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

本讲义聚焦透镜应用中“眼睛成像与视力矫正”核心知识点，系统梳理眼睛构造（角膜、晶状体等）、人眼成像原理（凸透镜成倒立缩小实像）、自动调节规律（远点、近点、明视距离）及近视（凹透镜矫正）、远视（凸透镜矫正）的成因与矫正方法，搭建从结构到原理再到应用的递进学习支架。 资料以跨学科实践“模拟验光”为亮点，通过随学随练、水透镜模拟晶状体等实验活动，培养科学探究能力与科学思维，结合护眼知识渗透科学态度与责任。课中辅助教师实验教学，课后通过基础与素养练习帮助学生巩固知识、查漏补缺。

第四章 透镜及其应用 第4节 跨学科实践：小小验光师 课标要点 1.物理观念：了解人眼的基本结构与成像原理，知道人眼成像等效于凸透镜成像，厘清晶状体、视网膜的光学作用。 2. 科学思维：掌握人眼自动调节焦距的原理，能区分近视眼、远视眼的成像偏差，理解视力缺陷的成因与矫正逻辑。 3. 科学探究与实践：结合跨学科实践活动，模拟验光过程，掌握凹透镜、凸透镜矫正视力的实验原理，能独立分析光路变化。 4. 科学态度与责任：了解不良用眼习惯的危害，掌握科学护眼方法，树立爱护视力、健康用眼的意识。 学习重难点 重点：掌握人眼的成像原理、自动调节规律，熟记近视、远视的成像特点、成因及矫正方法。 难点：理解人眼晶状体焦距的动态调节原理，能从光路角度分析近视、远视的成像偏差及透镜矫正的光学原理。 知识点 了解眼睛 眼睛的构造（如图） 1.角膜：位于眼球的最前面，是清澈透明的，眼睑的眨眼动作会将泪液均匀地润湿角膜表面，使得光线能直接进入眼内，不受阻挡，它就像是照相机的镜头。 2.瞳孔：会随光线的强弱而自动缩小或放大，相当于照相机的光圈，它可以调节光线进入眼内的亮度，防止眼睛因强光照射而受伤。 3.晶状体：靠睫状肌的缩放而改变厚度，可以调节远近的焦距，让我们视物清晰，相当于调焦的透镜。 4.脉络膜：眼内腔充满着玻璃体，眼球壁中的脉络膜含有相当多的色素，有遮光作用，使得眼内腔变得像暗箱一样。 5.视网膜：含有非常多的感光细胞，有锥状细胞和杆状细胞，分别掌管色觉及明暗视觉，视网膜接受光刺激而成像，就相当于照相机的底片。 随学随练正常人眼看物体时，物体在视网膜上成的是______（填写相关成像性质）的像。某人看物体时的成像情况如图所示，他需戴______透镜加以矫正，利用的是它对光的______作用。 知识点 人眼的自动调节 人眼成像原理：眼球的构造和成像的原理与照相机相似。照像机有镜头、光圈、调焦装置、暗箱和底片，眼球也有类似的构造，角膜相当于镜头，瞳孔相当于光圈，晶状体相当于调焦的透镜，脉络膜相当于暗箱，视网膜相当于底片。 从物体发出的光线经过晶状体等一个综合的凸透镜在视网膜上行成倒立，缩小的实像，分布在视网膜上的视神经细胞受到光的刺激，把这个信号传输给大脑，人就可以看到这个物体了（眼睛的晶状体相当于凸透镜，视网膜相当于光屏（胶卷））。 正常眼睛成像概念 1.远点：当晶状体变得最扁平时，眼睛能看清的最远点叫做远点。正常眼睛的远点在无穷远处。 2.近点：当晶状体变得最凸起时，眼睛能看清的最近点叫做近点。正常眼睛的近点一般为10cm处。 3.明视距离：正常眼睛观看25cm远的物体时，感到既清楚又不易疲劳，因此把25cm的距离叫做正常眼睛的明视距离。 4.当物距变化时，眼睛的睫状肌会改变晶状体的弯曲程度，使物体的像总能落在视网膜上。 随学随练正常的人眼，能将物体的像始终成在视网膜上，从而看清远近不同的物体，这是由于 A．不断改变晶状体的焦距，使像成在视网膜上 B．不断改变物距，使像成在视网膜上 C．不断改变像距，使像成在视网膜上 D．以上说法均不正确 知识点 近视眼的成因及矫正（难点） 近视眼是指眼球在调节放松状态下，平行光线（一般认为来自5m以外）经眼球屈光系统后聚焦在视网膜之前，产生远距视物模糊。所以近视眼的远点不在无穷远处，而在某个有限距离处，近视眼的进点也比正常眼近，近视眼的明视距离小于25cm。 （1）特点：近视眼只能看清近处的物体，看不清远处的物体。 （2）原因：近视眼晶状体比正常人眼睛要凸一些，晶状体折光能力强。远处来的平光会聚在视网膜前面，而在视网膜上是一个光斑了。 （3）矫正方法：配戴适当的凹透镜做眼睛，使远处来的光先发散后再进入眼睛，可矫正近视眼视力。 随学随练人的眼睛在结构上和照相机非常相似，晶状体相当于一个凸透镜，能使物体成像在视网膜上。现在的学生爱看电视和玩手机，是导致近视的主要原因。在图中的甲、乙中，属于近视眼的是_____，应选用图丙、丁中的_____配制眼镜进行矫正。 知识点 远视眼的成因及矫正 在完全静止的调节状态下，由远距离（指5米以上）目标投射的光线，集合在视网膜之后。这种反常的屈光状态称为远视眼。远视眼的近点比正常眼远些。远视眼的明视距离大于25cm。 （1）特点：远视眼只能看见远处的物体，看不清近处的物体。 （2）原因：晶状体比正常人要凹一些，晶状体对光线的折射能力变弱，远处来的光线会聚点在视网膜后。