資源簡介

一、 光的反射
1.實驗目的：探究光的反射規律。
2.實驗結論
（1）在反射現象中，反射光線、入射光線和法線在同一平面內。
（2）反射光線、入射光線分別位于法線兩側。
（3）反射角等于入射角。
3.實驗題眼突破
（1）實驗儀器的選取。
（2）紙板的作用(顯示光的傳播路徑；若紙板不平整，光路圖可能不完整)。
（3）量角器的作用(便于測量反射角、入射角的大小)。
（4）紙板與平面鏡的放置要求及目的(紙板與平面鏡應垂直，若不垂直則在紙板上看不到反射光線)。
（5）實驗時從紙板前不同位置都能看到光的傳播路徑的原因(光在紙板上發生了漫反射)。
（6）光路的確定(在紙板的光線上描兩點，連接并標上方向)。
（7）入射角與反射角的大小關系(反射角等于入射角，反射角隨入射角的增大而增大)。
（8）不容易觀察到光的路徑的解決辦法：
①充煙霧或噴水霧；
②在黑暗環境(如暗室、夜晚等)；
③水中摻牛奶；
④直接用激光筆。
（9）“三線共面”的判斷方法(如圖，將F板繞ON前后轉動，觀察紙板上是否有反射光線，若紙板上沒有光線，說明三線共面)。
（10）證明光反射時，光路可逆(將激光筆逆著反射光線射入，觀察光的傳播路徑是否重合)。
（11）多次改變入射角大小進行測量的目的(保證實驗結論具有普遍性)。
（12）數據表格的設計與記
（13）實驗數據的分析及結論的總結。
二、平面鏡成像
1. 實驗目的：探究平面鏡成像特點。
2. 實驗結論
（1）像的大小和物體大小相等。
（2）像和物體到平面鏡的距離相等。
（3）像和物體的連線與鏡面垂直。
（4）平面鏡成虛像。
3. 實驗題眼突破
（1）本實驗所用實驗方法(觀察比較法、等效代替法)。
（2）實驗器材選取。
（3）刻度尺的作用(測量物和像到玻璃板的距離)。
（4）白紙的作用(在白紙上標注鏡面、物、像的位置，便于實驗數據的處理)。
（5）選擇方格紙比白紙好(可以更加準確地確定像和物的位置)。
（6）玻璃板要與水平桌面垂直放置(確保物和像重合。若玻璃板向點燃蠟燭的方向傾斜，則蠟燭的像總在未點燃蠟燭的上方偏高處；若玻璃板向未點燃蠟燭的方向傾斜，則蠟燭的像總在未點燃蠟燭的下方偏低處)。
（7）用透明玻璃板代替平面鏡的原因(玻璃透明，易于確定像的位置和比較像與物的大小)。
（8）選擇薄玻璃板的原因(避免厚玻璃板前后表面成像，產生重影)。
（9）選用兩支完全相同的蠟燭的原因(便于對比物像的大小關系)。
（10）選擇較暗的實驗環境的目的(使實驗現象更明顯)。
（11）驗證平面鏡成虛像(用光屏承接不到)。
（12）多次改變蠟燭與玻璃板的間距進行測量的目的(使實驗結論具有普遍性)。
（13）若測得的物體和像到玻璃板的距離不等，可能的原因(玻璃板與桌面不垂直、后支蠟燭與前支蠟燭在玻璃板中的像沒有完全重合、玻璃板有厚度、測量長度時存在誤差等)。
（14）記錄測量數據
三、凸透鏡成像
1. 凸透鏡對光的作用
2. 實驗環境的選取(為了方便觀察，本實驗應選擇在較暗的環境條件進行)
3. 實驗主要器材的放置順序(在光具座上依次放置蠟燭、透鏡、光屏)
4. 實驗前調整蠟燭、凸透鏡、光屏的中心在同一高度(這樣做的目的是為了使像能成在光屏中央)
5. 焦距的測量
(1)用一束平行光通過凸透鏡后在光屏上得到一個最小最亮的光斑時，焦距等于光屏與透鏡光心的距離(注意光斑應在光屏中心，讀數時需要估讀)
(2)移動光屏到某一位置恰能在光屏上成清晰的倒立、等大的像，此時蠟燭到透鏡光心距離的為凸透鏡焦距
6. 焦距范圍判斷
7. 光屏上找不到像的原因：
(1)物距小于或等于一倍焦距
(2)像距太大，超過了光具座的量程
8. 物距小于一倍焦距時觀察像的方法(取下光屏，從光屏一側，通過透鏡，觀察蠟燭所成的像)
9. 蠟燭燃燒變短的相關分析：
(1)像的位置變化：像會逐漸向上移；
(2)調節方法：蠟燭上移或光屏上移或凸透鏡下移；
10. 根據凸透鏡成像規律判斷儀器的移動方向和成像特點
