专题三实验复习 讲义(一)光学实验 2026年中考物理二轮复习
2026-05-01
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2份
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38页
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普通
资源信息
| 学段 | 初中 |
| 学科 | 物理 |
| 教材版本 | - |
| 年级 | 九年级 |
| 章节 | - |
| 类型 | 教案-讲义 |
| 知识点 | 光学 |
| 使用场景 | 中考复习-二轮专题 |
| 学年 | 2026-2027 |
| 地区(省份) | 全国 |
| 地区(市) | - |
| 地区(区县) | - |
| 文件格式 | ZIP |
| 文件大小 | 2.03 MB |
| 发布时间 | 2026-05-01 |
| 更新时间 | 2026-05-19 |
| 作者 | 笑对人生_ |
| 品牌系列 | - |
| 审核时间 | 2026-05-01 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/57651482.html |
| 价格 | 1.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
|---|
摘要:
该初中物理中考复习讲义聚焦光学实验专题,覆盖光的反射定律、平面镜成像、凸透镜成像三大中考核心考点。以“实验要点-强化训练-真题体验”为架构,通过考点梳理构建知识体系,方法指导突破实验难点,真题训练提升实战能力,体现复习的系统性与针对性。
亮点在于融入科学探究与科学思维,如平面镜成像实验用等效替代法验证像的性质,反射定律通过多次改变入射角归纳普遍规律。设基础填空、实验分析、真题演练分层练习,配合即时反馈机制,助力学生高效掌握实验考点,教师可据此精准把控复习节奏,提升应考能力。
内容正文:
专题三实验复习
(一)光学实验(新人教版)(教师篇)
实验1探究光的反射定律
(一)实验要点
1.【实验装置】
2.【实验器材】平面镜、量角器、硬纸板(光屏)、激光 笔、笔、直尺。
(1)平面镜的作用:做光路的反射面。
(2)量角器的作用:测量反射角、入 射角的大小。
(3)硬纸板的作用:显示光的传播路径。
3.【实验过程】
(1)搭建实验装置:平面镜水平放置,硬纸板 垂直 放置在水平面上,否则在纸板上看不到反射光线。
(2)验证光线的位置关系:不断改变 入射 光线的位置,观察 反射 光线的变化。
(3)验证角的关系:多次改变入射角的大小,相应测量反射角的大小并作比较。
(4)验证线的共面关系:把纸板B向前折或向后折,在纸板上 不能 看到反射光线。
(5)验证光路可逆:将一束光逆着反射光线的方向射向平面镜,光会逆着入射光线的方向射出。
4.【分析实验数据,得出结论】
实验结论
(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 分居法线两侧。
(3)反射角 等于 入射角。
5.【交流与反思】
(1)本实验应选择在 较暗 (选填“较亮”或“较暗”)的环境下进行,目的是使实验现象更加明显。
(2)实验时让光贴着纸板入射的目的:显示光传播的路径。
(3)实验时从纸板前的不同位置都能看到光的传播路径的原因:光在纸板上发生了 漫反射 。
(4)验证光路可逆的方法:将激光笔逆着反射光线射入,观察光的传播路径是否重合。
(5)多次改变入射角大小进行测量的目的: 使实验结论更具有普遍性 。
(二)强化训练
☆探究光的反射定律
1.光在传播过程中,遇到障碍物时,其传播路径发生改变的现象,叫光的 ;分为 反射和 反射.
2.光的反射定律——在光的反射现象中:
(1)反射光线与法线、入射光线在 .
(2)反射光线与入射光线分居 两侧.
(3) 角等于 角.
3.在光的反射现象中,光路 .
4.实验器材:激光笔、平面镜、白色硬纸板(光屏)、笔、刻度尺、 等.
5.实验步骤:
(1)将平面镜平放在水平桌面上,硬纸板 在平面镜上(平面镜与纸板 ).
(2)让纸板在同一平面上,用激光笔紧贴纸板E,沿EO斜射到平面镜上,观察反射光线的位置,如图甲所示.
(3)将纸板F向后翻折,如图乙所示,观察反射光线的情况,发现纸板F上 承接到反射光线,再将纸板F与纸板E折回同一平面内,观察到纸板F上 承接到反射光线.(均填“有”或“没有”)
(4)将入射光线沿FO方向射入,观察反射光线的情况,发现反射光线沿 方向射出.
(5)让纸板在同一平面内,光线沿纸板一侧入射,在另一侧纸板上得到反射光线,用笔描出入射光线和反射光线的路径.
(6)多次改变 的方向,重复步骤(5).
(7)分别测出每个入射角和对应的反射角的大小,记录在表格中.
6.白色硬纸板的作用是 ;应选用粗糙的白色硬纸板,目的是方便光发生 反射.
7.步骤(3)的目的是为了验证: .
8.步骤(4)的目的是为了验证: .
9.小明在实验中测得如下数据,于是得出结论:光的反射现象中,反射角等于入射角.你认为他正确吗? (填“正确”或“不正确”),理由是 .
实验序号
入射角
反射角
1
30°
30°
10.在“探究光的反射定律”实验中:
(1)如图甲所示,使入射光沿NO方向射到O点时,发现光束变亮了,原因是 .
(2)小明利用探究结果做了一个简易水位自动识别仪,如图乙所示.保持入射光的方向不变,当反射光的光斑从B点向左移动到B'点时,说明水面 (填“上升”或“下降”)了.
(3)图丙为自行车尾灯结构示意图,是由一些互成直角的小平面镜组成.一束光线从左向右水平射向尾灯,经过两次反射后光线沿 方向从尾灯射出.
(4)如图丁所示,用一束激光与水平方向成45°角斜射到空水槽底部O点,形成一个光斑.若向其中加水,水位上升过程中水槽底部光斑向 (填“左”或“右”)移动.
(5)如图戊所示,一只烧杯中装有半杯水,放在水平木板AB上,一束光线竖直向下照在水面上.则折射光线与入射光线 (填“在”或“不在”)同一直线上.现在A端下方垫一个小木块C,则水面反射到天花板上的光斑将在 (填“P点”“P点左边”或“P点右边”).
11.小李利用如图所示的实验装置,进行“探究光的反射定律”实验.
实验次数
入射角
反射角
1
30°
30°
2
40°
40°
3
60°
30°
4
75°
75°
(1)除了图中器材外,还应补充的测量仪器是 .
(2)实验时让一束光贴着纸板入射是为了 .
(3)实验中使用可折转的硬纸板,这样可以方便探究 .
(4)为了得到反射角与入射角大小关系的普遍规律,应当 .
(5)小李的实验记录如表所示.其中有一个数据错误,你认为原因可能是 .
(6)如图所示,若将一束光贴着纸板B沿FO方向射到O点,这束光将沿图中的OE方向射出.这说明 .
