2018秋教科版八年級物理上冊課件：專題三　光學(xué)實驗

第四章在光的世界里教 科 版 專題三光學(xué)實驗 類型一光的反射規(guī)律的實驗探究【例1】小聰跟老師一起設(shè)計了如圖所示的實驗裝置探究“光的反射定律”。實驗次數(shù)入射角反射角1 30302 40403 6060 (1)如圖甲所示，小聰將呈現(xiàn)反射光線的活動小鐵板向后折，活動小鐵板上就看不到反射光線，這說明_。(2)實驗中多次改變?nèi)肷涔饩€AO與ON的夾角進行實驗，測量記錄如上表所示。同組的小東分析數(shù)據(jù)得出的結(jié)論是：光反射時，入射角等于反射角；小聰認為應(yīng)是：光反射時，反射角等于入射角。你認為_的結(jié)論正確，理由是_。反射光線、入射光線與法線在同一平面上小聰先有入射角，才有反射角(或先有入射光線，才有反射光線) (3)在圖乙中，再用另一只激光筆讓光線沿著BO(即逆著原反射光線)射向平面鏡時，可看到反射光線沿OA射出，這說明_。光反射時，光路是可逆的(或光路具有可逆性)【解析】(1)將活動小鐵板向后折，活動小鐵板上就看不到反射光線，這說明反射光線、入射光線與法線在同一平面上；(2)先有入射光線，才有反射光線，這是學(xué)生最容易出錯的。包括兩角相等的說法：反射角等于入射角。這些都不允許出錯；(3)光沿著原反射光線的路徑入射，反射后應(yīng)該會沿原入射光路出來，這說明光可以按原路返回，也就是光路可逆。 【對應(yīng)練習(xí)】1(武漢中考)為了探究光反射時的規(guī)律，某同學(xué)將一個平面鏡放在水平桌面上，再把紙板ENF放置在平面鏡上，如圖甲所示。(1)使一束光貼著紙板EON沿某一角度入射到O點，紙板FON上沒有觀察到反射光，原因可能是_。紙板EON與FON不在同一平面上 (2)正確操作實驗，并在紙板上記錄每次光的徑跡，如圖乙所示，取下紙板，接下來進行的操作是_，將數(shù)據(jù)記錄在表格中，并比較_。(3)紙板ENF是用兩塊紙板連接而成的，這樣做的目的是_。測量入射角和對應(yīng)反射角的大小反射角與入射角大小關(guān)系驗證反射光線與入射光線是否在同一平面內(nèi) 類型二光的折射規(guī)律的實驗探究【例2】某同學(xué)在做“探究光的折射規(guī)律”實驗，下圖是光從空氣射入水中的光路，實驗中發(fā)現(xiàn)，入射光線、折射光線和法線在同一平面內(nèi)，折射光線和入射光線分別位于法線的兩側(cè)，通過實驗還得到如下數(shù)據(jù)：入射角 015304560反射角 015304560折射角 011.322.135.440.9 (1)分析表中數(shù)據(jù)，可得出結(jié)論：光從空氣斜射到水面時，將同時發(fā)生_和_現(xiàn)象。光從空氣斜射到水面時，折射角隨入射角的變化關(guān)系是_，且折射角_(選填“大于”“小于”或“等于”)入射角。當(dāng)光從空氣垂直入射到水面時，折射角等于_。該同學(xué)根據(jù)上述實驗總結(jié)出了光的折射特點。折射反射折射角隨入射角的增大而增大小于0 (2)請你對該同學(xué)通過上述探究實驗得出光的折射特點的過程作出評價，是否存在不足？答：_(選填“是”或“否”)；請簡要說明理由：_。是探究過程不完整，還應(yīng)該做其他多種透明介質(zhì)之間的折射實驗 【解析】(1)光從空氣斜射到水面時，將同時發(fā)生反射和折射現(xiàn)象；由表中數(shù)據(jù)可知，光從空氣斜射到水面時，當(dāng)入射角不斷增大時，折射角也隨之增大，且折射角小于入射角。當(dāng)光從空氣垂直射到水面時，折射角等于零。