【跨学科实践】浙教版科学八上 主题2光(含解析)

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【浙教版八上跨学科实践】
主题二 光(教师版)
一、选择题
1.2025年1月15日清晨,刘公岛海面上空出现了“光瀑”奇观,无数条笔直光柱穿透云层倾泻而下,如图所示。下列说法错误的是(  )
A. 笔直光柱——光沿直线传播
B. 云层呈淡淡的橙色——阳光中含有橙色光
C. 部分水面波光粼粼十分耀眼——光发生了漫反射
D. 看到远处的山体较暗——人眼接收到山体反射的光较少
【答案】C
【解析】
A.笔直光柱说明光在同种均匀介质中沿直线传播,故A正确,不符合题意;
B.太阳光是复色光,由红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫七种颜色的光混合而成,云层呈现橙色是因为阳光中含有橙色光,橙色光穿透力更强,故B正确,不符合题意;
C.部分水面波光粼粼是水面发生了镜面反射,反射光线集中在某一个方向,进入人的眼睛中,感觉到十分耀眼,故C错误,符合题意;
D.看到远处的山体较暗,是因为远处的山体反射的光进入人眼较少,故D正确,不符合题意。
2.古人发现,随着太阳的移动,物体的影子也会发生相应的变化。我国古代的计时仪器圭表就是根据此现象发明的。如图,是圭表计时的原理图。圭表计时用到了(  )
A. 光的反射 B. 光的折射 C. 光的直线传播 D. 光的色散
【答案】C
【解析】由图可知,圭表计时的原理是太阳照射在表上,然后在圭上留下一个影响,因此是由于光的直线传播形成的。
3.如图,修表师傅可通过“寸镜”看清手表微小结构。“寸镜”内部有一个凸透镜,使用时手表到凸透镜的距离应(  )
A.小于1倍焦距 B.等于1倍焦距
C.大于2倍焦距 D.在2倍焦距与1倍焦距之间
【答案】A
【解析】通过“寸镜”能看清手表微小结构,此时“寸镜”作为放大镜使用,则需满足物体位于凸透镜的1倍焦距以内,即物距小于1倍焦距,此时会形成正立、放大的虚像,便于观察微小结构。故A符合题意,BCD不符合题意。
4.同学们合作制作了一个望远镜来观察夜空,如图所示。下列说法正确的是 (  )
A.夜空中的月亮是光源
B.望远镜的物镜是凸透镜,目镜是凹透镜
C.望远镜先成缩小的实像,再成放大的虚像
D.望远镜先成放大的实像,再成放大的虚像
【答案】C 
【解析】A.夜空中的月亮本身不会发光,所以不是光源,故A错误;BCD.图中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1倍焦距以内,目镜成正立、放大的虚像,故C正确,B、D错误。故选C。
5.小明取来两个焦距不同的放大镜,分别用一只手握住其中一个来模仿望远镜,他通过两个透镜观察前面的物体,如图所示,调整两个透镜的距离,直到看清楚为止。下列说法正确的是 (  )
A.靠近眼睛的透镜是物镜,靠近被观测物的是目镜
B.用望远镜观察前面的物体,物镜得到的是放大的像
C.两透镜互换后再看前面的物体,看到的像都是放大的
D.目镜能把物镜成的像放大
【答案】D 
【解析】靠近眼睛的透镜是目镜,靠近被观测物体的是物镜,故A错误;用望远镜观察前面的物体,物镜得到的是倒立、缩小的实像,故B错误;两透镜互换后再看前面的物体,像的大小发生变化,但相对于物体都是缩小的,故C错误;物镜成的实像通过目镜后成正立、放大的虚像,故D正确。故选D。
6.生活中有许多常见的“镜”,下列“镜”中对光的作用与其它三个不同的是(  )
A.梳妆镜 B.望远镜 C.放大镜 D.老花镜
【答案】A
【解析】A.梳妆镜是平面镜,利用光的反射成像;
BCD.望远镜的物镜和目镜、放大镜、老花镜都是凸透镜,利用光的折射成像;
对光的作用与其它三个不同的是梳妆镜,故A符合题意,BCD不符合题意。
7.下列关于透镜的描述中正确的是( )
A.近视眼镜利用了凸透镜对光的会聚作用
B.放大镜与报纸的距离应大于两倍焦距,才可以看到正立、放大的字
C.人眼相当于一架照相机,看物体时,会在视网膜上形成倒立缩小的实像
D.所有的望远镜和显微镜的目镜和物镜都是凸透镜
【答案】C
【解析】A.近视眼镜是凹透镜,利用了凹透镜对光的发散作用,故A错误;
B.根据凸透镜成像规律,当物距小于一倍焦距时,成正立、放大的虚像,应用是放大镜,故B错误;
C.人眼的晶状体和角膜共同作用,相当于一个凸透镜,看物体时,会在视网膜上形成倒立缩小的实像,类似于照相机,故C正确;
D.并非所有的望远镜和显微镜的目镜和物镜都是凸透镜,例如望远镜除了“双凸透镜”类型,还有“凹凸透镜”类型,即物镜和目镜分别是一个凸透镜和一个凹透镜,故D错误。
8.在探究“凸透镜成像的规律”实验中,当蜡烛、凸透镜、光屏处于如图所示位置时,恰能在光屏上得到一个清晰的像。利用这个成像规律可以制成( )
A.照相机 B.幻灯机 C.望远镜物镜 D.显微镜目镜
【答案】A
【解析】A.由图可知,物距大于像距,且、,是照相机的成像原理,故A符合题意;
B.当时,成倒立、放大的实像,幻灯机、投影仪就是根据这个原理制成的,故B不符合题意;
C.望远镜是由两组透镜组成,物镜成倒立、缩小的实像,与照相机的成像原理相同;目镜成正立、放大的虚像,与放大镜的成像原理相同,故C不符合题意;
D.显微镜的物镜和目镜都是一个凸透镜,物镜成倒立、放大的实像,目镜是当时,成正立、放大的虚像,成正立、放大的虚像,故D不符合题意。
9.关于图中“凸透镜成像规律”的实验,下列说法正确的是( )
A.图中蜡烛到凸透镜的距离u为(f为焦距)
B.图中凸透镜成像规律与投影仪的成像原理相同
C.两只凸透镜既可以组合成望远镜也可以组合成显微镜
D.近视眼和远视眼都可以戴这种透镜矫正
【答案】C
【解析】AB.由图可知,物距大于像距,凸透镜会成倒立、缩小的实像,此时物距u为u>2f,这种成像规律与照相机的成像原理相同,故AB错误;
C.两只凸透镜的组合可以非常灵活。如果它们的焦距和相对位置选择得当,它们既可以组合成望远镜(一个凸透镜作为物镜,另一个作为目镜),也可以组合成显微镜,故C正确;
D.近视眼是由于晶状体曲度变大,折光能力增强,导致像成在视网膜的前方。为了矫正近视眼,需要配戴凹透镜,使光线发散后再进入眼睛。而凸透镜对光线有会聚作用,因此不能用来矫正近视眼。远视眼则是由于晶状体曲度变小,折光能力减弱,导致像成在视网膜的后方。为了矫正远视眼,需要配戴凸透镜,使光线会聚后再进入眼睛,故D错误。
10.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
【答案】D
【解析】A.望远镜的物镜和目镜都是凸透镜,靠近眼睛的B是目镜,靠近物体的A是物镜,故A错误;
B.太空中的星体通过A镜成的是倒立缩小的实像,故B错误;
