内容正文:
第4章第3节 神奇的“眼睛”
内容导航——预习三步曲
第一步:学
析教材 学知识:教材精讲精析、全方位预习
练习题 讲典例:教材习题学解题、快速掌握解题方法
练考点 强知识:7大核心考点精准练
第二步:记
串知识 识框架:思维导图助力掌握知识框架、学习目标复核内容掌握
第三步:测
过关测 稳提升:小试牛刀检测预习效果、查漏补缺快速提升
(学习目标:1. 了解眼睛的简单构造和眼睛视物的基本原理。2. 通过实验模拟,了解近视眼、远视眼的成因及其矫正的方法。3. 了解放大镜、照相机、显微镜、望远镜等光学仪器的原理及用途。)
知识点1 我们是如何看见物体的
1. 眼睛的主要结构
(1)晶状体和角膜的共同作用相当于一个凸透镜;
(2)视网膜相当于光屏,视网膜与视神经是相连的。
2. 眼睛视物的原理:
(1)自物体的光线通过瞳孔,经过晶状体成像在视网膜上,再经过神经系统传到大脑,经过大脑处理,我们就看到了物体。
(2)物体在视网膜上成倒立、缩小的实像。(眼睛相当于照相机)
3. 正常眼睛如何看清近处和远处物体的:
眼睛通过睫状体改变晶状体的厚薄,来看清楚近处和远处的物体。
(凸透镜越薄,会聚能力越弱,焦距越长;反之,凸透镜越厚,会聚能力越强,焦距越短)
4. 近视眼:
(1)近视眼的视物特点:
“看近不看远”:只能看清近处的物体,看不清远处的物体。
(2)近视眼的形成原因:
晶状体太厚(会聚能力太强)或眼球前后方向上距离太长,使来自远处的光线会聚在视网膜前方。
(3)近视眼的矫正:
用凹透镜矫正近视眼,因为凹透镜对光线有发散作用,所以近视眼佩戴凹透镜后,可以使物体的像刚好成在视网膜上。
5. 远视眼:
(1)远视眼的视物特点:
“看远不看近”:只能看清远处的物体,看不清近处的物体。
(2)远视眼的形成原因:
晶状体太薄(会聚能力太弱)或眼球前后方向上距离太短,使来自远处的光线会聚在视网膜后方。
(3)远视眼的矫正:
用凸透镜矫正近视眼,因为凸透镜对光线有会聚作用,所以远视眼佩戴凸透镜后,可以使物体的像刚好成在视网膜上。
知识点2 透镜的应用
1. 放大镜:
(1)工作原理:物距小于焦距时,凸透镜能成正立放大虚像。
(2)使用方法:
物体一定要放在凸透镜的一倍焦距以内。
(3)在凸透镜的一倍焦距以内,放大镜距离物体越近,像越小。反之,像越大。
2. 照相机:
(1)工作原理:物距大于二倍焦距时,凸透镜能成倒立缩小实像。
(2)结构:镜头:相当于一个凸透镜。
胶片:相当于光屏。
(3)使用方法:照相时,移动照相机主要是改变物距,前后伸缩镜头主要是改变像距。
3. 投影仪:
(1)工作原理:物距大于一倍焦距且小于二倍焦距时,凸透镜能成倒立放大实像。
(2)结构:镜头:相当于一个凸透镜;
屏幕:相当于光屏;平面镜:改变光路。
(3)使用方法:使用时,移动投影仪主要是改变像距,上下伸缩镜头主要是改变物距。
4. 显微镜:
(1)用途:观察细微物体或物体上的细微部分。
(2)结构:
目镜:相当于放大镜。物镜:相当于投影仪。
(3)成像原理:
物体通过物镜成倒立放大实像,再经过目镜成正立放大虚像。
5. 望远镜:
(1)用途:观察远处的物体。
(2)结构:
目镜:相当于放大镜。物镜:相当于照相机。
(3)成像原理:
物体通过物镜成倒立缩小实像,再经过目镜成正立放大虚像。
教材习题01
人的眼睛相当于一个照相机,物体在视网膜上成一个______、______的________像。
解析:
人的眼睛相当于一个照相机,物体在视网膜上成一个倒立、缩小的实像。
【答案】倒立、缩小的实像。
教材习题02
如图是甲、乙两人的眼睛看物体时的成像示意图,请从下列说法中选出正确的选项并说出理由。
A.甲同学是近视眼,他戴的眼镜对光起会聚作用
B.甲同学是远视眼,他戴的眼镜对光起发散作用
C.乙同学是近视眼,他戴的眼镜对光起发散作用
D.乙同学是远视眼,他戴的眼镜对光起会聚作用
解析:
远视眼眼球晶状体的曲度过小,远处物体的光通过晶状体折射后形成的像,会落在视网膜的后方,则甲揭示的是远视眼的成因。远视矫正方法,需佩戴对光线起会聚作用的凸透镜。
近视眼眼球晶状体的曲度过大,远处物体的光通过晶状体折射后形成的像,会落在视网膜的前方,由图可知,乙是近视眼的成因。近视矫正方法,需佩戴对光线起发散作用的凹透镜。故C正确为答案.
【答案】C
教材习题03
小明用奶奶的老花镜镜片在太阳光下距镜片40 cm处得到一个最亮、最小的光斑。若小明想通过此镜片看清微雕作品上较小的图案,则作品到镜片的距离应( )
A. 小于40 cm B. 大于40cm
C. 大于80 cm D. 大于40 cm、小于80 cm
解析:
老花镜是凸透镜,小明用奶奶的老花镜镜片对着太阳时,可在距镜片40cm处得到一个最亮、最小的小圆点,这个圆点就是焦点,这个老花镜的焦距为40cm。若小明想通过此老花镜的镜片看微雕作品上较小的图案,只有物距小于40cm,这样才能成图案放大、正立的虚像。故A符合题意,BCD不符合题意。
【答案】A。
教材习题04
隐形眼镜是一种直接贴在角膜表面的超薄镜片,某款供近视眼使用的软质隐形眼镜的中心厚度只有0.04 mm,这款超薄镜片的边缘厚度比0.04 mm大还是小呢?为什么?
解析:
这款超薄镜片的边缘厚度比0.04 mm大。
近视眼患者戴的镜片是凹透镜,凹透镜的边缘厚度要比中间的厚度大,故这种超薄镜片的边缘厚度大于0.04mm。
【答案】见解析。
教材习题05
纺织工人在检查纺织品的质量时,要观看纺织品的布纹是否有缺陷。他们应该用什么样的透镜?应怎样使用?