(2)存在不足，應(yīng)該換用其他透明介質(zhì)再做此實驗，這樣得出的結(jié)論將更具有普遍性。 【對應(yīng)練習(xí)】2(原創(chuàng)題)表中是光在幾種不同介質(zhì)中的傳播速度；如圖甲、乙、丙是光在這幾種介質(zhì)中發(fā)生折射的光路：介質(zhì)光速/(m s1)真空3108空氣2.99108水2.2510 8玻璃2108 (1)分析表中的數(shù)據(jù)可以得出的結(jié)論是_。(2)綜合分析表中的數(shù)據(jù)和甲、乙、丙的光路圖可以得出的結(jié)論是光從傳播速度大的介質(zhì)斜射入傳播速度小的介質(zhì)中時，折射角小于入射角。(3)由分析的結(jié)論可知，光從水中斜射入玻璃中，折射角_(選填“小于”“等于”或“大于”)入射角。光在不同介質(zhì)中的傳播速度一般不同小于 類型三平面鏡成像規(guī)律的實驗探究【例3】如圖所示是某學(xué)習(xí)小組探究平面鏡成像特點的實驗裝置，A是點燃的蠟燭，B是與A完全相同但未點燃的蠟燭。(1)此實驗采用透明玻璃板代替平面鏡，雖然成像不如平面鏡清晰，但卻能在觀察到A蠟燭像的同時，也能觀察到B蠟燭，巧妙地解決了_不易確定的問題。(2)選取兩支完全相同的蠟燭是為了比較像和物的_關(guān)系。像的位置大小 (3)實驗中小心地移動B蠟燭，直到與A蠟燭的像完全重合為止，觀察記錄之后，將B蠟燭撤掉，拿一張白紙放在剛才B蠟燭的位置，卻沒有承接到A蠟燭的像，這說明平面鏡成的是_像。虛 (4)小組同學(xué)進行了正確的實驗操作后，得到的實驗數(shù)據(jù)如下表：實驗數(shù)據(jù)中，像和蠟燭到玻璃板的距離不是都相等的原因可能是_(寫出一條即可)。實驗次數(shù)1 2 3 4蠟燭到玻璃板的距離/cm 6.20 8.68 10.35 13.52像到玻璃板的距離/cm 6.20 8.73 10.35 13.48測量距離時有誤差 【解析】本題考查的是平面鏡成像規(guī)律的探究。(1)玻璃板可以像平面鏡一樣成像，同時也可以透過玻璃板觀察到對面的物體，比較像與物體的大小關(guān)系，解決像的位置不確定的問題。(2)兩支相同的蠟燭可以比較像與物大小的關(guān)系。(3)白紙上承接不到像，說明平面鏡所成的是虛像。(4)測得像與物體到平面鏡的距離不完全相同，可能是實驗存在測量誤差，或者玻璃板太厚等原因造成的。 【對應(yīng)練習(xí)】3如圖甲所示是小芳同學(xué)探究“平面鏡成像的特點”實驗裝置。(1)在實驗中用透明的玻璃板代替平面鏡，主要是利用玻璃透明的特點，便于_。(2)在豎立的玻璃板前放一支點燃的蠟燭M，可以看到玻璃板后面出現(xiàn)蠟燭的像，小明拿另一支大小相同的蠟燭N在玻璃板后面移動，直到它跟蠟燭M的像完全重合。由此可以得出的結(jié)論是_。確定像的位置(或比較像和物的大小) 像與物大小相等 (3)實驗時，小芳同學(xué)應(yīng)在_(選填“M”或“N”)側(cè)觀察蠟燭M經(jīng)玻璃板所成的像。(4)細心的小芳透過玻璃板觀察蠟燭M的像時，看到像的后面還有一個較模糊、與像有部分重疊的像，出現(xiàn)兩個像的原因是_。(5)經(jīng)過三次實驗，記錄的像A、B、C與物A、B、C對應(yīng)的位置如圖乙所示。為了得到更多的實驗結(jié)論，接下來小明應(yīng)該進行的操作是連接對應(yīng)的像點和物點，判斷連線是否和鏡面垂直；測出像點和物點到玻璃板的距離進行比較。M玻璃板比較厚，蠟燭經(jīng)過兩個反射面都會形成像 【例4】小強用光具座、凸透鏡、蠟燭、光屏等器材探究凸透鏡成實像的規(guī)律。(1)探究前，小強讓一束平行于透鏡主光軸的光射向凸透鏡，在光屏上形成一個最小、最亮的光斑(如圖甲所示)。