C.望远镜的物镜成倒立缩小的实像,相当于照相机,故C错误;
D.物镜成的像通过目镜成正立、放大的虚像,与放大镜的成像原理相同,故D正确。
11.“超级月亮”比正常时的月亮要大百分之二十。亮度也有所增加,某天文爱好者为了研究这一现象,于是架设一台天文望远镜做进一步观察,关于该望远镜,下列说法正确的是(  )
A.它的物镜相当幻灯机的镜头,作用是使远处的物体成放大的实像
B.它的物镜相当于放大镜,用来把像放大
C.它的物镜的作用是使远处的物体成虚像
D.靠近眼睛的为目镜,作用相当于放大镜
【答案】D
【解析】ABC.幻灯机的成像原理是物距位于一倍焦距与二倍焦距之间,成倒立、放大的实像,望远镜使用时,被观察的物体到物镜的距离远大于物距的二倍焦距,成一个倒立、缩小的实像,相当于照相机的镜头,故ABC错误;
D.望远镜由两组透镜组成,靠近眼睛的为目镜,靠近被观测物体的为物镜,目镜的作用相当于一个放大镜,使经过物镜形成的像再次成正立、放大的虚像,故D正确。
12.关于如图所示的望远镜,下列说法正确的是( )
A.靠近眼睛的镜片为目镜,靠近被观测物体的镜片为物镜
B.它的物镜和目镜都是凹透镜
C.它的物镜相当于投影仪
D.它的物镜与显微镜的物镜成像原理相同
【答案】A
【解析】AB.望远镜是由两组凸透镜组成的,靠近眼睛的凸透镜叫做目镜,靠近被观测物体的凸透镜叫做物镜,故A正确,B错误;
C.物镜的作用是使得无限远处的物体在凸透镜的焦点附近成一个倒立缩小的实像,相当于一个照相机,故C错误;
D.显微镜的物镜成倒立放大的实像,望远镜的物镜成倒立缩小的实像,两者成像原理不同,故D错误。
13.下列关于光现象、原理及其应用说法正确的是(  )
A.海市蜃楼一光的折射—太阳灶 B.水中倒影一光的反射—潜望镜
C.墙上手影一光的直线传播—幻灯机 D.日食形成一光的折射—望远镜
【答案】B
【解析】A.海市蜃楼,光在不均匀的空气中传播方向发生偏折,是由光的折射形成的,太阳灶是很多小平面镜拼接而成的,平面镜应用了光的反射,故A错误;
B.水中倒影,属于平面镜成像,是由光的反射形成的,潜望镜是平面镜制成的,应用了光的反射,故B正确;
C.墙上手影是由光的直线传播形成的, 幻灯机主要元件是凸透镜,应用了光的折射,故C错误;
D.日食是由光的直线传播形成的,潜望镜是平面镜制成的,运用了光的反射,故D错误。
14.下列关于显微镜与望远镜的说法不正确的是( )
A.所有的望远镜都是由两个凸透镜制成的
B.天文望远镜物镜的口径比较大
C.我们在学生实验室用显微镜看细胞是通过成两次放大的像实现的
D.有一种望远镜是将远处的物体在物镜的焦点附近成实像,目镜把这个像放大
【答案】A
【解析】A.并不是所有的望远镜都是由两个凸透镜制成的,伽利略望远镜物镜为凸透镜,目镜为凹透镜,故A项错误,符合题意;
B.天文望远镜物镜的口径比较大,这样可以收集更多的光线,使观察更清楚,故B项正确,不符合题意;
C.我们在学生实验室用显微镜看细胞是通过两次放大而实现的,其中物镜成倒立、放大的实像,相当于投影仪,目镜成正立、放大的虚像,相当于放大镜,故C项正确,不符合题意;
D.望远镜是将远处物体拉近了使人才看得见的实像在经过目镜放大,故D项正确,不符合题意。
15.科学家们利用巨大的天文望远镜观察、接收来自宇宙的信息,让人们对宇宙的了解越来越多。这项伟大的事业与小小的透镜密切相关,下列有关透镜的知识说法错误的是(  )
A.甲图把放大镜正对着太阳,可在纸上发现一个很小、很亮的光斑,说明凸透镜对光有会聚作用
B.乙图用照相机给物体照相时,物体离照相机镜头较远,像离镜头较近,像成在焦点以内
C.丙图显微镜的物镜成像原理和投影仪的镜头成像原理一样
D.丁图望远镜目镜的作用相当于一个放大镜
【答案】B
【解析】A.甲图把放大镜正对着太阳,可在纸上发现一个很小、很亮的光斑,说明通过放大镜的光被会聚于一点,说明凸透镜对光有会聚作用,故A正确,不符合题意;
B.照相机成倒立、缩小的实像,照相时,物距大于二倍焦距,像距在一、二倍焦距之间,故B错误,符合题意;
C.显微镜的物镜成倒立、放大的实像,成像原理和投影仪的镜头成像原理一样,故C正确,不符合题意;
D.望远镜的物镜成倒立缩小的实像,像成在目镜一倍焦距以内,故望远镜目镜相当于放大镜,故D正确,不符合题意。
16.机器人跳秧歌舞、跑马拉松、做家务……人形机器人用“眼睛”感知获取信息,如图。人形机器人“眼睛”的光学成像与人眼相似,是通过镜头使物体在图像传感器成像面上(相当于人眼的视网膜)成清晰的像。下列说法正确的是(  )
A.物体在成像面上成放大的虚像
B.机器人“眼睛”的镜头对光有发散作用
C.机器人“眼睛”光学成像原理与照相机成像原理相同
D.机器人“眼睛”只能“看见”自身正在发光的物体
【答案】C
【解析】AC.由题意可知,人形机器人“眼睛”的光学成像与人眼相似,由于人眼成像原理与照相机成像原理相似,成倒立、缩小的实像,所以人形机器人“眼睛”的光学成像原理与照相机成像原理相同,物体在成像面上成倒立、缩小的实像,故A错误,C正确;
B.机器人“眼睛”的镜头与照相机的镜头相似,利用凸透镜成像原理成像,所以机器人“眼睛”的镜头相当于凸透镜,凸透镜对光有会聚作用,故B错误;
D.机器人“眼睛”与照相机的镜头相似,能接收光源发出的光,也能接收物体反射的光,所以不仅能“看见”自身正在发光的物体,也能看到反射光的物体,故D错误。
二、填空题
17.我们应该警惕“光污染”。请在图中画出太阳光线A、B照射到玻璃幕墙后的反射光线。
【答案】
【解析】光的反射定律:反射光线、入射光线和法线在同一平面内;反射光线和入射光线分居法线两侧;反射角等于入射角。对于光线A,图中已标注法线(虚线),根据反射角等于入射角,在法线另一侧画出反射光线;对于光线B,用相同的方法,在法线另一侧按照反射角等于入射角画出反射光线,如图所示:
18.人眼看同一个物体,会出现“近大远小”的现象,这和物体与人的眼睛所成视角的大小有关。如图所示,同一个物体离人眼越远时,视角越    。当人离不同大小的物体一样远时,视角也会不同,物体越大,则视角越    (前两空均选填“大”或“小”),照镜子时,当你向平面镜走近时会觉得像变大了,原因是                          。
【答案】小 大 视角增大 
【解析】物体对眼睛所成视角的大小不仅和物体本身的大小有关,还和物体到眼睛的距离有关。同一个物体离人眼越远时,视角越小,当人离不同大小的物体一样远时,视角也会不同,物体越大,则视角越大。照镜子时,当你向平面镜走近时会觉得像变大了,原因是视角增大。
19.如图是某种望远镜的简易结构与光路图,它的目镜是一个凸透镜,物镜的焦距比目镜的焦距   (选填“长”或“短”),能使远方物体成一个清晰   (选填“正立”或“倒立”)的实像.
