第三节 神奇的“眼睛”（讲义）物理新教材沪科版八年级全一册

本讲义聚焦初中物理“神奇的‘眼镜’”核心内容，系统梳理眼球主要结构与视物原理，近视、远视的成因及矫正方法，眼镜度数计算，显微镜与望远镜成像原理等知识点，形成从人眼成像到透镜应用的完整知识链。 资料通过“易错提醒”辨析易混点，“随学随练”即时巩固，实验模拟（如水透镜探究近视成因）培养科学探究能力，结合中国天眼等科技成就增强民族自豪感，助力学生构建物理观念，课中辅助教学，课后帮助查漏补缺。

第四章 神奇的透镜 第三节 神奇的“眼镜” 课标要点 1．知道人眼的基本结构，理解人眼的成像原理，知道人眼与照相机成像的异同。 2．知道近视眼和远视眼的成因，掌握近视和远视的矫正方法，能正确选择矫正透镜。 3．了解眼镜度数的含义，知道科学用眼的方法，树立保护视力的意识。 4．知道放大镜、显微镜、望远镜等光学仪器的成像原理，了解透镜成像在生活和科技中的应用。 5．了解我国在天文观测领域的成就，体会科技进步对人类视野的拓展，增强民族自豪感。 学习重难点 重点：人眼的成像原理；近视眼与远视眼的成因及矫正；透镜的应用。 难点：近视眼与远视眼的成因辨析；矫正透镜的作用原理；显微镜和望远镜的成像过程。 知识点 眼球的主要结构与视物原理 1. 眼球的主要结构及各部分作用 眼球主要由玻璃体、______、______、瞳孔、角膜、虹膜、______等组成。眼球好像一架照相机： （1）晶状体和角膜的共同作用相当于一个______； （2）视网膜相当于照相机的______； （3）睫状体可以改变晶状体的形状（改变焦距）； （4）瞳孔相当于照相机的光圈。 眼球的主要结构 眼睛的视物原理 2. 眼睛的视物原理 人的眼球好像一架______，眼睛观看物体时，物距大于2倍焦距，物体发出或反射的光进入人眼，经晶状体和角膜折射后，在视网膜上形成一个______、______的实像。视网膜上感光细胞受到光的刺激，视神经把这个信号传输给大脑，大脑将倒立图像处理后翻转过来，我们就看到了物体。 3. 眼睛的调节 （1）正常眼睛的调节：眼睛通过睫状体改变______的形状，从而改变晶状体的折光能力。 当我们看远处的物体时，睫状体放松，晶状体比较______（选填“厚”或“薄”），对光的偏折能力变小，远处物体射来的光（近似平行光）刚好会聚在视网膜上，人们就可以看清远处的物体。 当人们看近处的物体时，睫状体收缩，晶状体变______（选填“厚”或“薄”），对光的偏折能力变大，近处物体射来的光（非平行光）照样能会聚在视网膜上，人们就可以看清近处的物体。 （2）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，能够看清的最远的极限点叫作远点。正常眼睛的远点在______处。 ②近点：当睫状体看近处物体时，晶状体变得最凸，表面弯曲程度最大，此时能看清的最近的极限点叫作近点。正常眼睛的近点在大约______处。 ③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。 易错提醒 1. 眼球主要结构含角膜、晶状体、睫状体、视网膜、视神经，视物原理类似照相机：晶状体和角膜共同相当于凸透镜，视网膜相当于光屏，成倒立缩小实像。 2. 易错提醒：①眼睛靠改变晶状体厚度调焦距，非像距，别和普通凸透镜成像硬套；②看远时睫状体放松、晶状体变薄，看近时收缩、晶状体变厚，别记反厚薄状态；③正常眼远点在无限远、近点约10cm，明视距离25cm，读写需保持这个距离；④成像在视网膜上是实像，别和平面镜虚像混淆。 随学随练 1．人的眼睛相当于一个照相机，物体在视网膜上成一个_________、_________的实像。 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？___________。 知识点 视力的矫正 一、近视眼及其矫正 1. 近视眼：如果长期不注意用眼卫生，睫状体疲劳过度，调节能力降低，会造成晶状体变厚，焦距变小，折光能力增强。这时像只能成在视网膜______方（选填“前”或“后”），而在视网膜上形成的是模糊不清的光斑，这样就形成了近视眼。 2. 近视眼的矫正：近视眼可以用凹透镜矫正，因为凹透镜能使光______。经矫正后，光会聚在视网膜上，就能得到清晰的像（见图乙）。 二、远视眼及其矫正 1. 远视眼：如果晶状体变薄，焦距变大，折光能力减弱，且睫状体不能自行调节，像成在视网膜______方（选填“前”或“后”）, 在视网膜上形成的也是模糊不清的光斑，这样就形成了远视眼。 2. 远视眼的矫正：远视眼可以用凸透镜矫正，因为凸透镜能使光______。经矫正后，光会聚在视网膜上，得到清晰的像。 易错提醒 ‌1. 成像位置易记反：近视眼是晶状体太厚、折光能力过强，像成在视网膜前方；远视眼是晶状体太薄、折光能力过弱，像成在视网膜后方，不少同学会把二者成像位置搞混。 2. 矫正透镜易混淆：近视需用对光线有发散作用的凹透镜延后会聚，远视需用对光线有会聚作用的凸透镜提前会聚，切勿记反透镜类型。 3. 实验反向逻辑易错：摘下近视镜后光线会聚能力变强，像会向透镜方向靠近，不能再用原来的光屏承接，很多同学会误判光屏移动方向。 随学随练 1. 黄爷爷发现最近视力有所下降，验光师用验光仪检测后确认其眼睛远视。根据检测结果，黄爷爷的眼球结构特征应与图_______（选填“A”或“B”）所示一致，应该选择用________透镜进行矫正。 2．如图，是同学看远处物体时眼球成像的示意图，则该同学矫正视力需佩戴的眼镜及对应原理正确的是（     ） A．远视镜，利用凸透镜对光的会聚作用 B．远视镜，利用凹透镜对光的发散作用 C．近视镜，利用凸透镜对光的会聚作用 D．近视镜，利用凹透镜对光的发散作用 知识点 眼镜的度数 1. 透镜焦度：透镜焦距 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____________叫做透镜焦度，用Φ表示。透镜焦度： 2. 眼镜度数 （1）眼镜片的度数，就是镜片的透镜焦度乘______的值。眼镜度数： （2）远视镜片的度数用______数表示，近视镜片的度数用______数表示。 易错提醒 1. 初中物理里眼镜度数是高频易错点，核心规则要记牢：度数计算公式为「度数=100/f」，这里焦距f的单位必须是米，不少同学直接用厘米代入计算，结果直接出错。 2. 要区分镜片类型：远视镜（老花镜）是凸透镜，焦距f取正值，度数为正；近视镜是凹透镜，焦距f取负值，度数自然为负，很多同学会忽略符号规则，混淆两类镜片的度数属性。 3. 还要避开两个常见误区：不是镜片越厚度数一定越高，只有在镜片材质相同的前提下，焦距越短、镜片越厚，度数才越大；另外400度以下的眼镜度数，不能直接等同于焦距0.25米，必须严格按公式换算，别凭日常经验想当然答题。 随学随练 1．用一个焦距为0.5m的凸透镜做眼睛的镜片，它的度数是_______度。一个-200度的眼镜的镜片，它的焦距是_______m。 2. 老花镜是矫正_______的，它的度数等于焦距的倒数乘以100。小明爷爷眼镜的度数是200度，那么该眼镜镜片的焦距是_________m。眼镜度数越高，焦距越________（选填“大”或“小”）。 知识点 显微镜与望远镜 1．光学显微镜的成像原理 光学显微镜的目镜和物镜都是凸透镜，物镜焦距短、目镜焦距长，通过两次凸透镜成像实现对微小物体的放大观察。 （1）物镜（靠近被观察物体） 物距条件：被观察的微小物体放在物镜的________________________（）。 成像性质：成________________________像，成像原理与投影仪完全相同。 作用：将微小的物体第一次放大，成一个实像，这个实像恰好落在目镜的一倍焦距以内。 （2）目镜（靠近眼睛） 物距条件：物镜成的实像作为目镜的 “物体”，这个物体位于目镜的__________________（）。 成像性质：成________________________像，成像原理与放大镜完全相同。 作用：将物镜成的实像进行第二次放大，相当于一个放大镜。 （3）整体成像效果 显微镜最终成________________________像（相对于原物体上下、左右均颠倒）； 总放大倍数 = 物镜放大倍数 × 目镜放大倍数。 2．光学望远镜的成像原理 光学望远镜的目镜和物镜也都是______透镜，物镜焦距长、目镜焦距短，通过 “缩小实像 + 视角放大” 实现对远处物体的观测。 （1）物镜（靠近远处物体） 物距条件：远处的物体到物镜的距离远大于物镜的二倍焦距（）。 成像性质：成________________________像，成像原理与照相机完全相同。 作用：将远处的物体，在物镜的焦点附近成一个缩小的实像，这个实像也落在目镜的一倍焦距以内。 （2） 目镜（靠近眼睛） 物距条件：物镜成的实像作为目镜的 “物体”，位于目镜的________________________（）。 成像性质：成__________________像，同样相当于放大镜的作用。 作用：将物镜成的缩小实像进行放大，同时像离眼睛很近，大大增大了眼睛的视角，因此感觉远处物体被 “拉近、放大” 了。 （3）整体成像效果 望远镜最终成__________________像（相对于原物体）； 它的核心作用不是 “把物体本身放大”，而是____________，让远处物体的像成在近处，从而看清细节。 补充 我们日常用的简易望远镜（如用近视镜 + 老花镜制作）是伽利略式望远镜，目镜为凹透镜，最终成正立的虚像；而天文望远镜多为开普勒式，目镜和物镜都是凸透镜，最终成倒立的虚像。 3．非光学望远镜 射电望远镜：观测并研究来自天体的射电波。2016 年我国正式启用 “中国天眼”，是具有自主知识产权、世界最大单口径、最灵敏的射电望远镜。 红外望远镜：接收红外辐射，可在夜间使用，能在密林里发现人和动物，也可用于观测天体。 特别提醒 ① 显微镜和望远镜的目镜都相当于放大镜，成正立、放大的虚像。 ② 望远镜的物镜成倒立、缩小的实像，目镜对这个实像再进行放大。 ③ 光学望远镜只能接收可见光，射电望远镜、红外望远镜可以接收可见光以外的信息。 4．核心对比与易错提醒 仪器 物镜成像 目镜成像 最终像的性质 核心作用 显微镜 倒立、放大的实像 （，投影仪原理） 正立、放大的虚像 （，放大镜原理） 倒立、放大的虚像 两次放大，观察微小物体 望远镜 倒立、缩小的实像 （，照相机原理） 正立、放大的虚像 （，放大镜原理） 倒立、缩小的虚像 增大视角，观测远处物体 常见误区 ① 两者的目镜作用完全相同，都是当放大镜使用，成正立、放大的虚像；最终的像都是虚像，不能用光屏承接。 ②显微镜的物镜成放大实像，望远镜的物镜成缩小实像，不要混淆。 ③望远镜没有 “把物体放大”，而是把像成在近处、增大视角；物体本身在视野中是缩小的，但因为离眼睛近，所以看起来更大。 ④显微镜和望远镜的成像本质都是光的折射，都遵循凸透镜成像规律。 随学随练 1．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。 2．在跨学科实践课堂上，小深参与了自制望远镜的活动。 【任务一】了解望远镜的基本原理 （1）望远镜甲的成像原理如图乙所示。由图乙可知，人眼通过目镜所观察到的是一个_________（选填“正立”或“倒立”）的像。 【任务二】设计和制作简易望远镜 望远镜的放大倍率取2至3倍为宜，放大倍率为物镜的焦距与目镜的焦距之比。选择直径较大的物镜与目镜，可扩大观察范围，并使成像更亮更清晰。 序号 a b c d 直径/cm 4 5 8 5 焦距/cm 10 10 30 20 （2）为了在获得较大放大倍率的同时，拥有更清晰的成像效果，小深应选用_________透镜作物镜、_________透镜作目镜最适宜。（两空均选填序号） 【任务三】用自制望远镜观察校园内的物体 （3）一只手握住物镜镜筒保持不动，另一只手不断调整目镜镜筒的位置，即可在望远镜中看到校园内远处物体清晰的像。这个像虽然是缩小的，但人眼却会感觉物体被“放大”了，原因是________________________________。 题型 眼球的主要结构与视物原理 ‌初中物理“眼球的主要结构与视物原理”的实用解题技巧： 1. 结构对应速记‌：核心考点可直接套用“照相机模型”快速匹配——晶状体+角膜=凸透镜（镜头），视网膜=光屏（胶片），视神经仅负责信号传递，不属于成像光学元件，选择题可直接排除“视网膜是凸透镜”这类典型错误表述。 2. 成像性质判定‌：人眼观察物体时物距始终大于2倍焦距，因此视网膜上必然成‌倒立、缩小的实像‌，可直接对标凸透镜成像规律中u>2f的结论，无需额外推导。 3. 动态调节逻辑‌：看远物时睫状体放松、晶状体变薄、焦距变大，偏折能力减弱；看近物时睫状体收缩、晶状体变厚、焦距变小，偏折能力增强。解题时注意区分“眼睛调焦距”和普通照相机调像距的差异，避开“人眼移动视网膜调整像距”的高频陷阱。 4. 数值类固定结论‌：正常眼睛远点在无限远，近点约10cm，明视距离为25cm，涉及填空类题型可直接套用标准数值。 活学活用 1．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。 2．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 题型 视力的矫正 初中物理“视力的矫正”解题核心可归纳为三步速判法，即可锁定正确答案。 第一步先辨成因：看到“像成在视网膜前”直接判定为近视，对应晶状体折光能力过强、眼球前后径过长；看到“像成在视网膜后”则为远视，对应晶状体折光能力过弱，这是所有题目的判断起点。 第二步匹配透镜：牢记“近凹远凸”铁律，近视必须用对光线有发散作用的凹透镜矫正，让原本靠前的像后移到视网膜上；远视必须用对光线有会聚作用的凸透镜矫正，让原本靠后的像前移到视网膜上，直接排除反向选项。 第三步避坑验证：遇到动态类题型，比如蜡烛靠近透镜导致像成在光屏后方，要快速关联远视眼成因，此时要么将光屏远离透镜，要么换用焦距更小的凸透镜，别和近视眼的“像前移、透镜发散”逻辑搞混，避开思维定势失分点。 活学活用 1．人的眼睛看清物体是通过改变晶状体的形状来实现的，晶状体相当于全自动变焦镜头。若晶状体调节能力变弱，就会出现看不清远处物体或近处物体的情况，需要佩戴合适的眼镜进行矫正。调节眼睛晶状体形状的作用是帮助我们看清（     ） A．不同亮度的物体 B．不同颜色的物体 C．不同距离的物体 D．不同大小的物体 2．实验课上，某小组用如图所示的装置模拟眼球，凸透镜相当于晶状体，烧瓶中的液体相当于玻璃体，烧瓶右侧内壁相当于视网膜。若想模拟近视眼并对其进行矫正，接下来小组同学应进行的操作是（     ） A．换用焦距更大的凸透镜，并用另一个凸透镜进行矫正 B．换用焦距更小的凸透镜，并用另一个凸透镜进行矫正 C．换用焦距更大的凸透镜，并用凹透镜进行矫正 D．换用焦距更小的凸透镜，并用凹透镜进行矫正 题型 眼镜的度数 眼镜度数是初中物理光学的高频考点，核心解题技巧可归纳为三步速解法： 先明公式逻辑：牢记“度数=100×焦度”，焦度φ=1/f，其中焦距f必须以米为单位，这是计算类题目的核心前提，也是最容易出错的细节。 正反双向推导：已知度数求焦距时，先除以100得到焦度，再取倒数换算成米，最后按需转成厘米；已知焦距求度数时，先把f转成米，取倒数得到焦度，再乘100即可，注意凸透镜（远视/老花镜）度数为正，凹透镜（近视镜）度数为负。 结合成像规律：遇到“用老花镜当凸透镜做实验”的题型，先算出焦距确定物距区间，再对应“f<u<2f成放大实像、u<f成正立虚像”的规律，就能快速锁定成像特点。 解题时要避开两个高频坑：一是直接用厘米代入公式计算，二是忽略近视镜的负度数属性，结合中考常考的“水透镜+视力矫正”综合题型，把度数计算和成像规律绑定，就能大幅提升正确率。 活学活用 1．关于眼镜的度数，下列说法正确的是（     ） A．近视眼镜的度数为正数 B．眼镜度数越大，焦距越长 C．100 度的镜片，焦度为 1 屈光度 D．同度数的近视镜和远视镜，焦距大小不同 2．某同学佩戴400度的近视眼镜，该镜片的焦距大小约为（     ） A．0.25m B．0.4m C．2.5m D．4m 基础通关 1．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． 2．2026年3月3日，月食恰逢元宵节，壮观的天象在夜空上演。图为小明拍摄的月食照片，对此下列说法中正确的是（     ） A．月食的成因跟影子的成因一样 B．照片上的月亮是月亮通过相机镜头所成的虚像 C．拍摄时，月亮在相机镜头的1~2倍焦距之间 D．相机所用的这类镜头可以用来矫正近视眼 3．一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 4．显微镜能对微小物体进行高倍数放大，微小物体经过显微镜的物镜先成一个倒立、放大的像，这个像再经过目镜成一个正立、放大的像。显微镜的物镜、目镜分别相当于（   ） A．幻灯机、放大镜 B．幻灯机、幻灯机 C．放大镜、放大镜 D．放大镜、幻灯机 5．黄爷爷发现最近视力有所下降，验光师用验光仪检测后确认其眼睛远视。根据检测结果，黄爷爷的眼球结构特征应与图___________（选填“A”或“B”）所示一致，应该选择用___________透镜进行矫正。 6．老花镜是矫正_______的，它的度数等于焦距的倒数乘以100。小明爷爷眼镜的度数是200度，那么该眼镜镜片的焦距是_________m。眼镜度数越高，焦距越________（选填“大”或“小”）。 7．“工欲善其事，必先利其器。”人们对微观世界的观察离不开显微镜，如图甲。显微镜的物镜成________（选填“正”或“倒”）立、________（选填“缩小”“放大”或“等大”）的像。图乙中与它属于同一类透镜的是________（填序号）。 8．图为一单筒天文望远镜，其物镜和目镜均为凸透镜，___________（选填“>”、“=”或“<”），将它对准远处的物体观察时，物体通过物镜成倒立、___________（选填“放大”或“缩小”）的实像，再通过目镜的放大作用，增大___________，从而看清远处物体的像。 9．用水透镜探究近视眼的形成原因。 序号 物距/cm 水透镜的凸起程度 像距/cm 1 30.0 较小 17.4 2 30.0 较大 9.2 （1）①如图甲所示，用注射器向水透镜的薄膜中缓慢注水，使薄膜略微凸起。 ②将水透镜置于图乙中光具座的________（选填“A”“B”或“C”）滑块上，点燃蜡烛，调节水透镜和光屏的高度，使它们的中心跟烛焰的中心大致在同一高度上。移动蜡烛，当物距为30.0cm时，调节光屏的位置，直至呈现烛焰清晰的像并记录像距。 （2）保持________不变，继续向水透镜中注入适量的水，增加水透镜的凸起程度，调节光屏的位置，直至呈现烛焰清晰的像并记录像距。 （3）把实验中收集的数据和观察的现象填入表格。依据表格，在物距不变的情况下，增加水透镜的凸起程度，像距变________，并且观察到成像变近。 （4）经多次实验后，结合所学知识分析，当近视眼观察远处的景物时，由于晶状体的凸起程度较________，折光能力变强，远处景物成像会成在视网膜的________方，导致看不清楚。 10．在探究近视眼的矫正课外实验中：调整烛焰（模拟远处的物体）、水凸透镜（模拟晶状体，与注射器相连，其凸起程度可通过注射器注入或抽出水来调节）、光屏（模拟视网膜）在光具座上的位置。 （1）如图所示，此时在光屏上得到了烛焰清晰的像，该像是倒立、缩小的实像，如果把蜡烛和光屏位置对调，则成______、______的实像。 （2）向水凸透镜内______（选填“注入”或“抽出”）适量的水来模拟近视眼，发现光屏上原来清晰的像变模糊了。若将光屏向靠近透镜的方向移动适当距离，再次得到清晰的像。说明近视眼将远处的物体成像在视网膜______（选填“前”或“后”）。若光屏不移动，在烛焰和水凸透镜间加一个焦距合适的凹透镜，光屏上也能得到清晰的像。说明近视眼镜是______透镜。 11．如果用眼不当， 例如长时间盯着屏幕， 就有可能患上近视。请在图中大致画出来自远处的光进入近视眼晶状体后的折射光线。 12．“眼睛是心灵的窗户”，我们每个人都应该保护好自己的眼睛，图甲为某同学眼睛的成像光路图。请在图乙虚线框内画出能对其进行矫正的透镜。 素养提升 13．2026年6月6日是第31个全国“爱眼日”。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，此时光屏上成清晰的像。下列说法正确的是（　　） A．图甲中的视网膜相当于图乙中的水凸透镜 B．眼睛在看远处的物体时，会将晶状体变厚 C．图乙中蜡烛越烧越短，光屏上的像会随之向上移动 D．