1.如图所示是某小组在跨学科实践课上利用两个凸透镜自制的望远镜。下列说法正确的是()。

A.选择物镜时,应该选择口径较小的透镜
B.选择目镜时,其焦距应比物镜的焦距长
C.目镜镜筒的长度要远大于两个透镜的焦距之和
D.当观察对象靠近物镜时,应将目镜镜筒向外拉
A.选择物镜时,应该选择口径较小的透镜
B.选择目镜时,其焦距应比物镜的焦距长
C.目镜镜筒的长度要远大于两个透镜的焦距之和
D.当观察对象靠近物镜时,应将目镜镜筒向外拉
答案
D
解析
【分析】
要解决这道题,需先明确望远镜的结构与成像原理:望远镜由物镜和目镜组成,物镜焦距长,作用是会聚远处物体的光线成倒立缩小的实像;目镜焦距短,相当于放大镜,将物镜成的实像放大成正立的虚像。再逐一分析选项:
1. 物镜需会聚更多光线,口径应大,判断A;
2. 物镜焦距长、目镜焦距短,判断B;
3. 镜筒长度由两透镜焦点重合决定,判断C;
4. 物体靠近物镜时,物距变化导致像距变化,需调节目镜位置,判断D。
【解析】
A选项:望远镜的物镜需要会聚来自远处物体的大量光线,使成像更清晰明亮,因此应选择口径较大的透镜,而非口径较小的,故A错误。
B选项:望远镜的物镜焦距较长,目镜焦距较短,这样才能让物镜成的实像落在目镜的一倍焦距以内,使目镜作为放大镜放大该实像,因此目镜焦距比物镜焦距短,故B错误。
C选项:望远镜的设计中,物镜的像方焦点与目镜的物方焦点重合,因此镜筒的长度等于物镜焦距减去目镜焦距,由于物镜焦距远大于目镜焦距,镜筒长度远小于两个透镜的焦距之和,故C错误。
D选项:当观察对象靠近物镜时,物距减小,根据凸透镜成像规律“物近像远像变大”,物镜所成的实像会向远离物镜的方向移动;为了让该实像落在目镜的物方焦点附近(使目镜能成正立放大的虚像),需要将目镜镜筒向外拉,增大镜筒长度,让目镜靠近移动后的实像,故D正确。
【答案】
D
【知识点】
凸透镜成像规律;望远镜原理
【点评】
本题结合自制望远镜的跨学科实践,考查望远镜的结构与成像原理,需结合凸透镜成像规律分析各选项,理解望远镜中物镜和目镜的焦距关系、镜筒调节的逻辑是解题关键,属于基础应用类题目。
【难度系数】
0.5
要解决这道题,需先明确望远镜的结构与成像原理:望远镜由物镜和目镜组成,物镜焦距长,作用是会聚远处物体的光线成倒立缩小的实像;目镜焦距短,相当于放大镜,将物镜成的实像放大成正立的虚像。再逐一分析选项:
1. 物镜需会聚更多光线,口径应大,判断A;
2. 物镜焦距长、目镜焦距短,判断B;
3. 镜筒长度由两透镜焦点重合决定,判断C;
4. 物体靠近物镜时,物距变化导致像距变化,需调节目镜位置,判断D。
【解析】
A选项:望远镜的物镜需要会聚来自远处物体的大量光线,使成像更清晰明亮,因此应选择口径较大的透镜,而非口径较小的,故A错误。
B选项:望远镜的物镜焦距较长,目镜焦距较短,这样才能让物镜成的实像落在目镜的一倍焦距以内,使目镜作为放大镜放大该实像,因此目镜焦距比物镜焦距短,故B错误。
C选项:望远镜的设计中,物镜的像方焦点与目镜的物方焦点重合,因此镜筒的长度等于物镜焦距减去目镜焦距,由于物镜焦距远大于目镜焦距,镜筒长度远小于两个透镜的焦距之和,故C错误。
D选项:当观察对象靠近物镜时,物距减小,根据凸透镜成像规律“物近像远像变大”,物镜所成的实像会向远离物镜的方向移动;为了让该实像落在目镜的物方焦点附近(使目镜能成正立放大的虚像),需要将目镜镜筒向外拉,增大镜筒长度,让目镜靠近移动后的实像,故D正确。
【答案】
D
【知识点】
凸透镜成像规律;望远镜原理
【点评】
本题结合自制望远镜的跨学科实践,考查望远镜的结构与成像原理,需结合凸透镜成像规律分析各选项,理解望远镜中物镜和目镜的焦距关系、镜筒调节的逻辑是解题关键,属于基础应用类题目。