【答案】长 倒立
20.小金购买了一个天文望远镜,他拆解后发现,天文望远镜的目镜和物镜都是凸透镜,查阅资料,找到原理图,如图所示。若物镜的焦距为f1,目镜的焦距为f2,物镜所起的作用相当于是一个    (选填“照相机”“投影仪”或“放大镜”),物镜成像的像距v的范围是      ,若f2变大,则最后所成的像将    (选填“变大”“变小”或“不变”)。
【答案】照相机 f1【解析】望远镜由两组凸透镜组成,对光线有会聚作用,物镜成像时,物距大于2倍焦距,成倒立、缩小的实像,其相当于照相机的工作原理。物距在2倍焦距以外,像距应在1倍焦距和2倍焦距之间,故物镜成像的像距v的范围是f121.如图所示中的显微镜和望远镜用到了我们所学的很多光学知识。
(1)甲图是显微镜,它的反光镜有一面是凹面镜,它对光起到 作用(选填“会聚”、“发散”),可在光线较 (“亮”、“暗”)时使用;
(2)乙图是望远镜,图丙表示它的原理,图中是物镜,是目镜。分析原理图可知物镜成倒立缩小实像,相当于的 镜头(选填“放大镜”、“投影仪”或“照相机”);目镜的作用主要是将物镜所成的像放大,以 (选填“增大”或“减小”)视角。
【答案】(1) 会聚 暗(2) 照相机 增大
【解析】(1)[1][2]凹面镜对光线有会聚作用,显微镜的反光镜有一面是凹面镜,它对光起到会聚作用,适于光线较弱的时候使用。
(2)[1][2]远处的物体先通过物镜使物体成一倒立、缩小的实像,相当于照相机。望远镜的目镜把物镜所成的像放大,相当于放大镜,使像靠近眼睛,以增大“视角”。
22.阅读《中国天眼》回答问题。
中国天眼
从1609年,伽利略制作出第一架光学望远镜到射电望远镜诞生的三百多年里,光学望远镜一直是天文观测的重要工具。世界上最大的单口径、最灵敏的射电望远镜——500米口径球面射电望远镜(Five﹣hundred﹣meterApertureSphericalradioTelescope简称FAST),被誉为“中国天眼”,是我国天文学家南仁东带领他的研究团队于2016年9月25日建成的。相比德国波恩100米望远镜;相比美国阿雷西博350米望远镜,综合性能提高约10倍。FAST将在未来20~30年保持世界一流地位。
FAST的最大特点是索网结构可随天体的移动自动变化,带动索网上的反射面板产生变化。FAST是使用一种称为“漂移扫描”的方式来进行观测的。所谓的“漂移扫描”和“守株待兔”的思路相类似,就是望远镜不动,等着天体自己运动到望远镜的视野里面。
2017年10月10日,中国科学院国家天文台宣布,FAST经过一年紧张调试,目前已通过系统认证的脉冲星达6颗。其中两颗脉冲星的具体信息为:一颗自转周期为1.83秒,距离地球约1.6万光年,距离地球约4100光年。对脉冲星的观察、研究对揭示宇宙诞生和演变的奥秘具有重要意义。
根据上述材料,回答下列问题:
(1)世界上最大的单口径、最灵敏的   望远镜,被誉为“中国天眼”;
(2)FAST的最大特点是索网结构 可随天体的移动自动变化,带动索网上   的产生变化;
(3)光年是光的   单位;
(4)“中国天眼”能“扫描”到微弱的射电波,是因为球形反射面对射电波有   作用。
【答案】(1)射电;(2)反射面板;(3)长度;(4)会聚。
【解析】
(1)阅读材料可知,世界上最大的单口径,被誉为“中国天眼”;
(2)阅读材料可知,FAST的最大特点是索网结构反射面板可随天体的移动自动变化;
(3)在天文学中,用“光年”作为长度单位;
(4)“中国天眼”能“扫描”到微弱的射电波,是因为球形反射面是一个凹面镜。
三、实验探究题
23.跨学科实践:制作望远镜
活动任务一:了解望远镜的成像原理
(1)望远镜有不同类型,其中有一种望远镜是由两组凸透镜组成的(如图甲所示)。靠近被观测物体的叫作物镜,作用是使远处的物体在焦点附近成 (选填“实”“虚”)像,目镜的作用相当于一个 (选填“照相机”“投影仪”“放大镜”)用来把这个像放大。
活动任务二:设计简易望远镜
(2)望远镜的放大倍率为物镜的焦距与目镜的焦距之比,为了成像质量好一些,其放大倍率不宜过大,取放大倍率2~3倍即可。现有A、B、C三个规格不同的凸透镜,其规格如下:
A.焦距20 cm;直径5 cm B.焦距10 cm;直径4 cm C.焦距5 cm; 直径3 cm
小组同学选择B规格透镜作为目镜,为了制作出乙图所示的望远镜,参考丙图,则物镜应选择 (选填“A”“B”或“C”)透镜,这样物镜可以会聚更多的光,使所成像更加明亮。则此望远镜的放大倍率为 倍。
活动任务三:制作及调试望远镜
(3)用此望远镜,观察最远处物体时,物镜和目镜的距离约为 cm,观察较近物体时,物镜和目镜的镜筒长度距离要 (选填“大”“小”“不变”)一些,看到的像是 (选填“正立的”“倒立的”)。
【答案】(1) 实 放大镜 (2) A 2 (3) 30 大 倒立的
【解析】(1)[1]使用望远镜时,物体在很远处,物距远远大于两倍物镜的焦距,故通过物镜所成的像为倒立、缩小的实像。
[2]远处的物体在焦点附近成像,此时物距小于一倍焦距,成正立、放大的虚像,则望远镜的目镜相当于一个放大镜。
(2)[1][2]由题意知,放大倍率为物镜焦距与目镜焦距之比,即目镜焦距乘以放大倍率等于物镜焦距,小组同学选择B规格(焦距10 cm)透镜作为目镜,为了成像质量好一些,其放大倍率不宜过大,取放大倍率2~3倍,所以物镜焦距为目镜焦距的2~3倍,故A透镜符合题意,此时望远镜的放大倍率为倍。