若只向水凸透镜中注水，光屏上的像会先变模糊再变清晰 14．小明用显微镜观察番茄果肉细胞时，只要调整物镜就可以使图中视野甲变为视野乙。于是突发奇想，用丙图实验装置来模拟物镜的成像情况。下列说法正确的是（　　） A．丙图此时的成像情况，刚好可以模拟显微镜物镜成倒立、放大的实像 B．若要模拟从甲图到乙图的变化过程，可使水透镜变薄或将蜡烛远离透镜 C．若要模拟从甲图到乙图的变化过程，可向水透镜内注水或将蜡烛远离透镜 D．若用手挡住一部分水透镜，光屏上可以呈现不完整的像，像会变得更亮 15．如图所示的是同学们在跨学科实践：制作望远镜的成品展示，下列说法正确的是（     ） A．物镜成倒立的虚像 B．目镜成正立的实像 C．若物镜的焦距为10cm，目镜的焦距为5cm，则该望远镜放大倍率为4倍 D．选取凸透镜时物镜的直径要大于目镜 16．最近一段时间，小明的爸爸看书时需把眼镜取下，并且把书离得稍远一些才能看清，如图所示的甲图和乙图中能说明爸爸的眼睛此时成像原理的是_____________图，假设医生给爸爸配了一副100度的老花镜，他想知道爸爸老花镜镜片的焦距，医生给他一张卡片如表，让他通过卡片上的信息自己解决问题。则这个老花镜镜片的焦距是_____________m。 眼镜的度数 在配眼镜时，常用“度数”来反映眼镜的性能。眼镜的度数等于镜片焦距（单位：m）的倒数乘100得到的数值。例如，某一老花眼镜片（凸透镜）的焦距f是，眼镜片的度数就是（度） 17．如图是小文自制的“水滴显微镜”，其中“目镜”是小文的眼镜片，小文的眼睛患有________（选填“近视”或“远视”）眼。利用该显微镜观察标本时，先调节标本与水滴（相当于凸透镜）间的距离，若要让标本放大倍数更高，可以使水滴适当________（填“靠近”或“远离”）标本；若轻轻晃一晃让水滴再摊开一点，通过水滴成的像将________（选填“变大”、“变小”或“不变”）。在自制天文望远镜时，若目镜选取焦距为10cm的凸透镜，则物镜应选取焦距________10cm的凸透镜。我们能通过望远镜清楚地看到远处物体，是因为望远镜增大了________。 18．如图所示，是小红制作的一架简易的天文望远镜，选用的凸透镜焦距为5cm和50cm，她将寻星装置安装在套筒上，将望远镜固定在三角架上，用于观察月球。通过寻星装置寻找月球，是利用了光的______原理。将焦距为50cm的凸透镜作为物镜，焦距为5cm的凸透镜作为目镜，月球通过物镜成______、______的实像，目镜相当于______（选填“照相机”、“投影仪”或“放大镜”），成正立、放大的虚像。 19．在学习了透镜知识后，同学们对人眼和光学仪器的工作原理产生了兴趣，并针对常见的视力问题展开了研究，小明和小东同学利用实验室中的水透镜（可通过注水、抽水改变厚度）等器材进行实验探究。 （1）安装器材时，应使烛焰中心、光屏中心和凸透镜中心位于___________，目的是___________。 （2）如图甲所示，烛焰在光屏上恰好成一清晰的像，此像的性质为倒立的___________（选填“放大”、“缩小”或“等大”）的像。保持蜡烛和光屏的位置不变，将水透镜移至___________cm刻度处，光屏上又会呈现一清晰的像。当将水透镜遮住一半时，光屏上的像会___________（选填“不完整”、“像完整但是亮度变暗”、“像完整且亮度不变”）； （3）当两支点燃的蜡烛、水透镜和光屏分别置于如图乙所示的位置时，光屏上C、D两处会得到清晰的像。用一厚纸板挡住A处的烛焰，在光屏___________处仍能得到一个清晰的像。 （4）小东利用水透镜模拟人眼晶状体的调节功能，如图所示。具体操作如下： ①将蜡烛放在离水透镜较远的位置，移动光屏，直到屏上出现烛焰清晰的像： ②用注射器向水透镜里加适量的水，水透镜对光的偏折能力变___________，此时屏上的像变得模糊，这是模拟近视眼看远处物体的情况。将光屏慢慢___________水透镜（选填“靠近”或“远离”），光屏上会出现清晰的像，这说明近视眼所成的像在视网膜的___________； ③将光屏移回原来标记的位置，选择不同的眼镜在烛焰和水透镜之间前后移动，直到光屏上出现清晰的像，如图丙所示，该眼睛的镜片为___________透镜（选填“凸”或“凹”）。 20．小明和小红进行“探究凸透镜成像规律”实验。 （1）为了测出所用凸透镜的焦距，小明将透镜对着太阳，如图甲所示，移动白纸位置直到白纸上出现最小最亮的点，测量出该点到透镜光心距离即为焦距。小红指出小明的操作中存在的错误是__________，改正错误后，小明用正确方法测出凸透镜焦距为10cm； （2）为了使得蜡烛的像成在光屏的中央，小明认为应该使烛焰和光屏的中心位于凸透镜的__________，而小红则认为只要将烛焰中心、光屏中心和凸透镜光心调至如图乙所示的一条倾斜直线上即可。在进行多次实验比较后，发现小明的方法更为合理，结合你实验操作的经验，请指出：如果按照小红的方法进行实验，可能给后续实验操作带来的不便是__________； （3）正确操作的前提下，当蜡烛、透镜和光屏调至图丙位置时，光屏上恰好出现了清晰的像，该像为倒立、__________（缩小/放大/等大）的实像；若保持丙图中蜡烛和光屏的位置不动，将凸透镜移至__________cm时，光屏上再次出现清晰的像； （4）实验时，光屏上已经得到了蜡烛清晰的像，一位同学用手指捏住凸透镜防止其移动，则光屏上__________（有/没有）手指的像或影子，光屏上蜡烛的像__________（完整/不完整）。 （5）当光屏上呈现清晰的像时，保持蜡烛和凸透镜位置不变，取一只与原实验中焦距相同但镜面直径较小的凸透镜，替代原来的凸透镜再次实验，所成的像与原来的像相比，变__________（选填“亮”或“暗”）了。 （6）实验完成之后，小红将小丽同学的眼镜放在蜡烛与凸透镜之间，如图丁所示，光屏上原来清晰的像变得模糊了，将光屏向远离凸透镜方向移动适当距离后，光屏上的像再次清晰，则小丽同学的眼镜为__________（近视眼/远视眼）。 （7）思考：如图戊所示的三角形是一个三棱镜的截面。三棱镜的左侧有一个物体P，若你在三棱镜的右侧观察，则所看到的物体P的像大致在（     ） A．A点处 B．B点处 C．C点处 D．D点处 迁移创新 21．如图甲所示，顾客站在刷脸自助储物柜屏幕前按下“存”按钮，屏幕上方摄像头启动，屏幕上出现人脸的图像，柜门随即打开。为研究该摄像头的成像情况，小明进行如下实验：在光具座上固定蜡烛和光屏，当凸透镜位于光具座上C处时，恰好在光屏上成清晰的像，如图乙所示。下列说法正确的是（    ） A．乙图光屏上成倒立缩小的实像，可以解释摄像头成像原理 B．在凸透镜左侧加上眼镜片后，向左移动光屏重新成清晰的像，此镜片是凹透镜 C．图乙凸透镜的焦距范围一定为<f < D．保持蜡烛和光屏位置不变，将凸透镜移到D处（图中未标出），光屏上再次成清晰的像，则C、D之间的距离为L0-2L 22．有一种特殊镜片b，如图所示，其厚度变化可通过抽出液体（或注入液体）来实现。镜片c对光有________作用（选填“会聚”或“发散”）；将某物体放在镜片c前1厘米处，在镜片的另一侧透过镜片能看到一个正立放大的像，镜片c的焦距________1厘米（选填“大于”“等于”或“小于”）。如图所示，此时光屏上已出现清晰的像，若将物体移动到0刻度处，则需要在凸透镜前放上镜片______（选填“a”、“b”、“c”），这时可实现不移动光屏即可在光屏上成清晰的像，这个实验模拟的是______（选填“近”“远”）近视眼的矫正。          23．如图甲所示，一束平行光经过一凸透镜，调节光屏的位置，直到光屏上得到一个最小、最亮的光斑。小明用此凸透镜“探究凸透镜成像规律”的实验，实验装置如图乙所示。 （1）该凸透镜的焦距为 ___________cm。 （2）当蜡烛、凸透镜位于图乙所示位置时，光屏上得到一个清晰的像，该像的规律可运用于___________（填“望远镜”或“显微镜”）的物镜中。 （3）若保持蜡烛和光屏的位置不变，将凸透镜移至 ___________cm刻度线处，可以在光屏上得到一个倒立、放大的清晰的像。 （4）若保持凸透镜的位置不变，将蜡烛移至44cm刻度处，接下来的操作应该是___________（填“①”“②”或“③”），此时的像应是如图丙所示的___________（填字母“A” “B” “C”或“D”）。 ①适当移动光屏，直到在光屏上找到清晰的像； ②取下光屏，眼睛从透镜左侧直接透过透镜观察成像情况； ③取下光屏，眼睛从透镜右侧直接透过透镜观察成像情况； （5）如图丁所示，将凸透镜看作眼睛的晶状体，光屏看作眼睛的视网膜，烛焰看作眼睛观察的物体。拿一个近视眼镜给“眼睛”戴上，光屏上出现烛焰清晰的像；拿走近视眼镜，烛焰的像变得模糊。在拿走近视眼镜后，下列操作能使光屏上重新得到清晰的像的是 ___________。 A．将光屏或蜡烛适当靠近凸透镜 B．同时将光屏和蜡烛适当远离凸透镜 C．将光屏适当远离凸透镜 D．将蜡烛适当远离凸透镜 24．按要求完成下列填空； （1）如图甲所示，不透明的容器中有一只铁制玩具青蛙，人的眼睛在图中所示位置时刚好看不到青蛙，这是由于______的缘故；向容器中注入适量的水，眼睛就能够看到青蛙了，这是由于______造成的。 （2）如图乙所示，是广州美术馆常设展厅中“齐白石印”的展台，由于印章小，博物馆工作人员在印章上方放置一个上方镜，此上方镜的作用相当于______，使参观者透过上方镜看到______（选填“倒立”或“正立”）、______（选填“放大”或“缩小”）的“印章”，印章到上方镜的距离在______（选填“一倍焦距内”“大于一倍焦距小于两倍焦距”或“两倍焦距以外”）。 （3）如图丙所示是一种小型手电筒。它的前端有一个出光小孔，其内部（从小孔向后）依次有玻璃珠（球冠状）、LED灯（发光二极管）和电池。LED灯发出的光是发散的，但从小孔射出的却是一束能照射很远的强光，在这种小型手电筒中，玻璃珠起什么作用？为了使射出的光是一束平行光，对LED灯和玻璃珠的位置关系有何要求？ 25．跨学科实践：制作望远镜 黄昏系数是望远镜的常见参数之一，反映了不同口径和放大倍率的望远镜在暗光条件下的观察效能，黄昏系数越大的望远镜效能越好。黄昏系数的计算方法是望远镜的倍率和物镜的直径（单位：mm）的乘积再求算术平方根。放大倍率为物镜的焦距与目镜的焦距之比。观测表明，恒星或星系远离我们的速度与它跟我们之间的距离成正比，根据恒星或星系远离我们的速度可以知道这个恒星或星系距离我们有多远。 