答案:竖立 垂直 没有 有 OE 入射光线 显示光路 漫 反射光线、法线和入射光线是否在同一平面内 光路可逆 不正确 只做一次实验,得出的结论存在偶然性 反射光和入射光重合 反射光和入射光重合 与第一次入射光平行,且相反的 左 在 P点 量角器 显示光路 反射光线、入射光线和法线是否在同一平面内 改变入射角的大小,多次实验 测量的不是反射角,而是反射光线与镜面的夹角 在反射现象中,光路是可逆的
(三)真题体验
☆某小组在“探究光的反射定律”实验中,设计了如图所示实验装置。
器材:可折转纸板、激光笔、不同颜色的笔、________、________、直尺、喷雾器、水。
(1)为了使实验现象更明显,实验应在较______(选填“亮”或“暗”)的环境下进行。
(2)把平面镜放在水平桌面上,再把一张纸板ENF竖直地立在平面镜上,纸板上的直线ON_______于镜面,如图甲所示。
(3)让一束光紧贴着纸板沿多个角度射到O点,在纸板上记录每次的光路。记录时,为了区分每次的光路,可采用的方法是__________________________________。
(4)实验时,使一束光EO与平面镜夹角为40°射到O点,经平面镜反射,沿另一个方向射出,此时,反射角大小为_______。使入射光线绕入射点O沿顺时针方向转动至接近ON,此过程中反射角的大小变化情况是__________。
(5)多次改变入射光线与法线的夹角进行实验,取下纸板,用量角器测量每次的入射角和____________,并记录下来。
(6)在光的反射现象中,反射角______入射角。
(7)随着入射光线位置的不断改变,反射光线的位置也 在不断改变,但是两者始终位于ON两侧,这说明_______________________________。
(8)在图甲实验的基础上,以ON为轴,把纸板NOF向后折,在纸板上看不到反射光,如图乙所示,这表明:在反射现象中,反射光线、入射光线和法线在_______
________。同学们想:当纸板折到图乙位置时,反射光还存在吗?请设计一种验证方法:___________________________________________________。
(9)实验中用另外一支激光笔沿FO方向射入,反射光恰好沿着OE方向射出,这说明在光的反射现象中,光路是_______的。
(10)本实验多次测量的目的是_______________________。
(11)学习小组的两位同学在分析实验数据得出结论时,出现了以下分歧:甲同学认为:光发生反射时,入射角等于反射角;乙同学认为:光发生反射时,反射角等于入射角。你认为_______的结论是正确的,理由是_______________________________________________(答案合理即可)。
(12)实验中使用可折转的硬纸板的作用是__________。
①利用漫反射显示光路;②便于用笔记录光的路径;③验证反射光线与入射光线、法线是否在同一平面内。
(13)能从不同方向观察到光的传播路径,是因为光在纸板上发生了______反射。
(14)【拓展设问】光热电站利用追日镜将太阳光反射到吸热塔用于发电。如图丙所示为上午某时刻的光路图,根据上述实验结论推断,随着太阳的运动,追日镜应沿______时针方向旋转,使反射光线射向吸热塔。
解析:
1 确定实验环境的亮度要求。
为了使实验现象更明显,实验应在较暗的环境下进:行,这样可以提高光路的可见度。
2 确定纸板与镜面的关系。纸板上的直线ON应垂直于镜面,以确保反射光线和入射光线在同一平面内。
3 区分每次的光路记录方法。
为了区分每次的光路,可以采用换用不同颜色的笔:记录每次光的路径的方法。
4 计算反射角的大小及变化情况。当入射光线与平面镜夹角为40~时,反射角为50当入射光线绕入射点O沿顺时针方向转动至接近ON时,反射角一直变小。
反射角=90°-40°=50°
5 测量入射角和反射角。
多次改变入射光线与法线的夹角进行实验,取下纸板,用量角器测量每次的入射角和反射角,并记录下来.
6光的反射现象中反射角与入射角的关系。
在光的反射现象中,反射角等于入射角。
7反射光线与入射光线的位置关系。
反射光线与入射光线分居法线两侧。
8 验证反射光线、入射光线和法线是否在同一平面内。
在反射现象中,反射光线、入射光线和法线在同一平面内。可以通过用喷雾器在纸板右侧喷水雾,观察反射光线是否存在来验证。
9光路的可逆性。
在光的反射现象中,光路是可逆的。
10多次测量的目的。
本实验多次测量的目的是使实验结论更具普遍性。
11 分析实验数据得出结论的正确性。
乙同学的结论是正确的,因为先有入射角后有反射角(或先有入射光线后有反射光线)
12可折转硬纸板的作用。
可折转硬纸板的作用包括利用漫反射显示光路、便于用笔记录光的路径以及验证反射光线与入射光线法线是否在同一平面内。
13 光在纸板上发生的反射类型。
能从不同方向观察到光的传播路径,是因为光在纸板上发生了漫反射。
14 追日镜的旋转方向。
随着太阳的运动,追日镜应沿逆时针方向旋转,使反射光线射向吸热塔。
故答案为:暗 垂直 换用不同颜色的笔记录每次光的路径 50° 一直变小 反射角 等于 反射光线与入射光线分居法线两侧 同一平面内 用喷雾器在纸板右侧喷水雾,观察反射光线是否存在 可逆 使实验结论更具普遍性 乙同学 先有入射角后有反射角(或先有入射光线后有反射光线) ①②③ 漫 逆
实验2 探究平面镜成像的特点
(一)实验要点
1.【实验装置】
2.【实验器材】薄玻璃板、两支外形相同的蜡烛、刻度尺、白纸、笔、火柴、光屏。
3.【实验方法】等效替代法(用未点燃的蜡烛B替代蜡烛A的像)。
4.【实验过程】
(1)选择较暗的实验环境,使实验现象更明显。
(2)玻璃板要与水平面垂直放置,确保物和像能完全重合。
(3)验证平面镜所成像是虚像的方法:用光屏承接不到蜡烛成的像。
(4)观察像时眼睛的位置:与蜡烛A 同 (选填“同”或“异”)侧。
(5)玻璃板左右移动时判断像的大小和位置变化。
(6)改变蜡烛与玻璃板的间距多次进行测量。
5.【分析实验数据,得出结论】
(1)像的大小和物体大小 相等 。
(2)像和物体到平面镜的距离 相等 。
(3)像和物体的连线与镜面 垂直 。
(4)平面镜成 虚像 。
6.【交流与反思】
(1)平面镜成像原理: 光的反射 。
(2)用玻璃板代替平面镜的目的: 便于找到像的位置 。
(3)选择薄玻璃板的目的:防止有重影,太厚的玻璃板
的前后表面都会成像。
(4)选用两支相同的蜡烛的原因: 比较像与物的大小 。
(5)刻度尺的作用:测量像与物到平面镜的距离。
(6)选择方格纸比白纸好的原因:可以更加准确地确定
像和物的位置并比较像距和物距的关系。
(7)多次测量的目的: 为了使实验结论具有普遍性 。
(8)若测得的物体和像到玻璃板的距离不等,可能的原因:
①玻璃板与桌面不垂直;
②蜡烛B与蜡烛A的像没有完全重合;
③玻璃板过厚;
④测量长度时存在误差等。
(二)强化训练
1.平面镜成像的规律——在平面镜成像中:
(1)像与物的大小 .
(2)像距 物距.
(3)像与物的连线与镜面 .即像与物关于镜面 .
2.平面镜所成的像是 像.
3.平面镜成像的本质是光的 .
4.实验器材:薄玻璃板、两支外形 的蜡烛A和蜡烛B、 、白纸、笔、光具座、火柴.
5.实验过程:
(1)取一张白纸,对折,在对折处画一条线.
(2)在水平桌面上将白纸铺开,在纸上画线处 放一块玻璃作为平面镜.
(3)在玻璃板前放一支点燃的蜡烛A,眼睛在玻璃板 (填“前”或“后”)观察才能找到玻璃板中蜡烛A的像,如图所示.
(4)将白色光屏放在蜡烛A的像所在的位置,眼睛在玻璃板后观察光屏, (填“能”或“不能”)观察到所成的像,说明平面镜所成的是 像.
