八年级物理第一卷第五章透镜及其应用5.4眼睛和眼镜的优秀练习(附新教育版分析)

专题5.4

眼睛和眼镜
 
1.眼睛的晶状体相当于凸透镜，视网膜相当于光屏.当睫状体放松时，晶状体比较薄，远处物体射来的光线刚好能汇聚在视网膜上，眼睛可以看清远处的物体；当睫状体收缩时，晶状体变厚，近处物体射来的光线刚好能汇聚在视网膜上，眼睛可以看清近处的物体。
2.近视眼看不清远处的物体，原因是晶状体太厚折射能力太强，或眼球在前后方向上太长，因此来自远处某点的光线汇聚在视网膜前，远处的物体成像在视网膜前面，到达视网膜上的是一个模糊的光斑。需要佩戴凹透镜矫正。
3.远视眼看不清近处的物体，是因为晶状体太薄折射能力太弱，或眼球在前后方向上太短，因此来自近处某点的光线还没汇聚就到达视网膜上了，近处的的物体成像在视网膜后面，在视网膜上形成一个模糊的光斑。需要佩戴凸透镜矫正。

 
知识点一：眼睛
1.眼睛的晶状体相当于凸透镜，视网膜相当于光屏（胶卷）；
2.当睫状体放松时，晶状体比较薄，远处物体射来的光线刚好能汇聚在视网膜上，眼睛可看清远处的物体；当睫状体收缩时，晶状体变厚，近处物体射来的光线刚好能汇聚在视网膜上，眼睛可看清近处的物体。
【例题1】（经典题）下图是人的眼睛构造图。人眼的结构和照相机十分相似：角膜和晶状体相当于照相机的_____透镜，瞳孔相当于_________，脉络膜相当于暗箱，视网膜相当于_______。
 
【答案】凸，光圈，底片。
【解析】人眼的结构和照相机十分相似：角膜和晶状体相当于照相机的凸透镜，瞳孔相当于光圈，脉络膜相当于暗箱，视网膜相当于底片。
知识点二：近视眼及其矫正
1.成因：近视眼看不清远处的物体，原因是晶状体太厚折射能力太强，或眼球在前后方向上太长，因此来自远处某点的光线汇聚在视网膜前，远处的物体成像在视网膜前面，到达视网膜上的是一个模糊的光斑。
2.矫正：佩戴凹透镜。
【例题2】（2019山东德州）如图所示的四幅图中，表示近视眼成像情况的是  ，矫正方法的是  。（填序号）
 
【答案】③；①。
【解析】（1）近视眼是由于晶状体对光线的会聚作用太强，使远处物体射来的光线会聚在视网膜的前方，由此可以确定哪一个图表示了近视眼的成像情况。近视眼佩戴凹透镜进行矫正。
（2）远视眼的晶状体较薄，会聚能力较弱，看近处的物体时，将像成在视网膜的后面，远视眼佩戴凸透镜进行矫正。
近视眼是由于晶状体对光线的会聚作用太强，使远处物体射来的光线会聚在视网膜的前方；由图知，③图的入射光线会聚在视网膜的前方，所以③图表示了近视眼的成像情况；
结合图示可知，为了使像刚好成在视网膜上，需要使光线发散一些，所以应佩戴对光线具有发散作用的凹透镜来矫正，则①图能正确表示近视眼的矫正情况。
知识点三：远视眼及其矫正
1.    成因：远视眼看不清近处的物体，是因为晶状体太薄折射能力太弱，或眼球在前后方向上太短，因此来自近处某点的光线还没汇聚就到达视网膜上了，近处的的物体成像在视网膜后面，在视网膜上形成一个模糊的光斑。
2.矫正：佩戴凸透镜。
【例题3】（2019湖北武汉）某同学为进一步了解“视力矫正”的原理，利用如图所示的探究凸透镜成像规律的装置做了实验。他在发光体和凸透镜之间放置不同类型的眼镜片，观察到了如下现象。
 
