第18课透镜成像规律的应用视力的矫正（原卷版）

第18课透镜成像规律的应用视力的矫正001预习导学一、照相机与眼球1、照相机的原理：利用凸透镜能成倒立、缩小、实像的原理制成的。2、视物原理：晶状体相当于照相机的镜头，视网膜相当于照相机内的胶片。来自物体的光通过晶状体成像于视网膜上，视觉神经把信息传到大脑，从而就产生了视觉。3、人眼的自动调节：人眼可以通过调节肌肉的松紧来改变晶状体的弯曲度，即改变晶状体的焦距，使物体仍能在视网膜上成清晰的像。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25cm，这个距离叫明视距离。要点：1、如图所示，照相机的镜头和眼球都相当于凸透镜，成倒立、缩小的实像。2、从图中可以看出，一只眼的观察范围大约是150°，而两只眼的观察范围就接近180°。人的两眼观察范围有很大一部分是相互重叠的。人只有同时使用两只眼睛，才能准确地判断物体的前后距离。二、近视眼及其矫正1、近视眼：（1）表现：看不清远处的物体。（2）成因：晶状体的弯曲度经调节后，物体的像仍落在视网膜的前方。2、近视眼的矫正：利用凹透镜能使光发散的特点，在眼球前面放一个合适的凹透镜，就能使像向后移到视网膜上。如图所示。要点：1、近视眼的远点为有限距离，近点也比正常眼近，因此，近视眼的人习惯紧贴在书上看字。2、近视眼是因为眼睛调节能力减弱或是眼球前后过长造成的，近视眼应选用适当度数的近视镜片进行矫正，近视眼镜是由凹透镜制成的。三、远视眼及其矫正1、远视眼：（1）表现：看不清近处的物体。（2）成因：晶状体的弯曲度经调节后，物体的像仍落在视网膜的后面。2、远视眼的矫正：利用凸透镜能使光会聚的特点，在眼球前面放一个合适的凸透镜，就能使像向前移到视网膜上。要点：1、远视眼的近点变远。2、焦度：透镜的焦距越短，折光本领越大，透镜焦距的倒数叫透镜焦度。用φ表示即：3、焦距以米为单位时，焦度的单位是屈光度。眼镜度数是屈光度数乘以100。如焦距为1/5m的凸透镜，焦度为5屈光度，用它做成的远视镜片为+500度。4、度数：远视镜的度数为正数，近视眼的度数为负数。四、望远镜1、作用：能使远处的物体在近处成像。2、伽利略望远：由一个凹透镜（目镜）和一个凸透镜（物镜）组成。3、开普勒望远镜：（1）构造：由两个凸透镜组成，靠近被观察物体的叫物镜，焦距较长；靠近眼睛的叫目镜，焦距较短。（2）成像原理：由于从天体上各点射到物镜上的光可以看作是平行光，经物镜折射后，在物镜焦点外很近的地方，得到天体的倒立缩小的实像。目镜的前焦点和物镜的后焦点重合在—起，所以天体通过物镜所成的实像，位于目镜的一倍焦距以内。这个倒立的缩小的实像对目镜来说是物体，它经目镜所成的像是放大的虚像。4、反射式望远镜：（1）构造：物镜是凹面镜，目镜是凸透镜组成，（2）成像原理：物镜的焦点前面放置了一个与主镜成45度角的反射镜，使经物镜反射后的会聚光经反射镜以90度角反射出镜筒后到达目镜。要点：1、能看清楚物体“视角”非常重要。远处的物体对我们眼睛的视角较小，所以远处的物体看不清楚。望远镜的作用是把远处的物体拉近，增大视角这样就能看清楚远处的物体了。2、望远镜的物镜的直径越大，来自远处的物体的光射到物镜上的就越多，经物镜会聚后所成的像就越亮。这对于观察天空中的暗星非常重要。五、显微镜1、构造：目镜、物镜、载物片、反光镜等几部分构成。如图所示2、目镜和物镜：目镜和物镜都相当于凸透镜，靠近物体的叫物镜，焦距较短；靠近眼睛的叫目镜，焦距较长，两镜间的距离是可以调节的。3、成像原理：来自被观察物体的光经物镜后，在目镜的焦点以内成倒立、放大的实像，这一实像又经目镜成正立、放大的虚像。