解析:
纺织工人在检查纺织品的质量时,要想看清布纹是否有缺陷,应该用凸透镜,并将凸透镜靠近纺织品的布纹,透过凸透镜,便能看到一个正立、放大的布纹像(虚像),此时凸透镜的作用相当于放大镜。
【答案】见解析。
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考点一 探究平面镜成像特点
1. 如图是人的眼球结构图,正常人的眼睛通过睫状体对晶状体的调节,可以看清近处和远处的物体。根据上面的材料,利用所学的物理知识,回答下面的问题:
(1)人的眼球好像一架 (选填“照相机”、“幻灯机”或“放大镜”),晶状体和角膜的共同作用相当于一个________;
(2)视网膜相当于照相机的_______,看物体时在视网膜上成 (填像的性质)的实像。
(3)正常人看物体由远及近时,为了使像始终落在视网膜上,则晶状体_______(选填“变厚”“不变”或“变薄”)。
2.“方寸天地纳寰宇”描述了小小眼球可尽观广袤世界。下列能够解释眼球成像原理的是( )
A. B.
C. D.
3.如图所示,请在图中画出近视眼能看清近处物体发出的两束入射光线经晶状体折射后对应的光线。
4.智能手机等电子产品给人们带来了许多便利,但长时间盯着屏幕,容易导致视力受损。某人看远处物体时,成像示意图如图所示,则他需要佩戴_________(选填“凸”或“凹”)透镜进行矫正。
5.6月6日是全国第28个爱眼日。正常眼睛观察物体最清晰而又不易疲劳的距离,约为25cm,叫做明视距离。近视眼的明视距离______正常眼的明视距离(选填“大于”“等于”或“小于”)。与近视眼不同,远视眼需要佩戴______透镜矫正。
6.在“探究凸透镜成像的规律”实验中,蜡烛燃烧一段时间后,烛焰、凸透镜和光屏的位置如图2所示,此时在光屏上观察到清晰的烛焰的像,要使像成在光屏中央,应将蜡烛的支架向 调节,在光屏上所成的像是倒立、 的实像,这与生活中 (选填“眼睛”或“放大镜”)的成像原理相同。
7.如图是近视眼矫正的示意图,请大致画出图中两条平行光线经过晶状体后的折射光线。
8.关于近视眼的成因及矫正,说法正确的是( )
A.晶状体太厚,折光能力太弱,像成在视网膜的后方
B.晶状体太薄,折光能力太强,像成在视网膜的前方
C.戴凸透镜制成的眼镜矫正
D.戴凹透镜制成的眼镜矫正
考点二 生活中的平面镜
9.如图所示,透过手表表盘上光滑透明凸起部分,能清楚地读出日期信息,光滑透明凸起部分相当于 ,观看到的是日期数字 (选填写“实”或“虚”)像。手表的背面打磨得非常光滑,能清晰地照出小明像,此像的大小与小明本人相比 (选填“变大”、“变小”或“不变”)。
10.手机的镜头相当于 ,增大手机与景物的距离,景物所成的像将 。
11.物理课上,同学们用凸透镜观察周围的物体,透过凸透镜不能看到的像是( )
A.正立放大的像 B.正立缩小的像
C.倒立放大的像 D.倒立缩小的像
12.如图是超市安装的一种刷脸自助储物柜。某顾客站在屏幕前50cm处,按下“存”按钮,屏幕上方的摄像头启动,出现人脸缩小的像,柜门打开。下列说法正确的是( )
A.该摄像头相当于一个凹透镜
B.该摄像头对光线具有发散作用
C.该摄像头的焦距可能是0.20m
D.该摄像头成像原理是光的反射
13.如图1,在装有水的杯子里,小红将一支铅笔分别紧贴杯壁内、外竖直放置,两次都观察到铅笔放大的像,俯视图如图2、图3所示,下列说法正确的是( )
A.图2中铅笔向前移,像一直变小
B.图2中铅笔向前移,像先变小后变大
C.图3中铅笔向后移,像一直变大
D.图3中铅笔向后移,像先变小后变大
14.如图,放大镜能使我们看清邮票的细微之处。下列能用来说明其成像原理的图是( )
A. B.
C. D.
15.2023年5月11日,我国发射的天舟六号货运飞船与中国空间站组合体成功交会对接,如图所示。空间站组合体上的摄像机完整记录了交会对接过程。下列说法正确的是( )
A.光通过摄像机的镜头始终沿直线传播
B.摄像机所成的像是实像
C.摄像机的工作原理与投影仪的工作原理相同
D.天舟六号靠近空间站组合体时,摄像机成的像逐渐变小
知识导图记忆
核心知识目标复核
1.眼睛的成像原理。
2.近视眼和远视眼的成因及矫正。
3.放大镜、投影仪、照相机的工作原理。
一、填空题
1.汽车抬头显示系统(HUD),是将显示器上的行车信息通过前挡风玻璃投射到驾驶员的眼中,提高驾驶安全性。
(1)如图甲所示,显示器发出的光在汽车的挡风玻璃上 (选填“反”或“折”)射成像,驾驶员无需低头便能看到行车信息;
(2)如图乙所示,眼睛中的晶状体相当于 透镜,进入到眼睛的光线经过晶状体后,在视网膜上形成了 (选填“实”或“虚”)像。
2.如图是人的眼球结构图,正常人的眼睛通过睫状体对晶状体的睫状体调节,可以看清近处和远处的物体。正常人看物体由远及近时,为了使像始终落在视网膜上,则晶状体 (选填“变厚”“不变”或“变薄”)。近视眼患者为了使远处物体的像正常成在视网膜上,需要佩戴一个 透镜。
3.小明通过透镜观察蚂蚁时看到的现象如图所示该则该透镜可用来矫正 (选填“近视眼”或“远视眼”)。
4.如图所示,某同学把眼镜放在台灯下,看到眼镜片后面的区域比眼镜周围亮,这个眼镜是 (选填“近视”或“远视”)眼镜,请你说明产生这一现象的原因 。
5.如图所示的(a)、(b)、(c)、(d)四幅图,能正确表示近视眼成像情况的是图 ,其矫正做法是图 。(填图号)
6.如图所示,小鸣通过凸透镜观察到物理书上的字成正立放大的像,则凸透镜到物理书的距离u与凸透镜焦距f的关系是 。若想要观察到的像再大一些,则应该将凸透镜适当 (“靠近”或“远离”)物理书。
7.在生物实验课上,小明想详细地观察洋葱表皮细胞结构,他应选择的观察仪器是 ;显微镜的目镜和物镜使用的都是 透镜;显微镜 (选填“目”或“物”)镜的焦距较长。
8.如图所示,小宁正在用两块凸透镜模拟望远镜,靠近被观测物体的叫做物镜,其作用相当于 (选填“照相机”“投影仪”或“放大镜”),可成倒立、 的实像。
二、单选题
9.如图,工匠师维护精密仪表时,在眼睛前戴一个凸透镜,便于观察仪表的细微之处。关于该凸透镜的使用,下列说法不正确的是( )
