3.7眼睛与光学仪器 一．选择题（共10小题）1．下列四种光学仪器中，与人的眼球形成原理相同的是（ ）A．望远镜B．显微镜C．照相机D．投影仪2．下列图片中模拟了人眼球成像的是（ ）A．B．C．D．3．正常的人眼，能将物体的像始终成在视网膜上，从而看清远近不同的物体，这是由于（ ）A．不断改变晶状体的焦距，使像成在视网膜上B．不断改变物距，使像成在视网膜上C．不断改变像距，使像成在视网膜上D．以上说法均不正确4．眼睛中的眼球在观察某一事物时，物体在视网膜上所成像的大小是由视角决定的。如果视角大，物体在视网膜上成的像大，眼睛所看到的物体就大。下面四种情况，眼睛感觉到最高的物体是（ ）A．20m远的1.7m高的人B．40m远的1.7m高的竹竿C．20m远的1.7m高的栏杆D．18m远的1.7m高的小树5．要使眼睛看清一个物体，下面说法错误的是（ ）A．这物体不一定是光源B．物体和眼睛可能在同一直线上C．物体肯定有光线进入眼睛D．无论在什么情况下都能看到6．如图为来自远方物体上的光经某同学眼球折光系统折射后的情况示意图。则该同学矫正视力时应配戴的眼镜是图中的（ ）A．B．C．D．7．如图，小华同学在做探究“凸透镜成像规律”实验时，把周老师的眼镜放在蜡烛和凸透镜之间，发现光屏上烛焰的像变模糊了。接着，他再将光屏远离凸透镜，又能在光屏上看到烛焰清晰的像。关于周老师的眼睛和眼镜说法正确的是（ ）A．周老师是近视眼，戴凹透镜B．周老师是近视眼，戴凸透镜C．周老师是远视眼，戴凹透镜D．周老师是远视眼，戴凸透镜8．如图是陈大爷眼睛看物体时的成像情况，则他的眼睛类型及矫正需要选用的透镜分别是（ ）A．远视眼、凸透镜B．远视眼、凹透镜C．近视眼、凸透镜D．近视眼、凹透镜9．隐型眼镜是一种直接贴在眼睛角膜表面的超薄镜片，可随眼球的运动而运动。目前使用的软质隐型眼镜由甲醛丙烯酸羟乙酯（HEMA）制成，中心厚度只有0.05mm．如图是某人观察物体时，物体在眼球内成像的示意图，则该人所患眼病及矫正时应配制的这种隐型眼镜的镜片边缘的厚度分别为（ ）A．近视眼，大于0.05mmB．近视眼，小于0.05mmC．远视眼，大于0.05mmD．远视眼，小于0.05mm10．显微镜和望远镜都装有一组目镜，目镜的作用相当于（ ）A．投影仪的镜头B．一个放大镜C．照相机镜头D．以上说法都不对 二．填空题（共10小题）11．人的眼球相于一架照相机，看到的物体在视网膜上成倒立， 的实像。眼睛近视的人可以通过戴 透镜制成的眼镜进行矫正。12．人的眼睛象一架照相机，晶状体和角膜的共同作用相当于一个 （凸/凹）透镜，来自物体的光会在视网膜上形成一个 （正立/倒立）的像。如果长期不注意用眼卫生，会导致近视，可以佩戴 透镜来矫正。有一种治疗近视眼的手术，是利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 （强/弱）些。13．一个人由远到近，一边走一边观察同一个静止物体。在此过程中，他眼睛的晶状体变 （填“厚”或“薄”），焦距变 （填“长”或“短”），像变 （填“大”或“小”）。14．常见的视力缺陷类型有近视眼和远视眼，如图所示是一位视力缺陷者的眼球成像示意图，要矫正他的视力缺陷应配带 。（选填“凸透镜”或“凹透镜”）15．青少年如果长时间看手机、玩游戏，容易造成眼睛离得近，手机强光线刺激眼睛易疲劳，长期会形成近视眼。矫正近视眼，应该佩戴镜片是 的眼镜。16．如图的眼镜属于 透镜，可用于矫正 （选填“近视”或“远视”）眼。17．