第5.4节 眼睛和眼镜(高效培优·讲义)物理新教材人教版八年级上册
2026-08-19
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2份
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42页
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精品
资源信息
| 学段 | 初中 |
| 学科 | 物理 |
| 教材版本 | 初中物理人教版八年级上册 |
| 年级 | 八年级 |
| 章节 | 第4节 眼睛和眼镜 |
| 类型 | 教案-讲义 |
| 知识点 | 眼睛和眼镜 |
| 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 | 4.68 MB |
| 发布时间 | 2026-08-19 |
| 更新时间 | 2026-08-19 |
| 作者 | 理化课代表精品中心 |
| 品牌系列 | 学科专项·举一反三 |
| 审核时间 | 2026-08-19 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/59257796.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“眼睛和眼镜”核心知识点,系统梳理眼球结构(晶状体与角膜相当于凸透镜、视网膜相当于光屏)及视物原理,衔接正常眼睛调节机制,深入解析近视眼(晶状体过厚、成像在视网膜前)与远视眼(晶状体过薄、成像在视网膜后)的成因及矫正方法,延伸至眼镜度数计算,构建完整知识支架。
该资料以知识导图可视化知识脉络,通过“避坑指南”中光路图分析培养科学思维(模型建构、科学推理),结合真题闯关与三阶练习强化应用,融入爱眼知识渗透科学态度与责任。课中辅助教师高效授课,课后助力学生回顾强化,精准查漏补缺。
内容正文:
第5.4节 眼睛和眼镜
目录
01 本节导航·目标清单
02 教材精研·内容全解
考点01 眼睛
考点02 近视眼与远视眼及其矫正
03 避坑指南·解题通法
角度01 熟悉眼球的结构及视物原理
角度02 近视眼和远视眼的成因及光路图
角度03 近视眼和远视眼的矫正方法及光路图
角度04 计算近视和远视眼镜的度数
04 真题闯关·溯源演练
05 课后三阶·精准练习
目标导航
方法指导
1.类比眼球和照相机结构,搞清楚晶状体、视网膜各自对应部件
2.分析近视眼晶状体过厚、眼球前后径过长的成像位置问题
3.分析远视眼晶状体过薄、折光能力偏弱的成像缺陷
4.熟记近视、远视对应的矫正透镜类型以及矫正原理
1.晶状体相当于可变焦距凸透镜,视网膜相当于感光光屏
2.近视:光线会聚在视网膜前方,用凹透镜发散推迟会聚
3.远视:光线会聚在视网膜后方,用凸透镜提前会聚
4.眼镜度数由焦距倒数换算,焦距越短,透镜度数越高
知识导图
考点01 眼睛
1、眼睛看到物体的过程
眼睛的主要结构有:角膜、睫状体、瞳孔、晶状体、玻璃体、视网膜、视神经等。物体发出的光经过眼球转化为神经信号传输给大脑,我们就看到了物体。
睫状体:可以改变晶状体的形状。
视网膜:相当于光屏,感受光的刺激产生信号。
视神经:将视网膜产生的信号传输给大脑。
玻璃体:无色透明的胶状物质。
晶状体、角膜:二者的共同作用相当于一个凸透镜。
瞳孔:光的通道。
2、正常眼睛的调节:正常眼睛无论时眺望远景,还是查看近物,都能看清楚。也就是说,不管物距变大还是变小,眼睛都能将像清晰地成像在视网膜上,物距发生变化时,像距(视网膜和晶状体间的距离)未变,这是因为眼睛能通过睫状体改变睫状体的形状,进而改变 对光线的偏折能力,即改变了晶状体的焦距。使不同远近的物体都能在视网膜上成清晰的像。
看远处物体
看近处物体
睫状体
放松
收缩
晶状体
变薄
变厚
对光的偏折能力
变弱
变强
成像原理图
3、远点、近点和明视距离
(1)远点:眼睛的调节是有限度的。当睫状体完全松弛时,晶状体表面弯曲程度最小,此时晶状体最扁,此时能够看清的最远点极限叫做远点。正常人的眼睛的远点理论上在 。
(2)近点:当睫状体极度紧张时(用力看近处物体),睫状体变得最厚,晶状体表面弯曲程度最大,此时能看清的最近的极限点叫做近点。正常人的眼睛的近点在离眼睛 的地方。
(3)明视距离:在合适照明条件下,正常眼睛观察近处物体最清晰而不疲劳的距离大约为25cm,这个距离叫做明视距离。为预防近视眼,读数、写字时眼睛与书本的距离应保持在 。
【深化点拨】
眼睛的视物原理
(1)眼睛好像一架照相机。眼睛观察物体时,物距大于二倍焦距,物体发射活反射的光进入人眼,经晶状体和角膜折射后,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,我们就看到了物体。
(2)人眼看同一物体,会出现“远小近大”的感觉,这和物体在人眼处所成的“视角”有关。
(3)同一物体,离人眼较远时,视角较小;离人眼较近时,视角较大。人离不同大小的物体一样远时视角也会不同,物体越大,则视角越大。
1.在一次班会课上,班主任组织了一场关于保护视力的讨论,请同学们分享在日常生活中保护视力的方法,并邀请校医来讲解近视眼的成因及矫正方法。以下是校医在讲解中提到的一些内容,其中正确的是( )
A.眼睛的晶状体相当于凹透镜
B.物体在视网膜上成倒立、缩小的虚像
C.近视眼看远处物体时,像成在视网膜的前方
D.过度使用电子产品容易导致近视,可戴凸透镜矫正
2.眼球的结构如图甲所示,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,在视网膜上成___________(填“正立”或“倒立”)、缩小的像。眼睛通过睫状体来改变晶状体的形状,当睫状体放松时,晶状体比较___________(填“厚”或“薄”),对光的偏折能力比较___________(填“强”或“弱”),从而看清远处的物体。青少年如果不注意用眼,就容易形成近视眼,图乙中能解释近视眼成因的是___________(填标号)。
考点02 近视眼与远视眼及其矫正
1、近视眼的特点与成因
(1)近视眼的特点:只能看清 ,看不清远处物体。
(2)近视眼的成因:近视眼晶状体 ,折光能力 ,或者眼球在前后方向太长,使得来自远处的光会聚在 ,到达视网膜时已经不是一点而是一个模糊的光斑,导致视网膜上得不到清晰的像。
2、近视眼的矫正:近视眼成像在视网膜前,因此要矫正近视眼,应使其焦点后移。利用凹透镜对光的发散作用,在眼睛前放一个合适凹透镜,让来自远处的光在进入人眼前进行适当的发散,这样就可以使光线进入人眼后恰好会聚在视网膜上(如图乙所示),所以近视眼应佩戴用 制成的眼镜进行矫正。
3、近视眼的防治
(1)读数、写字姿势要端正,眼睛和书本的距离要保持在25cm左右。
(2)不要在暗弱光或直射太阳光下看书写字。
(3)不要躺在床上看书,不要爬在桌子上看书。
(4)不要在车上或走路时看书或玩手机。
(5)不要长时间玩电子游戏;连续看书1h左右,要休息片刻或向远处眺望一会。
4、远视眼的特点与成因
(1)远视眼的特点:只能看清远处的物体,看不清 物体。
(2)远视眼的成因:近视眼晶状体太薄,折光能力 ,或者眼球在前后方向太短,使得来自近处的光会聚在视网膜后,到达视网膜前还没有会聚成点,在视网膜上形成一个模糊的光斑,导致视网膜上得不到清晰的像。
5、远视眼的矫正:远视眼 ,因此要矫正远视眼,应使其焦点前移。利用凸透镜对光的会聚作用,在眼睛前放一个合适凸透镜,让来自近处的光在进入人眼前进行适当的会聚,这样就可以使光线进入人眼后恰好会聚在视网膜上,所以远视眼应佩戴用 制成的眼镜进行矫正。
【深化点拨】
1.近视眼的形成原因及矫正解题思路点拨
(1)近视眼:晶状体凸度过大或眼球前后径过长,外界物体的像成在视网膜前方。
(2)近视看近不看远,晶厚聚光视网前,凹透镜来把光散,矫正近视不等闲。
2.远视眼的形成原因及矫正解题思路点拨
(1)远视眼: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。
(2)远视看远不看近,晶薄聚光视网后,凸透镜来把光聚,矫正远视也能够。
1.一位视力缺陷者的眼球成像情况如图所示,他的视力缺陷类型及矫正时需要戴的眼镜镜片种类是( )
A.近视眼,凸透镜 B.远视眼,凸透镜
C.近视眼,凹透镜 D.远视眼,凹透镜
