【做中学】第71期:探究“近、远视眼的成因及其矫正”

编者荐语:目前很多学生物理学习中不进行实验操作,只是在机械性“刷题”,这一现象在毕业年级显得尤为突出,这种“假实验”的恶果直接导致学生的动手能力越来越差。学习物理就必须要多动手,多思考,而不仅仅是做几道物理习题,那只会是“纸上谈兵”。近几年中考物理试题评价的导向就是在引领我们的课堂教学从“知识传递”走向“思维培养”的真正转型。“刷题”时代已经一去不复返了,必须引领学生进行“体验式学习”。“做中学”已经成为信息时代学生学习方式变革的必然选择,也是教师进行深度实践教学的最佳选择。

为此,微信公众号特推出《做中学》专栏,给大家推荐的是编者和学生这几年物理课改的一些典型案例,提供的实验素材可以作为一线教师很好的借鉴资料,也可以作为学生自主性探究式学习的参考资料。

《做中学》专栏主要有以下几个栏目:原创试题、创新实验、现象解析、参考答案、中考链接。由于编者能力和水平有限,加之时间仓促,难免存在一些纰漏,还望给予建设性的建议与帮助,谢谢您的不吝赐教。

【做中学】第71期探究“近、远视眼的成因及其矫正”

   原创试题:小展同学在学习“眼睛和眼镜”时,进行了“探究近、远视眼的成因及其矫正”课题研究性学习。
实验1.探究近视眼的形成及其矫正
小展将蜡烛放在离凸透镜较远的位置,给“眼睛”戴上近视镜,移动光屏直到光屏上成清晰的像。标出此时光屏的位置,即“视网膜”的位置(图1)。取走近视镜,光屏上的像变得模糊,这就是近视眼看物体的景象(图2)。向____移动光屏,直到光屏上成清晰的像,此时光屏的位置就是近视眼看远处物体所成的像的位置。
图1
图2
形成近视眼的原因是晶状体____,折光能力____,或者眼球在前后方向上____,因此来自远处某点的光会聚在视网膜____方(图3)。矫正近视眼用____,利用____能使光线发散的特点,在眼睛前方放一个____,就能使来自____物体的光会聚在视网膜上(图4)。
图3
图4
实验2.探究远视眼的形成及其矫正
小展将将蜡烛放在离凸透镜较近的位置(物距必须大于二倍焦距),给“眼睛”戴上远视镜,移动光屏直到光屏上成清晰的像(图5),此时光屏的位置即是“视网膜”的位置。向____移动光屏,直到光屏上成清晰的像。此时光屏的位置就是远视眼看近处物体所成的像的位置(图6)。
图5
图6
形成远视眼的原因是晶状体____,折光能力____,或者眼球在前后方向上____,因此来自近处某点的光还没有会聚成一点就到达视网膜了(图7)。矫正远视眼用____,利用____能使光线会聚的特点,在眼睛前方放一个____,就能使来自____物体的光会聚在视网膜上(图8)。
图7
图8
创新实验:探究“近、远视眼的成因及其矫正
(李展业)

参考答案:前;太厚;太强;太长;前;近视镜(凹透镜);凹透镜;凹透镜;远处。后;太薄;太弱;太短;远视镜(凸透镜);凸透镜;凸透镜;近处。

【中考链接】(2015·烟台)7.在模拟近视眼的实验中,将蜡烛放在离凸透镜较远的位置,如图9所示,给凸透镜“戴”上近视眼镜,此时光屏上能成一清晰的像;若“取”下近视眼镜,为使光屏上的像清晰,在保持烛焰和透镜位置不变的条件下,应该将光屏( )