(3)[1]用此望远镜,观察最远处物体时,物镜后焦点与目镜前焦点重合,因此物镜与目镜距离约为20cm+10cm =30cm
[2]当物体较近时,物镜成像位置会后移(超过物镜焦点),需增大镜筒长度以使像落在目镜焦点内,因此镜筒距离需调大一些。
[3]由题意知,望远镜由两个凸透镜组成,物镜成倒立实像,目镜将其放大为正立虚像,所以最终像为倒立的。
四、简答题
24.小明同学学习了凸透镜知识后,想利用两个凸透镜制作一个望远镜,他一共收集到四个凸透镜,规格如下表:
凸透镜 甲 乙 丙 丁
直径/cm 15 5 5 15
焦距/cm 10 10 5 5
(1)为了制作效果较好的望远镜,他应该选择    凸透镜作为物镜,选择    凸透镜作为目镜。(均选填“甲”“乙”“丙”或“丁”)
(2)物镜的作用是使远处的物体在焦点附近成像,而目镜的作用相当于一个    (选填“照相机”“投影仪”或“放大镜”)。
(3)小明所制作的望远镜的放大倍率为    。
(4)用自制望远镜先观察远处物体后,再来观察近处物体时应适当    (选填“增大”或“减小”)两块透镜之间的距离。
【答案】(1)甲 丙 (2)放大镜 (3)2 (4)增大
【解析】(1)望远镜的物镜应选择直径大、焦距长的凸透镜,因为物镜主要负责收集光线,并将远处物体的光线会聚成像,物镜的直径较大,可以收集更多的光线,且焦距较长意味着光线在物镜后会聚成像的距离更远,使得远处的物体能够被放大并清晰地呈现在目镜中,因此选择甲凸透镜作为物镜。望远镜的目镜应选择直径小、焦距小的凸透镜,且所用的凸透镜焦距越小,放大能力越强,且物镜成的像可以越接近目镜,就会有更多的光线进入目镜,像越明亮,直径越小,光线越集中,人观察到的像会越亮,因此选择丙凸透镜作为目镜。(2)远处的物体在目镜焦点附近成像,此时物距小于1倍焦距,成倒立、放大的虚像,望远镜的目镜相当于一个放大镜。
(3)望远镜的放大倍率是物镜焦距与目镜焦距之比,则小明所制作的望远镜的放大倍率为=2。(4)凸透镜成实像中,根据“物近像远像变大”可知,若想要用望远镜来观察较近处的物体,物距变短了,像距变长了,像变大了,也就更靠近目镜,对于目镜而言,物距变小了,放大镜成虚像的规律是物近像近像变小,所以为了便于观察就要把像放大些,方法就是增大目镜的物距,具体操作就是适当增大物镜和目镜之间的距离。
25.仔细阅读短文,按要求回答问题:
眼睛和眼镜
人类的眼睛好像一架照相机。眼睛与照相机的不同之处是:人的眼睛是通过调节晶状体的厚薄程度,从而改变晶状体的焦距来获得清晰的实像,普通照相机是在物距确定的情况下通过改变像距使像变得清晰。依靠眼睛调节所能看清的最远和最近的两个极限,点分别叫做远点和近点。正常眼睛的远点在无限远,近点大约在10cm处。正常眼睛观察近处物体最清晰而又不疲劳的距离大约是25cm,这个距离叫做明视距离。
当眼睛出现某些缺陷时,人们需要佩戴眼镜来矫正,常见眼镜的实质就是凸透镜或凹透镜。透镜的焦距f的长短标志着折光本领的大小,焦距越短,折光本领越大。通常把透镜焦距的倒数叫做透镜焦度,用Φ表示,即 。如果某透镜的焦距是0.5m,它的焦度就是。平时说的眼镜片的度数,就是镜片的透镜焦度乘100的值。凸透镜的度数是正数,凹透镜的复数是负数。例如-200度的镜片表示这是凹透镜,透镜焦度是是2m﹣1,它的焦距是0.5m。
(1)正常眼睛观察物体时,在视网膜上成的像的性质是    ;
A.正立、放大的实像 B.正立、缩小的实像 C.倒立、缩小的实像 D.倒立、放大的实像
(2)根据上文,你认为人的正常眼睛的观察范围是    ;
A.0~10cm B.10cm~25cm C.25cm~无限远 D.10cm~无限远
(3)如题图所示是小明的眼睛看物体时的成像情况,则他的眼病是    ,需要用    透镜来矫正。另一同学小芳所戴眼镜镜片的度数是﹣500度,则该透镜焦度为    m﹣1,焦距为
   m;
(4)小明仔细观察镜片的形状和厚度,把四种镜片的截面图画成了图中甲、乙、丙、丁所示的形状,则可以知道:远视眼配带度数较大的是    。
【答案】C;D;近视眼;凹透;5;0.2;乙
【解析】近视眼的成因与矫正办法
26.透镜焦距f的长短标志着折光本领大小,焦距越短,折光本领就越强,通常把透镜焦距的倒数叫做透镜的焦度,用表示,即。平常我们的眼镜的度数就是透镜的焦度乘以100的值,凸透镜为正值,凹透镜为负值。
(1)测得某近视眼镜其焦距为0.25m,其对应的焦度为多少?
(2)+200度的眼镜片,它们的透镜焦距是多少?
(3)如图10甲是小朋友玩凸透镜时的情景,请在图乙中用笔画线补齐在透镜的另一边看到小朋友眼睛 的光路图。
【答案】(1);(2)0.5m;(3)
【解析】透镜的光路图;近视眼的成因与矫正办法
27.透镜焦距f的长短标志着折光本领大小。焦距越短,折光本领就越强。通常把透镜焦距的倒数叫作透镜的焦度,用Φ表示,即Φ= 。平常我们说的眼镜片的度数就是镜片的透镜焦度乘以100的值。凸透镜的度数是正值,凹透镜的度数是负值。
(1)求焦距分别为0.25m和0.5m的透镜,其焦度分别为多少?
(2)+300度和-400度的眼镜片,它们的焦度是多少?-400度的眼镜片焦距是多少?
