4.5 透镜的应用（讲义）物理新教材沪科版（五四学制）八年级上册

本讲义聚焦“透镜的应用”核心知识点，系统梳理眼睛视物原理（晶状体与角膜等效凸透镜、视网膜等效光屏成倒立缩小实像）、视力矫正（近视/远视成因及凹/凸透镜矫正）及透镜在放大镜、照相机等中的应用，构建从原理到实践的完整知识链。 资料通过“易错提醒”辨析易混点培养科学思维，“随学随练”结合实验情境提升科学探究能力，题型归纳与分层练习设计，课中辅助教师高效授课，课后助力学生巩固物理观念，查漏补缺。

第4章 光现象 第5节 透镜的应用 课标要点 了解凸透镜成像规律的应用。 学习重难点 重点：1.眼睛成像原理和调节作用。2.近视眼和远视眼的成因及矫正。 难点：近视眼、远视眼的成因及矫正方法。 知识点 眼睛的视物原理 1. 眼球的结构与作用 图为人眼结构的示意图。主要由晶状体、角膜、睫状肌、视网膜、视神经和眼轴组成。眼睛前端的晶状体和角膜的共同作用相当于一个 ；睫状肌可以控制晶状体的厚度，从而调节晶状体的焦距；视网膜相当于 ，视网膜与视神经是相连的。 2. 眼睛的视物原理 眼睛观察物体时，物距大于二倍焦距，来自物体的光通过瞳孔，经晶状体折射后，在视网膜上形成一个 、 的实像。视网膜上的感光细胞受到光的刺激产生信号，视神经把这个信号传输给大脑，经过大脑处理，我们就看到了物体。 眼球的结构 眼睛的视物原理 3. 正常眼睛的调节 分类 图示 晶状体的作用 看远处的物体 晶状体变 ，对光的偏折能力变弱，远处物体射来的光刚好会聚在视网膜上 看近处的物体 晶状体变 ，对光的偏折能力变强，近处物体射来的光刚好会聚在视网膜上 4. 明视距离 正常眼睛观察近处物体最清晰而又不疲劳的距离大约是 cm，该距离叫明视距离。 易错提醒 1. 成像本质别混淆：眼睛的成像原理和照相机相似，但调节方式完全不同——照相机靠伸缩镜头改变像距调焦，而眼球的像距（眼球前后长度）固定，是靠睫状体调节晶状体的厚薄来改变焦距，让像成在视网膜上。 2. 远近调节易错点：看远处物体时睫状体放松，晶状体变薄、折光能力变弱；看近处物体时睫状体收缩，晶状体变厚、折光能力变强，很多同学容易把两种状态记反。 3. 常识细节要牢记：人眼的明视距离约25cm，近点约10cm，远点理论上在无限远。 随学随练 1．在人的眼球中，晶状体和角膜的共同作用相当于一个（　　） A．平面镜 B．玻璃砖 C．凸透镜 D．凹透镜 2．眼睛通过佩戴镜片可以实现对视力的矫正。关于如图所示的光路图，下列说法正确的是（　） A．此图中矫正视力的镜片是一个凹透镜 B．此图模拟的是矫正近视眼的情况 C．若去掉镜片，来自物体的光将会聚在视网膜前 D．正常眼的明视距离为25cm 知识点 视力的矫正 1. 近视眼及其矫正 特点 形成原因 矫正 图示 只能看清近处的物体，看不清远处的物体 晶状体的焦距偏短或者眼轴偏长，来自远处物体的光会聚在视网膜前，到达视网膜时已经不是一个点，而是一片模糊的光斑 利用凹透镜能使光发散的特点，配戴 透镜制成的近视眼镜 2. 远视眼及其矫正 特点 形成原因 矫正 图示 只能看清远处的物体，看不清近处的物体 晶状体的焦距偏长或者眼轴较短，近处物体的光还没有会聚成一点就到达视网膜了，这时看到的物体也是模糊的 利用凸透镜能使光会聚的特点，配戴 透镜制成的远视眼镜 易错提醒 1. 别搞混成像位置：近视眼是晶状体太厚、会聚光能力过强，像成在视网膜‌前方‌；远视眼是晶状体太薄、会聚光能力太弱，像成在视网膜‌后方‌，记反直接丢分。 2.近视远视别搞反：近视是晶状体太厚或眼球前后径过长，像成在视网膜前方，需用凹透镜发散光线矫正；远视是晶状体太薄或眼球前后径过短，像成在视网膜后方，需用凸透镜会聚光线矫正，切勿记混矫正镜片类型。 3.实验类坑点要注意：戴近视镜成清晰像后拿走镜片，像会向透镜方向前移，要重新成像需把光屏靠近透镜，或把蜡烛靠近透镜，别误用“物远像近”规律选错操作。 随学随练 1．图甲所示为小明看远处物体时的光路图，图乙所示为小兰戴着眼镜看远处物体时的光路图。通过这两个光路图可以判断（　　） A．小明是近视眼，需要配戴凹透镜来矫正 B．小兰佩戴的是凸透镜，用来矫正她的近视眼 C．小明佩戴小兰的眼镜也可以矫正小明的视力 D．若小兰摘掉眼镜，光线通过她眼睛的光路图将与图甲一致 2．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 知识点 透镜的应用 1. 放大镜 （1）放大镜原理：把放大镜放在物体跟眼睛之间，适当调整距离，当物距小于放大镜焦距时，我们就能看清物体的细微之处。成像原理是：当物距小于焦距时，凸透镜能成放大的虚像，实际上是一个短焦距的凸透镜。 （2）成像特点：放大镜成 、 的 像（填像的性质）；像距大于物距；像与物位于凸透镜的同侧。 放大镜 照相机的构造 2. 照相机 （1）普通照相机 ①结构及各部分作用：由镜头、快门、光圈、调焦环、胶片等组成。镜头由一组透镜组成，相当于一个 ，起到成像作用；快门控制曝光时间；光圈控制进光量的多少；调焦环可以调节镜头到胶片间的距离，即调节像距；胶片相当于涂有感光材料的光屏。 ②成像原理：来自物体的光经过照相机的镜头（相当于一个凸透镜）后，会聚在胶片上，形成被照物体的像，如图所示。 ③成像特点：成 、 的像，物、像在镜头的两侧。拍照时物体离镜头越远，所成像越 ；离镜头越近，所成像越 。 （2）数码相机 使用一种电荷耦合器件代替胶片，它能把光信号转换成电信号，从而更方便地记录物体的像。 3. 投影仪 投影仪的构造及各部分的用途 （1）投影仪的构造及各部分的用途。如图所示。 （2）成像原理：来自投影片的光经过投影仪的镜头（相当于一个凸透镜）后，会聚在光屏上，形成 、 的像。 4. 显微镜 （1）结构及各部分作用 显微镜的镜筒两端各有一组透镜，每组透镜都相当于一个凸透镜，靠近眼睛的一组透镜叫做 镜，靠近被观察物体的一组透镜叫做 镜。 （2）成像原理 物镜相当于投影仪，被观察的物体在一倍焦距与二倍焦距之间，通过物镜成一个 、 的实像，这个实像落在了目镜的一倍焦距以内；目镜相当于一个 ，把物镜形成的像再次放大，得到 （相对于前一个像来说）、 的虚像，这样就可以观察到肉眼无法直接看到的微小物体。 （3）放大倍数：显微镜的放大倍数=物镜的放大倍数×目镜的放大倍数。 （4）非光学显微镜 随着物理学的发展，人们又发明了 显微镜、场离子显微镜、 显微镜等，它们与光学显微镜的原理不同，可将物体放大106~108倍，帮助人们“看到”分子、原子等。这不仅改变了人们对微观世界的认知，也极大地推动了新材料、新工艺、生物医药等领域的跨越式发展。 5. 开普勒式望远镜 （1）结构及各部分作用 开普勒望远镜由两组透镜组成，每组透镜相当于一个 镜。靠近被观察物体的凸透镜，焦距比较长，叫 镜。靠近眼睛的凸透镜，焦距比较短，叫做 镜。 （2）成像原理 物镜相当于照相机的镜头，使远处的物体在焦点附近成 、 的实像。目镜相当于一个放大镜，成 、 的虚像。两次成像，先缩小，后放大（均选填像的性质）。最终通过开普勒式望远镜观察到的是远处天体倒立的像。 