3.7眼睛与光学仪器
【知识点1】水凸透镜 1
【知识点2】望远镜目镜的成像原理 2
【知识点3】望远镜 2
【知识点4】显微镜 3
【题型1】眼睛的结构及其视物原理 4
【题型2】照相机 6
【题型3】近视眼和远视眼 8
【题型4】显微镜和望远镜 9
【知识点1】水凸透镜
水凸透镜的原理主要基于光的折射和透镜的会聚作用。当光线从空气中进入水中时，由于两种介质的折射率不同，光线的传播方向会在交界处发生变化。这种变化使得圆柱形的水柱相当于一个凸透镜，能够在某个距离区间内使观察到的图像发生折射，从而看到放大的物体。此外，装有水的瓶子在水平方向上由于中间厚两边薄的结构，类似于凸透镜的会聚作用，使得观察到的物体成像左右颠倒，而上下无明显变化
考查凸透镜成像规律在水凸透镜中的应用。
例：如图所示，夏天的清晨，绿叶上露珠下面的叶脉看起来比较大，这是露珠产生______镜功能的结果，此时形成的像______（选填“实”或“虚”）像；正午时分，给绿叶浇水，在叶片上凝结成的圆形水珠对直射的阳光有______作用，可能会“烧糊”叶片。
分析：露珠中间厚边缘薄，形成一个水凸透镜，物距小于焦距，成正立、放大的虚像；凸透镜对光线具有会聚作用。
解析：解：露珠中间厚边缘薄，形成一个水凸透镜，具有凸透镜的放大功能，成正立、放大的虚像。
水会形成圆形的水珠，相当于凸透镜，对直射的阳光有会聚作用，可能会“烧糊”叶片。
故答案为：凸透；虚；会聚。
点评：此题考查凸透镜成像和应用，体现了物理来源于生活的学习理念，将自然界中的现象与对应的物理知识两者联系在一起，是解决这种类型题目的关键。
在水透镜中，通过控制水的形状和厚度，可以实现对光线的折射控制，从而实现对光线的聚焦和成像。具体来说，当光线穿过凸透镜时，会被聚焦到透镜的焦点上，实现成像的功能。而当光线穿过凹透镜时，会被发散开来，也可以实现成像的功能。这种原理是水透镜实现成像的基础。
【知识点2】望远镜目镜的成像原理
目镜：靠近眼睛的一组透镜，作用相当于普通放大镜，通过目镜把缩小的实像放大，得到放大的虚像。
考查望远镜目镜的成像原理
例：如图所示为两组凸透镜组成的望远镜，一组为目镜，一组为物镜。其目镜的成像原理与______相同，其物镜的成像原理与______相同。（两空均选填“照相机”“投影仪”或“放大镜”）
分析：望远镜的物镜和目镜都是一个凸透镜，物镜成倒立、缩小的实像，这个像成在目镜一倍焦距以内，目镜成正立、放大的虚像；物镜相当于照相机，目镜相当于放大镜。
解析：解：望远镜的物镜和目镜都是一个凸透镜，物镜成倒立、缩小的实像，相当于照相机；目镜成正立、放大的虚像，相当于放大镜。
故答案为：放大镜；照相机。
点评：本题考查望远镜成像规律，属于基础题型。
远处物光过物镜，倒立缩小实像成，目镜虚像会放大，望远镜下物像成。
【知识点3】望远镜
望远镜的构造：
望远镜的作用：可以看到远方物体
望远镜的种类：
①开普勒望远镜的物镜和目镜都是凸透镜
②伽利略望远镜的物镜是凸透镜，目镜是凹透镜
③反射式望远镜的物镜是凹面镜，目镜是凸透镜
考查望远镜的构造、作用以及分类，以概念考查为主。
例：关于望远镜的使用，下列说法中不正确的是（ ）
A.望远镜能使远处的物体在近处成像
B.观看演出时借助望远镜可以清晰地看到舞台上的表演
C.旅行时，可用望远镜来欣赏远处的风景
D.晴天，我们还可以用望远镜直接观察太阳
分析：望远镜是由两组透镜组成，物镜成缩小的实像，目镜成放大的虚像；太阳的光很亮，如果用望远镜直接观察，会伤害眼睛。
解析：解：A、望远镜中物镜的作用是使远处的物体成倒立缩小的实像，这个倒立缩小的实像正好落在目镜焦距内的位置，目镜再对这个像进行放大，故A正确；
B、望远镜能看清远处的物体，观看演出时借助望远镜可以清晰观看舞台上的表演，故B正确；
C、旅行时，可用望远镜来欣赏远处的风景，故C正确；
D、太阳的光很亮，如果用望远镜直接观察，会伤害眼睛，故D错误。
故选：D。
点评：本题主要考查望远镜物镜和目镜成像的特点，注意与显微镜相区别，属于基本应用常识题。
概念性知识，牢记即可。
【知识点4】显微镜
（1）显微镜的构造：
（2）显微镜的作用：显微镜可用于观察细微的物体或物体上的细微部分。
考查显微镜的构造以及作用，以概念考查为主。
例：关于显微镜，下列说法中正确的是（ ）
A.一个放大倍数很大的凸透镜就是一台显微镜
B.一般的显微镜是由两个凸透镜构成的
C.通过显微镜可以看清很小很小的物体
D.通过显微镜可以看清原子的内部结构
分析：显微镜从目镜内看到的物像是倒像，目镜与物镜放大倍数的乘积就是显微镜的放大倍数。