人的眼睛像一架神奇的照相机，来自远方物体的光，经眼球折光系统折射后成像情况如图所示。根据该光路图，这个人可配戴 透镜的眼镜加以矫正，它的作用是使像相对于晶状体向 （选填“前”或“后”）移。18．望远镜、显微镜都至少有两个透镜组成，显微镜的放大倍数是 、 的乘积。19．物体经过显微镜的物镜，成 的实像；物体经过望远镜的物镜成 的实像，它们的目镜所成的像都是 的。（选填“放大”或“缩小”）20．用开普勒天文望远镜观测夜晚的星空时，能看见许多没有见过的美丽天体，该望远镜物镜的成像原理与 相似；显微镜可以帮助我们看清肉眼看不清的微小物体，如动植物的细胞，显微镜目镜的成像原理与 相似。（选填“照相机”“投影仪”或“放大镜”） 三．实验探究题（共4小题）21．人类的眼睛好像一架照相机，通过调节晶状体的凹凸程度可以使远近不同的物体在视网膜上成清晰的像。眼睛调节的二个极限点叫做远点和近点。正常人眼睛观察近处物体最清晰而又不疲劳的距离大约是25厘米，这个距离叫明视距离。根据上文：（1）你认为正常人眼睛的观察范围是 A.0到10厘米B.10厘米到极远处C.25厘米到极远处D.10到25厘米（2）近视眼是来自 （选填“近”或“远”）处物体的光成像于视网膜前；矫正时在眼睛前面放一个 （选填“中间厚、两边薄”或“中间薄、两边厚”）的透镜，就能使光会聚到视网膜上。22．某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近视眼、远视眼的成因及矫正方法，如图所示，其中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：（1）用平信光束照射每个眼睛模型，图中近视眼的是 模型（填“甲”、“乙”或“丙”）；三个凸透镜的焦距f甲、f乙、f丙由大到小的顺序是 ；（2）为矫正远视眼，应在模型前加一个合适的 透镜。23．由于不良学习习惯和上网游戏、偏食等因素影响，青少年患近视的人数不断增加。请利用所学知识，完成以下与近视相关的部分探究活动。如图甲所示，把近视眼镜放在蜡烛和凸透镜之间，移动光屏得到清晰的像，标出光屏的位置；拿开眼镜，屏上的像变得模糊，向凸透镜方向移动光屏，像又变得清晰，再标出光屏的位置。观察眼球结构图[如图乙]并结合以上实验，回答：（1）实验中的光屏相当于眼球中的 ；眼球中的晶状体相当于实验中的 。（2）图丙、丁中的 （选填“丙”或“丁”）可用来解释近视的成因。小王同学的眼睛也患了近视，近段时间看黑板上的字模糊，他应选用如图戊所示中的哪一种透镜来矫正 。（请填A、B、C、D序号）24．眼睛健康是大家一直关注的问题，请回答下列与眼睛有关的光学问题：（1）如图甲为正常人眼看远近不同物体时眼睛的自动调节，以下分析正确的是 。A．这不可能是同一个人的眼B．这说明眼睛是一个自动变焦（距）的系统C．看远处的物体常常需要眯起眼睛看D．看近处的物体晶状体应扁平一些（2）全国中学生体质健康调研数据表明：中学生近视发生率约为55.22%，且急剧低龄化。如图所示， （选填“乙”或“丙”）图表示近视眼折光系统的光路示意图，矫正近视眼应佩带 （选填“凸透镜”或“凹透镜”）制成的眼镜片。 参考答案与试题解析 一．选择题（共10小题）1．【分析】人的眼睛像像一架照相机，在视网膜上形成一个倒立的缩小的实像。【解答】解：人的晶状体相当于一个凸透镜，视网膜相当于光屏，物体在视网膜上成倒立的、缩小的实像。A、望远镜的物镜和目镜都是凸透镜，远处的物体在物镜处得到一个倒立、缩小的实像，相当于一个照相机；目镜与物镜所成像之间的距离小于一倍焦距，成正立的、放大的虚像，相当于一个放大镜。