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【做中學】第71期:探究“近、遠視眼的成因及其矯正”


編者薦語:目前很多學生物理學習中不進行實驗操作,只是在機械性“刷題”,這一現象在畢業年級顯得尤為突出,這種“假實驗”的惡果直接導致學生的動手能力越來越差。學習物理就必須要多動手,多思考,而不僅僅是做幾道物理習題,那只會是“紙上談兵”。近幾年中考物理試題評價的導向就是在引領我們的課堂教學從“知識傳遞”走向“思維培養”的真正轉型。“刷題”時代已經一去不復返了,必須引領學生進行“體驗式學習”。“做中學”已經成為信息時代學生學習方式變革的必然選擇,也是教師進行深度實踐教學的最佳選擇。

為此,微信公眾號特推出《做中學》專欄,給大家推薦的是編者和學生這幾年物理課改的一些典型案例,提供的實驗素材可以作為一線教師很好的借鑒資料,也可以作為學生自主性探究式學習的參考資料。

《做中學》專欄主要有以下幾個欄目:原創試題、創新實驗現象解析、參考答案、中考鏈接。由于編者能力和水平有限,加之時間倉促,難免存在一些紕漏,還望給予建設性的建議與幫助,謝謝您的不吝賜教。

【做中學】第71期探究“近、遠視眼的成因及其矯正”

   原創試題:小展同學在學習“眼睛和眼鏡”時,進行了“探究近、遠視眼的成因及其矯正”課題研究性學習。
實驗1.探究近視眼的形成及其矯正
小展將蠟燭放在離凸透鏡較遠的位置,給“眼睛”戴上近視鏡,移動光屏直到光屏上成清晰的像。標出此時光屏的位置,即“視網膜”的位置(圖1)。取走近視鏡,光屏上的像變得模糊,這就是近視眼看物體的景象(圖2)。向____移動光屏,直到光屏上成清晰的像,此時光屏的位置就是近視眼看遠處物體所成的像的位置。

               圖1                              

              圖2
形成近視眼的原因是晶狀體____,折光能力____,或者眼球在前后方向上____,因此來自遠處某點的光會聚在視網膜____方(圖3)。矯正近視眼用____,利用____能使光線發散的特點,在眼睛前方放一個____,就能使來自____物體的光會聚在視網膜上(圖4)。
 

                            3  

                           圖4
實驗2.探究遠視眼的形成及其矯正
小展將將蠟燭放在離凸透鏡較近的位置(物距必須大于二倍焦距),給“眼睛”戴上遠視鏡,移動光屏直到光屏上成清晰的像(圖5),此時光屏的位置即是“視網膜”的位置。向____移動光屏,直到光屏上成清晰的像。此時光屏的位置就是遠視眼看近處物體所成的像的位置(圖6)。
 
                          圖5                             

                         圖6
形成遠視眼的原因是晶狀體____,折光能力____,或者眼球在前后方向上____,因此來自近處某點的光還沒有會聚成一點就到達視網膜了(圖7)。矯正遠視眼用____,利用____能使光線會聚的特點,在眼睛前方放一個____,就能使來自____物體的光會聚在視網膜上(圖8)。

                             7                        

                             圖8
創新實驗:探究“近、遠視眼的成因及其矯正
(李展業)

參考答案:前;太厚;太強;太長;前;近視鏡(凹透鏡);凹透鏡;凹透鏡;遠處。后;太薄;太弱;太短;遠視鏡(凸透鏡);凸透鏡;凸透鏡;近處。

【中考鏈接】(2015·煙臺)7.在模擬近視眼的實驗中,將蠟燭放在離凸透鏡較遠的位置,如圖9所示,給凸透鏡“戴”上近視眼鏡,此時光屏上能成一清晰的像;若“取”下近視眼鏡,為使光屏上的像清晰,在保持燭焰和透鏡位置不變的條件下,應該將光屏( )

圖9
A.遠離透鏡    
B.靠近透鏡    
C.靠近透鏡和遠離透鏡都可以    
D.保持在原來的位置
參考答案B
2017·煙臺)11.拿一副遠視眼鏡放在凸透鏡前,如圖10所示,光屏上出現燭焰清晰的像,移走遠視眼鏡,燭焰的像變得模糊,為了能在光屏上重新得到清晰的像,下列操作可行的是( )
 

圖10
A.將蠟燭靠近凸透鏡      B.將光屏靠近凸透鏡
C.將光屏遠離凸透鏡      D.將光屏和蠟燭同時靠近凸透鏡
參考答案:C
2006·煙臺)18.比較圖11中眼睛和照相機的結構,把照相機與眼睛功能類似的部件填入表中。

                                         圖11                         
參考答案:鏡頭 膠卷   光圈  快門
2012·煙臺)15.善于觀察的小明發現,張老師上課時,觀察遠處的同學時要摘下眼鏡,而看近處的課本時,又要戴上眼鏡。這樣頻繁地戴上摘下眼鏡非常不方便。張老師的眼鏡屬于      (選填“近視眼”或“遠視眼”)。如圖12所示的是一種新型眼鏡,這種眼鏡的鏡片分上下兩個區,A區厚薄均勻,B區可以矯正視力。張老師戴上這種眼鏡就可以通過        看遠處同學(填“A區”或“B區”),再不需要頻繁地戴上摘下眼鏡了。

