5. 在跨学科实践课上,同学们要制作一个望远镜并进行调试。下面是某小组同学交流的实践过程,请帮助他们完成下列内容。
【项目准备】
两块凸透镜(A透镜焦距为10 cm,直径约为5 cm;B透镜焦距为5 cm,直径约为4 cm)、瓦楞纸、剪刀、透明胶、双面胶等。
【项目实施】
任务一:了解望远镜的基本原理
天文爱好者使用的望远镜简化图如图甲所示,观察它的结构,通过已学知识可以分析得出物镜的作用是使远处的物体在焦点附近成倒立、缩小的

任务二:设计简易望远镜
(1)选择物镜和目镜
首先,我们确定望远镜的放大倍率为2倍。为了确定用哪块透镜作为物镜,我们先将A透镜作为物镜,B透镜作为目镜,调整两块透镜间的距离,观察A4纸上的字,直到找到最大、最清晰的像;然后
(2)设计镜筒
在对不同远处的物体进行观察时,需要调节两块透镜间的距离,于是我们计划设计镜筒来将两块透镜固定,并固定物镜,前后移动目镜,来观察成像情况。那么,镜筒的长度是多少呢?我们又找来如图乙所示的实验器材进行测量并分析最佳成像距离。
①组装器材,调节F形发光物体、两个不同焦距的凸透镜,使三者中心高度
②将F形发光物体放在98 cm刻度线处,物镜($ f_{\mathrm{物}} = 10 \, \mathrm{cm} $)放在20 cm刻度线处,如图丙所示。前后调节目镜($ f_{\mathrm{目}} = 5 \, \mathrm{cm} $),直至

任务三:制作及调试望远镜
根据以上探究,我们设计的望远镜的结构图如图丁所示;按照设计图我们选择了合适的器材并进行裁剪、粘贴和组装,成功制作了望远镜,并用它观察远处的物体;使用中发现两个镜筒间的缝隙偏大,可进行的改进是

