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第五章 透镜及其应用
5.5
显微镜和望远镜
知识点整理
1.显微镜
由目镜和物镜组成，物镜、目镜都是凸透镜，它们使物体两次放大。物镜像投影仪一样成像，成倒立、放大的实像；目镜的作用像一个普通放大镜，以物镜成的实像为物，再成一个正立、放大虚像。
所以总的来说，显微镜成的是倒立、放大、虚像。（物镜的实像被目镜又变成虚像了，而我们看到的是目镜成的虚像，而不是物镜成的实像）
2.望远镜
由目镜和物镜组成，物镜、目镜都是凸透镜，它们使远处物体先成实像，后成虚像。物镜使物体成缩小、倒立的实像（相当照相机）；目镜的作用像一个普通放大镜，以物镜成的实像为物，成一个正立、放大虚像。
知识点分类练习
【1】显微镜
【例1】如图所示，显微镜由两组凸透镜组成，来自被观察物体的光经过物镜后成一个放大的实像，道理就如（ ）成像一样
A．照相机的镜头
B．投影仪的镜头
C．放大镜
D．平面镜
【2】望远镜
【例2】如图所示，有一种望远镜由两组凸透镜组成。靠近眼睛的叫目镜，靠近被观测物体的叫物镜。物镜的作用是使远处的物体在焦点附近成缩小的实像，这类似于（ ）
A．照相机
B．投影仪
C．放大镜
D．幻灯机
难点攻克
1.显微镜的应用
【例1】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．（1）（3）
B．（1）（4）
C．（2）（3）
D．（2）（4）
2.望远镜的应用
【例2】某天文爱好者为了研究“超级月亮”这一现象，于是架设一台天文望远镜做进一步观察。如图所示，关于该望远镜，下列说法正确的是（ ）
A．它的物镜和显微镜的物镜作用相同
B．它的物镜相当于放大镜，用来把像放大
C．它的物镜的作用是使远处的物体在焦点附近成虚像
D．它的物镜的作用是使远处的物体在焦点附近成实像
3.显微镜和望远镜的比较
【例3】如图所示为实验室用显微镜和天文望远镜，关于图中两种仪器下列说法错误的是（ ）
A．显微镜的目镜成正立放大的虚像，物镜成倒立放大的实像
B．天文望远镜的目镜成正立放大的虚像，物镜成倒立缩小的实像
C．将被观察的物体靠近显微镜物镜后，成像变小
D．将天文望远镜的镜筒缩短后，成像变小
【例4】
下列关于显微镜与望远镜的说法不正确的是（ ）
A．所有的望远镜都是由两个凸透镜制成的
B．天文望远镜物镜的口径比较大
C．我们在学生实验室用显微镜看细胞是通过成两次放大的像实现的
D．有一种望远镜是将远处的物体在物镜的焦点附近成实像，目镜把这个像放大
基础练习
1．已知某同学所戴近视镜镜片的焦距是0.4
m,下列说法中正确的是（
）
A．该眼镜的焦度为40m-1
B．该眼镜的焦度为-2.5m-1
C．该眼镜的度数为400度
D．该眼镜的度数为250度
2．如图所示是小刚在活动课中自制的一个水滴显微镜，它是以小水滴作为物镜的，小刚利用自制显微镜看到了肉眼看不到的细盐粉、头发丝的细微部分．下列有关水滴显微镜的描述正确的是（
）
A．水滴和目镜一样都起到放大镜的作用，所成的像都是实像
B．水滴和目镜一样都起到放大镜的作用，所成的像都是虚像
C．水滴所成的像为虚像，目镜所成的像为实像
D．水滴所成的像为实像，目镜所成的像为虚像
3．用普通望远镜观察远处物体时，突然有一只小飞虫飞到物镜上，则（
）
A．视野中出现了一只大飞虫
B．视野中出现了一只小飞虫
C．视野中出现了一个大黑点
D．视野中不会出现飞虫和黑点
4．下面是关于显微镜和望远镜它们两次成像的说法：
（1）显微镜先成放大的实像，再成放大的虚像；
（2）显微镜先成缩小的实像，再成放大的虚像；
（3）望远镜先成放大的实像，再成放大的虚像；
（4）望远镜先成缩小的实像，再成放大的虚像。
上述说法正确的是（
）
A．（1）（3）
B．（2）（4）
C．（1）（4）
D．（2）（3）
【答案】C