A.像的位置与仪表的位置在凸透镜的同一侧
B.通过凸透镜看到的是仪表倒立、放大的实像
C.凸透镜与仪表的距离应在凸透镜的一倍焦距范围之内
D.凸透镜可用于矫正远视眼
10.我国某新型战斗机配有光电搜索跟踪系统,系统中的光学元件相当于晶状体,内置光电传感器相当于视网膜,成像原理与人眼相似。从空中拍摄地面物体时,物体在光电传感器上成像,下列说法正确的是( )
A.系统中的光学元件对光线具有发散作用
B.物体在内置光电传感器上成倒立、放大的实像
C.物体远离光电搜索跟踪系统时,光电传感器上所成的像变小
D.系统中的光学元件利用光的反射成像
11.全民关爱眼睛,青少年若长期近距离看书,将导致眼睛的晶状体和角膜(相当于凸透镜)焦距比正常眼的要短。关于眼睛及视力矫正,下列说法正确的是( )
A.此类眼睛应该用凸透镜矫正
B.远处物体在此类眼睛成像将在视网膜后面
C.将近视眼镜正对太阳光,能在纸上呈现一个中间亮、边缘暗的光圈
D.人的眼球好像一架照相机,外界物体在视网膜上所成的像是倒立、缩小的实像
12.小明周末和朋友相约一起爬黄山,他站在稍远一点不戴眼镜时看迎客松感觉很模糊,戴上眼镜看迎客松就很清晰了,则小明的视力问题和需要佩戴的眼镜分别是( )
A.近视眼、凹透镜 B.近视眼、凸透镜
C.远视眼、凸透镜 D.远视眼、凹透镜
13.如图所示,小白同学利用注射器和水膜制成如图所示的“水凸透镜”,模拟眼睛看物体的情景。下列描述错误的是( )
A.当晶状体变厚时,像成在视网膜前,需要佩戴一个合适的凸透镜,才能使像成在视网膜上
B.若用注射器向水膜里注入适量的水,水透镜对光的偏折能力变强,此时屏上的像变得模糊,为得到清晰的像,可将光屏慢慢靠近“水凸透镜”
C.“水凸透镜”成像特点与照相机相同
D.随着蜡烛燃烧变短,光屏上烛焰的像将会向上移动
14.今年6月6日是第29个全国“爱眼日”,主题为“关注普遍的眼健康”。同学们学了《眼睛》,要设计一个“护眼行动”的宣传方案,下列说法不正确的是( )
A.学习时,同时打开房间大灯和台灯,保证光线适宜,避免阴影遮挡视线
B.使用电子产品15分钟应该让眼睛休息,每天累计使用时间不宜超过1小时
C.增加每天户外活动时间,强化体育锻炼,积极参加各种形式的体育活动
D.睡眠时间是否充足、日常膳食是否营养、读写姿势是否正确对视力没有影响
15.在同一张眼球彩图上,用凸透镜代表晶状体,用平行光照射透镜,观察到如图甲、乙、丙所示的现象、其中透镜A比透镜B薄,透镜C为凹透镜,下列说法中正确的是( )
①透镜A的焦距大于透镜B
②晶状体焦距变长导致近视眼
③凸透镜对光有会聚作用,凹透镜对光有发散作用
④仅将图丙中透镜C向右移动,平行光在眼球后方的会聚点位置不变
A.只有① B.只有①③
C.只有①③④ D.①②③④都正确
16.如图是二维码扫描收银盒,是一种影像式(类似于照相机)移动支付装置,将手机付款码放置在扫码区即可完成付款。下列分析正确的是( )
A.手机远离该装置时,成的像变小
B.付款码要位于其镜头二倍焦距以内
C.它的镜头可以用来矫正近视眼
D.付款码通过其镜头成正立的虚像
17.如图所示是一款投影手机,它能够将手机上的内容直接投影在地面上。关于投影手机,下列说法正确的是( )
A.手机的镜头相当于一个凸透镜,该类透镜可用来矫正远视眼
B.光在地面上发生镜面反射
C.手机上的丰富色彩是由红、黄、蓝三种色光混合而成的
D.该手机投影仪所成的像是虚像
三、作图题
18.根据国家卫生健康委公布的相关数据,2020年我国儿童青少年总体近视率为52.7%,其中6岁儿童为14.3%,小学生为35.6%,初中生为71.1%,高中生为80.5%。近视主要是由于用眼习惯不好,特别是长时间使用电子产品引起的。如图是光线进入眼睛的示意图,请在图中画出两条光线进入近视眼后的光路图。
19.请在题图虚线框中画出矫正近视眼需要佩戴的透镜,并画出矫正后通过晶状体后的折射光线。
四、实验题
20.在以《眼睛和眼镜》为主题的跨学科实践活动中:
(1)学习小组对于眼睛视物原理进行了探究实践。请你观察图甲和乙所示照相机和眼睛的构造,把照相机与眼睛功能类似的部分填入表中;
照相机
胶卷
光圈
眼睛
晶体和角膜
瞳孔
(2)在探究近视眼和远视眼成因与矫正的主题实践中,该小组利用橡皮膜和注射器制作了水透镜来模拟眼睛的晶状体,打开夹子,通过注射器向橡皮膜中注水或抽水,来改变橡皮膜凸起的程度,如图丙所示。具体操作如下:
①按图丁所示,将蜡烛、水透镜和光屏依次摆放在水平光具座上,点燃蜡烛,使烛焰和光屏的中心位于水透镜的 ;
②将蜡烛放在离水透镜较远的位置,移动光屏,直到光屏上出现烛焰清晰的像,用注射器向水透镜里加适量的水,水透镜对光的偏折能力变 ,此时光屏上的像变得模糊,这是模拟近视眼看远处物体的情况。将光屏慢慢靠近水透镜,直到光屏上出现清晰的像,这说明近视眼所成的像在视网膜的 (选填“前方”或“后方”);
③实验中,小明将自己的眼镜放在蜡烛和水透镜之间,发现光屏上原来清晰的像变模糊。将光屏适当远离水透镜后,光屏上再次出现清晰的像,由此可判断小明佩戴的是 (选填“近视”或“远视”)眼镜。
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第4章第3节 神奇的“眼睛”
内容导航——预习三步曲
第一步:学
析教材 学知识:教材精讲精析、全方位预习
练习题 讲典例:教材习题学解题、快速掌握解题方法
练考点 强知识:7大核心考点精准练
第二步:记
串知识 识框架:思维导图助力掌握知识框架、学习目标复核内容掌握
第三步:测
过关测 稳提升:小试牛刀检测预习效果、查漏补缺快速提升
(学习目标:1. 了解眼睛的简单构造和眼睛视物的基本原理。2. 通过实验模拟,了解近视眼、远视眼的成因及其矫正的方法。3. 了解放大镜、照相机、显微镜、望远镜等光学仪器的原理及用途。)
知识点1 我们是如何看见物体的
1. 眼睛的主要结构
(1)晶状体和角膜的共同作用相当于一个凸透镜;
(2)视网膜相当于光屏,视网膜与视神经是相连的。
2. 眼睛视物的原理:
