人教版（2024）八年級(jí)上冊（2024）第5節(jié) 跨學(xué)科實(shí)踐：制作望遠(yuǎn)鏡優(yōu)秀課時(shí)訓(xùn)練

這是一份人教版（2024）八年級(jí)上冊（2024）第5節(jié) 跨學(xué)科實(shí)踐：制作望遠(yuǎn)鏡優(yōu)秀課時(shí)訓(xùn)練，文件包含55跨學(xué)科實(shí)踐制作望遠(yuǎn)鏡知識(shí)點(diǎn)梳理含答案解析docx、55跨學(xué)科實(shí)踐制作望遠(yuǎn)鏡知識(shí)點(diǎn)梳理docx等2份試卷配套教學(xué)資源，其中試卷共32頁， 歡迎下載使用。
?知識(shí)點(diǎn)1 視角
?知識(shí)點(diǎn)2 望遠(yuǎn)鏡的原理和制作
?知識(shí)點(diǎn)3 望遠(yuǎn)鏡與宇宙探索
?作業(yè) 鞏固訓(xùn)練
知識(shí)點(diǎn)1
視角
1、視角的概念：從眼睛的中心向物體兩端所引的兩條直線的夾角。視角的大小不僅和物體本身的大小有關(guān)，還和物體到眼睛的距離有關(guān)。
2、物體的兩端到人眼處所夾的角叫視角。用望遠(yuǎn)鏡觀察物體時(shí)，望遠(yuǎn)鏡所成的像離我們的眼睛很近，增大了視角（選填“增大”或“減小”），因而通過望遠(yuǎn)鏡能清楚地看到遠(yuǎn)處的物體。

【典例1-1】2016年11月14日夜空出現(xiàn)的“超級(jí)月亮”如圖所示。下列對“超級(jí)月亮”的解釋，你認(rèn)為比較合理的是（ ）

A．月亮本身變大了
B．月亮距離我們很近時(shí)，視角變大了
C．月亮距離我們很遠(yuǎn)時(shí)，視角變小了
D．月亮變大且距離我們很近
【答案】B
【詳解】超級(jí)月亮是指月亮距離地球最近的狀態(tài)，此時(shí)，月亮圍繞地球轉(zhuǎn)動(dòng)，到達(dá)離地球最近的地方，距離我們最近，使視角增大，所以我們看到的月亮好像比平時(shí)的增大了。實(shí)際上月亮本身的大小不變。
故選B。
【典例1-2】如圖所示是“5G遠(yuǎn)程駕駛”，三個(gè)大屏幕分別顯示多個(gè)視角及車速等信息。屏幕上顯示的彩色畫面是由紅、 、藍(lán)三種色光混合而成的。被控制的汽車上裝有攝像頭，攝像頭成像的原理與 （填“顯微鏡”或“望遠(yuǎn)鏡”）的物鏡成像的原理相同。

【答案】 綠 望遠(yuǎn)鏡
【詳解】（1）[1]紅、綠、藍(lán)三色光混合后能產(chǎn)生各種色彩，這三種色光叫做色光的三原色，所以根據(jù)色光的混合規(guī)律，在電視屏幕中只需要紅、綠、藍(lán)三種顏色即可配出各種絢麗的色彩來。
（2）[2]望遠(yuǎn)鏡由兩組凸透鏡組成，物鏡的作用是使遠(yuǎn)處的物體在焦點(diǎn)附近成倒立、縮小的實(shí)像，與攝像頭成像的原理相同。
【變式1-1】物體在視網(wǎng)膜上所成的像的大小是由視角決定的，下面四種情況中，眼睛感覺到最高的物體是（ ）
A．站在20 m遠(yuǎn)處高1.6 m的人
B．18 m遠(yuǎn)處一棵高1.7 m的小樹
C．20 m遠(yuǎn)處高1.7 m的欄桿
D．40 m遠(yuǎn)處高1.7 m的竹竿
【答案】B
【詳解】因?yàn)榫嚯x物體越近，視角越大，如果視角大，物體在視網(wǎng)膜上所成的像就大，眼睛所看到的物體就大；所以四個(gè)選項(xiàng)中，20m遠(yuǎn)的1.6m高的人，1.7m高的欄桿，40m遠(yuǎn)的1.8m高的竹竿都不如一棵18m遠(yuǎn)1.7m高的小樹距離近，故這棵18m遠(yuǎn)的小樹，在視網(wǎng)膜上所成的像最大，眼睛所看到的物體就大。
故選B。
【變式1-2】人觀察物體時(shí)，視角越大，被觀察的物體看起來越 （填“大”或“小”），且越 （填“清楚”或“模糊”）．
【答案】 大 清楚．
【詳解】人觀察物體時(shí)，視角越大，被觀察的物體看起來越大；
成像越大，看起來越清楚．
望遠(yuǎn)鏡就是增大了物體的視角，從而看清楚遠(yuǎn)處的物體．
知識(shí)點(diǎn)2
望遠(yuǎn)鏡的原理和制作
1、望遠(yuǎn)鏡：望遠(yuǎn)鏡也是由兩組凸透鏡（目鏡和物鏡）組成，它的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是物鏡的焦距長而目鏡的焦距短。
2、望遠(yuǎn)鏡的成像原理是：物鏡的作用是得到遠(yuǎn)處物體的實(shí)像，由于物體離物鏡非常遠(yuǎn)，所以物體上各點(diǎn)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(diǎn)以外，在離焦點(diǎn)很近的地方，形成了一個(gè)倒立的、縮小的實(shí)像。這個(gè)倒立的、縮小的實(shí)像又位于目鏡的焦點(diǎn)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(shí)像放大成了一個(gè)正立的、放大的虛像。這就是遠(yuǎn)處物體通過望遠(yuǎn)鏡所成的虛像。