5．下列光学知识的应用中，有一个与其他三个不同，这个应用是（ ）
A．天文爱好者用望远镜观察天体；
B．演员对着镜子练习舞蹈动作；
C．医生用凹透镜来矫正近视患者视力；
D．摄影师用照相机拍摄照片。
6．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
7.如图是望远镜的成像示意图，物体通过物镜成倒立
的实像（填“放大”或“缩小”），目镜的作用相当于
（填“放大镜”或“投影仪”）。
8．观测月球等天体时应选用
镜，观察细胞内部结构时应选用
。看水滴下的叶脉，比旁边的粗糙，因为水滴相当于
镜。
8．如图，自制水滴显微镜，探究显微镜的工作原理。器材：焦距较长的凸透镜（f＝30cm）一个、滴管一个、废录音带盒一个、清水、白纸（画有箭头，如图）等。
（1）如图甲中，透过这个小水滴，如果看到一个与原来方向相同的、放大的箭头，不调整水滴与箭头间的距离，应该把水珠变
（厚/薄），直至看到与原来方向相反的、放大了的箭头。
（2）把一个凸透镜放在水滴的上方，使箭头、小水滴、凸透镜在同一直线上，并且保持凸透镜是水平放置的，并调整到水滴的距离，且眼睛不要离太近，边观察、边微微调节凸透镜的位置，即可看到箭头被放大的虚像。如图乙所示，比图甲中通过小水滴观察到的箭头要大得多，看到的箭头相对于原来白纸上的箭头是
（正立/倒立）。
能力提升
1.小宇在家里自制了一个显微镜用来观察盐粒的细微之处，他的显微镜结构及实验装置如图所示。
（1）小宇装置中的“水滴”相当于真正显微镜中的
（选填“物镜”或“目镜”）。“水滴”之所以能代替凸透镜，是因为
的特点。
（2）根据你对显微镜原理的理解，填写下表：
成像特点
放大或缩小
倒立或正立
虚像或实像
水滴
凸透镜
（3）小宇用自制的显微镜
（选填“能”或“不能”）观察到盐粒的分子结构，你猜想其原因是
。
2．阅读下文，回答问题。
电子显微镜是在20世纪30年代出现的，它是类比于光学显微镜发展起来的。光学显微镜是用可见光照射被研究的物体，利用光学透镜使光线偏折而成像的；电子显微镜则是让电子束穿过被研究的物体，利用电磁透镜使电子束偏转而成像的。如图是用磁场聚集的电子显微镜的示意图，发射电子的阴极K相当于光学显微镜的光源。从阴极发射出来的电子，经过磁透镜L1后变为平行的电子束，L1起会聚透镜的作用。电子束穿过被研究的物体O，产生被研究物体的透射像。磁透镜L2起物镜的作用，电子束通过它，放大成像I1，I2再经磁透镜L3放大成像I2，I2被投射在荧光屏S上，可以用照相的方法记录下来。
电子显微镜的放大率比光学显微镜的放大率高1
000倍左右。电子显微镜能观察到物质的精细结构，可以拍摄出物质的分子结构图，在现代科学技术中有重要应用。
（1）图中的磁透镜L，相当于光学器件中的
透镜，对光起
作用，磁透镜L2相当于光学显微镜的
，物体通过它可以成放大的像，物体通过电子显微镜，成
次
（选填“放大”或“缩小”）的像，像是
（选填“倒立”或“正立”）的。
（2）电子显微镜相对于光学显微镜有哪些优点？
。
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第五章 透镜及其应用
5.5
显微镜和望远镜
知识点整理
1.显微镜
由目镜和物镜组成，物镜、目镜都是凸透镜，它们使物体两次放大。物镜像投影仪一样成像，成倒立、放大的实像；目镜的作用像一个普通放大镜，以物镜成的实像为物，再成一个正立、放大虚像。
所以总的来说，显微镜成的是倒立、放大、虚像。（物镜的实像被目镜又变成虚像了，而我们看到的是目镜成的虚像，而不是物镜成的实像）
2.望远镜
由目镜和物镜组成，物镜、目镜都是凸透镜，它们使远处物体先成实像，后成虚像。物镜使物体成缩小、倒立的实像（相当照相机）；目镜的作用像一个普通放大镜，以物镜成的实像为物，成一个正立、放大虚像。
知识点分类练习
【1】显微镜
【例1】如图所示，显微镜由两组凸透镜组成，来自被观察物体的光经过物镜后成一个放大的实像，道理就如（ ）成像一样
