沪科版（五四制）(2024)八年级上册（2024）第5节 透镜的应用优质导学案

这是一份沪科版（五四制）(2024)八年级上册（2024）第5节 透镜的应用优质导学案，共7页。学案主要包含了项目提出，项目分析，项目实施，项目拓展，展示交流，知识点的认识等内容，欢迎下载使用。
内 容 导 航
考 点 演 练
题型1 照相机
【典例1】潜望镜、老花镜、近视镜、汽车的观后镜，依次用的是（ ）
A．凹透镜、凹透镜、凸透镜、凸面镜
B．平面镜、凸透镜、凹透镜、凸面镜
C．平面镜、凸透镜、凹透镜、凸透镜
D．平面镜、凹透镜、凸透镜、凸透镜
【答案】B
【解答】解：潜望镜利用平面镜改变光路；老花镜利用凸透镜对光线的会聚作用，使像呈在视网膜上；近视镜利用凹透镜对光线有发散作用，使像呈在视网膜上；汽车观后镜利用凸面镜对光线的发散作用，发散光线的反向延长线会聚成像；所以依次用的是平面镜、凸透镜、凹透镜、凸面镜。
故选：B。
【变式1】小李可以轻而易举分辨各种鸟类的声音，这是由于不同鸟发出声音的 音色 不同。小李喜欢用相机拍摄鸟的照片，通常来说鸟在相机中成的是 倒立、缩小的实像 （填写成像性质）。
【答案】音色；倒立、缩小的实像。
【解答】解：不同发声体的音色一般不同，小李可以轻而易举分辨各种鸟类的声音，这是由于不同鸟发出声音的音色不同。
小李喜欢用相机拍摄鸟的照片，通常来说鸟在相机中成的是倒立、缩小的实像。
故答案为：音色；倒立、缩小的实像。
【变式2】某同学自制了两个照相机，在同一地点，对着同一亭子分别拍摄了甲、乙两张照片（如图所示），相机与亭子的距离满足条件是 大于二倍焦距 。由拍摄的照片可知：拍摄甲时的透镜焦距 长 （选填“长”或“短”），由此可知凸透镜成像大小与 焦距 有关；若甲、乙是由同一照相机所拍，则拍摄 甲 时，镜头离底片较远。
【答案】大于二倍焦距；长；焦距；甲
【解答】解：照相机成像时，物距大于二倍焦距，即相机与亭子的距离满足条件是大于二倍焦距；根据像的大小和凸透镜焦距的关系：物距一定时，焦距越小，像越小。甲和乙两张照片中，甲照片上的像比较大，照相机镜头的焦距较大，由此可知凸透镜成像大小与焦距有关；
凸透镜成实像时，物距越大，像距越大，像越大，可知，则拍摄甲时，镜头离底片较远。
故答案为：大于二倍焦距；长；焦距；甲。
题型2 投影仪
【典例1】晚上爸爸用投影仪播放白天拍的图片，投影仪产生（ ）
A．正立放大的实像B．正立放大的虚像
C．倒立放大的实像D．倒立缩小的实像
【答案】C
【解答】解：投影仪成倒立、放大的实像，投影仪的原理是：当物体在凸透镜的一倍焦距和两倍焦距之间时，物体经过凸透镜成倒立放大的实像，故C正确，ABD错误。
故选：C。
【变式1】如图所示是投影仪的成像示意图，投影仪成的是倒立、 放大 的像。调节镜头成清晰的像时，投影片和像在镜头的 异侧 （选填“同侧”或“异侧”），且投影片到镜头的距离 小于 （选填“大于”“小于”或“等于”）像到镜头的距离。
【答案】放大；异侧；小于
【解答】解：投影仪是利用了2f＞u＞f，成倒立、放大的实像，此时像距v＞2f，即投影片到镜头的距离小于像到镜头的距离；调节镜头成清晰的像时，投影片和像在凸透镜（镜头）的异侧。
故答案为：放大；异侧；小于。
【变式2】如图是为了避免司机驾驶车辆长时间低头引发交通事故而配置的“抬头显示系统”，它可以通过投影仪将画面投射到司机的正前方。投影仪镜头是 凸 透镜，所成的是画面 放大 （选填“放大”或“缩小”）的像。
【答案】凸；放大。
【解答】解：投影仪镜头相当于是一个凸透镜，当物距在一倍焦距和二倍焦距之间时，成倒立、放大的实像，像距在二倍焦距之外。
故答案为：凸；放大。
题型3 放大镜
【典例1】许多博物馆会在较为精巧的文物前放置凸透镜，通过凸透镜看到文物的像是（ ）
A．缩小倒立的B．缩小正立的
C．放大倒立的D．放大正立的
【答案】D
【解答】解：精巧的文物前放置的凸透镜起放大镜的作用，文物放在焦点之内，在文物的同一侧成正立、放大的虚像。
故选：D。
【变式1】如图所示，凸透镜到蚂蚁的距离为3厘米，则该凸透镜的焦距不可能为（ ）
A．2厘米B．5厘米C．6厘米D．10厘米
【答案】A
【解答】解：当物体处于1倍焦距以内时，才能成正立、放大的虚像，故据此时：凸透镜到蚂蚁的距离为3cm，能判断出此时该凸透镜的焦距大于3cm，故A不可能。
故选：A。
【变式2】在“生活中的光学仪器”跨学科实践活动收集资料中，有张照片展示了文物展中用到的光学元件，通过元件会看到正立、放大的文物，该光学元件是（ ）
A．凹透镜B．凸透镜C．平面镜D．凸面镜
【答案】B
【解答】解：由图可知，通过该光学元件会看到正立、放大的文物，该成像原理是属于放大镜成像，该元件是凸透镜。
故选：B。
题型4 水凸透镜
【典例1】常用体温计的刻度部分为三棱体，横截面如图，其正面呈圆弧形，这样就可看清体温计内极细的水银柱，以便于读数，这是因为圆弧形玻璃的作用相当于 放大镜 ，使我们能看到水银柱放大后的 虚 像（填“实”或“虚”）。
【答案】放大镜；虚
【解答】解：从图中体温计的横截面看，此温度计的圆弧形玻璃相当于放大镜，当物距小于焦距时，可以成放大、正立的虚像。
故答案为：放大镜；虚。
【变式1】亚运会游泳比赛的泳池中有一个可以移动的摄像机，它的镜头相等于一个 凸透 镜，它拍摄的游泳馆的顶棚比实际位置要 高 一些（选填“高”或“低”）。
【答案】凸透；高
【解答】解：
摄像机的镜头与照相机的镜头类似，应用的凸透镜成实像时，u＞2f，成倒立缩小的实像。
游泳馆的顶棚的光斜射入水中时，发生折射，折射角小于入射角，折射光线向法线方向偏折，折射光线进入摄像机，而摄像机拍摄的图片是折射光线的反向延长线的交点，所以摄像机拍摄的游泳馆的顶棚比实际位置要高。
故答案为：凸透；高。
【变式2】在树叶上滴一水滴，可以看到水滴下的叶脉更“清晰”了，这是为什么？
【答案】水滴相当于凸透镜，叶脉在一倍焦距之内，相当于放大镜，成正立、放大的虚像，所以可以看到水滴下的叶脉更“清晰”了。
【解答】解：水滴相当于凸透镜，叶脉在一倍焦距之内，相当于放大镜，成正立、放大的虚像，所以可以看到水滴下的叶脉更“清晰”了。
题型5 眼睛的视物原理
【典例1】来自于物体的光经过晶状体等会聚在视网膜上，形成物体的像。下列说法错误的是（ ）
A．晶状体相当于凸透镜
B．所成的像相对于物体是正立的
C．所成的像是实像
D．视网膜相当于光屏
【答案】B
【解答】解：眼睛的晶状体相当于凸透镜，看到的物体的像成在视网膜上，所以视网膜相当于光屏。
因为像成在光屏上，所以为实像。根据凸透镜成像的规律，物体经晶状体成倒立、缩小的实像。所以ABD正确，不符合题意。B说法错误，符合题意。
故选：B。
【变式1】人眼是一个高度精密的光学系统，下列围绕人眼的讨论，错误的是（ ）
A．视网膜相当于光屏
B．物体在视网膜上成的像的像距大于2倍焦距
C．晶状体相当于一个凸透镜
D．外界物体在视网膜上成的像是倒立的
【答案】B
【解答】解：人眼的晶状体相当于凸透镜，视网膜相当于光屏，外界物体在视网膜上成倒立的缩小的实像，所以像距大于1倍焦距小于2倍焦距。
故选：B。
题型6 近视眼的形成原因