3、望遠(yuǎn)鏡對視角的放大：用望遠(yuǎn)鏡觀察物體時(shí)，望遠(yuǎn)鏡所成的像離我們的眼睛很近，增大了視角，因而通過望遠(yuǎn)鏡能清楚地看到遠(yuǎn)處的物體。
4、設(shè)計(jì)簡易望遠(yuǎn)鏡
（1）確定望遠(yuǎn)鏡的放大倍率
自制的望遠(yuǎn)鏡可以采用單片的凸透鏡作為目鏡和物鏡。為了讓成像質(zhì)量好一些，其放大倍率不宜過大，取放大倍率為2~3倍即可。
（2）選擇物鏡和目鏡
望遠(yuǎn)鏡的物鏡和目鏡可以選擇老人閱讀用放大鏡的鏡片，也可以使用老花鏡的鏡片，還可以直接購買凸透鏡。利用本章所學(xué)知識(shí)測量凸透鏡的焦距，并根據(jù)放大倍數(shù)的要求，選擇適當(dāng)焦距的凸透鏡分別作為物鏡和目鏡。
在選擇兩塊凸透鏡時(shí)，除了需要滿足焦距的要求，物鏡的直徑還要比目鏡的直徑大一些。測量凸透鏡的直徑，以便于制作直徑合適的鏡筒。
由此，應(yīng)選擇焦距較長、直徑較大的凸透鏡作為物鏡，焦距較短、直徑較小的凸透鏡作為目鏡。
（3）設(shè)計(jì)鏡筒：在用望遠(yuǎn)鏡對不同遠(yuǎn)近的物體進(jìn)行觀察時(shí)，需要調(diào)節(jié)兩塊凸透鏡間的距離。如圖所示，鏡筒可以設(shè)計(jì)成兩段，讓物鏡的鏡筒較目鏡的鏡筒粗一些，這樣套在一起，便于在使用時(shí)調(diào)節(jié)。觀察最遠(yuǎn)處的物體時(shí)，兩塊凸透鏡間的距離約等于兩塊凸透鏡的焦距之和；觀察較近處的物體時(shí)，兩塊凸透鏡間的距離要稍大一些。
5. 制作及調(diào)試望遠(yuǎn)鏡
（1）制作：根據(jù)所選凸透鏡的焦距和直徑制作鏡筒。例如，可以選用如圖所示的兩塊凸透鏡。其中，物鏡的焦距約為20cm，直徑約為5cm；目鏡的焦距約為10cm，直徑約為4cm。
制作時(shí)，根據(jù)凸透鏡的焦距、直徑等數(shù)據(jù)，以及對鏡筒長度的要求，我們可以利用現(xiàn)成的圓筒狀物品（如裝羽毛球的筒），也可以通過截取適當(dāng)尺寸的長方形紙板（如瓦楞紙板或其他材料），并把它卷起來制成鏡筒。此外，還要考慮如何把物鏡和目鏡方便地固定在鏡筒上。
（2）試用與調(diào)整：把目鏡鏡筒插入物鏡鏡筒內(nèi)，把目鏡放到眼前，通過望遠(yuǎn)鏡觀察遠(yuǎn)處的物體。在觀察時(shí)要通過對鏡筒長度的調(diào)節(jié)，改變物鏡與目鏡間的距離，直到在望遠(yuǎn)鏡中看到遠(yuǎn)處物體清晰的像為止。
【典例2-1】如圖所示是顯微鏡和望遠(yuǎn)鏡原理示意圖，下面是關(guān)于它們的二次成像的說法正確的是（ ）

A．顯微鏡先成放大的虛像，再成放大的虛像
B．顯微鏡先成縮小的實(shí)像，再成放大的虛像
C．望遠(yuǎn)鏡先成放大的實(shí)像，再成放大的虛像
D．望遠(yuǎn)鏡先成縮小的實(shí)像，再成放大的虛像
【答案】D
【詳解】AB．顯微鏡的物鏡和目鏡都是一個(gè)凸透鏡，物鏡成倒立、放大的實(shí)像，這個(gè)像成在目鏡一倍焦距以內(nèi)，目鏡成正立、放大的虛像，故AB錯(cuò)誤；
CD．望遠(yuǎn)鏡的物鏡和目鏡都是一個(gè)凸透鏡，物鏡成倒立、縮小的實(shí)像，這個(gè)像成在目鏡一倍焦距以內(nèi)，目鏡成正立、放大的虛像，故C錯(cuò)誤，D正確。
故選D。
【典例2-2】顯微鏡的物鏡和目鏡都是 （選填“凸”或“凹”）透鏡，其中物鏡的作用相當(dāng)于 （選填“照相機(jī)”或“投影儀”）；如圖所示是簡易天文望遠(yuǎn)鏡的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，遠(yuǎn)處的物體經(jīng)過物鏡成一個(gè)倒立的 （選填“實(shí)”或“虛”）像。
【答案】 凸 投影儀 實(shí)
【詳解】[1][2]根據(jù)透鏡的知識(shí)可知，顯微鏡的物鏡和目鏡都是凸透鏡，其物鏡相當(dāng)于投影儀，能成倒立、放大的實(shí)像；此實(shí)像再通過目鏡成立放大的虛像，這樣經(jīng)過兩次放大，能使很小的物體被人眼觀察到。
[3]如圖所示是簡易天文望遠(yuǎn)鏡的物鏡是一個(gè)凸透鏡，相當(dāng)于照相機(jī)，成倒立、縮小的實(shí)像。
【變式2-1】如圖所示是開普勒望遠(yuǎn)鏡，其物鏡和目鏡都是凸透鏡。下列說法正確的是（ ）
A．物鏡相當(dāng)于照相機(jī)，使遠(yuǎn)處的物體成像在目鏡焦距之內(nèi)
B．物鏡相當(dāng)于投影儀，把遠(yuǎn)處的物體先放大，便于觀察
