【同步讲义】人教版物理八年级上册-课时5.5 显微镜和望远镜 讲义

课时5.5 显微镜和望远镜（帮课堂）（解析版）

【学习目标】

1.了解显微镜的构造及工作原理；

2.了解望远镜的构造及工作原理；

3.理解显微镜和望远镜成像规律。

【知识导图】

【基础知识】

知识点一、显微镜

1.作用

借助显微镜可以观察到细微的物体或物体上的细微部分。如用显微镜观察植物细胞、金属的结构、细菌等。

2.构造

显微镜镜筒的两端各有一组透镜，每组透镜的作用都相当于一个凸透镜。显微镜的构造如图所示：

（1）反光镜：增加光的强度，照亮被观察的物体。反光镜通常一面时平面镜另一面时凹面镜，当光线较弱时用凹面镜会聚更多的光，当光线较强时用平面镜反光即可。

（2）载物片：承载被观察的物体。

（3）物镜：靠近被观察物体的凸透镜，作用相当于投影仪的镜头，物体通过物镜成一个倒立、放大的实像。

（4）目镜：靠近眼睛的凸透镜，作用相当于一个普通的放大镜，能将物镜所成的实像进行再次放大。

3.成像原理

如图所示，被观察物体放在物镜的一倍焦距和二倍焦距之间。物体通过物镜成一个倒立、放大的实像，这个实像落在了目镜的一倍焦距以内。目镜相当于一个放大镜，把物镜所成的像再次放大，得到正立、放大的虚像。经过物镜和目镜的两次放大之后，我们就可以看到肉眼看不见的微小物体。

4.放大倍数

目镜的放大倍数×物镜的放大倍数为显微镜的放大倍数。一般在镜头上标有“n×”的字样（比如n=5，即放大5倍）。

【典例1】关于显微镜下列说法正确的是（  ）。

A.物镜有发散作用，目镜有会聚作用；

B.物镜有会聚作用，目镜有发散作用；

C.物镜得到放大的像，目镜再次得到放大的像；

D.物镜得不到像，目镜得到物体放大的像

【答案】C。

【解析】（1）显微镜的物镜是凸透镜，成倒立、放大的实像，成像原理相当于投影仪；

（2）显微镜的目镜是凸透镜，成正立、放大的虚像，成像原理相当于放大镜。故选C。

知识点二、望远镜

1.望远镜的作用

望远镜是用来观察远处物体的一种光学仪器。

2.开普勒望远镜的构造

望远镜的种类很多，如图所示是开普勒望远镜，它由两组凸透镜组成，靠近眼睛的叫做目镜，靠近被观测物体的叫做物镜。

（1）物镜：焦距较长，相当于照相机的镜头，远处的物体经物镜后在物镜焦点附近成倒立、缩小的实像。

（2）目镜：焦距较短，作用相当于一个放大镜，物体（物体所成的实像）经目镜成正立、放大的虚像。

3.开普勒望远镜的成像原理

如图所示，由于望远镜所观察的物体极远，即物体到物镜的距离远远大于物镜的二倍焦距，所以被观察的物体在物镜所成的像是倒立、缩小的实像。当这个实像落在目镜的一倍焦距以内时，经过目镜后便成正立、放大的虚像。望远镜所成的像虽然比原来的物体小，但能是很远的物体成像在眼前，好像物体被拉近了，所以用望远镜能看清远处的物体，甚至可以观察遥远的星辰。望远镜的物镜直径比我们眼睛的瞳孔大得多，这样它可以会聚更多的光，使得所成的像更加明亮，这一点在观测天空中的暗星时非常重要。现代天文望远镜都力求把物镜的口径加大，以便观测到更暗的星。

4.视角

（1）定义：视角是从物体两端（上下或左右）向人眼所引的两条直线间的夹角，如图所示。

（2）我们感觉到的物体大大小取决于被观察物体对眼睛所成的视角的大小。我们看物体时，物体对眼睛所成的视角越小，看到的物体就越小，甚至可能看不清物体；物体对眼睛所成的视角越大，看到物体就越大，对物体观察得就越清楚。

（3）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。当物体与眼睛的距离一定时，物体越大，视角越大；当物体的大小一定时，离眼睛越近，视角越大。