【典例1】如图所示，关于近视眼形成原因及其矫正的原理图正确的是（ ）
A．③①B．②④C．①③D．②③
【答案】B
【解答】解：由图知，②图的光线会聚在视网膜的前方，所以甲图表示近视眼的成像情况；近视眼是由于晶状体太厚，像落在视网膜的前方，为了使光线会聚在原来会聚点后面的视网膜上，应佩戴对光线具有发散作用的凹透镜来矫正，则④图是近视眼的矫正原理图；
①图的光线会聚在视网膜的后方，所以丙图表示远视眼的成像情况；为了使光线会聚在原来会聚点前面的视网膜上，应佩戴对光线具有会聚作用的凸透镜来矫正，即③图是远视眼的矫正原理图。
故选：B。
【变式1】如图为青少年眼病患者眼球与正常眼球对比图。关于该患者的晶状体及视力矫正，下列说法正确的是（ ）
A．对光的会聚能力太强，需佩戴近视眼镜
B．对光的会聚能力太强，需佩戴远视眼镜
C．对光的会聚能力太弱，需佩戴近视眼镜
D．对光的会聚能力太弱，需佩戴远视眼镜
【答案】A
【解答】解：由图可知，患者眼球的晶状体比正常眼睛的晶状体前后径过长，说明患者是近视眼，晶状体对光的会聚能力太强，需佩戴近视眼镜矫正。
故选：A。
【变式2】中国本土企业推出的智能语音鼠标越来越受到计算机用户的青睐。
（1）光电鼠标中包含二极管、光学透镜组件等部件。光从二极管发出，若以与桌面成30°角的方向照向鼠标垫并发生漫反射，入射角 一定 （填“一定”或“不一定”）是60°，反射光线经过 凸 （填“凸”或“凹”）透镜后会聚于图像传感器，通过图像对比，可以计算出鼠标移动的方位和距离。较光滑的玻璃表面 不适合 （填“适合”或“不适合”）使用光电鼠标。
（2）智能语音鼠标不仅定位更精准，还能实现高精度的语音识别和指令处理，说明声音可以传递 信息 （填“信息”或“能量”），同时具备声纹识别功能，通过识别声音的 音色 （填“响度”或“音色”），防止非授权访问和信息泄露风险。当人眼注视计算机屏幕时，晶状体会保持较 厚 （填“厚”或“薄”）的状态，长时间保持此状态，有可能患上近视。
【答案】（1）一定；凸；不适合；（2）信息；音色；厚。
【解答】解：（1）入射角是入射光线与法线（垂直于反射面的线）的夹角。光线与桌面成30°角，则入射角为 90°﹣30°＝60°，
由于角度关系固定，无论发生漫反射还是镜面反射，入射角都一定为60°；
反射光线需要会聚到图像传感器上，凸透镜具有会聚光线的作用，而凹透镜会使光线发散。光电鼠标使用凸透镜实现聚焦；
光电鼠标依赖表面的漫反射来检测移动。较光滑的玻璃表面易发生镜面反射（光线集中反射），导致传感器无法捕捉足够的散射光线来跟踪移动，因此不适合使用；
（2）语音识别和指令处理是通过分析声音的内容（如词语含义）来实现的，这属于声音传递信息。声音传递能量则涉及物理作用（如超声波碎石），此处不适用；
声纹识别通过识别声音的独特特征来区分不同人，音色是声音的品质（由发声体结构决定，因人而异），而响度是声音大小，易变化且不唯一；
注视近处物体（如计算机屏幕）时，晶状体需变厚以增加屈光力，使光线聚焦在视网膜上。长时间保持较厚状态可能导致睫状肌疲劳，引发近视。
故答案为：（1）一定；凸；不适合；（2）信息；音色；厚。
题型7 近视眼的矫正
【典例1】（不定项选择）全民关爱眼睛，青少年若长期近距离看书，将导致眼睛的晶状体和角膜（相当于凸透镜）焦距比正常眼的要短。下列说法错误的是（ ）
A．此类眼睛应该用凸透镜矫正
B．远处物体在此类眼睛成像将在视网膜后面
C．将近视眼镜正对太阳光，能在纸上呈现一个很亮的光斑
D．人的眼球好像一架照相机，外界物体在视网膜上所成的像是倒立、缩小的实像
【答案】D
【解答】解：A．全民关爱眼睛，青少年若长期近距离看书，眼睛的晶状体和角膜（相当于凸透镜）焦距比正常眼的要短，折光能力更强，是近视眼，需要戴凹透镜矫正，故A错误；
B．近视眼看远处物体时，远处物体成像将在视网膜前面，故B错误；
C．近视眼镜是凹透镜，对光有发散作用，因此将近视眼镜正对太阳光，能在纸上呈现一个中间暗、边缘亮的光圈，故C错误；
D．人的眼球好像一架照相机，成倒立缩小的实像，外界物体在视网膜上所成的像是倒立、缩小的实像，故D正确。
故选：D。
【变式1】下列关于图所示光现象的描述不正确的是（ ）
A．表示矫正近视眼的光路示意图
B．我们看见水中鱼儿的位置比鱼儿的实际位置高
C．用放大镜看远处的物体时，像是缩小、倒立的
D．该同学眼睛到镜中“视力表”的距离是5.4m
【答案】D
【解答】解：A、图中配戴的是凹透镜，矫正的是近视眼，故A正确；
B、我们看到的水中的鱼，是由光的折射形成的虚像，在折射光线的反向延长线上，我们看见水中鱼儿的位置比鱼儿的实际位置高，故B正确；
C、放大镜是凸透镜，看远处的物体时，物体位于2倍焦距外，像是倒立、缩小的实像，故C正确；
D、从图示中可以看出，视力表距离平面镜2.5m，因为像距等于物距，可知视力表的像距离平面镜也为2.5m，而该同学距离平面镜2.5m﹣0.4m＝2.1m，
所以镜中视力表的像到该同学的距离为2.5m+2.1m＝4.6m，故D错误。
故选：D。
【变式2】人眼的角膜与晶状体共同作用相当于是一个凸透镜，当人眼看得清近处而看不清远处物体时，通常可以用 B.凹透 （选“A．凸透”、“B．凹透”）镜来进行矫正视力，还可以通过手术来 B.减弱 （选“A．增强”、“B．减弱”）眼睛对光的会聚作用。
【答案】B.凹透；B.减弱。
【解答】解：人眼的角膜与晶状体共同作用相当于是一个凸透镜，当人眼看得清近处而看不清远处物体时，表明是近视眼，其成因是眼睛对光的会聚作用过强，导致远处物体的像成在视网膜前方。凹透镜对光线有发散作用，通常可以用凹透镜来进行矫正视力，还可以通过手术来减弱眼睛对光的会聚作用，都会使远处物体所成的像出现在视网膜上。
故答案为：B.凹透；B.减弱。
题型8 远视眼的形成原因
【典例1】远视眼看近处物体时，晶状体和角膜对光线的共同作用及成像位置分别为（ ）
A．发散作用，成像在视网膜的前方
B．发散作用，成像在视网膜的后方
C．会聚作用，成像在视网膜的前方
D．会聚作用，成像在视网膜的后方
【答案】D
【解答】解：人的眼球中，晶状体和角膜对光线的共同作用相当于一个凸透镜，对光线有会聚作用；远视眼的成因是晶状体太薄，折光能力变弱，当看近处的物体时，来自近处物体的光经晶状体折射后，成像在视网膜后方，故D正确，ABC错误。
故选：D。
【变式1】如图的四幅图中，分别表示远视眼成像情况和矫正做法的是（ ）
A．③①B．③④C．②①D．②④
【答案】D
【解答】解：远视眼的晶状体较薄，会聚能力较弱，所以看近处的物体时，将像成在视网膜的后面，所以图②表示远视眼的成像情况；图③表示近视眼的成像情况；
远视眼需戴凸透镜矫正，所以图④表示远视眼矫正的做法，图①表示近视眼的矫正。
故选：D。
【变式2】保护好眼和耳有利于青少年准确地获取信息。下列有关眼和耳的说法正确的是（ ）
A．远视眼不戴眼镜能看清近处的物体
B．近视眼可以戴凹透镜加以矫正
C．声音可以通过真空传播到人耳
D．人耳可以听到次声波
【答案】B
【解答】解：A、远视眼不戴眼镜能看清远处的物体，故A错误；
B、近视眼是因为眼球的前后径过长，或晶状体去度过大，可以配戴凹透镜加以矫正，故B正确；
