1.在跨学科实践课上,同学们开展了“制作望远镜”的项目化学习活动,设计一个望远镜,并用它观察校园内远处的物体,下面是同学们的实践过程,请帮助完成以下内容。
【项目分析】
(1)了解望远镜的基本原理。
(2)设计一个望远镜,能够用它观察校园内远处的物体。
(3)根据你的设计方案,选用合适的器材,制作一个望远镜并进行调试。
【项目实施】
(1)了解望远镜的基本原理
如图甲所示的望远镜是由两组

(2)设计简易望远镜
①确定望远镜的放大倍率。放大倍率为2~3倍。
②选择合适的物镜和目镜。
望远镜被誉为“洞察宇宙的眼睛”。选择两块焦距和口径不同的凸透镜制作望远镜。
Ⅰ.物镜应该选择的凸透镜是 (
A.焦距长、口径小 B.焦距长、口径大
C.焦距短、口径大 D.焦距短、口径小
Ⅱ.目镜应该选择的凸透镜是 (
A.焦距长、口径小 B.焦距长、口径大
C.焦距短、口径大 D.焦距短、口径小
③设计镜筒。如图乙所示,根据所选凸透镜的直径,利用数学知识计算相关尺寸,选择瓦楞纸、PVC管等作为镜筒,进行组装。

(3)制作及调试望远镜
①制作。
②试用与调整。
一只手握住物镜镜筒保持不动,另一只手不断调整目镜镜筒的位置,直到在望远镜中看到校内远处物体清晰的像为止,此时远处的物体通过自制望远镜成的是
【展示交流】
(1)制作完成后,他们用望远镜观察远处树木,肉眼直接观察树木如图丙所示,则在原地用自制望远镜看到的像是

(2)为使看到的像与物相比不失真,老师建议他们将望远镜设计成物镜与目镜不共轴、中部为空腔的形状(图丁所示),再利用几片小平面镜,安装到中部空腔内以改变光路,可以满足要求。小明按照图戊所示方法,将两块平面镜彼此平行安装在空腔中,你认为这样制作能够达到要求吗?如果能,请说明理由;如果不能,请保留图上可取的设计,对无用的设计打“×”,并补上接下来的设计,只需补上一步即可。中部空腔内至少需要