【难度系数】
0.5
2.某款纯手工自制望远镜,不仅可以看到木星,甚至能清晰地看到木星表面的斑纹。如图所示是该望远镜的内部结构及光路示意图。下列关于该自制望远镜的说法正确的是()。

A.此望远镜的镜片是凹透镜
B.用此望远镜可以看到木星,利用了小孔成像原理
C.看到木星表面的斑纹时,物镜的成像原理与照相机的相同
D.木星到物镜的距离$ u $满足$ f<u<2f $($ f $为物镜的焦距)
A.此望远镜的镜片是凹透镜
B.用此望远镜可以看到木星,利用了小孔成像原理
C.看到木星表面的斑纹时,物镜的成像原理与照相机的相同
D.木星到物镜的距离$ u $满足$ f<u<2f $($ f $为物镜的焦距)
答案
C
解析
【分析】
要判断该自制望远镜的说法是否正确,需结合望远镜的结构、凸透镜成像规律逐一分析选项:首先明确该望远镜的物镜和目镜均为凸透镜(从光路可知透镜对光线有折射会聚作用),再结合凸透镜成像规律(照相机:$u>2f$,成倒立缩小实像;投影仪:$f<u<2f$,成倒立放大实像;放大镜:$u<f$,成正立放大虚像),对每个选项的原理、成像条件进行判断。
【解析】
选项A:由图中透镜对光线的折射会聚作用可知,望远镜的镜片是凸透镜,不是凹透镜,A错误;
选项B:望远镜利用的是凸透镜的成像原理,小孔成像是光的直线传播形成的,二者原理不同,B错误;
选项C:望远镜的物镜相当于照相机,当木星到物镜的距离远大于物镜的2倍焦距时,成倒立、缩小的实像,与照相机的成像原理相同,C正确;
选项D:物镜成像时,木星到物镜的距离$u$应满足$u>2f$($f$为物镜焦距),$f<u<2f$是投影仪的物距条件,D错误。
【答案】
C
【知识点】
凸透镜成像规律;望远镜原理
【点评】
本题考查望远镜的成像原理,需掌握望远镜物镜、目镜的成像特点,结合凸透镜成像规律分析选项,属于基础光学题,需准确区分不同光学元件的成像原理。
【难度系数】
0.6
要判断该自制望远镜的说法是否正确,需结合望远镜的结构、凸透镜成像规律逐一分析选项:首先明确该望远镜的物镜和目镜均为凸透镜(从光路可知透镜对光线有折射会聚作用),再结合凸透镜成像规律(照相机:$u>2f$,成倒立缩小实像;投影仪:$f<u<2f$,成倒立放大实像;放大镜:$u<f$,成正立放大虚像),对每个选项的原理、成像条件进行判断。
【解析】
选项A:由图中透镜对光线的折射会聚作用可知,望远镜的镜片是凸透镜,不是凹透镜,A错误;
选项B:望远镜利用的是凸透镜的成像原理,小孔成像是光的直线传播形成的,二者原理不同,B错误;
选项C:望远镜的物镜相当于照相机,当木星到物镜的距离远大于物镜的2倍焦距时,成倒立、缩小的实像,与照相机的成像原理相同,C正确;
选项D:物镜成像时,木星到物镜的距离$u$应满足$u>2f$($f$为物镜焦距),$f<u<2f$是投影仪的物距条件,D错误。
【答案】
C
【知识点】
凸透镜成像规律;望远镜原理
【点评】
本题考查望远镜的成像原理,需掌握望远镜物镜、目镜的成像特点,结合凸透镜成像规律分析选项,属于基础光学题,需准确区分不同光学元件的成像原理。
【难度系数】
0.6
3. 深圳市天文台配备有反射式、折射式等多种光学观测望远镜。反射式望远镜的原理如图甲所示,利用一个球面反射镜将进入镜头的光线会聚后反射到位于镜筒前端的一块平面镜上,然后再由这块平面镜将光线反射到镜筒外的目镜里。这样我们便可以观测到星空的影像。而折射式望远镜的原理如图乙所示。下列说法正确的是()。

A.反射式望远镜的主镜是凹面镜,不遵循光的反射定律
B.反射式望远镜利用了小孔成像的原理
C.折射式望远镜的目镜成倒立、缩小的实像
D.折射式望远镜中,物镜的成像原理与照相机相同
