5.4 眼睛和眼镜（考点解读）（解析版）

54 眼睛和眼镜（考点解读）（解析版） 1、眼睛及其视物原理 （1）眼睛的成像原理:从物体发出的光线经过晶状体等一个综合的凸透镜在视膜上形成倒 立，缩小的实像，分布在视膜上的视神经细胞受到光的刺激，把这个信号传输给大脑，人 就可以看到这个物体了（眼睛的晶状体相当于凸透镜，视膜相当于光屏（胶卷））。 （2）近视眼看不清远处的物体，远处的物体所成像在视膜前，晶状体曲度过大，需戴凹 透镜调节，所以近视镜是凹透镜。 （3）远视眼看不清近处的物体，近处的物体所成像在视膜后面，晶状体曲度过小，需戴 凸透镜调节，所以远视镜（花镜）是凸透镜。 2、近视眼的成因与矫正办法 （1）近视眼：近视眼是指眼球在调节放松状态下，平行光线（一般认为来自5m 以外） 经眼球屈光系统后聚焦在视膜之前，产生远距视物模糊。所以近视眼的远点不在无穷远处， 而在某个有限距离处，近视眼的进点也比正常眼近，近视眼的明视距离小于25m。 （2）近视眼特点：近视眼只能看清近处的物体，看不清远处的物体。 （3）近视眼原因：近视眼晶状体比正常人眼睛要凸一些，晶状体折光能力强。远处来的 平光会聚在视膜前面，而在视膜上是一个光斑了。 （4）近视眼矫正方法：配戴适当的凹透镜做眼睛，使远处来的光先发散后再进入眼睛， 可矫正近视眼视力。 3、远视眼的成因与矫正办法 （1）远视眼：在完全静止的调节状态下，由远距离（指5 米以上）目标投射的光线，集 合在视膜之后。这种反常的屈光状态称为远视眼。远视眼的近点比正常眼远些。远视眼的 明视距离大于25m。 （2）远视眼特点：远视眼只能看见远处的物体，看不清近处的物体。 （3）远视眼原因：晶状体比正常人要凹一些，晶状体对光线的折射能力变弱，远处来的 光线会聚点在视膜后。①眼轴过短如小眼球；②眼轴正常而屈光系统的屈光力过弱，如角 膜的弧度过平以及屈光指数偏低等。 （4）远视眼矫正方法：利用凸透镜能使光线会聚的特点，在眼睛前面放一个凸透镜，就 能使来自近处物体的光会聚在视膜上了。配戴适当的凸透镜做眼睛，可矫正远视眼的视力。 【考点1 眼睛及其视物原理】 【典例1-1】（2023•南宁一模）“方寸天地纳寰宇”描述了小小眼球可尽观广袤世界。世 界万物在眼睛的视膜上成的像是（ ） ．放大的虚像 B．缩小的虚像 ．放大的实像 D．缩小的实像 【答】D 【分析】根据眼睛的构造来分析眼睛是如何看到物体的，其中晶状体和角膜的共同作用 相当于一个凸透镜，它把来自物体的光会聚在视膜上，形成物体的像。 【解答】解：人的眼球好像一架照相机，当看物体时，晶状体相当于照相机的镜头﹣﹣ 凸透镜，将来自物体的光会聚在视膜上，视膜相当于照相机的胶卷，外界物体在视膜上 所成的像是缩小、倒立的实像，故D 正确、B 正确。 故选：D。 【典例1-2】（2023•天宁区校级模拟）人的眼球好像一架 照相机 （填“照相机”、 “幻灯机”或“放大镜”），晶状体和角膜的共同作用相当于一个凸透镜，视膜相当于 光屏。正常人看物体由远及近时，为了使像始终落在视膜上，则晶状体 变厚 （填 “变厚”、“不变”或“变薄”）。小明两眼视力缺陷不同。将一只2B 铅笔紧贴他眼 镜的两个镜片，透过镜片看到铅笔的像如图甲所示。则图中右侧镜片是 凸透镜 ； 如图乙所示，光会聚于b 点，在虚线区域内放入图甲中眼镜的 左侧镜片 （选填“左 侧镜片”或“右侧镜片”）后，光会聚于主光轴M 上的点。 【答】照相机；变厚；凸透镜；左侧镜片。 【分析】（1）人的眼球好像一架照相机，眼中的晶状体形状中间厚，边缘薄，相当于 凸透镜。近视眼看不清远处的物体，需要佩戴近视眼镜来矫正； （2）凸透镜对光有会聚作用，远视眼是由于晶状体太薄，折光能力变弱，像成在了视 膜的后方，为了将光线会聚，需要用凸透镜来矫正远视眼，这样才能看清近处的物体； 凹透镜有发散光线的作用。 