C．目鏡相當(dāng)于投影儀，通過目鏡看到的是正立放大的虛像
D．目鏡相當(dāng)于放大鏡，把物鏡成的放大實(shí)像再次放大觀察
【答案】A
【詳解】望遠(yuǎn)鏡由物鏡和目鏡組成，物鏡和目鏡都是凸透鏡，物鏡相當(dāng)于照相機(jī)，成倒立、縮小的實(shí)像，是遠(yuǎn)處的像成在目鏡的一倍焦距以內(nèi)，目鏡相當(dāng)于放大鏡，成正立、放大的虛像，故A正確，BCD錯(cuò)誤。
故選A。
【變式2-2】如圖所示是簡易天文望遠(yuǎn)鏡的內(nèi)部結(jié)構(gòu)。遠(yuǎn)處的物體經(jīng)過物鏡成一個(gè) 的實(shí)像，落在目鏡 的位置；這個(gè)實(shí)像經(jīng)過目鏡成一個(gè)正立、 的 像。如果你想制作簡易天文望遠(yuǎn)鏡，沒有現(xiàn)成的透鏡，可以選用合適的 （選填“近視”或“遠(yuǎn)視”）鏡片來代替。

【答案】 倒立、縮小 焦點(diǎn)以內(nèi) 放大 虛 遠(yuǎn)視
【詳解】望遠(yuǎn)鏡是由兩組凸透鏡組成的，靠近眼睛的叫目鏡，靠近被觀測物體的叫物鏡，物鏡的作用是使遠(yuǎn)處的物體在焦點(diǎn)附近成實(shí)像，目鏡的作用相當(dāng)于一個(gè)放大鏡，用來把這個(gè)像放大。
[1][2][3][4][5]望遠(yuǎn)鏡中物鏡是一個(gè)凸透鏡，遠(yuǎn)處的物體處在該凸透鏡的二倍焦距之外，經(jīng)該凸透鏡成倒立、縮小的實(shí)像；這個(gè)倒立、縮小的實(shí)像正好落在目鏡焦點(diǎn)以內(nèi)（物距小于一倍焦距）的位置，目鏡的作用相當(dāng)于一個(gè)放大鏡，這個(gè)實(shí)像經(jīng)過目鏡成一個(gè)正立、放大的虛像；近視眼鏡片是凹透鏡，遠(yuǎn)視眼鏡片是凸透鏡，所以想制作簡易天文望遠(yuǎn)鏡，沒有現(xiàn)成的透鏡，可以選用合適的遠(yuǎn)視鏡片來代替。
知識(shí)點(diǎn)3
望遠(yuǎn)鏡與宇宙探索
1、伽利略望遠(yuǎn)鏡：意大利天文學(xué)家、物理學(xué)家伽利略是第一位把望遠(yuǎn)鏡指向天空的人。1609年伽利略用自制的望遠(yuǎn)鏡觀察天體，以確鑿的證據(jù)支持了哥白尼的“日心說”。第一個(gè)觀測到了木星的衛(wèi)星、太陽黑子和月球上的環(huán)形山。
2、“海王星”的發(fā)現(xiàn)：1846年，科學(xué)家根據(jù)牛頓發(fā)現(xiàn)的萬有引力定律，猜想天王星外還存在一顆未知的行星。不久，人們用望遠(yuǎn)鏡在預(yù)測的位置發(fā)現(xiàn)了這顆行星，它被命名為“海王星”。
3、哈勃太空望遠(yuǎn)鏡：為改進(jìn)對星體的觀察，1990年美國向太空發(fā)射了一臺(tái)望遠(yuǎn)鏡，叫哈勃太空望遠(yuǎn)鏡，可以排除大氣層的干擾，使人類觀測宇宙的能力空前提高。
4、郭守敬望遠(yuǎn)鏡與“中國天眼”：我國不僅古代在天文觀測上取得了豐碩的成果，在現(xiàn)代也對宇宙探索作出了很大貢獻(xiàn)。2009年，郭守敬望遠(yuǎn)鏡建成，并于2011年啟動(dòng)光譜巡天任務(wù)，成為世界上第一個(gè)獲取光譜數(shù)突破千萬量級(jí)的望遠(yuǎn)鏡。2020年，中國天眼正式開放運(yùn)行，它是目前全球單口徑最大、靈敏度最高的射電天文望遠(yuǎn)鏡。
5、我們的宇宙
（1）宇宙：我們的宇宙中擁有上千億個(gè)星系。
（2）銀河系：銀河系只是宇宙中上千億個(gè)星系中的一個(gè)。銀河系異常巨大，一束光穿越銀河系需要10萬年的時(shí)間。
（3）太陽系：太陽不過是銀河系中幾千億顆恒星中的一員。太陽周圍有水星、金星、地球、火星、木星、土星、天王星、海王星等行星繞它運(yùn)行。此外，還有若干其他天體繞太陽轉(zhuǎn)動(dòng)。
（4）地球：地球在離太陽比較近的第三條軌道上，是太陽系中的一顆行星。
【典例3-1】下列關(guān)于物理學(xué)家及其貢獻(xiàn)對應(yīng)正確的是（ ）
A．哥白尼——地心說B．伽利略——觀察天體運(yùn)動(dòng)
C．牛頓——相對論D．愛因斯坦——量子力學(xué)
【答案】B
【詳解】A．哥白尼提出了日心說，故A錯(cuò)誤；
B．伽利略自制望遠(yuǎn)鏡，觀察天體運(yùn)動(dòng)，故B正確；
C．牛頓提出了牛頓運(yùn)動(dòng)定律和萬有引力定律，建立完整的經(jīng)典力學(xué)體系，故C錯(cuò)誤；
D．普朗克、玻爾建立了量子力學(xué)，故D錯(cuò)誤。
故選B。