故A错误B、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，这样得到一个倒立、放大的实像，相当于一个幻灯机；目镜与物镜所成像之间的距离小于一倍焦距，成正立的、放大的虚像，相当于一个放大镜。故B错误。C、当u＞2f时，成倒立、缩小的实像。照相机、摄像机就是根据这个原理制成的，所以照相机与人眼球的成像原理是一样的。故C正确；D、当f＜u＜2f时，成倒立、放大的实像。幻灯机、投影仪就是根据这个原理制成的，故D错误。故选：C。 2．【分析】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，外界物体在视网膜上所成的像是倒立的实像。【解答】解：人的眼睛的晶状体和角膜的共同作用相当于一个凸透镜，满足u＞2f，成倒立、缩小的实像；外界物体在视网膜上成倒立、缩小的实像。A、图中，u=2f，成倒立、等大的实像；不符合题意；B、2f＞u＞f，成倒立、放大的实像；不符合题意；C、u＞2f，成倒立、缩小的实像，符合题意；D、u＜f，成正立放大的虚像，不符合题意；故选：C。 3．【分析】人眼相当于一个照相机，晶状体和角膜的共同作用相当于一个凸透镜，正常人的眼睛通过改变晶状体的厚度可以使不同远处的物体成像在视网膜上。【解答】解：人眼晶状体的曲度可以调节，当看远处物体时，晶状体变薄，折光能力变弱，焦距变长，使像成在视网膜上；当看近处的物体时，晶状体变厚，折光能力变强，焦距变短，也能使像成在视网膜上。故正常的人眼，能将物体的像始终成在视网膜上，从而看清远近不同的物体，是由于不断改变晶状体的焦距。故选：A。 4．【分析】视角大小和距离物体的远近有关，近大远小，再结合“如果视角大，物体在视网膜上所成的像就大，眼睛所看到的物体就大。”即可得出结论。【解答】解：因为距离物体越近，视角越大，如果视角大，物体在视网膜上所成的像就大，眼睛所看到的物体就大。所以4个选项中，距离D选项最近，故物体在视网膜上所成的像就大，眼睛所看到的物体就大。故选：D。 5．【分析】要解答本题需掌握：眼睛看见物体是因为物体发出的光，或者反射的光光线进入眼里。【解答】解：若要使眼睛看见一个物体，一定是物体发出的光，或者反射的光光线进入眼里，这个物体不一定是光源，物体和眼睛可能在同一直线上，也可能是光线通过反射或折射进入人的眼睛。故：ABC说法正确，不符合题意。故选：D。 6．【分析】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。近视眼所成的像在视网膜的前方，为了使像正好呈在视网膜上，应使光线推迟会聚，使所成的像相对于晶状体后移，所以应佩戴发散透镜即凹透镜。【解答】解：图中来自远方物体上的光，经某同学眼球折光系统折射后，会聚在视网膜的前方，说明该同学为近视眼，应佩戴凹透镜进行矫正。故选：D。 7．【分析】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远视眼。【解答】解：将一副眼镜放在蜡烛和凸透镜之间，结果，光屏上原来清晰的像变模糊了，他只将光屏向远离凸透镜的方向移动适当距离时，又在光屏上观察到蜡烛清晰的像，说明延迟成像了，故放置的是使光线发散的凹透镜，这种眼镜是用来矫正近视眼的。故选：A。 8．【分析】据图中物体所成像的位置可以判断出像成在视网膜的前方还是后方，而后据凸透镜对光线的会聚作用、凹透镜对光线的发散作用进行判断即可。