①眼轴过短如小眼球；②眼轴正常而屈光系统的屈光力过弱，如角膜的弧度过平以及屈光指数偏低等。 （3）矫正方法：利用凸透镜能使光线会聚的特点，在眼睛前面放一个凸透镜，就能使来自近处物体的光会聚在视网膜上了。配戴适当的凸透镜做眼睛，可矫正远视眼的视力。 随学随练如图是某同学眼睛的成像示意图。如图所示为光经过四个透镜的光路图，选择其中一个透镜制成眼镜为该同学进行矫正，应选择的是（　　） A． B． C． D． 题型 了解眼睛 活学活用在“爱眼日”宣传活动中，同学们收集到的图片如图甲、乙、丙所示。下列说法中不正确的是（    ） A．图甲所示，晶状体的作用相当于凸透镜 B．图乙所示，视力正常的人看远处物体时，物体在视网膜上成倒立、缩小的实像 C．图丙所示，物体成像的位置在视网膜前方，应戴合适的凸透镜进行矫正 D．眼睛与书本的距离保持在25cm左右，是预防近视眼的措施之一 题型 人眼的自动调节 活学活用（多选）如图所示，人的眼球好像一架照相机，关于眼球，下列说法中正确的是（　　） A．晶状体和角膜的共同作用相当于一个凸透镜 B．晶状体和角膜的共同作用相当于一个凹透镜 C．外界物体在视网膜上所成的像是倒立的实像 D．外界物体在视网膜上所成的像是正立的实像 题型 近视眼的成因及矫正 活学活用在如图所示的近视眼、远视眼及其矫正的四幅示意图中，下列说法正确的是（　　） A．乙是近视眼，用丁模型矫正 B．乙是远视眼，用丙模型矫正 C．甲是近视眼，用丙模型矫正 D．甲是远视眼，用丁模型矫正 题型 远视眼的成因及矫正 活学活用一些人由于长时间看高亮度的手机屏幕，导致出现“手机老花眼”的综合症状，其主要表现为观察近处的物体不清晰。出现这种症状后，如下所示的4幅图中，能正确反映眼睛观察物体的成像过程及通过佩戴透镜予以矫正的过程的是（　　） A．甲和乙 B．乙和丙 C．甲和丁 D．丙和丁 基础通关 1．“举杯邀明月，对影成三人”是李白《月下独酌》中的诗句，关于诗句中的情境，下列说法正确的是（     ）    A．“明月”属于自然光源 B．“明月”在李白的视网膜上成实像 C．酒中的“明月”是由于光的折射形成的 D．地上呈现李白的“影子”是由于光的反射形成的 2．近年来，近视已然成为危害青少年健康的头号杀手，科学用眼能起到很好的预防近视的作用。如图所示，下列关于近视眼成像情况及其矫正原理图正确的是（　　） A．甲和丙 B．甲和丁 C．乙和丙 D．乙和丁 3．关于透镜的说法正确的是（    ） A．用放大镜看自己的指纹时，觉得像太小，要使指纹的像大一些应该眼睛和手指不动，让放大镜离手指稍近些 B．发光物体通过凸透镜既可以成实像，也可以成虚像 C．凸透镜所成的实像只能用光屏承接，不能用人眼观察看到 D．把透镜焦距的倒数乘以100的值叫做眼镜片的度数，则200度的眼镜片焦距是2m 4．近视眼的晶状体曲度过大，看远处物体时使得像成在视网膜_______方（选填“前”或“后”）。如图所示，全飞秒近视手术是利用激光在眼角膜上削去一部分并从切口取出，使角膜形成一个_______透镜的形状（选填“凸”或“凹”），从而达到矫正近视的目的。 5．小明同学看书时眼睛离书本的距离越来越近，远处的物体越来越看不清了，这是因为远处物体成像在他视网膜的______方，需要佩戴一个凹透镜来矫正视力，因为凹透镜对光线具有______作用。 素养提升 6．在爱眼日宣传活动中，某同学利用蜡烛、水透镜、注射器、光屏、光具座等器材，模拟人眼的成像原理。其中用水透镜模拟人眼的晶状体，用光屏模拟视网膜，通过对水透镜注水或抽水可以调节水透镜的焦距。蜡烛、光屏和水透镜在光具座上的位置如图所示，此时蜡烛恰好在光屏上成清晰的像。下列说法正确的是（     ） A．人眼相当于幻灯机，成倒立、放大的实像 B．向水透镜中注入适量的水，保持蜡烛和光屏位置不变，可以模拟近视眼的成像特点 C．向水透镜中注入适量的水，保持蜡烛和光屏位置不变，为了在光屏上得到清晰的像，可在水透镜与蜡烛之间放置一个适当的凸透镜 D．从水透镜中抽出适量的水，保持水透镜和光屏的位置不变，向右移动蜡烛可在光屏上得到清晰的像 7．现代生活，智能手机给人们带来了许多便利，但长时间盯着手机屏幕，容易导致视力下降。图中关于近视眼及其矫正的原理图正确的是（     ） A．甲和丙 B．甲和丁 C．乙和丙 D．乙和丁 8．小桐将透明气球充水后，制成三个鼓起程度不同的水透镜模拟眼球中的晶状体。图甲中的水透镜表示正常眼睛的晶状体，测得其焦距为10cm；图乙比图甲的水透镜略鼓，图丙比图甲的要扁平一些。下列说法中正确的是（     ） A．正常眼变为远视眼的过程，相当于晶状体由甲透镜变为丙透镜 B．乙透镜的焦距大于10cm C．正常眼变为近视眼后，可以用丙透镜去矫正 D．用甲透镜模拟正常人眼看近处物体时，物体到甲透镜的距离需小于10cm 9．“两个黄鹂鸣翠柳，一行白鹭上青天。”杜甫的诗句描绘了成都草堂门前浣花溪秀丽的景色（意境图如图）。下列说法正确的是（　　） A．能从各个方向看见黄鹂，是由于光的直线传播现象 B．站在岸边的游客看到水中的白鹭，是光的折射现象 C．阳光下的溪水波光粼粼，是水面对光的反射现象 D．