【典例3-2】如圖照片是“羅塞塔”飛船上的數(shù)碼相機(jī)在35千米高度拍攝的彗星表面，我們能清楚地看到彗星上的巖石是因?yàn)楣馍涞綆r石表面發(fā)生了 （選填“鏡面”或“漫”）反射．若該數(shù)碼相機(jī)的焦距為30mm，則數(shù)碼相機(jī)的感光層（數(shù)碼相機(jī)的感光層相當(dāng)于普通照相機(jī)的膠片）到鏡頭的距離 30mm（選填“大于”、“小于”或“等于”）．在地球上的我們可以借助大型 （填“望遠(yuǎn)鏡”或“顯微鏡”）觀察到該彗星．

【答案】 漫； 大于； 望遠(yuǎn)鏡．
【分析】（1）反射分為鏡面反射和漫反射，平行光線入射到平而光滑反射面上，反射光線還是平行射出，這種反射是鏡面反射；平行光線入射到粗糙的反射面上，反射光線射向四面八方，這種反射是漫反射．
（2）凸透鏡成像時(shí)，u＞2f，成倒立、縮小的實(shí)像，f＜v＜2f，應(yīng)用于照相機(jī)和攝像機(jī)．
（3）利用凸透鏡成像原理制成望遠(yuǎn)鏡，可觀察到太空中的星體．
【詳解】巖石是凹凸不平的，平行光線入射到粗糙的巖石上，反射光線射向四面八方，發(fā)生漫反射；若鏡頭焦距為30mm，感光層到鏡頭的距離為像距，因此要滿足的條件是f＜v＜2f；被拍景物在感光層上成倒立、縮小的實(shí)像，因此膠片到鏡頭的距離大于30mm；利用凸透鏡成像原理制成望遠(yuǎn)鏡，能夠觀測遠(yuǎn)處太空中的星體情況．
故答案為漫；大于；望遠(yuǎn)鏡．
【點(diǎn)睛】此題涉及到漫反射、凸透鏡成像規(guī)律及其應(yīng)用等多個(gè)知識(shí)點(diǎn)，是一道綜合性較強(qiáng)的題目．重點(diǎn)是凸透鏡成像規(guī)律及其應(yīng)用．
【變式3-1】在物理學(xué)發(fā)展的漫長歷程中，有不少前輩做出了卓越的貢獻(xiàn)。下列物理學(xué)家與其貢獻(xiàn)不相符的是（ ）
A．哥白尼提出了日心說B．牛頓是量子力學(xué)奠基人
C．愛因斯坦提出了相對論D．伽利略率先用望遠(yuǎn)鏡觀察天空
【答案】B
【詳解】A．哥白尼提出了日心說，糾正了地心說，故A不符合題意；
B．牛頓是經(jīng)典力學(xué)的奠基人，量子力學(xué)是在20世紀(jì)初由一大批物理學(xué)家共同創(chuàng)立的，故B不符合題意；
C．愛因斯坦提出了相對論，由研究對象可分為廣義相對論和狹義相對論，故C不符合題意；
D．伽利略是第一個(gè)用望遠(yuǎn)鏡觀察天空的人，故D不符合題意。
故選B。
【變式3-2】為了預(yù)防近視眼，同學(xué)們讀寫時(shí)眼睛與書本的距離應(yīng)保持在 左右．第一位用自制的望遠(yuǎn)鏡觀察天空的科學(xué)家是意大利物理學(xué)家 ．光線通過透鏡上的一個(gè)點(diǎn)時(shí)，光的傳播方向不變，這個(gè)點(diǎn)叫作透鏡的 ．
【答案】 25cm 伽利略 光心
【詳解】正常眼睛觀察近處物體最清晰而又不疲勞的距離大約是25cm，這個(gè)距離叫明視距離．為了預(yù)防近視眼，同學(xué)們讀寫時(shí)眼睛與書本的距離應(yīng)保持在25cm左右．第一位用自制的望遠(yuǎn)鏡觀察天空的科學(xué)家是意大利物理學(xué)家伽利略．光線通過透鏡的光心時(shí)，光的傳播方向不變．
點(diǎn)睛：眼睛看近處物體最舒服的距離是25cm，這個(gè)距離是明視距離．過光心的光線傳播方向不改變．
一、單選題
1．如圖所示的光學(xué)器材不是應(yīng)用凸透鏡成像的是（ ）
A．照相機(jī)B．望遠(yuǎn)鏡C．自行車尾燈D．放大鏡
【答案】C
【詳解】解答：A. 照相機(jī)是利用了凸透鏡可成倒立縮小的實(shí)像的原理，所以不合題意；B. 望遠(yuǎn)鏡有物鏡和目鏡組成，物鏡利用凸透鏡可成倒立縮小的實(shí)像的原理，目鏡利用凸透鏡成放大虛像的原理，所以不合題意；C. 自行車尾燈是利用了平面鏡對光的反射作用，改變光的傳播方向，所以符合題意；D. 放大鏡是利用了凸透鏡可成放大虛像的原理，所以不合題意．
點(diǎn)睛 ：當(dāng)物體在凸透鏡不同位置時(shí)，可以成不同特點(diǎn)的像，因此，在具體應(yīng)用中，應(yīng)針對其特點(diǎn)，進(jìn)行具體分析才行．
2．首次把望遠(yuǎn)鏡指向太空的科學(xué)家是（ ）
A．牛頓B．伽利略C．阿基米德D．愛迪生
【答案】B
【詳解】歷史上第一次嘗試進(jìn)行光速的測量，也是第一個(gè)把望遠(yuǎn)鏡用于天文學(xué)研究的物理學(xué)家是伽利略，故ACD不符合題意，B符合題意。
故選B。
3．對下列四幅圖闡述正確的是（ ）
A．甲圖：近視眼成像在視網(wǎng)膜前，用凹透鏡矯正
B．乙圖：遠(yuǎn)視眼成像在視網(wǎng)膜后，用凹透鏡矯正
C．丙圖：顯微鏡的物鏡相當(dāng)于放大鏡，目鏡相當(dāng)于投影儀的鏡頭
D．丁圖：天文望遠(yuǎn)鏡的物鏡相當(dāng)于投影儀的鏡頭，目鏡相當(dāng)于放大鏡
【答案】A