【典例2】关于望远镜的说法正确的是（　　）。

A．所有的望远镜都是由两个凸透镜组成的；

B．望远镜都是由一个凸透镜和一个凹透镜构成的；

C．除了凸透镜外，天文望远镜也常用凹面镜做物镜；

D．只有用透镜才能做望远镜

【答案】C。

【解析】一般情况下，望远镜物镜由凸透镜组成，目镜由凸透镜或凹透镜两种类型，故A、B选项错误；

观察天体物理方面，一般采用反射式望远镜，采用凹面镜做物镜，故C选项正确；

透镜和凹面镜都可以做望远镜，故D选项说法错误。故选C。

知识点三、探索宇宙

我们的宇宙

宇宙时一个有层次的天体结构系统。它拥有上千亿个星系，银河系是其中的一员。银河系的直径约10万光年。银河系有几千亿颗恒星，太阳是其中的一员。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。此外，还有若干其他天体绕太阳转动。月球时地球的卫星，不停地绕地球转动。

【方法帮】

题型一：显微镜的构造及成像原理

速记显微镜的成像原理

先用物镜使近处物体成一个放大的实像，然后再用目镜把实像再次放大。

【典例1】一场新冠肺炎疾病影响了全世界，而其中的罪魁祸首就是新型冠状病毒某医疗机构利用显微镜观察新型冠状病毒，而我们已经学习了一些关于光学显微镜的知识，光学显微镜的目镜和物镜所成的像，下列有关说法正确的是(    )。

A．目镜成正立放大的虚像，物镜成倒立放大的实像；

B．目镜成倒立放大的实像，物镜成正立放大的虚像；

C．目镜成正立放大的虚像，物镜成倒立缩小的实像；

D．目镜成正立放大的虚像，物镜成正立放大的实像

【答案】A。

【解析】显微镜包括物镜和目镜，物镜相当于投影仪，成倒立的放大的实像，目镜相当于放大镜，成正立的放大的虚像。

题型二：望远镜的构造及成像原理

速记开普勒望远镜的成像原理

利用物镜使远处的物体成一个缩小的实像，然后用目镜把实像放大。

【典例2】在2018年1月31日晚,受到世人瞩目的“超级月亮”、“红月亮”、“蓝月亮”组团在天空中亮相.小虎用如图所示的天文望远镜观察,关于该望远镜,下列说法正确的是(    )。

A．物镜成放大的实像；

B．物镜焦距比目镜焦距短；

C．目镜相当于放大镜,使像更靠近眼睛；

D．物镜越大,成像越清晰

【答案】D。

【解析】物镜相当于照相机，成倒立缩小的实像，物镜的作用是使物体在目镜的焦点附近成实像，故A说法错误；

望远镜的物镜所成像经目镜放大，所以目镜的焦距一定小于物镜的焦距，才有放大效果；如果反过来得出的倍数就小于1 ,得出是缩小的像.，故B说法错误；

目镜相当于放大镜，使像放大而不是更靠近人眼，故C说法错误；

物镜越大，接光的面积越大，人观测的物体就越明亮，成像效果就越清晰，故D说法正确。

【中考帮】

考点一：显微镜和望远镜

【典例】（2022·海南）下列物品利用光的反射规律成像的是（    ）。

A. 显微镜 B. 照相机

C. 老花镜 D. “拐弯镜”

【答案】D。

【解析】A．显微镜的目镜和物镜都是凸透镜，显微镜的原理是：先通过物镜使物体成一倒立、放大的实像，然后再通过目镜把这个实像再次放大，利用光的折射规律成像，故A不符合题意；

B．物距大于2倍焦距时，凸透镜成倒立、缩小的实像，应用是照相机，利用光的折射规律成像，故B不符合题意；

C．老花镜即凸透镜，物距小于1倍焦距时，凸透镜成正立、放大的虚像，利用光的折射规律成像，故C不符合题意；

D ．“拐弯镜”即凸面镜，利用光的反射规律成像，可扩大视野范围，故D符合题意。

故选D。

【作业帮】

一、基础练（知识巩固）

1.显微镜的物镜上标有“40×”,目镜上标有“5×”。用这组透镜来观察物体,物体被放大的倍数是(　　)。

A.45倍    B.35倍      C.200倍     D.8倍

【答案】C。

【解析】物镜上标有“40×”,说明物镜放大40倍;目镜上标有“5×”,说明目镜放大5倍;最终显微镜将物体放大40×5=200倍。

2.下列关于光现象的说法中正确的是(　　)。

A.当人离平面镜较近时,在镜中不能看到自己的全身像,适当远离平面镜后就能在镜中看到自己的全身像；

B.如果甲同学从平面镜中能看见乙同学的脚,根据光路可逆,乙同学从平面镜中也一定能看见甲同学的脚；

C.注水后的游泳池看起来池底变浅；

D.使用显微镜观察植物标本,该物体通过显微镜的物镜形成倒立、放大的虚像

【答案】C。

【解析】从平面镜中看到自己的全身像,平面镜的最小高度为人身高的一半,如果平面镜的高度小于人的身高的一半,适当远离也不能看到全身像,故A错误；

如果甲同学从平面镜中能看见乙同学的脚,根据光路可逆,甲同学眼睛反射的光经过平面镜会反射到乙同学的脚上,但乙同学从平面镜中不一定能看见甲同学的脚,故B错误；

来自游泳池池底的光由水中斜射入空气时,在水面处发生折射,折射角大于入射角,折射光进入人眼,人眼逆着折射光的方向看去,会觉得池底变浅了,这是光的折射现象,故C正确；

