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5.5　跨学科实践：制作望远镜
@学习目标
课程标准(2022年版) 本节要点
5.1.1　能发现日常生活中与物理学有关的问题，提出解决方案. 5.2.2　调查物理学应用于工程技术的案例，体会物理学对工程技术发展的促进作用. 1.知道望远镜的构造. 2.掌握望远镜的工作原理.(重点) 3.了解跨学科实践的过程，发展学生跨学科运用知识的能力、分析和解决问题的综合能力、动手实践操作的能力.
@集慧解惑
望远镜的结构和原理
图甲是开普勒望远镜的结构图，根据图乙所示的光路图分析可知：望远镜的物镜相当于 ，使远处的物体在焦点附近成 、 的 像；望远镜的目镜相当于 ，成 、 的 像.
甲 乙
典例1 如图所示，小红同学用两只焦距不同的放大镜一前一后放在眼前观察远处的物体，则下列说法中正确的是 (　 　)
典例1图
A.两只放大镜对物体进行了两次放大
B.两只放大镜组合在一起相当于一架望远镜
C.两只放大镜组合在一起相当于一架照相机
D.将两只放大镜的位置对换后，观察同一物体的大小是相同的
变式1　[物理学与日常生活]如图是小明制作的简易望远镜，它由两个焦距不同的凸透镜组成，调整两个凸透镜间的距离，就可以看清远处的景物.前面靠近物体的凸透镜是 (选填“物镜”或“目镜”)，其成像原理和 (选填“照相机”“投影仪”或“放大镜”)相同；后面靠近眼睛的凸透镜是 (选填“物镜”或“目镜”)，成像原理和 (选填“照相机”“投影仪”或“放大镜”)相同.
变式1图
　1.望远镜的结构.
物镜 目镜 原理图
望 远 镜 相当于 照相机 放大镜
成像 特点 倒立、缩小 的实像 正立、放大 的虚像
2.望远镜的物镜的焦距要大于目镜的焦距，其放大倍率为.
视角
1.视角
从眼的中心向物体两端所引的两条直线的夹角叫作视角.如图所示，物体对眼睛所成的视角决定了物体在视网膜上所成像的大小，视角越大，所成的像越大，眼睛看物体就越清楚.
2.视角大小与什么因素有关
(1)如图1所示，视角大小与物体的 有关；距离相等时，物体越大，它对眼睛形成的视角越 .
(2)如图2所示，视角大小与物体的 有关；同一物体，离眼睛越近，它对眼睛形成的视角越 .
典例2 当你走向墙上的一块平面镜时，下列描述不符合事实的是 (　 　)
A.镜中的像变大
B.镜中的像将向你走来
C.像与你的连线与镜面垂直
D.像在你眼睛产生的视角将变大
变式2　望远镜所观测的物体离我们很远，物体对眼睛的视角很小，因此我们不能看清物体.物体在望远镜的物镜所成的像是 (选填“放大”或“缩小”)的，但它离我们眼睛的距离 ，再加上目镜的放大作用，视角变 ，使我们看清物体.
制作望远镜
典例3 [物理学与工程实践]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，如图所示.两个凸透镜的焦距分别为5 cm和20 cm.下列说法不正确的是 (　 　)
A.远处的物体经过物镜在物镜的焦点附近成倒立、缩小的实像
B.物镜和目镜的焦距分别为5 cm和20 cm，望远镜的放大倍率为4倍
C.目镜的作用相当于放大镜，成放大、正立的虚像
D.望远镜使远处物体成像在眼前，增大了视角，从而看清远处景物
变式3　 为了观察太阳系内的各种行星，同学们在老师的指导下制作了开普勒望远镜，小滨制作的望远镜原理如图1所示，该望远镜由两个凸透镜组成，物体经过两次折射成像.
(1)生活中与图1中目镜工作原理相同的工具是 .
(2)中秋节小滨用肉眼看到的月亮如图2甲所示，则他利用望远镜看到的像是图乙中的 (填字母).
@慧化亮人
1.[物理观念]如图是天文爱好者所使用的望远镜，下列说法正确的是 (　 　)
A.A镜是目镜，B镜是物镜
B.太空中的星体通过A镜成的是虚像
C.望远镜的A镜成像原理与投影仪一致　　　
D.通过B镜看到的是放大的虚像
2.有一种望远镜是由两组凸透镜组成的，靠近眼睛的叫作 ，靠近被观测物体的叫作 .物镜的作用是使远处的物体在焦点附近成 (选填“放大”或“缩小”)的 (选填“实像”或“虚像”)，目镜的作用当于一个 ，用来把这个像放大.由于像被拉近，靠近人眼， 较大，所以使我们看到远处物体的像大而清晰.
3.图甲是某天文爱好者通过手工打磨镜片自制的望远镜，该望远镜不仅可以看到8亿公里外的木星，甚至能清晰地看到木星表面的斑纹，图乙是该望远镜内部结构及光路示意图.下列关于该自制望远镜的说法正确的是 (　 　)
A.他通过手工磨制的镜片是凹透镜
B.看到8亿公里外的木星只利用了光沿直线传播
C.清晰地看到木星表面的斑纹时物镜的成像原理与照相机相同
D.木星到物镜的距离u满足f＜u＜2f(f为物镜的焦距)5.5　跨学科实践：制作望远镜
@学习目标
课程标准(2022年版) 本节要点
5.1.1　能发现日常生活中与物理学有关的问题，提出解决方案. 5.2.2　调查物理学应用于工程技术的案例，体会物理学对工程技术发展的促进作用. 1.知道望远镜的构造. 2.掌握望远镜的工作原理.(重点) 3.了解跨学科实践的过程，发展学生跨学科运用知识的能力、分析和解决问题的综合能力、动手实践操作的能力.
