初中物理人教版（2024）八年级上册跨学科实践：制作望远镜学案

这是一份初中物理人教版（2024）八年级上册跨学科实践：制作望远镜学案，共13页。学案主要包含了学习目标，学习重点，学习难点，自主预习，合作探究，想想做做，精讲点拨，归纳整理等内容，欢迎下载使用。
【学习目标】
1.了解显微镜、望远镜的基本结构。
2.知道显微镜、望远镜成像原理。
3.了解我们看到的物体与视角的关系。
4.了解望远镜和显微镜的发展历程，体会科学技术对于社会发展和人类生活的影响．
【学习重点】：知道显微镜和望远镜的基本结构和成像原理.
【学习难点】：利用两组凸透镜成像规律理解显微镜和望远镜的原理.
【自主预习】
1.显微镜和望远镜的结构相似：镜筒的两端各有一组 ，每一组的作用都相当于一个 ，靠近眼睛的叫 ，靠近被观察物体的叫 。
2.物体经过显微镜的物镜成 、 、 像，该像又经过目镜成 、 、 像. 因此通过显微镜我们看到的是一个 立的被 的 像。
3.望远镜物镜的作用是使远处的物体在焦点附近成倒立、 的 像（填“虚”或“实”），这个道理就
像 的镜头成像一样。目镜的作用则像一个 ，用来把这个像放大。
4.物体的两端到人眼处所夹的角叫 ，物体越 ，物体与人眼的距离越 ，其视角就越大。
5.我们的宇宙有上千亿个星系，太阳是 系中的一员，地球在离太阳比较近的第 条轨道上。
【合作探究】
探究一：显微镜
1.显微镜的基本结构
如图是一架生物实验室常用的显微镜，图中：
①所指示的部件叫做 ，相当于一个 镜。
②所指示的部件叫做 ，相当于一个 镜。
③所指示的部件叫做 。一面是 镜（在光线强时用），一面是 镜（在光线弱时用，会聚光线。）
2.显微镜成像的基本原理
（1）物镜相当于 的镜头，载物台上物体放在物镜前1倍和2倍焦距之间，成 立、 的 像；
（2）目镜相当于 镜，把物镜所成的 像当成物体，正好放在目镜的1倍焦距之内，成 立、 的虚像。所以物体通过显微镜后，得到 立、 的虚像。
3．显微镜的放大倍数： 显微镜的放大倍数等于物镜与目镜放大倍数的 。
4. 显微镜的应用：
先用一个接近物体的凸透镜使物体成一放大的 像，然后再用另一个接近眼睛的凸透镜把这个实像再一次放大，就能看清很微小的物体了。可利用显微镜观察到细胞的结构，如细胞质、细胞核、细胞膜等。

显微镜下的植物细胞 普通显微镜的细菌
显微镜能帮我们看到微小的结构，那么对于宇宙这样的巨大空间来说，我们则需要另外一种仪器—— 镜。
探究二：望远镜
1.望远镜的基本结构
如图是一架开普勒望远镜，图中：
①所指示的部件叫做 ，相当于一个 镜。焦距比较 。
②所指示的部件叫做 ，相当于一个 镜。焦距比较 。

2．开普勒望远镜的原理：
（1）物镜：相当于 的镜头，成 立、 的实像。
（2）目镜：相当于 镜，把物镜所成的像再放大一次，成 立、 的虚像。
问题：物体离物镜很远，根据凸透镜成像的规律可知，这样所成的像是缩小的！为什么使用望远镜观察物体时会感到物体放大了？
分析：一个物体能不能被看清楚，跟物体在视网膜上的像的大小有关。视网膜上的像越大，人眼对物体的细微部分分辨得就越清楚。视网膜上像的大小决定于 的大小。视角 ，视网膜上的像就越大。
3．视角
（1）定义：从眼睛的中心向物体 所引的两条直线的夹角。

（2）影响视角大小的因素：物体本身的 和物体到眼睛的 。
①视角与物体大小有关：物体到眼镜的距离一定时，大物体的视角 ，小物体的视角 。
②视角与物体远近有关：物体大小一定时，看 的物体，视角大， 的物体视角小。
4.望远镜使我们观察远处物体的视角变大：远处的物体通过物镜所成的像是 的，但我们使用望远镜时感到物体被放大了，这是因为:一方面， 望远镜的物镜所成的像离我们的眼睛很近，使我们眼睛观察物体所成的视角 。另一方面，目镜的 作用， 可以使视角变得更大。
为了让大家更直观的理解望远镜的成像原理，我们来动手制作望远镜吧。
【想想做做】取焦距不同的凸透镜，通过两个透镜看前面的物体，调整两个透镜间的距离，直到看得最清楚。物体是变大了还是变小了？两个放大镜的位置对调以后，你有什么新的发现？
(1)先用一个凸透镜(焦距大)观察窗外远处的物体,注意成像情况.