(1)自物体的光线通过瞳孔,经过晶状体成像在视网膜上,再经过神经系统传到大脑,经过大脑处理,我们就看到了物体。
(2)物体在视网膜上成倒立、缩小的实像。(眼睛相当于照相机)
3. 正常眼睛如何看清近处和远处物体的:
眼睛通过睫状体改变晶状体的厚薄,来看清楚近处和远处的物体。
(凸透镜越薄,会聚能力越弱,焦距越长;反之,凸透镜越厚,会聚能力越强,焦距越短)
4. 近视眼:
(1)近视眼的视物特点:
“看近不看远”:只能看清近处的物体,看不清远处的物体。
(2)近视眼的形成原因:
晶状体太厚(会聚能力太强)或眼球前后方向上距离太长,使来自远处的光线会聚在视网膜前方。
(3)近视眼的矫正:
用凹透镜矫正近视眼,因为凹透镜对光线有发散作用,所以近视眼佩戴凹透镜后,可以使物体的像刚好成在视网膜上。
5. 远视眼:
(1)远视眼的视物特点:
“看远不看近”:只能看清远处的物体,看不清近处的物体。
(2)远视眼的形成原因:
晶状体太薄(会聚能力太弱)或眼球前后方向上距离太短,使来自远处的光线会聚在视网膜后方。
(3)远视眼的矫正:
用凸透镜矫正近视眼,因为凸透镜对光线有会聚作用,所以远视眼佩戴凸透镜后,可以使物体的像刚好成在视网膜上。
知识点2 透镜的应用
1. 放大镜:
(1)工作原理:物距小于焦距时,凸透镜能成正立放大虚像。
(2)使用方法:
物体一定要放在凸透镜的一倍焦距以内。
(3)在凸透镜的一倍焦距以内,放大镜距离物体越近,像越小。反之,像越大。
2. 照相机:
(1)工作原理:物距大于二倍焦距时,凸透镜能成倒立缩小实像。
(2)结构:镜头:相当于一个凸透镜。
胶片:相当于光屏。
(3)使用方法:照相时,移动照相机主要是改变物距,前后伸缩镜头主要是改变像距。
3. 投影仪:
(1)工作原理:物距大于一倍焦距且小于二倍焦距时,凸透镜能成倒立放大实像。
(2)结构:镜头:相当于一个凸透镜;
屏幕:相当于光屏;平面镜:改变光路。
(3)使用方法:使用时,移动投影仪主要是改变像距,上下伸缩镜头主要是改变物距。
4. 显微镜:
(1)用途:观察细微物体或物体上的细微部分。
(2)结构:
目镜:相当于放大镜。物镜:相当于投影仪。
(3)成像原理:
物体通过物镜成倒立放大实像,再经过目镜成正立放大虚像。
5. 望远镜:
(1)用途:观察远处的物体。
(2)结构:
目镜:相当于放大镜。物镜:相当于照相机。
(3)成像原理:
物体通过物镜成倒立缩小实像,再经过目镜成正立放大虚像。
教材习题01
人的眼睛相当于一个照相机,物体在视网膜上成一个______、______的________像。
解析:
人的眼睛相当于一个照相机,物体在视网膜上成一个倒立、缩小的实像。
【答案】倒立、缩小的实像。
教材习题02
如图是甲、乙两人的眼睛看物体时的成像示意图,请从下列说法中选出正确的选项并说出理由。
A.甲同学是近视眼,他戴的眼镜对光起会聚作用
B.甲同学是远视眼,他戴的眼镜对光起发散作用
C.乙同学是近视眼,他戴的眼镜对光起发散作用
D.乙同学是远视眼,他戴的眼镜对光起会聚作用
解析:
远视眼眼球晶状体的曲度过小,远处物体的光通过晶状体折射后形成的像,会落在视网膜的后方,则甲揭示的是远视眼的成因。远视矫正方法,需佩戴对光线起会聚作用的凸透镜。
近视眼眼球晶状体的曲度过大,远处物体的光通过晶状体折射后形成的像,会落在视网膜的前方,由图可知,乙是近视眼的成因。近视矫正方法,需佩戴对光线起发散作用的凹透镜。故C正确为答案.
【答案】C
教材习题03
小明用奶奶的老花镜镜片在太阳光下距镜片40 cm处得到一个最亮、最小的光斑。若小明想通过此镜片看清微雕作品上较小的图案,则作品到镜片的距离应( )
A. 小于40 cm B. 大于40cm
C. 大于80 cm D. 大于40 cm、小于80 cm
解析:
老花镜是凸透镜,小明用奶奶的老花镜镜片对着太阳时,可在距镜片40cm处得到一个最亮、最小的小圆点,这个圆点就是焦点,这个老花镜的焦距为40cm。若小明想通过此老花镜的镜片看微雕作品上较小的图案,只有物距小于40cm,这样才能成图案放大、正立的虚像。故A符合题意,BCD不符合题意。
【答案】A。
教材习题04
隐形眼镜是一种直接贴在角膜表面的超薄镜片,某款供近视眼使用的软质隐形眼镜的中心厚度只有0.04 mm,这款超薄镜片的边缘厚度比0.04 mm大还是小呢?为什么?
解析:
这款超薄镜片的边缘厚度比0.04 mm大。
近视眼患者戴的镜片是凹透镜,凹透镜的边缘厚度要比中间的厚度大,故这种超薄镜片的边缘厚度大于0.04mm。
【答案】见解析。
教材习题05
纺织工人在检查纺织品的质量时,要观看纺织品的布纹是否有缺陷。他们应该用什么样的透镜?应怎样使用?
解析:
纺织工人在检查纺织品的质量时,要想看清布纹是否有缺陷,应该用凸透镜,并将凸透镜靠近纺织品的布纹,透过凸透镜,便能看到一个正立、放大的布纹像(虚像),此时凸透镜的作用相当于放大镜。
【答案】见解析。
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考点一 探究平面镜成像特点
1. 如图是人的眼球结构图,正常人的眼睛通过睫状体对晶状体的调节,可以看清近处和远处的物体。根据上面的材料,利用所学的物理知识,回答下面的问题:
(1)人的眼球好像一架 (选填“照相机”、“幻灯机”或“放大镜”),晶状体和角膜的共同作用相当于一个________;
(2)视网膜相当于照相机的_______,看物体时在视网膜上成 (填像的性质)的实像。
(3)正常人看物体由远及近时,为了使像始终落在视网膜上,则晶状体_______(选填“变厚”“不变”或“变薄”)。
【答案】(1)照相机,凸透镜;(2)光屏,倒立、缩小的实像;(3)变厚。
【解析】(1)人的眼球好像一架照相机,晶状体和角膜的共同作用相当于一个凸透镜。
(2)视网膜相当于照相机的光屏,看物体时在视网膜上成倒立的、缩小的实像。
(3)正常人看物体由远及近时,物距变小,为了使像始终落在视网膜上,晶状体应该变厚一些,使聚光能力强一些。
2.“方寸天地纳寰宇”描述了小小眼球可尽观广袤世界。下列能够解释眼球成像原理的是( )