目送白鹭高飞远去的过程中，眼睛的晶状体变厚 10．如图所示的是我国自主研制的某新型战斗机上的光电搜索跟踪系统。该系统功能与人眼相似，系统内置的光电传感器，相当于人眼的视网膜，最外层窗口和传感器之间的光学元件，相当于人眼的晶状体。关于该系统说法正确的是（     ） A．该系统的光学元件相当于一个凹透镜 B．该系统在光电传感器上成的是倒立、放大的实像 C．周围景物通过该系统成像时，景物到镜头的距离大于镜头的2倍焦距 D．该系统的成像原理与放大镜的成像原理相同 迁移创新 11．小明将一副眼镜放在阳光下适当位置，地面上观察到如图所示的现象。关于该眼镜镜片和矫正的视力缺陷，下列说法中正确的是（　　） A．右边是凸透镜，可以矫正远视眼 B．左边是凸透镜，可以矫正近视眼 C．右边是凹透镜，可以矫正近视眼 D．左边是凹透镜，可以矫正远视眼 12．（多选）如图所示的四幅图，有的能够说明近视眼或远视眼的成像原理，有的给出了近视眼或远视眼的矫正方法。下列判断正确的是（　　） A．图②能够说明近视眼的成像原理，图④给出了近视眼的矫正方法 B．图①能够说明远视眼的成像原理，图③给出了远视眼的矫正方法 C．图②能够说明远视眼的成像原理，图④给出了远视眼的矫正方法 D．图①能够说明近视眼的成像原理，图③给出了近视眼的矫正方法 13．图示，桌上有焦距为10.0cm的凸透镜、焦距可调的水透镜、光具座、电子蜡烛、光屏和刻度尺。 （1）为了验证凸透镜成实像时，物距越小像越大，小阳设计了如下实验，请将实验步骤补充完整： ①按照图甲所示组装器材，调节凸透镜、烛焰和光屏的中心在___________； ②将发光的电子蜡烛放在10.0cm刻线处，移动光屏，直至光屏上观察到烛焰清晰的像，用刻度尺测量像的高度h，并将物距u和像高h记录在表格中； ③___________； ④仿照步骤③再做一次实验。 （2）请你为上述实验设计一个实验数据记录表：___________ （3）小阳把凸透镜换成焦距可调的水透镜，并将电子蜡烛、水透镜和光屏按照图乙所示的位置摆放，适当调节水透镜中的水量，使光屏上呈现一个清晰的像，此像与___________（选填“照相机”、“投影仪”或“放大镜”）所成像的性质相同。保持水透镜和光屏的位置不变，将电子蜡烛放在55.0cm刻线处，用注射器向水透镜内注入适量的水，光屏上再次呈现一个清晰的像。当只将电子蜡烛移至30.0cm刻线处时，光屏上的像变模糊了。小阳通过上述实验，演示说明了___________（选填“近视眼”或“远视眼”）看不清物体的原因。 物距u/cm 像高h/cm 14．小明利用图1装置来研究凸透镜成像规律： (1)实验前，首先在光具座上正确放置蜡烛、凸透镜和光屏，还应进行调整，使烛焰的中心、光屏的中心大约在凸透镜的______上； (2)如图1所示，当凸透镜位于光具座上A处时，恰好在光屏上成清晰的像，则成的是______（正立/倒立）的像，此成像规律的应用有______； (3)若将凸透镜上半部分用不透明物体遮住（图中未画出），则下列说法正确的是______； A．像也只剩一半 B．不可能成像 C．仍能成像，只是变暗一些 D．仍能成像，只是像上有暗斑 (4)小明借来物理老师的眼镜，在图1中将其靠近凸透镜左侧，发现光屏上的像由清晰变模糊，向左移动光屏又发现清晰的像，说明老师的眼镜的镜片是______透镜，老师的视力缺陷是______（选填“近视”或“远视”）； (5)在保持（2）中蜡烛和光屏位置不变的情况下，将凸透镜向右移到B处（图中未标出），光屏上再次成清晰的像，则成的是______（放大/缩小/等大）的像； (6)在上述探究活动中，已知蜡烛与光屏之间的距离为L0，与凸透镜第一次所在位置A间的距离为L，如图2所示，则该透镜先后两次所在位A、B之间的距离s=______（用L0、L表示）。 15．（多选）小华用自制水透镜模拟人眼的晶状体。如图所示，图甲中的水透镜表示正常眼睛的晶状体。通过注水和抽水让该水透镜分别形成图乙、图丙所示的形状。下列说法中正确的是（    ） A．对光的会聚作用最强的是图丙所示的水透镜 B．能模拟近视眼的是图乙所示的水透镜 C．图乙所示的水透镜焦距大于图甲所示的水透镜焦距 D．在图丙所示的水透镜前放置一个凸透镜，可以让平行于主轴的平行光通过该水透镜后的会聚点距水透镜中心更近些 学科网（北京）股份有限公司1 / 10 学科网（北京）股份有限公司 $ 第四章 透镜及其应用 第4节 跨学科实践：小小验光师 课标要点 1.物理观念：了解人眼的基本结构与成像原理，知道人眼成像等效于凸透镜成像，厘清晶状体、视网膜的光学作用。 2. 科学思维：掌握人眼自动调节焦距的原理，能区分近视眼、远视眼的成像偏差，理解视力缺陷的成因与矫正逻辑。 3. 科学探究与实践：结合跨学科实践活动，模拟验光过程，掌握凹透镜、凸透镜矫正视力的实验原理，能独立分析光路变化。 4. 科学态度与责任：了解不良用眼习惯的危害，掌握科学护眼方法，树立爱护视力、健康用眼的意识。 学习重难点 重点：掌握人眼的成像原理、自动调节规律，熟记近视、远视的成像特点、成因及矫正方法。 