解析：解：ABC、一般的显微镜是由两个凸透镜构成的，目镜与物镜放大倍数的乘积就是显微镜的放大倍数，通过显微镜可以看清很小很小的物体，故A错误，BC正确；
D、原子很小，通过显微镜不能看清原子的内部结构，故D错误；
故选：BC。
点评：本题考查显微镜及其应用，掌握显微镜的构造和原理是解答本题的关键。
概念性知识，牢记即可。
【题型1】眼睛的结构及其视物原理
【典型例题】眼睛是人体最重要的器官之一，它是一个相当复杂的生物光学仪器，从结构上看非常类似于( )
A.放大镜 B.投影仪 C.照相机 D.潜望镜
【举一反三1】如图是北师大版八(下)生物书第81页上的一幅“眼球的构造”图。下列有关人眼的讨论，不正确的是( )
A.人能看到物体是因为有光射入了人眼
B.外界物体在视网膜上所成像的像距大于二倍焦距
C.角膜和晶状体的共同作用相当于凸透镜，视网膜相当于光屏
D.眼球好像一架照相机，外界物体在视网膜上成的像是缩小的
【举一反三2】在眼球中，起成像作用和感受光线刺激的感受器分别位于（ ）
A.晶状体、视网膜
B.晶状体、玻璃体
C.晶状体、角膜
D.玻璃体、视网膜
【举一反三3】眼睛是人体最重要的器官之一，它是一个相当复杂的生物光学仪器，从结构上看非常类似于( )
A.放大镜 B.投影仪 C.照相机 D.潜望镜
【举一反三4】眼球的结构类似于 （选填“照相机”、“幻灯机”或“放大镜”），把来自外界物体的光会聚在视网膜上形成物体 （选填“倒立”或“正立”）的像。
【举一反三5】眼睛的作用相当于 透镜，来自物体的光会聚在视网膜上，会形成一个 像（填写像的倒正、大小和虚实）。正常人的明视距离是 。
【举一反三6】人的眼球结构如图所示，眼睛的成像原理跟 （选填“凸”或“凹”）透镜类似，其中______相当于光屏。
【举一反三7】眼睛的作用相当于 透镜，来自物体的光会聚在视网膜上，会形成一个 像（填写像的倒正、大小和虚实）。正常人的明视距离是 。
【题型2】照相机
【典型例题】2023年2月哈工大宣布突破EUV光刻机关键技术，实现了直接从90nm到了22nm芯片的突破。光刻技术是利用缩图透镜将绘制在掩膜上的电路图通过光源投射到涂有光刻胶的位置固定的硅片上，从而制造出集成电路的方法。其工作原理如图所示，此时恰好在硅片上成清晰缩小的像，下列说法正确的是（ ）
A.此投射原理与投影仪的原理相同
B.缩图透镜可用于矫正近视眼
C.掩膜位于缩图透镜的二倍焦距以外
D.若向下移动掩膜，为在硅片上实现清晰的像，硅片应向上移动
【举一反三1】用照相机拍摄人物照片时（ ）
A.人立在镜头的一倍焦距之内
B.人立在镜头的一倍焦距之外与两倍焦距之内
C.人离镜头越近，得到的照片越小
D.人必须立在两倍焦距之外
【举一反三2】人形机器人是一种模仿人类外观和行为的机器人。如图所示，人形机器人正在给汽车做质检工作，其头部安装有高感知摄像头，下列说法正确的是( )
A.摄像头的镜头相当于凹透镜
B.摄像头所成的是倒立、缩小的实像
C.摄像头成像的原理与投影仪相同
D.当机器人靠近汽车仔细检查时，摄像头所成的像变小
【举一反三3】2023年2月哈工大宣布突破EUV光刻机关键技术，实现了直接从90nm到了22nm芯片的突破。光刻技术是利用缩图透镜将绘制在掩膜上的电路图通过光源投射到涂有光刻胶的位置固定的硅片上，从而制造出集成电路的方法。其工作原理如图所示，此时恰好在硅片上成清晰缩小的像，下列说法正确的是（ ）
A.此投射原理与投影仪的原理相同
B.缩图透镜可用于矫正近视眼
C.掩膜位于缩图透镜的二倍焦距以外
D.若向下移动掩膜，为在硅片上实现清晰的像，硅片应向上移动
【举一反三4】如图所示的红外摄像机常被用于野生动物的保护和生态环境监测。下列说法正确的是( )
A.摄像机的镜头相当于凹透镜
B.动物靠近摄像机镜头时，所成的像逐渐变小
C.动物远离摄像机镜头时，所成的像逐渐变大
D.在拍摄录像时，动物在摄像机镜头的两倍焦距以外
【举一反三5】在“探究凸透镜成像规律”的实验中，当光屏上有清晰的烛焰像时，蜡烛、透镜、光屏位置如图所示，则光屏上的像应为倒立、 (选填“放大”“缩小”或“等大”)的实像，生活中的 (选填“照相机”“放大镜”或“投影仪”)就是根据这一原理制成的；小琴同学用不透明的硬纸板挡住凸透镜的下半部分后，发现光屏上呈现的像是 (选填“完整”或“不完整”)的。
【举一反三6】智能无人驾驶小巴车通过车上的摄像机和激光雷达识别道路状况，其摄像头镜头相当于一个 透镜，行人在摄像机感光元件上成倒立、 (选填“放大”“缩小”或“等大”)的实像。当小巴车靠近行人时，行人在摄像机感光元件上所成的像 (选填“变大”“变小”或“不变”)，车会自动减速。
