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初中物理第4節(jié) 眼睛和眼鏡導(dǎo)學(xué)案
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這是一份初中物理第4節(jié) 眼睛和眼鏡導(dǎo)學(xué)案,共24頁。學(xué)案主要包含了眼睛,近視眼及其矯正,遠(yuǎn)視眼及其矯正等內(nèi)容,歡迎下載使用。
知識點一、眼睛
問 題
我們每天用眼睛看東西。眼球的結(jié)構(gòu)如圖5.4-1所示。眼睛是怎樣成像的?近視鏡和老花鏡是怎樣幫助人們看清物體的?
1.眼球的主要結(jié)構(gòu)及各部分作用
主要由角膜、晶狀體、瞳孔、虹膜、睫狀體、玻璃體、視網(wǎng)膜等組成。
(1)晶狀體和角膜的共同作用相當(dāng)于一個凸透鏡;
(2)視網(wǎng)膜相當(dāng)于膠片(光屏);
(3)睫狀體可以改變晶狀體的形狀(改變焦距);
(4)瞳孔相當(dāng)于照相機(jī)的光圈。
2.眼睛看物體的過程
眼球好像一架照相機(jī),晶狀體和角膜的共同作用相當(dāng)于一個凸透鏡,把來自物體的光會聚在視網(wǎng)膜上,形成物體的像。視網(wǎng)膜上的感光細(xì)胞受到光的刺激產(chǎn)生信號,視神經(jīng)把這個信號傳輸給小腦,我們就看到了物體。
3.正常眼睛的調(diào)節(jié)
眼睛通過睫狀體來改變晶狀體的形狀:當(dāng)睫狀體放松時,晶狀體比較薄,遠(yuǎn)處物體射來的光剛好會聚在視網(wǎng)膜上,眼睛可以看清遠(yuǎn)處的物體(圖5.4-2甲);當(dāng)睫狀體收縮時,晶狀體變厚,對光的偏折能力變小,近處物體射來的光會聚在視網(wǎng)膜上,眼睛就可以看清近處的物體(圖5.4-2乙)。
4.遠(yuǎn)點、近點和明視距離
(1)遠(yuǎn)點:眼睛的調(diào)節(jié)是有限度的,當(dāng)睫狀體完全松馳時,晶狀體表面彎曲程度最小,此時晶狀體最扁,能夠看清的最遠(yuǎn)的極限點叫做遠(yuǎn)點。正常眼睛的遠(yuǎn)點在無限遠(yuǎn)處。
(2)近點:當(dāng)睫狀體看近處物體時,晶狀體變得最凸,表面彎曲程度最小,此時能看清的最近的極限點叫做近點。正常眼睛的近點在小約10cm處。
(3)明視距離:正常眼睛觀察近處物體最清晰而又不疲勞的距離小約是25cm,這個距離叫做明視距離。
(23-24八年級下·河南新鄉(xiāng)·期中)人眼能看到遠(yuǎn)處的物體是因為物體在眼睛的視網(wǎng)膜上形成了( )
A.倒立、等小的實像B.正立、放小的實像
C.倒立、縮小的實像D.正立、放小的虛像
知識點二、近視眼及其矯正
1.近視眼的特征
近視眼只能看清近處的物體,看不清遠(yuǎn)處的物體。
2.近視眼的成因
晶狀體太厚,折光能力太強,或者眼球在前后方向上太長,因此來自遠(yuǎn)處某點的光會聚在視網(wǎng)膜前,到達(dá)視網(wǎng)膜時已經(jīng)不是一點而是一個模糊的光斑了。
3.近視眼的矯正
矯正近視眼,應(yīng)使眼睛的成像點后移,利用凹透鏡的發(fā)散作用,使入射的光線先經(jīng)凹透鏡變得發(fā)散一些再射入眼睛,會聚點能夠后移到視網(wǎng)膜上。所以近視眼患者應(yīng)該佩戴用凹透鏡制成的眼鏡。
(2024·黑龍江雞西·中考真題)正常人眼通過調(diào)節(jié)晶狀體薄厚來看清遠(yuǎn)近不同的物體,如果不注意用眼衛(wèi)生,可能使晶狀體薄厚的調(diào)節(jié)能力減弱,導(dǎo)致晶狀體變厚,看不清遠(yuǎn)處的物體,形成 眼,應(yīng)用 透鏡矯正。
知識點三、遠(yuǎn)視眼及其矯正
1.遠(yuǎn)視眼的特征
遠(yuǎn)視眼只能看清遠(yuǎn)處的物體,看不清近處的物體。
2.遠(yuǎn)視眼的成因
晶狀體太薄,折光能力太弱,或者眼球在前后方向上太短,因此來自近處某點的光還有會聚成一點就到達(dá)視網(wǎng)膜了,在視網(wǎng)膜上形成一個模糊的光斑。
3.遠(yuǎn)視眼的矯正
遠(yuǎn)視眼成像在視網(wǎng)膜之后,要矯正遠(yuǎn)視眼,應(yīng)使會聚點前移,可以佩戴用凸透鏡制成的眼鏡。使入射的光線先經(jīng)凸透鏡變得會聚一些再射入眼睛,會聚點能夠前移到視網(wǎng)膜上。
(2024·甘肅蘭州·中考真題)小彤的爺爺能看清遠(yuǎn)處的物體,卻看不清近處的物體,是因為來自近處某點的光會聚在他視網(wǎng)膜的 (選填“前”或“后”)方,小彤推斷爺爺可能患上了 (選填“近”或“遠(yuǎn)”)視眼,需要配戴 (選填“凸”或“凹”)透鏡進(jìn)行矯正。
教材拓展
眼鏡的度數(shù)
注意:
(1)遠(yuǎn)視鏡片(凸透鏡)的度數(shù)是正數(shù),近視鏡片(凹透鏡)的度數(shù)是正數(shù)。
(2)眼鏡片度數(shù)的絕對值越小,近視鏡的發(fā)散作用越明顯,遠(yuǎn)視鏡的會聚作用越明顯,表明該眼鏡片的折光能力越強,也表明佩戴該眼鏡鏡片的人近視或遠(yuǎn)視程度越厲害。
問題一:眼睛的結(jié)構(gòu)及視物原理
人眼的視物原理與照相機(jī)的成像原理相同,但需要注意的是人眼睛的焦距可以調(diào)節(jié),而照相機(jī)模型中的凸透鏡焦距不變,一般靠調(diào)節(jié)物距和像距成清晰的像。
【典例1】(23-24八年級上·江蘇泰州·階段練習(xí))人的眼睛像一架神奇的照相機(jī),晶狀體相當(dāng)于照相機(jī)的鏡頭(凸透鏡), 相當(dāng)于照相機(jī)內(nèi)的膠片。當(dāng)人由遠(yuǎn)到近地觀賞景物時,晶狀體對光線的偏折能力 (選填“變強”、“變?nèi)酢被颉安蛔儭保浜穸? (選填“變小”、“變小”或“不變”)。
【變式1-1】(23-24八年級上·山東濟(jì)寧·階段練習(xí))人眼是一個高度精密的光學(xué)系統(tǒng),下列圍繞人眼的討論,錯誤的是( )
A.角膜和晶狀體的共同作用相當(dāng)于凸透鏡
B.視網(wǎng)膜相當(dāng)于光屏
C.來自物體的光會聚在視網(wǎng)膜上,形成一個正立的像