(5)将蜡烛B放在玻璃板后,蜡烛B (填“需要”或“不需要”)点燃,眼睛在玻璃板 (填“前”或“后”)观察,同时移动蜡烛B,直到看上去蜡烛B与蜡烛A的像 ,说明像与物 .用笔在纸上记录下蜡烛A和蜡烛B的位置.
(6)撤去两支蜡烛,用笔画线,连接所标记的蜡烛A和蜡烛B的位置,观察蜡烛A和蜡烛B的连线与镜面之间的关系,发现像与物的连线与镜面 .
(7)测量出两支蜡烛所在位置到镜面的距离,记录在表格中.
(8)多次改变蜡烛 的位置,重复上述过程.
6.该实验应该在 (填“较亮”或“较暗”)的环境下进行,便于观察实验现象.
7.选用玻璃板不选用单面镜,目的是:利用其透光性, .
8.选用薄玻璃板,不选用厚玻璃板,是为了避免 ,影响观察.
9.用蜡烛B替代蜡烛A的像,运用了 法.
10.选用完全相同的两支蜡烛,目的是 .
11.多次实验的目的是 .
12.如图所示,固定硬币的位置,将玻璃板沿水平向右的方向移动,会观察到 .
A.硬币的像往右移动
B.硬币的像往左移动
C.硬币的像不动
13.平面镜成像在平时的生活中有很多应用,如图所示的提词器,它是由一个高亮度显示器和一块与其成45°角的专用镀膜玻璃组成,镀膜玻璃将显示器上的文稿内容反射到演讲者前方,当演讲者前方呈现数字“ ”时,他直接看显示器会看到 .
14.小华发现小轿车的前挡风玻璃是倾斜安装的,由此他想借助玻璃板,A、B两个完全相同的棋子,白纸,铅笔等器材来探究平面镜成像的特点,如图甲所示.
(1)为了完成实验,还需要添加的测量工具是 ;实验时,由于环境太暗难以找到棋子A的像,小华解决的办法是用手电筒照射棋子 (填“A”或“B”).
(2)换用更薄的玻璃板,三次改变棋子A的位置,得到三组物、像位置点,如图乙所示,接下来他的操作是 .通过实验得到的结论是:平面镜所成的像与物体关于镜面 .
(3)实验中,小华透过玻璃板看到棋子A的两个像A'、A″,分别在白纸上标记棋子A与两个像的位置如图丙所示,通过分析可知玻璃板的厚度为 mm.
(4)小轿车前挡风玻璃是倾斜安装的,从光学角度分析,这样安装的好处是 (任写一条).
答案:相等 等于 垂直 对称 虚 反射 完全相同 刻度尺 刻度尺 前 不能 虚 不需要 前 完全重合 等大 垂直 A 较暗 便于确定像的位置 成两个像 等效替代 便于比较像与物的大小 寻找普遍规律 C B 刻度尺 将物、像位置点连线,测量物、像到镜面的距离,并判断物、像位置点连线与镜面是否垂直 对称 可以使像成在斜上方,不干扰司机观察路况
(三)真题体验
☆在做“探究平面镜成像的特点”实验时,小光进行了以下实验。
器材:一张大白纸、玻璃板、两支相同的蜡烛、火柴、_________、笔、光屏。
(1)如图甲所示,将白纸平铺在水平桌面上,玻璃板______放置于白纸上,沿玻璃板在白纸上画一条直线代表平面镜的位置。
(2)将一支点燃的蜡烛A放在玻璃板前,拿一支外形______(选填“相同”或“不同”)但________(选填“点燃”或“未点燃”)的蜡烛B,竖立着在玻璃板后面移动,人眼一直在________(选填“蜡烛A”或“蜡烛B”)所在一侧观察,直到看上去蜡烛B跟蜡烛A的像_________,此时蜡烛B的位置即为蜡烛A的像的位置,此处用到的实验方法是____________(选填“控制变量法”或“等效替代法”)。在白纸上记录两支蜡烛的位置,实验时注意观察蜡烛的大小和_______________是否相同。
(3)移动点燃的蜡烛,重做实验。
(4)用直线把每次实验中蜡烛和它的像在纸上的位置连起来(如图乙),并分别测量它们到玻璃板的距离。
(5)平面镜成像特点:
①平面镜所成像的大小与物体的大小______;
②平面镜所成像和物体到平面镜的距离_______;
③平面镜所成像和物体的连线与镜面_______。
(6)实验中用玻璃板代替平面镜的目的是___________________。
(7)实验中选用两支相同的蜡烛,目的是便于比较像与物的_______关系。
(8)在实验中,使用刻度尺的作用是____________________________。
(9)实验中应选用_______(选填字母)的________(选填“玻璃板”或“平面镜”),为了使实验现象更明显,应该将实验室的窗帘______(选填“拉上”或“打开”)。
a.较厚 b.较薄 c.茶色 d.无色透明
(10)移去蜡烛B,在其原位置上放置一块光屏,光屏上_______(选填“能”或“不能”)呈现蜡烛A的像,这说明平面镜所成的像是_____像。
(11)【素养设问】若利用方格纸和棋子进行实验,如图丙、丁所示,与图甲实验装置相比:方格纸代替白纸的优点是:用方格纸便于________________________;用棋子代替蜡烛的优点是_______________________。如果用棋子代替蜡烛进行实验时看不清棋子的像,请你提出解决这个问题的办法:__________________(写出一条即可)。
解析:
1 确定实验所需的器材。
除了题目中给出的器材外,还需要刻度尺来测量距离。
2 正确放置玻璃板。
玻璃板应竖直放置于白纸上,以确保像与物在同一直线上。
3 选择合适的蜡烛进行实验。
应选择外形相同但未点燃的蜡烛B,以便于与蜡烛:A的像进行比较。
4 确定观察位置和方法。
人眼应在蜡烛A所在一侧观察,直到蜡烛B与蜡烛:A的像完全重合,这是等效替代法的应用。
5 记录实验数据。
在白纸上记录两支蜡烛的位置,注意观察蜡烛的大:小和它的像的大小是否相同。
6 分析实验数据得出结论。
通过测量和比较,可以得出平面镜成像的特点,包括像与物的大小相等、像与物到平面镜的距离相等
7 解释实验中使用玻璃板和选择特定蜡烛的原因。
使用玻璃板便于找到像的位置,选择相同的蜡烛便于比较像与物的大小关系。
8 说明使用刻度尺的作用。
使用刻度尺是为了测量像与物到平面镜的距离,以验证它们是否相等。
9 选择合适的玻璃板和实验环境。
应选用较薄的茶色玻璃板,为了使实验现象更明显应将实验室的窗帘拉上。
10验证平面镜成像的性质。
移去蜡烛B,在其原位置上放置一块光屏,光屏上不能呈现蜡烛A的像,说明平面镜所成的像是虚像
11 比较不同实验装置的优缺点。
方格纸代替白纸的优点是便于比较像距与物距的关系
用棋子代替蜡烛的优点是棋子大小不变,成像稳定:如果看不清棋子的像,可以用手电筒照亮棋子。
故答案为:相等 相等 垂直 便于找到像的位置 大小 测量像与物到平面镜的距离 b、c 玻璃板 拉上 不能 虚 比较像距与物距的关系 棋子大小不变,且稳定 用手电筒照亮棋子