思考：小组成员通过阅读材料总结了如下两个结论，其中正确的是( )； A．黄昏系数可以反映出望远镜在高亮背景条件下的观察效能。 B．若某恒星远离我们的速度为v，它跟我们之间的距离为s，则v与s的比值是不变的。 （1）望远镜有多种类型，其中一种望远镜的物镜和目镜都是凸透镜。物镜的作用是使远处的物体在焦点附近成倒立、缩小的________像，而目镜的作用则与生活中________（选填“投影仪”或“放大镜”）的原理相同，用来把这个像放大； （2）项目小组自制的望远镜放大倍率为2倍；选择一对焦距适当的凸透镜分别作为物镜和目镜。如果物镜的直径是50mm，则该望远镜的黄昏系数为________（忽略单位）；按照如图所示组装成一只望远镜； （3）①用望远镜观察远处的物体后，再观察较近的物体，观察时需对镜筒的长度进行调节，应适当________（选填“增大”或“减小”）物镜和目镜的之间的距离。 ②通过寻星装置更容易找到目标，是利用________的原理。 ③用望远镜观察物体时，会感到物体被放大了，主要是由于( ) A．像到观察者的距离变小了，视角变大 B．通过望远镜成的像比物体大 （4）小组成员用该望远镜看远处物体时，发现看到像与实际物体相比较，上下、左右都颠倒了。同学们又设计了如图所示的望远镜。该望远镜的物镜与目镜不共轴。在中部空腔内安装了两片小平面镜，利用光的________改变了光路，这样人们就可以通过目镜看到远处物体正立的像。 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 神奇的透镜 第三节 神奇的“眼镜” 课标要点 1．知道人眼的基本结构，理解人眼的成像原理，知道人眼与照相机成像的异同。 2．知道近视眼和远视眼的成因，掌握近视和远视的矫正方法，能正确选择矫正透镜。 3．了解眼镜度数的含义，知道科学用眼的方法，树立保护视力的意识。 4．知道放大镜、显微镜、望远镜等光学仪器的成像原理，了解透镜成像在生活和科技中的应用。 5．了解我国在天文观测领域的成就，体会科技进步对人类视野的拓展，增强民族自豪感。 学习重难点 重点：人眼的成像原理；近视眼与远视眼的成因及矫正；透镜的应用。 难点：近视眼与远视眼的成因辨析；矫正透镜的作用原理；显微镜和望远镜的成像过程。 知识点 眼球的主要结构与视物原理 1. 眼球的主要结构及各部分作用 眼球主要由玻璃体、晶状体、睫状体、瞳孔、角膜、虹膜、视网膜等组成。眼球好像一架照相机： （1）晶状体和角膜的共同作用相当于一个凸透镜； （2）视网膜相当于照相机的胶片； （3）睫状体可以改变晶状体的形状（改变焦距）； （4）瞳孔相当于照相机的光圈。 眼球的主要结构 眼睛的视物原理 2. 眼睛的视物原理 人的眼球好像一架照相机，眼睛观看物体时，物距大于2倍焦距，物体发出或反射的光进入人眼，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。视网膜上感光细胞受到光的刺激，视神经把这个信号传输给大脑，大脑将倒立图像处理后翻转过来，我们就看到了物体。 3. 眼睛的调节 （1）正常眼睛的调节：眼睛通过睫状体改变晶状体的形状，从而改变晶状体的折光能力。 当我们看远处的物体时，睫状体放松，晶状体比较薄（选填“厚”或“薄”），对光的偏折能力变小，远处物体射来的光（近似平行光）刚好会聚在视网膜上，人们就可以看清远处的物体。 当人们看近处的物体时，睫状体收缩，晶状体变厚（选填“厚”或“薄”），对光的偏折能力变大，近处物体射来的光（非平行光）照样能会聚在视网膜上，人们就可以看清近处的物体。 （2）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，能够看清的最远的极限点叫作远点。正常眼睛的远点在无限远处。 ②近点：当睫状体看近处物体时，晶状体变得最凸，表面弯曲程度最大，此时能看清的最近的极限点叫作近点。正常眼睛的近点在大约10cm处。 ③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25cm。 易错提醒 1. 眼球主要结构含角膜、晶状体、睫状体、视网膜、视神经，视物原理类似照相机：晶状体和角膜共同相当于凸透镜，视网膜相当于光屏，成倒立缩小实像。 2. 易错提醒：①眼睛靠改变晶状体厚度调焦距，非像距，别和普通凸透镜成像硬套；②看远时睫状体放松、晶状体变薄，看近时收缩、晶状体变厚，别记反厚薄状态；③正常眼远点在无限远、近点约10cm，明视距离25cm，读写需保持这个距离；④成像在视网膜上是实像，别和平面镜虚像混淆。 随学随练 1．人的眼睛相当于一个照相机，物体在视网膜上成一个_________、_________的实像。 【答案】 倒立 缩小 【解析】人眼的晶状体相当于凸透镜，正常视物时物体到晶状体的距离大于二倍焦距，由凸透镜成像规律可知，此时物体在视网膜上成倒立、缩小的实像。 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 【解析】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。 知识点 视力的矫正 一、近视眼及其矫正 1. 近视眼：如果长期不注意用眼卫生，睫状体疲劳过度，调节能力降低，会造成晶状体变厚，焦距变小，折光能力增强。这时像只能成在视网膜前方（选填“前”或“后”），而在视网膜上形成的是模糊不清的光斑，这样就形成了近视眼。 2. 近视眼的矫正：近视眼可以用凹透镜矫正，因为凹透镜能使光发散。经矫正后，光会聚在视网膜上，就能得到清晰的像（见图乙）。 二、远视眼及其矫正 1. 远视眼：如果晶状体变薄，焦距变大，折光能力减弱，且睫状体不能自行调节，像成在视网膜后方（选填“前”或“后”）, 在视网膜上形成的也是模糊不清的光斑，这样就形成了远视眼。 2. 远视眼的矫正：远视眼可以用凸透镜矫正，因为凸透镜能使光会聚。经矫正后，光会聚在视网膜上，得到清晰的像。 易错提醒 ‌1. 成像位置易记反：近视眼是晶状体太厚、折光能力过强，像成在视网膜前方；远视眼是晶状体太薄、折光能力过弱，像成在视网膜后方，不少同学会把二者成像位置搞混。 2. 矫正透镜易混淆：近视需用对光线有发散作用的凹透镜延后会聚，远视需用对光线有会聚作用的凸透镜提前会聚，切勿记反透镜类型。 3. 实验反向逻辑易错：摘下近视镜后光线会聚能力变强，像会向透镜方向靠近，不能再用原来的光屏承接，很多同学会误判光屏移动方向。 随学随练 1. 黄爷爷发现最近视力有所下降，验光师用验光仪检测后确认其眼睛远视。根据检测结果，黄爷爷的眼球结构特征应与图_______（选填“A”或“B”）所示一致，应该选择用________透镜进行矫正。 【答案】 B 凸 【解析】远视眼的晶状体变薄，聚光能力变弱，像成在视网膜的后方，故其眼球结构特征与图B一致。因凸透镜对光线有会聚作用，能使像前移到视网膜上，故应选择凸透镜进行矫正。 2．如图，是同学看远处物体时眼球成像的示意图，则该同学矫正视力需佩戴的眼镜及对应原理正确的是（     ） A．远视镜，利用凸透镜对光的会聚作用 B．远视镜，利用凹透镜对光的发散作用 C．近视镜，利用凸透镜对光的会聚作用 D．近视镜，利用凹透镜对光的发散作用 【答案】D 【解析】由图可知，该同学佩戴的透镜中间薄边缘厚，为凹透镜。凹透镜对光有发散作用，用于矫正近视眼，使光线推迟会聚，像成在视网膜上，故ABC错误，D正确。故选D。 知识点 眼镜的度数 1. 透镜焦度：透镜焦距 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。透镜焦度： 2. 眼镜度数 （1）眼镜片的度数，就是镜片的透镜焦度乘100的值。眼镜度数： （2）远视镜片的度数用正数表示，近视镜片的度数用负数表示。 易错提醒 1. 初中物理里眼镜度数是高频易错点，核心规则要记牢：度数计算公式为「度数=100/f」，这里焦距f的单位必须是米，不少同学直接用厘米代入计算，结果直接出错。 2. 要区分镜片类型：远视镜（老花镜）是凸透镜，焦距f取正值，度数为正；近视镜是凹透镜，焦距f取负值，度数自然为负，很多同学会忽略符号规则，混淆两类镜片的度数属性。 3. 还要避开两个常见误区：不是镜片越厚度数一定越高，只有在镜片材质相同的前提下，焦距越短、镜片越厚，度数才越大；另外400度以下的眼镜度数，不能直接等同于焦距0.25米，必须严格按公式换算，别凭日常经验想当然答题。 随学随练 1．用一个焦距为0.5m的凸透镜做眼睛的镜片，它的度数是_______度。一个-200度的眼镜的镜片，它的焦距是_______m。 【答案】 +200 0.5 【解析】[1]焦距为0.5m的眼镜片，它的度数是度。 [2]度数为-200度的眼镜片，可得，解得f=0.5m。 2. 老花镜是矫正_______的，它的度数等于焦距的倒数乘以100。小明爷爷眼镜的度数是200度，那么该眼镜镜片的焦距是_________m。眼镜度数越高，焦距越________（选填“大”或“小”）。 【答案】 远视眼 0.5 小 【解析】老花镜是凸透镜，可用于矫正远视眼； 由题意可知，眼镜的度数与它的焦距之间的关系为，故可知度数度时， ； 由可知，眼镜度数越高，焦距越小。 知识点 显微镜与望远镜 1．光学显微镜的成像原理 光学显微镜的目镜和物镜都是凸透镜，物镜焦距短、目镜焦距长，通过两次凸透镜成像实现对微小物体的放大观察。 （1）物镜（靠近被观察物体） 物距条件：被观察的微小物体放在物镜的一倍焦距和二倍焦距之间（）。 成像性质：成倒立、放大的实像，成像原理与投影仪完全相同。 作用：将微小的物体第一次放大，成一个实像，这个实像恰好落在目镜的一倍焦距以内。 （2）目镜（靠近眼睛） 物距条件：物镜成的实像作为目镜的 “物体”，这个物体位于目镜的一倍焦距以内（）。 成像性质：成正立、放大的虚像，成像原理与放大镜完全相同。 作用：将物镜成的实像进行第二次放大，相当于一个放大镜。 （3）整体成像效果 显微镜最终成倒立、放大的虚像（相对于原物体上下、左右均颠倒）； 总放大倍数 = 物镜放大倍数 × 目镜放大倍数。 2．光学望远镜的成像原理 光学望远镜的目镜和物镜也都是凸透镜，物镜焦距长、目镜焦距短，通过 “缩小实像 + 视角放大” 实现对远处物体的观测。 （1）物镜（靠近远处物体） 物距条件：远处的物体到物镜的距离远大于物镜的二倍焦距（）。 成像性质：成倒立、缩小的实像，成像原理与照相机完全相同。 