(2)再用另一个凸透镜(焦距小)观察上面得到的物体的像,注意成像情况.
(3)将两凸透镜的位置对调,再观察远处的物体,对比两次成像的大小.
现象：(1)成倒立、 的实像。
(2)成正立、放大、的虚像，远处的物体看上去 了。
(3)两凸透镜的位置对调后，远处的物体看上去 了。
探究三：探索宇宙
来1.第一位把望远镜指向天空的是意大利物理学家 。伽利略望远镜——用凸透镜作物镜，用凹透镜作目镜。
支持哥白尼的 说。
源

2.为改进对星体的观察，1990年美国向太空发射了一台望远镜，叫 望远镜,可以排除大气层的干扰,
使人类观测宇宙的能力空前提高。
3.目前，人类观测到的最远的天体距离我们大约 光年外的宇宙空间情况，但仍没有找到宇宙的边缘。。
4. 天文望远镜多用反射式望远镜，也常用 面镜作物镜。现代天文望远镜都是力求把物镜口径加大，这样它可以会聚更多的 ，以求观测到更暗的星。中国“ ”500米口径球面射电望远镜，是具有我国自主知识产权、世界最大单口径、最灵敏的射电望远镜。
5. 我们的宇宙中拥有上 个星系，银河系只是其中一个，太阳不过是 中一员，地球只是太阳系中的一颗行星，地球在离太阳比较近的第 条轨道上。
【精讲点拨】
1.显微镜的物镜相当于一个投影仪，目镜相当于一个放大镜。被观察的物体经物镜成一个放大的实像，被目镜再次放大。经两次放大后，我们就可以看清肉眼看不见的小物体了。所以物体经过显微镜最终成的像相对于原物体而言，是倒立放大的虚像。
2.望远镜的作用是看清远处的物体，远处的物体经过物镜在物镜的焦点附近成倒立缩小的实像，但是像离我们的眼睛更近了，该像又落在目镜的一倍焦距以内，再次经过目镜的放大，我们观察像的视角变大，这样就能观察的清楚了。为了尽可能使第二次成像成得较大，可使望远镜物镜的后焦点与目镜的前焦点重合。
3.人眼看清物体必须满足两个条件：(1)亮度足够强；(2)视角足够大.远处的物体经过望远镜的物镜和目镜后，所成的像还是比物体本身小，但是视角变得很大；另外，望远镜的物镜直径大，可以会聚足够多的光，使成的像更加明亮.因此，人眼就能很清楚的看清远处的物体了。
【归纳整理】
【当堂练习】
1.（2025 湖南常德市）如图关于透镜的应用，下列说法中正确的是（ ）
A. 凹透镜可以矫正远视眼
B. 凸透镜可以矫正近视眼
C. 显做镜的目镜成正立放大的虚像
D. 望远镜的目镜成正立放大的实像
2. 关于显微镜和望远镜下列说法正确的是（ ）
A. 显微镜物镜成缩小的实像，目镜成放大的虚像
B. 开普勒望远镜物镜对光线有发散作用，目镜对光线有会聚作用
C. 伽利略望远镜物镜为凸透镜，目镜为凹透镜
D. 利用望远镜和显微镜看物体，主要是增大视角
3. 用显微镜和望远镜观察物体时，关于像的倒正，以下说法正确的是（ ）
A. 用显微镜观察时像是正立的，用天文望远镜观察时像是倒立的
B. 用显微镜观察时像是正立的，用天文望远镜观察时像也是正立的
C. 用显微镜观察时像是倒立的，用天文望远镜观察时像是正立的
D. 用显微镜观察时像是倒立的，用天文望远镜观察时像也是倒立的
4. 显微镜可以观察微小生物，是因为显微镜放大倍数较大，被观察的物体经过了
A. 一次放大作用B. 二次放大作用
C. 三次放大作用D. 四次放大作用
5. 显微镜的物镜和目镜对观察者所成的像是
A. 物镜成正立、放大的虚像B. 目镜和物镜都成实像