2.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。下列关于近视眼及其矫正的原理图正确的是( )
A.甲乙 B.甲丁 C.丙乙 D.丙丁
3.矫正近视眼应佩戴______(选填“凸透镜”或“凹透镜”);投影仪的镜头相当于一个凸透镜,它成倒立、______(选填“放大”“缩小”或“等大”)的实像。
4.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。在甲、乙示意图中,属远视眼的是______,矫正时配戴的眼镜镜片应选用______(选填“丙”或“丁”)。
眼睛和眼镜的综合应用及解题步骤
1.眼睛的构造与调节:眼睛本质上是一架“可自动调节焦距的照相机”,解题时要明确各部件的对应关系。
(1)结构对应:晶状体和角膜的共同作用相当于一个凸透镜,视网膜相当于光屏。
(2)成像特点:无论看远看近,在视网膜上成的都是倒立、缩小的实像。
(3)调节机制(核心):正常眼睛通过睫状体改变晶状体的厚薄来调节焦距。
(4)看远处物体:睫状体放松,晶状体变薄,折光能力变弱,焦距变长。
(5)看近处物体:睫状体收缩,晶状体变厚,折光能力变强,焦距变短。
2.近视眼及其矫正:近视眼是考试中最常考的视力问题,重点在于理解光线“提前会聚”。
(1)症状:只能看清近处物体,看不清远处物体。
(2)成因:晶状体太厚(折光能力太强),或者眼球前后方向太长。导致来自远处的光会聚在视网膜的前方。
(3)矫正方法:佩戴凹透镜制成的眼镜。
(4)原理:凹透镜对光有发散作用,使光线进入眼睛前先发散一下,从而将像“推迟”成在视网膜上。
3.远视眼(老花眼)及其矫正:远视眼的成因和矫正与近视眼恰好相反,切忌混淆。
(1)症状:只能看清远处物体,看不清近处物体。
(2)成因:晶状体太薄(折光能力太弱),或者眼球前后方向太短。导致来自近处的光会聚在视网膜的后方。
(3)矫正方法:佩戴凸透镜制成的眼镜。
(4)原理:凸透镜对光有会聚作用,使光线提前会聚,将像“提前”成在视网膜上。
角度01 熟悉眼球的结构及视物原理
1.人眼的晶状体和角膜的共同作用相当于一个凸透镜(用“E”表示),正常眼睛能看清远近不同的物体,如图所示。以下判断正确的是( )
A.眼球好像一架投影仪
B.视网膜上所成的像是正立的
C.观察的物体越来越远时,“E”的焦距不变
D.观察的物体越来越远时,它在视网膜上成像的像距不变
2.人眼看近处的物体时,与看远处物体相比较,晶状体厚度变化情况是___________,使入射光线偏折的角度更大还是更小?___________。长时间观看近处物体,会使眼睛的晶状体厚度变化后难以恢复原状,成为近视眼,矫正近视眼的眼镜片会聚还是发散光线?___________。
3.如图所示的VR眼镜是一种虚拟现实头戴显示设备,内部电子屏上的画面,经过人眼的晶状体在视网膜上成___________(正立/倒立)的_______(虚/实)像,但电子屏距离眼睛很近,像会落在视网膜的后方,因此需在电子屏与人眼之间内置一个对光有_______作用的透镜,从而让人看清图像。
角度02 近视眼和远视眼的成因及光路图
4.如图1为光通过晶状体,图2为透镜的光路图,则( )
A.透镜Q是凸透镜 B.透镜Q可以矫正远视眼
C.图1所示的眼睛是近视眼 D.此时的晶状体相当于凸透镜
5.王老师摘下眼镜后需要将书本远离自己才能看清书本上的字。下列有关说法正确的是( )
A.王老师患上了近视眼
B.王老师将书本远离眼睛,像会靠近晶状体
C.王老师在讲台前讲课时,可能看得清前排的同学,而看不清后排的同学
D.王老师应该佩戴凹透镜做的眼镜
6.2026年6月6日是第31个全国爱眼日。下面两图中能模拟远视眼成像的光路图是___________(选填“甲”或“乙”),应佩戴___________制成的眼镜来矫正远视眼(选填“凸透镜”或“凹透镜”)。
7.小明陪爷爷去游玩,看到夜色中的“大玉米”流光溢彩,美不胜收。但他取下近视眼镜后看到“大玉米”变模糊了,这是因为“大玉米”的像成在了他的视网膜的__________(填“前”或“后”)方;他用爷爷的老花镜观看远处的“大玉米”,看到了“大玉米”倒立的像,这个像是__________(填“实”或“虚”)像。爷爷的老花镜是__________透镜。
角度03 近视眼和远视眼的矫正方法及光路图
8.保护视力、科学用眼已成为社会共识。下列有关眼睛和眼镜的说法正确的是( )
A.眼睛成像原理与投影仪成像原理相同
B.物体在眼睛的视网膜上成倒立、缩小的虚像
C.近视眼看远处的物体时,像成在视网膜的后方
D.若对近视眼进行矫正,可佩戴凹透镜
9.如图所示,在“探究凸透镜成像的规律”的实验中,此时烛焰在光屏上成清晰的像(像未画出)。下列说法正确的是( )
A.光屏上成正立、等大的实像
B.凸透镜的焦距为20cm
C.若将蜡烛移至10cm刻度线处,成像原理与投影仪相同
D.若在蜡烛和凸透镜间加一个近视镜片,光屏需右移才能再次成清晰的像
10.如图是无人机水平飞行对农作物进行农药喷洒作业的情景。喷洒作业过程中,以农作物为参照物,无人机是__________(选填“运动”或“静止”)的。摄影师用照相机拍摄如图所示的无人机的照片,照相机镜头这类透镜可以用来矫正__________(选填“近视眼”或“远视眼”)。
11.如图甲所示是人的眼球示意图,人眼的成像原理与___________(选填“照相机”“投影仪”或“放大镜”)的成像原理类似;如图乙是___________(选填“近视眼”或“远视眼”)看远处物体的成像示意图,可以用___________(选填“凹透镜”或“凸透镜”)矫正,才能看清远处的物体。
角度04 计算近视和远视眼镜的度数
12.一款远视眼镜的镜片焦距为0.2m,该眼镜的度数为( )
A.50度 B.200度 C.500度 D.20度
13.若眼镜片的度数D,焦距f以m为单位,已知小明所配戴的眼镜度数为400°,则该眼镜焦距的大小为__ cm;眼镜片度数越大,则眼镜片的焦距越 __ 。
【例1】(2026·山东烟台·中考真题)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
【深化点拨】
(1)考查人眼成像原理,晶状体相当于凸透镜,正常眼睛在视网膜上成倒立、缩小的实像。
(2)考查近视眼成因,晶状体变厚,折光能力变强,远处物体成像在视网膜前方。
(3)考查近视和远视的矫正,近视眼用凹透镜矫正,远视眼用凸透镜矫正。
(4)考查光现象原理辨析,区分凸透镜成像(光的折射)和小孔成像(光的直线传播)。
【变式1-1】(2026·四川成都·中考真题)由于平时不注意科学用眼,小伟看远处黑板上的字模糊,看近处课本上的字清晰。结合所学物理知识分析如下,正确的是( )
A.小伟患上了远视,应佩戴凸透镜矫正 B.小伟患上了远视,应佩戴凹透镜矫正
C.小伟患上了近视,应佩戴凸透镜矫正 D.小伟患上了近视,应佩戴凹透镜矫正
【变式1-2】(2025·江苏宿迁·中考真题)人眼的晶状体相当于凸透镜,如图所示,下列光学仪器与人眼的晶状体成像原理相同的是( )
A.放大镜 B.照相机 C.投影仪 D.平面镜
【变式1-3】(2025·甘肃兰州·中考真题)甲、乙两图分别是正常人眼通过调节晶状体等结构看清远处和近处物体的示意图。下列关于丙、丁两图模拟近、远视眼的情况以及应该佩戴何种透镜进行矫正的说法正确的是( )
A.丙图是近视眼,应该配戴凹透镜 B.丙图是远视眼,应该配戴凸透镜
C.丁图是近视眼,应该配戴凸透镜 D.丁图是远视眼,应该配戴凹透镜
【例2】(2026·青海·中考真题)细心的小明观察到爷爷看报纸时会戴着眼镜,而看远处时又会摘下眼镜。因此,小明判断爷爷的眼睛是__________视眼,戴的眼镜是__________透镜。
【深化点拨】
(1)考查远视眼视物特点,远视眼能看清远处物体,看不清近处物体。
(2)考查远视眼成像位置,近处物体的像成在视网膜后方。
(3)考查远视眼矫正方式,需配戴具有会聚作用的凸透镜矫正。
(4)考查近视、远视的区分辨析,结合生活场景判断视力缺陷类型。
【变式2-1】(2026·河北·中考真题)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”)。
【变式2-2】(2026·四川·中考真题)眼睛的角膜和晶状体相当于一个________(选填“凸透镜”或“凹透镜”),能把来自物体的光会聚到视网膜上,形成一个________的像(选填“正立”或“倒立”)。
