学思堂提优——第6节 透镜和视觉

第6节 透镜和视觉
知识结构
凸透镜：能将太阳光会聚成一点
透镜 凹透镜：能将太阳光发散
照相机和放大镜成像的原理
角膜：呈透明状
巩膜：保护眼球
眼球壁 虹膜：调节瞳孔的大小
透镜和 眼球的 睫状肌：调节晶状体的曲度
视觉 结构 视网膜：上面分布着感光细胞
晶状体：相当于凸透镜，使物体成像在视网膜上
内容物 房水、玻璃体等
视觉的形成：光线 角膜、瞳孔 品状体 玻璃体 视网膜
视神经 大脑形成视觉
人类视觉上的限制 近点、远点、盲点的概念
近视、远视、色盲的原因
解题指引
例1 不论是较近还是较远的物体，正常人都能使物像落在视网膜上，这是因为 ( )
A．视网膜可前后调节移动
B．眼球前后径可随时调节
C．瞳孔可缩小或扩大
D．睫状肌可调节晶状体的曲度
【指引】眼球的前后径和眼球内的视网膜是固定的，不能移动。瞳孔的大小只能调节进入
眼球的光线多少，而不能调节焦距。眼球内能改变折光度的结构主要是晶状体，晶状体的曲
度可随睫状肌的收缩或舒张变大变小。本题答案为D。
【探究】本题的关键是识记眼中只有晶状体能调节物体成像的位点。
例2现有五种光学元件，对于图2-36所示的光路图，方框中可放入的元件为 ( )
图2-36
A．1或5 B．2或4 C．2或3或4 D．1或3或5
【指引】 凸透镜能将太阳光会聚成一点，而凹透镜则使太阳光发散。上面的光路图是将
平行光线会聚成一点，因此方框内应放人的元件是凸透镜。区分凸透镜、凹透镜的方法为：
中间厚、边缘薄的为凸透镜，中问薄、边缘厚的为凹透镜。本题答案是C。
【探究】理解凸透镜的特点，知道判断凸透镜的方法是解答本题的关键。
例3放大镜焦距是6厘米，放在阳光下使光线会聚在白纸上形成最小的光斑，则放大镜
应该距离白纸 ( )
A．6厘米 B．6～12厘米 C．小于6厘米· D．12厘米以上
【指引】太阳光相当于平行光，放大镜实际上是凸透镜，凸透镜能将平行光会聚成一点，
即凸透镜的焦点，而焦点到凸透镜中心的距离就是焦距。根据题意，所谓最小的光斑就是焦
点所在，故放大镜到白纸的距离就是凸透镜的焦距。本题答案是A。
例4 在研究凸透镜成像的实验中，如果把点燃的蜡烛放在距凸透镜40厘米处，就会在
凸透镜另一侧成一个倒立、等大的实像；如果把物体放在距凸透镜30厘米处，则经凸透镜
后会产生一个( )
A．放大、正立的虚像 B．放大、倒立的实像
C．缩小、倒立的实像 D．不能成像
【指引】凸透镜的主光轴上有两个特殊的“点”，一是2倍焦距处，成倒立、等大的实像，
它是成放大实像与缩小实像的分界点。当物距大于2倍焦距时成缩小的实像，小于2倍焦距
大于1倍焦距成放大的实像。二是焦点处，它是成实像与虚像的分界点。物距小于焦距成虚
像，大于焦距成实像，等于焦距不能成像。当蜡烛放在距凸透镜2倍焦距处，应成倒立、等
大的实像，此时物距等于像距，故凸透镜的焦距为20厘米。把蜡烛放在焦点和两倍焦距之
间(距凸透镜30厘米)时，应成倒立、放大的实像。本题答案是B。
例5 (广东中考题)在“凸透镜成像规律”实验中。小华同学进行了如下两个探究：
为研究像距与焦距的关系，他选用焦距不同的三个凸透镜进行实验，实验数据记录如
下表：
物距U／Cnl
实验序号
焦距f／om
像距v／cm
1
8
17
15
2
10
30
3
12
60
分析表中数据可知，保持物距不变时，焦距越大，则像距越 。(选填：“大”或“小”)
小华用若干个发光二极管组成形状如“E”的发光物体，如图2 37甲所示，将发光物体、
凸透镜和光屏依次组装到光具座上并调整好，在光屏上成的像如图乙所示。如果只将“E”换
成“R”，并在同一位置观察．光屏上成的像应是图丙中的 。(填数字序-g-)
图2 -37
【指引】原凸透镜成像规律是焦距不变，研究物距与像距的关系，本题提供了物距不变，
研究焦距和像距的关系，由表格中的数据可以得到正确结论。凸透镜成实像为上下左右均颠
倒，所以④正确。
【答案】 (1)大 (，2)④
【探究】 凸透镜成像规律是本节的重点和难点，也是中考必考的热点，不但要熟练掌握，
还要融会贯通。本题就是将原凸透镜成像规律的焦距不变，研究物距与像距的关系，推广为
物距不变，研究焦距和像距的关系。这就提示我们在中考复习中要多注意这方面的重点复习。
例6 近视眼、远视眼是怎样形成的，如何矫正?
