5.5 显微镜和望远镜（考点解读）（解析版）

55 显微镜和望远镜（考点解读）（解析版） 1、显微镜及其成像原理 （1）显微镜由目镜和物镜组成，物镜、目镜都是凸透镜，它们对物体进行两次放大。 （2）普通光学显微镜是根据凸透镜成像原理，经过凸透镜的两次成像。第一次先经过物 镜（凸透镜1）成像，这时候的物体应该在物镜(凸透镜1）的一倍焦距和两倍焦距之间,成 的像应该是放大、倒立的实像。而后以第一次成的物像作为“物体”，经过目镜的第二次 成像。由于我们观察的时候是在目镜的另外一侧,第二次成的像应该是一个虚像，这样像和 物才在同一侧，因此第一次成的像应该在目镜（凸透镜2）的一倍焦距以内，这样经过第 二次成像，第二次成的像是一个放大的正立的虚像。 2、望远镜及其成像原理 （1）望远镜：望远镜也是由两组凸透镜（目镜和物镜）组成，它的结构特点是物镜的焦 距长而目镜的焦距短。 （2）望远镜的成像原理是：物镜的作用是得到远处物体的实像，由于物体离物镜非常远， 所以物体上各点发射到物镜上的光线几乎是平行光束，这样的光线经过物镜汇聚后，就在 物镜焦点以外，在离焦点很近的地方，形成了一个倒立的、缩小的实像。这个倒立的、缩 小的实像又位于目镜的焦点以内，所以目镜起了放大镜的作用，目镜把经过物镜的倒立、 缩小的实像放大成了一个正立的、放大的虚像。这就是远处物体通过望远镜所成的虚像。 【考点1 显微镜及其成像原理】 【典例1-1】（2022 秋•寻乌县期末）如图所示是显微镜的结构，下列说法不正确的是（ ） ．它的物镜相当于投影仪，成放大实像 B．它的目镜相当于放大镜，成放大虚像 ．反光镜利用了光的反射 D．反光镜是平面镜 【答】D 【分析】显微镜有两组透镜：一组是靠近物体的物镜，相当一个投影仪，成倒立的放大 的实像；一组是靠近眼睛的目镜，相当于一个放大镜，刚才倒立的放大的实像成在目镜 的焦点以内，使像再次成正立的放大的虚像； 凹面镜能够聚光，可以使视野变亮。 【解答】解：显微镜有两组透镜：一组是靠近物体的物镜，相当一个投影仪，成倒立的 放大的实像；一组是靠近眼睛的目镜，相当于一个放大镜，刚才倒立的放大的实像成在 目镜的焦点以内，使像再次成正立的放大的虚像；反光镜是一个凹面镜，凹面镜能够聚 光，可以使视野变亮。故B 正确、D 错误。 故选：D。 【典例1-2】（2022 秋•高新区期末）关于如图所示的光现象，下列说法中错误的是（ ） ．图甲中，是街头路口的反光镜，它是凸面镜 B．图乙中，彩虹是光的色散形成的 ．图丙中，发生漫反射时，有些光线不遵循光的反射定律 D．图丁中，是显微镜的结构示意图，它的目镜和物镜的作用都相当于凸透镜 【答】 【分析】（1）凸面镜成正立缩小的虚像，可以用于扩大视野； （2）彩虹是太阳光通过折射分解成红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫七色光的现象； （3）不论是镜面反射还是漫反射，即使是看不见的光的反射，都遵循光的反射定律； （4）显微镜的目镜和物镜的作用都相当于凸透镜，显微镜的物镜成倒立、放大的实像； 目镜成正立、放大的虚像。 【解答】解：．街头路口的反光镜是凸面镜，用于扩大视野，故正确； B．天空中的彩虹是光的色散形成的，故B 正确； ．镜面反射和漫反射都遵循光的反射定律，故错误； D．显微镜的目镜和物镜的作用都相当于凸透镜，故D 正确。 故选：。 【典例1-3】（2022 秋•郓城县期末）如图所示是通过显微镜观察到的植物叶片上的气孔， 气孔经过物镜所成的是一个放大的实像，此时被观察的叶片到物镜的距离u 与焦距f 的 关系是 f ＜ u ＜ 2f 。最后，人眼通过目镜看到的是 虚 （选填“实”或“虚”） 像。 【答】f＜u＜2f；虚。 