【詳解】A．由甲圖可知，像成在視網(wǎng)膜的前方，故該眼睛是近視眼，近視眼是晶狀體曲度變大，會(huì)聚能力增強(qiáng)，即折光能力增強(qiáng)，應(yīng)佩戴發(fā)散透鏡，使光線推遲會(huì)聚，即用凹透鏡矯正，故A正確；
B．乙圖中像成在了視網(wǎng)膜的后面，該眼睛是遠(yuǎn)視眼，遠(yuǎn)視眼應(yīng)該配戴凸透鏡進(jìn)行矯正，故B錯(cuò)誤；
C．顯微鏡的物鏡相當(dāng)于投影儀的鏡頭，成放大的實(shí)像，目鏡成放大的虛像，相當(dāng)于放大鏡，故C錯(cuò)誤；
D．天文望遠(yuǎn)鏡中物鏡的作用是使遠(yuǎn)處的物體成倒立縮小的實(shí)像，這個(gè)倒立縮小的實(shí)像正好落在目鏡焦距內(nèi)的位置，目鏡再對這個(gè)像進(jìn)行放大。因此物鏡相當(dāng)于照相機(jī)的鏡頭，目鏡相當(dāng)于放大鏡，故D錯(cuò)誤。
故選A。
4．用顯微鏡和望遠(yuǎn)鏡觀察物體時(shí)，關(guān)于像的倒正，以下說法正確的是（ ）
A．用顯微鏡觀察時(shí)像是正立的，用天文望遠(yuǎn)鏡觀察時(shí)像是倒立的；
B．用顯微鏡觀察時(shí)像是正立的，用天文望遠(yuǎn)鏡觀察時(shí)像也是正立的；
C．用顯微鏡觀察時(shí)像是倒立的，用天文望遠(yuǎn)鏡觀察時(shí)像是正立的；
D．用顯微鏡觀察時(shí)像是倒立的，用天文望遠(yuǎn)鏡觀察時(shí)像也是倒立的
【答案】D
【詳解】顯微鏡和天文望遠(yuǎn)鏡的物鏡都是成倒立的實(shí)像，這個(gè)實(shí)像再通過它們各自的目鏡后成正立放大的虛像。它們分別都經(jīng)過一次倒立的像，再經(jīng)過一次正立的像，兩次成像的結(jié)果，使人們最終觀察到的都是倒立的像。但是通過顯微鏡得到的是物體倒立放大的像，通過天文望遠(yuǎn)鏡得到的是物體倒立縮小的像。
故選D。
5．如圖甲所示是福建的天文愛好者顏明哲通過純手工打磨鏡片自制的望遠(yuǎn)鏡，該望遠(yuǎn)鏡不僅可以看到8億公里外的木星，甚至能清晰地看到木星表面的斑紋，圖乙是該望遠(yuǎn)鏡內(nèi)部結(jié)構(gòu)及光路示意圖。下列關(guān)于該自制望遠(yuǎn)鏡的說法正確的是（ ）

A．顏明哲通過純手工磨制的鏡片是凹透鏡
B．看到8億公里外的木星只利用了光沿直線傳播
C．清晰看到木星表面的斑紋時(shí)物鏡的成像原理與照相機(jī)相同
D．木星到物鏡的距離u滿足（f為物鏡的焦距）
【答案】C
【詳解】A．望遠(yuǎn)鏡的目鏡和物鏡都是由凸透鏡組成，所以顏明哲通過純手工磨制的鏡片是凸透鏡，故A錯(cuò)誤；
B．光線通過望遠(yuǎn)鏡的凸透鏡，發(fā)生了折射，故B錯(cuò)誤；
CD．望遠(yuǎn)鏡的目鏡相當(dāng)于放大鏡，成正立的放大的虛像，物鏡相當(dāng)于照相機(jī)，木星到物鏡的距離u滿足，成倒立縮小的實(shí)像，故C正確，D錯(cuò)誤。
故選C。
6．關(guān)于如圖所示的望遠(yuǎn)鏡，下列說法正確的是（ ）
A．靠近眼睛的鏡片為目鏡，靠近被觀測物體的鏡片為物鏡
B．它的物鏡和目鏡都是凹透鏡
C．它的物鏡相當(dāng)于投影儀
D．它的物鏡與顯微鏡的物鏡成像原理相同
【答案】A
【詳解】AB．望遠(yuǎn)鏡是由兩組凸透鏡組成的，靠近眼睛的凸透鏡叫做目鏡，靠近被觀測物體的凸透鏡叫做物鏡，故A正確，B錯(cuò)誤；
C．物鏡的作用是使得無限遠(yuǎn)處的物體在凸透鏡的焦點(diǎn)附近成一個(gè)倒立縮小的實(shí)像，相當(dāng)于一個(gè)照相機(jī)，故C錯(cuò)誤；
D．顯微鏡的物鏡成倒立放大的實(shí)像，望遠(yuǎn)鏡的物鏡成倒立縮小的實(shí)像，兩者成像原理不同，故D錯(cuò)誤。
故選A。
7．下列關(guān)于透鏡的描述中正確的是（ ）
A．近視眼鏡利用了凸透鏡對光的會(huì)聚作用
B．放大鏡與報(bào)紙的距離應(yīng)大于兩倍焦距，才可以看到正立、放大的字
C．人眼相當(dāng)于一架照相機(jī)，看物體時(shí)，會(huì)在視網(wǎng)膜上形成倒立縮小的實(shí)像
D．所有的望遠(yuǎn)鏡和顯微鏡的目鏡和物鏡都是凸透鏡
【答案】C
【詳解】A．近視眼鏡是凹透鏡，利用了凹透鏡對光的發(fā)散作用，故A錯(cuò)誤；
B．根據(jù)凸透鏡成像規(guī)律，當(dāng)物距小于一倍焦距時(shí)，成正立、放大的虛像，應(yīng)用是放大鏡，故B錯(cuò)誤；
C．人眼的晶狀體和角膜共同作用，相當(dāng)于一個(gè)凸透鏡，看物體時(shí)，會(huì)在視網(wǎng)膜上形成倒立縮小的實(shí)像，類似于照相機(jī)，故C正確；
