探究光现象（实验） ---2023-2024学年教科版物理八年级上学期

第5课 探究光现象（实验） 一、考点及典例 知识点一 光的反射规律 1.粗糙白纸板/光屏的作用： （1）显示光路 （2）探究反射光线、入射光线、法线是否在同一平面内。 2.实验过程中，小明得到“入射角等于反射角”这一结论，小红得到“反射叫等于入射角”这一结论，谁的结论对？原因是什么？ 小红的结论对，因为光在反射时，先有入射角，后有反射角。 3.该实验应该在什么环境下进行？目的是？ 在较暗的环境下进行，目的是：便于观察光线。 4.将右侧纸板沿法线ON向后翻折，在右侧纸板上看不到反射光线，说明： 光在反射时，反射光线、入射光线、法线在同一平面内。 5.将光逆着反射光线射向平面镜，发现光线从入射光线射出，说明： 光在反射时，光路是可逆的。 6.实验时，白纸板（光屏）应该如何放置？ 竖直放置、与平面镜垂直放置 7.让光贴着纸板入射的原因是什么？ （1）确定入射光线位置 （2）使光线在纸面上发生漫反射，便于看到入射光。 8.多次改变入射角大小进行实验的目的： 使“反射角等于入射角”这一结论具有普遍性。 9.小明做了一次实验，将数据记录在表格中，然后得出“反射角等于入射角”这一结 论，请指出不足并加以改进？ 不足：只进行了一次实验，实验结论不具有普遍性 改进：多次改变入射角大小，记录入射角及对应的反射角度数，进行比较。 结论:光的反射定律： 1.反射光线、入射光线、法线在同一平面内。 2.反射光线和入射光线分居法线的两侧。 3.反射角等于入射角。 4.反射角随入射角增大而增大，随入射角减小而减小 5.垂直入射垂直反射，反射角=入射角=0o 6.光在反射时，光路是可逆的。 【典例1】(2022四川广元中考)小林在探究光的反射规律实验中,利用激光笔、可折转的光屏、平面镜和测量工具等器材,组装了如图所示的实验装置。 (1)小林让激光笔发出的激光沿右侧光屏入射到平面镜上的O点,先不折转光屏时,法线ON左侧光屏上能观察到反射光线,再将左侧光屏沿ON向后转动,左侧光屏上观察不到反射光线。这说明光的反射现象中,反射光线、入射光线和法线在　　　　平面上。  (2)小林使入射光线与平面镜间的夹角为60°时,测得反射角大小应为　　　　。  【典例2】(2022四川自贡中考,33,★★☆) 在“探究光的反射规律”的实验中,如图所示,水平放置平面镜,白色纸板竖直立在平面镜上,纸板由E、F两部分组成,可以绕ON翻折。 (1)实验时,把纸板ENF垂直放在平面镜上,入射光线AO的法线是　　　　　　,光线AO的入射角大小是　　　　　　度;  (2)为了探究反射角与入射角大小的关系,应进行的操作是　　　　;  A.改变纸板与平面镜之间的夹角 B.沿ON向后转动纸板E C.沿ON向后转动纸板F D.改变入射角的大小 (3)将一束光贴着纸板E沿AO射到镜面上O点,纸板F上会显示出反射光束OB,接着将纸板F绕ON向后翻折,则纸板F上　　　　(选填“能”或“不能”)显示出反射光束,由此说明反射光线、入射光线与法线在　　　　　　　(选填“同一平面”或“不同平面”)内;  (4)若让另一束光沿BO方向射向平面镜,反射光将沿OA方向射出。该实验现象说明　　　　　　　。  A.反射角等于入射角 B.在光的反射现象中,光路可逆 【典例3】如图为探究光的反射定律实验。平面镜水平放置，白色纸板竖直地立在镜面上。入射光线AO紧贴纸板射向镜面，纸板上能看到反射光线OB（图中未画出）。O为入射点，ON为法线。则（　 　） A．反射光线OB的位置在ON的左侧 B．仅增大图中α的角度，反射光线OB将远离ON C．仅将平面镜在水平面内绕O旋转，OB位置不变 D．仅将纸板取走，反射光线OB将不存在 【典例4】（多选）小强同学用如图甲的实验装置，探究光反射时的规律，并将数据依次记录在表格中。实验后他想让与地平线成60°的太阳光竖直向下照亮井底，他把平面镜按如图乙放置。对此探究，下列说法正确的是（　　） 次数 1 2 3 4 5 ∠i 0° 20° 30° 40° 60° ∠r 0° 20° 30° 40° 60° A．