难点：理解人眼晶状体焦距的动态调节原理，能从光路角度分析近视、远视的成像偏差及透镜矫正的光学原理。 知识点 了解眼睛 眼睛的构造（如图） 1.角膜：位于眼球的最前面，是清澈透明的，眼睑的眨眼动作会将泪液均匀地润湿角膜表面，使得光线能直接进入眼内，不受阻挡，它就像是照相机的镜头。 2.瞳孔：会随光线的强弱而自动缩小或放大，相当于照相机的光圈，它可以调节光线进入眼内的亮度，防止眼睛因强光照射而受伤。 3.晶状体：靠睫状肌的缩放而改变厚度，可以调节远近的焦距，让我们视物清晰，相当于调焦的透镜。 4.脉络膜：眼内腔充满着玻璃体，眼球壁中的脉络膜含有相当多的色素，有遮光作用，使得眼内腔变得像暗箱一样。 5.视网膜：含有非常多的感光细胞，有锥状细胞和杆状细胞，分别掌管色觉及明暗视觉，视网膜接受光刺激而成像，就相当于照相机的底片。 随学随练正常人眼看物体时，物体在视网膜上成的是______（填写相关成像性质）的像。某人看物体时的成像情况如图所示，他需戴______透镜加以矫正，利用的是它对光的______作用。 【答案】 倒立、缩小 凹 发散 【详解】[1]人眼的晶状体相当于凸透镜，视网膜相当于光屏，正常人看物体时，物体在视网膜上成倒立、缩小的实像。 [2][3]由图可知，像成在视网膜前方，属于近视眼。近视眼需戴凹透镜矫正，凹透镜对光有发散作用，能使像后移到视网膜上。 知识点 人眼的自动调节 人眼成像原理：眼球的构造和成像的原理与照相机相似。照像机有镜头、光圈、调焦装置、暗箱和底片，眼球也有类似的构造，角膜相当于镜头，瞳孔相当于光圈，晶状体相当于调焦的透镜，脉络膜相当于暗箱，视网膜相当于底片。 从物体发出的光线经过晶状体等一个综合的凸透镜在视网膜上行成倒立，缩小的实像，分布在视网膜上的视神经细胞受到光的刺激，把这个信号传输给大脑，人就可以看到这个物体了（眼睛的晶状体相当于凸透镜，视网膜相当于光屏（胶卷））。 正常眼睛成像概念 1.远点：当晶状体变得最扁平时，眼睛能看清的最远点叫做远点。正常眼睛的远点在无穷远处。 2.近点：当晶状体变得最凸起时，眼睛能看清的最近点叫做近点。正常眼睛的近点一般为10cm处。 3.明视距离：正常眼睛观看25cm远的物体时，感到既清楚又不易疲劳，因此把25cm的距离叫做正常眼睛的明视距离。 4.当物距变化时，眼睛的睫状肌会改变晶状体的弯曲程度，使物体的像总能落在视网膜上。 随学随练正常的人眼，能将物体的像始终成在视网膜上，从而看清远近不同的物体，这是由于 A．不断改变晶状体的焦距，使像成在视网膜上 B．不断改变物距，使像成在视网膜上 C．不断改变像距，使像成在视网膜上 D．以上说法均不正确 【答案】A 【详解】人眼晶状体的曲度可以调节，当看远处物体时，晶状体变薄，折光能力变弱，焦距变长，使像成在视网膜上； 当看近处的物体时，晶状体变厚，折光能力变强，焦距变短，也能使像成在视网膜上．故正常的人眼，能将物体的像始终成在视网膜上，从而看清远近不同的物体，是由于不断改变晶状体的焦距． 故选A． 【点睛】注意理解，正常人的眼睛通过改变晶状体的厚度，即凸透镜的焦距可以使不同远处的物体成像在视网膜上，而通常的凸透镜焦距是不会改变的． 知识点 近视眼的成因及矫正（难点） 近视眼是指眼球在调节放松状态下，平行光线（一般认为来自5m以外）经眼球屈光系统后聚焦在视网膜之前，产生远距视物模糊。所以近视眼的远点不在无穷远处，而在某个有限距离处，近视眼的进点也比正常眼近，近视眼的明视距离小于25cm。 （1）特点：近视眼只能看清近处的物体，看不清远处的物体。 （2）原因：近视眼晶状体比正常人眼睛要凸一些，晶状体折光能力强。远处来的平光会聚在视网膜前面，而在视网膜上是一个光斑了。 （3）矫正方法：配戴适当的凹透镜做眼睛，使远处来的光先发散后再进入眼睛，可矫正近视眼视力。 随学随练人的眼睛在结构上和照相机非常相似，晶状体相当于一个凸透镜，能使物体成像在视网膜上。现在的学生爱看电视和玩手机，是导致近视的主要原因。在图中的甲、乙中，属于近视眼的是_____，应选用图丙、丁中的_____配制眼镜进行矫正。 【答案】 甲 丁 【详解】人的眼睛在结构上和照相机非常相似，晶状体相当于一个凸透镜，能使物体成像在视网膜上。近视眼看远处的物体时，将像成在视网膜的前面，所以属于近视眼的是甲图；为了使像正好呈在视网膜上，应使光线推迟会聚，使所成的像相对于晶状体后移，所以应配戴发散透镜即凹透镜，即矫正近视眼时配戴的眼镜镜片应选用图丁。 知识点 远视眼的成因及矫正 在完全静止的调节状态下，由远距离（指5米以上）目标投射的光线，集合在视网膜之后。这种反常的屈光状态称为远视眼。远视眼的近点比正常眼远些。远视眼的明视距离大于25cm。 （1）特点：远视眼只能看见远处的物体，看不清近处的物体。 （2）原因：晶状体比正常人要凹一些，晶状体对光线的折射能力变弱，远处来的光线会聚点在视网膜后。①眼轴过短如小眼球；②眼轴正常而屈光系统的屈光力过弱，如角膜的弧度过平以及屈光指数偏低等。 （3）矫正方法：利用凸透镜能使光线会聚的特点，在眼睛前面放一个凸透镜，就能使来自近处物体的光会聚在视网膜上了。