第四节 跨学科实践：小小验光师（导学案）物理新教材北师大版（北京）八年级全一册

第4节 跨学科实践：小小验光师（导学案） 【学习目标】 1、说出眼球的主要结构及其功能，理解眼睛的成像原理。 2、解释人眼是如何通过调节看清远近不同物体的。 3、阐述近视眼和远视眼的成因、成像特点及矫正方法。 4、通过类比照相机构建眼睛的物理模型。 【学习重点】 近视眼和远视眼的成因及矫正。 【学习难点】 1、 理解眼睛的调节作用； 2、利用光路图分析视力缺陷的原理。 【自主预习】阅读教材，完成以下问题 ( 角膜 )1.填写眼睛的结构（将各结构在括号中填写出来） ( 睫状体 ) ( 晶状体 ) ( 瞳孔 ) ( 玻璃体 ) ( 视网膜 ) ( 视神经 ) 2. 比较眼睛和照相机的结构类似之处： (1)共同作用相当于晶状体,类似照相机镜头的 ； （2)视网膜相当于光屏,类似照相机中的底片。 （3）瞳孔类似相机的光圈；在视网膜上成倒立、缩小 、实 像。经神经调节后，传递给大脑的神经中枢产生视觉。 【课堂探究】 探究一、揭秘“智能变焦”——人眼的自动调节 【观看动画与思考】 1. 观察老师播放的动画或模型，描述： 看远处物体时，睫状肌会舒张，晶状体变得 薄（薄/厚），焦距变 长（长/短）。 看近处物体时，睫状肌会收缩，晶状体变得 厚（薄/厚），焦距变 短（长/短）。 2. 这种改变晶状体弯曲程度的能力叫做眼睛的 调节能力。 3. 生活链接： 当我们长时间看书或看手机后，抬头看远方会觉得眼睛放松，这是因为睫状肌从 收缩 状态变为舒张状态。 探究二、“验光师”诊断室——近视与远视的成因与矫正 1、请根据生活经验，对以下两种“患者”的情况进行猜想： 患者A（近视）： 看不清黑板等远处物体，能看清书本等近处物体。 猜想：成像在视网膜的前（前/后）。 患者B（远视/老花眼）： 看不清报纸等近处物体，能看清远处物体。 猜想：成像在视网膜的 后（前/后）。 2、实验探究——我是小小验光师 实验目的： 探究近视眼和远视眼的成因及矫正方法。 实验器材：光具座、光源（F形或箭头形）、凸透镜A（水透镜，代表正常晶状体）、凹透镜、凸透镜、光屏。 实验步骤： （1） 模拟正常眼： 将光源、水凸透镜A、光屏依次安装在光具座上，并调节高度共轴。 将光源移至较远处，移动光屏，直至在光屏上得到一个清晰的像。此时，光屏的位置相当于视网膜。 记录： 正常眼能将远处物体的像成在视网膜上。 （2） 模拟近视眼及其矫正： 成因模拟： 保持水凸透镜A位置不变，向里注水（模拟眼轴变长或晶状体过凸）。此时光屏上的像变得 模糊（清晰/模糊）。这说明近视眼成像在视网膜 前。 矫正模拟： 在水凸透镜A与光源之间，放置一个合适的 凹 透镜（凹/凸）。观察光屏上的像是否重新变得清晰。这模拟了佩戴近视 镜。 （3） 模拟远视眼及其矫正： 成因模拟： 恢复初始的正常眼状态。保持水凸透镜A位置不变，向外抽水（模拟眼轴变短或晶状体过扁）。此时光屏上的像变得 模糊（清晰/模糊）。这说明远视眼成像在视网膜 后。 矫正模拟： 在水凸透镜A与光源之间，放置一个合适的 凸 透镜（凹/凸）。观察光屏上的像是否重新变得清晰。这模拟了佩戴 远视镜。 【归纳整理】 第4节 跨学科实践：小小验光师 【课堂练习】 【A 级】基础演练 1．（22-23八年级上·河北唐山·期中）对下列四幅图阐述正确的是（　　） A．甲图：近视眼成像在视网膜后，用凹透镜矫正 B．乙图：远视眼成像在视网膜前，用凸透镜矫正 C．丙图：显微镜的物镜相当于放大镜，目镜相当于投影仪的镜头 D．丁图：天文望远镜的目镜相当于放大镜，物镜相当于照相机的镜头 【答案】D 【详解】A．从甲图可以看到，近视眼成像在视网膜前，需要经过眼睛的光线发散，才能正常成像在视网膜，那么用凹透镜矫正，故A错误； B．