【举一反三7】购物支付已进入“刷脸”时代，如图所示，消费者结账时只需面对摄像头（相当于一个凸透镜），经系统自动拍照、扫描等，即可迅速完成交易，摄像头的成像特点与 （选填“照相机”“幻灯机”或“放大镜”）相同；“刷脸”时，面部应位于距摄像头 （选填“二倍焦距之外”“一倍焦距和二倍焦距之外之间”或“一倍焦距之内”）。
【题型3】近视眼和远视眼
【典型例题】下列四幅图，分别表示近视眼成像情况和矫正做法的是( )
A.①② B.③① C.②④ D.③④
【举一反三1】奶奶过生日，小明准备送奶奶一张龙年邮票。图甲是邮票在小明手里时，奶奶看到的画面，图乙是奶奶接过邮票拿近观察时的画面。下列说法正确的是( )
A.奶奶患有近视眼，应配戴由凸透镜制成的眼镜进行矫正
B.奶奶患有远视眼，应配戴由凹透镜制成的眼镜进行矫正
C.奶奶患有远视眼，应配戴由凸透镜制成的眼镜进行矫正
D.奶奶患有近视眼，应配戴由凹透镜制成的眼镜进行矫正
【举一反三2】如图所示的四种情景中，能正确表示远视眼成像情况和矫正方法的是( )
A.甲和丙 B.甲和丁 C.乙和丙 D.乙和丁
【举一反三3】现代生活中，手机给人们带来了许多便利，但长时间看手机屏幕，容易导致视力下降，如图所示的四幅图是眼球成像及视力矫正的示意图，其中属于近视眼成因的是图 ，矫正方法的是图 。
【举一反三4】请你在图中方框内填入能矫正视力的透镜。
【题型4】显微镜和望远镜
【典型例题】如图是显微镜和望远镜原理示意图，下面关于它们成像的说法正确的是( )
①显微镜先成缩小的实像，再成放大的虚像； ②显微镜先成放大的实像，再成放大的虚像；
③望远镜先成缩小的实像，再成放大的虚像； ④望远镜先成放大的实像，再成放大的虚像。
A.①③ B.②④ C.①④ D.②③
【举一反三1】显微镜和天文望远镜都是科学观察工具，它们在各自的领域中揭示了自然界的不同层面，推动了人类对世界认知的不断深入。如图所示为实验室用显微镜和天文望远镜，关于图中两种仪器下列说法错误的是（ ）
A.显微镜的目镜成正立放大的虚像，物镜成倒立放大的实像
B.天文望远镜的目镜成正立放大的虚像，物镜成倒立缩小的实像
C.显微镜的目镜相当于凸透镜，物镜相当于凹透镜
D.天文望远镜的目镜和物镜都相当于凸透镜
【举一反三2】人类借助于显微镜和天文望远镜看到了人眼所不及之处，实现了对微观世界和浩瀚宇宙的探索，下列说法中正确的是( )
A.显微镜和天文望远镜的物镜都成放大的虚像
B.显微镜和天文望远镜的物镜都成缩小的实像
C.显微镜和天文望远镜的目镜都成放大的虚像
D.显微镜和天文望远镜的目镜都成放大的实像
【举一反三3】如图是显微镜和望远镜原理示意图，下面关于它们成像的说法正确的是( )
①显微镜先成缩小的实像，再成放大的虚像； ②显微镜先成放大的实像，再成放大的虚像；
③望远镜先成缩小的实像，再成放大的虚像； ④望远镜先成放大的实像，再成放大的虚像。
A.①③ B.②④ C.①④ D.②③
【举一反三4】小华利用水滴、放大镜、平面镜、透明玻璃杯和可调支架等制作了一台“水滴显微镜”（如图甲）。调节支架高度，适当调整标本、水滴和放大镜三者之间的距离实现了与图乙所示光学显微镜相似的成像效果。
（1）水滴相当于显微镜的 （选填“目镜”或“物镜”），标本经过水滴成 （选填“正立”或“倒立”）、放大的 （选填“实”或“虚”）像；
（2）若要让标本放大倍数更高，可以使水滴适当 （选填“靠近”或“远离”）标本。
【举一反三5】开普勒望远镜是由两组凸透镜组成的，如图所示。物镜成像特点相当于 ，目镜成像特点相当于 (两空均选填“照相机”“投影仪”或“放大镜”)。望远镜的物镜所成的像离观察者很近，再加上目镜所成像的作用，使得观察的视角 。
【举一反三6】开普勒望远镜是由两组凸透镜组成的，如图所示。物镜成像特点相当于 ，目镜成像特点相当于 (两空均选填“照相机”“投影仪”或“放大镜”)。望远镜的物镜所成的像离观察者很近，再加上目镜所成像的作用，使得观察的视角 。
【举一反三7】如图所示，在玻璃板上滴加水滴，水滴相当于一个 透镜；玻璃板下面放置一小物体，如果通过小水滴看不清，可以在水滴上方放一个放大镜，这样就组成了一个 (选填“显微镜”或“望远镜”)，水滴就相当于此光学仪器的 (选填“物镜”或“目镜”)，待观察物体通过水滴成倒立、 (选填“放大”或“缩小”)的实像。3.7眼睛与光学仪器
【知识点1】水凸透镜 1
【知识点2】望远镜目镜的成像原理 2
【知识点3】望远镜 2
【知识点4】显微镜 3
【题型1】眼睛的结构及其视物原理 4
【题型2】照相机 7
【题型3】近视眼和远视眼 11