配戴适当的凸透镜做眼睛，可矫正远视眼的视力。 随学随练如图是某同学眼睛的成像示意图。如图所示为光经过四个透镜的光路图，选择其中一个透镜制成眼镜为该同学进行矫正，应选择的是（　　） A． B． C． D． 【答案】B 【详解】物体的光经过该眼睛的晶状体后，像成在视网膜前方，因此该眼睛是近视眼。近视眼是晶状体折光能力过强导致的，需要用对光线有发散作用的凹透镜矫正，使像后移到视网膜上。 ACD．透镜对光线有会聚作用，是凸透镜，故ACD不符合题意； B．透镜对光线有发散作用，是凹透镜，故B符合题意； 故选B。 题型 了解眼睛 活学活用在“爱眼日”宣传活动中，同学们收集到的图片如图甲、乙、丙所示。下列说法中不正确的是（    ） A．图甲所示，晶状体的作用相当于凸透镜 B．图乙所示，视力正常的人看远处物体时，物体在视网膜上成倒立、缩小的实像 C．图丙所示，物体成像的位置在视网膜前方，应戴合适的凸透镜进行矫正 D．眼睛与书本的距离保持在25cm左右，是预防近视眼的措施之一 【答案】C 【详解】A．图甲所示，晶状体中间厚，两边薄，作用相当于凸透镜，故A正确，不符合题意； B．图乙所示，视力正常的人看远处物体时，像呈现在视网膜上，物体在视网膜上成倒立、缩小的实像，故B正确，不符合题意； C．图丙所示，物体成像的位置在视网膜前方，为近视眼，应戴合适的凹透镜进行矫正，故C错误，符合题意； D．由研究发现，眼睛与书本的距离保持在25cm左右可以预防近视眼，故D正确，不符合题意。 故选C。 题型 人眼的自动调节 活学活用（多选）如图所示，人的眼球好像一架照相机，关于眼球，下列说法中正确的是（　　） A．晶状体和角膜的共同作用相当于一个凸透镜 B．晶状体和角膜的共同作用相当于一个凹透镜 C．外界物体在视网膜上所成的像是倒立的实像 D．外界物体在视网膜上所成的像是正立的实像 【答案】AC 【详解】AB．晶状体和角膜中间厚边缘薄，它们的共同作用相当于一个凸透镜，故A正确，B错误； CD．人眼相当于一架照相机，在视网膜上成倒立，缩小的实像，故C正确，D错误。 故选AC。 题型 近视眼的成因及矫正 活学活用在如图所示的近视眼、远视眼及其矫正的四幅示意图中，下列说法正确的是（　　） A．乙是近视眼，用丁模型矫正 B．乙是远视眼，用丙模型矫正 C．甲是近视眼，用丙模型矫正 D．甲是远视眼，用丁模型矫正 【答案】A 【详解】AB．图乙中，平行光线经晶状体折射后，会聚在视网膜前方，这是近视眼的成像特点。近视眼需要佩戴对光线有发散作用的凹透镜来矫正，用丁模型矫正，故A正确，B错误； CD．图甲中，平行光线经晶状体折射后，会聚在视网膜后方，这是远视眼的成像特点，需要佩戴对光线有会聚作用的凸透镜来矫正，用丙模型矫正，故CD错误； 故选A。 题型 远视眼的成因及矫正 活学活用一些人由于长时间看高亮度的手机屏幕，导致出现“手机老花眼”的综合症状，其主要表现为观察近处的物体不清晰。出现这种症状后，如下所示的4幅图中，能正确反映眼睛观察物体的成像过程及通过佩戴透镜予以矫正的过程的是（　　） A．甲和乙 B．乙和丙 C．甲和丁 D．丙和丁 【答案】C 【详解】“手机老花眼”症状是“观察近处的物体不清晰”，属于远视眼。成因是晶状体对光的会聚能力变弱，导致近处物体的像成在视网膜后方，需佩戴凸透镜矫正，以增强光线会聚能力，使像成在视网膜上。 A．图甲是远视眼成像图，符合题意；但图乙是近视眼成像图，不符合矫正要求，故A不符合题意； B．图乙是近视眼成像图，图丙是近视眼矫正图，均与远视眼无关，故B不符合题意； C．图甲正确反映了远视眼的成像过程，图丁表示通过佩戴凸透镜进行矫正的过程，该选项组合了成像过程和矫正过程，故C符合题意； D．图丙和图丁均为矫正图，没有包含题干所述症状的成像过程，故D不符合题意。 故选C。 基础通关 1．“举杯邀明月，对影成三人”是李白《月下独酌》中的诗句，关于诗句中的情境，下列说法正确的是（     ）    A．“明月”属于自然光源 B．“明月”在李白的视网膜上成实像 C．酒中的“明月”是由于光的折射形成的 D．地上呈现李白的“影子”是由于光的反射形成的 【答案】B 【详解】A．月亮本身不能发光，它是反射太阳光，因此不是自然光源，故A错误； B．人的眼球相当于凸透镜，观察物体时，物距远大于2倍焦距，会在视网膜上成倒立、缩小的实像，因此“明月”在视网膜上成实像，故B正确。 C．酒中的“明月”是平面镜成像现象，是光的反射形成的，，故C错误。 D．影子是光沿直线传播时，被不透明物体阻挡，在物体后方形成的暗区，是光的直线传播形成的，故D错误。 故选B。 2．近年来，近视已然成为危害青少年健康的头号杀手，科学用眼能起到很好的预防近视的作用。如图所示，下列关于近视眼成像情况及其矫正原理图正确的是（　　） A．甲和丙 B．甲和丁 C．乙和丙 D．乙和丁 【答案】A 【详解】近视眼是晶状体凸度变大，折射光的能力增强，远处物体成像在视网膜的前方，故图甲是近视眼的成因图；要矫正近视眼，应佩戴发散透镜即凹透镜，使光会聚的位置向后推移至视网膜上，故矫正应该是图丙，故A正确，BCD错误。 