圖12
參考答案:遠視眼  A
2019·廣東)9.眼球的結構類似于照相機,把來自物體的光聚在視網膜上,形成物體   (選填“正立”或“倒立”)的像,近視眼成的像在視網膜的   (選填“前方”或“后方”),需佩戴   (選填“凹”或“凸”)透鏡制成的眼鏡矯正。
分析:(1)眼球相好像一架照相機,眼睛的晶狀體和角膜共同作用相當于一個凸透鏡,眼睛看物體時,物體在凸透鏡二倍焦距以外,成倒立、縮小的實像。
(2)近視眼的成因:晶狀體變厚或眼球太長,看遠處物體時,像成在視網膜的前方,凹透鏡可以矯正近視眼。
解答:(1)眼球好像一架照相機,晶狀體和角膜共同作用相當于一個凸透鏡。把來自外界物體的光會聚在視網膜上成倒立、縮小的實像。
(2)近視眼的晶狀體和角膜構成的透鏡較厚,會聚能力較強,晶狀體無法自動調節,看遠處的物體時,將像成在視網膜的前面,為了使像正好呈在視網膜上,應使光線推遲會聚,使所成的像相對于晶狀體后移,應佩戴發散透鏡即凹透鏡。
參考答案:倒立;前方;凹。
點評:本題主要考查學生對眼睛及其視物原理的了解和掌握,以及對近視眼的成因和矯正方法的掌握。
2019·河北)7.如圖13所示,小明將凸透鏡(f=10cm)固定在光具座40cm的位置,探究凸透鏡的成像規律。下列說法不正確的是(  )

圖13
A.將蠟燭從焦點內某處向透鏡方向移動過程中,像逐漸變小
B.當光屏上成清晰像時,拿開光屏,眼睛在一定范圍內仍能看到像
C.將蠟燭放在10cm處,移動光屏,光屏上可得到倒立縮小的清晰像
D.當光屏上成清晰像時,在貼近凸透鏡左側的位置放一遠視鏡片,向右移動光屏,光屏上仍能得到清晰的像
分析:(1)根據“無論實像或虛像,物靠近焦點像變大”可判斷物距變化時,像距及像的大小的變化;
(2)實像可以用光屏承接,虛像不能用光屏承接,不論實像和虛像眼睛都能直接觀察;
(3)根據凸透鏡成像規律中像距和物距的關系,當u>2f,成倒立、縮小的實像即可判斷;
(4)根據遠視鏡片對光線有會聚作用可判斷像的變化情況,進而得出光屏的移動方向。
解答:
A.根據“無論實像或虛像,物靠近焦點像變大”可知,蠟燭從焦點內某處向透鏡方向移動過程中,即蠟燭遠離焦點,所成的虛像將變小,故A正確;
B.發光物體發出的光線經凸透鏡折射后是會聚的,經過成像點后是發散的,所以眼睛必須在成像點以外的光線發散區域才能看到這個像;當眼睛在原光屏處不能看到發光體的像,眼睛靠近凸透鏡也不能看到像,當眼睛從原光屏位置遠離凸透鏡,能看到像。故B正確;
C.當蠟燭放在10cm處,物距u=40cm﹣10cm=30cm>2f,成倒立縮小的實像,故C正確;
D.若在蠟燭和透鏡間放一遠視眼鏡,遠視眼鏡為凸透鏡,對光線有會聚作用,此時所成的像將靠近透鏡,所以應向左移動光屏,故D錯誤。
參考答案:D。
點評:此題考查了學生對凸透鏡成像規律的應用,不僅要掌握成像特點與物距、像距的關系,同時要自己做出規律性的總結,如物距變化和像距變化的大小關系。
2019·遼陽)29.下面是玲玲探究“凸透鏡成像規律”的實驗。

圖14
1)玲玲將蠟燭、焦距為10cm的凸透鏡、光屏依次放在光具座上,點燃蠟燭井調整燭焰、凸透鏡、光屏三者的中心在同一高度,這樣做的目的是:                 
2)玲玲將凸透鏡固定在光具座50cm的刻度線處,將蠟燭和光屏移至如圖14所示的位置時,光屏上出現了燭焰清晰的像,該成像原理在實際中的應用是          (填 “照相機”、“投影儀”或“放大鏡”)。
3)實驗過程中蠟燭由于燃燒而變短,為了使燭焰的像再次成在光屏的中心,應向下移動           (填“光屏”或“凸透鏡”)。
4)玲玲將蠟燭移到35cm刻度線處,保持透鏡的位置不變,應將光屏移至          cm 刻度線處,才能再次在光屏上呈現現清晰的像。
5)若在蠟燭和凸透鏡之間合適的位置放一個近視眼鏡,為了使光屏上重新出現清晰的像,光屏應向       (填“左”或“右”)移動;若不移動光屏,并保持近視眼鏡的位置不變,玲玲更換另一個凸透鏡,光屏上也得到了清晰的像,那么此透鏡的焦距應      (填“大“小于”)10cm

參考答案:

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