4.3 神奇的“眼睛”(举一反三·讲义)物理新教材沪科版八年级全一册
2026-07-17
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2份
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精品
资源信息
| 学段 | 初中 |
| 学科 | 物理 |
| 教材版本 | 初中物理沪科版八年级全一册 |
| 年级 | 八年级 |
| 章节 | 第三节 神奇的“眼睛” |
| 类型 | 教案-讲义 |
| 知识点 | - |
| 使用场景 | 同步教学-新授课 |
| 学年 | 2026-2027 |
| 地区(省份) | 全国 |
| 地区(市) | - |
| 地区(区县) | - |
| 文件格式 | ZIP |
| 文件大小 | 7.64 MB |
| 发布时间 | 2026-07-17 |
| 更新时间 | 2026-07-17 |
| 作者 | 物理核心素养知识学堂 |
| 品牌系列 | 学科专项·举一反三 |
| 审核时间 | 2026-07-17 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/58845359.html |
| 价格 | 4.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
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摘要:
本初中物理讲义聚焦“神奇的眼睛”,系统梳理眼睛的结构与视物原理(晶状体和角膜相当于凸透镜,视网膜成倒立缩小实像)、视力矫正(近视用凹透镜、远视用凸透镜)及透镜应用(照相机、投影仪等),构建从原理到应用的递进式学习支架。
资料以情景导入结合自然景观图片激发兴趣,知识归纳融入结构示意图与原理分析,例题选用中考真题强化模型建构与科学推理。课后作业题型多样,助力学生巩固物理观念,提升科学探究能力,课中辅助教师互动教学,课后帮助学生查漏补缺。
内容正文:
4.3 神奇的“眼睛”
【新教材沪科版】
【知识框架+知识精讲(3个知识归纳+3个题型)+课后作业】
模块二 知识精讲
情景导入
眼睛是心灵的窗户,通过眼睛, 人们能交流信息、相互了解。那么,从物理学角度分析,我们是怎样通过眼睛看到五彩缤纷的世界的呢?本节内容我们一起学习神奇的“眼睛”。
知识归纳
【知识点1 我们是如何看见物体的】
1. 眼睛的主要结构
晶状体、角膜 、瞳孔、玻璃体、视网膜、视神经。
(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;
(3)睫状体:调节晶状体的形状;
(4)瞳孔:调节光线进入眼睛的多少。
2. 眼睛视物的原理
来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。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
(1)当睫状肌放松时,晶状体变薄,远处来的光线恰好会聚在视网膜上,眼球可以看清远处的物体。
(2)当睫状肌收缩时,晶状体变厚,近处来的光线恰好会聚在视网膜上,眼球可以看清近处的物体。
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,把来自物体的光会聚在视网膜上,形成物体的倒立、缩小的实像。看远处与近处景物时,眼睛通过睫状体来改变晶状体的凹凸程度,从而改变“凸透镜”的焦距,使远处和近处的物体都能在视网膜上成像,可以看清远处和近处的物体。
【例1】(2025四川成都)机器人跳秧歌舞、跑马拉松、做家务……人形机器人用“眼睛”感知获取信息,如图。人形机器人“眼睛”的光学成像与人眼相似,是通过镜头使物体在图像传感器成像面上(相当于人眼的视网膜)成清晰的像。下列说法正确的是( )
A. 物体在成像面上成放大的虚像
B. 机器人“眼睛”的镜头对光有发散作用
C. 机器人“眼睛”光学成像原理与照相机成像原理相同
D. 机器人“眼睛”只能“看见”自身正在发光的物体
【答案】C
【解析】AC.由题意可知,人形机器人“眼睛”的光学成像与人眼相似,由于人眼成像原理与照相机成像原理相似,成倒立、缩小的实像,所以人形机器人“眼睛”的光学成像原理与照相机成像原理相同,物体在成像面上成倒立、缩小的实像,故A错误,C正确;
B.机器人“眼睛”的镜头与照相机的镜头相似,利用凸透镜成像原理成像,所以机器人“眼睛”的镜头相当于凸透镜,凸透镜对光有会聚作用,故B错误;
D.机器人“眼睛”与照相机的镜头相似,能接收光源发出的光,也能接收物体反射的光,所以不仅能“看见”自身正在发光的物体,也能看到反射光的物体,故D错误。故选C
【变式1-1】“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】眼睛相当于照相机,物体在视网膜上成倒立、缩小的实像。所以A正确。
【变式1-2】人眼是一个高度精密的光学系统,下列围绕人眼的讨论,错误的是( )
A.角膜和晶状体的共同作用相当于凸透镜
B.视网膜相当于光屏
C.来自物体的光会聚在视网膜上,形成一个正立的像
D.眼球好像一架照相机,外界物体在视网膜上成的像是缩小的
【答案】C
【解析】AB.眼睛相当于一架照相机,晶状体和角膜相当于照相机的凸透镜,视网膜相当于光屏,故AB正确,不符合题意 ;
CD.我们看物体时,是通过睫状体的伸缩来调节晶状体的弯曲程度,改变晶状体的焦距,使不同远近的物体都能在像距相同的视网膜上生成清晰的倒立缩小的实像,故C错误,符合题意;D正确,不符合题意。
故选C。
【变式1-3】 (2024山东烟台)学习小组对于眼睛视物原理进行了探究实践。请你观察图甲中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乙中。
表乙
照相机
①____
胶卷
光圈
眼睛
晶状体和角膜
②____
③____
【答案】 ①镜头 ②视网膜 ③ 瞳孔
【解析】根据图可知,人的眼睛像一架神奇的照相机,晶状体和角膜相当于镜头;视网膜相当于胶卷(底片);瞳孔相当于光圈,调节光线的射入量;眼睑相当于快门,快门打开才能有光线进入;快门与眼睑的作用是相同的。
【知识点2 视力的矫正 】
(一)近视眼的成因及矫正
1.近视眼特征:只能看清近处的物体,看不清远处的物体。(看近不看远)
2.近视眼成因:
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.近视眼矫正:佩戴凹透镜(利用凹透镜可以发散光线)。
(二)远视眼的成因及矫正
1.远视眼特征:只能看清远处的物体,看不清近处的物体。(看远不看近)
2.远视眼成因:
晶状体太薄(会聚能力太弱)或眼球前后方向上距离太短,使来自近处的光线会聚在视网膜后方。
3.远视眼矫正:
佩戴凸透镜(利用凸透镜可以会聚光线)。
拓展:眼镜的度数
(1)透镜焦度:透镜焦距的倒数叫做透镜的焦度,用Φ表示,即:ϕ=1/f
(2)眼镜片度数就是透镜焦度乘100,即:D=Φ×100,近视眼镜片度数为“-”,远视眼镜片度数为“+”。
【例2】(2026河北省)小明发现半瓶水下有明亮的光,这是因为瓶中水相当于凸透镜,对光有______作用。凸透镜可以用来矫正________(选填“远视眼”或“近视眼”)。
【答案】 会聚 远视眼
【解析】凸透镜的光学特性是对光线具有会聚作用,半瓶水形成的凸透镜同样具备该作用。
远视眼的成因是晶状体折光能力较弱,导致光线经折射后成像在视网膜后方,凸透镜的会聚作用可使像前移至视网膜上。
【变式2-1】(2026山东烟台)眼睛是心灵的窗户,我们应科学用眼。下列关于眼睛和眼镜的说法正确的是( )