图9
A.远离透镜
B.靠近透镜
C.靠近透镜和远离透镜都可以
D.保持在原来的位置
参考答案B
(2017·烟台)11.拿一副远视眼镜放在凸透镜前,如图10所示,光屏上出现烛焰清晰的像,移走远视眼镜,烛焰的像变得模糊,为了能在光屏上重新得到清晰的像,下列操作可行的是( )
图10
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
参考答案:C
(2006·烟台)18.比较图11中眼睛和照相机的结构,把照相机与眼睛功能类似的部件填入表中。
图11
参考答案:镜头 胶卷   光圈  快门
(2012·烟台)15.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。张老师的眼镜属于      (选填“近视眼”或“远视眼”)。如图12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        看远处同学(填“A区”或“B区”),再不需要频繁地戴上摘下眼镜了。
图12
参考答案:远视眼  A
(2019·广东)9.眼球的结构类似于照相机,把来自物体的光聚在视网膜上,形成物体   (选填“正立”或“倒立”)的像,近视眼成的像在视网膜的   (选填“前方”或“后方”),需佩戴   (选填“凹”或“凸”)透镜制成的眼镜矫正。
分析:(1)眼球相好像一架照相机,眼睛的晶状体和角膜共同作用相当于一个凸透镜,眼睛看物体时,物体在凸透镜二倍焦距以外,成倒立、缩小的实像。
(2)近视眼的成因:晶状体变厚或眼球太长,看远处物体时,像成在视网膜的前方,凹透镜可以矫正近视眼。
解答:(1)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。把来自外界物体的光会聚在视网膜上成倒立、缩小的实像。
(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。
参考答案:倒立;前方;凹。
点评:本题主要考查学生对眼睛及其视物原理的了解和掌握,以及对近视眼的成因和矫正方法的掌握。
(2019·河北)7.如图13所示,小明将凸透镜(f=10cm)固定在光具座40cm的位置,探究凸透镜的成像规律。下列说法不正确的是(  )
图13
A.将蜡烛从焦点内某处向透镜方向移动过程中,像逐渐变小
B.当光屏上成清晰像时,拿开光屏,眼睛在一定范围内仍能看到像
C.将蜡烛放在10cm处,移动光屏,光屏上可得到倒立缩小的清晰像
D.当光屏上成清晰像时,在贴近凸透镜左侧的位置放一远视镜片,向右移动光屏,光屏上仍能得到清晰的像
分析:(1)根据“无论实像或虚像,物靠近焦点像变大”可判断物距变化时,像距及像的大小的变化;
(2)实像可以用光屏承接,虚像不能用光屏承接,不论实像和虚像眼睛都能直接观察;
(3)根据凸透镜成像规律中像距和物距的关系,当u>2f,成倒立、缩小的实像即可判断;
(4)根据远视镜片对光线有会聚作用可判断像的变化情况,进而得出光屏的移动方向。
解答:
A.根据“无论实像或虚像,物靠近焦点像变大”可知,蜡烛从焦点内某处向透镜方向移动过程中,即蜡烛远离焦点,所成的虚像将变小,故A正确;
B.发光物体发出的光线经凸透镜折射后是会聚的,经过成像点后是发散的,所以眼睛必须在成像点以外的光线发散区域才能看到这个像;当眼睛在原光屏处不能看到发光体的像,眼睛靠近凸透镜也不能看到像,当眼睛从原光屏位置远离凸透镜,能看到像。故B正确;
C.当蜡烛放在10cm处,物距u=40cm﹣10cm=30cm>2f,成倒立缩小的实像,故C正确;
D.若在蜡烛和透镜间放一远视眼镜,远视眼镜为凸透镜,对光线有会聚作用,此时所成的像将靠近透镜,所以应向左移动光屏,故D错误。
参考答案:D。
点评:此题考查了学生对凸透镜成像规律的应用,不仅要掌握成像特点与物距、像距的关系,同时要自己做出规律性的总结,如物距变化和像距变化的大小关系。
(2019·辽阳)29.下面是玲玲探究“凸透镜成像规律”的实验。
图14
(1)玲玲将蜡烛、焦距为10cm的凸透镜、光屏依次放在光具座上,点燃蜡烛井调整烛焰、凸透镜、光屏三者的中心在同一高度,这样做的目的是:                 。
(2)玲玲将凸透镜固定在光具座50cm的刻度线处,将蜡烛和光屏移至如图14所示的位置时,光屏上出现了烛焰清晰的像,该成像原理在实际中的应用是          (填 “照相机”、“投影仪”或“放大镜”)。
(3)实验过程中蜡烛由于燃烧而变短,为了使烛焰的像再次成在光屏的中心,应向下移动           (填“光屏”或“凸透镜”)。
(4)玲玲将蜡烛移到35cm刻度线处,保持透镜的位置不变,应将光屏移至          cm 刻度线处,才能再次在光屏上呈现现清晰的像。
(5)若在蜡烛和凸透镜之间合适的位置放一个近视眼镜,为了使光屏上重新出现清晰的像,光屏应向       (填“左”或“右”)移动;若不移动光屏,并保持近视眼镜的位置不变,玲玲更换另一个凸透镜,光屏上也得到了清晰的像,那么此透镜的焦距应      (填“大于”或“小于”)10cm。

参考答案:

(1)使像成在光屏的中心
(2)照相机
(3)凸透镜
(4)80
(5)右;小于
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