C、真空不能传播声音，声音不能通过真空传播到人耳，故C错误；
D、人耳的听觉频率范围是20～20000Hz，人耳听不到次声波，故D错误。
故选：B。
题型9 眼镜的度数
【典例1】戴近视镜的小强发现其眼镜与爷爷的老花镜外观相同，为了区分它们，他把其中一副眼镜靠近物理课本，发现课本上的文字变大了，则说明这副眼镜是 老花镜 （选填“近视镜”或“老花镜”）。若该眼镜的度数是200度，则该透镜的焦距为 0.5 m。
【答案】老花镜；0.5
【解答】解：近视镜是凹透镜，老花镜是凸透镜；因为凸透镜成像时，可以成正立放大的虚像，所以一副眼镜靠近物理课本，发现课本上的文字变大了，说明这副眼镜的镜片是凸透镜，即老花镜。
眼镜的度数是200度，透镜焦度
φ=眼镜的度数100=200100=2m−1
凸透镜的焦距为
f=1φ=12m−1=0.5m。
故答案为：老花镜；0.5。
【变式1】透镜焦度和度数
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做透镜的焦度，用Φ表示，即Φ=1f．如果某透镜的焦距是0.5m，它的焦度就是Φ=10.5m=2m﹣1，而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4m﹣1，它的焦距是0.25m．通常远视镜片的度数是正数，而近视镜片的度数是负数。
（1）如图所示是吴翔的眼睛看物体时的成像情况，则吴翔的眼睛是 近视眼 （近视眼/远视眼），需要佩戴 凹透镜 （凹透镜/凸透镜）来矫正；
（2）若吴翔所戴眼镜镜片的焦距为0.2m，该镜片的焦度为 5 m﹣1，度数为 ﹣500 度。
【答案】近视眼；凹透镜；5；﹣500
【解答】解：（1）如图，看远处物体时，像成在视网膜的前方，是近视眼的成像情况，是用凹透镜来矫正的。
（2）因为眼镜的度数等于焦距倒数的100倍，因此当一个凸透镜的焦距为0.2m时，它的度数是−1000.2=−500°；
因为眼镜的镜片为﹣500度，它的焦距0.2m，它的焦度是Φ=10.2m=5m﹣1。
故答案为：（1）近视眼；凹透镜；（2）5；﹣500。
【变式2】阅读材料，完成下列问题。
眼睛与眼镜的度数
如图甲所示是人的眼睛的结构图，它很像一架照相机，我们看物体时，是通过睫状肌的伸缩来调节晶状体的弯曲程度，改变晶状体的焦距，使不同远近的物体都能在像距相同的视网膜上生成清晰的倒立实像。
若睫状肌受损，我们便很难看清远处或近处的物体，此时可以通过佩戴眼镜的方式矫正视力，眼镜的镜片也是透镜，通常把透镜焦距（以米为单位）的倒数叫做透镜的焦度，用φ表示。如果某透镜的焦距是0.5m，它的焦度就是φ=1f=10.5m=2m﹣1；而镜片度数，就是镜片的透镜焦度乘100的值，如：100度远视镜片的透镜焦度是1m﹣1它的焦距是1m。
虽然配戴眼镜可以矫正视力，但也给我们的生活带来诸多不便，因此我们在生活中要养成健康用眼习惯，保护好我们的眼睛。
（1）眼睛很像一架照相机，眼球内的晶状体相当于一个 凸透镜 （填写光学元件名称），视网膜相当于光屏，它接收到的像是倒立、 缩小 的实像。
（2）与照相机不同，人眼是真正的变焦系统，人眼看近处物体时，睫状肌应 收缩 （选填“收缩”或“放松”），使晶状体变 厚 （选填“厚”或“薄”），焦距变 短 （选填“长”或“短”）。
（3）根据短文信息，下列说法中错误的是 C 。
A.透镜的焦距越短，对光的偏折能力越强；
D透镜的焦距越短，焦度越大；
C.透镜的焦距越长，镜片的度数越高；
D.透镜的焦度越大，镜片的度数越高。
（4）已知：远视镜片的度数是正数，近视镜片的度数是负数。小明同学配眼镜时的验光单上医师标注左眼焦度﹣3.00，右眼焦度﹣2.75，矫正视力1.0，则小明矫正视力需选用图乙中的 A （填字母）透镜，右眼所配镜片的度数是 ﹣275 度。
（5）小明的爷爷配的眼镜为+400度，它的焦距是 25 cm。他不戴眼镜看铅笔时，成像情况是图丙中的 B （选填字母）。
【答案】（1）凸透镜；缩小；（2）收缩；厚；短；（3）C；（4）A；﹣275；（5）25；B。
【解答】解：（1）眼睛很像一架照相机，眼球内的晶状体相当于一个凸透镜，视网膜相当于光屏，外界物体在视网膜上所成的像是倒立、缩小的实像；
（2）人眼晶状体的曲度可以调节，当看近处的物体时，睫状体收缩，晶状体变厚，折光能力变强，即焦距变小，也能使像成在视网膜上；
（3）AB、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；因焦度φ=1f，所以，透镜的焦距越短，焦度越大，故AB正确；
C、由文中信息可知，眼镜片的度数，就是镜片的透镜焦度乘以100的值，所以透镜的焦距越长，折光本领越小，透镜的焦度越小，镜片的度数越低，故C错误；
D、透镜的焦度越大，镜片的度数越高，故D正确。
故选：C；
（4）由材料中“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“可知，这个同学配的眼镜是近视镜；用图乙中的A为凹透镜，BC为凸透镜，D为平面镜，则小明矫正视力需选用图乙中的A透镜；
由表格数据可知，其右眼所配镜片的焦度﹣2.75，
则由文中信息可知，其右眼所配镜片的度数为﹣2.75×100＝﹣275度；
（5）因为眼镜的度数等于焦距倒数的100倍，φ=1f，即400=1f×100，
则f=100400m＝0.25m＝25cm；
小明的爷爷配的眼镜是老花镜，老花镜属于凸透镜，在丙图的B图入射光线会聚在视网膜的后方，B图表示了远视眼的成像情况。
故答案为：（1）凸透镜；缩小；（2）收缩；厚；短；（3）C；（4）A；﹣275；（5）25；B。
题型10 望远镜
【典例1】望远镜能对远处的物体进行视角放大，它利用两个焦距不同的凸透镜分别作为物镜和目镜，则物镜和目镜对被观察物体所成的像是（ ）
A．物镜和目镜都成虚像
B．物镜和目镜都成实像
C．物镜成倒立放大的实像
D．目镜成正立放大的虚像
【答案】D
【解答】解：望远镜望是由两组透镜组成，物镜成倒立、缩小的实像，与照相机的成像原理相同；目镜成正立、放大的虚像，与放大镜的成像原理相同。
故选：D。
【变式1】如图所示，小明正在模拟 望远镜 （选填“显微镜”或“望远镜”）的使用，其中目镜和物镜都是由 凸透镜 （选填“凸透镜”或“凹透镜”）制成的。
【答案】望远镜；凸透镜。
【解答】解：小明正在模拟的就是望远镜的使用，望远镜的目镜和物镜都是凸透镜制成的，物镜成物体倒立缩小的实像，这与照相机的成像原理相似；然后通过目镜成正立放大的虚像，这与放大镜的成像原理相似。
故答案为：望远镜；凸透镜。
【变式2】日食现象是由光的 直线传播 形成的；小明用天文望远镜观察日食现象，常用的天文望远镜的镜头有目镜和物镜，它们都是 凸 （选填“凸”或“凹”）透镜。
【答案】直线传播；凸。
【解答】解：日食是由光的直线传播形成的；常用的天文望远镜的镜头有目镜和物镜，它们都是凸透镜。
故答案为：直线传播；凸。
题型11 望远镜物镜的成像原理
