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第4节　眼睛和眼镜
【自主预习探新知】
【新知初探】
一、眼睛
1．构造：眼球好像一架________。它的结构如图所示，________和________共同作用相当于一个凸透镜，把来自物体的光会聚在________上，形成物体的像。

2．原理：晶状体的焦距可由________来调节。看远处物体时，睫状体________，晶状体变____，这样远处物体射来的光刚好落在视网膜上。当看近处的物体时，睫状体________，晶状体变____，对光的偏折能力________，近处物体射来的光刚好落在视网膜上。
3．明视距离
(1)远点和近点：依靠眼睛能看清的________和________的两个极限点分别叫作远点和近点。
(2)明视距离：正常眼睛观察近处物体________而又________的距离，约是____cm。
二、近视眼及其矫正
1．特点：近视眼只能看清________的物体，看不清________的物体。
2．形成的原因：晶状体________，折光能力________，或者眼球在前后方向上太____，使远处射来的光会聚在视网膜的________。
3．矫正：在眼睛前放一个合适的________，利用它使光________的特点使像成在视网膜上。
三、远视眼及其矫正
1．特点：远视眼只能看清________的物体，看不清________的物体。
2．形成的原因：晶状体________，折光能力________，或者眼球在前后方向上太____，使近处射来的光会聚在视网膜的________。
3．矫正：在眼睛前放一个合适的________，利用它使光________的特点使像成在视网膜上。
【预习自测】
1．来自物体的光线经过眼睛晶状体成像在视网膜上，则 (　　)
A．视网膜相当于光屏 B．晶状体相当于凹透镜
C．所成的像可能是正立的 D．所成的像可能是虚像
2．图中四幅图分别表示近视眼成像情况和矫正做法的是 (　　)

(1)　　　　　(2) (3)　　　　　(4)
A．(2)(1) B．(3)(1) C．(2)(4) D．(3)(4)
【合作探究破疑难】
【要点突破】
知识点1
　 眼睛
　自读教材第100页，并观察图，结合教材内容回答下列问题。

1．眼睛是一架神奇的照相机，它的成像原理与照相机相同吗？


2．结合图阐述一下眼睛为什么既能看清近处的物体，也能看清远处的物体？


【归纳总结】
眼睛的成像原理与照相机的成像原理相同，但照相机成像时，照相机的镜头焦距是不变的，当给远近不同的物体拍照时，需要调节胶卷与镜头之间的距离，即调节像距，使清晰的像成在胶卷上。眼睛的视网膜是不动的，当眼睛在看远近不同的物体时，睫状体会改变晶状体的形状，从而改变晶状体的焦距，保证像距不变，像仍成在视网膜上。
【典例】 人的眼睛像一架照相机，从物体射出的光经过晶状体折射后成像于视网膜上，在视网膜上所成的像是 (　　)
倒立、缩小的实像 B．倒立、缩小的虚像
C．正立、放大的虚像 D．正立、放大的实像
想一想：眼睛和照相机有什么相同点和不同点？



【针对训练】
人的眼睛好像是一架照相机，它的晶状体和角膜共同作用相当于一个凸透镜，它能把来自物体的光________(选填“会聚”或“发散”)在视网膜上，形成物体的____(选填“实”或“虚”)像。
知识点2
近视眼、远视眼及其矫正
　根据眼睛的视物原理和图甲、乙，回答下列问题。

甲　　　　　　　　 乙
1．试着分析说出，甲、乙两图中眼睛出现了什么情况？为什么？


2．针对甲、乙两图中的症状，应如何进行校正？为什么？


【归纳总结】
名称

比较
近视眼
远视眼
特点
只能看清近处的物体，看不清远处的物体
只能看清远处的物体，看不清近处的物体
形成的原因
晶状体太厚，折光能力太强，或者眼球在前后方向上太长，使得远处某点的光会聚在视网膜前
晶状体太薄，折光能力太弱，或者眼球在前后方向上太短，使得近处某点的光会聚在视网膜后
形成原理图


矫正图





【典例】 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“甲”或“乙”)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”，下同)制成的眼镜片．矫正远视眼应佩带________制成的眼镜片。

