1. 如图所示,有一种望远镜由两组凸透镜组成。靠近眼睛的叫目镜,靠近被观测物体的叫物镜。目镜的成像原理类似于(

A.照相机
B.投影仪
C.放大镜
D.幻灯机
C
)。A.照相机
B.投影仪
C.放大镜
D.幻灯机
答案
【解析】:
本题主要考查凸透镜成像原理在望远镜中的应用,需要根据物镜和目镜的作用,结合各选项中光学仪器的成像特点来进行分析。
选项A:照相机是利用物距大于二倍焦距时,凸透镜成倒立、缩小的实像的原理工作的,而目镜成的是正立、放大的虚像,所以目镜成像原理与照相机不同,A选项错误。
选项B:投影仪是利用物距大于一倍焦距小于二倍焦距时,凸透镜成倒立、放大的实像的原理工作的,目镜成的是虚像,所以目镜成像原理与投影仪不同,B选项错误。
选项C:望远镜的目镜相当于放大镜,成正立、放大的虚像。当物镜所成的像位于目镜的一倍焦距以内时,目镜就可以将这个像进一步放大,其成像原理与放大镜相同,C选项正确。
选项D:幻灯机是利用物距大于一倍焦距小于二倍焦距时,凸透镜成倒立、放大的实像的原理工作的,目镜成的是虚像,所以目镜成像原理与幻灯机不同,D选项错误。
【答案】:C
本题主要考查凸透镜成像原理在望远镜中的应用,需要根据物镜和目镜的作用,结合各选项中光学仪器的成像特点来进行分析。
选项A:照相机是利用物距大于二倍焦距时,凸透镜成倒立、缩小的实像的原理工作的,而目镜成的是正立、放大的虚像,所以目镜成像原理与照相机不同,A选项错误。
选项B:投影仪是利用物距大于一倍焦距小于二倍焦距时,凸透镜成倒立、放大的实像的原理工作的,目镜成的是虚像,所以目镜成像原理与投影仪不同,B选项错误。
选项C:望远镜的目镜相当于放大镜,成正立、放大的虚像。当物镜所成的像位于目镜的一倍焦距以内时,目镜就可以将这个像进一步放大,其成像原理与放大镜相同,C选项正确。
选项D:幻灯机是利用物距大于一倍焦距小于二倍焦距时,凸透镜成倒立、放大的实像的原理工作的,目镜成的是虚像,所以目镜成像原理与幻灯机不同,D选项错误。
【答案】:C
2. 某纯手工自制望远镜,不仅可以看到木星,甚至能清晰地看到木星表面的斑纹。如图所示是该望远镜的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.此望远镜的镜片是凹透镜
B.用此望远镜可以看到木星,利用了小孔成像原理
C.看到木星表面的斑纹时,物镜的成像原理与照相机的相同
D.木星到物镜的距离$u满足f<u<2f$($f$为物镜的焦距)
C
)。A.此望远镜的镜片是凹透镜
B.用此望远镜可以看到木星,利用了小孔成像原理
C.看到木星表面的斑纹时,物镜的成像原理与照相机的相同
D.木星到物镜的距离$u满足f<u<2f$($f$为物镜的焦距)
答案
【解析】:
本题主要考查望远镜的结构和工作原理,以及凸透镜成像规律的应用。
A选项,望远镜的镜片是凸透镜,而非凹透镜,因为凸透镜能够会聚光线,使得远处的物体成像在焦点附近,所以A选项错误。
B选项,望远镜的工作原理是光的折射,即光线通过凸透镜时发生折射并会聚成像,而非小孔成像原理,小孔成像是利用光的直线传播原理,所以B选项错误。
C选项,当使用望远镜看到木星表面的斑纹时,说明木星距离望远镜非常远,此时物距大于二倍焦距,根据凸透镜成像规律,此时成倒立,缩小的实像,这与照相机的成像原理相同,所以C选项正确。
