人教版八年级物理上册通关讲义 第五章 《透镜及其应用》 第五节 显微镜和望远镜（双基过关+考点突破）（原卷版+解析）

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第5节 显微镜和望远镜双基过关知识点一、显微镜：1.结构及作用：（1）目镜：靠近眼睛的凸透镜，作用相当于普通的放大镜。（2）物镜：靠近被观察物体的凸透镜，作用相当于投影仪的镜头。（3）载物片：承载被观察的物体。（4）反光镜：增加光的强度，照亮被观察的物体。反光镜一面是平面镜，另一面是凹面镜。光线太弱时用凹面镜反光，光线较强时用平面镜反光。2.原理：如图，被观察的物体位于物镜一倍焦距和二倍焦距之间，来自物体的光经物镜后成一个放大的实像，所成的像位于目镜焦点以内，目镜相当于一个放大镜，该实像经目镜再次放大。由此可知，显微镜可以对物体进行两次放大。3.作用：观察细微的物体或物体上的细微部分。基础自测：1.关于光现象，下列说法中正确的是（　　）A.矫正远视眼需要佩戴合适的凹透镜B.人站在穿衣镜前看到自己在镜中的像是实像C.用照相机拍照时，景物应位于照相机镜头的二倍焦距以内D.待观察物体通过显微镜的物镜在目镜的焦点附近生成一个倒立、放大的实像知识点二、望远镜1.构造(1)物镜：使远处的物体在焦点附近成实像。(2)目镜：靠近眼睛，作用相当于一个放大镜。2.成像原理望远镜的构造跟显微镜类似，也是由物镜和目镜两组凸透镜组成的，不同的只是望远镜物镜的焦距长而目镜的焦距短，远处的物体在物镜的焦点附近成一个倒立、缩小的实像，虽然像相对于物体是缩小的、但是距离观察者很近，观察的视角比原来大很多、且这一实像落在目镜的焦点以内，人眼通过目镜就看到放大的虚像，这样就能看清远处的物体了，但最终观察到的虚像比原来的物体小。3.望远镜的作用观察远处的物体时，增大被观察物体的视角，可以看清远处的物体。开普勒望远镜观察到的像是倒立的，故这种望远镜用来观察天体比较方便，在生活、军事上用的望远镜可以看到正立的像，其结构与开普勒望远镜不同，它的物镜是一个凸透镜，而目镜是一个凹透镜。4.视角（1）定义：观察物体时，从物体两端(上、下或左、右)引出的光线在人眼光心处所成的夹角，如图（2）影响因素①视角与物体大小的关系：物体到观察者的距离一定时，物体越大，视角越大，如图甲所示。 甲 乙②视角与物体到眼睛距离的关系：物体大小一定时，离眼睛越近，视角越大，如图乙所示。（3）注意①物体对眼睛所成视角的大小不仅与物体本身的大小有关，还与物体到眼睛的距离有关；②物体看起来近大远小，就是因为人眼到物体的距离不同，造成视角不同。5.用“视角”分析显微镜和望远镜“放大”物体的原理(1)我们看物体时，物体对眼睛的视角小，看到的物体就小，可能看不清楚物体。视角越大，看到的物体就越大，对物体观察得越清楚。(2)用显微镜观察物体时，物体经物镜和目镜分别进行了两次放大，因此显微镜采用的是将物体放大的方法增大了视角，从而看清微小物体。(3)在使用望远镜时，远处物体经物镜所成的像虽然是缩小的，但是它离眼睛很近，加上目镜的放大作用，视角就可以变得很大。望远镜主要采用将远处的物体拉近的方法增大了视角，从而看清远处的物体。基础自测2．2019年5月，第二届世界智能大会在天津开幕。如图所示是会场中展示的“5G远程驾驶”，三个大屏幕分别显示多个视角及车速等信息。屏幕上显示的彩色画面是由红、　 　、蓝三种色光混合而成的。被控制的汽车上装有摄像头，其中摄像头的镜头相当于　 　（填“凸”或“凹”）透镜，摄像头成像的原理与　 　（填“显微镜”或“望远镜”）的物镜成像的原理相同。3．如图14为某望远镜内部部分光路图，物镜是凸透镜，O为光心，F为物镜焦点，焦距为500mm。