易错提醒 1. 成像性质别搞反：显微镜物镜相当于投影仪，成倒立放大实像，目镜相当于放大镜，成正立放大虚像；望远镜物镜相当于照相机，成倒立缩小实像，目镜同样是放大镜作用，不少同学会把望远镜物镜的成像错记成放大的。 2. 视角误区：物体本身大小没变，走近感觉像变大，是相对眼睛的视角变大，不是物体或像真的变大，这是高频错题点。 随学随练 1．如图所示是显微镜的结构，下列说法不正确的是（　　） A．它的物镜相当于投影仪，成放大实像 B．它的目镜相当于放大镜，成放大虚像 C．光线较暗时使用凹面镜作反光镜 D．光线较亮时使用凹面镜作反光镜 2．“超级月亮”比正常时的月亮要大百分之二十，亮度也有所增加，某天文爱好者为了研究这一现象，于是架设一台开普勒望远镜做进一步观察。关于该望远镜，下列说法正确的是（　　）    A．它的物镜和目镜都是凹透镜 B．它的物镜相当于投影仪，用来把物体放大 C．物镜的作用是使远处的物体在焦点附近成虚像 D．它由两个透镜组成，靠近眼睛的为目镜，靠近被观测物体的为物镜 题型 眼睛的视物原理 ‌眼球相当于可变焦照相机，晶状体和角膜共同构成凸透镜，视网膜作为光屏，成倒立缩小实像。与普通相机不同，它不改变像距，而是通过睫状体调节晶状体厚薄：看远时晶状体变薄、焦距变大、折光能力变弱；看近时晶状体变厚、焦距变小、折光能力变强。 ‌解题关键技巧‌：牢记“晶厚近视薄远视”规律：近视成像在视网膜前，用凹透镜发散矫正；远视成像在视网膜后，用凸透镜会聚矫正。遇到焦距、像距类题目，先明确“像距始终等于眼球前后长度不变”，再结合透镜厚薄判断焦距、折光能力变化，就能快速排除干扰选项。 活学活用 1．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 2．人眼是一架神奇的“照相机”，关于视网膜上所成的像，下列叙述正确的是（　　） A．倒立、缩小的实像 B．倒立、缩小的虚像 C．正立、缩小的虚像 D．正立、放大的实像 题型 视力的矫正 ‌1. 核心判断技巧‌ 先看成像位置：像在视网膜前是近视，像在视网膜后是远视。 对应透镜选择：近视用凹透镜发散光线，远视用凸透镜会聚光线。 ‌2. 实验类解题技巧‌ 模拟实验中，拿走近视镜后像距变小，要重新得到清晰像，可将光屏靠近透镜，或把蜡烛向透镜靠近。拿走远视镜后像距变大，可将光屏远离透镜，或把蜡烛向远离透镜方向移动。 活学活用 1．为矫正近视眼，需要佩戴的眼镜片是（     ） A．凸透镜 B．凹透镜 C．平面镜 D．凹面镜 2．如图所示的照片中，透过一副眼镜看一玩具小兔，看到的是小兔正立缩小的像。则照片中的眼镜的镜片是（     ） A．凸透镜 B．凹透镜 C．凸面镜 D．凹面镜 题型 透镜的应用 1. 初中物理照相机相关题型，核心解题技巧可归纳为三点： （1）牢记基础成像规律：物距u>2f时，成倒立、缩小的实像，像距f<v<2f，明确镜头等效凸透镜、胶片等效光屏这一核心对应关系。 （2）熟练运用“物远像近像变小，物近像远像变大”的动态规律：拍远景时增大物距，镜头后缩减小像距；拍近景时减小物距，镜头前伸增大像距。 （3）区分易混概念：“缩小的像”是像与物体的大小对比，“像变小”是前后两次成像的大小对比，同时注意光圈控制进光量、快门控制曝光时间的搭配逻辑，就能快速理清解题思路。 2. 显微镜与望远镜 （1）记成像规律：用“显微镜大大、望远镜小大”六字口诀，显微镜物镜成倒立放大实像、目镜成正立放大虚像；望远镜物镜成倒立缩小实像、目镜成正立放大虚像，两步成像特征直接对应选项排除错误项。 （2）避易错点：别混淆二者物镜成像性质，牢记目镜最终都成放大虚像，结合凸透镜成像基础规律，就能轻松拿下这类题。 活学活用 1．如图所示，智能快递车正在运送包裹，用户通过人脸识别取货。下列分析正确的是（    ） A．用户看见快递车，是因为光在它表面发生了折射 B．地面出现快递车的影子，是光的直线传播形成的 C．智能快递车上的摄像头利用了光的反射原理工作 D．人脸识别时，人通过摄像头成倒立、等大的虚像 2. 如图所示为显微镜和天文望远镜的示意图，关于两种仪器下列说法错误的是（　　）    A．显微镜的物镜相当于投影仪 B．天文望远镜的物镜相当于照相机 C．显微镜的目镜是凹透镜 D．天文望远镜的目镜是凸透镜 基础通关 1．来自物体的光经过照相机镜头后会聚在胶片上，形成该物体的像。下列说法正确的是（     ） A．镜头相当于一个凸透镜 B．镜头相当于一个凹透镜 C．像是放大的 D．像是正立的 2．6月6日是我国的“爱眼日”。在“爱眼护眼”宣传活动中，同学们搜集到了以下图片。下列说法正确的是（     ） A．图甲所示眼球好像一架投影仪，晶状体和角膜的共同作用相当于凸透镜 B．图乙所示视力正常的人看远处物体时，物体在视网膜上成正立、缩小的实像 C．图丙所示是近视眼的成像原理，应戴合适的凹透镜进行矫正 D．读写时眼睛与书本的距离应保持在25mm左右，是预防近视眼的措施之一 3. 为满足特殊人群的需求，有一种眼镜的镜片可以改变（如图甲），它的改变是通过在透明的薄膜中注入或抽出光学液体来实现，图乙是小华看近处物体时的成像情况，下列有关说法正确的是（     ） A．小华患有近视眼，需戴合适的镜片Ⅱ进行矫正 B．小华患有远视眼，需戴合适的镜片I进行矫正 C．镜片I可用于制作照相机的镜头 D．继续往镜片Ⅱ中注入液体，其焦距将变小 4. 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 5. 小雅同学用凸透镜、纸盒、胶带和剪刀动手制作了一个“投影仪”。如图所示，将手机放在纸盒的一端，调整“投影仪”到墙面的距离，可以在墙上看到手机画面清晰的像。下列说法正确的是（     ） A．凸透镜对光有发散作用 B．墙上手机画面的像是虚像 C．墙上手机画面的像是放大的像 D．将手机正立放置，墙上的像也是正立的 6. 小明和爸爸周末骑单车去附近的公园，取车时爸爸用手机摄像头扫描“共享单车”的二维码并进行相关操作后，车锁就自动打开了，下列说法正确的是（     ） A．手机扫码时，二维码应位于摄像头1倍焦距以内 B．扫描后二维码在手机上成倒立、放大的实像 C．若要手机上的像大一些，应使手机摄像头远离二维码 D．手机摄像头的镜头和显微镜物镜的镜头都是凸透镜 7．报纸上放有小明的近视眼镜、爸爸的老花眼镜、奶奶度数更深的老花眼镜及妈妈的平光眼镜如图，则爸爸的眼镜是图中的（     ） A． B． C． D． 8. 如图甲所示是人的眼球结构示意图。人眼的晶状体相当于一个焦距可调的________。视网膜相当于光屏。图乙模拟的是________（选填“近视”“远视”或“正常”）眼，配镜矫正时，应看________（选填“近处”或“远处”）的物体。 9. 市公交公司为了保证人们从公交车后门上下车时的安全，在无人售票车上安装了“车载电视监控器”，如图所示。图中的摄像头的工作原理相当于_______透镜，成_____（选填“实”或“虚”）像。 10. 