故选A。 3．关于透镜的说法正确的是（    ） A．用放大镜看自己的指纹时，觉得像太小，要使指纹的像大一些应该眼睛和手指不动，让放大镜离手指稍近些 B．发光物体通过凸透镜既可以成实像，也可以成虚像 C．凸透镜所成的实像只能用光屏承接，不能用人眼观察看到 D．把透镜焦距的倒数乘以100的值叫做眼镜片的度数，则200度的眼镜片焦距是2m 【答案】B 【详解】A．放大镜的原理是物距小于一倍焦距，成正立放大虚像，其成像规律是物体离凸透镜越远像越大，要使指纹的像大一些，应该眼睛和手指不动，让放大镜远离手指，故A错误； B．物距大于一倍焦距，凸透镜成实像；物距小于一倍焦距，凸透镜成虚像，发光物体通过凸透镜既可以成实像，也可以成虚像，故B正确； C．凸透镜所成的实像可以用光屏承接，也可以用人眼观察看到，故C错误； D．设该镜片的焦距是f，根据题意则有 所以镜片的焦距，故D错误。 故选B。 4．近视眼的晶状体曲度过大，看远处物体时使得像成在视网膜_______方（选填“前”或“后”）。如图所示，全飞秒近视手术是利用激光在眼角膜上削去一部分并从切口取出，使角膜形成一个_______透镜的形状（选填“凸”或“凹”），从而达到矫正近视的目的。 【答案】 前 凹 【详解】[1]近视眼的晶状体曲度过大，对光线的偏折能力会变强，所以会使得像成在视网膜前方。 [2]角膜切割以后，变成中间薄、边缘厚的凹透镜的形状。 5．小明同学看书时眼睛离书本的距离越来越近，远处的物体越来越看不清了，这是因为远处物体成像在他视网膜的______方，需要佩戴一个凹透镜来矫正视力，因为凹透镜对光线具有______作用。 【答案】 前 发散 【详解】[1]看书时眼睛离书本的距离越来越近，远处的物体越来越看不清，说明小明有近视眼，他的晶状体变凸，远处物体成像在他的视网膜前方。 [2]凹透镜对光线具有发散的作用，故佩戴凹透镜可以使得远处物体的成像在视网膜上。 素养提升 6．在爱眼日宣传活动中，某同学利用蜡烛、水透镜、注射器、光屏、光具座等器材，模拟人眼的成像原理。其中用水透镜模拟人眼的晶状体，用光屏模拟视网膜，通过对水透镜注水或抽水可以调节水透镜的焦距。蜡烛、光屏和水透镜在光具座上的位置如图所示，此时蜡烛恰好在光屏上成清晰的像。下列说法正确的是（     ） A．人眼相当于幻灯机，成倒立、放大的实像 B．向水透镜中注入适量的水，保持蜡烛和光屏位置不变，可以模拟近视眼的成像特点 C．向水透镜中注入适量的水，保持蜡烛和光屏位置不变，为了在光屏上得到清晰的像，可在水透镜与蜡烛之间放置一个适当的凸透镜 D．从水透镜中抽出适量的水，保持水透镜和光屏的位置不变，向右移动蜡烛可在光屏上得到清晰的像 【答案】B 【详解】A．人眼相当于照相机，成像原理是成倒立、缩小的实像，故A错误； B．向水透镜注水后，水透镜变厚，焦距减小，折光能力变强，光线提前会聚，像成在光屏（模拟视网膜）前方，符合近视眼（晶状体过厚、折光过强，像成在视网膜前）的成像特点，故B正确； C．注水后折光能力过强，像成在光屏前方，要使像重新成在光屏上，需要对光线发散，应放置凹透镜矫正，不是凸透镜，故C错误； D．从水透镜抽水后，水透镜变薄，焦距变大，折光能力变弱，像成在光屏后方；保持水透镜和光屏位置不变时，根据成像规律，需要增大物距（蜡烛向左移动，远离水透镜）才能重新得到清晰像，向右移动蜡烛会减小物距，无法成清晰像，故D错误。 故选B。 7．现代生活，智能手机给人们带来了许多便利，但长时间盯着手机屏幕，容易导致视力下降。图中关于近视眼及其矫正的原理图正确的是（     ） A．甲和丙 B．甲和丁 C．乙和丙 D．乙和丁 【答案】D 【详解】近视眼的成因：晶状体太厚，折光能力太强，或者眼球前后径过长，导致远处物体的像成在视网膜前方，观察图乙，平行光线经过晶状体后会聚在视网膜前方，这是近视眼的成因原理图；矫正近视眼需要佩戴对光线有发散作用的凹透镜，使光线推迟会聚，让像成在视网膜上，观察图丁，佩戴凹透镜后，平行光线经过发散再由晶状体会聚在视网膜上，这是近视眼的矫正原理图。故D正确，ABC错误。 故选D。 8．小桐将透明气球充水后，制成三个鼓起程度不同的水透镜模拟眼球中的晶状体。图甲中的水透镜表示正常眼睛的晶状体，测得其焦距为10cm；图乙比图甲的水透镜略鼓，图丙比图甲的要扁平一些。下列说法中正确的是（     ） A．正常眼变为远视眼的过程，相当于晶状体由甲透镜变为丙透镜 B．乙透镜的焦距大于10cm C．正常眼变为近视眼后，可以用丙透镜去矫正 D．用甲透镜模拟正常人眼看近处物体时，物体到甲透镜的距离需小于10cm 【答案】A 【详解】A．正常眼变为远视眼的过程，晶状体变薄，折光能力变弱，相当于晶状体由甲透镜变为丙透镜，故A正确； B．图乙比图甲的水透镜略鼓，折光更强，乙透镜的焦距小于10cm，故B错误； C．正常眼变为近视眼后，需用凹透镜矫正，丙透镜是凸透镜，故C错误； D．人眼成像原理和照相机相同，物距始终大于2倍焦距，用甲透镜模拟正常人眼看近处物体时，物体到甲透镜的距离需大于20cm，故D错误。 故选A。 9．