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人教版八年級物理上冊通關(guān)講義 第五章 《透鏡及其應(yīng)用》 第五節(jié) 顯微鏡和望遠鏡(雙基過關(guān)+考點突破)(原卷版+解析)
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這是一份人教版八年級物理上冊通關(guān)講義 第五章 《透鏡及其應(yīng)用》 第五節(jié) 顯微鏡和望遠鏡(雙基過關(guān)+考點突破)(原卷版+解析),共16頁。
第5節(jié) 顯微鏡和望遠鏡
雙基過關(guān)
知識點一、顯微鏡:
1.結(jié)構(gòu)及作用:
(1)目鏡:靠近眼睛的凸透鏡,作用相當于普通的放大鏡。
(2)物鏡:靠近被觀察物體的凸透鏡,作用相當于投影儀的鏡頭。
(3)載物片:承載被觀察的物體。
(4)反光鏡:增加光的強度,照亮被觀察的物體。反光鏡一面是平面鏡,另一面是凹面鏡。光線太弱時用凹面鏡反光,光線較強時用平面鏡反光。
2.原理:
如圖,被觀察的物體位于物鏡一倍焦距和二倍焦距之間,來自物體的光經(jīng)物鏡后成一個放大的實像,所成的像位于目鏡焦點以內(nèi),目鏡相當于一個放大鏡,該實像經(jīng)目鏡再次放大。由此可知,顯微鏡可以對物體進行兩次放大。
3.作用:
觀察細微的物體或物體上的細微部分。
基礎(chǔ)自測:
1.關(guān)于光現(xiàn)象,下列說法中正確的是( )
A.矯正遠視眼需要佩戴合適的凹透鏡
B.人站在穿衣鏡前看到自己在鏡中的像是實像
C.用照相機拍照時,景物應(yīng)位于照相機鏡頭的二倍焦距以內(nèi)
D.待觀察物體通過顯微鏡的物鏡在目鏡的焦點附近生成一個倒立、放大的實像
知識點二、望遠鏡
1.構(gòu)造
(1)物鏡:使遠處的物體在焦點附近成實像。
(2)目鏡:靠近眼睛,作用相當于一個放大鏡。
2.成像原理
望遠鏡的構(gòu)造跟顯微鏡類似,也是由物鏡和目鏡兩組凸透鏡組成的,不同的只是望遠鏡物鏡的焦距長而目鏡的焦距短,遠處的物體在物鏡的焦點附近成一個倒立、縮小的實像,雖然像相對于物體是縮小的、但是距離觀察者很近,觀察的視角比原來大很多、且這一實像落在目鏡的焦點以內(nèi),人眼通過目鏡就看到放大的虛像,這樣就能看清遠處的物體了,但最終觀察到的虛像比原來的物體小。
3.望遠鏡的作用
觀察遠處的物體時,增大被觀察物體的視角,可以看清遠處的物體。開普勒望遠鏡觀察到的像是倒立的,故這種望遠鏡用來觀察天體比較方便,在生活、軍事上用的望遠鏡可以看到正立的像,其結(jié)構(gòu)與開普勒望遠鏡不同,它的物鏡是一個凸透鏡,而目鏡是一個凹透鏡。
4.視角
(1)定義:觀察物體時,從物體兩端(上、下或左、右)引出的光線在人眼光心處所成的夾角,如圖
(2)影響因素
①視角與物體大小的關(guān)系:物體到觀察者的距離一定時,物體越大,視角越大,如圖甲所示。
甲 乙
②視角與物體到眼睛距離的關(guān)系:物體大小一定時,離眼睛越近,視角越大,如圖乙所示。
(3)注意
①物體對眼睛所成視角的大小不僅與物體本身的大小有關(guān),還與物體到眼睛的距離有關(guān);
②物體看起來近大遠小,就是因為人眼到物體的距離不同,造成視角不同。
5.用“視角”分析顯微鏡和望遠鏡“放大”物體的原理
(1)我們看物體時,物體對眼睛的視角小,看到的物體就小,可能看不清楚物體。視角越大,看到的物體就越大,對物體觀察得越清楚。