【题型4】显微镜和望远镜 13
【知识点1】水凸透镜
水凸透镜的原理主要基于光的折射和透镜的会聚作用。当光线从空气中进入水中时，由于两种介质的折射率不同，光线的传播方向会在交界处发生变化。这种变化使得圆柱形的水柱相当于一个凸透镜，能够在某个距离区间内使观察到的图像发生折射，从而看到放大的物体。此外，装有水的瓶子在水平方向上由于中间厚两边薄的结构，类似于凸透镜的会聚作用，使得观察到的物体成像左右颠倒，而上下无明显变化
考查凸透镜成像规律在水凸透镜中的应用。
例：如图所示，夏天的清晨，绿叶上露珠下面的叶脉看起来比较大，这是露珠产生______镜功能的结果，此时形成的像______（选填“实”或“虚”）像；正午时分，给绿叶浇水，在叶片上凝结成的圆形水珠对直射的阳光有______作用，可能会“烧糊”叶片。
分析：露珠中间厚边缘薄，形成一个水凸透镜，物距小于焦距，成正立、放大的虚像；凸透镜对光线具有会聚作用。
解析：解：露珠中间厚边缘薄，形成一个水凸透镜，具有凸透镜的放大功能，成正立、放大的虚像。
水会形成圆形的水珠，相当于凸透镜，对直射的阳光有会聚作用，可能会“烧糊”叶片。
故答案为：凸透；虚；会聚。
点评：此题考查凸透镜成像和应用，体现了物理来源于生活的学习理念，将自然界中的现象与对应的物理知识两者联系在一起，是解决这种类型题目的关键。
在水透镜中，通过控制水的形状和厚度，可以实现对光线的折射控制，从而实现对光线的聚焦和成像。具体来说，当光线穿过凸透镜时，会被聚焦到透镜的焦点上，实现成像的功能。而当光线穿过凹透镜时，会被发散开来，也可以实现成像的功能。这种原理是水透镜实现成像的基础。
【知识点2】望远镜目镜的成像原理
目镜：靠近眼睛的一组透镜，作用相当于普通放大镜，通过目镜把缩小的实像放大，得到放大的虚像。
考查望远镜目镜的成像原理
例：如图所示为两组凸透镜组成的望远镜，一组为目镜，一组为物镜。其目镜的成像原理与______相同，其物镜的成像原理与______相同。（两空均选填“照相机”“投影仪”或“放大镜”）
分析：望远镜的物镜和目镜都是一个凸透镜，物镜成倒立、缩小的实像，这个像成在目镜一倍焦距以内，目镜成正立、放大的虚像；物镜相当于照相机，目镜相当于放大镜。
解析：解：望远镜的物镜和目镜都是一个凸透镜，物镜成倒立、缩小的实像，相当于照相机；目镜成正立、放大的虚像，相当于放大镜。
故答案为：放大镜；照相机。
点评：本题考查望远镜成像规律，属于基础题型。
远处物光过物镜，倒立缩小实像成，目镜虚像会放大，望远镜下物像成。
【知识点3】望远镜
望远镜的构造：
望远镜的作用：可以看到远方物体
望远镜的种类：
①开普勒望远镜的物镜和目镜都是凸透镜
②伽利略望远镜的物镜是凸透镜，目镜是凹透镜
③反射式望远镜的物镜是凹面镜，目镜是凸透镜
考查望远镜的构造、作用以及分类，以概念考查为主。
例：关于望远镜的使用，下列说法中不正确的是（ ）
A.望远镜能使远处的物体在近处成像
B.观看演出时借助望远镜可以清晰地看到舞台上的表演
C.旅行时，可用望远镜来欣赏远处的风景
D.晴天，我们还可以用望远镜直接观察太阳
分析：望远镜是由两组透镜组成，物镜成缩小的实像，目镜成放大的虚像；太阳的光很亮，如果用望远镜直接观察，会伤害眼睛。
解析：解：A、望远镜中物镜的作用是使远处的物体成倒立缩小的实像，这个倒立缩小的实像正好落在目镜焦距内的位置，目镜再对这个像进行放大，故A正确；
B、望远镜能看清远处的物体，观看演出时借助望远镜可以清晰观看舞台上的表演，故B正确；
C、旅行时，可用望远镜来欣赏远处的风景，故C正确；
D、太阳的光很亮，如果用望远镜直接观察，会伤害眼睛，故D错误。
故选：D。
点评：本题主要考查望远镜物镜和目镜成像的特点，注意与显微镜相区别，属于基本应用常识题。
概念性知识，牢记即可。
【知识点4】显微镜
（1）显微镜的构造：
（2）显微镜的作用：显微镜可用于观察细微的物体或物体上的细微部分。
考查显微镜的构造以及作用，以概念考查为主。
例：关于显微镜，下列说法中正确的是（ ）
A.一个放大倍数很大的凸透镜就是一台显微镜
B.一般的显微镜是由两个凸透镜构成的
C.通过显微镜可以看清很小很小的物体
D.通过显微镜可以看清原子的内部结构
分析：显微镜从目镜内看到的物像是倒像，目镜与物镜放大倍数的乘积就是显微镜的放大倍数。
解析：解：ABC、一般的显微镜是由两个凸透镜构成的，目镜与物镜放大倍数的乘积就是显微镜的放大倍数，通过显微镜可以看清很小很小的物体，故A错误，BC正确；
D、原子很小，通过显微镜不能看清原子的内部结构，故D错误；
故选：BC。