作用：将远处的物体，在物镜的焦点附近成一个缩小的实像，这个实像也落在目镜的一倍焦距以内。 （2） 目镜（靠近眼睛） 物距条件：物镜成的实像作为目镜的 “物体”，位于目镜的一倍焦距以内（）。 成像性质：成正立、放大的虚像，同样相当于放大镜的作用。 作用：将物镜成的缩小实像进行放大，同时像离眼睛很近，大大增大了眼睛的视角，因此感觉远处物体被 “拉近、放大” 了。 （3）整体成像效果 望远镜最终成倒立、缩小的虚像（相对于原物体）； 它的核心作用不是 “把物体本身放大”，而是增大视角，让远处物体的像成在近处，从而看清细节。 补充 我们日常用的简易望远镜（如用近视镜 + 老花镜制作）是伽利略式望远镜，目镜为凹透镜，最终成正立的虚像；而天文望远镜多为开普勒式，目镜和物镜都是凸透镜，最终成倒立的虚像。 3．非光学望远镜 射电望远镜：观测并研究来自天体的射电波。2016 年我国正式启用 “中国天眼”，是具有自主知识产权、世界最大单口径、最灵敏的射电望远镜。 红外望远镜：接收红外辐射，可在夜间使用，能在密林里发现人和动物，也可用于观测天体。 特别提醒 ① 显微镜和望远镜的目镜都相当于放大镜，成正立、放大的虚像。 ② 望远镜的物镜成倒立、缩小的实像，目镜对这个实像再进行放大。 ③ 光学望远镜只能接收可见光，射电望远镜、红外望远镜可以接收可见光以外的信息。 4．核心对比与易错提醒 仪器 物镜成像 目镜成像 最终像的性质 核心作用 显微镜 倒立、放大的实像 （，投影仪原理） 正立、放大的虚像 （，放大镜原理） 倒立、放大的虚像 两次放大，观察微小物体 望远镜 倒立、缩小的实像 （，照相机原理） 正立、放大的虚像 （，放大镜原理） 倒立、缩小的虚像 增大视角，观测远处物体 常见误区 ① 两者的目镜作用完全相同，都是当放大镜使用，成正立、放大的虚像；最终的像都是虚像，不能用光屏承接。 ②显微镜的物镜成放大实像，望远镜的物镜成缩小实像，不要混淆。 ③望远镜没有 “把物体放大”，而是把像成在近处、增大视角；物体本身在视野中是缩小的，但因为离眼睛近，所以看起来更大。 ④显微镜和望远镜的成像本质都是光的折射，都遵循凸透镜成像规律。 随学随练 1．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 【解析】（1）[1][2]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）[1][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”。 2．在跨学科实践课堂上，小深参与了自制望远镜的活动。 【任务一】了解望远镜的基本原理 （1）望远镜甲的成像原理如图乙所示。由图乙可知，人眼通过目镜所观察到的是一个_________（选填“正立”或“倒立”）的像。 【任务二】设计和制作简易望远镜 望远镜的放大倍率取2至3倍为宜，放大倍率为物镜的焦距与目镜的焦距之比。选择直径较大的物镜与目镜，可扩大观察范围，并使成像更亮更清晰。 序号 a b c d 直径/cm 4 5 8 5 焦距/cm 10 10 30 20 （2）为了在获得较大放大倍率的同时，拥有更清晰的成像效果，小深应选用_________透镜作物镜、_________透镜作目镜最适宜。（两空均选填序号） 【任务三】用自制望远镜观察校园内的物体 （3）一只手握住物镜镜筒保持不动，另一只手不断调整目镜镜筒的位置，即可在望远镜中看到校园内远处物体清晰的像。这个像虽然是缩小的，但人眼却会感觉物体被“放大”了，原因是________________________________。 【答案】（1）倒立；（2）c b；（3）像离眼睛更近，其视角变大了 【解析】（1）物镜先成倒立、缩小的实像，目镜相当于放大镜，将该实像成正立、放大的虚像，综合来看，人眼最终观察到的是倒立的像。 （2）放大倍率为，故物镜应选直径和焦距都较大的透镜，成像更清晰，目镜直径根据物镜的选择再进行选择，所以物镜优先选透镜c，c直径为8cm，焦距为30cm，放大倍率取2至3倍，，故，故选择直径为5cm，焦距为10cm的b透镜作为目镜。 （3）远处物体本身视角很小，经望远镜后，物镜把物体成缩小实像，且像在目镜的一倍焦距以内，目镜相当于放大镜，同时像离人眼更近，视角大幅变大，人眼判断物体大小依靠视角，视角越大感觉物体越大，因此会觉得物体被放大。 题型 眼球的主要结构与视物原理 ‌初中物理“眼球的主要结构与视物原理”的实用解题技巧： 1. 结构对应速记‌：核心考点可直接套用“照相机模型”快速匹配——晶状体+角膜=凸透镜（镜头），视网膜=光屏（胶片），视神经仅负责信号传递，不属于成像光学元件，选择题可直接排除“视网膜是凸透镜”这类典型错误表述。 2. 成像性质判定‌：人眼观察物体时物距始终大于2倍焦距，因此视网膜上必然成‌倒立、缩小的实像‌，可直接对标凸透镜成像规律中u>2f的结论，无需额外推导。 3. 动态调节逻辑‌：看远物时睫状体放松、晶状体变薄、焦距变大，偏折能力减弱；看近物时睫状体收缩、晶状体变厚、焦距变小，偏折能力增强。解题时注意区分“眼睛调焦距”和普通照相机调像距的差异，避开“人眼移动视网膜调整像距”的高频陷阱。 4. 数值类固定结论‌：正常眼睛远点在无限远，近点约10cm，明视距离为25cm，涉及填空类题型可直接套用标准数值。 活学活用 1．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 【解析】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。 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。 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。 2．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 【解析】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。 题型 视力的矫正 初中物理“视力的矫正”解题核心可归纳为三步速判法，即可锁定正确答案。 第一步先辨成因：看到“像成在视网膜前”直接判定为近视，对应晶状体折光能力过强、眼球前后径过长；看到“像成在视网膜后”则为远视，对应晶状体折光能力过弱，这是所有题目的判断起点。 第二步匹配透镜：牢记“近凹远凸”铁律，近视必须用对光线有发散作用的凹透镜矫正，让原本靠前的像后移到视网膜上；远视必须用对光线有会聚作用的凸透镜矫正，让原本靠后的像前移到视网膜上，直接排除反向选项。 第三步避坑验证：遇到动态类题型，比如蜡烛靠近透镜导致像成在光屏后方，要快速关联远视眼成因，此时要么将光屏远离透镜，要么换用焦距更小的凸透镜，别和近视眼的“像前移、透镜发散”逻辑搞混，避开思维定势失分点。 活学活用 1．人的眼睛看清物体是通过改变晶状体的形状来实现的，晶状体相当于全自动变焦镜头。若晶状体调节能力变弱，就会出现看不清远处物体或近处物体的情况，需要佩戴合适的眼镜进行矫正。调节眼睛晶状体形状的作用是帮助我们看清（     ） A．不同亮度的物体 B．不同颜色的物体 C．不同距离的物体 D．不同大小的物体 【答案】C 【解析】A．不同亮度的物体靠调节瞳孔大小改变进光量适配，故A不符合题意； B．不同颜色的物体靠视网膜感光细胞分辨，与晶状体调节无关，故B不符合题意； C．人眼视网膜位置固定即像距v固定，由凸透镜成像规律可知，观察不同物距u的物体时，需调节晶状体焦距f，使像始终成在视网膜上，即可看清不同距离的物体，故C符合题意； D．物体大小不影响成像的物距像距匹配，无需调节晶状体，故D不符合题意。 故选C。 2．实验课上，某小组用如图所示的装置模拟眼球，凸透镜相当于晶状体，烧瓶中的液体相当于玻璃体，烧瓶右侧内壁相当于视网膜。若想模拟近视眼并对其进行矫正，接下来小组同学应进行的操作是（     ） A．换用焦距更大的凸透镜，并用另一个凸透镜进行矫正 B．换用焦距更小的凸透镜，并用另一个凸透镜进行矫正 C．换用焦距更大的凸透镜，并用凹透镜进行矫正 D．换用焦距更小的凸透镜，并用凹透镜进行矫正 【答案】D 【解析】近视眼是由于晶状体太厚，折光能力太强，焦距变小，使远处物体的像成在视网膜的前方，要模拟近视眼，应换用焦距更小的凸透镜，矫正时需用凹透镜，故ABC不符合题意，D符合题意。 故选D。 题型 眼镜的度数 眼镜度数是初中物理光学的高频考点，核心解题技巧可归纳为三步速解法： 先明公式逻辑：牢记“度数=100×焦度”，焦度φ=1/f，其中焦距f必须以米为单位，这是计算类题目的核心前提，也是最容易出错的细节。 正反双向推导：已知度数求焦距时，先除以100得到焦度，再取倒数换算成米，最后按需转成厘米；已知焦距求度数时，先把f转成米，取倒数得到焦度，再乘100即可，注意凸透镜（远视/老花镜）度数为正，凹透镜（近视镜）度数为负。 结合成像规律：遇到“用老花镜当凸透镜做实验”的题型，先算出焦距确定物距区间，再对应“f<u<2f成放大实像、u<f成正立虚像”的规律，就能快速锁定成像特点。 解题时要避开两个高频坑：一是直接用厘米代入公式计算，二是忽略近视镜的负度数属性，结合中考常考的“水透镜+视力矫正”综合题型，把度数计算和成像规律绑定，就能大幅提升正确率。 活学活用 1．关于眼镜的度数，下列说法正确的是（     ） A．近视眼镜的度数为正数 B．眼镜度数越大，焦距越长 C．100 度的镜片，焦度为 1 屈光度 D．同度数的近视镜和远视镜，焦距大小不同 【答案】C 【解析】A．近视眼镜是凹透镜，度数为负数，故A错误； B．由公式可得，度数越大，焦距f越短，B错误。 C．根据，因此 100 度的镜片焦度为屈光度，故C正确； D．度数绝对值相同的近视镜和远视镜，焦距大小相等，只是透镜类型不同，故D错误。 故选 C。 2．某同学佩戴400度的近视眼镜，该镜片的焦距大小约为（     ） A．0.25m B．0.4m C．2.5m D．4m 【答案】A 【解析】眼镜度数与镜片焦距的关系为： （f的单位为：m），整理得焦距。 代入题目中400度计算得： 故选A。 基础通关 1．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 【解析】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。 