A. 视力正常的人看远处物体时,在视网膜上会形成正立的实像
B. 眼睛的成像原理与小孔成像的原理相同
C. 图甲所示的眼睛可能是晶状体变厚形成的
D. 图乙是近视眼配戴镜片进行矫正时的成像光路图
【答案】C
【解析】A.人眼成像属于凸透镜成像,正常眼睛在视网膜上成的是倒立、缩小的实像,不是正立实像,故A错误;
B.眼睛成像的原理是光的折射(凸透镜成像),小孔成像的原理是光的直线传播,二者原理不同,故B错误;
C.图甲中平行光经晶状体折射后,成像在视网膜前方,属于近视眼,近视眼的成因就是晶状体变厚、折射光的能力过强,因此该眼睛可能是晶状体变厚形成的,故C正确;
D.图乙中,近处物体经矫正后像才落在视网膜上,原本成像在视网膜后方,这是远视眼的矫正光路图,不是近视眼的矫正光路,故D错误。故选C。
【变式2-2】(2025黑龙江齐齐哈尔)关于光学知识在生活中的应用,下列说法正确的是( )
A. 物体在平面镜中所成的像可以用光屏承接
B. 用放大镜观察物体时成的像是正立的实像
C. 矫正远视眼佩戴的镜片是用凸透镜制作的
D. 电视机遥控器通过发出的紫外线控制电视
【答案】C
【解析】A.物体在平面镜中所成的像是虚像,不可以用光屏承接,故A错误;
B.用放大镜观察物体时,若物距大于二倍焦距,成倒立、缩小的实像;若物距等于二倍焦距,成倒立、等大的实像;若物距在一倍焦距和两倍焦距之间,成倒立、放大的实像;若物距等于一倍焦距,不成像;若物距小于一倍焦距,成正立、放大的虚像,任何情况都不能成正立的实像,故B错误;
C.远视眼成因是由于晶状体太薄,折光能力太弱,成像在视网膜的后方,佩戴用凸透镜制作的镜片矫正,故C正确;
D.电视机遥控器通过发出的红外线控制电视,故D错误。
故选C。
【变式2-3】阅读下列短文,回答问题。
人类的眼睛
眼睛是人体的重要的感觉器官,它好像一架照相机。眼睛与照相机的不同之处是:人的眼睛是通过调节晶状体的薄厚程度,从而改变晶状体的焦距来获得清晰的实像;普通照相机在物距确定的情况下通过改变像距使像变得清晰。
当眼睛出现某些缺陷时,人们需要佩戴眼镜来矫正,常见眼镜的实质就是凸透镜或凹透镜。透镜的焦距f的长短标志着折光本领的大小,焦距越短,折光本领越大。通常把透镜焦距的倒数叫做透镜焦度,用Φ表示,即。如果某透镜的焦距是0.5m,它的焦度就是,平时说的眼镜片的度数,就是镜片的透镜焦度乘100的值。凸透镜的度数是正数,凹透镜的度数是负数。例如﹣200度的镜片表示这是凹透镜,透镜焦度是2m,它的焦距是0.5m。
(1)如图甲所示,晶状体作用相当于 透镜;
(2)人的眼睛是通过改变晶状体的薄厚程度(焦距)来获得清晰的 立的像;
(3)如图乙所示是小明的眼睛看物体时的成像情况,则他的眼病是 视,需要用 透镜来矫正,其依据是 ;
(4)小明同学所戴眼镜镜片的度数是300度,该眼镜镜片对光线起 作用;
(5)小亮仔细观察镜片的形状和厚度,把四种镜片的截面图画成了图丙中A、B、C、D所示的形状,则可以知道:近视眼配带度数较大的是 图所示的形状。
【答案】(1)凸;(2)倒;(3)近;凹;近视眼是像成在视网膜的前方,原因是晶状体薄厚程度太厚,导致聚光能力太强,可以用有发散作用的凹透镜来矫正;(4)会聚;(5)C。
【解析】(1)如图甲所示,人眼相当于一架照相机,晶状体作用相当于凸透镜;
(2)人的眼睛是通过改变晶状体的薄厚程度(焦距)来获得清晰的倒立的实像;
(3)图乙中,像成在视网膜的前方,所以小明的眼病是近视眼,是晶状体薄厚程度太厚,导致聚光能力太强,可以用有发散作用的凹透镜来矫正;
(4)小明同学所戴眼镜镜片的度数是300度,因为正数代表远视眼镜片,是凸透镜,所以该眼镜镜片对光线起会聚作用;
(5)中间薄边缘厚的是凹透镜,且近视眼越严重,所佩戴的凹透镜的中间就越薄,所以近视眼配戴度数较大的是C图。
【知识点3 透镜的应用 】
1. 照相机
(1)原理:u>2f时,成倒立、缩小的实像(f <v<2 f );
(2)结构与调节:镜头相当于凸透镜,胶片(或感光元件)相当于光屏;调节镜头与胶片的距离(即像距),可实现对焦;拍远景时,需增大物距,减小像距(镜头向后缩);拍近景时,需减小物距,增大像距(镜头向前伸)。
2. 投影仪(幻灯机)
(1)原理:f <v<2 f 时,成倒立、放大的实像(v>2f);
(2)结构与调节:镜头相当于凸透镜,屏幕相当于光屏;投影仪上的平面镜起到改变光的传播方向(使像成在屏幕上)的作用;要使屏幕上的像变大,需减小物距(镜头靠近投影片)、增大像距(投影仪远离屏幕),同时调节屏幕高度使像清晰。
3. 放大镜
(1)原理:u<f时,成正立、放大的虚像(v>u);
(2)使用注意:要使放大的像更大,需适当增大物距(将放大镜远离物体,但始终保持u<f),若物距超过f,将无法成虚像。
4. 显微镜
(1)结构组成:由目镜和物镜两组凸透镜组成。
目镜:靠近眼睛的凸透镜,焦距较长;
物镜:靠近被观察物体的凸透镜,焦距很短;
载物台:承载被观察的物体;
反光镜:增加光的强度,照亮被观察的物体。
(2)成像原理:物镜相当于投影仪的镜头,对物体成倒立、放大的实像;目镜相当于放大镜的镜头,对物镜成的实像再成正立、放大的虚像,最终实现物体的两次放大(放大倍数=物镜放大倍数×目镜放大倍数)。
5. 望远镜
(1)结构组成:由目镜和物镜两组凸透镜组成(物镜焦距长,目镜焦距短);
(2)成像原理:物镜相当于照相机的镜头,对远处的物体成倒立、缩小的实像(实像落在目镜的焦点以内);目镜相当于放大镜的镜头,对物镜成的实像再成正立、放大的虚像,最终实现将远处物体“拉近”观察(核心作用是增大视角)。
【例3】(2026黑龙江龙东)乐于思考的小明在研究放大镜时,做了以下尝试,其中说法正确的是( )
A. 他用手摸镜片,感觉到中间厚边缘薄,说明这是一个凹透镜
B. 他把放大镜贴近邮票,如图甲,此时看到的是实像
C. 他将放大镜远离邮票,如图乙,此时像的特点与照相机所成像的特点相同
D. 他把放大镜正对太阳光,如图丙,说明该透镜对光有会聚作用
【答案】D
【解析】A.中间厚、边缘薄的是凸透镜;凹透镜是中间薄、边缘厚,故A错误;
B.放大镜贴近邮票时,物距,凸透镜成正立、放大的虚像,不是实像,故B错误;
C.放大镜远离邮票后,此时物距在1倍焦距和2倍焦距之间,成倒立、放大的实像;照相机的成像特点是物距大于2倍焦距,成倒立、缩小的实像,二者成像特点不同,故C错误;
D.图丙中放大镜正对太阳光,地面会聚出一个小亮斑,说明凸透镜对光线有会聚作用,故D正确。
故选D。
【变式3-1】如图所示,把一滴水滴在玻璃板上,在玻璃板下面放置一个用眼睛看不清楚的细小物体,再拿一个放大镜位于水滴上方,适当调节放大镜的高度,就可以看清玻璃板下的细小物体了。这一做法符合下列哪个器材的工作原理( )
A.照相机 B.放大镜 C.显微镜 D.望远镜
【答案】C
【解析】由题意可知,细小物体第1次经水滴放大,应用了凸透镜成正立、放大的虚像这一规律。第2次成像应用了凸透镜成倒立、放大的实像这一规律,而这两次成像规律是显微镜的工作原理。故ABD不符合题意,C符合题意。故选C。
【变式3-2】如图,是小青透过装满水的水瓶看见书本上的“物”字,其成像规律与下列蜡烛成像规律相同的是( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】装满水的水瓶中间厚、边缘薄,相当于凸透镜。由题图可知,透过水瓶看到的是字正立、放大的虚像,根据凸透镜成像规律可知,此时“物”字位于凸透镜的一倍焦距以内,与D选项中蜡烛成像规律相同。故选D。
【变式3-3】如图所示,该望远镜的目镜和物镜是由两组凸透镜组成的,下列说法正确的是( )
A.第一个用望远镜观测天体并进行绘制的科学家是开普勒
B.目镜的作用相当于投影仪
C.远处景物通过物镜成缩小的像
D.①是物镜,②是目镜
【答案】C.