点评：本题考查显微镜及其应用，掌握显微镜的构造和原理是解答本题的关键。
概念性知识，牢记即可。
【题型1】眼睛的结构及其视物原理
【典型例题】眼睛是人体最重要的器官之一，它是一个相当复杂的生物光学仪器，从结构上看非常类似于( )
A.放大镜 B.投影仪 C.照相机 D.潜望镜
【答案】C
【解析】人的眼球好像一架照相机，晶状体和角膜的共同作用相当于一个凸透镜，视网膜相当于光屏，外界物体在视网膜上所成的像是倒立、缩小的实像；放大镜成虚像，幻灯机成倒立放大的实像，潜望镜是平面镜成像，成等大的虚像，故ABD不符合题意，C符合题意。
【举一反三1】如图是北师大版八(下)生物书第81页上的一幅“眼球的构造”图。下列有关人眼的讨论，不正确的是( )
A.人能看到物体是因为有光射入了人眼
B.外界物体在视网膜上所成像的像距大于二倍焦距
C.角膜和晶状体的共同作用相当于凸透镜，视网膜相当于光屏
D.眼球好像一架照相机，外界物体在视网膜上成的像是缩小的
【答案】B
【解析】眼睛看见物体是因为物体发出的光，或者反射的光线进入眼里，故A正确，不符合题意；
人的眼睛相当于一架微型照相机，晶状体和角膜相当于一个凸透镜，视网膜相当于光屏，无论是近处还是远处的物体到凸透镜的距离都是大于2倍焦距，像距大于1倍焦距小于2倍焦距，外界物体在视网膜上成倒立、缩小的实像，故B错误，符合题意；CD正确，不符合题意。
【举一反三2】在眼球中，起成像作用和感受光线刺激的感受器分别位于（ ）
A.晶状体、视网膜
B.晶状体、玻璃体
C.晶状体、角膜
D.玻璃体、视网膜
【答案】A
【解析】视觉的形成过程是外界物体发射或反射的光线，经过角膜、瞳孔进入眼球内部，再经过晶状体的折射作用，在视网膜上形成清晰的像，起成像作用和感受光线刺激的感受器分别为晶状体和视网膜，故A符合题意，BCD不符合题意。
【举一反三3】眼睛是人体最重要的器官之一，它是一个相当复杂的生物光学仪器，从结构上看非常类似于( )
A.放大镜 B.投影仪 C.照相机 D.潜望镜
【答案】C
【解析】人的眼球好像一架照相机，晶状体和角膜的共同作用相当于一个凸透镜，视网膜相当于光屏，外界物体在视网膜上所成的像是倒立、缩小的实像；放大镜成虚像，幻灯机成倒立放大的实像，潜望镜是平面镜成像，成等大的虚像，故ABD不符合题意，C符合题意。
【举一反三4】眼球的结构类似于 （选填“照相机”、“幻灯机”或“放大镜”），把来自外界物体的光会聚在视网膜上形成物体 （选填“倒立”或“正立”）的像。
【答案】照相机 倒立
【解析】眼睛的晶状体相当于凸透镜，视网膜相当于光屏，眼球的结构类似于一架照相机。
物体到眼睛的距离大于二倍焦距，来自外界物体的光在视网膜上成倒立缩小的实像。
【举一反三5】眼睛的作用相当于 透镜，来自物体的光会聚在视网膜上，会形成一个 像（填写像的倒正、大小和虚实）。正常人的明视距离是 。
【答案】凸 倒立、缩小的实 25cm
【解析】人的眼球好像一架照相机，晶状体和角膜的共同作用相当于一个凸透镜，视网膜相当于光屏，外界物体在视网膜上所成的像是倒立、缩小的实像；明视距离就是在合适的照明条件下，眼睛最方便、最习惯的工作距离。正常人的明视距离是25cm。
【举一反三6】人的眼球结构如图所示，眼睛的成像原理跟 （选填“凸”或“凹”）透镜类似，其中______相当于光屏。
【答案】凸 视网膜
【解析】人的眼球好像一架照相机，晶状体和角膜共同作用相当于一个凸透镜，它把来自物体的光会聚在视网膜上，形成物体倒立缩小的实像，视网膜相当于光屏。
【举一反三7】眼睛的作用相当于 透镜，来自物体的光会聚在视网膜上，会形成一个 像（填写像的倒正、大小和虚实）。正常人的明视距离是 。
【答案】凸 倒立、缩小的实 25cm
【解析】人的眼球好像一架照相机，晶状体和角膜的共同作用相当于一个凸透镜，视网膜相当于光屏，外界物体在视网膜上所成的像是倒立、缩小的实像；明视距离就是在合适的照明条件下，眼睛最方便、最习惯的工作距离。正常人的明视距离是25cm。
【题型2】照相机
【典型例题】2023年2月哈工大宣布突破EUV光刻机关键技术，实现了直接从90nm到了22nm芯片的突破。光刻技术是利用缩图透镜将绘制在掩膜上的电路图通过光源投射到涂有光刻胶的位置固定的硅片上，从而制造出集成电路的方法。其工作原理如图所示，此时恰好在硅片上成清晰缩小的像，下列说法正确的是（ ）
A.此投射原理与投影仪的原理相同
B.缩图透镜可用于矫正近视眼
C.掩膜位于缩图透镜的二倍焦距以外
D.若向下移动掩膜，为在硅片上实现清晰的像，硅片应向上移动
【答案】C