【解答】解：人的眼球好像一架照相机。正常人看物体由远及近时，为了使像始终落在 视膜上，则晶状体的焦距自动调节，将逐渐变小，即晶状体变厚； 由题意可知，透过眼镜看到铅笔的形状，左侧是正立缩小的虚像，右侧是正立放大的虚 像，根据凸透镜成像规律可知，右侧的镜片是凸透镜，左侧的镜片是凹透镜，远视眼成 因：眼球晶状体的曲度过小，远处物体反射来的光线通过晶状体折射后形成的物像，就 会落在视膜的后方造成的；因凸透镜对光线有会聚作用，所以远视眼应该配戴凸透镜才 能看清近处的物体； 要使光会聚于主光轴M 上的点，则表明此时的透镜对光线有发散作用，需要放置凹透 镜，即左侧的镜片。 故答为：照相机；变厚；凸透镜；左侧镜片。 【变式1-1】（2022 秋•威县校级月考）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（ ） ．视膜相当于光屏 B．晶状体和角膜相当于一个凸透镜 ．外界物体在视膜上成的像是倒立的 D．人看近处的物体时，晶状体会变薄 【答】D 【分析】（1）根据眼睛的构造来分析眼睛是如何看到物体的，其中晶状体和角膜的共 同作用相当于一个凸透镜，它把来自物体的光会聚在视膜上，形成物体的像。 （2）眼睛的晶状体是一个焦距可调凸透镜。 【解答】解：B、眼睛相当于一架照相机，晶状体和角膜相当于照相机的凸透镜，视膜 相当于光屏，故B 正确； D、我们看物体时，是通过睫状体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膜上生成清晰的倒立实像，当人眼由看远景而改 变看近景时，眼球的晶状体就得凸起些，变厚，故正确，D 错误。 故选：D。 【变式1-2】（2022 秋•招远市期末）如图所示，人眼的功能类似于照相机。人眼结构中， 视膜到晶状体的距离不变，相当于“探究凸透镜成像规律”实验中 光屏 到凸透镜 的距离不变，人眼是通过调节 晶状体焦距 来看清远近不同物体的，人长时间看近 处物体，眼睛容易疲劳。学习较长时间后，建议同学们适当远眺，使睫状体放松，晶状 体变 薄 （选填“厚”或“薄”），焦距变大，舒缓眼疲劳，保护眼睛。 【答】光屏；晶状体焦距；薄。 【分析】（1）视膜相当于“探究凸透镜成像规律”实验中的光屏； （2）人眼是通过调节晶状体焦距来看清远近不同物体的； （5）通过实验结论，当像距不变时，物距变大，要成清晰的像，凸透镜焦距要变大。 【解答】解：（1）人眼结构中，晶状体相当于凸透镜，视膜相当光屏，视膜到晶状体 的距离不变，相当于“探究凸透镜成像规律”实验中，光屏到凸透镜的距离不变； （2）人眼是通过调节晶状体焦距来看清远近不同物体的； （3）人眼长时间看近处物体，然后远眺，像距不变，物距变大，焦距也要变大，即眼 睛的晶状体变薄。 故答为：光屏；晶状体焦距；薄。 【考点2 近视眼的成因与矫正办法】 【典例2-1】（2023•洪泽区一模）如图所示，眼睛角膜是晶状体会聚光线的重要组成部分。 激光治疗近视手术是运用激光，精确切削眼睛角膜基质层，制作出均匀完美的角膜瓣和 角膜透镜，以矫正患者近视。手术的结果是（ ） ．眼球会聚光线的能力变强，成像到视膜 B．眼球发散光线的能力变强，成像到视膜 ．晶状体的会聚光能力没变，成像视膜前 D．晶状体的发散光能力没变，成像视膜后 【答】B 【分析】近视眼的形成原因：晶状体过厚即晶状体和角膜构成的透镜对光的偏折能力变 强，或眼睛的前后距离过长，使物体的像成在视膜前。据此分析治疗近视眼的过程即可 得出答。 