A．照相机的镜头
B．投影仪的镜头
C．放大镜
D．平面镜
【答案】B
【解答】解：显微镜的物镜是凸透镜，被观察物体在物镜的焦距和二倍焦距之间，成倒立、放大的实像，所以其道理和投影仪镜头成像相同，故B正确。
【2】望远镜
【例2】如图所示，有一种望远镜由两组凸透镜组成。靠近眼睛的叫目镜，靠近被观测物体的叫物镜。物镜的作用是使远处的物体在焦点附近成缩小的实像，这类似于（ ）
A．照相机
B．投影仪
C．放大镜
D．幻灯机
【答案】A
【解答】解：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，相当于照相机的工作原理。
难点攻克
1.显微镜的应用
【例1】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．（1）（3）
B．（1）（4）
C．（2）（3）
D．（2）（4）
【答案】B
【解答】解：
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。
2.望远镜的应用
【例2】某天文爱好者为了研究“超级月亮”这一现象，于是架设一台天文望远镜做进一步观察。如图所示，关于该望远镜，下列说法正确的是（ ）
A．它的物镜和显微镜的物镜作用相同
B．它的物镜相当于放大镜，用来把像放大
C．它的物镜的作用是使远处的物体在焦点附近成虚像
D．它的物镜的作用是使远处的物体在焦点附近成实像
【答案】D
【解答】解：
A、望远镜的物镜是使得无限远处的物体成一个倒立缩小的实像，而显微镜的物镜是为了使得载物片上的物体成一个放大的实像，故A错误；
B、望远镜的物镜相当于照相机的镜头，使远处的物体成一个倒立缩小的实像，故B错误；
CD、望远镜的物镜的目的是使得无限远处的物体在焦点附近成一个倒立缩小的实像，故C错误，故D正确。
3.显微镜和望远镜的比较
【例3】如图所示为实验室用显微镜和天文望远镜，关于图中两种仪器下列说法错误的是（ ）
A．显微镜的目镜成正立放大的虚像，物镜成倒立放大的实像
B．天文望远镜的目镜成正立放大的虚像，物镜成倒立缩小的实像
C．将被观察的物体靠近显微镜物镜后，成像变小
D．将天文望远镜的镜筒缩短后，成像变小
【答案】C
【解答】解：
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，将被观察的物体靠近显微镜物镜后，成像变大，故A正确，C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，将天文望远镜的镜筒缩短后，成像变小，故BD正确．
【例4】
下列关于显微镜与望远镜的说法不正确的是（ ）
A．所有的望远镜都是由两个凸透镜制成的
B．天文望远镜物镜的口径比较大
C．我们在学生实验室用显微镜看细胞是通过成两次放大的像实现的
D．有一种望远镜是将远处的物体在物镜的焦点附近成实像，目镜把这个像放大
【答案】A
【解答】解：
A、并不是所有的望远镜都是由两个凸透镜制成的，伽利略望远镜物镜为凹透镜，目镜为凸透镜，故A错误；
B、天文望远镜物镜的口径比较大，这样可以收集更多的光线，使观察更清楚，故B正确；
C、我们在学生实验室用显微镜看细胞是通过两次放大而实现的，其中物镜成倒立、放大的实像，相当于投影仪，目镜成正立、放大的虚像，相当于放大镜，故C正确；
D、望远镜的物镜和照相机镜头相同，成倒立、缩小的实像，物距越远，像距越小，像越接近焦点；目镜和放大镜作用相同，目镜把物镜成的像再放大，故D正确。
基础练习
1．已知某同学所戴近视镜镜片的焦距是0.4
m,下列说法中正确的是（
）
A．该眼镜的焦度为40m-1
B．该眼镜的焦度为-2.5m-1
C．该眼镜的度数为400度
D．该眼镜的度数为250度
【答案】B
【解析】
