸透镜有甲（焦距20cm、直径5cm）、乙（焦距10cm、直径4cm）。他应选择凸透镜________（填“甲”或“乙”）作为目镜，该望远镜的放大倍率为________倍。 【答案】 乙 2 【解析】望远镜的物镜需要焦距较长的凸透镜，用来会聚远处物体的光线；目镜需要焦距较短的凸透镜，用来放大物镜所成的像。已知甲焦距20cm，乙焦距10cm，所以应选甲作为物镜，乙作为目镜。 望远镜的放大倍率公式为： ，代入数据可得 14．小明取两个焦距不同的凸透镜自制天文望远镜。A透镜焦距为20cm，B透镜焦距为5cm．如图甲所示，选择两个刚好可套在一起的圆筒，分别把物镜和目镜固定在圆筒两端。目镜应选______（选填“A”或“B”）透镜；此时物镜和目镜之间距离大约为_______cm；调节两个凸透镜之间距离，直到看清楚像为止，可看到一个______（选填“正立”或“倒立”）的像；再利用______原理制作一个寻星装置，装在望远镜套筒上，最后固定在三脚架上，一架天文望远镜就初步制成了。 【答案】 B 25 倒立 光沿直线传播 【详解】望远镜的物镜和目镜都是凸透镜，物镜焦距较长，目镜焦距较短，所以目镜应选焦距为5cm的B透镜。 物镜焦距f物=20cm，目镜焦距f目=5cm，根据天文望远镜的结构，物镜和目镜之间的距离大约为物镜焦距与目镜焦距之和，即20cm+5cm=25cm 用望远镜观察远处物体时，物体通过物镜成倒立、缩小的实像，这个实像通过目镜成正立、放大的虚像，所以最终可看到一个倒立的像。 寻星装置利用光沿直线传播原理制作，装在望远镜套筒上，固定在三脚架上制成天文望远镜。 15. 在班级组织的跨学科实践活动中： （1）“探物”小组自制了一个用来“模拟眼睛变焦过程”的装置。如图所示，把蜡烛向右移动一定距离后（相当于看近处景物），光屏上的像变模糊了，缓慢_________（选填“注入”或“吸出”）适量水来改变凸透镜厚度，像又变清晰了。当眼睛长时间处于这种状态，睫状肌会过度疲劳失去弹性，导致看远处景物时无法将晶状体调到较_________（选填“薄”或“厚”）状态。据此，请你为预防近视提一条科学合理的建议：__________。 （2）一同学用两个焦距分别为10cm和20cm的凸透镜模拟望远镜，并制作了一个如图甲所示的望远镜。物镜的作用相当于一个_________（选填“照相机”、“幻灯机”或“放大镜”）。已知简易望远镜的放大倍数为物镜的焦距与目镜的焦距之比，若此次制作的望远镜的放大倍数为2，则应选择焦距为_______cm的凸透镜作为物镜，另一个凸透镜作为目镜。该望远镜结构如图乙所示，当观察的物体变近时，应将纸筒________（选填“拉长一些”、“缩短一些”或“保持不变”）。 【答案】（1）注入；薄；每用眼一段时间后要休息一下，向远处眺望；（2）照相机；20；拉长一些 【详解】（1）把蜡烛向右移动一定距离后（相当于看近处景物），物距变小，像距应变大，像会成在光屏后方，此时要使像变清晰，需要增大凸透镜的会聚能力，即缓慢注入适量水来使水凸透镜变厚。 当眼睛长时间看近处物体时，睫状肌会过度疲劳失去弹性，导致看远处景物时无法将晶状体调到较薄的状态，从而形成近视。 为预防近视，建议不要长时间用眼，例如每用眼一段时间后要休息一下，向远处眺望。 （2）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。 简易望远镜的放大倍数为物镜的焦距与目镜的焦距之比，此次制作的望远镜的放大倍数为2，故20cm的凸透镜作为物镜，10cm的凸透镜作为目镜。 望远镜的物镜成实像的规律：物距减小，像距增大，像变大。当观察的物体变近时，物距减小，物镜所成的实像会向物镜的右侧移动（像距变大），为了让这个实像能落在目镜的一倍焦距内被放大，需要将连接物镜和目镜的纸筒拉长一些，增大物镜与目镜的距离。 16. 小亮想要观看校运会比赛，为了获得更好的观看体验，准备自制一个望远镜。研究过程如下： （1）如图1所示，了解望远镜的基本原理，为使远处的物体在焦点附近成实像，物镜的作用相当于______；用来把像放大的目镜作用相当于_______；（均选填“照相机”、“投影仪”或“放大镜”） （2）用望远镜观察物体时，会感到物体被放大了，是由于________； A．像到观察者距离变小，视角变大 B．通过望远镜成的像比物大 （3）望远镜（开普勒望远镜）的放大倍率为，其中，是物镜的焦距，是目镜的焦距。