【解析】A.第一个用望远镜观测天体并进行绘制的科学家是伽利略,故A错误;
B.目镜的作用相当于放大镜,故B错误;
C.望远镜的物镜相当于照相机的镜头,成倒立、缩小的实像,故C正确;
D.靠近眼睛的是目镜,离眼睛较远的是物镜,故D错误。故选C。
模块三 课后作业
一、选择题(共12题)
1. (2026四川广安)小清在探究凸透镜成像规律时,光屏上刚好得到清晰的像,如图所示。下列分析正确的是( )
A. 该凸透镜的焦距是20 cm
B. 用F光源代替蜡烛可以使光源更稳定
C. 图中凸透镜的成像规律与放大镜的成像规律相同
D. 保持光源和凸透镜位置不变,小清取下眼镜放在光源和凸透镜之间适当位置,向右移动光屏可再次得到清晰的像,说明他是远视眼
【答案】B
【解析】A.由图可知,物距,像距,此时,成缩小实像,满足:,即,则……①
,即,则……②
由①②可知,焦距范围是7.5~15.0cm,故A错误;
B.蜡烛火焰易晃动,导致光屏上的像抖动,而F形LED光源亮度稳定、形状固定,成像清晰稳定,故B正确;
C.由A分析可知,图中凸透镜的成像规律是倒立缩小的实像;而放大镜的成像规律是正立放大的虚像,二者规律完全不同,故C错误;
D.光屏右移才能重新成像,说明光线被发散、像距变大,该眼镜是凹透镜,即近视镜;远视眼镜是凸透镜,会会聚光线,光屏应左移。因此该同学是近视眼。故D错误。故选B。
2.我们由看远处的物体转到看近处(5米以内)的物体时,需调节晶状体才能在视网膜上得到清晰的像。这时晶状体的焦距将( )
A.不变 B.变长 C.变短 D.无法判断
【答案】C
【解析】人眼相当于一个照相机,晶状体和角膜的共同作用相当于一个凸透镜。当我们由看远处的物体转到看距离较近的物体时,物距变小,在像距不变的情况下,应减小凸透镜的焦距,即晶状体的焦距变短,才能使像成在视网膜上,故C符合题意,ABD不符合题意。故选C。
3. (2026广西一模)为矫正远视眼,佩戴的眼镜片是( )
A. 凸透镜 B. 凹透镜 C. 平面镜 D. 凸面镜
【答案】A
【解析】远视眼的成因是晶状体太薄,折光能力太弱、或者是眼球前后距离过长,成像在视网膜后方,需利用凸透镜的会聚作用矫正,故A符合题意,BCD不符合题意。故选A。
4.如图所示,是小明透过眼镜看玩具“兔子”的情景。图中眼镜是( )
A.远视眼镜,镜片是凸透镜
B.远视眼镜,镜片是凹透镜
C.近视眼镜,镜片是凸透镜
D.近视眼镜,镜片是凹透镜
【答案】D
【解析】从图中看到透过眼镜片看到的玩具“兔子”是正立、缩小的像,凹透镜对光线有发散作用,能成正立、缩小的虚像;近视眼是由于晶状体太厚,折光能力太强,像成在视网膜前方,需要佩戴凹透镜来矫正,使光线发散后,成像在视网膜上,所以该眼镜片是凹透镜,可用于矫正近视眼,故ABC不符合题意,D符合题意。故选D。
5. (2024山西)如图为青少年眼病患者眼球与正常眼球对比图。关于该患者的晶状体及视力矫正,下列说法正确的是( )
A. 对光的会聚能力太强,需佩戴近视眼镜
B. 对光的会聚能力太强,需佩戴远视眼镜
C. 对光的会聚能力太弱,需佩戴近视眼镜
D. 对光的会聚能力太弱,需佩戴远视眼镜
【答案】A
【解析】由图可知,患者眼球中的晶状体太厚,折光能力太强,形成的物像就会落在视网膜的前方,形成近视眼,因此应戴近视眼镜即凹透镜加以矫正。
故选A。
6. (2026湖北一模)如图是近视眼及其矫正的光路图,下列说法不正确的是( )
A. 近视眼的成像原理和小孔成像的原理相同
B. 近视眼看远处的物体,像成于视网膜前
C. 近视眼用凹透镜矫正
D. 为预防近视,读写时眼睛与书本的距离应保持在25cm左右
【答案】A
【解析】A.晶状体和角膜的共同作用相当于一个凸透镜,眼睛成像利用了凸透镜的成像原理,而小孔成像利用光的直线传播,二者原理不同,故A错误,符合题意;
B.近视眼晶状体折光能力强或眼球前后径过长,看不清远处的物体,远处物体的像成于视网膜前,故B正确,不符合题意;
C.凹透镜对光线有发散作用,可以使光线延后成像,正好成在视网膜上,近视眼用凹透镜矫正,故C正确,不符合题意;
D.为预防近视,应养成良好的用眼习惯,读写时眼睛与书本的距离应保持在25cm左右,故D正确,不符合题意。故选A。
7. 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。
8.近年来流行一种“自拍神器”给旅行者自拍带来方便,如图所示,与直接拿手机自拍相比,利用“自拍神器”可以( )
A.增大像距 B.增大像的大小
C.缩短景物到镜头距离 D.增大取景范围
【答案】D
【解析】“自拍神器”是利用凸透镜成倒立、缩小的实像工作的,凸透镜成实像时,物距越大,像距越小,像越小。
凸透镜成实像时,物距越大,像距越小,像越小;“自拍神器”与直接拿手机自拍相比,利用自拍杆可以增大物距,减小像距,减小人像的大小,从而增大取景范围,取得更好的拍摄效果,故D正确,ABC错误。
9.如图为商场门口的广告投影机及其内部结构,它主要由光源、广告片和焦距为的凸透镜组成,下列正确的是( )
A.地面上的广告图标是正立、放大的虚像
B.广告片到镜头的距离应大于2f
C.为了能从不同角度看见广告图标,应选择光滑的地面
D.要使地面上的像变得更小一些,应该将镜头远离广告片适当的距离
【答案】D
【解析】A.广告图标能呈现在地面上,说明是实像;投影仪成的是倒立、放大的实像,故A错误;
B.凸透镜成倒立放大实像的条件是:物距(广告片到镜头的距离)满足大于一倍焦距小于两倍焦距,故B错误;
C.能从不同角度看到图标,是因为光发生了漫反射;光滑地面会发生镜面反射,只能在特定方向看到像,粗糙地面才能发生漫反射,故C错误;
D.根据凸透镜成像规律“物远像近像变小”,要让像变小,需要增大物距,即将镜头远离广告片,故D正确。
故选D。
10.如图是某同学制作的幻灯机,幻灯机的前端是可伸缩圆筒,圆筒一端嵌有凸透镜。将幻灯片插入该装置,开启强光灯,在墙上呈现了幻灯片清晰的像,若要使墙上呈现更大的清晰像,下列操作可行的是( )
A.幻灯机整体靠近墙面,伸缩筒前伸 B.幻灯机整体远离墙面,伸缩筒前伸
C.幻灯机整体靠近墙面,伸缩筒后缩 D.幻灯机整体远离墙面,伸缩筒后缩
【答案】D
