例2 小明取来两个焦距不同的放大镜，分别用一只手握住一个来模拟望远镜，如图所示，他通过两个透镜观察前面的物体，调整两透镜间的距离，直到看清楚前面的物体为止。下列说法正确的是（）


A.靠近眼睛的透镜是物镜，靠近被观测物体的是目镜
B.用望远镜观察前面的物体，通过物镜得到的是放大的像
C.两透镜互换后再观察前面的物体，看到的像都是放大的
D.目镜能把物镜成的像放大

D

【分析】
要解答本题，需掌握望远镜的结构与成像原理：望远镜由物镜和目镜构成，靠近眼睛的是目镜，靠近被观测物体的是物镜；物镜成倒立、缩小的实像，目镜相当于放大镜，将物镜所成的像放大。据此逐一分析选项即可判断正误。
【解析】
对各选项分析如下：
1. 选项A：望远镜中，靠近眼睛的透镜是目镜，靠近被观测物体的是物镜，A选项说法错误。
2. 选项B：物镜的作用是使远处的物体成倒立、缩小的实像，并非放大的像，B选项说法错误。
3. 选项C：两透镜互换后，不符合望远镜的正确结构，此时无法保证看到的像都是放大的，C选项说法错误。
4. 选项D：目镜相当于放大镜，能够把物镜所成的像放大，D选项说法正确。
【答案】
D
【知识点】
望远镜成像原理
【点评】
本题考查望远镜的结构和成像特点，属于光学基础知识点，只要牢记相关概念即可正确解答，难度适中。
【难度系数】
0.5

例3 如图所示的望远镜，目镜和物镜都相当于凸透镜，用它来观察远处的物体，看到的是 ()


A.正立的虚像
B.正立的实像
C.倒立的虚像
D.倒立的实像

C

【分析】要解决本题，需明确望远镜的物镜和目镜的成像原理：望远镜的物镜相当于照相机，观察远处物体时，物距大于2倍焦距，成倒立缩小的实像；该实像会落在目镜的一倍焦距以内，目镜相当于放大镜，成正立放大的虚像。结合两次成像的特点，即可判断最终看到的像的性质。
【解析】望远镜由物镜和目镜两组凸透镜组成：①物镜：观察远处物体时，物距远大于2倍焦距，根据凸透镜成像规律，物镜成倒立、缩小的实像；②目镜：物镜所成的实像位于目镜的一倍焦距以内，根据凸透镜成像规律，目镜相当于放大镜，成正立、放大的虚像。综合两次成像的特点，最终人眼通过目镜看到的是倒立的虚像，对应选项C。
【答案】C
【知识点】凸透镜成像规律、望远镜的原理
【点评】本题考查望远镜的成像原理，需掌握物镜和目镜各自的成像特点，结合凸透镜成像规律分析即可，属于基础光学应用题目。
【难度系数】0.5

例4 一种望远镜内部部分光路图如图所示，物镜和目镜都是凸透镜，$O_1$为物镜光心，$F_1$为物镜焦点，$O_2$为目镜光心，$F_2$为目镜焦点。用该望远镜观测物体AB。
(1)AB经物镜成一个（选填“倒立”或“正立”）、（选填“放大”“等大”或“缩小”）的（选填“实”或“虚”）像$A'B'$。此时物镜的成像原理与（选填“放大镜”“投影仪”或“照相机”）的成像原理相同。
(2)AB到物镜的距离$u$与物镜焦距$f$的大小满足的关系是（选填“$u＜f$”“$f＜u＜2f$”或“$u＞2f$”）。物体AB远离物镜时，经物镜所成的像（选填“变大”“不变”或“变小”）。
(3)画出光线$a$、$b$经目镜折射后的光路。

(1)倒立 缩小 实 照相机
(2)$u＞2f$ 变小
(3)

【分析】要解答本题，需掌握凸透镜成像规律及望远镜的工作原理：望远镜的物镜相当于照相机，将远处物体成倒立缩小的实像；目镜相当于放大镜，将该实像放大。对于物镜成像，当物距$u＞2f$时，成倒立缩小的实像，对应照相机原理；凸透镜成实像时，物距越大，像越小。画光线经目镜的折射光路时，利用凸透镜特殊光线：过光心的光线传播方向不变，平行于主光轴的光线经折射后平行于主光轴。
【解析】
(1) 望远镜的物镜是凸透镜，观测远处物体AB时，物距$u$大于物镜的2倍焦距，根据凸透镜成像规律，此时成倒立、缩小的实像，该成像原理与照相机相同。
(2) 由(1)知，物距$u$满足$u＞2f$；根据凸透镜成实像的规律：物远像近像变小，因此物体AB远离物镜时，经物镜所成的像变小。
(3) 光线a从$A'$射向目镜光心$O_2$，经目镜折射后传播方向不变；光线b从$A'$射向目镜，经目镜折射后平行于主光轴，光路如图所示。
【答案】
(1)倒立 缩小 实 照相机
(2)$u＞2f$ 变小
(3)
【知识点】凸透镜成像规律、望远镜原理
【点评】本题考查望远镜的成像原理，核心是凸透镜成像规律的应用，需明确物镜和目镜的作用，属于光学基础题，难度适中。
【难度系数】0.6