实验3 探究凸透镜成像的规律
(一)实验 要点
1.【实验装置】
2.【设计与进行实验】
(1)在光具座上从左到右依次放置蜡烛、_____________。
(2)调整烛焰、凸透镜、光屏的中心大致在____________,目的是__________________________。
(3)保持凸透镜的位置不动,把蜡烛由远靠近凸透镜,调整光屏到凸透镜的距离,使光屏上成清晰的像,记录物距、像距和像的性质。
(4)记录并处理实验数据。
3.【分析实验数据,得出结论】
(1)当u>2f 时,成______、______的____像。
(2)当u=2f 时,成______、______的_____像。
(3)当f<u<2f 时,成______、______的____像。
(4)当u=f 时,不成像。
(5)当u<f 时,成_____、______的_____像。
4.根据凸透镜成像规律,结合具体实际判断物体的位置、像的位置、像的性质。
5.【交流与反思】
(1)为了使实验现象更明显,应选择_______(选填“明亮”或“较暗”)的环境。
(2)用发光二极管代替蜡烛、光屏上贴上方格纸的优点:________________________________。
(3)凸透镜焦距的测量:
①用________垂直照射凸透镜,在另一侧移动光屏,当光屏承接到_____________的光斑时,该光斑到凸透镜光心的距离即为焦距;
②当凸透镜所成的像为倒立、等大的实像时,物体到凸透镜距离的______(选填“二倍”或“一半”)即为焦距。
(4)光屏上找不到像的原因:
①凸透镜、烛焰、光屏的中心不在同一高度上;
②物距等于或小于焦距;
③像的位置超出了光具座的范围。
(5)虚像的观察方法:撤掉光屏,人眼应该从______(选填“烛焰”或“光屏”)一侧向透镜方向观察。
(6)用纸遮住凸透镜的一部分,光屏上______(选填“会”或“不会”)成完整的像,但像会变暗些。
(7)实验过程中蜡烛因燃烧变短,光屏上的像将向______移动,应将凸透镜向______调或将光屏向______调,使像呈现在光屏的中央。(均选填“上”或“下”)
(8)在蜡烛和凸透镜之间加透镜时像的变化问题:
①加凸透镜(远视眼镜):像距_____,像______,光屏向______透镜方向移动;
②加凹透镜(近视眼镜):像距______,像______,光屏向______透镜方向移动。
(9)当光屏上成清晰的像时,对调物与光屏的位置,光屏上还能成像的原因:___________。
(10)凸透镜在不同区域成像特点在实际生活中的应用。
(11)物体在不同区域成像时,物体移动的速度与像的移动速度的关系:
①当物体从远处向二倍焦距移动时,v物>v像;
②当物体从二倍焦距处向焦点移动时,v物<v像。
(二)强化训练
☆凸透镜的基本结构.
(1)凸透镜的结构特点是:中间 ,边缘 .
(2)凸透镜对光有 作用,凹透镜对光有 作用.
(3)近视眼镜片是 透镜,远视眼镜片是 透镜.
(4)每一个凸透镜都有 个实焦点,越厚的凸透镜,焦距越 ,折光能力越 .
2.凸透镜所成像的性质与 有关.
(1)照相机成 、 的 像.
(2)投影仪或幻灯机成 、 的 像.
(3)放大镜成 、 的 像.
3.实验器材:光具座、不同 的凸透镜、光屏、蜡烛或F形LED光源、笔等.
4.实验过程:
(1)记录凸透镜的焦距f.
(2)如图所示,在光具座上从左往右依次放置蜡烛、凸透镜、光屏,并调节凸透镜和光屏的高度,使凸透镜和光屏的中心跟烛焰的中心大致在 ,目的是 .
(3)固定凸透镜的位置,使烛焰位于凸透镜的2f以外(u>2f),移动光屏找像,在移动的过程中,眼睛要注意观察光屏上的成像情况,直到光屏上出现一个 的像为止,记录 和 ,记录所成像的性质,此时所成的是 、 的 像.
(4)使烛焰位于凸透镜2f处,重复步骤(3)的过程,此时所成的是 、 的 像.
(5)使烛焰位于凸透镜f、2f之间(f<u<2f),重复步骤(3)的过程,此时所成的是 、 的 像.
(6)使烛焰位于凸透镜f处,重复步骤(3)的过程,发现光屏上 承接到像,只有一个 .
(7)使烛焰位于凸透镜f以内(u<f),移动光屏,发现光屏上 承接到像,撤去光屏,眼睛从 (填“蜡烛”或“光屏”)侧看透镜,可以看到一个 、 的 像.
5.用F形LED光源替代蜡烛的好处:(1) ;
(2) .
6.实验过程中,有一只小飞虫停在凸透镜上,光屏上的像 出现飞虫,但所成的像会变 .
7.当蜡烛燃烧了一段时间后,所成的像将向 移动.
8.步骤(3)中,固定凸透镜的位置,将蜡烛和光屏的位置对调,所成的像将是 、 的 像.
9.如图利用F字光源在半透明光屏上呈现清晰的像,在A处观察到的像为 ,在B处观察到的像为 .(填序号)
10.实验中,无论怎样移动光屏,光屏上都找不到像,原因是__________
.
11.实验中如何移动光屏找到烛焰清晰的像? .
12.成清晰的像时:①若在蜡烛和凸透镜间加老花镜,则像距会 ,光屏应 凸透镜才能再次得到清晰的像,像的大小变 .
②若在蜡烛和凸透镜间加近视镜,则像距会 ,光屏应 凸透镜才能再次得到清晰的像,像的大小变 .
13.小明在“探究凸透镜成像的规律”实验中:
(1)如图甲是小明利用太阳光测焦距的情况,此时光屏上出现一个最小、最亮的光斑,则该凸透镜的焦距为 cm.
(2)小明所用实验装置如图乙所示,此时光屏上出现清晰的_________ 像, (填“照相机”“放大镜”或“投影仪”)是利用此成像原理来工作的.
14.小美用一个放大镜观察白纸上的“F”,她让放大镜从贴白纸到开始慢慢远离,直到离白纸足够远的距离,在这个过程中她能完成下面图中的哪些成像情形?按照观察顺序,序号依次是 .
15.某校科学探究课上,学生动手实验探究“物体在距凸透镜二倍焦距以外时成像的特点”,选用的实验器材有:光具座、蜡烛、凸透镜(f=10 cm)、火柴、光屏、刻度尺等,实验装置如图所示.
(1)将蜡烛、凸透镜和光屏放在光具座上,点燃蜡烛,调整凸透镜和光屏的高度,使烛焰、凸透镜和光屏三者的中心大致在 .
(2)各组汇报数据中发现,物距均为24.00 cm时,有三个小组所测像距分别为15.00 cm,17.00 cm,18.00 cm,若他们的数据差别不是因为长度测量误差导致的,你认为出现这种情况的原因是 .
(3)将原凸透镜更换为一个焦距较小的凸透镜后,其他元件不动,为了使光屏上再次得到清晰的像,可以在蜡烛和凸透镜之间放置一个 (填“凸”或“凹”)透镜,所放置的透镜可以用来矫正 (填“近视眼”或“远视眼”).
