第5节 跨学科实践:制作望远镜 · 练习题(共21题) 首页 › 八年级上 › 第五章 透镜及其应用 › 第5节 跨学科实践:制作望远镜1. 单选题 中等
天文爱好者所使用的望远镜如图所示。以下判断正确的是( )
A. A镜是目镜B. B镜是物镜C. 由于没有光屏,太空中的星体通过A镜成的是虚像D. 太空中的星体通过A镜成的像是倒立缩小的实像答案: D
查看解析 AB.望远镜的物镜和目镜都是凸透镜,靠近眼睛的是目镜,靠近物体的是物镜,即A是物镜,B是目镜,故AB错误;
CD.物镜的作用是成倒立、缩小的实像,故C错误,D正确。
故选D。
2. 填空题 中等
开普勒望远镜的目镜和物镜使用的都是________透镜,______ 镜的焦距较大(选填“物镜”或“目镜”),当被观察物体在物镜的两倍焦距以外时,物体成一个______ (选填“放大”或“缩小”)的 ______ 像 (填“实”或“虚”),然后这个像再经过目镜______(选填“放大”或“缩小”),观察者就能看清楚远处的物体。我们不能看清一个物体,与物体对我们的眼睛所成的视角大小有关,物体离我们越近,视角越______ ,看物体越清楚。
答案: 凸 物 缩小 实 放大 大
查看解析 [1][2]望远镜的目镜和物镜都是凸透镜,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,这个倒立缩小的实像正好落在目镜焦距内的位置,这个实像经过目镜成一个正立、放大的虚像,物镜的焦距较大。
[3][4][5]当被观察物体在物镜二倍焦距以外时,物体成一个倒立、缩小的实像,目镜成放大的虚像。
[6]视角的大小不仅与物体的大小有关,还与眼睛距离物体的远近有关,物体离我们越近,视角越大,看物体越清楚。
3. 单选题 中等
“超级月亮”比正常时的月亮要大百分之二十,亮度也有所增加,某天文爱好者为了研究这一现象,于是架设一台开普勒望远镜做进一步观察。关于该望远镜,下列说法正确的是( )
A. 它的物镜和目镜都是凹透镜B. 它的物镜相当于投影仪,用来把物体放大C. 物镜的作用是使远处的物体在焦点附近成虚像D. 它由两个透镜组成,靠近眼睛的为目镜,靠近被观测物体的为物镜答案: D
查看解析 A.望远镜的物镜和目镜都是凸透镜,故A错误;
B.望远镜的物镜相当于照相机的镜头,使远处的物体成一个倒立缩小的实像,故B错误;
C.望远镜的物镜的作用是使得无限远处的物体在焦点附近成一个倒立缩小的实像,目镜再把这个像放大,故C错误;
D.望远镜由两组凸透镜组成,靠近眼镜的为目镜,靠近被观测物体的为物镜,故D正确。
故选D。
4. 实验探究题 中等
探物" 小组进行凸透镜成像规律的实验探究
(1) 将光源、凸透镜、光屏依次放在光具座上,如图所示。
答案:无
(2) 小组进行实验探究。实验数据如表,分析表中数据可知:该凸透镜的焦距是 ______ cm;当凸透镜成实像时,随着物距减小,像距 ______(选填 "增大" 或 "减小"),像逐渐变 ______(选填 "大" 或 "小");(物高 h = 2.0 cm)
答案:10.0; 增大;大
(3) 调节物距 u = 5.0 cm,移动光屏,始终无法得到清晰的像,原因是 ____________________。
答案:此时 u < f,成正立、放大的虚像,虚像不能在光屏上呈现
(4) 某项目化学习小组用该凸透镜、长方体纸盒、大小不同的两个纸筒(可套在一起)、半透明塑料膜、刻度尺、胶带、剪刀、割纸刀等制作简易照相机。
制作:根据凸透镜的焦距 f 裁剪两个纸筒 M、N,凸透镜安装在纸筒 N 的一端,M 正好套在 N 的外面,并能进行抽拉;纸盒的一面割出一个圆孔套进纸筒 M,纸盒的另一面裁出一个长方形孔,套上半透明塑料膜,如下图所示。半透明塑料膜到透镜光心的距离应在 ____________ 范围内调节。