如图所示：要点：对于显微镜，要理解它的结构由物镜和目镜组成，它两次成像，一次成实像一次成虚像，放大倍数等于两次放大倍数之积。002考点分类考点1：视力的矫正1．上网课期间，同学们使用电子产品，眼睛睫状体收缩，晶状体的焦距（填“变短”或“变长”），长时间就可能患上近视，像成在视网膜的（填“前方”或“后方”），需要佩戴透镜进行矫正。2．如图所示，分别表示近视眼成因和矫正做法的是（）A．①② B．③④ C．②④ D．①③3．如图是人眼与鱼眼的结构示意图。人的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透镜；我们观察发现，鱼眼晶状体的形状比人眼更加凸一些，折光能力会更强一些，如果人眼的晶状体像鱼这样，观察远处物体的像将成在视网膜的面，若要看清远处的物体，应该配戴透镜来进行矫正。考点2：生活中的透镜4．早期照相馆里，摄影师取景时看到的像都是倒立缩小的，现在的照相机利用光学或电子技术，把倒立的像转变成正立的，便于观察。以下说法错误的是（

）A．照相机镜头相当于一个凸透镜 B．凸透镜只能成倒立缩小的实像C．照相机靠近被拍摄者，所成的像变大 D．人的眼睛相当于一架照相机5．将凸透镜、蜡烛和光屏安装到光具座上，如图所示，此凸透镜焦距为10cm，此时光屏上得到清晰的像，下列说法正确的是（）A．此时光屏上的像是放大、正立的虚像B．此时成像情况符合投影仪成像原理C．保持蜡烛和光屏的位置不动，只将透镜适当向左移动，则在光屏上能再次看到像D．保持凸透镜的位置不动，将蜡烛移动到45cm刻度线处，在右侧通过透镜看不到像6．如图所示是利用航空摄影拍摄到的美丽邢台的七里河沿岸，如果拍摄时所用照相机的镜头焦距是50mm，则胶片到镜头的距离应（）A．大于100mm小于150mm B．大于50mm小于100mmC．小于50mm D．等于50mm7．为了防控新型冠状病毒疫情，学校门口安装了测温摄像仪，测温摄像仪的成像原理与我们生活中的（选填“照相机”、“投影仪”或“放大镜”）成像原理相同，测温摄像时行人离镜头的距离应满足的条件是。8．如图，是某地投放使用的智能无人驾驶小巴车，它可以通过车上的摄像机和激光雷达识别道路状况。小巴车上的摄像机识别道路上的行人时，其镜头相当于一个透镜，行人在摄像机感光元件上成倒立、（选填“放大”“缩小”或“等大”）的像。当小巴车靠近公交站牌时，站牌在摄像机感光元件上所成的像（选填“变大”“变小”或“不变”）。9．用焦距为10cm的凸透镜做“探究凸透镜成像规律”的实验。组装并调整实验器材时。应使烛焰和光屏的中心位于凸透镜的上；找像时，要前后多移动几次光屏，找出成最像时光屏的位置；当点燃的蜡烛、凸透镜、光屏置于光具座上如图所示的位置时，光屏上呈现烛焰的倒立、（选填“缩小”、“等大”或“放大”）的实像，（选填“照相机”、“投影仪”或“放大镜”）就是应用这个原理。考点3：望远镜和显微镜10．分析如图所示天文爱好者用的望远镜的光路图可知（）A．它的物镜是平面镜B．它的目镜是凹透镜C．观察者看到的远处景物是缩小的像D．观察者看到的远处景物是放大的像11．在我县举办的青少年科技节上，某中学天文爱好兴趣小组自制一台天文望远镜，下列说法正确的是（）A．它的物镜和显微镜的物镜作用相同B．它的物镜相当于放大镜，用来把物体放大C．它的物镜的作用是使远处的物体在焦点附近成虚像D．它由两组透镜组成，靠近眼睛的为目镜，靠近被观测物体的为物镜12．如图甲所示是福建的天文爱好者颜明哲通过纯手工打磨镜片自制的望远镜，该望远镜不仅可以看到8亿公里外的木星，甚至能清晰地看到木星表面的斑纹，图乙是该望远镜内部结构及光路示意图。下列关于该自制望远镜的说法正确的是（）A．