【分析數據和現象，總結結論】
11. 根據物距與像距的關系判斷成像特點
12. 實驗數據正誤判斷(從凸透鏡成像規律的角度分析)
【交流與反思】
13. 測量像距誤差較大的原因(凸透鏡所成像的位置不容易確定)
14. 用紙遮住凸透鏡一部分時的實驗現象(還能呈現完整的像，但像會變暗)
15. 折射現象中，光路可逆的相關分析：
(1)成清晰像時，蠟燭與凸透鏡位置互換仍成清晰像，折射現象中光路可逆；
(2)成清晰像時，蠟燭與凸透鏡位置互換后物距與像距、成像特點的判斷；
16. 凸透鏡前加鏡片的相關分析：
(1)加遠視鏡(凸透鏡)(光線提前會聚、像距變小、像變小；要仍想在光屏上得到清晰的像，光屏應向靠近透鏡的方向移動)
(2)加近視鏡(凹透鏡)(光線延遲會聚、像距變大、像變大；要仍想在光屏上得到清晰的像，光屏應向遠離透鏡的方向移動)
17. 用發光二極管代替蠟燭的優點(成像穩定，容易對比物與像的大小關系)
實驗結論
(1)當u＞2f時成倒立、縮小的實像(照相機)，此時f＜v＜2f；
(2)當u＝2f時成倒立、等大的實像(測焦距)，此時v＝2f；
(3)當f＜u＜2f時成倒立、放大的實像(投影儀)，此時v＞2f；
(4)當u＝f時不成像；
(5)當u＜f時成正立、放大的虛像(放大鏡)。
例1、（2022杭州）下列所成的像為實像的是（ ）
A．人在平面鏡中成的像 B．山在水中的倒影
C．郵票經放大鏡成的正立放大的像 D．太陽經過小孔在地面上成的圓形光斑
例2、（2021杭州）一束光從空氣中斜射向玻璃磚并穿過，其光路如圖所示。關于四個角的大小關系正確的是( )
A.α1＞γ1 B.α2＞γ2 C.α1=α2 D.γ1＞γ2
例3、（2020杭州）照相機和放大鏡都是凸透鏡成像原理的具體應用。對應右圖，下列關于照相機、放大鏡使用和成像的說法正確的是（ ）
A. 照相機：被拍物體應在甲區域內，成倒立縮小實像
B. 照相機：被拍物體應在乙區域內，成倒立縮小實像
C. 放大鏡：被觀察物體應在乙區域內，成正立放太虛像
D. 放大鏡：被觀察物體應在丙區域內，成正立放大實像
例4、小李、小張和小諸在一起探究光的反射規律。實驗時使用了激光筆、紙板、平面鏡、量角器等器材。
（1）實驗過程中，入射光線可見，發現反射光線只能看到其中部分光路，如圖。你覺得造成該現象的原因是___________________________。請幫他們解決？_____________________________。
改進后，進行實驗，記錄數據如表所示。小李和小張對測得的數據進行了分析：
小李認為只有一組實驗數據反射角和入射角是相等，而其它入射角都比反射角小，說明第一組數據測量有誤：小張認為后兩組數據不等是因為誤差造成的，已經可以得出反射角等于入射角的結論了。但小諸卻認為兩人的說法都有問題，正確的做法是_________________________________。
例5、在探究“平面鏡成像規律”的實驗中，實驗裝置如圖甲所示。A、B是兩支相同的蠟燭，C是薄玻璃板。
（1）做這個實驗時，教室里的光線應該________（選填“明亮”或“較暗”）更好。
（2）若實驗中把薄玻璃板向右平移一段距離，A蠟燭的像________（選填“會”或“不會”）向右平移；若實驗中B蠟燭在白紙上移動，始終不能與A蠟燭的像重合，則可能的原因是__________________________________________________________。
（3）如圖乙，在平面鏡前有一個點光源S，它發出的某一條光線經平面鏡反射后恰好通過P點，根據平面鏡成像規律在答題紙上畫出此過程的光路圖。
例6、在探究“凸透鏡成像規律”的實驗中，記錄的部分實驗數據見下表。
（1）實驗過程中觀察到第2次所成的像______（選填“大于”“等于”或“小于”）第1次所成的像。
（2）請補充表格中的數據。