图2甲为自制望远镜的结构图，实验室有3个透镜，如图2乙所示，若用透镜A作为物镜，为了使望远镜放大倍率更高，可选择透镜________（选填“B”或“C”）作为目镜； （4）小亮用自制的望远镜观测远处物体时，出现了以下问题，请选择其中一个问题提出你的改进方案： 问题 改进方案 问题1：物镜筒与目镜筒中间的缝隙漏光 ________________ 问题2：看到的像模糊不清晰 ________________ 问题3：视野范围太小 ________________ （5）为了观察到正立的像，设计了如图3所示的结构，物镜与目镜不共轴，中部是转光腔，将平面镜安装到中部转光腔，利用了平面镜________的作用。 【答案】（1）照相机；放大镜；（2）A；（3）B；（4）见解析；（5）能改变光路 【详解】（1）望远镜的物镜相当于‌照相机‌，其作用是使远处的物体在焦点附近成实像。因为照相机就是利用物体在凸透镜二倍焦距以外时，成倒立、缩小实像的原理工作的，与望远镜物镜成像原理相同。目镜的作用相当于‌放大镜‌，用来把物镜所成的实像放大。因为放大镜是当物体在凸透镜一倍焦距以内时，成正立、放大虚像的原理工作的，目镜就是将物镜成的实像放大，方便观察。 （2）用望远镜观察物体时，会感到物体被放大了，是由于像到观察者距离变小，视角变大。视角的大小与物体本身的大小和物体到眼睛的距离有关，通过望远镜使像到眼睛的距离变近，从而增大了视角，使我们感觉物体被放大了。故选A。 （3）望远镜（开普勒望远镜）的放大倍率为，其中，是物镜的焦距，是目镜的焦距。若用透镜A作为物镜，为了使望远镜放大倍率更高，在物镜焦距不变的情况下，应选择焦距更小的透镜作为目镜。透镜B和透镜C的口径相同，但透镜B的厚度较大。可知透镜B的焦距小于透镜C的焦距，所以可选择透镜‌B作为目镜。故选B。 （4）问题1：物镜筒与目镜筒中间的缝隙漏光‌。改进方案：在物镜筒与目镜筒连接处用黑纸包裹或用遮光罩遮光，防止外界杂光进入影响观察效果。 问题2：看到的像模糊不清晰‌。改进方案：首先检查透镜表面是否清洁，有无灰尘 或污渍。如果有，应使用干净的布或镜头纸轻轻擦拭。其次，调整物镜和目镜之间的距离，使成像更加清晰。如果仍然模糊，可能需要更换质量更好的透镜或调整透镜的位置和角度。 问题3：视野范围太小‌。改进方案：可以增大物镜的直径，因为物镜的直径越大，接收到的光线就越多，可以使更大范围物体反射的光线进入镜筒，视野范围也就越广。同时， 也可以尝试调整目镜的焦距或位置，以扩大视野范围。 （5）如图3所示，物镜与目镜不共轴、中部为空腔的结构，并依据如图3所示的光路图，将平面镜安装到中部空腔，利用平面镜能改变光路的作用，观察到了正立的像。 望远镜与宇宙探索 知识点3 17. 第一位把望远镜指向太空的是意大利物理学家（    ） A．牛顿 B．伽利略 C．开普勒 D．爱因斯坦 【答案】B 【详解】历史上第一次尝试进行光速的测量，也是第一个把望远镜用于天文学研究的物理学家是伽利略，故ACD不符合题意，B符合题意。故选B。 18．“长征”“天宫”“神舟”“问天”“嫦娥”……，我国一代代科学家为探索宇宙付出了巨大的努力。下列对宇宙认识正确的是（　　） A．宇宙是一个有层次的天体结构系统 B．宇宙的大小是固定的，不再改变 C．在天文学中，用“光年”作为时间单位 D．太阳是宇宙的中心 【答案】A 【详解】A．宇宙是一个有层次的天体结构系统，从地月系、太阳系、银河系，再到河外星系，层次分明，故A正确； B．宇宙处于不断膨胀的状态，它的大小不是固定的，故B错误； C．光年是指光在真空中一年内传播的距离，它是一个长度单位，不是时间单位，故C错误； D．太阳只是太阳系的中心，并不是宇宙的中心，故D错误。 故选A。 19. 如图，是我国首个大型空间望远镜CSST以“巡天观测”为主要使命，是人类探索宇宙的“飞天巨眼”。它观测天体时，物镜的成像特点与生活中_________的成像原理一致；在天文学研究中，光年是重要的计量单位，它指的是光在真空中传播1年所经过的_________。 【答案】 照相机 路程/距离 【详解】大型空间望远镜CSST观测天体时，各天体均在物镜的两倍焦距之外，根据凸透镜成像规律可知，当物体在两倍焦距之外时，成倒立缩小的实像；所以，物镜的成像特点和生活中的照相机的成像原理一致。 光年不是时间单位，而是长度单位，光年是指光在真空中传播一年所通过的路程。 20. 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3×108m/s的速度从这个天体发出，那么要经过约______年才能到达地球。 【答案】（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）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）光年是指光在真空中一年内传播的距离，因此是长度单位。 有一束光以3×108m/s的速度从这个天体发出，到达地球的时间为 21．