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中考科學(xué)：眼睛和眼鏡問題
例1、人的眼睛像一架神奇的照相機(jī)，晶狀體相當(dāng)于凸透鏡，視網(wǎng)膜相當(dāng)于膠片，通過晶狀體的調(diào)節(jié)將遠(yuǎn)近不同的物體成像在視網(wǎng)膜上。圖1是不同位置處的兩個物體的成像示意圖，由圖得出：眼睛看近處的兩個物體的成像示意圖，由圖得出：眼睛看近處的物體時，晶狀體的焦距___________（選填“變大”“變小”或“不變”），人眼若長期觀察近處物體，會造成晶狀體過度彎曲，當(dāng)他看遠(yuǎn)處物體時，像會成在視網(wǎng)膜的前方，應(yīng)戴___________透鏡制成的眼鏡加以矯正。
圖 1
解析：根據(jù)圖1中，遠(yuǎn)近不同的物體經(jīng)晶狀體（相當(dāng)于凸透鏡）成像在視網(wǎng)膜上的情況可知，物體離人越近，眼睛的晶狀體凸得越厲害，晶狀體的焦距將變小。當(dāng)人眼看遠(yuǎn)處物體時，像成在視網(wǎng)膜的前方，造成近視眼。應(yīng)戴凹透鏡制成的眼鏡加以矯正。
例2 、視覺的產(chǎn)生是一個很復(fù)雜的過程，在眼球內(nèi)部，各種器官和組織組成了眼球的折光系統(tǒng)，整個折光系統(tǒng)相當(dāng)于一個___________，其中起主要作用的是___________。若來自遠(yuǎn)方物體的光，經(jīng)眼睛的折光系統(tǒng)折射后成像情況如圖2。根據(jù)該圖，這個人可配戴裝有___________鏡的眼鏡加以矯正。有研究發(fā)現(xiàn)人體中鋅含量的高低和近視的發(fā)生有關(guān)（人體中鋅含量的高低可以通過測定空腹時血清中的鋅含量來確定），若要研究這二者的相關(guān)性，請你設(shè)計完成下列的研究過程：
（1）將同校同年級的同學(xué)按___________分為兩組；
（2）______________________；
（3）比較血清中鋅含量的高低和近視的相關(guān)性。
圖 2
解析：眼球內(nèi)部各種器官和組織組成了眼球的折光系統(tǒng)，整個折光系統(tǒng)相當(dāng)于一個凸透鏡，其中起主要作用的是晶狀體。如圖2所示，來自遠(yuǎn)方物體的光，經(jīng)眼睛折射成像成在視網(wǎng)膜的后面，則這個人是遠(yuǎn)視眼，應(yīng)配戴裝有凸透鏡的眼鏡加以矯正。
在研究“人體中鋅含量的高低和近視的發(fā)生關(guān)系”過程中，應(yīng)：
（1）將同校同年級的同學(xué)按是否近視分為兩組；
（2）測定兩組學(xué)生空腹時血清中的含鋅量；
（3）比較血清中鋅含量的高低和近視的相關(guān)性。
例3 、某校同學(xué)在學(xué)習(xí)了眼睛和眼鏡內(nèi)容后，想通過實驗探究近視眼的形成原因。他們選擇了如下器材：蠟燭、用薄膜充入水后制成水凸透鏡（與注射器相連，注射器里有少量水）、光屏等。水凸透鏡的厚薄可以通過注射器注入、吸取水的多少來調(diào)節(jié)。其裝置如圖3所示。
圖3
（1）在此實驗裝置中，___________相當(dāng)于人眼球中的晶狀體，___________相當(dāng)于人眼球中的視網(wǎng)膜。
（2）請你用此實驗裝置探究近視眼的成因，要求寫出實驗過程。
解析：（1）實驗裝置中水凸透鏡相當(dāng)于人眼球中的晶狀體，光屏相當(dāng)于人眼球中的視網(wǎng)膜。
