2020八年级物理上册 透镜的应用 8页

透镜的应用 ‎·知识精讲·‎ 一．显微镜=投影仪（物镜）+放大镜（目镜）‎ 显微镜由两组凸透镜组成，物镜和目镜。它的放大倍数比放大镜大许多。物镜相当于投 影仪成倒立、放大的实像；目镜相当于一个放大镜成正立、放大的虚像。另外，反光镜是一 个凹面镜，起到收集光线的作用。‎ 二．望远镜=照相机（物镜）+放大镜（目镜）‎ ‎（开普勒）望远镜也是由两组凸透镜组成，物镜和目镜。物镜相当于一架照相机成倒立、 缩小的实像；目镜相当于一个放大镜成正立、放大的虚像。‎ 显微镜的结构 天文爱好者用的望远镜 三．通过两个透镜观察物体（如下表）‎ 器 材 看到的现象 望远镜或显微 镜的诞生 作 用 物镜 焦距较大的凸透镜 远处的物体变近 了 伽利略望远镜 使远处的物体在近处 成像，看上去物变近 了，特别适宜观察行星 和月球 目镜 凹透镜 物镜 焦距较大的凸透镜 远处的物体变近 了，视野变广了 开普勒望远镜 目镜 焦距较小的凸透镜 物镜 焦距较小的凸透镜 近处的物体变远 了，但变大了 显微镜 使物体放大较大的倍 数，观察肉眼看不见的 细小物体 目镜 焦距较大的凸透镜 ‎·三点剖析·‎ 一．核心考点：显微镜和望远镜的原理★★‎ 8‎ 二．重难点和易错点 ‎1．透镜的应用 生活中与透镜有关的光学元件有照相机、幻灯机、投影仪、显微镜和（开普勒）望远镜 等，都是利用凸透镜的成像原理，满足光的折射规律。‎ 考试中对显微镜和望远镜的要求较低，但是在同步学习中可以根据学生基础知识的掌握 程度和兴趣做一些适当的拓展，比如显微镜的调节，放大倍数，望远镜的类型等。‎ ‎2．与光的反射、折射现象相联系的光学器件及应用 ì ì平面镜（穿衣镜）‎ ï ï ï面镜í球面镜 ì凸镜（观后镜）‎ 8‎ í î 光学器件 ï ï ‎í î凹镜（太阳灶）‎ 8‎ 机、放大镜 ï ì凸透镜（照像机、幻灯机、放大镜））‎ ï透镜í îï î凹透镜（近视镜）‎ ‎·题模精选·‎ 题模一：显微镜 例 ‎2.1.1‎ 生物课上，同学们利用显微镜观察洋葱表皮细胞时，调节反光镜将洋葱表皮细胞 照亮，是利用光的 现象；能够观察到洋葱表皮细胞清晰的像，是利用光的 现象，洋 葱表皮细胞通过物镜成 像，此像通过目镜又成 像．（后两空填“虚”或“实”）‎ ‎【答案】 反射；折射；实；虚 ‎【解析】 本题根据显微镜的结构图考查学生使用显微镜的基本技能，首先必须认识显微镜 的结构，明确每一结构的功能．要做好本类题目，要求平时多练习显微镜的使用，熟知其操 作． 显微镜是一种精密的放大仪器，其主要作用是用来放大物像，因此其最主要的部位是目镜和 物镜．‎ ‎（1）显微镜视野亮度的调节：光线强时，用小光圈、平面镜调节；光线弱时，用大光圈、 凹面镜调节．如果在光线条件较差实验室里使用显微镜，应该使视野变亮，故用大光圈、凹 面镜调节；因此调节反光镜将洋葱表皮细胞照亮，是利用光的反射现象；‎ ‎（2）当能够观察到洋葱表皮细胞清晰的像，是利用光的折射现象，洋葱表皮细胞通过物镜 成倒立放大的实像，此像通过目镜又成正立放大的虚像． 故答案为：反射；折射；实；虚．‎ 例 ‎2.1.2 ‎生物课上，同学用显微镜观察人体口腔上皮细胞，发现观察到的细胞不是在中央， 而是偏向左上方，则怎样移动载玻片才能使它落到正中央？（ ）‎ 8‎ A． 向 左 上 方 移动 ‎【答案】A ‎B． 向 右 下 方 移动 ‎C． 向 左 下 方 移动 ‎D． 