小京用自制水透镜模拟人眼的晶状体，探究近视眼、远视眼的成因及矫正。他进行了如下实验：向水透镜中注入17mL的水，透镜的形状如图甲所示，测得其焦距为5cm；向水透镜注入19mL的水，透镜的形状如图乙所示，测量其焦距为3cm；向水透镜注入16mL的水，透镜的形状如图丙所示，测量其焦距为10cm。 (1)根据小京实验操作和测量结果，请你提出一个可探究的科学问题_________________； (2)若图甲中的水透镜表示正常眼睛的晶状体，能模拟远视眼的是图________所示的水透镜； (3)若要使平行于图乙所示的水透镜主轴的光，通过该水透镜后也会聚在距水透镜中心5cm处，小京采取的措施是_______________________________（写出一条即可）。 素养提升 11．显微镜和天文望远镜都是科学观察工具，它们在各自的领域中揭示了自然界的不同层面，推动了人类对世界认知的不断深入。如图所示为实验室用显微镜和天文望远镜，关于图中两种仪器下列说法错误的是（　　） A．显微镜的目镜成正立放大的虚像，物镜成倒立放大的实像 B．天文望远镜的目镜成正立放大的虚像，物镜成倒立缩小的实像 C．显微镜的目镜相当于凸透镜，物镜相当于凹透镜 D．天文望远镜的目镜和物镜都相当于凸透镜 12．（多选题）凸透镜在生活中的应用非常广泛，下列说法正确的是（     ） A．图甲，女孩自拍时离照相机镜头比较远，此时镜头所成像是缩小、倒立的 B．图乙，投影片离投影仪镜头比较近，像是放大、正立的 C．图丙，像和物在放大镜的同侧，像是放大、正立的 D．图丁，笔由贴近玻璃瓶的位置向远处慢慢移动，笔尖先变短，后变长 13. （多选题）用焦距为15cm的凸透镜探究凸透镜成像规律。实验中将同一蜡烛先后放在光具座的a、b、c、d四个位置，如图所示。移动光屏观察烛焰的成像情况，则（　　） A．蜡烛在a处时，光屏上可得到清晰缩小的像 B．蜡烛在b处时，光屏上成的清晰像比在a处时大 C．蜡烛在c处时，成像特点与照相机成像特点相同 D．蜡烛在d处时，眼睛应从光屏一侧透过透镜观察像 14．如图所示中的显微镜和望远镜用到了我们所学的很多光学知识。 (1)甲图是显微镜，它的反光镜有一面是凹面镜，它对光起到______作用（选填“会聚”、“发散”），可在光线较______（“亮”、“暗”）时使用； (2)乙图是望远镜，图丙表示它的原理，图中是物镜，是目镜。分析原理图可知物镜成倒立缩小实像，相当于的______镜头（选填“放大镜”、“投影仪”或“照相机”）；目镜的作用主要是将物镜所成的像放大，以______（选填“增大”或“减小”）视角。 15. 小张同学探究“凸透镜成像规律”的实验装置如图所示，其中焦距为15cm的凸透镜固定在光具座上50cm刻度线处，光屏和蜡烛分别位于凸透镜两侧。 (1)实验时，应使烛焰、凸透镜、光屏的中心大致在______。 (2)小张将蜡烛移至光具座上10cm刻度线处，向左移动光屏直到烛焰在光屏上成清晰的像，该像是倒立______（选填“放大”“等大”或“缩小”）的实像；实验中蜡烛变短，像不再在光屏中央，如图甲，为了使像再次呈现在光屏中央，可只将光屏向______（选填“上”或“下”）移动。 (3)实验中，如图乙所示，小张又拿来一只眼镜放在蜡烛与凸透镜之间，且较靠近凸透镜，结果光屏上原来清晰的像变得模糊，他将光屏远离透镜移动时才能在光屏上看到烛焰清晰的像。由此可知该眼镜是______透镜，它是用来矫正______（选填“近视”或“远视”）眼，要使光屏上再次成清晰的像，也可将蜡烛向______（选填“左”或“右”）移。 迁移创新 16. 凸透镜是生活中常见的光学元件。 (1)“探究凸透镜成像的规律”实验中，在组装和调试实验装置时，应使凸透镜、光屏的中心与发光物的中心在______，其目的是使所成的像在______； (2)小明要拍摄中华虎凤蝶照片。他先用相机拍摄了蝴蝶休憩的照片甲，为了拍摄照片乙，应使相机适当（    ） A．远离蝴蝶，镜头略向内缩 B．靠近蝴蝶，镜头略向内缩 C．远离蝴蝶，镜头略向外伸 D．靠近蝴蝶，镜头略向外伸 17. 在跨学科实践活动中，小红对“眼睛视物原理”和“视力矫正原理”进行探究，如图甲、乙所示。她利用橡皮膜和注射器制作了水透镜，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。 (1)用注射器向“水透镜”的薄膜中缓慢注水，使薄膜略微凸起，模拟做实验中的水透镜相当于眼球的________（填名称）。 (2)如图丙所示，观察到如下现象：将近视眼镜片放在发光体和凸透镜之间，光屏上原来清晰的像变模糊了；使光屏________（选填“A．靠近”或“B．远离”）透镜，又能在光屏上看到发光体清晰的像，这说明近视眼镜对光线有________（选填“A．会聚”或“B．发散”）作用。 (3)如图表示近视眼成因及其矫正的图形分别是（　　） A．①③ B．①④ C．②③ D．②④ (4)请对“保护视力，科学用眼”提2条建议___________。 18. 在初步探究了凸透镜成像的静态规律后，某实验小组利用水透镜继续深入探究凸透镜成像的动态规律，以及了解近视眼的形成与矫正原理。 (1)该小组复习了凸透镜和凹透镜对光的折射作用，请在图中画出对应的折射光线。 (2)该小组将点燃的蜡烛放在距水透镜处，在透镜另一侧距透镜处的光屏上得到烛焰清晰的像，则此时水透镜可能的焦距范围是__________。（用不等式表示） (3)接着，该小组利用太阳光测量水透镜的焦距，如图的几种操作中正确的是（　　） A． B． C． (4)在测得焦距后，小明和小丽将蜡烛、水透镜和光屏依次放在光具座上，如图所示。固定水透镜并调节蜡烛、光屏的位置，直至光屏上出现清晰的像。改变物距，多次实验，得到了几种不同的成像情况并进行了记录，如下表1、2、3、4次实验所示。 分析前四次实验数据：第__________次实验与人眼视物原理相似。 实验 序号 焦距 cm 物距 cm 像距 cm 像的性质 正立或倒立 放大或缩小 虚像或实像 1 8.0 6.0 正立 放大 虚像 2 10.0 40.0 倒立 放大 实像 3 16.0 16.0 倒立 等大 实像 4 18.0 14.0 倒立 缩小 实像 5 6.0 18.0 9.0 倒立 缩小 实像 6 4.0 18.0 5.2 倒立 缩小 实像 (5)分析实验序号2~4的数据，可得出的结论是：___________ (6)人的眼睛是通过调节晶状体的厚度来看清远近不同物体的，为了展示近视眼的成因，他们控制物距不变，用注射器向水透镜里________（选填“注入”或“抽出”）适量的水，光屏上的像变得模糊，此时需要将光屏向______（选填“左”或“右”）移动才能再次找到清晰的像，由此说明近视眼的晶状体所成的像在视网膜的______方（选填“前”或“后”），需要佩戴______透镜使像重新成在视网膜上。 (7)该小组将改变水透镜焦距后的实验现象及数据记录在表格中。分析4、5、6三次成实像时的数据，可得出的结论是：凸透镜成实像时，__________。 