2．2026年3月3日，月食恰逢元宵节，壮观的天象在夜空上演。图为小明拍摄的月食照片，对此下列说法中正确的是（     ） A．月食的成因跟影子的成因一样 B．照片上的月亮是月亮通过相机镜头所成的虚像 C．拍摄时，月亮在相机镜头的1~2倍焦距之间 D．相机所用的这类镜头可以用来矫正近视眼 【答案】A 【解析】月食是光沿直线传播时，地球挡住了太阳射向月球的光形成的，原理是光的直线传播。 A．光沿直线传播过程中，遇到不透明物体，在物体后方形成暗区，就是物体的影子，二者成因相同，故A正确； B．相机镜头是凸透镜，根据凸透镜成像规律，照相机拍摄时，月球大于2倍焦距，成倒立、缩小的实像，故BC错误； D．相机的镜头是凸透镜，对光有会聚作用，可以用来矫正远视眼，故D错误。 故选A。 3．一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 【解析】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。 4．显微镜能对微小物体进行高倍数放大，微小物体经过显微镜的物镜先成一个倒立、放大的像，这个像再经过目镜成一个正立、放大的像。显微镜的物镜、目镜分别相当于（   ） A．幻灯机、放大镜 B．幻灯机、幻灯机 C．放大镜、放大镜 D．放大镜、幻灯机 【答案】A 【解析】显微镜的物镜焦距短，放在载物台上的物体在物镜的一倍焦距和二倍焦距之间，通过物镜成倒立、放大的实像，物镜与幻灯机的成像原理相同；显微镜通过物镜成倒立、放大的实像，目镜则相当于一个放大镜，对物镜所成的像再次放大，通过目镜将此实像再次放大成一个虚像，目镜与放大镜的成像原理相同，故A符合题意，BCD不符合题意。 故选A。 5．黄爷爷发现最近视力有所下降，验光师用验光仪检测后确认其眼睛远视。根据检测结果，黄爷爷的眼球结构特征应与图___________（选填“A”或“B”）所示一致，应该选择用___________透镜进行矫正。 【答案】 B 凸 【解析】[1][2]远视眼的晶状体变薄，聚光能力变弱，像成在视网膜的后方，故其眼球结构特征与图B一致。因凸透镜对光线有会聚作用，能使像前移到视网膜上，故应选择凸透镜进行矫正。 6．老花镜是矫正_______的，它的度数等于焦距的倒数乘以100。小明爷爷眼镜的度数是200度，那么该眼镜镜片的焦距是_________m。眼镜度数越高，焦距越________（选填“大”或“小”）。 【答案】 远视眼 0.5 小 【解析】[1]老花镜是凸透镜，可用于矫正远视眼； [2][3]由题意可知，眼镜的度数与它的焦距之间的关系为，故可知度数度时，； 由可知，眼镜度数越高，焦距越小。 7．“工欲善其事，必先利其器。”人们对微观世界的观察离不开显微镜，如图甲。显微镜的物镜成________（选填“正”或“倒”）立、________（选填“缩小”“放大”或“等大”）的像。图乙中与它属于同一类透镜的是________（填序号）。 【答案】 倒 放大 bc 【解析】[1][2][3]由图甲的光路图可知，显微镜的物镜其成像原理与投影仪相似，投影仪成倒立、放大的实像，故其也是成倒立、放大的实像。显微镜的物镜为凸透镜。图乙中，a为凹透镜，b、c为凸透镜，故与它属于同一类透镜的是b、c。 8．图为一单筒天文望远镜，其物镜和目镜均为凸透镜，___________（选填“>”、“=”或“<”），将它对准远处的物体观察时，物体通过物镜成倒立、___________（选填“放大”或“缩小”）的实像，再通过目镜的放大作用，增大___________，从而看清远处物体的像。 【答案】 > 缩小 视角 【解析】由两个凸透镜组成的单筒天文望远镜，为了会聚更多光线、获得更大的放大倍数，物镜焦距大于目镜焦距。 观察远处物体时，远处物体的物距远大于物镜的2倍焦距，根据凸透镜成像规律，物镜成倒立、缩小的实像。 物镜成的实像经过目镜（相当于放大镜）放大后，最终增大了人眼的观察视角，从而让人看清远处的物体。 9．用水透镜探究近视眼的形成原因。 序号 物距/cm 水透镜的凸起程度 像距/cm 1 30.0 较小 17.4 2 30.0 较大 9.2 （1）①如图甲所示，用注射器向水透镜的薄膜中缓慢注水，使薄膜略微凸起。 ②将水透镜置于图乙中光具座的________（选填“A”“B”或“C”）滑块上，点燃蜡烛，调节水透镜和光屏的高度，使它们的中心跟烛焰的中心大致在同一高度上。移动蜡烛，当物距为30.0cm时，调节光屏的位置，直至呈现烛焰清晰的像并记录像距。 （2）保持________不变，继续向水透镜中注入适量的水，增加水透镜的凸起程度，调节光屏的位置，直至呈现烛焰清晰的像并记录像距。 （3）把实验中收集的数据和观察的现象填入表格。依据表格，在物距不变的情况下，增加水透镜的凸起程度，像距变________，并且观察到成像变近。 （4）经多次实验后，结合所学知识分析，当近视眼观察远处的景物时，由于晶状体的凸起程度较________，折光能力变强，远处景物成像会成在视网膜的________方，导致看不清楚。 【答案】（1）B；（2）物距；（3）小；（4）大 前 【解析】（1）探究凸透镜成像规律的实验中，需要将透镜放置在蜡烛和光屏的中间位置，因此应将水透镜置于B滑块上。 （2）本实验采用控制变量法，探究水透镜凸起程度对成像的影响，因此要保持物距不变，只改变水透镜的凸起程度。 （3）从表格数据可知，物距均为30.0cm时，水透镜凸起程度从较小变为较大，像距从17.4cm变为9.2cm，因此像距变小。 （4）近视眼的成因是长时间用眼后，晶状体凸起程度过大，折光能力过强，导致远处景物的像成在视网膜的前方，无法看清远处物体。 10．在探究近视眼的矫正课外实验中：调整烛焰（模拟远处的物体）、水凸透镜（模拟晶状体，与注射器相连，其凸起程度可通过注射器注入或抽出水来调节）、光屏（模拟视网膜）在光具座上的位置。 （1）如图所示，此时在光屏上得到了烛焰清晰的像，该像是倒立、缩小的实像，如果把蜡烛和光屏位置对调，则成______、______的实像。 （2）向水凸透镜内______（选填“注入”或“抽出”）适量的水来模拟近视眼，发现光屏上原来清晰的像变模糊了。若将光屏向靠近透镜的方向移动适当距离，再次得到清晰的像。说明近视眼将远处的物体成像在视网膜______（选填“前”或“后”）。若光屏不移动，在烛焰和水凸透镜间加一个焦距合适的凹透镜，光屏上也能得到清晰的像。说明近视眼镜是______透镜。 【答案】（1）倒立 放大；（2）注入 前 凹 【解析】（1）[1][2]此时在光屏上得到了倒立、缩小的实像，如果把蜡烛和光屏位置对调，根据光路的可逆性则成倒立、放大的实像。 （2）[1][2][3]根据近视眼的成因，向水凸透镜内注入水，凸透镜变厚，此时凸透镜对光的会聚作用变强，像将成在光屏之前，即近视眼将远处的物体成像在视网膜之前。要使像能成在原来光屏的位置，可以在烛焰和水凸透镜间加一个焦距合适的凹透镜，光屏上也能得到清晰的像，说明近视眼镜是凹透镜。 11．如果用眼不当， 例如长时间盯着屏幕， 就有可能患上近视。请在图中大致画出来自远处的光进入近视眼晶状体后的折射光线。 【答案】 【解析】近视眼的晶状体变厚，对光的会聚作用变强，来自远处的光经过晶状体后，在视网膜前方成像，据此作图。 12．“眼睛是心灵的窗户”，我们每个人都应该保护好自己的眼睛，图甲为某同学眼睛的成像光路图。请在图乙虚线框内画出能对其进行矫正的透镜。 【答案】 【解析】由图甲可知，此时晶状体将光线会聚在视网膜的前方，是近视眼，故应当佩带凹透镜进行矫正，据此作图。 素养提升 13．2026年6月6日是第31个全国“爱眼日”。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，此时光屏上成清晰的像。下列说法正确的是（　　） A．图甲中的视网膜相当于图乙中的水凸透镜 B．眼睛在看远处的物体时，会将晶状体变厚 C．图乙中蜡烛越烧越短，光屏上的像会随之向上移动 D．若只向水凸透镜中注水，光屏上的像会先变模糊再变清晰 【答案】C 【解析】A．眼睛中的视网膜是接收光线成像的结构，相当于“感光芯片”或者光具座中的光屏，故A错误； B．眼睛在看远处物体时，相当于物距变大，所成像会在视网膜前方，由于晶状体和视网膜的位置不变，即像距不变，要想在视网膜上成清晰的像，需要减弱晶状体对光的会聚能力，所以此时眼睛会调节晶状体变薄，故B错误； C．蜡烛越烧越短，相当于物体向下移，根据凸透镜成像规律可知，此时像向上移,故C正确； D．只向水凸透镜中注水，水凸透镜变厚，对光的会聚能力变强，若其他条件不变，则像会成在光屏前方，所成的像会越来越模糊,故D错误。 故选C。 14．小明用显微镜观察番茄果肉细胞时，只要调整物镜就可以使图中视野甲变为视野乙。于是突发奇想，用丙图实验装置来模拟物镜的成像情况。下列说法正确的是（　　） A．丙图此时的成像情况，刚好可以模拟显微镜物镜成倒立、放大的实像 B．若要模拟从甲图到乙图的变化过程，可使水透镜变薄或将蜡烛远离透镜 C．若要模拟从甲图到乙图的变化过程，可向水透镜内注水或将蜡烛远离透镜 D．若用手挡住一部分水透镜，光屏上可以呈现不完整的像，像会变得更亮 【答案】A 【解析】A．显微镜的物镜成倒立、放大的实像，目镜成正立、放大的虚像。丙图中，此时物距小于像距，则物距大于一倍焦距小于二倍焦距，根据凸透镜成像的规律可知，此时成倒立放大的实像，可以模拟显微镜物镜成倒立放大的实像，故A正确； B．从甲图到乙图，像变大了。根据凸透镜成像规律，要使像变大，应减小物距，增大像距。使水透镜变薄，折光能力变弱，其焦距变大，相当于减小了物距，像会变大；蜡烛远离透镜，物距增大，像会变小；故B错误； C．向水透镜内注水，水透镜变厚，焦距变小，相当于物距相对变大，像会变小；将蜡烛远离透镜，物距增大，像也会变小，这两个操作都使像变小，无法模拟从甲图到乙图像变大的变化，故C错误； D．用手挡住一部分水透镜，蜡烛发出的光仍有部分能通过凸透镜折射成像，所以光屏上能呈现完整的像。但通过的光变少，像会变暗，而不是更亮，故D错误。 故选A。 15．如图所示的是同学们在跨学科实践：制作望远镜的成品展示，下列说法正确的是（     ） A．物镜成倒立的虚像 B．目镜成正立的实像 C．若物镜的焦距为10cm，目镜的焦距为5cm，则该望远镜放大倍率为4倍 D．选取凸透镜时物镜的直径要大于目镜 【答案】D 【解析】A．