专题08 自制天文望远镜观察月球【两大题型】（解析版）

专题08自制天文望远镜观察月球【两大题型】【考点一视角】1．概念：从眼睛的中心向物体两端所引的两条直线的夹角。2．影响因素：视角的大小不仅和物体本身的大小有关，还和物体到眼睛的距离有关。3．用望远镜观察物体时，望远镜所成的像离我们的眼睛很近，增大了视角，所以，通过望远镜能清楚地看到远处的物体。【考点二望远镜的基本原理】1．望远镜是由两组凸透镜（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．物镜相当于照相机，成倒立缩小实像，实像落在目镜f以内，目镜相当于放大镜，观察到正立放大虚像。【考点三设计简易望远镜】1．确定望远镜的放大倍率。望远镜的放大倍率为物镜的焦距与目镜的焦距之比。2．选择物镜和目镜。根据放大倍数，选择焦距合适的两块凸透镜，物镜的直径还要比目镜的直径大一些。3．设计镜筒。最佳成像间距约等于物镜焦距与目镜焦距之和。【题型一望远镜的成像原理】1．（2023•郑州期末）关于望远镜（图）的物镜和目镜的作用下列说法正确的是（）A．望远镜目镜的作用相当于投影仪镜头 B．望远镜目镜的作用相当于照相机镜头 C．望远镜物镜的作用相当于照相机镜头 D．望远镜物镜的作用相当于放大镜解：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，相当于一个照相机；望远镜的目镜相当于一个放大镜，把物镜所成的像再放大一次，故ABD错误、C正确。答案：C。2．（2023•汕头期末）“超级月亮”比正常时的月亮要大百分之二十。亮度也有所增加，某天文爱好者为了研究这一现象，于是架设一台天文望远镜做进一步观察，关于该望远镜，下列说法正确的是（）A．它的物镜相当于幻灯机的镜头，作用是使远处的物体成放大的实像 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成虚像 D．靠近眼睛的为目镜，作用相当于放大镜解：ABC、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ABC错误；D、远处的物体经物镜成倒立、缩小的实像，该实像在望远镜目镜的焦点以内，经目镜成正立、放大的虚像，目镜的作用相当于放大镜，故D正确。答案：D。3．（2023•上海模拟）深圳市天文台位于大鹏新区南澳街道西涌，配备有反射式望远镜、光学望远镜等多种观测设备。反射式望远镜的原理如图（甲），利用一个球面反射镜将进入镜头的光线会聚后反射到位于镜筒前端的一个平面镜上，然后再由这个平面镜将光线反射到镜筒外的目镜里，这样我们便可以观测到星空的影像。而光学望远镜的原理如图（乙），下列说法正确的是（）A．反射式望远镜的主镜是凹面镜，不遵循光的反射定律 B．反射式望远镜利用了小孔成像的原理 C．光学望远镜的目镜成倒立、缩小的实像 D．光学望远镜的物镜成像原理与照相机相同解：A、反射式望远镜的主镜是凹面镜，遵循光的反射定律，故A错误；B、反射式望远镜是利用光的反射成像，故B错误；C、光学望远镜的目镜成正立、放大的虚像，故C错误；D、光学望远镜的物镜成像原理与照相机相同，成倒立、缩小的实像，故D符合题意。答案：D。4．（2023•洛阳模拟）如图甲所示是福建的天文爱好者颜明哲通过纯手工打磨镜片自制的望远镜，该望远镜不仅可以看到8亿公里外的木星，甚至能清晰地看到木星表面的斑纹，图乙是该望远镜内部结构及光路示意图。下列关于该自制望远镜的说法正确的是（）A．颜明哲通过纯手工磨制的镜片是凹透镜 B．看到8亿公里外的木星只利用了光沿直线传播 C．清晰看到木星表面的斑纹时物镜的成像原理与照相机相同 D．木星到物镜的距离u满足f＜u＜2f（f为物镜的焦距）解：望远镜的目镜和物镜都是由凸透镜组成，利用了光的折射现象，目镜相当于放大镜，成正立的放大的虚像，物镜相当于照相机，木星到物镜的距离u满足u＞2f，成倒立缩小的实像，故C正确。答案：C。5．