【典例1】用如图所示的自制望远镜观察远近不同的物体时，需要拉动镜筒调节物镜和目镜间的距离。小陈同学从最远处观察某物体变为从较近处观察该物体时，物镜和目镜间的距离要 大 一些，该物体经物镜所成的像将 变大 （均填“变大”或“变小”）。
【答案】大；变大。
【解答】解：望远镜的物镜相当于照相机的镜头，成实像时，物距变小，像距变大，像变大；故当物体较近时，物镜和目镜间的距离要大一些，该物体经物镜所成的像将变大。
故答案为：大；变大。
【变式1】金金周末要去梭鱼湾足球场看球赛，为了获得更好的观看体验，准备自制一个望远镜。金金将制作材料拿到学校实验室，研究过程如下：
【项目提出】
制作一个放大倍率为2的望远镜。
【项目分析】
了解望远镜的基本原理，设计望远镜。
选择合适的器材，制作望远镜并调试。
【项目实施】
（1）了解望远镜的基本原理
①望远镜的构造
望远镜由两组凸透镜组成，靠近眼睛的叫作目镜，靠近被观测物体的叫作物镜。
②望远镜的原理，如图甲所示
物镜的作用是使远处的物体在焦点附近成实像，相当于 照相机 ，目镜的作用相当于一个 放大镜 ，用来把这个像放大。（均选填“照相机”、“投影仪”或“放大镜”）
③视角
我们能不能看清一个物体，它对我们的眼睛所成“视角”的大小十分重要，视角的大小不仅和物体本身的大小有关，还和物体到眼睛的距离有关，视角越大，对物体观察越清楚。因此，用望远镜观察物体时，会感到物体被放大了，主要是由于 B 。（选填A或B）
A.通过望远镜成的像比物大
B.像到观察者距离变小，视角变大
④望远镜的放大倍率
如图甲所示，这样的望远镜（开普勒望远镜）的放大倍率为n=f物f目。其中，f物是物镜的焦距，f目是目距的焦距。
（2）设计简易望远镜
①制作一个放大倍率为2的望远镜。
选择物镜和目镜。现有一个焦距为10cm、直径为4cm的凸透镜作为目镜，则物镜的焦距应为 20 cm。
②设计镜筒。镜筒可以设计成两段式可调节镜筒，让物镜的镜筒较目镜的镜筒粗一些，这样套在一起，便于在使用时调节，如图丙所示。观察最远处的物体时，两块凸透镜间的距离约等于两块凸透镜的焦距之和。观察较近处的物体时，两块凸透镜距离要 大 （大/小）一些。
（3）制作及调试
【项目拓展】
通过展示交流，发现使用望远镜时像是倒立的，于是新新设计了如图丁所示物镜与目镜不共轴、中部为空腔的结构，并依据如图戊所示的光路图，将平面镜安装到中部空腔，利用平面镜 能改变光路 的作用，观察到了正立的像。
【答案】（1）②照相机；放大镜；③B；（2）①20；②大；（3）能改变光路。
【解答】解：（1）了解望远镜的基本原理
①望远镜的构造
望远镜由两组凸透镜组成，靠近眼睛的叫作目镜，靠近被观测物体的叫作物镜。
②望远镜的原理，如图甲所示
物镜的作用是使远处的物体在焦点附近成实像，相当于照相机，目镜的作用相当于一个放大镜，用来把这个像放大。
③视角
我们能不能看清一个物体，它对我们的眼睛所成“视角”的大小十分重要，视角的大小不仅和物体本身的大小有关，还和物体到眼睛的距离有关，视角越大，对物体观察越清楚。因此，用望远镜观察物体时，会感到物体被放大了，主要是由于像到观察者距离变小，视角变大，故选B。
④望远镜的放大倍率
如图甲所示，这样的望远镜（开普勒望远镜）的放大倍率为n=f物f目。其中，f物是物镜的焦距，f目是目距的焦距。
（2）设计简易望远镜
①制作一个放大倍率为2的望远镜。
选择物镜和目镜。现有一个焦距为10cm、直径为4cm的凸透镜作为目镜，则物镜的焦距应为f物＝nf目＝2×10cm＝20cm。
②设计镜筒。镜筒可以设计成两段式可调节镜筒，让物镜的镜筒较目镜的镜筒粗一些，这样套在一起，便于在使用时调节，如图丙所示。观察最远处的物体时，两块凸透镜间的距离约等于两块凸透镜的焦距之和。观察较近处的物体时，两块凸透镜距离要大一些，即成的像要靠近目镜。
（3）制作及调试
【项目拓展】
通过展示交流，发现使用望远镜时像是倒立的，于是新新设计了如图丁所示物镜与目镜不共轴、中部为空腔的结构，并依据如图戊所示的光路图，将平面镜安装到中部空腔，利用平面镜能改变光路的作用，观察到了正立的像。
故答案为：（1）②照相机；放大镜；③B；（2）①20；②大；（3）能改变光路。
题型12 望远镜目镜的成像原理
【典例1】通过显微镜和天文望远镜（开普勒望远镜）观察物体时，得到的判断正确的是（ ）
A．用显微镜观察时像是正立的，用天文望远镜观察时像是倒立的
B．用显微镜观察时像是正立的，用天文望远镜观察时像是正立的
C．用显微镜观察时像是倒立的，用天文望远镜观察时像是正立的
D．用显微镜观察时像是倒立的，用天文望远镜观察时像是倒立的
【答案】D
【解答】解：显微镜的物镜相当于投影仪成倒立的放大的实像；目镜相当于放大镜，将投影仪成倒立的放大的实像再次放大，成正立的放大的虚像。
望远镜物镜相当于照相机成倒立的缩小的实像，这个实像正好落在目镜的焦点以内，这跟放大镜的成像原理相同，所以目镜起到将物镜成的缩小的实像再次放大的作用。
所以只有选项D是正确的。
故选：D。
【变式1】望远镜的物镜相当于一个 照相机 的镜头，显微镜的目镜相当于一个 放大镜 ，（以上两空均选填“照相机”、“投影仪”或“放大镜”），某同学在用显微镜观察洋葱的细胞组成时，发现物体的像太小，看不清楚，这时他应该使物镜 靠近 （选填“靠近”或“远离”）物体目镜远离物镜一些。
【答案】照相机；放大镜；靠近
【解答】解：
（1）用望远镜观察远处物体时，物体通过物镜成的是倒立、缩小的实像，望远镜的物镜相当于照相机的镜头；
显微镜的物镜成的是倒立、放大的实像，相当于幻灯机的镜头；
显微镜和望远镜的目镜成正立、放大的虚像，都相当于一个放大镜；
（2）显微镜的物镜是将物体成一个倒立缩小的实像，相当于照相机的镜头，根据“物近像远像变大”的规律，应缩小物距，才能使像变大；
显微镜的目镜是起一个放大镜的作用，以物镜所成的像为物体，再进行二次成像，此时的“物体”在目镜的焦距之内，根据放大镜“物近像远像变大”的规律，应使目镜远离物镜一些。
故答案为：照相机；放大镜；靠近。
【变式2】经常玩手机，会引起视力严重下降，看物体模糊不清，经眼科医生研究发现看物体的像成在视网膜的前方，这种病变称为 近 视眼，其原因是晶状体变厚，应配戴 凹 透镜矫正。在体育场看球赛，如果用普通望远镜观看，目镜成的像是 虚像 （选填“虚像”或“实像”）。
【答案】近；凹；虚像
【解答】解：近视眼的表现是只能看清楚近处的物体，看不清远处的东西，是由于晶状体太厚，其折光能力太强，这是近视眼；若想使得像成在视网膜上，即需要让原来的光线发散一些，由于凹透镜对光线有发散的作用，故用凹透镜来矫正近视眼；
望远镜的目镜相当于是放大镜，成的是虚像。
故答案为：近；凹；虚像。
过 关 验 收
小明拍照所用的照相机，其镜头是 凸 透镜，图中的 a、c、f 也属于该类透镜。拍照时，物体离相机镜头的距离需 大于 2倍焦距（选填“大于”“等于”或“小于”）。小明给妈妈拍摄了一张半身像，接下来要拍摄全身像，则应该让妈妈站的 远 些（选填“近”或“远”），这样可以使所成的像 变小 （选填“变大”、“不变”或“变小”）。
【答案】凸；a、c、f；大于；远；变小
【解答】解：小明拍照所用的照相机，其镜头是凸透镜，中间厚、边缘薄的透镜是凸透镜，图中的a、c、f也属于凸透镜；