（3）第4次實驗中像的性質是______________________。
（4）當把蠟燭調到距離透鏡8cm的位置時，小欣發現無論移動光屏，光屏上始終得不到像。為了觀察到這時所成的像，眼睛和蠟燭應該在凸透鏡的________（選填“同”或“異”）側。
1.小金同學在“探究凸透鏡成像規律”的實驗中，記錄并繪制了像到凸透鏡的距離v跟物體到凸透鏡的距離u之間關系的圖象，如圖所示，下列判斷正確的是（ ）
A.該凸透鏡的焦距是16cm
B. 當u=12cm時，在光屏上能得到一個縮小的像
C.當u=20cm時成縮小的像。照相機就是根據這一原理制成的
D. 物體從距凸透鏡12cm處移動到24cm處的過程中，物像間距逐漸變小
2.在桌面上樹立一塊玻璃板，把一跟點燃的蠟燭放在玻璃板前面，看到玻璃板面出現蠟燭的像，在像的位置上放一根大小相同沒點燃的蠟燭，如圖所示。
（1）實驗操作需要解決兩個問題：①如何確定_________的位置？②如何比較_________的大小來判斷像的性質？
（2）實驗中分析測量數據可得到的結論表明：像與物相對于鏡面________________________；
（3）請你分別從實驗方法和畫光路圖兩種方面分析說明平面成的是虛像。
3.小徐在探究“平面鏡成像特點”實驗中，按如圖所示擺放器材。
（1）點燃蠟燭A，在_______側（選填“A”或“B”）才能觀察到蠟燭A的像；
（2）玻璃板向蠟燭A移動4cm，則蠟燭B需向蠟燭A移動_______cm才能與蠟燭A的像完全重合；
（3）小徐不小心把手指放在蠟燭B的“燭焰”上，結果手指不痛，請你幫助分析產生此現象的原因___________________。
4.實驗室利用光具座研究凸透鏡成像規律。當三個元件移動到圖示位置時，光屏上出現了清晰的像。回答下列問題：
（1）光屏上像的性質為_____________________。
（2）根據圖中信息可推算焦距范圍為_______________________。
（3）若蠟燭位置固定，要想確保能成實像，則凸透鏡必須放置在_____厘米刻度線之外。
5.小葉在實驗室利用光具座研究凸透鏡成像的規律。
（1）圖甲所示，一個點光源A通過凸透鏡后在光屏B點處成了一個清晰像，F是該凸透鏡的焦點。根據透鏡的性質，在答卷上相應位置畫出圖中兩條光線通過該凸透鏡后的光線。

（2）當小葉將三個元件移動到圖乙所示位置時，光屏中心出現了清晰的像。則光屏上像的性質為_______。
（3）在圖乙所示時，保持蠟燭和光屏不動，將凸透鏡移至________刻度處時，可以再次得到一個清晰像。
1.在探究“平面鏡成像特點”的實驗中，小明同學選取一塊薄的平板玻璃、兩只完全相同的蠟燭A和B、刻度尺、白紙、火柴等器材進行實驗，如圖1所示，
(1)小明將蠟燭A豎直放在水平桌面的白紙上，點燃蠟燭A，她觀察發現：平板玻璃中蠟燭A的像偏高且傾斜。你認為在圖2所示的甲、乙、丙三輻圖中，__________幅圖是產生以上現象的原因？
(2)實驗器材調整正常后，若在實驗中，小明增大了蠟燭A與玻璃板的距離，則A的像__________（選填“變大”、“變小”或“不變”）。
(3)若小明將薄的平板玻璃換成厚的平板玻璃，實驗中將會出現__________。
2.小明喝水時，偶然發現透過水面看不見玻璃水杯外側的手指，他感到很驚奇；玻璃和水都是透明物質， 為什么光卻不能透過呢？小明決定找出原因，下面是小明的探究過程：
根據光經過的路徑，首先想到了這種現象與光的折射有關，為此他根據光從水中射向空氣的光路進行了推測，如下圖，光從水中射向空氣時，折射角大于入射角，當入射角逐漸增大時，折射角也逐漸增大，那么，當人射角增大到某一值時，會不會…
（1）小明的推測是________________。
（2）小明為了驗證自己的推測，進行了如下圖所示的實驗，實驗過程中逐漸增大激光筆射向水面的入射角的角度，當增大到某一角度時，小明觀察到_________，證實了自己的推測。