甲　　　　　　 乙
【针对训练】
善于观察的小明发现，张老师上课时，观察远处的同学时要摘下眼镜，而看近处的课本时，又要戴上眼镜。这样频繁地戴上摘下眼镜非常不方便。张老师的眼睛属于________(选填“近视眼”或“远视眼”)。图所示的是一种新型眼镜，这种眼镜的镜片分上下两个区，A区厚薄均匀，B区可以矫正视力。张老师戴上这种眼镜就可以通过________(选填“A区”或“B区”)看远处同学，再不需要频繁地戴上摘下眼镜了。

【达标检测】 (10分钟)
1．来自物体的光线经过眼睛的晶状体成像在视网膜上，则 (　　)
A．视网膜相当于光屏
B．晶状体相当于凹透镜
C．所成的像可能是正立的
D．所成的像可能是虚像
2．下列关于眼的明视距离的说法错误的是 (　　)
A．正常眼睛的明视距离为25 cm
B．近视眼的明视距离小于25 cm
C．远视眼的明视距离大于25 cm
D．所有人眼的明视距离均为25 cm
3．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
4．近视眼是因为物体经晶状体成像在视网膜之________(选填“前”或“后”)。为了能看清远处物体，可佩戴用________(选填“凸”或“凹”)透镜制成的眼镜。
5．如图所示的是人眼球的成像原理图，晶状体相当于一个凸透镜，视网膜相当于光屏，当物体在很远的地方时，物体成像在视网膜上，当物体靠近人眼时，若晶状体的焦距不变，则它的像会落在视网膜________(选填“前”“上”或“后”)导致人看不清物体，但实际上，人眼在由远到近观察物体时，晶状体的焦距会________(选填“变大”“不变”或“变小”)，使人仍能够清晰的观察到物体，下列光学仪器成像原理与人眼球的成像原理相同的是________。(填“照相机”“放大镜”“投影仪”或“潜望镜”)

【分层演练提素能】
【基础巩固练】
1．正常人的眼睛能看清远处的物体是由于 (　　)
A．睫状体放松，晶状体变薄 B．睫状体放松，晶状体变厚
C．睫状体收缩，晶状体变薄 D．睫状体收缩，晶状体变厚
2．电子市场上推出了一款戴在眼睛上的微型电脑，如图所示，使用时要盯着眼前12 mm处的镜片屏幕，上网阅读、观看视频等，它的推出让人惊叹科技的进步。但由于距离眼睛太近，长期使用易导致近视，以下说法正确的是 (　　)

A．近视眼看远处物体时像成在视网膜的前方，需要佩戴凹透镜矫正
B．近视眼看远处物体时像成在视网膜的后方，需要佩戴凹透镜矫正
C．近视眼看远处物体时像成在视网膜的前方，需要佩戴凸透镜矫正
D．近视眼看远处物体时像成在视网膜的后方，需要佩戴凸透镜矫正
3．报纸上放有小明的近视眼镜、爸爸的老花镜、奶奶度数更深的老花镜及妈妈的平光眼镜如图所示，则奶奶的眼镜是图中的 (　　)

A　　　　　　　　B
C　　　　　　　　　D
4．王老师戴着眼镜正在批改作业，听到远处有学生叫他，为了看清该学生的容貌，王老师立即摘下眼镜跟这位学生打招呼。从前面的描述，判断下列说法正确的是 (　　)
A．王老师所戴眼镜的镜片是凹透镜
B．王老师所戴眼镜的镜片与照相机镜头能够对光产生同样的作用
C．王老师不戴眼镜看近物时，成像在视网膜的前方
D．王老师显然患有近视
5．甲、乙两副眼镜看起来相似，但放在试卷上后出现如图所示情形，有关甲、乙两眼镜的说法，合理的是 (　　)

A．甲眼镜的镜片与照相机的镜头相似 B．乙眼镜的镜片与幻灯机的镜头相似
C．甲眼镜是矫正近视眼的 D．乙眼镜是矫正远视眼的
6．如图所示，将凸透镜看作是眼睛的晶状体，光屏看作是眼睛的视网膜，烛焰看作是被眼睛观察的物体。拿个远视眼镜给“眼睛”戴上，光屏上出现烛焰清晰的像，而拿走远视眼镜则烛焰的像变得模糊。在拿走远视眼镜后，为了能在光屏上重新得到清晰的像，下列操作可行的是 (　　)