D．并非所有的望遠(yuǎn)鏡和顯微鏡的目鏡和物鏡都是凸透鏡，例如望遠(yuǎn)鏡除了“雙凸透鏡”類型，還有“凹凸透鏡”類型，即物鏡和目鏡分別是一個(gè)凸透鏡和一個(gè)凹透鏡，故D錯(cuò)誤。
故選C。
8．對下列四幅圖闡述正確的是（ ）
A．甲圖：近視眼成像在視網(wǎng)膜前，成因是晶狀體太厚，折光能力太弱
B．乙圖：遠(yuǎn)視眼成像在視網(wǎng)膜后，用凹透鏡矯正
C．丙圖：顯微鏡的目鏡相當(dāng)于放大鏡，物鏡相當(dāng)于投影儀的鏡頭
D．丁圖：天文望遠(yuǎn)鏡的目鏡相當(dāng)于投影儀，物鏡相當(dāng)于照相機(jī)的鏡頭
【答案】C
【詳解】A．甲圖中像成在視網(wǎng)膜的前方，說明該眼睛是近視眼，近視眼是由于晶狀體曲度變大，會(huì)聚能力（即折光能力）增強(qiáng)，應(yīng)佩戴發(fā)散透鏡（凹透鏡），使光線推遲會(huì)聚，故A錯(cuò)誤；
B．乙圖中像成在了視網(wǎng)膜的后面，說明該眼睛是遠(yuǎn)視眼，遠(yuǎn)視眼應(yīng)該佩戴凸透鏡進(jìn)行矯正（使光線提前會(huì)聚），故B錯(cuò)誤；
C．顯微鏡其物鏡相當(dāng)于投影儀的鏡頭，成倒立放大的實(shí)像，目鏡相當(dāng)于放大鏡，成正立放大的虛像，故C正確；
D．望遠(yuǎn)鏡中物鏡的作用是使遠(yuǎn)處的物體成倒立縮小的實(shí)像，這個(gè)倒立縮小的實(shí)像正好落在目鏡焦距內(nèi)的位置，目鏡再對這個(gè)像進(jìn)行放大。因此其物鏡相當(dāng)于照相機(jī)的鏡頭，目鏡相當(dāng)于放大鏡，故D錯(cuò)誤。
故選C。
9．我市在重要的位置都安裝了“電子眼”，形成“天網(wǎng)”。關(guān)于“電子眼”的光學(xué)知識(shí)說法正確的是（ ）
A．“電子眼”成像原理與顯微鏡物鏡成像原理相同
B．“電子眼”形成的像是正立的虛像
C．物體距離“電子眼”越遠(yuǎn)，所成像越小
D．“電子眼”的鏡頭是凹透鏡
【答案】C
【詳解】A．顯微鏡的物鏡成倒立、放大的實(shí)像，與投影儀的成像原理相同，而“電子眼”相當(dāng)于照相機(jī)，故A錯(cuò)誤；
BCD．電子眼相當(dāng)于攝像機(jī)（照相機(jī)），攝像頭的鏡頭相當(dāng)于一個(gè)凸透鏡，拍攝路面情況時(shí)，物距遠(yuǎn)大于2倍焦距，所以此時(shí)成倒立縮小的實(shí)像；凸透鏡成實(shí)像時(shí)，物體距離“電子眼”越遠(yuǎn)，物距越大，像距越小，則所成像越小，故BD錯(cuò)誤，C正確。
故選C。
10．小明學(xué)習(xí)光學(xué)之后，對光學(xué)儀器很感興趣，下列光學(xué)儀器，說法正確的是（ ）
A．在山道拐彎處安裝凸面鏡，主要是凸面鏡對光有會(huì)聚作用，能擴(kuò)大視野
B．物體經(jīng)過顯微鏡和望遠(yuǎn)鏡所成的像都比實(shí)際物體大了很多倍
C．近視眼是晶狀體太厚，折光能力太強(qiáng)需要戴凸透鏡來矯正
D．顯微鏡的物鏡相當(dāng)于投影儀，成倒立放大的實(shí)像，目鏡相當(dāng)于放大鏡
【答案】D
【詳解】A．凸面鏡對光線有發(fā)散作用，在山道拐彎處安裝凸面鏡，可以擴(kuò)大視野，故A錯(cuò)誤；
B．顯微鏡有物鏡和目鏡組成，顯微鏡的物鏡成的是放大、倒立的實(shí)像，目鏡成的是正立、放大的虛像，望遠(yuǎn)鏡物鏡相當(dāng)于照相機(jī)成倒立的縮小的實(shí)像，目鏡成的是正立、放大的虛像，故B錯(cuò)誤；
C．近視眼是晶狀體太厚，折光能力太強(qiáng)，凹透鏡對光線有發(fā)散作用，近視眼需要戴凹透鏡來矯正，故C錯(cuò)誤；
D．顯微鏡的物鏡相當(dāng)于投影儀的鏡頭成倒立放大的實(shí)像，目鏡相當(dāng)于放大鏡，成正立放大的虛像，故D正確。
故選D。
二、填空題
11．被譽(yù)為經(jīng)典力學(xué)和實(shí)驗(yàn)物理學(xué)先驅(qū)的 ，率先用望遠(yuǎn)鏡觀察天空，由此得到關(guān)于天體運(yùn)行的結(jié)果，支持了著名天文學(xué)家、自然科學(xué)先驅(qū) 提出的“日心說”。（均填科學(xué)家名）
【答案】 伽利略 哥白尼
【詳解】[1][2]伽利略是經(jīng)典力學(xué)和實(shí)驗(yàn)物理學(xué)等的先驅(qū)，他率先用望遠(yuǎn)鏡觀察天空，由此得到的關(guān)于天體運(yùn)行的結(jié)果有力地支持了哥白尼的日心說。
12．望遠(yuǎn)鏡物鏡的作用是使遠(yuǎn)處的物體在 附近成實(shí)像，目鏡的作用相當(dāng)于一個(gè)放大鏡，用來把這個(gè)像放大?，F(xiàn)代天文望遠(yuǎn)鏡都力求把物鏡的口徑加大，這樣它可以 ，使得所成的像更加明亮。
【答案】 焦點(diǎn) 會(huì)聚更多的光