【解析】根据凸透镜成像的规律,要使像变大,需要减小物距,此时像距会相应变大;所以,应该使幻灯片靠近凸透镜,即让伸缩筒后缩,同时使墙远离凸透镜,即让幻灯机整体远离墙面,故ABC不符合题意,D符合题意。故选D。
11.显微镜在生物课时我们已学过,显微镜的结构如图所示,则下列分析正确的是( )
A.物镜相当于凸透镜,目镜相当于凹透镜
B.物镜和目镜都相当于凸透镜,但只有目镜起放大作用
C.物镜和目镜都相当于凸透镜,但只有物镜起放大作用
D.物镜和目镜都相当于凸透镜,来自被观察物体的光经物镜成一个放大的像,再经目镜再放大一次
【答案】D
【解析】A、物镜相当于凸透镜,目镜相当于凸透镜,故A错误;BC、物镜和目镜都相当于凸透镜,都起放大作用,故BC错误;D、物镜和目镜都相当于凸透镜,来自被观察物体的光经物镜成一个放大的像,再经目镜再放大一次,这样就可看到肉眼看不到的小物体了,故D正确。故选:D。
12.小阳学习了望远镜的原理之后,自己动手制作了一个望远镜,结构如图甲所示,其中物镜的焦距为20cm,目镜的焦距为5cm。经过不断的调试,他看到了很远处物体最大最清晰的像,其成像原理的光路图如图乙所示。下列说法错误的是( )
A.制作时镜筒要设计成两段,并且让物镜的镜筒较目镜的镜筒粗一些
B.物镜的作用相当于照相机,使远处的物体成像在焦点附近
C.此时物镜和目镜之间的距离约为25cm
D.小阳看到的是远处物体倒立的实像
【答案】D
【解析】A.为便于调节成像情况,制作时镜筒要设计成两段,并且让物镜的镜筒较目镜的镜筒粗一些,这样可以增加进光量,使成像更清晰。故A正确,不符合题意;
BC.物镜的作用相当于照相机,因为物距远大于物镜的二倍焦距,所以使远处的物体成像在物镜的焦点附近;目镜相当于放大镜,为增大放大倍数,物镜成的像落在目镜的一倍焦距以内且尽量靠近焦点,所以在得到很远处物体最大最清晰的像时,物镜和目镜之间的距离约为
故BC正确,不符合题意;
D.物镜的作用相当于照相机,成倒立、缩小的实像,目镜相当于放大镜,所以小阳看到的是远处物体倒立的虚像,故D错误,符合题意。故选D。
二、填空题(共9题)
13. (2026广东省)智能眼镜可通过搭载的摄像头实现快速抓拍。摄像头的镜头相当于一个______透镜,远处的物体经镜头在感光器件上成倒立、______(选填“放大”或“缩小”)的实像;若此物体远离镜头,像将______(选填“变大”或“变小”)。
【答案】 凸 缩小 变小
【解析】摄像头的镜头相当于凸透镜,利用的原理是物距大于二倍焦距时成倒立、缩小的实像;依据凸透镜成实像的规律“物远像近像变小”, 若此物体远离镜头,物距变大,则像距变小,像也变小。
14. (2026四川凉山)检查视力的时候,视力表放在被测者头部的后上方(如图所示),小华同学在检查视力时只能看清楚最上面一排的符号,则他患有______(选填“近视”或“远视”)眼,需要佩戴______(选填“凹”或“凸”)透镜进行矫正,此时视力表到平面镜的距离为3 m,若小华到镜中视力表像的距离为5 m,则小华到平面镜的距离为______m。
【答案】 近视 凹 2
【解析】近视眼只能看清近处物体,看不清远处的物体,视力表越靠下的符号越小,小华只能看清最上方大的符号,说明他看不清远处,患有近视。
近视眼需要佩戴对光线有发散作用的凹透镜,使像成在视网膜上;
已知视力表到平面镜的距离为3m,根据平面镜成像原理,所以视力表的像到平面镜的距离也为3m。小华到镜中视力表像的距离为5m,因此小华到平面镜的距离为
15. 甲图为电影放映机,其成像原理如图乙所示。为让观众看到清晰的实像,应将胶片放在距离透镜 的位置(选填序号:①一倍焦距以内②一倍焦距到二倍焦距之间③二倍焦距以外),白色银幕是为了 所有颜色的光(选填“反射”或“吸收”)。
【答案】②;反射。
【解析】电影放映机的镜头相当于一个凸透镜,可以成放大的实像,则此时物距2f>u>f,
像距v>2f,即所成的像位于二倍焦距以外;白色银幕是为了反射所有颜色的光,让观众看
到五彩的画面。
16. 人的眼睛像一架照相机,晶状体和角膜的共同作用相当于一个凸透镜,物体在视网膜上形成______(选填“正立”或“倒立”)的像。如果长期用错误的方式看书,很容易患上近视。有一种治疗近视眼的手术——用激光对角膜进行切削,使晶状体和角膜构成的“透镜”对光的偏折能力变______(选填“强”或“弱”)些,从而使像落在视网膜上。
【答案】倒立;弱。
【解析】人眼的晶状体和角膜的共同作用相当于一个照相机的镜头即凸透镜;视网膜相当于光屏,物体在视网膜上形成的是倒立、缩小的实像。近视眼是由于晶状体太厚,对光的偏折能力太强,导致远处物体清晰的像成在视网膜的前方,因此激光治疗的目的是减弱晶状体和角膜构成的“透镜”对光的偏折能力,使像成在视网膜上。
17.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,如图所示。
(1)凸透镜起到 的作用;
(2)通过凸透镜看到的是仪表 (填“正立”或“倒立”)的像,像的位置与仪表的位置在凸透镜的 侧。
【答案】(1)放大镜 (2) 正立 同
【解析】(1)中间厚两边薄的透镜叫凸透镜,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,凸透镜起到放大镜的作用。
(2)当凸透镜起放大镜作用时,物距应满足小于一倍焦距,成正立、放大的虚像,且物与像在凸透镜的同侧,即像的位置与仪表的位置在凸透镜的同侧。
18.利用水滴、放大镜、平面镜、透明玻璃杯和可调支架等制作了一台“水滴显微镜”(如图甲)。调节支架高度,适当调整标本、水滴和放大镜三者之间的距离,可实现与图乙所示光学显微镜相似的成像效果。
(1)水滴相当于光学显微镜结构中的 镜。
(2)上下调整支架的高度相当于调节图乙所示光学显微镜的 (填结构编号)。
(3)写出一种能改变水滴显微镜放大倍数的方法: 。
【答案】(1)物(2)②
(3)更换不同放大倍数的放大镜(或“更换水滴”、“调节标本、水滴和放大镜三者之间的距离”等)
【解析】【分析】(1)显微镜的主要结构是镜头,包括目镜和物镜,起放大作用,目镜安插在镜筒里,物镜通过螺丝拧紧在转换器上。
(2)粗准焦螺旋使镜筒大幅度位移,而细准焦螺旋使镜筒小幅度位移;图中①目镜、②粗细准焦螺旋、③反光镜。
(3)显微镜成倒立的像,显微镜的放大倍数等于物镜与目镜放大倍数的乘积.
