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专题5.5 跨学科实践：制作望远镜【两大题型】
【人教版2024】
【题型1 望远镜】 1
【题型2 综合实验】 3
知识点1 望远镜
望远镜：望远镜也是由两组凸透镜（目镜和物镜）组成，它的结构特点是物镜的焦距长而目镜的焦距短。
望远镜的成像原理是：物镜的作用是得到远处物体的实像，由于物体离物镜非常远，所以物体上各点发射到物镜上的光线几乎是平行光束，这样的光线经过物镜汇聚后，就在物镜焦点以外，在离焦点很近的地方，形成了一个倒立的、缩小的实像。这个倒立的、缩小的实像又位于目镜的焦点以内，所以目镜起了放大镜的作用，目镜把经过物镜的倒立、缩小的实像放大成了一个正立的、放大的虚像。这就是远处物体通过望远镜所成的虚像。
【题型1 望远镜】
【例1】这是伽利略望远镜的原理，请尝试作出人所看到的物体的像。（图中已知凸透镜的右焦点和凹透镜的右焦点重合，即两透镜间的距离为凸透镜和凹透镜的焦距差）
【变式1-1】（2022·全国·八年级课时练习）望远镜的物镜相当于一个______的镜头，显微镜的目镜相当于一个______，（以上两空均选填“照相机”、“投影仪”或“放大镜”）某同学在用显微镜观察洋葱的细胞组成时，发现物体的像太小，看不清楚，这时他应该使物镜______（选填“靠近”或“远离”）物体，目镜______物镜一些。
【变式1-2】（2022·全国·八年级专题练习）望远镜：物镜的作用是得到远处物体的实像，由于物体离物镜非常远，所以物体上各点发射到物镜上的光线几乎是平行光束，这样的光线经过物镜汇聚后，就在物镜焦点以外，在离焦点很近的地方，形成了一个___的、___ 的____。这个倒立的、缩小的实像又位于目镜的焦点以内，所以目镜起了放大镜的作用，目镜把经过物镜的倒立、缩小的实像放大成了一个____的、____的____。这就是远处物体通过望远镜所成的虚像。
【变式1-3】（2022·全国·八年级课时练习）如图所示，有一种望远镜由两组凸透镜组成，物镜能使远处的物体在______附近成倒立、______（选填“缩小”或“放大”）的实像，目镜相当于______镜，成正立、放大的虚像。
【题型2 综合实验】
【例2】（2020·广东广州·八年级期末）(1)如图所示，CD是发光体AB经凸透镜所成的像，F为凸透镜焦点，O为光心.①请根据凸透镜后的折射光线，画出入射光线，并确定像点D对应的物点A__；②相对于物体AB，所成的像CD是_____________立的_____________的_____________像；
(2)如图所示，有一种望远镜由两组凸透镜组成，靠近眼睛的叫做_____，靠近被观测物体的叫做_____________.
【变式2-1】某兴趣小组探究显微镜成像原理,查阅资料发现:显微镜的镜头可以看成由一块焦距较小的凸透镜(物镜,其焦距用f物表示)和一块焦距较大的凸透镜(目镜,其焦距用f目表示)组成,被观察的细微物体先在物镜中成一个像,这个像就相当于目镜中的物体,然后它在目镜中再次成像。如图,F1为物镜的焦点,F2为目镜的焦点,图中已画出细小物体AB在物镜中所成像A'B'的光路图,以及A'B'射向目镜的两条光线。
(1)与A'B'对比,目镜L2所成的像是一个　　　　(选填“正立”或“倒立”)的　　　(选填“实像”或“虚像”);
(2)物镜的成像原理与　　　　是一致的(选填序号);
A.放大镜　　B.照相机　　C.投影仪
(3)使用显微镜观察时,如果光线过强,应选择　　　　(选填序号);
A.大光圈　　B.平面镜　　C.凹面镜
(4)用显微镜观察写有字母“b”的载物片,视野中看到的图象是　　　　(选填“b”“p”“q”或“d”)。
【变式2-2】(2022广东南海期末)如图为一种望远镜内部部分光路图,物镜和目镜都是凸透镜,O1为物镜光心,F1为物镜焦点,O2为目镜的光心,F2为目镜焦点。
(1)物体AB通过物镜成一个　　　(选填“正立”或“倒立”)、　　　(选填“放大”或“缩小”)的像;此时物镜的成像原理与　　　(选填“放大镜”“投影仪”或“照相机”)的成像原理相同。
(2)通过该望远镜观测物体AB时,会看到一个箭头向　　　　(选填“上”或“下”)、　　　　(选填“放大”或“缩小”)的　　　　(选填“实”或“虚”)像。
【变式2-3】（2022·广东揭阳·八年级期末）如图所示，眼睛、显微镜、望远镜和投影仪用到了我们所学的很多光学知识，里面有眼睛的晶状体，显微镜和望远镜的目镜和物镜、投影仪的平面镜和镜头。
　　