【变式2-3】(2026·四川南充·中考真题)如图为某同学看远处物体时,眼睛的成像示意图,该同学患了___________(选填“近视眼”或“远视眼”),可以佩戴对光线具有___________(选填“发散”或“会聚”)作用的眼镜进行矫正。
⚡基础速刷
1.小丽将奶奶眼镜的镜片对准太阳,发现镜片另一侧的白纸上有一个很小很亮的光斑,可见小丽的奶奶戴的眼镜是( )
A.近视镜 B.远视镜 C.平面镜 D.凸面镜
2.“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,是由于光发生了镜面反射
B.白鹭“上青天”后,相对于地面是静止的
C.人眼能看到“白鹭”,是由于白鹭反射的太阳光进入人眼
D.目送白鹭高飞远去的过程中,眼睛的晶状体变厚
3.关于透镜,下列说法正确的是( )
A.凸透镜对光线有发散作用
B.凹透镜对光线有会聚作用
C.放大镜成像是利用凸透镜成正立放大的虚像
D.近视眼镜的镜片是凸透镜
4.光的传播规律,造就了各种“影”和“像”,使人们的生活丰富多彩,下列“影”和“像”是由光的直线传播形成的是( )
A.手在墙上的影子 B.桥在水中的倒影
C.显微镜中细胞的“像” D.哈哈镜中“像”小
5.王老师能看清远处物体,但看不清近处物体。王老师的眼睛是___________(选填“近”或“远”)眼,可用___________透镜来矫正。
6.如图所示,是人眼睛的结构示意图,其中晶状体相当于________,其作用是使被观察的物体在视网膜上成_______(“正立”或“倒立”)缩小实像,若视力下降,清晰的像成在视网膜前,应佩戴______(选填“凹”或“凸”)透镜矫正视力。
7.学习了光学知识后,小华对如图所示的探究实验进行了回顾和思考。
(1)甲图是“探究光的反射定律”的实验装置,选用可弯折的白纸板做实验,除了可用它呈现光路外,还可用它探究反射光线、入射光线和法线是否在________;
(2)图乙是“凸透镜成像规律”的实验装置,实验前将烛焰、凸透镜、光屏的中心调到________,当蜡烛燃烧变短时,光屏上的像向________移动;
(3)将点燃的蜡烛、凸透镜放在乙图所示的位置,所用凸透镜的焦距10cm,在光屏上得到了一个清晰的倒立、________(选填“放大”、“等大”或“缩小”)的实像;________(填光学仪器名称)就是利用这一成像规律工作的。
(4)将一个近视眼镜放在图乙中蜡烛和凸透镜间的某一位置,光屏上的像变模糊了,若凸透镜和蜡烛的位置保持不变,向________(选填“左”或“右”)移动光屏,又能在光屏上看到烛焰清晰的像。
🚀能力跃升
8.在“探究凸透镜成像的规律”时,将点燃的蜡烛放在距凸透镜16cm处,在透镜另一侧距离透镜30cm处的光屏上得到烛焰清晰的像。则下列相关说法正确的是( )
①光屏上成倒立、放大的实像
②投影仪是利用这一成像原理工作的
③该透镜的焦距一定满足
④将远视镜片放在蜡烛和透镜之间,要使光屏上再次出现清晰的像,光屏应远离透镜
A.①②③ B.①③④ C.②③④ D.①②④
9.如图,将印有花的透明胶片,贴在发光手电筒前端玻璃上,正对着焦距为的凸透镜。调整位置,墙上出现一朵清晰放大的“花”。下列说法正确的是( )
A.胶片上的花是正立的
B.此透镜可作为近视眼镜镜片
C.此现象与眼睛的成像原理相同
D.若想让白墙上的“花”变得大些,需将手电筒适当靠近凸透镜,然后将凸透镜和手电筒同时适当远离白墙
10.学校开展学科实践活动,小明设计了如图所示的实验装置探究凸透镜成像规律,此时光屏上出现了清晰的像。下列说法错的是( )
A.此时光屏上成倒立放大的实像,可应用于投影仪
B.若蜡烛向左移动,光屏也要向左移动才能找到清晰的像,此过程像逐渐变大
C.若在蜡烛、透镜之间加远视镜片,光屏上的像变模糊,光屏需靠近透镜才能再次呈清晰的像
D.随着实验次数增多,蜡烛变短,光屏上成的像要向上移动
11.如图所示,在探究凸透镜成像规律实验时,光屏(图中未画出)上恰好成清晰等大的像,该凸透镜的焦距是________cm,如果将近视眼镜镜片放在蜡烛与凸透镜之间,光屏应向________(选填“左”或“右”)移动才能在屏上接收到清晰的像。
12.小明用某款手机拍照时,发现手机镜头与拍摄物之间的距离小于5cm时无法正常对焦,拍出的照片模糊不清,此时像成在感光元件(相当于光屏)的______方(填“前”或“后”)。小明将______(填“近视镜”或“老花镜”)镜片紧贴在手机镜头上解决了这一问题。
13.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。
🌟思维挑战
14.图甲为眼睛的结构示意图,图乙为某科学兴趣小组自制的一个用来模拟眼睛变焦过程的装置。实验时保持图中蜡烛和水凸透镜的位置不变,缓慢从“水透镜”中抽出或注入适量的水,从而改变“水透镜”的凸度,发现光屏上的像变模糊,此时适当调节光屏的位置,直至呈现烛焰清晰的像并记录像距。针对此实验过程,以下说法正确的是( )
A.图甲中的视网膜相当于图乙中的水凸透镜
B.当抽出适量水时,烛焰的像距随之减小
C.当注入适量水时,光屏上的像变模糊,此时烛焰的像成在光屏的前方
D.当注入适量水时,在水透镜前方放置一个适当的凸透镜,光屏上仍可成清晰的像
15.保护视力,要有良好的读书、写字姿势,需要坚持做到“三个一”,即“一尺、一拳、一寸”,其中“一尺”指书本与眼睛之间的距离保持一尺左右(30至35cm)。如果患上近视眼,必须到专业眼镜店配近视眼镜,关于佩戴了近视眼镜能正常阅读的同学,下列说法正确的是( )
A.该同学的眼镜是凸透镜制成的 B.戴上近视眼镜后在视网膜上成的像是虚像
C.戴上近视眼镜后像仍然成在视网膜的前方 D.所戴的近视眼镜对光有发散作用
16.2025年1月第九届亚冬会上,火种采集仪式用图甲中的冰透镜成功点燃了火炬,小红为了研究此现象,让光束透过近视眼镜和老花眼镜投射在墙上(图乙),又制作了水膜透镜A和B观察书上同一个位置(图丙),则图乙中_______(上/下)方眼镜、图丙中________(A、B)水膜透镜与冰透镜类型相同,为________透镜。
17.小周同学在实验室利用图甲所示实验装置探究凸透镜成像的规律。
(1)如图甲所示,F型光源恰好在光屏上呈现一个清晰的像,此时光屏上能看到一个倒立、________的实像;
(2)根据凸透镜对光的作用,画出图乙中入射光线对应的折射光线;
(3)小周将一块镜片放在F型光源和凸透镜之间,光屏上原本清晰的像变得模糊,将光屏向右移动一小段距离,光屏上重新得到清晰的像,则该镜片可用于矫正______眼;
(4)实验中,小明和小华在同一坐标纸上记录并绘制了各自实验时像到凸透镜的距离v和物体到凸透镜的距离u之间的关系图像,如图丙所示。分析图像时,他们发现两个图像有差异,回顾整个实验过程并无操作错误,你觉得图像有差异的原因是________。
18.某小组同学用如图甲的装置“探究凸透镜成像特点”,其中凸透镜的焦距为15cm。他们进行实验的同时在坐标纸上记录蜡烛与光屏上像的位置和大小,如图乙。(用带箭头的线段表示物或像,A'、B'分别表示蜡烛在A、B处像的位置)
(1)将蜡烛、凸透镜、光屏从左到右摆放在光具座上,______(选填“点燃”“不点燃”)蜡烛,并调整它们的高度,使烛焰和光屏中心在______,目的是______;当蜡烛、凸透镜、光屏位于甲图中的位置时,在光屏上能观察到清晰的像,此实验现象可以说明______的成像特点(选填“照相机”“投影仪”或“放大镜”);若保持透镜位置不变,仅将蜡烛和光屏位置交换,光屏上可观察到倒立、______的实像,理由是______(写一光学物理规律);
(2)若当他们把蜡烛放在C位置时,在光具座上无论怎样移动光屏都不能得到清晰的像,是因为______。为了让蜡烛在C位置的像成在光具座上的光屏上,他们采用了两种做法。
做法一:保持蜡烛和透镜的位置不变,更换凸透镜,在光具座上移动光屏,光屏上又出现了清晰的像,这表明像距变小,由此推断更换的凸透镜焦距______(选填“变大”“变小”);
做法二:保持蜡烛和透镜的位置不变,在蜡烛和透镜之间再放置一个凸透镜,在光具座上移动光屏,光屏上又出现了清晰的像。由此实验联系实际,远视眼的晶状体焦距较______(选填“大”“小”),将近处物体的像成在视网膜______(选填“前”或“后”)方,故需配戴______透镜矫正;