【詳解】[1]望遠(yuǎn)鏡的物鏡相當(dāng)于照相機(jī)，其作用是使遠(yuǎn)處的物體在焦點(diǎn)附近成倒立、縮小的實(shí)像，望遠(yuǎn)鏡的目鏡相當(dāng)于放大鏡，用來把像放大。
[2]望遠(yuǎn)鏡的物鏡的直徑做的大些，能會(huì)聚更多的光，使所成的像更加明亮。
13．為了形象地說明宇宙大爆炸，課本上將一個(gè)粘有小金屬粒的氣球看成宇宙，如圖所示，將 看成是宇宙中的天體，氣球膨脹時(shí)，任一小金屬粒周圍的其他小金屬粒都在離它遠(yuǎn)去。表示宇宙中的天體在相互 。這里主要運(yùn)用的一種思維方法是 （選填“等效法” “類比法”或“轉(zhuǎn)換法”）。
【答案】 小金屬粒 遠(yuǎn)離 類比法
【詳解】[1][2][3]為了形象地說明宇宙大爆炸，課本上將一個(gè)黏有小金屬粒的氣球看成宇宙，金屬粒看成是宇宙中的天體，氣球膨脹時(shí)，任一小金屬粒都在離它遠(yuǎn)去，說明宇宙中的天體在相互遠(yuǎn)離，這里用到類比法。
14．來自遠(yuǎn)處物體的光進(jìn)入望遠(yuǎn)鏡的物鏡后，成 （選填“倒立”或“正立”） （選填“放大”或“縮小”） （選填“實(shí)”或“虛”）像，這個(gè)像成在其目鏡的 （選填“二倍焦距以外”、“一倍焦距和二倍焦距之間”或“焦點(diǎn)以內(nèi)”）。
【答案】 倒立 縮小 實(shí) 焦點(diǎn)以內(nèi)
【詳解】[1][2][3]望遠(yuǎn)鏡的物鏡為凸透鏡，遠(yuǎn)處的物體處于凸透鏡二倍焦距以外的位置，通過凸透鏡成倒立的、縮小的實(shí)像。
[4]望遠(yuǎn)鏡的原理是：將物體通過物鏡的像成在目鏡的一倍焦距以內(nèi)的位置處，這個(gè)像通過目鏡成一個(gè)放大的像，從而使人通過望遠(yuǎn)鏡看清遠(yuǎn)處的物體。
15．如圖，小明用兩個(gè)焦距不同的凸透鏡模擬望遠(yuǎn)鏡觀察遠(yuǎn)處的物體，其中離眼睛較遠(yuǎn)的凸透鏡可使遠(yuǎn)處物體成 （選填“虛像”或“實(shí)像”），較近的凸透鏡相當(dāng)于生活中的 （選填“照相機(jī)”“投影儀”或“放大鏡”）。
【答案】 實(shí)像 放大鏡
【詳解】[1][2]望遠(yuǎn)鏡是由兩組凸透鏡組成，離眼睛較遠(yuǎn)的凸透鏡相當(dāng)于物鏡，觀察遠(yuǎn)處的景物時(shí)，物距大于2倍焦距，物鏡成倒立、縮小的實(shí)像，這個(gè)倒立縮小的實(shí)像正好落在目鏡焦距內(nèi)的位置，目鏡的作用相當(dāng)于一個(gè)放大鏡，這個(gè)實(shí)像經(jīng)過目鏡后成一個(gè)正立、放大的虛像，故較近的凸透鏡相當(dāng)于生活中的放大鏡。
三、實(shí)驗(yàn)題
16．小明生日時(shí)爸爸送給他一臺(tái)手持單筒望遠(yuǎn)鏡，如圖所示。小明閱讀說明書。了解到該望遠(yuǎn)鏡的目鏡和物鏡都是凸透鏡，他想知道目鏡和物鏡哪個(gè)的焦距大，于是他將望遠(yuǎn)鏡的目鏡和物鏡的鏡片拆了下來。請你設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)幫助小明進(jìn)行比較。
(1)實(shí)驗(yàn)步驟： ；
(2)實(shí)驗(yàn)結(jié)論： 。
【答案】(1)見解析
(2)見解析
【詳解】（1）分別將兩個(gè)凸透鏡正對著太陽光，上下移動(dòng)透鏡，當(dāng)紙上形成最小、最亮的光斑時(shí)，量出此時(shí)透鏡到紙的距離即為焦距。
（2）物鏡的焦距比目鏡的焦距大。
17．項(xiàng)目化學(xué)習(xí)小組從實(shí)驗(yàn)室找到幾只透鏡準(zhǔn)備自制一只望遠(yuǎn)鏡。
（1）如圖甲所示，將某透鏡放在點(diǎn)光源與光屏中間，此時(shí)屏上呈現(xiàn)一個(gè)比透鏡尺寸大的圓形光斑，將光源向 （左/右）移動(dòng)，若觀察到 現(xiàn)象，則該透鏡為凸透鏡；
（2）選出一對焦距合適的凸透鏡作為物鏡和目鏡，按照如圖乙所示方法組裝成一只望遠(yuǎn)鏡。小明用望遠(yuǎn)鏡觀察天空星星時(shí)發(fā)現(xiàn)鏡中視野范圍較小，很難找到目標(biāo)，為此，他用兩塊相同的帶開口的擋板制作了一個(gè)尋星裝置，安裝在望遠(yuǎn)鏡套筒上后，借助擋板能快捷尋找目標(biāo)（圖丙所示），并將目標(biāo)鎖定在望遠(yuǎn)鏡視野中，下列設(shè)計(jì)的各擋板中最適合的是 ；
（3）小明用該望遠(yuǎn)鏡看遠(yuǎn)處物體時(shí)，發(fā)現(xiàn)像與物相比較上下、左右都顛倒了，為使看到的像與物相比不失真，老師建議他將望遠(yuǎn)鏡設(shè)計(jì)成物鏡與目鏡不共軸、中部為空腔的形狀（圖丁所示），再利用幾片小平面鏡，安裝到中部空腔內(nèi)以改變光路，可以滿足要求。