A．将蜡烛靠近凸透镜 B．将光屏靠近凸透镜
C．将光屏远离凸透镜 D．将光屏和蜡烛同时靠近凸透镜
小明看到爷爷带着眼镜，想通过实验来推断爷爷的眼睛是近视眼还是远视眼，于是他拿着爷爷的眼镜正对着太阳光，在另一侧放一张白纸并来回移动，发现在白纸上出现了一个很小很亮的光点，于是他知道了，爷爷是________眼，小明用爷爷的眼镜进行成像实验，发现像是倒立放大的实像，则物体的位置满足了__________________________________________的条件。
8．如图所示，来自物体A的光线经过眼睛的晶状体成像在视网膜后面的B点，要使B点的像靠近视网膜，物体A点应该向____(选填“左”或“右”)移动；这是____视眼成像情况图，若要像成在视网膜上，应佩戴一个合适的____透镜做成的眼镜，就能使A点的像成在视网膜上。

9．如图甲所示，白内障是眼科常见的疾病之一，又称为晶状体混浊，手术几乎是治疗白内障的唯一有效方法。过去，要等白内障完全成熟了才可以手术，方法是把晶状体内的混浊物连同囊袋一起取出，术后成像如图乙所示，术后要配戴________(选填“凸透镜”或“凹透镜”)矫正视力。现在，我们可以选用一种显微手术方式，在显微镜下把晶状体内的混浊物取出，保留囊袋，植入人工晶体。但人工晶体具有不可调节的焦距，对于从事近距离工作的患者，术后在选择人工晶体时主要满足患者的近距离视力，若想看清楚远处，则需配戴低度数的________(选填“凸透镜”或“凹透镜”)。

　　　　 甲　　　　　　　　　　乙
10．按要求作图，图甲是远处物体通过某人眼睛成像的示意图，请在图乙中的虚线框内画上适当的透镜，使远处物体能成像在视网膜上。

甲　　　　　　　乙
11．阅读文字材料，完成后面的问题。
透镜的焦距f的长短标志着折光本领的大小，焦距越短，折光本领越大。通常把透镜焦距的倒数叫作透镜的焦度，用Φ表示，即Φ＝。如果某透镜的焦距是0.5 m，它的焦度就是Φ＝ ＝2 m－1。
平时说的眼镜片的度数，就是镜片的透镜焦度乘100的值。例如，400度远视镜片的透镜焦度是4 m－1，它的焦距是0.25 m。
注意：凸透镜(远视镜片)的度数是正数，凹透镜(近视镜片)的度数是负数。
(1)图所示是小明的眼睛看物体时的成像情况，则他的眼病及需要用来矫正的透镜分别是________。

A．近视，凸透镜 B．近视，凹透镜
C．远视，凸透镜 D．远视，凹透镜
(2)若小明所戴眼镜镜片的焦距为0.2 m，则该镜片的焦度为________m－1，度数为________ 度。



12．在模拟探究人眼视力缺陷的实验中：

(1)图甲是实验中出现的情形，要使像能够成在光屏的中央，应将透镜向____(选填“上”或“下”)调整。
(2)若凸透镜的焦距是10 cm，当烛焰距凸透镜20 cm时，能成倒立、________的实像；当烛焰向左(远离透镜)移动后，要在光屏上成清晰的像，需将光屏向____(选填“左”或“右”)移。
(3)在上一步实验获得清晰的像后，小明取了一副近视眼镜放在凸透镜前，如图乙所示，要使光屏上还能成清晰的像，可将蜡烛向____(选填“左”或“右”)移。
【拓展创新练】
13．某物理兴趣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矫正视力的方法，如图所示。

