1、1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
2、 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 透镜目镜 凹透 镜远处 的物 体变 近了 伽利 略望 远镜物镜 焦距 较大 的凸 透镜目镜 焦距 较小 的凸 透镜远处 的物 体变 近了， 视野 变广 了 开普 勒望 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 球物镜 焦距 较小 的凸 透镜目镜 焦距 较大 的凸 透镜近处 的物 体变 远 了
3、， 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 物体三点 剖析一 核 心考 点 ： 显微 镜和 望远 镜的 原理 2机 、 放 大 镜 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
4、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 平 面 镜 （ 穿 衣 镜 ） 面 镜 球 面 镜 凸 镜 （ 观 后 镜 ）光 学 器 件 凹 镜 （ 太 阳 灶 ） 凸 透 镜 （ 照 像 机 、 幻 灯 机、 放大 镜） ）透 镜 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
5、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
6、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
7、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？ （ ）A 向 左 上 方 移动【答 案】 AB 向 右 下 方 移动C 向 左 下 方 移动D 向 右 上 方 移动【 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3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
8、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
9、镜 的 焦距比 较大 ，A 正确 ，B CD 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 头的 距离 应（ ）A 略 小 于 0.3cm B 略 大 于 0.3cmC 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
10、 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 4.68104km/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 （
11、显 微镜 /望远 镜） 观察 了整 个过 程【答 案】 1.3104 ； 机 械 （动 ） ；望远 镜【解 析】（1 ）4.68104km/h=4.6810413.6m/s=1.3104m/s；4（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 .3104； （ 2）机 械（ 动） ； （3 ）
12、望 远镜 5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
13、 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
14、 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
15、 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
16、 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6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
17、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
18、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
19、，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
20、 ”） 。（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
21、 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
22、 “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7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
23、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
24、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 B f物 2f 目C 2f 物 f 目D 2f 物 2f 目【答 案】 C【 解析】 显 微镜 的物 镜是 将物 体成 一个 倒立 放大 的
25、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
26、 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 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
