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7.跨学科实践:小明同学学习了凸透镜的知识后,想利用两个凸透镜制作一个望远镜,他一共收集到四个凸透镜,规格如下表所示。
(1)为了制作效果较好的望远镜,他应该选择凸透镜作为物镜,选择凸透镜作为目镜。(均选填“甲”“乙”“丙”或“丁”)
(2)小明所制作的望远镜的放大倍率为。
(3)用自制望远镜先观察远处的物体后,再来观察近处的物体时应适当(选填“增大”或“减小”)两块透镜之间的距离。
(1)为了制作效果较好的望远镜,他应该选择凸透镜作为物镜,选择凸透镜作为目镜。(均选填“甲”“乙”“丙”或“丁”)
(2)小明所制作的望远镜的放大倍率为。
(3)用自制望远镜先观察远处的物体后,再来观察近处的物体时应适当(选填“增大”或“减小”)两块透镜之间的距离。
答案
解：
(1) 制作效果较好的望远镜，物镜需要焦距较长、直径较大，会聚更多光线使成像更清晰明亮，因此选择甲凸透镜作为物镜；目镜需要焦距较短以获得更大的放大效果，因此选择丙凸透镜作为目镜。
答案：甲；丙
(2) 望远镜的放大倍率为物镜焦距与目镜焦距的比值：
$m=\frac{f_{物}}{f_{目}}=\frac{10\ \mathrm{cm}}{5\ \mathrm{cm}}=2$
答案：2
(3) 观察近处物体时，物体经凸透镜物镜所成的实像的像距大于观察远处物体时的像距，因此需要适当增大两块透镜之间的距离。
答案：增大
(1) 制作效果较好的望远镜，物镜需要焦距较长、直径较大，会聚更多光线使成像更清晰明亮，因此选择甲凸透镜作为物镜；目镜需要焦距较短以获得更大的放大效果，因此选择丙凸透镜作为目镜。
答案：甲；丙
(2) 望远镜的放大倍率为物镜焦距与目镜焦距的比值：
$m=\frac{f_{物}}{f_{目}}=\frac{10\ \mathrm{cm}}{5\ \mathrm{cm}}=2$
答案：2
(3) 观察近处物体时，物体经凸透镜物镜所成的实像的像距大于观察远处物体时的像距，因此需要适当增大两块透镜之间的距离。
答案：增大
解析
【分析】
要解决这道题，需结合望远镜的构造和原理分析：制作望远镜时，物镜的作用是会聚远处物体的光线成实像，需选择焦距较长、直径较大的透镜（成像更清晰明亮）；目镜相当于放大镜，需选择焦距较短的透镜（放大效果更好）。望远镜的放大倍率为物镜焦距与目镜焦距的比值；观察近处物体时，物镜成的实像像距变大，需调整两透镜间距适配。
【解析】
(1) 制作效果好的望远镜，物镜需焦距长、直径大：表格中甲的焦距10cm、直径15cm，符合要求；目镜需焦距短：丙的焦距5cm，符合要求，故选甲为物镜，丙为目镜。
(2) 望远镜放大倍率公式为$m=\frac{f_{物}}{f_{目}}$，代入数据得$m=\frac{10\ \mathrm{cm}}{5\ \mathrm{cm}}=2$。
(3) 观察近处物体时，物镜成实像的像距比观察远处物体时大，因此需适当增大两块透镜之间的距离。
【答案】
甲；丙；2；增大
【知识点】
望远镜原理、凸透镜成像规律
【点评】
本题结合跨学科实践考查望远镜的相关知识，需掌握物镜和目镜的选择依据、放大倍率计算及使用时的调整方法，属于基础应用类题目。
【难度系数】
0.5