（1）在图中画出光线a、b经物镜折射前的入射光线。（2）目镜是______透镜（选填“凹”或“凸”）（3）用此望远镜观测月球时，月球经物镜成一个_______（选填“倒立”或“正立”）、_______（选填“放大”、“等大”或“缩小”）的像。4.2016年11月14日夜空出现的“超级月亮”如图所示。下列对“超级月亮”的解释,你认为比较合理的是(　　)A.月亮本身变大了B.月亮距离我们很近时,视角变大了C.月亮距离我们很远时,视角变小了D.月亮变大且距离我们很近知识点三、探索宇宙1.观察宇宙第一位把望远镜指向天空的是意大利物理学家伽利略。1609年，伽利略用自制的望远镜观察天体，以确凿的证据支持了哥白尼的“日心说”。他还第一个观察到了木星的卫星、太阳黑子和月球上的环形山。2.太阳的行星太阳周围有水星、金星、地球、火星、木星、土星、天王星、海王星等行星绕它运行，地球在离太阳比较近的第三条轨道上。3.大小关系太阳是太阳系中的一员，太阳系是银河系的一部分，银河系是宇宙的一部分。基础自测5.关于宇宙,下列认识正确的是(　　)A.宇宙是以地球为中心的天体B.宇宙就是指天体中的银河系C.宇宙只包括太阳系和银河系D.宇宙是一个有层次的天体结构系统6.1610年，伽利略用自制望远镜观察太阳系，并进行了研究。下列太阳系示意图中表示地球的是(　　)考点突破考点1.显微镜的成像原理方法：运用规律分析法，辨析选项。显微镜的物镜和目镜的成像特点：（1）物镜：成倒立、放大的实像，相当于投影仪；（2）目镜：成正立、放大的虚像，相当于放大镜。例1.小磊在“探究凸透镜成像规律”的实验中，将凸透镜A固定在光具座上35cm处，移动光屏使烛焰在光屏上成清晰的像，如图甲所示。接着，他将凸透镜A换成凸透镜B并保持烛焰和透镜位置不变，移动光屏再次得到清晰的像如图乙所示。则下列说法中正确的是 （ ）A．A的焦距小于B的焦距，显微镜的物镜成像原理与图甲相同B．A的焦距小于B的焦距，显微镜的物镜成像原理与图乙相同C．A的焦距大于B的焦距，显微镜的物镜成像原理与图甲相同D．A的焦距大于B的焦距，显微镜的物镜成像原理与图乙相同考点2.望远镜的成像原理方法：通过望远镜和摄像机的成像原理辨析（1）望远镜的物镜相当于照相机，成倒立、缩小的实像；目镜相当于放大镜，成正立放大的虚像。（2）摄像机的摄像头是凸透镜，物体在二倍焦距以外，成倒立、缩小的实像。例2.2018年1月31日晚，我国几乎所有地区都欣赏到一轮“红月亮”高悬夜空的迷人景象。有很多天文爱好者使用望远镜欣赏美丽的月食景观，还有人用摄像头记录下整个过程。对于以下说法正确的是A. 望远镜的物镜相当于投影仪B. 通过摄像头所成的像是正立放大的C. 通过望远镜的物镜成倒立缩小的实像D. 摄像头记录“红月亮”时镜头应该前伸考点3.视角方法：（1）明确视角概念：视角是从物体两端引出的光线在人眼光心处所成的夹角；知道视角大小的影响因素：物体本身的尺度和物体到眼睛的距离；得出结论：物体越大，物体距离眼睛越近，视角就越大（2）运用控制变量法探究视角与物体高度的关系时，应控制物体与眼睛的距离一定，探究视角与物体和人眼的距离的关系时，应控制物体的高度一定。例3.小明同学为了探究物体对眼睛视角大小的相关因素，他通过观察不同高度的树木且不断地改变眼睛与树木的距离，如图所示，得到数据，如表格所示：分析表格中的数据可得到的结论有：（1）在观察相同高度的物体时，视角的大小与________有关，________越远视角越________。（2）观察者的眼睛与物体距离不变时，视角的大小______有关，______越大，视角越______。