(2)用顯微鏡觀察物體時,物體經(jīng)物鏡和目鏡分別進行了兩次放大,因此顯微鏡采用的是將物體放大的方法增大了視角,從而看清微小物體。
(3)在使用望遠鏡時,遠處物體經(jīng)物鏡所成的像雖然是縮小的,但是它離眼睛很近,加上目鏡的放大作用,視角就可以變得很大。望遠鏡主要采用將遠處的物體拉近的方法增大了視角,從而看清遠處的物體。
基礎(chǔ)自測
2.2019年5月,第二屆世界智能大會在天津開幕。如圖所示是會場中展示的“5G遠程駕駛”,三個大屏幕分別顯示多個視角及車速等信息。屏幕上顯示的彩色畫面是由紅、 、藍三種色光混合而成的。被控制的汽車上裝有攝像頭,其中攝像頭的鏡頭相當于 ?。ㄌ睢巴埂被颉鞍肌保┩哥R,攝像頭成像的原理與 (填“顯微鏡”或“望遠鏡”)的物鏡成像的原理相同。
3.如圖14為某望遠鏡內(nèi)部部分光路圖,物鏡是凸透鏡,O為光心,F(xiàn)為物鏡焦點,焦距為500mm。
(1)在圖中畫出光線a、b經(jīng)物鏡折射前的入射光線。
(2)目鏡是______透鏡(選填“凹”或“凸”)
(3)用此望遠鏡觀測月球時,月球經(jīng)物鏡成一個_______(選填“倒立”或“正立”)、_______(選填“放大”、“等大”或“縮小”)的像。
4.2016年11月14日夜空出現(xiàn)的“超級月亮”如圖所示。下列對“超級月亮”的解釋,你認為比較合理的是( )
A.月亮本身變大了
B.月亮距離我們很近時,視角變大了
C.月亮距離我們很遠時,視角變小了
D.月亮變大且距離我們很近
知識點三、探索宇宙
1.觀察宇宙
第一位把望遠鏡指向天空的是意大利物理學家伽利略。1609年,伽利略用自制的望遠鏡觀察天體,以確鑿的證據(jù)支持了哥白尼的“日心說”。他還第一個觀察到了木星的衛(wèi)星、太陽黑子和月球上的環(huán)形山。
2.太陽的行星
太陽周圍有水星、金星、地球、火星、木星、土星、天王星、海王星等行星繞它運行,地球在離太陽比較近的第三條軌道上。
3.大小關(guān)系
太陽是太陽系中的一員,太陽系是銀河系的一部分,銀河系是宇宙的一部分。
基礎(chǔ)自測
5.關(guān)于宇宙,下列認識正確的是( )
A.宇宙是以地球為中心的天體
B.宇宙就是指天體中的銀河系
C.宇宙只包括太陽系和銀河系
D.宇宙是一個有層次的天體結(jié)構(gòu)系統(tǒng)
6.1610年,伽利略用自制望遠鏡觀察太陽系,并進行了研究。下列太陽系示意圖中表示地球的是( )
考點突破
考點1.顯微鏡的成像原理
方法:運用規(guī)律分析法,辨析選項。
顯微鏡的物鏡和目鏡的成像特點:(1)物鏡:成倒立、放大的實像,相當于投影儀;(2)目鏡:成正立、放大的虛像,相當于放大鏡。
例1.小磊在“探究凸透鏡成像規(guī)律”的實驗中,將凸透鏡A固定在光具座上35cm處,移動光屏使燭焰在光屏上成清晰的像,如圖甲所示。接著,他將凸透鏡A換成凸透鏡B并保持燭焰和透鏡位置不變,移動光屏再次得到清晰的像如圖乙所示。則下列說法中正確的是 ( )
A.A的焦距小于B的焦距,顯微鏡的物鏡成像原理與圖甲相同
B.A的焦距小于B的焦距,顯微鏡的物鏡成像原理與圖乙相同
C.A的焦距大于B的焦距,顯微鏡的物鏡成像原理與圖甲相同
D.A的焦距大于B的焦距,顯微鏡的物鏡成像原理與圖乙相同
考點2.望遠鏡的成像原理
方法:通過望遠鏡和攝像機的成像原理辨析
(1)望遠鏡的物鏡相當于照相機,成倒立、縮小的實像;目鏡相當于放大鏡,成正立放大的虛像。