（1）其工作原理与照相机相同的有：_________，其工作原理与放大镜相同的有：_________，利用光的反射的有：________。（以上3个空格均选填图中序号）
（2）图甲中是______眼，要戴上______透镜来矫正。
（3）投影仪屏幕上的像是______立、放大的实像；要使屏幕上的像更大一些，应该将镜头向_____调节，同时投影仪应适当_________屏幕。
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专题5.5 跨学科实践：制作望远镜【两大题型】
【人教版2024】
【题型1 望远镜】 1
【题型2 综合实验】 3
知识点1 望远镜
望远镜：望远镜也是由两组凸透镜（目镜和物镜）组成，它的结构特点是物镜的焦距长而目镜的焦距短。
望远镜的成像原理是：物镜的作用是得到远处物体的实像，由于物体离物镜非常远，所以物体上各点发射到物镜上的光线几乎是平行光束，这样的光线经过物镜汇聚后，就在物镜焦点以外，在离焦点很近的地方，形成了一个倒立的、缩小的实像。这个倒立的、缩小的实像又位于目镜的焦点以内，所以目镜起了放大镜的作用，目镜把经过物镜的倒立、缩小的实像放大成了一个正立的、放大的虚像。这就是远处物体通过望远镜所成的虚像。
【题型1 望远镜】
【例1】这是伽利略望远镜的原理，请尝试作出人所看到的物体的像。（图中已知凸透镜的右焦点和凹透镜的右焦点重合，即两透镜间的距离为凸透镜和凹透镜的焦距差）
【解析】从物体射来的平行光线，经物镜后，在焦点以外距焦点很近处成一倒立缩小实像；目镜的右焦点和物镜的右焦点重合，所以实像位于距焦点很近的地方，目镜以此实像为物形成放大的虚像；当我们对着目镜观察时，进入眼睛的光线就好像是从这个虚像射来的，目镜为凹透镜，从而使人眼睛接收到一个正立的虚像，如图所示
【变式1-1】（2022·全国·八年级课时练习）望远镜的物镜相当于一个______的镜头，显微镜的目镜相当于一个______，（以上两空均选填“照相机”、“投影仪”或“放大镜”）某同学在用显微镜观察洋葱的细胞组成时，发现物体的像太小，看不清楚，这时他应该使物镜______（选填“靠近”或“远离”）物体，目镜______物镜一些。
【答案】 照相机 放大镜 靠近 远离
【详解】[1]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。
[2]显微镜的目镜相当于一个放大镜，成正立放大的虚像。
[3]根据凸透镜成像时物近像远像变大的规律，某同学在用显微镜观察洋葱的细胞组成时，发现物体的像太小，看不清楚，这时他应该使物镜靠近物体，目镜远离物镜一些。
【变式1-2】（2022·全国·八年级专题练习）望远镜：物镜的作用是得到远处物体的实像，由于物体离物镜非常远，所以物体上各点发射到物镜上的光线几乎是平行光束，这样的光线经过物镜汇聚后，就在物镜焦点以外，在离焦点很近的地方，形成了一个___的、___ 的____。这个倒立的、缩小的实像又位于目镜的焦点以内，所以目镜起了放大镜的作用，目镜把经过物镜的倒立、缩小的实像放大成了一个____的、____的____。这就是远处物体通过望远镜所成的虚像。
【答案】 倒立 缩小 实像 正立 放大 虚像
【详解】[1][2][3]由于物体离物镜非常远，则物距大于二倍焦距，由凸透镜成像原理可知，此时成倒立缩小的实像。
[4][5][6]这个倒立的、缩小的实像又位于目镜的焦点以内，则物距小于一倍焦距，由凸透镜成像原理可知，此时成正立放大的虚像。
【变式1-3】（2022·全国·八年级课时练习）如图所示，有一种望远镜由两组凸透镜组成，物镜能使远处的物体在______附近成倒立、______（选填“缩小”或“放大”）的实像，目镜相当于______镜，成正立、放大的虚像。
【答案】 焦点 缩小 放大
【详解】[1][2][3]图示望远镜由两组凸透镜组成，远处的物体在物镜的二倍焦距之外，远处的物体通过物镜成倒立、缩小的实像，像距离在一倍焦距和二倍焦距之间，该实像在物镜的焦点附近，也在目镜的焦点以内，目镜相当于放大镜，成正立、放大的虚像。
【题型2 综合实验】
【例2】（2020·广东广州·八年级期末）(1)如图所示，CD是发光体AB经凸透镜所成的像，F为凸透镜焦点，O为光心.①请根据凸透镜后的折射光线，画出入射光线，并确定像点D对应的物点A__；②相对于物体AB，所成的像CD是_____________立的_____________的_____________像；
(2)如图所示，有一种望远镜由两组凸透镜组成，靠近眼睛的叫做_____，靠近被观测物体的叫做_____________.