【项目准备】
两块凸透镜(A透镜焦距为10 cm,直径约为5 cm;B透镜焦距为5 cm,直径约为4 cm)、瓦楞纸、剪刀、透明胶、双面胶等。
【项目实施】
任务一:了解望远镜的基本原理
天文爱好者使用的望远镜简化图如图甲所示,观察它的结构,通过已学知识可以分析得出物镜的作用是使远处的物体在焦点附近成倒立、缩小的
实
(填“实”或“虚”)像,目镜相当于放大镜
,用来把这个像放大。任务二:设计简易望远镜
(1)选择物镜和目镜
首先,我们确定望远镜的放大倍率为2倍。为了确定用哪块透镜作为物镜,我们先将A透镜作为物镜,B透镜作为目镜,调整两块透镜间的距离,观察A4纸上的字,直到找到最大、最清晰的像;然后
交换两块透镜的位置
,重复以上操作,直到找到最大、最清晰的像。通过操作我们确定选择A透镜作为物镜,B透镜作为目镜。(2)设计镜筒
在对不同远处的物体进行观察时,需要调节两块透镜间的距离,于是我们计划设计镜筒来将两块透镜固定,并固定物镜,前后移动目镜,来观察成像情况。那么,镜筒的长度是多少呢?我们又找来如图乙所示的实验器材进行测量并分析最佳成像距离。
①组装器材,调节F形发光物体、两个不同焦距的凸透镜,使三者中心高度
相同
。②将F形发光物体放在98 cm刻度线处,物镜($ f_{\mathrm{物}} = 10 \, \mathrm{cm} $)放在20 cm刻度线处,如图丙所示。前后调节目镜($ f_{\mathrm{目}} = 5 \, \mathrm{cm} $),直至
找到最大、最清晰的像
,记录物镜和目镜之间的距离
。通过操作确定镜筒的长度。任务三:制作及调试望远镜
根据以上探究,我们设计的望远镜的结构图如图丁所示;按照设计图我们选择了合适的器材并进行裁剪、粘贴和组装,成功制作了望远镜,并用它观察远处的物体;使用中发现两个镜筒间的缝隙偏大,可进行的改进是
增大目镜镜筒的直径(合理即可)
(器材可另外自选,写一条即可)。答案
5. 任务一:实 放大镜 任务二:(1)交换两块透镜的位置 (2)①相同 ②找到最大、最清晰的像 物镜和目镜之间的距离 任务三:增大目镜镜筒的直径(合理即可)
解析
【分析】
本题围绕望远镜制作的跨学科实践展开,需结合凸透镜成像规律、望远镜原理及实验操作要求逐一分析各空:1. 任务一:望远镜物镜使远处物体成像,根据凸透镜成像规律,物距远大于2倍焦距时成倒立缩小实像,目镜作用是放大像,相当于放大镜;2. 任务二(1):确定物镜和目镜需对比两种组合的成像效果,已用A为物镜B为目镜,接下来应交换两块透镜位置重复操作;3. 任务二(2)①:组装器材时三者中心高度需相同,确保像成在中心便于观察;4. 任务二(2)②:实验中需调节目镜至找到最大最清晰的像,记录两镜距离确定镜筒长度;5. 任务三:镜筒缝隙偏大,可通过增大目镜镜筒直径等合理方式改进。
【解析】
任务一:望远镜物镜利用凸透镜成像,远处物体在物镜2倍焦距外时,成倒立、缩小的实像;目镜相当于放大镜,将物镜所成实像放大,故依次填“实”“放大镜”。
任务二(1):为确定物镜和目镜,需交换两块透镜位置,即把B透镜作为物镜、A透镜作为目镜,重复操作对比成像效果,故填“交换两块透镜的位置”。
任务二(2)①:组装实验器材时,调节F形发光物体、两个凸透镜的中心高度相同,目的是使像成在中心位置便于观察,故填“相同”。
任务二(2)②:实验中前后调节目镜,直至找到最大、最清晰的像,此时记录物镜和目镜之间的距离,以此确定镜筒长度,故依次填“找到最大、最清晰的像”“物镜和目镜之间的距离”。
任务三:镜筒缝隙偏大,可通过增大目镜镜筒的直径(或用双面胶填充缝隙等合理方法)改进,故填“增大目镜镜筒的直径(合理即可)”。
【答案】
任务一:实 放大镜 任务二:(1)交换两块透镜的位置 (2)①相同 ②找到最大、最清晰的像 物镜和目镜之间的距离 任务三:增大目镜镜筒的直径(合理即可)
【知识点】
凸透镜成像规律、望远镜原理、实验操作规范
【点评】
本题结合跨学科实践考查望远镜制作相关知识,将凸透镜成像规律与实际应用结合,注重实验操作细节,难度适中,能有效考查学生的知识应用能力和实践思维。
【难度系数】
0.6
本题围绕望远镜制作的跨学科实践展开,需结合凸透镜成像规律、望远镜原理及实验操作要求逐一分析各空:1. 任务一:望远镜物镜使远处物体成像,根据凸透镜成像规律,物距远大于2倍焦距时成倒立缩小实像,目镜作用是放大像,相当于放大镜;2. 任务二(1):确定物镜和目镜需对比两种组合的成像效果,已用A为物镜B为目镜,接下来应交换两块透镜位置重复操作;3. 任务二(2)①:组装器材时三者中心高度需相同,确保像成在中心便于观察;4. 任务二(2)②:实验中需调节目镜至找到最大最清晰的像,记录两镜距离确定镜筒长度;5. 任务三:镜筒缝隙偏大,可通过增大目镜镜筒直径等合理方式改进。
【解析】
任务一:望远镜物镜利用凸透镜成像,远处物体在物镜2倍焦距外时,成倒立、缩小的实像;目镜相当于放大镜,将物镜所成实像放大,故依次填“实”“放大镜”。
任务二(1):为确定物镜和目镜,需交换两块透镜位置,即把B透镜作为物镜、A透镜作为目镜,重复操作对比成像效果,故填“交换两块透镜的位置”。
任务二(2)①:组装实验器材时,调节F形发光物体、两个凸透镜的中心高度相同,目的是使像成在中心位置便于观察,故填“相同”。
任务二(2)②:实验中前后调节目镜,直至找到最大、最清晰的像,此时记录物镜和目镜之间的距离,以此确定镜筒长度,故依次填“找到最大、最清晰的像”“物镜和目镜之间的距离”。
任务三:镜筒缝隙偏大,可通过增大目镜镜筒的直径(或用双面胶填充缝隙等合理方法)改进,故填“增大目镜镜筒的直径(合理即可)”。
【答案】
任务一:实 放大镜 任务二:(1)交换两块透镜的位置 (2)①相同 ②找到最大、最清晰的像 物镜和目镜之间的距离 任务三:增大目镜镜筒的直径(合理即可)
【知识点】
凸透镜成像规律、望远镜原理、实验操作规范
【点评】
本题结合跨学科实践考查望远镜制作相关知识,将凸透镜成像规律与实际应用结合,注重实验操作细节,难度适中,能有效考查学生的知识应用能力和实践思维。
【难度系数】
0.6
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