A.反射式望远镜的主镜是凹面镜,不遵循光的反射定律
B.反射式望远镜利用了小孔成像的原理
C.折射式望远镜的目镜成倒立、缩小的实像
D.折射式望远镜中,物镜的成像原理与照相机相同
答案
D
解析
【分析】
要判断各选项的正误,需明确反射式、折射式望远镜的原理,结合光的反射定律、小孔成像原理、凸透镜成像规律逐一分析选项:
1. 选项A:所有光的反射现象都遵循光的反射定律,反射式望远镜主镜为凹面镜,属于光的反射,故A错误;
2. 选项B:反射式望远镜利用光的反射原理,小孔成像的原理是光的直线传播,两者原理不同,故B错误;
3. 选项C:折射式望远镜的目镜相当于放大镜,成正立、放大的虚像,不是倒立、缩小的实像,故C错误;
4. 选项D:折射式望远镜的物镜,观测天体时物距远大于2倍焦距,成倒立、缩小的实像,与照相机成像原理相同,故D正确。
【解析】
逐一分析各选项:
A选项:反射式望远镜的主镜是凹面镜,光的反射均遵循光的反射定律,因此A错误;
B选项:反射式望远镜通过反射镜会聚光线,利用光的反射,小孔成像利用光的直线传播,两者原理不同,故B错误;
C选项:折射式望远镜的目镜为凸透镜,作用相当于放大镜,成正立、放大的虚像,而非倒立、缩小的实像,故C错误;
D选项:折射式望远镜的物镜是凸透镜,观测天体时物距远大于物镜的2倍焦距,根据凸透镜成像规律,此时成倒立、缩小的实像,与照相机成像原理一致,故D正确。
【答案】
D
【知识点】
望远镜原理、光的反射定律、凸透镜成像规律
【点评】
本题考查反射式与折射式望远镜的原理,需区分两种望远镜的结构和成像特点,结合光学基本规律分析选项,属于光学应用的基础题,难度适中。
【难度系数】
0.5
要判断各选项的正误,需明确反射式、折射式望远镜的原理,结合光的反射定律、小孔成像原理、凸透镜成像规律逐一分析选项:
1. 选项A:所有光的反射现象都遵循光的反射定律,反射式望远镜主镜为凹面镜,属于光的反射,故A错误;
2. 选项B:反射式望远镜利用光的反射原理,小孔成像的原理是光的直线传播,两者原理不同,故B错误;
3. 选项C:折射式望远镜的目镜相当于放大镜,成正立、放大的虚像,不是倒立、缩小的实像,故C错误;
4. 选项D:折射式望远镜的物镜,观测天体时物距远大于2倍焦距,成倒立、缩小的实像,与照相机成像原理相同,故D正确。
【解析】
逐一分析各选项:
A选项:反射式望远镜的主镜是凹面镜,光的反射均遵循光的反射定律,因此A错误;
B选项:反射式望远镜通过反射镜会聚光线,利用光的反射,小孔成像利用光的直线传播,两者原理不同,故B错误;
C选项:折射式望远镜的目镜为凸透镜,作用相当于放大镜,成正立、放大的虚像,而非倒立、缩小的实像,故C错误;
D选项:折射式望远镜的物镜是凸透镜,观测天体时物距远大于物镜的2倍焦距,根据凸透镜成像规律,此时成倒立、缩小的实像,与照相机成像原理一致,故D正确。
【答案】
D
【知识点】
望远镜原理、光的反射定律、凸透镜成像规律
【点评】
本题考查反射式与折射式望远镜的原理,需区分两种望远镜的结构和成像特点,结合光学基本规律分析选项,属于光学应用的基础题,难度适中。
【难度系数】
0.5
4.小金购买了一台天文望远镜,他拆解后发现,天文望远镜的目镜和物镜都是凸透镜。他通过查阅资料,找到原理图,如图所示。若物镜的焦距为$f_1$,目镜的焦距为$f_2$,物镜所起的作用相当于一台(选填“照相机”“投影仪”或“放大镜”),物镜成像的像距$v$的范围是。若$f_2$变大,则最后所成的像将(选填“变大”“变小”或“不变”)。

答案
解:
天文望远镜的物镜使远处的物体成倒立、缩小的实像,作用相当于照相机。