（1）将近视眼镜片放在发光体与凸透镜之间，光屏上原来清晰的像变模糊了；使光屏______（填“靠近”或“远离”）透镜，又能在光屏上看到发光体清晰的像。由此可知，在近视眼得到矫正之前，物体的像成在视网膜的______（填“前方”或“后方）。
（2）取下近视眼镜片，重新调整光屏的位置，使它上面的像再次变得清晰，然后将另一个远视眼镜片放在发光体和凸透镜之间，光屏上原来清晰的像又变模糊了；再使光屏______（填“靠近”或“远离”）透镜，又可以在光屏上看到发光体清晰的像。这说明矫正远视眼的眼镜片对光有______作用。
【答案】（1）远离；前方；（2）靠近；会聚。
【解析】（1）近视眼镜是凹透镜，凹透镜对光线有发散作用，发散作用是使原来会聚成像的光线错后会聚，像距变大，光屏应远离凸透镜，才能得到清晰的像； 近视眼镜可以使像远离凸透镜，故近视眼得到矫正之前，物体的像成在视网膜的前方； （2）取下近视镜片，重新调整光屏的位置，使它上面的像再次变得清晰，然后将另一个远视眼镜片放在发光体和凸透镜之间，光屏上原来清晰的像又变模糊了；再使光屏靠近透镜，又可以在光屏上看到发光体清晰的像。说明远视眼镜对光线有会聚作用。
知识点四：眼镜的度数
1.透镜的焦度：:把透镜焦距的倒数叫做透镜焦度。
2.透镜的度数：透镜焦度乘以100的值。叫做透镜度数。
D＝100/f，凸透镜的度数是正数，凹透镜的度数是负数。
【例题4】（2019海南模拟题）透镜焦距的倒数叫做透镜焦度（D）：D＝1/f  (f的单位是m，D的单位是m-1)；眼镜的度数就是透镜的焦度乘100的值即： n=100／f；凸透镜（远视镜片）的度数是正数， 凹透镜（近视镜片）的度数是负数。小明的眼镜是+200度，他的眼睛是        ，镜片的焦距是     m，是         （凸透镜或凹透镜）。
【答案】远视眼，0.5， 凸透镜。
【解析】小明的眼镜是+200度，凸透镜（远视镜片）的度数是正数，所以小明眼睛是远视眼。
眼镜的度数就是透镜的焦度D＝1/f乘100的值即： n=100／f；则
f=100/n=100/200=0.5m。