答案:厚 薄 会聚 发散 凹 凸 2 短 强 物距 倒立 缩小 实 倒立 放大 实 正立 放大 虚 焦距 同一高度 让像成在光屏中央 最小、最清晰 物距 像距 倒立 缩小 实 倒立 等大 实 倒立 放大 实 没有 光斑 没有 光屏 正立 放大 虚 成像稳定清晰 便于比较像与物的大小关系 不会 暗 上 倒立 放大 实 ④ ③
焰、凸透镜、光屏三者的中心没有在同一高度;或物距小于或等于一倍焦距成虚像、不成像;或物距太小,像距太大,超过了光具座的量程 左右移动光屏,直到当再次向左或向右移动光屏,像都变模糊为止 变小 靠近 小 变大 远离 大 10.0 倒立、缩小的实 缩小的实 ③④② 同一高度 光屏上还没有出现清晰的像就测像距 凹 近视眼
(三)真题体验
☆.如图乙是小明做“探究凸透镜成像的规律”实验的装置:
实验器材:光具座、蜡烛、凸透镜、光屏、火柴。
(1)实验前老师将实验室窗帘拉上后再让小明进行实验,据此小明认为实验应在光线较____的环境中进行。
(2)如图甲所示,一束平行于凸透镜主光轴的光线经过凸透镜后,在光屏上形成了一个最小、最亮的光斑。由图可知,凸透镜对光线有______作用,该凸透镜的焦距是______cm。
(3)光具座的长度有什么要求?_____________________________________________________________________
________。
(4)实验时,调节烛焰中心、凸透镜光心和光屏中心在同一高度上,其目的是__________________。
(5)固定凸透镜的位置,将蜡烛放在距离凸透镜较远处,此时应移动_______直至出现最清晰的像,记录物距、像距、像的性质。
(6)器材位置如图乙所示,光屏上成清晰的像(未画出),若将蜡烛与光屏的位置互换,光屏上______(选填“能”或“不能”)看到清晰的像,原因是__________________
_____________,此时成像情况符合_________(选填“照相机”“投影仪”或“放大镜”)的成像原理。
(7)如图乙所示,小刚将蜡烛移至光具座上5 cm刻度线处,向______(选填“左”或“右”)移动光屏,直到烛焰在光屏上成清晰的像,则该像是_______(选填“放大”“缩小”或“等大”)的实像;生活中的_______就是利用这个规律制成的。
(8)当蜡烛在35.0 cm刻度线处时,烛焰通过凸透镜成的像是_______(选填“虚像”或“实像”),应用这一成像规律制成的光学仪器是________(选填“照相机”“投影仪”或“放大镜”)。
(9)小明多次实验,将实验数据记录在下表中:
分析数据可知:当物距大于凸透镜焦距时,随着物距减小,像距_______。
解析:
1 确定实验环境的光线要求。
为了使实验现象更加明显,实验应在光线较暗的环境中进行,以减少背景光对实验结果的影响。
2 测量凸透镜的焦距。
通过平行光聚焦法,可以测量出凸透镜的焦距。图甲显示了平行光经过凸透镜后在光屏上形成的最小最亮光斑,该光斑到凸透镜的距离即为焦距。f=10.0cm
3 光具座长度的要求。
光具座的长度应大于凸透镜的4倍焦距,以确保在实验中能够调整到合适的物距和像距,完成各种成像情况的观察。
4 调节实验装置的目的。
调节烛焰中心、凸透镜光心和光屏中心在同一高度是为了使像能够成在光屏的中央,便于观察和记录。
5 固定凸透镜位置后调整光屏位置。
当蜡烛放在距离凸透镜较远处时,应移动光屏直至:出现最清晰的像,记录物距、像距、像的性质。
6光屏位置互换后的成像情况。
若将蜡烛与光屏的位置互换,光屏上能看到清晰的像,因为凸透镜成像时光路是可逆的,此时成像情:况符合投影仪的成像原理
7 蜡烛位置变化后的成像性质。
将蜡烛移至光具座上5cm刻度线处,需要向左移动光屏,直到烛焰在光屏上成清晰的像,此时成的是缩小的实像,生活中的照相机就是利用这个规律。制成的。
8 蜡烛在特定位置时的成像性质。
当蜡烛在35.0cm刻度线处时,蜡烛通过凸透镜成的是虚像,应用这一成像规律制成的光学仪器是放大镜。
9 分析实验数据得出的结论。
当物距大于凸透镜焦距时,随着物距减小,像距增大,屏上所成的像完整,像的亮度会变暗。
10 蜡烛变短后像的位置变化及调整方法。
实验时,蜡烛随着燃烧而变短,光屏上的像将向上移动。为了能让所成清晰的像回到光屏中央,可以将光屏向上移动或将凸透镜向下移动或将蜡烛向上移动。
11判断眼镜类型。
将光屏适当靠近凸透镜后,光屏上再次出现清晰的像,说明该眼镜对光线有会聚作用,由此可判断小明佩戴的是远视眼镜。
12更换凸透镜焦距后的成像变化。
将凸透镜换成焦距为5cm的,要在光屏上成清晰的像,光屏应向左移动。光屏上所成的像与原来的像相比将变小。根据此现象,想使像更大,可以更换焦距更大的镜头在原地拍照。
13 改进实验装置的好处。用几个发光二极管做成F'字样作发光体,其好处是成像稳定,便于观察和记录。
14 实像的观察位置。
拿掉光屏,用肉眼在c位置沿图示方向能看到这个实像,因为实像是实际光线会聚而成的,可以被眼睛直接看到。
故答案为:暗 会聚 10.0 光具座的长度大于凸透镜四倍焦距(成放大的实像时,成像不能超出光具座的范围) 使像成在光屏中央 光屏 能 在凸透镜成像时光路是可逆的 投影仪 左 缩小 照相机 虚像 放大镜 增大
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专题三实验复习
(一)光学实验(新人教版)(学生篇)
实验1探究光的反射定律
(一)实验要点
1.【实验装置】
2.【实验器材】平面镜、量角器、硬纸板(光屏)、激光 笔、笔、直尺。
(1)平面镜的作用:做光路的反射面。
(2)量角器的作用:测量反射角、入 射角的大小。
(3)硬纸板的作用:显示光的传播路径。
3.【实验过程】
(1)搭建实验装置:平面镜水平放置,硬纸板 垂直 放置在水平面上,否则在纸板上看不到反射光线。
(2)验证光线的位置关系:不断改变 入射 光线的位置,观察 反射 光线的变化。
(3)验证角的关系:多次改变入射角的大小,相应测量反射角的大小并作比较。
(4)验证线的共面关系:把纸板B向前折或向后折,在纸板上 不能 看到反射光线。
(5)验证光路可逆:将一束光逆着反射光线的方向射向平面镜,光会逆着入射光线的方向射出。
4.【分析实验数据,得出结论】
实验结论
(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 分居法线两侧。
(3)反射角 等于 入射角。
5.【交流与反思】
(1)本实验应选择在 较暗 (选填“较亮”或“较暗”)的环境下进行,目的是使实验现象更加明显。
(2)实验时让光贴着纸板入射的目的:显示光传播的路径。
(3)实验时从纸板前的不同位置都能看到光的传播路径的原因:光在纸板上发生了 漫反射 。
(4)验证光路可逆的方法:将激光笔逆着反射光线射入,观察光的传播路径是否重合。
(5)多次改变入射角大小进行测量的目的: 使实验结论更具有普遍性 。
(二)强化训练
☆探究光的反射定律
1.光在传播过程中,遇到障碍物时,其传播路径发生改变的现象,叫光的 ;分为 反射和 反射.
2.光的反射定律——在光的反射现象中:
(1)反射光线与法线、入射光线在 .
(2)反射光线与入射光线分居 两侧.
(3) 角等于 角.
3.在光的反射现象中,光路 .
4.实验器材:激光笔、平面镜、白色硬纸板(光屏)、笔、刻度尺、 等.