根据凸透镜成像规律,当物距大于物镜的2倍焦距时,像距在一倍焦距和二倍焦距之间,因此物镜成像的像距$v$的范围是$f_1<v<2f_1$。
目镜相当于放大镜,用于放大物镜所成的实像,若目镜焦距$f_2$变大,目镜的放大能力减弱,最终所成的像将变小。
答案依次为:照相机;$\boldsymbol{f_1<v<2f_1}$;变小。
天文望远镜的物镜使远处的物体成倒立、缩小的实像,作用相当于照相机。
根据凸透镜成像规律,当物距大于物镜的2倍焦距时,像距在一倍焦距和二倍焦距之间,因此物镜成像的像距$v$的范围是$f_1<v<2f_1$。
目镜相当于放大镜,用于放大物镜所成的实像,若目镜焦距$f_2$变大,目镜的放大能力减弱,最终所成的像将变小。
答案依次为:照相机;$\boldsymbol{f_1<v<2f_1}$;变小。
解析
【分析】
要解决这道题,需结合凸透镜成像规律分析望远镜物镜和目镜的作用:首先回忆照相机、投影仪、放大镜的成像特点,判断物镜的作用;再根据凸透镜成像规律确定像距范围;最后结合目镜的放大原理,分析目镜焦距变化对最终像的影响。
1. 物镜的作用:天文望远镜的物镜使远处物体成倒立、缩小的实像,与照相机的成像原理一致,可判断物镜相当于照相机。
2. 像距范围:根据凸透镜成像规律,当物距大于2倍焦距时,像距在1倍焦距和2倍焦距之间,因此物镜(焦距为$f_1$)成像的像距$v$满足$f_1<v<2f_1$。
3. 目镜焦距的影响:目镜相当于放大镜,放大镜的放大倍数随焦距增大而减小,因此当目镜焦距$f_2$变大时,最终所成的像会变小。
【解析】
1. 物镜的作用:天文望远镜的物镜将远处的物体成倒立、缩小的实像,这与照相机“物距大于2倍焦距,成倒立、缩小实像”的原理相同,因此物镜相当于照相机。
2. 像距范围:根据凸透镜成像规律,当物体位于物镜的2倍焦距以外($u>2f_1$)时,成倒立、缩小的实像,此时像距满足$f_1<v<2f_1$,故物镜成像的像距$v$的范围是$f_1<v<2f_1$。
3. 目镜焦距变化的影响:目镜的作用是将物镜所成的实像放大,相当于放大镜。放大镜的放大倍数与焦距有关,焦距越大,放大倍数越小,因此当目镜焦距$f_2$变大时,其放大能力减弱,最终所成的像将变小。
【答案】
照相机;$\boldsymbol{f_1<v<2f_1}$;变小
【知识点】
凸透镜成像规律、望远镜的成像原理
【点评】
本题考查望远镜的成像原理,核心是利用凸透镜成像规律分析物镜和目镜的作用,属于初中物理光学的基础应用题型,需牢记不同光学元件的成像特点。
【难度系数】
0.6
要解决这道题,需结合凸透镜成像规律分析望远镜物镜和目镜的作用:首先回忆照相机、投影仪、放大镜的成像特点,判断物镜的作用;再根据凸透镜成像规律确定像距范围;最后结合目镜的放大原理,分析目镜焦距变化对最终像的影响。
1. 物镜的作用:天文望远镜的物镜使远处物体成倒立、缩小的实像,与照相机的成像原理一致,可判断物镜相当于照相机。
2. 像距范围:根据凸透镜成像规律,当物距大于2倍焦距时,像距在1倍焦距和2倍焦距之间,因此物镜(焦距为$f_1$)成像的像距$v$满足$f_1<v<2f_1$。
3. 目镜焦距的影响:目镜相当于放大镜,放大镜的放大倍数随焦距增大而减小,因此当目镜焦距$f_2$变大时,最终所成的像会变小。
【解析】
1. 物镜的作用:天文望远镜的物镜将远处的物体成倒立、缩小的实像,这与照相机“物距大于2倍焦距,成倒立、缩小实像”的原理相同,因此物镜相当于照相机。
2. 像距范围:根据凸透镜成像规律,当物体位于物镜的2倍焦距以外($u>2f_1$)时,成倒立、缩小的实像,此时像距满足$f_1<v<2f_1$,故物镜成像的像距$v$的范围是$f_1<v<2f_1$。