【解析】恰好在硅片上成清晰缩小的像，这个像一定为实像，该缩图透镜为凸透镜，所以可知该凸透镜成倒立、缩小的实像；结合凸透镜成缩小实像的条件可知，掩膜位于缩图透镜二倍焦距之外，硅片到缩图透镜的距离（像距）在一倍焦距和二倍焦距之间，此投射原理与照相机的原理相同，凸透镜用于矫正远视眼，故C正确，AB错误；
光刻机在工作时利用的是凸透镜成像，缩图透镜是凸透镜，硅片相当于光屏，若向下移动掩膜，物距变小，为在硅片上实现清晰的像，即像要变大，则应增大像距，需将硅片向下移动，故D错误。
【举一反三1】用照相机拍摄人物照片时（ ）
A.人立在镜头的一倍焦距之内
B.人立在镜头的一倍焦距之外与两倍焦距之内
C.人离镜头越近，得到的照片越小
D.人必须立在两倍焦距之外
【答案】D
【解析】人立在镜头的一倍焦距之内，凸透镜成正立、放大的虚像，应用于放大镜，故A不符合题意；人立在镜头的一倍焦距之外与两倍焦距之内，成倒立、放大的实像，应用于幻灯机和投影仪，故B不符合题意；人离镜头越近，物距越小，像距越大，像越大，故C不符合题意；人在两倍焦距之外，成倒立、缩小的实像，应用于照相机和摄像机，故D符合题意。
【举一反三2】人形机器人是一种模仿人类外观和行为的机器人。如图所示，人形机器人正在给汽车做质检工作，其头部安装有高感知摄像头，下列说法正确的是( )
A.摄像头的镜头相当于凹透镜
B.摄像头所成的是倒立、缩小的实像
C.摄像头成像的原理与投影仪相同
D.当机器人靠近汽车仔细检查时，摄像头所成的像变小
【答案】B
【解析】摄像头的镜头是一个凸透镜，当物距大于二倍焦距时，成倒立、缩小的实像，与照相机原理相似，故AC错误，B正确；
当机器人靠近汽车仔细检查时，物距变小，根据凸透镜成像规律，像距会变大，同时摄像头所成的像变大，故D错误。
【举一反三3】2023年2月哈工大宣布突破EUV光刻机关键技术，实现了直接从90nm到了22nm芯片的突破。光刻技术是利用缩图透镜将绘制在掩膜上的电路图通过光源投射到涂有光刻胶的位置固定的硅片上，从而制造出集成电路的方法。其工作原理如图所示，此时恰好在硅片上成清晰缩小的像，下列说法正确的是（ ）
A.此投射原理与投影仪的原理相同
B.缩图透镜可用于矫正近视眼
C.掩膜位于缩图透镜的二倍焦距以外
D.若向下移动掩膜，为在硅片上实现清晰的像，硅片应向上移动
【答案】C
【解析】恰好在硅片上成清晰缩小的像，这个像一定为实像，该缩图透镜为凸透镜，所以可知该凸透镜成倒立、缩小的实像；结合凸透镜成缩小实像的条件可知，掩膜位于缩图透镜二倍焦距之外，硅片到缩图透镜的距离（像距）在一倍焦距和二倍焦距之间，此投射原理与照相机的原理相同，凸透镜用于矫正远视眼，故C正确，AB错误；
光刻机在工作时利用的是凸透镜成像，缩图透镜是凸透镜，硅片相当于光屏，若向下移动掩膜，物距变小，为在硅片上实现清晰的像，即像要变大，则应增大像距，需将硅片向下移动，故D错误。
【举一反三4】如图所示的红外摄像机常被用于野生动物的保护和生态环境监测。下列说法正确的是( )
A.摄像机的镜头相当于凹透镜
B.动物靠近摄像机镜头时，所成的像逐渐变小
C.动物远离摄像机镜头时，所成的像逐渐变大
D.在拍摄录像时，动物在摄像机镜头的两倍焦距以外
【答案】D
【解析】摄像机的成像原理和照相相相似，摄像机的镜头相当于凸透镜，故A错误；
动物靠近摄像机镜头时，物距变小，像距变大，所成的像逐渐变大，故B错误；
动物远离摄像机镜头时，物距变大，像距变小，所成的像逐渐变小，故C错误；
在拍摄录像时，成像的原理和照相机相似，动物在摄像机镜头的两倍焦距以外，故D正确。
【举一反三5】在“探究凸透镜成像规律”的实验中，当光屏上有清晰的烛焰像时，蜡烛、透镜、光屏位置如图所示，则光屏上的像应为倒立、 (选填“放大”“缩小”或“等大”)的实像，生活中的 (选填“照相机”“放大镜”或“投影仪”)就是根据这一原理制成的；小琴同学用不透明的硬纸板挡住凸透镜的下半部分后，发现光屏上呈现的像是 (选填“完整”或“不完整”)的。
【答案】缩小 照相机 完整
【解析】由题意可知，u>v，成倒立、缩小的实像，照相机是根据这个原理制成的。
遮住凸透镜的下半部，物体上任一点射向凸透镜的其它部分，经凸透镜折射后，照样能会聚成完整的像，像的大小不发生变化，折射光线减少，会聚成的像变暗。
【举一反三6】智能无人驾驶小巴车通过车上的摄像机和激光雷达识别道路状况，其摄像头镜头相当于一个 透镜，行人在摄像机感光元件上成倒立、 (选填“放大”“缩小”或“等大”)的实像。当小巴车靠近行人时，行人在摄像机感光元件上所成的像 (选填“变大”“变小”或“不变”)，车会自动减速。
【答案】凸 缩小 变大
