9.(2022,贵阳)近视程度不同的同学需要佩戴焦距不同的眼镜。为了探究近视眼的矫正过程,组装如图5-4-9甲所示的实验装置,其中“F”字样的光源代替可视物体,光屏模拟视网膜。选用如图5-4-9乙所示的2号凸透镜模拟晶状体,打开“F”光源,调节各个元件的位置,直到光屏上呈现倒立、缩小的清晰像,正常眼睛的视物模型便组装完成。

请回答下列问题:
(1)模拟近视眼视物情况,选择图5-4-9乙中的(填序号)号透镜替代2号透镜安装在光具座上后,光屏上的像变模糊。
(2)用如图5-4-9丙所示的水透镜模拟近视眼矫正视力。应将水透镜置于光具座上的(选填“A”“B”或“C”)点,缓慢调节水透镜中的水量,当水透镜形成焦距合适的透镜时,光屏上呈现清晰的像,近视眼的成像情况得到改善。
(3)更换焦距更小的凸透镜模拟近视程度更严重的眼睛晶状体,为了改善视网膜上的成像情况,实验时需要用注射器(选填“抽取”或“注入”)适量水。
(4)根据上述实验,近视程度更严重的同学应选择焦距更大还是更小的透镜来矫正呢?。请结合透镜对光的作用来分析选择的理由:。

9. (1)3 (2)B 凹 (3)抽取 (4)更小 近视程度更严重的同学,其晶状体焦距更小,对光的会聚能力更强,故需用对光发散能力更强、焦距更小的凹透镜矫正
【解析】(1)近视眼是晶状体太厚或眼球在前后方向上太长导致的,外界物体的像成在视网膜前方,因此应选取厚度更大的3号透镜模拟近视眼的晶状体。(2)题图甲中C点在凸透镜(晶状体)和光屏(视网膜)之间,是眼睛的内部,因此模拟近视眼镜的水透镜应放置在模拟晶状体的凸透镜前的B点。由于近视眼需要戴凹透镜矫正,因此应将水透镜调节成焦距合适的凹透镜。(3)凸透镜的焦距越小,对光的会聚能力越强,需要用对光发散能力更强、焦距更小的凹透镜矫正,由题图丙提供的信息可知,此时需要用注射器抽取适量的水。(4)根据上述实验现象可知,近视程度更严重的同学,其晶状体焦距更小,对光的会聚能力更强,故需用对光发散能力更强、焦距更小的凹透镜矫正。

【分析】
本题围绕近视眼的成因与矫正的实验展开，需结合凸透镜焦距与会聚能力的关系、凹透镜的发散作用等知识分析。
(1) 近视眼的晶状体比正常眼睛更厚，会聚光线能力更强，需选择更厚、更凸的透镜模拟近视眼的晶状体；
(2) 矫正近视眼的透镜应放在晶状体前方，即光具座的B点，近视眼需用凹透镜矫正；
(3) 焦距越小的凸透镜会聚能力越强，需用发散能力更强的凹透镜矫正，需让水透镜变凹，因此抽取水；
(4) 近视程度越重，晶状体焦距越小，会聚能力越强，需用发散能力更强、焦距更小的凹透镜矫正。
【解析】
(1) 近视眼的晶状体过厚，对光的会聚能力过强，像成在视网膜前方。图乙中3号透镜比2号更凸、厚度更大，因此选择3号透镜替代2号透镜，模拟近视眼的晶状体，光屏上的像会变模糊；
(2) 水透镜需放在模拟晶状体的凸透镜前方（光具座上的B点，A在光源侧、C在光屏侧，B适合放置矫正透镜）；近视眼需用凹透镜矫正，因此调节水透镜形成焦距合适的凹透镜，使像重新成在光屏上；
(3) 凸透镜焦距越小，会聚能力越强，近视程度更严重时晶状体焦距更小，需用发散能力更强的凹透镜矫正；水透镜抽水时橡皮膜变凹，形成凹透镜，因此用注射器抽取适量水；
(4) 近视程度更严重的同学，晶状体焦距更小，对光的会聚能力更强，像成在视网膜前方更远处，需用对光发散能力更强、焦距更小的凹透镜矫正，使光线延迟会聚，让像成在视网膜上。
【答案】
(1)3 (2)B；凹 (3)抽取 (4)更小；近视程度更严重的同学，其晶状体焦距更小，对光的会聚能力更强，故需用对光发散能力更强、焦距更小的凹透镜矫正
【知识点】
近视眼的成因与矫正、透镜焦距与会聚能力、凹透镜的发散作用
【点评】
本题通过实验模拟近视眼的成因与矫正，结合透镜光学性质分析，考查学生对近视眼矫正原理的理解，需明确晶状体厚度、焦距与会聚能力的关系，以及凹透镜的矫正作用，属于中等难度的实验探究题。
【难度系数】
0.5