题目内容
【题目】随着手机用户的增多,伴随近视眼的增加,都是由于长时间用眼,造成用眼过度,眼睛的晶状体变厚,如图 1 所示。
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(提出问题)小明同学为了弄清楚是不是因为晶状体变厚造成近视眼,同时想弄清楚近视眼度数越大,是不是因为晶状体越厚。
(设计并进行实验)因此利用实验室中的水凸透镜等器材进行探究实验:
①调整烛焰(模拟远处所视物)、水凸透镜(模拟人眼晶状体,并与注射器相连,其凸起程度可通过注射器注入或吸收水量来调节)、光屏(模拟人眼视网膜)在光具座上的位置,如图2 所示,在光屏上得到了烛焰清晰的______(选填“放大”或“缩小”)像。
②当向水凸透镜内注入适量水来模拟近视眼,发现光屏上原来清晰的像变模糊了,将光屏向靠近透镜的方向移动适当距离,再次得到清晰的像,说明凸透镜变厚后,凸透镜的焦距变____,像距变_______;(两空均选填“长”或“短”)
(分析论证)
③根据所学的内容知道,近视眼成因之一是由于长时间用眼后,造成晶状体变______,眼睛将远处的物体成像在视网膜_____(选填“前”或“后”)。
④若光屏不移动,在烛焰和水凸透镜间加一个焦距合适的凹透镜,光屏上也能得到清晰的像, 说明近视眼镜是_____透镜。
(拓展延伸)小明移动凸透镜前的蜡烛,物距 u 随时间 t 的变化图象如图 3 所示,则像距 v 与t 的大致变化关系为如图 4 中的_____。
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【答案】倒立、缩小的实 小 变小 厚 前 凹 C
【解析】
①根据像距与物距的大小关系判断成像的特点;
②凸透镜越厚,会聚能力越强;
③④近视眼是因为晶状体变厚,折光能力太强引起的;近视眼的像成在视网膜之前,需佩戴具有发散作用的凹透镜进行矫正;
焦点是凸透镜成虚像与实像的分界点。凸透镜成实像时物距增大,像距减小,像减小。
①由图知,像距小于物距,此时物距大于2倍焦距,所以此时成倒立、缩小的实像;
②当向水凸透镜内注入适量水,此时凸透镜变厚,将光屏向靠近透镜的方向移动适当距离,才能再次得到清晰的像,说明其会聚作用增强,也就是焦距变小,像距变小;
③如果长时间近距离看书,就会使晶状体变厚,使得远处的物体的像成在视网膜的前方,故能看清近处的物体,但不能看清远处的物体,形成近视眼;
④近视眼患者若想看清楚物体,应减小像距,即将光屏向靠近透镜的方向移动适当距离;或者让光线推迟会聚,即要在烛焰和水凸透镜间加一个焦距合适的凹透镜,光屏上也能得到清晰的像;说明近视眼镜是凹透镜;
【拓展延伸】
当物距大于焦距时凸透镜成的是实像;将蜡烛从略大于一倍焦距处逐渐远离凸透镜,物距变大,像距则变小,故图象为C图。