5. 正常的人眼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。下列说法正确的是 (
A
)
A.当我们从看远处物体改为看近处物体时,晶状体的焦距变短
B.当我们从看远处物体改为看近处物体时,晶状体变薄
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.人眼晶状体变厚时,应戴凸透镜制作的近视眼镜进行矫正
答案:5.A
解析:
【分析】
要解答本题,需明确人眼的晶状体相当于凸透镜,其通过改变自身厚薄(即焦距)调节,使远近物体的像始终成在视网膜上。核心规律:看近处物体时,晶状体需增强会聚能力,因此变厚、焦距变短;看远处物体时,晶状体变薄、焦距变长。再逐一分析选项的正误。
【解析】
人眼晶状体相当于凸透镜,成像时需通过调节焦距保证像成在视网膜上:
1. 选项A:从看远处改为看近处,需增强晶状体会聚能力,因此晶状体变厚、焦距变短,该说法正确。
2. 选项B:看近处物体时晶状体应变厚,而非变薄,该说法错误。
3. 选项C:正常人眼可调节晶状体,使远处物体的像清晰成在视网膜上,因此能看清远处物体,该说法错误。
4. 选项D:晶状体变厚是近视眼的成因,近视眼需戴凹透镜矫正,而非凸透镜,该说法错误。
【答案】
A
【知识点】
眼睛的视物原理、凸透镜焦距、近视眼矫正
【点评】
本题考查人眼的调节功能,核心是掌握晶状体厚薄与焦距的关系,属于光学基础题,需准确理解眼睛视物原理及近视眼矫正方法。
【难度系数】
0.6
6. 如图5.4-9所示,用焦距为10 cm的凸透镜模拟近视眼的情况,此时“视网膜”(光屏)上像模糊。为了模拟视力矫正,使“视网膜”上呈现清晰的像,某小组提出的做法如下:①不改变蜡烛和透镜的位置,将光屏向左移动;②不改变透镜和光屏的位置,将蜡烛向右移动;③不改变器材的位置,在透镜和蜡烛之间放置合适的凹透镜;④不改变器材的位置,在透镜和蜡烛之间放置合适的凸透镜。你认为可行的是 (
A
)

图5.4-9
A.只有③
B.只有④
C.①和③
D.②和④
答案:6.A
【解析】人们在看特定的物体时,物体与眼睛的距离、眼睛中视网膜与晶状体的距离是固定不变的。近视眼成像(物体通过晶状体成的像)时,成在视网膜(光屏)与晶状体(凸透镜)之间,此时将凹透镜放在眼睛与物体之间,使光线发散,通过晶状体成的像的位置远离晶状体,恰好成在视网膜上,就能使人清楚看到物体。故A符合题意,B、C、D不符合题意。故选A。
解析:
【分析】本题是模拟近视眼的成像与矫正问题,需结合近视眼的成因、矫正原理及凸透镜成像规律分析各做法的可行性。首先确定当前物距和像距:蜡烛在20cm刻度处,透镜在50cm刻度处,物距$ u = 50cm - 20cm = 30cm $;光屏在70cm刻度处,像距$ v = 70cm - 50cm = 20cm $。近视眼的成因是晶状体折光能力过强,导致像成在视网膜(光屏)的前方,需通过发散光线使像后移到光屏上,对应矫正需用凹透镜。逐一分析各做法:①不改变蜡烛和透镜,光屏左移会让像更靠近透镜,无法成清晰像;②不改变透镜和光屏,蜡烛右移会使物距减小,根据凸透镜成像规律,物距减小像距应增大,光屏位置不变无法成清晰像;③在透镜和蜡烛间放凹透镜,凹透镜对光线有发散作用,能使像距增大,让像移到光屏上;④放凸透镜会会聚光线,使像距更小,像更靠前,无法成清晰像。因此只有③可行。
【解析】已知凸透镜焦距$ f = 10cm $,当前物距$ u = 30cm $,像距$ v = 20cm $。近视眼的成因是晶状体折光能力过强,像成在视网膜(光屏)前方,需用凹透镜矫正:凹透镜对光线有发散作用,可延迟光线会聚,使像向后移动到光屏上。对各做法分析:①不改变蜡烛和透镜,光屏左移,像更靠近透镜,错误;②不改变透镜和光屏,蜡烛右移,物距减小像距需增大,光屏位置不变无法成像,错误;③放置合适凹透镜,能使像距增大,让像成在光屏上,正确;④放置凸透镜,会使光线会聚,像距更小,错误。故只有③可行,选A。
【答案】A
【知识点】近视眼及其矫正、凸透镜成像规律
【点评】本题结合模拟实验考查近视眼的矫正原理,需理解近视眼的成因和凹透镜的发散作用,同时结合凸透镜成像规律分析操作的合理性,属于基础应用类题目,需准确区分凹、凸透镜对光线的作用。
【难度系数】0.5
7. 小华为进一步了解“视力矫正”的原理,选择了发光物体、凸透镜、光屏、光具座等器材进行实验。
(1)实验前先调节发光物体、凸透镜和光屏三者的中心处于
同一高度
。
(2)接着调节三个元件到适当位置时,在光屏上得到一个倒立、清晰的像,此时小华把自己的近视眼镜摘下放在发光物体和凸透镜之间,要使光屏上还能得到清晰的像,应使光屏