要解决这道题，需结合望远镜的构造和原理分析：制作望远镜时，物镜的作用是会聚远处物体的光线成实像，需选择焦距较长、直径较大的透镜（成像更清晰明亮）；目镜相当于放大镜，需选择焦距较短的透镜（放大效果更好）。望远镜的放大倍率为物镜焦距与目镜焦距的比值；观察近处物体时，物镜成的实像像距变大，需调整两透镜间距适配。
【解析】
(1) 制作效果好的望远镜，物镜需焦距长、直径大：表格中甲的焦距10cm、直径15cm，符合要求；目镜需焦距短：丙的焦距5cm，符合要求，故选甲为物镜，丙为目镜。
(2) 望远镜放大倍率公式为$m=\frac{f_{物}}{f_{目}}$，代入数据得$m=\frac{10\ \mathrm{cm}}{5\ \mathrm{cm}}=2$。
(3) 观察近处物体时，物镜成实像的像距比观察远处物体时大，因此需适当增大两块透镜之间的距离。
【答案】
甲；丙；2；增大
【知识点】
望远镜原理、凸透镜成像规律
【点评】
本题结合跨学科实践考查望远镜的相关知识，需掌握物镜和目镜的选择依据、放大倍率计算及使用时的调整方法，属于基础应用类题目。
【难度系数】
0.5
8. 项目化学习小组从实验室找到几个凸透镜准备自制一个望远镜。
(1)如图甲所示是简易天文望远镜的内部结构示意图。远处的物体经过物镜后，成一个、的实像，该实像经过目镜折射后，又成一个正立、的虚像。
(2)他们选择了焦距为50 cm、直径约12 cm的凸透镜作物镜，选择了焦距为30 cm、直径约8 cm的凸透镜作目镜。然后他们根据所选凸透镜的直径和，制作合适的镜筒。
(3)他们把如图乙所示的瓦楞纸用剪刀剪成长度差不多的长方形，并卷成内径分别为12 cm和8 cm、长约20 cm的镜筒，同时把两个凸透镜与镜筒间用胶水粘好(图丙)，最后把它们套在一起(图丁)。
①他们用自制的望远镜看远处的科技楼，发现无论怎样改变目镜与物镜的距离，都看不到科技楼清晰的像，原因可能是。
②问题解决后，他们看到了远处科技楼清晰的像。接下来他们观察近处的树木时，若需调节物镜和目镜间的距离，则应(选填“增大”或“减小”)目镜与物镜间的距离。
(1)如图甲所示是简易天文望远镜的内部结构示意图。远处的物体经过物镜后，成一个、的实像，该实像经过目镜折射后，又成一个正立、的虚像。
(2)他们选择了焦距为50 cm、直径约12 cm的凸透镜作物镜，选择了焦距为30 cm、直径约8 cm的凸透镜作目镜。然后他们根据所选凸透镜的直径和，制作合适的镜筒。
(3)他们把如图乙所示的瓦楞纸用剪刀剪成长度差不多的长方形，并卷成内径分别为12 cm和8 cm、长约20 cm的镜筒，同时把两个凸透镜与镜筒间用胶水粘好(图丙)，最后把它们套在一起(图丁)。
①他们用自制的望远镜看远处的科技楼，发现无论怎样改变目镜与物镜的距离，都看不到科技楼清晰的像，原因可能是。
②问题解决后，他们看到了远处科技楼清晰的像。接下来他们观察近处的树木时，若需调节物镜和目镜间的距离，则应(选填“增大”或“减小”)目镜与物镜间的距离。
答案
解：
(1) 倒立；缩小；放大
(2) 焦距
(3) ① 物镜焦距为50 cm，两个镜筒的总长度最大仅为40 cm，小于物镜的焦距，无法使远处物体经物镜成的实像落在目镜的一倍焦距以内
② 增大
(1) 倒立；缩小；放大
(2) 焦距
(3) ① 物镜焦距为50 cm，两个镜筒的总长度最大仅为40 cm，小于物镜的焦距，无法使远处物体经物镜成的实像落在目镜的一倍焦距以内
② 增大
解析
【分析】
本题围绕自制望远镜展开，需结合凸透镜成像规律分析望远镜的结构与成像特点：