【解答】解：近视眼的晶状体和角膜构成的透镜较厚，会聚能力较强，看远处的物体时， 将像成在视膜的前面； 激光治疗近视手术是运用激光，精确切削眼睛角膜基质层，使晶状体和角膜构成的凸透 镜对光的偏折能力变得弱一些，将像成在视膜上，故B 正确。 故选：B。 【典例2-2】（2023•临清市三模）现代生活中，手机给人们带来了许多便利，但长时间看 手机屏幕，容易导致视力下降，如图所示的四幅图是眼球成像及视力矫正的示意图，其 中属于近视眼的成因的是 丙 ；其矫正的是 丁 。 【答】丙；丁 【分析】近视眼是由于晶状体对光线的会聚作用太强，使远处物体射来的光线会聚在视 膜的前方，由此可以确定哪一个图表示了近视眼的成像情况。近视眼配戴凹透镜进行矫 正。 【解答】解：近视眼的成因是像成在视膜的前方，故丙是近视眼的成因；近视眼需要佩 戴对光线具有发散作用的凹透镜矫正，故丁是近视眼的矫正。 故答为：丙；丁。 【变式2-1】（2023•顺义区二模）现代生活中，人们由于长时用眼而导致视力下降。图中 关 于 近 视 眼 及 其 矫 正 的 原 理 图 正 确 的 是 （ ） ．甲和丙 B．甲和丁 ．乙和丙 D．乙和丁 【答】B 【分析】（1）近视眼是由于晶状体对光线的会聚作用太强，使远处物体射来的光线会 聚在视膜的前方，由此可以确定哪一个图表示了近视眼的成像情况。近视眼配戴凹透镜 进行矫正。 （2）远视眼的晶状体较薄，会聚能力较弱，看近处的物体时，将像成在视膜的后面， 远视眼配戴凸透镜进行矫正。 【解答】解： 甲图的入射光线会聚在视膜的前方，是晶状体折光能力太强造成的，属于近视眼的成像 情况；为了使光线会聚在原来会聚点前面的视膜上，就需要在光线进入人的眼睛以前发 散一下，因此需佩戴对光线具有发散作用的凹透镜来矫正，即图丁。 乙图的入射光线会聚在视膜的后方，是晶状体折光能力太弱造成的，属于远视眼的成像 情况；为了使光线会聚在原来会聚点后面的视膜上，就需要在光线进入人的眼睛以前会 聚一下，因此需佩戴对光线具有会聚作用的凸透镜来矫正，即图丙。 综上所述，甲、丁是近视眼的成因和矫正图。 故选：B。 【变式2-2】（2023•五华区校级模拟）眼镜的规格通常用“度”表示，其数值等于焦距 （以米做单位）倒数的100 倍，医院开具的配镜单，眼镜度数那一栏填的一般都是焦距 的倒数（并未乘100），其中正数表示远视眼，负数表示近视眼，如图1 所示是某同学 去眼科医院检查时医生给他开的配镜单。 （1）从配镜单中可看出该同学患的是 近视眼 （选填“近视眼”或“远视眼”）， 左眼镜片度数为 ﹣ 675 度。 （2）在做探究凸透镜成像规律的试验时，蜡烛、凸透镜、光屏三者的位置如图2 所示， 则在光屏上得到的是烛焰 放大 （选填“放大”“等大”或“缩小”）的像，如果 此时该同学把配好的眼镜右眼镜片放在蜡烛和凸透镜之间，为了再次在光屏上得到清晰 的像，应将光屏往 右 （选填“左”或“右”）适当移动一段距离。 【答】（1 ）近视眼；﹣675；（2）放大；右 【分析】（1）近视眼成像时，像成在视膜的前方；根据图片中的信息判定眼睛的度数； （2）物距小于像距，成的是倒立、放大的实像；凹透镜对光线具有发散作用。 【解答】解： （1）根据表格中的数据可知，眼镜度数是负数，则该同学是近视眼，左眼镜片的度数 为﹣675×100＝﹣675 度； （2）根据图2 可知，此时的物距小于像距，成的是倒立、放大的实像；右眼镜片是凹 透镜，凹透镜对光线具有发散作用，使像成在光屏的右侧，所以应该将光屏向右移动才 能在光屏上呈现清晰的像。 故答为：（1 ）近视眼；﹣675；（2）放大；右。 【考点3 远视眼的成因与矫正办法】 【典例3-1】（2023 春•海淀区校级期中）（多选）如图表示甲、乙两人看物体时的光路图， 要在视膜上成清晰的像，则（ ） ．甲需配戴的眼镜是凸透镜 B．乙需配戴的眼镜是凸透镜 ．