A. B.
C. D.
【答案】A。
【解析】人的眼睛的晶状体和角膜的共同作用相当于一个凸透镜,外界物体在视网膜上成倒立、缩小的实像。根据凸透镜成像规律可知,此时u>2f时,凸透镜成倒立、缩小的实像;故A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
3.如图所示,请在图中画出近视眼能看清近处物体发出的两束入射光线经晶状体折射后对应的光线。
【答案】见解析。
【解析】近视眼能看清近处物体,那么近处物体发出的光线可以会聚在视网膜上,所以作图如下:
4.智能手机等电子产品给人们带来了许多便利,但长时间盯着屏幕,容易导致视力受损。某人看远处物体时,成像示意图如图所示,则他需要佩戴_________(选填“凸”或“凹”)透镜进行矫正。
【答案】凹
【解析】由图可知,成像在视网膜的前面,属于近视眼,近视眼是晶状体的曲度变大,会聚能力增强,应佩戴发散透镜,即凹透镜,使光线推迟会聚。
5.6月6日是全国第28个爱眼日。正常眼睛观察物体最清晰而又不易疲劳的距离,约为25cm,叫做明视距离。近视眼的明视距离______正常眼的明视距离(选填“大于”“等于”或“小于”)。与近视眼不同,远视眼需要佩戴______透镜矫正。
【答案】小于 凸
【解析】正常眼睛的明视距离为25cm,近视眼的明视距离相对正常眼要(短),即近视眼的明视距离比正常眼的明视距离小。
远视眼的晶状体凸度过小或眼球前后径过短,外界物体的像成在视网膜后方,故应佩戴凸透镜,使进入眼睛的光线会聚一些后再通过晶状体,使像成在视网膜上。
6.在“探究凸透镜成像的规律”实验中,蜡烛燃烧一段时间后,烛焰、凸透镜和光屏的位置如图2所示,此时在光屏上观察到清晰的烛焰的像,要使像成在光屏中央,应将蜡烛的支架向 调节,在光屏上所成的像是倒立、 的实像,这与生活中 (选填“眼睛”或“放大镜”)的成像原理相同。
【答案】 上 缩小 眼睛
【解析】[1]由图可知,此时像成在光屏的上方,说明蜡烛低与凸透镜的光心,要使像成在光屏中央,应将蜡烛的支架向上调节。
[2][3]根据凸透镜的成像规律可知,此时物距大于像距,成倒立、缩小的实像,与眼睛的成像原理相同。
7.如图是近视眼矫正的示意图,请大致画出图中两条平行光线经过晶状体后的折射光线。
【答案】
【解析】近视眼看不清楚远处的物体,若不佩戴眼镜,远处射来的平行光经过晶状体后会聚于视网膜前方,所以近视眼需要佩戴凹透镜制成的眼镜,先对光线进行发散,使远处射来的平行光经过晶状体后正好汇聚于视网膜上
8.关于近视眼的成因及矫正,说法正确的是( )
A.晶状体太厚,折光能力太弱,像成在视网膜的后方
B.晶状体太薄,折光能力太强,像成在视网膜的前方
C.戴凸透镜制成的眼镜矫正
D.戴凹透镜制成的眼镜矫正
【答案】D
【解析】近视眼的形成原因是晶状体变厚,折光能力变强,像成在视网膜的前方,可用发散作用的凹透镜矫正,使光线会聚能力减弱,能使像成在视网膜上,能看清远处的物体,故ABC错误,D正确。
故选D。
考点二 生活中的平面镜
9.如图所示,透过手表表盘上光滑透明凸起部分,能清楚地读出日期信息,光滑透明凸起部分相当于 ,观看到的是日期数字 (选填写“实”或“虚”)像。手表的背面打磨得非常光滑,能清晰地照出小明像,此像的大小与小明本人相比 (选填“变大”、“变小”或“不变”)。
【答案】 凸透镜 虚 不变
【解析】[1][2]透明凸起的部分中间比边缘厚是凸透镜,其作用相当于一个放大镜,手表数字在凸透镜的一倍焦距以内,则成正立、放大的虚像。
[3]手表的背面打磨得非常光滑,相当于平面镜,能清晰地照出小明像,由平面镜成像的特点可知,所成的像与小明本人大小相同。
10.手机的镜头相当于 ,增大手机与景物的距离,景物所成的像将 。
【答案】 凸透镜 变小
【解析】[1]手机镜头相当于凸透镜,所成的像是倒立、缩小的实像,成像原理与照相机相同。
[2]增大手机与景物的距离,物距变大,像距变小,景物所成的像变小。
11.物理课上,同学们用凸透镜观察周围的物体,透过凸透镜不能看到的像是( )
A.正立放大的像 B.正立缩小的像
C.倒立放大的像 D.倒立缩小的像
【答案】B
【解析】AB.当u<f,成正立放大的虚像,故A不符合题意,B符合题意;
C.f<u<2f,成倒立放大的实像,应用于幻灯机,故C不符合题意;
D.当u> 2f,成倒立缩小的实像, 应用于照相机,故D不符合题意;
故选B。
12.如图是超市安装的一种刷脸自助储物柜。某顾客站在屏幕前50cm处,按下“存”按钮,屏幕上方的摄像头启动,出现人脸缩小的像,柜门打开。下列说法正确的是( )
A.该摄像头相当于一个凹透镜
B.该摄像头对光线具有发散作用
C.该摄像头的焦距可能是0.20m
D.该摄像头成像原理是光的反射
【答案】C
【解析】A.该摄像头相当于一个凸透镜,当人站在透镜二倍焦距之间以外时,在摄像机中成倒立、缩小的实像,故A错误;
B.该摄像头是凸透镜,对光线具有会聚作用,故B错误;
C.顾客刷脸时,距摄像头50cm,物距
由此可知,该摄像头的焦距,因此摄像头的焦距可能是0.20m,故C正确;
D.凸透镜成像是由于光的折射,该摄像头成像原理与凸透镜成像原理相同,都是光的折射,故D错误。
故选C。
13.如图1,在装有水的杯子里,小红将一支铅笔分别紧贴杯壁内、外竖直放置,两次都观察到铅笔放大的像,俯视图如图2、图3所示,下列说法正确的是( )
A.图2中铅笔向前移,像一直变小
B.图2中铅笔向前移,像先变小后变大
C.图3中铅笔向后移,像一直变大
D.图3中铅笔向后移,像先变小后变大
【答案】A
【解析】AB.圆柱形水杯相当于凸透镜,图2中,铅笔紧贴杯子后面部分的内壁,此时杯子前面部分相当于凸透镜,当铅笔前移时,位于焦点以内的铅笔物距不断减小,所成正立放大的虚像逐渐变小,故A正确,B错误;
CD.图3中,铅笔向后移,凸透镜焦距不变,在焦点以内,铅笔的虚像随着物距的增大而变大,移动到焦点以外,随着物距的增大,铅笔所成的实像逐渐变小,即像先变大后变小,故CD错误。
故选A。
14.如图,放大镜能使我们看清邮票的细微之处。下列能用来说明其成像原理的图是( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】放大镜能使我们看清邮票的细微之处,是利用凸透镜成像规律,物距在一倍焦距之内,成正立、放大的虚像;