@集慧解惑
望远镜的结构和原理
图甲是开普勒望远镜的结构图，根据图乙所示的光路图分析可知：望远镜的物镜相当于　照相机　，使远处的物体在焦点附近成　倒立　、　缩小　的　实　像；望远镜的目镜相当于　放大镜　，成　正立　、　放大　的　虚　像.
甲 乙
典例1 如图所示，小红同学用两只焦距不同的放大镜一前一后放在眼前观察远处的物体，则下列说法中正确的是 (　B　)
典例1图
A.两只放大镜对物体进行了两次放大
B.两只放大镜组合在一起相当于一架望远镜
C.两只放大镜组合在一起相当于一架照相机
D.将两只放大镜的位置对换后，观察同一物体的大小是相同的
变式1　[物理学与日常生活]如图是小明制作的简易望远镜，它由两个焦距不同的凸透镜组成，调整两个凸透镜间的距离，就可以看清远处的景物.前面靠近物体的凸透镜是　物镜　(选填“物镜”或“目镜”)，其成像原理和　照相机　(选填“照相机”“投影仪”或“放大镜”)相同；后面靠近眼睛的凸透镜是　目镜　(选填“物镜”或“目镜”)，成像原理和　放大镜　(选填“照相机”“投影仪”或“放大镜”)相同.
变式1图
　1.望远镜的结构.
物镜 目镜 原理图
望 远 镜 相当于 照相机 放大镜
成像 特点 倒立、缩小 的实像 正立、放大 的虚像
2.望远镜的物镜的焦距要大于目镜的焦距，其放大倍率为.
视角
1.视角
从眼的中心向物体两端所引的两条直线的夹角叫作视角.如图所示，物体对眼睛所成的视角决定了物体在视网膜上所成像的大小，视角越大，所成的像越大，眼睛看物体就越清楚.
2.视角大小与什么因素有关
(1)如图1所示，视角大小与物体的　大小　有关；距离相等时，物体越大，它对眼睛形成的视角越　大　.
(2)如图2所示，视角大小与物体的　远近　有关；同一物体，离眼睛越近，它对眼睛形成的视角越　大　.
典例2 当你走向墙上的一块平面镜时，下列描述不符合事实的是 (　A　)
A.镜中的像变大
B.镜中的像将向你走来
C.像与你的连线与镜面垂直
D.像在你眼睛产生的视角将变大
变式2　望远镜所观测的物体离我们很远，物体对眼睛的视角很小，因此我们不能看清物体.物体在望远镜的物镜所成的像是　缩小　(选填“放大”或“缩小”)的，但它离我们眼睛的距离　较近　，再加上目镜的放大作用，视角变　大 　，使我们看清物体.
制作望远镜
典例3 [物理学与工程实践]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，如图所示.两个凸透镜的焦距分别为5 cm和20 cm.下列说法不正确的是 (　B　)
A.远处的物体经过物镜在物镜的焦点附近成倒立、缩小的实像
B.物镜和目镜的焦距分别为5 cm和20 cm，望远镜的放大倍率为4倍
C.目镜的作用相当于放大镜，成放大、正立的虚像
D.望远镜使远处物体成像在眼前，增大了视角，从而看清远处景物
变式3　 为了观察太阳系内的各种行星，同学们在老师的指导下制作了开普勒望远镜，小滨制作的望远镜原理如图1所示，该望远镜由两个凸透镜组成，物体经过两次折射成像.
(1)生活中与图1中目镜工作原理相同的工具是　放大镜　.
(2)中秋节小滨用肉眼看到的月亮如图2甲所示，则他利用望远镜看到的像是图乙中的　A　(填字母).
@慧化亮人
1.[物理观念]如图是天文爱好者所使用的望远镜，下列说法正确的是 (　D　)
A.A镜是目镜，B镜是物镜
B.太空中的星体通过A镜成的是虚像
C.望远镜的A镜成像原理与投影仪一致　　　
D.通过B镜看到的是放大的虚像
2.有一种望远镜是由两组凸透镜组成的，靠近眼睛的叫作　目镜　，靠近被观测物体的叫作　物镜　.物镜的作用是使远处的物体在焦点附近成　缩小　(选填“放大”或“缩小”)的　实像　(选填“实像”或“虚像”)，目镜的作用当于一个　放大镜　，用来把这个像放大.由于像被拉近，靠近人眼，　视角　较大，所以使我们看到远处物体的像大而清晰.
3.图甲是某天文爱好者通过手工打磨镜片自制的望远镜，该望远镜不仅可以看到8亿公里外的木星，甚至能清晰地看到木星表面的斑纹，图乙是该望远镜内部结构及光路示意图.下列关于该自制望远镜的说法正确的是 (　C　)
A.他通过手工磨制的镜片是凹透镜
B.看到8亿公里外的木星只利用了光沿直线传播
C.清晰地看到木星表面的斑纹时物镜的成像原理与照相机相同
D.木星到物镜的距离u满足f＜u＜2f(f为物镜的焦距)
【解析】由题图知，望远镜的目镜和物镜都是由凸透镜组成，所以他通过手工磨制的镜片是凸透镜，故A错误；光通过望远镜的凸透镜，发生了折射，故B错误；望远镜的目镜相当于放大镜，成正立、放大的虚像，物镜相当于照相机，木星到物镜的距离u满足u＞2f，成倒立、缩小的实像，故C正确、D错误.

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