甲需配戴的眼镜是近视镜 D．乙需配戴的眼镜是近视镜 【答】B 【分析】近视眼的成因是由于晶状体曲度过大，对光的折射能力变强，使光线会聚在视 膜的前方；矫正办法是配戴凹透镜。 远视眼的成因是由于晶状体曲度变小，对光的折射能力变弱，使光线会聚在视膜的后方； 矫正办法是配戴凸透镜。 【解答】解：分析图中光路可知，甲图中成像在视膜前方，说明晶状体对光的折射能力 变强，是近视眼，应配戴凹透镜，即近视镜； 乙图中成像在视膜后方，说明晶状体对光的折射能力变弱，是远视眼，应配戴凸透镜， 即远视镜。 故选：B。 【变式3-1】（2023•烈山区模拟）很多生活中的光现象，都可以用光路图解释，下列光现 象 与 光 路 图 对 应 正 确 的 是 （ ） ．甲图：水边的人看水中的游鱼 B．乙图：小孔成像中蜡烛在光屏上成像 ．丙图：近视眼的矫正 D．丁图：水面外的人看小树在水中的倒影 【答】 【分析】（1）光从一种介质斜射入另一种介质时，传播方向会偏折，发生折射现象， 如：看水里的鱼比实际位置浅等； （2）光在同种均匀介质中沿直线传播； （3）凹透镜可以矫正近视眼； （4）倒影是由光的反射形成的。 【解答】解： 、鱼反射的光斜射到水面上，会发生折射现象，当光进入空气中后远离法线，射入人的 眼睛，而人眼由于错觉，认为光始终沿直线传播，逆着光的方向看上去而形成的虚像， 所以比实际位置高，所以看见水中的鱼，实际是变浅了的鱼虚像，故正确； B、小孔成像是由光的直线传播形成的，蜡烛在光屏上成倒立的实像，故B 错误； 、近视眼成像时，像成在视膜的前方，需要配戴凹透镜矫正，故错误； D、倒影属于平面镜成像，是由光的反射形成的，故D 错误。 故选：。 【变式3-2】（2023 春•凉州区期中）2022 年6 月5 日10 时44 分，神舟十四号飞船成功发 射，王大爷从报纸上看到这一消息时，他用放大镜读报时透过镜片看到的文字是正立、 放大的 虚 像，他可能患了远视眼，成像于视膜 后 （选填“前”或“后”）， 为矫正视力需要佩戴 凸 （选填“凹”或“凸”）透镜。 【答】虚；后；凸 【分析】当物距小于焦距时，凸透镜成正立、放大的虚像，应用于放大镜。 远视眼是因为晶状体太薄，远处物体的像成在视膜的后方，凸透镜对光线有会聚作用， 使原来会聚成像的光线提前会聚到视膜上。 【解答】解：他用放大镜读报时透过镜片看到的文字是正立、放大的虚像； 远视眼成像时，像成在视膜的前方，需要佩戴对光线具有会聚作用的凸透镜矫正。 故答为：虚；后；凸。 一、选择题。 1．（2023•贵池区二模）下列成像的原理，和眼睛成像相同的是（ ） ． 小孔成像 B． 照相机成像 ． 凸面镜成像 D． 放大镜成像 【答】B 【分析】首先要明确物体在视膜上成的是倒立缩小的像，与照相机的原理是相同的，然 后再对各个光学元件的成像原理逐一分析即可做出选择。 【解答】解：人眼的晶状体和角膜相当于凸透镜，视膜相当于光屏，外界物体在视膜上 成倒立缩小的实像； 、小孔成像成倒立、放大的实像，故错误； B、照相机成倒立、缩小的实像，故B 正确； 、凸面镜成像属于光的反射，故错误； D、放大镜成正立、放大的虚像，故D 错误。 故选：B。 2．（2023•牟平区校级一模）如图所示，当我们看远处物体时，远处物体的光线正好聚焦 在视膜上。当我们从看远处物体改为看近处物体时（一般不小于10m），为了使近处物 体成像在视膜上，晶状体凸度和焦距的变化情况分别是（ ） ．晶状体凸度变小，焦距变短 B．晶状体凸度变小，焦距变长 ．晶状体凸度变大，焦距变短 D．