望远镜的物镜相当于照相机，成倒立、缩小的实像，故A错误； B．目镜相当于放大镜，成正立、放大的虚像，故B错误； C．望远镜的放大倍率公式是，代入数据得，故C错误； D．物镜的直径做得比目镜大，可以会聚更多的光线，让观测的像更明亮，所以选取凸透镜时物镜的直径要大于目镜，故D正确。 故选D。 16．最近一段时间，小明的爸爸看书时需把眼镜取下，并且把书离得稍远一些才能看清，如图所示的甲图和乙图中能说明爸爸的眼睛此时成像原理的是_____________图，假设医生给爸爸配了一副100度的老花镜，他想知道爸爸老花镜镜片的焦距，医生给他一张卡片如表，让他通过卡片上的信息自己解决问题。则这个老花镜镜片的焦距是_____________m。 眼镜的度数 在配眼镜时，常用“度数”来反映眼镜的性能。眼镜的度数等于镜片焦距（单位：m）的倒数乘100得到的数值。例如，某一老花眼镜片（凸透镜）的焦距f是，眼镜片的度数就是（度） 【答案】 乙 1 【解析】[1]爸爸看书时需把眼镜取下，并且把书离得稍远一些才能看清，根据凸透镜成像规律可知，不戴眼镜时，物体的像成在视网膜的后方，这是远视眼，成像原理是乙图。 [2]根据卡片中信息可知，眼镜的度数等于镜片焦距（单位：m）的倒数乘100得到的数值，即 则这个老花镜镜片的焦距是 17．如图是小文自制的“水滴显微镜”，其中“目镜”是小文的眼镜片，小文的眼睛患有________（选填“近视”或“远视”）眼。利用该显微镜观察标本时，先调节标本与水滴（相当于凸透镜）间的距离，若要让标本放大倍数更高，可以使水滴适当________（填“靠近”或“远离”）标本；若轻轻晃一晃让水滴再摊开一点，通过水滴成的像将________（选填“变大”、“变小”或“不变”）。在自制天文望远镜时，若目镜选取焦距为10cm的凸透镜，则物镜应选取焦距________10cm的凸透镜。我们能通过望远镜清楚地看到远处物体，是因为望远镜增大了________。 【答案】 远视 靠近 变小 大于 视角 【解析】该眼镜片作为显微镜的目镜，本质是凸透镜，而远视眼需要用凸透镜矫正，因此小文是远视眼。 水滴相当于显微镜的物镜，成倒立放大的实像，根据凸透镜成像规律“物近像远像变大”，要得到更大的放大倍数，需要减小物距，因此让水滴适当靠近标本。 水滴摊开后，凸度变小，焦距变大，放大倍数减小，因此成的像将变小。 开普勒望远镜（两个凸透镜组成）的物镜焦距应大于目镜焦距，因此物镜应选取焦距大于10cm的凸透镜。 望远镜的作用是增大了视角，让我们能看清远处的物体。 18．如图所示，是小红制作的一架简易的天文望远镜，选用的凸透镜焦距为5cm和50cm，她将寻星装置安装在套筒上，将望远镜固定在三角架上，用于观察月球。通过寻星装置寻找月球，是利用了光的______原理。将焦距为50cm的凸透镜作为物镜，焦距为5cm的凸透镜作为目镜，月球通过物镜成______、______的实像，目镜相当于______（选填“照相机”、“投影仪”或“放大镜”），成正立、放大的虚像。 【答案】 直线传播 倒立 缩小 放大镜 【解析】[1][2][3][4]当月球与寻星装置两侧的凹槽在同一条直线上时，就可以寻找到月球，这利用光的直线传播原理； 题中望远镜是由两组凸透镜组成的，靠近眼睛的凸透镜叫做目镜，靠近被观测物体的凸透镜叫做物镜；月球到物镜的距离远大于物镜的二倍焦距，月球通过物镜成倒立、缩小的实像，这个像成在目镜一倍焦距以内，经目镜成正立、放大的虚像；物镜相当于照相机，目镜相当于放大镜。 19．在学习了透镜知识后，同学们对人眼和光学仪器的工作原理产生了兴趣，并针对常见的视力问题展开了研究，小明和小东同学利用实验室中的水透镜（可通过注水、抽水改变厚度）等器材进行实验探究。 （1）安装器材时，应使烛焰中心、光屏中心和凸透镜中心位于___________，目的是___________。 （2）如图甲所示，烛焰在光屏上恰好成一清晰的像，此像的性质为倒立的___________（选填“放大”、“缩小”或“等大”）的像。保持蜡烛和光屏的位置不变，将水透镜移至___________cm刻度处，光屏上又会呈现一清晰的像。当将水透镜遮住一半时，光屏上的像会___________（选填“不完整”、“像完整但是亮度变暗”、“像完整且亮度不变”）； （3）当两支点燃的蜡烛、水透镜和光屏分别置于如图乙所示的位置时，光屏上C、D两处会得到清晰的像。用一厚纸板挡住A处的烛焰，在光屏___________处仍能得到一个清晰的像。 （4）小东利用水透镜模拟人眼晶状体的调节功能，如图所示。具体操作如下： ①将蜡烛放在离水透镜较远的位置，移动光屏，直到屏上出现烛焰清晰的像： ②用注射器向水透镜里加适量的水，水透镜对光的偏折能力变___________，此时屏上的像变得模糊，这是模拟近视眼看远处物体的情况。将光屏慢慢___________水透镜（选填“靠近”或“远离”），光屏上会出现清晰的像，这说明近视眼所成的像在视网膜的___________； ③将光屏移回原来标记的位置，选择不同的眼镜在烛焰和水透镜之间前后移动，直到光屏上出现清晰的像，如图丙所示，该眼睛的镜片为___________透镜（选填“凸”或“凹”）。 【答案】（1）同一高度 使像成在光屏的中央；（2）缩小 40 像完整但是亮度变暗；（3）D；（4）强 靠近 前方 凹 【解析】（1）将烛焰、凸透镜、光屏的中心调整到同一高度，可避免像偏出光屏范围，确保像呈现在光屏中央，方便观察清晰的像。 （2）由图甲刻度可知，初始蜡烛在20cm刻度处，水透镜在70cm刻度处，光屏在90cm刻度处，此时物距，像距；物距大于像距，根据凸透镜成像规律，当物距大于像距时，烛焰在光屏上成倒立、缩小的实像。 根据光路可逆原理，保持蜡烛和光屏位置不变，让新的物距等于原来的像距20cm，新的像距等于原来的物距50cm，透镜位置为 所以在40cm刻度处，可再次成清晰的像。 遮住水透镜一半后，透镜剩余部分仍可以折射烛焰所有位置发出的光线，因此像仍然完整，只是通过透镜的光线总量减少，像的亮度会变暗。 （3）A、B是两个不同的烛焰，各自通过透镜独立成像，挡住A处烛焰后，B处烛焰的成像光路不受影响，因此B的像在D处仍能呈现清晰的像。 （4）向水透镜内加水后，水透镜厚度增加，焦距变小，对光线的偏折能力变强，光线会提前会聚，原本清晰的像会向透镜方向移动，因此将光屏向靠近水透镜的方向移动，才能再次承接清晰的像。该现象说明近视眼的晶状体偏厚，折光能力过强，远处物体的像成在视网膜的前方。 近视眼需要用对光线有发散作用的透镜矫正，让原本提前会聚的像向后移动到光屏上，因此该矫正镜片是凹透镜。 20．小明和小红进行“探究凸透镜成像规律”实验。 （1）为了测出所用凸透镜的焦距，小明将透镜对着太阳，如图甲所示，移动白纸位置直到白纸上出现最小最亮的点，测量出该点到透镜光心距离即为焦距。小红指出小明的操作中存在的错误是__________，改正错误后，小明用正确方法测出凸透镜焦距为10cm； （2）为了使得蜡烛的像成在光屏的中央，小明认为应该使烛焰和光屏的中心位于凸透镜的__________，而小红则认为只要将烛焰中心、光屏中心和凸透镜光心调至如图乙所示的一条倾斜直线上即可。在进行多次实验比较后，发现小明的方法更为合理，结合你实验操作的经验，请指出：如果按照小红的方法进行实验，可能给后续实验操作带来的不便是__________； （3）正确操作的前提下，当蜡烛、透镜和光屏调至图丙位置时，光屏上恰好出现了清晰的像，该像为倒立、__________（缩小/放大/等大）的实像；若保持丙图中蜡烛和光屏的位置不动，将凸透镜移至__________cm时，光屏上再次出现清晰的像； （4）实验时，光屏上已经得到了蜡烛清晰的像，一位同学用手指捏住凸透镜防止其移动，则光屏上__________（有/没有）手指的像或影子，光屏上蜡烛的像__________（完整/不完整）。 （5）当光屏上呈现清晰的像时，保持蜡烛和凸透镜位置不变，取一只与原实验中焦距相同但镜面直径较小的凸透镜，替代原来的凸透镜再次实验，所成的像与原来的像相比，变__________（选填“亮”或“暗”）了。 （6）实验完成之后，小红将小丽同学的眼镜放在蜡烛与凸透镜之间，如图丁所示，光屏上原来清晰的像变得模糊了，将光屏向远离凸透镜方向移动适当距离后，光屏上的像再次清晰，则小丽同学的眼镜为__________（近视眼/远视眼）。 （7）思考：如图戊所示的三角形是一个三棱镜的截面。三棱镜的左侧有一个物体P，若你在三棱镜的右侧观察，则所看到的物体P的像大致在（     ） A．A点处 B．B点处 C．C点处 D．D点处 【答案】（1）凸透镜没有正对太阳；（2）主光轴上 不容易测量物距和像距的大小；（3）放大 65.0；（4）没有 完整；（5）暗；（6）近视眼；（7）A 【解析】（1）测量凸透镜焦距时，需要让太阳光平行于凸透镜的主光轴、正对透镜入射，此时最小最亮的光斑才是焦点，小明的操作里透镜倾斜未正对太阳，测得的距离不是真实焦距。 （2）为了使得蜡烛的像成在光屏的中央，应该使烛焰、透镜、光屏的中心在同一高度上，即将烛焰和光屏的中心位于凸透镜的主光轴上； 如果按照小红的方法进行实验，由于物距和像距是一条斜线，不容易测量物距和像距的大小。 （3）由图丙可知，此时的物距15.0cm，像距30.0cm，物距在一倍焦距和二倍焦距之间时，成的是倒立、放大的实像。 根据光路可逆可知，当物距为30.0cm时，像距为15.0cm，此时能成倒立、缩小的实像，即将凸透镜移至65.0cm时，光屏上再次出现清晰的像。 （4）手指在凸透镜的一倍焦距以内，无法成实像，且手指挡住的是部分入射光，不会在光屏上形成手指的像或影子； 凸透镜被遮挡部分后，剩余部分仍能折射全部烛焰的光，因此蜡烛的像依然完整，只是亮度变暗。 （5）换用焦距相同、直径更小的凸透镜后，透镜能够折射的光线总量变少，像的大小、位置都不变，但像会变暗。 （6）放上眼镜后光屏要向远离透镜的方向移动才能重新承接清晰的像，说明该眼镜对光线有发散作用，是凹透镜，对应矫正的是近视眼。 （7）光通过三棱镜时会向三棱镜的底边偏折，人眼逆着折射光线看过去，看到的虚像会向三棱镜的顶角方向偏移，因此物体P的像大致在A点处。 迁移创新 21．如图甲所示，顾客站在刷脸自助储物柜屏幕前按下“存”按钮，屏幕上方摄像头启动，屏幕上出现人脸的图像，柜门随即打开。为研究该摄像头的成像情况，小明进行如下实验：在光具座上固定蜡烛和光屏，当凸透镜位于光具座上C处时，恰好在光屏上成清晰的像，如图乙所示。