(2)攝像機的攝像頭是凸透鏡,物體在二倍焦距以外,成倒立、縮小的實像。
例2.2018年1月31日晚,我國幾乎所有地區(qū)都欣賞到一輪“紅月亮”高懸夜空的迷人景象。有很多天文愛好者使用望遠鏡欣賞美麗的月食景觀,還有人用攝像頭記錄下整個過程。對于以下說法正確的是
A.?望遠鏡的物鏡相當于投影儀
B.?通過攝像頭所成的像是正立放大的
C.?通過望遠鏡的物鏡成倒立縮小的實像
D.?攝像頭記錄“紅月亮”時鏡頭應(yīng)該前伸
考點3.視角
方法:(1)明確視角概念:視角是從物體兩端引出的光線在人眼光心處所成的夾角;知道視角大小的影響因素:物體本身的尺度和物體到眼睛的距離;得出結(jié)論:物體越大,物體距離眼睛越近,視角就越大
(2)運用控制變量法探究視角與物體高度的關(guān)系時,應(yīng)控制物體與眼睛的距離一定,探究視角與物體和人眼的距離的關(guān)系時,應(yīng)控制物體的高度一定。
例3.小明同學為了探究物體對眼睛視角大小的相關(guān)因素,他通過觀察不同高度的樹木且不斷地改變眼睛與樹木的距離,如圖所示,得到數(shù)據(jù),如表格所示:
分析表格中的數(shù)據(jù)可得到的結(jié)論有:
(1)在觀察相同高度的物體時,視角的大小與________有關(guān),________越遠視角越________。
(2)觀察者的眼睛與物體距離不變時,視角的大小______有關(guān),______越大,視角越______。物體高度h(m)421距物體距離s(m)864286428642視角α(度)2836.853.19014.21928535.59.514.228
第5節(jié) 顯微鏡和望遠鏡
雙基過關(guān)
知識點一、顯微鏡:
1.結(jié)構(gòu)及作用:
(1)目鏡:靠近眼睛的凸透鏡,作用相當于普通的放大鏡。
(2)物鏡:靠近被觀察物體的凸透鏡,作用相當于投影儀的鏡頭。
(3)載物片:承載被觀察的物體。
(4)反光鏡:增加光的強度,照亮被觀察的物體。反光鏡一面是平面鏡,另一面是凹面鏡。光線太弱時用凹面鏡反光,光線較強時用平面鏡反光。
2.原理:
如圖,被觀察的物體位于物鏡一倍焦距和二倍焦距之間,來自物體的光經(jīng)物鏡后成一個放大的實像,所成的像位于目鏡焦點以內(nèi),目鏡相當于一個放大鏡,該實像經(jīng)目鏡再次放大。由此可知,顯微鏡可以對物體進行兩次放大。
3.作用:
觀察細微的物體或物體上的細微部分。
基礎(chǔ)自測:
1.關(guān)于光現(xiàn)象,下列說法中正確的是( ?。?A.矯正遠視眼需要佩戴合適的凹透鏡
B.人站在穿衣鏡前看到自己在鏡中的像是實像
C.用照相機拍照時,景物應(yīng)位于照相機鏡頭的二倍焦距以內(nèi)
D.待觀察物體通過顯微鏡的物鏡在目鏡的焦點附近生成一個倒立、放大的實像
【答案】D
【解析】解:A、近視眼是晶狀體的曲度變大,會聚能力增強,即折光能力增強,應(yīng)佩戴發(fā)散透鏡,使光線推遲會聚,因此利用了凹透鏡對光的發(fā)散作用,故A錯誤;
B、穿衣鏡是平面鏡,人站在穿衣鏡前看到自己在鏡中的像是正立等大的虛像,故B錯誤;
C、照相機是根據(jù)物距大于2倍焦距時,凸透鏡成倒立縮小實像的原理制成的,故照相時,被照者應(yīng)站在鏡頭二倍焦距之外,故C錯誤;
D、顯微鏡的目鏡相當于放大鏡,放大鏡是根據(jù)物距小于焦距時,凸透鏡成正立放大虛像,故D正確。
故選:D。
知識點二、望遠鏡
1.構(gòu)造
(1)物鏡:使遠處的物體在焦點附近成實像。
(2)目鏡:靠近眼睛,作用相當于一個放大鏡。
2.成像原理
望遠鏡的構(gòu)造跟顯微鏡類似,也是由物鏡和目鏡兩組凸透鏡組成的,不同的只是望遠鏡物鏡的焦距長而目鏡的焦距短,遠處的物體在物鏡的焦點附近成一個倒立、縮小的實像,雖然像相對于物體是縮小的、但是距離觀察者很近,觀察的視角比原來大很多、且這一實像落在目鏡的焦點以內(nèi),人眼通過目鏡就看到放大的虛像,這樣就能看清遠處的物體了,但最終觀察到的虛像比原來的物體小。
3.望遠鏡的作用
觀察遠處的物體時,增大被觀察物體的視角,可以看清遠處的物體。開普勒望遠鏡觀察到的像是倒立的,故這種望遠鏡用來觀察天體比較方便,在生活、軍事上用的望遠鏡可以看到正立的像,其結(jié)構(gòu)與開普勒望遠鏡不同,它的物鏡是一個凸透鏡,而目鏡是一個凹透鏡。
4.視角
(1)定義:觀察物體時,從物體兩端(上、下或左、右)引出的光線在人眼光心處所成的夾角,如圖
(2)影響因素
①視角與物體大小的關(guān)系:物體到觀察者的距離一定時,物體越大,視角越大,如圖甲所示。
甲 乙
②視角與物體到眼睛距離的關(guān)系:物體大小一定時,離眼睛越近,視角越大,如圖乙所示。
(3)注意
①物體對眼睛所成視角的大小不僅與物體本身的大小有關(guān),還與物體到眼睛的距離有關(guān);
②物體看起來近大遠小,就是因為人眼到物體的距離不同,造成視角不同。
5.用“視角”分析顯微鏡和望遠鏡“放大”物體的原理
(1)我們看物體時,物體對眼睛的視角小,看到的物體就小,可能看不清楚物體。視角越大,看到的物體就越大,對物體觀察得越清楚。
(2)用顯微鏡觀察物體時,物體經(jīng)物鏡和目鏡分別進行了兩次放大,因此顯微鏡采用的是將物體放大的方法增大了視角,從而看清微小物體。
(3)在使用望遠鏡時,遠處物體經(jīng)物鏡所成的像雖然是縮小的,但是它離眼睛很近,加上目鏡的放大作用,視角就可以變得很大。望遠鏡主要采用將遠處的物體拉近的方法增大了視角,從而看清遠處的物體。
基礎(chǔ)自測
2.2019年5月,第二屆世界智能大會在天津開幕。如圖所示是會場中展示的“5G遠程駕駛”,三個大屏幕分別顯示多個視角及車速等信息。屏幕上顯示的彩色畫面是由紅、 、藍三種色光混合而成的。被控制的汽車上裝有攝像頭,其中攝像頭的鏡頭相當于 ?。ㄌ睢巴埂被颉鞍肌保┩哥R,攝像頭成像的原理與 (填“顯微鏡”或“望遠鏡”)的物鏡成像的原理相同。
【答案】綠;凸;望遠鏡
【解析】紅、綠、藍三色光混合后能產(chǎn)生各種色彩,這三種色光叫做色光的三原色,所以根據(jù)色光的混合規(guī)律,在電視屏幕中只需要紅、綠、藍三種顏色即可配出各種絢麗的色彩來。
攝像頭的鏡頭相當于一個凸透鏡,照相機和攝像頭的原理為:當u>2f時,凸透鏡成倒立、縮小的實像。
望遠鏡由兩組凸透鏡組成,物鏡的作用是使遠處的物體在焦點附近成倒立、縮小的實像,與攝像頭成像的原理相同。
3.如圖14為某望遠鏡內(nèi)部部分光路圖,物鏡是凸透鏡,O為光心,F(xiàn)為物鏡焦點,焦距為500mm。
(1)在圖中畫出光線a、b經(jīng)物鏡折射前的入射光線。
(2)目鏡是______透鏡(選填“凹”或“凸”)
(3)用此望遠鏡觀測月球時,月球經(jīng)物鏡成一個_______(選填“倒立”或“正立”)、_______(選填“放大”、“等大”或“縮小”)的像。
【答案】(1)見解析 (2)凹 (3)倒立 縮小