A.小孔成像是利用光的直线传播原理,故A不符合题意;
B.人从平面镜看到蜡烛,是利用光的反射原理,故B不符合题意;
C.蜡烛在凸透镜的一倍焦距之内,根据凸透镜成像规律可知,此时成正立、放大的虚像。故C符合题意;
D.蜡烛与像分别在凸透镜的两侧,根据凸透镜成像规律可知,此时成的是实像。故D不符合题意。
故选C。
15.2023年5月11日,我国发射的天舟六号货运飞船与中国空间站组合体成功交会对接,如图所示。空间站组合体上的摄像机完整记录了交会对接过程。下列说法正确的是( )
A.光通过摄像机的镜头始终沿直线传播
B.摄像机所成的像是实像
C.摄像机的工作原理与投影仪的工作原理相同
D.天舟六号靠近空间站组合体时,摄像机成的像逐渐变小
【答案】B
【解析】A.光在不均匀介质中传播时会发生偏折,因此光斜射入摄像机的镜头时传播方向会发生变化,故A错误;
B.摄像机是根据物距大于二倍焦距成倒立缩小的实像制成的。故B正确;
C.投影仪是根据凸透镜成倒立、放大的实像制成的,与摄像机的工作原理不同,故C错误;
D.摄像机安装在空间站组合体上,当天舟六号靠近空间站组合体时,物距减小,则像距增大,像逐渐变大。故D错误。
故选B。
知识导图记忆
核心知识目标复核
1.眼睛的成像原理。
2.近视眼和远视眼的成因及矫正。
3.放大镜、投影仪、照相机的工作原理。
一、填空题
1.汽车抬头显示系统(HUD),是将显示器上的行车信息通过前挡风玻璃投射到驾驶员的眼中,提高驾驶安全性。
(1)如图甲所示,显示器发出的光在汽车的挡风玻璃上 (选填“反”或“折”)射成像,驾驶员无需低头便能看到行车信息;
(2)如图乙所示,眼睛中的晶状体相当于 透镜,进入到眼睛的光线经过晶状体后,在视网膜上形成了 (选填“实”或“虚”)像。
【答案】(1)反
(2) 凸 实
【详解】(1)从图甲可知,显示器发出的光在汽车的挡风玻璃上成像,这类似于平面镜成像,是光的反射现象,挡风玻璃相当于平面镜,通过反射使驾驶员无需低头就能看到行车信息。
(2)[1]眼睛中的晶状体中间厚、边缘薄,符合凸透镜的特征,所以晶状体相当于凸透镜。
[2]物体发出或反射的光进入眼睛,经过晶状体等结构的折射后,在视网膜上形成倒立、缩小的像,能够呈现在视网膜上的像为实像。
2.如图是人的眼球结构图,正常人的眼睛通过睫状体对晶状体的睫状体调节,可以看清近处和远处的物体。正常人看物体由远及近时,为了使像始终落在视网膜上,则晶状体 (选填“变厚”“不变”或“变薄”)。近视眼患者为了使远处物体的像正常成在视网膜上,需要佩戴一个 透镜。
【答案】 变厚 凹
【详解】[1]眼中的晶状体形状中间厚,边缘薄,相当于凸透镜,成倒立、缩小的实像;凸透镜成实像时,物近像远像变大;正常人看物体由远及近时,物距变小,则像距变大,所以为了使像始终落在视网膜上,晶状体应该变厚一些,从而增加眼睛的折光能力,使得光线在到达视网膜之前能够更充分地被折射,进而使得像能够清晰地落在视网膜上。
[2]近视眼患者看不清楚远处的物体,原因是远处物体的像成在视网膜的前方,我们可用具有发散作用的凹透镜矫正,使光线会聚能力减弱,能使像成在视网膜上。
3.小明通过透镜观察蚂蚁时看到的现象如图所示该则该透镜可用来矫正 (选填“近视眼”或“远视眼”)。
【答案】远视眼
【详解】从图中可以看到,通过透镜观察蚂蚁,蚂蚁被放大了,这是凸透镜成正立、放大虚像的应用。凸透镜对光线有会聚作用。
近视眼是由于晶状体太厚,折光能力太强,使像成在视网膜的前方,需要用凹透镜来矫正,凹透镜对光线有发散作用,能使像后移到视网膜上。
远视眼是由于晶状体太薄,折光能力太弱,使像成在视网膜的后方,需要用凸透镜来矫正,凸透镜对光线有会聚作用,能使像前移到视网膜上。
因为该透镜是凸透镜,所以可用来矫正远视眼。
4.如图所示,某同学把眼镜放在台灯下,看到眼镜片后面的区域比眼镜周围亮,这个眼镜是 (选填“近视”或“远视”)眼镜,请你说明产生这一现象的原因 。
【答案】 远视 凸透镜对光有会聚作用
【详解】[1][2]凸透镜对光有会聚作用,把眼镜放在台灯下,看到眼镜片后面的区域比眼镜周围亮,说明该眼镜对光有会聚作用,是一个凸透镜,可用来矫正远视眼,即是远视眼镜。
5.如图所示的(a)、(b)、(c)、(d)四幅图,能正确表示近视眼成像情况的是图 ,其矫正做法是图 。(填图号)
【答案】 (c) (a)
【详解】[1][2]近视眼成因是眼球晶状体的曲度过大,折光能力太强,远处物体反射来的光线通过晶状体折射后形成的物像,就会落在视网膜的前方造成的。矫正近视眼,需要佩戴凹透镜。由图可知:正确表示近视眼成像情况的是(c)图,其矫正做法正确的是(a)图。
6.如图所示,小鸣通过凸透镜观察到物理书上的字成正立放大的像,则凸透镜到物理书的距离u与凸透镜焦距f的关系是 。若想要观察到的像再大一些,则应该将凸透镜适当 (“靠近”或“远离”)物理书。
【答案】 u<f 远离
【详解】[1]根据凸透镜成像规律,通过凸透镜观察到物理书上的字成正立放大的虚像,应将物体放在一倍焦距以内,即
[2] 根据凸透镜成像规律,成虚像时,物像同侧,若想要观察到的像再大一些,需增大像距,而物像移动方向相同,因此则应该将凸透镜适当远离物理书。
7.在生物实验课上,小明想详细地观察洋葱表皮细胞结构,他应选择的观察仪器是 ;显微镜的目镜和物镜使用的都是 透镜;显微镜 (选填“目”或“物”)镜的焦距较长。
【答案】 显微镜 凸 目
【详解】[1]在生物实验课上,为了详细地观察洋葱表皮细胞结构,我们需要使用能够放大物体图像的仪器,这就是显微镜。显微镜通过其内部的透镜系统,能够将微小的物体放大到肉眼可以清晰观察的程度。
[2]显微镜的目镜和物镜都是利用凸透镜的成像原理来工作的。凸透镜是一种中间厚、边缘薄的透镜,它对光线有会聚作用,并且能够使平行于主光轴的光线经过透镜后汇聚于一点,这个点叫做焦点,焦点到透镜光心的距离叫做焦距。
[3]在显微镜中,物镜的作用是将待观察的物体(如洋葱表皮细胞)首先放大一次,形成一个倒立、放大的实像。这个实像再经过目镜的放大,形成我们最终看到的像。由于物镜需要形成实像,因此它必须使物体位于其一倍焦距和二倍焦距之间,这样像才能成在二倍焦距之外(即目镜的焦点之内),供目镜再次放大。而目镜则是将这个实像进一步放大,形成正立、放大的虚像供我们观察。由于目镜的像要成在眼睛(即观察者)的明视距离处,因此目镜的焦距通常较长,以便能够形成足够大的虚像供我们观察。