【指引】 近视眼看不清物体的原因是成像在视网膜前，如图2-38(1)所示。
(1)近视眼的成因：
①晶状体过凸。注意用眼卫生，晶状体会逐渐恢复正常。这是“假性近视”。
②如果长时间得不到恢复，睫状肌长期紧张，引起眼球器质性变化，形成眼球变形，使
视网膜距晶状体过远。
(2)近视眼的矫正如图(2)所示。
因为凹透镜对光线起发散作用，来自远方的光线经凹透镜发散后，可成像在视网膜上。
（3）.远视眼的成因：主要是眼球的前后径过短或晶状体弹性变小，物体成像在视网膜后。如图(3)所示。
(4)远视眼的矫正如图(4)所示。
因为凸透镜对光线起会聚作用，光线经凸透镜会聚后可成像在视网膜上。
图2-38
达标练习
1．能调节瞳孔大小的结构是 ( )
A．角膜 B．视网膜 C．晶状体 D．虹膜
2．教室投影仪的镜头是 ( )
A．凸透镜 B．凹透镜 C．平面镜 D．凸面镜
3．(绍兴中考题)下列说法正确的是 ( )
A．近视眼镜用凸透镜制作
B．人离平面镜越近，所成的像越大
C．从水面上看到水中的鱼是鱼的虚像
D．小孔成像和凸透镜成像均是光沿直线传播形成的
4．冰遇火要熔化，但远在2000多年前，我国古人却能“削冰取火”。他们将冰磨成一种冰
镜，让太阳光射过并会聚起来，点燃干草取火。这种冰镜应磨削成 ( )
A．凸面镜 B．凸透镜 C．凹面镜 D．凹透镜
5．在盲点上引不起视觉的原因是 ( )
A．没有视神经 B．没有感光细胞
C．感光细胞过于集中 D．感光细胞分布过少
6．晴朗的夏日中午，往树或花的叶子上浇水，常会把叶子烧焦，其原因是‘ ( )
A．水滴蒸发，带走叶子的热量 B．水滴在阳光下温度升高，把叶烫焦
C．水滴容易透过阳光 D．水滴会使阳光会聚，把叶子烧焦
7．当守门员注视着远处向他飞来的足球时，其眼球的变化是 ． ( )
a．睫状肌由舒张变为收缩 b．晶状体曲度由小变大
A．a、b都正确 B．a、b都不正确
C．a正确，b不正确 D．a不正确，b正确
8．为了防盗，在门上装有一个“猫眼”，使屋内的人能看清楚屋外的人(是一个正立缩小的
像)，而屋外的人却看不清楚屋内的人，则“猫眼”应该是 ( )
A．凸镜 B．凹镜 C．凹透镜 D．凸透镜
9．人眼的“白眼球”和“黑眼球”实际上是指 ( )
A．虹膜和角膜 B．角膜和巩膜 C．角膜和虹膜 D．巩膜和虹膜
10．在视觉形成过程中，形成实像和视觉的部位分别是 ( )
A．视网膜、视网膜 B．大脑皮层、大脑皮层
C．视网膜、大脑皮层 D．大脑皮层、视网膜
11．老奶奶用放大镜看报时，为了看到更大的像，她常常要做的是 ( )
A．报与放大镜不动，眼睛离报远一点 B．报与眼睛不动，放大镜离报远一点
C．报与放大镜不动，眼睛离报近一点 D．报与眼睛不动，放大镜离报近一点
12．对于近视，下列说法正确的是 ( )
A．近视者在视网膜上也能成清晰的像
B．近视所成的清晰的像在视网膜前，应戴凹透镜矫正
C．近视是指物体在视网膜所成的像在盲点
D．以上说法均不正确
13．“老花眼”的主要原因及矫正的方法依次是 ( )
A．眼球前后径过长，佩戴凸透镜 B．晶状体曲度过大，佩戴凹透镜
C．眼球前后径过短，佩戴凹透镜 D．晶状体弹性变小，佩戴凸透镜
14．(潍坊中考题)人的眼睛像一架照相机。视力正常的人，物体经晶状体成像在视网膜上，
对于近视眼而言 ( )
A．像成在视网膜的前方，需佩戴凸透镜矫正
B．像成在视网膜的前方，需佩戴凹透镜矫正
C．像成在视网膜的后方．需佩戴凸透镜矫正
D．像成在视网膜的后方，需佩戴凹透镜矫正
15．如图2-39所示，由于下雨，一透明塑料薄膜的顶棚积满了水，下面关于它的讨论正
确的有 ( )
A．这些水构成了一个凹透镜，它对平行光有发散作用
B．透镜必须是固体，水是不可能成透镜的
C．水的下表虽然近似为球面，但上表面是平的，所以它不能起凸透镜的作用
D．只要是透明物质，就有可能构成透镜，顶棚的积水构成凸透镜，应注意防止由于
它对太阳光的会聚而引燃棚内物品的隐患