【答案】 倒 放大 实 目镜 物镜
【详解】(1)①[1]由过光心光线传播方向不变，和平行于主光轴的光线过另一侧焦点得，像点D对应的物点A如图：
②[2][3][4]由物点A和像点D的位置可知，此时物距小于像距，由凸透镜成像的特点可知，此时所成的像是放大倒立的实像；
(2)[5][6]望远镜的结构中，靠近眼睛的叫做目镜，靠近被观测物体的叫做物镜。
【变式2-1】某兴趣小组探究显微镜成像原理,查阅资料发现:显微镜的镜头可以看成由一块焦距较小的凸透镜(物镜,其焦距用f物表示)和一块焦距较大的凸透镜(目镜,其焦距用f目表示)组成,被观察的细微物体先在物镜中成一个像,这个像就相当于目镜中的物体,然后它在目镜中再次成像。如图,F1为物镜的焦点,F2为目镜的焦点,图中已画出细小物体AB在物镜中所成像A'B'的光路图,以及A'B'射向目镜的两条光线。
(1)与A'B'对比,目镜L2所成的像是一个　　　　(选填“正立”或“倒立”)的　　　(选填“实像”或“虚像”);
(2)物镜的成像原理与　　　　是一致的(选填序号);
A.放大镜　　B.照相机　　C.投影仪
(3)使用显微镜观察时,如果光线过强,应选择　　　　(选填序号);
A.大光圈　　B.平面镜　　C.凹面镜
(4)用显微镜观察写有字母“b”的载物片,视野中看到的图象是　　　　(选填“b”“p”“q”或“d”)。
【答案】(1)正立　虚像　(2)C　(3)B　(4)q
【详解】(1)目镜是一块焦距较大的凸透镜,根据图象可继续作图,从B'点发出两条光线,一条光线经过目镜的光心,则光线方向不改变,另一条光线平行于主光轴,经凸透镜后光线过焦点,这两条折射光线的反向延长线的交点为B″的像,然后作出A″的像,如图所示:
故与A'B'对比,目镜所成的像是正立的虚像;
(2)由图知,物体在物镜的一倍焦距与二倍焦距之间,成像原理与生活中的投影仪相同;
(3)显微镜调节光线的结构有遮光器和反光镜,遮光器上有大小不同的光圈,光线较强时,需要弱光,使用小光圈,反光镜一面是平面镜、一面是凹面镜,凹面镜对光起会聚作用,光线较强,需要弱光,应使用平面镜;
(4)使用显微镜观察物体时,成的是左右相反、上下颠倒的像,故观察“b”,视野中的图象是“q”。
【变式2-2】(2022广东南海期末)如图为一种望远镜内部部分光路图,物镜和目镜都是凸透镜,O1为物镜光心,F1为物镜焦点,O2为目镜的光心,F2为目镜焦点。
(1)物体AB通过物镜成一个　　　(选填“正立”或“倒立”)、　　　(选填“放大”或“缩小”)的像;此时物镜的成像原理与　　　(选填“放大镜”“投影仪”或“照相机”)的成像原理相同。
(2)通过该望远镜观测物体AB时,会看到一个箭头向　　　　(选填“上”或“下”)、　　　　(选填“放大”或“缩小”)的　　　　(选填“实”或“虚”)像。
【答案】(1)倒立　缩小　照相机　(2)下　缩小　虚
【详解】(1)由图可知,物体AB到物镜的距离大于物镜的二倍焦距,物体AB通过物镜成一个倒立、缩小的实像,成像原理与照相机的成像原理相同;
(2)物体通过物镜所成的倒立、缩小的实像位于目镜的一倍焦距以内,该实像通过目镜后成正立、放大的虚像,但是最后看到的是一个箭头向下、比物体小的虚像。
【变式2-3】（2022·广东揭阳·八年级期末）如图所示，眼睛、显微镜、望远镜和投影仪用到了我们所学的很多光学知识，里面有眼睛的晶状体，显微镜和望远镜的目镜和物镜、投影仪的平面镜和镜头。
　　
（1）其工作原理与照相机相同的有：_________，其工作原理与放大镜相同的有：_________，利用光的反射的有：________。（以上3个空格均选填图中序号）
（2）图甲中是______眼，要戴上______透镜来矫正。
（3）投影仪屏幕上的像是______立、放大的实像；要使屏幕上的像更大一些，应该将镜头向_____调节，同时投影仪应适当_________屏幕。
【答案】 ①⑤ ②⑥ ④⑦ 近视 凹 倒 物体 远离
【详解】（1）[1]眼睛晶状体是将远处的物体经过晶状体折射后在视网膜成倒立缩小的实像，与望远镜的物镜、照相机成像原理相同。
[2]显微镜中的目镜与望远镜的目镜与物镜所成的实像距离较近，距离小于一倍焦距，作用所将实像再次放大，所以它们相当于放大镜。
[3]显微镜中的反光镜是将光线反射到载物台上，增加载玻片亮度；投影仪中的平面镜将光线反射到屏幕上，它们都利用光的反射。
（2）[4][5]图甲中，眼睛成像在视网膜之前，说明是晶状体变厚了，是近视眼，要戴上凹透镜来矫正。
（3）[6][7][8]投影仪的物距在1到2倍焦距之间，成的是倒立放大的实像，根据凸透镜成像特点，此时物距变小，像就变大，所以要使屏幕上的像更大一些，应该将镜头向物体调节；为了在屏幕上成清晰的像，根据物距变小时像距变大，所以投影仪应适当远离屏幕；投影仪要倒插幻灯片，所以在屏幕上的像是正立的。
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