第五章 透镜及其应用
第4节 眼睛和眼镜
基础过关全练
知识点1 眼睛
1.(2022新疆中考)新疆天池的风景在晓宁同学的视网膜上成的像是 ( )
A.放大的实像 B.缩小的实像
C.放大的虚像 D.缩小的虚像
2.如图所示,当我们看远处的物体时,远处物体发出或反射的光正好聚焦在视网膜上,当我们从看远处物体改为看近处物体时(距离一般不小于10 cm),为了使近处物体的像成在视网膜上,晶状体会变 (选填“厚”或“薄”),对光的偏折能力变 (选填“小”或“大”)。
知识点2 近视眼、远视眼及其矫正
3.(2022山东肥城期末)如图是小明戴上眼镜前、后观察到的远处帆船,下列相关说法正确的是 ( )
A.帆船通过眼睛的晶状体在视网膜上成缩小正立的虚像
B.戴眼镜前帆船模糊的原因是帆船成像在视网膜的后方
C.小明的眼睛是远视眼
D.小明应戴合适度数的凹透镜进行矫正
4.【新独家原创】为筹划全国爱眼日科普宣传活动,小强想设计一面近视眼和远视眼的成因及矫正展板,在展板中需要呈现近视眼和远视眼的成像光路图,请你帮他在下图中大致画出这两幅图。
5.【实验探究·设计实验】牛牛同学利用学过的透镜知识设计了如下实验测量爷爷的老花镜(如图所示)度数,请你与他一起完成实验。
(1)实验器材:老花镜、 、颜色较深的纸板。
(2)实验步骤:
①将老花镜的一个镜片 太阳光,把纸板放在镜片的另一侧,并保持纸面和镜片 (选填“平行”或“垂直”);
②反复调整纸板到镜片的距离,直到纸板上的光斑变得最小、最亮;
③ ;
④多次重复以上实验,记下每次实验测得的数据;
⑤利用眼镜度数的计算公式D=Φ×100=×100,算出每次实验该镜片对应的度数,求出该镜片度数的平均值;
⑥利用上述方法测出老花镜另一个镜片的度数。
(3)实验分析:
若实验过程中,光斑不是最小、最亮,则测得的镜片的度数偏大还是偏小 为什么
能力提升全练
6.(2022山东青岛中考,5,★☆☆)“爱护眼睛,你我同行”。眼球好像一架照相机,其成像原理与凸透镜类似,要成倒立、缩小的实像,物体可位于图中的 ( )
A.A点 B.B点 C.C点 D.D点
7.(2023山东沂源期末,4,★★☆)如图所示是眼睛的结构图,关于眼睛及其视力矫正,下列说法正确的是 ( )
A.眼睛的晶状体和角膜的共同作用相当于一个凹透镜
B.物体通过晶状体和角膜所成的像是虚像
C.矫正近视眼所戴的眼镜是凸透镜
D.远视眼看不清近处的物体,是因为像成在视网膜的后方
8.【学科素养·科学态度与责任】(2022江苏淮安中考,12改编,★☆☆)如图所示,不正确的学习姿势,会导致视力下降,看不清远处的物体。矫正此视力缺陷需戴合适的 透镜,健康用眼的正确做法是 (填写一条即可)。
9.【跨学科·物理学与日常生活】(2022四川遂宁中考,11,★★☆)小陈发现爷爷看书报时将书报拿得很远,根据所学知识想到人的眼睛与 (选填“照相机”“投影仪”或“放大镜”)的成像原理相同,爷爷眼睛的问题是晶状体太薄造成的 (选填“近”或“远”)视眼。于是他建议父母带爷爷到眼镜店选配一副由 透镜制成的老花镜。
10.【实验探究·分析论证】(2022黑龙江牡丹江中考,24,★★☆)【活化知识,还原生活】眼睛是人体重要的器官之一,小冰想弄清楚晶状体的厚度对眼睛成像远近的影响。根据凸透镜成像的规律,他用凸透镜和球形半透明的塑料盒自制了一个简易眼睛模型,模型上的凸透镜相当于人眼的晶状体,后面的塑料盒相当于视网膜,将蜡烛和模型放在光具座上。