根据凸透镜成像规律及其应用可知，拍照时，物体离相机镜头的距离需大于2倍焦距，
小明给妈妈拍摄了一张半身像，接下来要拍摄全身像，像变小，需要增大物距，同时减小像距，这时他应该离相机远些。
故答案为：凸；a、c、f；大于；远；变小。
“生活处处有物理，留心观察皆学问”，下面是小明发现生活中所涉及的光学知识。
（1）小明用高倍放大镜观察正在播放节目的彩色电视机屏幕，看到屏幕上排列着许多由红、 绿 、蓝组合而成的发光点；
（2）小明利用平面镜、较深的盆和水等器材研究光的色散实验，在盆中盛水后，在盆边斜放一个平面镜，使太阳光照射在水中的平面镜上，并反射到白色的竖直墙缺上，发现墙壁上有彩色的光带，这种现象叫光的 色散 ，小华稍用力敲动盆子，使盆在原位置迅速地做微小振动，墙壁上的彩色光带将 消失 （选填“振动”、“消失”或“不变”）。
（3）用照相机拍摄操场上远处的同学，调节镜头后胶片上呈现清晰的 倒 立、缩小的 实 像。保持照相机不动，若该同学水平向右运动，则像相当于镜头水平向 左 运动。
【答案】（1）绿；（2）色散；消失；（3）倒；实；左。
【解答】解：（1）用放大镜观察彩色电视画面，可以发现是由红、绿、蓝组合而成的发光点；
（2）小明利用平面镜、较深的盆和水等器材研究光的色散实验，在盆中盛水后，在盆边斜放一个平面镜，使太阳光照射在水中的平面镜上，并反射到白色的竖直墙壁上，发现墙壁上有彩色的光带，这种现象叫光的色散；
盆在原位置迅速地做微小振动时，水面不再是平面，镜面上方的水不再是规则的三棱镜，光在不平的水面上会发生漫反射，使得各种颜色的光复合成白光，使得彩色光带消失；
（3）用照相机拍摄操场上远处的同学，根据凸透镜成像规律可知，调节镜头后胶片上呈现清晰的倒立、缩小的实像；
照相机不动，若该同学水平向右运动，则像相当于镜头水平向左运动。
故答案为：（1）绿；（2）色散；消失；（3）倒；实；左。
学习光学后，小明完成了各种神奇的光学小制作，请你运用所学知识尝试揭秘。
（1）如图甲小明制作了一个魔术盒，把纸币从空箱顶端的投币口投入，结果纸币“不翼而飞”，这是因为魔术箱中有一块 平面镜 （选填“玻璃板”或“平面镜”），它与箱底的夹角为 45 度；运用光的 反射 原理。
（2）图乙也是一只魔术箱，同一水平线上箱的左右两侧各有一个小孔，一束光从左侧小孔射入、右侧小孔射出，现将一块遮光板从顶部的窄缝插入箱中，正好与入射光线位于同一高度，光仍从右孔射出，A、B、C三种设计方案中能完成该魔术的有 AC 。（多选）
（3）小明用两块平面镜和纸筒制作了一个潜望镜，将之置于室内窗户下方，观察窗外风景，请在图中画出两块平面镜的摆放位置。
（4）如图所示，小明将易拉罐两端剪去，前端粘一个凸透镜，做成一个前筒，然后用硬纸板围成一个直径稍小的圆筒在后端蒙上一层塑料薄膜，作为后筒插到前筒中，这样就做成了模型照相机。
①小明拿着照相机在离光源较远的地方进行观察，使透镜正对光源，前后移动后筒，可以在薄膜上看到光源清晰的倒立、 缩小 的实像。
②小明将照相机向远离光源的方向移动较远的距离，并且使后筒 靠近 前筒（选填“远离”或“靠近”），才能再一次成清晰的像；
③当LED灯离凸透镜40厘米时，在后筒塑料膜上可得到一个倒立的，缩小的实像，此时塑料膜离该透镜的距离可能为（ ABC ）
A．15厘米 B．20厘米 C．30厘米 D．60厘米
（5）小明设计如图所示的方案自制“手机投影仪”
①为选择焦距合适的凸透镜，小明利用太阳光测量凸透镜焦距，其中最合理的是（ A ）
A．B.C.
②用作图法在图中画出主光轴上竖直放置的物体AB“↑”经投影仪的镜头折射后所成的像A′B′。
③若凸透镜物距是20cm，为了能在屏幕上得到清晰、放大的像，可选择凸透镜的焦距为（ B ）
A．
④为了投影仪使用过程中具有良好的观影效果，手机应该选择图中 乙 （填“甲”或“乙”）的放置方式。
⑤选择 白墙 （选填“光滑的白板”或“白墙”）作为屏幕，是因为光发生 漫 反射时，从各个方向都能观影。
⑥为了让投在光屏上的画面更大一些并清晰，应该如何调节？ 投影仪远离屏幕，同时镜头靠近手机 。
【答案】（1）平面镜；45；反射；
（2）AC；
（3）；
（4）缩小；靠近；ABC；
（5）A；；B；乙；白墙；漫；投影仪远离屏幕，同时镜头靠近手机。
【解答】解：（1）从甲图观察口看到正前方是方格子，整体好像是一个空箱子，甲图中的空箱子是利用平面镜成像得到的，平面镜将箱内分为前后两部分，45度倾斜放置时，平面镜反射箱底的方格，使观察者误以为箱底就在前方，投入的纸币落在平面镜后方，因此“不翼而飞”，原理是光的反射，实际上纸币在平面镜后面，观众不能看见平面镜后面的纸币；
（2）A．图中平行于主光轴的入射光线，折射后通过焦点，通过焦点的光线经凸透镜折射后将平行于主光轴可以实现一束光从左侧的小孔射入，将一块遮光板从顶部的窄缝插入箱中，正好挡住光线，可光仍从右孔射出，故A符合题意；
B．图中为一凹透镜和一凸透镜，左边的凹透镜对光线有发散作用，而图中凹透镜对光线却有会聚的作用，因此实现不了，故B不符合题意；
C．图中有两个凹透镜，凹透镜对光线有发散作用，平行于主光轴的光线经凹透镜折射后，其折射光线的反向延长线过焦点，延长线过另一侧焦点的光线经凹透镜折射后将平行于主光轴，故C符合题意。
故选：AC。
（3）潜望镜的两块平面；
镜平行放置，均与水平方向成45度，上方入口处的平面镜镜面斜向下，下方出口处的平面镜镜面斜向上，如图所示
（4）模型照相机工作原理是u＞2f，根据凸透镜成像规律可知，成倒立、缩小的实像。
根据凸透镜成像规律，“物远像近像变小”，照相机远离光源，物距变大，像距需要变小，因此后筒要靠近前筒。
物距u＝40cm时，成倒立、缩小的实像，说明u＝40cm＞2f，
当LED灯离凸透镜40厘米时，成一个缩小、倒立的实像，所以u＝40cm＞2f，解得f＜20cm。此时像距在一倍焦距和二倍焦距之间，故像距为最大不超过40cm，故ABC符合题意，D不符合题意。
故选：ABC。
（5）测量焦距时，需要让凸透镜正对太阳光，使太阳光平行于主光轴入射，在另一侧白纸上承接最小最亮的光斑，故A符合题意，BC不符合题意。
故选：A。
AB位于一倍焦距和二倍焦距之间，作两条特殊光线，一条从A作平行于主光轴的光线，折射后过右侧焦点F；另一条从A作过光心的光线，传播方向不变。两条折射光线的交点就是A的像点A′，同理得到B的像点B′，连接A′B′即为倒立、放大的实像，位于透镜右侧二倍焦距之外，如图所示：
投影仪成像条件为物距在一倍焦距和二倍焦距之间，成倒立、放大的实像，已知物距u＝20cm，则f＜u＝20cm＜2f
解得10cm＜f＜20cm，故AC不符合题意，B符合题意。
故选：B。
凸透镜成实像时，像与物上下颠倒；为了使投影仪使用过程中具有良好的观影效果，手机应该倒着放，故应选择乙的放置方式；
白墙表面粗糙，光照射后发生漫反射，反射光射向各个方向，各个位置都能看清像。
根据“物近像远像变大”，要得到更大的清晰像，需要增大像距，即投影仪远离屏幕，同时减小物距，即镜头靠近手机。
故答案为：（1）平面镜；45；反射；
（2）AC；
（3）；
（4）缩小；靠近；ABC；