(3)小明在实验中将蜡烛从略大于一倍焦距处逐渐远离凸透镜,物距u随时间t的变化图像如图丙所示,则像距v与t的大致变化关系为图中的___________。
A. B. C. D.
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第5.4节 眼睛和眼镜
目录
01 本节导航·目标清单
02 教材精研·内容全解
考点01 眼睛
考点02 近视眼与远视眼及其矫正
03 避坑指南·解题通法
角度01 熟悉眼球的结构及视物原理
角度02 近视眼和远视眼的成因及光路图
角度03 近视眼和远视眼的矫正方法及光路图
角度04 计算近视和远视眼镜的度数
04 真题闯关·溯源演练
05 课后三阶·精准练习
目标导航
方法指导
1.类比眼球和照相机结构,搞清楚晶状体、视网膜各自对应部件
2.分析近视眼晶状体过厚、眼球前后径过长的成像位置问题
3.分析远视眼晶状体过薄、折光能力偏弱的成像缺陷
4.熟记近视、远视对应的矫正透镜类型以及矫正原理
1.晶状体相当于可变焦距凸透镜,视网膜相当于感光光屏
2.近视:光线会聚在视网膜前方,用凹透镜发散推迟会聚
3.远视:光线会聚在视网膜后方,用凸透镜提前会聚
4.眼镜度数由焦距倒数换算,焦距越短,透镜度数越高
知识导图
考点01 眼睛
1、眼睛看到物体的过程
眼睛的主要结构有:角膜、睫状体、瞳孔、晶状体、玻璃体、视网膜、视神经等。物体发出的光经过眼球转化为神经信号传输给大脑,我们就看到了物体。
睫状体:可以改变晶状体的形状。
视网膜:相当于光屏,感受光的刺激产生信号。
视神经:将视网膜产生的信号传输给大脑。
玻璃体:无色透明的胶状物质。
晶状体、角膜:二者的共同作用相当于一个凸透镜。
瞳孔:光的通道。
2、正常眼睛的调节:正常眼睛无论时眺望远景,还是查看近物,都能看清楚。也就是说,不管物距变大还是变小,眼睛都能将像清晰地成像在视网膜上,物距发生变化时,像距(视网膜和晶状体间的距离)未变,这是因为眼睛能通过睫状体改变睫状体的形状,进而改变晶状体对光线的偏折能力,即改变了晶状体的焦距。使不同远近的物体都能在视网膜上成清晰的像。
看远处物体
看近处物体
睫状体
放松
收缩
晶状体
变薄
变厚
对光的偏折能力
变弱
变强
成像原理图
3、远点、近点和明视距离
(1)远点:眼睛的调节是有限度的。当睫状体完全松弛时,晶状体表面弯曲程度最小,此时晶状体最扁,此时能够看清的最远点极限叫做远点。正常人的眼睛的远点理论上在无限远处。
(2)近点:当睫状体极度紧张时(用力看近处物体),睫状体变得最厚,晶状体表面弯曲程度最大,此时能看清的最近的极限点叫做近点。正常人的眼睛的近点在离眼睛大约10cm的地方。
(3)明视距离:在合适照明条件下,正常眼睛观察近处物体最清晰而不疲劳的距离大约为25cm,这个距离叫做明视距离。为预防近视眼,读数、写字时眼睛与书本的距离应保持在25cm左右。
【深化点拨】
眼睛的视物原理
(1)眼睛好像一架照相机。眼睛观察物体时,物距大于二倍焦距,物体发射活反射的光进入人眼,经晶状体和角膜折射后,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,我们就看到了物体。
(2)人眼看同一物体,会出现“远小近大”的感觉,这和物体在人眼处所成的“视角”有关。
(3)同一物体,离人眼较远时,视角较小;离人眼较近时,视角较大。人离不同大小的物体一样远时视角也会不同,物体越大,则视角越大。
1.在一次班会课上,班主任组织了一场关于保护视力的讨论,请同学们分享在日常生活中保护视力的方法,并邀请校医来讲解近视眼的成因及矫正方法。以下是校医在讲解中提到的一些内容,其中正确的是( )
A.眼睛的晶状体相当于凹透镜
B.物体在视网膜上成倒立、缩小的虚像
C.近视眼看远处物体时,像成在视网膜的前方
D.过度使用电子产品容易导致近视,可戴凸透镜矫正
【答案】C
【详解】AB.眼睛的晶状体相当于凸透镜,人的眼睛相当于一架照相机,物体在正常眼睛的视网膜上成倒立、缩小的实像,故AB错误;
CD.过度使用电子产品容易导致近视,近视眼看不清楚远处的物体,原因是晶状体太厚或眼球太长,远处物体的像成在视网膜的前方,但是我们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,能看清物体,故C正确、D错误。
故选C。
2.眼球的结构如图甲所示,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,在视网膜上成___________(填“正立”或“倒立”)、缩小的像。眼睛通过睫状体来改变晶状体的形状,当睫状体放松时,晶状体比较___________(填“厚”或“薄”),对光的偏折能力比较___________(填“强”或“弱”),从而看清远处的物体。青少年如果不注意用眼,就容易形成近视眼,图乙中能解释近视眼成因的是___________(填标号)。
【答案】 倒立 薄 弱 A
【详解】照相机是利用凸透镜成倒立缩小的实像的原理制成的,由凸透镜成像规律可知,物体在二倍焦距外成倒立、缩小的实像。
睫状体放松时,晶状体较薄,对光的偏折能力较弱,可使远处物体的像成在视网膜上,从而看清远处的物体。
近视眼的成因是远处物体的像成在视网膜前方,图A符合该成像特点。
考点02 近视眼与远视眼及其矫正
1、近视眼的特点与成因
(1)近视眼的特点:只能看清近处物体,看不清远处物体。
(2)近视眼的成因:近视眼晶状体太厚,折光能力太强,或者眼球在前后方向太长,使得来自远处的光会聚在视网膜前,到达视网膜时已经不是一点而是一个模糊的光斑,导致视网膜上得不到清晰的像。
2、近视眼的矫正:近视眼成像在视网膜前,因此要矫正近视眼,应使其焦点后移。利用凹透镜对光的发散作用,在眼睛前放一个合适凹透镜,让来自远处的光在进入人眼前进行适当的发散,这样就可以使光线进入人眼后恰好会聚在视网膜上(如图乙所示),所以近视眼应佩戴用凹透镜制成的眼镜进行矫正。
3、近视眼的防治
(1)读数、写字姿势要端正,眼睛和书本的距离要保持在25cm左右。
(2)不要在暗弱光或直射太阳光下看书写字。
(3)不要躺在床上看书,不要爬在桌子上看书。
(4)不要在车上或走路时看书或玩手机。
(5)不要长时间玩电子游戏;连续看书1h左右,要休息片刻或向远处眺望一会。
4、远视眼的特点与成因
(1)远视眼的特点:只能看清远处的物体,看不清近处物体。
(2)远视眼的成因:近视眼晶状体太薄,折光能力太弱,或者眼球在前后方向太短,使得来自近处的光会聚在视网膜后,到达视网膜前还没有会聚成点,在视网膜上形成一个模糊的光斑,导致视网膜上得不到清晰的像。
5、远视眼的矫正:远视眼成像在视网膜后,因此要矫正远视眼,应使其焦点前移。利用凸透镜对光的会聚作用,在眼睛前放一个合适凸透镜,让来自近处的光在进入人眼前进行适当的会聚,这样就可以使光线进入人眼后恰好会聚在视网膜上,所以远视眼应佩戴用凸透镜制成的眼镜进行矫正。
【深化点拨】
1.近视眼的形成原因及矫正解题思路点拨
(1)近视眼:晶状体凸度过大或眼球前后径过长,外界物体的像成在视网膜前方。
(2)近视看近不看远,晶厚聚光视网前,凹透镜来把光散,矫正近视不等闲。
2.远视眼的形成原因及矫正解题思路点拨
(1)远视眼: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。
(2)远视看远不看近,晶薄聚光视网后,凸透镜来把光聚,矫正远视也能够。
1.一位视力缺陷者的眼球成像情况如图所示,他的视力缺陷类型及矫正时需要戴的眼镜镜片种类是( )
A.近视眼,凸透镜 B.远视眼,凸透镜
C.近视眼,凹透镜 D.远视眼,凹透镜
【答案】C
【详解】由图可知,入射光线经眼球的晶状体折射后,成像在视网膜前方,这是近视眼的成像特征;近视眼是晶状体折光能力过强,使远处物体的像落在视网膜前方;矫正近视眼需要利用对光线有发散作用的凹透镜,让像后移到视网膜上,因此该视力缺陷是近视眼,矫正需戴凹透镜。故选C。
2.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。下列关于近视眼及其矫正的原理图正确的是( )
A.甲乙 B.甲丁 C.丙乙 D.丙丁
【答案】A
【详解】甲图平行光会聚在视网膜前方,为近视眼成因;乙图佩戴凹透镜使光线发散后会聚在视网膜上,为近视眼矫正;丙图光线会聚在视网膜后方,为远视眼成因;丁图佩戴凸透镜使光线会聚在视网膜上,为远视眼矫正。近视眼及其矫正的原理图分别对应甲乙。