（2023•攀枝花期末）在望远镜中，物镜的作用是使远处的物体在物镜的焦点附近成实像，目镜的作用是把这个像放大。解：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。答案：焦点；放大。6．（2023•沈阳期末）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缩小（填“放大”或“缩小”）的实像，目镜相当于放大镜成虚（填“实”或“虚”）像。解：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。答案：缩小；放大；虚。7．（2023•石家庄期末）有一种望远镜是由两组凸透镜组成的，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一个倒立、缩小的像（选填“缩小”、“等大”或“放大”）；靠近眼睛的叫目镜，目镜的作用相当于一个放大镜。解：望远镜的目镜和物镜都是凸透镜，被观测物体在物镜（凸透镜）的二倍焦距以外，成倒立缩小的实像；这个倒立缩小的实像正好落在目镜的一倍焦距内的位置，此时目镜相当于一个放大镜，成正立、放大的虚像。答案：凸；缩小；放大镜。8．（2023•牡丹江期末）来自远处物体的光进入望远镜的物镜后，成倒立（选填“倒立”或“正立”）缩小（选填“放大”或“缩小”）实（选填“实”或“虚”）像，这个像成在其目镜的一倍焦距以内（选填“二倍焦距以外”、“一倍焦距和二倍焦距之间”或“焦点以内”）。解：望远镜的物镜相当于照相机，成倒立、缩小的实像，这个像成在目镜一倍焦距以内，目镜成正立、放大的虚像。答案：倒立；缩小；实；一倍焦距以内。9．（2023•晋中期末）小明生日时爸爸送给他一台手持单筒望远镜，如图所示。小明阅读说明书，了解到该望远镜的目镜和物镜都是凸透镜，他想知道目镜和物镜哪个的焦距大，于是他将望远镜的目镜和物镜的镜片拆了下来。请你设计实验帮助小明进行比较。（1）实验步骤：分别将两个凸透镜正对着太阳光，上下移动透镜，当纸上形成最小、最亮的光斑时，量出此时透镜到纸的距离。（2）实验结论：物镜的焦距比目镜的焦距大。解：（1）实验方法：分别将两个凸透镜正对着太阳光，上下移动透镜，当纸上形成最小、最亮的光斑时，量出此时透镜到纸的距离。（2）实验步骤：物镜的焦距比目镜的焦距大。答案：（1）分别将两个凸透镜正对着太阳光，上下移动透镜，当纸上形成最小、最亮的光斑时，量出此时透镜到纸的距离；（2）物镜的焦距比目镜的焦距大。10．（2023•广州期末）如图为一种望远镜内部部分光路图，物镜和目镜都是凸透镜，O1为物镜光心。F1为物镜焦点，O2为目镜的光心，F2为目镜的焦点。用该望远镜观测物体AB时：（1）AB经物镜成一个倒立（选填“倒立”、“正立”）、缩小（选填“放大”、“等大”、“缩小”）的实（选填“实”、“虚”）像A'B'。此时物镜的成像原理与照相机（选填“放大镜”、“投影仪”、“照相机”）的成像原理相同。（2）AB离物镜的距离u与物镜焦距f的大小满足的关系是u＞2f（选填“u＜f”、“f＜u＜2f”、“u＞2f”）。物体AB远离物镜时，经物镜所成的像变小（选填“变大”、“不变”、“变小”）。（3）画出光线a、b经目镜折射后的光线。解：（1）望远镜的物镜是把远处的物体拉近，相当于照相机的镜头，远处的物体经过物镜后形成倒立缩小的实像；（2）由于物镜相当于照相机的镜头，所以物距应在2倍焦距以外，且物距越远像越小；（3）入射光线如果平行于凸透镜的主光轴，则光线经过凸透镜折射后光线经过凸透镜的焦点，光线通过透镜的光心，传播方向不变，光线a、b经目镜折射后的光线如下图：答案：（1）倒立，缩小，实，照相机；（2）u＞2f，变小；（3）如上图所示。【题型二望远镜的设计与制作】11．（2023•葫芦岛期末）项目学习小组在“自制望远镜”活动中选择了两块透镜，将其中一块透镜正对太阳光，观察到地面上出现了明亮的光斑，如图所示。下列说法中正确的是（）A．该透镜是凹透镜 B．