 
1．（2019内蒙古通辽）关于光现象及其应用，下列说法正确的是（  ）
A．站在河边会发现自己的倒影，这是光的折射现象    
B．用手机照相时，镜头相当于凹透镜，成倒立、缩小、实像    
C．大雨过后，看到的彩虹是光的色散现象    
D．近视眼成像在视网膜后方，需要戴凹透镜矫正
【答案】C
【解析】（1）倒影属于平面镜成像；
（2）凸透镜成像时，物距u＞2f，成倒立缩小的实像，应用是照相机。
（3）光的色散，是由光的折射形成的，由于不同色光折射程度不同，所以把白光折射分成各种色光。彩虹就属于色散现象。
（4）近视眼能看清近处的物体，不能看清远处的物体是因为晶状体太厚或眼球太长，使像成在视网膜的前方。近视眼戴凹透镜使光线发散一些，使像成在视网膜上。
A、我们看到岸上景物在水中的倒影，属于平面镜成像，这是光的反射现象，故A错误；
B、手机镜头相当于凸透镜，物距大于二倍焦距，凸透镜成倒立缩小实像，故B错误；
C、雨过天晴时，常在天空出现彩虹，这是太阳光通过悬浮在空气中细小的水珠折射而成的，白光经水珠折射以后，分成各种彩色光，这种现象叫做光的色散现象，故C正确；
D、近视眼看远处的物体，像成在视网膜的前方，用凹透镜矫正，光线会聚能力减弱，能使像成在视网膜上，能看清物体，故D错误。
2.（2019山东枣庄）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．  B．  C． D．
【答案】B
【解析】（1）近视眼是由于晶状体对光线的会聚作用太强，使远处物体射来的光线会聚在视网膜的前方，由此可以确定哪一个图表示了近视眼的成像情况。近视眼佩戴凹透镜进行矫正。
（2）远视眼的晶状体较薄，会聚能力较弱，看近处的物体时，将像成在视网膜的后面，远视眼佩戴凸透镜进行矫正。
在以上四个图中，甲图的入射光线会聚在视网膜的前方，所以甲图表示了近视眼的成像情况；为了使光线会聚在原来的会聚点前面的视网膜上，就需要在光线进入人的眼睛以前会聚一下，因此佩戴对光线具有发散作用的凹透镜来矫正，即乙图能正确表示近视眼的矫正情况；
丙图的入射光线会聚在视网膜的后方，所以丙图表示了远视眼的成像情况；远视眼是因为晶状体焦距太长，像落在视网膜的后方，为了使光线会聚在原来的会聚点前面的视网膜上，就需要在光线进入人的眼睛以前会聚一下，因此带对光线具有会聚作用的凸透镜来矫正。即丁图能正确表示远视眼的矫正情况。
3.（2019四川达州）下列关于光现象的说法中正确的是（  ）
A．站在岸边看见水中的白云是光的折射形成的        B．我们能看清物体是因为眼睛能发出光线    
C．近视眼应配戴凹透镜矫正                        D．用放大镜看物体时物体一定被放大
【答案】C
【解答】A.云在天上，所以“白云”是在水中形成的像，即平面镜成像，是由光的反射形成的，故A错误；
B.我们能看清物体是因为物体发出或反射的光线进入眼睛。故B正确。
C.近视眼晶状体曲度变大，对光的会聚能力增强，应佩戴对光有发散作用的凹透镜进行矫正，故C正确。
D.放大镜属于凸透镜，当U＞2f，成倒立、缩小的实像。故D错误。
4.（2019贵州黔东南）下列关于光学现象及其解释，正确的是（  ）
A．小孔成的像是倒立缩小的虚像            B．镜花水月的成因是光的直线传播形成的    
C．人配戴凹透镜能矫正近视眼                D．漫反射的光线杂乱无章不遵循光的反射定律
【答案】C
【解答】A.根据小孔成像的特点可知，小孔成的像是倒立的，可能是放大的实像，也可能是缩小的实像，故A错误；
B.镜花水月属于平面镜成像，是由光的反射形成的；故B错误；
C.如果我们长期不注意用眼卫生，就会使晶状体的凸度增大，或眼球前后径过长，形成的物像就会落在视网膜的前方，形成近视眼。近视眼可以佩戴凹透镜加以矫正。故C正确；
D.只要是光的反射，都遵循光的反射定律，镜面反射和漫反射都遵循光的反射定律，故D错误。
5.（常考题）小华为了看清书上的字,眼睛与书的距离和视力正常时相比越来越近了,这说明小华已(  )
A.患上近视眼,需要佩戴用凸透镜制成的眼镜      B.患上近视眼,需要佩戴用凹透镜制成的眼镜
C.患上远视眼,需要佩戴用凸透镜制成的眼镜      D.患上远视眼,需要佩戴用凹透镜制成的眼镜
【答案】B
【解析】本题考查视力的矫正。正常情况下,人眼距离书本大约30 cm,如果眼睛与书的距离和视力正常时相比越来越近,说明此人已近视,需要佩戴凹透镜来矫正,故选B。
6.（2019佳木斯模拟题）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原理图正确的是
      
         甲                乙                    丙                 丁  
A．甲乙         B．甲丙        C．乙丙        D．丙丁
【答案】A
【解析】甲是近视眼成因原理图；乙是近视眼的矫正原理图；丙是远视眼成因原理图；丁是远视眼矫正原理图。
二、填空题
7.（2019山东泰安）目前青少年近视现象严重，应加强用眼保护，图中表示近视眼成像示意图的是     图。
 
【答案】乙。
【解析】远视眼成因：眼球晶状体的曲度过小，远处物体射来的光线通过晶状体折射后形成的像会落在视网膜的后方。近视眼成因：眼球晶状体的曲度过大，远处物体射来的光线通过晶状体折射后形成的像会落在视网膜的前方。
由图可知，乙是近视眼的成因，甲是远视眼的成因。
8.（2019贵州铜仁） 凸透镜对光有         作用，近视眼需要戴      透镜来矫正。
【答案】会聚；凹。
【解析】凸透镜对光线有会聚作用，凹透镜对光线有发散作用；近视眼要戴凹透镜做成的眼镜进行矫正，远视眼要戴凸透镜做成的眼镜进行矫正。
凸透镜对光有会聚作用；
近视眼是晶状体曲度变大，会聚能力增强，应佩戴发散透镜使光线推迟会聚，因凹透镜对光线有发散作用，所以近视眼应该配戴凹透镜才能看清远处的物体。
9.(典型题)小张同学最近感觉视力下降。他去看医生时,医生用如图所示的示意图为他讲解视力下降的道理。
由图可知,他的眼睛患有________视,应佩戴______(选填“凹”或“凸”)透镜矫正视力。
 