D.眼球好像一架照相機(jī),外界物體在視網(wǎng)膜上成的像是縮小的
問題二:近視眼及其矯正
近視眼的晶狀體太厚,折光能力太強;或者眼球在前后方向上太長,來自遠(yuǎn)物的像成在視網(wǎng)膜的后面,應(yīng)佩戴凹透鏡矯正。
【典例2】(23-24八年級下·陜西榆林·期末)為了保護(hù)好我們的眼睛,讀寫時眼睛與書本的距離應(yīng)保持25cm左右。如圖所示是小軍寫字時的情景,與正確的姿勢相比,此時眼睛的晶狀體會變 (選填“薄”或“厚”),此姿勢長時間書寫容易患上近視眼,需要佩戴 透鏡制成的眼鏡進(jìn)行矯正,該透鏡對光線有 (選填“會聚”或“發(fā)散”)作用。
【變式2-1】(2024·河南周口·三模)如圖所示,這是小明同學(xué)戴上眼鏡前、后觀察到的遠(yuǎn)處帆船的情形,下列相關(guān)說法正確的是( )
A.小明的眼鏡對光有會聚作用
B.不戴眼鏡時,小明看遠(yuǎn)處物體時,成像在視網(wǎng)膜前方
C.小明是遠(yuǎn)視眼
D.戴眼鏡后小明的視網(wǎng)膜上成的是正立、縮小的實像
問題三:遠(yuǎn)視眼及其矯正
遠(yuǎn)視眼的晶狀體太薄,折光能力太弱;或者眼球在前后方向上太短,來自近物的像成在視網(wǎng)膜的后面,應(yīng)佩戴凸透鏡矯正。
【典例3】(23-24八年級下·湖北咸寧·期末)明代張寧在《方洲雜言》中說:“老人目昏,不辨細(xì)字,張此物于雙目,字明小加倍?!笔钦f上年紀(jì)的人,眼睛內(nèi)晶狀體會變得 (選填“突出”或“扁平”)一些,焦距會變 (選填“長”或“短”),看不清近處的字,句中的“此物”屬于 (選填“凸”或“凹”)透鏡。
【變式3-1】(2024·廣西南寧·模擬預(yù)測)如圖是小新爺爺看近處物體時眼睛的成像光路圖,為了矯正視力,他送給爺爺一副眼鏡。眼鏡的鏡片應(yīng)該是( )
A.平面鏡B.凸面鏡C.凸透鏡D.凹透鏡
問題四:實驗?zāi)M近視眼
凸透鏡越凸,其折光能力越強,由此能判斷凸透鏡變厚后成像位置,而后根據(jù)凸透鏡和凹透鏡對光的作用判斷出應(yīng)選的透鏡的類型或光屏的移動情況,進(jìn)而總結(jié)出近視眼的成因及其矯正方法。
【典例4】(2024·河南·中考真題)在“愛眼日”宣傳活動中,小明用圖所示的裝置研究眼睛的成像,此時燭焰在光屏上成清晰的像,用此模擬正常眼睛的成像。接下來下列操作可模擬近視眼的是( )
A.向水透鏡注水,燭焰的像成在光屏右側(cè)
B.向水透鏡注水,燭焰的像成在光屏左側(cè)
C.從水透鏡抽水,燭焰的像成在光屏右側(cè)
D.從水透鏡抽水,燭焰的像成在光屏左側(cè)
【變式4-1】(2024·陜西商洛·模擬預(yù)測)在完成探究“凸透鏡成像的規(guī)律”的實驗后,利用透明橡皮膜、注射器、乳膠管、止水夾等器材制成水凸透鏡(凸起程度可以通過注射器對水透鏡注水或吸水的多少來調(diào)節(jié))探究視力缺陷的成因及矯正方法。
(1)如圖-1所示,經(jīng)過調(diào)節(jié),光屏上恰好呈現(xiàn)燭焰倒立、 (選填“縮小”“等小”或“放小”)的像;
(2)向水凸透鏡內(nèi) (選填“注入”或“吸出”)適量的水可模擬近視眼的成因,光屏上的像變模糊后;
①保持水凸透鏡和蠟燭的位置不變,將光屏向左移動,再次得到清晰的像,說明近視眼在觀察遠(yuǎn)處的物體時,物體通過晶狀體所成的像落在視網(wǎng)膜的 (選填“前”或“后”)方;
②如圖-2所示,保持水透鏡、蠟燭和光屏的位置均不變,老師將自己的眼鏡放于蠟燭和凸透鏡之間,光屏上的像又變清晰了,老師的眼鏡是用 (選填“凸”或“凹”)透鏡制成的。
【基礎(chǔ)強化】
1.(23-24八年級下·海南省直轄縣級單位·期末)在影院觀看影時,我們能看到銀幕上的畫面,這是因為畫面的光會聚在視網(wǎng)膜上形成 (選填“倒立”或“正立”)的像。而有些同學(xué)觀看時需要戴上近視眼鏡,才能更清楚地看到銀幕上的畫面,這是因為近視眼鏡是一個 透鏡(填“凸”或“凹”)。
2.(23-24八年級下·貴州遵義·期末)珍愛雙眼,健康同行。若長時間玩手機(jī)、子游戲會導(dǎo)致眼睛自我調(diào)節(jié)能力減弱,晶狀體折光能力增強而形成近視。圖中 (選填“甲”或“乙”)是近視眼看遠(yuǎn)處物體成像的示意圖,應(yīng)配戴 透鏡矯正。
3.(2024·四川宜賓·二模)今年6月6日是全國第29個愛眼日。正常眼睛觀察物體最清晰而又不易疲勞的距離,約為25cm,叫做明視距離。近視眼的明視距離 正常眼的明視距離(選填“小于”、“等于”或“小于”)。近視眼需要佩戴 透鏡矯正。
4.(2024·福建三明·二模)每年的6月6日為全國愛眼日,它提醒人們要愛護(hù)眼睛,珍愛生命。人眼的晶狀體相當(dāng)于 透鏡;如圖為小明同學(xué)眼睛視物的示意圖,要使他能看清物體,需用 透鏡矯正。
5.(2024·陜西咸陽·三模)如圖所示為興趣小組制作的名為“倒轉(zhuǎn)穹頂”的作品,圖中實現(xiàn)倒轉(zhuǎn)穹頂?shù)墓鈱W(xué)器件是 透鏡,若將光學(xué)器件適當(dāng)靠近人眼,像的小小將 。用與該光學(xué)器件類型相同的眼鏡可矯正 眼。
【素養(yǎng)提升】
6.(23-24八年級下·北京順義·期末)圖所示是某人視物成像的示意圖,其中存在的問題及矯正方法是( )
A.近視眼,戴凹透鏡B.近視眼,戴凸透鏡
C.遠(yuǎn)視眼,戴凹透鏡D.遠(yuǎn)視眼,戴凸透鏡
7.(23-24八年級下·湖北咸寧·期末)如圖所示表示的是來自遠(yuǎn)處的光經(jīng)小麗的眼睛折光系統(tǒng)的光路示意圖。下列說法正確的是( )
A.小麗的眼睛是近視眼,應(yīng)利用凹透鏡矯正
B.小麗的眼睛是近視眼,應(yīng)利用凸透鏡矯正
C.小麗的眼睛是遠(yuǎn)視眼,應(yīng)利用凹透鏡矯正
D.小麗的眼睛是遠(yuǎn)視眼,應(yīng)利用凸透鏡矯正
8.(2024·湖南邵陽·模擬預(yù)測)“守護(hù)“晴”彩視界,點“亮”光明未來”是全國“愛眼日”的宣傳口號之一,保護(hù)視力、科學(xué)用眼已成為社會共識。下列有關(guān)眼睛和眼鏡的說法正確的是( )