图甲中表示反射角的是∠i B．实验时的反射光线是绕O点逆时针转动的 C．实验说明反射角等于入射角 D．图乙中平面镜与地平线的夹角θ为75° 【典例5】如图，小亮让一束光线沿着BO方向入射，发现反射光线沿着OA方向射出，说明光在反射时光路是 　 　的，若入射光线向法线靠近10°，反射角会 　 　（选填“增大”或“减小”）。 知识点二 平面镜成像的规律 1.什么是平面镜？ 平静的水面、平板玻璃、平滑的金属面，都可以看作平面镜。 2.实像和虚像的区别？ 【实像】由实际光线会聚而成，能用光屏承接，是能量的聚集。 【虚像】不是由实际光线会聚而成，而是实际光线的反向反向延长线会聚，不能用光屏承接，在像的位置没有能量的聚集。 3.【实验探究】平面镜成像特点 1】平面镜成像实验原理：光的反射定律 2】实验方法：等效替代法 （1）用蜡烛B替代蜡烛A的像——探究像与物的位置关系 （2）用蜡烛B替代蜡烛A——探究像与物的大小关系 3】实验中为什么用薄玻璃板代替平面镜？ 因为薄玻璃板既能透光看到镜后又能反光成像，便于确定像的位置，比较像与物的大小关系。 4】实验中选用较薄的还是较厚的玻璃板？原因是？ 选用较薄的玻璃板，原因：避免因为玻璃板过厚，在前后表面成两次像。 5】实验中选用两支什么样的蜡烛？原因是？ 两支完全相同的蜡烛，原因：便于确定像的位置，比较像与物的大小关系。 6】实验在什么样的环境下进行？原因是？ 较暗、原因：使像看起来更明亮。 7】实验过程中桌面上白纸的作用是什么？ 记录物和像以及玻璃板的位置用来分析处理实验数据， 8】确定像与物大小关系的操作是？ 在玻璃板前点燃蜡烛A，拿未点燃的与蜡烛A完全相同的蜡烛B在玻璃板后移动，直到在玻璃板前看到他跟点燃的蜡烛的像完全重合，记录此时位置即A的像的位置。 9】晓峰在镜中看到小王摸到烛火，可小王却说没有，请你解释其原因 因为晓峰看到的是小王的手和A的像完全重合了，误以为小王摸到烛火，因为是虚像，不是实际光线会聚而成，没有能量的聚集，不能用光屏承接。 10】无论怎样移动蜡烛B都无法与A的像重合，原因是？ 薄玻璃板没有与桌面垂直放置。 11】给薄玻璃板镀膜或换用茶色玻璃板原因是？ 增强了对光的反射 12】实验中刻度尺的作用？ 测量像到玻璃板的距离和物到玻璃板的距离。便于比较平面镜成像时像与物到玻璃板距离的关系。 13】如何验证所成的像是实像还是虚像？ 在蜡烛B的位置放一个光屏，光屏上没有蜡烛的像，证明平面镜所成的像是虚像。 14】多次改变蜡烛与平面镜的距离进行实验目的： 使“像到平面镜的距离等于物到平面镜的距离”这一结论具有普遍性。 15】观察像时应该在哪一侧？ 在蜡烛A侧透过玻璃板看像，知道蜡烛B与蜡烛A的像完全重合。 16】像和物到平面镜的距离不相等的原因是？ （1）玻璃板过厚 （2）测量时存在误差 （3）玻璃板后的蜡烛与玻璃板前蜡烛的像没有完全重合。 17】如何通过实验得到“像到平面镜的距离等于物到平面镜的距离”？ 多次改变蜡烛A的位置，移动蜡烛B分别确定蜡烛A对应的像的位置，用刻度尺分别测出每次像和物到玻璃板的距离，并进行比较。 18】实验时用笔将像与物的位置连接，可得到什么结论？ 像与物的连线与平面镜垂直 19】用手在蜡烛B侧摸火焰，没有感到灼热，可以得到的信息是？ 像的位置、所成的像是虚像 20】实验前，小明为什么猜想像与物大小相等的依据是什么？ 小明把手放在镜子上，看到平面镜中手的像和手一样大。 4.平面镜成像特点： （1）平面镜所成的像是虚像 （2）像与物体的大小相等 （3）像到平面镜的距离等于物体到平面镜的距离。 （4）像与物关于平面镜对称 （5）像与物的连线与平面镜垂直 【典例6】检查视力时，视力表放在小花头部的后上方，让小花识别对面墙上镜子里的像，视力表在镜中的像与被测者的距离是 米。当小花向镜子方向走1米，她在镜中的像的大小 （变大、变小、不变），此时她与她镜中像的距离为 米。 【典例7】一块仪容镜如图甲所示，放在某学校走廊的AB处，仪容镜靠墙而立，镜面与墙壁平行，在另一面墙壁上的O处悬挂一电铃，如图乙所示。