5.实验步骤:
(1)将平面镜平放在水平桌面上,硬纸板 在平面镜上(平面镜与纸板 ).
(2)让纸板在同一平面上,用激光笔紧贴纸板E,沿EO斜射到平面镜上,观察反射光线的位置,如图甲所示.
(3)将纸板F向后翻折,如图乙所示,观察反射光线的情况,发现纸板F上 承接到反射光线,再将纸板F与纸板E折回同一平面内,观察到纸板F上 承接到反射光线.(均填“有”或“没有”)
(4)将入射光线沿FO方向射入,观察反射光线的情况,发现反射光线沿 方向射出.
(5)让纸板在同一平面内,光线沿纸板一侧入射,在另一侧纸板上得到反射光线,用笔描出入射光线和反射光线的路径.
(6)多次改变 的方向,重复步骤(5).
(7)分别测出每个入射角和对应的反射角的大小,记录在表格中.
6.白色硬纸板的作用是 ;应选用粗糙的白色硬纸板,目的是方便光发生 反射.
7.步骤(3)的目的是为了验证: .
8.步骤(4)的目的是为了验证: .
9.小明在实验中测得如下数据,于是得出结论:光的反射现象中,反射角等于入射角.你认为他正确吗? (填“正确”或“不正确”),理由是 .
实验序号
入射角
反射角
1
30°
30°
10.在“探究光的反射定律”实验中:
(1)如图甲所示,使入射光沿NO方向射到O点时,发现光束变亮了,原因是 .
(2)小明利用探究结果做了一个简易水位自动识别仪,如图乙所示.保持入射光的方向不变,当反射光的光斑从B点向左移动到B'点时,说明水面 (填“上升”或“下降”)了.
(3)图丙为自行车尾灯结构示意图,是由一些互成直角的小平面镜组成.一束光线从左向右水平射向尾灯,经过两次反射后光线沿 方向从尾灯射出.
(4)如图丁所示,用一束激光与水平方向成45°角斜射到空水槽底部O点,形成一个光斑.若向其中加水,水位上升过程中水槽底部光斑向 (填“左”或“右”)移动.
(5)如图戊所示,一只烧杯中装有半杯水,放在水平木板AB上,一束光线竖直向下照在水面上.则折射光线与入射光线 (填“在”或“不在”)同一直线上.现在A端下方垫一个小木块C,则水面反射到天花板上的光斑将在 (填“P点”“P点左边”或“P点右边”).
11.小李利用如图所示的实验装置,进行“探究光的反射定律”实验.
实验次数
入射角
反射角
1
30°
30°
2
40°
40°
3
60°
30°
4
75°
75°
(1)除了图中器材外,还应补充的测量仪器是 .
(2)实验时让一束光贴着纸板入射是为了 .
(3)实验中使用可折转的硬纸板,这样可以方便探究 .
(4)为了得到反射角与入射角大小关系的普遍规律,应当 .
(5)小李的实验记录如表所示.其中有一个数据错误,你认为原因可能是 .
(6)如图所示,若将一束光贴着纸板B沿FO方向射到O点,这束光将沿图中的OE方向射出.这说明 .
(三)真题体验
☆某小组在“探究光的反射定律”实验中,设计了如图所示实验装置。
器材:可折转纸板、激光笔、不同颜色的笔、________、________、直尺、喷雾器、水。
(1)为了使实验现象更明显,实验应在较______(选填“亮”或“暗”)的环境下进行。
(2)把平面镜放在水平桌面上,再把一张纸板ENF竖直地立在平面镜上,纸板上的直线ON_______于镜面,如图甲所示。
(3)让一束光紧贴着纸板沿多个角度射到O点,在纸板上记录每次的光路。记录时,为了区分每次的光路,可采用的方法是__________________________________。
(4)实验时,使一束光EO与平面镜夹角为40°射到O点,经平面镜反射,沿另一个方向射出,此时,反射角大小为_______。使入射光线绕入射点O沿顺时针方向转动至接近ON,此过程中反射角的大小变化情况是__________。
(5)多次改变入射光线与法线的夹角进行实验,取下纸板,用量角器测量每次的入射角和____________,并记录下来。
(6)在光的反射现象中,反射角______入射角。
(7)随着入射光线位置的不断改变,反射光线的位置也 在不断改变,但是两者始终位于ON两侧,这说明_______________________________。
(8)在图甲实验的基础上,以ON为轴,把纸板NOF向后折,在纸板上看不到反射光,如图乙所示,这表明:在反射现象中,反射光线、入射光线和法线在_______
________。同学们想:当纸板折到图乙位置时,反射光还存在吗?请设计一种验证方法:___________________________________________________。
(9)实验中用另外一支激光笔沿FO方向射入,反射光恰好沿着OE方向射出,这说明在光的反射现象中,光路是_______的。
(10)本实验多次测量的目的是_______________________。
(11)学习小组的两位同学在分析实验数据得出结论时,出现了以下分歧:甲同学认为:光发生反射时,入射角等于反射角;乙同学认为:光发生反射时,反射角等于入射角。你认为_______的结论是正确的,理由是_______________________________________________(答案合理即可)。
(12)实验中使用可折转的硬纸板的作用是__________。
①利用漫反射显示光路;②便于用笔记录光的路径;③验证反射光线与入射光线、法线是否在同一平面内。
(13)能从不同方向观察到光的传播路径,是因为光在纸板上发生了______反射。
(14)【拓展设问】光热电站利用追日镜将太阳光反射到吸热塔用于发电。如图丙所示为上午某时刻的光路图,根据上述实验结论推断,随着太阳的运动,追日镜应沿______时针方向旋转,使反射光线射向吸热塔。
实验2 探究平面镜成像的特点
(一)实验要点
1.【实验装置】
2.【实验器材】薄玻璃板、两支外形相同的蜡烛、刻度尺、白纸、笔、火柴、光屏。
3.【实验方法】等效替代法(用未点燃的蜡烛B替代蜡烛A的像)。
4.【实验过程】
(1)选择较暗的实验环境,使实验现象更明显。
(2)玻璃板要与水平面垂直放置,确保物和像能完全重合。
(3)验证平面镜所成像是虚像的方法:用光屏承接不到蜡烛成的像。
(4)观察像时眼睛的位置:与蜡烛A 同 (选填“同”或“异”)侧。
(5)玻璃板左右移动时判断像的大小和位置变化。
(6)改变蜡烛与玻璃板的间距多次进行测量。
5.【分析实验数据,得出结论】
(1)像的大小和物体大小 相等 。
(2)像和物体到平面镜的距离 相等 。
(3)像和物体的连线与镜面 垂直 。
(4)平面镜成 虚像 。
6.【交流与反思】
(1)平面镜成像原理: 光的反射 。
(2)用玻璃板代替平面镜的目的: 便于找到像的位置 。
(3)选择薄玻璃板的目的:防止有重影,太厚的玻璃板
的前后表面都会成像。
(4)选用两支相同的蜡烛的原因: 比较像与物的大小 。
(5)刻度尺的作用:测量像与物到平面镜的距离。
(6)选择方格纸比白纸好的原因:可以更加准确地确定
像和物的位置并比较像距和物距的关系。
(7)多次测量的目的: 为了使实验结论具有普遍性 。
(8)若测得的物体和像到玻璃板的距离不等,可能的原因:
①玻璃板与桌面不垂直;
②蜡烛B与蜡烛A的像没有完全重合;
③玻璃板过厚;
④测量长度时存在误差等。
(二)强化训练
1.平面镜成像的规律——在平面镜成像中:
(1)像与物的大小 .