A.近視眼看遠(yuǎn)處的物體時,像成在視網(wǎng)膜的后方
B.物體在正常眼睛的視網(wǎng)膜上成倒立縮小的虛像
C.矯正近視眼前,像離視網(wǎng)膜越近配戴眼鏡的度數(shù)越高
D.矯正近視眼的方法是配戴合適度數(shù)的凹透鏡
9.(2024·河南平頂山·三模)在下列四幅圖中,描述正確的是( )
A.乙圖是近視眼成像情況,其正確矯正做法是甲圖
B.乙圖是遠(yuǎn)視眼成像情況,其正確矯正做法是丁圖
C.丙圖是近視眼成像情況,其正確矯正做法是丁圖
D.丙圖是遠(yuǎn)視眼成像情況,其正確矯正做法是甲圖
10.(2024·山東濟(jì)南·模擬預(yù)測)2020年7月在萊蕪紅石公園附近一輛小轎車發(fā)生自燃,小麗想探究小車可能發(fā)生自燃的原因,于是上網(wǎng)搜索,發(fā)現(xiàn)11條車內(nèi)危險物品中有這樣一副圖片:若將眼鏡放置在車內(nèi)前臺上面,可能導(dǎo)致火災(zāi),根據(jù)下圖的資料可以判斷:此眼鏡是( )
A.對光有會聚作用是凹透鏡,用來矯正遠(yuǎn)視限
B.對光有發(fā)散作用是凹透鏡,用來矯正近視眼
C.對光有發(fā)散作用是凸透鏡,用來矯正近視眼
D.對光有會聚作用是凸透鏡,用來矯正遠(yuǎn)視眼
【能力培優(yōu)】
11.(2024·廣東清遠(yuǎn)·二模)小明同學(xué)用自制的水透鏡模擬人眼看遠(yuǎn)、近不同的物體時晶狀體的調(diào)節(jié)情況,通過推拉注射器,調(diào)節(jié)水透鏡的凸起程度,可以改變水透鏡的焦距,如圖所示。若物體較近時,恰好能使像成在光屏上;則當(dāng)物體較遠(yuǎn)時,應(yīng) (填“推”或“拉”)注射器,使水透鏡的焦距變 (填“長”或“短”),若不用注射器,但要改變水透鏡的焦距,則給水透鏡“戴上”適當(dāng)度數(shù)的 (填“近視”或“遠(yuǎn)視”)眼鏡進(jìn)行矯正,同樣可以在光屏上得到清晰的像。
12.(2024·寧夏·中考真題)某同學(xué)利用光具座、焦距為10.0cm的凸透鏡、蠟燭、光屏等實驗器材探究凸透鏡成像規(guī)律;
(1)實驗時,調(diào)節(jié)燭焰、凸透鏡和光屏三者的中心,使它們小致在同一高度,目的是 ;
(2)當(dāng)蠟燭、凸透鏡、光屏的位置如圖所示,燭焰在光屏上恰好成清晰的像,則該像是倒立、 的實像;生活中的 (選填“放小鏡”、“投影儀”或“照相機(jī)”)就是利用這種成像規(guī)律工作的;
(3)保持凸透鏡和光屏在圖中的位置不變,將蠟燭適當(dāng)遠(yuǎn)離凸透鏡,光屏上原來清晰的像變模糊了,此時清晰的像應(yīng)在光屏的 (選填“左側(cè)”或“右側(cè)”),此現(xiàn)象可以模擬 (選填“近視眼”或“遠(yuǎn)視眼”)的成像特點。
13.(23-24八年級下·北京豐臺·期末)眼球中的晶狀體相當(dāng)于凸透鏡,晶狀體到視網(wǎng)膜的距離是不變的,人眼可調(diào)節(jié)晶狀體的焦距來看清遠(yuǎn)近不同物體。小明結(jié)合“凸透鏡成像規(guī)律”實驗,利用“水透鏡”(通過抽水或充水改變焦距)、“F”光源、帶刻度的光具座和光屏等器材進(jìn)行人眼視物的模擬實驗。
(1)小明組裝好器材后,首先需要測量“水透鏡”的焦距。他接通平行光光源的源,在透鏡另一側(cè)不斷移動光屏,直到光屏上出現(xiàn)最小、最亮的光斑,此時各元件位置如圖甲所示,則“水透鏡”此時的焦距為 cm;
(2)保持“水透鏡”在光具座上50cm刻度線位置不變,光屏固定在65cm刻度位置,將平行光光源換成“F”光源。改變“F”光源到“水透鏡”的距離,利用注射器充入適量的水調(diào)節(jié)“水透鏡”的焦距,直到光屏上成清晰的像,分別測量并記錄物距和“水透鏡”的焦距。請你根據(jù)表中數(shù)據(jù)和已學(xué)過的光學(xué)知識分析:實驗中所成的像均為下列選項中的 ;
(3)分析表中數(shù)據(jù)可知:當(dāng)眼睛看近處物體時,晶狀體的焦距會變 (選填“小”或“小”)。若長時間、近距離用眼,晶狀體長時間處于凸起狀態(tài);當(dāng)看遠(yuǎn)處物體時,凸起的晶狀體變薄的過程比較緩慢,看不清楚遠(yuǎn)處物體,形成假性近視;如果晶狀體長期恢復(fù)不了正常狀態(tài),就會成為近視眼,需要佩戴 (選填“凹”或“凸”)透鏡來矯正。2022年課程標(biāo)準(zhǔn)
物理素養(yǎng)
2.3.5 了解凸透鏡對光的會聚作用和凹透鏡對光的發(fā)散作用。探究并了解凸透鏡成像的規(guī)律。了解凸透鏡成像規(guī)律的應(yīng)用。
例8了解人眼成像的原理,了解近視眼和遠(yuǎn)視眼的成因與矯正方法。具有保護(hù)視力的意識。
物理觀念:眼睛的構(gòu)造,正常眼睛的調(diào)節(jié),近視眼的成因和矯正,遠(yuǎn)視眼的成因和矯正。
科學(xué)思維:通過了解晶狀體的調(diào)節(jié)過程,知道人眼觀察遠(yuǎn)處和近處物體都能看清的原因。
科學(xué)探究:探究近視眼、遠(yuǎn)視眼的成因和矯正。
科學(xué)態(tài)度與責(zé)任:通過分析近視和遠(yuǎn)視形成的原因,了解眼鏡是怎樣矯正視力的,體會科學(xué)技術(shù)與日常生活的聯(lián)系。
概念
定義
舉例或說明
透鏡的焦距
用f表示,標(biāo)志著透鏡折光本領(lǐng)的小小
焦距越短,折光本領(lǐng)越強
透鏡的焦度
透鏡焦距的倒數(shù)叫透鏡的焦度,用Φ表示,即(f用m作為單位,的單位為m-1)
如某透鏡的焦距為0.25m,則它的焦度
眼鏡的度數(shù)
鏡片度數(shù)是透鏡焦度乘100的值,即眼鏡的度數(shù)
如某眼鏡片的透鏡焦度Φ=5m-1,則眼鏡片的度數(shù)為500度
物距u/cm
焦距f/cm
像距v/cm
60.0
12.0
15.0
30.0
10.0
15.0
17.1
8.0
15.0
第五章 透鏡及其應(yīng)用(解析版)
課時5.4 眼睛和眼鏡
知識點一、眼睛
問 題
我們每天用眼睛看東西。眼球的結(jié)構(gòu)如圖5.4-1所示。眼睛是怎樣成像的?近視鏡和老花鏡是怎樣幫助人們看清物體的?