为了总能看到电铃通过仪容镜所成的像O'，小强同学沿着走廊的ae直线走动，若将人和电铃各自看作一个点，则小强同学所在的区间是（　　 ） A．ab B．bc C．cd D．de 【典例8】如图是“探究平面镜成像的特点”的实验装置。 （1）用玻璃板代替平面镜是为了便于确定像的 　 　。 （2）实验中应将玻璃板与水平桌面 　 　。 （3）选用两支外形完全相同的蜡烛A和B，目的是得到像和物的 　 　的关系。 知识点三 凸透镜成像规律 1.实验目的：探究物体放在凸透镜的5个不同位置时的成像特点。 2.实验器材： 蜡烛、凸透镜、光屏、刻度尺（光具座） 3.实验探究前应怎样合理摆放和调整器材，调整的目的是什么？ 摆放：把蜡烛、凸透镜、光屏依次摆放在同一直线上 调整：点燃蜡烛，使烛焰、凸透镜、光屏三者的中心大致在同一高度。（靠拢调节） 目的：使烛焰清晰的实像成在光屏中央。 4.实验中凸透镜的焦距为多少？ 5.在光屏上成像后，用手挡住凸透镜的上半部分，会出现什么现象？ 光屏上仍有蜡烛完整的像，但是会变暗。 6.如何看到虚像？ 从光屏一侧透过凸透镜去观察。 7.随着实验进行，光屏上的像越来越高，因为蜡烛变短，如何调节可使像仍成在光屏中央？ （1）保持光屏和凸透镜位置不定，蜡烛向上移动（换上新蜡烛） （2）蜡烛和凸透镜不动，光屏向上移动 （3）蜡烛和光屏不动，凸透镜向下移动。 8.实验中无论怎样移动光屏，都得不到蜡烛的像，原因是？ （1）蜡烛在焦点以内 （2）蜡烛在焦点上 （3）烛焰，凸透镜，光屏三者中心不在同一高度 （4）蜡烛到凸透镜的距离稍大于焦距，成像在很远的地方，光具座上的光屏无法移到该位置。 9.实验中多次改变蜡烛位置进行实验，原因是： 使实验所得结论具有普遍性 10.焦距标志着什么？ 透镜对光的折射本领 11.小程想得到凸透镜成像的所有规律，应该怎样选取物距？ 由远及近的选取u>2f 、u=2f、f<u<2f、u=f、u<f五个个范围内，每个范围内至收集三组数据。 12.凸透镜成像规律与哪些因素有关？ 物距和焦距。（控制变量） 13.下图装置优点 （1）光屏成成像清晰稳定 （2）从光屏上可以更方便得出像与物的大小关系 （3）可以直接读出物距以及像距。 14.当光屏上成倒立缩小实像时，保持凸透镜位置不动，将光屏和蜡烛位置对调，能否成清晰的像？成像特点是什么？依据是什么？ 能、成倒立放大实像、依据：光在折射时、光路是可逆的。 【典例9】某学习小组用图甲探究“凸透镜成像规律”，通过实验，绘制了像距v随物距u变化图像如图乙所示，此凸透镜的焦距是 　 　cm。当蜡烛放在如图甲所示位置时，调节光屏位置，直到光屏上得到清晰的像，若此时在蜡烛与凸透镜之间靠近凸透镜处放一个近视眼镜，若想在光屏上还能得到清晰的像，应该将光屏向 　 　（选填“靠近”或“远离”）凸透镜方向移动。 【典例10】小芳利用如图所示的装置“探究凸透镜成像的规律”。将蜡烛放在凸透镜左侧适当位置，调整光屏到凸透镜的距离，使烛焰在光屏上成清晰的像，分别测出物距u和像距v，实验数如表所示。下列说法中（　　） 实验次数 1 2 3 4 5 物距u/cm 60 30 20 15 12 像距v/cm 12 15 20 30 60 ①该凸透镜的焦距为20cm ②第1次实验的成像规律与照相机成像原理相同 ③从第1次实验到第5次实验，成在光屏上的像越来越大 ④当u＝11cm时，移动光屏，可在光屏上成倒立、缩小的清晰实像 A．只有①④正确 B．只有②③正确 C．只有①②正确 D．只有②③④正确 【典例11】在“探究凸透镜成像的规律”实验中： （1）小强发现用凸透镜看远处物体时，可以看见倒立、缩小的像；用该凸透镜看自己的指纹时，能看见正立、放大的像，由此猜想：凸透镜成像的特点可能与 　 　有关。 （2）在光具座上，将蜡烛、光屏安装在凸透镜两侧，调节三者的高度时， 　 　（选填“需要”或“不需要”）点燃蜡烛；调节高度的目的是使像能呈现在 　 　 （3）实验中，当蜡烛、透镜和光屏的位置如图所示时，光屏上承接到蜡烛清晰的像（像未画出），这个实验现象可以说明 　 　（选填“放大镜”、“投影仪”或“照相机”）的成像特点。 