5.4眼睛和眼镜
一、单选题
1.下列关于光的现象和传播规律的说法中正确的是( )
A.反射光线与所对应的入射光线可以不在同一平面内
B.一束光垂直入射到平面镜上发生反射时,其反射角等于90°
C.在镜面反射和漫反射现象中,光的传播都遵循光的反射定律
D.凸透镜对光有会聚作用,用其制成的眼镜可以用来矫正近视眼
2.矫正近视和远视眼的隐形眼镜,是一种直接贴在眼睛角膜表面的薄镜片,有凸片和凹片两种。有一种规格的软质隐形眼镜,中心厚度0.05mm。图所示是某人观察远处物体时,物体在眼球内成像的示意图,则他所患眼病及应配戴的这种隐形眼镜镜片边缘的厚度分别为( )
A.近视眼,大于0.05mm B.近视眼,小于0.05mm
C.远视眼,小于0.05mm D.远视眼,大于005mm
3.下列说法中错误的是( )
A.眼睛能看到成在光屏上的像
B.有的虚像看的见,有的虚像看不见
C.眼睛可以直接看到凸透镜所成的实像
D.眼睛既能看到实像,也能看到虚像
4.下列光学元件可以用来制成老花镜镜片的是( )
A.凹面镜 B.凹透镜 C.凸透镜 D.三棱镜
5.如图所示,甲是正常眼睛对光的作用情况,则乙( )
A.是近视眼,应配戴凸透镜制成的眼镜
B.是近视眼,应配戴凹透镜制成的眼镜
C.是远视眼,应配戴凹透镜制成的眼镜
D.是远视眼,应配戴凸透镜制成的眼镜
6.如图所示表示的是来自远处的光经小丽的眼睛折光系统的光路示意图。下列说法正确的是( )
A.小丽的眼睛是近视眼,应利用凹透镜矫正
B.小丽的眼睛是近视眼,应利用凸透镜矫正
C.小丽的眼睛是远视眼,应利用凹透镜矫正
D.小丽的眼睛是远视眼,应利用凸透镜矫正
7.小明用弹性膜充水制作了一个水透镜,通过注射器注水或抽水改变透镜的厚度。如图是他模拟正常眼睛看物体的情形,固定透镜,将F形光源放在合适的位置后,调节光屏得到清晰的像。下列说法正确的是( )
A.此时光源放在透镜一倍焦距以内
B.此时光屏上成倒立、放大的实像
C.模拟近视眼的成因时,需向透镜内注水
D.模拟近视眼的成因后,可向右移动光屏重新得到清晰的像
8.每年的6月6日是我国的“爱眼日”,今年的宣传教育主题是“共同呵护好孩子的眼睛,让他们拥有一个光明的未来。”如图显示小明同学配带透镜的矫正原理,他的视力问题和矫正透镜的作用分别是( )
A.近视眼;会聚作用 B.远视眼;发散作用
C.远视眼;会聚作用 D.近视眼;发散作用
9.如图所示,下列说法正确的是( )
A.图甲中,小孔成的是倒立的实像
B.图乙中,漫反射的光线杂乱无章不遵循光的反射定律
C.图丙中,用手机镜头扫描二维码所成的是倒立的虚像
D.图丁中,人配戴的凹透镜可以矫正远视眼
10.正常人的眼睛具有很强的自我调节功能,可以使远处和近处的物体都成像在视网膜上。以下说法正确的是( )
A.当我们从看远处物体改为看近处物体时,晶状体焦距变短
B.当我们从看远处物体改为看近处物体时,晶状体凸度变小
C.正常人看很远处物体时分辨不清,是由于物体不能在视网膜上成清晰的像
D.人眼晶状体凸度过大时为近视眼,应佩戴凸透镜制作的眼镜进行矫正
二、填空题
11.有些同学因为长期不注意用眼卫生,变成了近视眼,如图所示,图 (选填“甲”或“乙”)表示近视眼的光路示意图,矫正近视眼应戴由 (选填“凸”或“凹”)透镜制成的眼镜片。若近视眼矫正前成像离视网膜越远,矫正时所配眼镜度数越 (选填“深”或“浅”)。
12.人的眼睛是神奇的成像工具,人眼成像相当于生活中的 (选填“照相机”、“投影仪”、“放大镜”)。如图中是人眼晶状体调节光路图,其中描述正常眼的成像情况的是 ,描述近视眼的成像情况的是 ;描述远视眼的成像的是 ;描述矫正近视眼的方法的是 ;描述矫正远视眼的方法的是 。
13.2022年6月6日是第27个全国“爱眼日”。近年来青少年近视眼患病率呈上升趋势,需要佩戴 透镜制作的眼镜进行视力矫正,这种透镜对光线有 作用。