近视眼镜镜片的焦距是0.4m,则0.4m的倒数的100倍,是250度,近视镜是凹透镜,其度数是负数.故该眼镜的度数为-250度,该眼镜的焦度为-2.5m-1,故只有B选项正确。
2．如图所示是小刚在活动课中自制的一个水滴显微镜，它是以小水滴作为物镜的，小刚利用自制显微镜看到了肉眼看不到的细盐粉、头发丝的细微部分．下列有关水滴显微镜的描述正确的是（
）
A．水滴和目镜一样都起到放大镜的作用，所成的像都是实像
B．水滴和目镜一样都起到放大镜的作用，所成的像都是虚像
C．水滴所成的像为虚像，目镜所成的像为实像
D．水滴所成的像为实像，目镜所成的像为虚像
【答案】D
【解析】
由图可见，水滴作为物镜，成倒立放大的实像；放大镜是目镜，成正立放大的虚像。
故选D。
3．用普通望远镜观察远处物体时，突然有一只小飞虫飞到物镜上，则（
）
A．视野中出现了一只大飞虫
B．视野中出现了一只小飞虫
C．视野中出现了一个大黑点
D．视野中不会出现飞虫和黑点
【答案】D
【解析】
用普通望远镜观察远处物体时,是利用了凸透镜成像原理，物距大于2倍焦距，像距在1倍和2倍焦距之间，一只小飞虫飞到物镜上时，物距小于1倍焦距成虚像，不能用光屏（眼睛）承接，所以视野中不会出现飞虫和黑点。故ABC错误D正确。
4．下面是关于显微镜和望远镜它们两次成像的说法：
（1）显微镜先成放大的实像，再成放大的虚像；
（2）显微镜先成缩小的实像，再成放大的虚像；
（3）望远镜先成放大的实像，再成放大的虚像；
（4）望远镜先成缩小的实像，再成放大的虚像。
上述说法正确的是（
）
A．（1）（3）
B．（2）（4）
C．（1）（4）
D．（2）（3）
【答案】C
【解析】
(1)(2)显微镜物镜和目镜都是凸透镜，把标本放在物镜的一倍焦距和二倍焦距之间，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，此时此放大的实像作为一个物体经过目镜成一个放大的虚像，故(1)正确(2)错误；
(3)(4)用望远镜观察远处物体时，物体位于物镜的二倍焦距以外，所以通过物镜成的是倒立、缩小的实像，这个像落在目镜的焦点以内，再次通过靠近眼睛的目镜成正立、放大的虚像，故(3)错误，(4)正确。故选C.
5．下列光学知识的应用中，有一个与其他三个不同，这个应用是（ ）
A．天文爱好者用望远镜观察天体；
B．演员对着镜子练习舞蹈动作；
C．医生用凹透镜来矫正近视患者视力；
D．摄影师用照相机拍摄照片。
【答案】B
【解析】
从四个选项中不难发现，ACD项应用了光的折射知识，而B项应用了光的反射，所以选B。
6．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。
7.如图是望远镜的成像示意图，物体通过物镜成倒立
的实像（填“放大”或“缩小”），目镜的作用相当于
（填“放大镜”或“投影仪”）。
【答案】见试题解答内容
【解答】解：由图可知，远处的物体先通过物镜使物体成一倒立、缩小的实像，相当于照相机；然后用目镜把这个实像再放大（正立、放大的虚像），就能看清很远处的物体了，这就是望远镜的原理，目镜相当于一个放大镜。
故答案为：缩小；放大镜。
8．观测月球等天体时应选用
镜，观察细胞内部结构时应选用
。看水滴下的叶脉，比旁边的粗糙，因为水滴相当于
镜。
【答案】见试题解答内容
【解答】解：观测月球等天体时应选用望远镜，观察细胞内部结构时应选用显微镜；
水滴的中间比边缘厚，是水凸透镜，叶脉在水凸透镜的一倍焦距之内，成正立、放大的虚像。
故答案为：望远；显微；放大。
8．如图，自制水滴显微镜，探究显微镜的工作原理。器材：焦距较长的凸透镜（f＝30cm）一个、滴管一个、废录音带盒一个、清水、白纸（画有箭头，如图）等。
（1）如图甲中，透过这个小水滴，如果看到一个与原来方向相同的、放大的箭头，不调整水滴与箭头间的距离，应该把水珠变
（厚/薄），直至看到与原来方向相反的、放大了的箭头。