颜明哲通过纯手工磨制的镜片是凹透镜B．看到8亿公里外的木星只利用了光沿直线传播C．清晰看到木星表面的斑纹时物镜的成像原理与照相机相同D．木星到物镜的距离u满足（f为物镜的焦距）13．天文爱好者所使用的望远镜如图所示。以下判断正确的是（）A．A镜是目镜B．太空中的星体通过A镜成的像是倒立缩小的C．由于没有光屏，太空中的星体通过A镜成的是虚像D．人眼通过望远镜看到的是正立的像14．深圳市天文台位于大鹏新区南澳街道西涌，配备有反射式望远镜、光学望远镜等多种观测设备。反射式望远镜的原理如图（甲），利用一个球面反射镜将进入镜头的光线会聚后反射到位于镜筒前端的一个平面镜上，然后再由这个平面镜将光线反射到镜筒外的目镜里，这样我们便可以观测到星空的影像。而光学望远镜的原理如图（乙），下列说法正确的是（）A．反射式望远镜的主镜是凹面镜，不遵循光的反射定律B．反射式望远镜利用了小孔成像的原理C．光学望远镜的目镜成倒立、缩小的实像D．光学望远镜的物镜成像原理与照相机相同15．如图是显微镜和望远镜原理示意图，下面关于它们成像的说法正确的是（）①显微镜先成放大的实像，再成放大的虚像；

②显微镜先成缩小的实像，再成放大的虚像；③望远镜先成缩小的实像，再成放大的虚像；

④望远镜先成放大的实像，再成放大的虚像。A．①③ B．②④ C．①④ D．②③16．如图所示是简易天文望远镜的内部结构示意图，远处的物体经过物镜成一个倒立、（选填“放大”或“缩小”）的实像，此像落在目镜（选填“一倍焦距内”或“二倍焦距外”）的位置；经过目镜折射后成一个正立、（选填“放大”或“缩小”）的虚像。003强化训练1．来自物体的光线经过眼睛晶状体成像在视网膜上，则（

）A．视网膜相当于光屏B．晶状体相当于凹透镜C．所成的像可能是正立的D．所成的像可能是虚像2．在探究凸透镜成像规律的实验成像规律中，将蜡烛放在凸透镜前适当位置，调节光屏位置得到凊晰的像。把眼镜片放在烛焰与凸透镜之间，如图所示，屏上的像变得模糊，调节光屏的位置，适当靠近凸透镜，光屏上又可以得到清晰的像，则该镜片（）A．是凹透镜，属近视眼镜

B．是凹透镜，属远视眼镜C．是凸透镜，属近视眼镜 D．是凸透镜，属远视眼镜3．下列四幅图中，有的能说明近视眼或远视眼的成像原理，有的给出方法。下列判断正确的是（）A．图①能够说明远视眼的成像原理，图④给出了远视眼的矫正方法B．图①能够说明近视眼的成像原理，图③给出了近视眼的矫正方法C．图②能够说明近视眼的成像原理，图④给出了近视眼的矫正方法D．图②能够说明远视眼的成像原理，图④给出了远视眼的矫正方法4．如图所示，小明妈妈用拍视频。下列关于镜头成像的说法正确的是（）A．摄像镜头相当于一个凹透镜B．妈妈通过镜头成正立的虚像C．要拍面部特写，可以把靠近面部一些D．镜头的成像规律与投影仪的成像规律相同5．“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，于是架设一台天文望远镜做进一步观察，关于该望远镜，下列说法正确的是（）A．它的物镜相当幻灯机的镜头，作用是使远处的物体成放大的实像B．它的物镜相当于放大镜，用来把像放大C．它的物镜的作用是使远处的物体成虚像D．靠近眼睛的为目镜，作用相当于放大镜6．如图所示，显微镜的结构如图所示，则下列说法正确的是A．物镜的焦距大于目镜的焦距B．物镜和目镜一样都起到放大的作用，所成的像都是虚像C．物镜所成的像为虚像，目镜所成的像为实像D．物镜所成的像为实像，目镜所成的像为虚像7．关于凸透镜成像及成像规律的应用，有以下几种说法：（1）当物距小于焦距时，凸透镜成正立、放大的实像；（2）照相机是利用凸透镜成倒立、缩小的实像原理制成的；（3）幻灯机是利用当物距大于2倍焦距时凸透镜成倒立、放大的实像的原理制成的；（4）集邮爱好者观察集邮时若一时找不到放大镜，可以用老花镜代替。