(1)模型中的凸透镜相当于__________，烧瓶的后壁相当于________，着色液体则表示玻璃体。
(2)用平行光束照射每个眼睛模型，根据光束聚焦位置可以确定甲是________眼模型，乙是________眼模型，丙是________眼模型。
(3)在研究近视眼的矫正过程中，你认为________模型前加一个________合适的________透镜，能使光束会聚在视网膜上。
(4)在研究远视眼的矫正过程中，你认为________模型前加一个________合适的________透镜，能使光束会聚在视网膜上。
参考答案及解析
第4节　眼睛和眼镜
【自主预习·探新知】
[新知初探]
一、1.照相机　晶状体　角膜　视网膜2．睫状体　放松　薄　收缩　厚　变大
3．(1)最远　最近　(2)最清晰　不疲劳　25
二、1.近处　远处　2．太厚　太强　长　前方3．凹透镜　发散
三、1.远处　近处　
2．太薄　太弱　短　后方3．凸透镜　会聚
[预习自测]
1．A　2.B
【合作探究·破疑难】
[要点突破]
知识点1
1．原理相同，都是利用物体在二倍焦距之外时，成倒立、缩小的实像的原理来工作的。
2．因为眼睛是一种精巧的变焦距系统，可以通过睫状体来改变晶状体的形状。看远处物体时，睫状体放松，晶状体变薄，光刚好会聚于视网膜上。看近处物体时，睫状体收缩，晶状体变厚，对光的偏折能力变强，近处射来的光线刚好会聚在视网膜上。
[典例]A　解析：人的眼睛相当于一架微型照相机，晶状体相当于照相机的凸透镜，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，外界物体在视网膜上成倒立、缩小、实像。故选A。
[想一想]
名称
异同
照相机
眼睛
不同点
镜头焦距是不变的
眼睛是一种精巧的变焦距系统
相同点
(1)原理相同。都是利用物体在凸透镜的二倍焦距之外时，成倒立、缩小的实像的原理来工作的。(2)结构类似。照相机的镜头与眼睛的晶状体和角膜类似，相当于实验中的凸透镜；照相机的胶卷与眼睛的视网膜类似，相当于实验中的光屏
[针对训练]
会聚；实　解析：人眼的晶状体和角膜相当于凸透镜，它能把来自物体的光会聚在视网膜上，外界物体在视网膜上成倒立缩小的实像。
知识点2
1．甲图是近视眼，因为远处射来的光会聚在视网膜的前方；乙图是远视眼，因为近处射来的光会聚在视网膜的后方。
2．甲图中需要戴凹透镜进行矫正，因为凹透镜对光有发散作用，这样正好使远处射来的光会聚在视网膜上。乙图需要戴凸透镜进行矫正，因为凸透镜对光有会聚作用，这样正好使近处射来的光会聚在视网膜上。
[典例]乙；凹透镜；凸透镜　解析：图乙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。图甲的中，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．是远视眼成因，需佩戴凸透镜矫正。
[针对训练]
远视眼　A区　解析：远视眼成因：晶状体太薄，折光能力太弱，或者眼球在前后方向上太短，使得近处某点的光会聚在视网膜后。矫正远视眼，需配戴凸透镜。由题意可知，镜片A区厚薄均匀，B区可以矫正视力，B区相当于凸透镜，现在王老师可以通过B区看书，通过A区看同学。
[达标检测]
1．A　解析：人眼相当于一部微型照相机，晶状体相当于凸透镜，视网膜相当于光屏，物体在视网膜上成倒立、缩小的实像。
2．D　解析：25 cm是正常眼睛的明视距离，大于25 cm时为远视眼，小于25 cm时为近视眼，因此，A、B、C都是正确的。不同眼睛的明视距离会不同，因此D中说法错误。
3．A　解析：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。
4．前；凹　解析：近视眼看不清远处的物体，是因为晶状体太厚，物体成像会聚在视网膜的前方。凹透镜对光线有发散作用，佩戴凹透镜使像推迟会聚在视网膜上。
5．后；变小；照相机　解析：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，即使晶状体的焦距变小。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。所以照相机与人眼球的成像原理是一样的。
【分层演练·提素能】