学科网（北京）股份有限公司1 /10 zxxk.com 学科网（北京）股份有限公司 $ 第4章 光现象 第5节 透镜的应用 课标要点 了解凸透镜成像规律的应用。 学习重难点 重点：1.眼睛成像原理和调节作用。2.近视眼和远视眼的成因及矫正。 难点：近视眼、远视眼的成因及矫正方法。 知识点 眼睛的视物原理 1. 眼球的结构与作用 图为人眼结构的示意图。主要由晶状体、角膜、睫状肌、视网膜、视神经和眼轴组成。眼睛前端的晶状体和角膜的共同作用相当于一个凸透镜；睫状肌可以控制晶状体的厚度，从而调节晶状体的焦距；视网膜相当于光屏，视网膜与视神经是相连的。 2. 眼睛的视物原理 眼睛观察物体时，物距大于二倍焦距，来自物体的光通过瞳孔，经晶状体折射后，在视网膜上形成一个倒立、缩小的实像。视网膜上的感光细胞受到光的刺激产生信号，视神经把这个信号传输给大脑，经过 大脑处理，我们就看到了物体。 眼球的结构 眼睛的视物原理 3. 正常眼睛的调节 分类 图示 晶状体的作用 看远处的物体 晶状体变薄，对光的偏折能力变弱，远处物体射来的光刚好会聚在视网膜上 看近处的物体 晶状体变厚，对光的偏折能力变强，近处物体射来的光刚好会聚在视网膜上 4. 明视距离 正常眼睛观察近处物体最清晰而又不疲劳的距离大约是25 cm，该距离叫明视距离。 易错提醒 1. 成像本质别混淆：眼睛的成像原理和照相机相似，但调节方式完全不同——照相机靠伸缩镜头改变像距调焦，而眼球的像距（眼球前后长度）固定，是靠睫状体调节晶状体的厚薄来改变焦距，让像成在视网膜上。 2. 远近调节易错点：看远处物体时睫状体放松，晶状体变薄、折光能力变弱；看近处物体时睫状体收缩，晶状体变厚、折光能力变强，很多同学容易把两种状态记反。 3. 常识细节要牢记：人眼的明视距离约25cm，近点约10cm，远点理论上在无限远。 随学随练 1．在人的眼球中，晶状体和角膜的共同作用相当于一个（　　） A．平面镜 B．玻璃砖 C．凸透镜 D．凹透镜 【答案】C 【详解】人眼的晶状体和角膜相当于凸透镜，视网膜相当于光屏，外界物体在视网膜上成倒立缩小的实像，故ABD不符合题意，C符合题意。故选C。 2．眼睛通过佩戴镜片可以实现对视力的矫正。关于如图所示的光路图，下列说法正确的是（　） A．此图中矫正视力的镜片是一个凹透镜 B．此图模拟的是矫正近视眼的情况 C．若去掉镜片，来自物体的光将会聚在视网膜前 D．正常眼的明视距离为25cm 【答案】D 【详解】A．此图中矫正视力的镜片中间厚，边缘薄，是凸透镜，不是凹透镜，故A错误； B．此图中光线经过镜片和晶状体两次会聚后呈现在视网膜上，模拟的是矫正远视眼的情况（远视眼像成在视网膜后方，需凸透镜矫正），而近视眼是像成在视网膜前方，需凹透镜矫正，所以不是矫正近视眼的情况，故B错误； C．若去掉镜片，因为这是远视眼的矫正图（远视眼原本像成在视网膜后方），去掉对光线有会聚作用的凸透镜后，来自物体的光将会聚在视网膜后方，而不是视网膜前，故C错误； D．正常眼的明视距离（人眼看清物体最清晰、最不容易疲劳的距离）为25cm，故D正确。 知识点 视力的矫正 1. 近视眼及其矫正 特点 形成原因 矫正 图示 只能看清近处的物体，看不清远处的物体 晶状体的焦距偏短或者眼轴偏长，来自远处物体的光会聚在视网膜前，到达视网膜时已经不是一个点，而是一片模糊的光斑 利用凹透镜能使光发散的特点，配戴凹透镜制成的近视眼镜 2. 远视眼及其矫正 特点 形成原因 矫正 图示 只能看清远处的物体，看不清近处的物体 晶状体的焦距偏长或者眼轴较短，近处物体的光还没有会聚成一点就到达视网膜了，这时看到的物体也是模糊的 利用凸透镜能使光会聚的特点，配戴凸透镜制成的远视眼镜 易错提醒 1. 别搞混成像位置：近视眼是晶状体太厚、会聚光能力过强，像成在视网膜‌前方‌；远视眼是晶状体太薄、会聚光能力太弱，像成在视网膜‌后方‌，记反直接丢分。 2.近视远视别搞反：近视是晶状体太厚或眼球前后径过长，像成在视网膜前方，需用凹透镜发散光线矫正；远视是晶状体太薄或眼球前后径过短，像成在视网膜后方，需用凸透镜会聚光线矫正，切勿记混矫正镜片类型。 3.实验类坑点要注意：戴近视镜成清晰像后拿走镜片，像会向透镜方向前移，要重新成像需把光屏靠近透镜，或把蜡烛靠近透镜，别误用“物远像近”规律选错操作。 随学随练 1．图甲所示为小明看远处物体时的光路图，图乙所示为小兰戴着眼镜看远处物体时的光路图。通过这两个光路图可以判断（　　） A．小明是近视眼，需要配戴凹透镜来矫正 B．小兰佩戴的是凸透镜，用来矫正她的近视眼 C．小明佩戴小兰的眼镜也可以矫正小明的视力 D．若小兰摘掉眼镜，光线通过她眼睛的光路图将与图甲一致 【答案】A 【详解】由图甲可知：远处物体的光会聚在视网膜的前方，所以小明是近视眼，近视眼是由于晶状体曲度变大，会聚能力增强，即折光能力增强造成的，应佩戴具有发散功能的凹透镜，使光线推迟会聚，不能配戴凸透镜。由图乙可知：小兰佩戴的是凸透镜，用来矫正她的远视眼，小兰摘掉眼镜，光线通过她眼睛的光路将变得发散一些，光将会聚在视网膜的后方，光路图与图甲不同。综上，故BCD不符合题意，A符合题意。故选A。 2．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 【详解】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。 知识点 透镜的应用 1. 放大镜 （1）放大镜原理：把放大镜放在物体跟眼睛之间，适当调整距离，当物距小于放大镜焦距时，我们就能看清物体的细微之处。成像原理是：当物距小于焦距时，凸透镜能成放大的虚像，实际上是一个短焦距的凸透镜。 （2）成像特点：放大镜成正立、放大的虚像（填像的性质）；像距大于物距；像与物位于凸透镜的同侧。 放大镜 照相机的构造 2. 照相机 （1）普通照相机 ①结构及各部分作用：由镜头、快门、光圈、调焦环、胶片等组成。镜头由一组透镜组成，相当于一个凸透镜，起到成像作用；快门控制曝光时间；光圈控制进光量的多少；调焦环可以调节镜头到胶片间的距离，即调节像距；胶片相当于涂有感光材料的光屏。 ②成像原理：来自物体的光经过照相机的镜头（相当于一个凸透镜）后，会聚在胶片上，形成被照物体的像，如图所示。 ③成像特点：成倒立、缩小的像，物、像在镜头的两侧。拍照时物体离镜头越远，所成像越小；离镜头越近，所成像越大。 （2）数码相机 使用一种电荷耦合器件代替胶片，它能把光信号转换成电信号，从而更方便地记录物体的像。 3. 投影仪 投影仪的构造及各部分的用途 （1）投影仪的构造及各部分的用途。如图所示。 （2）成像原理：来自投影片的光经过投影仪的镜头（相当于一个凸透镜）后，会聚在光屏上，形成倒立、放大的像。 4. 显微镜 （1）结构及各部分作用 显微镜的镜筒两端各有一组透镜，每组透镜都相当于一个凸透镜，靠近眼睛的一组透镜叫做目镜，靠近被观察物体的一组透镜叫做物镜。 （2）成像原理 物镜相当于投影仪，被观察的物体在一倍焦距与二倍焦距之间，通过物镜成一个倒立、放大的实像，这个实像落在了目镜的一倍焦距以内；目镜相当于一个放大镜，把物镜形成的像再次放大，得到正立（相对于前一个像来说）、放大的虚像，这样就可以观察到肉眼无法直接看到的微小物体。 （3）放大倍数：显微镜的放大倍数=物镜的放大倍数×目镜的放大倍数。 （4）非光学显微镜 随着物理学的发展，人们又发明了电子显微镜、场离子显微镜、扫描隧道显微镜等，它们与光学显微镜的原理不同，可将物体放大106~108倍，帮助人们“看到”分子、原子等。这不仅改变了人们对微观世界的认知，也极大地推动了新材料、新工艺、生物医药等领域的跨越式发展。 5. 开普勒式望远镜 （1）结构及各部分作用 开普勒望远镜由两组透镜组成，每组透镜相当于一个凸透镜。靠近被观察物体的凸透镜，焦距比较长，叫物镜。靠近眼睛的凸透镜，焦距比较短，叫做目镜。 （2）成像原理 物镜相当于照相机的镜头，使远处的物体在焦点附近成倒立、缩小的实像。目镜相当于一个放大镜，成正立、放大的虚像。两次成像，先缩小，后放大（均选填像的性质）。最终通过开普勒式望远镜观察到的是远处天体倒立的像。 易错提醒 1. 成像性质别搞反：显微镜物镜相当于投影仪，成倒立放大实像，目镜相当于放大镜，成正立放大虚像；望远镜物镜相当于照相机，成倒立缩小实像，目镜同样是放大镜作用，不少同学会把望远镜物镜的成像错记成放大的。 2. 视角误区：物体本身大小没变，走近感觉像变大，是相对眼睛的视角变大，不是物体或像真的变大，这是高频错题点。 随学随练 1．如图所示是显微镜的结构，下列说法不正确的是（　　） A．它的物镜相当于投影仪，成放大实像 B．它的目镜相当于放大镜，成放大虚像 C．光线较暗时使用凹面镜作反光镜 D．光线较亮时使用凹面镜作反光镜 【答案】D 【详解】A．显微镜的物镜相当于投影仪，物体放在物镜的一倍焦距和二倍焦距之间，成倒立、放大的实像，故A正确，A不符合题意； B．显微镜的目镜相当于放大镜，成的像和物体同侧，成的是正立、放大的虚像，故B正确，B不符合题意； C．凹面镜具有聚光作用，光线较暗时可以使视野变亮，所以如果光线较暗，就需要用凹面镜，故C正确，C不符合题意； D．反光镜有凹面镜和平面镜，在光线较亮时，使用平面镜为反光镜。故D错误，D符合题意。 故选D。 2．“超级月亮”比正常时的月亮要大百分之二十，亮度也有所增加，某天文爱好者为了研究这一现象，于是架设一台开普勒望远镜做进一步观察。关于该望远镜，下列说法正确的是（　　）    A．它的物镜和目镜都是凹透镜 B．它的物镜相当于投影仪，用来把物体放大 C．物镜的作用是使远处的物体在焦点附近成虚像 D．它由两个透镜组成，靠近眼睛的为目镜，靠近被观测物体的为物镜 【答案】D 【详解】A．望远镜的物镜和目镜都是凸透镜，故A错误； B．望远镜的物镜相当于照相机的镜头，使远处的物体成一个倒立缩小的实像，故B错误； C．望远镜的物镜的作用是使得无限远处的物体在焦点附近成一个倒立缩小的实像，目镜再把这个像放大，故C错误； D．望远镜由两组凸透镜组成，靠近眼睛的为目镜，靠近被观测物体的为物镜，故D正确。 故选D。 题型 眼睛的视物原理 ‌眼球相当于可变焦照相机，晶状体和角膜共同构成凸透镜，视网膜作为光屏，成倒立缩小实像。与普通相机不同，它不改变像距，而是通过睫状体调节晶状体厚薄：看远时晶状体变薄、焦距变大、折光能力变弱；看近时晶状体变厚、焦距变小、折光能力变强。 ‌解题关键技巧‌：牢记“晶厚近视薄远视”规律：近视成像在视网膜前，用凹透镜发散矫正；远视成像在视网膜后，用凸透镜会聚矫正。遇到焦距、像距类题目，先明确“像距始终等于眼球前后长度不变”，再结合透镜厚薄判断焦距、折光能力变化，就能快速排除干扰选项。 活学活用 1．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 【详解】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。 2．人眼是一架神奇的“照相机”，关于视网膜上所成的像，下列叙述正确的是（　　） A．倒立、缩小的实像 B．倒立、缩小的虚像 C．正立、缩小的虚像 D．正立、放大的实像 【答案】A 【详解】人眼的晶状体相当于一个凸透镜，视网膜相当于光屏。人眼看物体时，相当于照相机，物距大于2倍焦距，在视网膜上成倒立、缩小的实像，故BCD错误，A正确。 故选A。 题型 视力的矫正 ‌1. 核心判断技巧‌ 先看成像位置：像在视网膜前是近视，像在视网膜后是远视。 对应透镜选择：近视用凹透镜发散光线，远视用凸透镜会聚光线。 ‌2. 实验类解题技巧‌ 模拟实验中，拿走近视镜后像距变小，要重新得到清晰像，可将光屏靠近透镜，或把蜡烛向透镜靠近。拿走远视镜后像距变大，可将光屏远离透镜，或把蜡烛向远离透镜方向移动。 活学活用 1．为矫正近视眼，需要佩戴的眼镜片是（     ） A．凸透镜 B．凹透镜 C．平面镜 D．凹面镜 【答案】B 【详解】近视眼成因是晶状体折光能力过强，光线经晶状体会聚后成像在视网膜前方，需佩戴对光线有发散作用的透镜矫正。凹透镜对光线有发散作用，能使光线的会聚点后移落到视网膜上，可矫正近视。 故选B。 2．如图所示的照片中，透过一副眼镜看一玩具小兔，看到的是小兔正立缩小的像。则照片中的眼镜的镜片是（     ） A．凸透镜 B．凹透镜 C．凸面镜 D．凹面镜 【答案】B 【详解】A．根据凸透镜成像规律，凸透镜不能成正立缩小的像，故A不符合题意； B．凹透镜成正立缩小的虚像，则照片中的眼镜的镜片是凹透镜，故B符合题意； CD．凸面镜和凹面镜不能透光，不可能透过凸面镜和凹面镜看到玩具小兔，故CD不符合题意。 故选B。 题型 透镜的应用 1. 初中物理照相机相关题型，核心解题技巧可归纳为三点： （1）牢记基础成像规律：物距u>2f时，成倒立、缩小的实像，像距f<v<2f，明确镜头等效凸透镜、胶片等效光屏这一核心对应关系。 （2）熟练运用“物远像近像变小，物近像远像变大”的动态规律：拍远景时增大物距，镜头后缩减小像距；拍近景时减小物距，镜头前伸增大像距。 （3）区分易混概念：“缩小的像”是像与物体的大小对比，“像变小”是前后两次成像的大小对比，同时注意光圈控制进光量、快门控制曝光时间的搭配逻辑，就能快速理清解题思路。 2. 显微镜与望远镜 （1）记成像规律：用“显微镜大大、望远镜小大”六字口诀，显微镜物镜成倒立放大实像、目镜成正立放大虚像；望远镜物镜成倒立缩小实像、目镜成正立放大虚像，两步成像特征直接对应选项排除错误项。 （2）避易错点：别混淆二者物镜成像性质，牢记目镜最终都成放大虚像，结合凸透镜成像基础规律，就能轻松拿下这类题。 活学活用 1．如图所示，智能快递车正在运送包裹，用户通过人脸识别取货。下列分析正确的是（    ） A．用户看见快递车，是因为光在它表面发生了折射 B．地面出现快递车的影子，是光的直线传播形成的 C．智能快递车上的摄像头利用了光的反射原理工作 D．人脸识别时，人通过摄像头成倒立、等大的虚像 【答案】B 【详解】A．用户看见快递车，是因为光在它表面发生了反射，故A错误； B．影子，是光的直线传播形成的，故B正确； C．