C. 物镜和目镜都成虚像D. 目镜成正立、放大的虚像
6. 有一种望远镜是由两组凸透镜组成，其中物镜和目镜的作用分别是（ ）
（1）成倒立、缩小、实像；
（2）成倒立、等大、实像；
（3）成倒立、放大、实像；
（4）成正立、放大、虚像
A. （1）（3）B. （2）（3）
C. （1）（4）D. （4）（2）
7. 物体经过显微镜的物镜，成_____的实像；物体经过望远镜的物镜成_____的实像，它们的目镜所成的像都是_____的。（选填“放大”或“缩小”）
8. 如图所示，小明取两个焦距不同凸透镜，以焦距较短的凸透镜作为目镜，以焦距较长的凸透镜作为物镜，通过两个透镜观察美景，调节两个透镜之间的距离，直到看得最清楚为止，此时这种透镜组合工作原理与_____（选填“望远镜”或者“显微镜”）相同.
9. 把一滴水滴在玻璃板上，在玻璃板下面放置一个用眼睛看不清楚的小物体，这时水滴相当于一个____镜，再拿一个放大镜位于水滴的上方，慢慢调节这个镜子与水滴之间的距离，你就更能看清玻璃板下的微小物体，这时它们的作用相当于一个________(选填“望远镜”或“显微镜”)．
【课后反思】本节课学习中，你有哪些收获，还有哪些不足，有什么体会。

人教版 八年级 第二章 声现象
第5节 《显微镜和望远镜》导学案
【学习目标】
1.了解显微镜、望远镜的基本结构。
2.知道显微镜、望远镜成像原理。
3.了解我们看到的物体与视角的关系。
4.了解望远镜和显微镜的发展历程，体会科学技术对于社会发展和人类生活的影响．
【学习重点】：知道显微镜和望远镜的基本结构和成像原理.
【学习难点】：利用两组凸透镜成像规律理解显微镜和望远镜的原理.
【自主预习】
1.显微镜和望远镜的结构相似：镜筒的两端各有一组透镜 ，每一组的作用都相当于一个凸透镜，靠近眼睛的叫目镜，靠近被观察物体的叫 物镜 。
2.物体经过显微镜的物镜成倒立、放大的、实像，该像又经过目镜成正立、放大的、虚像. 因此通过显微镜我们看到的是一个倒立的被 放大 的 虚 像。
3.望远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（填“虚”或“实”），这个道理就像照相机的镜头成像一样。目镜的作用则像一个放大镜，用来把这个像放大。
4.物体的两端到人眼处所夹的角叫 视角 ，物体越 大 ，物体与人眼的距离越小 ，其视角就越大。
5.我们的宇宙有上千亿个星系，太阳是 银河 系中的一员，地球在离太阳比较近的第 三 条轨道上。
【合作探究】
探究一：显微镜
1.显微镜的基本结构
如图是一架生物实验室常用的显微镜，图中：
①所指示的部件叫做目镜，相当于一个凸透镜。
②所指示的部件叫做物镜，相当于一个凸透镜。
③所指示的部件叫做反光镜。一面是平面镜（在光线强时用），一面是凹面镜（在光线弱时用，会聚光线。）
2.显微镜成像的基本原理
（1）物镜相当于投影仪的镜头，载物台上物体放在物镜前1倍和2倍焦距之间，成倒立、放大的实像；
（2）目镜相当于放大镜，把物镜所成的实像当成物体，正好放在目镜的1倍焦距之内，成正立、放大的虚像。所以物体通过显微镜后，得到倒立、放大的虚像。
3．显微镜的放大倍数： 显微镜的放大倍数等于物镜与目镜放大倍数的乘积。
4. 显微镜的应用：
先用一个接近物体的凸透镜使物体成一放大的实像，然后再用另一个接近眼睛的凸透镜把这个实像再一次放大，就能看清很微小的物体了。可利用显微镜观察到细胞的结构，如细胞质、细胞核、细胞膜等。