从乙图可以看到，远视眼成像在视网膜后，需要经过眼睛的光线会聚，才能正常成像在视网膜，那么用凸透镜矫正，故B错误； C．从丙图可以看到，显微镜的物镜相当于投影仪的镜头，成放大实像，目镜相当于放大镜，成放大的虚像，故C错误； D．从丁图可以看到，望远镜中物镜的作用相当于照相机，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，目镜相当于放大镜，再对这个像进行放大，故D正确。 故选D。 2．（23-24八年级下·陕西咸阳·期末）奶奶过生日，小明准备送奶奶一张龙年邮票。图甲是邮票在小明手里时，奶奶看到的画面，图乙是奶奶接过邮票拿近观察时的画面。下列说法正确的是（　　） A．奶奶患有近视眼，应配戴由凸透镜制成的眼镜进行矫正 B．奶奶患有远视眼，应配戴由凹透镜制成的眼镜进行矫正 C．奶奶患有远视眼，应配戴由凸透镜制成的眼镜进行矫正 D．奶奶患有近视眼，应配戴由凹透镜制成的眼镜进行矫正 【答案】D 【详解】图甲是邮票在小明手里时，奶奶看到的画面，画面不清晰，说明奶奶看不清远处的物体，奶奶把邮票拿近后就可以看清楚了，则奶奶患近视眼，应配戴由凹透镜制成的眼镜进行矫正，故ABC错误，D正确。 故选D。 3．（23-24八年级上·河北石家庄·期末）智能手机给人们带来了便利，但长时间看手机屏幕，容易导致视力下降。如图所示是近视眼的眼球成像情况的示意图，下列有关近视眼的说法正确的是（    ） A．晶状体太厚，折光能力太弱 B．晶状体太薄，折光能力太强 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 【详解】近视眼是只能看清近处的物体，看不清远处的物体，产生近视眼的原因是；长时间看手机，导致眼球的晶状体变厚，折光能力太强，因此来自远处点的光会聚在视网膜前；对近视眼的矫正可通过凹透镜对光线的发散作用进行纠正，故D正确，ABC错误。 故选D。 4．（2023·湖南株洲·中考真题）图为眼睛观察远处物体时的光路。可知这是（　　）    A．近视眼，应戴凸透镜矫正 B．近视眼，应戴凹透镜矫正 C．远视眼，应戴凸透镜矫正 D．远视眼，应戴凹透镜矫正 【答案】B 【详解】如图所示，来自远处点的光经晶状体（凸透镜）成像在视网膜前，说明这是近视眼的光路原理图，要矫正近视眼，需要利用凹透镜对光的发散作用，在近视眼睛前面放一个凹透镜，就能使来自远处物体的光会聚在视网膜上，故应戴凹透镜矫正近视眼，故ACD不符合题意，B符合题意。 故选B。 5．（23-24八年级上·四川成都·期中）如图所示，分别表示近视眼成因和矫正方法的是（　　） A．①② B．③④ C．②④ D．①③ 【答案】D 【详解】近视眼的成因的晶状体太厚，折光能力太强，或者眼球的前后径太长，因此来自远处的光会聚在视网膜前，即像成在视网膜的前方，所以①是近视眼的成因。近视眼需戴凹透镜矫正，所以③是近视眼的矫正做法。 故选D。 【B 级】能力提升 6．（2025·山西吕梁·二模）眼睛是心灵的窗户，爱眼护眼势在必行。如图甲表示眼睛观察远处物体时的光路，下列有关眼睛和眼镜的说法正确的是（　　） A．图甲表示近视眼成像原理，应戴图乙所示透镜矫正 B．图甲表示近视眼成像原理，应戴图丙所示透镜矫正 C．图甲表示远视眼成像原理，应戴图乙所示透镜矫正 D．图甲表示远视眼成像原理，应戴图丙所示透镜矫正 【答案】B 【详解】图甲中远处物体的像成在视网膜前方，这是近视眼的成像原理，图乙所示为凸透镜，图丙所示为凹透镜。凹透镜对光线有发散作用，能使像成在视网膜上，所以近视眼应戴图丙所示透镜矫正，故ACD错误，B正确。 故选B。 10．疫情期间，不少学生用手机上网课，长时间盯着屏幕，导致视力下降，其眼睛成像原理如图所示，那么（　　） A．他患上近视眼，需用凸透镜矫正 B．他患上近视眼，需用凹透镜矫正 C．