【分析】（1）凸透镜成像的三种情况：①物体在二倍焦距以外成倒立缩小的实像应用 于照相机。 ②物体在一倍焦距和二倍焦距之间成倒立放大的实像应用于投影仪。 ③物体在一倍焦距以内成正立放大的虚像应用于放大镜。 （2）显微镜的原理：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。 【解答】解：显微镜的物镜是一个凸透镜，目的是得到一个倒立放大的实像，此时被观 察的叶片到物镜的距离u 与焦距f 的关系是f＜u＜2f，这个实像处在目镜的1 倍焦距以 内，它的目镜也是一个凸透镜，目的是得到一个正立放大的虚像。 故答为：f＜u＜2f；虚。 【变式1-1】（2022 秋•夏邑县校级期末）显微镜的结构如图所示，则下列说法正确的是（ ） ．物镜是凸透镜，目镜是凹透镜 B．物镜相当于照相机，成倒立缩小的实像 ．目镜成正立放大的虚像 D．反光镜利用光的折射提高载物片亮度 【答】 【分析】显微镜有两组透镜：一组是靠近物体的物镜，相当一个投影仪，成倒立的放大 的实像；一组是靠近眼睛的目镜，相当于一个放大镜，刚才倒立的放大的实像成在目镜 的焦点以内，使像再次成正立的放大的虚像； 反光镜是凹面镜，对光线有会聚作用。 【解答】解：、显微镜的目镜和物镜都是凸透镜，故错误； B、物镜相当于投影仪，成倒立的放大的实像，故B 错误； 、目镜相当于放大镜，成正立放大的虚像，故正确； D、反光镜是一个凹面镜，对光线有会聚作用，利用的是光的反射现象，故D 错误。 故选：。 【变式1-2】（2023•海珠区开学）显微镜的工作原理：来自被观察物体的光经过物镜后成 一个放大的实像，目镜把这个像再放大一次，经过两次放大作用，人就可以看到肉眼看 不见的小物体，某次实验，用显微镜清楚观察到载物片中被观察的物体，该物体到物镜 距离为35m。则：该物镜的焦距可能是（ ） ．5m B．35m ．25m D．1 m 【答】 【分析】显微镜包括物镜和目镜，物镜相当于幻灯机，成倒立、放大的实像，目镜相当 于放大镜，成正立、放大的虚像。 【解答】解：显微镜的物镜相当于幻灯机，物体在1 倍焦距和2 倍焦距之间，该物体到 物镜距离为35m，则f＜35m＜2f，解得：175m＜f＜35m；故BD 错误、正确。 故选：。 【变式1-3】（2022 秋•无锡期末）小华利用水滴、放大镜、平面镜、透明玻璃杯和可目镜 调支架等制作了一台“水滴显微镜”（如图甲）。调节支架高度，适当调整标本、水滴 和放大镜三者之间的距离实现了与图乙所示光学显微镜相似的成像效果。 （1）水滴相当于显微镜的 物 镜，标本经过水滴成倒立 放大 的实像； （2）若要让标本放大倍数更高，可以使水滴适当 靠近 （填“靠近”或“远离”） 标本。 【答】物；放大；靠近。 【分析】（1）水滴相当于显微镜的物镜，物镜有放大的作用； （2）根据凸透镜成实像的动态规律，物近像远像变大。 【解答】解：（1）从图甲可以看到，水滴靠近标本，所以水滴相当于光学显微镜中的 物镜。 水滴相当于显微镜的物镜，物镜有放大的作用，即标本经过水滴成倒立放大的实像。 （2）若要让标本放大倍数更高，水滴相当于凸透镜，根据凸透镜成实像的动态规律， 物近像远像变大，则可以使水滴适当靠近标本。 故答为：物；放大；靠近。 【考点2 望远镜及其成像原理】 【典例2-1】（2022 秋•株洲期末）如图是天文爱好者所使用的望远镜，以下有关说法正确 的是（ ） ．目镜是凹透镜，物镜是凸透镜 B．太空中的星体通过物镜成的是虚像 ．望远镜的物镜相当于投影仪 D．望远镜的目镜相当于一个放大镜 【答】D 【分析】望远镜望是由两组透镜组成，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。 