显微镜下的植物细胞 普通显微镜的细菌
显微镜能帮我们看到微小的结构，那么对于宇宙这样的巨大空间来说，我们则需要另外一种仪器——望远镜。
探究二：望远镜
1.望远镜的基本结构
如图是一架开普勒望远镜，图中：
①所指示的部件叫做目镜，相当于一个凸透镜。焦距比较长。
②所指示的部件叫做物镜，相当于一个凸透镜。焦距比较短。

2．开普勒望远镜的原理：
（1）物镜：相当于 照相机 的镜头，成倒立、缩小的实像。
（2）目镜：相当于放大镜，把物镜所成的像再放大一次，成正立、放大的虚像。
问题：物体离物镜很远，根据凸透镜成像的规律可知，这样所成的像是缩小的！为什么使用望远镜观察物体时会感到物体放大了？
分析：一个物体能不能被看清楚，跟物体在视网膜上的像的大小有关。视网膜上的像越大，人眼对物体的细微部分分辨得就越清楚。视网膜上像的大小决定于视角的大小。视角越大，视网膜上的像就越大。
3．视角
（1）定义：从眼睛的中心向物体两端所引的两条直线的夹角。

（2）影响视角大小的因素：物体本身的大小和物体到眼睛的距离。
①视角与物体大小有关：物体到眼镜的距离一定时，大物体的视角大，小物体的视角小。
②视角与物体远近有关：物体大小一定时，看近处的物体，视角大，远处的物体视角小。
4.望远镜使我们观察远处物体的视角变大：远处的物体通过物镜所成的像是缩小的，但我们使用望远镜时感到物体被放大了，这是因为:一方面， 望远镜的物镜所成的像离我们的眼睛很近，使我们眼睛观察物体所成的视角增大。另一方面，目镜的放大作用， 可以使视角变得更大。
为了让大家更直观的理解望远镜的成像原理，我们来动手制作望远镜吧。
【想想做做】取焦距不同的凸透镜，通过两个透镜看前面的物体，调整两个透镜间的距离，直到看得最清楚。物体是变大了还是变小了？两个放大镜的位置对调以后，你有什么新的发现？
(1)先用一个凸透镜(焦距大)观察窗外远处的物体,注意成像情况.
(2)再用另一个凸透镜(焦距小)观察上面得到的物体的像,注意成像情况.
(3)将两凸透镜的位置对调,再观察远处的物体,对比两次成像的大小.
现象：(1)成倒立、缩小的实像。
(2) 成正立、放大、的虚像，远处的物体看上去放大了。
(3)两凸透镜的位置对调后，远处的物体看上去缩小了。
探究三：探索宇宙
来1.第一位把望远镜指向天空的是意大利物理学家伽利略。伽利略望远镜——用凸透镜作物镜，用凹透镜作目镜。
支持哥白尼的日心说。
源

2.为改进对星体的观察，1990年美国向太空发射了一台望远镜，叫哈勃太空望远镜,可以排除大气层的干扰,
使人类观测宇宙的能力空前提高。
3.目前，人类观测到的最远的天体距离我们大约130亿光年外的宇宙空间情况，但仍没有找到宇宙的边缘。。
4. 天文望远镜多用反射式望远镜，也常用凹面镜作物镜。现代天文望远镜都是力求把物镜口径加大，这样它可以会聚更多的光，以求观测到更暗的星。中国“天眼”500米口径球面射电望远镜，是具有我国自主知识产权、世界最大单口径、最灵敏的射电望远镜。
5. 我们的宇宙中拥有上千亿个星系，银河系只是其中一个，太阳不过是银河系中一员，地球只是太阳系中的一颗行星，地球在离太阳比较近的第三条轨道上。
【精讲点拨】
1.显微镜的物镜相当于一个投影仪，目镜相当于一个放大镜。被观察的物体经物镜成一个放大的实像，被目镜再次放大。经两次放大后，我们就可以看清肉眼看不见的小物体了。所以物体经过显微镜最终成的像相对于原物体而言，是倒立放大的虚像。