智能快递车上的摄像头利用了光的折射原理工作，故C错误； D．人脸识别时，人通过摄像头成倒立、缩小的实像，故D错误。 故选B。 2. 如图所示为显微镜和天文望远镜的示意图，关于两种仪器下列说法错误的是（　　）    A．显微镜的物镜相当于投影仪 B．天文望远镜的物镜相当于照相机 C．显微镜的目镜是凹透镜 D．天文望远镜的目镜是凸透镜 【答案】C 【详解】AC．显微镜的目镜和物镜都是凸透镜，目镜相当于放大镜，成正立的放大的虚像，物镜相当于投影仪，成倒立的放大的实像，故A正确，C错误，故A不符合题意，C符合题意； BD．天文望远镜的目镜和物镜都是由凸透镜组成，目镜相当于放大镜，成正立的放大的虚像，物镜相当于照相机，成倒立缩小的实像，故BD正确，故BD不符合题意。 故选C。 基础通关 1．来自物体的光经过照相机镜头后会聚在胶片上，形成该物体的像。下列说法正确的是（     ） A．镜头相当于一个凸透镜 B．镜头相当于一个凹透镜 C．像是放大的 D．像是正立的 【答案】A 【详解】AB．照相机的镜头对光有会聚作用，相当于一个凸透镜，故A正确，B错误； CD．照相机成像时，物距大于两倍焦距，像距大于一倍焦距小于二倍焦距，成倒立、缩小的实像，故CD错误。故选A。 2．6月6日是我国的“爱眼日”。在“爱眼护眼”宣传活动中，同学们搜集到了以下图片。下列说法正确的是（     ） A．图甲所示眼球好像一架投影仪，晶状体和角膜的共同作用相当于凸透镜 B．图乙所示视力正常的人看远处物体时，物体在视网膜上成正立、缩小的实像 C．图丙所示是近视眼的成像原理，应戴合适的凹透镜进行矫正 D．读写时眼睛与书本的距离应保持在25mm左右，是预防近视眼的措施之一 【答案】C 【详解】A．人的眼球成像原理和照相机类似，晶状体和角膜的共同作用相当于凸透镜，成倒立、缩小的实像，故A错误； B．视力正常的人看远处物体时，物距大于晶状体的二倍焦距，物体在视网膜上成倒立、缩小的实像，故B错误； C．近视眼的成因是晶状体折光能力过强，远处物体的像会聚在视网膜前方，图丙中光线会聚在视网膜前方，符合近视眼的成像原理； 凹透镜对光线有发散作用，配戴合适的凹透镜可以使光线延后会聚，让像落在视网膜上，完成矫正，故C正确； D．人眼看物体最清晰的明视距离为，读写时眼睛与书本的距离应保持在左右，故D错误。 故选C。 3. 为满足特殊人群的需求，有一种眼镜的镜片可以改变（如图甲），它的改变是通过在透明的薄膜中注入或抽出光学液体来实现，图乙是小华看近处物体时的成像情况，下列有关说法正确的是（     ） A．小华患有近视眼，需戴合适的镜片Ⅱ进行矫正 B．小华患有远视眼，需戴合适的镜片I进行矫正 C．镜片I可用于制作照相机的镜头 D．继续往镜片Ⅱ中注入液体，其焦距将变小 【答案】D 【详解】由图甲可知，镜片Ⅰ中央薄，边缘厚，属于凹透镜，镜片Ⅱ中央厚，边缘薄，属于凸透镜。 AB．由图乙可知，光线经晶状体折射后，像成在视网膜后方，说明小华晶状体折光能力偏弱，属于远视眼。远视眼需要配戴对光有会聚作用的凸透镜（即镜片Ⅱ）矫正，故AB错误； C．照相机的镜头属于凸透镜（即镜片Ⅱ），故C错误； D．继续往镜片Ⅱ注入液体，镜片的凸度增大，对光的偏折能力变强，因此焦距会变小，故D正确； 故选D。 4. 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 【详解】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。 5. 小雅同学用凸透镜、纸盒、胶带和剪刀动手制作了一个“投影仪”。如图所示，将手机放在纸盒的一端，调整“投影仪”到墙面的距离，可以在墙上看到手机画面清晰的像。下列说法正确的是（     ） A．凸透镜对光有发散作用 B．墙上手机画面的像是虚像 C．墙上手机画面的像是放大的像 D．将手机正立放置，墙上的像也是正立的 【答案】C 【详解】A．凸透镜对光线有会聚作用，而非发散作用，故A错误； B．墙面相当于光屏，能被光屏承接的像是实像，虚像无法用光屏承接，故B错误； C．该自制装置的原理和投影仪相同，满足物距在一倍焦距和二倍焦距之间，成倒立、放大的实像，故C正确； D．凸透镜成实像时像都是倒立的，手机正立放置时，墙上的像是倒立的，故D错误。 故选C。 6. 小明和爸爸周末骑单车去附近的公园，取车时爸爸用手机摄像头扫描“共享单车”的二维码并进行相关操作后，车锁就自动打开了，下列说法正确的是（     ） A．手机扫码时，二维码应位于摄像头1倍焦距以内 B．扫描后二维码在手机上成倒立、放大的实像 C．若要手机上的像大一些，应使手机摄像头远离二维码 D．手机摄像头的镜头和显微镜物镜的镜头都是凸透镜 【答案】D 【详解】AB．手机摄像头利用凸透镜时成倒立、缩小实像的规律工作，二维码需位于摄像头2倍焦距以外，故AB错误； C．凸透镜成实像时满足“物近像远像变大”，要使像更大，应减小物距，即使摄像头靠近二维码，故C错误； D．手机摄像头镜头是凸透镜；显微镜的物镜也相当于凸透镜，成倒立放大的实像，二者镜头类型一致，故D正确。 故选D。 7．报纸上放有小明的近视眼镜、爸爸的老花眼镜、奶奶度数更深的老花眼镜及妈妈的平光眼镜如图，则爸爸的眼镜是图中的（     ） A． B． C． D． 【答案】B 【详解】近视眼镜是凹透镜，透过凹透镜看字会成正立缩小的虚像；老花镜是凸透镜，透过老花镜看报纸上的字会成正立放大的虚像，且老花镜度数越深，放大倍数越大；平光眼镜不会改变像的大小。 A.镜片中X放大程度最大，符合“度数更深的老花镜”，是奶奶的眼镜，故A不符合题意； B.镜片中X放大程度小于A，是度数更浅的老花镜，故B符合题意； C.镜片中能看到4个X，说明字被缩小，这是小明的近视眼镜，故C不符合题意； D.镜片中X大小和报纸上原本的X大小一致，是妈妈的平光眼镜，故D不符合题意。 故选B。 8. 如图甲所示是人的眼球结构示意图。人眼的晶状体相当于一个焦距可调的________。视网膜相当于光屏。图乙模拟的是________（选填“近视”“远视”或“正常”）眼，配镜矫正时，应看________（选填“近处”或“远处”）的物体。 【答案】 凸透镜 远视 近处 【详解】[1]人眼的晶状体对光线有折射作用，可调节焦距，相当于凸透镜，视网膜是承接像的光屏，符合凸透镜成像原理。 [2]远视眼的成因是晶状体折光能力偏弱，近处物体的像会成在视网膜后方；图乙中光线的交点在视网膜后方，因此模拟的是远视眼。 [3]远视眼本身能看清远处物体，无法看清近处物体，配戴凸透镜矫正后，可使近处物体的像前移到视网膜上，因此矫正后可看清近处物体。 9. 市公交公司为了保证人们从公交车后门上下车时的安全，在无人售票车上安装了“车载电视监控器”，如图所示。图中的摄像头的工作原理相当于_______透镜，成_____（选填“实”或“虚”）像。 【答案】 凸 实 【详解】摄像头的镜头相当于凸透镜，它的成像原理与照相机相同，当被拍摄的物体在凸透镜的二倍焦距以外时，凸透镜会成倒立、缩小的实像，因此摄像头工作时成实像。 