【解答】解：、望远镜的物镜和目镜都是凸透镜，故错误； B、物镜的作用是成倒立缩小的实像，故B 错误； 、望远镜的物镜成倒立缩小的实像，相当于照相机，故错误； D、目镜成正立、放大的虚像，与放大镜的成像原理相同，故D 正确。 故选：D。 【典例2-2】（2022 秋•焦作期末）（多选）关于光现象，对下列图片的文字表述正确的是 （ ） ．甲图中的亮斑是由于光的直线传播形成的太阳的虚像 B．乙图中望远镜的物镜成的是远处物体倒立、缩小的实像 ．丙图中白光经过三棱镜后发生光的色散，紫光偏折得最厉害 D．丁图中汽车观后镜所成景物的像是由于光的折射形成的 【答】B 【分析】（1）光在同种均匀物质中沿直线传播，在日常生活中，激光准直、小孔成像 和影子的形成等，都表明光在同一种均匀介质中是沿直线传播的； （2）望远镜的物镜相当于照相机，目镜相当于放大镜； （3）太阳光经过三棱镜折射后可以分散成七种颜色的光，分别是红、橙、黄、绿、蓝、 靛、紫，这就是光的色散现象； （4）凸面镜对光有发散作用，能成正立、缩小的虚像，利用凸面镜可以达到扩大视野 的目的，利用光的反射原理。 【解答】解：、太阳发出的光，沿直线传播经过树叶缝隙间的小孔在地面上形成圆形光 斑，是小孔成像现象，圆形光斑是太阳的实像。故错误； B、望远镜的物镜相当于照相机，成的是远处物体倒立、缩小的实像。故B 正确； 、由于不同颜色的光的波长不同，通过三棱镜的折射程度不同，所以白光经三棱镜后， 光屏上自上而下出现了红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫的色带；而紫光在最下方，因此紫 光的偏折程度最大。故正确； D、凸面镜对光线有发散作用，能够扩大视野，通常用来制作汽车后视镜，通过汽车后 视镜观察到后面的景物，这是光的反射现象，看到的是物体正立的虚像。故D 错误。 故选：B。 【典例2-3】（2022 秋•昭阳区月考）在某地，有位天文爱好者，自制了一台如图所示的巨 型天文望远镜，它的目镜和物镜使用的都是凸透镜。用望远镜观察火星时，火星通过它 的物镜所成的像是一个 倒立 （填“正立”或“倒立”）的 实 （填“实”或 “虚”）像。 【答】倒立；实 【分析】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 的作用是使物体在焦点附近成倒立、缩小的实像，目镜相当于一个放大镜，成正立、放 大的虚像。 【解答】解：望远镜的目镜和物镜都是凸透镜。其中物镜相当于照相机，使观察物体在 焦点附近成缩小的实像，目镜相当于放大镜，将物体通过物镜所成的像放大。所以火星 通过望远镜的物镜所成的像是倒立、缩小的实像。 故答为：倒立；实。 【变式2-1 】（2022 秋• 阳谷县期末）对四幅图阐述正确的是（ ） ．甲图：近视眼成像在视膜前，用凸透镜矫正 B．乙图：远视眼成像在视膜后，用凹透镜矫正 ．丙图：显微镜的目镜和物镜都是凸透镜，都成实像 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 【答】D 【分析】（1）近视眼是晶状体会聚能力增强，像成在视膜的前方，应配戴凹透镜矫正； （2）远视眼是晶状体会聚能力减弱，使像成在了视膜的后面，需要配戴凸透镜进行矫 正； （3）光学显微镜的物镜和目镜都是凸透镜，成倒立的像，放大倍数较大。物镜焦距短， 目镜焦距长，是为了使像放大更大的倍数； （4）望远镜是由两组透镜组成，物镜成缩小的实像，目镜成放大的虚像。 【解答】解：、图中像成在了视膜的前方，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（凹透镜），使光线推迟会聚，故错 误； B、图中像成在了视膜的后面，该眼睛是远视眼，远视眼应该配戴凸透镜进行矫正，使 光线提前会聚，故B 错误； 、显微镜的物镜相当于投影仪的镜头，成放大的实像；目镜相当于放大镜，成放大的虚 像，故错误； D、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（即目镜相当于放大镜），故D 正确。 