1．A　解析：人眼晶状体的曲度可以调节，当看远处物体时，睫状体放松，晶状体变薄，折光能力变弱，使像成在视网膜上；当看近处的物体时，睫状体收缩，晶状体变厚，折光能力变弱，也能使像成在视网膜上。故选A。
2．A　解析：近视眼看不清楚远处的物体，原因是远处物体的像成在视网膜的前方，但是我们可用发散作用的凹透镜矫正，使光线会聚能力减弱，能使像成在视网膜上，能看清物体，故只有选项A正确。故选A。
3．A　解析：因为奶奶的眼镜是老花镜，由凸透镜成像特点知，当u＜f时，成正立、放大的虚像，可知，A、B选项符合题意；C选项成缩小的像，不符合题意，D选项成等大的像，也不符合题意；又因为奶奶的老花镜度数更深，即看到的像应该更大，由图可知，A选项符合题意。
4．B　解析：由于王老师的眼睛能够看清楚远处的物体，而看不清近处的物体，所以王老师患的是远视眼，所戴的眼镜片为凸透镜。
5．A　解析：甲眼镜成正立、放大的像，甲眼镜是凸透镜，可以矫正远视眼，照相机、投影仪的镜头也相当于一个凸透镜，所以甲眼镜的镜片与照相机、投影仪的镜头相似，A选项说法正确，C选项说法错误。乙眼镜成正立、缩小的实像，乙眼镜是一个凹透镜，是可以矫正近视眼的眼镜，B、D选项说法错误。
6．C　解析：远视眼镜是凸透镜，首要的问题是知道凸透镜对光线有会聚作用，拿一个远视镜给“眼睛”戴上，光屏上出现烛焰清晰的像，而蜡烛烛焰的像实际上在光屏后；拿走远视镜则烛焰的像变得模糊，原因是烛焰清晰的像在光屏的后面，可以用增大光屏与凸透镜的距离或增大蜡烛距离凸透镜的距离使得光屏上呈现一个清晰的像的目的。故选C。
7．远视；在一倍焦距和二倍焦距之间　解析：爷爷的眼镜正对太阳光时，平行光线照射到眼镜上，平行光线经眼镜折射后会聚成光点，说明眼镜有会聚光线的作用，所以是凸透镜，爷爷的眼睛是远视眼。用凸透镜做成像实验，当物体位于凸透镜的一倍焦距和二倍焦距之间时成倒立、放大的实像。
8．左；远；凸　解析：分析上图不难看出，此时像成在视网膜的后方，所以是远视眼，若想看清物体A，应将物体远离眼睛，即向左移动；同时若想通过佩戴眼镜来矫正，即想使得像成在视网膜上，需要让原来的光线会聚一些，由于凸透镜对光线有会聚的作用，故用凸透镜来矫正远视眼。
9．凸透镜　凹透镜　解析：白内障手术时把晶状体内的混浊物连同囊袋一起取出来，因为物体的像成在视网膜的后面，所以根据凸透镜会聚光线的作用可知，手术后要配戴厚重的凸透镜片矫正视力。对于常从事近距工作的患者，术后在选择人工晶体时主要满足患者的近距离视力，若想看清远处，根据凹透镜对光线的发散作用可知，需配戴低度数的凹透镜。
10．
解析：图甲中的物体的像成在视网膜的前方，是近视眼，应用发散透镜来矫正，即用凹透镜矫正。
11．(1)B　(2)－5　－500
解析：(1)由题图可知，远处物体成像在视网膜前面，所以患的是近视眼，近视眼的原因是晶状体厚度变大，会聚光线能力增强，即折光能力增强。矫正近视眼应配戴凹透镜，使光线推迟会聚。
(2)焦度Φ＝，此透镜的焦距是0.2 m，因为它是凹透镜，所以它的焦度Φ＝＝－5 m－1，其镜片的度数为－5×100＝－500度。
12．(1)下；(2)等大；左；(3)左　解析：(1)如图甲，要使像能够成在光屏的中央，根据光线过光心不改变方向，透镜向下移动，才能使像成在光屏的中央位置。(2)①凸透镜的焦距是10 cm，当烛焰距凸透镜20 cm时，u＝2f，成倒立、等大的实像。②要在光屏上成清晰的像，说明凸透镜成实像，当烛焰向左(远离透镜)移动后，需将光屏向左靠近凸透镜。(3)在上一步实验获得清晰的像后，小明取了一副近视眼镜放在凸透镜前，要使光屏上还能成清晰的像，可将蜡烛向左远离凸透镜。
13．(1)角膜和晶状体　视网膜
(2)正常　近视　远视
(3)乙　焦距　凹
(4)丙　焦距　凸
解析：从题中可以看出，甲图平行光经凸透镜(晶状体)折射后，光线会聚在烧瓶后壁(视网膜)上，属于正常眼模型。乙图则由于凸透镜(晶状体)过凸，使得平行光束经凸透镜折射后会聚在烧瓶后壁(视网膜)前方，是近视眼模型，应加一凹透镜来使光线发散后，再经凸透镜会聚在烧瓶后壁上。丙图则由于凸透镜过于扁平，使得平行光束经凸透镜折射后会聚在烧瓶后壁的后方，是远视眼模型，应加一凸透镜，使光线会聚后，再经凸透镜会聚在烧瓶后壁上。

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