（5）A；；B；乙；白墙；漫；投影仪远离屏幕，同时镜头靠近手机。
如图所示，在鉴定文物时，考古学家常用放大镜观察文物的细微部分，这时像与物位于凸透镜的 同侧 （选填“同侧”或“异侧”）；要想让看到的像更大些，应该将放大镜离裂纹稍微 远 些。
【答案】同侧；远
【解答】解：放大镜成像时，像与物体在凸透镜的同一侧；要想像变大，就要增大物距，将放大镜离裂纹稍微远些。
故答案为：同侧；远。
放大镜是生活中常见的凸透镜，结合图示以及下表中的数据回答问题。
（1）根据上表中凸透镜成虚像时的数据，可得物距和像距的变化关系为凸透镜成虚像时， 物距越大，像距越大 。
（2）物理课本在物距L1时成放大正立的像，在物距L2时成倒立缩小的像，请比较L1、L2的大小关系并说明理由。 L1＜L2，成放大正立的虚像时，物距小于焦距；成倒立缩小的实像时，物距大于二倍焦距 。
（3）某同学用放大镜进一步观察物理书封面。他将放大镜从靠近书本的位置到逐渐远离，则他所看到的像（图（b））的先后顺序应该是 甲、丁、丙、乙 。
【答案】（1）物距越大，像距越大；（2）L1＜L2，成放大正立的虚像时，物距小于焦距；成倒立缩小的实像时，物距大于二倍焦距；（3）甲、丁、丙、乙。
【解答】解：（1）根据表格中凸透镜成虚像时的数据，可得物距和像距的变化关系为凸透镜成虚像时，物距越大，像距越大。
（2）物理课本在物距L1时成放大正立的像，在物距L2时成倒立缩小的像，请比较L1、L2的大小关系并说明理由：L1＜L2，成放大正立的虚像时，物距小于焦距；成倒立缩小的实像时，物距大于二倍焦距。
（3）物理书在距凸透镜1倍焦距以内时，成正立、放大的虚像；
凸透镜逐渐远离物理书时，处在1倍和二倍焦距之间成倒立、放大的实像；
当物理书刚好处在2倍焦距时，成倒立、等大的实像；
当物理书处在大于2倍焦距时成倒立、缩小的实像；
因此他所看到的像的先后顺序应该是甲、丁、丙、乙。
故答案为：（1）物距越大，像距越大；（2）L1＜L2，成放大正立的虚像时，物距小于焦距；成倒立缩小的实像时，物距大于二倍焦距；（3）甲、丁、丙、乙。
人眼前端的晶状体和角膜的共同作用相当于一个 凸透镜 ，当人从看远处景物转向看近处景物时，物距 变小 （选填“变大”“变小”或“不变”），通过 睫状肌 （选填“睫状肌”“角膜”或“眼轴”）调节晶状体的弯曲程度使焦距 变小 （选填“变大”“变小”或“不变”），从而使光重新会聚在视网膜上，清晰成像。
【答案】凸透镜；变小；睫状肌；变小。
【解答】解：人的眼睛像一架神奇的照相机，晶状体和角膜相当于凸透镜，外界物体在视网膜上成倒立、缩小的实像。
当人从看远处景物转向看近处景物时，物距变小。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，通过睫状肌调节晶状体的弯曲程度，增大晶状体的会聚功能，即使晶状体的焦距变小。
故答案为：凸透镜；变小；睫状肌；变小。
看电影时，小赵发现有些画面细节看不清，怀疑自己可能是近视了。
（1）如图（a）人眼结构中相当于凸透镜的是（ B ），相当于光屏的是（ D ）
A.晶状体
B.睫状体
C.玻璃体
D.视网膜
（2）眼睛是一个相当复杂的生物光学仪器，从功能上看非常类似于（ B ）
A.显微镜
B.照相机
C.投影仪
D.放大镜
（3）视力正常的人在看远处的物体时，睫状体会放松，晶状体变 薄 （选填“薄”或“厚”），晶状体的焦距变 长 （选填“长”或“短”），使像清晰地成在视网膜上；而近视的人由于眼睛屈光能力异常，会使像成在视网膜 前 （选填“前”或“后”），导致看远处物体模糊不清。
（4）近视和远视可以用凹、凸透镜进行矫正，请在图（b）中画出对应的折射光线。
（5）若小赵同学真的近视了，请在图（c）中虚线框中画出需要佩戴的透镜，并画出矫正后通过晶状体的折射光线。
【答案】（1）B；D；（2）B；（3）薄；长；前；（4）；（5）。
【解答】解：（1）（2）人的眼球好像一架照相机，晶状体和角膜的共同作用相当于一个凸透镜，视网膜相当于光屏；通过改变晶状体的厚度，外界物体在视网膜上所成的像是倒立、缩小的实像；
（3）视力正常的人在看远处的物体时，睫状体会放松，晶状体变薄，晶状体的焦距变长，使像清晰地成在视网膜上；
若近距离用眼时间过长，会使眼球晶状体的曲度过大，或使眼球前后径过长，使远处物体反射来的光线形成的物像，落在视网膜的前方，因此不能看清远处的物体，从而形成近视。
（4）对于凹透镜，过光心的光线传播方向不改变，行于主光轴的光线经凹透镜折射后，其折射光线的反向延长线过焦点，
平行于主光轴的光线经凸透镜折射后将过焦点，如图所示：
（5）近视眼是晶状体曲度变大，会聚能力增强，即折光能力增强，像呈在视网膜的前方，应佩戴发散透镜，使光线推迟会聚，使像成在视网膜上，如图所示：
。
故答案为：（1）B；D；（2）B；（3）薄；长；前；（4）；（5）。
阅读短文，回答下列问题。
近视眼激光矫正术
近视眼激光手术是临床常用的矫正近视的手术，主要是利用激光能够精确切削组织的特性，用光束重塑角膜曲率，从而达到矫正近视的目的。治疗近视眼使用的是准分子激光，它是一种能够精确聚焦和控制的紫外线光束，其切削精度非常高，每个光脉冲切削深度为0.2微米（1米＝106微米）。准分子激光又是冷光源，不会产生热量，因而对切削部分的周围组织不会造成损伤。
激光治疗是在电脑控制下进行的，医生在治疗前将近视度数输入电脑，由电脑来控制切削的范围和深度，指挥激光器发出一系列的激光脉冲照射到角膜上，在角膜中心削出一个光滑的平面，每个脉冲切除一薄层中心角膜组织，多个脉冲照射到角膜组织上以后，使角膜曲率变平，矫正原有屈光误差，使患者看到清晰的物体。
（1）眼睛像一架照相机，来自物体的光会在视网膜上形成一个 倒立 的像（选填“正立”或“倒立”）。如果长期不注意用眼卫生，眼睛调节功能变差，像会成在视网膜 前 （选填“前”或“后”），从而造成视觉模糊导致近视。
（2）医生用激光治疗近视眼，因为激光具有 精确切削组织 的特性。利用激光切削角膜，使角膜曲率 变平 ，让晶状体和角膜构成的凸透镜的焦距变 大 （选填“大”或“小”），可以让像成在视网膜上。
【答案】（1）倒立；前；（2）精确切削组织；变平；大。
【解答】解：（1）眼睛像一架照相机，来自物体的光会在视网膜上形成一个倒立、缩小的实像，如果长期不注意用眼卫生，眼睛调节功能变差，像会成在视网膜前，从而造成视觉模糊导致近视；
（2）医生用激光治疗近视眼，因为激光具有精确切削组织的特性，利用激光切削角膜，使角膜曲率变平，让晶状体和角膜构成的凸透镜的焦距变大，可以让像成在视网膜上。
故答案为：（1）倒立；前；（2）精确切削组织；变平；大。
小王到眼镜店进行视力检查及配镜
（1）如图是小王检查视力的情景。查阅资料知，使用视力表检查视力时，科学的标准化距离是5～6m，这是国际通用的标准设计，所以这次视力检查 符合 （选填“符合”或“不符合”）标准。
（2）身高为1.72m的小王做完视力检查后站起，并走到距平面镜1m处，则他在平面镜中所成的像到小王的距离为 2 m。
（3）小王佩戴眼镜后深知爱眼护眼的重要性，他查询到人的眼球结构如图甲所示，眼睛主要依靠睫状肌调节晶状体的厚度使像成在视网膜上。