故选A。
3.矫正近视眼应佩戴______(选填“凸透镜”或“凹透镜”);投影仪的镜头相当于一个凸透镜,它成倒立、______(选填“放大”“缩小”或“等大”)的实像。
【答案】 凹透镜 放大
【详解】[1]近视眼是由于晶状体折光能力过强,像成在视网膜前方,凹透镜对光线有发散作用,能使像后移至视网膜上,可用于矫正近视眼。
[2]根据凸透镜成像规律,当物体位于凸透镜的一倍焦距与二倍焦距之间时,成倒立、放大的实像,投影仪的镜头工作时满足这一成像条件。
4.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。在甲、乙示意图中,属远视眼的是______,矫正时配戴的眼镜镜片应选用______(选填“丙”或“丁”)。
【答案】 乙 丙
【详解】由远视眼的像成在视网膜后方可知,乙图符合远视眼的成像特点,故属远视眼的是乙。
因远视眼需用对光线有会聚作用的凸透镜矫正,丙为凸透镜,故矫正时配戴的眼镜镜片应选用丙。
眼睛和眼镜的综合应用及解题步骤
1.眼睛的构造与调节:眼睛本质上是一架“可自动调节焦距的照相机”,解题时要明确各部件的对应关系。
(1)结构对应:晶状体和角膜的共同作用相当于一个凸透镜,视网膜相当于光屏。
(2)成像特点:无论看远看近,在视网膜上成的都是倒立、缩小的实像。
(3)调节机制(核心):正常眼睛通过睫状体改变晶状体的厚薄来调节焦距。
(4)看远处物体:睫状体放松,晶状体变薄,折光能力变弱,焦距变长。
(5)看近处物体:睫状体收缩,晶状体变厚,折光能力变强,焦距变短。
2.近视眼及其矫正:近视眼是考试中最常考的视力问题,重点在于理解光线“提前会聚”。
(1)症状:只能看清近处物体,看不清远处物体。
(2)成因:晶状体太厚(折光能力太强),或者眼球前后方向太长。导致来自远处的光会聚在视网膜的前方。
(3)矫正方法:佩戴凹透镜制成的眼镜。
(4)原理:凹透镜对光有发散作用,使光线进入眼睛前先发散一下,从而将像“推迟”成在视网膜上。
3.远视眼(老花眼)及其矫正:远视眼的成因和矫正与近视眼恰好相反,切忌混淆。
(1)症状:只能看清远处物体,看不清近处物体。
(2)成因:晶状体太薄(折光能力太弱),或者眼球前后方向太短。导致来自近处的光会聚在视网膜的后方。
(3)矫正方法:佩戴凸透镜制成的眼镜。
(4)原理:凸透镜对光有会聚作用,使光线提前会聚,将像“提前”成在视网膜上。
角度01 熟悉眼球的结构及视物原理
1.人眼的晶状体和角膜的共同作用相当于一个凸透镜(用“E”表示),正常眼睛能看清远近不同的物体,如图所示。以下判断正确的是( )
A.眼球好像一架投影仪
B.视网膜上所成的像是正立的
C.观察的物体越来越远时,“E”的焦距不变
D.观察的物体越来越远时,它在视网膜上成像的像距不变
【答案】D
【详解】AB.人眼的成像原理与照相机相同,在视网膜上成倒立、缩小的实像,而投影仪成倒立、放大的实像,故AB错误;
CD.观察的物体越来越远时,物距变大,人眼依靠调节晶状体焦距成像,晶状体变薄,焦距变大,但视网膜位置不变,成像的像距不变,故C错误,D正确。
故选D。
2.人眼看近处的物体时,与看远处物体相比较,晶状体厚度变化情况是___________,使入射光线偏折的角度更大还是更小?___________。长时间观看近处物体,会使眼睛的晶状体厚度变化后难以恢复原状,成为近视眼,矫正近视眼的眼镜片会聚还是发散光线?___________。
【答案】 变厚 更大 发散
【详解】人眼的晶状体相当于凸透镜,看近处物体时,睫状肌收缩,使晶状体的厚度变厚,凸透镜焦距变短。
凸透镜越厚,折光能力越强,晶状体变厚后,会使入射光线偏折的角度更大。
近视眼是因为晶状体太厚,光线会聚在视网膜前方,矫正近视眼需要佩戴凹透镜,凹透镜会对光线起发散作用,使像后移到视网膜上。
3.如图所示的VR眼镜是一种虚拟现实头戴显示设备,内部电子屏上的画面,经过人眼的晶状体在视网膜上成___________(正立/倒立)的_______(虚/实)像,但电子屏距离眼睛很近,像会落在视网膜的后方,因此需在电子屏与人眼之间内置一个对光有_______作用的透镜,从而让人看清图像。
【答案】 倒立 实 会聚
【详解】人眼的晶状体相当于凸透镜,成像原理和照相机相同,外界物体经过晶状体折射后,在视网膜上成倒立、缩小的实像。
像落在视网膜后方,说明光线会聚能力不足,需要让光线提前会聚,使像前移到视网膜上,因此需要内置对光有会聚作用的凸透镜。
角度02 近视眼和远视眼的成因及光路图
4.如图1为光通过晶状体,图2为透镜的光路图,则( )
A.透镜Q是凸透镜 B.透镜Q可以矫正远视眼
C.图1所示的眼睛是近视眼 D.此时的晶状体相当于凸透镜
【答案】D
【详解】AB.图2中光线经透镜Q后会聚点延后(光线变得发散),说明Q对光有发散作用,为凹透镜,用于矫正近视眼,故AB不符合题意;
C.图1中光线会聚在视网膜后方,为远视眼,故C不符合题意;
D.人眼晶状体P相当于凸透镜,故D符合题意。
故选D。
5.王老师摘下眼镜后需要将书本远离自己才能看清书本上的字。下列有关说法正确的是( )
A.王老师患上了近视眼
B.王老师将书本远离眼睛,像会靠近晶状体
C.王老师在讲台前讲课时,可能看得清前排的同学,而看不清后排的同学
D.王老师应该佩戴凹透镜做的眼镜
【答案】B
【详解】AD.王老师摘下眼镜后需将书本远离自己才能看清书本上的字,说明王老师不戴眼镜时能看清远处物体,看不清近处物体,是远视眼,远视眼需要佩戴凸透镜制成的眼镜调节,故AD错误;
B.远视眼成像在视网膜后,像离晶状体较远,将书本远离眼睛,能看清书本,此时成像在视网膜上,像离晶状体较近,故王老师将书本远离眼睛时,像逐渐靠近晶状体,故B正确;
C.“看得清前排的同学,而看不清后排的同学”是近视眼的症状,故C错误;
故选B。
6.2026年6月6日是第31个全国爱眼日。下面两图中能模拟远视眼成像的光路图是___________(选填“甲”或“乙”),应佩戴___________制成的眼镜来矫正远视眼(选填“凸透镜”或“凹透镜”)。
【答案】 乙 凸透镜
【详解】远视眼的成因是晶状体折光能力偏弱,入射光线经晶状体折射后,成像在视网膜后方:甲图成像在视网膜前方,是近视眼的成像光路,乙图成像在视网膜后方,是远视眼的成像光路。
凸透镜对光线有会聚作用,佩戴凸透镜可以使光线提前会聚,让像前移到视网膜上,因此远视眼需要佩戴凸透镜矫正。
7.小明陪爷爷去游玩,看到夜色中的“大玉米”流光溢彩,美不胜收。但他取下近视眼镜后看到“大玉米”变模糊了,这是因为“大玉米”的像成在了他的视网膜的__________(填“前”或“后”)方;他用爷爷的老花镜观看远处的“大玉米”,看到了“大玉米”倒立的像,这个像是__________(填“实”或“虚”)像。爷爷的老花镜是__________透镜。
【答案】 前 实 凸
【详解】近视眼的成因是晶状体折光能力过强,远处物体的像会成在视网膜的前方,因此取下近视眼镜后,看远处物体变模糊。
老花镜属于凸透镜,远处的“大玉米”位于凸透镜的二倍焦距以外,根据凸透镜成像规律,当时,凸透镜成倒立、缩小的实像,因此这个像是实像。
老花镜用于矫正远视眼,远视眼是由于晶状体折光能力较弱,像成在视网膜后方,需要利用凸透镜对光线的会聚作用,使像成在视网膜上,因此老花镜是凸透镜。
角度03 近视眼和远视眼的矫正方法及光路图
8.保护视力、科学用眼已成为社会共识。下列有关眼睛和眼镜的说法正确的是( )
A.眼睛成像原理与投影仪成像原理相同
B.物体在眼睛的视网膜上成倒立、缩小的虚像
C.近视眼看远处的物体时,像成在视网膜的后方
D.若对近视眼进行矫正,可佩戴凹透镜
【答案】D
【详解】AB.人的眼睛相当于凸透镜,成像原理和照相机相同,成倒立、缩小的实像;投影仪成倒立放大的实像,故AB错误;
CD.近视眼的晶状体折光能力过强,看远处物体时,像成在视网膜的前方;凹透镜对光线有发散作用,矫正近视眼需要配戴凹透镜,使像后移到视网膜上,故C错误,D正确。
故选D。
9.如图所示,在“探究凸透镜成像的规律”的实验中,此时烛焰在光屏上成清晰的像(像未画出)。下列说法正确的是( )
A.光屏上成正立、等大的实像
B.凸透镜的焦距为20cm
C.若将蜡烛移至10cm刻度线处,成像原理与投影仪相同
D.若在蜡烛和凸透镜间加一个近视镜片,光屏需右移才能再次成清晰的像
【答案】D