【答案】(1)解:由题可知,焦度 ;则焦距分别为0.25m和0.5m的透镜,其焦度分别为:
答:焦距分别为0.25m和0.5m的透镜,其焦度分别为4m-1和2m-1;
(2)解:由题可知,眼镜的度数 ,则透镜的焦度Φ=眼镜的度数÷100; 则+300度和-400度的眼镜片,它们的焦度分别是:
而焦度 ,故-400度眼镜片的焦距为
答:+300度和-400度的眼镜片,它们的焦度分别是3m-1 和4m-1;-400度的眼镜片焦距是0.25m。
28.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。
【巡天空间望远镜与中国天眼(FAST)】
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 ,形成所谓的“大气像差”;
(2)巡天空间望远镜属于 (选填“射电”、“光学”)望远镜,在观测宇宙时,物镜所成的像是 立、缩小的 像;
(3)如图2所示,巡天空间望远镜在维修升级时,与“天宫”空间站交会对接。该过程中,巡天空间望远镜与空间站是相对 的;
(4)目前,人类观测到的最远的天体距离我们约130亿光年。光年是 (选填“长度”、“时间”)计量单位,也就是说,如果有一束光以的速度从这个天体发出,那么要经过约
年才能到达地球。
(5)如图3所示,“四周特别黑,深不见底的黑,万丈深渊都不足以形容。”这是我国宇航员刘洋在太空中生活的一句评价。请你从物理的角度解释“黑”的原因: 。
【答案】 折射 光学 倒 实 静止 长度 缺少反射面,没有光经过反射进入人眼
【解析】(1)[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)[2][3][4]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,所以根据凸透镜成像规律可知,此时可以成倒立缩小的实像。
(3)[5]两者对接时,巡天望远镜与“天宫”空间站之间的位置关系一直保持不变,因此它们之间是相对静止的。
(4)[6][7]光年指的是光在真空传播,经过一年所通过的路程,因此属于长度计量单位。由速度公式 可知,该束光从天体到达地球的时间为
(5)[8]太空中是真空状态,因此光穿过时,没有物体可以被照射,也就没有反射面,因此人的眼睛就看不到反射到眼睛中的光,因此一切看起来都是黑暗的。
29.项目化学习小组从实验室找到几只透镜准备自制一只望远镜。
(1)如图甲所示,将某透镜放在点光源与光屏中间,此时屏上呈现一个比透镜尺寸大的圆形光斑,将光源向 (左/右)移动,若观察到 现象,则该透镜为凸透镜;
(2)选出一对焦距合适的凸透镜作为物镜和目镜,按照如图乙所示方法组装成一只望远镜。小明用望远镜观察天空星星时发现镜中视野范围较小,很难找到目标,为此,他用两块相同的带开口的挡板制作了一个寻星装置,安装在望远镜套筒上后,借助挡板能快捷寻找目标(图丙所示),并将目标锁定在望远镜视野中,下列设计的各挡板中最适合的是 ;
(3)小明用该望远镜看远处物体时,发现像与物相比较上下、左右都颠倒了,为使看到的像与物相比不失真,老师建议他将望远镜设计成物镜与目镜不共轴、中部为空腔的形状(图丁所示),再利用几片小平面镜,安装到中部空腔内以改变光路,可以满足要求。
小明按照图戊所示方法,将两块平面镜彼此平行安装在空腔中,你认为这样制作能够达到要求吗?如果能请说明理由;如果不能,请保留图上可取的设计,对无用的设计打“×”,并补上接下来的设计(只需补上一步即可) ,且至少需要 块平面镜。
【答案】 左 圆形光斑变小 D 不能 4
【解析】(1)[1][2]凸透镜对光线具有会聚作用,此时屏上呈现一个比透镜尺寸大的圆形光斑,根据凸透镜成像规律,根据凸透镜成实像时,物远像近像变小的特点,应将将光源向左移动,若观察到圆形光斑变小现象,且光斑可以变得比透镜小,则该透镜为凸透镜。凹透镜形成的圆形光斑也会变小,但是不可能比透镜小。
(2)[3]A.用两块相同的带开口的挡板制作了一个寻星装置,安装在望远镜套筒上后,借助挡板能快捷寻找目标,利用了光沿直线传播的特点,增大视角,应该选择比较大的圆孔,可以扩大视野范围,故A不符合题意;
B.由A选项可知,故B不符合题意;
C.由A选项可知,故C不符合题意;
D.由A选项可知,故D符合题意。
故选D。
(3)[4][5]小明按照图戊所示方法,将两块平面镜彼此平行安装在空腔中,不能保证图像不失真;应将平行平面镜改为两组垂直放置的平面镜,经两次反射得到清晰不失真图像。有的望远镜转光腔内是利用棱镜来实现的。
所以要达到要求,最少需要4块平面镜。
30.望远镜与探索宇宙
在人类历史的早期,人们利用肉眼观测天象。后来人们通过测量天体的运动、制定历法,指导人们的生产生活。例如,战国时期的文献中记载:“斗柄东指,天下皆春;斗柄南指,天下皆夏;斗柄西指,天下皆秋;斗柄北指,天下皆冬。”这说明人们很早就发现了北斗七星一年中的周回运转在昭示四季、节气变迁方面的重要作用。望远镜的发明大大扩展了人类观测天空的视野。
(1)使用望远镜探索宇宙的历程
A.第一位把望远镜指向天空的是意大利物理学家伽利略。1609年,伽利略用自制的望远镜观察天体(图),以确凿的证据支持了哥白尼的“日心说”。他还第一个观察到了木星的卫星、太阳黑子和月球上的环形山。
伽利略时代的望远镜
B.1846年,科学家根据牛顿发现的万有引力定律,猜想天王星外还存在一颗未知的行星。不久,人们用望远镜在预测的位置发现了这颗行星,它被命名为“海王星”。
C.1990年,科学家把“哈勃”空间望远镜送入太空,使人类观测宇宙的能力空前提高.除光学天文望远镜外,人们还发明了其他观测太空的仪器,如射电天文望远镜,这使人类对宇宙的了解越来越深入。
D.我国不仅古代在天文观测上取得了丰硕的成果,在现代也对宇宙探索作出了很大贡献。2009年,郭守敬望远镜建成,并于2011年启动光谱巡天任务,成为世界上第一个获取光谱数突破千万量级的望远镜(图)2020年,中国天眼正式开放运行,它是目前全球单口径最大、灵敏度最高的射电天文望远镜。
郭守敬望远镜
(2)探索宇宙
宇宙中拥有上千亿个星系,银河系只是这上千亿个星系中的一个。银河系异常巨大,一束光穿越银河系需要约10万年的时间。太阳不过是银河系中几千亿颗恒星中的一员(图)。太阳周围有水星、金星、地球、火星、木星、土星、天王星、海王星等行星绕它运行,地球在离太阳比较近的第三条轨道上。此外,还有若干其他天体绕太阳转动。
(1)人类历史上第一位把望远镜指向天空的是意大利物理学家 ,他以确凿的证据支持了哥白尼的“日心说”;我国在现代也对宇宙探索作出了很大贡献,2020年,中国 正式开放运行,它是目前全球单口径最大、灵敏度最高的射电天文望远镜;
(2)如果你想制作简易天文望远镜,没有现成的透镜,可以选用合适的 (选填“近视”或“远视”)眼镜镜片来代替;