图2-39
16．如图2-40所示是某同学的眼镜，从眼镜可以判断他的两只眼睛( )
A．是远视眼
B．是近视眼
C．左眼基本正常，右眼远视
D．左眼基本正常，右眼近视
图2-40
17．(无锡中考题)近来，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
18．(金华中考题j多媒体辅助教学以它的独特魅力给课堂教学增添了生机和活力。多媒
体教室的投影银幕是用粗糙的白布制成的，投影仪的折光系统相当于一个凸透镜。下
列说法正确的是 ( )
A．凸透镜对光线起发散作用
B．全班同学都能看到画面是因为光射到投影银幕上发生了镜面反射
C．全班同学都能看到画面是因为光射到投影银幕上发生了漫反射
D．镜面反射遵循光的反射定律，漫反射不遵循光的反射定律
19．(衢州中考题)同学们用盛水的矿泉水瓶模拟眼球中的晶状体，来比较正常眼睛、近视
眼睛和远视眼睛的焦距大小。如图2-41甲所示，他们将盛水的矿泉水瓶正对太阳，
上下移动白纸，直到白纸上出现最细的亮线，估测亮线到瓶子侧壁的距离d。正常水
瓶做实验时，d约为8厘米；把水瓶挤压成如图乙所示后测得d为13厘米；把水瓶
挤压成如图丙所示后测得d为5厘米。则以下判断正确的是 ( )
图2-41
A．乙模拟的是远视眼，实验可得远视眼的焦距比正常时大
B．乙模拟的是近视眼，实验可得近视眼的焦距比正常时大
C．丙模拟的是远视眼，实验可得远视眼的焦距比正常时小
D．丙模拟的是近视眼，实验可得近视眼的焦距比正常时大
20．(安溪中考题)如图2-42所示是张敏同学拍摄的安溪凤城铁索桥风景相片，下面说法正
确的是 ( j
A．要使铁索桥的像更大些，张敏应向铁索桥靠近些，再拍摄
B．铁索桥在湖中的倒影是由于光的直线传播形成的
C．铁索桥在湖中的倒影是由于光的折射形成的
D．拍摄时底片上的像是倒立放大的虚像
图2-42
21．(哈尔滨中考题)如图2-43所示，是某同学检查视力时的情景，下列说法正确的是 ( )
A．镜中视力表的像是实像
B．镜中视力表的像比视力表小
C．镜中视力表的像到该同学的距离为5米
D．镜中视力表的像是光的直线传播形成的 图2-43
22．(江西中考题)如图2-44所示，F为凸透镜的两个焦点A′B′为物体AB的像，则物
体AB在( )
图2-44
A．图中I区域，比A′B′大，箭头方向向上
B．图中Ⅱ区域，比A′B′大，箭头方向向下
C．图中Ⅲ区域，比A′B′大，箭头方向向上
D．图中Ⅳ区域，比A′B′小，箭头方向向下
23．完成图2-45中的各光路图。
图2-45
24．如图2-46所示的是6种透明玻璃元件，其中属于凸透镜的是 。
图2-46
25．判断图2 47中各方框内的光学元件，并完成光路图。
图2-47
26．现在，很多居民家的房门上都安装了“猫眼”，这样不用开门就能看清来访者是谁。“猫
眼”实际上就是安装在房门小孔内的一枚 镜，所看到的“来访者”是 立的、
的、 像。(填“正”或“倒”；“放大”或“缩小”；“实”或“虚”)。
27．(湖州中考题)近视患者需佩戴由凹透镜制成的眼镜，是由于凹透镜对光有 (选
填“会聚”或“发散”)作用。
28．(河南中考题)像一架照相机，晶状体和角膜的共同作用相当于一个 透镜，来自物
体的光会在视网膜上形成一个 (填“正立”或“倒立”)的像。如果长期不注意用眼
卫生，会导致近视。有一种治疗近视眼的手术，采用激光对角膜进行处理，使晶状体和角膜构成的透镜对光的偏折能力变得 (填“强”或“弱”)些。
29．(嘉兴中考题)2009年7月22 日上午，嘉兴将能观测到本世纪最重要的一次日全食，
届时嘉兴地区将有近6分钟时间完全看不见太阳。这一现象可以证明光是沿 传播
的。同学们在观测时一定要使用专用或自制器材，严禁肉眼直接观察，因为人眼中的
晶状体相当于 镜，会对光线起会聚作用，从而灼伤视网膜。
30．(台州中考题)如果物体离眼睛近，来自它某点的光线到达眼睛时是发散的；如果物体