晶状体凸度变大，焦距变长 【答】 【分析】眼睛的晶状体是一个焦距可调凸透镜，眼睛通过睫状体来改变晶状体的凸度： 当睫状体放松时，晶状体凸度变小，远处物体射来的光刚好会聚在视膜上，眼睛可以看 清远处的物体；当睫状体收缩时，晶状体凸度变大，对光的偏折能力变大，近处物体射 来的光会聚在视膜上，眼睛就可以看清近处的物体；凸透镜成实像时，物距变小，像距 变大。 【解答】解：当我们从看远处物体改为看近处物体时（一般不小于10m），此时的物距 变小，像距会变大，像成在视膜的后面，为了使近处物体成像在视膜上，需要增大眼睛 晶状体对光的偏折能力，即要增大晶状体的凸度，使得焦距变短，故正确。 故选：。 3．（2023•孝南区三模）关于常见的光学仪器或光学应用，下列说法正确的是（ ） ．校内安装的监控摄像头，跟手机镜头的工作原理不相同 B．焦距越小的凸透镜，对光的会聚作用越不明显 ．为矫正近视眼，要用适当的凹透镜片做成眼镜 D．自行车的尾灯能对夜间行车人有一定的安全保护作用，它利用了光的折射 【答】 【分析】（1）摄像头是一个凸透镜； （2）凸透镜会聚作用越明显，焦点离凸透镜越近，所以焦距越小； （3）矫正近视眼戴凹透镜，矫正远视眼戴凸透镜； （4）自行车的尾灯会反射光线。 【解答】解：、校里安装的监控摄像头，和照相机的原理相同，是一个凸透镜，故错误。 B、焦距越小的凸透镜，焦点离凸透镜越近，偏折越明显，对光线会聚作用越明显，故 B 错误。 、凹透镜对光线有发散作用，近视眼是因为晶状体过厚，像成在视膜的前方，所以矫正 近视眼选择适当的凹透镜做镜片，故正确。 D、自行车的尾灯是由相互垂直的平面镜组合而成的，当有光照射到尾灯时可起到明显 警示作用，其原理是利用了光的反射现象，故D 错误。 故选：。 4．（2023•海陵区校级二模）如图所示，下列光学现象及其解释正确的是（ ） ．图甲中，小孔成的是倒立的虚像 B．图乙中，人配戴的凹透镜可以矫正远视眼 ．图丙中，海市蜃楼是由于光的折射现象形成的 D．图丁中，漫反射的光线杂乱无章不遵循光的反射定律 【答】 【分析】（1）光在同一均匀介质中是沿直线传播的； （2）近视眼的成因是晶状体太厚，折光能力太强，或者眼球在前后方向上太长，因此 来自远处点的光会聚在视膜前，到达视膜时已经不是一点而是一个模糊的光斑了，应配 戴凹透镜矫正； （3）光从一种介质斜射入另一种介质时，光的传播方向会发生改变，这就是光的折射， 光的折射现象有：透镜的应用、池水变浅了等； （4）所有反射现象都遵循光的反射定律 【解答】解：．图中小孔成的是光的直线传播形成的倒立的实像，故错误。 B．近视眼需要配戴凹透镜矫正，远视眼配戴凸透镜矫正，故B 错误； ．“海市蜃楼”是由于一种由光的折射产生的现象，是由于光在密度不均匀的物质中传 播时，发生折射而引起的，故正确； D．漫反射的光线杂乱无章，但也遵循光的反射定律，故D 错误。 故选：。 5．（2023•夏邑县模拟）如图，开封铁塔精彩绝伦的灯光秀，让小齐和爷爷流连忘返。下 列说法正确的是（ ） ．小齐看到水中的铁塔是光的反射形成的倒立虚像 B．铁塔发出的各种色光都是红、黄、蓝三色光组成 ．游客用照相机拍摄更大的铁塔，镜头可适当靠近铁塔 D．爷爷取下远视眼镜，铁塔变模糊了，因为其像成在视膜前面 【答】 【分析】（1）平面镜成像的特点是正立等大的虚像； （2）红、绿、蓝被称为光的三原色； （3）凸透镜成实像时，遵循物近像远像变大的规律； （4）近视眼的成像是像成在了视膜的前方；远视眼的成像是像成在了视膜的后方。 【解答】解：、水中的铁塔是光的反射形成的，属平面镜成像，是正立等大的虚像，故 错误； B、铁塔发出的各种色光都是红、绿、蓝三色光组成，故B 错误； 、游客用照相机拍摄更大的铁塔，镜头可适当靠近铁塔，使物距变小，则像距变大、像 变大，故正确； D、爷爷取下远视眼镜，铁塔变模糊了，因为其像成在视膜后面，故D 错误。 故选：。 6．（2023•良庆区