【解析】摄像机的镜头相当于一个凸透镜，行人在摄像机感光元件上成倒立、缩小的实像；当小巴车靠近行人时，物距变小，由凸透镜成实像时物近像远像变大可知，行人在摄像机感光元件上所成的像变大。
【举一反三7】购物支付已进入“刷脸”时代，如图所示，消费者结账时只需面对摄像头（相当于一个凸透镜），经系统自动拍照、扫描等，即可迅速完成交易，摄像头的成像特点与 （选填“照相机”“幻灯机”或“放大镜”）相同；“刷脸”时，面部应位于距摄像头 （选填“二倍焦距之外”“一倍焦距和二倍焦距之外之间”或“一倍焦距之内”）。
【答案】照相机 二倍焦距之外
【解析】摄像头的镜头是一个凸透镜，是利用凸透镜成倒立、缩小的实像原理工作的，因此与照相机成像原理相同。
摄像头成像特点相当于照相机，是利用物体在二倍焦距之外，成倒立、缩小的实像的原理制成的，所以“刷脸”时，面部应位于摄像头二倍焦距之外，面部经摄像头成倒立、缩小的实像。
【题型3】近视眼和远视眼
【典型例题】下列四幅图，分别表示近视眼成像情况和矫正做法的是( )
A.①② B.③① C.②④ D.③④
【答案】B
【解析】近视眼是晶状体曲度变大，会聚能力增强，像成在视网膜的前方，应佩戴发散透镜，即凹透镜进行矫正。故③是其成因，①是其矫正。②是远视眼的成因，④是远视眼的矫正，故B符合题意，ACD不符合题意。
【举一反三1】奶奶过生日，小明准备送奶奶一张龙年邮票。图甲是邮票在小明手里时，奶奶看到的画面，图乙是奶奶接过邮票拿近观察时的画面。下列说法正确的是( )
A.奶奶患有近视眼，应配戴由凸透镜制成的眼镜进行矫正
B.奶奶患有远视眼，应配戴由凹透镜制成的眼镜进行矫正
C.奶奶患有远视眼，应配戴由凸透镜制成的眼镜进行矫正
D.奶奶患有近视眼，应配戴由凹透镜制成的眼镜进行矫正
【答案】D
【解析】图甲是邮票在小明手里时，奶奶看到的画面，画面不清晰，说明奶奶看不清远处的物体，奶奶把邮票拿近后就可以看清楚了，则奶奶患近视眼，应配戴由凹透镜制成的眼镜进行矫正，故ABC错误，D正确。
【举一反三2】如图所示的四种情景中，能正确表示远视眼成像情况和矫正方法的是( )
A.甲和丙 B.甲和丁 C.乙和丙 D.乙和丁
【答案】A
【解析】造成远视眼的原因是：晶状体会聚能力减弱，使像呈在了视网膜的后方，由此可得，表示远视眼成像的情况是图甲； 远视矫正方法：需佩戴凸透镜，由此可得，表示远视眼矫正后成像情况的是图丙。
故选A。
【举一反三3】现代生活中，手机给人们带来了许多便利，但长时间看手机屏幕，容易导致视力下降，如图所示的四幅图是眼球成像及视力矫正的示意图，其中属于近视眼成因的是图 ，矫正方法的是图 。
【答案】甲 丁
【解析】由题图可知，甲图的光线会聚在视网膜的前方，所以甲图表示近视眼的成像情况；近视眼是由于晶状体焦距太短，像落在视网膜的前方，为了使光线会聚在原来会聚点后面的视网膜上，就需要在光线进入人眼以前发散一些，所以应佩戴对光线具有发散作用的凹透镜来矫正，则丁图是近视眼的矫正原理图；乙图的光线会聚在视网膜的后方，所以乙图表示远视眼（老花眼）的成像情况；为了使光线会聚在原来会聚点前面的视网膜上，就需要在光线进入人眼以前会聚一些，所以应佩戴对光线具有会聚作用的凸透镜来矫正，即丙图是远视眼的矫正原理图。
【举一反三4】请你在图中方框内填入能矫正视力的透镜。
【答案】见解析图
【解析】由图中可知：像呈在视网膜的后方，属于远视眼，应配戴具有会聚光线功能的凸透镜进行矫正，凸透镜中间厚两边薄，如图所示
【题型4】显微镜和望远镜
【典型例题】如图是显微镜和望远镜原理示意图，下面关于它们成像的说法正确的是( )
①显微镜先成缩小的实像，再成放大的虚像； ②显微镜先成放大的实像，再成放大的虚像；
③望远镜先成缩小的实像，再成放大的虚像； ④望远镜先成放大的实像，再成放大的虚像。
A.①③ B.②④ C.①④ D.②③
【答案】D
【解析】显微镜物镜和目镜都是凸透镜，把标本放在物镜的二倍焦距和一倍焦距之间，这样得到一个放大的实像，这个放大的实像正好成在目镜焦点以内，由凸透镜成像规律可知，当时，成正立放大的虚像，所以显微镜的物镜成倒立、放大的实像，目镜成正立、放大的虚像，故①错误，②正确；用望远镜观察远处物体时，物体通过物镜成的是倒立、缩小的实像，这个像通过靠近眼睛的目镜成正立、放大的虚像，故③正确，④错误。
故选D。
【举一反三1】显微镜和天文望远镜都是科学观察工具，它们在各自的领域中揭示了自然界的不同层面，推动了人类对世界认知的不断深入。如图所示为实验室用显微镜和天文望远镜，关于图中两种仪器下列说法错误的是（ ）
A.显微镜的目镜成正立放大的虚像，物镜成倒立放大的实像