2.望远镜的作用是看清远处的物体，远处的物体经过物镜在物镜的焦点附近成倒立缩小的实像，但是像离我们的眼睛更近了，该像又落在目镜的一倍焦距以内，再次经过目镜的放大，我们观察像的视角变大，这样就能观察的清楚了。为了尽可能使第二次成像成得较大，可使望远镜物镜的后焦点与目镜的前焦点重合。
3.人眼看清物体必须满足两个条件：(1)亮度足够强；(2)视角足够大.远处的物体经过望远镜的物镜和目镜后，所成的像还是比物体本身小，但是视角变得很大；另外，望远镜的物镜直径大，可以会聚足够多的光，使成的像更加明亮.因此，人眼就能很清楚的看清远处的物体了。
【归纳整理】
【当堂练习】
1.（2025 湖南常德市）如图关于透镜的应用，下列说法中正确的是（ ）
A. 凹透镜可以矫正远视眼
B. 凸透镜可以矫正近视眼
C. 显做镜的目镜成正立放大的虚像
D. 望远镜的目镜成正立放大的实像
【答案】C
【解析】A．凹透镜可以矫正近视眼，故A错误；
B．凸透镜可以矫正远视眼，故B错误；
C．显做镜的目镜成正立放大的虚像，故C正确；
D．望远镜的目镜成正立放大的虚像，故D错误。故选C。
2. 关于显微镜和望远镜下列说法正确的是（ ）
A. 显微镜物镜成缩小的实像，目镜成放大的虚像
B. 开普勒望远镜物镜对光线有发散作用，目镜对光线有会聚作用
C. 伽利略望远镜物镜为凸透镜，目镜为凹透镜
D. 利用望远镜和显微镜看物体，主要是增大视角
【答案】D
【解析】A、显微镜物镜的作用相当于投影仪，成倒立、放大的实像，目镜成放大的虚像，故A错误；B、开普勒望远镜物镜和目镜都是凸透镜，都对光线有会聚作用，故B错误；C、伽利略望远镜物镜为凹透镜，目镜为凸透镜，故C错误；D、利用望远镜和显微镜看物体，都起到了增大视角的作用，望远镜通过将物体拉近来增大视角，显微镜则通过将物体放大来增大视角，故D正确．故选D．
3. 用显微镜和望远镜观察物体时，关于像的倒正，以下说法正确的是（ ）
A. 用显微镜观察时像是正立的，用天文望远镜观察时像是倒立的
B. 用显微镜观察时像是正立的，用天文望远镜观察时像也是正立的
C. 用显微镜观察时像是倒立的，用天文望远镜观察时像是正立的
D. 用显微镜观察时像是倒立的，用天文望远镜观察时像也是倒立的
【答案】D
【解析】显微镜和天文望远镜的物镜都是成倒立的实像，这个实像再通过它们各自的目镜后成正立放大的虚像。它们分别都经过一次倒立的像，再经过一次正立的像，两次成像的结果，使人们最终观察到的都是倒立的像。但是通过显微镜得到的是物体倒立放大的像，通过天文望远镜得到的是物体倒立缩小的像，故D正确。故选D。
4. 显微镜可以观察微小生物，是因为显微镜放大倍数较大，被观察的物体经过了
A. 一次放大作用B. 二次放大作用
C. 三次放大作用D. 四次放大作用
【答案】B
【解析】显微镜的物镜相当于幻灯机的镜头，物体经过物镜后成倒立、放大的实像，显微镜的目镜相当于一个放大镜，通过目镜成正立、放大的虚像．因此是经过了两次放大．故选B．
5. 显微镜的物镜和目镜对观察者所成的像是
A. 物镜成正立、放大的虚像B. 目镜和物镜都成实像
C. 物镜和目镜都成虚像D. 目镜成正立、放大的虚像
【答案】D