【详解】AB.由题图可知,,当时成倒立、等大的实像,所以,因此该凸透镜的焦距,故A、B错误;
C.将蜡烛置于10cm刻度线处,此时物距,成倒立、缩小的实像,应用于照相机,故C错误;
D.若在蜡烛和凸透镜间放置一个近视镜片,近视镜片是凹透镜,凹透镜对光具有发散作用,会将光推迟会聚成像,为得到清晰的像,光屏应向右移动,故D正确。
故选D。
10.如图是无人机水平飞行对农作物进行农药喷洒作业的情景。喷洒作业过程中,以农作物为参照物,无人机是__________(选填“运动”或“静止”)的。摄影师用照相机拍摄如图所示的无人机的照片,照相机镜头这类透镜可以用来矫正__________(选填“近视眼”或“远视眼”)。
【答案】 运动 远视眼
【详解】无人机喷洒农药时水平飞行,相对于农作物的位置不断改变,因此以农作物为参照物,无人机是运动的;
照相机镜头是凸透镜,凸透镜对光线有会聚作用,远视眼的成因是晶状体折光能力偏弱,近处物体的像成在视网膜后方,需要用凸透镜矫正,因此照相机这类透镜可以矫正远视眼。
11.如图甲所示是人的眼球示意图,人眼的成像原理与___________(选填“照相机”“投影仪”或“放大镜”)的成像原理类似;如图乙是___________(选填“近视眼”或“远视眼”)看远处物体的成像示意图,可以用___________(选填“凹透镜”或“凸透镜”)矫正,才能看清远处的物体。
【答案】 照相机 近视眼 凹透镜
【详解】[1]人眼的晶状体相当于凸透镜,看外界物体时成倒立、缩小的实像,成像原理和照相机一致。
[2]图乙中平行入射的光线经晶状体折射后,成像在视网膜(眼球后壁)前方,这是近视眼看远处物体的成像特点。
[3]近视眼是晶状体折射能力过强导致的,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,就能看清远处物体了。
角度04 计算近视和远视眼镜的度数
12.一款远视眼镜的镜片焦距为0.2m,该眼镜的度数为( )
A.50度 B.200度 C.500度 D.20度
【答案】C
【详解】该款远视眼镜是凸透镜,焦距,所以其焦度
眼镜的度数大小为镜片的透镜焦度乘100的值,故该眼镜度数为500度。
故选C。
13.若眼镜片的度数D,焦距f以m为单位,已知小明所配戴的眼镜度数为400°,则该眼镜焦距的大小为__ cm;眼镜片度数越大,则眼镜片的焦距越 __ 。
【答案】 25 短
【详解】[1]因为眼镜的度数等于焦距倒数的100倍,则400°
解得f=0.25m=25cm。
[2]由眼镜片的度数D可知,眼镜片度数越大,则眼镜片的焦距越短。
【例1】(2026·山东烟台·中考真题)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
【详解】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。
【深化点拨】
(1)考查人眼成像原理,晶状体相当于凸透镜,正常眼睛在视网膜上成倒立、缩小的实像。
(2)考查近视眼成因,晶状体变厚,折光能力变强,远处物体成像在视网膜前方。
(3)考查近视和远视的矫正,近视眼用凹透镜矫正,远视眼用凸透镜矫正。
(4)考查光现象原理辨析,区分凸透镜成像(光的折射)和小孔成像(光的直线传播)。
【变式1-1】(2026·四川成都·中考真题)由于平时不注意科学用眼,小伟看远处黑板上的字模糊,看近处课本上的字清晰。结合所学物理知识分析如下,正确的是( )
A.小伟患上了远视,应佩戴凸透镜矫正 B.小伟患上了远视,应佩戴凹透镜矫正
C.小伟患上了近视,应佩戴凸透镜矫正 D.小伟患上了近视,应佩戴凹透镜矫正
【答案】D
【详解】AB.近视眼的特征是看远处物体模糊,看近处物体清晰;远视眼相反,表现为看近处模糊、看远处清晰。因此小伟是近视,故A、B错误。
CD.近视眼的成因是晶状体折光能力过强,远处物体的像成在视网膜前方;凹透镜对光线有发散作用,能使像后移到视网膜上,因此近视需要佩戴凹透镜矫正,故C错误,D正确。
故选D。
【变式1-2】(2025·江苏宿迁·中考真题)人眼的晶状体相当于凸透镜,如图所示,下列光学仪器与人眼的晶状体成像原理相同的是( )
A.放大镜 B.照相机 C.投影仪 D.平面镜
【答案】B
【详解】人的晶状体相当于一个凸透镜,视网膜相当于光屏,物体在视网膜上成倒立的、缩小的实像。
A.物体通过放大镜成正立、放大的虚像,故A不符合题意;
B.照相机的镜头是凸透镜,物距大于2倍焦距,成倒立、缩小的实像,与人眼的晶状体成像原理相同,故B符合题意;
C.投影仪的镜头是凸透镜,物距大于1倍焦距小于2倍焦距,成倒立、放大的实像,故C不符合题意;
D.平面镜成正立、等大的虚像,故D不符合题意。
故选B。
【变式1-3】(2025·甘肃兰州·中考真题)甲、乙两图分别是正常人眼通过调节晶状体等结构看清远处和近处物体的示意图。下列关于丙、丁两图模拟近、远视眼的情况以及应该佩戴何种透镜进行矫正的说法正确的是( )
A.丙图是近视眼,应该配戴凹透镜 B.丙图是远视眼,应该配戴凸透镜
C.丁图是近视眼,应该配戴凸透镜 D.丁图是远视眼,应该配戴凹透镜
【答案】A
【详解】丙图中像呈在视网膜的前方,故是近视眼,应该配戴凹透镜来矫正;丁图中像呈在视网膜的后方,故是远视眼,应该配戴凸透镜来矫正,故A正确,BCD错误。
故选A。
【例2】(2026·青海·中考真题)细心的小明观察到爷爷看报纸时会戴着眼镜,而看远处时又会摘下眼镜。因此,小明判断爷爷的眼睛是__________视眼,戴的眼镜是__________透镜。
【答案】 远 凸
【详解】远视眼的特征是能看清远处物体,无法看清近处物体,爷爷看近处的报纸时需要戴眼镜,看远处时无需戴眼镜,符合远视眼的表现,因此判断为远视眼;远视眼的成因是晶状体折光能力较弱,导致近处物体的像成在视网膜后方,需要佩戴对光线具有会聚作用的凸透镜来矫正,所以爷爷戴的眼镜是凸透镜。
【深化点拨】
(1)考查远视眼视物特点,远视眼能看清远处物体,看不清近处物体。
(2)考查远视眼成像位置,近处物体的像成在视网膜后方。
(3)考查远视眼矫正方式,需配戴具有会聚作用的凸透镜矫正。
(4)考查近视、远视的区分辨析,结合生活场景判断视力缺陷类型。
【变式2-1】(2026·河北·中考真题)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
【详解】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2-2】(2026·四川·中考真题)眼睛的角膜和晶状体相当于一个________(选填“凸透镜”或“凹透镜”),能把来自物体的光会聚到视网膜上,形成一个________的像(选填“正立”或“倒立”)。
【答案】凸透镜 倒立
【详解】角膜和晶状体对光线具有会聚作用,这与凸透镜的光学性质一致。
根据凸透镜成像规律,当物体位于凸透镜以外时,会在光屏(视网膜相当于光屏)上成倒立、缩小的实像,所以眼睛形成的是倒立的像。
【变式2-3】(2026·四川南充·中考真题)如图为某同学看远处物体时,眼睛的成像示意图,该同学患了___________(选填“近视眼”或“远视眼”),可以佩戴对光线具有___________(选填“发散”或“会聚”)作用的眼镜进行矫正。
【答案】 近视眼 发散
【详解】由图可知,远处物体的平行光经晶状体折射后,像成在了视网膜的前方,这是近视眼的成像特点,因此该同学患近视眼;
近视眼的像成在视网膜前方,需要佩戴对光线有发散作用的凹透镜矫正,使像后移到视网膜上,从而看清物体。
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1.小丽将奶奶眼镜的镜片对准太阳,发现镜片另一侧的白纸上有一个很小很亮的光斑,可见小丽的奶奶戴的眼镜是( )
A.近视镜 B.远视镜 C.平面镜 D.凸面镜
【答案】B
【详解】A.近视镜是凹透镜,对光线有发散作用,无法将平行太阳光会聚为小亮斑,故A不符合题意;
B.远视镜是凸透镜,对光线有会聚作用,可将平行太阳光会聚得到很小很亮的光斑,故B符合题意;
CD.平面镜、凸面镜为反射面镜,不透光,无法使太阳光透过镜片在另一侧白纸形成光斑,故CD不符合题意。
故选B。
2.“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,是由于光发生了镜面反射