(2)像距 物距.
(3)像与物的连线与镜面 .即像与物关于镜面 .
2.平面镜所成的像是 像.
3.平面镜成像的本质是光的 .
4.实验器材:薄玻璃板、两支外形 的蜡烛A和蜡烛B、 、白纸、笔、光具座、火柴.
5.实验过程:
(1)取一张白纸,对折,在对折处画一条线.
(2)在水平桌面上将白纸铺开,在纸上画线处 放一块玻璃作为平面镜.
(3)在玻璃板前放一支点燃的蜡烛A,眼睛在玻璃板 (填“前”或“后”)观察才能找到玻璃板中蜡烛A的像,如图所示.
(4)将白色光屏放在蜡烛A的像所在的位置,眼睛在玻璃板后观察光屏, (填“能”或“不能”)观察到所成的像,说明平面镜所成的是 像.
(5)将蜡烛B放在玻璃板后,蜡烛B (填“需要”或“不需要”)点燃,眼睛在玻璃板 (填“前”或“后”)观察,同时移动蜡烛B,直到看上去蜡烛B与蜡烛A的像 ,说明像与物 .用笔在纸上记录下蜡烛A和蜡烛B的位置.
(6)撤去两支蜡烛,用笔画线,连接所标记的蜡烛A和蜡烛B的位置,观察蜡烛A和蜡烛B的连线与镜面之间的关系,发现像与物的连线与镜面 .
(7)测量出两支蜡烛所在位置到镜面的距离,记录在表格中.
(8)多次改变蜡烛 的位置,重复上述过程.
6.该实验应该在 (填“较亮”或“较暗”)的环境下进行,便于观察实验现象.
7.选用玻璃板不选用单面镜,目的是:利用其透光性, .
8.选用薄玻璃板,不选用厚玻璃板,是为了避免 ,影响观察.
9.用蜡烛B替代蜡烛A的像,运用了 法.
10.选用完全相同的两支蜡烛,目的是 .
11.多次实验的目的是 .
12.如图所示,固定硬币的位置,将玻璃板沿水平向右的方向移动,会观察到 .
A.硬币的像往右移动
B.硬币的像往左移动
C.硬币的像不动
13.平面镜成像在平时的生活中有很多应用,如图所示的提词器,它是由一个高亮度显示器和一块与其成45°角的专用镀膜玻璃组成,镀膜玻璃将显示器上的文稿内容反射到演讲者前方,当演讲者前方呈现数字“ ”时,他直接看显示器会看到 .
14.小华发现小轿车的前挡风玻璃是倾斜安装的,由此他想借助玻璃板,A、B两个完全相同的棋子,白纸,铅笔等器材来探究平面镜成像的特点,如图甲所示.
(1)为了完成实验,还需要添加的测量工具是 ;实验时,由于环境太暗难以找到棋子A的像,小华解决的办法是用手电筒照射棋子 (填“A”或“B”).
(2)换用更薄的玻璃板,三次改变棋子A的位置,得到三组物、像位置点,如图乙所示,接下来他的操作是 .通过实验得到的结论是:平面镜所成的像与物体关于镜面 .
(3)实验中,小华透过玻璃板看到棋子A的两个像A'、A″,分别在白纸上标记棋子A与两个像的位置如图丙所示,通过分析可知玻璃板的厚度为 mm.
(4)小轿车前挡风玻璃是倾斜安装的,从光学角度分析,这样安装的好处是 (任写一条).
(三)真题体验
☆在做“探究平面镜成像的特点”实验时,小光进行了以下实验。
器材:一张大白纸、玻璃板、两支相同的蜡烛、火柴、_________、笔、光屏。
(1)如图甲所示,将白纸平铺在水平桌面上,玻璃板______放置于白纸上,沿玻璃板在白纸上画一条直线代表平面镜的位置。
(2)将一支点燃的蜡烛A放在玻璃板前,拿一支外形______(选填“相同”或“不同”)但________(选填“点燃”或“未点燃”)的蜡烛B,竖立着在玻璃板后面移动,人眼一直在________(选填“蜡烛A”或“蜡烛B”)所在一侧观察,直到看上去蜡烛B跟蜡烛A的像_________,此时蜡烛B的位置即为蜡烛A的像的位置,此处用到的实验方法是____________(选填“控制变量法”或“等效替代法”)。在白纸上记录两支蜡烛的位置,实验时注意观察蜡烛的大小和_______________是否相同。
(3)移动点燃的蜡烛,重做实验。
(4)用直线把每次实验中蜡烛和它的像在纸上的位置连起来(如图乙),并分别测量它们到玻璃板的距离。
(5)平面镜成像特点:
①平面镜所成像的大小与物体的大小______;
②平面镜所成像和物体到平面镜的距离_______;
③平面镜所成像和物体的连线与镜面_______。
(6)实验中用玻璃板代替平面镜的目的是___________________。
(7)实验中选用两支相同的蜡烛,目的是便于比较像与物的_______关系。
(8)在实验中,使用刻度尺的作用是____________________________。
(9)实验中应选用_______(选填字母)的________(选填“玻璃板”或“平面镜”),为了使实验现象更明显,应该将实验室的窗帘______(选填“拉上”或“打开”)。
a.较厚 b.较薄 c.茶色 d.无色透明
(10)移去蜡烛B,在其原位置上放置一块光屏,光屏上_______(选填“能”或“不能”)呈现蜡烛A的像,这说明平面镜所成的像是_____像。
(11)【素养设问】若利用方格纸和棋子进行实验,如图丙、丁所示,与图甲实验装置相比:方格纸代替白纸的优点是:用方格纸便于________________________;用棋子代替蜡烛的优点是_______________________。如果用棋子代替蜡烛进行实验时看不清棋子的像,请你提出解决这个问题的办法:__________________(写出一条即可)。
实验3 探究凸透镜成像的规律
(一)实验 要点
1.【实验装置】
2.【设计与进行实验】
(1)在光具座上从左到右依次放置蜡烛、_____________。
(2)调整烛焰、凸透镜、光屏的中心大致在____________,目的是__________________________。
(3)保持凸透镜的位置不动,把蜡烛由远靠近凸透镜,调整光屏到凸透镜的距离,使光屏上成清晰的像,记录物距、像距和像的性质。
(4)记录并处理实验数据。
3.【分析实验数据,得出结论】
(1)当u>2f 时,成______、______的____像。
(2)当u=2f 时,成______、______的_____像。
(3)当f<u<2f 时,成______、______的____像。
(4)当u=f 时,不成像。
(5)当u<f 时,成_____、______的_____像。
4.根据凸透镜成像规律,结合具体实际判断物体的位置、像的位置、像的性质。
5.【交流与反思】
(1)为了使实验现象更明显,应选择_______(选填“明亮”或“较暗”)的环境。
(2)用发光二极管代替蜡烛、光屏上贴上方格纸的优点:________________________________。
(3)凸透镜焦距的测量:
①用________垂直照射凸透镜,在另一侧移动光屏,当光屏承接到_____________的光斑时,该光斑到凸透镜光心的距离即为焦距;
②当凸透镜所成的像为倒立、等大的实像时,物体到凸透镜距离的______(选填“二倍”或“一半”)即为焦距。
(4)光屏上找不到像的原因:
①凸透镜、烛焰、光屏的中心不在同一高度上;
②物距等于或小于焦距;
③像的位置超出了光具座的范围。
(5)虚像的观察方法:撤掉光屏,人眼应该从______(选填“烛焰”或“光屏”)一侧向透镜方向观察。
(6)用纸遮住凸透镜的一部分,光屏上______(选填“会”或“不会”)成完整的像,但像会变暗些。
(7)实验过程中蜡烛因燃烧变短,光屏上的像将向______移动,应将凸透镜向______调或将光屏向______调,使像呈现在光屏的中央。(均选填“上”或“下”)
(8)在蜡烛和凸透镜之间加透镜时像的变化问题:
①加凸透镜(远视眼镜):像距_____,像______,光屏向______透镜方向移动;
②加凹透镜(近视眼镜):像距______,像______,光屏向______透镜方向移动。
(9)当光屏上成清晰的像时,对调物与光屏的位置,光屏上还能成像的原因:___________。
(10)凸透镜在不同区域成像特点在实际生活中的应用。
(11)物体在不同区域成像时,物体移动的速度与像的移动速度的关系:
①当物体从远处向二倍焦距移动时,v物>v像;
②当物体从二倍焦距处向焦点移动时,v物<v像。
(二)强化训练
☆凸透镜的基本结构.