①他组装如图乙的实验装置探究眼睛的视物原理，其中用点燃的蜡烛代替物体，水透镜模拟眼睛中的 晶状体 ，光屏模拟眼睛中的 视网膜 。现将水透镜放在光具座上，点燃蜡烛，调节器材高度，使光源的中心、透镜的中心和光屏的中心在 同一高度 。
②调节器材至图乙所示，光屏上出现清晰的像，可以推测水透镜的焦距可能为（ B ）
③接着将光源靠近透镜模拟眼睛观察近处的物体，为了在光屏上再次得到清晰的像，需往水透镜 注水 （选填“注水”或“抽水”）使其焦距 变小 （选填“变大”或“变小”），会聚本领变 强 。
④眼睛长期近距离工作，睫状肌处于紧张状态，晶状体变凸无法恢复，从而形成近视眼。近视眼看远处时，像会成在视网膜的 前方 （选填“前方”或“后方”）。请在图丙中画出光线经过两种透镜后的光路图，根据两种透镜对光的作用，近视眼矫正视力应选择图丙中的 A 透镜（选填“A”或“B”）。
【答案】（1）符合；
（2）2；
（3）①晶状体；视网膜；同一高度；②B；③注水；变小；强；④前方；；A。
【解答】解：（1）由图1可知，视力表到平面镜的距离是2.7m，故视力表的像到平面镜的距离是2.7m，视力表的像和他之间的距离为2.7m+2.3m＝5.0m，
科学的标准化距离是5﹣6米，这是国际通用的标准设计。所以这次视力检查符合要求。
（2）平面镜成像时，像和物体到平面镜的距离相等，小王距平面镜1m，则小王的像距离平面镜也是1m，他在平面镜中所成的像到小王的距离为1m+1m＝2m
（3）①水透镜模拟眼睛的晶状体起折射作用，光屏模拟视网膜成实像，实验中需调节三者中心在同一高度，使像成在光屏中央。
②图乙中物距大于像距，且成实像，由凸透镜成像规律可知，此时成倒立、缩小的实像，蜡烛到水透镜的距离，即物距u＝40.0cm，水透镜到光屏的距离，即像距v＝20.0cm，根据u＞2f，f＜v＜2f计算可得10cm＜f＜20cm，故B正确，ACD错误。
故选：B。
③光源靠近透镜（物距减小），为了在光屏上再次得到清晰的像，像距应增大，眼睛通过睫状体调节晶状体厚度（焦距变小），使像成在视网膜上，因此需减小水透镜的焦距，往里注水，使会聚能力变强。
④近视眼的成因是由于晶状体对光的会聚能力过强，成像于视网膜的前方；因此需要用凹透镜进行矫正，应该选择图中的A。
由透镜的特殊光线可知，平行于凸透镜主光轴的光经过折射后通过焦点，经过光心的光传播方向不变；平行于凹透镜的光经过折射后发散，折射光线的延长线通过焦点。如图所示：
故答案为：（1）符合；
（2）2；
（3）①晶状体；视网膜；同一高度；②B；③注水；变小；强；④前方；；A。
爷爷是个远视眼，来自远处某点的光会聚在爷爷眼睛视网膜的 后 （选填“前”或“后”）方，爷爷需要配戴由 凸 透镜片制成的眼镜来矫正。
【答案】后；凸
【解答】解：爷爷是远视眼，只能看清远处的物体，看不清近处的物体，远视眼的晶状体较薄，会聚能力较弱，看近处的物体时，将像成在视网膜的后面，对远视眼的矫正可通过凸透镜对光线的会聚作用进行矫正。
故答案为：后；凸。
通常的望远镜（或显微镜）可看着由 两 个凸透镜组成的，其中靠近眼睛的透镜叫 目 镜。
【答案】两；目
【解答】解：望远镜、显微镜都至少有两个透镜组成，其中显微镜中靠近眼镜的叫做目镜，靠近被观察物体的叫物镜。
望远镜中对着远处物体的一组叫做物镜，对着眼睛叫做目镜。
故答案为：两；目镜。
【项目提出】
科学家利用巨大的天文望远镜接收来自遥远星系的信息。通过分析这些信息，人们对宇宙了解得越来越深入了。请你根据透镜成像的知识，利用两块焦距不同的凸透镜制作一个简易单筒望远镜。
【项目分析】
Ⅰ.了解望远镜的基本原理。
Ⅱ.设计一个如图1所示的望远镜，能够用它观察校园内 远处 （填“近处”或“远处”）的物体。
Ⅲ.选用合适器材，制作一个望远镜并进行调试。
【项目实施】
（一）了解望远镜的基本原理
ⅰ.望远镜被誉为“洞察宇宙的眼睛”。
（1）如图2是望远镜的结构图，请你在图中标出“目镜”“物镜”的位置。
（2）如图3是望远镜成像的原理图，图中L1是物镜，L2是目镜。分析原理图可知物镜的作用相当于 照相机 （填“放大镜”“投影仪”或“照相机”）的镜头，成 缩小 （填“放大”“缩小”或“等大”）的像；此时物镜的像相当于放在目镜前的物，此时目镜的物距u与目镜焦距f的关系是 u＜f 。
ⅱ.人眼看同一个物体，会出现“近大远小”的现象，这和物体与人的眼睛所成视角的大小有关，如图4所示。同一个物体离人眼越远时，视角越 小 。当人离不同大小的物体一样远时，视角也会不同，物体越大，视角越 大 。望远镜的物镜所成的像离观察者很近，再加上目镜所成像的作用，使得观察的视角变 大 ，从而能看清远处的物体。（均填“大”或“小”）
ⅲ.如图5所示是小明制作的简易望远镜，物镜的焦距为20cm，放大倍率为2，则目镜的焦距为 10 cm，小明通过简易望远镜看到远处物体的 虚像 （填“实像”或“虚像”）。
（二）设计简易望远镜
ⅳ.小点按照以下步骤设计一个简易的望远镜。
步骤一 确定望远镜的放大倍率
（3）小点经过学习了解到，在制作望远镜时，为了让成像质量好一些，放大倍率为2∼3倍即可，以下三块透镜中，选择 甲、丙 两块透镜更合适，此时放大倍率为 2 。
凸透镜甲：焦距为10cm，直径约为4cm
凸透镜乙：焦距为15cm，直径约为4.5cm
凸透镜丙：焦距为20cm，直径约为5cm
步骤二 选择物镜和目镜
（4）应选择焦距较 大 的凸透镜作为物镜，选择焦距较 小 的凸透镜作为目镜。在选择凸透镜时，物镜应该选择直径较 大 的透镜。（均填“大”或“小”）
步骤三 设计镜筒
（5）如图6所示，用望远镜观察远近不同的物体时，为了调节两块凸透镜间的距离，镜筒可以设计成 两 段。望远镜物镜的镜筒较目镜的镜筒 粗 （填“粗”或“细”）一些。两块凸透镜间的距离约等于两块凸透镜焦距 之和 （填“之和”或“之差”）。
（三）制作及调试望远镜
ⅴ.制作
（6）制作两个纸筒，使其中一个纸筒能插入另一个纸筒，并能在其中自由滑动，将两块透镜分别固定在两个 纸筒 上。
（7）将 目 镜筒插入 物 镜筒，使得两个镜筒插合在一起，就制成了望远镜（如图7所示）。（均填“物”或“目”）
ⅵ.试用与调试
将 目 （填“物”或“目”）镜放到眼前，通过望远镜观察远处的物体，观察过程中不断调节目镜与 物镜 （填“物镜”或“物体”）之间的距离，直到在望远镜中看到远处清晰的 倒立 （填“正立”或“倒立”）的像。
【展示交流】
ⅶ.项目化学习小组从实验室找到几块透镜准备自制一个望远镜。
（8）如图8甲所示，将某透镜放在点光源与光屏中间，此时屏上呈现一个比透镜尺寸大的圆形光斑，将光源向 左 （填“左”或“右”）移动，若观察到 光斑变大 的现象，则该透镜为凸透镜。
（9）选出一对焦距合适的凸透镜作为物镜和目镜，按照如图8乙所示方法组装成一个望远镜。小明用望远镜观察天空星星时发现镜中视野范围较小，很难找到目标，为此，他用两块相同的带开口的挡板制作了一个寻星装置，安装在望远镜套筒上后，借助挡板（图8丙所示）能快捷寻找目标，并将目标锁定在望远镜视野中，下列设计的各挡板中最适合的是 C 。
A.
B.
C.
D.