(3)望远镜的物镜焦距较长,相当于照相机的镜头;目镜焦距较短,其作用相当于一个 (填光学元件名称)。
【答案】(1) 伽利略 天眼(2)远视(3)放大镜
【解析】(1)由短文内容可知,1609年,伽利略用自制的望远镜观察天体,以确凿的证据支持了哥白尼的“日心说”,是第一位把望远镜指向天空的物理学家。由短文内容可知,2020年,中国天眼正式开放运行,它是目前全球单口径最大、灵敏度最高的射电天文望远镜,所以中国的射电天文望远镜是天眼。
(2)由于望远镜的物镜成倒立、缩小的实像,目镜成正立、放大的虚像,由凸透镜成像原理可知,物镜和目镜都是凸透镜,由于远视眼镜片是凸透镜,所以可以选用合适的远视眼镜镜片来代替。
(3)由于目镜焦距较短,利用目镜成正立、放大的虚像,由凸透镜成像原理可知,其作用相当于一个放大镜。
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【浙教版八上跨学科实践】
主题二 光(学生版)
一、选择题
1.2025年1月15日清晨,刘公岛海面上空出现了“光瀑”奇观,无数条笔直光柱穿透云层倾泻而下,如图所示。下列说法错误的是(  )
A. 笔直光柱——光沿直线传播
B. 云层呈淡淡的橙色——阳光中含有橙色光
C. 部分水面波光粼粼十分耀眼——光发生了漫反射
D. 看到远处的山体较暗——人眼接收到山体反射的光较少
(
第4题
) (
第1题
第2题
第3题
)
2.古人发现,随着太阳的移动,物体的影子也会发生相应的变化。我国古代的计时仪器圭表就是根据此现象发明的。如图,是圭表计时的原理图。圭表计时用到了(  )
A. 光的反射 B. 光的折射 C. 光的直线传播 D. 光的色散
3.如图,修表师傅可通过“寸镜”看清手表微小结构。“寸镜”内部有一个凸透镜,使用时手表到凸透镜的距离应(  )
A.小于1倍焦距 B.等于1倍焦距
C.大于2倍焦距 D.在2倍焦距与1倍焦距之间
4.同学们合作制作了一个望远镜来观察夜空,如图所示。下列说法正确的是 (  )
A.夜空中的月亮是光源
B.望远镜的物镜是凸透镜,目镜是凹透镜
C.望远镜先成缩小的实像,再成放大的虚像
D.望远镜先成放大的实像,再成放大的虚像
5.小明取来两个焦距不同的放大镜,分别用一只手握住其中一个来模仿望远镜,他通过两个透镜观察前面的物体,如图所示,调整两个透镜的距离,直到看清楚为止。下列说法正确的是(  )
A.靠近眼睛的透镜是物镜,靠近被观测物的是目镜
B.用望远镜观察前面的物体,物镜得到的是放大的像
C.两透镜互换后再看前面的物体,看到的像都是放大的
D.目镜能把物镜成的像放大
6.生活中有许多常见的“镜”,下列“镜”中对光的作用与其它三个不同的是(  )
A.梳妆镜 B.望远镜 C.放大镜 D.老花镜
7.下列关于透镜的描述中正确的是( )
(
第5题
)A.近视眼镜利用了凸透镜对光的会聚作用
B.放大镜与报纸的距离应大于两倍焦距,才可以看到正立、放大的字
C.人眼相当于一架照相机,看物体时,会在视网膜上形成倒立缩小的实像
D.所有的望远镜和显微镜的目镜和物镜都是凸透镜
8.在探究“凸透镜成像的规律”实验中,当蜡烛、凸透镜、光屏处于如图所示位置时,恰能在光屏上得到一个清晰的像。利用这个成像规律可以制成( )
A.照相机 B.幻灯机 C.望远镜物镜 D.显微镜目镜
(
第8题
第9题
第10题
)
9.关于图中“凸透镜成像规律”的实验,下列说法正确的是( )
A.图中蜡烛到凸透镜的距离u为(f为焦距)
B.图中凸透镜成像规律与投影仪的成像原理相同
C.两只凸透镜既可以组合成望远镜也可以组合成显微镜
D.近视眼和远视眼都可以戴这种透镜矫正
10.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
11.“超级月亮”比正常时的月亮要大百分之二十。亮度也有所增加,某天文爱好者为了研究这一现象,于是架设一台天文望远镜做进一步观察,关于该望远镜,下列说法正确的是(  )
A.它的物镜相当幻灯机的镜头,作用是使远处的物体成放大的实像
B.它的物镜相当于放大镜,用来把像放大
C.它的物镜的作用是使远处的物体成虚像
D.靠近眼睛的为目镜,作用相当于放大镜
(
第12题
) (
第11题
)
12.关于如图所示的望远镜,下列说法正确的是( )
A.靠近眼睛的镜片为目镜,靠近被观测物体的镜片为物镜
B.它的物镜和目镜都是凹透镜
C.它的物镜相当于投影仪
D.它的物镜与显微镜的物镜成像原理相同
13.下列关于光现象、原理及其应用说法正确的是(  )
A.海市蜃楼一光的折射—太阳灶 B.水中倒影一光的反射—潜望镜
C.墙上手影一光的直线传播—幻灯机 D.日食形成一光的折射—望远镜
14.下列关于显微镜与望远镜的说法不正确的是( )
A.所有的望远镜都是由两个凸透镜制成的
B.天文望远镜物镜的口径比较大
C.我们在学生实验室用显微镜看细胞是通过成两次放大的像实现的
D.有一种望远镜是将远处的物体在物镜的焦点附近成实像,目镜把这个像放大
15.科学家们利用巨大的天文望远镜观察、接收来自宇宙的信息,让人们对宇宙的了解越来越多。这项伟大的事业与小小的透镜密切相关,下列有关透镜的知识说法错误的是(  )
A.甲图把放大镜正对着太阳,可在纸上发现一个很小、很亮的光斑,说明凸透镜对光有会聚作用
B.乙图用照相机给物体照相时,物体离照相机镜头较远,像离镜头较近,像成在焦点以内
C.丙图显微镜的物镜成像原理和投影仪的镜头成像原理一样
D.丁图望远镜目镜的作用相当于一个放大镜
16.机器人跳秧歌舞、跑马拉松、做家务……人形机器人用“眼睛”感知获取信息,如图。人形机器人“眼睛”的光学成像与人眼相似,是通过镜头使物体在图像传感器成像面上(相当于人眼的视网膜)成清晰的像。下列说法正确的是(  )
A.物体在成像面上成放大的虚像
B.机器人“眼睛”的镜头对光有发散作用
C.机器人“眼睛”光学成像原理与照相机成像原理相同
D.机器人“眼睛”只能“看见”自身正在发光的物体
二、填空题
17.我们应该警惕“光污染”。请在图中画出太阳光线A、B照射到玻璃幕墙后的反射光线。
18.人眼看同一个物体,会出现“近大远小”的现象,这和物体与人的眼睛所成视角的大小有关。如图所示,同一个物体离人眼越远时,视角越    。当人离不同大小的物体一样远时,视角也会不同,物体越大,则视角越    (前两空均选填“大”或“小”),照镜子时,当你向平面镜走近时会觉得像变大了,原因是                          。
(
第18题
第19题
第20题
)
19.如图是某种望远镜的简易结构与光路图,它的目镜是一个凸透镜,物镜的焦距比目镜的焦距   (选填“长”或“短”),能使远方物体成一个清晰   (选填“正立”或“倒立”)的实像.