（2）把一个凸透镜放在水滴的上方，使箭头、小水滴、凸透镜在同一直线上，并且保持凸透镜是水平放置的，并调整到水滴的距离，且眼睛不要离太近，边观察、边微微调节凸透镜的位置，即可看到箭头被放大的虚像。如图乙所示，比图甲中通过小水滴观察到的箭头要大得多，看到的箭头相对于原来白纸上的箭头是
（正立/倒立）。
【答案】（1）厚；（2）倒立
【解答】解；
（1）由题意可知，小水滴此时相当于放大镜，成的是正立、放大的虚像，说明箭头在小水滴的焦点之内，即小水滴的焦距过大，因此应该把水珠变得再厚些，即焦距变小，使箭头在焦距以外的地方成倒立、放大的实像；
（2）由乙图可知，凸透镜在上面，应该是目镜；凸透镜放置的位置是水平的，此时，凸透镜镜相当于一个放大镜，成的是一个正立、放大的虚像；二次放大成的像相对于物体是倒立的。
能力提升
1.小宇在家里自制了一个显微镜用来观察盐粒的细微之处，他的显微镜结构及实验装置如图所示。
（1）小宇装置中的“水滴”相当于真正显微镜中的
（选填“物镜”或“目镜”）。“水滴”之所以能代替凸透镜，是因为
的特点。
（2）根据你对显微镜原理的理解，填写下表：
成像特点
放大或缩小
倒立或正立
虚像或实像
水滴
凸透镜
（3）小宇用自制的显微镜
（选填“能”或“不能”）观察到盐粒的分子结构，你猜想其原因是
。
【答案】（1）目镜；凸透镜成倒立、放大的实像；
（2）见下表；
成像特点
放大或缩小
倒立或正立
虚像或实像
水滴
放大
倒立
实像
凸透镜
放大
正立
虚像
（3）不能；盐粒太厚。
【解答】解：（1）由图可见，水滴相当于凸透镜，作为显微镜的物镜成的是放大、倒立的实像。
（2）显微镜的物镜相当于投影仪，成倒立、放大的实像；目镜相当于放大镜，将投影仪成倒立的放大的实像再次放大，成放大的虚像。
（3）显微镜所观察的物体必须薄、透明才能观察到，厚而不透明的材料在显微镜下不能被观察到，因此小宇用自制的显微镜不能观察到盐粒的分子结构。
2．阅读下文，回答问题。
电子显微镜是在20世纪30年代出现的，它是类比于光学显微镜发展起来的。光学显微镜是用可见光照射被研究的物体，利用光学透镜使光线偏折而成像的；电子显微镜则是让电子束穿过被研究的物体，利用电磁透镜使电子束偏转而成像的。如图是用磁场聚集的电子显微镜的示意图，发射电子的阴极K相当于光学显微镜的光源。从阴极发射出来的电子，经过磁透镜L1后变为平行的电子束，L1起会聚透镜的作用。电子束穿过被研究的物体O，产生被研究物体的透射像。磁透镜L2起物镜的作用，电子束通过它，放大成像I1，I2再经磁透镜L3放大成像I2，I2被投射在荧光屏S上，可以用照相的方法记录下来。
电子显微镜的放大率比光学显微镜的放大率高1
000倍左右。电子显微镜能观察到物质的精细结构，可以拍摄出物质的分子结构图，在现代科学技术中有重要应用。
（1）图中的磁透镜L，相当于光学器件中的
透镜，对光起
作用，磁透镜L2相当于光学显微镜的
，物体通过它可以成放大的像，物体通过电子显微镜，成
次
（选填“放大”或“缩小”）的像，像是
（选填“倒立”或“正立”）的。
（2）电子显微镜相对于光学显微镜有哪些优点？
。
【答案】（1）凸；会聚；物镜；2；放大；正立；（2）电子显微镜的放大率比光学显微镜的放大率高一千倍左右
【解答】解：
（1）由材料中的“L1起会聚透镜的作用，”可知上图中的磁透镜L1相当于凸透镜，对光起会聚作用；
由“磁透镜L2起物镜的作用，电子束通过它，放大成像I1，I1再经磁透镜L3放大，第二次成像I2；I2被投射在荧光屏S上，可以用照相方法记录下来”可知，磁透镜L2相当于光学显微镜的物镜，物体通过它可成正立、放大的虚像，物体通过电子显微镜，成2次放大；
（2）电子显微镜相对光学显微镜来说有很多优点，例如：电子显微镜的放大率比光学显微镜的放大率高一千倍左右，电子显微镜能观察物质的精细结构，可以拍摄出物质的原子结构图，在现代科学技术中有重要的应用。
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