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