（10）小明用该望远镜看远处物体时，发现像与物相比较上下、左右都颠倒了，为使看到的像与物相比不失真，老师建议他将望远镜设计成物镜与目镜不共轴、中部为空腔的形状（图8丁所示），再利用几片小平面镜，安装到中部空腔内以改变光路，可以满足要求。
小明按照图8戊所示方法，将两块平面镜彼此平行安装在空腔中，你认为这样制作能够达到要求吗？ 不能 （如果能请说明理由；如果不能，请保留图上可取的设计，对无用的设计打“×”，并补上接下来的设计只需补上一步即可），且至少需要 4 块平面镜。
【答案】【项目分析】Ⅱ.远处；
【项目实施】ⅰ.望远镜被誉为“洞察宇宙的眼睛”。
（1）
；
（2）照相机；缩小；u＜f；
ⅱ.小；大；大；ⅲ.10；虚像；
（二）设计简易望远镜
（3）甲、丙；2；（4）大；小；大；（5）两；粗；之和；
（三）制作及调试望远镜
（6）纸筒；（7）目；物；
ⅵ.试用与调试
目；物镜；倒立；
（8）左；光斑变大；（9）C；
（10）不能；4。
。
【解答】解：【项目分析】
Ⅱ.如图1所示的望远镜，用来观察远处的物体；
【项目实施】
ⅰ（1）靠近眼睛的透镜为目镜，远离眼睛的透镜为物镜，如下图：
；
（2）望远镜的物镜相当于一个照相机，远处的物体经物镜折射后，形成的像在1f'和2f之间，物离物镜越远，形成的像越靠近一倍焦距，倒立所小的实像；物镜形成的像落在了目镜的1f之内，通过目镜所成的像为放大正立的虚线，故目镜的物距u与目镜焦距f的关系是u＜f；
ⅱ.人眼看同一个物体，会出现“近大远小”的现象，这和物体与人的眼睛所成视角的大小有关，同一个物体离人眼越远时，视角越小；当人离不同大小的物体一样远时，视角也会不同，物体越大，视角越大；望远镜的物镜所成的像离观察者很近，再加上目镜所成像的变大，使得观察的视角变大，能看清楚远处的物体；
ⅲ.望远镜的放大倍数等于物镜焦距除以目镜焦距，物镜的焦距为20cm，放大倍率为2，所以目镜焦距为10cm，；通过目镜所得的像是正立放大的虚像；
（3）为了让成像质量好一些，放大倍率为2∼3倍，所以选择丙做物镜，甲做目镜；放大倍率为2；
（4）应该用焦距较大凸透镜的做物镜，焦距较小的凸透镜做目镜；在选择凸透镜时，物镜应该选择直径较大的视角大；
（5）用望远镜观察远近不同的物体时，为了调节两块凸透镜间的距离，镜筒可以设计成两段；望远镜物镜的镜筒较目镜的镜筒粗些，通过物镜形成的倒立缩小的实像很靠近1倍焦距，此像落在目镜的1倍焦距之内，为了形成像更大些，像靠近目镜的1倍焦距，故两块凸透镜间的距离约等于两块凸透镜焦距之和；
（6）制作两个纸筒，使其中一个纸筒能插入另一个纸筒，并能在其中自由滑动，将两块透镜分别固定在两个纸筒上；
（7）将目镜筒插入物镜筒，使得两个镜筒插合在一起，就制成了望远镜；
ⅵ.试用与调试
将目镜放在眼前，通过望远镜观察远处的物体，观察过程中不断调节目镜与物镜之间的距离，根据图3可知，直到在望远镜中看到远处清晰的倒立的像（与远处物体相比，像是倒立的）；
【展示交流】
（8）根据凸透镜成像规律，若点光源向左移动，光斑变大，说明透镜一定是凸透镜；
（9）为了增大视场范围，应该选择开口较大的三角缺口，可以有效防止其他光线的干扰；故选C。
（10）将两块平面镜彼此平行安装在空腔中，并不能保证图像不失真；应将平行平面镜改为两组垂直放置的平面镜，经两次反射得到清晰不失真的图像。至少需要4块平面镜，如下图所示（只画出了一组平面镜）
故答案为：【项目分析】Ⅱ.远处；
【项目实施】ⅰ.望远镜被誉为“洞察宇宙的眼睛”。
（1）
；
（2）照相机；缩小；u＜f；
ⅱ.小；大；大；ⅲ.10；虚像；
（二）设计简易望远镜
（3）甲、丙；2；（4）大；小；大；（5）两；粗；之和；
（三）制作及调试望远镜
（6）纸筒；（7）目；物；
ⅵ.试用与调试
目；物镜；倒立；
（8）左；光斑变大；（9）C；
（10）不能；4。
。
如图表示一种光学仪器的原理，图中L1是物镜，L2是目镜。这种仪器是 望远镜 （填“望远镜”或“显微镜”），目镜的作用相当于 放大镜 （填“放大镜”或“投影仪”）。
【答案】望远镜；放大镜
【解答】解：由图可见，远处的物体先通过物镜使物体成一倒立、缩小的实像，然后用目镜把这个实像再放大（正立、放大的虚像），就能看清很远处的物体了，这就是望远镜的原理，目镜相当于一个放大镜。
故答案为：望远镜；放大镜。
题型1 照相机
题型2 投影仪
题型3 放大镜
题型4 水凸透镜
题型5 眼睛的视物原理
题型6 近视眼的形成原因
题型7 近视眼的矫正
题型8 远视眼的形成原因
题型9 眼镜的度数
题型10 望远镜
题型11 望远镜物镜的成像原理
题型12 望远镜目镜的成像原理
解｜题｜知｜识
照相机：
（1）照相机的镜头是凸透镜；
（2）物体到透镜的距离（物距）大于二倍焦距，成缩小、倒立的实像；
解｜题｜知｜识
投影仪：
（1）投影仪的镜头是凸透镜；
（2）物体到透镜的距离（物距）大于一倍焦距，小于二倍焦距，成放大、倒立的实像；
解｜题｜知｜识
放大镜：
（1）放大镜是凸透镜；
（2）物体到透镜的距离（物距）小于一倍焦距，成放大、正立的虚像；
解｜题｜知｜识
水凸透镜的原理主要基于光的折射和透镜的会聚作用。当光线从空气中进入水中时，由于两种介质的折射率不同，光线的传播方向会在交界处发生变化。这种变化使得圆柱形的水柱相当于一个凸透镜，能够在某个距离区间内使观察到的图像发生折射，从而看到放大的物体。此外，装有水的瓶子在水平方向上由于中间厚两边薄的结构，类似于凸透镜的会聚作用，使得观察到的物体成像左右颠倒，而上下无明显变化
解｜题｜知｜识
眼睛好像一架照相机。眼睛观察物体时，物距大于二倍焦距，物体发射活反射的光进入人眼，经晶状体和角膜折射后，在视网膜上形成一个倒立、缩小的实像。视网膜上的感光细胞受到光的刺激产生信号，视神经把这个信号传输给大脑，我们就看到了物体。
解｜题｜知｜识
近视眼特点：只能看清近处的物体，看不清远处的物体。
形成原因：晶状体太厚，折光能力太强，或眼球前后方向上太长，成像在视网膜的前方，如图：
解｜题｜知｜识
矫正方法：佩戴凹透镜，使进入眼睛的光线发散一些后再通过晶状体，使像成在视网膜上．
解｜题｜知｜识
近视眼特点：只能看清远处的物体，看不清近处的物体。
形成原因：晶状体太薄，折光能力太弱，或眼球前后方向上太短，成像在视网膜的后方，如图：
解｜题｜知｜识
【知识点的认识】
焦度的概念：透镜焦距的倒数，用Φ表示
焦度的公式：Φ=1f（f用“m”做单位）
焦度的单位：m﹣1
眼睛的读数：焦度乘100的值
度数的公式：D＝100Φ=100f
备注：本处计算公式适用于近视镜和远视镜，近视镜度数为负数，远视镜度数为整数。
解｜题｜知｜识
望远镜的构造：
望远镜的作用：可以看到远方物体
望远镜的种类：
①开普勒望远镜的物镜和目镜都是凸透镜
②伽利略望远镜的物镜是凸透镜，目镜是凹透镜
③反射式望远镜的物镜是凹面镜，目镜是凸透镜
解｜题｜知｜识
物镜：靠近被观测物体的一组透镜，作用相当于照相机的镜头，远处的物体在物镜的二倍焦距之外，经物镜在物镜的焦点附近成倒立、缩小的实像。
解｜题｜知｜识
目镜：靠近眼睛的一组透镜，作用相当于普通放大镜，通过目镜把缩小的实像放大，得到放大的虚像。
实验序号
1
2
3
物距（cm）
2.40
3.05
3.50
像距（cm）
4.60
7.85
11.70