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1 小泰在跨学科实践“自制天文望远镜”活动中：
（1）根据所选凸透镜的焦距和直径制作套筒。如表所示，小泰应选用凸透镜
（2）制作时，根据凸透镜的焦距、直径等数据，以及对镜筒长度的要求，小泰通过截取适当尺寸的瓦楞纸板，并把它卷起来制成套筒，小纸筒可套进大纸筒。
（3）如图甲所示是小泰自制的望远镜，当他在观察较远处的物体时，两块凸透镜间的距离要稍
（4）中秋节小泰用肉眼看到的月球如图乙所示，则他利用望远镜看到的像是
（5）小泰发现若物镜和目镜的距离太远，通过目镜就会看不到月球的像，出现该现象的原因是
（6）为了能观察到较远处物体正立的像，你给小泰的优化建议是
（1）根据所选凸透镜的焦距和直径制作套筒。如表所示，小泰应选用凸透镜
A
(A/B)作为目镜，另一凸透镜作为物镜。 （2）制作时，根据凸透镜的焦距、直径等数据，以及对镜筒长度的要求，小泰通过截取适当尺寸的瓦楞纸板，并把它卷起来制成套筒，小纸筒可套进大纸筒。
（3）如图甲所示是小泰自制的望远镜，当他在观察较远处的物体时，两块凸透镜间的距离要稍
小
(大/小)一些。（4）中秋节小泰用肉眼看到的月球如图乙所示，则他利用望远镜看到的像是
A
。（5）小泰发现若物镜和目镜的距离太远，通过目镜就会看不到月球的像，出现该现象的原因是
物镜所成的实像没有在目镜一倍焦距内
。（6）为了能观察到较远处物体正立的像，你给小泰的优化建议是
将目镜更换为凹透镜
。答案
1.（1）A （3）小 （4）A （5）物镜所成的实像没有在目镜一倍焦距内 （6）将目镜更换为凹透镜
解析
【分析】
我们可以结合望远镜的成像逻辑一步步推导：首先明确开普勒望远镜的选型要求，目镜需要焦距更短才能起到更好的放大作用，所以优先选焦距更小的凸透镜做目镜；接着回忆凸透镜成像规律，观察极远处物体时，物距极大，物镜成的实像位置会非常靠近物镜的焦点，因此两块透镜的间距要调小；再结合开普勒望远镜的成像特点，最终成的是倒立的虚像，对应月球的像就是倒立的版本；然后回忆放大镜的使用条件，目镜本质是放大镜，必须让物镜成的实像落在目镜一倍焦距内才能看到放大的虚像，两镜距离太远就会让实像落到目镜一倍焦距外，无法观察到像；最后想要得到正立的远处物体的像，伽利略望远镜的结构就是凸透镜做物镜、凹透镜做目镜，最终成正立虚像，对应调整方案即可。
【解析】
（1）天文望远镜的目镜需要焦距更短，放大效果更明显，因此选择凸透镜A作为目镜，焦距更长的凸透镜作为物镜。
（3）观察较远处物体时，物距远大于物镜的2倍焦距，根据凸透镜成像规律，此时物镜成的实像的像距非常接近物镜的一倍焦距，相比观察近物时的像距更小，因此两块凸透镜间的距离要稍小一些。
（4）开普勒望远镜的物镜成倒立缩小的实像，目镜将这个实像放大，最终成倒立的虚像，因此看到的月球像是倒立的，对应选项A。
（5）目镜的作用等效为放大镜，只有待放大的实像处于目镜的一倍焦距以内时，才能通过目镜观察到放大的虚像。若物镜和目镜的距离太远，物镜所成的实像就会落在目镜的一倍焦距之外，无法通过目镜看到对应的像。
（6）伽利略望远镜采用凸透镜做物镜、凹透镜做目镜，最终可以成正立的虚像，因此优化方案是将目镜更换为凹透镜。
【答案】
（1）A；（3）小；（4）A；（5）物镜所成的实像没有在目镜一倍焦距内；（6）将目镜更换为凹透镜
【知识点】
望远镜成像原理、凸透镜成像规律、放大镜成像条件
【点评】