由圖可知，凸透鏡對光有_作用，該凸透鏡的焦距是_cm。(2)探究時，小強依次改變蠟燭的位置，移動光屏找到清晰的像，記錄了下表所示的數(shù)據(jù)。會聚10 實驗次數(shù)1 2 3 4 5 6 7物距/cm 50 40 35 30 25 20 15像距/cm 12.5 13.3 14 15 16.7 20由上表可知，第3次實驗中，凸透鏡所成的像為倒立、_的實像，第7次實驗缺少的數(shù)據(jù)是_cm，第6次實驗成的像是_、_的實像。實驗進行一段時間后蠟燭變短了，要使?fàn)T焰的像在光屏中心，應(yīng)將光屏向_移動?？s小30倒立等大上 (3)探究后，小強總結(jié)了凸透鏡成實像的規(guī)律。圖乙中，燭焰在光屏上成了一個清晰的像，小強正確判斷出了這是倒立、_的實像；如果保持蠟燭和光屏的位置不變，只移動中間的凸透鏡可使光屏上再次出現(xiàn)一個清晰的像，則應(yīng)向_移動凸透鏡。放大右 【解析】(1)平行于主光軸的光線經(jīng)凸透鏡折射后會聚于一點，這一點稱為焦點，焦點到透鏡中心的距離是焦距。(2)第3次實驗，物距35 cm，物體在二倍焦距以外，成倒立縮小的實像；第7次實驗與第4次實驗光路互逆，所以缺少的數(shù)據(jù)為30；物體在二倍焦距處成倒立等大的實像；燭焰燃燒一段時間后，蠟燭變短，焰心偏向下方，透鏡不動，只將光屏向上調(diào)節(jié)。(3)在圖中所示的位置，物距小、像距大，像一定是放大的實像。要保持蠟燭和光屏位置不變，使物體再次在光屏上成像，一定要增加物距，減小像距，故向右移動凸透鏡，而且成的像一定是縮小的。 【對應(yīng)練習(xí)】4小紅在“探究凸透鏡成像的規(guī)律”實驗中。(1)如圖甲所示，讓平行光經(jīng)過凸透鏡后，在光屏上出現(xiàn)一個最小最亮的光斑，由此可知，凸透鏡的焦距是_cm。(2)如圖乙所示，用該凸透鏡做成像實驗，把蠟燭放在距凸透鏡18 cm的位置，移動光屏，在光屏上形成清晰的像。若撤去光屏，人眼在圖示位置_(選填“能”或“不能”)觀察到蠟燭的像。10能 (3)把蠟燭放在距凸透鏡25 cm的位置，移動光屏，在光屏上形成清晰的像“A” ；接著把蠟燭放在距凸透鏡28 cm的位置，再移動光屏，在光屏上形成清晰的像“B”。由實驗可知像“A”_(選填“大于”或“小于”)像“B”。(4)實驗前先調(diào)整蠟燭、凸透鏡和光屏的位置，使三者大致在同一高度，目的是_。(5)實驗中，小紅同學(xué)用白紙遮住凸透鏡的一部分，光屏上_(選填“能”或“不能”)成一個蠟燭完整的像。大于讓像成在光屏中央能 (6)乙圖中保持透鏡位置不變，將蠟燭放在圖中22 cm處，在光屏上_(選填“能”或“不能”)看到蠟燭的像。(7)在乙圖中，保持蠟燭位置不變，若在凸透鏡前放置一個近視眼鏡，要在光屏上再次成一清晰的燭焰像，則光屏應(yīng)向_(選填“左”或“右”)移動。不能右 5小明用一個焦距為10 cm的凸透鏡探究凸透鏡的成像規(guī)律，當(dāng)裝置如圖甲所示時，燭焰在光屏上成清晰的像。(1)圖甲中光屏離凸透鏡的距離可能是_(填序號)。A28 cmB18 cmC8 cm(2)保持凸透鏡的位置不變，將蠟燭向左調(diào)節(jié)一段距離后，要想在光屏上成清晰的像，應(yīng)將光屏向_(選填“左”或“右”)調(diào)節(jié)。B左 (3)若步驟(2)中未調(diào)節(jié)光屏的位置，則需在凸透鏡前加一個_(選填“凸”或“凹”)透鏡，才能在光屏上得到清晰倒立的像。(4)若將印有字母“F”的紙片(圖乙)放在離凸透鏡5 cm的地方，我們能看到的清晰的像是丙圖中的_(填序號)。凹A