B.白鹭“上青天”后,相对于地面是静止的
C.人眼能看到“白鹭”,是由于白鹭反射的太阳光进入人眼
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.能从各个方向看到不发光的物体,是光发生漫反射的结果,故A错误;
B.白鹭高飞的过程中,相对于地面的位置不断发生变化,因此白鹭相对于地面是运动的,故B错误;
C.白鹭自身不发光,人眼能看到“白鹭”,是因为白鹭反射的太阳光进入了人眼,故C正确;
D.人眼的晶状体相当于凸透镜,目送白鹭高飞远去时,物距增大,需要减小晶状体的折光能力才能让像成在视网膜上,因此晶状体会变薄,故D错误。
故选 C。
3.关于透镜,下列说法正确的是( )
A.凸透镜对光线有发散作用
B.凹透镜对光线有会聚作用
C.放大镜成像是利用凸透镜成正立放大的虚像
D.近视眼镜的镜片是凸透镜
【答案】C
【详解】A.凸透镜对光线有会聚作用,故A错误;
B.凹透镜对光线有发散作用,故B错误;
C.放大镜的工作原理是:物体位于凸透镜一倍焦距以内时,凸透镜成正立、放大的虚像,故C正确;
D.近视眼是晶状体折光能力过强,像成在视网膜前方,需要用发散光线的凹透镜矫正,因此近视眼镜的镜片是凹透镜,故D错误。
故选C。
4.光的传播规律,造就了各种“影”和“像”,使人们的生活丰富多彩,下列“影”和“像”是由光的直线传播形成的是( )
A.手在墙上的影子 B.桥在水中的倒影
C.显微镜中细胞的“像” D.哈哈镜中“像”小
【答案】A
【详解】A.光在同种均匀介质中沿直线传播时,被手挡住后,在后方形成的阴影区域,属于光的直线传播现象,故A符合题意;
B.桥在水中的倒影是因为水面相当于平面镜,发生了光的反射,形成的虚像,故B不符合题意;
C.显微镜的物镜和目镜都是凸透镜,利用的是光的折射成像原理,故C不符合题意;
D.哈哈镜是变形的镜面,利用的是光的反射成像,故D不符合题意。
故选A。
5.王老师能看清远处物体,但看不清近处物体。王老师的眼睛是___________(选填“近”或“远”)眼,可用___________透镜来矫正。
【答案】 远 凸
【详解】能看清远处物体、看不清近处物体,说明近处物体的像成在了视网膜后方,属于远视眼的特征。远视眼需要佩戴对光线有会聚作用的凸透镜,提前会聚光线,让像向前移动到视网膜上,从而实现矫正。
6.如图所示,是人眼睛的结构示意图,其中晶状体相当于________,其作用是使被观察的物体在视网膜上成_______(“正立”或“倒立”)缩小实像,若视力下降,清晰的像成在视网膜前,应佩戴______(选填“凹”或“凸”)透镜矫正视力。
【答案】 凸透镜 倒立 凹
【详解】人的眼睛的晶状体相当于凸透镜,当物体在2倍焦距以外时,物体成的像是倒立、缩小的实像。
若视力下降,清晰的像成在视网膜前,是近视眼,可通过凹透镜对光线的发散作用进行纠正,即佩戴凹透镜加以矫正。
7.学习了光学知识后,小华对如图所示的探究实验进行了回顾和思考。
(1)甲图是“探究光的反射定律”的实验装置,选用可弯折的白纸板做实验,除了可用它呈现光路外,还可用它探究反射光线、入射光线和法线是否在________;
(2)图乙是“凸透镜成像规律”的实验装置,实验前将烛焰、凸透镜、光屏的中心调到________,当蜡烛燃烧变短时,光屏上的像向________移动;
(3)将点燃的蜡烛、凸透镜放在乙图所示的位置,所用凸透镜的焦距10cm,在光屏上得到了一个清晰的倒立、________(选填“放大”、“等大”或“缩小”)的实像;________(填光学仪器名称)就是利用这一成像规律工作的。
(4)将一个近视眼镜放在图乙中蜡烛和凸透镜间的某一位置,光屏上的像变模糊了,若凸透镜和蜡烛的位置保持不变,向________(选填“左”或“右”)移动光屏,又能在光屏上看到烛焰清晰的像。
【答案】(1)同一平面内
(2) 同一高度 上
(3) 放大 投影仪
(4)右
【详解】(1)选用可弯折的白纸板,除了呈现光路,还可以通过向后弯折纸板的另一半,观察是否能看到反射光线,以此探究反射光线、入射光线和法线是否在同一平面内。
(2)实验前,需要将烛焰、凸透镜、光屏的中心调到同一高度,目的是使像成在光屏的中央;当蜡烛燃烧变短时,烛焰向下移动,根据“过光心的光线传播方向不变”,光屏上的像会向上移动。
(3)由乙图可知,此时物距为
物距在一倍焦距和二倍焦距之间,所以成倒立放大的实像,这一成像规律常应用于投影仪。
(4)近视眼镜是凹透镜,对光线有发散作用,会使原本会聚的光线推迟会聚,像距变大。若凸透镜和蜡烛位置不变,光屏应向右移动,才能再次接收到清晰的像。
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8.在“探究凸透镜成像的规律”时,将点燃的蜡烛放在距凸透镜16cm处,在透镜另一侧距离透镜30cm处的光屏上得到烛焰清晰的像。则下列相关说法正确的是( )
①光屏上成倒立、放大的实像
②投影仪是利用这一成像原理工作的
③该透镜的焦距一定满足
④将远视镜片放在蜡烛和透镜之间,要使光屏上再次出现清晰的像,光屏应远离透镜
A.①②③ B.①③④ C.②③④ D.①②④
【答案】A
【详解】①②物距,像距,,满足凸透镜成像规律中时,成倒立、放大的实像,为投影仪的工作原理,故①②正确;
③由,得;由,得,则该透镜的焦距满足,故③正确;
④远视镜片为凸透镜,对光线有会聚作用,放置后像距减小,光屏需靠近透镜才能得到清晰的像,故④错误。
综上①②③正确,故选A。
9.如图,将印有花的透明胶片,贴在发光手电筒前端玻璃上,正对着焦距为的凸透镜。调整位置,墙上出现一朵清晰放大的“花”。下列说法正确的是( )
A.胶片上的花是正立的
B.此透镜可作为近视眼镜镜片
C.此现象与眼睛的成像原理相同
D.若想让白墙上的“花”变得大些,需将手电筒适当靠近凸透镜,然后将凸透镜和手电筒同时适当远离白墙
【答案】D
【详解】A.凸透镜成实像时,像均是倒立的,墙上呈现的像为正立的花,说明胶片上的花实际是倒置放置的,故A错误;
B.本题中的透镜为凸透镜,对光线有会聚作用,可用于矫正远视眼,而近视眼镜需要使用对光线有发散作用的凹透镜矫正,故B错误;
C.人眼的成像原理和照相机成像原理一致,成倒立、缩小的实像,与本题中放大的像的成像原理不同,故C错误;
D.凸透镜成实像时遵循“物近像远像变大”的规律,要让墙上的像变大,需要减小物距,即手电筒靠近凸透镜,同时增大像距,即将凸透镜和手电筒整体向远离白墙的方向移动,故D正确。
故选D。
10.学校开展学科实践活动,小明设计了如图所示的实验装置探究凸透镜成像规律,此时光屏上出现了清晰的像。下列说法错的是( )
A.此时光屏上成倒立放大的实像,可应用于投影仪
B.若蜡烛向左移动,光屏也要向左移动才能找到清晰的像,此过程像逐渐变大
C.若在蜡烛、透镜之间加远视镜片,光屏上的像变模糊,光屏需靠近透镜才能再次呈清晰的像
D.随着实验次数增多,蜡烛变短,光屏上成的像要向上移动
【答案】B
【详解】A.由图可知,物距,像距,此时物距小于像距,在光屏上成清晰的倒立放大的实像,此时成像原理与投影仪相同,故A正确
B.蜡烛向左移动,物距变大,根据凸透镜成像规律“物远像近像变小”,物距变大后,像距变小(光屏需要左移才能承接清晰像),同时像逐渐变小,故B错误;
C.远视镜片是凸透镜,对光线有会聚作用,会让像提前会聚,因此光屏需要靠近透镜才能再次成清晰的像,故C正确;
D.蜡烛变短,烛焰向下移动,凸透镜成倒立实像,因此光屏上的像会向上移动,故D正确。
本题选择错误的,故选 B。
11.如图所示,在探究凸透镜成像规律实验时,光屏(图中未画出)上恰好成清晰等大的像,该凸透镜的焦距是________cm,如果将近视眼镜镜片放在蜡烛与凸透镜之间,光屏应向________(选填“左”或“右”)移动才能在屏上接收到清晰的像。
【答案】 10.0 右
【详解】由图可知,分度值为1cm,此时,光屏上成清晰等大的像,则,故该凸透镜的焦距。
如果将近视眼镜镜片放在蜡烛与凸透镜之间,近视眼镜镜片是凹透镜,凹透镜对光线具有发散作用,会将光线推迟成像,因此光屏应向右移动才能在屏上接收到清晰的像。
12.小明用某款手机拍照时,发现手机镜头与拍摄物之间的距离小于5cm时无法正常对焦,拍出的照片模糊不清,此时像成在感光元件(相当于光屏)的______方(填“前”或“后”)。小明将______(填“近视镜”或“老花镜”)镜片紧贴在手机镜头上解决了这一问题。
【答案】 后 老花镜