【解答】(1)物镜安装在镜筒的下端,观察时靠近玻片标本,根据图示比较可知,水滴相当于光学显微镜结构中的物镜。
(2)使用显微镜时,准焦螺旋可以使镜筒上升或下降,调节焦距,所以上下调整支架的高度相当于调节图乙所示光学显微镜的②粗准焦螺旋和细准焦螺旋。
(3)改变水滴显微镜放大倍数的方法:更换不同放大倍数的放大镜(或“更换水滴”、“调节标本、水滴和放大镜三者之间的距离”等)。
19. 望远镜的原理是将远处的物体经过物镜在焦点附近成一个 像,落在目镜的 ;再经目镜使这个像再成一个 像。物镜相当于 ,目镜相当于 。
【答案】倒立缩小的实,焦点内,正立放大的虚,照相机,放大镜。
【解析】望远镜成像时相当于照相机,将远处的物体经过物镜在焦点附近成一个倒立缩小的实像。
望远镜的目镜相当于放大镜,把物镜所成的倒立缩小实像继续放大,故实像应该落在目镜的焦点内,成正立放大的虚像。
20. 如图所示,取两个焦距不同的放大镜,一只手握住一个,把焦距较长的放大镜放在前面远离眼睛,焦距较短的放大镜放在后面靠近眼睛,通过两个放大镜看前面的物体,调整两个放大镜间的距离,直到看得最清楚为止。物体是 (选填“变大”或“变小”);若接着把两个放大镜的位置前后对调,物体是 (选填“变大”或“变小”)。
【答案】变大,变小。
【解析】通过两个焦距不同的放大镜演示望远镜成像原理,前面焦距大的凸透镜相当于望远镜的物镜,使远处的物体在焦点附近成倒立的实像,后面焦距小的凸透镜相当于望远镜的目镜,用来把这个实像放大,所以我们看到了物体倒立、放大的像。
望远镜的放大倍数等于物镜焦距除以目镜焦距;若望远镜的两个凸透镜位置颠倒,焦距小的作为物镜,焦距大的作为目镜,则放大倍数小于1,成缩小的像。
21.远视眼俗称老花眼,如图中属于老花眼成像图的是 。如图丙表示一种光学仪器的原理,图中L1是物镜,L2是目镜,这种仪器是 (选填“望远镜”或“显微镜”)。
【答案】 乙 望远镜
【解析】老花眼是远视眼,成像在视网膜后,成像图的是图乙。
由图丙得,远处的物体先经过物镜成倒立、缩小的实像,该实像再经过目镜成正立、放大的虚像,这种仪器是望远镜。
三、作图和简答题(共3题)
22. (2026甘肃威武)如图甲所示,近视眼镜放在阳光下,对光有__________(选填“会聚”或“发散”)作用;请在图乙中补全通过透镜的两条光线的光路图_______。
【答案】 发散
【解析】近视眼镜是凹透镜,通过凹透镜的光线比起入射光线更加远离主光轴,对光有发散作用。平行于主光轴的光线经凹透镜折射后,其反向延长线过焦点;过光心的光线经凹透镜后,光路不变。
23. 甲图是近视眼的成像示意图,其中晶状体相当于凸透镜,平行光经过晶状体等结构未会聚在视网膜上。请在乙图虚线框内画出适当的透镜,并将两条光线的光路补充完整。使光线会聚在视网膜上的a点。
【答案】如下图所示。
【解析】图甲是近视眼的成像示意图,需要用凹透镜来矫正,故虚线框内应该画凹透镜,凹透镜对光线有发散作用,再经过晶状体会聚到视网膜上的a点。如下图所示。
24. 认真观察如图所示的投影仪,结合平时学习得到的有关知识,完成下列问题:
(1)投影仪上的平面镜的作用是什么?
(2)螺纹透镜的作用是什么?
(3)除屏幕上的像与投影片的景物上下颠倒外,左右有没有颠倒呢?
(4)如何让投影片的像最清晰?
(5)要使屏幕上的像增大一些,应该怎样操作?
(6)上述操作实质是调节什么?
【答案】见解析。
【解析】(1)改变光的传播方向 (2)会聚光线 (3)左右也颠倒了,即完全相反 (4)上、下调节透镜的位置即可 (5)向后移动投影仪,再上、下调节透镜的位置(6)减小了投影片与凸透镜之间的距离,增大了投影仪与屏幕之间的距离.
四、探究与实验题(共1题)
25.自制水滴显微镜,探究显微镜的工作原理。器材:焦距较长的凸透镜一个,滴管一个,废录音带盒一个,清水。
(1)小水滴可看作一个焦距很小的 镜,本实验以小水滴作为显微镜的 镜,它与被观察物体的间距为10﹣15mm,如左图所示。
(2)如图所示中,任意滴一滴水滴,透过这个小水滴,如果看到一个与原来方向相同的、放大的箭头,在不调整与箭头的距离,应该把水珠变 (填“厚”或者”薄”),直至与原来方向相反的、放大了的箭头。如果废录音带盒的厚度是12mm,那么最终水滴凸透镜的焦距范围是: 。
(3)透过凸透镜去观察小水滴,使箭头、小水滴,凸透镜 ,并且保持凸透镜水平,看到的箭头相对于原来的箭头是 (填“正立”或“倒立”),如果要看到箭头更大的像,应把凸透镜略微向 (填“上”或“下”)移动。
【答案】(1)凸透;物;(2)厚;6~12mm;(3)同一竖直直线上;倒立;上。
【解析】(1)小水滴接近圆形,所以其相当于一个焦距很小的凸透镜,是当作显微镜的物镜来使用的;
(2)由题意可知,小水滴此时相当于放大镜,成的是正立、放大的虚像,说明箭头在小水滴的焦点之内,即小水滴的焦距过大,因此应该把水珠变得再厚些,使其焦距变小,直至成倒立、放大的实像,此时物距满足:f<12mm<2f,即:凸透镜的焦距为:6mm<f<12mm;
(3)透过凸透镜去观察小水滴,使箭头、小水滴,凸透镜在同一直线上,此时,凸透镜镜相当于一个放大镜,成的是一个正立、放大的虚像;虽然二次放大成的像相对于物体是倒立的,但旋转的方向是一致的;要使成的虚像更大一些,应增大物距,把凸透镜向上移动。
五、综合应用题(共1题)
26.请仔细阅读下文,按要求回答相关问题。
依靠眼睛调节所能看清的最远和最近的两个极限,分别叫做远点和近点。正常眼睛的远点在无限远,近点大约在10cm处。在合适的照明条件下,这个距离叫做明视距离。当眼睛出现某些视力问题时,人们需要佩戴眼镜来矫正。
(1)根据上文,你认为人的正常眼睛的观察范围是___________。
A.0~10cm B.10~25cm
C.10cm~无限远 D.25cm~无限远
(2)物体射入眼睛的光在视网膜上成 (选填“正立”或“倒立”)、缩小的像,当眼睛看近处物体时,睫状肌需要 (选填“收缩”或“放松”)。如图1所示是小明的眼睛看远处物体时的成像情况,则他的眼睛是 (选填“近”或“远”)视眼,需要用 透镜(选填“凸”“凹”)制成的眼镜来矫正。
(3)有同学想运用学过的知识来区分远视眼镜和近视眼镜所使用的透镜类型,甲同学认为可以用手摸一摸透镜的厚薄来辨别,中间比边缘 的是凸透镜,这种透镜对光有 作用;乙同学认为可以把两副眼镜按照如图2所示的方式放置,看到正立缩小的像的眼镜镜片是凸透镜。请你分析并评价乙同学的说法是否正确 。