向 右 上 方 移动 8‎ ‎【解析】 显微镜成倒立的像，物像的移动方向和玻片的移动方向相反．使用显微镜观察细 8‎ 胞时，细胞的物像位于视野的左上方，要使物像移至视野中央物像应向右下方移动，因此玻 片应向左上方移动．‎ 例 ‎2.1.3‎ 从显微镜的结构图中的光路图可以看出（ ）‎ A． 目镜的焦距比较长，物镜的焦距比较短 B． 目镜的焦距比较短，物镜的焦距比较长 C． 目镜和物镜的焦距一样长 D． 对目镜和物镜焦距的长度没有明确的要求 ‎【答案】A ‎【解析】 显微镜的物镜成倒立放大的实像，物距看起来很小，但处于物镜的 ‎1f 和 ‎2f 之间， 说明物镜的焦距比较小；‎ 成的倒立放大的实像通过目镜成正立放大的虚像，此时像处于目镜的焦点之内，则目镜的焦 距比较大，A 正确，BCD 错误．‎ 例 ‎2.1.4 ‎显微镜中物镜的焦距是 f 物=‎0.3cm，目镜的焦距 f 目=‎2.5cm，为了看到尽可能大的 清晰的像，物体离显微镜镜头的距离应（ ）‎ A． 略小于 ‎0.3cm B． 略大于 ‎‎0.3cm C． 略小于 ‎2.5cm D． 略大于 ‎‎2.5cm ‎【答案】B ‎【解析】 显微镜的物镜对物体成倒立放大的实像，物距 u1 与焦距 f1 间的关系是：f1＜u1‎ ‎＜‎2f1；根据凸透镜的成像特点可知越靠近焦点，所成的像越大，所以物体离显微镜物镜镜 头的距离应略大于物镜的焦距，即略大于 ‎0.3cm．‎ 题模二：望远镜 例 2.2.1 2011 年 11 月 9 日 7 时 28 分，一颗航空母舰般大小的小行星以 4.68×‎104km/h、即 ‎ m/s 的速度与地球擦身而过，高速度使得小行星的 能极大，如果撞击地球，将导致 里氏 7 级的地震和 ‎21m 高的海啸．这是近 35 年来第一次有小行星如此接近地球，天文学家 借助 （显微镜/望远镜）观察了整个过程．‎ ‎【答案】 1.3×104 ；机械（动）；望远镜 ‎【解析】‎ 8‎ ‎（1）4.68×‎104km/h=4.68×104×‎ ‎1‎ ‎3.6‎ ‎‎ m/s=1.3×‎104m/s；‎ 8‎ ‎（2）动能的大小与质量和速度有关；重力势能大小与质量和高度有关；由于小行星的质量 很大（航空母舰般大小），速度如此大，则动能相当大，即机械能极大；‎ ‎（3）利用凸透镜成像原理制成望远镜，能够观测远处--太空中的星体情况；‎ 故答案为：（1）1.3×104；（2）机械（动）；（3）望远镜．‎ 8‎ 例 ‎2.2.2 ‎实际应用的望远镜种类较多，如图所示是一种反射式望远镜的示意图，仔细观察 示意图后回答问题．‎ ‎（1）在望远镜中安装的三个光学元件中，遵守光的反射规律的是 ，遵守 光的折射定律的是 ．‎ ‎（2）根据图示分别写出三种光学元件在望远镜所起到的作用． 凹面镜： ．‎ 凸透镜： ． 平面镜： ．‎ ‎（3）你认为决定反射望远镜的观察效果的光学元件是 ．‎ ‎【答案】 （1）凹面镜、平面镜；凸透镜（2）收集来自远处的光并反射到平面镜上；起成 像作用；改变光的传播方向（3）凹面镜 ‎【解析】 （1）在望远镜中安装的三个光学元件中，凹面镜、平面镜是面镜，对光起反射 作用，遵守光的反射规律，凸透镜对光发生折射，遵守光的折射定律．（2）根据图示可知三 种光学元件在望远镜所起到的作用．凹面镜：收集来自远处的光并反射到平面镜上．平面镜：‎ 改变光的传播方向．凸透镜：起成像作用．