20.小金购买了一个天文望远镜,他拆解后发现,天文望远镜的目镜和物镜都是凸透镜,查阅资料,找到原理图,如图所示。若物镜的焦距为f1,目镜的焦距为f2,物镜所起的作用相当于是一个    (选填“照相机”“投影仪”或“放大镜”),物镜成像的像距v的范围是      ,若f2变大,则最后所成的像将    (选填“变大”“变小”或“不变”)。
21.如图所示中的显微镜和望远镜用到了我们所学的很多光学知识。
(1)甲图是显微镜,它的反光镜有一面是凹面镜,它对光起到 作用(选填“会聚”、“发散”),可在光线较 (“亮”、“暗”)时使用;
(2)乙图是望远镜,图丙表示它的原理,图中是物镜,是目镜。分析原理图可知物镜成倒立缩小实像,相当于的 镜头(选填“放大镜”、“投影仪”或“照相机”);目镜的作用主要是将物镜所成的像放大,以 (选填“增大”或“减小”)视角。
22.阅读《中国天眼》回答问题。
中国天眼
从1609年,伽利略制作出第一架光学望远镜到射电望远镜诞生的三百多年里,光学望远镜一直是天文观测的重要工具。世界上最大的单口径、最灵敏的射电望远镜﹣﹣500米口径球面射电望远镜(Five﹣hundred﹣meterApertureSphericalradioTelescope简称FAST),被誉为“中国天眼”,是我国天文学家南仁东带领他的研究团队于2016年9月25日建成的。相比德国波恩100米望远镜;相比美国阿雷西博350米望远镜,综合性能提高约10倍。FAST将在未来20~30年保持世界一流地位。
FAST的最大特点是索网结构可随天体的移动自动变化,带动索网上的反射面板产生变化。FAST是使用一种称为“漂移扫描”的方式来进行观测的。所谓的“漂移扫描”和“守株待兔”的思路相类似,就是望远镜不动,等着天体自己运动到望远镜的视野里面。
2017年10月10日,中国科学院国家天文台宣布,FAST经过一年紧张调试,目前已通过系统认证的脉冲星达6颗。其中两颗脉冲星的具体信息为:一颗自转周期为1.83秒,距离地球约1.6万光年,距离地球约4100光年。对脉冲星的观察、研究对揭示宇宙诞生和演变的奥秘具有重要意义。
根据上述材料,回答下列问题:
(1)世界上最大的单口径、最灵敏的   望远镜,被誉为“中国天眼”;
(2)FAST的最大特点是索网结构 可随天体的移动自动变化,带动索网上   的产生变化;
(3)光年是光的   单位;
三、实验探究题
23.跨学科实践:制作望远镜
活动任务一:了解望远镜的成像原理
(1)望远镜有不同类型,其中有一种望远镜是由两组凸透镜组成的(如图甲所示)。靠近被观测物体的叫作物镜,作用是使远处的物体在焦点附近成 (选填“实”“虚”)像,目镜的作用相当于一个 (选填“照相机”“投影仪”“放大镜”)用来把这个像放大。
活动任务二:设计简易望远镜
(2)望远镜的放大倍率为物镜的焦距与目镜的焦距之比,为了成像质量好一些,其放大倍率不宜过大,取放大倍率2~3倍即可。现有A、B、C三个规格不同的凸透镜,其规格如下:
A.焦距20 cm;直径5 cm B.焦距10 cm;直径4 cm C.焦距5 cm; 直径3 cm
小组同学选择B规格透镜作为目镜,为了制作出乙图所示的望远镜,参考丙图,则物镜应选择 (选填“A”“B”或 “C”)透镜,这样物镜可以会聚更多的光,使所成像更加明亮。则此望远镜的放大倍率为 倍。
活动任务三:制作及调试望远镜
(3)用此望远镜,观察最远处物体时,物镜和目镜的距离约为 cm,观察较近物体时,物镜和目镜的镜筒长度距离要 (选填“大”“小”“不变”)一些,看到的像是 (选填“正立的”“倒立的”)。
四、简答题
24.小明同学学习了凸透镜知识后,想利用两个凸透镜制作一个望远镜,他一共收集到四个凸透镜,规格如下表:
凸透镜 甲 乙 丙 丁
直径/cm 15 5 5 15
焦距/cm 10 10 5 5
(1)为了制作效果较好的望远镜,他应该选择    凸透镜作为物镜,选择    凸透镜作为目镜。(均选填“甲”“乙”“丙”或“丁”)
(2)物镜的作用是使远处的物体在焦点附近成像,而目镜的作用相当于一个    (选填“照相机”“投影仪”或“放大镜”)。
(3)小明所制作的望远镜的放大倍率为    。
(4)用自制望远镜先观察远处物体后,再来观察近处物体时应适当    (选填“增大”或“减小”)两块透镜之间的距离。
25.仔细阅读短文,按要求回答问题:
眼睛和眼镜
人类的眼睛好像一架照相机。眼睛与照相机的不同之处是:人的眼睛是通过调节晶状体的厚薄程度,从而改变晶状体的焦距来获得清晰的实像,普通照相机是在物距确定的情况下通过改变像距使像变得清晰。依靠眼睛调节所能看清的最远和最近的两个极限,点分别叫做远点和近点。正常眼睛的远点在无限远,近点大约在10cm处。正常眼睛观察近处物体最清晰而又不疲劳的距离大约是25cm,这个距离叫做明视距离。
当眼睛出现某些缺陷时,人们需要佩戴眼镜来矫正,常见眼镜的实质就是凸透镜或凹透镜。透镜的焦距f的长短标志着折光本领的大小,焦距越短,折光本领越大。通常把透镜焦距的倒数叫做透镜焦度,用Φ表示,即 。如果某透镜的焦距是0.5m,它的焦度就是。平时说的眼镜片的度数,就是镜片的透镜焦度乘100的值。凸透镜的度数是正数,凹透镜的复数是负数。例如-200度的镜片表示这是凹透镜,透镜焦度是是2m﹣1,它的焦距是0.5m。
(1)正常眼睛观察物体时,在视网膜上成的像的性质是    ;
A.正立、放大的实像 B.正立、缩小的实像 C.倒立、缩小的实像 D.倒立、放大的实像
(2)根据上文,你认为人的正常眼睛的观察范围是    ;
A.0~10cm B.10cm~25cm C.25cm~无限远 D.10cm~无限远
(3)如题图所示是小明的眼睛看物体时的成像情况,则他的眼病是    ,需要用    透镜来矫正。另一同学小芳所戴眼镜镜片的度数是﹣500度,则该透镜焦度为    m﹣1,焦距为
   m;
(4)小明仔细观察镜片的形状和厚度,把四种镜片的截面图画成了图中甲、乙、丙、丁所示的形状,则可以知道:远视眼配带度数较大的是    。
26.透镜焦距f的长短标志着折光本领大小,焦距越短,折光本领就越强,通常把透镜焦距的倒数叫做透镜的焦度,用表示,即。平常我们的眼镜的度数就是透镜的焦度乘以100的值,凸透镜为正值,凹透镜为负值。
(1)测得某近视眼镜其焦距为0.25m,其对应的焦度为多少?
(2)+200度的眼镜片,它们的透镜焦距是多少?
(3)如图10甲是小朋友玩凸透镜时的情景,请在图乙中用笔画线补齐在透镜的另一边看到小朋友眼睛 的光路图。
27.透镜焦距f的长短标志着折光本领大小。焦距越短,折光本领就越强。通常把透镜焦距的倒数叫作透镜的焦度,用Φ表示,即Φ= 。平常我们说的眼镜片的度数就是镜片的透镜焦度乘以100的值。凸透镜的度数是正值,凹透镜的度数是负值。
(1)求焦距分别为0.25m和0.5m的透镜,其焦度分别为多少?
(2)+300度和-400度的眼镜片,它们的焦度是多少?-400度的眼镜片焦距是多少?
28.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。
【巡天空间望远镜与中国天眼(FAST)】
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 ,形成所谓的“大气像差”;
(2)巡天空间望远镜属于 (选填“射电”、“光学”)望远镜,在观测宇宙时,物镜所成的像是 立、缩小的 像;
(3)如图2所示,巡天空间望远镜在维修升级时,与“天宫”空间站交会对接。该过程中,巡天空间望远镜与空间站是相对 的;
(4)目前,人类观测到的最远的天体距离我们约130亿光年。光年是 (选填“长度”、“时间”)计量单位,也就是说,如果有一束光以的速度从这个天体发出,那么要经过约 年才能到达地球。
(5)如图3所示,“四周特别黑,深不见底的黑,万丈深渊都不足以形容。”这是我国宇航员刘洋在太空中生活的一句评价。请你从物理的角度解释“黑”的原因: 。
29.项目化学习小组从实验室找到几只透镜准备自制一只望远镜。
(1)如图甲所示,将某透镜放在点光源与光屏中间,此时屏上呈现一个比透镜尺寸大的圆形光斑,将光源向 (左/右)移动,若观察到 现象,则该透镜为凸透镜;
(2)选出一对焦距合适的凸透镜作为物镜和目镜,按照如图乙所示方法组装成一只望远镜。小明用望远镜观察天空星星时发现镜中视野范围较小,很难找到目标,为此,他用两块相同的带开口的挡板制作了一个寻星装置,安装在望远镜套筒上后,借助挡板能快捷寻找目标(图丙所示),并将目标锁定在望远镜视野中,下列设计的各挡板中最适合的是 ;
(3)小明用该望远镜看远处物体时,发现像与物相比较上下、左右都颠倒了,为使看到的像与物相比不失真,老师建议他将望远镜设计成物镜与目镜不共轴、中部为空腔的形状(图丁所示),再利用几片小平面镜,安装到中部空腔内以改变光路,可以满足要求。
小明按照图戊所示方法,将两块平面镜彼此平行安装在空腔中,你认为这样制作能够达到要求吗?如果能请说明理由;如果不能,请保留图上可取的设计,对无用的设计打“×”,并补上接下来的设计(只需补上一步即可) ,且至少需要 块平面镜。
30.望远镜与探索宇宙
在人类历史的早期,人们利用肉眼观测天象。后来人们通过测量天体的运动、制定历法,指导人们的生产生活。例如,战国时期的文献中记载:“斗柄东指,天下皆春;斗柄南指,天下皆夏;斗柄西指,天下皆秋;斗柄北指,天下皆冬。”这说明人们很早就发现了北斗七星一年中的周回运转在昭示四季、节气变迁方面的重要作用。望远镜的发明大大扩展了人类观测天空的视野。
(1)使用望远镜探索宇宙的历程
A.第一位把望远镜指向天空的是意大利物理学家伽利略。1609年,伽利略用自制的望远镜观察天体(图),以确凿的证据支持了哥白尼的“日心说”。他还第一个观察到了木星的卫星、太阳黑子和月球上的环形山。
伽利略时代的望远镜
B.1846年,科学家根据牛顿发现的万有引力定律,猜想天王星外还存在一颗未知的行星。不久,人们用望远镜在预测的位置发现了这颗行星,它被命名为“海王星”。
C.1990年,科学家把“哈勃”空间望远镜送入太空,使人类观测宇宙的能力空前提高.除光学天文望远镜外,人们还发明了其他观测太空的仪器,如射电天文望远镜,这使人类对宇宙的了解越来越深入。
D.我国不仅古代在天文观测上取得了丰硕的成果,在现代也对宇宙探索作出了很大贡献。2009年,郭守敬望远镜建成,并于2011年启动光谱巡天任务,成为世界上第一个获取光谱数突破千万量级的望远镜(图)2020年,中国天眼正式开放运行,它是目前全球单口径最大、灵敏度最高的射电天文望远镜。
郭守敬望远镜
(2)探索宇宙
宇宙中拥有上千亿个星系,银河系只是这上千亿个星系中的一个。银河系异常巨大,一束光穿越银河系需要约10万年的时间。太阳不过是银河系中几千亿颗恒星中的一员(图)。太阳周围有水星、金星、地球、火星、木星、土星、天王星、海王星等行星绕它运行,地球在离太阳比较近的第三条轨道上。此外,还有若干其他天体绕太阳转动。
(1)人类历史上第一位把望远镜指向天空的是意大利物理学家 ,他以确凿的证据支持了哥白尼的“日心说”;我国在现代也对宇宙探索作出了很大贡献,2020年,中国 正式开放运行,它是目前全球单口径最大、灵敏度最高的射电天文望远镜;
(2)如果你想制作简易天文望远镜,没有现成的透镜,可以选用合适的 (选填“近视”或“远视”)眼镜镜片来代替;
(3)望远镜的物镜焦距较长,相当于照相机的镜头;目镜焦距较短,其作用相当于一个 (填光学元件名称)。
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