本题结合自制天文望远镜的跨学科实践场景命题，将凸透镜成像的知识点融入实际操作问题中，既考察了基础理论的记忆，也要求学生能结合实际操作场景分析故障原因、提出优化方案，能很好地锻炼知识迁移应用的能力。
【难度系数】
0.6
我们可以结合望远镜的成像逻辑一步步推导：首先明确开普勒望远镜的选型要求，目镜需要焦距更短才能起到更好的放大作用，所以优先选焦距更小的凸透镜做目镜；接着回忆凸透镜成像规律，观察极远处物体时，物距极大，物镜成的实像位置会非常靠近物镜的焦点，因此两块透镜的间距要调小；再结合开普勒望远镜的成像特点，最终成的是倒立的虚像，对应月球的像就是倒立的版本；然后回忆放大镜的使用条件，目镜本质是放大镜，必须让物镜成的实像落在目镜一倍焦距内才能看到放大的虚像，两镜距离太远就会让实像落到目镜一倍焦距外，无法观察到像；最后想要得到正立的远处物体的像，伽利略望远镜的结构就是凸透镜做物镜、凹透镜做目镜，最终成正立虚像，对应调整方案即可。
【解析】
（1）天文望远镜的目镜需要焦距更短，放大效果更明显，因此选择凸透镜A作为目镜，焦距更长的凸透镜作为物镜。
（3）观察较远处物体时，物距远大于物镜的2倍焦距，根据凸透镜成像规律，此时物镜成的实像的像距非常接近物镜的一倍焦距，相比观察近物时的像距更小，因此两块凸透镜间的距离要稍小一些。
（4）开普勒望远镜的物镜成倒立缩小的实像，目镜将这个实像放大，最终成倒立的虚像，因此看到的月球像是倒立的，对应选项A。
（5）目镜的作用等效为放大镜，只有待放大的实像处于目镜的一倍焦距以内时，才能通过目镜观察到放大的虚像。若物镜和目镜的距离太远，物镜所成的实像就会落在目镜的一倍焦距之外，无法通过目镜看到对应的像。
（6）伽利略望远镜采用凸透镜做物镜、凹透镜做目镜，最终可以成正立的虚像，因此优化方案是将目镜更换为凹透镜。
【答案】
（1）A；（3）小；（4）A；（5）物镜所成的实像没有在目镜一倍焦距内；（6）将目镜更换为凹透镜
【知识点】
望远镜成像原理、凸透镜成像规律、放大镜成像条件
【点评】
本题结合自制天文望远镜的跨学科实践场景命题，将凸透镜成像的知识点融入实际操作问题中，既考察了基础理论的记忆，也要求学生能结合实际操作场景分析故障原因、提出优化方案，能很好地锻炼知识迁移应用的能力。
【难度系数】
0.6
2 新趋势 教材 P86 素材改编 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
(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(如图丙所示),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
(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
(左/右)移动,若观察到圆形光斑变小
的现象,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(如图丙所示),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
C
。答案
2.（1）左 圆形光斑变小 （2）C
解析
【分析】
我们先梳理这道题的解题思路：
第(1)问要区分凸透镜和凹透镜，首先回忆两类透镜的光学特性：凸透镜对光线有会聚作用，凹透镜对光线有发散作用。当前光屏上的光斑比透镜大，两种透镜都能形成该现象：凸透镜会聚光线后，光线继续向外发散就会得到比透镜大的光斑；凹透镜直接发散光线也会得到比透镜大的光斑。接下来我们要通过移动光源的现象区分二者：如果把光源向左（远离透镜）移动，凸透镜的物距变大，根据物远像近的规律，实像位置向透镜方向移动，光屏上的光斑就会变小；而凹透镜始终发散光线，移动光源时光斑只会变大，不会出现变小的情况，由此就能判断出透镜是凸透镜。
