【能力提升】
1.物理兴趣小组在自制望远镜的活动中,经历了下面几个环节:
第一,他们收集了几个凸透镜,先将每个透镜的焦距$ f $进行了测量,以便选取合适的透镜来制作望远镜模型。
(1)测量焦距时如图甲所示,镜面垂直于阳光,在透镜下面放上白纸(纸、镜平行),测出透镜与白纸间距$ s $与对应的白纸被烤焦的时间$ t $,绘出图像乙,可判断该透镜的焦距$ f $为

第二,为了大致确定所需纸筒的长度,他们温习了望远镜成像的原理,如图丙所示。

(2)远处物体$ AB $通过物镜成一个
(3)通过目镜观察像$ A'B' $时,会看到一个箭头向
(4)望远镜的放大倍率$ =\frac{物镜焦距}{目镜焦距} $,他们选择了焦距为5 cm和15 cm的两个凸透镜,制作的望远镜放大倍率为
第三,在制作过程中,他们思考了下列问题。
(5)用自制的望远镜先观察远处的物体,再观察近处物体时,为了使观察到的像更大,应使两筒间的距离变
1.物理兴趣小组在自制望远镜的活动中,经历了下面几个环节:
第一,他们收集了几个凸透镜,先将每个透镜的焦距$ f $进行了测量,以便选取合适的透镜来制作望远镜模型。
(1)测量焦距时如图甲所示,镜面垂直于阳光,在透镜下面放上白纸(纸、镜平行),测出透镜与白纸间距$ s $与对应的白纸被烤焦的时间$ t $,绘出图像乙,可判断该透镜的焦距$ f $为
12
cm。第二,为了大致确定所需纸筒的长度,他们温习了望远镜成像的原理,如图丙所示。
(2)远处物体$ AB $通过物镜成一个
倒立
(选填“正立”或“倒立”)、缩小
(选填“放大”或“缩小”)的像;此时物镜的成像原理与照相机
(选填“放大镜”“投影仪”或“照相机”)的成像原理相同。(3)通过目镜观察像$ A'B' $时,会看到一个箭头向
下
(选填“上”或“下”)、放大
(选填“放大”或“缩小”)的$ A'B' $的虚
(选填“实”或“虚”)像。由于观察此像比直接观察$ AB $视角更大
,所以看得更“清楚”了。(4)望远镜的放大倍率$ =\frac{物镜焦距}{目镜焦距} $,他们选择了焦距为5 cm和15 cm的两个凸透镜,制作的望远镜放大倍率为
3
倍。第三,在制作过程中,他们思考了下列问题。
(5)用自制的望远镜先观察远处的物体,再观察近处物体时,为了使观察到的像更大,应使两筒间的距离变
长
(选填“长”或“短”)。答案
1.(1)12
(2)倒立 缩小 照相机
(3)下 放大 虚 大
(4)3
(5)长
(2)倒立 缩小 照相机
(3)下 放大 虚 大
(4)3
(5)长
解析
【分析】
本题围绕自制望远镜的相关问题展开,需结合凸透镜成像规律及望远镜的原理逐一分析各小问:
1. 测量焦距时,平行于主光轴的光线经凸透镜会聚在焦点,焦点到透镜的距离为焦距;当透镜与白纸间距等于焦距时,会聚光线最强,白纸被烤焦时间最短,据此从图像中找到对应间距即为焦距。
2. 望远镜的物镜作用是使远处物体成像,需结合凸透镜成像规律,当物距大于2倍焦距时的成像特点判断。
3. 目镜相当于放大镜,需明确物镜所成的像相对于原物体是倒立的,再结合放大镜的成像特点,判断最终看到的像的性质,以及视角变化的原因。
4. 直接代入题目给出的放大倍率公式计算即可。
5. 观察近处物体时,需结合凸透镜成像中物距与像距的关系,判断两筒距离的调整方向。
【解析】