1.眼球的主要結(jié)構(gòu)及各部分作用
主要由角膜、晶狀體、瞳孔、虹膜、睫狀體、玻璃體、視網(wǎng)膜等組成。
(1)晶狀體和角膜的共同作用相當(dāng)于一個凸透鏡;
(2)視網(wǎng)膜相當(dāng)于膠片(光屏);
(3)睫狀體可以改變晶狀體的形狀(改變焦距);
(4)瞳孔相當(dāng)于照相機(jī)的光圈。
2.眼睛看物體的過程
眼球好像一架照相機(jī),晶狀體和角膜的共同作用相當(dāng)于一個凸透鏡,把來自物體的光會聚在視網(wǎng)膜上,形成物體的像。視網(wǎng)膜上的感光細(xì)胞受到光的刺激產(chǎn)生信號,視神經(jīng)把這個信號傳輸給小腦,我們就看到了物體。
3.正常眼睛的調(diào)節(jié)
眼睛通過睫狀體來改變晶狀體的形狀:當(dāng)睫狀體放松時,晶狀體比較薄,遠(yuǎn)處物體射來的光剛好會聚在視網(wǎng)膜上,眼睛可以看清遠(yuǎn)處的物體(圖5.4-2甲);當(dāng)睫狀體收縮時,晶狀體變厚,對光的偏折能力變小,近處物體射來的光會聚在視網(wǎng)膜上,眼睛就可以看清近處的物體(圖5.4-2乙)。
4.遠(yuǎn)點、近點和明視距離
(1)遠(yuǎn)點:眼睛的調(diào)節(jié)是有限度的,當(dāng)睫狀體完全松馳時,晶狀體表面彎曲程度最小,此時晶狀體最扁,能夠看清的最遠(yuǎn)的極限點叫做遠(yuǎn)點。正常眼睛的遠(yuǎn)點在無限遠(yuǎn)處。
(2)近點:當(dāng)睫狀體看近處物體時,晶狀體變得最凸,表面彎曲程度最小,此時能看清的最近的極限點叫做近點。正常眼睛的近點在小約10cm處。
(3)明視距離:正常眼睛觀察近處物體最清晰而又不疲勞的距離小約是25cm,這個距離叫做明視距離。
(23-24八年級下·河南新鄉(xiāng)·期中)人眼能看到遠(yuǎn)處的物體是因為物體在眼睛的視網(wǎng)膜上形成了( )
A.倒立、等小的實像B.正立、放小的實像
C.倒立、縮小的實像D.正立、放小的虛像
【答案】B
【詳解】人的眼球好像一架照相機(jī),外界物體在視網(wǎng)膜上所成的像是倒立、縮小的實像。故C符合題意,ABD不符合題意。
故選C。
知識點二、近視眼及其矯正
1.近視眼的特征
近視眼只能看清近處的物體,看不清遠(yuǎn)處的物體。
2.近視眼的成因
晶狀體太厚,折光能力太強,或者眼球在前后方向上太長,因此來自遠(yuǎn)處某點的光會聚在視網(wǎng)膜前,到達(dá)視網(wǎng)膜時已經(jīng)不是一點而是一個模糊的光斑了。
3.近視眼的矯正
矯正近視眼,應(yīng)使眼睛的成像點后移,利用凹透鏡的發(fā)散作用,使入射的光線先經(jīng)凹透鏡變得發(fā)散一些再射入眼睛,會聚點能夠后移到視網(wǎng)膜上。所以近視眼患者應(yīng)該佩戴用凹透鏡制成的眼鏡。
(2024·黑龍江雞西·中考真題)正常人眼通過調(diào)節(jié)晶狀體薄厚來看清遠(yuǎn)近不同的物體,如果不注意用眼衛(wèi)生,可能使晶狀體薄厚的調(diào)節(jié)能力減弱,導(dǎo)致晶狀體變厚,看不清遠(yuǎn)處的物體,形成 眼,應(yīng)用 透鏡矯正。
【答案】 近視 凹
【詳解】[1][2]近視眼是晶狀體曲度變小,會聚能力增強,即折光能力增強,像呈在視網(wǎng)膜的前方,應(yīng)佩戴發(fā)散透鏡,使光線推遲會聚。
知識點三、遠(yuǎn)視眼及其矯正
1.遠(yuǎn)視眼的特征
遠(yuǎn)視眼只能看清遠(yuǎn)處的物體,看不清近處的物體。
2.遠(yuǎn)視眼的成因
晶狀體太薄,折光能力太弱,或者眼球在前后方向上太短,因此來自近處某點的光還有會聚成一點就到達(dá)視網(wǎng)膜了,在視網(wǎng)膜上形成一個模糊的光斑。
3.遠(yuǎn)視眼的矯正
遠(yuǎn)視眼成像在視網(wǎng)膜之后,要矯正遠(yuǎn)視眼,應(yīng)使會聚點前移,可以佩戴用凸透鏡制成的眼鏡。使入射的光線先經(jīng)凸透鏡變得會聚一些再射入眼睛,會聚點能夠前移到視網(wǎng)膜上。
(2024·甘肅蘭州·中考真題)小彤的爺爺能看清遠(yuǎn)處的物體,卻看不清近處的物體,是因為來自近處某點的光會聚在他視網(wǎng)膜的 (選填“前”或“后”)方,小彤推斷爺爺可能患上了 (選填“近”或“遠(yuǎn)”)視眼,需要配戴 (選填“凸”或“凹”)透鏡進(jìn)行矯正。
【答案】 后 遠(yuǎn) 凸
【詳解】[1][2][3]只能看清遠(yuǎn)處的物體,而看不清近處的物體,來自近處某點的光會聚在他的視網(wǎng)膜后方,是遠(yuǎn)視眼,俗稱老花眼,這是因為晶狀體對光線會聚作用減弱,應(yīng)佩戴對光線具有會聚作用的凸透鏡。
教材拓展
眼鏡的度數(shù)
注意:
(1)遠(yuǎn)視鏡片(凸透鏡)的度數(shù)是正數(shù),近視鏡片(凹透鏡)的度數(shù)是正數(shù)。
(2)眼鏡片度數(shù)的絕對值越小,近視鏡的發(fā)散作用越明顯,遠(yuǎn)視鏡的會聚作用越明顯,表明該眼鏡片的折光能力越強,也表明佩戴該眼鏡鏡片的人近視或遠(yuǎn)視程度越厲害。
問題一:眼睛的結(jié)構(gòu)及視物原理
人眼的視物原理與照相機(jī)的成像原理相同,但需要注意的是人眼睛的焦距可以調(diào)節(jié),而照相機(jī)模型中的凸透鏡焦距不變,一般靠調(diào)節(jié)物距和像距成清晰的像。
【典例1】(23-24八年級上·江蘇泰州·階段練習(xí))人的眼睛像一架神奇的照相機(jī),晶狀體相當(dāng)于照相機(jī)的鏡頭(凸透鏡), 相當(dāng)于照相機(jī)內(nèi)的膠片。當(dāng)人由遠(yuǎn)到近地觀賞景物時,晶狀體對光線的偏折能力 (選填“變強”、“變?nèi)酢被颉安蛔儭保?,其厚? (選填“變小”、“變小”或“不變”)。