14.人眼睛的晶状体和角膜共同作用相当于 镜,下列四幅图中,表示近视眼成像情况的是 ,矫正做法的是 。
15.如图所示,用焦距为10.0cm的凸透镜模拟视力矫正的情况。组装并调整实验器材,使烛焰和光屏的中心位于凸透镜的 上、要想在光屏上呈现清晰的像,可以不改变蜡烛和透镜的位置,将光屏向 移动;也可以不改变透镜和光屏的位置,将蜡烛向 移动,还可以不改变器材的位置,在透镜和蜡烛之间放置合适的 (选填“近视”或“远视”)眼镜片。
16.人眼相当于一架 (选填“照相机”“幻灯机”或“放大镜”),小明两眼视力缺陷不同,将一只2B铅笔紧贴他眼镜的两个镜片,透过镜片看到铅笔的像如图所示,则小明的 眼为远视眼。
三、作图题
17.图甲为近视眼成像光路图,请在图乙虚线方框内画出矫正透镜,再画出矫正后经晶状体折射的光线。
四、实验题
18.小明同学利用光具座、凸透镜、蜡烛、光屏等实验器材探究凸透镜成像的规律:
(1)如图甲所示,小明将一束平行光正对凸透镜,移动光屏,该凸透镜的焦距为 cm;
(2)实验时,把凸透镜固定在光具座50cm刻度线处,为使像成在光屏中央,应将烛焰、凸透镜和光屏三者中心调到 ;
(3)小明将蜡烛移至光具座20cm刻度线处,如图乙所示,移动光屏,则该像是倒立、 的实像。生活中的 (选填“放大镜”、“投影仪”或“照相机”)就是利用这种成像规律工作的;
(4)接着,小明保持凸透镜在光具座上的位置不动,如果仅将图乙中蜡烛和光屏的位置互换,光路是 的;
(5)在如图乙所示实验情形下,如果保持凸透镜和光屏的位置不变,将蜡烛适当远离凸透镜,此现象可以体现 (选填“近视眼”或“远视眼”)的成像情况。
五、综合题
19.综合实践题
据世界卫生组织调查数据显示,我国青少年近视率为高达70%居世界第一。随着近视度数的增加患各种眼病的几率就会增加,如青光眼、白内障、视网膜脱落等。某实验小组开展“自制水透镜模拟近视及其矫正”的实验探究。
【项目分解】
(1)自制水透镜。
(2)演示近视成因及矫正。
【项目实施】
(1)制作水透镜如图甲,矿泉水瓶瓶颈处用瓶盖画圆剪下。502胶粘合两片圆(留针孔),注射器自针孔处注水适量如图乙。用太阳光测水透镜焦距图丙所示操作最合理的是( )
(2)如图丁将F光源、水透镜和光屏依次放在光具座上。固定水透镜位置。调节F光源、光屏位置直至光屏出现清晰的像。光屏上像是倒立 的实像,F光源远离凸透镜,光屏像变模糊。向水透镜 (填“抽水”或“注水”)光屏上的像重新变得清晰,水透镜的焦距 (选填“变长”或“变短”)。
【项目应用】
利用水透镜制作简易显微镜、望远镜。图戊中可以解释显微镜两凸透镜的成像原理图 (选填①②③④)。
【项目拓展】
项目小组同学课后收集很多有关近视矫正的资料,其中一段节选如下。“ICL晶体植入术矫正视力,晶体是一种比较柔软的人工晶体,厚度仅50um,生物相容性良好,不会与眼内组织发生粘连。
ICL晶体植入手术,可以理解为医生将一块特制的隐形眼镜 (选填“凸透镜”或“凹透镜”)植入眼睛后房,整个手术过程无需切削角膜,也不会改变任何眼部结构。
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《5.4眼睛和眼镜》参考答案
题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
答案 C A B C B A C D A A
1.C
【详解】A.根据光的反射定律可知,反射光线与入射光线一定在同一平面内,故A错误;
B.入射角是入射光线与法线的夹角,一束光垂直入射到平面镜上,入射角等于0°,反射角等于入射角,反射角大小也是0°,故B错误;
C.光的反射定律适用于所有的反射现象,故C正确;
D.凸透镜对光有会聚作用,用其制成的眼镜可以用来矫正远视眼,故D错误。
故选C。
2.A
【详解】由图可知,光线会聚于视网膜之前,是近视眼,近视眼矫正用凹透镜,凹透镜特点是中间薄、边缘厚,若中心厚度为0.05mm,那边缘厚度要大于0.05mm,故A符合题意。