（3）當光從空氣射向水中時，也會出現“看不見”的現象嗎？說出你的觀點并解釋：______________________________。
3.如圖是“探究平面鏡成像特點”的實驗裝置圖，選取完全相同的兩支蠟燭，如圖將一塊玻璃板豎直立在白紙上，把一支點燃的蠟燭放位置A，另一支未點燃的蠟燭與前面的蠟燭的像重合記下位置A’，移動點燃的蠟燭到B、C位置，重做上面的實驗，分別在紙上記錄物與像的位置B、B’；C、C’如圖所示，則：
（1）選取完全相同的兩支蠟燭進行實驗的目的是______________________；
（2）分別測量A、B、C和A’、B’、C’到玻璃板前面的距離，和像的位置A’、B’、C’到玻
璃板后面的距離，記錄如下表，比較數據發現像到鏡面距離總是小于物體到鏡面的距離，
造成數據偏差的原因是______________________；
（3）實驗中他用白紙做屏幕放在所看到的蠟燭的像的位置，然后在玻璃板后側直接觀察白
紙，結果不能看到像，用光學原理解釋成虛像的原因：______________________。
4.利用光具座研究凸透鏡成像的規律。當三個元件移動到圖示位置時，光屏中心出現了清晰的像。回答下列問題：
（1）該凸透鏡的焦距為__________cm。
（2）若在圖示情況下，王同學把蠟燭移到35cm刻度處，凸透鏡位置不變，王同學將向__________（選填“左”或“右”）移動光屏才能再次看到清晰的像。
（3）若在圖示情況下，王同學把蠟燭移到45cm刻度處，凸透鏡位置不變，王同學怎么做才能看到清晰的像？______________________________。
5.在“探究凸透鏡成像規律”的實驗中，當蠟燭、凸透鏡、光屏位于圖示位置時，燭焰在光屏上呈現清晰的像。現將蠟燭移動到20cm刻度處，請根據要求完成下列實驗：
（1）凸透鏡的位置保持不變，光屏在________（選填“50~60cm”“60~70cm”或“70~80cm”）刻度范圍內移動，能再次獲得清晰的像。此時，像的性質是________________的實像。
（2）蠟燭、凸透鏡和光屏的位置均保持不變，要在光屏上再次獲得清晰的像，簡述實驗原理和操作。_________________________________________________________________。
參考答案
例1、D
例2、A
例3、A
例4、（1）紙板不平整；換一塊平整紙板（2）重復多組實驗，找出普遍規律
例5、（1）較暗（2）不會；薄玻璃板與紙面沒有垂直（3）如圖所示
例6、（1）大于（2）10；13（3）倒立放大的實像；（4）異
1.C
2.（1）像；像和物（2）對稱（3）像的位置上用光屏承接不到像或像的位置上用眼睛看不到像
3.（1）A （2）8 （3）因為是虛像
4.（1）倒立的縮小的實像（2）15cm＜f＜20cm（3）30
5.（1）如圖 （2）倒立放大的實像。（3）55cm。
1.乙；不變；兩個像
2.（1）折射光線消失 （2）光斑消失 （3）不會 光從空氣射入水中時，折射角始終小于入射角
3.（1）便于比較物與像的大小關系；（2）玻璃板有一定的厚度，因為是以玻璃板的前面為反射面，距離相等指的是物與像到反射面的距離相等，而不是鏡面；（3）反射所成的像點并沒有實際光線會聚，而是反射光線反向延長線的交點，故光屏呈接不到，是虛像。
4.（1）10；（2）右；（3）從光屏一側向凸透鏡里看，調整眼睛位置，直到看到清晰的像
5.（1）“60~70cm”。倒立縮小。（2）根據近視矯正的原理，選一個焦距合適的凹透鏡放在蠟燭和凸透鏡之間（合理即可）。
【備考2023】浙教版科學中考第二輪復習--第2講
光學實驗

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