他患上远视眼，需用凸透镜矫正 D．他患上远视眼，需用凹透镜矫正 【答案】B 【详解】由眼睛成像原理图可知，像呈在视网膜的前方，因此他患上近视眼，近视眼是晶状体的曲度变大，会聚能力（即折光能力）增强，像呈在视网膜的前方，应佩戴发散透镜，即凹透镜，使光线推迟会聚，故B正确，ACD错误。 故选B。 7．（21-22八年级上·山东济南·期末）每年的6月6日是我国的“爱眼日”，今年的宣传教育主题是“共同呵护好孩子的眼睛，让他们拥有一个光明的未来。”如图显示小明同学配带透镜的矫正原理，他的视力问题和矫正透镜的作用分别是（　　） A．近视眼；会聚作用 B．远视眼；发散作用 C．远视眼；会聚作用 D．近视眼；发散作用 【答案】D 【详解】由图可知，光线经过凹透镜发散，然后经晶状体后会聚到了视网膜上，这是近视眼的矫正；凹透镜对光线有发散作用，故D符合题意，ABC不符合题意。 故选D。 8．把图中的凸透镜看作眼睛的晶状体，光屏看做是眼睛的视网膜。给凸透镜“戴”上近视眼镜，使烛焰在“视网膜”上成一清晰的像。若“取下”近视眼镜，为使光屏上的像清晰，在保持烛焰和凸透镜位置不变的条件下，应将光屏（　　） A．保持在原来位置 B．向靠近凸透镜的方向移动 C．向远离凸透镜的方向移动 D．无论怎样移动光屏都不能使像清晰 【答案】B 【详解】近视镜片属于凹透镜，凹透镜对光线有发散作用，有近视镜片时，凸透镜所成的像会后移；拿走近视镜片后，凸透镜所成的清晰的像应该前移，所以应将光屏向靠近透镜方向移动，才能得到清晰的烛焰的像。故B符合题意，ACD不符合题意。 故选B。 9．某同学利用水透镜（注射器和弹性膜制成的凸透镜）、蜡烛、光屏、光具座等器材进行探究。如图所示情况下，光屏上能成清晰等大的像。下列说法不正确的是（　　） A．图中所示情况下凸透镜的焦距为10.0cm B．用注射器向水透镜中注入水后，凸透镜的焦距会变小 C．向水透镜中注水时，观察成像特点的变化，可以模拟远视眼的成因 D．蜡烛和凸透镜位置不变，向水透镜中注水时，光屏要向左移动才能再次得到清晰的像 【答案】C 【详解】A．由图可知，此时的物距等于像距，即 成倒立、等大的实像，则 故 故A正确，不符合题意； B．用注射器向水透镜中注入水后，凸透镜变厚，焦距会变小，故B正确，不符合题意； C．近视眼的成因是晶状体的会聚能力变强，像呈现在视网膜的前方，故向水透镜中注水，可以模拟近视眼的成因，故C错误，符合题意； D．蜡烛和凸透镜位置不变、向水透镜中注水，凸透镜焦距变小，会聚能力变强，像成在了光屏的前面，光屏要向左移动才能再次得到清晰的像，故D正确，不符合题意。 故选C。 10．（21-22八年级下·广东韶关·期末）人的眼睛是神奇的成像工具，人眼成像相当于生活中的 （选填“照相机”、“投影仪”、“放大镜”）。如图中是人眼晶状体调节光路图，其中描述正常眼的成像情况的是 ，描述近视眼的成像情况的是 ；描述远视眼的成像的是 ；描述矫正近视眼的方法的是 ；描述矫正远视眼的方法的是 。    【答案】 照相机 AB D C F E 【详解】[1]人眼成像原理与照相机的成像原理相同。 [2]正常眼无论看远处的物体还是看近处的物体，像都成在视网膜上，故正常眼的成像情况是A、B两图。 [3][4][5][6]近视眼由于晶状体变厚凸，折光能力变强，使物体成像在视网膜前而看不清物体，故是D图；为了使光线会聚在原来的会聚点后面的视网膜上，就需要在光线进入人的眼睛以前发散一下，因此带对光线具有发散作用的凹透镜来矫正，故选F图。远视眼成因：眼球晶状体的曲度过小，远处物体反射来的光线通过晶状体折射后形成的物像，就会落在视网膜的后方造成的。远视矫正方法，需配戴凸透镜。由题意可知：正确表示远视眼成像情况的是C图，其矫正做法正确的是E图。 【课后反思】 本节课学习中，你有哪些收获，还有哪些问题？ ( 4 / 8 ) 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $ 第4节 跨学科实践：小小验光师（导学案） 【学习目标】 1、说出眼球的主要结构及其功能，理解眼睛的成像原理。 2、解释人眼是如何通过调节看清远近不同物体的。 3、阐述近视眼和远视眼的成因、成像特点及矫正方法。 4、通过类比照相机构建眼睛的物理模型。 【学习重点】 近视眼和远视眼的成因及矫正。 【学习难点】 1、 理解眼睛的调节作用； 2、利用光路图分析视力缺陷的原理。 【自主预习】阅读教材，完成以下问题 1.填写眼睛的结构（将各结构在括号中填写出来） 2. 比较眼睛和照相机的结构类似之处： (1)共同作用相当于_______,类似照相机_______的 ； （2)视网膜相当于_______,类似照相机中的_______。 （3）瞳孔类似相机的_______；在视网膜上成_______、_______、_______像。经神经调节后，传递给大脑的神经中枢产生视觉。 【课堂探究】 探究一、揭秘“智能变焦”——人眼的自动调节 【观看动画与思考】 1. 观察老师播放的动画或模型，描述： 看远处物体时，睫状肌会_______，晶状体变得_______（薄/厚），焦距变_______（长/短）。 看近处物体时，睫状肌会_______，晶状体变得_______（薄/厚），焦距变_______（长/短）。 2. 这种改变晶状体弯曲程度的能力叫做眼睛的_______。 3. 生活链接： 当我们长时间看书或看手机后，抬头看远方会觉得眼睛放松，这是因为睫状肌从_______状态变为_______状态。 探究二、“验光师”诊断室——近视与远视的成因与矫正 1、请根据生活经验，对以下两种“患者”的情况进行猜想： 患者A（近视）： 看不清黑板等_______处物体，能看清书本等_______处物体。 猜想：成像在视网膜的_______（前/后）。 患者B（远视/老花眼）： 看不清报纸等_______处物体，能看清_______处物体。 猜想：成像在视网膜的_______（前/后）。 2、实验探究——我是小小验光师 实验目的： 探究近视眼和远视眼的成因及矫正方法。 实验器材：光具座、光源（F形或箭头形）、凸透镜A（水透镜，代表正常晶状体）、凹透镜、凸透镜、光屏。 实验步骤： （1） 模拟正常眼： 将光源、水凸透镜A、光屏依次安装在光具座上，并调节高度共轴。 将光源移至较远处，移动光屏，直至在光屏上得到一个清晰的像。此时，光屏的位置相当于_______。 记录： 正常眼能将远处物体的像成在视网膜上。 （2） 模拟近视眼及其矫正： 成因模拟： 保持水凸透镜A位置不变，向里注水（模拟眼轴变长或晶状体过凸）。此时光屏上的像变得_______（清晰/模糊）。这说明近视眼成像在视网膜_______。 矫正模拟： 在水凸透镜A与光源之间，放置一个合适的_______透镜（凹/凸）。观察光屏上的像是否重新变得清晰。这模拟了佩戴_______镜。 （3） 模拟远视眼及其矫正： 成因模拟： 恢复初始的正常眼状态。保持水凸透镜A位置不变，向外抽水（模拟眼轴变短或晶状体过扁）。此时光屏上的像变得_______（清晰/模糊）。这说明远视眼成像在视网膜_______。 矫正模拟： 在水凸透镜A与光源之间，放置一个合适的_______透镜（凹/凸）。观察光屏上的像是否重新变得清晰。这模拟了佩戴_______镜。 【归纳整理】 第4节 跨学科实践：小小验光师 【课堂练习】 【A 级】基础演练 1．（22-23八年级上·河北唐山·期中）对下列四幅图阐述正确的是（　　） A．甲图：近视眼成像在视网膜后，用凹透镜矫正 B．乙图：远视眼成像在视网膜前，用凸透镜矫正 C．丙图：显微镜的物镜相当于放大镜，目镜相当于投影仪的镜头 D．