1. 第一问：回忆望远镜物镜、目镜的成像原理，物镜相当于照相机，成倒立缩小实像；目镜相当于放大镜，成正立放大虚像。
2. 第二问：望远镜镜筒长度约为物镜焦距与目镜焦距之和，制作镜筒需结合所选凸透镜的焦距。
3. 第三问①：远处物体经物镜成实像，实像需落在目镜一倍焦距内才能被放大，本题镜筒总长度小于物镜焦距，导致实像无法落在目镜一倍焦距内；②看近处物体时，物距减小，像距增大，需增大物镜与目镜的距离。
【解析】
(1) 简易天文望远镜的物镜相当于照相机，远处物体在物镜二倍焦距以外，经物镜成倒立、缩小的实像；目镜相当于放大镜，该实像经目镜折射后成正立、放大的虚像。
(2) 望远镜镜筒长度约为物镜焦距与目镜焦距之和，因此制作镜筒需根据所选凸透镜的直径和焦距确定合适的长度。
(3) ① 物镜焦距为50 cm，两个镜筒总长度最大仅为20 cm+20 cm=40 cm，小于物镜的焦距，无法使远处物体经物镜成的实像落在目镜的一倍焦距以内，故看不到清晰的像；
② 观察近处物体时，物距减小，根据凸透镜成像规律，像距会增大，因此需增大目镜与物镜间的距离，才能看到清晰的像。
【答案】
(1) 倒立；缩小；放大
(2) 焦距
(3) ① 物镜焦距为50 cm，两个镜筒的总长度最大仅为40 cm，小于物镜的焦距，无法使远处物体经物镜成的实像落在目镜的一倍焦距以内；② 增大
【知识点】
凸透镜成像规律；望远镜原理；透镜应用
【点评】
本题以自制望远镜的项目化学习为背景，结合凸透镜成像规律考察望远镜的结构、成像特点及实际操作问题，注重理论与实践结合，需要学生理解望远镜的工作原理并能分析实际问题。
【难度系数】
0.5
本题围绕自制望远镜展开，需结合凸透镜成像规律分析望远镜的结构与成像特点：
1. 第一问：回忆望远镜物镜、目镜的成像原理，物镜相当于照相机，成倒立缩小实像；目镜相当于放大镜，成正立放大虚像。
2. 第二问：望远镜镜筒长度约为物镜焦距与目镜焦距之和，制作镜筒需结合所选凸透镜的焦距。
3. 第三问①：远处物体经物镜成实像，实像需落在目镜一倍焦距内才能被放大，本题镜筒总长度小于物镜焦距，导致实像无法落在目镜一倍焦距内；②看近处物体时，物距减小，像距增大，需增大物镜与目镜的距离。
【解析】
(1) 简易天文望远镜的物镜相当于照相机，远处物体在物镜二倍焦距以外，经物镜成倒立、缩小的实像；目镜相当于放大镜，该实像经目镜折射后成正立、放大的虚像。
(2) 望远镜镜筒长度约为物镜焦距与目镜焦距之和，因此制作镜筒需根据所选凸透镜的直径和焦距确定合适的长度。
(3) ① 物镜焦距为50 cm，两个镜筒总长度最大仅为20 cm+20 cm=40 cm，小于物镜的焦距，无法使远处物体经物镜成的实像落在目镜的一倍焦距以内，故看不到清晰的像；
② 观察近处物体时，物距减小，根据凸透镜成像规律，像距会增大，因此需增大目镜与物镜间的距离，才能看到清晰的像。
【答案】
(1) 倒立；缩小；放大
(2) 焦距
(3) ① 物镜焦距为50 cm，两个镜筒的总长度最大仅为40 cm，小于物镜的焦距，无法使远处物体经物镜成的实像落在目镜的一倍焦距以内；② 增大
【知识点】
凸透镜成像规律；望远镜原理；透镜应用
【点评】
本题以自制望远镜的项目化学习为背景，结合凸透镜成像规律考察望远镜的结构、成像特点及实际操作问题，注重理论与实践结合，需要学生理解望远镜的工作原理并能分析实际问题。
【难度系数】
0.5