B.天文望远镜的目镜成正立放大的虚像，物镜成倒立缩小的实像
C.显微镜的目镜相当于凸透镜，物镜相当于凹透镜
D.天文望远镜的目镜和物镜都相当于凸透镜
【答案】C
【解析】显微镜的目镜和物镜都是凸透镜，目镜成正立放大的虚像，物镜成倒立放大的实像，故A正确，不符合题意，C错误，符合题意；天文望远镜的目镜和物镜都是由凸透镜组成，目镜成正立放大的虚像，物镜成倒立缩小的实像，故BD正确，不符合题意。
【举一反三2】人类借助于显微镜和天文望远镜看到了人眼所不及之处，实现了对微观世界和浩瀚宇宙的探索，下列说法中正确的是( )
A.显微镜和天文望远镜的物镜都成放大的虚像
B.显微镜和天文望远镜的物镜都成缩小的实像
C.显微镜和天文望远镜的目镜都成放大的虚像
D.显微镜和天文望远镜的目镜都成放大的实像
【答案】C
【解析】显微镜的物镜使物体成倒立、放大的实像，望远镜的物镜使物体成倒立、缩小的实像；显微镜和望远镜的目镜都是起到放大镜的作用，使经物镜成的像成正立、放大的虚像。
故选C。
【举一反三3】如图是显微镜和望远镜原理示意图，下面关于它们成像的说法正确的是( )
①显微镜先成缩小的实像，再成放大的虚像； ②显微镜先成放大的实像，再成放大的虚像；
③望远镜先成缩小的实像，再成放大的虚像； ④望远镜先成放大的实像，再成放大的虚像。
A.①③ B.②④ C.①④ D.②③
【答案】D
【解析】显微镜物镜和目镜都是凸透镜，把标本放在物镜的二倍焦距和一倍焦距之间，这样得到一个放大的实像，这个放大的实像正好成在目镜焦点以内，由凸透镜成像规律可知，当时，成正立放大的虚像，所以显微镜的物镜成倒立、放大的实像，目镜成正立、放大的虚像，故①错误，②正确；用望远镜观察远处物体时，物体通过物镜成的是倒立、缩小的实像，这个像通过靠近眼睛的目镜成正立、放大的虚像，故③正确，④错误。
故选D。
【举一反三4】小华利用水滴、放大镜、平面镜、透明玻璃杯和可调支架等制作了一台“水滴显微镜”（如图甲）。调节支架高度，适当调整标本、水滴和放大镜三者之间的距离实现了与图乙所示光学显微镜相似的成像效果。
（1）水滴相当于显微镜的 （选填“目镜”或“物镜”），标本经过水滴成 （选填“正立”或“倒立”）、放大的 （选填“实”或“虚”）像；
（2）若要让标本放大倍数更高，可以使水滴适当 （选填“靠近”或“远离”）标本。
【答案】（1）物镜 倒立 实 （2）靠近
【解析】（1）从图甲可以看到，水滴靠近标本，所以水滴相当于光学显微镜中的物镜。水滴相当于显微镜的物镜，物镜有放大的作用，即标本经过水滴成倒立放大的实像。
（2）若要让标本放大倍数更高，水滴相当于凸透镜，根据凸透镜的动态成像规律，物近像远像变大，则可以使水滴适当靠近标本。
【举一反三5】开普勒望远镜是由两组凸透镜组成的，如图所示。物镜成像特点相当于 ，目镜成像特点相当于 (两空均选填“照相机”“投影仪”或“放大镜”)。望远镜的物镜所成的像离观察者很近，再加上目镜所成像的作用，使得观察的视角 。
【答案】照相机 放大镜 放大
【解析】开普勒望远镜是由两组凸透镜组成的。物镜相当于一个照相机，能成一个倒立、缩小的实像；目镜相当于一个放大镜，能成一个正立、放大的虚像，因此，我们看到的是倒立的虚像。
由于被观察物体成的实像离眼睛很近，再加上目镜的放大作用，视角变大，我们感到像变大了。
【举一反三6】开普勒望远镜是由两组凸透镜组成的，如图所示。物镜成像特点相当于 ，目镜成像特点相当于 (两空均选填“照相机”“投影仪”或“放大镜”)。望远镜的物镜所成的像离观察者很近，再加上目镜所成像的作用，使得观察的视角 。
【答案】照相机 放大镜 放大
【解析】开普勒望远镜是由两组凸透镜组成的。物镜相当于一个照相机，能成一个倒立、缩小的实像；目镜相当于一个放大镜，能成一个正立、放大的虚像，因此，我们看到的是倒立的虚像。
由于被观察物体成的实像离眼睛很近，再加上目镜的放大作用，视角变大，我们感到像变大了。
【举一反三7】如图所示，在玻璃板上滴加水滴，水滴相当于一个 透镜；玻璃板下面放置一小物体，如果通过小水滴看不清，可以在水滴上方放一个放大镜，这样就组成了一个 (选填“显微镜”或“望远镜”)，水滴就相当于此光学仪器的 (选填“物镜”或“目镜”)，待观察物体通过水滴成倒立、 (选填“放大”或“缩小”)的实像。
【答案】凸 显微镜 物镜 放大
【解析】水滴是中间厚两边薄，类似于凸透镜。
水滴起到第一次放大物体的作用，在水滴上方放一个放大镜，可以把物体二次放大，这样就组成了一个显微镜。水滴就相当于此光学仪器的物镜，物体在水滴的一倍焦距和二倍焦距之间，待观察物体通过水滴成倒立、放大的实像。