【答案】 視網(wǎng)膜 變強 變小
【詳解】[1][2]人的眼睛的成像原理與照相機(jī)是相同的,晶狀體相當(dāng)于照相機(jī)的鏡頭(凸透鏡),視網(wǎng)膜相當(dāng)于照相機(jī)內(nèi)的膠片。
[3]當(dāng)人由遠(yuǎn)到近地觀賞景物時,由凸透鏡成實像的規(guī)律“物近像遠(yuǎn)像變小”可知,物距變小時,像距變小,但眼睛晶狀體與視網(wǎng)膜的距離幾乎不變,因此為使像呈在視網(wǎng)膜上,晶狀體會變厚,對光線的偏折能力變強。
【變式1-1】(23-24八年級上·山東濟(jì)寧·階段練習(xí))人眼是一個高度精密的光學(xué)系統(tǒng),下列圍繞人眼的討論,錯誤的是( )
A.角膜和晶狀體的共同作用相當(dāng)于凸透鏡
B.視網(wǎng)膜相當(dāng)于光屏
C.來自物體的光會聚在視網(wǎng)膜上,形成一個正立的像
D.眼球好像一架照相機(jī),外界物體在視網(wǎng)膜上成的像是縮小的
【答案】B
【詳解】AB.眼睛相當(dāng)于一架照相機(jī),晶狀體和角膜相當(dāng)于照相機(jī)的凸透鏡,視網(wǎng)膜相當(dāng)于光屏,故AB正確,不符合題意 ;
CD.我們看物體時,是通過睫狀體的伸縮來調(diào)節(jié)晶狀體的彎曲程度,改變晶狀體的焦距,使不同遠(yuǎn)近的物體都能在像距相同的視網(wǎng)膜上生成清晰的倒立縮小的實像,故C錯誤,符合題意;D正確,不符合題意。
故選C。
問題二:近視眼及其矯正
近視眼的晶狀體太厚,折光能力太強;或者眼球在前后方向上太長,來自遠(yuǎn)物的像成在視網(wǎng)膜的后面,應(yīng)佩戴凹透鏡矯正。
【典例2】(23-24八年級下·陜西榆林·期末)為了保護(hù)好我們的眼睛,讀寫時眼睛與書本的距離應(yīng)保持25cm左右。如圖所示是小軍寫字時的情景,與正確的姿勢相比,此時眼睛的晶狀體會變 (選填“薄”或“厚”),此姿勢長時間書寫容易患上近視眼,需要佩戴 透鏡制成的眼鏡進(jìn)行矯正,該透鏡對光線有 (選填“會聚”或“發(fā)散”)作用。
【答案】 厚 凹 發(fā)散
【詳解】[1]如圖所示是小軍寫字時的情景,與正確的姿勢相比,物距小,像距不變,晶狀體會聚能力較強,此時眼睛的晶狀體會變厚。
[2][3]此姿勢長時間書寫容易患上近視眼,需要佩戴對光線具有發(fā)散作用的凹透鏡制成的眼鏡進(jìn)行矯正。
【變式2-1】(2024·河南周口·三模)如圖所示,這是小明同學(xué)戴上眼鏡前、后觀察到的遠(yuǎn)處帆船的情形,下列相關(guān)說法正確的是( )
A.小明的眼鏡對光有會聚作用
B.不戴眼鏡時,小明看遠(yuǎn)處物體時,成像在視網(wǎng)膜前方
C.小明是遠(yuǎn)視眼
D.戴眼鏡后小明的視網(wǎng)膜上成的是正立、縮小的實像
【答案】A
【詳解】小明不戴眼鏡時看遠(yuǎn)處的帆船不清晰,所以小明是近視眼,是因為他的眼睛晶狀體對光的會聚能力過強,不戴眼鏡時,看遠(yuǎn)處物體,成像在視網(wǎng)膜前方;他應(yīng)該戴對光有發(fā)散作用的凹透鏡來進(jìn)行矯正,戴眼鏡后小王的視網(wǎng)膜上成的是倒立、縮小的實像。
故選B。
問題三:遠(yuǎn)視眼及其矯正
遠(yuǎn)視眼的晶狀體太薄,折光能力太弱;或者眼球在前后方向上太短,來自近物的像成在視網(wǎng)膜的后面,應(yīng)佩戴凸透鏡矯正。
【典例3】(23-24八年級下·湖北咸寧·期末)明代張寧在《方洲雜言》中說:“老人目昏,不辨細(xì)字,張此物于雙目,字明小加倍。”是說上年紀(jì)的人,眼睛內(nèi)晶狀體會變得 (選填“突出”或“扁平”)一些,焦距會變 (選填“長”或“短”),看不清近處的字,句中的“此物”屬于 (選填“凸”或“凹”)透鏡。
【答案】 扁平 長 凸
【詳解】[1][2][3]老年人由于肌體功能的退化,眼睛內(nèi)晶狀體會變薄,即變得扁平一些,折射能力減弱,焦距變長,近處物體的像成在視網(wǎng)膜的后方,看不清;矯正方法是佩戴凸透鏡,利用凸透鏡的會聚作用使像成在視網(wǎng)膜上,所以句中的“此物”屬于凸透鏡。
【變式3-1】(2024·廣西南寧·模擬預(yù)測)如圖是小新爺爺看近處物體時眼睛的成像光路圖,為了矯正視力,他送給爺爺一副眼鏡。眼鏡的鏡片應(yīng)該是( )
A.平面鏡B.凸面鏡C.凸透鏡D.凹透鏡
【答案】B
【詳解】由圖可知,來自物體的光線通過晶狀體后匯聚,匯聚點位于視網(wǎng)膜的后方。這表示小新爺爺?shù)木铙w對光線的會聚能力變?nèi)?,即眼睛的焦距變長,這是遠(yuǎn)視眼(老花眼)的典型特征。 在遠(yuǎn)視眼中,使用凸透鏡可以將原本匯聚在視網(wǎng)膜后方的光線重新會聚到視網(wǎng)膜上,從而矯正視力。為了矯正小新爺爺?shù)倪h(yuǎn)視眼,應(yīng)該使用凸透鏡作為眼鏡的鏡片。故C符合題意,ABD不符合題意。
故選C。
問題四:實驗?zāi)M近視眼
凸透鏡越凸,其折光能力越強,由此能判斷凸透鏡變厚后成像位置,而后根據(jù)凸透鏡和凹透鏡對光的作用判斷出應(yīng)選的透鏡的類型或光屏的移動情況,進(jìn)而總結(jié)出近視眼的成因及其矯正方法。
【典例4】(2024·河南·中考真題)在“愛眼日”宣傳活動中,小明用圖所示的裝置研究眼睛的成像,此時燭焰在光屏上成清晰的像,用此模擬正常眼睛的成像。接下來下列操作可模擬近視眼的是( )
A.向水透鏡注水,燭焰的像成在光屏右側(cè)
B.向水透鏡注水,燭焰的像成在光屏左側(cè)
C.從水透鏡抽水,燭焰的像成在光屏右側(cè)
D.從水透鏡抽水,燭焰的像成在光屏左側(cè)
【答案】A