3. 目镜焦距变化的影响:目镜的作用是将物镜所成的实像放大,相当于放大镜。放大镜的放大倍数与焦距有关,焦距越大,放大倍数越小,因此当目镜焦距$f_2$变大时,其放大能力减弱,最终所成的像将变小。
【答案】
照相机;$\boldsymbol{f_1<v<2f_1}$;变小
【知识点】
凸透镜成像规律、望远镜的成像原理
【点评】
本题考查望远镜的成像原理,核心是利用凸透镜成像规律分析物镜和目镜的作用,属于初中物理光学的基础应用题型,需牢记不同光学元件的成像特点。
【难度系数】
0.6
5.来自远处物体的光进入望远镜的物镜后,成(选填“倒立”或“正立”)、(选填“放大的”或“缩小的”)(选填“实”或“虚”)像,这个像成在其目镜的(选填“二倍焦距以外”“一倍焦距和二倍焦距之间”或“焦点以内”)。
答案
解:
倒立
缩小的
实
焦点以内
倒立
缩小的
实
焦点以内
解析
【分析】要解答本题,需掌握望远镜的成像原理:望远镜由物镜和目镜组成,物镜的作用是使远处的物体成像,目镜的作用是放大这个像。首先回忆凸透镜成像规律中照相机的成像特点,再结合目镜作为放大镜的成像条件分析。
【解析】望远镜的物镜相当于照相机,根据凸透镜成像规律,当物距远大于二倍焦距时,成倒立、缩小的实像,因此物镜成倒立、缩小的实像;目镜相当于放大镜,放大镜的成像条件是物距小于一倍焦距,所以物镜所成的像需成在目镜的焦点以内,才能被目镜放大成虚像。
【答案】倒立;缩小的;实;焦点以内
【知识点】望远镜的成像原理、凸透镜成像规律
【点评】本题考查望远镜的基础成像知识,核心是区分物镜和目镜的成像特点,结合凸透镜成像规律即可解答,属于物理光学的基础题。
【难度系数】0.6
【解析】望远镜的物镜相当于照相机,根据凸透镜成像规律,当物距远大于二倍焦距时,成倒立、缩小的实像,因此物镜成倒立、缩小的实像;目镜相当于放大镜,放大镜的成像条件是物距小于一倍焦距,所以物镜所成的像需成在目镜的焦点以内,才能被目镜放大成虚像。
【答案】倒立;缩小的;实;焦点以内
【知识点】望远镜的成像原理、凸透镜成像规律
【点评】本题考查望远镜的基础成像知识,核心是区分物镜和目镜的成像特点,结合凸透镜成像规律即可解答,属于物理光学的基础题。
【难度系数】0.6
6. 阅读短文,回答问题
飞秒激光
当前,青少年近视问题日益严峻,过度使用电子产品已被证实是导致近视的重要因素。近视发生后往往需要佩戴矫正眼镜,验光师在加工镜片前需先确定眼镜度数——该数值在物理定义上等于镜片焦距(以米为单位)倒数的100倍。随着医疗技术的进步,飞秒激光手术已成为矫正近视的主流方案。飞秒激光是以脉冲形式运行的超短时激光,单个脉冲持续时间仅数飞秒(1飞秒=$10^{-15}$秒)。这种激光具有两大显著特性:其一,能够瞬时释放极高能量;其二,可实现比头发直径(约50~100微米)更细微的精准空间聚焦。基于这些优势,飞秒激光在医学领域被用作超精密“光刀”,尤其在眼科领域已成功应用于角膜手术。
在飞秒激光手术中,激光脉冲聚焦到角膜组织中,产生光爆破;每一个脉冲的光爆破,都会产生一个微粒子;每一个微粒子,可蒸发大约1微米厚的眼角膜组织;蒸发眼角膜组织会产生扩展的水泡和气泡,水泡和气泡被眼角膜组织吸收,眼角膜组织因此被分离,角膜变薄,将焦点矫正到视网膜上,达到矫正近视的目的。全飞秒微创手术中会直接在完整的角膜内创建一个非常薄的基质透镜,之后该透镜会被移除。透镜的移除只需2~4 mm的切口就已经足够了,可以更少地损伤角膜表面神经,使得术后干眼症状显著减少,而且飞秒激光手术不受角膜曲率的影响,对角膜偏薄、角膜曲率变异大的近视患者来说也是一大福音。
(1)飞秒激光不具有下列哪种特点?。
A. 持续时间非常短
B. 瞬间释放能量大
C. 激光直射人眼无伤害