远离眼睛，来自这点的光线到达眼睛时发散程度便会降低。因此，我们把来自遥远物
体上某点的光线，到达眼睛时视作平行，如图2-48甲所示。
图2-48
(1)我们作上述推断的前提是光在同一均匀物质中是沿 传播。
(2)当物体远离眼睛时，眼球中晶状体的曲度会减小。图乙表示物体在眼球中的不同
成像情况，其中表示视觉正确的人观看远处物体的是 。
31．(平原中考题)数码相机是一种新兴的照相器材，它同普通照相机不同之处，在于它没
有底片，而是通过一个特殊的感光层CCD，将图像的光信号转化成为数字信号保存
起来。下表是某数码相机的一些参数，请你根据这个表格，用所学过的知识来说明，
感光层离开镜头的距离要满足什么条件： ；要成像，物体离开镜头的距
离要满足什么条件： 。
型号
镜头焦距
光圈快门
CCD解析度
Sony—S70
34毫米
8秒～l／1000秒
1024>768
32．(贵州中考题)在探究“近视眼的形成原因和矫正方法”时，冰蓉同学选择了如下器材：
蜡烛(模拟所视物)、水凸透镜(模拟人眼晶状体，并与注射器相连)、光屏(模拟人眼视
网膜)、光具座等。(注：水凸透镜的凸起程度可以通过注射器注入或吸取水的多少来
调节。)
她安装并调整好实验装置，如图2-49所示，将点燃的蜡烛置于透镜前某一位置时，
在光屏上得到了烛焰清晰的像；当向水凸透镜内注入水，使透镜更凸后，发现光屏上
已无烛焰清晰的像，若要在光屏上再次得到烛焰清晰的像，应在水凸透镜前放置一块
透镜；若撤去放置的透镜，应将光屏 (填“靠近”或“远离”)水凸透镜，
才能得到清晰的像。
(2)根据上述实验，可知近视眼的形成原因是 。
图2-49
33．惜阴学校的徐老师，近日发现自己的眼睛“看远处景物能看得清，正常看书有叠影”。
他对自己的眼睛所产生的现象作出如图2-50所示的折光系统。请据图回答：
(1)徐老师的视力已患上 (填“远视眼”或“近视眼”)，你如此判断的依据
是 。 ·
(2)若要使徐老师能在正常情况下看书写字，你认为应购买 眼镜，此眼镜对
光线有什么作用? 。
图2- 50
34．(1)如图2-51所示是眼球的结构，请填出下列各部位名称。
① ② ③ ④ ⑤
⑥ ⑦ ⑧ ⑨
(2)如果眼球的前后径 或者 的曲度过大，从而使物像落在 的前
方，这样的眼叫 。
图2- 5l
35．用左手拿着一支削尖的铅笔，使笔尖朝上，放在眼前一定距离处，然后用右手的食指
从左面去接触笔尖，那么是闭上一只眼睛容易接触到它还是同时张开两只眼睛容易接
触到它?请说明理由。
36．老花镜的“度数”等于它的焦距的倒数乘100，请设计一个测老花镜度数的简单方法，
要求写出所用器材、操作步骤和计算公式。
参考答案：
1·D 2．A 3．C 4．B 5．B 6．D 7．A 8．C 9．D l0．C
ll．B l2．B l3．D 14．B l5．D 16.A 17·B l8·C l9．A 20．A
21．C 22．C 23．略 24．①⑤⑥ 25．略 26．凹透；正；缩小；虚
27·发散 28．凸 倒立 弱 29．直线，凸透 30．(1)直线 (2)A 31．大于
34毫米，小于68毫米 大于68毫米 32．(1)凹 靠近 (2)晶状体较正常人眼更凸或变
厚(或像成年了视网膜之前或晶状体偏折能力强或对光线的会聚能力强) 33．(1)远视眼
远距离的光线经眼睛折光后会聚在视网膜后 (2)老花 对光线有会聚的作用
34．(1)①角膜②晶状体③瞳孔 ④虹膜 ⑤睫状体 ⑥巩膜 ⑦脉络膜 ⑧视网膜 ⑨
玻璃体 (2)长 晶状体 视网膜 近视眼 35．同时张开两只眼容易接触到它。因为
一只眼睛只能确定物体在一条直线上，而两只眼睛能确定物体的实际位置，原因是两条区线
相交只有一个交点。
36．器材：老花镜、太阳光(平行光源)、刻度足。步骤：用老花镜会聚太阳光，调整距离
直到出现小光斑．用刻度尺量出小光斑到凸透镜的距离，即为该凸透镜的焦距，记为f，计算公式：度数=100／f