10. 小京用自制水透镜模拟人眼的晶状体，探究近视眼、远视眼的成因及矫正。他进行了如下实验：向水透镜中注入17mL的水，透镜的形状如图甲所示，测得其焦距为5cm；向水透镜注入19mL的水，透镜的形状如图乙所示，测量其焦距为3cm；向水透镜注入16mL的水，透镜的形状如图丙所示，测量其焦距为10cm。 (1)根据小京实验操作和测量结果，请你提出一个可探究的科学问题_________________； (2)若图甲中的水透镜表示正常眼睛的晶状体，能模拟远视眼的是图________所示的水透镜； (3)若要使平行于图乙所示的水透镜主轴的光，通过该水透镜后也会聚在距水透镜中心5cm处，小京采取的措施是_______________________________（写出一条即可）。 【答案】(1)水透镜的焦距与它的形状有关吗； (2)丙； (3)从透镜中抽出2mL的水/在透镜前加一适当的凹透镜 【详解】（1）水透镜中的注水量不同，水透镜的形状（凸起程度）不同，焦距不同，因此可提出问题：水透镜的焦距与它的形状有关吗？（水透镜的焦距与透镜的凸起程度有什么关系？） （2）远视眼的成因是晶状体太薄，折光能力太弱，焦距比正常眼的焦距大，光线会聚在视网膜后方。甲的焦距为5cm，丙的焦距为10cm（比甲大，透镜更薄），所以能模拟远视眼的是图丙。 （3）图乙的水透镜焦距为3cm，比要求的5cm小，折光能力过强，要让平行光会聚在距透镜中心5cm处，需要减弱它的折光能力，因此可以从水透镜中抽出少量的水，让透镜变薄，或者在水透镜前放置一个合适的凹透镜来发散光线。 素养提升 11．显微镜和天文望远镜都是科学观察工具，它们在各自的领域中揭示了自然界的不同层面，推动了人类对世界认知的不断深入。如图所示为实验室用显微镜和天文望远镜，关于图中两种仪器下列说法错误的是（　　） A．显微镜的目镜成正立放大的虚像，物镜成倒立放大的实像 B．天文望远镜的目镜成正立放大的虚像，物镜成倒立缩小的实像 C．显微镜的目镜相当于凸透镜，物镜相当于凹透镜 D．天文望远镜的目镜和物镜都相当于凸透镜 【答案】C 【详解】AC．显微镜的目镜和物镜都是凸透镜，目镜成正立放大的虚像，物镜成倒立放大的实像，故A正确，不符合题意，C错误，符合题意； BD．天文望远镜的目镜和物镜都是由凸透镜组成，目镜成正立放大的虚像，物镜成倒立缩小的实像，故BD正确，不符合题意。 故选C。 12．（多选题）凸透镜在生活中的应用非常广泛，下列说法正确的是（     ） A．图甲，女孩自拍时离照相机镜头比较远，此时镜头所成像是缩小、倒立的 B．图乙，投影片离投影仪镜头比较近，像是放大、正立的 C．图丙，像和物在放大镜的同侧，像是放大、正立的 D．图丁，笔由贴近玻璃瓶的位置向远处慢慢移动，笔尖先变短，后变长 【答案】AC 【详解】A．照相机利用物距大于二倍焦距成倒立缩小实像的原理工作，自拍时人离镜头较远，满足物距条件，成像性质正确，故A正确； B．投影仪投影片离镜头距离在一倍焦距和二倍焦距之间，成倒立、放大的实像，故B错误； C．放大镜成的虚像和物体在放大镜的同侧，像是放大、正立的，故C正确； D．装水的玻璃瓶相当于一个凸透镜。当笔由靠近玻璃瓶的位置向远处慢慢移动时，笔尖相对于这个“凸透镜”的物距在变化。当笔尖在“凸透镜”的一倍焦距以内时，成正立、放大的虚像，笔尖看起来会变长。当笔尖从一倍焦距向二倍焦距移动时，成倒立、放大的实像，笔尖看起来会变长（但方向倒立）。当笔尖在二倍焦距以外时，成倒立、缩小的实像，笔尖看起来会变短（且方向倒立）。 因此，笔尖先变长，后变短，故D错误。 故选AC。 13. （多选题）用焦距为15cm的凸透镜探究凸透镜成像规律。实验中将同一蜡烛先后放在光具座的a、b、c、d四个位置，如图所示。移动光屏观察烛焰的成像情况，则（　　） A．蜡烛在a处时，光屏上可得到清晰缩小的像 B．蜡烛在b处时，光屏上成的清晰像比在a处时大 C．蜡烛在c处时，成像特点与照相机成像特点相同 D．蜡烛在d处时，眼睛应从光屏一侧透过透镜观察像 【答案】ABD 【详解】A．蜡烛在a处时，物距是50.0cm-10.0cm=40.0cm>2f=30cm,光屏上可得到清晰缩小的像，故A符合题意； B．蜡烛在b处时，物距是50.0cm-20.0cm=30.0cm=2f，光屏上可得到清晰等大的像，光屏上成的清晰像比在a处时大，故B符合题意； C．蜡烛在c处时，物距是50.0cm-25.0cm=25.0cm，大于一倍焦距，小于二倍焦距，光屏上可得到清晰放大的像，成像特点与投影仪成像特点相同，故C不符合题意； D．蜡烛在d处时，物距是50.0cm-40.0cm=10.0cm<f，成正立放大虚像，眼睛应从光屏一侧透过透镜观察像，故D符合题意。 故选ABD。 14．如图所示中的显微镜和望远镜用到了我们所学的很多光学知识。 (1)甲图是显微镜，它的反光镜有一面是凹面镜，它对光起到______作用（选填“会聚”、“发散”），可在光线较______（“亮”、“暗”）时使用； (2)乙图是望远镜，图丙表示它的原理，图中是物镜，是目镜。分析原理图可知物镜成倒立缩小实像，相当于的______镜头（选填“放大镜”、“投影仪”或“照相机”）；目镜的作用主要是将物镜所成的像放大，以______（选填“增大”或“减小”）视角。 【答案】(1) 会聚 暗 (2) 照相机 增大 【详解】（1）凹面镜对光线有会聚作用，显微镜的反光镜有一面是凹面镜，它对光起到会聚作用，适于光线较弱的时候使用。 （2）远处的物体先通过物镜使物体成一倒立、缩小的实像，相当于照相机。望远镜的目镜把物镜所成的像放大，相当于放大镜，使像靠近眼睛，以增大“视角”。 15. 小张同学探究“凸透镜成像规律”的实验装置如图所示，其中焦距为15cm的凸透镜固定在光具座上50cm刻度线处，光屏和蜡烛分别位于凸透镜两侧。 (1)实验时，应使烛焰、凸透镜、光屏的中心大致在______。 (2)小张将蜡烛移至光具座上10cm刻度线处，向左移动光屏直到烛焰在光屏上成清晰的像，该像是倒立______（选填“放大”“等大”或“缩小”）的实像；实验中蜡烛变短，像不再在光屏中央，如图甲，为了使像再次呈现在光屏中央，可只将光屏向______（选填“上”或“下”）移动。 (3)实验中，如图乙所示，小张又拿来一只眼镜放在蜡烛与凸透镜之间，且较靠近凸透镜，结果光屏上原来清晰的像变得模糊，他将光屏远离透镜移动时才能在光屏上看到烛焰清晰的像。由此可知该眼镜是______透镜，它是用来矫正______（选填“近视”或“远视”）眼，要使光屏上再次成清晰的像，也可将蜡烛向______（选填“左”或“右”）移。 【答案】(1)同一高度 (2)缩小 上 (3)凹 近视 左 【详解】（1）实验时为了让烛焰的像能够成在光屏的中央，便于观察成像情况，应调整烛焰、凸透镜、光屏的中心大致在同一高度。 （2）凸透镜焦距f=15cm，蜡烛在10cm刻度线处，此时物距u=50cm-10cm=40cm，满足u>2f的条件，根据凸透镜成像规律，此时成倒立、缩小的实像；蜡烛变短后，烛焰位置向下移动，经过凸透镜的光线会让像的位置向上偏移，因此只需要将光屏向上移动，就能让像重新回到光屏中央。 （3）放上眼镜后，需要把光屏远离透镜才能重新得到清晰的像，说明该透镜让光线发散，延迟会聚了，因此是凹透镜；凹透镜对光线有发散作用，能矫正近视眼由于晶状体折光能力过强，成像在视网膜前方的问题；根据凸透镜成实像“物远像近”的规律，在像距变大的情况下，若不移动光屏，将蜡烛向左移动增大物距，可以减小像距，让像重新成在原光屏位置。 迁移创新 16. 凸透镜是生活中常见的光学元件。 (1)“探究凸透镜成像的规律”实验中，在组装和调试实验装置时，应使凸透镜、光屏的中心与发光物的中心在______，其目的是使所成的像在______； (2)小明要拍摄中华虎凤蝶照片。他先用相机拍摄了蝴蝶休憩的照片甲，为了拍摄照片乙，应使相机适当（    ） A．远离蝴蝶，镜头略向内缩 B．靠近蝴蝶，镜头略向内缩 C．远离蝴蝶，镜头略向外伸 D．靠近蝴蝶，镜头略向外伸 【答案】(1) 同一高度 光屏中心 (2)D 【详解】（1）为使得所成的像在光屏中心，根据过透镜光心的光线传播方向不变，在组装和调试实验装置时，应使凸透镜、光屏的中心与发光物的中心在同一高度。 （2）由图可知，乙的像是近景，比甲的像大，根据凸透镜成实像的规律“物近像远像变大”，需要减小物距，增大像距，所以应使相机适当靠近蝴蝶，镜头略向外伸，故ABC不符合题意，D符合题意。 故选D。 17. 在跨学科实践活动中，小红对“眼睛视物原理”和“视力矫正原理”进行探究，如图甲、乙所示。她利用橡皮膜和注射器制作了水透镜，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。 (1)用注射器向“水透镜”的薄膜中缓慢注水，使薄膜略微凸起，模拟做实验中的水透镜相当于眼球的________（填名称）。 (2)如图丙所示，观察到如下现象：将近视眼镜片放在发光体和凸透镜之间，光屏上原来清晰的像变模糊了；使光屏________（选填“A．靠近”或“B．远离”）透镜，又能在光屏上看到发光体清晰的像，这说明近视眼镜对光线有________（选填“A．会聚”或“B．发散”）作用。 (3)如图表示近视眼成因及其矫正的图形分别是（　　） A．①③ B．①④ C．②③ D．②④ (4)请对“保护视力，科学用眼”提2条建议___________。 【答案】(1)晶状体；(2) B；B；(3)A (4)建议1：阅读或书写时，身体坐正，书本与眼睛距离约30～35cm。建议2：控制用眼时间 【详解】（1）眼睛相当于一架“照相机”，眼球的晶状体相当于凸透镜。用注射器向“水透镜”的薄膜中缓慢注水，使薄膜略微凸起，模拟做实验中的水透镜相当于眼球的晶状体。 （2）将近视眼镜片为凹透镜，对光线有发散作用，能使光线延迟会聚，将近视眼镜片放在发光体和凸透镜之间，光屏上原来清晰的像变模糊了，像成在了光屏的后方，故使光屏远离透镜，又能在光屏上看到发光体清晰的像。 （3）近视眼观察远处物体时，物体所成的像在视网膜的前方，矫正方法为佩戴合适的凹透镜。故表示近视眼成因及其矫正的图形分别是①③。故A符合题意，BCD不符合题意。故选A。 （4）建议1：阅读或书写时，身体坐正，书本与眼睛距离约30～35cm。建议2：控制用眼时间，每用眼 40- 50分钟，就停下来向远处眺望（最好是看绿色植物或远方的景物）5 - 10分钟，让眼睛得到放松。 18. 在初步探究了凸透镜成像的静态规律后，某实验小组利用水透镜继续深入探究凸透镜成像的动态规律，以及了解近视眼的形成与矫正原理。 (1)该小组复习了凸透镜和凹透镜对光的折射作用，请在图中画出对应的折射光线。 (2)该小组将点燃的蜡烛放在距水透镜处，在透镜另一侧距透镜处的光屏上得到烛焰清晰的像，则此时水透镜可能的焦距范围是__________。（用不等式表示） (3)接着，该小组利用太阳光测量水透镜的焦距，如图的几种操作中正确的是（　　） A． B． C． (4)在测得焦距后，小明和小丽将蜡烛、水透镜和光屏依次放在光具座上，如图所示。固定水透镜并调节蜡烛、光屏的位置，直至光屏上出现清晰的像。改变物距，多次实验，得到了几种不同的成像情况并进行了记录，如下表1、2、3、4次实验所示。 分析前四次实验数据：第__________次实验与人眼视物原理相似。 实验 序号 焦距 cm 物距 cm 像距 cm 像的性质 正立或倒立 放大或缩小 虚像或实像 1 8.0 6.0 正立 放大 虚像 2 10.0 40.0 倒立 放大 实像 3 16.0 16.0 倒立 等大 实像 4 18.0 14.0 倒立 缩小 实像 5 6.0 18.0 9.0 倒立 缩小 实像 6 4.0 18.0 5.2 倒立 缩小 实像 (5)分析实验序号2~4的数据，可得出的结论是：___________ (6)人的眼睛是通过调节晶状体的厚度来看清远近不同物体的，为了展示近视眼的成因，他们控制物距不变，用注射器向水透镜里________（选填“注入”或“抽出”）适量的水，光屏上的像变得模糊，此时需要将光屏向______（选填“左”或“右”）移动才能再次找到清晰的像，由此说明近视眼的晶状体所成的像在视网膜的______方（选填“前”或“后”），需要佩戴______透镜使像重新成在视网膜上。 (7)该小组将改变水透镜焦距后的实验现象及数据记录在表格中。分析4、5、6三次成实像时的数据，可得出的结论是：凸透镜成实像时，__________。 【答案】(1) (2) (3)C (4)4 (5)凸透镜成实像，物距增大，像距减小，像变小 (6) 注入 左 前 凹 (7)当物距一定时，凸透镜的焦距越小，像距越小 【详解】（1）平行于主光轴的光线经凹透镜折射后变得发散，其折射光线的反向延长线过焦点；平行于主光轴的光线经凸透镜折射后将过焦点。据此画出对应的折射光线。 （2）该小组将点燃的蜡烛放在距水透镜处，在透镜另一侧距透镜处的光屏上得到烛焰清晰的像，物距为26cm，像距为14cm，此时物距大于像距，凸透镜成倒立、缩小的实像，则①，像距范围②，由①②解得。 （3）平行于凸透镜主光轴的光，经过凸透镜后会聚于一点，此点到透镜光心的距离是焦距，故正确的是C。 （4）人眼视物原理与照相机的成像原理一致，成倒立缩小的实像，此时物距大于二倍焦距成倒立缩小实像，像距大于一倍焦距小于二倍焦距，故第4次实验符合要求。 （5）分析实验序号2~4的数据，第3次实验中物距最大，像距最小，像最小，可以得到凸透镜成实像，物距增大，像距减小，像变小。 （6）近视眼的晶状体较厚，折光能力变强，控制物距不变，用注射器向水透镜里注入适量的水，水透镜变厚，折光能力变强，像成在光屏的前方，此时需要将光屏向左移动才能再次找到清晰的像，说明近视眼的晶状体所成的像在视网膜的前方，凹透镜对光有发散作用，需要佩戴凹透镜使像重新成在视网膜上。 （7）分析表格4、5、6数据可知，当物距一定时，凸透镜的焦距越小，像距越小。 学科网（北京）股份有限公司1 /10 zxxk.com 学科网（北京）股份有限公司 $