(1)我们观察物体时,物体在视网膜上能成 实像;
(2)如图甲所示,调节蜡烛到合适的高度后,移动蜡烛的位置,模型上成清晰的像,此时,像的位置在 之间;
(3)如图乙所示,给模型换上一块焦距小的凸透镜,像变模糊了。移动蜡烛,直到成清晰的像,发现蜡烛的位置离凸透镜近了。这表明焦距小的凸透镜厚度大,对光的 作用强。此时,若蜡烛远离凸透镜,像的位置会 凸透镜,模型上的像就不清晰了;
(4)小冰分析,当晶状体变厚时,远处物体成像在视网膜前方,所以就只能看清 的物体;
(5)为了保护视力,你应该 。(写出一点)
素养探究全练
11.【科学思维】报纸上放有小明的近视眼镜、爸爸的老花眼镜、奶奶度数更大的老花眼镜及妈妈的平光眼镜如图,则奶奶的眼镜是图中的 ( )
A B C D
12.【科学探究】某校同学在学习了眼睛相关知识后,想通过实验探究近视眼的形成原因。他们选择了如下器材:蜡烛、用薄膜充入水后制成的水透镜(与注射器相连,注射器里有少量水)、光屏等。水透镜的厚薄可以通过注射器注入、吸取水的多少来调节。其装置如图所示。
(1)在此实验装置中, 相当于人眼球中的晶状体, 相当于人眼球中的视网膜。
(2)当眼睛看近处的物体时,要在视网膜上形成清晰的像,晶状体会变得较凸还是较扁 请你用此实验装置进行探究,要求写出实验过程。
13.【科学探究】小东用图甲装置探究凸透镜成像的规律。
甲
乙
(1)实验前小东将凸透镜正对太阳光,调节凸透镜与光屏间的距离,直到光屏上形成一个最小、最亮的光斑,如图乙所示。则该凸透镜的焦距是 cm。
(2)实验时保持凸透镜位置不变,使蜡烛位于25.0 cm 刻度线处,移动光屏,在光屏上成清晰倒立、 (选填“放大”“等大”或“缩小”)的实像, (选填“照相机”“投影仪”或“放大镜”)是依据此规律制成的。
(3)在蜡烛和凸透镜之间放置一个近视镜片,发现光屏上的像变模糊了,为了再次得到清晰的像,光屏应 (选填“靠近”或“远离”)凸透镜。
答案全解全析
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1.B 眼睛相当于照相机,成倒立、缩小的实像。
2.厚 大
解析 当我们从看远处物体改为看近处物体时(距离一般不小于10 cm),物距变小,像距变大,像成在视网膜的后面,为了使近处物体的像成在视网膜上,需要增大晶状体对光的偏折能力,即晶状体会变厚,焦距变短,对光的偏折能力变大。
解题技巧 晶状体的调节规律为“近厚远薄”,即看近处的物体晶状体变厚,看远处的物体晶状体变薄。
3.D 眼睛相当于照相机,成倒立缩小的实像;由图可知小明戴眼镜前看不清远处的物体,说明他的眼睛是近视眼,将远处的物体的像成在了视网膜前,应戴凹透镜进行矫正。
4.如图所示
解析 近视眼是来自远处某点的光会聚在视网膜前,远视眼是来自近处某点的光会聚在视网膜后。
5.(1)刻度尺 (2)①正对 平行 ③用刻度尺测出光斑到镜片的距离f(单位用米) (3)见解析
解析 (1)要测量老花镜的度数,由眼镜度数的计算公式D=Φ×100=×100可知,需要测量出老花镜(即凸透镜)的焦距,故需要的器材还有刻度尺。
(2)实验过程中为了准确测量焦距的大小,应将老花镜的一个眼镜片正对太阳光,把纸板放在镜片的另一侧,并保持纸面和镜片平行;反复调整纸板到镜片的距离,直到纸板上的光斑变得最小、最亮;测出光斑到镜片的距离f;将测得的数据代入眼镜度数的计算公式D=Φ×100=×100,算出镜片的度数;为了减小实验误差、提高测量的精确度,我们还需要多次测量,计算出镜片度数的平均值。