D. 聚焦区域比较集中
(2)如图甲所示为某位患者的眼睛成像示意图。他可以佩戴(选填“乙”或“丙”)透镜进行矫正。

(3)小明同学需要佩戴500度近视眼镜,该镜片的焦距为米。
(4)在全飞秒激光手术中,将会在完整的角膜内创建一个非常薄的基质透镜并被移除,这个被移除的透镜属于(选填“凸透镜”或“凹透镜”)。
飞秒激光
当前,青少年近视问题日益严峻,过度使用电子产品已被证实是导致近视的重要因素。近视发生后往往需要佩戴矫正眼镜,验光师在加工镜片前需先确定眼镜度数——该数值在物理定义上等于镜片焦距(以米为单位)倒数的100倍。随着医疗技术的进步,飞秒激光手术已成为矫正近视的主流方案。飞秒激光是以脉冲形式运行的超短时激光,单个脉冲持续时间仅数飞秒(1飞秒=$10^{-15}$秒)。这种激光具有两大显著特性:其一,能够瞬时释放极高能量;其二,可实现比头发直径(约50~100微米)更细微的精准空间聚焦。基于这些优势,飞秒激光在医学领域被用作超精密“光刀”,尤其在眼科领域已成功应用于角膜手术。
在飞秒激光手术中,激光脉冲聚焦到角膜组织中,产生光爆破;每一个脉冲的光爆破,都会产生一个微粒子;每一个微粒子,可蒸发大约1微米厚的眼角膜组织;蒸发眼角膜组织会产生扩展的水泡和气泡,水泡和气泡被眼角膜组织吸收,眼角膜组织因此被分离,角膜变薄,将焦点矫正到视网膜上,达到矫正近视的目的。全飞秒微创手术中会直接在完整的角膜内创建一个非常薄的基质透镜,之后该透镜会被移除。透镜的移除只需2~4 mm的切口就已经足够了,可以更少地损伤角膜表面神经,使得术后干眼症状显著减少,而且飞秒激光手术不受角膜曲率的影响,对角膜偏薄、角膜曲率变异大的近视患者来说也是一大福音。
(1)飞秒激光不具有下列哪种特点?。
A. 持续时间非常短
B. 瞬间释放能量大
C. 激光直射人眼无伤害
D. 聚焦区域比较集中
(2)如图甲所示为某位患者的眼睛成像示意图。他可以佩戴(选填“乙”或“丙”)透镜进行矫正。
(3)小明同学需要佩戴500度近视眼镜,该镜片的焦距为米。
(4)在全飞秒激光手术中,将会在完整的角膜内创建一个非常薄的基质透镜并被移除,这个被移除的透镜属于(选填“凸透镜”或“凹透镜”)。
答案
解:
(1) 由短文内容可知,飞秒激光脉冲持续时间极短,可瞬时释放极高能量,能实现精准的小范围空间聚焦,不存在激光直射人眼无伤害的特点,故选C。
(2) 图甲中像成在视网膜的后方,属于远视眼,需要佩戴对光线有会聚作用的凸透镜矫正,乙是凸透镜,故填乙。
(3) 根据题意,眼镜度数等于镜片焦距(单位:米)倒数的100倍,即:
$度数=\frac{1}{f}×100$
代入500度可得:
$500=\frac{100}{f}$
解得 $f=0.2\ \mathrm{m}$
(4) 近视是由于角膜/晶状体折光能力过强,像成在视网膜前方,手术移除该透镜后角膜变薄,折光能力减弱,说明被移除的透镜对光线有会聚作用,属于凸透镜。
(1) 由短文内容可知,飞秒激光脉冲持续时间极短,可瞬时释放极高能量,能实现精准的小范围空间聚焦,不存在激光直射人眼无伤害的特点,故选C。
(2) 图甲中像成在视网膜的后方,属于远视眼,需要佩戴对光线有会聚作用的凸透镜矫正,乙是凸透镜,故填乙。
(3) 根据题意,眼镜度数等于镜片焦距(单位:米)倒数的100倍,即:
$度数=\frac{1}{f}×100$
代入500度可得:
$500=\frac{100}{f}$
解得 $f=0.2\ \mathrm{m}$
(4) 近视是由于角膜/晶状体折光能力过强,像成在视网膜前方,手术移除该透镜后角膜变薄,折光能力减弱,说明被移除的透镜对光线有会聚作用,属于凸透镜。
解析
【分析】