【解析】(1)由凸透鏡的三條特殊光線得,過光心的光線傳播方向不改變,經(jīng)過焦點的光線經(jīng)凸透鏡折射后平行主光軸射出,據(jù)此即可作出光線a、b經(jīng)物鏡折射前的入射光線,如圖14-1所示。(2)由圖14知,目鏡對光線a、b有發(fā)散作用,說明目鏡是凹透鏡。(3)用此望遠鏡觀測月球時,由于物距u>2f,所以月球經(jīng)物鏡成一個倒立、縮小的實像。
4.2016年11月14日夜空出現(xiàn)的“超級月亮”如圖所示。下列對“超級月亮”的解釋,你認為比較合理的是( )
A.月亮本身變大了
B.月亮距離我們很近時,視角變大了
C.月亮距離我們很遠時,視角變小了
D.月亮變大且距離我們很近
【答案】B
【解析】超級月亮是指月亮距離地球最近的狀態(tài),此時,月亮圍繞地球轉(zhuǎn)動,到達離地球最近的地方,距離我們最近,使視角增大,所以我們看到的月亮好像比平時的增大了。實際上月亮本身的大小不變。
知識點三、探索宇宙
1.觀察宇宙
第一位把望遠鏡指向天空的是意大利物理學家伽利略。1609年,伽利略用自制的望遠鏡觀察天體,以確鑿的證據(jù)支持了哥白尼的“日心說”。他還第一個觀察到了木星的衛(wèi)星、太陽黑子和月球上的環(huán)形山。
2.太陽的行星
太陽周圍有水星、金星、地球、火星、木星、土星、天王星、海王星等行星繞它運行,地球在離太陽比較近的第三條軌道上。
3.大小關(guān)系
太陽是太陽系中的一員,太陽系是銀河系的一部分,銀河系是宇宙的一部分。
基礎(chǔ)自測
5.關(guān)于宇宙,下列認識正確的是( )
A.宇宙是以地球為中心的天體
B.宇宙就是指天體中的銀河系
C.宇宙只包括太陽系和銀河系
D.宇宙是一個有層次的天體結(jié)構(gòu)系統(tǒng)
【答案】D
【解析】宇宙中擁有數(shù)十億個星系,銀河系只是其中的一個星系,太陽系是銀河系中幾千億顆恒星中的一員。宇宙的特點有物質(zhì)性和運動性,宇宙中的天體可根據(jù)運動組合關(guān)系組成各種天體系統(tǒng),它們的運動是有規(guī)律可循的,如太陽系中的八大行星圍繞恒星太陽運動,月球圍繞地球運動。天體系統(tǒng)是有層次的,地月系屬于太陽系,太陽系屬于銀河系,銀河系又屬于總星系。
6.1610年,伽利略用自制望遠鏡觀察太陽系,并進行了研究。下列太陽系示意圖中表示地球的是( )
【答案】A
【解析】太陽周圍有水星、金星、地球、火星、木星、土星、天王星、海王星八大行星繞其運動,地球在離太陽較近的第三條軌道上。
考點突破
考點1.顯微鏡的成像原理
方法:運用規(guī)律分析法,辨析選項。
顯微鏡的物鏡和目鏡的成像特點:(1)物鏡:成倒立、放大的實像,相當于投影儀;(2)目鏡:成正立、放大的虛像,相當于放大鏡。
例1.小磊在“探究凸透鏡成像規(guī)律”的實驗中,將凸透鏡A固定在光具座上35cm處,移動光屏使燭焰在光屏上成清晰的像,如圖甲所示。接著,他將凸透鏡A換成凸透鏡B并保持燭焰和透鏡位置不變,移動光屏再次得到清晰的像如圖乙所示。則下列說法中正確的是 ( )
A.A的焦距小于B的焦距,顯微鏡的物鏡成像原理與圖甲相同
B.A的焦距小于B的焦距,顯微鏡的物鏡成像原理與圖乙相同
C.A的焦距大于B的焦距,顯微鏡的物鏡成像原理與圖甲相同
D.A的焦距大于B的焦距,顯微鏡的物鏡成像原理與圖乙相同
【答案】C
【解析】由圖甲可以看出,燭焰在光屏上成倒立、放大的像,所以物距u滿足 fA

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