(3)若光斑到镜片(凸透镜)的距离小于一倍焦距,所测焦距f偏小,将该数据代入眼镜度数的计算公式,算出的镜片度数偏大;若光斑到镜片(凸透镜)的距离大于一倍焦距,所测焦距f偏大,将该数据代入眼镜度数的计算公式,算出的镜片度数偏小。
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6.D 凸透镜成缩小、倒立的实像时,物体要放在凸透镜二倍焦距以外,则物体可位于D点。
7.D 晶状体和角膜的共同作用相当于一个凸透镜,A错误;外界物体在视网膜上所成的像是倒立、缩小的实像,B错误;近视眼需用凹透镜矫正,C错误;远视眼看不清近处的物体,近处物体的像落在视网膜的后方,D正确。
8.凹 不在较暗的地方看书、看书时不离书本太近
解析 矫正近视眼需戴对光具有发散作用的凹透镜。健康用眼的正确方法很多,例如不在较暗的地方看书、看书时不离书本太近,经常做眼保健操、不过长时间观看手机或电视等。
9.照相机 远 凸
解析 人的眼睛与照相机的成像原理相同,由题意可知,爷爷眼睛的问题是晶状体太薄,像成在视网膜的后方,所以爷爷的眼睛是远视眼,应戴凸透镜制成的眼镜来矫正。
10.(1)倒立缩小的 (2)一倍焦距与二倍焦距
(3)会聚(或折射) 靠近 (4)近处 (5)注意保持看书写字的距离
解析 (1)人眼成像的特点和照相机的成像特点一样,都是物体在二倍焦距外,成倒立缩小的实像;
(2)物体在二倍焦距外,像在一倍焦距和二倍焦距之间,成倒立缩小的实像;
(3)凸透镜的厚度越大,焦距越小,对光的会聚(折射)作用越强;根据凸透镜成像规律,成实像时,物距增大,像距减小,蜡烛远离透镜意味着物距增大,故像的位置会靠近透镜;
(4)当晶状体变厚时,晶状体对光的会聚作用变强,像成在视网膜前,故只能看清近处的物体;
(5)为了保护视力,应注意保持看书写字的距离,尽量少躺在床上看书,平时少长时间对着手机屏幕等,也要经常做眼保健操或用眼后望远处等。
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11.A 因为奶奶的眼镜是老花镜,由凸透镜成像特点,当u
解析 (1)水透镜相当于人眼球中的晶状体,光屏相当于人眼球中的视网膜。
(2)按题图所示将蜡烛、水透镜、光屏依次放在光具座上,保持烛焰、透镜、光屏三者中心大致在同一高度上,适当调节三者的位置,使烛焰在光屏上成清晰的像;将蜡烛向水透镜靠近,光屏上所成烛焰的像会变得不清晰,向水透镜中注水,使水透镜变凸,观察到光屏上会再次出现清晰的像。这说明眼睛在看近处的物体时,晶状体会变得较凸。
13.答案 (1)10.0 (2)缩小 照相机 (3)远离
解析 (1)光屏上出现最小、最亮的光斑,光斑位置即焦点的位置,透镜光心到焦点的距离为焦距。透镜在50.0 cm刻度线处,光屏在60.0 cm刻度线处,所以焦距为f=60.0 cm-50.0 cm=10.0 cm。
(2)透镜在50.0 cm刻度线处,蜡烛在25.0 cm刻度线处,所以物距为25.0 cm,大于二倍焦距,成倒立、缩小的实像,与照相机的成像原理相同。
(3)近视镜片是凹透镜,凹透镜对光有发散作用,使像成在光屏的后方,光屏应远离透镜,才能再次得到清晰的像。