【解答】解：据图能看出，此时像成在了视网膜的后方，所以此时是远视眼的示意图，为了使得像成在视网膜上，所以应该使原来的光线会聚，故应用对光线有会聚作用的凸透镜进行矫正。故选：A。 9．【分析】解答本题需掌握：近视眼是晶状体会聚能力增强，像呈在视网膜的前方，应佩戴凹透镜矫正；远视眼是晶状体会聚能力减弱，像呈在视网膜的后方，应佩戴凸透镜矫正；知道凹透镜的形状特点是中间薄边缘厚；凸透镜的形状特点是中间厚边缘薄。【解答】解：由题干中的图可知：像呈在视网膜的后方，所以该人患的是远视眼；远视眼是晶状体曲度变大，会聚能力减弱，即折光能力变弱，应佩戴凸透镜，使光线提前会聚；凸透镜的特点是中间厚边缘薄，所以眼睛镜片的边缘厚度小于0.05mm。故选：D。 10．【分析】（1）望远镜是由两组透镜组成，靠近眼睛的叫目镜，靠近被测物体的叫物镜；物镜的作用是使物体在焦点附近成倒立、缩小的实像，目镜相当于一个放大镜，成正立、放大的虚像。（2）显微镜包括物镜和目镜，物镜相当于幻灯机（或者投影仪），成倒立、放大的实像，目镜相当于放大镜，成正立、放大的虚像。【解答】解：显微镜的物镜相当于幻灯机的镜头，望远镜的物镜相当于照相机的镜头，显微镜和望远镜的目镜都相当于一个放大镜。故选：B。 二．填空题（共10小题）11．【分析】人的眼睛像一架神奇的照相机，外界物体在视网膜上成倒立、缩小的实像；【解答】解：人眼的晶状体相当于凸透镜，视网膜相当于光屏，外界物体在视网膜上成倒立的实像；近视眼是晶状体的折光能力变强，像成在视网膜的前面，可以通过配戴具有发散作用的凹透镜制成的眼镜进行矫正。故答案为：缩小；凹。 12．【分析】晶状体和角膜的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，形成物体的像。近视眼的成因是晶状体太厚，折光能力太强，或者眼球在前后方向上太长，因此来自远处点的光会聚在视网膜前，只能看清近处的物体，看不清远处的物体；对近视眼的矫正可通过凹透镜对光线的发散作用进行纠正或采用激光对角膜进行处理，使晶状体和角膜对光的会聚能力变弱。【解答】解：（1）人的眼球好像一架照相机，当看物体时，晶状体相当于照相机的镜头﹣﹣凸透镜，将来自物体的光会聚在视网膜上，视网膜相当于照相机的胶卷，外界物体在视网膜上所成的像是缩小、倒立的实像。（2）近视眼的晶状体和角膜构成的透镜较厚，会聚能力较强，晶状体无法自动调节，看远处的物体时，将像成在视网膜的前面。为了使像正好呈在视网膜上，应使光线推迟会聚，使所成的像相对于晶状体后移，应佩戴发散透镜即凹透镜。（3）采用激光对角膜进行处理，就是使晶状体和角膜构成的透镜对光的偏折能力变得弱一些，使光线推迟会聚，使所成的像相对于晶状体后移，成在视网膜上。故答案为：凸；倒立；凹；弱。 13．【分析】人看远处的物体时，入射光线从远处来几乎是平行的，看近处的物体时，入射光线几乎是从一点发散出来的。所以当看远处的物体时，晶状体比较薄，远处物体射来的光刚好会聚在视网膜上；当看近处的物体时，晶状体变厚，对光的折射能力变大，近处物体射来的光会聚在视网膜上，否则，像会落在视网膜的后面。【解答】解：看远处的物体时，入射光线几乎平行，物体成像在视网膜上；但看近处的物体时，如图所示，入射光线比较发散，若晶状体的焦距不变，则像会落在视网膜的后面。若想看清近处的物体，就应该增大晶状体的会聚功能，即晶状体变厚，这样使晶状体的焦距变小，像变大。故答案为：厚；短；大； 14．【分析】解答本题需掌握：近视眼是晶状体会聚能力增强，像呈在视网膜的前方，应佩戴凹透镜矫正。