下列说法正确的是（    ） A．乙图光屏上成倒立缩小的实像，可以解释摄像头成像原理 B．在凸透镜左侧加上眼镜片后，向左移动光屏重新成清晰的像，此镜片是凹透镜 C．图乙凸透镜的焦距范围一定为<f < D．保持蜡烛和光屏位置不变，将凸透镜移到D处（图中未标出），光屏上再次成清晰的像，则C、D之间的距离为L0-2L 【答案】D 【解析】A．由乙图可知，物距小于像距，光屏上成倒立、放大的实像，不可以解释摄像头成像的原理，故A错误； B．贴近凸透镜的左侧放置一眼镜片，只向左移动光屏重新成清晰的像，说明透镜对光线有会聚作用，为凸透镜，故B错误； C．由图可知，当时，，此时物距小于像距，成倒立、放大的实像，故物距，解得， 像距，解得 因为和的大小关系无法确定，所以，凸透镜的焦距取值范围不一定为 故C错误； D．由图乙可知，当凸透镜位于C点时，物距小于像距，此时凸透镜成倒立、放大的实像，则；在保持蜡烛和光屏位置不变的情况下，将凸透镜向右移到D处，光屏上再次成清晰的像，由光路可逆得，此时像距为L，即D点到光屏的距离为L，透镜先后两次在C、D之间的距离为。故D正确。 故选D。 22．有一种特殊镜片b，如图所示，其厚度变化可通过抽出液体（或注入液体）来实现。镜片c对光有________作用（选填“会聚”或“发散”）；将某物体放在镜片c前1厘米处，在镜片的另一侧透过镜片能看到一个正立放大的像，镜片c的焦距________1厘米（选填“大于”“等于”或“小于”）。如图所示，此时光屏上已出现清晰的像，若将物体移动到0刻度处，则需要在凸透镜前放上镜片______（选填“a”、“b”、“c”），这时可实现不移动光屏即可在光屏上成清晰的像，这个实验模拟的是______（选填“近”“远”）近视眼的矫正。          【答案】 会聚 大于 a 近 【解析】【小题1】[1]由图c可知，该透镜中间厚边缘薄，是凸透镜，对光有会聚作用。 [2]根据凸透镜成像规律可知，正立放大的像，一定是虚像，且是在物距小于焦距时的成像，此时物距为1cm，说明此时镜片c的焦距大于1cm。 [3][4]由右图可知，此时物距明显大于像距，根据凸透镜成像规律可知，当，时，凸透镜成倒立缩小的实像，若将物体移动到0刻度处，即增大物距，根据凸透镜成实像的变化规律，即物远像近像变小，说明此时像会靠近凸透镜，即成像在光屏前方，这与近视眼的成像类似；若要不移动光屏即可在光屏上成清晰的像，需要使光线延迟会聚，即需发散光线，所以需要放一个凹透镜，左图中，镜片a是中间薄边缘厚，即凹透镜。 23．如图甲所示，一束平行光经过一凸透镜，调节光屏的位置，直到光屏上得到一个最小、最亮的光斑。小明用此凸透镜“探究凸透镜成像规律”的实验，实验装置如图乙所示。 （1）该凸透镜的焦距为 ___________cm。 （2）当蜡烛、凸透镜位于图乙所示位置时，光屏上得到一个清晰的像，该像的规律可运用于___________（填“望远镜”或“显微镜”）的物镜中。 （3）若保持蜡烛和光屏的位置不变，将凸透镜移至 ___________cm刻度线处，可以在光屏上得到一个倒立、放大的清晰的像。 （4）若保持凸透镜的位置不变，将蜡烛移至44cm刻度处，接下来的操作应该是___________（填“①”“②”或“③”），此时的像应是如图丙所示的___________（填字母“A” “B” “C”或“D”）。 ①适当移动光屏，直到在光屏上找到清晰的像； ②取下光屏，眼睛从透镜左侧直接透过透镜观察成像情况； ③取下光屏，眼睛从透镜右侧直接透过透镜观察成像情况； （5）如图丁所示，将凸透镜看作眼睛的晶状体，光屏看作眼睛的视网膜，烛焰看作眼睛观察的物体。拿一个近视眼镜给“眼睛”戴上，光屏上出现烛焰清晰的像；拿走近视眼镜，烛焰的像变得模糊。在拿走近视眼镜后，下列操作能使光屏上重新得到清晰的像的是 ___________。 A．将光屏或蜡烛适当靠近凸透镜 B．同时将光屏和蜡烛适当远离凸透镜 C．将光屏适当远离凸透镜 D．将蜡烛适当远离凸透镜 【答案】（1）10.0；（2）望远镜；（3）34.0；（4）③ D；（5）A 【解析】（1）凸透镜焦距的计算：平行光经凸透镜会聚成最小最亮的光斑，光斑到凸透镜光心的距离为焦距。由图甲，凸透镜光心在刻度处，光屏在刻度处，因此焦距 （2）成像规律的应用：图乙中，蜡烛在刻度处，凸透镜在刻度处，物距，成倒立、缩小的实像，与望远镜的物镜成像原理相同（望远镜物镜成倒立缩小实像）。 （3）凸透镜位置的确定：保持蜡烛和光屏位置不变，要成倒立放大的实像，需满足物距。根据光路可逆性，原物距，因此新物距。蜡烛在刻度处，故凸透镜应移至刻度处。 （4）[1][2]虚像的观察与成像性质：凸透镜位置不变，蜡烛移至刻度处，物距，成正立、放大的虚像。虚像与物体同侧，需取下光屏，从透镜右侧直接观察（操作③）；虚像正立放大，对应图丙中的D。 （5）近视眼镜的光学作用：近视眼镜为凹透镜，对光有发散作用。戴上时，光线发散，像会后移至光屏；拿走后，像前移（靠近凸透镜）。因此，需将光屏或蜡烛适当靠近凸透，使像重新清晰，故A符合题意，BCD不符合题意。 故选A。 24．按要求完成下列填空； （1）如图甲所示，不透明的容器中有一只铁制玩具青蛙，人的眼睛在图中所示位置时刚好看不到青蛙，这是由于______的缘故；向容器中注入适量的水，眼睛就能够看到青蛙了，这是由于______造成的。 （2）如图乙所示，是广州美术馆常设展厅中“齐白石印”的展台，由于印章小，博物馆工作人员在印章上方放置一个上方镜，此上方镜的作用相当于______，使参观者透过上方镜看到______（选填“倒立”或“正立”）、______（选填“放大”或“缩小”）的“印章”，印章到上方镜的距离在______（选填“一倍焦距内”“大于一倍焦距小于两倍焦距”或“两倍焦距以外”）。 （3）如图丙所示是一种小型手电筒。它的前端有一个出光小孔，其内部（从小孔向后）依次有玻璃珠（球冠状）、LED灯（发光二极管）和电池。LED灯发出的光是发散的，但从小孔射出的却是一束能照射很远的强光，在这种小型手电筒中，玻璃珠起什么作用？为了使射出的光是一束平行光，对LED灯和玻璃珠的位置关系有何要求？ 【答案】（1）光的直线传播 光的折射；（2）放大镜（或凸透镜） 正立 放大 一倍焦距内；（3）玻璃珠相当于凸透镜，对光有会聚作用；LED灯应置于玻璃珠的焦点处。 【解析】（1）[1]看不到青蛙的原因是光在同种均匀介质中沿直线传播，容器壁阻挡了从青蛙反射到人眼的光线。 [2]注水后，光从水中斜射入空气时发生折射，折射角大于入射角，折射光线进入人眼，人逆着折射光看到青蛙的虚像。 （2）[1][2][3][4]放置上方镜的目的是让参观者看到放大的印章，根据凸透镜成像规律：当物距时，成正立、放大的虚像。故上方镜应该是一个凸透镜（或放大镜），使参观者透过上方镜看到正立的放大的“印章”，印章到上方镜的距离在一倍焦距内。 （3）LED灯发出的光是发散的，但从小孔射出的却是一束能照射很远的强光，这说明玻璃珠对光线有会聚作用，相当于凸透镜；当光源位于凸透镜焦点时，光线经过凸透镜后会变成平行光，故需要将LED灯放置在玻璃珠的焦点位置。 25．跨学科实践：制作望远镜 黄昏系数是望远镜的常见参数之一，反映了不同口径和放大倍率的望远镜在暗光条件下的观察效能，黄昏系数越大的望远镜效能越好。黄昏系数的计算方法是望远镜的倍率和物镜的直径（单位：mm）的乘积再求算术平方根。放大倍率为物镜的焦距与目镜的焦距之比。观测表明，恒星或星系远离我们的速度与它跟我们之间的距离成正比，根据恒星或星系远离我们的速度可以知道这个恒星或星系距离我们有多远。 思考：小组成员通过阅读材料总结了如下两个结论，其中正确的是( )； A．黄昏系数可以反映出望远镜在高亮背景条件下的观察效能。 B．若某恒星远离我们的速度为v，它跟我们之间的距离为s，则v与s的比值是不变的。 （1）望远镜有多种类型，其中一种望远镜的物镜和目镜都是凸透镜。物镜的作用是使远处的物体在焦点附近成倒立、缩小的________像，而目镜的作用则与生活中________（选填“投影仪”或“放大镜”）的原理相同，用来把这个像放大； （2）项目小组自制的望远镜放大倍率为2倍；选择一对焦距适当的凸透镜分别作为物镜和目镜。如果物镜的直径是50mm，则该望远镜的黄昏系数为________（忽略单位）；按照如图所示组装成一只望远镜； （3）①用望远镜观察远处的物体后，再观察较近的物体，观察时需对镜筒的长度进行调节，应适当________（选填“增大”或“减小”）物镜和目镜的之间的距离。 ②通过寻星装置更容易找到目标，是利用________的原理。 ③用望远镜观察物体时，会感到物体被放大了，主要是由于( ) A．像到观察者的距离变小了，视角变大 B．通过望远镜成的像比物体大 （4）小组成员用该望远镜看远处物体时，发现看到像与实际物体相比较，上下、左右都颠倒了。同学们又设计了如图所示的望远镜。该望远镜的物镜与目镜不共轴。在中部空腔内安装了两片小平面镜，利用光的________改变了光路，这样人们就可以通过目镜看到远处物体正立的像。 【答案】（1）B 实 放大镜；（2）10；（3）增大 光沿直线传播 A；（4）反射 【解析】[1]A．根据资料，黄昏系数反映了不同口径和放大倍率的望远镜在暗光条件下的观察效能，故A错误； B．根据资料，恒星或星系远离我们的速度与它跟我们之间的距离成正比，因此v与s的比值是不变的，故B正确。 故选B。 [2]望远镜的物镜与照相机原理相同，成倒立、缩小的实像。 [3]目镜成正立、放大的虚像，成像原理与放大镜相同。 [4]根据资料黄昏系数是望远镜的倍率和物镜的直径的乘积再求开平方，物镜的直径是50mm，则该望远镜的黄昏系数为。 [5]用望远镜观察远处的物体后，再观察较近的物体，相当于物距变小，根据凸透镜成实像规律“物近像远，像变大”可知，物距减小，像距会增大，即应增大物镜和目镜之间的距离。 [6] 用两块相同的带开口的挡板制作了一个寻星装置，安装在望远镜套筒上后，借助挡板能快捷寻找目标，利用了光沿直线传播的特点。 [7]我们能不能看清一个物体，它对我们的眼睛所成“视角”的大小十分重要，视角的大小不仅和物体本身的大小有关，还和物体到眼睛的距离有关，视角越大，对物体观察越清楚。因此，用望远镜观察物体时，会感到物体被放大了，主要是由于观察者距离变小，视角变大，故A符合题意，B不符合题意。 故选A。 [8]平面镜对光的作用是反射，因此利用光的反射改变了光路。 学科网（北京）股份有限公司1 / 10 学科网（北京）股份有限公司 $