【详解】根据“物近像远像变大”的规律,如果物距过小,像距会大于感光元件到镜头的距离,即像成在感光元件的后方;
要使光线提前会聚,让像成在感光元件上,需使用对光线有会聚作用的透镜。老花镜是凸透镜,对光线具有会聚作用;近视镜是凹透镜,对光线具有发散作用,因此应选择老花镜。
13.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,蜡烛在刻度线处,此时物距
满足的条件,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。
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14.图甲为眼睛的结构示意图,图乙为某科学兴趣小组自制的一个用来模拟眼睛变焦过程的装置。实验时保持图中蜡烛和水凸透镜的位置不变,缓慢从“水透镜”中抽出或注入适量的水,从而改变“水透镜”的凸度,发现光屏上的像变模糊,此时适当调节光屏的位置,直至呈现烛焰清晰的像并记录像距。针对此实验过程,以下说法正确的是( )
A.图甲中的视网膜相当于图乙中的水凸透镜
B.当抽出适量水时,烛焰的像距随之减小
C.当注入适量水时,光屏上的像变模糊,此时烛焰的像成在光屏的前方
D.当注入适量水时,在水透镜前方放置一个适当的凸透镜,光屏上仍可成清晰的像
【答案】C
【详解】A.眼睛的晶状体和角膜的组合相当于一个凸透镜,对光线起会聚作用,视网膜相当于光屏,用来承接像。在图乙的模拟装置中,水凸透镜相当于眼睛的晶状体,光屏相当于视网膜,故A错误;
B.当从“水透镜”中抽出适量水时,水凸透镜的凸度变小,焦距变大。根据凸透镜成像规律,物距不变时,焦距变大,则像距变大,故B错误;
C.当向“水透镜”中注入适量水时,水凸透镜的凸度变大,焦距变小,会聚能力变强。物距不变时,像距会变小,所以像会成在光屏的前方,导致光屏上的像变模糊。这模拟了近视眼的成因,故C正确;
D.由C的分析可知,当注入适量水时,模拟的是近视眼,像成在光屏前方。为了使像能成在光屏上,应使光线延迟会聚。凹透镜对光线有发散作用,所以应在水透镜前方放置一个适当的凹透镜,而不是凸透镜,故D错误。
故选C。
15.保护视力,要有良好的读书、写字姿势,需要坚持做到“三个一”,即“一尺、一拳、一寸”,其中“一尺”指书本与眼睛之间的距离保持一尺左右(30至35cm)。如果患上近视眼,必须到专业眼镜店配近视眼镜,关于佩戴了近视眼镜能正常阅读的同学,下列说法正确的是( )
A.该同学的眼镜是凸透镜制成的
B.戴上近视眼镜后在视网膜上成的像是虚像
C.戴上近视眼镜后像仍然成在视网膜的前方
D.所戴的近视眼镜对光有发散作用
【答案】D
【详解】近视眼是由于人眼的晶状体变凸,会聚能力增强,使像成在了视网膜的前方,即“晶厚焦短近视眼,成像位于网膜前”,故应佩戴凹透镜,凹透镜对光线有发散作用,使所成的像后移到视网膜上,在视网膜上成的像仍然是实像,故ABC错误,故D正确。
故选D。
16.2025年1月第九届亚冬会上,火种采集仪式用图甲中的冰透镜成功点燃了火炬,小红为了研究此现象,让光束透过近视眼镜和老花眼镜投射在墙上(图乙),又制作了水膜透镜A和B观察书上同一个位置(图丙),则图乙中_______(上/下)方眼镜、图丙中________(A、B)水膜透镜与冰透镜类型相同,为________透镜。
【答案】 下 A 凸
【详解】[1]利用冰透镜可以取火,说明冰透镜对光有会聚作用;由乙图可知,光通过近视镜和老花镜后,下面的眼镜将光会聚成了光斑,说明下方的眼镜对光有会聚作用,与冰透镜相同,为凸透镜。
[2][3]由丙图可知,小红透过A透镜看见的是正立放大的像,根据凸透镜成像规律,,成正立放大的虚像,由此判定A透镜是凸透镜。
17.小周同学在实验室利用图甲所示实验装置探究凸透镜成像的规律。
(1)如图甲所示,F型光源恰好在光屏上呈现一个清晰的像,此时光屏上能看到一个倒立、________的实像;
(2)根据凸透镜对光的作用,画出图乙中入射光线对应的折射光线;
(3)小周将一块镜片放在F型光源和凸透镜之间,光屏上原本清晰的像变得模糊,将光屏向右移动一小段距离,光屏上重新得到清晰的像,则该镜片可用于矫正______眼;
(4)实验中,小明和小华在同一坐标纸上记录并绘制了各自实验时像到凸透镜的距离v和物体到凸透镜的距离u之间的关系图像,如图丙所示。分析图像时,他们发现两个图像有差异,回顾整个实验过程并无操作错误,你觉得图像有差异的原因是________。
【答案】(1)缩小
(2)
(3)近视
(4)两人使用的凸透镜焦距不同
【详解】(1)此时物距30cm大于像距15cm,依据凸透镜成像规律可知,该透镜成倒立、缩小的实像。
(2)根据凸透镜的特殊光线规律,平行于主光轴的入射光线经凸透镜折射后必过右侧的焦点。
(3)光屏向右移动说明插入镜片后光线会聚推迟,该镜片对光起发散作用,属于凹透镜,常用于矫正近视眼。
(4)根据图像可推算得出两人使用的凸透镜焦距分别为和,说明两人选用的凸透镜焦距不同。
18.某小组同学用如图甲的装置“探究凸透镜成像特点”,其中凸透镜的焦距为15cm。他们进行实验的同时在坐标纸上记录蜡烛与光屏上像的位置和大小,如图乙。(用带箭头的线段表示物或像,A'、B'分别表示蜡烛在A、B处像的位置)
(1)将蜡烛、凸透镜、光屏从左到右摆放在光具座上,______(选填“点燃”“不点燃”)蜡烛,并调整它们的高度,使烛焰和光屏中心在______,目的是______;当蜡烛、凸透镜、光屏位于甲图中的位置时,在光屏上能观察到清晰的像,此实验现象可以说明______的成像特点(选填“照相机”“投影仪”或“放大镜”);若保持透镜位置不变,仅将蜡烛和光屏位置交换,光屏上可观察到倒立、______的实像,理由是______(写一光学物理规律);
(2)若当他们把蜡烛放在C位置时,在光具座上无论怎样移动光屏都不能得到清晰的像,是因为______。为了让蜡烛在C位置的像成在光具座上的光屏上,他们采用了两种做法。
做法一:保持蜡烛和透镜的位置不变,更换凸透镜,在光具座上移动光屏,光屏上又出现了清晰的像,这表明像距变小,由此推断更换的凸透镜焦距______(选填“变大”“变小”);
做法二:保持蜡烛和透镜的位置不变,在蜡烛和透镜之间再放置一个凸透镜,在光具座上移动光屏,光屏上又出现了清晰的像。由此实验联系实际,远视眼的晶状体焦距较______(选填“大”“小”),将近处物体的像成在视网膜______(选填“前”或“后”)方,故需配戴______透镜矫正;
(3)小明在实验中将蜡烛从略大于一倍焦距处逐渐远离凸透镜,物距u随时间t的变化图像如图丙所示,则像距v与t的大致变化关系为图中的___________。
A. B. C. D.
【答案】(1) 点燃 凸透镜的主光轴上 使像成在光屏中央 投影仪 缩小 光路可逆
(2) 像距太大,超出了光具座的长度范围 变小 大 后 凸
(3)C
【详解】(1)[1][2][3]为使得像成在光屏中央,便于观察成像特点,根据过透镜光心的光线传播方向不变,实验前应将蜡烛、凸透镜、光屏从左到右摆放在光具座上,并调整它们的高度,使烛焰和光屏中心在凸透镜的主光轴上,所以应点燃蜡烛。
[4]图甲中,物距小于像距,成倒立、放大的实像,应用是投影仪。
[5][6]根据光路可逆,若保持透镜位置不变,仅将蜡烛和光屏位置交换,物距和像距对调,此时光屏上仍可以成清晰的像,此时物距大于像距,成倒立、缩小的实像。
(2)[1]把蜡烛放在C位置时,C点在一倍和二倍焦距点之间,且比较靠近焦点,在光具座上无论怎样移动光屏都不能得到清晰的像,可能是此时像距太大,超出了光具座的长度范围。
[2]保持蜡烛和透镜的位置不变,更换凸透镜,在光具座上移动光屏,光屏上又出现了清晰的像,这表明像距变小,由此推断更换的凸透镜焦距变小,折光能力增强,使得成像提前。
[3][4][5]远视眼是由于晶状体较薄,折光能力较弱,焦距较大,将近处物体的像成在视网膜后方,故需配戴对光具有会聚作用的凸透镜进行矫正。
(3)当物距大于焦距时凸透镜成的是实像。将蜡烛从略大于一倍焦距处逐渐远离凸透镜,物距变大,则像距变小。当物距大于二倍焦距时,像距在一倍焦距和二倍焦距之间,所以物距变变大时,像距会逐渐接近于一倍焦距,但不会等于一倍焦距。故C符合题意,ABD不符合题意。
故选C。
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