8.如图所示,小宁正在用两块凸透镜模拟望远镜,靠近被观测物体的叫做物镜,其作用相当于 (选填“照相机”“投影仪”或“放大镜”),可成倒立、 的实像。
【答案】 照相机 缩小
【详解】[1][2]靠近被观测物体的一组透镜,作用相当于照相机的镜头,远处的物体在物镜的二倍焦距之外,经物镜在物镜的焦点附近成倒立、缩小的实像。
二、单选题
9.如图,工匠师维护精密仪表时,在眼睛前戴一个凸透镜,便于观察仪表的细微之处。关于该凸透镜的使用,下列说法不正确的是( )
A.像的位置与仪表的位置在凸透镜的同一侧
B.通过凸透镜看到的是仪表倒立、放大的实像
C.凸透镜与仪表的距离应在凸透镜的一倍焦距范围之内
D.凸透镜可用于矫正远视眼
【答案】B
【详解】ABC.工匠师维护精密仪表时,在眼睛前戴一个凸透镜,便于观察仪表的细微之处,此时凸透镜相当于一个放大镜,凸透镜与仪表的距离应在凸透镜的一倍焦距范围之内,使仪表成正立、放大的虚像,像的位置与仪表的位置在凸透镜的同一侧,故AC正确,不符合题意,B错误,符合题意;
D.远视眼的晶状体对光的会聚能力过弱,看近处物体时成像于视网膜后,可以用凸透镜进行矫正,故D正确,不符合题意。
故选 B。
10.我国某新型战斗机配有光电搜索跟踪系统,系统中的光学元件相当于晶状体,内置光电传感器相当于视网膜,成像原理与人眼相似。从空中拍摄地面物体时,物体在光电传感器上成像,下列说法正确的是( )
A.系统中的光学元件对光线具有发散作用
B.物体在内置光电传感器上成倒立、放大的实像
C.物体远离光电搜索跟踪系统时,光电传感器上所成的像变小
D.系统中的光学元件利用光的反射成像
【答案】C
【详解】A.由题意知,系统中的光学元件相当于晶状体,因此相当于凸透镜,对光线具有会聚作用,故A错误;
B.由题意知,成像原理与人眼相似,与照相机的成像原理相同,所以物体在内置光电传感器上成倒立、缩小的实像,故B错误;
C.根据凸透镜成实像时的规律,物远像近像变小,因此物体远离光电搜索跟踪系统时,物距变大,光电传感器上所成的像变小,故C正确;
D.系统中的光学元件利用凸透镜成像,即光的折射成像,故D错误。
故选C。
11.全民关爱眼睛,青少年若长期近距离看书,将导致眼睛的晶状体和角膜(相当于凸透镜)焦距比正常眼的要短。关于眼睛及视力矫正,下列说法正确的是( )
A.此类眼睛应该用凸透镜矫正
B.远处物体在此类眼睛成像将在视网膜后面
C.将近视眼镜正对太阳光,能在纸上呈现一个中间亮、边缘暗的光圈
D.人的眼球好像一架照相机,外界物体在视网膜上所成的像是倒立、缩小的实像
【答案】D
【详解】A.眼睛的晶状体和角膜焦距比正常眼的短,折光能力更强,这是近视眼,需要戴凹透镜矫正,故A错误;
B.近视眼看远处物体时,远处物体成像将在视网膜前面,故B错误;
C.近视眼镜是凹透镜,对光有发散作用,因此将近视眼镜正对太阳光,能在纸上呈现一个中间暗、边缘亮的光圈,故C错误;
D.人的眼球好像一架照相机,照相机成倒立缩小的实像,因此外界物体在视网膜上所成的像是倒立、缩小的实像,故D正确。
故选D。
12.小明周末和朋友相约一起爬黄山,他站在稍远一点不戴眼镜时看迎客松感觉很模糊,戴上眼镜看迎客松就很清晰了,则小明的视力问题和需要佩戴的眼镜分别是( )
A.近视眼、凹透镜 B.近视眼、凸透镜
C.远视眼、凸透镜 D.远视眼、凹透镜
【答案】A
【详解】小明站在稍远一点不戴眼镜时看迎客松感觉模糊,戴上眼镜能看清,说明小明看不清远处物体,是近视眼。近视眼是由于眼球的前后径过长或晶状体曲度过大,远处物体反射来的光线通过晶状体折射后形成的像,就会落在视网膜的前方,导致看不清远处物体。凹透镜对光线有发散作用,佩戴凹透镜能使像后移,正好落在视网膜上,从而矫正近视眼。而凸透镜对光线有会聚作用,是用来矫正远视眼的。所以小明需要佩戴凹透镜,故A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
13.如图所示,小白同学利用注射器和水膜制成如图所示的“水凸透镜”,模拟眼睛看物体的情景。下列描述错误的是( )
A.当晶状体变厚时,像成在视网膜前,需要佩戴一个合适的凸透镜,才能使像成在视网膜上
B.若用注射器向水膜里注入适量的水,水透镜对光的偏折能力变强,此时屏上的像变得模糊,为得到清晰的像,可将光屏慢慢靠近“水凸透镜”
C.“水凸透镜”成像特点与照相机相同
D.随着蜡烛燃烧变短,光屏上烛焰的像将会向上移动
【答案】A
【详解】A.当晶状体变厚时,对光的折射能力变强,像成在视网膜前,这是近视眼的成因,应该佩戴合适的凹透镜来矫正,使光线发散一些,从而使像成在视网膜上,而不是凸透镜,故A错误,符合题意;
B.若用注射器向水膜里注入适量的水,水透镜对光的偏折能力变强,此时成像靠近凸透镜,为得到清晰的像,可将光屏慢慢靠近水透镜,故B正确,不符合题意;
C.由图可知,此时物距大于像距,故成倒立、缩小的实像,应用是照相机,故C正确,不符合题意;
D.随着蜡烛燃烧变短,根据过光心分光传播方向不变可知,光屏上烛焰的像将会向上移动,故D正确,不符合题意。
故选A。
14.今年6月6日是第29个全国“爱眼日”,主题为“关注普遍的眼健康”。同学们学了《眼睛》,要设计一个“护眼行动”的宣传方案,下列说法不正确的是( )
A.学习时,同时打开房间大灯和台灯,保证光线适宜,避免阴影遮挡视线
B.使用电子产品15分钟应该让眼睛休息,每天累计使用时间不宜超过1小时
C.增加每天户外活动时间,强化体育锻炼,积极参加各种形式的体育活动
D.睡眠时间是否充足、日常膳食是否营养、读写姿势是否正确对视力没有影响
【答案】D
【详解】A.同时打开房间大灯和台灯,光可以从不同方向射过来,此时人形成的影子不明显,可以避免阴影遮挡视线,故A正确,不符合题意;
B.使用电子产品15分钟应该让眼睛休息,每天累计使用时间不宜超过1小时,可以有效的保护眼睛,故B正确,不符合题意;
C.增加每天户外活动时间,强化体育锻炼,积极参加各种形式的体育活动,可以有效的保护眼睛,故C正确,不符合题意;