‎ ‎（3）平面镜只是改变光的传播方向，凸透镜起成像作用，凹面镜起了聚光作用，将来自远 处的光由凹面镜收集，所以决定反射望远镜的观察效果的光学元件是凹面镜． 题模三：探索宇宙 例 ‎2.3.1 ‎在太阳系中，太阳是 ‎ A． 彗星 B． 卫星 C． 行星 D． 恒星 ‎【答案】D ‎【解析】 本题考查了人类对宇宙的认识，属于基础知识的考查，比较简单． 当代天文学的研究成果表明，宇宙是有层次结构的、物质形态多样的、不断运动发展的天体 系统；自身能发光发热的天体是恒星．‎ 宇宙是一个有层次的天体结构系统；在太阳系中，太阳自身能发光发热是恒星． 故选 D．‎ 例 ‎2.3.2 ‎阅读下列材料，回答 38 题。‎ ‎2015 年 12 月‎ 17 日，我国的暗物质粒子探测卫星“悟空”搭载长征二号丁运载火箭发 射升空飞天，正式启程寻找宇宙中的“幽灵”——“暗物质”。‎ 同学们可能习惯认为，宇宙主要是由可见的发光恒星和少量的其他不发光星体如行星构 成。但是天文科学家在过去的几十年里已经得知，构成宇宙的成分远比这些多。首先，宇宙 中在遥远的星系之间的广大区域存在着看不见也很难探测出来的星系际气体，这些看不见的 星系际气体的质量大约是全部恒星系和发光气体质量总和的 10 倍！其次，宇宙中还存在别 8‎ 样的物质，这些物质不是由原子或分子组成的，其中最具有代表性的就是中微子和黑洞，估 计这类物质的质量总和大约是所有恒星系（含行星）质量总和的三分之一。 可能你觉得这些已经够玄了，但是还有更多更玄的。科学家已经得知，宇宙中还有另外 一种物质，它们不是由质子、中子、电子或任何现在已知的别种粒子（如中微子）构成的。 虽然有科学家提出过几种假设，但是没有人知道这种物质的组成。它不与电磁波相互作用， 因此它不能因发光（像恒星那样）或反射光（像行星那样）或吸收光（像星系际气体那样） 从而被人发现，也没有人在实验室检测到它。但是由于它对星系中星体有引力效应，我们知 道它是存在的，而且知道它的含量很多。这种所谓“暗物质”的总质量是全部恒星系和发光 气体质量总和的大约 60 倍！关于“暗物质”是什么？没有哪种已知的物质形式能够说明它， 科学家认为它同寻常物质的相互作用必定很弱，否则现在它应当已被我们发现了。不论它是 什么，它就在我们周围。也许每秒钟有几十个“暗物质”粒子穿过你的身体，而不在你的身 体上留下任何效应。‎ ‎“暗物质”已经激发了在宇宙射线中和高能物理实验的许多探测工作。我国发射的“暗 物质”探测器——“悟空”，是迄今为止观测能段范围最宽、能量分辨率最优的暗物质粒子 探测卫星，超过国际上所有同类探测器。在今后的 3 年太空工作中，“悟空”将通过高空间 分辨、宽能谱段观测高能电子和伽马射线寻找和研究暗物质粒子，有望在宇宙射线起源和伽 马射线天文学方面取得重大进展。‎ ‎（1）在长征二号丁运载火箭搭载着暗物质粒子探测卫星“悟空”发射升空时，火箭点火后 搭 载 着 探 测 卫 星 加 速 上 升 ， 在 此 阶 段 : 暗 物 质 粒 子 探 测 卫 星 “ 悟 空 ” 的 重 力 势 能 （选填“变大”、“不变”或“变小”）。‎ ‎（2）依据本文的描述，宇宙中暗物质的总质量大约是星系际气体的 倍。‎ ‎（3）你认为暗物质之所以称为“暗”是因为： 。‎ ‎（4）通过本文的描述你觉得天文科学家是如何发现星系际气体的？‎ 答： ‎ ‎【答案】 （1）变大；（2）6；（3）它同寻常物质的相互作用很弱，现有的物质形式无法说 明它；（4）观察通过星系际气体的光，通过了解光被吸收的情况从而发现星系际气体 ‎【解析】 考查宇宙观。 