远离
(选填“靠近”或“远离”)凸透镜。这样做的原因是
近视眼镜对光线有发散作用
。
(3)小华戴眼镜正常读书,可清晰地看见书本上的字,若摘掉眼镜,还想看清书上的字,应该将书本
靠近
(选填“靠近”或“远离”)眼睛。
答案:7.(1) 同一高度
(2) 远离 近视眼镜对光线有发散作用
(3) 靠近
解析:
【分析】
本题围绕凸透镜成像实验及近视眼矫正的知识点设置问题,解题思路如下:
1. 第一问考查实验操作的基础要求:探究凸透镜成像实验时,需调节三者中心在同一高度,目的是让像成在光屏中央,便于观察,据此填空。
2. 第二问需结合近视眼镜的光学性质:近视眼镜是凹透镜,凹透镜对光线有发散作用,会使光线延迟会聚,导致像距变大,因此光屏需向远离凸透镜的方向移动,明确原因即可作答。
3. 第三问结合近视眼的成因:近视眼是晶状体折光能力过强,像成在视网膜前方,摘掉眼镜后,要看清近处的字需减小物距,即书本靠近眼睛,据此选择。
【解析】
(1)在探究凸透镜成像的实验中,为了使像能够成在光屏的中央,便于观察清晰的像,实验前需要调节发光物体、凸透镜和光屏三者的中心处于同一高度,故填“同一高度”。
(2)近视眼镜的镜片为凹透镜,凹透镜对光线具有发散作用。当将近视眼镜放在发光物体和凸透镜之间时,光线经过凹透镜后会被发散,原本会聚的光线延迟会聚,所成的像的位置向远离凸透镜的方向移动,因此要使光屏上重新得到清晰的像,应将光屏远离凸透镜,原因是“近视眼镜对光线有发散作用”。
(3)小华是近视眼,近视眼的成因是晶状体折光能力过强,导致像成在视网膜前方。摘掉眼镜后,若想看清书本上的字,需减小物距,让像重新成在视网膜上,因此应将书本靠近眼睛。
【答案】
7.(1) 同一高度;(2) 远离 近视眼镜对光线有发散作用;(3) 靠近
【知识点】
凸透镜成像实验、近视眼的成因与矫正
【点评】
本题结合凸透镜成像实验的操作要点和视力矫正的物理原理,考查学生对基础光学实验及概念的理解应用,属于基础题,需准确掌握相关知识点。
【难度系数】
0.5
8. 探究凸透镜成像的规律,实验装置如图5.4-10所示。

图5.4-10
(1)如图5.4-10甲所示(图中刻度尺单位:cm),本实验所用凸透镜的焦距为
10.0
cm。实验前需调节烛焰、凸透镜和光屏的位置,使它们的中心大致在
同一高度
。如图5.4-10乙所示,光屏上正好得到一个清晰的像,生活中的
照相机
(选填“照相机”“投影仪”或“放大镜”)就是应用了这样的成像原理。
(2)人的眼睛是通过改变晶状体的厚度来看清远近不同物体的,现将图5.4-10乙中虚线圆圈部分当作人的“眼睛”,当蜡烛远离“眼睛”时,“眼睛”需调节凸透镜的厚度使其
变薄
(选填“变薄”或“变厚”),改变其对光线的偏折能力,从而在光屏上成清晰的像。若该“眼睛”无法调节凸透镜达到应有的厚度,则该“眼睛”为
近视眼
(选填“近视眼”或“远视眼”),应该戴
凹透镜
(选填“凸透镜”或“凹透镜”)进行矫正。
答案:8.(1) 10.0 同一高度 照相机
(2) 变薄 近视眼 凹透镜
解析:
【分析】
首先,利用平行光聚焦法测量凸透镜焦距,平行于主光轴的光线经凸透镜后会聚到焦点,焦点与凸透镜的距离为焦距,据此计算焦距。实验前调节三者中心在同一高度,目的是让像成在光屏中央。接着根据乙图的物距和像距,结合凸透镜成像规律判断成像性质及应用。第二问中,物体远离时需调节晶状体厚度改变偏折能力,若无法调节则判断视力问题及矫正方式。
【解析】
(1)由图甲可知,凸透镜在50.0cm刻度处,光屏在60.0cm刻度处,平行光经凸透镜会聚的焦点在光屏处,因此焦距f=60.0cm - 50.0cm=10.0cm。实验前,需调节烛焰、凸透镜和光屏的中心大致在同一高度,确保像能成在光屏的中央。图乙中,物距u=50.0cm - 20.0cm=30.0cm,像距v=65.0cm - 50.0cm=15.0cm,此时u>2f(2f=20cm),根据凸透镜成像规律,成倒立、缩小的实像,生活中的照相机应用了这一原理。
(2)当蜡烛远离“眼睛”(物距变大)时,为使像仍成在光屏(相当于视网膜)上,需减弱凸透镜对光线的偏折能力,因此调节凸透镜变薄。若该“眼睛”无法调节凸透镜达到应有的厚度,说明晶状体偏折能力过强,像成在光屏前方,即为近视眼,需戴对光线有发散作用的凹透镜矫正。
【答案】
(1) 10.0;同一高度;照相机
(2) 变薄;近视眼;凹透镜
【知识点】
凸透镜焦距测量;凸透镜成像规律;眼睛视力矫正
【点评】
本题综合考查光学基础知识点,涵盖实验操作、成像规律应用及视力矫正,注重理论与生活实际结合,是初中物理光学部分的典型基础题。
【难度系数】
0.7