该透镜对光具有发散作用 C．该透镜可用来制作望远镜的物镜 D．可以使用这种透镜来矫正近视眼解：AB、将透镜正对太阳光，观察到地面上出现了明亮的光斑，说明透镜对光线有会聚作用，该透镜是凸透镜，故AB错误；C、该透镜是凸透镜，凸透镜可用来制作望远镜的物镜，故C正确；D、凸透镜能够矫正远视眼，故D错误。答案：C。12．（2023•洛阳期末）小刚同学取两个焦距不同的放大镜，一只手握住一个，调整两个放大镜间的距离，可以看清远处的广州塔。以下说法错误的是（）A．靠近眼睛的镜片，对光线有会聚作用 B．远处的镜片，成的是正立放大像 C．靠近眼睛的镜片，其作用相当于一个放大镜 D．远处的镜片，直径比我们眼睛的瞳孔大得多，这样可以会聚更多的光解：A．目镜和物镜均为凸透镜，对光线有会聚作用，故A正确；B．两个不同焦距的放大镜组成了望远镜，远处的镜片是物镜，成的是倒立缩小的实像，故B错误；C．靠近眼睛的镜片是目镜，成的是正立放大的虚像，相当于放大镜，故C正确；D．远处的镜片，直径比我们眼睛的瞳孔大得多，这样可以会聚更多的光，使得所成的像更加明亮，故D正确。答案：B。13．（2023•襄阳模拟）用凸透镜制作简易望远镜，对望远镜工作原理分析，错误的是（）A．望远镜的目镜成的是正立放大的虚像 B．望远镜的两个透镜，可以用老花镜的镜片来代替 C．远处的物体经过物镜成的像落在目镜焦点以内 D．望远镜的物镜成的是倒立放大的实像解：A、望远镜的目镜和物镜都是凸透镜，目镜成正立放大的虚像，故A正确；B、望远镜的目镜和物镜都是由凸透镜组成，可以用老花镜的镜片来代替，故B正确；C、物镜成倒立缩小的实像，像落在物镜的一二倍焦距之间，整好落在目镜的焦点以内，故C正确；D、望远镜的物镜成的是倒立缩小的实像，故D错误。答案：D。14．（2023•衡水期末）如图所示为伽利略望远镜和开普勒望远镜的原理图，下列分析错误的是（）A．伽利略望远镜和开普勒望远镜的镜筒都很长 B．借助伽利略望远镜和开普勒望远镜看到的是虚像 C．开普勒望远镜的视野较广 D．通过伽利略望远镜观察到的像是正立的；通过开普勒望远镜观察到的像是倒立的解：A、由图知，在物镜焦距和目镜焦距相同的情况下，伽利略望远镜的镜筒比开普勒望远镜短，故A错误；B、伽利略望远镜和开普勒望远镜看到的都是虚像，故B正确；C、伽利略望远镜的视野小于开普勒望远镜，故C正确；D、通过伽利略望远镜观察到的像是正立的；通过开普勒望远镜观察到的像是倒立的，故D正确。答案：A。15．（2024•惠州模拟）为纪念伽利略将望远镜用于天文观察四百周年，联合国将2009年定为天文年。伽利略望远镜利用了凸透镜成像的原理，它是由两组透镜组成的。靠近被观测物体的叫作物镜，靠近眼睛的叫作目镜。前者的作用与照相机相同。解：望远镜的目镜和物镜都是凸透镜，望远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。物镜的作用相当于一个照相机，被观测物体在物镜（凸透镜）的二倍焦距以外，成倒立缩小的实像；这个倒立缩小的实像正好落在目镜的一倍焦距内的位置，又通过目镜（凸透镜）成一个正立、放大的虚像。答案：物镜；目镜；照相机。16．（2023•西宁模拟）如图所示，是一个简易天文望远镜的内部结构。远处的物体经过物镜成一个倒立缩小的实像，此像落在目镜一倍焦距之内的位置，目镜的作用是把这个像放大。解：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，目镜的作用相当于一个放大镜，这个实像经过目镜成一个正立、放大的虚像，答案：缩小；一倍焦距以内。17．（2023•郑州期末）如图所示是小明制作的简易望远镜，它由两个焦距不同的凸透镜组成，调整两个凸透镜间的距离，就可以看清远处的景物。前面靠近物体的凸透镜成像原理和照相机相同，后面靠近眼睛的凸透镜成像原理和放大镜相同。（两空均选填“照相机”、“投影仪”或“放大镜”）解：望远镜的物镜和目镜都是一个凸透镜，物镜成倒立、缩小的实像，和照