【解析】由显微镜成像原理知：物体经物镜折射后，成倒立放大的实像，这个像正好处在目镜的焦点之内，又经目镜成正立、放大的虚像，此时的目镜相当于一个放大镜。故选D。
6. 有一种望远镜是由两组凸透镜组成，其中物镜和目镜的作用分别是（ ）
（1）成倒立、缩小、实像；
（2）成倒立、等大、实像；
（3）成倒立、放大、实像；
（4）成正立、放大、虚像
A. （1）（3）B. （2）（3）
C. （1）（4）D. （4）（2）
【答案】C
【解析】望远镜是由两组透镜组成，物镜成倒立、缩小的实像，与照相机的成像原理相同；目镜成正立、放大的虚像，与放大镜的成像原理相同。故选C。
7. 物体经过显微镜的物镜，成_____的实像；物体经过望远镜的物镜成_____的实像，它们的目镜所成的像都是_____的。（选填“放大”或“缩小”）
【答案】 (1). 放大 (2). 缩小 (3). 放大
【解析】[1][2][3]显微镜有物镜和目镜组成，显微镜的物镜成的是放大、倒立的实像，目镜成的是正立、放大的虚像；望远镜是由两组透镜组成，物镜成倒立、缩小的实像，与照相机的成像原理相同；显微镜和望远镜的目镜都是成正立、放大的虚像，与放大镜的成像原理相同。
8. 如图所示，小明取两个焦距不同凸透镜，以焦距较短的凸透镜作为目镜，以焦距较长的凸透镜作为物镜，通过两个透镜观察美景，调节两个透镜之间的距离，直到看得最清楚为止，此时这种透镜组合工作原理与_____（选填“望远镜”或者“显微镜”）相同.
【答案】望远镜
【解析】以焦距较小的凸透镜为目镜,以焦距较大的凸透镜为物镜,调节两者间的距离,观察远处的物体,你看到得像是倒立缩小的虚像,这种透镜组合工作原理与望远镜相同．
9. 把一滴水滴在玻璃板上，在玻璃板下面放置一个用眼睛看不清楚的小物体，这时水滴相当于一个____镜，再拿一个放大镜位于水滴的上方，慢慢调节这个镜子与水滴之间的距离，你就更能看清玻璃板下的微小物体，这时它们的作用相当于一个________(选填“望远镜”或“显微镜”)．
【答案】 (1). 凸透 (2). 显微镜
【解析】小水滴中间厚边缘薄，相当于凸透镜．拿一个放大镜位于水滴的上方，慢慢调节这个镜子与水滴之间的距离，可以看清玻璃板下的微小物体，因此它们的作用相当于显微镜．“水滴”是显微镜的物镜，能成一个倒立、放大的像，像在“水滴”焦距和二倍焦距之间，放大镜相当于目镜，通过目镜再成一个正立、放大的虚像．
【课后反思】本节课学习中，你有哪些收获，还有哪些不足，有什么体会。
项目
对比
显微镜
望远镜
结构
目镜
一组透镜，作用相当于一个 镜
一组透镜，作用相当于一个 镜
物镜
一组透镜，作用相当于一个 镜
一组透镜，作用相当于一个 镜
工作原理
物镜
成 立、 的 像
成 立、 的 像
目镜
以物镜所成实像为物体再次成像;成 立、 的 像
以物镜所成实像为物体再次成像；成 、
的 像
增大视角的方法
再放大
再放大
共同点
镜成正立放大的虚像，可以直接用眼睛看到
项目
对比
显微镜
望远镜
结构
目镜
一组透镜，作用相当于一个凸透镜
一组透镜，作用相当于一个凸透镜
物镜
一组透镜，作用相当于一个凸透镜
一组透镜，作用相当于一个凸透镜
工作原理
物镜
成倒立、放大的实像
成倒立、缩小的实像
目镜
以物镜所成实像为物体再次成像；成正立、放大的虚像
以物镜所成实像为物体再次成像；成正立、放大的虚像
增大视角的方法
放大再放大
拉近再放大
共同点
目镜成正立放大的虚像，可以直接用眼睛看到