（多选题）凸透镜在我们的生活中有很多重要的应用，如摄像头、投影仪、望远镜、显微镜等。下列关于这些光学仪器的描述正确的是（    ） A．摄像头是利用凸透镜能成倒立、缩小的虚像的原理工作的 B．投影仪是利用凸透镜能成倒立、放大的实像的原理工作的 C．显微镜的目镜是利用凸透镜成倒立、放大的虚像的原理工作的 D．望远镜的物镜是利用凸透镜成倒立、缩小的实像的原理工作的 【答案】BD 【详解】A.摄像头是利用凸透镜能成倒立、缩小的实像的原理工作的，故A错误。 B.投影仪的工作原理是物体位于凸透镜的一倍焦距和二倍焦距之间()，成倒立、放大的实像，像能呈现在光屏上，故B正确。 C.显微镜的目镜是利用凸透镜成正立、放大的虚像的原理工作的，故C错误。 D.望远镜的物镜相当于照相机，远处物体的物距远大于二倍焦距（u>2f），成倒立、缩小的实像，该实像位于目镜的一倍焦距以内，再经目镜放大，故D正确。 故选BD。 22. （多选题）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，下列说法中不正确的是（　　） A．应该将焦距为5cm的凸透镜作为物镜，焦距为50cm的凸透镜作为目镜 B．通过寻星装置寻找月球，是利用了光沿直线传播的原理 C．观察时调节套筒的长度，使物镜和目镜的距离约为55cm D．通过望远镜看到的是月球正立、缩小的虚像 【答案】AD 【详解】A．天文望远镜的物镜需要用焦距长的凸透镜，目镜需要用焦距短的凸透镜，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，故A错误，符合题意； B．光在同种、均匀、透明的介质中沿直线传播，通过寻星装置，帮助对准目标，寻找月球，利用的是光沿直线传播，故B正确，不符合题意； C．星星到物镜的距离远大于2倍焦距，星星的像成在物镜的一倍焦距到两倍焦距之间，且在物镜的一倍焦距附近；目镜相当于放大镜，成像时，物距在一倍焦距以内，则观察时调节套筒的长度，应使物镜和目镜的距离约为两者焦距之和，即，故C正确，不符合题意； D．物镜成倒立、缩小的实像，目镜再将这个实像放大，最终看到的是倒立、缩小的虚像，故D错误，符合题意。 故选AD。 23．望远镜是人类探索宇宙的“眼睛”，它融合了物理学、工程学与天文学知识。北宋天文学家苏颂、韩公廉主持建造的“水运仪象台”是世界上最早的综合性天文观测装置，比欧洲同类装置早约400年。元代天文学家郭守敬在此基础上，改良制成“简仪”，成为我国古代天文仪器的巅峰之作。2008年建成世界上最大单口径为500米的射电望远镜FAST，灵敏度世界第一。2019年建成郭守敬望远镜LAMOST，光谱获取率全球最高。另外，我国还建造了“慧眼”硬X射线调制望远镜、月基天文望远镜等。在跨学科实践课上，小竹和同组同学共同利用两个凸透镜及身边生活材料自制了一个简易望远镜，如图。 （1）该望远镜应选择焦距较________（填“长”或“短”）的凸透镜作为物镜。当远处物体通过物镜成像时，该________（填“实像”或“虚像”）应成在目镜的________（填“一倍焦距以内”或“二倍焦距以外”）。 （2）通过该望远镜观测远处景物时感觉模糊，可调节________（填“物镜与目镜的距离”或“眼睛与目镜的距离”）来改善清晰度。 （3）制作该望远镜时选择的物镜直径较大，优点是________。 （4）用望远镜观测远处景物时，总会觉得看到的物体在晃动，最可能的原因是（　　） A．望远镜的放大倍数太大 B．望远镜的放大倍数太小 C．镜筒的材质太软 【答案】（1）长；实像；一倍焦距以内；（2）物镜与目镜的距离；（3）可以收集更多的光线，使成像更明亮、清晰；（4）A 【详解】（1）对于望远镜，物镜的作用是使远处的物体成倒立、缩小的实像，为了能让远处物体成像，提高放大倍数，且更清晰地观测远处的天体或景物细节，应选择焦距较长的凸透镜作为物镜。 当远处物体通过物镜成像时，根据凸透镜成像规律，此时成的是实像。 这个实像应成在目镜的一倍焦距以内，目镜成正立、放大的虚像。 （2）通过该望远镜观测远处景物时感觉模糊，可调节物镜与目镜的距离来改善清晰度。因为物镜和目镜的距离会影响实像在目镜一倍焦距内的位置，从而影响目镜的放大效果和清晰度。 （3）制作该望远镜时选择的物镜直径较大，优点是可以收集更多的光线，使成像更明亮、清晰。物镜直径大，能进入望远镜的光线就多，在观测较暗的天体等远处物体时，成像效果更好。 （4）用望远镜观测远处景物时，总会觉得看到的物体在晃动，最可能的原因是望远镜的放大倍数太大。放大倍数太大时，微小的抖动（比如手的抖动等）会被放大，从而感觉物体在晃动；而放大倍数太小不会导致这种明显晃动，镜筒材质太软一般不是主要原因。故选A。 24．小红在跨学科实践“自制天文望远镜”活动中。 （1）对于同一物体，视角越________，看得越清楚，因而望远镜能看清远处的物体。 （2）如图甲，选择合适的透镜时，利用太阳光测焦距，操作方法正确的是图_______。图乙中四个透镜，其直径，厚度，若望远镜的放大倍率等于物镜的焦距与目镜的焦距之比，则为了使望远镜的放大倍率更高且成像更清晰，可选择透镜______（填序号）作为目镜。 【答案】（1）大；（2）B；③ 【详解】（1）在观察同一物体时，视角越大，物体在我们眼中所成的像就越大，也就看得越清楚。所以对于同一物体，视角越大，看得越清楚。 （2）利用太阳光测量凸透镜焦距，应让凸透镜正对太阳光，白纸应与凸透镜平行，来回移动透镜，找到最小最亮的光斑。该实验中太阳光应该垂直射向凸透镜，且白纸应与凸透镜平行，故B同学的测量方法正确。 目镜要求焦距短（提升放大倍率），厚度越大，直径越小，焦距越短，所以选③。成像清晰度主要由物镜决定， 目镜口径不需要太大，③的直径更小，更适合做目镜。 25. 在跨学科实践活动中，同学们自制了天文望远镜，如图1所示。 （1）测量凸透镜的焦距f。将凸透镜正对着太阳光，当白纸上呈现一个并非最小的光斑时，用刻度尺测出光斑到凸透镜的距离为L，稍微增大凸透镜与白纸之间距离，发现光斑变大，则f与L的大小关系是：f______L。 （2）图2为望远镜成像原理图，其中物镜相当于______，目镜相当于放大镜。 （3）老师制定了如下评价量表： 自制望远镜评价量表 级别内容 优秀 合格 待改进 外观 结构牢固，镜筒调节顺畅，镜筒尺寸合适 结构比较牢固，镜筒较难调节，镜筒尺寸比较合适 结构不够牢固，镜筒不能够调节，镜筒尺寸不合适 成像效果 能观察到清晰的远景 能观察到模糊的远景 不能观察到远景 小明用其中一个望远镜观察远处的鸟儿时，调节镜筒略显阻塞，调节后清楚看到一只额、脸等部位的裸露部分都呈黑色的黑脸琵鹭，根据评价量表，该望远镜的评价级别是外观______，成像效果________。 【答案】（1）<；（2）照相机；（3）合格；优秀 【详解】（1）平行太阳光经凸透镜会聚到焦点处，焦点处光斑最小。如果焦点在光斑与透镜之间，即，增大透镜和白纸的距离，光斑会逐渐变大。 （2）望远镜的物镜作用是使远处的物体在焦点附近成倒立、缩小的实像，成像原理和照相机一致，因此物镜相当于照相机。 （3）根据评价量表：该望远镜调节镜筒略显阻塞，符合“结构比较牢固，镜筒较难调节”的合格标准；调节后可以清晰看到远处的物体，符合“能观察到清晰的远景”的优秀标准。 26．在跨学科实践中，小明和同学们利用两个透镜自制了一个望远镜，如图为这个望远镜成像的光路，L1为物镜，为目镜，远处物体射来的光接近平行光。下列说法正确的是（　　） A．L1为凹透镜 B．L2为凹透镜 C．点在L1两倍焦距点处 D．点在L2左焦点的右侧 【答案】D 【详解】A．远处物体射来的光接近平行光，经过物镜L1折射后，光线会聚于A点，说明物镜L1对光线起到会聚作用是凸透镜，故A错误； B．目镜L2将从A点发出的光线折射后，光线向主光轴靠近，人眼逆着出射光线能看到一个放大的虚像，L2起放大镜的作用，所以L2是凸透镜，不是凹透镜，故B错误； C．远处物体射来的光可视为平行光，平行光经过凸透镜L1折射后会聚在焦点上，所以A点是L1的焦点，不是在两倍焦距点处，故C错误； D．L2作为目镜，起放大镜的作用，要成一个正立、放大的虚像，则物镜L1成的实像A点必须位于目镜L2的一倍焦距之内，即A点在L2左焦点的右侧，故D正确。 故选D。 27. （多选题）在跨学科实践中，项目小组用下表所示的两块透镜自制简易望远镜。则（　　） 凸透镜 甲 乙 直径 15cm 5cm 焦距 10cm 5cm A．应选甲透镜作物镜 B．该望远镜的放大倍率为3倍 C．用该望远镜最终看到的是一个正立的实像 D．观察远处物体时，应适当减小两透镜间距 【答案】AD 【详解】A．甲焦距，乙焦距，望远镜物镜需用焦距更长的凸透镜，因此甲作物镜、乙作目镜。故A正确； B．放大率，并非3倍。故B错误； C．物镜成倒立缩小的实像，目镜将此实像放大成正立的虚像，最终看到的是倒立的虚像，故C错误； D．观察远处物体时，按照“物远像近”原理，物镜成的像会略前移（靠近物镜），那么为了补偿，目镜可以稍前移，从而减小两透镜间距，因此适当减小两透镜间距是正确的调焦方式，故D正确。 故选AD。 28. 在跨学科实践“制作望远镜”活动中，老师给每个小组准备了两块凸透镜（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。 （1）透镜选择：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，调整二者距离，观察远处墙壁上的字，直到找到最大、最清晰的像；然后再将乙透镜作为物镜，甲透镜作为目镜，再使用两块凸透镜组合看远处墙壁上的字，直到找到最大、最清晰的像。通过操作，李华小组确定选择______透镜作为物镜，______透镜作为目镜。（选填“甲”或“乙”） （2）分析原理：望远镜的物镜类似于__________（选填“照相机”“幻灯机”“放大镜”）的原理，能把远处物体成______、____的实像，这个像，恰好成在目镜的________范围之内，目镜再对其成正立、放大的虚像，如图（a）所示。 （3）制作调试：小明组用瓦楞纸制成两个比凸透镜直径略大的纸筒，分别将它们固定在两个纸筒的一端，效果如图（b）用制作成功的望远镜先观察较近处物体时，通过调节小纸筒，看到了较近处物体清楚放大的像。调转镜头直接去观察更远处物体时，会发现通过目镜看不到远处物体的像，此时需要调节镜筒，使目镜和物镜间距离稍稍______（选填“变大”“变小”或“不变”）。 （4）交流评估：同学们通过多次实验测量，确定了望远镜目镜和物镜之间成像的最佳距离，得到结论：两个凸透镜间的距离（即筒长）约等于物镜和目镜焦距的_______。在各小组展示交流时，小明还发现，在观察远处同一物体时，本组看到物体的像明显比其他组的暗，请你帮小明写出优化方法：_____。 （5）拓展延伸：同学们自制的望远镜最终看到的像是倒立的。为了看到正立的像，我们也可以把目镜换成合适的_____镜。 【答案】（1）甲；乙；（2）照相机；倒立；缩小；一倍焦距；（3）变小；（4）之和；增大物镜直径，让更多的光进入筒内；（5）凹透 【详解】（1）开普勒望远镜的设计规则是物镜选用焦距大的凸透镜，目镜选用焦距小的凸透镜，放大倍数更高，因此选焦距20cm的甲作物镜，焦距10cm的乙作目镜。 （2）望远镜物镜观察远处物体，物距远大于物镜的二倍焦距，和照相机成像原理相同，成倒立、缩小的实像；目镜相当于放大镜，需要物镜成的实像落在目镜的一倍焦距范围内，才能再次成正立、放大的虚像。 （3）根据凸透镜成像规律，物体变远（物距变大）时，物镜所成的像会靠近物镜（像距变小），因此需要减小目镜和物镜的间距，才能让像重新落在目镜的一倍焦距内成清晰的像。 （4）望远镜的物镜焦点和目镜焦点几乎重合，因此镜筒长度约等于物镜焦距和目镜焦距之和；像偏暗是因为进入望远镜的光线太少，换用直径更大的物镜可以会聚更多光线，使像变亮。 （5）两个凸透镜组合的开普勒望远镜成倒立的像，若要得到正立的像，可以将目镜换为凹透镜，即伽利略望远镜，可成正立的虚像。 1 / 2 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $ 5.5 跨学科实践：制作望远镜 望远镜的结构及各部分作用知识点1 1. 【答案】C 2. 【答案】C 3. 【答案】 物镜 目镜 4.【答案】 缩小 实 放大 5. 【答案】 乙 光的直线传播 缩小 望远镜的成像原理与制作 知识点2 6. 【答案】B 7．【答案】C 8．【答案】A 9. 【答案】B 10. 【答案】D 11. 【答案】 缩小 放大镜 12. 【答案】 一倍焦距 25 虚 13. 【答案】 乙 2 14．【答案】 B 25 倒立 光沿直线传播 15. 【答案】（1）注入；薄；每用眼一段时间后要休息一下，向远处眺望；（2）照相机；20；拉长一些 16. 【答案】（1）照相机；放大镜；（2）A；（3）B；（4）见解析；（5）能改变光路 望远镜与宇宙探索 知识点3 17. 【答案】B 18．【答案】A 19. 【答案】 照相机 路程/距离 20. 【答案】（1）折射；（2）光学；倒；实；（3）长度；130亿 21．【答案】BD 22. 【答案】AD 23．【答案】（1）长；实像；一倍焦距以内；（2）物镜与目镜的距离；（3）可以收集更多的光线，使成像更明亮、清晰；（4）A 24．【答案】（1）大；（2）B；③ 25. 【答案】（1）<；（2）照相机；（3）合格；优秀 26．【答案】D 27. 【答案】AD 28. 【答案】（1）甲；乙；（2）照相机；倒立；缩小；一倍焦距；（3）变小；（4）之和；增大物镜直径，让更多的光进入筒内；（5）凹透 1 / 2 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $ 5.5 跨学科实践：制作望远镜 目 录 A组 巩固过关 知识点1：望远镜的结构及各部分作用 知识点2：望远镜的成像原理与制作 知识点3：望远镜与宇宙探索 B组 能力进阶 C组 思维拔高 望远镜的结构及各部分作用知识点1 1. 有一种望远镜由两组凸透镜组成．靠近被观察物体的叫物镜，靠近眼睛的叫目镜，物镜的作用好像一架（　　） A．投影仪 B．