資源簡介

中小學(xué)教育資源及組卷應(yīng)用平臺
2024人教版新教材物理八年級上冊同步精講精煉學(xué)案（全國通用）
第五章 透鏡及其應(yīng)用
專題5.4 眼睛和眼鏡
1.物理觀念：（1）了解眼睛的構(gòu)造,知道眼睛是怎樣看見物體的。
（2）了解眼鏡是怎樣矯正視力的。
2.科學(xué)思維：運用類比比較的方法知道人眼看見物體的原理，知道近視眼遠(yuǎn)視眼成因。學(xué)會觀察和分析生活中有關(guān)物理知識的實例與實驗現(xiàn)象，具有初步的觀察能力、分析概括能力。
3.科學(xué)探究：通過掛圖、課件以及模型的演示觀察，總結(jié)歸納眼鏡的構(gòu)造。通過和身邊同學(xué)交流了解近視眼矯正過程。
4.科學(xué)態(tài)度與責(zé)任：培養(yǎng)學(xué)生觀察思考，勇于發(fā)現(xiàn)樂于探究的學(xué)習(xí)習(xí)慣，善于應(yīng)用所學(xué)知識提出解決近視眼、遠(yuǎn)視眼的合理化建議。
學(xué)習(xí)重點是培養(yǎng)學(xué)生用前面所學(xué)凸透鏡成像規(guī)律的知識,加深對眼睛的了解；難點是近視眼和遠(yuǎn)視眼的成因及矯正。
知識點1. 眼睛
1. 眼睛的構(gòu)造：
2.眼睛能看見物體的原因
眼睛的晶狀體相當(dāng)于凸透鏡，視網(wǎng)膜相當(dāng)于光屏.當(dāng)睫狀體放松時，晶狀體比較薄，遠(yuǎn)處物體射來的光線剛好能匯聚在視網(wǎng)膜上，眼睛可以看清遠(yuǎn)處的物體；當(dāng)睫狀體收縮時，晶狀體變厚，近處物體射來的光線剛好能匯聚在視網(wǎng)膜上，眼睛可以看清近處的物體。
3.正常眼睛的調(diào)節(jié)
正常眼睛無論何時眺望遠(yuǎn)景，還是查看近物，都能看清楚。也就是說，不管物距變大還是變小，眼睛都能將像清晰地成像在視網(wǎng)膜上，物距發(fā)生變化時，像距（視網(wǎng)膜和晶狀體間的距離）未變，這是因為眼睛能通過睫狀體改變睫狀體的形狀，進而改變晶狀體對光線的偏折能力，即改變了晶狀體的焦距。使不同遠(yuǎn)近的物體都能在視網(wǎng)膜上成清晰的像。
4.遠(yuǎn)點、近點和明視距離
（1）遠(yuǎn)點：眼睛的調(diào)節(jié)是有限度的。當(dāng)睫狀體完全松弛時，晶狀體表面彎曲程度最小，此時晶狀體最扁，此時能夠看清的最遠(yuǎn)點極限叫做遠(yuǎn)點。正常人的眼睛的遠(yuǎn)點理論上在無限遠(yuǎn)處。
（2）近點：當(dāng)睫狀體極度緊張時（用力看近處物體），睫狀體變得最厚，晶狀體表面彎曲程度最大，此時能看清的最近的極限點叫做近點。正常人的眼睛的近點在離眼睛大約10cm的地方。
（3）明視距離：在合適照明條件下，正常眼睛觀察近處物體最清晰而不疲勞的距離大約為25cm，這個距離叫做明視距離。為預(yù)防近視眼，讀數(shù)、寫字時眼睛與書本的距離應(yīng)保持在25cm左右。
知識點2. 近視眼及其矯正
（1）特點：近視眼只能看清近處的物體，看不清遠(yuǎn)處的物體。
（2）成因：近視眼看不清遠(yuǎn)處的物體，原因是晶狀體太厚折射能力太強，或眼球在前后方向上太長，因此來自遠(yuǎn)處某點的光線匯聚在視網(wǎng)膜前，遠(yuǎn)處的物體成像在視網(wǎng)膜前面，到達視網(wǎng)膜上的是一個模糊的光斑。
（3）矯正：配戴適當(dāng)?shù)陌纪哥R做成的眼鏡，使遠(yuǎn)處來的光先發(fā)散后再進入眼睛，可矯正近視眼視力。
甲 近視眼成像于視網(wǎng)膜前 乙 矯正后
知識點3. 遠(yuǎn)視眼及其矯正
（1）特點：遠(yuǎn)視眼只能看見遠(yuǎn)處的物體，看不清近處的物體。
（2）成因：遠(yuǎn)視眼看不清近處的物體，是因為晶狀體太薄折射能力太弱，或眼球在前后方向上太短，因此來自近處某點的光線還沒匯聚就到達視網(wǎng)膜上了，近處的的物體成像在視網(wǎng)膜后面，在視網(wǎng)膜上形成一個模糊的光斑。
（3）矯正：利用凸透鏡能使光線會聚的特點，在眼睛前面放一個凸透鏡，就能使來自近處物體的光會聚在視網(wǎng)膜上了。配戴適當(dāng)?shù)耐雇哥R做眼鏡，可矯正遠(yuǎn)視眼的視力。
甲 遠(yuǎn)視眼成像于視網(wǎng)膜后 乙 矯正后
知識點4. 眼鏡的度數(shù)
1.透鏡的焦度：:把透鏡焦距的倒數(shù)叫做透鏡焦度。
2.透鏡的度數(shù)：透鏡焦度乘以100的值。叫做透鏡度數(shù)。
D＝100/f，凸透鏡的度數(shù)是正數(shù)，凹透鏡的度數(shù)是負(fù)數(shù)。
易錯點：
易錯1. 近視眼與遠(yuǎn)視眼成因及矯正的混淆
1.對眼睛的結(jié)構(gòu)及部分功能了解不清楚。
2.不會利用透鏡對光線的作用來分析近視眼和遠(yuǎn)視眼的形成原因和矯正方法。
3.對二者形成原因和矯正方法的光路圖分析錯誤。
可用下列辦法辨析，以便正確解決問題
1.近視眼：只能看清楚近處的物體，看不清遠(yuǎn)處的物體。形成原因：晶狀體太厚，折射能力太強，或者眼球的前后方向上太長，來自遠(yuǎn)處某點的光會聚在視網(wǎng)膜前方。矯正方法：佩戴凹透鏡（利用凹透鏡對光有發(fā)散作用，延后來自遠(yuǎn)處的光線相交，使其會聚在視網(wǎng)膜上）。
2.遠(yuǎn)視眼：只能看清楚遠(yuǎn)處的物體，看不清近處的物體。形成原因：晶狀體太薄，折射能力太弱，或者眼球的前后方向上太短，來自近處某點的光會聚在視網(wǎng)膜后方。矯正方法：佩戴凸透鏡（利用凸透鏡對光有會聚作用，使近處的光線提前相交視網(wǎng)膜上）。
考點1. 眼睛的構(gòu)造
【例題1】在人的眼球中，晶狀體和角膜的共同作用相當(dāng)于一個（ ）
A. 平面鏡 B. 玻璃磚 C. 凸透鏡 D. 凹透鏡
【答案】C
【解析】人眼的晶狀體和角膜相當(dāng)于凸透鏡，視網(wǎng)膜相當(dāng)于光屏，外界物體在視網(wǎng)膜上成倒立縮小的實像，故ABD不符合題意，C符合題意。
故選C。
考點2. 近視眼成因及矯正
【例題2】現(xiàn)代生活，智能手機給人們帶來了許多便利，但長時間盯著手機屏幕，容易導(dǎo)致視力下降。下列關(guān)于近視眼及其矯正的原理圖正確的是（　　）
A． B． C．D．
【答案】B
【解析】（1）近視眼是由于晶狀體對光線的會聚作用太強，使遠(yuǎn)處物體射來的光線會聚在視網(wǎng)膜的前方，由此可以確定哪一個圖表示了近視眼的成像情況。近視眼佩戴凹透鏡進行矯正。
（2）遠(yuǎn)視眼的晶狀體較薄，會聚能力較弱，看近處的物體時，將像成在視網(wǎng)膜的后面，遠(yuǎn)視眼佩戴凸透鏡進行矯正。
在以上四個圖中，甲圖的入射光線會聚在視網(wǎng)膜的前方，所以甲圖表示了近視眼的成像情況；為了使光線會聚在原來的會聚點前面的視網(wǎng)膜上，就需要在光線進入人的眼睛以前會聚一下，因此佩戴對光線具有發(fā)散作用的凹透鏡來矯正，即乙圖能正確表示近視眼的矯正情況；
丙圖的入射光線會聚在視網(wǎng)膜的后方，所以丙圖表示了遠(yuǎn)視眼的成像情況；遠(yuǎn)視眼是因為晶狀體焦距太長，像落在視網(wǎng)膜的后方，為了使光線會聚在原來的會聚點前面的視網(wǎng)膜上，就需要在光線進入人的眼睛以前會聚一下，因此帶對光線具有會聚作用的凸透鏡來矯正。即丁圖能正確表示遠(yuǎn)視眼的矯正情況。
考點3. 遠(yuǎn)視眼成因及矯正
【例題3】小陳發(fā)現(xiàn)爺爺看書報時將書報拿得很遠(yuǎn)，根據(jù)所學(xué)知識想到人的眼睛與_____（選填“照相機”“投影儀”或“放大鏡”）的成像原理相同，爺爺眼睛的問題是因為晶狀體太薄造成的_____選填“近”或“遠(yuǎn)”）視眼。于是他建議父母帶爺爺?shù)窖坨R店選配一副由________透鏡制成的老花鏡。
【答案】照相機； 遠(yuǎn)； 凸。
【解析】人的眼睛與照相機的成像原理相同，都是成倒立、縮小的實像。
晶狀體太薄，導(dǎo)致晶狀體對光線的會聚能力變?nèi)酰催h(yuǎn)處物體時，像呈在視網(wǎng)膜后方，所以爺爺眼睛的問題是因為晶狀體太薄造成的遠(yuǎn)視眼。遠(yuǎn)視眼是由于看遠(yuǎn)處物體時，像呈在視網(wǎng)膜后方，所以應(yīng)該佩戴會聚透鏡，即凸透鏡，使光線提前會聚。
考點4. 與近視眼遠(yuǎn)視眼矯正有關(guān)的光路圖
【例題4】甲圖是近視眼的成像示意圖，其中晶狀體相當(dāng)于凸透鏡，平行光經(jīng)過晶狀體等結(jié)構(gòu)未會聚在視網(wǎng)膜上。請在乙圖虛線框內(nèi)畫出適當(dāng)?shù)耐哥R，并將兩條光線的光路補充完整。使光線會聚在視網(wǎng)膜上的a點。
【答案】如圖所示
【解析】圖甲是近視眼的成像示意圖，需要用凹透鏡來矯正，故虛線框內(nèi)應(yīng)該畫凹透鏡，凹透鏡對光線有發(fā)散作用，再經(jīng)過晶狀體會聚到視網(wǎng)膜上的a點。
近視眼與遠(yuǎn)視眼成因及矯正記憶方法
近厚遠(yuǎn)薄，近凹遠(yuǎn)凸。
成因：近視眼的晶狀體太厚，遠(yuǎn)視眼的晶狀體太薄，稱為近厚遠(yuǎn)薄，
矯正：近視眼需要佩戴凹透鏡，遠(yuǎn)視眼需要佩戴凸透鏡，近凹遠(yuǎn)凸。
近視眼的晶狀體太厚，折光能力太強，需要佩戴有發(fā)散作用的凹透鏡；遠(yuǎn)視眼的晶狀體太薄，折光能力太弱，折光能力太弱，需要佩戴有聚光作用的凸透鏡。
（滿分100分，答題時間60分鐘，根據(jù)下面給出的試題答案與解析自測自評）
一、選擇題（每小題8分，共56分）
1.小華為了看清書上的字,眼睛與書的距離和視力正常時相比越來越近了,這說明小華已(　　)
A.患上近視眼,需要佩戴用凸透鏡制成的眼鏡；
B.患上近視眼,需要佩戴用凹透鏡制成的眼鏡；
C.患上遠(yuǎn)視眼,需要佩戴用凸透鏡制成的眼鏡；
D.患上遠(yuǎn)視眼,需要佩戴用凹透鏡制成的眼鏡。
2. 正常人眼通過調(diào)節(jié)晶狀體厚薄來看清遠(yuǎn)近不同的物體，如果不注意用眼衛(wèi)生，可能導(dǎo)致對晶狀體厚薄的調(diào)節(jié)能力減弱。下列分析正確的是（ ）
A. 晶狀體變薄時，對光有發(fā)散作用；
B. 晶狀體變厚時，對光的會聚能力增強；
C. 若晶狀體太薄，容易形成遠(yuǎn)視眼；
D. 若晶狀體太厚，可用凹透鏡矯正
3.如圖所示，當(dāng)我們看遠(yuǎn)處物體時，遠(yuǎn)處物體的光線正好聚焦在視網(wǎng)膜上。當(dāng)我們從看遠(yuǎn)處物體改為看近處物體時（一般不小于10cm），為了使近處物體成像在視網(wǎng)膜上，晶狀體凸度和焦距的變化情況分別是（　　）
A．晶狀體凸度變大，焦距變短 B．晶狀體凸度變大，焦距變長
C．晶狀體凸度變小，焦距變短 D．晶狀體凸度變小，焦距變長
4. 光刻技術(shù)的工作原理如圖所示。用紫外光照射鏤空掩膜，調(diào)整鏤空掩膜、縮圖透鏡的位置，恰好能在硅片上成極小的清晰的像，從而實現(xiàn)集成電路的“光刻”，下列說法正確的是（ ）
A. 縮圖透鏡相當(dāng)于凸透鏡，凸透鏡可以用于矯正近視眼；
B. 鏤空掩膜位于縮圖透鏡的二倍焦距以內(nèi)；
C. 鏤空掩膜的像是倒立縮小的；
D. 硅片相當(dāng)于光屏
5．如圖是近視眼成像的示意圖，要使光源S發(fā)出的光會聚在視網(wǎng)膜上成清晰的像S′，下面哪種方法能達到目的（　　）
A．在眼睛前放一塊合適的凸透鏡
B．在眼睛前放一塊合適的凹透鏡
C．發(fā)光點的位置向左移
D．發(fā)光點的位置向上移
6．下列應(yīng)用中涉及到的光學(xué)元件，對光有發(fā)散作用的是（　　）
A．放大鏡 B．潛望鏡
C．近視眼鏡 D．汽車前燈反光裝置
7. 過度使用電子產(chǎn)品導(dǎo)致我國青少年近視率逐年上升，嚴(yán)重危害身心健康。下圖中能反映出近視成因及矯正方案是（　　）
A. B.
C. D.
二、填空題（每空2分，共14分）
1. 透鏡焦距的倒數(shù)叫做透鏡焦度（D）：D＝1/f (f的單位是m，D的單位是m-1)；眼鏡的度數(shù)就是透鏡的焦度乘100的值即： n=100／f；凸透鏡（遠(yuǎn)視鏡片）的度數(shù)是正數(shù)， 凹透鏡（近視鏡片）的度數(shù)是負(fù)數(shù)。小明的眼鏡是+200度，他的眼睛是 ，鏡片的焦距是 m，是 （凸透鏡或凹透鏡）。
2. 麻省理工學(xué)院的研究團隊將直徑為9nm、合_________m的特殊顆粒植入豆瓣菜葉子中，發(fā)現(xiàn)在黑暗環(huán)境下，葉子發(fā)出微弱的光，實現(xiàn)化學(xué)能向_________能的轉(zhuǎn)化，如圖甲所示。研究者通過凸透鏡觀察到如圖乙所示的_________（選填“虛”或“實”）像，該透鏡可用來矯正_________（選填“近視”或“遠(yuǎn)視”）眼。
三、綜合應(yīng)用題（6分）
1．（4分）學(xué)了《透鏡及其應(yīng)用》后，小明興高采烈地跟媽媽說“媽媽，原來眼睛看物體的原理和照相機成像原理相似，和一般照相機相比，眼睛這架照相機更為精密呢！”只有初中學(xué)歷的媽媽說，她上學(xué)時學(xué)的知識忘得差不多了。思考了一段時間后，媽媽很認(rèn)真地請教了小明幾個問題，請你和小明一起作答吧。
（1）照相機成倒立的像，為什么眼睛這架照相機看到的物體卻是正立的？
（2）和一般照相機相比，眼睛更精密體現(xiàn)在哪？
（3）“你”初一開始患了近視眼，你說一下近視眼的成因和矯正方法吧。
2. （2分）小明同學(xué)不注意用眼衛(wèi)生，造成了高度近視，請在圖中畫出遠(yuǎn)處物體發(fā)出的兩入射光線經(jīng)他的晶狀體折射后對應(yīng)的光線。
四、 實驗探究題（24分）
1. （12分）在探究“凸透鏡成像規(guī)律”的實驗中，將凸透鏡固定在光具座上50cm刻度線處不動，移動蠟燭和光屏至如圖所示的位置時，在光屏上得到燭焰清晰的像。
（1）該凸透鏡的焦距為 cm。
（2）將蠟燭移到10cm刻度線處，燭焰所成的像是 （填“放大”、“縮小”或“等大”）的，生活中的 （填“照相機”、“投影儀”或“放大鏡”）利用了該原理工作。
（3）在燭焰和凸透鏡之間放一眼鏡的鏡片，發(fā)現(xiàn)光屏上的像由清晰變模糊了。將光屏向靠近凸透鏡的方向移動適當(dāng)距離后，光屏上再次呈現(xiàn)清晰的像，則該眼鏡的鏡片是 （填“凸透鏡”或“凹透鏡”），可用于矯正 （填“近視眼”或“遠(yuǎn)視眼”）。
（4）蠟燭隨著燃燒而變短，為了使像仍能成在光屏中央，這時需要 （填“向上”或“向下”）移動光屏。
2. （12分）近視程度不同的同學(xué)需要佩戴焦距不同的眼鏡。為了探究近視眼的矯正過程，組裝如圖甲所示的實驗裝置，其中“F”字樣的光源代替可視物體，光屏模擬視網(wǎng)膜。選用如圖乙所示的2號凸透鏡模擬晶狀體，打開“F”光源，調(diào)節(jié)各個元件的位置，直到光屏上呈現(xiàn)倒立縮小的清晰像，正常眼睛的視物模型便組裝完成。
請回答下列問題：
（1）模擬近視眼視物情況，選擇圖乙中的_______（填序號）號透鏡替代2號透鏡安裝在光具座上后，光屏上的像變模糊；
（2）用如圖丙所示的水透鏡模擬近視眼矯正視力。應(yīng)將水透鏡置于光具座上的________（選填“A”“B”或“C”）點，緩慢調(diào)節(jié)水透鏡中的水量，當(dāng)水透鏡形成焦距合適的_______透鏡時，光屏上呈現(xiàn)清晰的像，近視眼的成像情況得到改善；
（3）更換焦距更小的凸透鏡模擬近視程度更嚴(yán)重的眼睛晶狀體，為了改善視網(wǎng)膜上的成像情況，實驗時需要用注射器_______（選填“抽取”或“注入”）適量水；
（4）根據(jù)上述實驗，近視程度更嚴(yán)重同學(xué)應(yīng)選擇焦距更大還是更小的透鏡來矯正呢？________，請結(jié)合透鏡對光的作用來分析選擇的理由：_________。
核心素養(yǎng)學(xué)習(xí)目標(biāo)
知識解讀易錯警示示
注意！
典例精講明確考向向
方法總結(jié)思維進階
課節(jié)精練達標(biāo)培優(yōu)
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2024人教版新教材物理八年級上冊同步精講精煉學(xué)案（全國通用）
第五章 透鏡及其應(yīng)用
專題5.4 眼睛和眼鏡
1.物理觀念：（1）了解眼睛的構(gòu)造,知道眼睛是怎樣看見物體的。
（2）了解眼鏡是怎樣矯正視力的。
2.科學(xué)思維：運用類比比較的方法知道人眼看見物體的原理，知道近視眼遠(yuǎn)視眼成因。學(xué)會觀察和分析生活中有關(guān)物理知識的實例與實驗現(xiàn)象，具有初步的觀察能力、分析概括能力。
3.科學(xué)探究：通過掛圖、課件以及模型的演示觀察，總結(jié)歸納眼鏡的構(gòu)造。通過和身邊同學(xué)交流了解近視眼矯正過程。
4.科學(xué)態(tài)度與責(zé)任：培養(yǎng)學(xué)生觀察思考，勇于發(fā)現(xiàn)樂于探究的學(xué)習(xí)習(xí)慣，善于應(yīng)用所學(xué)知識提出解決近視眼、遠(yuǎn)視眼的合理化建議。
學(xué)習(xí)重點是培養(yǎng)學(xué)生用前面所學(xué)凸透鏡成像規(guī)律的知識,加深對眼睛的了解；難點是近視眼和遠(yuǎn)視眼的成因及矯正。
知識點1. 眼睛
1. 眼睛的構(gòu)造：
2.眼睛能看見物體的原因
眼睛的晶狀體相當(dāng)于凸透鏡，視網(wǎng)膜相當(dāng)于光屏.當(dāng)睫狀體放松時，晶狀體比較薄，遠(yuǎn)處物體射來的光線剛好能匯聚在視網(wǎng)膜上，眼睛可以看清遠(yuǎn)處的物體；當(dāng)睫狀體收縮時，晶狀體變厚，近處物體射來的光線剛好能匯聚在視網(wǎng)膜上，眼睛可以看清近處的物體。
3.正常眼睛的調(diào)節(jié)
正常眼睛無論何時眺望遠(yuǎn)景，還是查看近物，都能看清楚。也就是說，不管物距變大還是變小，眼睛都能將像清晰地成像在視網(wǎng)膜上，物距發(fā)生變化時，像距（視網(wǎng)膜和晶狀體間的距離）未變，這是因為眼睛能通過睫狀體改變睫狀體的形狀，進而改變晶狀體對光線的偏折能力，即改變了晶狀體的焦距。使不同遠(yuǎn)近的物體都能在視網(wǎng)膜上成清晰的像。
4.遠(yuǎn)點、近點和明視距離
（1）遠(yuǎn)點：眼睛的調(diào)節(jié)是有限度的。當(dāng)睫狀體完全松弛時，晶狀體表面彎曲程度最小，此時晶狀體最扁，此時能夠看清的最遠(yuǎn)點極限叫做遠(yuǎn)點。正常人的眼睛的遠(yuǎn)點理論上在無限遠(yuǎn)處。
（2）近點：當(dāng)睫狀體極度緊張時（用力看近處物體），睫狀體變得最厚，晶狀體表面彎曲程度最大，此時能看清的最近的極限點叫做近點。正常人的眼睛的近點在離眼睛大約10cm的地方。
（3）明視距離：在合適照明條件下，正常眼睛觀察近處物體最清晰而不疲勞的距離大約為25cm，這個距離叫做明視距離。為預(yù)防近視眼，讀數(shù)、寫字時眼睛與書本的距離應(yīng)保持在25cm左右。
知識點2. 近視眼及其矯正
（1）特點：近視眼只能看清近處的物體，看不清遠(yuǎn)處的物體。
（2）成因：近視眼看不清遠(yuǎn)處的物體，原因是晶狀體太厚折射能力太強，或眼球在前后方向上太長，因此來自遠(yuǎn)處某點的光線匯聚在視網(wǎng)膜前，遠(yuǎn)處的物體成像在視網(wǎng)膜前面，到達視網(wǎng)膜上的是一個模糊的光斑。
（3）矯正：配戴適當(dāng)?shù)陌纪哥R做成的眼鏡，使遠(yuǎn)處來的光先發(fā)散后再進入眼睛，可矯正近視眼視力。
甲 近視眼成像于視網(wǎng)膜前 乙 矯正后
知識點3. 遠(yuǎn)視眼及其矯正
（1）特點：遠(yuǎn)視眼只能看見遠(yuǎn)處的物體，看不清近處的物體。
（2）成因：遠(yuǎn)視眼看不清近處的物體，是因為晶狀體太薄折射能力太弱，或眼球在前后方向上太短，因此來自近處某點的光線還沒匯聚就到達視網(wǎng)膜上了，近處的的物體成像在視網(wǎng)膜后面，在視網(wǎng)膜上形成一個模糊的光斑。
（3）矯正：利用凸透鏡能使光線會聚的特點，在眼睛前面放一個凸透鏡，就能使來自近處物體的光會聚在視網(wǎng)膜上了。配戴適當(dāng)?shù)耐雇哥R做眼鏡，可矯正遠(yuǎn)視眼的視力。
甲 遠(yuǎn)視眼成像于視網(wǎng)膜后 乙 矯正后
知識點4. 眼鏡的度數(shù)
1.透鏡的焦度：:把透鏡焦距的倒數(shù)叫做透鏡焦度。
2.透鏡的度數(shù)：透鏡焦度乘以100的值。叫做透鏡度數(shù)。
D＝100/f，凸透鏡的度數(shù)是正數(shù)，凹透鏡的度數(shù)是負(fù)數(shù)。
易錯點：
易錯1. 近視眼與遠(yuǎn)視眼成因及矯正的混淆
1.對眼睛的結(jié)構(gòu)及部分功能了解不清楚。
2.不會利用透鏡對光線的作用來分析近視眼和遠(yuǎn)視眼的形成原因和矯正方法。
3.對二者形成原因和矯正方法的光路圖分析錯誤。
可用下列辦法辨析，以便正確解決問題
1.近視眼：只能看清楚近處的物體，看不清遠(yuǎn)處的物體。形成原因：晶狀體太厚，折射能力太強，或者眼球的前后方向上太長，來自遠(yuǎn)處某點的光會聚在視網(wǎng)膜前方。矯正方法：佩戴凹透鏡（利用凹透鏡對光有發(fā)散作用，延后來自遠(yuǎn)處的光線相交，使其會聚在視網(wǎng)膜上）。
2.遠(yuǎn)視眼：只能看清楚遠(yuǎn)處的物體，看不清近處的物體。形成原因：晶狀體太薄，折射能力太弱，或者眼球的前后方向上太短，來自近處某點的光會聚在視網(wǎng)膜后方。矯正方法：佩戴凸透鏡（利用凸透鏡對光有會聚作用，使近處的光線提前相交視網(wǎng)膜上）。
考點1. 眼睛的構(gòu)造
【例題1】在人的眼球中，晶狀體和角膜的共同作用相當(dāng)于一個（ ）
A. 平面鏡 B. 玻璃磚 C. 凸透鏡 D. 凹透鏡
【答案】C
【解析】人眼的晶狀體和角膜相當(dāng)于凸透鏡，視網(wǎng)膜相當(dāng)于光屏，外界物體在視網(wǎng)膜上成倒立縮小的實像，故ABD不符合題意，C符合題意。
故選C。
考點2. 近視眼成因及矯正
【例題2】現(xiàn)代生活，智能手機給人們帶來了許多便利，但長時間盯著手機屏幕，容易導(dǎo)致視力下降。下列關(guān)于近視眼及其矯正的原理圖正確的是（　　）
A． B． C．D．
【答案】B
【解析】（1）近視眼是由于晶狀體對光線的會聚作用太強，使遠(yuǎn)處物體射來的光線會聚在視網(wǎng)膜的前方，由此可以確定哪一個圖表示了近視眼的成像情況。近視眼佩戴凹透鏡進行矯正。
（2）遠(yuǎn)視眼的晶狀體較薄，會聚能力較弱，看近處的物體時，將像成在視網(wǎng)膜的后面，遠(yuǎn)視眼佩戴凸透鏡進行矯正。
在以上四個圖中，甲圖的入射光線會聚在視網(wǎng)膜的前方，所以甲圖表示了近視眼的成像情況；為了使光線會聚在原來的會聚點前面的視網(wǎng)膜上，就需要在光線進入人的眼睛以前會聚一下，因此佩戴對光線具有發(fā)散作用的凹透鏡來矯正，即乙圖能正確表示近視眼的矯正情況；
丙圖的入射光線會聚在視網(wǎng)膜的后方，所以丙圖表示了遠(yuǎn)視眼的成像情況；遠(yuǎn)視眼是因為晶狀體焦距太長，像落在視網(wǎng)膜的后方，為了使光線會聚在原來的會聚點前面的視網(wǎng)膜上，就需要在光線進入人的眼睛以前會聚一下，因此帶對光線具有會聚作用的凸透鏡來矯正。即丁圖能正確表示遠(yuǎn)視眼的矯正情況。
考點3. 遠(yuǎn)視眼成因及矯正
【例題3】小陳發(fā)現(xiàn)爺爺看書報時將書報拿得很遠(yuǎn)，根據(jù)所學(xué)知識想到人的眼睛與_____（選填“照相機”“投影儀”或“放大鏡”）的成像原理相同，爺爺眼睛的問題是因為晶狀體太薄造成的_____選填“近”或“遠(yuǎn)”）視眼。于是他建議父母帶爺爺?shù)窖坨R店選配一副由________透鏡制成的老花鏡。
【答案】照相機； 遠(yuǎn)； 凸。
【解析】人的眼睛與照相機的成像原理相同，都是成倒立、縮小的實像。
晶狀體太薄，導(dǎo)致晶狀體對光線的會聚能力變?nèi)酰催h(yuǎn)處物體時，像呈在視網(wǎng)膜后方，所以爺爺眼睛的問題是因為晶狀體太薄造成的遠(yuǎn)視眼。遠(yuǎn)視眼是由于看遠(yuǎn)處物體時，像呈在視網(wǎng)膜后方，所以應(yīng)該佩戴會聚透鏡，即凸透鏡，使光線提前會聚。
考點4. 與近視眼遠(yuǎn)視眼矯正有關(guān)的光路圖
【例題4】甲圖是近視眼的成像示意圖，其中晶狀體相當(dāng)于凸透鏡，平行光經(jīng)過晶狀體等結(jié)構(gòu)未會聚在視網(wǎng)膜上。請在乙圖虛線框內(nèi)畫出適當(dāng)?shù)耐哥R，并將兩條光線的光路補充完整。使光線會聚在視網(wǎng)膜上的a點。
【答案】如圖所示
【解析】圖甲是近視眼的成像示意圖，需要用凹透鏡來矯正，故虛線框內(nèi)應(yīng)該畫凹透鏡，凹透鏡對光線有發(fā)散作用，再經(jīng)過晶狀體會聚到視網(wǎng)膜上的a點。
近視眼與遠(yuǎn)視眼成因及矯正記憶方法
近厚遠(yuǎn)薄，近凹遠(yuǎn)凸。
成因：近視眼的晶狀體太厚，遠(yuǎn)視眼的晶狀體太薄，稱為近厚遠(yuǎn)薄，
矯正：近視眼需要佩戴凹透鏡，遠(yuǎn)視眼需要佩戴凸透鏡，近凹遠(yuǎn)凸。
近視眼的晶狀體太厚，折光能力太強，需要佩戴有發(fā)散作用的凹透鏡；遠(yuǎn)視眼的晶狀體太薄，折光能力太弱，折光能力太弱，需要佩戴有聚光作用的凸透鏡。
（滿分100分，答題時間60分鐘，根據(jù)下面給出的試題答案與解析自測自評）
一、選擇題（每小題8分，共56分）
1.小華為了看清書上的字,眼睛與書的距離和視力正常時相比越來越近了,這說明小華已(　　)
A.患上近視眼,需要佩戴用凸透鏡制成的眼鏡；
B.患上近視眼,需要佩戴用凹透鏡制成的眼鏡；
C.患上遠(yuǎn)視眼,需要佩戴用凸透鏡制成的眼鏡；
D.患上遠(yuǎn)視眼,需要佩戴用凹透鏡制成的眼鏡。
【答案】B
【解析】本題考查視力的矯正。正常情況下,人眼距離書本大約30 cm,如果眼睛與書的距離和視力正常時相比越來越近,說明此人已近視,需要佩戴凹透鏡來矯正,故選B。
2. 正常人眼通過調(diào)節(jié)晶狀體厚薄來看清遠(yuǎn)近不同的物體，如果不注意用眼衛(wèi)生，可能導(dǎo)致對晶狀體厚薄的調(diào)節(jié)能力減弱。下列分析正確的是（ ）
A. 晶狀體變薄時，對光有發(fā)散作用；
B. 晶狀體變厚時，對光的會聚能力增強；
C. 若晶狀體太薄，容易形成遠(yuǎn)視眼；
D. 若晶狀體太厚，可用凹透鏡矯正
【答案】BCD
【解析】AC．晶狀體變太薄時，對光的會聚能力減弱，容易形成遠(yuǎn)視眼，但沒有發(fā)散作用，故A錯誤，C正確；
BD．晶狀體變太厚時，對光的會聚能力增強，容易形成近視眼，可以用凹透鏡矯正，故BD正確。
故選BCD。
3.如圖所示，當(dāng)我們看遠(yuǎn)處物體時，遠(yuǎn)處物體的光線正好聚焦在視網(wǎng)膜上。當(dāng)我們從看遠(yuǎn)處物體改為看近處物體時（一般不小于10cm），為了使近處物體成像在視網(wǎng)膜上，晶狀體凸度和焦距的變化情況分別是（　　）
A．晶狀體凸度變大，焦距變短 B．晶狀體凸度變大，焦距變長
C．晶狀體凸度變小，焦距變短 D．晶狀體凸度變小，焦距變長
【答案】A
【解析】當(dāng)我們看遠(yuǎn)處物體時，遠(yuǎn)處物體的光線正好聚焦在視網(wǎng)膜上，當(dāng)我們從看遠(yuǎn)處物體改為看近處物體時，物距減小，若晶狀體的凸度和焦距不變，根據(jù)凸透鏡成像規(guī)律可知，此時像距會變大，則成像在視網(wǎng)膜之后。為了使近處物體所成的像前移到視網(wǎng)膜上，應(yīng)將通過晶狀體的光線更加會聚，所以晶狀體的凸度要變大，使焦距變短。
故選A。
4. 光刻技術(shù)的工作原理如圖所示。用紫外光照射鏤空掩膜，調(diào)整鏤空掩膜、縮圖透鏡的位置，恰好能在硅片上成極小的清晰的像，從而實現(xiàn)集成電路的“光刻”，下列說法正確的是（ ）
A. 縮圖透鏡相當(dāng)于凸透鏡，凸透鏡可以用于矯正近視眼；
B. 鏤空掩膜位于縮圖透鏡的二倍焦距以內(nèi)；
C. 鏤空掩膜的像是倒立縮小的；
D. 硅片相當(dāng)于光屏
【答案】CD
【解析】用紫外光照射鏤空掩膜，調(diào)整鏤空掩膜、縮圖透鏡的位置，恰好能在硅片上成極小的清晰的像，從而實現(xiàn)集成電路的“光刻”。縮圖透鏡相當(dāng)于凸透鏡，此時鏤空掩膜位于縮圖透鏡的二倍焦距以外，成的是倒立、縮小的實像，硅片相當(dāng)于光屏，用來承接經(jīng)縮圖透鏡成的實像。近視眼是因為晶狀體比較厚，折光能力較強，看遠(yuǎn)處的物體時，像會聚在視網(wǎng)膜之前，需要用凹透鏡矯正。故AB錯誤，CD正確。
故選CD。
5．如圖是近視眼成像的示意圖，要使光源S發(fā)出的光會聚在視網(wǎng)膜上成清晰的像S′，下面哪種方法能達到目的（　　）
A．在眼睛前放一塊合適的凸透鏡
B．在眼睛前放一塊合適的凹透鏡
C．發(fā)光點的位置向左移
D．發(fā)光點的位置向上移
【答案】B
【解析】近視眼是由于晶狀體對光線的會聚作用太強，使遠(yuǎn)處物體射來的光線會聚在視網(wǎng)膜的前方，近視矯正方法，需配戴凹透鏡。
由圖可知，圖中的入射光線會聚在視網(wǎng)膜的前方，表示了近視眼的成像情況；
近視眼是由于晶狀體對光線的會聚作用太強，使遠(yuǎn)處物體射來的光線會聚在視網(wǎng)膜的前方，為了使光線會聚在原來的會聚點后面的視網(wǎng)膜上，就需要在光線進入人的眼睛以前發(fā)散一下，因此用對光線具有發(fā)散作用的凹透鏡來矯正，發(fā)光點的位置不管是向左移還是向上移都不能達到目的。
故選：B。
6．下列應(yīng)用中涉及到的光學(xué)元件，對光有發(fā)散作用的是（　　）
A．放大鏡 B．潛望鏡
C．近視眼鏡 D．汽車前燈反光裝置
【答案】C
【分析】凸面鏡和凹面鏡利用光的反射，凸面鏡對光線起發(fā)散作用，凹面鏡對光線起會聚作用；
凸透鏡和凹透鏡利用光的折射，凸透鏡對光線起會聚作用，凹透鏡對光線起發(fā)散作用。
A、放大鏡是利用物距小于凸透鏡的一倍焦距時，物體成正立放大的虛像，凸透鏡對光線起會聚作用，故A不符合題意；
B、平面鏡成的是正立、等大的虛像，其原理是光的反射，平行光反射后仍是平行光，既不會聚也不發(fā)散，故B不符合題意；
C、近視鏡片是凹透鏡，凹透鏡對光線具有發(fā)散作用，故C符合題意；
D、汽車前燈反光裝置是一個凹面鏡，凹面鏡對光線起會聚作用，故D不符合題意。
故選：C。
7. 過度使用電子產(chǎn)品導(dǎo)致我國青少年近視率逐年上升，嚴(yán)重危害身心健康。下圖中能反映出近視成因及矯正方案是（　　）
A. B.
C. D.
【答案】AC
【解析】AB．近視眼是因為晶狀體太厚，折光能力太強，成像在視網(wǎng)膜前方，而看不清遠(yuǎn)處物體，故A符合題意，B不符合題意；
CD．近視眼應(yīng)佩戴對光有發(fā)散作用的凹透鏡矯正，故C符合題意，D不符合題意。故選AC。
二、填空題（每空2分，共14分）
1. 透鏡焦距的倒數(shù)叫做透鏡焦度（D）：D＝1/f (f的單位是m，D的單位是m-1)；眼鏡的度數(shù)就是透鏡的焦度乘100的值即： n=100／f；凸透鏡（遠(yuǎn)視鏡片）的度數(shù)是正數(shù)， 凹透鏡（近視鏡片）的度數(shù)是負(fù)數(shù)。小明的眼鏡是+200度，他的眼睛是 ，鏡片的焦距是 m，是 （凸透鏡或凹透鏡）。
【答案】遠(yuǎn)視眼，0.5， 凸透鏡。
【解析】小明的眼鏡是+200度，凸透鏡（遠(yuǎn)視鏡片）的度數(shù)是正數(shù)，所以小明眼睛是遠(yuǎn)視眼。
眼鏡的度數(shù)就是透鏡的焦度D＝1/f乘100的值即： n=100／f；則
2. 麻省理工學(xué)院的研究團隊將直徑為9nm、合_________m的特殊顆粒植入豆瓣菜葉子中，發(fā)現(xiàn)在黑暗環(huán)境下，葉子發(fā)出微弱的光，實現(xiàn)化學(xué)能向_________能的轉(zhuǎn)化，如圖甲所示。研究者通過凸透鏡觀察到如圖乙所示的_________（選填“虛”或“實”）像，該透鏡可用來矯正_________（選填“近視”或“遠(yuǎn)視”）眼。
【答案】 9×10-9 光 虛 遠(yuǎn)視
【解析】長度單位換算1nm=10-9m，所以9nm=9×10-9m。
葉子發(fā)出微弱的光，所以是化學(xué)能轉(zhuǎn)化為光能。
通過凸透鏡觀察到如圖乙中正立放大的像，則把凸透鏡當(dāng)放大鏡用，放大鏡成正立放大的虛像。遠(yuǎn)視眼成像時成到視網(wǎng)膜的后方，凸透鏡可以用來矯正遠(yuǎn)視眼。
三、綜合應(yīng)用題（6分）
1．（4分）學(xué)了《透鏡及其應(yīng)用》后，小明興高采烈地跟媽媽說“媽媽，原來眼睛看物體的原理和照相機成像原理相似，和一般照相機相比，眼睛這架照相機更為精密呢！”只有初中學(xué)歷的媽媽說，她上學(xué)時學(xué)的知識忘得差不多了。思考了一段時間后，媽媽很認(rèn)真地請教了小明幾個問題，請你和小明一起作答吧。
（1）照相機成倒立的像，為什么眼睛這架照相機看到的物體卻是正立的？
（2）和一般照相機相比，眼睛更精密體現(xiàn)在哪？
（3）“你”初一開始患了近視眼，你說一下近視眼的成因和矯正方法吧。
【答案】（1）眼睛能看見物體，是因為物體在視網(wǎng)膜上形成清晰倒立的像，這個像在視網(wǎng)膜通過視神經(jīng)傳輸?shù)酱竽X，而后經(jīng)視覺中樞處理，最后產(chǎn)生我們所看到的物體（正立）；
（2）人的眼睛是通過調(diào)節(jié)晶狀體的彎曲程度，改變晶狀體的焦距，而且視網(wǎng)膜到晶狀體的距離即像距是不變的，照相機是焦距是一定的，可以調(diào)節(jié)鏡頭伸縮改變像距；
（3）近視眼是由于晶狀體太厚或眼球的前后方向太長，使得像成在視網(wǎng)膜的前方造成的，因凹透鏡對光線有發(fā)散作用，所以近視眼應(yīng)該配戴凹透鏡才能看清遠(yuǎn)處的物體
【解析】（1）照相機鏡頭是一凸透鏡，當(dāng)物體在凸透鏡的的兩倍焦距以外時，成倒立的，縮小的實像，人眼也相當(dāng)于一透鏡，眼球成像同樣倒立，但經(jīng)大腦神經(jīng)系統(tǒng)處理后，“感覺”是正立.；
（2）眼睛與照相機的不同之處是：人的眼睛是通過調(diào)節(jié)焦距來獲得清晰的像，普通照相機是通過改變像距使像變得清晰；
（3）近視眼能看清近處的物體，不能看清遠(yuǎn)處的物體，近視眼的晶狀體太厚，使像成在視網(wǎng)膜的前方。要戴一個凹透鏡來矯正，凹透鏡對光線有發(fā)散作用。
【解答】（1）眼睛能看見物體，是因為物體在視網(wǎng)膜上形成清晰倒立的像，這個像在視網(wǎng)膜通過視神經(jīng)傳輸?shù)酱竽X，而后經(jīng)視覺中樞處理，最后產(chǎn)生我們所看到的物體（正立）；
（2）人的眼睛是通過調(diào)節(jié)晶狀體的彎曲程度，改變晶狀體的焦距，而且視網(wǎng)膜到晶狀體的距離即像距是不變的，照相機是焦距是一定的，可以調(diào)節(jié)鏡頭伸縮改變像距；
（3）近視眼是由于晶狀體太厚或眼球的前后方向太長，使得像成在視網(wǎng)膜的前方造成的，因凹透鏡對光線有發(fā)散作用，所以近視眼應(yīng)該配戴凹透鏡才能看清遠(yuǎn)處的物體。
2. （2分）小明同學(xué)不注意用眼衛(wèi)生，造成了高度近視，請在圖中畫出遠(yuǎn)處物體發(fā)出的兩入射光線經(jīng)他的晶狀體折射后對應(yīng)的光線。
【答案】如圖所示
【解析】近視眼看遠(yuǎn)處的物體時，物體發(fā)出或反射的光會會聚在視網(wǎng)膜前面。
四、 實驗探究題（24分）
1. （12分）在探究“凸透鏡成像規(guī)律”的實驗中，將凸透鏡固定在光具座上50cm刻度線處不動，移動蠟燭和光屏至如圖所示的位置時，在光屏上得到燭焰清晰的像。
（1）該凸透鏡的焦距為 cm。
（2）將蠟燭移到10cm刻度線處，燭焰所成的像是 （填“放大”、“縮小”或“等大”）的，生活中的 （填“照相機”、“投影儀”或“放大鏡”）利用了該原理工作。
（3）在燭焰和凸透鏡之間放一眼鏡的鏡片，發(fā)現(xiàn)光屏上的像由清晰變模糊了。將光屏向靠近凸透鏡的方向移動適當(dāng)距離后，光屏上再次呈現(xiàn)清晰的像，則該眼鏡的鏡片是 （填“凸透鏡”或“凹透鏡”），可用于矯正 （填“近視眼”或“遠(yuǎn)視眼”）。
（4）蠟燭隨著燃燒而變短，為了使像仍能成在光屏中央，這時需要 （填“向上”或“向下”）移動光屏。
【答案】（1）15.0；（2）縮小；照相機；（3）凸透鏡；遠(yuǎn)視眼；（4）向上。
【解析】（1）根據(jù)圖可知，燭焰距凸透鏡50cm﹣20cm＝30cm時，移動光屏至某一位置，在光屏上得到一等大清晰的像，說明此時滿足80.0cm﹣50.0cm＝30.0cm＝u＝2f，所以f＝15.0cm；
（2）把蠟燭A移到10cm刻度線處，物距為40cm大于兩倍焦距，物距大于二倍焦距成倒立縮小實像，像距在一倍焦距和兩倍焦距之間，生活中照相機就是依據(jù)此原理制成的；
（3）在燭焰和凸透鏡之間放一眼鏡的鏡片，發(fā)現(xiàn)光屏上的像由清晰變模糊了，將光屏向靠近凸透鏡的方向移動適當(dāng)距離后，光屏上再次呈現(xiàn)清晰的像，說明該鏡片把光線會聚了，凸透鏡對光線有會聚作用，凸透鏡可以矯正遠(yuǎn)視眼；
（4）蠟燭在燃放中不斷縮短，向下移動，光屏上的像向上移動，要使像能夠成在光屏中央，需要將光屏向上移動一些。
2. （12分）近視程度不同的同學(xué)需要佩戴焦距不同的眼鏡。為了探究近視眼的矯正過程，組裝如圖甲所示的實驗裝置，其中“F”字樣的光源代替可視物體，光屏模擬視網(wǎng)膜。選用如圖乙所示的2號凸透鏡模擬晶狀體，打開“F”光源，調(diào)節(jié)各個元件的位置，直到光屏上呈現(xiàn)倒立縮小的清晰像，正常眼睛的視物模型便組裝完成。
請回答下列問題：
（1）模擬近視眼視物情況，選擇圖乙中的_______（填序號）號透鏡替代2號透鏡安裝在光具座上后，光屏上的像變模糊；
（2）用如圖丙所示的水透鏡模擬近視眼矯正視力。應(yīng)將水透鏡置于光具座上的________（選填“A”“B”或“C”）點，緩慢調(diào)節(jié)水透鏡中的水量，當(dāng)水透鏡形成焦距合適的_______透鏡時，光屏上呈現(xiàn)清晰的像，近視眼的成像情況得到改善；
（3）更換焦距更小的凸透鏡模擬近視程度更嚴(yán)重的眼睛晶狀體，為了改善視網(wǎng)膜上的成像情況，實驗時需要用注射器_______（選填“抽取”或“注入”）適量水；
（4）根據(jù)上述實驗，近視程度更嚴(yán)重同學(xué)應(yīng)選擇焦距更大還是更小的透鏡來矯正呢？________，請結(jié)合透鏡對光的作用來分析選擇的理由：_________。
【答案】 （1）3 （2）B 凹 （3）抽取 （4）更小 見解析。
【解析】（1）由題意可知，圖乙所示的2號凸透鏡模擬晶狀體，近視眼成像在視網(wǎng)膜前，近視眼的晶狀體比正常人眼睛的晶狀體對光的會聚能力更強，故模擬近視眼視物情況，選擇圖乙中的3號透鏡替代2號透鏡安裝在光具座上后，光屏上的像變模糊。
（2）矯正近視眼使用凹透鏡，將凹透鏡放置于物與凸透鏡之間，使成的像正好處于視網(wǎng)膜處，即應(yīng)將水透鏡置于光具座上的B點。當(dāng)使用的凹透鏡焦距合適時，光屏上呈現(xiàn)清晰的像，近視眼的成像情況得到改善。
（3）更換焦距更小的凸透鏡模擬近視程度更嚴(yán)重的眼睛晶狀體，物成的像在視網(wǎng)膜之前，且距離視網(wǎng)膜更遠(yuǎn)，使用凹透鏡改善視網(wǎng)膜情況時，應(yīng)使用對光線發(fā)散能力更強的凹透鏡，即可用注射器抽取適量水。
（4）近視程度更嚴(yán)重的同學(xué)，其晶狀體焦距更小，對光的會聚能力更強，故需用對光發(fā)散能力更強、焦距更小的凹透鏡矯正。
核心素養(yǎng)學(xué)習(xí)目標(biāo)
知識解讀易錯警示示
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方法總結(jié)思維進階
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