D选项,木星到物镜的距离应满足$u>2f$,才能成倒立,缩小的实像,如果$f<u<2f$,则成正立,放大的虚像,这与望远镜的工作原理不符,所以D选项错误。
【答案】:C。
本题主要考查望远镜的结构和工作原理,以及凸透镜成像规律的应用。
A选项,望远镜的镜片是凸透镜,而非凹透镜,因为凸透镜能够会聚光线,使得远处的物体成像在焦点附近,所以A选项错误。
B选项,望远镜的工作原理是光的折射,即光线通过凸透镜时发生折射并会聚成像,而非小孔成像原理,小孔成像是利用光的直线传播原理,所以B选项错误。
C选项,当使用望远镜看到木星表面的斑纹时,说明木星距离望远镜非常远,此时物距大于二倍焦距,根据凸透镜成像规律,此时成倒立,缩小的实像,这与照相机的成像原理相同,所以C选项正确。
D选项,木星到物镜的距离应满足$u>2f$,才能成倒立,缩小的实像,如果$f<u<2f$,则成正立,放大的虚像,这与望远镜的工作原理不符,所以D选项错误。
【答案】:C。
3. 深圳市天文台位于大鹏新区南澳街道西涌,配备有反射式望远镜、光学望远镜等多种观测设备。反射式望远镜的原理如图甲所示,利用一个球面反射镜将进入镜头的光线会聚后反射到位于镜筒前端的一块平面镜上,然后再由这块平面镜将光线反射到镜筒外的目镜里。这样我们便可以观测到星空的影像。而光学望远镜的原理如图乙所示。下列说法正确的是(

A.反射式望远镜的主镜是凹面镜,不遵循光的反射定律
B.反射式望远镜利用了小孔成像的原理
C.光学望远镜的目镜成倒立、缩小的实像
D.光学望远镜中,物镜的成像原理与照相机相同
D
)。A.反射式望远镜的主镜是凹面镜,不遵循光的反射定律
B.反射式望远镜利用了小孔成像的原理
C.光学望远镜的目镜成倒立、缩小的实像
D.光学望远镜中,物镜的成像原理与照相机相同
答案
【解析】:
本题考查了光的反射、望远镜的原理以及凸透镜成像的知识点。我们需要对每个选项进行逐一分析,找出正确的说法。
选项A分析:反射式望远镜的主镜是凹面镜,凹面镜在反射光线时遵循光的反射定律,即反射光线、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。因此,A选项错误。
选项B分析:反射式望远镜并不是利用小孔成像的原理,而是利用凹面镜反射光线并会聚到一点,再通过平面镜反射到目镜中。小孔成像是利用光沿直线传播的原理,与反射式望远镜的原理不同。因此,B选项错误。
选项C分析:光学望远镜的目镜作用是将物镜成的实像放大,形成一个正立、放大的虚像,而不是倒立、缩小的实像。因此,C选项错误。
选项D分析:光学望远镜中的物镜作用是将远处的物体成像在焦点附近,形成倒立、缩小的实像,这与照相机的成像原理相同。照相机也是利用凸透镜成像的原理,将景物成像在底片上。因此,D选项正确。
【答案】:D
本题考查了光的反射、望远镜的原理以及凸透镜成像的知识点。我们需要对每个选项进行逐一分析,找出正确的说法。
选项A分析:反射式望远镜的主镜是凹面镜,凹面镜在反射光线时遵循光的反射定律,即反射光线、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。因此,A选项错误。