放大镜 C．照相机 D．幻灯机 2. 如图所示，在跨学科实践中，小明用两个凸透镜自制天文望远镜观察月球，下列说法正确的是（　　） A．靠近眼睛的镜片为物镜，靠近被观测物体的镜片为目镜 B．目镜和物镜的作用相同 C．月球通过物镜成的像是倒立缩小的实像 D．物镜的焦距应该比目镜小一点 3. 显微镜和望远镜都是由物镜和目镜组成，其中________成的都是实像，________成的都是虚像。（均选填“物镜”或“目镜”） 4.有一种望远镜是由两组凸透镜组成，物镜能使远处的物体在焦点附近成倒立________（“放大”、“缩小”）的________（“实”、“虚”）像，而目镜的作用相当是一个________镜。 5. 老师布置了跨学科实践任务——自制天文望远镜。小红找到焦距为5cm的甲透镜和焦距为50cm的乙透镜，以及两个刚好可以套在一起的圆筒。她将______（甲/乙）透镜作为物镜，另一个作为目镜，分别固定在两个圆筒的一端，如图甲所示，再利用______原理，制作一个辅助寻找待观测星球的寻星装置，如图乙所示。她将寻星装置安装在套筒上，将望远镜固定在三角架上，用于观察月球，月球通过该望远镜的物镜成倒立______实像（放大/缩小）。 望远镜的成像原理与制作 知识点2 6. 如图是简易天文望远镜的内部结构示意图，下列说法错误的是（　　） A．远处的物体经过物镜成一个倒立、缩小的实像 B．物镜和目镜成的像都是实像 C．物镜所成的像落在目镜的一倍焦距以内 D．目镜相当于放大镜 7．小阳学习了望远镜的原理之后，自己动手制作了一个望远镜，结构如图甲所示，其中物镜的焦距为20cm，目镜的焦距为5cm。经过不断的调试，他看到了远处物体最大最清晰的像（成像原理的光路图如图乙所示）。对于该望远镜下列说法错误的是（　　） A．远处的物体经过物镜成像在物镜的焦点附近 B．此时物镜和目镜之间的距离约为25cm C．眼睛看到的是远处物体的倒立的实像 D．望远镜的放大倍率为4 8．小明和同学们在跨学科实践活动课上一起制作望远镜，下面说法中正确的是（　　） A．所选的物镜的直径比目镜直径大一些 B．所选的物镜的焦距应该比目镜小一点 C．望远镜的物镜成的是倒立放大的实像 D．可以用近视镜片作为望远镜的目镜 9. 如图是小年同学模仿制作的简易望远镜，其物镜A、目镜B为焦距不同的凸透镜。下列说法正确的是（　　） A．透镜A的作用相当于放大镜，透镜B的作用相当于照相机 B．为使观察到的像更明亮，透镜A的直径应尽量大些 C．透镜A的焦距小于透镜B的焦距 D．观察远处物体时，透镜A、B间的距离约等于两透镜的焦距之差 10. 如图甲所示是天文爱好者自制的望远镜，使用该望远镜可以看到8亿公里外的木星。图乙是该望远镜内部简化结构及光路示意图。下列说法正确的是（　　） A．目镜成像原理与投影仪相同 B．该望远镜的物镜焦距小于目镜焦距 C．眼睛看到的是木星倒立实像 D．观察木星时，两透镜距离略小于它们焦距之和 11. 如图所示是同学们制作的开普勒式望远镜，它的镜头是两片凸透镜；因为观察的物体距离物镜很远，所以物镜所成的像是倒立、________的实像，目镜相当于一个________（填“照相机”“投影仪”“放大镜”）。 12. 小宇和跨学科实践小组的同学制作了一个望远镜，结构如图甲所示，其中物镜的焦距为20cm，目镜的焦距为5cm。经过不断的调试，她看到了很远处物体最清晰最大的像，其成像原理的光路图如图乙所示。制作时镜筒要设计成两段，并且让物镜的镜筒较目镜的镜筒粗一些，物镜能使远处的物体成像落在目镜的___________以内，此时物镜和目镜之间的距离约为___________cm，小宇看到的远处物体倒立像的虚实情况是：___________像。 13. 在跨学科实践中，某同学准备制作一个如图所示的望远镜，可选的凸透镜有甲（焦距20cm、直径5cm）、乙（焦距10cm、直径4cm）。他应选择凸透镜________（填“甲”或“乙”）作为目镜，该望远镜的放大倍率为________倍。 14．小明取两个焦距不同的凸透镜自制天文望远镜。A透镜焦距为20cm，B透镜焦距为5cm．如图甲所示，选择两个刚好可套在一起的圆筒，分别把物镜和目镜固定在圆筒两端。目镜应选______（选填“A”或“B”）透镜；此时物镜和目镜之间距离大约为_______cm；调节两个凸透镜之间距离，直到看清楚像为止，可看到一个______（选填“正立”或“倒立”）的像；再利用______原理制作一个寻星装置，装在望远镜套筒上，最后固定在三脚架上，一架天文望远镜就初步制成了。 15. 在班级组织的跨学科实践活动中： （1）“探物”小组自制了一个用来“模拟眼睛变焦过程”的装置。