使用显微镜观察植物标本,该物体通过显微镜的物镜形成倒立、放大的实像,故D错误。

3．如图所示，小强同学用两只焦距不同的放大镜一前一后放在眼前观察远处的物体，则下列说法中正确的是(    )。

A．两只放大镜对物体进行了两次放大；

B．两只放大镜组合在一起相当于一台显微镜；

C．两只放大镜组合在一起相当于一架望远镜；

D．将两只放大镜的位置对换后，观察同一物体的大小是相同的

【答案】C。

【解析】因为是看远处的物体，所以相当于望远镜，前面的透镜成倒立、缩小实像，相当于照相机，后面的透镜成正立、放大虚像，相当于放大镜。故选C。

4．人类借助于显微镜和天文望远镜看到了人眼所不及之处，实现了对微观世界和浩瀚宇宙的探索。图中的甲和乙是显微镜和天文望远镜的结构示意图，则下列说法中正确的(    )。

A．显微镜的物镜成放大的虚像 B．望远镜的物镜成缩小的实像

C．显微镜的目镜成放大的实像 D．望远镜的目镜成放大的实像

【答案】B。

【解析】AC、显微镜的目镜和物镜都是凸透镜，目镜成正立放大的虚像，物镜成倒立放大的实像，故AC错误；

BD、天文望远镜的目镜和物镜都是由凸透镜组成，目镜成正立放大的虚像，物镜成倒立缩小的实像，故B正确。

5.关于透镜，下列说法正确的是(    )。

A．利用投影仪可以把图片放大           B．利用望远镜可看见血液中的细胞

C．照相机可成倒立、放大的虚像         D．放大镜可成正立、放大的实像

【答案】A。

【解析】A、由凸透镜成像规律及其应用可知，利用投影仪可以成倒立放大的实像，因此把图片放大，故A正确；

B、利用望远镜用来观看远处物体的，利用显微镜可以看见血液中的细胞，故B错误；

C、由凸透镜成像规律及其应用可知，照相机可成倒立、缩小的实像，故C错误；

D、放大镜可成正立、放大的虚像，故D错误。

6.2021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。

7．如图表示一种光学仪器的原理，图中L1是物镜，L2是目镜．这种仪器是________(填“望远镜”或“显微镜”)，目镜的作用相当于________(填“放大镜”或“投影仪”)．

【答案】望远镜；放大镜。

【解析】远处的物体通过这种仪器的物镜成倒立缩小的实像，落在目镜一倍焦距以内，目镜将它放大，这种仪器是望远镜。目镜相当于放大镜。

8．如图所示，小明找到两个焦距不同的放大镜模拟望远镜观察远处的景物，其中较远的物镜的作用是使物体成倒立________(填“放大”或“缩小”)的实像，目镜相当于________镜成________(填“实”或“虚”)像。

【答案】缩小；虚。

【解析】 望远镜是由两组凸透镜组成，观察远处的景物时，物距大于2倍焦距，物镜成倒立、缩小的实像，与照相机的成像原理相同；

这个倒立缩小的实像正好落在目镜焦距内的位置，目镜的作用相当于一个放大镜，这个实像经过目镜后成一个正立、放大的虚像。

9．人眼看同一物体，会出现“远小近大”的现象，这和物体在人眼处所成的________有关，如图所示，同一物体，离人眼较远时，视角较________(填“大”或“小”)；离人眼较近时，视角较________(填“大”或“小”)。

【答案】视角；小；大。

【解析】视角的大小不仅与物体的大小有关，还与眼睛距离物体的远近有关，人眼看同一物体，会出现“远小近大”的现象，这和物体在人眼处所成的视角有关；

同一个物体离人眼越远时，物体在人眼处所成的视角就越小，我们就会感觉物体较小；

物体离我们越近，物体在人眼处所成的视角就越大，看物体越清楚同时也感觉物体较大。

二、综合练（能力提升）

10．如图是某同学在显微镜下观察到的人口腔上皮细胞的像，仔细观察并分析：从像A变成像B是做了怎样的处理(    )。

①低倍镜换成了高倍镜            ②高倍镜换成了低倍镜

③玻片向右下移动                ④玻片向左上移动

A．①③            B．①④           C．②③        D．②④

【答案】B。

【解析】从图中可看出，A物像原来在视野的左上方，而B物像在视野的右下方。我们在显微镜下看到的物像是上下左右均颠倒的物像，所以我们移动玻片标本时，标本移动的方向正好与物像移动的方向相反。在A图中物像位于视野的偏左上方，应该向左上方移动玻片标本，物像才向右下方移动移到视野的右下方。