二、巩固练习 1. 夕阳西下时，你在校园内，面对北方，你看到你的影子在你的（　 　） A 前方 B. 后方 C. 左侧 D. 右侧 2. 下列属于三原色光的是（　 　） A. 紫光 B. 红光 C. 橙光 D. 黄光 3. 一个苹果在阳光下看起来是红色，这是因为（　 　） A. 红光透过苹果      B. 苹果只吸收红光              C. 苹果只反射红光     D. 以上说法均不正确 4. 下列是观察对岸的树木在水中倒影的光路图，正确的是（　 　） A. B. C. D. 5. 关于光现象中，下列说法正确的是（　 　） A. 日食是因为光发生反射而形成的 B. 在墙上挂上平面镜，能扩大视觉空间 C. 彩虹是光的反射形成的  D. 凸透镜只能成放大的像 6. 如图所示，图甲测凸透镜的焦距，图乙“探究凸透镜成像的规律”，在图乙所示的位置光屏上成清晰的像．下列说法正确的是（　 　） A. 由图甲可知凸透镜焦距是40cm B. 图乙的成像特点与投影仪的成像原理相同 C. 图乙中若用遮光板挡住凸透镜的上半部分，光屏上只出现像的下半部分 D. 图乙中若在凸透镜左侧“戴”上近视镜，光屏向右移动才能找到清晰的像 7. 如图所示是透镜对光的作用，其中正确的是（　 　） 8. 小明从平面镜里看到对电子钟示数的图像如图，这时的实际时刻是（　 　） A. 21:10 B. 10:21 C. 10:51 D. 12:01 9. 电视遥控器使用时发射的是（　 　） A. 红外线 B. 紫外线    C. 超声波 D. 次声波 10. 如图，正确表示了从空气进入水中的光路图是（　 　） A. B. C. D. 11. 下列哪种光能使荧光物质发光（　 　） A. 红光     B. 紫外线      C. 红外线      D. 绿光 12. 把一只点燃的烛放在焦距为10cm的凸透镜前16cm处，在凸透镜的另一侧调节光屏的位置可找到一个清晰的烛焰的像，这个像是图中的（　 　） A. B. C. D. 13. “小荷才露尖尖角，早有蜻蜓立上头”现有一蜻蜓立于距水面 0.4m 处的荷尖上。池中水深2.1m，则蜻蜓在水中的像距水面________m。蜻蜓的像形成的原因是光的________。 14. 在较暗的屋子里，把一枝点燃的蜡烛放在一块半透明的塑料薄膜前面，在它们之间放一块钻有小孔的纸板．由于________，塑料薄膜上就出现烛焰的________的像(如图)．这种现象叫小孔成像． ​ 15. 如图所示，B′是人眼在A处透过水面看见的河底一白色鹅卵石的虚像，这虚像是由光的________形成的，若在A处用激光手电对准虚像B'照射，则手电发出的光________（选填“能”或“不能”）照射到河底的白色鹅卵石上，这说明________。 16. 若一个身高1.6m的人站在竖直挂置的大穿衣镜前0.5m处，则此人在镜中的像高是________m，若此人远离平面镜，镜中像将________（填“远离”或“靠近”）平面镜，像的大小将________（填“变大”、“变小”或“不变”）。 17. 如图在桌面上放一张白纸作光屏，把一张中心有小孔的硬纸片放在白炽灯和光屏之间，并固定在支架上．①闭合电灯开关，即可在光屏上看到灯丝的________像（填虚或实），且像的开口处与灯丝的开口处方向________（填相同或相反），说明像是________（填倒立或正立）的．②若将小孔分别改为小方形，矩形，三角形，则其成像形状不变，说明小孔所成的像与小孔的形状________（填有关或无关）． 18. 观众戴着绿色眼镜看穿白色上衣、红裙子的演员：观众看到她上衣呈________色，裙子呈________色． 19. 如图所示是探究凸透镜成像的实验装置示意图．已知凸透镜的焦距是20cm，光具座上A、B、C三点分别用于放置器材，其中B点应该放________（填“凸透镜”、“光屏”或“蜡烛”）．若此时光屏上刚好得到清晰的缩小的像，则蜡烛是放在________点，BC的距离要________（“大于”、“等于”或“小于”）40cm．