科学家利用巨大的天文望远镜接收来自遥远星系的信息,实践课上,同学们也想要制作一个望远镜并进行调试,下面是某小组同学的实践过程,请帮助他们完成下列内容:
【基本原理】
小组同学查阅资料了解到,一种望远镜可以看作是由两个凸透镜组成,一个是目镜(靠近眼睛),一个是物镜(靠近被观测物体),如图甲所示。

(1)物镜的作用是使远处的物体在焦点附近成
(2)望远镜的放大倍率为物镜的焦距与目镜的焦距之比。
(3)物镜的直径一般比目镜的直径大。
【项目实施】
1. 器材准备:
根据望远镜的基本原理,小组同学准备了两块凸透镜(甲透镜焦距为 10 cm,直径约为 5 cm;乙透镜焦距为 5 cm,直径约为 4 cm)、瓦楞纸、剪刀、透明胶、双面胶等。
2. 选择合适的物镜和目镜:
小组要制作放大倍率为 2 倍的望远镜,那么根据准备的器材,应该将
3. 设计、制作镜筒
在用望远镜对不
(1)组装器材:依次将目镜、物镜和“F”形光源安装在光具座上,使三者的中心在
(2)如图丙所示,先将“F”形光源放在 98 cm 刻度线处、物镜放在 20 cm 刻度线处、目镜放在 10 cm 刻度线处,接着前后调节目镜和物镜,直至透过目镜观察到
(3)通过多次实验我们发现:
①当物镜成实像时,物体越靠近物镜,所成的像越
②物镜所成的像应在目镜的焦距内,且越靠近目镜的焦点,目镜所成的像越
(4)根据实验总结,观察远处物体时物镜与目镜之间的距离
(5)根据测算的目镜与物镜之间的最佳距离,确定镜筒的长度,并将目镜镜筒插入物镜镜筒内,制作好望远镜。
【展示交流】
(1)通过自制望远镜观察远处的物体,所成的是
(2)大家用不同小组制作完成的望远镜观察远处同一个物体,发现像的大小、清晰度不完全相同,针对观察效果不理想的小组,请你帮忙提出一个合理的改进建议:
【基本原理】
小组同学查阅资料了解到,一种望远镜可以看作是由两个凸透镜组成,一个是目镜(靠近眼睛),一个是物镜(靠近被观测物体),如图甲所示。
(1)物镜的作用是使远处的物体在焦点附近成
倒立
、缩小
的实像;目镜的作用相当于一个放大镜,用来把物镜所成的像放大
。(2)望远镜的放大倍率为物镜的焦距与目镜的焦距之比。
(3)物镜的直径一般比目镜的直径大。
【项目实施】
1. 器材准备:
根据望远镜的基本原理,小组同学准备了两块凸透镜(甲透镜焦距为 10 cm,直径约为 5 cm;乙透镜焦距为 5 cm,直径约为 4 cm)、瓦楞纸、剪刀、透明胶、双面胶等。
2. 选择合适的物镜和目镜:
小组要制作放大倍率为 2 倍的望远镜,那么根据准备的器材,应该将
甲
透镜作为物镜,乙
透镜作为目镜。(两空均选填“甲”或“乙”)3. 设计、制作镜筒
在用望远镜对不
同
远近的物体进行观察时,需要调节两块透镜间的距离,于是可将镜筒设置成两段套在一起,如图乙所示,便于使用时调节。我们可以在光具座上模拟望远镜的成像原理,通过分析、推理得到最佳距离。(1)组装器材:依次将目镜、物镜和“F”形光源安装在光具座上,使三者的中心在
同一高度
。(2)如图丙所示,先将“F”形光源放在 98 cm 刻度线处、物镜放在 20 cm 刻度线处、目镜放在 10 cm 刻度线处,接着前后调节目镜和物镜,直至透过目镜观察到
清晰
的像,记录物镜和目镜之间的距离。(3)通过多次实验我们发现:
①当物镜成实像时,物体越靠近物镜,所成的像越
远离
(选填“靠近”或“远离”)物镜的焦点,所以远处物体通过物镜所成的像离物镜的焦点近
,近处的物体通过物镜所成的像离物镜的焦点远
(后两空均选填“近”或“远”);②物镜所成的像应在目镜的焦距内,且越靠近目镜的焦点,目镜所成的像越
大
(选填“大”或“小”)。(4)根据实验总结,观察远处物体时物镜与目镜之间的距离
小于
(选填“大于”“等于”或“小于”)观察近处物体时物镜与目镜之间的距离。(5)根据测算的目镜与物镜之间的最佳距离,确定镜筒的长度,并将目镜镜筒插入物镜镜筒内,制作好望远镜。
【展示交流】
(1)通过自制望远镜观察远处的物体,所成的是
倒立
、缩小
的像。(2)大家用不同小组制作完成的望远镜观察远处同一个物体,发现像的大小、清晰度不完全相同,针对观察效果不理想的小组,请你帮忙提出一个合理的改进建议:
适当调整两个镜筒的长度,使物镜与目镜可以达到成像的最佳距离
。答案
跨学科实践 1 自制天文望远镜
【基本原理】(1)倒立 缩小 放大
【项目实施】2. 甲 乙 3. (1)同一高度 (2)清晰 (3)①远离 近 远 ②大 (4)小于
【展示交流】(1)倒立 缩小 (2)适当调整两个镜筒的长度,使物镜与目镜可以达到成像的最佳距离
【基本原理】(1)倒立 缩小 放大
【项目实施】2. 甲 乙 3. (1)同一高度 (2)清晰 (3)①远离 近 远 ②大 (4)小于
【展示交流】(1)倒立 缩小 (2)适当调整两个镜筒的长度,使物镜与目镜可以达到成像的最佳距离
解析
【解析】
1. 【基本原理】(1)根据望远镜物镜成像特点,远处物体在物镜焦点附近成倒立、缩小的实像;目镜相当于放大镜,将物镜所成的像放大。
2. 【项目实施】2. 由望远镜放大倍率为物镜焦距与目镜焦距之比,甲透镜焦距10cm,乙透镜焦距5cm,$\frac{10\mathrm{cm}}{5\mathrm{cm}}=2$,符合2倍放大倍率要求,故甲为物镜,乙为目镜。
3. 【项目实施】3. (1)光具座实验中,为使像成在光屏中央,需让三者中心在同一高度;(2)调节透镜位置,直至透过目镜观察到清晰的像;(3)①根据凸透镜成像规律,物体越靠近物镜,所成的像越远离物镜的焦点;远处物体距物镜远,所成的像离物镜的焦点近,近处物体距物镜近,所成的像离物镜的焦点远;②当像在目镜焦距内时,越靠近目镜的焦点,根据放大镜成像特点,成的像越大;(4)远处物体通过物镜成的像更靠近焦点,近处物体成的像远离焦点,目镜需对该像放大,故观察远处物体时物镜与目镜之间的距离小于观察近处物体时的距离。
4. 【展示交流】(1)望远镜观察远处物体,最终成倒立、缩小的像;(2)观察效果不佳时,可通过调整镜筒长度,使物镜与目镜达到最佳成像距离。
【答案】
【基本原理】(1)倒立;缩小;放大
【项目实施】2. 甲;乙
3. (1)同一高度
(2)清晰
(3)①远离;近;远
②大
(4)小于
【展示交流】(1)倒立;缩小
(2)适当调整两个镜筒的长度,使物镜与目镜可以达到成像的最佳距离
【知识点】
望远镜成像原理;凸透镜成像规律;光具座实验操作
【点评】
本题以自制望远镜为载体,将理论知识与实践操作结合,考查望远镜成像原理及凸透镜成像规律的应用,锻炼学生知识迁移与动手实践能力。
【难度系数】
0.6
1. 【基本原理】(1)根据望远镜物镜成像特点,远处物体在物镜焦点附近成倒立、缩小的实像;目镜相当于放大镜,将物镜所成的像放大。
2. 【项目实施】2. 由望远镜放大倍率为物镜焦距与目镜焦距之比,甲透镜焦距10cm,乙透镜焦距5cm,$\frac{10\mathrm{cm}}{5\mathrm{cm}}=2$,符合2倍放大倍率要求,故甲为物镜,乙为目镜。
3. 【项目实施】3. (1)光具座实验中,为使像成在光屏中央,需让三者中心在同一高度;(2)调节透镜位置,直至透过目镜观察到清晰的像;(3)①根据凸透镜成像规律,物体越靠近物镜,所成的像越远离物镜的焦点;远处物体距物镜远,所成的像离物镜的焦点近,近处物体距物镜近,所成的像离物镜的焦点远;②当像在目镜焦距内时,越靠近目镜的焦点,根据放大镜成像特点,成的像越大;(4)远处物体通过物镜成的像更靠近焦点,近处物体成的像远离焦点,目镜需对该像放大,故观察远处物体时物镜与目镜之间的距离小于观察近处物体时的距离。
4. 【展示交流】(1)望远镜观察远处物体,最终成倒立、缩小的像;(2)观察效果不佳时,可通过调整镜筒长度,使物镜与目镜达到最佳成像距离。
【答案】
【基本原理】(1)倒立;缩小;放大
【项目实施】2. 甲;乙
3. (1)同一高度
(2)清晰
(3)①远离;近;远
②大
(4)小于
【展示交流】(1)倒立;缩小
(2)适当调整两个镜筒的长度,使物镜与目镜可以达到成像的最佳距离
【知识点】
望远镜成像原理;凸透镜成像规律;光具座实验操作
【点评】
本题以自制望远镜为载体,将理论知识与实践操作结合,考查望远镜成像原理及凸透镜成像规律的应用,锻炼学生知识迁移与动手实践能力。
【难度系数】
0.6
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