“两个黄鹂鸣翠柳，一行白鹭上青天。”杜甫的诗句描绘了成都草堂门前浣花溪秀丽的景色（意境图如图）。下列说法正确的是（　　） A．能从各个方向看见黄鹂，是由于光的直线传播现象 B．站在岸边的游客看到水中的白鹭，是光的折射现象 C．阳光下的溪水波光粼粼，是水面对光的反射现象 D．目送白鹭高飞远去的过程中，眼睛的晶状体变厚 【答案】C 【详解】A．能从各个方向看见黄鹂，是因为黄鹂表面粗糙，光发生了漫反射，不是光的直线传播，故A错误。 B．站在岸边看到水中的白鹭，是白鹭在水面形成的倒影，属于光的反射（平面镜成像），不是折射，故B错误。 C．阳光下溪水波光粼粼，是水面光滑，光在水面发生镜面反射，属于光的反射现象，故C正确。 D．目送白鹭高飞远去，物距变大，像距变小，眼睛的晶状体需要变薄来减小折光能力，才能清晰成像，不是变厚，故D错误。 故选C。 10．如图所示的是我国自主研制的某新型战斗机上的光电搜索跟踪系统。该系统功能与人眼相似，系统内置的光电传感器，相当于人眼的视网膜，最外层窗口和传感器之间的光学元件，相当于人眼的晶状体。关于该系统说法正确的是（     ） A．该系统的光学元件相当于一个凹透镜 B．该系统在光电传感器上成的是倒立、放大的实像 C．周围景物通过该系统成像时，景物到镜头的距离大于镜头的2倍焦距 D．该系统的成像原理与放大镜的成像原理相同 【答案】C 【详解】A．人眼的晶状体相当于一个凸透镜，所以该系统的光学元件相当于凸透镜，故A错误； B．人眼在成像时，成倒立缩小的实像，所以此光学元件也成倒立缩小的实像，故B错误； C．根据凸透镜成像规律，成倒立缩小实像时，物距要大于凸透镜的二倍焦距，即景物到镜头的距离大于镜头的2倍焦距，故C正确； D．放大镜成的是正立、放大的虚像，而该系统成的是倒立、缩小的实像，原理不同，故D错误。 故选C。 迁移创新 11．小明将一副眼镜放在阳光下适当位置，地面上观察到如图所示的现象。关于该眼镜镜片和矫正的视力缺陷，下列说法中正确的是（　　） A．右边是凸透镜，可以矫正远视眼 B．左边是凸透镜，可以矫正近视眼 C．右边是凹透镜，可以矫正近视眼 D．左边是凹透镜，可以矫正远视眼 【答案】A 【详解】ABCD．太阳光通过左边镜片在地面上形成光环，左边镜片对光有发散作用，是凹透镜，可以矫正近视眼；太阳光通过右边镜片在地面上形成光斑，右边镜片对光有会聚作用，是凸透镜，可以矫正远视眼。故A正确，BCD错误。 故选A。 12．（多选）如图所示的四幅图，有的能够说明近视眼或远视眼的成像原理，有的给出了近视眼或远视眼的矫正方法。下列判断正确的是（　　） A．图②能够说明近视眼的成像原理，图④给出了近视眼的矫正方法 B．图①能够说明远视眼的成像原理，图③给出了远视眼的矫正方法 C．图②能够说明远视眼的成像原理，图④给出了远视眼的矫正方法 D．图①能够说明近视眼的成像原理，图③给出了近视眼的矫正方法 【答案】AB 【详解】如图①，来自近处物体的光线经晶状体折射后，由于晶状体对光的折射能力较弱，光线会聚在视网膜后方，表示成像落在视网膜的后方，表示的是远视眼； 如图②，来自远处物体的光线经晶状体折射后，由于晶状体对光的折射能力较强，光线会聚在视网膜前，表示成像落在视网膜的前方，因此表示的是近视眼； 如图③，凸透镜对光线有会聚作用，可以矫正远视眼； 如图④，凹透镜对光线有发散作用，可以矫正近视眼。 AC．由以上分析可知，图②能够说明近视眼的成像原理，图④给出了近视眼的矫正方法，故A正确，C错误； BD．由以上分析可知，图①能够说明远视眼的成像原理，图③给出了远视眼的矫正方法，故B正确，D错误。 故选AB。 13．图示，桌上有焦距为10.0cm的凸透镜、焦距可调的水透镜、光具座、电子蜡烛、光屏和刻度尺。 （1）为了验证凸透镜成实像时，物距越小像越大，小阳设计了如下实验，请将实验步骤补充完整： ①按照图甲所示组装器材，调节凸透镜、烛焰和光屏的中心在___________； ②将发光的电子蜡烛放在10.0cm刻线处，移动光屏，直至光屏上观察到烛焰清晰的像，用刻度尺测量像的高度h，并将物距u和像高h记录在表格中； ③___________； ④仿照步骤③再做一次实验。 （2）请你为上述实验设计一个实验数据记录表：___________ （3）小阳把凸透镜换成焦距可调的水透镜，并将电子蜡烛、水透镜和光屏按照图乙所示的位置摆放，适当调节水透镜中的水量，使光屏上呈现一个清晰的像，此像与___________（选填“照相机”、“投影仪”或“放大镜”）所成像的性质相同。保持水透镜和光屏的位置不变，将电子蜡烛放在55.0cm刻线处，用注射器向水透镜内注入适量的水，光屏上再次呈现一个清晰的像。当只将电子蜡烛移至30.0cm刻线处时，光屏上的像变模糊了。小阳通过上述实验，演示说明了___________（选填“近视眼”或“远视眼”）看不清物体的原因。 【答案】 同一高度上 适当减小发光的电子蜡烛与凸透镜的距离，移动光屏，直至光屏上观察到电子蜡烛清晰的像，用刻度尺测量物距u和像高h，并将数据记录在表格中 详见解析 照相机 近视眼 【详解】（1）①[1]按照图甲所示组装器材，为使像呈在光屏的中央，调节凸透镜、烛焰和光屏的中心在同一高度上。 ③[2]为了验证凸透镜成实像时，物距越小像越大，故适当减小发光的电子蜡烛与凸透镜的距离，移动光屏，直至光屏上观察到电子蜡烛清晰的像，用刻度尺测量物距u和像高h，并将数据记录在表格中。 （2）[3]由题可知，测量的物理量为：物距u和像高h，故设计表格如下： 物距u/cm 像高h/cm （3）[4]小阳把凸透镜换成焦距可调的水透镜，并将电子蜡烛、水透镜和光屏按照图乙所示的位置摆放，适当调节水透镜中的水量，使光屏上呈现一个清晰的像，易知此时的物距大于像距，故成倒立、缩小的实像，此像与照相机所成像的性质相同。 [5]在（3）中，物距为 u1=70.0cm-45.0cm=25.0cm 保持水透镜和光屏的位置不变，将电子蜡烛放在55.0cm刻线处，用注射器向水透镜内注入适量的水，光屏上再次呈现一个清晰的像，此时的物距为 u2=70.0cm-55.0cm=15.0cm 而此时的像距保持不变。根据凸透镜（焦距不变）在成实像的条件下，物距变小，像距变大，现在向水透镜内注入适量的水，在物距变小的条件下，像距保持不变，说明向水透镜内注入适量的水后，其折光能力变强了；当只将电子蜡烛移至30.0cm刻线处时，物距变大了，则像距变小，故光屏上的像变模糊了。小阳通过上述实验，演示说明了近视眼（晶状体太厚，折光能力太强）看不清物体的原因。 14．小明利用图1装置来研究凸透镜成像规律： (1)实验前，首先在光具座上正确放置蜡烛、凸透镜和光屏，还应进行调整，使烛焰的中心、光屏的中心大约在凸透镜的______上； (2)如图1所示，当凸透镜位于光具座上A处时，恰好在光屏上成清晰的像，则成的是______（正立/倒立）的像，此成像规律的应用有______； (3)若将凸透镜上半部分用不透明物体遮住（图中未画出），则下列说法正确的是______； A．像也只剩一半 B．不可能成像 C．仍能成像，只是变暗一些 D．仍能成像，只是像上有暗斑 (4)小明借来物理老师的眼镜，在图1中将其靠近凸透镜左侧，发现光屏上的像由清晰变模糊，向左移动光屏又发现清晰的像，说明老师的眼镜的镜片是______透镜，老师的视力缺陷是______（选填“近视”或“远视”）； (5)在保持（2）中蜡烛和光屏位置不变的情况下，将凸透镜向右移到B处（图中未标出），光屏上再次成清晰的像，则成的是______（放大/缩小/等大）的像； (6)在上述探究活动中，已知蜡烛与光屏之间的距离为L0，与凸透镜第一次所在位置A间的距离为L，如图2所示，则该透镜先后两次所在位A、B之间的距离s=______（用L0、L表示）。 【答案】(1)主光轴 (2) 倒立 投影仪（幻灯机） (3)C (4) 凸 远视 (5)缩小 (6)L0-2L 【详解】（1）为了让烛焰的像成在光屏中央，实验前，应调节烛焰的中心、光屏的中心和凸透镜的中心在同一高度，即将烛焰的中心、光屏的中心调在凸透镜的主光轴上。 （2）[1][2]由图1知，蜡烛与凸透镜的距离大于光屏到凸透镜的距离，即此时成的像，物距小于像距，成倒立、缩小的实像，此成像规律的应用有投影仪。 （3）将凸透镜上半部分用不透明物体遮住，烛焰各部分的光线仍能通过凸透镜，成完整的像，但透过凸透镜的光线减少，成像变暗，故ABD错误，C正确。 故选C。 （4）[1][2]图1中，靠近凸透镜左侧，放入物理老师的眼镜后，需要向左移动光屏，才能再次成清晰的像，则像距变小了，说明眼镜对光线有会聚作用，让通过凸透镜的光线提前会聚，所以物理老师的眼镜是凸透镜，老师的视力缺陷是远视。 （5）据折射现象中，光路是可逆的，则将凸透镜向右移至B处，相对A处，物距与像距互换了，在A处，物距小于像距，则在B处，物距大于像距，成倒立、缩小的实像。 （6）凸透镜在B处时，相对A处成像的物距与像距互换，在A处时，物距为L，则在B处时，像距为L，A、B之间的距离s=L0-L-L=L0-2L 15．（多选）小华用自制水透镜模拟人眼的晶状体。如图所示，图甲中的水透镜表示正常眼睛的晶状体。通过注水和抽水让该水透镜分别形成图乙、图丙所示的形状。下列说法中正确的是（    ） A．对光的会聚作用最强的是图丙所示的水透镜 B．能模拟近视眼的是图乙所示的水透镜 C．图乙所示的水透镜焦距大于图甲所示的水透镜焦距 D．在图丙所示的水透镜前放置一个凸透镜，可以让平行于主轴的平行光通过该水透镜后的会聚点距水透镜中心更近些 【答案】BD 【详解】AC．凸透镜的凸度越大，焦距越小，对光的会聚作用越强，所以图乙所示的水透镜焦距小于图甲所示的水透镜焦距，对光的会聚作用最强的是图乙所示的水透镜，故AC错误； B．近视眼是由于晶状体太厚，折光能力太强，来自于远处物体的光线会聚在视网膜前形成的，所以能模拟近视眼的是图乙所示的水透镜，故B正确； D．凸透镜对光线具有会聚作用，在图丙所示的水透镜前放置一个凸透镜，可以让平行于主轴的平行光通过该水透镜后的会聚点距水透镜中心更近些，故D正确。 故选BD。 学科网（北京）股份有限公司1 / 10 学科网（北京）股份有限公司 $