物体高度h（m）421距物体距离s（m）864286428642视角α（度）2836.853.19014.21928535.59.514.228第5节 显微镜和望远镜双基过关知识点一、显微镜：1.结构及作用：（1）目镜：靠近眼睛的凸透镜，作用相当于普通的放大镜。（2）物镜：靠近被观察物体的凸透镜，作用相当于投影仪的镜头。（3）载物片：承载被观察的物体。（4）反光镜：增加光的强度，照亮被观察的物体。反光镜一面是平面镜，另一面是凹面镜。光线太弱时用凹面镜反光，光线较强时用平面镜反光。2.原理：如图，被观察的物体位于物镜一倍焦距和二倍焦距之间，来自物体的光经物镜后成一个放大的实像，所成的像位于目镜焦点以内，目镜相当于一个放大镜，该实像经目镜再次放大。由此可知，显微镜可以对物体进行两次放大。3.作用：观察细微的物体或物体上的细微部分。基础自测：1.关于光现象，下列说法中正确的是（　　）A.矫正远视眼需要佩戴合适的凹透镜B.人站在穿衣镜前看到自己在镜中的像是实像C.用照相机拍照时，景物应位于照相机镜头的二倍焦距以内D.待观察物体通过显微镜的物镜在目镜的焦点附近生成一个倒立、放大的实像【答案】D【解析】解：A、近视眼是晶状体的曲度变大，会聚能力增强，即折光能力增强，应佩戴发散透镜，使光线推迟会聚，因此利用了凹透镜对光的发散作用，故A错误；B、穿衣镜是平面镜，人站在穿衣镜前看到自己在镜中的像是正立等大的虚像，故B错误；C、照相机是根据物距大于2倍焦距时，凸透镜成倒立缩小实像的原理制成的，故照相时，被照者应站在镜头二倍焦距之外，故C错误；D、显微镜的目镜相当于放大镜，放大镜是根据物距小于焦距时，凸透镜成正立放大虚像，故D正确。故选：D。知识点二、望远镜1.构造(1)物镜：使远处的物体在焦点附近成实像。(2)目镜：靠近眼睛，作用相当于一个放大镜。2.成像原理望远镜的构造跟显微镜类似，也是由物镜和目镜两组凸透镜组成的，不同的只是望远镜物镜的焦距长而目镜的焦距短，远处的物体在物镜的焦点附近成一个倒立、缩小的实像，虽然像相对于物体是缩小的、但是距离观察者很近，观察的视角比原来大很多、且这一实像落在目镜的焦点以内，人眼通过目镜就看到放大的虚像，这样就能看清远处的物体了，但最终观察到的虚像比原来的物体小。3.望远镜的作用观察远处的物体时，增大被观察物体的视角，可以看清远处的物体。开普勒望远镜观察到的像是倒立的，故这种望远镜用来观察天体比较方便，在生活、军事上用的望远镜可以看到正立的像，其结构与开普勒望远镜不同，它的物镜是一个凸透镜，而目镜是一个凹透镜。4.视角（1）定义：观察物体时，从物体两端(上、下或左、右)引出的光线在人眼光心处所成的夹角，如图（2）影响因素①视角与物体大小的关系：物体到观察者的距离一定时，物体越大，视角越大，如图甲所示。 甲 乙②视角与物体到眼睛距离的关系：物体大小一定时，离眼睛越近，视角越大，如图乙所示。（3）注意①物体对眼睛所成视角的大小不仅与物体本身的大小有关，还与物体到眼睛的距离有关；②物体看起来近大远小，就是因为人眼到物体的距离不同，造成视角不同。5.用“视角”分析显微镜和望远镜“放大”物体的原理(1)我们看物体时，物体对眼睛的视角小，看到的物体就小，可能看不清楚物体。视角越大，看到的物体就越大，对物体观察得越清楚。(2)用显微镜观察物体时，物体经物镜和目镜分别进行了两次放大，因此显微镜采用的是将物体放大的方法增大了视角，从而看清微小物体。(3)在使用望远镜时，远处物体经物镜所成的像虽然是缩小的，但是它离眼睛很近，加上目镜的放大作用，视角就可以变得很大。望远镜主要采用将远处的物体拉近的方法增大了视角，从而看清远处的物体。基础自测2．2019年5月，第二届世界智能大会在天津开幕。