选项B分析:反射式望远镜并不是利用小孔成像的原理,而是利用凹面镜反射光线并会聚到一点,再通过平面镜反射到目镜中。小孔成像是利用光沿直线传播的原理,与反射式望远镜的原理不同。因此,B选项错误。
选项C分析:光学望远镜的目镜作用是将物镜成的实像放大,形成一个正立、放大的虚像,而不是倒立、缩小的实像。因此,C选项错误。
选项D分析:光学望远镜中的物镜作用是将远处的物体成像在焦点附近,形成倒立、缩小的实像,这与照相机的成像原理相同。照相机也是利用凸透镜成像的原理,将景物成像在底片上。因此,D选项正确。
【答案】:D
4. 小金购买了一台天文望远镜,他拆解后发现,天文望远镜的目镜和物镜都是凸透镜。他通过查阅资料,找到原理图,如图所示。若物镜的焦距为$f_1$,目镜的焦距为$f_2$,物镜所起的作用相当于一台

照相机
(选填“照相机”“投影仪”或“放大镜”),物镜成像的像距$v$的范围是$f_1\lt v\lt 2f_1$
,若$f_2$变大,则最后所成的像将变大
(选填“变大”“变小”或“不变”)。答案
【解析】:
本题主要考查了望远镜的构造及原理,以及凸透镜成像规律的应用。要知道望远镜的物镜和目镜的成像特点,物镜成倒立、缩小的实像,相当于照相机;目镜成正立、放大的虚像,相当于放大镜。同时,要掌握凸透镜成像时物距、像距与焦距的关系,以及像的大小与焦距的关系。
物镜所起的作用:望远镜的物镜成倒立、缩小的实像,这与照相机的成像原理相同,所以物镜相当于一台照相机。
物镜成像的像距$v$的范围:根据凸透镜成像规律,当物距大于二倍焦距时,成倒立、缩小的实像,像距在一倍焦距和二倍焦距之间。因为物镜成倒立、缩小的实像,所以物镜所成像的像距$v$的范围是$f_1\lt v\lt 2f_1$。
$f_2$变大时像的变化情况:目镜的作用相当于一个放大镜,成正立、放大的虚像。根据凸透镜成虚像时,物距不变,焦距越大,像越大的规律。当目镜的焦距$f_2$变大时,最后所成的像将变大。
【答案】:
照相机;$f_1\lt v\lt 2f_1$;变大。
本题主要考查了望远镜的构造及原理,以及凸透镜成像规律的应用。要知道望远镜的物镜和目镜的成像特点,物镜成倒立、缩小的实像,相当于照相机;目镜成正立、放大的虚像,相当于放大镜。同时,要掌握凸透镜成像时物距、像距与焦距的关系,以及像的大小与焦距的关系。
物镜所起的作用:望远镜的物镜成倒立、缩小的实像,这与照相机的成像原理相同,所以物镜相当于一台照相机。
物镜成像的像距$v$的范围:根据凸透镜成像规律,当物距大于二倍焦距时,成倒立、缩小的实像,像距在一倍焦距和二倍焦距之间。因为物镜成倒立、缩小的实像,所以物镜所成像的像距$v$的范围是$f_1\lt v\lt 2f_1$。
$f_2$变大时像的变化情况:目镜的作用相当于一个放大镜,成正立、放大的虚像。根据凸透镜成虚像时,物距不变,焦距越大,像越大的规律。当目镜的焦距$f_2$变大时,最后所成的像将变大。
【答案】:
照相机;$f_1\lt v\lt 2f_1$;变大。
5. 来自远处物体的光进入望远镜的物镜后,成
倒立
(选填“倒立”或“正立”)、缩小的
(选填“放大的”或“缩小的”)实
(选填“实”或“虚”)像,这个像成在其目镜的焦点以内
(选填“二倍焦距以外”“一倍焦距和二倍焦距之间”或“焦点以内”)。答案
【解析】:
这道题目考查的是望远镜的工作原理以及成像特点。当来自远处物体的光经过望远镜的物镜时,会形成一个倒立、缩小的实像。这是因为物镜的焦距较长,使得远处的物体能够在焦点附近形成清晰的像。这个像再被目镜进一步放大,以便观察者能够更清楚地看到远处的物体。
对于目镜来说,它相当于一个放大镜,将物镜形成的实像进一步放大。为了使得放大效果最佳,物镜形成的像应该位于目镜的一倍焦距和二倍焦距之间,但实际操作中,为了使得观察者能够看到更广阔的视野,这个像通常被调整到目镜的焦点以内,形成虚像,供观察者观察。
【答案】:
倒立;缩小的;实;焦点以内。
这道题目考查的是望远镜的工作原理以及成像特点。当来自远处物体的光经过望远镜的物镜时,会形成一个倒立、缩小的实像。这是因为物镜的焦距较长,使得远处的物体能够在焦点附近形成清晰的像。这个像再被目镜进一步放大,以便观察者能够更清楚地看到远处的物体。
对于目镜来说,它相当于一个放大镜,将物镜形成的实像进一步放大。为了使得放大效果最佳,物镜形成的像应该位于目镜的一倍焦距和二倍焦距之间,但实际操作中,为了使得观察者能够看到更广阔的视野,这个像通常被调整到目镜的焦点以内,形成虚像,供观察者观察。
【答案】:
倒立;缩小的;实;焦点以内。
6. 阅读短文,回答问题
飞秒激光
每年的6月6日为全国“爱眼日”,该纪念日设立的宗旨在于倡导全民特别是青少年群体重视视力保护,科学预防近视。当前,青少年近视问题日益严峻,过度使用电子产品已被证实是导致近视的重要因素。近视发生后往往需要佩戴矫正眼镜,验光师在加工镜片前需先确定眼镜度数——该数值在物理定义上等于镜片焦距(以米为单位)倒数的100倍。随着医疗技术的进步,飞秒激光手术已成为矫正近视的主流方案。飞秒激光是以脉冲形式运行的超短时激光,单个脉冲持续时间仅数飞秒(1飞秒$=10^{-15}$秒)。这种激光具有两大显著特性:其一,能够瞬时释放极高能量;其二,可实现比头发直径(约50~100微米)更细微的精准空间聚焦。基于这些优势,飞秒激光在医学领域被用作超精密“光刀”,尤其在眼科领域已成功应用于角膜手术。
(1)飞秒激光不具有下列哪种特点?
A. 持续时间非常短
B. 瞬间释放能量大
C. 激光直射人眼无伤害
D. 聚焦区域比较集中
(2)如图甲所示为某位患者的眼睛成像示意图。他可以佩戴

(3)小明同学需要佩戴500度近视眼镜,该镜片的焦距为
(4)在全飞秒激光手术中,将会在完整的角膜内创建一个非常薄的基质透镜并被移除,这个被移除的透镜属于
飞秒激光
每年的6月6日为全国“爱眼日”,该纪念日设立的宗旨在于倡导全民特别是青少年群体重视视力保护,科学预防近视。当前,青少年近视问题日益严峻,过度使用电子产品已被证实是导致近视的重要因素。近视发生后往往需要佩戴矫正眼镜,验光师在加工镜片前需先确定眼镜度数——该数值在物理定义上等于镜片焦距(以米为单位)倒数的100倍。随着医疗技术的进步,飞秒激光手术已成为矫正近视的主流方案。飞秒激光是以脉冲形式运行的超短时激光,单个脉冲持续时间仅数飞秒(1飞秒$=10^{-15}$秒)。这种激光具有两大显著特性:其一,能够瞬时释放极高能量;其二,可实现比头发直径(约50~100微米)更细微的精准空间聚焦。基于这些优势,飞秒激光在医学领域被用作超精密“光刀”,尤其在眼科领域已成功应用于角膜手术。
(1)飞秒激光不具有下列哪种特点?
