專題5.5 跨學科實踐：制作望遠鏡（教師版） 2024-2025學年人教版物理八年級上冊舉一反三系列（人教版2024）

專題5.5跨學科實踐：制作望遠鏡【兩大題型】【人教版2024】TOC\o"1-1"\h\u【題型1望遠鏡】 1【題型2綜合實驗】 3知識點1望遠鏡望遠鏡：望遠鏡也是由兩組凸透鏡（目鏡和物鏡）組成，它的結構特點是物鏡的焦距長而目鏡的焦距短。望遠鏡的成像原理是：物鏡的作用是得到遠處物體的實像，由于物體離物鏡非常遠，所以物體上各點發(fā)射到物鏡上的光線幾乎是平行光束，這樣的光線經(jīng)過物鏡匯聚后，就在物鏡焦點以外，在離焦點很近的地方，形成了一個倒立的、縮小的實像。這個倒立的、縮小的實像又位于目鏡的焦點以內(nèi)，所以目鏡起了放大鏡的作用，目鏡把經(jīng)過物鏡的倒立、縮小的實像放大成了一個正立的、放大的虛像。這就是遠處物體通過望遠鏡所成的虛像?！绢}型1望遠鏡】【例1】這是伽利略望遠鏡的原理，請嘗試作出人所看到的物體的像。（圖中已知凸透鏡的右焦點和凹透鏡的右焦點重合，即兩透鏡間的距離為凸透鏡和凹透鏡的焦距差）【解析】從物體射來的平行光線，經(jīng)物鏡后，在焦點以外距焦點很近處成一倒立縮小實像；目鏡的右焦點和物鏡的右焦點重合，所以實像位于距焦點很近的地方，目鏡以此實像為物形成放大的虛像；當我們對著目鏡觀察時，進入眼睛的光線就好像是從這個虛像射來的，目鏡為凹透鏡，從而使人眼睛接收到一個正立的虛像，如圖所示【變式1-1】（2022·全國·八年級課時練習）望遠鏡的物鏡相當于一個______的鏡頭，顯微鏡的目鏡相當于一個______，（以上兩空均選填“照相機”、“投影儀”或“放大鏡”）某同學在用顯微鏡觀察洋蔥的細胞組成時，發(fā)現(xiàn)物體的像太小，看不清楚，這時他應該使物鏡______（選填“靠近”或“遠離”）物體，目鏡______物鏡一些。【答案】

照相機

放大鏡

靠近

遠離【詳解】[1]望遠鏡的物鏡相當于一個照相機的鏡頭，成倒立縮小的實像。[2]顯微鏡的目鏡相當于一個放大鏡，成正立放大的虛像。[3]根據(jù)凸透鏡成像時物近像遠像變大的規(guī)律，某同學在用顯微鏡觀察洋蔥的細胞組成時，發(fā)現(xiàn)物體的像太小，看不清楚，這時他應該使物鏡靠近物體，目鏡遠離物鏡一些?！咀兪?-2】（2022·全國·八年級專題練習）望遠鏡：物鏡的作用是得到遠處物體的實像，由于物體離物鏡非常遠，所以物體上各點發(fā)射到物鏡上的光線幾乎是平行光束，這樣的光線經(jīng)過物鏡匯聚后，就在物鏡焦點以外，在離焦點很近的地方，形成了一個___的、___的____。這個倒立的、縮小的實像又位于目鏡的焦點以內(nèi)，所以目鏡起了放大鏡的作用，目鏡把經(jīng)過物鏡的倒立、縮小的實像放大成了一個____的、____的____。這就是遠處物體通過望遠鏡所成的虛像?！敬鸢浮?/p>

倒立

縮小

實像

正立

放大

虛像【詳解】[1][2][3]由于物體離物鏡非常遠，則物距大于二倍焦距，由凸透鏡成像原理可知，此時成倒立縮小的實像。[4][5][6]這個倒立的、縮小的實像又位于目鏡的焦點以內(nèi)，則物距小于一倍焦距，由凸透鏡成像原理可知，此時成正立放大的虛像?！咀兪?-3】（2022·全國·八年級課時練習）如圖所示，有一種望遠鏡由兩組凸透鏡組成，物鏡能使遠處的物體在______附近成倒立、______（選填“縮小”或“放大”）的實像，目鏡相當于______鏡，成正立、放大的虛像?！敬鸢浮?/p>

焦點

縮小

放大【詳解】[1][2][3]圖示望遠鏡由兩組凸透鏡組成，遠處的物體在物鏡的二倍焦距之外，遠處的物體通過物鏡成倒立、縮小的實像，像距離在一倍焦距和二倍焦距之間，該實像在物鏡的焦點附近，也在目鏡的焦點以內(nèi)，目鏡相當于放大鏡，成正立、放大的虛像。【題型2綜合實驗】【例2】（2020·廣東廣州·八年級期末）(1)如圖所示，CD是發(fā)光體AB經(jīng)凸透鏡所成的像，F(xiàn)為凸透鏡焦點，O為光心.①請根據(jù)凸透鏡后的折射光線，畫出入射光線，并確定像點D對應的物點A__；②相對于物體AB，所成的像CD是_____________立的_____________的_____________像；(2)如圖所示，有一種望遠鏡由兩組凸透鏡組成，靠近眼睛的叫做_____，靠近被觀測物體的叫做_____________.【答案】