故选A。
3.B
【详解】实像是由实际光线会聚成的;虚像是由光线的反向延长线会聚成的。实像可以呈现在光屏上,虚像不能够呈现在光屏上。眼睛既能直接看到实像,也能够直接看到虚像;故ACD正确,不符合题意,B错误,符合题意。
故选B。
4.C
【详解】老花镜是为了矫正远视眼,像成在视网膜的后面,利用凸透镜对光线的会聚作用,使像呈在视网膜上。
故选C。
5.B
【详解】对比甲、乙两图可知,乙图中的晶状体曲度变大,会聚能力增强,即折光能力变强,物体经眼睛会将像成在视网膜的前方,属于近视眼;因为凹透镜对光线有发散作用,所以为使光线推迟会聚,需要配戴凹透镜制成的眼镜进行矫正,故B符合题意,ACD不符合题意。
故选B。
6.A
【详解】如图,小丽的眼睛看远处物体时,成像于视网膜前,是由于晶状体对光的会聚能力过强导致的,所以她的眼睛是近视眼,应该用对光有发散作用的凹透镜进行矫正,故A正确,BCD错误。
故选A。
7.C
【详解】AB.人的眼睛相当于一架照相机,成的是倒立、缩小的实像;根据图示可知,此时的像是倒立、缩小的实像,此时光源在二倍焦距之外,故AB错误;
C.近视眼是因为晶状体太厚,像成在了视网膜的前方,此时对光会聚能力变强,所以模拟近视眼的成因时,应该向透镜内注水,故C正确;
D.模拟近视眼的成因后,成的像靠近透镜,所以可向左移动光屏重新得到清晰的像,故D错误。
故选C。
8.D
【详解】由图可知,光线经过凹透镜发散,然后经晶状体后会聚到了视网膜上,这是近视眼的矫正;凹透镜对光线有发散作用,故D符合题意,ABC不符合题意。
故选D。
9.A
【详解】A.小孔成的像是由光的直线传播形成的倒立的实像,故A正确;
B.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B错误;
C.手机的镜头相当于凸透镜,当时,凸透镜成倒立、缩小的实像,故C错误;
D.近视眼是因为晶状体曲度过大,折光能力太强使像成在视网膜前面,用凹透镜矫正,故D错误。
故选A。
10.A
【详解】AB.当我们从看远处物体变为看近处物体时,物距变小,像距变大,眼睛的晶状体是一个焦距可调的凸透镜,为了使近处的物体成像在视网膜上,需要增大眼睛的聚光能力,增大晶状体的凸度,使焦距变短,凸度变大,故A正确,B错误;
C.正常人看远处物体时模糊不清,并不是因为不能成清晰的像,只是物距太远了,导致视网膜成像很小看不清,故C错误;
D.人眼晶状体太厚,聚光能力太能,即凸度太大时,是近视眼,应佩戴凹透镜进行矫正,故D错误。
故选A。
11. 甲 凹 深
【详解】[1][2][3]由甲图中可知:像成在视网膜的前方,故该眼睛是近视眼,近视眼是晶状体曲度变大,会聚能力增强,即折光能力增强,应佩戴发散的凹透镜,使光线推迟会聚;矫正前成像离视网膜越远,说明近视的程度越严重,则所佩戴眼镜的“度数”越深(或大)。
12. 照相机 AB D C F E
【详解】[1]人眼成像原理与照相机的成像原理相同。
[2]正常眼无论看远处的物体还是看近处的物体,像都成在视网膜上,故正常眼的成像情况是A、B两图。
[3][4][5][6]近视眼由于晶状体变厚凸,折光能力变强,使物体成像在视网膜前而看不清物体,故是D图;为了使光线会聚在原来的会聚点后面的视网膜上,就需要在光线进入人的眼睛以前发散一下,因此带对光线具有发散作用的凹透镜来矫正,故选F图。远视眼成因:眼球晶状体的曲度过小,远处物体反射来的光线通过晶状体折射后形成的物像,就会落在视网膜的后方造成的。远视矫正方法,需配戴凸透镜。由题意可知:正确表示远视眼成像情况的是C图,其矫正做法正确的是E图。
13. 凹 发散
【详解】[1]与视力正常的眼睛相比,近视眼的晶状体,对光线的会聚能力较强,使像成在视网膜的前方,要想看清远处的物体,让光线发散一些,使用凹透镜进行矫正,使像成在视网膜上。