【答案】(1)C (2) 倒立 收缩 近 凹 (3) 厚 会聚 见解析
【解析】(1)根据文本“正常眼睛的远点在无限远,近点大约在10cm处”,可知人的正常眼睛的观察范围是10cm~无限远。故ABD不符合题意,C符合题意。
故选C。
(2)眼睛的成像原理和照相机类似,物体射入眼睛的光在视网膜上成倒立、缩小的实像。
当眼睛看近处物体时,睫状肌需要收缩,晶状体变厚,对光的折射能力变强,从而使近处物体成像在视网膜上。
由图1可知,小明看远处物体时,像成在视网膜前方,所以他的眼睛是近视眼。
近视眼是晶状体太厚,折光能力太强,使像成在视网膜前方,需要用对光有发散作用的凹透镜来矫正。
(3)中间比边缘厚的是凸透镜,凸透镜对光有会聚作用。
乙同学的说法不正确。把两副眼镜按照如图2所示的方式放置,看到正立缩小的像的眼镜镜片是凹透镜,因为凹透镜成正立、缩小的虚像,而凸透镜成正立放大的虚像(当物距小于一倍焦距时)。
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4.3 神奇的“眼睛”
【新教材沪科版】
【知识框架+知识精讲(3个知识归纳+3个题型)+课后作业】
模块二 知识精讲
情景导入
眼睛是心灵的窗户,通过眼睛, 人们能交流信息、相互了解。那么,从物理学角度分析,我们是怎样通过眼睛看到五彩缤纷的世界的呢?本节内容我们一起学习神奇的“眼睛”。
知识归纳
【知识点1 我们是如何看见物体的】
1. 眼睛的主要结构
晶状体、角膜 、瞳孔、玻璃体、视网膜、视神经。
(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;
(3)睫状体:调节晶状体的形状;
(4)瞳孔:调节光线进入眼睛的多少。
2. 眼睛视物的原理
来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。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
(1)当睫状肌放松时,晶状体变薄,远处来的光线恰好会聚在视网膜上,眼球可以看清远处的物体。
(2)当睫状肌收缩时,晶状体变厚,近处来的光线恰好会聚在视网膜上,眼球可以看清近处的物体。
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,把来自物体的光会聚在视网膜上,形成物体的倒立、缩小的实像。看远处与近处景物时,眼睛通过睫状体来改变晶状体的凹凸程度,从而改变“凸透镜”的焦距,使远处和近处的物体都能在视网膜上成像,可以看清远处和近处的物体。
【例1】(2025四川成都)机器人跳秧歌舞、跑马拉松、做家务……人形机器人用“眼睛”感知获取信息,如图。人形机器人“眼睛”的光学成像与人眼相似,是通过镜头使物体在图像传感器成像面上(相当于人眼的视网膜)成清晰的像。下列说法正确的是( )
A. 物体在成像面上成放大的虚像
B. 机器人“眼睛”的镜头对光有发散作用
C. 机器人“眼睛”光学成像原理与照相机成像原理相同
D. 机器人“眼睛”只能“看见”自身正在发光的物体
【答案】C
【解析】AC.由题意可知,人形机器人“眼睛”的光学成像与人眼相似,由于人眼成像原理与照相机成像原理相似,成倒立、缩小的实像,所以人形机器人“眼睛”的光学成像原理与照相机成像原理相同,物体在成像面上成倒立、缩小的实像,故A错误,C正确;
B.机器人“眼睛”的镜头与照相机的镜头相似,利用凸透镜成像原理成像,所以机器人“眼睛”的镜头相当于凸透镜,凸透镜对光有会聚作用,故B错误;
D.机器人“眼睛”与照相机的镜头相似,能接收光源发出的光,也能接收物体反射的光,所以不仅能“看见”自身正在发光的物体,也能看到反射光的物体,故D错误。故选C
【变式1-1】“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
【变式1-2】人眼是一个高度精密的光学系统,下列围绕人眼的讨论,错误的是( )
A.角膜和晶状体的共同作用相当于凸透镜
B.视网膜相当于光屏
C.来自物体的光会聚在视网膜上,形成一个正立的像
D.眼球好像一架照相机,外界物体在视网膜上成的像是缩小的
【变式1-3】 (2024山东烟台)学习小组对于眼睛视物原理进行了探究实践。请你观察图甲中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乙中。
表乙
照相机
①____
胶卷
光圈
眼睛
晶状体和角膜
②____
③____
【知识点2 视力的矫正 】
(一)近视眼的成因及矫正
1.近视眼特征:只能看清近处的物体,看不清远处的物体。(看近不看远)
2.近视眼成因:
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.近视眼矫正:佩戴凹透镜(利用凹透镜可以发散光线)。
(二)远视眼的成因及矫正
1.远视眼特征:只能看清远处的物体,看不清近处的物体。(看远不看近)
2.远视眼成因:
晶状体太薄(会聚能力太弱)或眼球前后方向上距离太短,使来自近处的光线会聚在视网膜后方。
3.远视眼矫正:
佩戴凸透镜(利用凸透镜可以会聚光线)。
拓展:眼镜的度数
(1)透镜焦度:透镜焦距的倒数叫做透镜的焦度,用Φ表示,即:ϕ=1/f
(2)眼镜片度数就是透镜焦度乘100,即:D=Φ×100,近视眼镜片度数为“-”,远视眼镜片度数为“+”。
【例2】(2026河北省)小明发现半瓶水下有明亮的光,这是因为瓶中水相当于凸透镜,对光有______作用。凸透镜可以用来矫正________(选填“远视眼”或“近视眼”)。
【答案】 会聚 远视眼
【解析】凸透镜的光学特性是对光线具有会聚作用,半瓶水形成的凸透镜同样具备该作用。
远视眼的成因是晶状体折光能力较弱,导致光线经折射后成像在视网膜后方,凸透镜的会聚作用可使像前移至视网膜上。
【变式2-1】(2026山东烟台)眼睛是心灵的窗户,我们应科学用眼。下列关于眼睛和眼镜的说法正确的是( )
A. 视力正常的人看远处物体时,在视网膜上会形成正立的实像
B. 眼睛的成像原理与小孔成像的原理相同
C. 图甲所示的眼睛可能是晶状体变厚形成的
D. 图乙是近视眼配戴镜片进行矫正时的成像光路图
【变式2-2】(2025黑龙江齐齐哈尔)关于光学知识在生活中的应用,下列说法正确的是( )
A. 物体在平面镜中所成的像可以用光屏承接
B. 用放大镜观察物体时成的像是正立的实像
C. 矫正远视眼佩戴的镜片是用凸透镜制作的
