9. 近视程度不同的同学需要戴焦距不同的眼镜。探究近视眼矫正过程的实验装置如图5.4-11甲所示,其中用“F”字样光源代替可视物体,光屏模拟视网膜。选用如图5.4-11乙所示的2号凸透镜模拟晶状体,打开“F”字样光源,调节各个元件的位置,直到光屏上呈现倒立、缩小的清晰的像,正常眼睛的视物模型便组装完成。

请回答下列问题。
(1)模拟近视眼视物情况,选择图5.4-11乙中的
3
(填序号)号透镜替代2号透镜安装在光具座上后,光屏上的像变模糊。
(2)用如图5.4-11丙所示的水透镜模拟近视眼矫正视力,应将水透镜置于光具座上的
B
(选填“A”“B”或“C”)点,缓慢调节水透镜中的水量,当水透镜形成焦距合适的
凹
透镜时,光屏上呈现清晰的像,近视眼的成像情况得到改善。
答案:9.(1) 3 (2) B 凹
【解析】(1) 近视眼是晶状体凸度过大或眼球前后径过长,外界物体的像成在视网膜前方引起的,因此应选取凸度更大的3号透镜模拟近视眼的晶状体。
(2) 题图甲光具座上的凸透镜代表晶状体,光屏代表视网膜,眼镜应该放在眼睛和物体之间,因此模拟近视眼镜的水透镜应放置在模拟晶状体的凸透镜前的B点,靠近凸透镜处。
由于近视眼对光的折射能力过强,需要用对光具有发散作用的凹透镜矫正,因此应将水透镜调节成焦距合适的凹透镜。
解析:
【分析】
要解答本题,需明确近视眼的成因及矫正原理:近视眼是由于晶状体凸度过大,折光能力过强,导致外界物体的像成在视网膜前方。第(1)问需选择凸度更大的透镜模拟近视眼的晶状体;第(2)问需明确眼镜的放置位置,以及近视眼的矫正透镜类型,结合实验装置分析即可。
【解析】
(1)近视眼的晶状体凸度过大,折光能力比正常眼更强,图乙中3号透镜的凸度大于2号透镜,因此选择3号透镜替代2号透镜安装在光具座上后,光屏上的像会变模糊,以此模拟近视眼的视物情况。
(2)模拟晶状体的凸透镜位于光具座的B点,眼镜应放置在晶状体(凸透镜)与光源之间,即B点;近视眼的折光能力过强,需要用对光线有发散作用的凹透镜矫正,因此调节水透镜形成焦距合适的凹透镜时,光屏上会呈现清晰的像,改善近视眼的成像情况。
【答案】
(1) 3 (2) B 凹
【知识点】
近视眼的成因与矫正、凸透镜成像规律
【点评】
本题结合实验装置考查近视眼的矫正,需理解晶状体凸度对成像的影响,以及凹透镜矫正近视的原理,属于光学部分的基础应用题目,难度适中。
【难度系数】
0.5
10.(科普阅读)透镜焦距$ f $的长短标志着折光本领的大小。焦距越短,折光本领越大,通常把透镜焦距的倒数叫作透镜焦度(单位为$\mathrm{m}^{-1}$),用$\Phi$表示,即$\Phi=\frac{1}{f}$(其中焦距$ f $的单位是$\mathrm{m}$)。
平时说的眼镜片的度数,就是镜片的透镜焦度乘100的值,凸透镜的度数是正数,凹透镜的度数是负数,现有眼镜片A(-300度)和眼镜片B(+200度)。
回答以下问题。
(1)如果远视很严重,眼镜上凸透镜的折光本领就应该大一些,透镜焦度就要
大
(选填“大”或“小”)一些。
(2)眼镜片
B
是远视镜片,眼镜片
A
是近视镜片。(均选填“A”或“B”)
(3)眼镜片B的焦距是
0.5
m,焦度是
2 m⁻¹
。
答案:10.(1) 大 (2) B A
(3) 0.5 2 m⁻¹
【解析】(1) 凸透镜的焦距越小,则其焦度就越大,远视眼需要用凸透镜来矫正,如果远视眼很严重,则凸透镜的焦距会越小,焦度就要更大。
(2) 凸透镜的度数是正数,凹透镜的度数是负数;现有的眼镜片A(-300度)和眼镜片B(+200度),A是凹透镜,可以用来矫正近视眼,即近视镜片;B是凸透镜,可以用来矫正远视眼,即远视镜片。
(3) 由题意可知,眼镜片B的焦度是$\Phi=\frac{200}{100}\ \mathrm{m}^{-1}=2\ \mathrm{m}^{-1}$,则焦距为$f=\frac{1}{\Phi}=\frac{1}{2\ \mathrm{m}^{-1}}=0.5\ \mathrm{m}$。
解析:
【分析】
本题需结合题目给出的透镜焦度、度数的定义,以及凸透镜、凹透镜的性质解题。首先明确:焦度$\Phi=\frac{1}{f}$($f$单位为$\mathrm{m}$),眼镜度数=焦度×100,凸透镜度数为正、凹透镜为负;焦距越短,折光本领越大。针对各小问:(1)根据折光本领与焦度的关系判断;(2)根据凸透镜、凹透镜的度数符号区分镜片类型;(3)利用度数与焦度、焦度与焦距的关系计算。
【解析】
(1)由题意知,焦距越短,折光本领越大,而焦度$\Phi=\frac{1}{f}$,即焦距越短,焦度越大;远视严重时需要凸透镜折光本领更大,因此透镜焦度要大一些。
(2)凸透镜用于矫正远视眼,其度数为正数;凹透镜用于矫正近视眼,其度数为负数。已知镜片A为-300度(负数,凹透镜),镜片B为+200度(正数,凸透镜),因此B是远视镜片,A是近视镜片。
(3)眼镜度数=焦度×100,因此镜片B的焦度$\Phi=\frac{200}{100}\ \mathrm{m}^{-1}=2\ \mathrm{m}^{-1}$;又$\Phi=\frac{1}{f}$,故焦距$f=\frac{1}{\Phi}=\frac{1}{2\ \mathrm{m}^{-1}}=0.5\ \mathrm{m}$。
【答案】
(1) 大 (2) B;A (3) 0.5;$2\ \mathrm{m}^{-1}$
【知识点】
透镜焦度、眼镜度数、焦距计算
【点评】
本题为科普阅读类题目,核心考查对透镜焦度、度数概念的理解,需准确提取题目定义信息,结合凸透镜、凹透镜的应用场景解题,难度适中。
【难度系数】
0.3