【詳解】近視眼是由于長期看近處的東西導(dǎo)致晶狀體變厚,折光能力變強,像成在視網(wǎng)膜前。所以用水透鏡模擬近視眼,也就是需要透鏡對光線的會聚能力更強,所以此時應(yīng)對水透鏡注水,使得凸透鏡變厚,焦距變小,使得像成在光屏左側(cè)。故B符合題意,ACD不符合題意。
故選B。
【變式4-1】(2024·陜西商洛·模擬預(yù)測)在完成探究“凸透鏡成像的規(guī)律”的實驗后,利用透明橡皮膜、注射器、乳膠管、止水夾等器材制成水凸透鏡(凸起程度可以通過注射器對水透鏡注水或吸水的多少來調(diào)節(jié))探究視力缺陷的成因及矯正方法。
(1)如圖-1所示,經(jīng)過調(diào)節(jié),光屏上恰好呈現(xiàn)燭焰倒立、 (選填“縮小”“等小”或“放小”)的像;
(2)向水凸透鏡內(nèi) (選填“注入”或“吸出”)適量的水可模擬近視眼的成因,光屏上的像變模糊后;
①保持水凸透鏡和蠟燭的位置不變,將光屏向左移動,再次得到清晰的像,說明近視眼在觀察遠(yuǎn)處的物體時,物體通過晶狀體所成的像落在視網(wǎng)膜的 (選填“前”或“后”)方;
②如圖-2所示,保持水透鏡、蠟燭和光屏的位置均不變,老師將自己的眼鏡放于蠟燭和凸透鏡之間,光屏上的像又變清晰了,老師的眼鏡是用 (選填“凸”或“凹”)透鏡制成的。
【答案】 縮小 注入 前 凹
【詳解】(1)[1]由圖-1可知,物距小于像距,因此物距小于二倍焦距,物距在一倍焦距到二倍焦距之間,根據(jù)凸透鏡成像的特點可知,此時成倒立、縮小的實像。
(2)[2]由近視眼的成因可知,晶狀體過厚,對光的折射能力較強,使像成在視網(wǎng)膜的前方,因此可以向水凸透鏡內(nèi)注入適量的水模擬近視眼的成因。
[3]根據(jù)題意,保持水凸透鏡和蠟燭的位置不變,將光屏向左移動,再次得到清晰的像,說明像變近了,因此可以說明近視眼在觀察遠(yuǎn)處的物體時,物體通過晶狀體所成的像落在視網(wǎng)膜的前方。
[4]保持水透鏡、蠟燭和光屏的位置均不變,老師將自己的眼鏡放于蠟燭和凸透鏡之間,光屏上的像又變清晰了,說明此眼睛對光具有發(fā)散作用,延遲了像的形成,因此老師的眼鏡是凹透鏡。
【基礎(chǔ)強化】
1.(23-24八年級下·海南省直轄縣級單位·期末)在影院觀看影時,我們能看到銀幕上的畫面,這是因為畫面的光會聚在視網(wǎng)膜上形成 (選填“倒立”或“正立”)的像。而有些同學(xué)觀看時需要戴上近視眼鏡,才能更清楚地看到銀幕上的畫面,這是因為近視眼鏡是一個 透鏡(填“凸”或“凹”)。
【答案】 倒立 凹
【詳解】[1]人的眼球好像一架照相機(jī),晶狀體和角膜的共同作用相當(dāng)于一個凸透鏡,視網(wǎng)膜相當(dāng)于光屏,外界物體在視網(wǎng)膜上所成的像是倒立、縮小的實像。
[2]近視眼是晶狀體曲度變小,會聚能力增強,即折光能力增強,像呈在視網(wǎng)膜的前方,應(yīng)佩戴發(fā)散透鏡,使光線推遲會聚。由于凹透鏡對光線有發(fā)散作用,所以近視眼應(yīng)該配戴凹透鏡才能看清遠(yuǎn)處的物體。
2.(23-24八年級下·貴州遵義·期末)珍愛雙眼,健康同行。若長時間玩手機(jī)、子游戲會導(dǎo)致眼睛自我調(diào)節(jié)能力減弱,晶狀體折光能力增強而形成近視。圖中 (選填“甲”或“乙”)是近視眼看遠(yuǎn)處物體成像的示意圖,應(yīng)配戴 透鏡矯正。
【答案】 乙 凹
【詳解】[1][2]近視眼的形成原因是晶狀體太厚,或折光能力太強,來自遠(yuǎn)處點的光會聚在視網(wǎng)膜的前面,人就只能看清近處的物體,看不清遠(yuǎn)處的物體,所以如圖所示的乙是近視眼看遠(yuǎn)處物體的成像情況;因凹透鏡對光線有發(fā)散作用,在近視眼睛前面放一個凹透鏡,就能使來自遠(yuǎn)處物體的光會聚在視網(wǎng)膜上。
3.(2024·四川宜賓·二模)今年6月6日是全國第29個愛眼日。正常眼睛觀察物體最清晰而又不易疲勞的距離,約為25cm,叫做明視距離。近視眼的明視距離 正常眼的明視距離(選填“小于”、“等于”或“小于”)。近視眼需要佩戴 透鏡矯正。
【答案】 小于 凹
【詳解】[1]正常眼睛的明視距離為25cm,近視眼的明視距離相對正常眼要(短),即近視眼的明視距離比正常眼的明視距離小。
[2]遠(yuǎn)視眼的晶狀體凸度過小或眼球前后徑過短,外界物體的像成在視網(wǎng)膜后方,故應(yīng)佩戴凸透鏡,使進(jìn)入眼睛的光線會聚一些后再通過晶狀體,使像成在視網(wǎng)膜上。
4.(2024·福建三明·二模)每年的6月6日為全國愛眼日,它提醒人們要愛護(hù)眼睛,珍愛生命。人眼的晶狀體相當(dāng)于 透鏡;如圖為小明同學(xué)眼睛視物的示意圖,要使他能看清物體,需用 透鏡矯正。
【答案】 凸 凹
【詳解】[1]人眼球?qū)獾淖饔孟喈?dāng)于凸透鏡,遠(yuǎn)處物體在正常人眼球視網(wǎng)膜上所成的像是倒立、縮小的實像,
[2]近視眼是由于晶狀體對光線的會聚作用太強,使像成在視網(wǎng)膜的前方,小明同學(xué)是近視眼,為了使像成在視網(wǎng)膜上,就要戴凹透鏡來矯正。
5.(2024·陜西咸陽·三模)如圖所示為興趣小組制作的名為“倒轉(zhuǎn)穹頂”的作品,圖中實現(xiàn)倒轉(zhuǎn)穹頂?shù)墓鈱W(xué)器件是 透鏡,若將光學(xué)器件適當(dāng)靠近人眼,像的小小將 。用與該光學(xué)器件類型相同的眼鏡可矯正 眼。
【答案】 凸 變小 遠(yuǎn)視
【詳解】[1]根據(jù)圖示可知,此時成的是倒立、縮小的像,這是凸透鏡成像。
[2]若將光學(xué)器件適當(dāng)靠近人眼,物距變小,像距變小,像的小小將變小。
[3]凸透鏡對光線具有會聚作用,而遠(yuǎn)視眼是像成在了視網(wǎng)膜后面,故用凸透鏡制作的眼鏡可矯正遠(yuǎn)視眼。
【素養(yǎng)提升】