【项目分析】
(1)了解望远镜的基本原理。
(2)设计一个望远镜,能够用它观察校园内远处的物体。
(3)根据你的设计方案,选用合适的器材,制作一个望远镜并进行调试。
【项目实施】
(1)了解望远镜的基本原理
如图甲所示的望远镜是由两组
凸透镜
组成的,靠近眼睛的叫作目镜
,靠近被观测物体的叫作物镜
。物镜的作用是使远处的物体在焦点附近成缩小
(填“放大”或“缩小”)的实像
(填“实像”或“虚像”),目镜的作用相当于一个放大镜
,用来把这个像放大。(2)设计简易望远镜
①确定望远镜的放大倍率。放大倍率为2~3倍。
②选择合适的物镜和目镜。
望远镜被誉为“洞察宇宙的眼睛”。选择两块焦距和口径不同的凸透镜制作望远镜。
Ⅰ.物镜应该选择的凸透镜是 (
B
)A.焦距长、口径小 B.焦距长、口径大
C.焦距短、口径大 D.焦距短、口径小
Ⅱ.目镜应该选择的凸透镜是 (
D
)A.焦距长、口径小 B.焦距长、口径大
C.焦距短、口径大 D.焦距短、口径小
③设计镜筒。如图乙所示,根据所选凸透镜的直径,利用数学知识计算相关尺寸,选择瓦楞纸、PVC管等作为镜筒,进行组装。
(3)制作及调试望远镜
①制作。
②试用与调整。
一只手握住物镜镜筒保持不动,另一只手不断调整目镜镜筒的位置,直到在望远镜中看到校内远处物体清晰的像为止,此时远处的物体通过自制望远镜成的是
倒立
(填“正立”或“倒立”)缩小
(填“放大”或“缩小”)的像。【展示交流】
(1)制作完成后,他们用望远镜观察远处树木,肉眼直接观察树木如图丙所示,则在原地用自制望远镜看到的像是
D
(填字母)。(2)为使看到的像与物相比不失真,老师建议他们将望远镜设计成物镜与目镜不共轴、中部为空腔的形状(图丁所示),再利用几片小平面镜,安装到中部空腔内以改变光路,可以满足要求。小明按照图戊所示方法,将两块平面镜彼此平行安装在空腔中,你认为这样制作能够达到要求吗?如果能,请说明理由;如果不能,请保留图上可取的设计,对无用的设计打“×”,并补上接下来的设计,只需补上一步即可。中部空腔内至少需要
4
块平面镜。答案
【项目实施】(1)凸透镜;目镜;物镜;缩小;实像;放大镜
(2)②Ⅰ.B Ⅱ.D (3)②倒立;缩小
【展示交流】(1)D (2)如图所示
解析
【分析】
要解决这道望远镜的实践题,需掌握望远镜的光学原理:望远镜由两组凸透镜构成,靠近观测物体的是物镜,靠近眼睛的是目镜。物镜利用凸透镜成像规律,使远处物体在焦点附近成缩小的实像;目镜相当于放大镜,将这个实像放大。选择透镜时,物镜需焦距长、口径大(保证成像清晰明亮),目镜需焦距短、口径小(实现合适放大倍率)。望远镜最终成倒立缩小的像,而通过平面镜改变光路时,需利用光的反射规律调整像的正倒,本题中需4块平面镜完成光路调整。
【解析】
项目实施
(1) 望远镜的基本构造是两组凸透镜,靠近眼睛的透镜叫目镜,靠近被观测物体的透镜叫物镜;根据凸透镜成像规律,远处物体在物镜的二倍焦距以外,成倒立、缩小的实像;目镜的作用相当于放大镜,将这个实像进一步放大。
(2) ②Ⅰ. 物镜需要会聚更多光线,使像更清晰明亮,因此选择焦距长、口径大的凸透镜,对应选项B;Ⅱ. 目镜需要短焦距实现2~3倍的放大倍率,且口径小即可,对应选项D。
(3) ②. 望远镜的物镜成倒立缩小的实像,目镜放大该像,最终看到的是倒立、缩小的像。
展示交流
(1) 望远镜成倒立缩小的像,对应选项D。
(2) 要使看到的像与物相比不失真(正立),需通过平面镜改变光路,结合光的反射规律,至少需要4块平面镜调整光路,使最终看到的像为正立。
【答案】
【项目实施】(1)凸透镜;目镜;物镜;缩小;实像;放大镜
(2)②Ⅰ.B Ⅱ.D (3)②倒立;缩小
【展示交流】(1)D (2)如图所示
;4
【知识点】
凸透镜成像规律、望远镜原理、平面镜应用
【点评】
本题为跨学科实践题,将物理光学知识与实际制作结合,考查学生对望远镜构造、原理的理解及应用能力,注重理论联系实际,难度适中。
【难度系数】
0.5
要解决这道望远镜的实践题,需掌握望远镜的光学原理:望远镜由两组凸透镜构成,靠近观测物体的是物镜,靠近眼睛的是目镜。物镜利用凸透镜成像规律,使远处物体在焦点附近成缩小的实像;目镜相当于放大镜,将这个实像放大。选择透镜时,物镜需焦距长、口径大(保证成像清晰明亮),目镜需焦距短、口径小(实现合适放大倍率)。望远镜最终成倒立缩小的像,而通过平面镜改变光路时,需利用光的反射规律调整像的正倒,本题中需4块平面镜完成光路调整。
【解析】
项目实施
(1) 望远镜的基本构造是两组凸透镜,靠近眼睛的透镜叫目镜,靠近被观测物体的透镜叫物镜;根据凸透镜成像规律,远处物体在物镜的二倍焦距以外,成倒立、缩小的实像;目镜的作用相当于放大镜,将这个实像进一步放大。
(2) ②Ⅰ. 物镜需要会聚更多光线,使像更清晰明亮,因此选择焦距长、口径大的凸透镜,对应选项B;Ⅱ. 目镜需要短焦距实现2~3倍的放大倍率,且口径小即可,对应选项D。
(3) ②. 望远镜的物镜成倒立缩小的实像,目镜放大该像,最终看到的是倒立、缩小的像。
展示交流
(1) 望远镜成倒立缩小的像,对应选项D。
(2) 要使看到的像与物相比不失真(正立),需通过平面镜改变光路,结合光的反射规律,至少需要4块平面镜调整光路,使最终看到的像为正立。
【答案】
【项目实施】(1)凸透镜;目镜;物镜;缩小;实像;放大镜
(2)②Ⅰ.B Ⅱ.D (3)②倒立;缩小
【展示交流】(1)D (2)如图所示
【知识点】
凸透镜成像规律、望远镜原理、平面镜应用
【点评】
本题为跨学科实践题,将物理光学知识与实际制作结合,考查学生对望远镜构造、原理的理解及应用能力,注重理论联系实际,难度适中。
【难度系数】
0.5
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