使用:用简易照相机对着光具座上的 F 光源,调节纸筒 M、N 的距离,直至半透明塑料膜上成清晰的像。若要看到 F 光源放大的像,则应 ______(选填 "靠近" 或 "远离")F 光源,同时将纸筒 N ______(选填 "往前伸" 或 "往后缩")。
答案:大于 10 cm 且小于 20 cm(即 f < v < 2f) 靠近;往前伸
答案: (1) 无;(2) 10.0; 增大;大;(3) 此时 u < f,成正立、放大的虚像,虚像不能在光屏上呈现;(4) 大于 10 cm 且小于 20 cm(即 f < v < 2f) 靠近;往前伸
查看解析 (2)① 由表格数据可知,当物距 u = 20.0 cm 时,像距 v = 20.0 cm,此时物距等于像距,说明物体位于凸透镜的二倍焦距处,因此焦距 f = u / 2 = 20.0 cm / 2 = 10.0 cm。
② 分析实验数据可知,凸透镜成实像时遵循 "物近像远像变大" 的规律,即随着物距减小,像距逐渐变大,像也逐渐变大。
(3)已知 f = 10.0 cm,物距 u = 5.0 cm,此时 u < f,成正立、放大的虚像,而虚像不能成在光屏上,所以移动光屏始终无法得到清晰的像。
(4)① 照相机是根据 u > 2f 时成倒立、缩小实像的原理制成的,此时像距满足 f < v < 2f,因此半透明塑料膜到透镜光心的距离 v 可调节的范围是 10~20 cm。
② 若要看到 F 光源放大的像,根据凸透镜成实像时 "物近像远像变大" 的规律,应靠近 F 光源(减小物距),同时将纸筒 N 往前伸(增大像距)。
5. 填空题 中等
如图所示,这是一架望远镜的示意图。小乐在跨学科实践活动中想制作一个这样的望远镜,远处的物体经过物镜成像的原理与____________(选填“放大镜”“照相机”或“投影仪”)的成像原理相同;目镜所成的像是正立、放大的_______ 像。
答案: 照相机 虚
查看解析 [1]远处的物体距离望远镜的物镜较远,在二倍焦距以外,所以远处的物体经过望远镜的物镜成缩小、倒立的实像,成像原理与照相机的相同。
[2]目镜的作用是将物镜所成的实像放大,成像原理与放大镜的成像原理相同,成正立,放大的虚像。
6. 单选题 中等
“大视场巡天望远镜”是截至目前全球唯一的大口径兼大视场光学时域巡天望远镜。关于天文望远镜,下列说法正确的是( )
A. 它是由一个凸透镜和一个凹透镜组成B. 它的物镜的作用是使远处的物体在焦点附近成虚像C. 它的目镜相当于一个放大镜,用来把像放大D. 它的物镜和显微镜的物镜作用相同答案: C
查看解析 A.天文望远镜主要由两个凸透镜组成,物镜用于使远处物体成像,目镜用于放大物镜所成的像,并非由一个凸透镜和一个凹透镜组成,故A错误;
B.天文望远镜的物镜是让远处的物体在焦点附近成倒立、缩小的实像,而不是虚像,故B错误;
C.文望远镜的目镜相当于一个放大镜,它把物镜所成的像进一步放大,这样我们就能看清远处的物体,故C正确;
D.天文望远镜的物镜是使远处物体成倒立、缩小的实像;显微镜的物镜是使载物台上的物体成倒立、放大的实像,二者作用不同,故D错误。
故选C。
7. 单选题 中等
生活处处有物理,留心观察皆学问。下列生活中的现象及其解释正确的是( )
A. 望远镜的物镜成像原理与照相机的成像原理相同B. 水沸腾时壶口冒出的“白气”是空气中的水蒸气汽化形成的C. 汽车后视镜是一个凹面镜,是为了扩大观察范围D. 用次声波可击碎人体内“结石”,说明声音具有能量答案: A
查看解析 A.望远镜的物镜与照相机镜头均为凸透镜,当物体位于两倍焦距以外时,成倒立、缩小的实像,故A正确;
B.水沸腾时壶口冒出的“白气”是高温水蒸气遇冷液化形成的小水滴,故B错误;
C.汽车后视镜为凸面镜,凸面镜能发散光线、扩大观察范围,故C错误;
D.声音具有能量,用超声波可击碎人体内“结石”,故D错误。
故选A。
8. 单选题 中等
如图所示,是小红自制望远镜的结构示意图,对此判断不正确的是( )
A. A镜应为物镜,B镜应为目镜B. 望远镜的目镜和物镜作用不相同C. 目镜的焦距应较长,物镜的焦距应较短D. 物镜的作用是使远处的物体在焦点附近成实像答案: C
查看解析 A.望远镜的物镜焦距比较长,直径会大一点,所以A镜应为物镜,B镜是目镜,故A正确,不符合题意;
B.望远镜的物镜相当于照相机,远处的物体经物镜折射后成缩小的实像,再通过目镜的放大作用,增大视角,所以望远镜的目镜和物镜作用不相同,故B正确,不符合题意;
C.望远镜的目镜焦距较短,物镜的焦距较长,故C错误,符合题意;
D.观察最远处的物体时,物镜相当于照相机,成倒立缩小的实像,像的位置在一倍和二倍焦距之间,且靠近焦点,故D正确,符合题意。
故选C。
9. 单选题 中等
对下列图示的解释,正确的是( )
①甲图:人之所以能看见本身不发光的物体,是因为物体反射的光进入了人的眼睛
②乙图:小孔成像与凸透镜成像都能成倒立的实像,所以成像原理相同
③丙图:望远镜的物镜相当于照相机,成倒立、缩小的实像
④丁图:航天员传回的在太空拍摄的照片,其背景大都是黑色的,说明光在真空中不能传播
A. 只有①②B. 只有①③C. 只有②④D. 只有③④答案: B
查看解析 ①不透明物体的颜色是由其反射的色光决定的,我们能够看见不发光的物体,是因为物体反射的光进入了我们的眼睛,故①正确;
②小孔成像是光沿直线传播现象,成倒立的实像,凸透镜成倒立的实像是光的折射现象,二者原理不同,故②错误;
③望远镜的物镜相当于照相机,成倒立、缩小的实像,望远镜的目镜相当于放大镜,成正立放大的虚像,故③正确;
④光在真空中传播速度最快,太空中没有气体,是真空的,没有光能反射或折射进入眼睛,所以看起来是黑的,故④错误。
综上所述:①③正确,②④错误。
故选B。
10. 单选题 中等
如图所示,下列关于光学现象的描述正确的是( )
A. 图甲中,物体通过小孔成倒立的虚像B. 图乙中,戴凹透镜可以矫正远视眼C. 图丙中,“彩虹”的上端是紫光D. 图丁中,天文望远镜的目镜相当于放大镜,物镜相当于照相机的镜头答案: D
查看解析 A.物体通过小孔成倒立的实像,是利用光沿直线传播现象形成的,故A错误;
B.凹透镜具有发散作用,戴凹透镜可以矫正近视眼,故B错误;
C.“彩虹”是光的色散现象,是太阳光通过折射后形成的彩色光带,上端是红光,故C错误;
D.天文望远镜的目镜相当于放大镜,成正立放大的虚像,物镜相当于照相机的镜头,成倒立缩小的实像,故D正确。
故选D。
11. 单选题 中等
小聪同学取两个焦距不同的放大镜,一只手握住一个,调整两个放大镜间的距离,可以看清远处的古塔。以下说法错误的是( )
A. 靠近眼睛的镜片,对光线有会聚作用B. 远处的镜片,相当于望远镜的物镜,焦距较长,成的是正立放大像C. 靠近眼睛的镜片,相当于望远镜的目镜,其作用相当于一个放大镜D. 远处的镜片,直径比我们眼睛的瞳孔大得多,这样可以会聚更多的光答案: B
查看解析 A.小聪同学取两个焦距不同的放大镜,放大镜是由凸透镜制成,对光线有会聚作用,故A正确,不符合题意;
B.两个不同焦距的放大镜组成了望远镜,远处的镜片是物镜,成的是倒立缩小的实像,故B错误,符合题意;
C.靠近眼睛的镜片是目镜,成的是正立、放大的虚像,作用相当于放大镜,故C正确,不符合题意;
D.远处的镜片,直径比我们眼睛的瞳孔大得多,这样可以会聚更多的光,使得所成的像更加明亮,故D正确,不符合题意。
故选B。
12. 单选题 中等
关于如下图所示的望远镜,下列说法正确的是( )
A. 靠近眼睛的镜片为目镜,靠近被观测物体的镜片为物镜B. 它的物镜和目镜都是凹透镜C. 它的物镜相当于投影仪D. 它的目镜和物镜作用相同答案: A
查看解析 AB.望远镜是由两个凸透镜组成的,靠近眼睛的为目镜,靠近被观测物体的为物镜,故A正确,B错误;
CD.望远镜的物镜相当于照相机,使远处的物体成一个倒立、缩小的实像,而目镜相当于放大镜,成正立、放大的虚像,目镜和物镜的作用不相同,故CD错误
故选A。
13. 单选题 中等
下列现象中,利用光的折射现象的是( )
A. 激光引导B. 林间光斑C. 自制望远镜模型D. 自制潜望镜模型答案: C
查看解析 A.激光引导掘进方向,利用了光的直线传播,故A不符合题意;
B.林间光斑属于小孔成像,是由光的直线传播形成的,故B不符合题意;
C.在该模型中,目镜和物镜都是凸透镜,利用的光的折射,故C符合题意;
D.潜望镜是利用光的反射原理,故D不符合题意。
故选C。
14. 填空题 中等
在物理科技活动中,小明利用橡皮筋等自制了如图甲所示的简易“古筝”,并用它进行了演奏,“古筝”的声音是由琴弦的_______产生的;如图乙是小明自制的“水滴显微镜”,通过该显微镜看到的是标本________(选填“倒立”或“正立”)的像。
答案: 振动 倒立
查看解析 [1]声音是由物体的振动产生的,演奏“古筝”时,琴弦振动产生声音,所以“古筝”的声音是由琴弦的振动产生的。
[2]凸透镜在上面是目镜,水滴靠近标本是物镜,标本通过水滴所成的像是倒立、放大的实像,通过放大镜看到放大的虚像,所以通过该显微镜看到的是标本是倒立的像。
15. 填空题 中等
如图所示,在透明塑料板上先滴一滴小水滴,小水滴相当于一个焦距较短的_____透镜,再用一个焦距较长的______透镜作为目镜,可以看到昆虫翅膀__________的像(填“缩小”或“放大”)。
答案: 凸 凸 放大
查看解析 [1][2][3]往盒面滴一滴水滴,小水滴中间厚边缘薄,小水滴可以看出焦距很小的凸透镜,成倒立、放大的实像,此时的小水滴相当于显微镜的物镜,再用一个焦距较长的凸透镜作为目镜,缓慢调节透镜与水滴间的距离就会看到昆虫翅膀为放大的像。
16. 填空题 中等
16 世纪,波兰天文学家哥白尼在《天体运行论》中描述了一个全新的宇宙,人们称其为 __________;现代宇宙观认为,宇宙是一个有 ________的天体结构系统,它是有起源的,并且是不断膨胀、演化的。
答案: 日心说 层次
查看解析 [1]公元2世纪,古罗马天文学家托勒玫总结前人的经验,提出以地球为中心的宇宙模型,简称“地心说”;16世纪初,波兰文学家哥白尼提出以太阳为中心的宇宙模型,简称“日心说”。
[2]现代宇宙观认为,宇宙是一个有层次的天体结构系统,包括星系、星系团、超星系团等不同层次的结构。
17. 填空题 中等
如图,小明制作简易望远镜时优先选用________(选填“A”或“B”)作为物镜,目镜成像原理和______________(选填“照相机”“投影仪”或“放大镜”)相同,若制作中没有现成的透镜,可以选用合适的___________(选填“近视”或“远视”)眼镜镜片来代替。
答案: B 放大镜 远视
查看解析 [1]望远镜的物镜是靠近被观测物体的一组透镜,作用相当于照相机的镜头,远处的物体在物镜的二倍焦距之外,经物镜在物镜的焦点附近成倒立、缩小的实像,因此制作简易望远镜时优先选用B作为物镜。
[2][3]目镜成像成正立、放大的虚像,成像原理和放大镜相同,若制作中没有现成的透镜,由于远视眼镜是凸透镜,可以选用合适的远视眼镜镜片来代替。
18. 实验探究题 中等
某同学用两个焦距分别为10cm和20cm的凸透镜制作了一个如图甲所示的望远镜。
(1) 目镜的作用相当于一个 _____________(填“照相机”“投影仪”或“放大镜”);
答案:放大镜
(2) 这种望远镜的放大倍率是物镜的焦距与目镜的焦距之比,为了让成像质量好一些,放大倍率为2~3倍即可,因此应选择焦距为___________cm的凸透镜作为物镜,另一个凸透镜作为目镜;
答案:20
(3) 该同学制作的望远镜结构如图乙所示,用它观察远处物体时,眼睛在图乙中 ___________(填字母)位置观察效果更好,当他观察的物体变近时,应将纸筒___________ (填“拉长一些”“缩短一些”或“保持不变”)。
答案:C 拉长一些
答案: (1) 放大镜;(2) 20;(3) C 拉长一些
查看解析 (1)望远镜的物镜和目镜都是一个凸透镜,物镜成倒立、缩小的实像,这个像成在目镜一倍焦距以内,目镜成正立、放大的虚像;物镜相当于照相机,目镜相当于放大镜。
(2)为了让成像质量好一些,取放大倍率为2~3倍即可,且应选择焦距较长、直径较大的凸透镜作为物镜,故20cm的凸透镜作为物镜,10cm的凸透镜作为目镜。
(3)[1][2]用图乙的望远镜观察远处物体时,眼睛在图乙中C位置观察效果更好,此时成像更清晰;当他观察的物体变近时,像距会变大,应将纸筒拉长一些。
19. 实验探究题 中等
小硕用如图甲所示的装置探究 “凸透镜成像规律” 的实验中,记录并绘制了物距 u 和像距 v 之间的关系图像如图乙所示。
(1) 按照图甲安装实验器材时,为了使像成在光屏中央,除了将光源、A 凸透镜和光屏依次放在光具座上,还应调整他们的中心大致在______。由图乙可得出该实验所用 A 凸透镜的焦距是______cm。
答案:同一高度;10
(2) 当各元件位置如图甲所示时,可在光屏上得到一个清晰像,生活中的______(填 “照相机”“投影仪” 或 “放大镜”)就是利用这一成像原理制成的。
答案:照相机
(3) 如图丙所示,将烛焰置于凸透镜焦距以内,在透镜另一侧可以观察到放大的虚像,若将光屏置于如图丙中的虚线处,则烛焰的像______。
A.会消失
B.成在光屏上
C.亮度变暗
D.没有变化
答案:D
(4) 实验后,小硕又找到一个焦距为 20 cm 的 B 凸透镜,用两个凸透镜来模拟望远镜观察远处的物体,如图丁所示。他应该将______(填 “A” 或 “B”)凸透镜做物镜,利用这两个凸透镜组成的望远镜的放大倍率是______倍。
答案:B;2
答案: (1) 同一高度;10;(2) 照相机;(3) D;(4) B;2
查看解析 (1) 实验中调整光源、凸透镜、光屏中心在同一高度,目的是使像成在光屏中央。凸透镜成像,当 u=v=2f 时成倒立等大实像,由图乙知 u=v=20cm,2f=20cm,得 f=10cm。
(2) 图甲物距大于像距,满足 u>2f,成倒立、缩小的实像,照相机利用此原理。
(3) 虚像是折射光线反向延长线相交形成,不是实际光线会聚,放置光屏不会影响虚像,像没有变化,选 D。
(4) 望远镜物镜选用焦距更长的透镜,故 B 做物镜;放大倍率 n=f物 /f目 =20cm/10cm=2 倍。
20. 单选题 中等
“因为有了光,自然界才绚丽多彩,世界才生机勃勃……”,下列对光现象描述正确的是( )
A. 太阳发出的光沿直线传播到达学校操场B. 太阳光照在人身上的反射不遵循光的反射定律C. 通过天文望远镜看到月球环形山,此时像与物等大D. 白光经三棱镜分解成的彩色光,可通过凸透镜合成白光答案: D
查看解析 A.光从太阳处发出,经过的不是同种均匀介质,则不是沿直线传播到达学校操场,故A错误;
B.无论是镜面反射还是漫反射,都遵循光的反射定律,故B错误;
C.天文望远镜看到的是倒立、缩小的实像,故C错误;
D.白光被三棱镜分解成七种颜色的色光,由于凸透镜对光有会聚作用,七种颜色的色光经过凸透镜会复合成白光,故D正确。
故选D。
21. 单选题 中等
下列关于凸透镜应用的说法中,正确的是( )
A. 近视眼需要配戴凸透镜来矫正B. 望远镜中物镜的作用相当于放大镜C. 用手机扫描二维码时,应使二维码位于手机镜头一倍焦距之内D. 当投影仪的镜头靠近投影片时,投影仪成的像将变大答案: D
查看解析 A.近视眼观察远处物体时,像成在视网膜的前方,为使光线延迟会聚,应佩戴具有发散作用的凹透镜来矫正,故A错误;
B.望远镜中物镜成倒立、缩小的实像,相当于照相机,故B错误;
C.手机摄像头是利用物距大于二倍焦距时,成倒立缩小实像的规律工作的,因此,用手机扫描二维码时,应使二维码位于手机镜头的两倍焦距以外,故C错误;
D.凸透镜成实像时,物距减小,像距增大,像变大,要使投影仪成像变大,应减小物距,增大像距,所以,应使投影仪远离屏幕(增大像距),同时使镜头靠近投影片(减小物距),故D正确。
故选D。