A图中的细胞体积小，而B图中细胞的体积大，故而由A变成B是由低倍镜换成了高倍镜；

当换上高倍镜后，由于视野变窄，透光量少，视野就会变得很暗，需要调节光圈，换成大光圈或用凹面的反光镜使视野变得亮一些。低倍镜换高倍镜是通过转动转换器来完成的。换上高倍物镜后物像只是有点模糊，一般转动细准焦螺旋就能使用物像更加清晰。

11.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】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。

12.小明同学参加了学校生物标本制作小组和天文观测兴趣小组，使用简易的显微镜和望远镜都有物镜和目镜。显微镜的物镜是　   　透镜，望远镜的目镜是　   　透镜（选填“凸”或“凹”）。

【答案】凸；凸。

【解析】望远镜是由两组透镜组成，靠近眼睛的叫目镜，靠近被测物体的叫物镜，物镜的作用是物体在焦点附近成实像，天文望远镜的物镜口径做得较大，是为了会聚更多的光线，从而观测到更暗的星；

显微镜物镜和目镜都是凸透镜，把标本放在物镜的二倍焦距和一倍焦距之间，这样得到一个放大的实像，那么这个放大的实像正好成在目镜焦点以内，由凸透镜成像规律可知，当u＜f时，成正立放大的虚像。

13．在玻璃板下放置一个用眼睛看不清楚的小物体，把一滴水滴在小物体正上方的玻璃板上，水滴就是一个放大镜，如果还看不清小物体，再拿一个凸透镜位于水滴正上方，调节镜与水滴间的距离，就能看清玻璃板下的小物体。此时看到的是小物体的________的（选填“正立”或“倒立”），________的（选填“放大”或“缩小”）_____像（选填“实”或“虚”），这个组合与________（选填“望远镜”或“显微镜”）的原理相同。

【答案】正立；放大；虚。

【解析】显微镜小水滴就相当于凸透镜，拿一个凸透镜位于水滴的上方，小水滴相当于显微镜的物镜，物体成一个倒立、放大的实像；

凸透镜在上面，作用相当于目镜，此时成正立、放大的虚像．二次放大成的像相对于物体是倒立的、放大的、虚像．它们的共同作用相当于显微镜，所以能看清玻璃板下的微小物．故答案为正立；放大；虚；显微镜。

三、培优练（挑战自我）

14．如图所示，望远镜的物镜的直径比我们眼睛的瞳孔大得多，这样做的目的是(    )。

A．这样可以会聚更多的光，使得所成的像更明亮；

B．这样它可以扩大视角，使我们看到更广阔的宇宙；

C．这样做既美观又有气势；

D．这样做可以使物镜焦距更长，从而使人看得更远

【答案】A。

【解析】望远镜是由两组透镜组成，靠近眼镜的叫目镜，靠近被测物体的叫物镜，物镜的作用是物体在焦点附近成实像，天文望远镜的物镜口径做得较大，是为了会聚更多的光线，使得所成的像更加明亮，从而观测到更暗的星。故选A。

15．下列关于显微镜的说法正确的是(    )。

A．电子显微镜要比光学显微镜的放大倍数低；

B．当室内光线较暗时，要用反光镜的凹面镜；

C．显微镜的放大倍数等于物镜和目镜的放大倍数之和；

D．显微镜的物镜和目镜都成放大的虚像

【答案】B。

【解析】电子显微镜能观察物质的精细结构，其放大倍数比普通显微镜高得多，故A错误；显微镜的反光镜有两面，一面是平面镜，一面是凹面镜，当光线较暗时，要用凹面镜，使光线会聚一些，B正确；显微镜的放大倍数等于物镜和目镜的放大倍数之积，故C不正确；显微镜的物镜成实像，故D不正确。

16.如图关于透镜的应用,下列说法中正确的是(    )。

【答案】C。

【解析】凹透镜可以矫正近视眼,故A选项错误;

凸透镜可以矫正远视眼,故B选项错误;

显微镜的目镜成正立、放大的虚像,故C选项正确;

望远镜的目镜成正立、放大的虚像,故D选项错误。故选C。

17.如图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）如图；（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。