倒

放大

實

目鏡

物鏡【詳解】(1)①[1]由過光心光線傳播方向不變，和平行于主光軸的光線過另一側焦點得，像點D對應的物點A如圖：②[2][3][4]由物點A和像點D的位置可知，此時物距小于像距，由凸透鏡成像的特點可知，此時所成的像是放大倒立的實像；(2)[5][6]望遠鏡的結構中，靠近眼睛的叫做目鏡，靠近被觀測物體的叫做物鏡。【變式2-1】某興趣小組探究顯微鏡成像原理,查閱資料發(fā)現(xiàn):顯微鏡的鏡頭可以看成由一塊焦距較小的凸透鏡(物鏡,其焦距用f物表示)和一塊焦距較大的凸透鏡(目鏡,其焦距用f目表示)組成,被觀察的細微物體先在物鏡中成一個像,這個像就相當于目鏡中的物體,然后它在目鏡中再次成像。如圖,F1為物鏡的焦點,F2為目鏡的焦點,圖中已畫出細小物體AB在物鏡中所成像A'B'的光路圖,以及A'B'射向目鏡的兩條光線。(1)與A'B'對比,目鏡L2所成的像是一個(選填“正立”或“倒立”)的(選填“實像”或“虛像”);

(2)物鏡的成像原理與是一致的(選填序號);

A.放大鏡B.照相機C.投影儀(3)使用顯微鏡觀察時,如果光線過強,應選擇(選填序號);

A.大光圈B.平面鏡C.凹面鏡(4)用顯微鏡觀察寫有字母“b”的載物片,視野中看到的圖象是(選填“b”“p”“q”或“d”)。

【答案】(1)正立虛像(2)C(3)B(4)q【詳解】(1)目鏡是一塊焦距較大的凸透鏡,根據(jù)圖象可繼續(xù)作圖,從B'點發(fā)出兩條光線,一條光線經(jīng)過目鏡的光心,則光線方向不改變,另一條光線平行于主光軸,經(jīng)凸透鏡后光線過焦點,這兩條折射光線的反向延長線的交點為B″的像,然后作出A″的像,如圖所示:故與A'B'對比,目鏡所成的像是正立的虛像;(2)由圖知,物體在物鏡的一倍焦距與二倍焦距之間,成像原理與生活中的投影儀相同;(3)顯微鏡調(diào)節(jié)光線的結構有遮光器和反光鏡,遮光器上有大小不同的光圈,光線較強時,需要弱光,使用小光圈,反光鏡一面是平面鏡、一面是凹面鏡,凹面鏡對光起會聚作用,光線較強,需要弱光,應使用平面鏡;(4)使用顯微鏡觀察物體時,成的是左右相反、上下顛倒的像,故觀察“b”,視野中的圖象是“q”。【變式2-2】(2022廣東南海期末)如圖為一種望遠鏡內(nèi)部部分光路圖,物鏡和目鏡都是凸透鏡,O1為物鏡光心,F1為物鏡焦點,O2為目鏡的光心,F2為目鏡焦點。(1)物體AB通過物鏡成一個(選填“正立”或“倒立”)、(選填“放大”或“縮小”)的像;此時物鏡的成像原理與(選填“放大鏡”“投影儀”或“照相機”)的成像原理相同。

(2)通過該望遠鏡觀測物體AB時,會看到一個箭頭向(選填“上”或“下”)、(選填“放大”或“縮小”)的(選填“實”或“虛”)像。

【答案】(1)倒立縮小照相機(2)下縮小虛【詳解】(1)由圖可知,物體AB到物鏡的距離大于物鏡的二倍焦距,物體AB通過物鏡成一個倒立、縮小的實像,成像原理與照相機的成像原理相同;(2)物體通過物鏡所成的倒立、縮小的實像位于目鏡的一倍焦距以內(nèi),該實像通過目鏡后成正立、放大的虛像,但是最后看到的是一個箭頭向下、比物體小的虛像?！咀兪?-3】（2022·廣東揭陽·八年級期末）如圖所示，眼睛、顯微鏡、望遠鏡和投影儀用到了我們所學的很多光學知識，里面有眼睛的晶狀體，顯微鏡和望遠鏡的目鏡和物鏡、投影儀的平面鏡和鏡頭。（1）其工作原理與照相機相同的有：_________，其工作原理與放大鏡相同的有：_________，利用光的反射的有：________。（以上3個空格均選填圖中序號）（2）圖甲中是______眼，要戴上______透鏡來矯正。（3）投影儀屏幕上的像是______立、放大的實像；要使屏幕上的像更大一些，應該將鏡頭向_____調(diào)節(jié)，同時投影儀應適當_________屏幕?！敬鸢浮?/p>

①⑤

②⑥

④⑦

近視

凹

倒

物體

遠離【詳解】（1）[1]眼睛晶狀體是將遠處的物體經(jīng)過晶狀體折射后在視網(wǎng)膜成倒立縮小的實像，與望遠鏡的物鏡、照相機成像原理相同。[2]顯微鏡中的目鏡與望遠鏡的目鏡與物鏡所成的實像距離較近，距離小于一倍焦距，作用所將實像再次放大，所以它們相當于放大鏡。[3]顯微鏡中的反光鏡是將光線反射到載物臺上，增加載玻片亮度；投影儀中的平面鏡將光線反射到屏幕上，它們都利用光的反射。（2）