本题结合飞秒激光的短文信息和眼睛成像知识设置4个问题,需逐一分析:
1. 第(1)题:从短文提取飞秒激光的特点,排除符合的选项,选出不符合的;
2. 第(2)题:先判断图甲的眼睛类型(像成在视网膜后方为远视眼),再根据远视眼需戴凸透镜矫正,结合乙、丙透镜类型选择;
3. 第(3)题:利用题目给出的“眼镜度数=(1/f)×100(f单位为米)”公式,变形计算焦距;
4. 第(4)题:结合近视成因(角膜折光过强,像在视网膜前),分析手术移除的基质透镜的作用,判断其类型。
【解析】
(1)根据短文内容:飞秒激光单个脉冲持续时间仅数飞秒(1飞秒=$10^{-15}$秒),持续时间非常短(A正确);可瞬时释放极高能量(B正确);能实现比头发直径更细微的精准聚焦,聚焦区域集中(D正确);短文未提及“激光直射人眼无伤害”,且实际激光直射人眼会造成伤害,故C选项不符合,答案选C。
(2)图甲中光线经眼睛折射后会聚在视网膜后方,属于远视眼成像;远视眼需佩戴对光线有会聚作用的凸透镜矫正,乙是凸透镜,丙是凹透镜,因此选乙。
(3)根据题意,眼镜度数公式为:$度数=\frac{1}{f}×100$(f单位为米)。代入500度得:$500=\frac{100}{f}$,解得$f=\frac{100}{500}=0.2\ \mathrm{m}$。
(4)近视是因角膜/晶状体折光能力过强,像成在视网膜前方;手术移除角膜内的基质透镜后角膜变薄,折光能力减弱,说明该透镜对光线有会聚作用,属于凸透镜。
【答案】
(1)C;(2)乙;(3)0.2;(4)凸透镜
【知识点】
眼睛的矫正、透镜度数计算、透镜的特点
【点评】
本题结合科技短文考查光学知识,需提取短文信息并运用相关光学知识点,难度适中,能考查学生的信息处理和知识应用能力。
【难度系数】
0.5
本题结合飞秒激光的短文信息和眼睛成像知识设置4个问题,需逐一分析:
1. 第(1)题:从短文提取飞秒激光的特点,排除符合的选项,选出不符合的;
2. 第(2)题:先判断图甲的眼睛类型(像成在视网膜后方为远视眼),再根据远视眼需戴凸透镜矫正,结合乙、丙透镜类型选择;
3. 第(3)题:利用题目给出的“眼镜度数=(1/f)×100(f单位为米)”公式,变形计算焦距;
4. 第(4)题:结合近视成因(角膜折光过强,像在视网膜前),分析手术移除的基质透镜的作用,判断其类型。
【解析】
(1)根据短文内容:飞秒激光单个脉冲持续时间仅数飞秒(1飞秒=$10^{-15}$秒),持续时间非常短(A正确);可瞬时释放极高能量(B正确);能实现比头发直径更细微的精准聚焦,聚焦区域集中(D正确);短文未提及“激光直射人眼无伤害”,且实际激光直射人眼会造成伤害,故C选项不符合,答案选C。
(2)图甲中光线经眼睛折射后会聚在视网膜后方,属于远视眼成像;远视眼需佩戴对光线有会聚作用的凸透镜矫正,乙是凸透镜,丙是凹透镜,因此选乙。
(3)根据题意,眼镜度数公式为:$度数=\frac{1}{f}×100$(f单位为米)。代入500度得:$500=\frac{100}{f}$,解得$f=\frac{100}{500}=0.2\ \mathrm{m}$。
(4)近视是因角膜/晶状体折光能力过强,像成在视网膜前方;手术移除角膜内的基质透镜后角膜变薄,折光能力减弱,说明该透镜对光线有会聚作用,属于凸透镜。
【答案】
(1)C;(2)乙;(3)0.2;(4)凸透镜
【知识点】
眼睛的矫正、透镜度数计算、透镜的特点
【点评】
本题结合科技短文考查光学知识,需提取短文信息并运用相关光学知识点,难度适中,能考查学生的信息处理和知识应用能力。
【难度系数】
0.5
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