上述说法正确的是（）A．（1）（2） B．（2）（3） C．（1）（4） D．（2）（4）8．为了模拟探究显微镜的工作原理，小明在白纸上画上红色箭头，放在高约为15mm的透明塑料盒下方，在盒的上方滴上一滴水，如图甲所示，通过水滴（相当于凸透镜）可看到位于水滴下方红色箭头放大的像；将一个焦距为30cm的凸透镜放在水滴正上方，如图乙所示，保持凸透镜水平，调整凸透镜与水滴之间的距离，会看到箭头更大的像。关于该实验，下列说法中正确的是（）A．水滴模拟显微镜的目镜 B．箭头通过水滴成放大的实像C．水滴上方的凸透镜模拟显微镜的物镜 D．水滴上方的凸透镜和投影仪成像特点相同二、填空题9．产生远视眼的原因是晶状体太，折光能力太，或眼球在前后方向太，来自近处某点的光会聚在视网膜，人看不清近处的物体。远视眼应用镜进行矫正。10．照相机镜头的作用相当于一个镜，来自物体的光经过照相机镜头后，会在胶卷上形成一个（选填“放大”或“缩小”）、（选填“倒立”或“正立”）的像（选填“实”或“虚”），教学中的投影仪镜头相当于一个镜，投影片上的图案经镜头后形成一个、的像。11．显微镜的物镜是一个（选填“凸”或“凹”）透镜，其作用相当于（填“照相机”或“投影仪”）的镜头，通过显微镜看到的是物体（选填“放大”或“缩小”）的像。12．天文爱好者可以用开普勒望远镜来观察行星和月球，这种望远镜的目镜和物镜都是镜。当被观察到的物体在物镜的两倍焦距以外时，物镜使物体成一个、的像。相当于（照相机/投影仪/放大镜）的作用；然后这个像通常在目镜的一倍焦距内，经过目镜成、的像，相当于（照相机/投影仪/放大镜）的作用。天文望远镜的物镜口径做得较大，是为了增加光线。我们不能看清一个物体，与物体对我们的眼睛所成的视角大小有关，物体离我们越近，视角越，看物体越清楚。13．近视眼只能看清近处的物体，看不清远处的物体，需要矫正；远视眼只能看清远处的物体，看不清近处的物体，亦需要矫正。下面四幅图中，正确表示远视眼成像情况的是图；正确表示近视眼矫正情况的是图。对近视眼矫正，是利用了（选填“A”“B”）。A．凸透镜对光的会聚作用B．凹透镜对光的发散作用14．如图所示是简易天文望远镜的内部结构，远处的物体经过物镜成一个倒立缩小的实像，落在目镜的位置；这个实像经过目镜成一个正立的虚像。如果你想制作简易天文望远镜，没有现成的透镜，可以选用合适的（填“近视”或“远视”）镜片来代替。15．勤于动手的小聪在探究凸透镜成像规律过程中，将蜡烛、凸透镜和光屏按如图所示放置时，蜡烛通过凸透镜在光屏上形成一个倒立、（选填“放大”、“缩小”或“等大”）的清晰的像，利用凸透镜这一成像规律制成的是（选填“照相机”、“投影仪”或“放大镜”）；若保持透镜和光屏的位置不变，将蜡烛移到“28cm”刻度线位置，他将自己佩戴的眼镜放在蜡烛和透镜间适当位置时，光屏上又出现了清晰的像，则小明所患的眼疾是。（选填“近视眼”或“远视眼”）。16．显微镜主要由物镜和目镜两组凸透镜组成，被观察的细微物体先在物镜中成一个像这个像就相当于目镜中的物体，然后它在目镜中再次成像。F1为物镜的焦点，F2为目镜的焦，图中已画出细小物体AB在物镜中所成像的光路图，以及射向目镜的两条光线，请画出在目镜中所成的像及光路图；（1）物镜成像原理相当于（选填“照相机”或“投影仪”或“放大镜”）；（2）目镜成像原理相当于（选填“照相机”或“投影仪”或“放大镜”）。三、作图题17．图乙为存在视力缺陷的人眼成像光路图。请在图丙虚线框内画出能对其进行矫正的透镜。18．