D.充足的睡眠、营养的膳食和正确的读写姿势对视力有直接影响,缺乏睡眠、营养不良和不良的读写姿势都可能导致视力下降,故D错误,符合题意。
故选D。
15.在同一张眼球彩图上,用凸透镜代表晶状体,用平行光照射透镜,观察到如图甲、乙、丙所示的现象、其中透镜A比透镜B薄,透镜C为凹透镜,下列说法中正确的是( )
①透镜A的焦距大于透镜B
②晶状体焦距变长导致近视眼
③凸透镜对光有会聚作用,凹透镜对光有发散作用
④仅将图丙中透镜C向右移动,平行光在眼球后方的会聚点位置不变
A.只有① B.只有①③
C.只有①③④ D.①②③④都正确
【答案】B
【详解】①根据甲、乙可知,平行光线经过透镜A后的会聚点到光心的距离大于平行光线经过透镜B后的会聚点到光心的距离,这说明透镜A的焦距大于透镜B,故①正确;
②晶状体焦距变长,会聚能力变弱,使像成在了视网膜的后方,导致远视眼,故②错误;
③根据透镜对光线的作用,凸透镜对光有会聚作用,凹透镜对光有发散作用,故③正确;
④仅将图丙中透镜C向右移动,经过透镜B的入射光线改变了,所以眼球后方的会聚点位置也会改变,故④错误。
故选B。
16.如图是二维码扫描收银盒,是一种影像式(类似于照相机)移动支付装置,将手机付款码放置在扫码区即可完成付款。下列分析正确的是( )
A.手机远离该装置时,成的像变小
B.付款码要位于其镜头二倍焦距以内
C.它的镜头可以用来矫正近视眼
D.付款码通过其镜头成正立的虚像
【答案】A
【详解】A.成像过程中,手机相当于物体,根据凸透镜成实像时,物距越大,像越小,像距越小;手机远离该装置时,成的像变小,故A正确;
B.因为该装置相当于照相机,根据照相机的成像原理可知,付款码要位于其镜头二倍焦距以外,故B错误;
C.它的镜头是凸透镜,对光有会聚作用,可以用来矫正远视眼,故C错误;
D.付款码到凸透镜的距离大于两倍焦距,成倒立、缩小的实像,故D错误。
故选A。
17.如图所示是一款投影手机,它能够将手机上的内容直接投影在地面上。关于投影手机,下列说法正确的是( )
A.手机的镜头相当于一个凸透镜,该类透镜可用来矫正远视眼
B.光在地面上发生镜面反射
C.手机上的丰富色彩是由红、黄、蓝三种色光混合而成的
D.该手机投影仪所成的像是虚像
【答案】A
【详解】A.投影手机实质是一个投影仪,它的镜头相当于一个凸透镜。同时,凸透镜也是矫正远视眼的镜片,因为远视眼的晶状体曲度变小,会聚能力减弱,像成在视网膜的后方,而凸透镜对光线有会聚作用,可以帮助将像前移到视网膜上。故A正确;
B.光在地面上发生的是漫反射,而不是镜面反射。镜面反射是指平行光线射到平滑的表面上时,反射光线仍然是平行的;而漫反射则是指平行光线射到粗糙的表面上时,反射光线射向各个方向。由于地面通常是粗糙的,所以光在地面上发生的是漫反射。故B错误;
C.手机上的丰富色彩并不是由红、黄、蓝三种色光混合而成的,而是由红、绿、蓝三种色光混合而成的。这三种色光被称为光的三原色,它们按不同的比例混合可以产生各种颜色的光。故C错误;
D.该手机投影仪所成的像是实像,而不是虚像。实像是实际光线会聚而成的像,它可以用光屏承接;而虚像则不是由实际光线会聚而成的,它不能用光屏承接。故D错误。
故选A。
三、作图题
18.根据国家卫生健康委公布的相关数据,2020年我国儿童青少年总体近视率为52.7%,其中6岁儿童为14.3%,小学生为35.6%,初中生为71.1%,高中生为80.5%。近视主要是由于用眼习惯不好,特别是长时间使用电子产品引起的。如图是光线进入眼睛的示意图,请在图中画出两条光线进入近视眼后的光路图。
【答案】
【详解】近视眼是由于成像在视网膜的前方,所以平行光经过眼睛后将会聚在视网膜的前方,如下图所示:
19.请在题图虚线框中画出矫正近视眼需要佩戴的透镜,并画出矫正后通过晶状体后的折射光线。
【答案】
【详解】近视眼成因是晶状体太厚,折光能力太强,成像在视网膜的前方,需要用发散透镜(凹透镜)来矫正,矫正后折射的光线在视网膜上会聚成像,如图所示:
四、实验题
20.在以《眼睛和眼镜》为主题的跨学科实践活动中:
(1)学习小组对于眼睛视物原理进行了探究实践。请你观察图甲和乙所示照相机和眼睛的构造,把照相机与眼睛功能类似的部分填入表中;
照相机
胶卷
光圈
眼睛
晶体和角膜
瞳孔
(2)在探究近视眼和远视眼成因与矫正的主题实践中,该小组利用橡皮膜和注射器制作了水透镜来模拟眼睛的晶状体,打开夹子,通过注射器向橡皮膜中注水或抽水,来改变橡皮膜凸起的程度,如图丙所示。具体操作如下:
①按图丁所示,将蜡烛、水透镜和光屏依次摆放在水平光具座上,点燃蜡烛,使烛焰和光屏的中心位于水透镜的 ;
②将蜡烛放在离水透镜较远的位置,移动光屏,直到光屏上出现烛焰清晰的像,用注射器向水透镜里加适量的水,水透镜对光的偏折能力变 ,此时光屏上的像变得模糊,这是模拟近视眼看远处物体的情况。将光屏慢慢靠近水透镜,直到光屏上出现清晰的像,这说明近视眼所成的像在视网膜的 (选填“前方”或“后方”);
③实验中,小明将自己的眼镜放在蜡烛和水透镜之间,发现光屏上原来清晰的像变模糊。将光屏适当远离水透镜后,光屏上再次出现清晰的像,由此可判断小明佩戴的是 (选填“近视”或“远视”)眼镜。
【答案】(1) 镜头 视网膜
(2) 主光轴上 强 前方 近视
【详解】(1)[1][2]由图甲乙可知,人的眼睛像一架神奇的照相机,晶状体和角膜相当于镜头,都起到凸透镜的作用,视网膜相当于胶卷,起到承接像的作用。
(2)[1]按图丁所示,将蜡烛、水透镜和光屏依次摆放在水平光具座上,点燃蜡烛,使烛焰和光屏的中心位于水透镜的主光轴上,目的是使烛焰的像成在光屏的中心。
[2][3]将蜡烛放在离水透镜较远的位置,移动光屏,直到光屏上出现烛焰清晰的像,用注射器向水透镜里加适量的水,水透镜变厚,焦距变小,水透镜对光的偏折能力变强,此时光屏上的像变得模糊,这是模拟近视眼看远处物体的情况。将光屏慢慢靠近水透镜,直到光屏上出现清晰的像,这说明近视眼所成的像在视网膜的前方。
[4]实验中,小明将自己的眼镜放在蜡烛和水透镜之间,发现光屏上原来清晰的像变模糊。将光屏适当远离水透镜后,光屏上再次出现清晰的像,说明眼睛对光线具有发散作用,使得成像延迟,由此可判断小明佩戴的是凹透镜,即近视眼镜。
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