此时只需移动________点上放置的器材，光屏上又会得到清晰的放大的像． 20. 如图，水平桌面上有一块圆形玻璃转盘，距转盘2m高处有一盏灯成像在其中．灯的像距离该灯________m；若用手水平拨动转盘，则会观察到灯的像的位置________（选填“改变”或 “不改变”），停止拨动转盘后，转盘还会继续转动，这是由于转盘具有________． 21. 物体距凸透镜30cm时，透镜另一侧光屏上能得到一个倒立、等大的实像，此凸透镜的焦距为________cm；若将一物体放在此凸透镜前70cm的地方，在光屏上得到一个倒立、缩小的实像________就是根据此原理制成的． 22. 站在岸上的人看到平静的水面下有一静止的物体，如他想用一束强光照亮物体，则应瞄准________（选填“看到的物体的前方”、“看到的物体的下方”、“看到的物体的上方”或“看到的物体”），看到的物体是光的________形成的。 23. 如图所示，a、b是镜前一点光源S发出的光线经平面镜反射后的两条反射光线，请在答题卡的图中根据反射光线a、b画出点光源S的位置． 24. 一束光线斜射入水面O点处，在O点处发生折射后照亮水底A处，作出折射光线． 25. 如图所示，请画出由烛焰S点发出的光经过凸透镜折射后的两条光线。 26. 探究“凸透镜成像规律”实验 （1）由图甲可知凸透镜的焦距是__________cm； （2）按图乙安装实验器材时，需要调节烛焰的中心、透镜的光心、光屏的中心在__________处． （3）移动蜡烛和光屏，当处于图乙位置时，光屏上恰好能得到清晰的像，则像的特点为________、________、________．我们生活中的___________就是根据这一原理制成的． （4）保持凸透镜位置不变，向左移动蜡烛，则应向移动光屏________（填“左”或“右”）才能在光屏上得到清晰的像．与图乙相比，此时的像是________（填“变大”、“不变”或“变小”）． 27. 如图是小芳同学探究“平面镜成像的特点”实验装置. （1）在实验中用透明的玻璃板代替平面镜，主要是利用玻璃透明的特点，便于________. （2）在竖立的玻璃板前放一支点燃的蜡烛M，可以看到玻璃板后面出现蜡烛的像.小明拿另一支大小相同的蜡烛N在玻璃板后面移动，直到它跟蜡烛M的像完全重合.由此可以得出的结论是________. （3）实验时，小芳同学应在________（填“M”或“N”）侧观察蜡烛M经玻璃板所成的像；应在________（填“M”或“N”）侧观察光屏上成的是否是实像. （4）细心的小芳透过玻璃观察蜡烛M的像时，看到在像的后面还有一个较模糊、与像有部分重叠的像，出现两个像的原因是_______. （5）若实验时不慎将玻璃向N方向倾斜，则出现的问题是：________ 28. 运用知识解决问题： （1）我们可以从不同方向看到桌椅、书本等物体，这是什么道理？ 答：桌椅、书本等物体的表面凹凸不平，会对照射到其上的光线产生________反射，所以我们可以从不同方向看到桌椅、书本等物体． （2）请画出图中物体AB经平面镜所成的像． 29. 小红为小鹏表演了一个“水火相融”的小魔术，她先用一块透明的薄玻璃板将桌子分割成甲、乙两个区域后，再用一块不透明的挡板将乙区域分割成两部分．小红在甲区域内放置了一个盛满水的烧杯，且里面浸没着一支蜡烛A，并在乙区域挡板后的指定位置放置蜡烛B．准备就绪后，小红请小鹏坐在乙区域一侧的某点P（如图所示），并迅速将乙区域已准备好的蜡烛B点燃，在小红一只手麻利地在小鹏眼前绕过的同时，另一只手悄悄地将挡板拉开一个缝隙MN．当小鹏沿着小红的手指望向蜡烛A时，奇迹出现了：蜡烛A竟然在水中燃烧了！ （1）若实验中完全相同的蜡烛A和B到薄玻璃板的垂直距离分别为S1和S2 ， 则S1________ S2（选填“＞”、“＜”或“=”） （2）小鹏之所以能看到“水火相融”的奇迹，是因为他看到的燃烧的蜡烛B通过薄玻璃板所成的等大的、________ 、________ 像． 第 1 页 共 6 页 学科网（北京）股份有限公司 $$