第(2)问的寻星装置利用光沿直线传播的原理，需要两个挡板的开口配合，只有当目标同时穿过两个挡板的开口时，目标才会刚好落在望远镜的视野内，对比不同挡板设计，只有C的布局能实现快速对齐瞄准的功能，帮助使用者快速锁定目标。
【解析】
(1) 凸透镜对光线有会聚作用，凹透镜对光线有发散作用。初始状态光屏上的圆形光斑大于透镜尺寸，两类透镜都可形成该现象。将点光源向远离透镜的左侧移动：若为凸透镜，点光源发出的光经透镜会聚形成实像，物距增大时像距减小，光屏上的光斑会随实像向光屏靠近而逐渐变小；若为凹透镜，光线始终处于发散状态，移动光源时光斑只会增大。因此若观察到圆形光斑变小，即可证明该透镜为凸透镜。
(2) 寻星装置利用光的直线传播原理，需要两个挡板的开口配合，只有当观测目标同时穿过两个挡板的开口时，目标才会落在望远镜的视野范围内，C选项的挡板开口布局最适合实现快速对齐瞄准的功能，因此选C。
【答案】
(1) 左 圆形光斑变小 (2) C
【知识点】
凸透镜会聚作用，凹透镜发散作用，光的直线传播
【点评】
本题结合自制望远镜的项目化学习场景命题，跳出了常规透镜辨别的死记硬背考法，侧重考查学生利用透镜光学特性自主设计实验区分透镜的能力，第二问结合实际寻星的应用场景考察知识落地运用，对学生的实践思维有一定引导作用。
【难度系数】
0.6
我们先梳理这道题的解题思路：
第(1)问要区分凸透镜和凹透镜，首先回忆两类透镜的光学特性：凸透镜对光线有会聚作用，凹透镜对光线有发散作用。当前光屏上的光斑比透镜大，两种透镜都能形成该现象：凸透镜会聚光线后，光线继续向外发散就会得到比透镜大的光斑；凹透镜直接发散光线也会得到比透镜大的光斑。接下来我们要通过移动光源的现象区分二者：如果把光源向左（远离透镜）移动，凸透镜的物距变大，根据物远像近的规律，实像位置向透镜方向移动，光屏上的光斑就会变小；而凹透镜始终发散光线，移动光源时光斑只会变大，不会出现变小的情况，由此就能判断出透镜是凸透镜。
第(2)问的寻星装置利用光沿直线传播的原理，需要两个挡板的开口配合，只有当目标同时穿过两个挡板的开口时，目标才会刚好落在望远镜的视野内，对比不同挡板设计，只有C的布局能实现快速对齐瞄准的功能，帮助使用者快速锁定目标。
【解析】
(1) 凸透镜对光线有会聚作用，凹透镜对光线有发散作用。初始状态光屏上的圆形光斑大于透镜尺寸，两类透镜都可形成该现象。将点光源向远离透镜的左侧移动：若为凸透镜，点光源发出的光经透镜会聚形成实像，物距增大时像距减小，光屏上的光斑会随实像向光屏靠近而逐渐变小；若为凹透镜，光线始终处于发散状态，移动光源时光斑只会增大。因此若观察到圆形光斑变小，即可证明该透镜为凸透镜。
(2) 寻星装置利用光的直线传播原理，需要两个挡板的开口配合，只有当观测目标同时穿过两个挡板的开口时，目标才会落在望远镜的视野范围内，C选项的挡板开口布局最适合实现快速对齐瞄准的功能，因此选C。
【答案】
(1) 左 圆形光斑变小 (2) C
【知识点】
凸透镜会聚作用，凹透镜发散作用，光的直线传播
【点评】
本题结合自制望远镜的项目化学习场景命题，跳出了常规透镜辨别的死记硬背考法，侧重考查学生利用透镜光学特性自主设计实验区分透镜的能力，第二问结合实际寻星的应用场景考察知识落地运用，对学生的实践思维有一定引导作用。
【难度系数】
0.6