故选：D。 【变式2-2】（2022 秋•西安期末）下列关于显微镜和望远镜的说法中，不正确的是（ ） ．望远镜的物镜成倒立缩小的实像，目镜成正立放大的虚像 B．显微镜由两个凸透镜组成，目镜成倒立放大的实像，物镜成正立放大的虚像 ．显微镜和各种形式的望远镜，目镜都成虚像 D．望远镜的目镜和物镜都是凸透镜 【答】B 【分析】（1）显微镜是由两组凸透镜组成的，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倒立、放大的实像，目镜的作用相当 于一个放大镜，成正立、放大的虚像； （2）望远镜是由两组凸透镜组成的，靠近被观测物体的物镜的作用是使物体在成倒立、 缩小的实像，靠近眼睛的目镜的作用相当于一个放大镜，成正立、放大的虚像。 【解答】解：、望远镜的物镜成倒立、缩小的实像，目镜成正立、放大的虚像，故正确； B、显微镜的物镜成倒立、放大的实像，目镜成正立、放大的虚像，故B 错误； 、显微镜和各种形式的望远镜，目镜都成正立、放大的虚像，故正确； D、望远镜的目镜和物镜都是凸透镜，故D 正确。 故选：B。 【变式2-3】透镜的使用越来越广泛。用凸透镜将太阳光会聚起来可以点燃物体，说明光可 以传递 能量 （选填“信息”或“能量”）；把不同的透镜合理组合起来可以做成 望远镜或显微镜，科学家观察天体的运动使用 望远镜 ，观察细胞使用 显微镜 （以上两空均选填“望远镜”或“显微镜”）。 【答】能量；望远镜；显微镜。 【分析】（1）凸透镜把太阳光会聚后，会形成一个最亮最小的光斑，这个小亮点是由 很多实际光线会聚而成的，所以这个亮点处的温度很高，可以引燃物体，是光传递了能 量； （2）望远镜是一种利用透镜组合起来的观测远处物体的光学仪器，显微镜是用于放大 微小物体成为人的肉眼所能看到的仪器。 【解答】解：凸透镜对光线有会聚作用，用凸透镜将太阳光会聚起来可以点燃物体，说 明光可以传递能量；望远镜是一种利用凹透镜和凸透镜观测遥远物体的光学仪器，观察 遥远的天体的运动使用望远镜，显微镜是用于放大微小物体成为人的肉眼所能看到的仪 器观察微小的细胞使用显微镜。 故答为：能量；望远镜；显微镜。 一、选择题。 1．（2022 秋•新化县期末）显微镜在生物课时我们已学过，显微镜的结构如图所示，则下 列分析正确的是（ ） ．物镜相当于凸透镜，目镜相当于凹透镜 B．物镜和目镜都相当于凸透镜，但只有目镜起放大作用 ．物镜和目镜都相当于凸透镜，但只有物镜起放大作用 D．物镜和目镜都相当于凸透镜，来自被观察物体的光经物镜成一个放大的像，再经目 镜再放大一次 【答】D 【分析】显微镜有两组透镜：一组是靠近物体的物镜，相当一个投影仪，成倒立的放大 的实像；一组是靠近眼睛的目镜，相当于一个放大镜，刚好倒立的放大的实像成在目镜 的焦点以内，使像再次成正立的放大的虚像。 【解答】解：、物镜相当于凸透镜，目镜相当于凸透镜，故错误； B、物镜和目镜都相当于凸透镜，都起放大作用，故B 错误； D、物镜和目镜都相当于凸透镜，来自被观察物体的光经物镜成一个放大的像，再经目 镜再放大一次，这样就可看到肉眼看不到的小物体了，故D 正确。 故选：D。 2．（2022 秋•定州市期末）显微镜的物镜和目镜，分别相当于（ ） ．投影仪放大镜 B．投影仪照相机 ．照相机投影仪 D．放大镜照相机 【答】 【分析】解答此题要明确显微镜的构造和成像原理：显微镜有物镜和目镜组成，目镜成 的是正立、放大的虚像，显微镜的物镜成的是放大、倒立的实像。 