(1)凸透镜的结构特点是:中间 ,边缘 .
(2)凸透镜对光有 作用,凹透镜对光有 作用.
(3)近视眼镜片是 透镜,远视眼镜片是 透镜.
(4)每一个凸透镜都有 个实焦点,越厚的凸透镜,焦距越 ,折光能力越 .
2.凸透镜所成像的性质与 有关.
(1)照相机成 、 的 像.
(2)投影仪或幻灯机成 、 的 像.
(3)放大镜成 、 的 像.
3.实验器材:光具座、不同 的凸透镜、光屏、蜡烛或F形LED光源、笔等.
4.实验过程:
(1)记录凸透镜的焦距f.
(2)如图所示,在光具座上从左往右依次放置蜡烛、凸透镜、光屏,并调节凸透镜和光屏的高度,使凸透镜和光屏的中心跟烛焰的中心大致在 ,目的是 .
(3)固定凸透镜的位置,使烛焰位于凸透镜的2f以外(u>2f),移动光屏找像,在移动的过程中,眼睛要注意观察光屏上的成像情况,直到光屏上出现一个 的像为止,记录 和 ,记录所成像的性质,此时所成的是 、 的 像.
(4)使烛焰位于凸透镜2f处,重复步骤(3)的过程,此时所成的是 、 的 像.
(5)使烛焰位于凸透镜f、2f之间(f<u<2f),重复步骤(3)的过程,此时所成的是 、 的 像.
(6)使烛焰位于凸透镜f处,重复步骤(3)的过程,发现光屏上 承接到像,只有一个 .
(7)使烛焰位于凸透镜f以内(u<f),移动光屏,发现光屏上 承接到像,撤去光屏,眼睛从 (填“蜡烛”或“光屏”)侧看透镜,可以看到一个 、 的 像.
5.用F形LED光源替代蜡烛的好处:(1) ;
(2) .
6.实验过程中,有一只小飞虫停在凸透镜上,光屏上的像 出现飞虫,但所成的像会变 .
7.当蜡烛燃烧了一段时间后,所成的像将向 移动.
8.步骤(3)中,固定凸透镜的位置,将蜡烛和光屏的位置对调,所成的像将是 、 的 像.
9.如图利用F字光源在半透明光屏上呈现清晰的像,在A处观察到的像为 ,在B处观察到的像为 .(填序号)
10.实验中,无论怎样移动光屏,光屏上都找不到像,原因是__________
.
11.实验中如何移动光屏找到烛焰清晰的像? .
12.成清晰的像时:①若在蜡烛和凸透镜间加老花镜,则像距会 ,光屏应 凸透镜才能再次得到清晰的像,像的大小变 .
②若在蜡烛和凸透镜间加近视镜,则像距会 ,光屏应 凸透镜才能再次得到清晰的像,像的大小变 .
13.小明在“探究凸透镜成像的规律”实验中:
(1)如图甲是小明利用太阳光测焦距的情况,此时光屏上出现一个最小、最亮的光斑,则该凸透镜的焦距为 cm.
(2)小明所用实验装置如图乙所示,此时光屏上出现清晰的_________ 像, (填“照相机”“放大镜”或“投影仪”)是利用此成像原理来工作的.
14.小美用一个放大镜观察白纸上的“F”,她让放大镜从贴白纸到开始慢慢远离,直到离白纸足够远的距离,在这个过程中她能完成下面图中的哪些成像情形?按照观察顺序,序号依次是 .
15.某校科学探究课上,学生动手实验探究“物体在距凸透镜二倍焦距以外时成像的特点”,选用的实验器材有:光具座、蜡烛、凸透镜(f=10 cm)、火柴、光屏、刻度尺等,实验装置如图所示.
(1)将蜡烛、凸透镜和光屏放在光具座上,点燃蜡烛,调整凸透镜和光屏的高度,使烛焰、凸透镜和光屏三者的中心大致在 .
(2)各组汇报数据中发现,物距均为24.00 cm时,有三个小组所测像距分别为15.00 cm,17.00 cm,18.00 cm,若他们的数据差别不是因为长度测量误差导致的,你认为出现这种情况的原因是 .
(3)将原凸透镜更换为一个焦距较小的凸透镜后,其他元件不动,为了使光屏上再次得到清晰的像,可以在蜡烛和凸透镜之间放置一个 (填“凸”或“凹”)透镜,所放置的透镜可以用来矫正 (填“近视眼”或“远视眼”).
(三)真题体验
☆.如图乙是小明做“探究凸透镜成像的规律”实验的装置:
实验器材:光具座、蜡烛、凸透镜、光屏、火柴。
(1)实验前老师将实验室窗帘拉上后再让小明进行实验,据此小明认为实验应在光线较____的环境中进行。
(2)如图甲所示,一束平行于凸透镜主光轴的光线经过凸透镜后,在光屏上形成了一个最小、最亮的光斑。由图可知,凸透镜对光线有______作用,该凸透镜的焦距是______cm。
(3)光具座的长度有什么要求?_____________________________________________________________________
________。
(4)实验时,调节烛焰中心、凸透镜光心和光屏中心在同一高度上,其目的是__________________。
(5)固定凸透镜的位置,将蜡烛放在距离凸透镜较远处,此时应移动_______直至出现最清晰的像,记录物距、像距、像的性质。
(6)器材位置如图乙所示,光屏上成清晰的像(未画出),若将蜡烛与光屏的位置互换,光屏上______(选填“能”或“不能”)看到清晰的像,原因是__________________
_____________,此时成像情况符合_________(选填“照相机”“投影仪”或“放大镜”)的成像原理。
(7)如图乙所示,小刚将蜡烛移至光具座上5 cm刻度线处,向______(选填“左”或“右”)移动光屏,直到烛焰在光屏上成清晰的像,则该像是_______(选填“放大”“缩小”或“等大”)的实像;生活中的_______就是利用这个规律制成的。
(8)当蜡烛在35.0 cm刻度线处时,烛焰通过凸透镜成的像是_______(选填“虚像”或“实像”),应用这一成像规律制成的光学仪器是________(选填“照相机”“投影仪”或“放大镜”)。
(9)小明多次实验,将实验数据记录在下表中:
分析数据可知:当物距大于凸透镜焦距时,随着物距减小,像距_______。
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