如图所示是会场中展示的“5G远程驾驶”，三个大屏幕分别显示多个视角及车速等信息。屏幕上显示的彩色画面是由红、　 　、蓝三种色光混合而成的。被控制的汽车上装有摄像头，其中摄像头的镜头相当于　 　（填“凸”或“凹”）透镜，摄像头成像的原理与　 　（填“显微镜”或“望远镜”）的物镜成像的原理相同。【答案】绿；凸；望远镜【解析】红、绿、蓝三色光混合后能产生各种色彩，这三种色光叫做色光的三原色，所以根据色光的混合规律，在电视屏幕中只需要红、绿、蓝三种颜色即可配出各种绚丽的色彩来。摄像头的镜头相当于一个凸透镜，照相机和摄像头的原理为：当u＞2f时，凸透镜成倒立、缩小的实像。望远镜由两组凸透镜组成，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，与摄像头成像的原理相同。3．如图14为某望远镜内部部分光路图，物镜是凸透镜，O为光心，F为物镜焦点，焦距为500mm。（1）在图中画出光线a、b经物镜折射前的入射光线。（2）目镜是______透镜（选填“凹”或“凸”）（3）用此望远镜观测月球时，月球经物镜成一个_______（选填“倒立”或“正立”）、_______（选填“放大”、“等大”或“缩小”）的像。【答案】（1）见解析 （2）凹 （3）倒立 缩小【解析】（1）由凸透镜的三条特殊光线得，过光心的光线传播方向不改变，经过焦点的光线经凸透镜折射后平行主光轴射出，据此即可作出光线a、b经物镜折射前的入射光线，如图14-1所示。（2）由图14知，目镜对光线a、b有发散作用，说明目镜是凹透镜。（3）用此望远镜观测月球时，由于物距u>2f，所以月球经物镜成一个倒立、缩小的实像。4.2016年11月14日夜空出现的“超级月亮”如图所示。下列对“超级月亮”的解释,你认为比较合理的是(　　)A.月亮本身变大了B.月亮距离我们很近时,视角变大了C.月亮距离我们很远时,视角变小了D.月亮变大且距离我们很近【答案】B　【解析】超级月亮是指月亮距离地球最近的状态,此时,月亮围绕地球转动,到达离地球最近的地方,距离我们最近,使视角增大,所以我们看到的月亮好像比平时的增大了。实际上月亮本身的大小不变。知识点三、探索宇宙1.观察宇宙第一位把望远镜指向天空的是意大利物理学家伽利略。1609年，伽利略用自制的望远镜观察天体，以确凿的证据支持了哥白尼的“日心说”。他还第一个观察到了木星的卫星、太阳黑子和月球上的环形山。2.太阳的行星太阳周围有水星、金星、地球、火星、木星、土星、天王星、海王星等行星绕它运行，地球在离太阳比较近的第三条轨道上。3.大小关系太阳是太阳系中的一员，太阳系是银河系的一部分，银河系是宇宙的一部分。基础自测5.关于宇宙,下列认识正确的是(　　)A.宇宙是以地球为中心的天体B.宇宙就是指天体中的银河系C.宇宙只包括太阳系和银河系D.宇宙是一个有层次的天体结构系统【答案】D　【解析】宇宙中拥有数十亿个星系,银河系只是其中的一个星系,太阳系是银河系中几千亿颗恒星中的一员。宇宙的特点有物质性和运动性,宇宙中的天体可根据运动组合关系组成各种天体系统,它们的运动是有规律可循的,如太阳系中的八大行星围绕恒星太阳运动,月球围绕地球运动。天体系统是有层次的,地月系属于太阳系,太阳系属于银河系,银河系又属于总星系。6.1610年，伽利略用自制望远镜观察太阳系，并进行了研究。下列太阳系示意图中表示地球的是(　　)【答案】A【解析】太阳周围有水星、金星、地球、火星、木星、土星、天王星、海王星八大行星绕其运动，地球在离太阳较近的第三条轨道上。考点突破考点1.显微镜的成像原理方法：运用规律分析法，辨析选项。