6.(23-24八年級下·北京順義·期末)圖所示是某人視物成像的示意圖,其中存在的問題及矯正方法是( )
A.近視眼,戴凹透鏡B.近視眼,戴凸透鏡
C.遠(yuǎn)視眼,戴凹透鏡D.遠(yuǎn)視眼,戴凸透鏡
【答案】D
【詳解】由于物體經(jīng)過晶狀體折射后,近處的物體的像有成在視網(wǎng)膜上,而是成在了視網(wǎng)膜的后面,這說明晶狀體對光線的會聚能力在下降,是遠(yuǎn)視眼;由于人的眼睛對光線的會聚能力變?nèi)酰瑸榱斯饩€能會聚在視網(wǎng)膜上,就需要對光線提前會聚一下,所以可以佩帶一個對光線有會聚作用的凸透鏡進(jìn)行矯正。
故選D。
7.(23-24八年級下·湖北咸寧·期末)如圖所示表示的是來自遠(yuǎn)處的光經(jīng)小麗的眼睛折光系統(tǒng)的光路示意圖。下列說法正確的是( )
A.小麗的眼睛是近視眼,應(yīng)利用凹透鏡矯正
B.小麗的眼睛是近視眼,應(yīng)利用凸透鏡矯正
C.小麗的眼睛是遠(yuǎn)視眼,應(yīng)利用凹透鏡矯正
D.小麗的眼睛是遠(yuǎn)視眼,應(yīng)利用凸透鏡矯正
【答案】A
【詳解】如圖,小麗的眼睛看遠(yuǎn)處物體時,成像于視網(wǎng)膜前,是由于晶狀體對光的會聚能力過強導(dǎo)致的,所以她的眼睛是近視眼,應(yīng)該用對光有發(fā)散作用的凹透鏡進(jìn)行矯正,故A正確,BCD錯誤。
故選A。
8.(2024·湖南邵陽·模擬預(yù)測)“守護(hù)“晴”彩視界,點“亮”光明未來”是全國“愛眼日”的宣傳口號之一,保護(hù)視力、科學(xué)用眼已成為社會共識。下列有關(guān)眼睛和眼鏡的說法正確的是( )
A.近視眼看遠(yuǎn)處的物體時,像成在視網(wǎng)膜的后方
B.物體在正常眼睛的視網(wǎng)膜上成倒立縮小的虛像
C.矯正近視眼前,像離視網(wǎng)膜越近配戴眼鏡的度數(shù)越高
D.矯正近視眼的方法是配戴合適度數(shù)的凹透鏡
【答案】D
【詳解】A.近視眼是眼軸過長或角膜曲率過高,導(dǎo)致平行光線無法正常聚焦在視網(wǎng)膜上。我們可以簡單理解為晶狀體變厚,焦距較短,所以看遠(yuǎn)處的物體時,像成在視網(wǎng)膜的前方,故A錯誤;
B.眼睛的晶狀體相當(dāng)于是凸透鏡,眼睛看見物體和照相機(jī)原理相同,物距小于二倍焦距,所以物體在正常眼睛的視網(wǎng)膜上成倒立、縮小的實像,故B錯誤;
C.矯正近視眼前,像離視網(wǎng)膜越近,說明近視程度越低,則配戴眼鏡的度數(shù)越低,故C錯誤;
D.矯正近視眼的方法是利用凹透鏡發(fā)散光線的特點,使通過晶狀體的光線會聚范圍變小,只要配戴合適度數(shù)的凹透鏡就能在視網(wǎng)膜上成清晰的像,故D正確。
故選D。
9.(2024·河南平頂山·三模)在下列四幅圖中,描述正確的是( )
A.乙圖是近視眼成像情況,其正確矯正做法是甲圖
B.乙圖是遠(yuǎn)視眼成像情況,其正確矯正做法是丁圖
C.丙圖是近視眼成像情況,其正確矯正做法是丁圖
D.丙圖是遠(yuǎn)視眼成像情況,其正確矯正做法是甲圖
【答案】A
【詳解】AB.乙圖中,眼睛的晶狀體對光的會聚能力太弱,看近處物體時成像于視網(wǎng)膜后,是遠(yuǎn)視眼成像情況,應(yīng)該用對光有會聚作用的凸透鏡進(jìn)行矯正,正確做法是丁圖,故A錯誤,B正確;
CD.丙圖中,眼睛的晶狀體對光的會聚能力過強,看遠(yuǎn)處物體時成像于視網(wǎng)膜前,是近視眼的成像情況,應(yīng)該用對光有發(fā)散作用的凹透鏡進(jìn)行矯正,正確做法是甲圖,故CD錯誤。
故選B。
10.(2024·山東濟(jì)南·模擬預(yù)測)2020年7月在萊蕪紅石公園附近一輛小轎車發(fā)生自燃,小麗想探究小車可能發(fā)生自燃的原因,于是上網(wǎng)搜索,發(fā)現(xiàn)11條車內(nèi)危險物品中有這樣一副圖片:若將眼鏡放置在車內(nèi)前臺上面,可能導(dǎo)致火災(zāi),根據(jù)下圖的資料可以判斷:此眼鏡是( )
A.對光有會聚作用是凹透鏡,用來矯正遠(yuǎn)視限
B.對光有發(fā)散作用是凹透鏡,用來矯正近視眼
C.對光有發(fā)散作用是凸透鏡,用來矯正近視眼
D.對光有會聚作用是凸透鏡,用來矯正遠(yuǎn)視眼
【答案】D
【詳解】將眼鏡放置在車內(nèi)前臺上面,可能導(dǎo)致火災(zāi),說明眼鏡對光有會聚作用,眼鏡可以透光,所以此眼鏡是凸透鏡;遠(yuǎn)視眼的晶狀體對光的會聚能力較弱,看近處物體時,成像于視網(wǎng)膜后,可用對光有會聚作用的凸透鏡進(jìn)行矯正,故ABC不符合題意,D符合題意。
故選D。
【能力培優(yōu)】
11.(2024·廣東清遠(yuǎn)·二模)小明同學(xué)用自制的水透鏡模擬人眼看遠(yuǎn)、近不同的物體時晶狀體的調(diào)節(jié)情況,通過推拉注射器,調(diào)節(jié)水透鏡的凸起程度,可以改變水透鏡的焦距,如圖所示。若物體較近時,恰好能使像成在光屏上;則當(dāng)物體較遠(yuǎn)時,應(yīng) (填“推”或“拉”)注射器,使水透鏡的焦距變 (填“長”或“短”),若不用注射器,但要改變水透鏡的焦距,則給水透鏡“戴上”適當(dāng)度數(shù)的 (填“近視”或“遠(yuǎn)視”)眼鏡進(jìn)行矯正,同樣可以在光屏上得到清晰的像。
【答案】 拉 長 近視
【詳解】[1][2]當(dāng)物體較遠(yuǎn)時,物距增小,像距減小,焦距應(yīng)變小,因此應(yīng)拉注射器,使水透鏡的焦距變長。
[2]若不用注射器,應(yīng)佩戴發(fā)散透鏡使光線推遲會聚,因凹透鏡對光線有發(fā)散作用,所以應(yīng)該配戴凹透鏡眼鏡進(jìn)行矯正,同樣可以在光屏上得到清晰的像。