(1) 平行于主光轴的光线经凸透镜后会聚在焦点,焦点到透镜的距离为焦距;当透镜与白纸间距等于焦距时,会聚光线最强,白纸被烤焦时间最短。由图乙可知,当s=12cm时,白纸被烤焦时间最短,因此该透镜的焦距f=12cm。
(2) 望远镜的物镜观察远处物体时,物距u>2f,根据凸透镜成像规律,成倒立、缩小的实像,这一原理与照相机相同。
(3) 望远镜的目镜相当于放大镜,物镜成的倒立缩小实像位于目镜的一倍焦距以内,经目镜后成放大的虚像;由于物镜成的是倒立的像,因此最终看到的箭头向下;该像比直接观察原物体的视角更大,所以看得更清楚。
(4) 根据公式“放大倍率=物镜焦距/目镜焦距”,选择焦距为15cm和5cm的透镜,代入得放大倍率=15cm/5cm=3倍。
(5) 观察近处物体时,物距减小,根据凸透镜成像规律,物距减小则像距增大,因此需要增大两筒间的距离,才能使像清晰地成在目镜的一倍焦距内,从而看到更大的像,故两筒间的距离变长。
【答案】
(1)12;(2)倒立、缩小、照相机;(3)下、放大、虚、大;(4)3;(5)长
【知识点】
凸透镜成像规律、望远镜原理
【点评】
本题考查望远镜的制作及相关原理,结合凸透镜成像规律进行分析,涵盖焦距测量、物镜目镜成像特点、放大倍率计算等知识点,属于能力提升类题目,需学生理解并运用相关规律解决实际问题。
【难度系数】
0.6
本题围绕自制望远镜的相关问题展开,需结合凸透镜成像规律及望远镜的原理逐一分析各小问:
1. 测量焦距时,平行于主光轴的光线经凸透镜会聚在焦点,焦点到透镜的距离为焦距;当透镜与白纸间距等于焦距时,会聚光线最强,白纸被烤焦时间最短,据此从图像中找到对应间距即为焦距。
2. 望远镜的物镜作用是使远处物体成像,需结合凸透镜成像规律,当物距大于2倍焦距时的成像特点判断。
3. 目镜相当于放大镜,需明确物镜所成的像相对于原物体是倒立的,再结合放大镜的成像特点,判断最终看到的像的性质,以及视角变化的原因。
4. 直接代入题目给出的放大倍率公式计算即可。
5. 观察近处物体时,需结合凸透镜成像中物距与像距的关系,判断两筒距离的调整方向。
【解析】
(1) 平行于主光轴的光线经凸透镜后会聚在焦点,焦点到透镜的距离为焦距;当透镜与白纸间距等于焦距时,会聚光线最强,白纸被烤焦时间最短。由图乙可知,当s=12cm时,白纸被烤焦时间最短,因此该透镜的焦距f=12cm。
(2) 望远镜的物镜观察远处物体时,物距u>2f,根据凸透镜成像规律,成倒立、缩小的实像,这一原理与照相机相同。
(3) 望远镜的目镜相当于放大镜,物镜成的倒立缩小实像位于目镜的一倍焦距以内,经目镜后成放大的虚像;由于物镜成的是倒立的像,因此最终看到的箭头向下;该像比直接观察原物体的视角更大,所以看得更清楚。
(4) 根据公式“放大倍率=物镜焦距/目镜焦距”,选择焦距为15cm和5cm的透镜,代入得放大倍率=15cm/5cm=3倍。
(5) 观察近处物体时,物距减小,根据凸透镜成像规律,物距减小则像距增大,因此需要增大两筒间的距离,才能使像清晰地成在目镜的一倍焦距内,从而看到更大的像,故两筒间的距离变长。
【答案】
(1)12;(2)倒立、缩小、照相机;(3)下、放大、虚、大;(4)3;(5)长
【知识点】
凸透镜成像规律、望远镜原理
【点评】
本题考查望远镜的制作及相关原理,结合凸透镜成像规律进行分析,涵盖焦距测量、物镜目镜成像特点、放大倍率计算等知识点,属于能力提升类题目,需学生理解并运用相关规律解决实际问题。
【难度系数】
0.6
登录