D. 电视机遥控器通过发出的紫外线控制电视
【变式2-3】阅读下列短文,回答问题。
人类的眼睛
眼睛是人体的重要的感觉器官,它好像一架照相机。眼睛与照相机的不同之处是:人的眼睛是通过调节晶状体的薄厚程度,从而改变晶状体的焦距来获得清晰的实像;普通照相机在物距确定的情况下通过改变像距使像变得清晰。
当眼睛出现某些缺陷时,人们需要佩戴眼镜来矫正,常见眼镜的实质就是凸透镜或凹透镜。透镜的焦距f的长短标志着折光本领的大小,焦距越短,折光本领越大。通常把透镜焦距的倒数叫做透镜焦度,用Φ表示,即。如果某透镜的焦距是0.5m,它的焦度就是,平时说的眼镜片的度数,就是镜片的透镜焦度乘100的值。凸透镜的度数是正数,凹透镜的度数是负数。例如﹣200度的镜片表示这是凹透镜,透镜焦度是2m,它的焦距是0.5m。
(1)如图甲所示,晶状体作用相当于 透镜;
(2)人的眼睛是通过改变晶状体的薄厚程度(焦距)来获得清晰的 立的像;
(3)如图乙所示是小明的眼睛看物体时的成像情况,则他的眼病是 视,需要用 透镜来矫正,其依据是 ;
(4)小明同学所戴眼镜镜片的度数是300度,该眼镜镜片对光线起 作用;
(5)小亮仔细观察镜片的形状和厚度,把四种镜片的截面图画成了图丙中A、B、C、D所示的形状,则可以知道:近视眼配带度数较大的是 图所示的形状。
【知识点3 透镜的应用 】
1. 照相机
(1)原理:u>2f时,成倒立、缩小的实像(f <v<2 f );
(2)结构与调节:镜头相当于凸透镜,胶片(或感光元件)相当于光屏;调节镜头与胶片的距离(即像距),可实现对焦;拍远景时,需增大物距,减小像距(镜头向后缩);拍近景时,需减小物距,增大像距(镜头向前伸)。
2. 投影仪(幻灯机)
(1)原理:f <v<2 f 时,成倒立、放大的实像(v>2f);
(2)结构与调节:镜头相当于凸透镜,屏幕相当于光屏;投影仪上的平面镜起到改变光的传播方向(使像成在屏幕上)的作用;要使屏幕上的像变大,需减小物距(镜头靠近投影片)、增大像距(投影仪远离屏幕),同时调节屏幕高度使像清晰。
3. 放大镜
(1)原理:u<f时,成正立、放大的虚像(v>u);
(2)使用注意:要使放大的像更大,需适当增大物距(将放大镜远离物体,但始终保持u<f),若物距超过f,将无法成虚像。
4. 显微镜
(1)结构组成:由目镜和物镜两组凸透镜组成。
目镜:靠近眼睛的凸透镜,焦距较长;
物镜:靠近被观察物体的凸透镜,焦距很短;
载物台:承载被观察的物体;
反光镜:增加光的强度,照亮被观察的物体。
(2)成像原理:物镜相当于投影仪的镜头,对物体成倒立、放大的实像;目镜相当于放大镜的镜头,对物镜成的实像再成正立、放大的虚像,最终实现物体的两次放大(放大倍数=物镜放大倍数×目镜放大倍数)。
5. 望远镜
(1)结构组成:由目镜和物镜两组凸透镜组成(物镜焦距长,目镜焦距短);
(2)成像原理:物镜相当于照相机的镜头,对远处的物体成倒立、缩小的实像(实像落在目镜的焦点以内);目镜相当于放大镜的镜头,对物镜成的实像再成正立、放大的虚像,最终实现将远处物体“拉近”观察(核心作用是增大视角)。
【例3】(2026黑龙江龙东)乐于思考的小明在研究放大镜时,做了以下尝试,其中说法正确的是( )
A. 他用手摸镜片,感觉到中间厚边缘薄,说明这是一个凹透镜
B. 他把放大镜贴近邮票,如图甲,此时看到的是实像
C. 他将放大镜远离邮票,如图乙,此时像的特点与照相机所成像的特点相同
D. 他把放大镜正对太阳光,如图丙,说明该透镜对光有会聚作用
【答案】D
【解析】A.中间厚、边缘薄的是凸透镜;凹透镜是中间薄、边缘厚,故A错误;
B.放大镜贴近邮票时,物距,凸透镜成正立、放大的虚像,不是实像,故B错误;
C.放大镜远离邮票后,此时物距在1倍焦距和2倍焦距之间,成倒立、放大的实像;照相机的成像特点是物距大于2倍焦距,成倒立、缩小的实像,二者成像特点不同,故C错误;
D.图丙中放大镜正对太阳光,地面会聚出一个小亮斑,说明凸透镜对光线有会聚作用,故D正确。
故选D。
【变式3-1】如图所示,把一滴水滴在玻璃板上,在玻璃板下面放置一个用眼睛看不清楚的细小物体,再拿一个放大镜位于水滴上方,适当调节放大镜的高度,就可以看清玻璃板下的细小物体了。这一做法符合下列哪个器材的工作原理( )
A.照相机 B.放大镜 C.显微镜 D.望远镜
【变式3-2】如图,是小青透过装满水的水瓶看见书本上的“物”字,其成像规律与下列蜡烛成像规律相同的是( )
A. B.
C. D.
【变式3-3】如图所示,该望远镜的目镜和物镜是由两组凸透镜组成的,下列说法正确的是( )
A.第一个用望远镜观测天体并进行绘制的科学家是开普勒
B.目镜的作用相当于投影仪
C.远处景物通过物镜成缩小的像
D.①是物镜,②是目镜
模块三 课后作业
一、选择题(共12题)
1. (2026四川广安)小清在探究凸透镜成像规律时,光屏上刚好得到清晰的像,如图所示。下列分析正确的是( )
A. 该凸透镜的焦距是20 cm
B. 用F光源代替蜡烛可以使光源更稳定
C. 图中凸透镜的成像规律与放大镜的成像规律相同
D. 保持光源和凸透镜位置不变,小清取下眼镜放在光源和凸透镜之间适当位置,向右移动光屏可再次得到清晰的像,说明他是远视眼
2.我们由看远处的物体转到看近处(5米以内)的物体时,需调节晶状体才能在视网膜上得到清晰的像。这时晶状体的焦距将( )
A.不变 B.变长 C.变短 D.无法判断
3. (2026广西一模)为矫正远视眼,佩戴的眼镜片是( )
A. 凸透镜 B. 凹透镜 C. 平面镜 D. 凸面镜
4.如图所示,是小明透过眼镜看玩具“兔子”的情景。图中眼镜是( )
A.远视眼镜,镜片是凸透镜
B.远视眼镜,镜片是凹透镜
C.近视眼镜,镜片是凸透镜
D.近视眼镜,镜片是凹透镜
5. (2024山西)如图为青少年眼病患者眼球与正常眼球对比图。关于该患者的晶状体及视力矫正,下列说法正确的是( )
A. 对光的会聚能力太强,需佩戴近视眼镜
B. 对光的会聚能力太强,需佩戴远视眼镜
C. 对光的会聚能力太弱,需佩戴近视眼镜
D. 对光的会聚能力太弱,需佩戴远视眼镜
6. (2026湖北一模)如图是近视眼及其矫正的光路图,下列说法不正确的是( )
A. 近视眼的成像原理和小孔成像的原理相同
B. 近视眼看远处的物体,像成于视网膜前
C. 近视眼用凹透镜矫正
D. 为预防近视,读写时眼睛与书本的距离应保持在25cm左右
7. 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.