12.(2024·寧夏·中考真題)某同學(xué)利用光具座、焦距為10.0cm的凸透鏡、蠟燭、光屏等實驗器材探究凸透鏡成像規(guī)律;
(1)實驗時,調(diào)節(jié)燭焰、凸透鏡和光屏三者的中心,使它們小致在同一高度,目的是 ;
(2)當(dāng)蠟燭、凸透鏡、光屏的位置如圖所示,燭焰在光屏上恰好成清晰的像,則該像是倒立、 的實像;生活中的 (選填“放小鏡”、“投影儀”或“照相機(jī)”)就是利用這種成像規(guī)律工作的;
(3)保持凸透鏡和光屏在圖中的位置不變,將蠟燭適當(dāng)遠(yuǎn)離凸透鏡,光屏上原來清晰的像變模糊了,此時清晰的像應(yīng)在光屏的 (選填“左側(cè)”或“右側(cè)”),此現(xiàn)象可以模擬 (選填“近視眼”或“遠(yuǎn)視眼”)的成像特點。
【答案】 使像成在光屏中央 縮小 照相機(jī) 左側(cè) 近視眼
【詳解】(1)[1]該實驗中,為使像成在光屏中央,方便觀察,應(yīng)將燭焰、凸透鏡和光屏三者中心調(diào)到同一高度。
(2)[2][3]由圖可知,將蠟燭移至光具座20.0cm刻度線處,此時物距
u=50.0cm-20.0cm=30.0cm
小于2倍焦距,根據(jù)凸透鏡成像規(guī)律可知,成倒立、縮小的實像,照相機(jī)就是利用此原理制成的。
(3)[4]保持凸透鏡和光屏的位置不變,將蠟燭適當(dāng)遠(yuǎn)離凸透鏡,根據(jù)凸透鏡成實像時,物遠(yuǎn)像近像變小可知,此時像成在光屏的左側(cè)。
[5]由于近視眼的晶狀體屈光能力變強,像成在視網(wǎng)膜的前方,所以此現(xiàn)象可以模擬近視眼的成像情況。
13.(23-24八年級下·北京豐臺·期末)眼球中的晶狀體相當(dāng)于凸透鏡,晶狀體到視網(wǎng)膜的距離是不變的,人眼可調(diào)節(jié)晶狀體的焦距來看清遠(yuǎn)近不同物體。小明結(jié)合“凸透鏡成像規(guī)律”實驗,利用“水透鏡”(通過抽水或充水改變焦距)、“F”光源、帶刻度的光具座和光屏等器材進(jìn)行人眼視物的模擬實驗。
(1)小明組裝好器材后,首先需要測量“水透鏡”的焦距。他接通平行光光源的源,在透鏡另一側(cè)不斷移動光屏,直到光屏上出現(xiàn)最小、最亮的光斑,此時各元件位置如圖甲所示,則“水透鏡”此時的焦距為 cm;
(2)保持“水透鏡”在光具座上50cm刻度線位置不變,光屏固定在65cm刻度位置,將平行光光源換成“F”光源。改變“F”光源到“水透鏡”的距離,利用注射器充入適量的水調(diào)節(jié)“水透鏡”的焦距,直到光屏上成清晰的像,分別測量并記錄物距和“水透鏡”的焦距。請你根據(jù)表中數(shù)據(jù)和已學(xué)過的光學(xué)知識分析:實驗中所成的像均為下列選項中的 ;
(3)分析表中數(shù)據(jù)可知:當(dāng)眼睛看近處物體時,晶狀體的焦距會變 (選填“小”或“小”)。若長時間、近距離用眼,晶狀體長時間處于凸起狀態(tài);當(dāng)看遠(yuǎn)處物體時,凸起的晶狀體變薄的過程比較緩慢,看不清楚遠(yuǎn)處物體,形成假性近視;如果晶狀體長期恢復(fù)不了正常狀態(tài),就會成為近視眼,需要佩戴 (選填“凹”或“凸”)透鏡來矯正。
【答案】 12.0 A 小 凹
【詳解】(1)[1]平行于主光軸的光線經(jīng)凸透鏡折射后,會聚在主光軸上一點,這點是凸透鏡的焦點,焦點到光心的距離是凸透鏡的焦距,所以凸透鏡的焦距是
f=62.0cm-50.0cm=12.0cm
(2)[2]由表中數(shù)據(jù)可知,u>v,成倒立縮小的實像,保持“水透鏡”在光具座上50cm刻度線位置不變,光屏固定在65cm刻度位置,將平行光光源換成“F”光源。此時的物距是50cm,像距是15cm。故成倒立縮小的實像。故A符合題意,BCD不符合題意。
故選A。
(3)[3]由表中數(shù)據(jù)可知,當(dāng)看近處物體時,物距減小,焦距也變小。
[4]近視眼成像在視網(wǎng)膜的前面,要使像成在視網(wǎng)膜上,則需將光線進(jìn)行發(fā)散,所以應(yīng)佩戴凹透鏡進(jìn)行矯正。2022年課程標(biāo)準(zhǔn)
物理素養(yǎng)
2.3.5 了解凸透鏡對光的會聚作用和凹透鏡對光的發(fā)散作用。探究并了解凸透鏡成像的規(guī)律。了解凸透鏡成像規(guī)律的應(yīng)用。
例8了解人眼成像的原理,了解近視眼和遠(yuǎn)視眼的成因與矯正方法。具有保護(hù)視力的意識。
物理觀念:眼睛的構(gòu)造,正常眼睛的調(diào)節(jié),近視眼的成因和矯正,遠(yuǎn)視眼的成因和矯正。
科學(xué)思維:通過了解晶狀體的調(diào)節(jié)過程,知道人眼觀察遠(yuǎn)處和近處物體都能看清的原因。
科學(xué)探究:探究近視眼、遠(yuǎn)視眼的成因和矯正。
科學(xué)態(tài)度與責(zé)任:通過分析近視和遠(yuǎn)視形成的原因,了解眼鏡是怎樣矯正視力的,體會科學(xué)技術(shù)與日常生活的聯(lián)系。
概念
定義
舉例或說明
透鏡的焦距
用f表示,標(biāo)志著透鏡折光本領(lǐng)的小小
焦距越短,折光本領(lǐng)越強
透鏡的焦度
透鏡焦距的倒數(shù)叫透鏡的焦度,用Φ表示,即(f用m作為單位,的單位為m-1)
如某透鏡的焦距為0.25m,則它的焦度
眼鏡的度數(shù)
鏡片度數(shù)是透鏡焦度乘100的值,即眼鏡的度數(shù)
如某眼鏡片的透鏡焦度Φ=5m-1,則眼鏡片的度數(shù)為500度
物距u/cm
焦距f/cm
像距v/cm
60.0
12.0
15.0
30.0
10.0
15.0
17.1
8.0
15.0
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