显微镜的物镜和目镜的成像特点：（1）物镜：成倒立、放大的实像，相当于投影仪；（2）目镜：成正立、放大的虚像，相当于放大镜。例1.小磊在“探究凸透镜成像规律”的实验中，将凸透镜A固定在光具座上35cm处，移动光屏使烛焰在光屏上成清晰的像，如图甲所示。接着，他将凸透镜A换成凸透镜B并保持烛焰和透镜位置不变，移动光屏再次得到清晰的像如图乙所示。则下列说法中正确的是 （ ）A．A的焦距小于B的焦距，显微镜的物镜成像原理与图甲相同B．A的焦距小于B的焦距，显微镜的物镜成像原理与图乙相同C．A的焦距大于B的焦距，显微镜的物镜成像原理与图甲相同D．A的焦距大于B的焦距，显微镜的物镜成像原理与图乙相同【答案】C【解析】由图甲可以看出，烛焰在光屏上成倒立、放大的像，所以物距u满足 fA2fB，fB<15cm，故fA>fB，选项A、B错误。显微镜的物镜成倒立、放大的像，成像原理与图甲相同，故C正确，D错误。答案为C。【考点定位】凸透镜成像规律考点2.望远镜的成像原理方法：通过望远镜和摄像机的成像原理辨析（1）望远镜的物镜相当于照相机，成倒立、缩小的实像；目镜相当于放大镜，成正立放大的虚像。（2）摄像机的摄像头是凸透镜，物体在二倍焦距以外，成倒立、缩小的实像。例2.2018年1月31日晚，我国几乎所有地区都欣赏到一轮“红月亮”高悬夜空的迷人景象。有很多天文爱好者使用望远镜欣赏美丽的月食景观，还有人用摄像头记录下整个过程。对于以下说法正确的是A. 望远镜的物镜相当于投影仪B. 通过摄像头所成的像是正立放大的C. 通过望远镜的物镜成倒立缩小的实像D. 摄像头记录“红月亮”时镜头应该前伸【答案】C 【解析】 A.望远镜的目镜相当于放大镜，成正立放大的虚像，故A不正确；B.通过摄像头所成的像是倒立缩小的实像，故B不正确；C.望远镜的物镜相当于照相机，成倒立缩小的实像，故C正确；D、“红月亮”距离地球的距离很远，摄像头记录“红月亮”时物距增大，则像距需减小，像变小，因此应将镜头后缩，故D错误。故选C。  考点3.视角方法：（1）明确视角概念：视角是从物体两端引出的光线在人眼光心处所成的夹角；知道视角大小的影响因素：物体本身的尺度和物体到眼睛的距离；得出结论：物体越大，物体距离眼睛越近，视角就越大（2）运用控制变量法探究视角与物体高度的关系时，应控制物体与眼睛的距离一定，探究视角与物体和人眼的距离的关系时，应控制物体的高度一定。例3.小明同学为了探究物体对眼睛视角大小的相关因素，他通过观察不同高度的树木且不断地改变眼睛与树木的距离，如图所示，得到数据，如表格所示：分析表格中的数据可得到的结论有：（1）在观察相同高度的物体时，视角的大小与________有关，________越远视角越________。（2）观察者的眼睛与物体距离不变时，视角的大小______有关，______越大，视角越______。【答案】（1）距物体的距离，距离，小；（2）物体高度，高度，大【解析】分析：要解答本题需掌握：①物理学中，控制变量法的应用；即要研究视角的大小与距物体的距离的关系，就要保持物体的高度一定；要研究视角的大小与物体高度的关系，就要控制距物体的距离一定．②分析实验数据，从实验数据中得出规律．解：分析表格中的数据，在观察相同高度的物体时，比如：物体高度是4m时，距物体的距离越远，视角越小．观察者的眼睛与物体距离不变时，比如都观察者距物体距离是8米时，物体的高度由4变为2和1时，视角也变小．故答案为：（1）距物体的距离，距离，小；（2）物体高度，高度，大【点评】本题主要考查学生对实验数据的分析和总结能力，是一道中档题．物体高度h（m）421距物体距离s（m）864286428642视角α（度）2836.853.19014.21928535.59.514.228