(练习)20 核心素养提升(二) 光学实验-【提分教练】2022-2023学年八年级物理上册同步(人教版)

核心素养提升(二) (光学实验) 光在我们的生活中无处不在。 一天早晨，妈妈出去之前不小心把镜子摔碎了，她嘱咐小万收拾一下。起床后，小万在捡起镜子碎片的时候，发现有些镜子碎片可以照到自己完整的脸，有的镜子碎片不可以照全自己的脸。这是为什么呢？ 现在我们就从光的反射开始我们的探究之旅吧！ 　探究光反射时的规律 【实验装置】 【实验关键】 1．纸板与平面镜垂直放置。 2．对每一组入射光线和反射光线分别用不同颜色的笔进行描绘，或者对每一组入射光线和反射光线进行编号。 【要点探究】 探究1　实验应在什么样的环境中进行？为什么？ 探究2　可折转白色粗糙硬纸板的作用是什么？ 探究3　怎样比较反射角和入射角的大小关系？ 探究4　如何探究反射光线、入射光线和法线是否在同一平面内？ 探究5　如何探究光路是否可逆？ 探究6　实验中改变入射角的大小，多次实验的目的是什么？ [自主解答] 探究1　实验应在较暗的环境中进行；减小其他光线对实验的影响，使实验现象更明显。 探究2　(1)显示光的传播路径；(2)探究反射光线、入射光线和法线是否在同一平面内；对光线起漫反射作用。 探究3　改变光束入射的角度，多做几次，换用不同颜色的笔记录每次光的径迹。取下纸板，用量角器分别测量反射角和入射角的大小，将数据记录在表中进行比较。 探究4　将纸板NOF向前折或向后折，观察硬纸板上是否显示反射光线。 探究5　将光线逆着原来反射光线的方向射入，观察反射光线是否会逆着原来入射光线的方向射出。 探究6　避免实验的偶然性，让实验结论更具有普遍性。 【交流与讨论】 问题1　实验时从纸板前不同的位置都能看到光的传播路径的原因？ 答案：光在纸板上发生了漫反射。 问题2　实验中反射角与入射角的关系？ 答案：反射角等于入射角(不能说成是入射角等于反射角)。 结论：在反射现象中，反射光线、入射光线和法线都在同一平面内；反射光线、入射光线分别位于法线两侧；反射角等于入射角。 　　探究平面镜成像的特点 【实验装置】 【实验关键】 1．将玻璃板垂直架在水平桌面的纸上。 2．连接像点与物点，并用刻度尺测量物距与像距。 3．实验尽量在较暗的环境中进行。 【实验方法】等效替代法 【实验原理】光的反射 【要点探究】 探究1　该实验为什么最好在较暗的环境中进行？ 探究2　为什么选择用玻璃板代替平面镜？ 探究3　实验中为什么选择较薄的玻璃板？ 探究4　为什么要选择两支相同的蜡烛？ 探究5　为什么要让玻璃板与水平桌面垂直？ 探究6　观察像时眼睛的位置在什么地方？ 探究7　怎样验证平面镜成的像是虚像？ 探究8　多次实验的目的是什么？ [自主解答] 探究1　为了让实验现象更明显。 探究2　便于确定像的位置。 探究3　实验时，若选用厚玻璃板，通过玻璃板的前后两个面各形成一个像，产生重影，影响判断像的位置。选用的玻璃板越薄，两个像越靠近，可减小误差。 探究4　便于确定像与物的大小关系。 探究5　确保物像重合。 探究6　观察像时眼睛的位置与物体同侧。 探究7　用光屏代替未点燃的蜡烛，直接观察光屏上是否能承接蜡烛的像。 探究8　多次改变蜡烛和玻璃板之间的间距，使结论更具有普遍性。 【交流与讨论】 问题1　蜡烛和像到玻璃板的距离不相等的原因？ 答案：(1)蜡烛没有垂直放置；(2)玻璃板后面的蜡烛与玻璃板前面的蜡烛在玻璃板中成的像没有完全重合；(3)玻璃板太厚。 问题2　用蜡烛形灯泡代替蜡烛的好处有哪些？ 答案：(1)不会由于蜡烛的燃烧而导致另一支蜡烛和像之间的高度不等；(2)灯泡比蜡烛亮，实验效果更明显；(3)灯泡可反复使用。 结论：物体在平面镜中成的是正立的虚像；平面镜所成像的大小与物体的大小相等；像和物体到平面镜的距离相等；像和物体的连线与镜面垂直。 　探究凸透镜成像的规律 【实验装置】 【实验关键】 1．调节烛焰、凸透镜、光屏，使它们的中心在同一高度上。 2．实验在较暗的环境中进行。 【要点探究】 探究1　无论怎样移动光屏都找不到像的原因是什么？ 探究2　如何使光屏上的像变大？ 探究3　成实像和虚像时，物体越靠近焦点处，像的变化情况如何？ 探究4　蜡烛燃烧后会变短，光屏上烛焰的像的位置怎样变化？ 探究5　实验中选择蜡烛的缺点是什么？应该怎样改进，这样改进的优点是什么？ 探究6　实验中在光屏上得到了清晰的像，如果用遮光布遮住凸透镜的一半，所成的像有什么变化？ 探究7　像不在光屏的中央位置应如何调节？ 探究8　光屏上成清晰的像时，对调蜡烛和光屏的位置，所成的像有什么变化？ [自主解答] 探究1　(1)烛焰在一倍焦距以内成的是虚像；(2)烛焰在一倍焦距处不成像；(3)烛焰、凸透镜和光屏三者的中心不在同一高度。 探究2　要使光屏上的像变大，可将物体靠近凸透镜，同时光屏远离凸透镜(物近