8.近年来流行一种“自拍神器”给旅行者自拍带来方便,如图所示,与直接拿手机自拍相比,利用“自拍神器”可以( )
A.增大像距 B.增大像的大小
C.缩短景物到镜头距离 D.增大取景范围
9.如图为商场门口的广告投影机及其内部结构,它主要由光源、广告片和焦距为的凸透镜组成,下列正确的是( )
A.地面上的广告图标是正立、放大的虚像
B.广告片到镜头的距离应大于2f
C.为了能从不同角度看见广告图标,应选择光滑的地面
D.要使地面上的像变得更小一些,应该将镜头远离广告片适当的距离
10.如图是某同学制作的幻灯机,幻灯机的前端是可伸缩圆筒,圆筒一端嵌有凸透镜。将幻灯片插入该装置,开启强光灯,在墙上呈现了幻灯片清晰的像,若要使墙上呈现更大的清晰像,下列操作可行的是( )
A.幻灯机整体靠近墙面,伸缩筒前伸 B.幻灯机整体远离墙面,伸缩筒前伸
C.幻灯机整体靠近墙面,伸缩筒后缩 D.幻灯机整体远离墙面,伸缩筒后缩
11.显微镜在生物课时我们已学过,显微镜的结构如图所示,则下列分析正确的是( )
A.物镜相当于凸透镜,目镜相当于凹透镜
B.物镜和目镜都相当于凸透镜,但只有目镜起放大作用
C.物镜和目镜都相当于凸透镜,但只有物镜起放大作用
D.物镜和目镜都相当于凸透镜,来自被观察物体的光经物镜成一个放大的像,再经目镜再放大一次
12.小阳学习了望远镜的原理之后,自己动手制作了一个望远镜,结构如图甲所示,其中物镜的焦距为20cm,目镜的焦距为5cm。经过不断的调试,他看到了很远处物体最大最清晰的像,其成像原理的光路图如图乙所示。下列说法错误的是( )
A.制作时镜筒要设计成两段,并且让物镜的镜筒较目镜的镜筒粗一些
B.物镜的作用相当于照相机,使远处的物体成像在焦点附近
C.此时物镜和目镜之间的距离约为25cm
D.小阳看到的是远处物体倒立的实像
二、填空题(共9题)
13. (2026广东省)智能眼镜可通过搭载的摄像头实现快速抓拍。摄像头的镜头相当于一个______透镜,远处的物体经镜头在感光器件上成倒立、______(选填“放大”或“缩小”)的实像;若此物体远离镜头,像将______(选填“变大”或“变小”)。
14. (2026四川凉山)检查视力的时候,视力表放在被测者头部的后上方(如图所示),小华同学在检查视力时只能看清楚最上面一排的符号,则他患有______(选填“近视”或“远视”)眼,需要佩戴______(选填“凹”或“凸”)透镜进行矫正,此时视力表到平面镜的距离为3 m,若小华到镜中视力表像的距离为5 m,则小华到平面镜的距离为______m。
15. 甲图为电影放映机,其成像原理如图乙所示。为让观众看到清晰的实像,应将胶片放在距离透镜 的位置(选填序号:①一倍焦距以内②一倍焦距到二倍焦距之间③二倍焦距以外),白色银幕是为了 所有颜色的光(选填“反射”或“吸收”)。
16. 人的眼睛像一架照相机,晶状体和角膜的共同作用相当于一个凸透镜,物体在视网膜上形成______(选填“正立”或“倒立”)的像。如果长期用错误的方式看书,很容易患上近视。有一种治疗近视眼的手术——用激光对角膜进行切削,使晶状体和角膜构成的“透镜”对光的偏折能力变______(选填“强”或“弱”)些,从而使像落在视网膜上。
17.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,如图所示。
(1)凸透镜起到 的作用;
(2)通过凸透镜看到的是仪表 (填“正立”或“倒立”)的像,像的位置与仪表的位置在凸透镜的 侧。
18.利用水滴、放大镜、平面镜、透明玻璃杯和可调支架等制作了一台“水滴显微镜”(如图甲)。调节支架高度,适当调整标本、水滴和放大镜三者之间的距离,可实现与图乙所示光学显微镜相似的成像效果。
(1)水滴相当于光学显微镜结构中的 镜。
(2)上下调整支架的高度相当于调节图乙所示光学显微镜的 (填结构编号)。
(3)写出一种能改变水滴显微镜放大倍数的方法: 。
19. 望远镜的原理是将远处的物体经过物镜在焦点附近成一个 像,落在目镜的 ;再经目镜使这个像再成一个 像。物镜相当于 ,目镜相当于 。
20. 如图所示,取两个焦距不同的放大镜,一只手握住一个,把焦距较长的放大镜放在前面远离眼睛,焦距较短的放大镜放在后面靠近眼睛,通过两个放大镜看前面的物体,调整两个放大镜间的距离,直到看得最清楚为止。物体是 (选填“变大”或“变小”);若接着把两个放大镜的位置前后对调,物体是 (选填“变大”或“变小”)。
21.远视眼俗称老花眼,如图中属于老花眼成像图的是 。如图丙表示一种光学仪器的原理,图中L1是物镜,L2是目镜,这种仪器是 (选填“望远镜”或“显微镜”)。
三、作图和简答题(共3题)
22. (2026甘肃威武)如图甲所示,近视眼镜放在阳光下,对光有__________(选填“会聚”或“发散”)作用;请在图乙中补全通过透镜的两条光线的光路图_______。
23. 甲图是近视眼的成像示意图,其中晶状体相当于凸透镜,平行光经过晶状体等结构未会聚在视网膜上。请在乙图虚线框内画出适当的透镜,并将两条光线的光路补充完整。使光线会聚在视网膜上的a点。
24. 认真观察如图所示的投影仪,结合平时学习得到的有关知识,完成下列问题:
(1)投影仪上的平面镜的作用是什么?
(2)螺纹透镜的作用是什么?
(3)除屏幕上的像与投影片的景物上下颠倒外,左右有没有颠倒呢?
(4)如何让投影片的像最清晰?
(5)要使屏幕上的像增大一些,应该怎样操作?
(6)上述操作实质是调节什么?
四、探究与实验题(共1题)
25.自制水滴显微镜,探究显微镜的工作原理。器材:焦距较长的凸透镜一个,滴管一个,废录音带盒一个,清水。
(1)小水滴可看作一个焦距很小的 镜,本实验以小水滴作为显微镜的 镜,它与被观察物体的间距为10﹣15mm,如左图所示。
(2)如图所示中,任意滴一滴水滴,透过这个小水滴,如果看到一个与原来方向相同的、放大的箭头,在不调整与箭头的距离,应该把水珠变 (填“厚”或者”薄”),直至与原来方向相反的、放大了的箭头。如果废录音带盒的厚度是12mm,那么最终水滴凸透镜的焦距范围是: 。
(3)透过凸透镜去观察小水滴,使箭头、小水滴,凸透镜 ,并且保持凸透镜水平,看到的箭头相对于原来的箭头是 (填“正立”或“倒立”),如果要看到箭头更大的像,应把凸透镜略微向 (填“上”或“下”)移动。
五、综合应用题(共1题)
26.请仔细阅读下文,按要求回答相关问题。
依靠眼睛调节所能看清的最远和最近的两个极限,分别叫做远点和近点。正常眼睛的远点在无限远,近点大约在10cm处。在合适的照明条件下,这个距离叫做明视距离。当眼睛出现某些视力问题时,人们需要佩戴眼镜来矫正。
(1)根据上文,你认为人的正常眼睛的观察范围是___________。
A.0~10cm B.10~25cm
C.10cm~无限远 D.25cm~无限远
(2)物体射入眼睛的光在视网膜上成 (选填“正立”或“倒立”)、缩小的像,当眼睛看近处物体时,睫状肌需要 (选填“收缩”或“放松”)。如图1所示是小明的眼睛看远处物体时的成像情况,则他的眼睛是 (选填“近”或“远”)视眼,需要用 透镜(选填“凸”“凹”)制成的眼镜来矫正。
(3)有同学想运用学过的知识来区分远视眼镜和近视眼镜所使用的透镜类型,甲同学认为可以用手摸一摸透镜的厚薄来辨别,中间比边缘 的是凸透镜,这种透镜对光有 作用;乙同学认为可以把两副眼镜按照如图2所示的方式放置,看到正立缩小的像的眼镜镜片是凸透镜。请你分析并评价乙同学的说法是否正确 。
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