【答案】近，凹。
【解析】本题考查了近视眼的成因。由题图可知,远处物体成像在视网膜前面,所以患的是近视眼,近视眼是由于晶状体曲度变大,会聚能力增强,即折光能力增强,应佩戴凹透镜,使光线推迟会聚。
三、作图题
10.（2019四川内江）如图，是矫正远视眼的光路示意图，请在虚线方框内画出相应的透镜。
 
【答案】如图所示。
 
【解析】远视眼是由于晶状体太薄或眼球前后径过长，使折射光线会聚在视网膜的后方，应
该用会聚透镜来矫正，凸透镜对光线起会聚作用，所以在虚线框内应放置凸透镜，使折射光
线提前会聚在视网膜上。
四、实验探究题
11.（创新题）某物理兴趣小组用一组眼睛模型、一个能发出平行光束的光源和几个不同焦距的凹透镜和凸透镜来探究矫正视力的方法，如图所示。
 
（1）模型中的凸透镜相当于______，烧瓶的后壁相当于______，着色液体则表示玻璃体。
（2）用平行光束照射每个眼睛模型，根据光束聚焦位置可以确定甲是____眼模型，乙是____眼模型，丙是_____眼模型。
（3）在研究近视眼的矫正过程中，你认为______模型前加一个______合适的______透镜，能使光束会聚在视网膜上。
（4）在研究远视眼的矫正过程中，你认为_____模型前加一个______合适的______透镜，能使光束会聚在视网膜上。
【答案】（1）角膜和晶状体 视网膜（2）正常  近视 远视（3）乙 焦距  凹（4）丙 焦距 凸
【解析】（1）模型中的凸透镜相当于角膜和晶状体，烧瓶的后壁相当于视网膜，着色液体则表示玻璃体。
（2）用平行光束照射每个眼睛模型，根据光束聚焦位置可以确定甲是正常眼模型，乙是近视眼模型，丙是远视眼模型。
（3）在研究近视眼的矫正过程中，你认为乙模型前加一个焦距合适的凹透镜，能使光束会聚在视网膜上。
（4）在研究远视眼的矫正过程中，你认为丙模型前加一个焦距合适的凸透镜，能使光束会聚在视网膜上。
12.（2018江苏南京模拟题）张华同学用焦距为10cm的凸透镜做“探究凸透镜成像规律”的实验，装置如图所示．实验过程中保持凸透镜的位置   （选填“不变”或“可以变”）．
（1）实验前应首先调节蜡烛的焰心、凸透镜的光心和光屏的中心在同一直线，并且三者     （选填“在同一高度”或“不在同一高度”）
（2）改变蜡烛的位置，使其位于20cm刻度线左边，再移动光屏，使烛焰在光屏上呈现清晰的倒立  实像；       利用此原理制成的．
（3）人眼的晶状体相当于一个    （选填“凸透镜”或“凹透镜”），远处的物体在人眼的视网膜上成一个倒立、缩小的实像，如果中学生不会正确的利用眼睛，会近视，远处的物体成像会落在视网膜前，为了矫正视力，眼睛近视的人应该佩戴利用      （选填“凸透镜”或“凹透镜”）制成的眼睛．
 
【答案】不变；（1）在同一高度；（2）缩小的；照相机；（3）凸透镜；凹透镜．
【解析】为使像能成在光屏的中心，烛焰、凸透镜、光屏三者的中心应大致在同一高度处；根据凸透镜的成像规律，当物距大于二倍焦距时，所成的像是倒立、缩小的实像，应用是照相机；人眼的晶状体相当于一个凸透镜，远处的物体在视网膜上形成一个倒立的缩小的实像；近视眼能看清近处的物体，不能看清远处的物体是因为晶状体太厚或眼球太长，使像成在视网膜的前方，近视眼戴凹透镜使光线发散一些，使像成在视网膜上．
实验过程中保持凸透镜的位置不变，改变蜡烛和光屏的位置；
（1）实验前，须将烛焰、凸透镜、光屏三者的中心调整到同一高度处，这样烛焰的像才能成在光屏的中心；
（2）因焦距为10cm，当蜡烛位于20cm刻度线左边时，物距大于30cm，大于二倍焦距，所以成倒立、缩小的实像，根据这一原理制成的是照相机；
（3）人眼的晶状体相当于一个凸透镜，远处的物体在视网膜上形成一个倒立的缩小的实像；
为了矫正视力，眼睛近视的人应该佩戴利用凹透镜使光线发散一些，使像成在视网膜上．