由材料可知：‎ ‎（1）在长征二号丁运载火箭搭载着暗物质粒子探测卫星“悟空”发射升空时，火箭点火后搭 载着探测卫星加速上升，在此阶段:暗物质粒子探测卫星“悟空”的高度变高，重力势能 变 大；‎ ‎（2）看不见的星系际气体的质量大约是全部恒星系和发光气体质量总和的 10 倍，“暗物质” 的总质量是全部恒星系和发光气体质量总和的大约 60 倍；所以宇宙中暗物质的总质量大约 是星系际气体的 6 倍；‎ ‎（3）暗物质之所以称为“暗”是因为：它同寻常物质的相互作用很弱，现有的物质形式无法 说明它；‎ ‎（4）天文科学家通过观察通过星系际气体的光，通过了解光被吸收的情况从而发现星系际 气体。‎ 故答案为：（1）变大；‎ ‎（2）6；‎ ‎（3）它同寻常物质的相互作用很弱，现有的物质形式无法说明它；‎ ‎（4）观察通过星系际气体的光，通过了解光被吸收的情况从而发现星系际气体 8‎ ‎·随堂练习·‎ 随练 2.1 对下列四幅图阐述正确的是 ‎ A． 甲图：近视眼成像在视网膜前，用凸透镜矫正 B． 乙图：远视眼成像在视网膜后，用凹透镜矫正 C． 丙图：显微镜的目镜相当于放大镜，物镜相当于投影仪的镜头 D． 丁图：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】C D ‎【解析】 由甲图可知：像成在视网膜的前方，故该眼睛是近视眼，近视眼是晶状体曲度变大，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； 乙图中像成在了视网膜的后面，该眼睛是远视眼，远视眼应该佩戴凸透镜进行矫正； 显微镜的物镜相当于投影仪的镜头，成放大实像，目镜成放大的虚像， 望远镜中物镜的作用是使远处的物体成倒立缩小的实像，这个倒立缩小的实像正好落在目镜 焦距内的位置，目镜再对这个像进行放大．‎ 故选项 CD 正确，选项 AB 错误． 故选 CD．‎ 随练 2.2 关于显微镜的两个凸透镜间的距离，下列最接近的是（ ）‎ A． f物 + f目 8‎ B． f物 + ‎2f目 ‎C． ‎2f物 + f目 ‎D． ‎2f物 + ‎2f目 8‎ ‎【答案】C ‎【解析】 显微镜的物镜是将物体成一个倒立放大的实像，所以像成在二倍焦距之外，即像 在物镜的 ‎2f物 以外的位置；显微镜的目镜是起一个放大镜的作用，以物镜所成的像为物体， 再进行二次成像，此时的“物体”在目镜的焦距之内，即小于 f目 的位置．故显微镜的两个 凸透镜间的距离最接近 ‎2f物 + f目 ．‎ 随练 2.3 近视眼的学生，所配戴的眼镜实际是一个 ，观察细小的物体时，通常需 要借助 镜，探测星空需要用 镜.‎ ‎【答案】 凹透镜；显微镜；望远镜 ‎【解析】 近视镜的镜面是凹透镜；当观察细小物体时，我们需要显微镜，探测星空时需要 望远镜。‎ 8‎ 随练 2.4 依据卢瑟福的原子行星模型理论，在原子中绕核高速旋转的是 ‎ A． 核子 B． 电子 C． 质子 D． 中子 ‎【答案】B ‎【解析】 本题考查了原子结构的知识，考查是基础知识，记住卢瑟福的原子行星模型理论 即可答题，是一道基础题． 根据α粒子散射实验，卢瑟福提出了原子行星模型理论，他认为原子的全部正电荷和几乎全 部质量都集中在原子核上，带负电的电子在原子核外绕核做圆周运动，据此回答问题． 卢瑟福的原子行星模型理论中正电荷集中在原子核，带负电的电子在原子中绕核高速旋转． 故选 B．‎ 8‎