在如图所示的光路图中，分别填入合适的透镜和能矫正该眼睛视力的透镜．19．甲图是近视眼的成像示意图，其中晶状体相当于凸透镜，平行光经过晶状体等结构未会聚在视网膜上。请在乙图虚线框内画出适当的透镜，并将两条光线的光路补充完整。使光线会聚在视网膜上的a点。四、实验题20．小明进行“视力的矫正”探究活动，他将自己戴的近视眼镜放在蜡烛与凸透镜之间，如图1在光屏上得到了一个缩小、倒立的清晰实像，拿开眼镜后，光屏上的像变得模糊了。（1）小明为了使光屏上的像重新变得清晰，在不移动光屏和凸透镜位置的前提下，他该将蜡烛凸透镜。如果小明不戴眼镜看书，应该将书眼睛；（两空选填“靠近”或“远离”）（2）小明用薄膜充水后制成水透镜模拟眼球中的晶状体，来比较正常眼、近视眼和远视眼的焦距大小。实验中测得图2甲焦距为10cm，再将甲分别挤压成图乙、图丙的形状，并分别测量焦距，如图2所示；①焦距小于10cm的是图，模拟近视眼的是图；②在同一位置，用甲、乙、丙透镜分别对着远处的某一物体，移动光屏得到清晰的像，其中像距较大的是图；③目前很多近视患者戴隐形眼镜来矫正视力。隐形眼镜是一种直接贴在角膜表面的超薄镜片，可随着眼球运动，其中心厚度只有0.05mm，则此镜片的边缘厚度（填“小于”“等于”或“大于”）0.05mm。21．【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）22．小馨学习了眼睛和眼镜的知识之后，她想利用水透镜来模拟眼睛看见物体的过程。如图是小馨自制的水透镜及实验所需器材，对比眼睛的结构图：（1）眼球中的视网膜相当于实验中的，实验中的水透镜相当于眼球中的；（2）实验时，小馨将光源、水透镜、光屏依次放置在光具座上，为了使像呈现在光屏中央，请你帮她写一条检验三者中心是否在同一高度的方法：；（3）小馨现将蜡烛放在最左端，对光屏做出适当调节，使像能清晰地出现在光屏上，模拟人看清远处的物体；（4）固定住水透镜和光屏，模拟人眼睛的晶状体和视网膜的位置不发生改变；（5）把光源向水透镜方向移动，发现光屏上的像模糊了，这时需要向水透镜（选填“注水”或“抽水”），使光屏上的像重新变得清晰，模拟睫状体的变化，从而达到眼睛的自动调节；（6）初步调查，我国青少年近视患病率高达50％左右，近视率仍处于高位。飞秒激光近视手术是当今眼科学界的前沿技术，你认为飞秒激光近视手术使眼睛发生了什么变化从而达到矫正近视的效果？23．小明用凸透镜（甲、乙）、蜡烛、光屏和光具座等器材，探究凸透镜成像的规律。（1）实验前，使在同一水平高度。为了便于观察实验现象，实验环境应该（选填“较亮”或“较暗”）一些；（2）为了判断两个凸透镜的焦距大小，小明做了如下操作：①使蜡烛、凸透镜甲、光屏在如图所示的位置时，光屏上出现了等大清晰的像，此凸透镜甲的焦距为cm；②保持蜡烛和透镜的位置不变，将凸透镜甲更换为凸透镜乙后，需将光屏向左移动距离s，方可在光屏上再次成清晰的像，则透镜乙的焦距比甲的（选填“大”或“小”）；（3）保持凸透镜甲位置不动，将蜡烛放在光具座15cm刻度线处，调节光屏，在光屏上得到一个清晰的、倒立（选填“放大”或“缩小”）的实像，光屏的位置位于cm刻度之间；（4）继续保持凸透镜甲位置不动，把蜡烛移到35cm刻度线处，无论怎样移动光屏，光屏上始终接收不到像。小明能观察到像的正确方法是；（选填“照相机”“投影仪”或“放大镜”）就是根据这一原理工作的。24．某学校科学兴趣小组探究显微镜成像原理，查阅资料发现：显微镜的镜头可以看作由一块焦距较小的凸透镜（物镜，其焦距用f物表示）和一块焦距较大的凸透镜（目镜，其焦距用f目表示）组成，被观察的细微物体先在物镜中成一个像，这个像就相当于目镜中的物体，