（2）按圖3所示，將蠟燭、水凸透鏡、光屏依次放在光具座上，保持蠟燭燭焰、水凸透鏡、光屏三者的中心大致在同一高度上，調(diào)節(jié)水凸透鏡的位置使蠟燭燭焰在光屏上成清晰的像；向水凸透鏡中注水，使晶狀體變厚，將觀察到光屏上所成蠟燭燭焰的像將變得不清晰，將蠟燭向水凸透鏡靠近，觀察到光屏上會再次出現(xiàn)清晰的像。
例4、高老師戴著眼鏡正在批作業(yè)，聽到遠(yuǎn)處有學(xué)生叫她，為了看清該學(xué)生的容貌，高老師立即摘下眼鏡跟這位學(xué)生打招呼。下列說法正確的是（）
　　A．高老師所戴眼鏡的鏡片是凸透鏡
　　B．高老師是近視眼
　　C．高老師不戴眼鏡看近物時，物像會成在視網(wǎng)膜前方
　　D．高老師的眼球前后徑可能過長或晶狀體曲度可能過大
　　思路：本題涉及兩個現(xiàn)象：“高老師戴著眼鏡正在批改作業(yè)”、“遠(yuǎn)處學(xué)生叫她，為了看清該學(xué)生容貌，高老師立即摘下眼鏡跟這位學(xué)生打招呼”。
　　“高老師戴著眼鏡正在批改作業(yè)”，說明高老師的眼睛視力有問題，可能是近視眼，也可能是遠(yuǎn)視眼；另一方面，也說明，若高老師不戴眼鏡，她就看不清楚近處的物體。
　　“遠(yuǎn)處學(xué)生叫她，為了看清該學(xué)生容貌，高老師立即摘下眼鏡”，說明戴著眼鏡高老師看不清楚遠(yuǎn)處的物體，不戴眼鏡反而能看清楚遠(yuǎn)處的物體。
　　近視眼的人若不戴眼鏡，看近處的物體感覺清楚一些，還是看遠(yuǎn)處的物體清楚一些？同樣問題，遠(yuǎn)視眼的人若不戴眼鏡，看近處物體清楚一些，還是遠(yuǎn)處的物體清楚一些？
　 根據(jù)凸透鏡的物像關(guān)系，當(dāng)物體離開凸透鏡時，它的像靠近凸透鏡。結(jié)合近視眼的成像光路（如圖甲所示）和遠(yuǎn)視眼的成像光路（如圖乙所示），可知，當(dāng)物體離開眼睛變遠(yuǎn)時，近視眼（無眼鏡）成的像離光屏（視網(wǎng)膜）更遠(yuǎn)，光屏上的像更模糊；遠(yuǎn)視眼（無眼鏡）成的像離光屏（視網(wǎng)膜）更近，光屏上的像更清楚一些。可以判斷高老師是遠(yuǎn)視眼，戴的是凸透鏡。
　 答案：A
　　點評：（1）觀察戴眼鏡的人一些習(xí)慣動作會發(fā)現(xiàn)，遠(yuǎn)視眼的人在看遠(yuǎn)處物體時，常常會拿去眼鏡；近視眼的人看近處的物體時，常常也會拿下眼鏡，看遠(yuǎn)處物體時才戴上眼鏡。如果平時留心觀察，就很容易判斷高老師是老花眼。
　　（2）熟悉近視眼和遠(yuǎn)視眼的成像光路；掌握物像移動方向的關(guān)系；恰當(dāng)?shù)膯栴}轉(zhuǎn)換；準(zhǔn)確地理解（“看清”是指“像”更“靠近”視網(wǎng)膜）。若要清楚地分析這道題，對學(xué)生能力要求較高。
　　（3）D選項中，“眼球前后徑”和“晶狀體曲度”是指眼球（晶狀體、即凸透鏡）的凸出程度，丙圖的凸透鏡比丁圖的凸透鏡“曲度”（前后徑，即凸出程度）更大。而遠(yuǎn)視眼就是因為眼球的曲度小，對光線的會聚作用弱，像成在視網(wǎng)膜的外側(cè)，需要在眼睛前加凸透鏡，增強(qiáng)對光的偏折能力。
例5、如圖所示，為研究視力矯正問題，小明和小華同學(xué)用凸透鏡和光屏模擬眼睛，凸透鏡可看作眼睛的_____________，光屏可看作_____________。
　 （1）小華將蠟燭、凸透鏡、光屏放在水平的桌面上，調(diào)整蠟燭、凸透鏡、光屏的位置和高度，使?fàn)T焰中心、透鏡中心、光屏中心位于同一直線上，且三者高度相同。點燃蠟燭，將近視眼鏡放在燭焰和凸透鏡之間，移動光屏的位置，直至光屏上出現(xiàn)燭焰清晰的像。取走眼鏡，屏上的像變模糊了，再向凸透鏡方向移動光屏至某一位置時，屏上的像又變清晰了。以上現(xiàn)象說明：