【解答】解：显微镜的物镜焦距短，目镜焦距长，所以放在载物台上的物体在物镜的一 倍焦距和二倍焦距之间，通过物镜成倒立放大的实像，相当于投影仪； 显微镜通过物镜成倒立放大的实像，这个实像位于目镜的焦点之内，通过目镜成正立、 放大的虚像，相当于放大镜； 因此B、、D 错误，正确。 故选：。 3．（2023•本溪开学）2022 年11 月20 日卡塔尔世界杯开幕，小刚在电视机前观看比赛， 下列说法正确的是（ ） ．赛场上的球员看不到场上被别人挡住的队友，是因为光的直线传播 B．小刚能从各个方向看到遥控器，是因为光在遥控器上发生了镜面反射 ．关闭电视机后，小刚在电视机黑色的屏幕上看到了“自己”，是因为光的折射 D．现场观众使用望远镜看比赛时，望远镜的物镜所成的是放大的虚像 【答】 【分析】（1）光在同种均匀介质中沿直线传播； （2）当物质表面粗糙时，光照射到上边会向各个方向发生反射，这就是漫反射现象； （3）平面镜成像是由光的反射形成的； （4）望远镜的物镜相当于照相机，成倒立、缩小的实像。 【解答】解：、赛场上的球员看不到场上被别人挡住的队友，是因为光的直线传播，故 正确； B、小刚能从各个方向看到遥控器，是因为光在遥控器上发生了漫反射，故B 错误； 、关闭电视机后，小刚在电视机黑色的屏幕上看到了“自己”，属于平面镜成像，是由 光的反射形成的，故错误； D、现场观众使用望远镜看比赛时，望远镜的物镜所成的是成倒立、缩小的实像，故D 错误。 故选：。 4．（2022 秋•唐县期末）如图关于透镜的应用，下列说法中正确的是（ ） ． 凹透镜对光有会聚作用 B． 凸透镜可以矫正近视眼 ． 望远镜的目镜成正立放大的实像 D． 水球成像是凸透镜成像原理 【答】D 【分析】（1）近视眼镜是凹透镜，对光线有发散作用； （2）远视眼镜是凸透镜，对光线具有会聚作用； （3）望远镜的目镜成像原理是放大镜。 （4）水球所成的像是倒立、缩小的实像。 【解答】解：、凹透镜对光的发散作用，可以治疗近视眼，故错误； B、凸透镜对光有会聚作用，可以治疗远视眼，故B 错误； 、望远镜的目镜相当于放大镜，成正立、放大的虚像，故错误； D、如图，水球所成的像是倒立、缩小的实像，是凸透镜成像原理，故D 正确。 故选：D。 5 ．（2022 秋• 三明期末）下列关于如图的描述正确的是（ ） ．图甲中一束白光通过三棱镜后形成彩色光带，说明白光是由多种色光组成的 B．图乙是近视眼成像示意图，需要配戴凸透镜进行矫正 ．图丙中望远镜的目镜相当于放大镜，成倒立放大实像 D．图丁是“中国天眼”射电望远镜，它的反射面相当于一个凸面镜 【答】 【分析】（1）白光是复色光； （2）近视眼是由于晶状体对光线的会聚作用太强，使远处物体射来的光线会聚在视膜 的前方，近视眼配戴凹透镜进行矫正； （3）望远镜的物镜成倒立、缩小的实像，目镜成正立、放大的虚像； （4）“中国天眼”的反射面对光有会聚作用是凹面镜。 【解答】解：、白光通过三棱镜后形成彩色光带，属于光的色散，白光是由7 种色光混 合成的，故正确； B、像成在了视膜的前方，是近视眼，若想使得像成在视膜上，即需让原来的光线发散 一些，由于凹透镜对光线有发散作用，所以应配戴凹透镜来矫正，故B 错误； 、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，故正确； D、“中国天眼”的反射面对光有会聚作用是凹面镜，故D 错误。 故选：。 6 ．（2022 秋• 沈河区月考）（多选）如图所示，下列说法中正确的是（ ） ．图甲中的超声波清洗眼镜说明声能传递能量 B．图乙中，显微镜的目镜的作用相当于一个照相机 ．图丙中女孩上下推拉活塞，用相同的力吹哨子，吹出哨音的音调会改变 D．图丁是远视眼的成像情况，应该配戴凸透镜进行矫正