【解答】解：由图可知，远处物体所成的像成在了视网膜的前方，这是近视眼；近视眼是晶状体曲度变大，会聚能力增强，应佩戴发散透镜，即凹透镜进行矫正。故答案为：凹透镜。 15．【分析】掌握近视眼的成因是解答本题的关键，近视眼是由于人眼晶状体变凸，焦距变短，会聚能力增强，近视眼可以佩戴对光线有发散作用的凹透镜加以矫正。【解答】解：如果长时间看手机、玩电子游戏，要看清楚远处的物体相当吃力，需要将物体放在离眼睛较近的位置才能看清楚，这种眼睛被称为近视眼，近视眼是由于人眼的晶状体变凸，会聚能力增强，像呈在视网膜的前方，故应佩戴发散透镜，使光线发散，即近视眼镜的镜片是凹透镜。故答案为：凹透镜。 16．【分析】解答本题需掌握：①凸透镜能成正立放大的虚像，以及凸透镜对光线有会聚作用。②远视眼是像呈在视网膜的后方。【解答】解：由图可看出图画变大了，所以该镜片是凸透镜；远视眼是像呈在视网膜的后方，要想使像呈在视网膜上，应戴一会聚透镜，即凸透镜，所以该眼镜可以用以矫正远视眼。故答案为：凸；远视。 17．【分析】要解答本题需掌握：①人的眼睛像一架神奇的照相机，外界物体在视网膜上成倒立、缩小的实像；②远视眼是像成在视网膜的后方。应佩戴凸透镜。【解答】解：根据题干中图可知所成的像在视网膜的后方，为了使像正好呈在视网膜上，应使光线提前会聚，即使所成的像相对于晶状体前移，所以应佩戴会聚透镜，即凸透镜进行矫正。故答案为：凸；前。 18．【分析】显微镜的放大倍数=目镜倍数×物镜倍数。【解答】解：普通的光学显微镜是根据凸透镜的成像原理形成的，要经过凸透镜的两次（物镜、目镜）成像，成的像是放大的倒立的实像。显微镜的放大倍数就是目镜的放大倍数和物镜的放大倍数的乘积，乘积越大放大倍数越大，乘积小放大倍数就小。故答案为：目镜；物镜 19．【分析】根据显微镜的构造和成像原理，以及望远镜的构造和成像原理来解答填空。【解答】解：显微镜有物镜和目镜组成，显微镜的物镜成的是放大、倒立的实像，目镜成的是正立、放大的虚像；望远镜是由两组透镜组成，物镜成倒立、缩小的实像，与照相机的成像原理相同；显微镜和望远镜的目镜都是成正立、放大的虚像，与放大镜的成像原理相同；故答案为：倒立、放大；倒立、缩小；放大。 20．【分析】望远镜，首先通过物镜成物体倒立缩小的实像，这与照相机的成像原理相似；显微镜镜筒的两端各有一组透镜，每组透镜的作用相当于一个凸透镜，靠近眼睛的是目镜，靠近被观察物体的是物镜。物体在物镜的焦点和二倍焦点之间，成倒立、放大的实像；物镜成的像在目镜的焦点内，目镜相当于放大镜，再次将像放大。【解答】解：望远镜观察物体时，物距大于2f，成倒立缩小的实像，与照相机的成像原理相似；显微镜镜筒的两端各有一组透镜，每组透镜的作用相当于一个凸透镜，靠近眼睛的是目镜，靠近被观察物体的是物镜。物体经物镜成一个倒立、放大的实像，此时的物距在一倍焦距和二倍焦距之间，目镜相当于是放大镜，这个像再经目镜放大，我们就可以看到肉眼看不见的微小物体了故答案为：照相机；放大镜。 三．实验探究题（共4小题）21．【分析】（1）根据题干眼睛调节的两个极限点叫做远点和近点。正常人眼睛观察近处物体最清晰而又不疲劳的距离大约是25厘米，这个距离叫明视距离。可得出结论；（2）近视眼是晶状体会聚能力增强，像呈在视网膜的前方，应佩戴凹透镜矫正。【解答】解：（1）根据题干可知：正常眼睛的远点在极远处。眼睛所能看清的最近的点，叫近点，正常眼睛的近点约距眼睛10cm。