　　①______________________________________________________________；
　　②______________________________________________________________。
　　（2）小明將遠(yuǎn)視眼鏡放在燭焰和凸透鏡之間，移動光屏的位置，直至光屏上出現(xiàn)燭焰清晰的像。取走眼鏡，屏上的像變模糊了，此時要使屏上的像變清晰，應(yīng)向_______________（選填“靠近凸透鏡”、“遠(yuǎn)離凸透鏡”或“豎直向下”）方向移動光屏，因為遠(yuǎn)視眼鏡對光線具有_____________作用。
　　思路：（1）眼睛是一個非常精致的光學(xué)系統(tǒng)。眼睛中的晶狀體會聚光線，并將物體的像成在視網(wǎng)膜上。因此，眼睛里的晶狀體作用類似于凸透鏡，視網(wǎng)膜類似于光屏。
　　根據(jù)題中實驗現(xiàn)象和過程可知：當(dāng)把凸透鏡前的“近視眼鏡”拿去后，承接燭焰清晰像的光屏要靠近凸透鏡。說明“近視眼鏡”的作用──對光線有發(fā)散作用，近視眼鏡是凹透鏡；說明近視的眼睛對光線的會聚作用較強(qiáng)；說明近視眼睛戴上眼鏡時，像成在視網(wǎng)膜上，不戴眼鏡時，像在視網(wǎng)膜的前面。
　　（2）遠(yuǎn)視眼鏡是凸透鏡，對光線有會聚作用，使成像更靠近凸透鏡（晶狀體）。當(dāng)凸透鏡前的遠(yuǎn)視眼鏡（凸透鏡）拿去后，光線會聚作用減弱，成的像變遠(yuǎn)。因此光屏需“遠(yuǎn)離凸透鏡”一些才能再次接收到清晰的像。
　　答案：（1）晶狀體　視網(wǎng)膜
　　①近視眼鏡對光線具有發(fā)散作用；
　　②近視眼鏡是凹透鏡；
　　③近視眼睛的會聚能力比普通眼睛強(qiáng)；
　　④近視眼成的像在視網(wǎng)膜前。
　　（2）遠(yuǎn)離凸透鏡　會聚
　　點評：問題（1）要“說明”什么，題目要求并不十分清楚具體。因為這是“研究視力矯正問題”，這些實驗過程和現(xiàn)象應(yīng)該是探究近視眼睛的成因及近視眼鏡的作用。準(zhǔn)確理解題意要求，并根據(jù)要求，回答相關(guān)問題，避免答非所問。熟悉近視眼鏡和遠(yuǎn)視眼鏡是什么透鏡，也是有針對性回答本題的重要因素。
（09泰安）20．在利用光具座進(jìn)行凸透鏡成像的實驗探究中：
（1）如圖甲所示，一束平行于凸透鏡主光軸的光線經(jīng)過凸透鏡后，在光屏上形成了一個最小、最亮的光斑。由圖可知，凸透鏡對光線具有 作用，該凸透鏡的焦距是 cm。
（2）將蠟燭、凸透鏡、光屏依次放在光具座上，點燃蠟燭后，無論怎樣移動光屏都不能在光屏上得到像，請你指出其中一條可能的原因：
。
（3）調(diào)整后，把燭焰放在距凸透鏡16cm處時（如圖乙），在凸透鏡另一側(cè)前后移動光屏，會在光屏上得到一個倒立、 的實像（填寫像的性質(zhì)）； (填光學(xué)儀器)就是利用這一成像規(guī)律工作的。如果將蠟燭在乙圖的基礎(chǔ)上遠(yuǎn)離透鏡，仍要在光屏上得到清晰的像，光屏應(yīng)向 (選填“靠近”或“遠(yuǎn)離”）透鏡的方向移動。
答案：（1）會聚（1分） 11 （2）蠟燭放在了凸透鏡焦點以內(nèi)（或蠟燭、凸透鏡和光屏三者的中心不在同一條直線上） （3）放大 投影儀（或幻燈機(jī)） 靠近

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