小明按照圖戊所示方法，將兩塊平面鏡彼此平行安裝在空腔中，你認(rèn)為這樣制作能夠達(dá)到要求嗎？如果能請說明理由；如果不能，請保留圖上可取的設(shè)計(jì)，對無用的設(shè)計(jì)打“×”，并補(bǔ)上接下來的設(shè)計(jì)（只需補(bǔ)上一步即可） ，且至少需要 塊平面鏡。
【答案】 左 圓形光斑變小 D 能，因?yàn)樽铋_始所成的像上下、左右都顛倒，經(jīng)過平面鏡反射后所成的像剛好與物相比不失真 2
【詳解】（1）[1][2]凸透鏡對光線具有會(huì)聚作用，此時(shí)屏上呈現(xiàn)一個(gè)比透鏡尺寸大的圓形光斑，根據(jù)凸透鏡成像規(guī)律，根據(jù)凸透鏡成實(shí)像時(shí)，物遠(yuǎn)像近像變小的特點(diǎn)，應(yīng)將將光源向左移動(dòng)，若觀察到圓形光斑變小現(xiàn)象，且光斑可以變得比透鏡小，則該透鏡為凸透鏡。凹透鏡形成的圓形光斑也會(huì)變小，但是不可能比透鏡小。
（2）[3]A．用兩塊相同的帶開口的擋板制作了一個(gè)尋星裝置，安裝在望遠(yuǎn)鏡套筒上后，借助擋板能快捷尋找目標(biāo)，利用了光沿直線傳播的特點(diǎn)，增大視角，應(yīng)該選擇比較大的圓孔，可以擴(kuò)大視野范圍，故A不符合題意；
B．由A選項(xiàng)可知，故B不符合題意；
C．由A選項(xiàng)可知，故C不符合題意；
D．由A選項(xiàng)可知，故D符合題意。
故選D。
（3）[4][5]小明按照圖戊所示方法，將兩塊平面鏡彼此平行安裝在空腔中，那么光路圖如下：
因?yàn)樽铋_始所成的像上下、左右都顛倒了，而經(jīng)過平面鏡反射后所成的像剛好與物相比不失真，所以能達(dá)到要求，所以最少需要2塊平面鏡。
四、科普閱讀題
18．如圖1所示，我國首個(gè)大型巡天空間望遠(yuǎn)鏡目前正在研制，按照中國載人航天工程計(jì)劃，該望遠(yuǎn)鏡預(yù)計(jì)于2024年投入科學(xué)運(yùn)行。

【巡天空間望遠(yuǎn)鏡與中國天眼（FAST）】
中國天眼（FAST）是射電望遠(yuǎn)鏡，它接收來自宇宙天體的微弱無線電波，傳給后端計(jì)算機(jī)記錄。由于無線電波可穿透宇宙空間，射電望遠(yuǎn)鏡不太會(huì)受光照和氣候的影響，可以全天候工作。巡天空間望遠(yuǎn)鏡則是光學(xué)望遠(yuǎn)鏡，捕捉的是近紫外至可見光波段，通過組成望遠(yuǎn)鏡的直徑大、焦距長的物鏡和直徑小、焦距短的目鏡，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離物體近處成像。
請閱讀上述短文，回答下列問題：
（1）地面望遠(yuǎn)鏡容易受到地球大氣的影響，會(huì)使星光在觀測路徑中發(fā)生光的 ，形成所謂的“大氣像差”；
（2）巡天空間望遠(yuǎn)鏡屬于 （選填“射電”、“光學(xué)”）望遠(yuǎn)鏡，在觀測宇宙時(shí)，物鏡所成的像是 立、縮小的 像；
（3）如圖2所示，巡天空間望遠(yuǎn)鏡在維修升級(jí)時(shí)，與“天宮”空間站交會(huì)對接。該過程中，巡天空間望遠(yuǎn)鏡與空間站是相對 的；
（4）目前，人類觀測到的最遠(yuǎn)的天體距離我們約130億光年。光年是 （選填“長度”、“時(shí)間”）計(jì)量單位，也就是說，如果有一束光以的速度從這個(gè)天體發(fā)出，那么要經(jīng)過約 年才能到達(dá)地球。
（5）如圖3所示，“四周特別黑，深不見底的黑，萬丈深淵都不足以形容?！边@是我國宇航員劉洋在太空中生活的一句評價(jià)。請你從物理的角度解釋“黑”的原因： 。
【答案】 折射 光學(xué) 倒 實(shí) 靜止 長度 缺少反射面，沒有光經(jīng)過反射進(jìn)入人眼
【詳解】（1）[1]大氣層中含有密度不均勻的空氣，星光在透過不均勻的大氣層時(shí)，會(huì)發(fā)生折射現(xiàn)象，形成“大氣像差”。
（2）[2][3][4]由題意得巡天望遠(yuǎn)鏡可以捕捉近紫外至可見光波段，屬于光學(xué)望遠(yuǎn)鏡。在觀測太空時(shí)，由于觀測的天體距離物鏡距離很遠(yuǎn)，所以根據(jù)凸透鏡成像規(guī)律可知，此時(shí)可以成倒立縮小的實(shí)像。
（3）[5]兩者對接時(shí)，巡天望遠(yuǎn)鏡與“天宮”空間站之間的位置關(guān)系一直保持不變，因此它們之間是相對靜止的。
（4）[6][7]光年指的是光在真空傳播，經(jīng)過一年所通過的路程，因此屬于長度計(jì)量單位。由速度公式可知，該束光從天體到達(dá)地球的時(shí)間為
（5）[8]太空中是真空狀態(tài)，因此光穿過時(shí)，沒有物體可以被照射，也就沒有反射面，因此人的眼睛就看不到反射到眼睛中的光，因此一切看起來都是黑暗的。