C
。A. 持续时间非常短
B. 瞬间释放能量大
C. 激光直射人眼无伤害
D. 聚焦区域比较集中
(2)如图甲所示为某位患者的眼睛成像示意图。他可以佩戴
丙
(选填“乙”或“丙”)透镜进行矫正。(3)小明同学需要佩戴500度近视眼镜,该镜片的焦距为
0.2
米。(4)在全飞秒激光手术中,将会在完整的角膜内创建一个非常薄的基质透镜并被移除,这个被移除的透镜属于
凹透镜
(选填“凸透镜”或“凹透镜”)。答案
【解析】:
(1)分析飞秒激光的特点:
A选项:飞秒激光的持续时间非常短,仅数飞秒(1飞秒=$10^{-15}$秒),所以A选项不符合题意。
B选项:飞秒激光能够瞬时释放极高能量,所以B选项不符合题意。
C选项:激光直射人眼是有伤害的,因为激光能量集中,可能对眼睛造成损伤,所以C选项符合题意。
D选项:飞秒激光可实现比头发直径更细微的精准空间聚焦,聚焦区域比较集中,所以D选项不符合题意。
综上所述,本题答案为C。
(2)分析眼睛成像示意图,确定矫正透镜:
图甲中,光线经眼球折射后聚焦在视网膜前方,说明是近视眼。近视眼需要佩戴凹透镜进行矫正,图丙为凹透镜,所以应选丙。
(3)计算近视眼镜的焦距:
已知眼镜度数等于镜片焦距(以米为单位)倒数的100倍。设焦距为f,则有:$眼镜度数 = \frac{100}{f}$。
小明需要佩戴500度近视眼镜,即$500 = \frac{100}{f}$。
解这个方程,得到$f = \frac{100}{500} = 0.2m$,但注意,近视眼镜的度数是负值,所以焦距应为-0.2m(但在实际填写时,通常只写绝对值,即0.2m,因为题目要求的是焦距的数值)。
(4)确定全飞秒激光手术中移除的透镜类型:
在全飞秒激光手术中,会在完整的角膜内创建一个非常薄的基质透镜并被移除。这个透镜的作用是改变角膜的屈光状态,使光线能够准确聚焦在视网膜上。由于近视眼的成因是角膜或晶状体的屈光能力过强,导致光线聚焦在视网膜前方,所以移除的透镜应该是凹透镜,以减弱角膜的屈光能力。
【答案】:
(1)C;(2)丙;(3)0.2;(4)凹透镜。
(1)分析飞秒激光的特点:
A选项:飞秒激光的持续时间非常短,仅数飞秒(1飞秒=$10^{-15}$秒),所以A选项不符合题意。
B选项:飞秒激光能够瞬时释放极高能量,所以B选项不符合题意。
C选项:激光直射人眼是有伤害的,因为激光能量集中,可能对眼睛造成损伤,所以C选项符合题意。
D选项:飞秒激光可实现比头发直径更细微的精准空间聚焦,聚焦区域比较集中,所以D选项不符合题意。
综上所述,本题答案为C。
(2)分析眼睛成像示意图,确定矫正透镜:
图甲中,光线经眼球折射后聚焦在视网膜前方,说明是近视眼。近视眼需要佩戴凹透镜进行矫正,图丙为凹透镜,所以应选丙。
(3)计算近视眼镜的焦距:
已知眼镜度数等于镜片焦距(以米为单位)倒数的100倍。设焦距为f,则有:$眼镜度数 = \frac{100}{f}$。
小明需要佩戴500度近视眼镜,即$500 = \frac{100}{f}$。
解这个方程,得到$f = \frac{100}{500} = 0.2m$,但注意,近视眼镜的度数是负值,所以焦距应为-0.2m(但在实际填写时,通常只写绝对值,即0.2m,因为题目要求的是焦距的数值)。
(4)确定全飞秒激光手术中移除的透镜类型:
在全飞秒激光手术中,会在完整的角膜内创建一个非常薄的基质透镜并被移除。这个透镜的作用是改变角膜的屈光状态,使光线能够准确聚焦在视网膜上。由于近视眼的成因是角膜或晶状体的屈光能力过强,导致光线聚焦在视网膜前方,所以移除的透镜应该是凹透镜,以减弱角膜的屈光能力。
【答案】:
(1)C;(2)丙;(3)0.2;(4)凹透镜。
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