[2]凹透镜对光线有发散作用,凸透镜对光线有会聚作用。近视镜是凹透镜,所以对光线有发散作用。
14. 凸透 ③ ①
【详解】[1]人眼的晶状体和角膜相当于凸透镜,视网膜相当于光屏,外界物体在视网膜上成倒立的实像。当物体在2倍焦距以外时,物体成的像是倒立、缩小的实像。
[2][3]近视眼是晶状体曲度变大,会聚能力增强,即折光能力增强,像呈在视网膜的前方造成的。由图可知③的像呈在了视网膜的前方,所以他是近视眼,应用凹透镜加以矫正,故③是近视眼的成像情况,①表示近视眼的矫正做法。
15. 主光轴 左 右 近视
【详解】[1]实验中为了使像成在光屏的中央,要求烛焰和光屏的中心位于凸透镜的主光轴上。
[2][3]不改变蜡烛和透镜的位置,根据凸透镜成像规律可知,将光屏向左移动,或不改变透镜和光屏的位置,将蜡烛向右移动均可以成实像。
[4]不改变器材的位置,此时物距大于二倍焦距,则像距处在一倍焦距和二倍焦距之间,此时像距大于二倍焦距,则可以在透镜和蜡烛之间放置合适的凹透镜,即近视眼镜。
16. 照相机 右
【详解】[1]眼球好像一架照相机,眼睛的晶状体和角膜共同作用相当于一个凸透镜;
[2]把来自外界物体的光会聚在视网膜上,由于物体在二倍焦距以外,故成倒立、缩小的实像;远视眼的因为晶状体变薄,焦距变大,对光线的会聚能力减弱,像成在视网膜后方,要矫正远视眼需要使光线会聚一些,由于凸透镜对光线有会聚作用,故用凸透镜来矫正,而铅笔紧贴凸透镜时,根据成像规律此时成正立放大的像,可知右眼为远视眼。
17.
【详解】近视眼成因是晶状体太厚,折光能力太强,成像在视网膜的前方,需要用发散透镜(凹透镜)来矫正,矫正后折射的光线在视网膜上会聚成像,如下图所示:
18.(1)10.0
(2)同一高度
(3) 缩小 照相机
(4)可逆
(5)近视眼
【详解】(1)平行于主光轴的光线经凸透镜折射后,会聚在主光轴上一点,即焦点,焦点到光心的距离是凸透镜的焦距,由图甲可知,刻度尺的分度值为1mm,图中焦点的位置在30.0cm刻度处,则焦距
f=30.0cm-20.0cm=10.0cm
(2)该实验中,为了使像成在光屏的中央,所以应将烛焰的中心、凸透镜的光心和光屏的中心调到同一高度处,便于观察实验。
(3)[1]小明将蜡烛移至光具座20cm刻度线处,此时物距
u=50cm-20cm=30cm>2f
由凸透镜成像规律可知,成倒立、缩小的实像。
[2]由于生活中的照相机中所成的像是倒立、缩小的实像,所以照相机是利用这种成像规律工作的。
(4)小明保持凸透镜在光具座上的位置不动,如果仅将图乙中蜡烛和光屏的位置互换,光屛上仍有实像,说明在光的折射现象中,光路是可逆的。
(5)如果保持凸透镜和光屏的位置不变,将蜡烛适当远离凸透镜,物远像近像变小,则像成在光屛前面,此现象可以体现近视眼的成像情况。
19. C 缩小 抽水 变长 ③④ 凹透镜
【详解】(1)[1]平行于主光轴的光线经凸透镜折射后会聚在主光轴上一点,这点是凸透镜的焦点,焦点到光心的距离是凸透镜的焦距,所以图C所示操作最合理。
(2)[2]由题意可知,固定水透镜位置,调节F光源、光屏位置直至光屏出现清晰的像,此时物距大于像距,即F光源到凸透镜的距离大于二倍焦距,光屏上像是倒立缩小的实像。
[3][4]F光源远离凸透镜,物距增大,像距减小,光屏像变模糊,要使光屏上的像重新变得清晰,应增大像距,即向水透镜抽水,使凸透镜变薄,降低会聚能力,焦距变长。
[5]显微镜的物镜成倒立、放大的实像,相当于投影仪,目镜成正立、放大的虚像,相当于放大镜,所以图戊中可以解释显微镜两凸透镜的成像原理图是③④。
[6]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ICL晶体植入术矫正视力,晶体是一种比较柔软的人工晶体,相当于凹透镜。
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