所以正常眼睛的观察范围是：10cm到极远处（2）由于近视眼的晶状体太厚，对光的偏折能力太强，因此来自远处某点的光经过晶状体折射后会聚在视网膜之前，所以近视眼看不清远处的物体，要看清远处的物体需要戴凹透镜进行矫正，凹透镜是中间薄、两边厚的透镜。故答案为：（1）B；（2）远；中间薄、两边厚。 22．【分析】（1）近视眼是晶状体会聚能力增强，像成在视网膜的前方，应佩戴凹透镜矫正；（2）焦点到凸透镜光心的距离叫做焦距；【解答】解：（1）模型中的凸透镜相当于晶状体，烧瓶后壁相当于视网膜，烧瓶中液体相当于玻璃体；光线经过凸透镜正好汇聚在玻璃后壁，说明物体能正常成像在视网膜上，故甲是正常的眼睛；乙图物体不能正常成像在视网膜上，而是落在视网膜前，所以乙是近视眼模型，丙图物体不能正常成像在视网膜上，而是落在视网膜后面，所以丙是远视眼模型；焦点到凸透镜光心的距离叫做焦距，三个凸透镜的焦距f甲、f乙、f丙由大到小的顺序是f丙＞f甲＞f乙；（2）由图可知，物体经过眼睛的晶状体成像在视网膜后面的是远视眼，矫正远视眼，就要对光线进行会聚，即需要带凸透镜；即在丙模型前加一个薄厚（或度数）合适的凸透镜，能使光束会聚在视网膜上。故答案为：（1）乙；f丙＞f甲＞f乙；（2）凸。 23．【分析】（1）人的眼睛相当于一架微型照相机，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。正常人的眼睛通过改变晶状体的厚度可以使不同远处的物体成像在视网膜上。（2）正常人眼的晶状体的焦距调节功能很强，所以物体的像总能成像在视网膜上，当晶状体的凸度过大，其焦距变短，像落在视网膜的前方，应戴凹透镜进行矫正。中间厚、边缘薄的透镜叫凸透镜，凸透镜对光线有会聚作用；中央薄、边缘厚的透镜叫凹透镜，凹透镜对光线有发散作用。【解答】解：（1）根据眼睛的构造，凸透镜相当于人眼球中的晶状体，光屏相当于人眼球中的视网膜。（2）近视眼看远处的物体时，将像成在视网膜的前面，所以属于近视眼的是甲图；为了使像正好呈在视网膜上，应使光线推迟会聚，使所成的像相对于晶状体后移，所以应佩戴发散透镜即凹透镜进行矫正；图戊的透镜ABC间厚、边缘薄的透镜，是凸透镜；D中央薄、边缘厚的透镜，是凹透镜；所以小王同学的眼睛患了近视，他应选用如图戊所示中的D透镜进行矫正。故答案为：（1）视网膜；凸透镜；（2）丙；D。 24．【分析】（1）人类和某些动物的眼睛很像一架照相机。眼球内的晶状体相当于一个凸透镜，视网膜相当于光屏，我们看物体时，是通过睫状体的伸缩来调节晶状体的弯曲程度，改变晶状体的焦距，使不同远近的物体都能在像距相同的视网膜上生成清晰的倒立实像；（2）近视眼是由于晶状体对光线的会聚作用太强，是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。根据近视眼和远视眼的成因分析其矫正方法。【解答】解：（1）AB、正常眼看远处和近处的物体都清晰，就是根据晶状体自动调节的原理，故说明眼睛是一个自动变焦（距）系统，所以图中可能是同一个人的眼观察不同物体时的情况，故A错误，B正确；C、对于正常眼，看远处和近处的物体的都是正常看就行，但对于近视眼，远处物体的像成在视网膜的前方，所以通过眯眼的方式让晶状体在一定程度上变薄，有利于看清远处的物体，故C错误。D、看近处的物体，要使得像成在视网膜上，应该让晶状体会聚能力变强，所以应该变厚，故D错误；故选：B。（2）图丙的入射光线会聚在视网膜的前方，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。故答案为：（1）B；（2）丙；凹透镜。