丁图：天文望远镜的目镜相当于放大镜，物镜相当于照相机的镜头 2．（23-24八年级下·陕西咸阳·期末）奶奶过生日，小明准备送奶奶一张龙年邮票。图甲是邮票在小明手里时，奶奶看到的画面，图乙是奶奶接过邮票拿近观察时的画面。下列说法正确的是（　　） A．奶奶患有近视眼，应配戴由凸透镜制成的眼镜进行矫正 B．奶奶患有远视眼，应配戴由凹透镜制成的眼镜进行矫正 C．奶奶患有远视眼，应配戴由凸透镜制成的眼镜进行矫正 D．奶奶患有近视眼，应配戴由凹透镜制成的眼镜进行矫正 3．（23-24八年级上·河北石家庄·期末）智能手机给人们带来了便利，但长时间看手机屏幕，容易导致视力下降。如图所示是近视眼的眼球成像情况的示意图，下列有关近视眼的说法正确的是（    ） A．晶状体太厚，折光能力太弱 B．晶状体太薄，折光能力太强 C．戴凸透镜制成的眼镜矫正 D．戴凹透镜制成的眼镜矫正 4．（2023·湖南株洲·中考真题）图为眼睛观察远处物体时的光路。可知这是（　　）    A．近视眼，应戴凸透镜矫正 B．近视眼，应戴凹透镜矫正 C．远视眼，应戴凸透镜矫正 D．远视眼，应戴凹透镜矫正 5．（23-24八年级上·四川成都·期中）如图所示，分别表示近视眼成因和矫正方法的是（　　） A．①② B．③④ C．②④ D．①③ 【B 级】能力提升 6．（2025·山西吕梁·二模）眼睛是心灵的窗户，爱眼护眼势在必行。如图甲表示眼睛观察远处物体时的光路，下列有关眼睛和眼镜的说法正确的是（　　） A．图甲表示近视眼成像原理，应戴图乙所示透镜矫正 B．图甲表示近视眼成像原理，应戴图丙所示透镜矫正 C．图甲表示远视眼成像原理，应戴图乙所示透镜矫正 D．图甲表示远视眼成像原理，应戴图丙所示透镜矫正 10．疫情期间，不少学生用手机上网课，长时间盯着屏幕，导致视力下降，其眼睛成像原理如图所示，那么（　　） A．他患上近视眼，需用凸透镜矫正 B．他患上近视眼，需用凹透镜矫正 C．他患上远视眼，需用凸透镜矫正 D．他患上远视眼，需用凹透镜矫正 7．（21-22八年级上·山东济南·期末）每年的6月6日是我国的“爱眼日”，今年的宣传教育主题是“共同呵护好孩子的眼睛，让他们拥有一个光明的未来。”如图显示小明同学配带透镜的矫正原理，他的视力问题和矫正透镜的作用分别是（　　） A．近视眼；会聚作用 B．远视眼；发散作用 C．远视眼；会聚作用 D．近视眼；发散作用 8．把图中的凸透镜看作眼睛的晶状体，光屏看做是眼睛的视网膜。给凸透镜“戴”上近视眼镜，使烛焰在“视网膜”上成一清晰的像。若“取下”近视眼镜，为使光屏上的像清晰，在保持烛焰和凸透镜位置不变的条件下，应将光屏（　　） A．保持在原来位置 B．向靠近凸透镜的方向移动 C．向远离凸透镜的方向移动 D．无论怎样移动光屏都不能使像清晰 9．某同学利用水透镜（注射器和弹性膜制成的凸透镜）、蜡烛、光屏、光具座等器材进行探究。如图所示情况下，光屏上能成清晰等大的像。下列说法不正确的是（　　） A．图中所示情况下凸透镜的焦距为10.0cm B．用注射器向水透镜中注入水后，凸透镜的焦距会变小 C．向水透镜中注水时，观察成像特点的变化，可以模拟远视眼的成因 D．蜡烛和凸透镜位置不变，向水透镜中注水时，光屏要向左移动才能再次得到清晰的像 10．（21-22八年级下·广东韶关·期末）人的眼睛是神奇的成像工具，人眼成像相当于生活中的 （选填“照相机”、“投影仪”、“放大镜”）。如图中是人眼晶状体调节光路图，其中描述正常眼的成像情况的是 ，描述近视眼的成像情况的是 ；描述远视眼的成像的是 ；描述矫正近视眼的方法的是 ；描述矫正远视眼的方法的是 。    【课后反思】 本节课学习中，你有哪些收获，还有哪些问题？ ( 4 / 8 ) 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $