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2.5 设计潜望镜【同步分层作业】
班级：____________ 姓名：____________
一、基础达标（覆盖本课核心知识点）
（一）填空题（每空2分，共20分）
1. 潜望镜是利用______的原理制成的；它内部有______块互相平行的平面镜，与镜筒成______°角，使光线发生两次90°转弯。
2. 潜艇在水下航行时，艇内人员利用______观察水面上的情况；科研人员也能在地下室用它观察______的发射。
3. 我国汉代初年成书的《______》记载“取大镜高悬，置水盆于下，则见四邻矣”，说明至少在公元前______世纪，我国已掌握镜面反射原理并加以利用。
4. 制作潜望镜时，先把一个纸盒切成______，另一个去掉两端的______；再在封口端裁剪插口、安装平面镜，最后用______把它们粘合起来。
（二）选择题（每题3分，共18分，每题只有一个正确答案）
1. 潜望镜能让人在低处看到高处的景物，主要是利用了（ ）。
A. 光沿直线传播直接穿过镜筒
B. 两块平面镜对光线进行两次反射
C. 光在镜面中发生折射拐弯
D. 光被镜面吸收后再发出
2. 潜望镜内部的平面镜与镜筒（水平方向）成（ ）角，使光线每次反射转弯90°。
A. 30°　　B. 60°　　C. 90°　　D. 45°
3. 制作潜望镜时，两块平面镜应安装在（ ）处。
A. “之”字形通道的两个转角
B. 直筒通道的两端
C. 纸盒的正中间位置
D. 盒盖的内侧
4. 关于《淮南万毕术》的记载，下列说法正确的是（ ）。
A. 它是现代科学著作，记载了望远镜的制作
B. 它证明了光总是沿直线传播不会反射
C. 记载“取大镜高悬，置水盆于下，则见四邻”，说明公元前2世纪已利用镜面反射
D. 它记载了用塑料镜身改进潜望镜的方法
5. 下列仪器中，利用光的折射成像、常用于课堂教学演示把画面投射到墙面的是 （ ）。
A. 投影仪　　B. 潜望镜　　C. 穿衣镜　　D. 汽车后视镜
6. 潜望镜做好后测试，发现长时间手持镜筒容易弯折变形，最合理的改进是（ ）。
A. 把平面镜换成凸面镜
B. 改用更硬的纸筒或塑料管做镜身
C. 在镜筒前端加装照明光源
D. 把镜子角度调成30°
（三）判断题（每题2分，共10分，正确的打“√”，错误的打“×”）
1. 潜望镜是利用光的反射原理制成的。（ ）
2. 潜望镜只需要一块平面镜，就能让人在低处看到高处的景象。（ ）
3. 制作潜望镜时，两块平面镜与镜筒成45°角，可以使光线发生两次90°转弯。（ ）
4. 潜望镜里的两块平面镜如果没有相对平行、且各与镜筒成45°角，光线就会偏折，可能看不到目标。（ ）
5. 潜望镜里的光线经过平面镜反射后，是沿曲线传播到人眼的。（ ）
二、能力提升（在基础之上加深、灵活应用）
（一）选择题（每题4分，共12分）
1. 关于潜望镜里的光，下列说法正确的是（ ）。
A. 光在两块镜子之间沿曲线传播
B. 光每次被平面镜反射后仍沿直线传播，只是方向改变
C. 反射会使光的传播速度明显变慢
D. 光被第一块镜子完全吸收后再发出
2. 制作潜望镜后测试，发现“镜筒内壁漏光，画面出现杂乱反光”，最合理的改进方 法是（ ）。
A. 在镜筒内壁粘贴黑色卡纸吸收杂散光
B. 把平面镜换成凸面镜
C. 在镜筒前端加装照明光源
D. 改用更软的纸盒做镜身
3. 关于潜望镜里两面镜子“互相平行且与镜筒成45°”，下列说法最准确的是（ ）。
A. 只要两块镜子平行就行，角度无关紧要
B. 45°角使每次反射转弯90°，两次反射后光路与入射光平行、位置下移，正好进入低处人眼
C. 两面镜子应互相垂直成90°
D. 镜子必须倾斜成60°才能使光线拐弯
（二）连线题（每连对一条1分，共4分）
【连线题】请把下列物体与它的类别用线连起来（右列顺序已打乱）。
潜望镜 ① 远距离放大观测景物，用于天文与野外
投影仪 ② 利用光的折射成像，把画面投射到墙面
光学显微镜 ③ 利用两块平面镜两次反射，让低处看到高处
望远镜 ④ 放大微小细胞、微生物，用于科研观察
（三）简答题（每题5分，共10分）
1. 潜望镜是利用什么原理工作的？请简单说明光线在潜望镜里是怎样“拐弯”进入人眼的。（5分）
2. 制作潜望镜时，怎样确定两块平面镜的位置和角度？为什么要让它们互相平行并与镜筒成45°？（5分）
（四）实验分析题（共8分）
情境：动手制作并测试潜望镜。用两个纸盒、两面小平面镜和胶带，按步骤做好后，从桌子下方观察桌面上的物品，并记录发现的问题。
（1）如果在昏暗的下水道里用潜望镜看不清内部，应该改进什么？为什么？（4分）
（2）如果长时间手持使用，镜筒容易弯折变形影响观察，可以怎样改进？除此之外，你还能提出一个让画面更清晰的改进建议吗？（4分）
三、拓展探究（选做，结合本课内容，联系生活）
（一）材料分析题（共12分）
阅读下面一段科普记录，回答问题。
“潜望镜在军事和科研上用途广泛：潜艇在水下航行时，艇内人员通过潜望镜观察水面舰艇；科研人员也能在地下室用潜望镜观看火箭发射。它内部有两块互相平行、与镜筒成45°的平面镜，光线经过两次反射，每次转弯90°，最终进入人眼。我国汉代初年成书的《淮南万毕术》记载‘取大镜高悬，置水盆于下，则见四邻’，说明早在公元前2世纪，我国人民已掌握并利用镜面反射原理。利用光的各种特性制造的、用于观察与显示的仪器叫光学仪器，如投影仪、光学显微镜、望远镜、照相机等。”
1. 材料中，潜望镜利用了什么原理？它在军事和科研上有哪些用途？（4分）
2. 制作潜望镜时，怎样确定镜子的位置和角度？如果角度调错会怎样？（4分）
3. 材料提到《淮南万毕术》“大镜高悬、水盆于下”能看到四邻，这利用了什么原理？举一个现代生活中应用这一原理的实例。（4分）
（二）课外拓展实践题（选做，6分）
小小工程师：用两个纸盒、两面小镜子、胶带制作一个简易潜望镜，从桌子下观察桌面上的物品（制作时用小剪刀裁剪纸盒，镜子边角较锋利，请注意安全、小心使用工具）。对照下面的“潜望镜制作与测试记录单”，填写你的材料、关键制作步骤和观察发现；并想一想，怎样让画面更亮、更清楚？
我的材料 关键制作步骤 观察发现（是否看清、怎样改进）
参考答案与解析
【基础达标】
（一）填空题
1. 光的反射；两（或2）；45
2. 潜望镜；火箭
3. 淮南万毕术；2（公元前2世纪）
4. 两截；盒盖；胶带
（二）选择题
1. B（潜望镜靠两块平面镜两次反射改变光路；A是直线传播，C是折射，D错）
2. D（两块平面镜与镜筒成45°，光线每次反射转弯90°；A、B、C角度不对）
3. A（两块平面镜装在“之”字形通道的两个转角处，镜面相对平行；B、C、D均错）
4. C（记载“取大镜高悬……”并说明公元前2世纪已利用镜面反射；A、B、D均错）
5. A（投影仪利用光的折射成像投射画面；B潜望镜用反射，C穿衣镜、D后视镜为反射镜）
6. B（弯折变形是镜身太软，改用硬质纸筒/塑料管做镜身；A换镜面类型不对，C用于昏暗环境，D角度错）
（三）判断题
1. √（潜望镜利用光的反射原理）
2. ×（潜望镜需要两块平行平面镜进行两次反射，不是一块）
3. √（45°使每次反射转弯90°，两次反射共转弯两次、各90°）
4. √（镜子不平行或角度不对，反射光会偏折，无法对准人眼或目标，就看不到景象）
5. ×（反射光仍沿直线传播，只是方向改变）
【能力提升】
（一）选择题
1. B（反射光仍沿直线传播，只是方向改变；A曲线、C变慢、D吸收再发均错）
2. A（漏光、杂乱反光是镜筒透光所致，贴黑卡纸吸收杂散光；B换镜面类型不对，C只解决亮度、解决不了漏光杂乱，D用于弯折）
3. B（45°使每次反射转弯90°，两次反射后光路与入射光平行、位置下移进入人眼；A、C、D均错）
（二）连线题（每连对一条1分，共4分）
潜望镜—③利用两块平面镜两次反射，让低处看到高处；投影仪—②利用光的折射成像，把画面投射到墙面；光学显微镜—④放大微小细胞、微生物，用于科研观察；望远镜—①远距离放大观测景物，用于天文与野外。
（三）简答题
1. 潜望镜利用光的反射原理工作；光线从高处景物射入，经第一块平面镜反射转弯90°，再经第二块平面镜再次反射转弯90°，出射光路与入射光路平行、位置下移，最终进入低处人眼，从而看到高处景象。（采分点：光的反射2分+两次反射各转90°2分+光路与入射平行进入人眼1分）
2. 把两块平面镜装在“之”字形通道的两个转角处，镜面相对、互相平行，每块与通道水平方向成45°；平行且45°能使两次反射各转弯90°、光路正好从一端对准另一端进入人眼，若角度不对反射光会偏折，就看不到景象。（采分点：之字形两转角+相对平行2分+每块45°2分+角度不对则偏折看不到1分）
（四）实验分析题
（1）在潜望镜前端加装小型照明光源；因为下水道环境光线昏暗，自带光源照亮目标才能看清内部。（采分点：前端装照明光源2分+昏暗需补光2分）
（2）改用硬度更高的硬质纸筒或塑料管做镜身；让画面更清晰的建议：在镜筒内壁粘贴黑色卡纸吸收杂散光（或保证两面镜子严格平行且45°）。（采分点：硬质纸筒/塑料管2分+黑卡纸吸杂光或保证45°平行2分）
【拓展探究】
（一）材料分析题
1. 原理：光的反射（两块平面镜两次反射改变光路）；用途：潜艇观察水面舰艇、科研人员在地下室观察火箭发射等。（采分点：光的反射2分+两种用途各1分）
2. 装在“之”字形通道两转角、镜面相对平行、每块与水平成45°；若角度调错，反射光会偏折，无法对准人眼或目标，就看不到景象。（采分点：位置角度要点2分+角度错则偏折看不到2分）
3. 利用了镜面反射（高悬的镜子把光“拐弯”反射到下方水盆，再反射入眼，相当于早期的潜望镜式观察装置）；现代类似应用：潜望镜、医用或工业用管道检查镜（内窥镜）等。（需说明原理并举一例，4分）
（二）课外拓展实践题（选做，6分）
示例：材料可用两个纸盒、两面小镜子、胶带；关键步骤——把一个纸盒切两截、另一个去盖，封口端裁插口装镜（成45°），用胶带粘合；观察发现：能看清桌面物品即成功。按记录单填好材料、步骤、发现，并提出“贴黑卡纸更清晰/加小灯更亮”等改进即给分。
21世纪教育网(www.21cnjy.com)

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