如图所示，把蜡烛向右移动一定距离后（相当于看近处景物），光屏上的像变模糊了，缓慢_________（选填“注入”或“吸出”）适量水来改变凸透镜厚度，像又变清晰了。当眼睛长时间处于这种状态，睫状肌会过度疲劳失去弹性，导致看远处景物时无法将晶状体调到较_________（选填“薄”或“厚”）状态。据此，请你为预防近视提一条科学合理的建议：__________。 （2）一同学用两个焦距分别为10cm和20cm的凸透镜模拟望远镜，并制作了一个如图甲所示的望远镜。物镜的作用相当于一个_________（选填“照相机”、“幻灯机”或“放大镜”）。已知简易望远镜的放大倍数为物镜的焦距与目镜的焦距之比，若此次制作的望远镜的放大倍数为2，则应选择焦距为_______cm的凸透镜作为物镜，另一个凸透镜作为目镜。该望远镜结构如图乙所示，当观察的物体变近时，应将纸筒________（选填“拉长一些”、“缩短一些”或“保持不变”）。 16. 小亮想要观看校运会比赛，为了获得更好的观看体验，准备自制一个望远镜。研究过程如下： （1）如图1所示，了解望远镜的基本原理，为使远处的物体在焦点附近成实像，物镜的作用相当于______；用来把像放大的目镜作用相当于_______；（均选填“照相机”、“投影仪”或“放大镜”） （2）用望远镜观察物体时，会感到物体被放大了，是由于________； A．像到观察者距离变小，视角变大 B．通过望远镜成的像比物大 （3）望远镜（开普勒望远镜）的放大倍率为，其中，是物镜的焦距，是目镜的焦距。图2甲为自制望远镜的结构图，实验室有3个透镜，如图2乙所示，若用透镜A作为物镜，为了使望远镜放大倍率更高，可选择透镜________（选填“B”或“C”）作为目镜； （4）小亮用自制的望远镜观测远处物体时，出现了以下问题，请选择其中一个问题提出你的改进方案： 问题 改进方案 问题1：物镜筒与目镜筒中间的缝隙漏光 ________________ 问题2：看到的像模糊不清晰 ________________ 问题3：视野范围太小 ________________ （5）为了观察到正立的像，设计了如图3所示的结构，物镜与目镜不共轴，中部是转光腔，将平面镜安装到中部转光腔，利用了平面镜________的作用。 望远镜与宇宙探索 知识点3 17. 第一位把望远镜指向太空的是意大利物理学家（    ） A．牛顿 B．伽利略 C．开普勒 D．爱因斯坦 18．“长征”“天宫”“神舟”“问天”“嫦娥”……，我国一代代科学家为探索宇宙付出了巨大的努力。下列对宇宙认识正确的是（　　） A．宇宙是一个有层次的天体结构系统 B．宇宙的大小是固定的，不再改变 C．在天文学中，用“光年”作为时间单位 D．太阳是宇宙的中心 19. 如图，是我国首个大型空间望远镜CSST以“巡天观测”为主要使命，是人类探索宇宙的“飞天巨眼”。它观测天体时，物镜的成像特点与生活中_________的成像原理一致；在天文学研究中，光年是重要的计量单位，它指的是光在真空中传播1年所经过的_________。 20. 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3×108m/s的速度从这个天体发出，那么要经过约______年才能到达地球。 21．（多选题）凸透镜在我们的生活中有很多重要的应用，如摄像头、投影仪、望远镜、显微镜等。下列关于这些光学仪器的描述正确的是（    ） A．摄像头是利用凸透镜能成倒立、缩小的虚像的原理工作的 B．投影仪是利用凸透镜能成倒立、放大的实像的原理工作的 C．显微镜的目镜是利用凸透镜成倒立、放大的虚像的原理工作的 D．望远镜的物镜是利用凸透镜成倒立、缩小的实像的原理工作的 22. （多选题）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，下列说法中不正确的是（　　） A．应该将焦距为5cm的凸透镜作为物镜，焦距为50cm的凸透镜作为目镜 B．通过寻星装置寻找月球，是利用了光沿直线传播的原理 C．观察时调节套筒的长度，使物镜和目镜的距离约为55cm D．通过望远镜看到的是月球正立、缩小的虚像 23．望远镜是人类探索宇宙的“眼睛”，它融合了物理学、工程学与天文学知识。北宋天文学家苏颂、韩公廉主持建造的“水运仪象台”是世界上最早的综合性天文观测装置，比欧洲同类装置早约400年。元代天文学家郭守敬在此基础上，改良制成“简仪”，成为我国古代天文仪器的巅峰之作。2008年建成世界上最大单口径为500米的射电望远镜FAST，灵敏度世界第一。2019年建成郭守敬望远镜LAMOST，光谱获取率全球最高。另外，我国还建造了“慧眼”硬X射线调制望远镜、月基天文望远镜等。在跨学科实践课上，小竹和同组同学共同利用两个凸透镜及身边生活材料自制了一个简易望远镜，如图。 （1）该望远镜应选择焦距较________（填“长”或“短”）的凸透镜作为物镜。当远处物体通过物镜成像时，该________（填“实像”或“虚像”）应成在目镜的________（填“一倍焦距以内”或“二倍焦距以外”）。 （2）通过该望远镜观测远处景物时感觉模糊，可调节________（填“物镜与目镜的距离”或“眼睛与目镜的距离”）来改善清晰度。 （3）制作该望远镜时选择的物镜直径较大，优点是________。 （4）用望远镜观测远处景物时，总会觉得看到的物体在晃动，最可能的原因是（　　） A．望远镜的放大倍数太大 B．望远镜的放大倍数太小 C．镜筒的材质太软 24．小红在跨学科实践“自制天文望远镜”活动中。 （1）对于同一物体，视角越________，看得越清楚，因而望远镜能看清远处的物体。 （2）如图甲，选择合适的透镜时，利用太阳光测焦距，操作方法正确的是图_______。图乙中四个透镜，其直径，厚度，若望远镜的放大倍率等于物镜的焦距与目镜的焦距之比，则为了使望远镜的放大倍率更高且成像更清晰，可选择透镜______（填序号）作为目镜。 25. 在跨学科实践活动中，同学们自制了天文望远镜，如图1所示。 （1）测量凸透镜的焦距f。将凸透镜正对着太阳光，当白纸上呈现一个并非最小的光斑时，用刻度尺测出光斑到凸透镜的距离为L，稍微增大凸透镜与白纸之间距离，发现光斑变大，则f与L的大小关系是：f______L。 （2）图2为望远镜成像原理图，其中物镜相当于______，目镜相当于放大镜。 （3）老师制定了如下评价量表： 自制望远镜评价量表 级别内容 优秀 合格 待改进 外观 结构牢固，镜筒调节顺畅，镜筒尺寸合适 结构比较牢固，镜筒较难调节，镜筒尺寸比较合适 结构不够牢固，镜筒不能够调节，镜筒尺寸不合适 成像效果 能观察到清晰的远景 能观察到模糊的远景 不能观察到远景 小明用其中一个望远镜观察远处的鸟儿时，调节镜筒略显阻塞，调节后清楚看到一只额、脸等部位的裸露部分都呈黑色的黑脸琵鹭，根据评价量表，该望远镜的评价级别是外观______，成像效果________。 26．在跨学科实践中，小明和同学们利用两个透镜自制了一个望远镜，如图为这个望远镜成像的光路，L1为物镜，为目镜，远处物体射来的光接近平行光。下列说法正确的是（　　） A．L1为凹透镜 B．L2为凹透镜 C．A点在L1两倍焦距点处 D．A点在L2左焦点的右侧 27. （多选题）在跨学科实践中，项目小组用下表所示的两块透镜自制简易望远镜。则（　　） 凸透镜 甲 乙 直径 15cm 5cm 焦距 10cm 5cm A．应选甲透镜作物镜 B．该望远镜的放大倍率为3倍 C．用该望远镜最终看到的是一个正立的实像 D．观察远处物体时，应适当减小两透镜间距 28. 在跨学科实践“制作望远镜”活动中，老师给每个小组准备了两块凸透镜（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。 （1）透镜选择：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，调整二者距离，观察远处墙壁上的字，直到找到最大、最清晰的像；然后再将乙透镜作为物镜，甲透镜作为目镜，再使用两块凸透镜组合看远处墙壁上的字，直到找到最大、最清晰的像。通过操作，李华小组确定选择______透镜作为物镜，______透镜作为目镜。（选填“甲”或“乙”） （2）分析原理：望远镜的物镜类似于__________（选填“照相机”“幻灯机”“放大镜”）的原理，能把远处物体成______、____的实像，这个像，恰好成在目镜的________范围之内，目镜再对其成正立、放大的虚像，如图（a）所示。 （3）制作调试：小明组用瓦楞纸制成两个比凸透镜直径略大的纸筒，分别将它们固定在两个纸筒的一端，效果如图（b）用制作成功的望远镜先观察较近处物体时，通过调节小纸筒，看到了较近处物体清楚放大的像。调转镜头直接去观察更远处物体时，会发现通过目镜看不到远处物体的像，此时需要调节镜筒，使目镜和物镜间距离稍稍______（选填“变大”“变小”或“不变”）。 （4）交流评估：同学们通过多次实验测量，确定了望远镜目镜和物镜之间成像的最佳距离，得到结论：两个凸透镜间的距离（即筒长）约等于物镜和目镜焦距的_______。在各小组展示交流时，小明还发现，在观察远处同一物体时，本组看到物体的像明显比其他组的暗，请你帮小明写出优化方法：_____。 （5）拓展延伸：同学们自制的望远镜最终看到的像是倒立的。为了看到正立的像，我们也可以把目镜换成合适的_____镜。 1 / 2 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $