实验活动3:探究光的反射规律
【实验报告】
1.实验装置:如图所示。
2.实验讨论
(1)纸板应
于平面镜放置;?
(2)为了使实验现象明显,应在较暗的环境中进行实验;
(3)使光路明显的办法:向纸板上喷烟或雾、选用表面
的纸板;?
(4)“三线共面”的判断方法:如图乙所示,将右侧纸板沿ON向后折,观察到右侧纸板上没有反射光线,说明反射光线、入射光线和法线在同一平面内;
(5)光路可逆的验证:将激光沿着FO方向射入,观察到光线沿着OE方向射出,说明在反射现象中光路是
的;?
(6)多次改变入射角的大小进行实验的目的:
。?
3.实验结论:反射光线、入射光线和法线三者在同一平面上,反射光线和入射光线分别位于法线的两侧,反射角
入射角。?
【针对训练】
1.为了探究光反射时的规律,某同学将一个平面镜放在水平桌面上,再把纸板ENF放置在平面镜上,如图甲所示。
(1)使一束光贴着纸板EON沿某一角度入射到O点,纸板FON上没有观察到反射光线,原因可能是
;?
(2)正确操作实验,并在纸板上记录每次光的径迹,如图乙所示。取下纸板,接下来进行的操作是
,将数据记录在表格中,并研究
;?
(3)纸板ENF是用两块纸板连接而成的,这样做的目的是
,据此可知纸板在该实验中的作用,纸板在实验中的另一作用是
。?
2.探究光的反射定律。
(1)如图甲,先将平面镜A放在水平桌面上,再将硬纸板B
放置在平面镜A上,让激光紧贴纸板射向O点;?
(2)为了显示光路,纸板的表面应
(选填“光滑”或“粗糙”)些,在纸板上标出刻度是为了方便测量
的大小;?
(3)多次改变入射光的方向,测得了几组数据如表所示,由此可得出,反射角与入射角大小
(选填“相等”或“不相等”);?
序号
入射角
反射角
1
30°
30°
2
40°
40°
3
50°
50°
(4)接下来老师进行了如下演示,先用加湿器使整个教室充满雾气,将平面镜放在一能转动的水平圆台上,在柱M上固定一红色激光笔,使其发出的光垂直射向平面镜上的O点,其作用是为了显示
的位置,然后打开固定在柱N上的绿色激光笔,使绿色激光射向O点,出现了如图乙所示的情景,老师在水平面内缓慢转动圆台,当我们观察到入射
光、入射
光和反射
光看起来重合时(后三空均选填“红”或“绿”),可判断反射光线、入射光线和法线在同一平面内。?
实验活动3:探究光的反射规律
【实验报告】
1.实验装置:如图所示。
2.实验讨论
(1)纸板应 垂直 于平面镜放置;?
(2)为了使实验现象明显,应在较暗的环境中进行实验;
(3)使光路明显的办法:向纸板上喷烟或雾、选用表面 粗糙 的纸板;?
(4)“三线共面”的判断方法:如图乙所示,将右侧纸板沿ON向后折,观察到右侧纸板上没有反射光线,说明反射光线、入射光线和法线在同一平面内;
(5)光路可逆的验证:将激光沿着FO方向射入,观察到光线沿着OE方向射出,说明在反射现象中光路是 可逆 的;?
(6)多次改变入射角的大小进行实验的目的: 使实验结论更具普遍性 。?
3.实验结论:反射光线、入射光线和法线三者在同一平面上,反射光线和入射光线分别位于法线的两侧,反射角 等于 入射角。?
【针对训练】
1.为了探究光反射时的规律,某同学将一个平面镜放在水平桌面上,再把纸板ENF放置在平面镜上,如图甲所示。
(1)使一束光贴着纸板EON沿某一角度入射到O点,纸板FON上没有观察到反射光线,原因可能是 纸板EON与FON不在同一平面内(或纸板未与平面镜垂直放置) ;?
(2)正确操作实验,并在纸板上记录每次光的径迹,如图乙所示。取下纸板,接下来进行的操作是 测量入射角和对应反射角的大小 ,将数据记录在表格中,并研究 反射角与入射角的大小关系 ;?
(3)纸板ENF是用两块纸板连接而成的,这样做的目的是 验证反射光线、入射光线和法线是否在同一平面内 ,据此可知纸板在该实验中的作用,纸板在实验中的另一作用是 显示光路 。?
2.探究光的反射定律。
(1)如图甲,先将平面镜A放在水平桌面上,再将硬纸板B 竖直 放置在平面镜A上,让激光紧贴纸板射向O点;?
(2)为了显示光路,纸板的表面应 粗糙 (选填“光滑”或“粗糙”)些,在纸板上标出刻度是为了方便测量 反射角和入射角 的大小;?
(3)多次改变入射光的方向,测得了几组数据如表所示,由此可得出,反射角与入射角大小 相等 (选填“相等”或“不相等”);?
序号
入射角
反射角
1
30°
30°
2
40°
40°
3
50°
50°
(4)接下来老师进行了如下演示,先用加湿器使整个教室充满雾气,将平面镜放在一能转动的水平圆台上,在柱M上固定一红色激光笔,使其发出的光垂直射向平面镜上的O点,其作用是为了显示 法线 的位置,然后打开固定在柱N上的绿色激光笔,使绿色激光射向O点,出现了如图乙所示的情景,老师在水平面内缓慢转动圆台,当我们观察到入射 绿 光、入射 红 光和反射 绿 光看起来重合时(后三空均选填“红”或“绿”),可判断反射光线、入射光线和法线在同一平面内。?实验活动6:探究凸透镜成像的规律
【实验报告】
1.实验装置:如图所示。
2.实验器材:蜡烛、凸透镜(焦距为10~20
cm)、光屏、光具座、发光二极管、火柴(或气体打火机)。
3.实验操作
(1)了解凸透镜的焦距,或用平行光聚焦法测出焦距的大小;
(2)点燃蜡烛,调整凸透镜和光屏的高度,使它们的中心与烛焰的焰心在
;?
(3)实验中,保持
的位置不动,通过改变蜡烛的位置(调整物距),移动
找像,记录每次物距、像距、像的特点及蜡烛在移动过程中像的变化情况;?
(4)观察虚像时人眼应在透镜的另一侧透过凸透镜观察。
4.实验结论
(1)当物距大于2倍焦距时,物体通过凸透镜在光屏上会得到倒立、缩小的实像;
(2)当物距等于2倍焦距时,物体通过凸透镜在光屏上会得到倒立、等大的实像;
(3)当物距大于1倍焦距、小于2倍焦距时,物体通过凸透镜在光屏上会得到倒立、放大的实像;
(4)当物距小于1倍焦距时,物体通过凸透镜成正立、放大的虚像。
5.实验讨论
(1)用发光二极管代替蜡烛进行实验的好处:成像稳定、方便比较像的大小变化;
(2)在光屏上找不到像的原因:①物距等于或小于1倍焦距;②像距太大,超出光具座的范围;③蜡烛、凸透镜、光屏三者的中心没有在同一高度上;
(3)用不透明的物体遮住凸透镜的一部分,光屏上仍会得到完整的像,但像的亮度会变暗;
(4)光屏上成清晰的像时,物与光屏的位置对调,光屏上仍能成清晰的像,原因是
;?
(5)在蜡烛和凸透镜之间加透镜时像的变化:①加凸透镜,光线提前会聚,光屏需靠近凸透镜;②加凹透镜,光线推迟会聚,光屏需远离凸透镜;
(6)更换透镜,焦距发生变化:凸透镜越厚,焦距越小;
(7)蜡烛燃烧变短,像会逐渐向
移;为使蜡烛所成像在光屏中央,应将蜡烛
或光屏
或凸透镜与光屏同时
。?
【针对训练】
[沈阳中考改编]安安和康康在老师指导下完成“探究凸透镜成像的规律”的实验,实验所用凸透镜的焦距为f=10
cm。他们把凸透镜固定在光具座上50
cm处,调节蜡烛的烛焰与凸透镜和光屏的中心在同一高度。
(1)如图甲所示,若此时他们想在实验中能用光屏承接到烛焰的实像,光屏在
(选填“50~60
cm”“60~70
cm”或“70~100
cm”)内移动;?
(2)他们保持凸透镜的位置不变,把蜡烛放在30
cm刻度线处,调整光屏到透镜的距离,则在光屏上看到烛焰
(选填“放大”“缩小”或“等大”)倒立的像;?
(3)他们想让蜡烛在光屏上成放大的像,康康应在步骤(2)的基础上将蜡烛向
(选填“靠近”或“远离”)凸透镜的方向移动,同时调节光屏的位置,使烛焰在光屏上成清晰的像;?
(4)他们保持凸透镜的位置不变,同时取下光屏,直接用眼睛观察凸透镜成像的各种情况。康康移动蜡烛使它从零刻度线处逐渐靠近凸透镜,同时安安从透镜的右侧透过透镜观察烛焰的像,如图乙是安安整理并记录看到的像的情况,根据你所学的知识,判断最先看到的像的编号是
(填代表像编号的数字)。?
实验活动6:探究凸透镜成像的规律
【实验报告】
1.实验装置:如图所示。
2.实验器材:蜡烛、凸透镜(焦距为10~20
cm)、光屏、光具座、发光二极管、火柴(或气体打火机)。
3.实验操作
(1)了解凸透镜的焦距,或用平行光聚焦法测出焦距的大小;
(2)点燃蜡烛,调整凸透镜和光屏的高度,使它们的中心与烛焰的焰心在 同一高度 ;?
(3)实验中,保持 凸透镜 的位置不动,通过改变蜡烛的位置(调整物距),移动 光屏 找像,记录每次物距、像距、像的特点及蜡烛在移动过程中像的变化情况;?
(4)观察虚像时人眼应在透镜的另一侧透过凸透镜观察。
4.实验结论
(1)当物距大于2倍焦距时,物体通过凸透镜在光屏上会得到倒立、缩小的实像;
(2)当物距等于2倍焦距时,物体通过凸透镜在光屏上会得到倒立、等大的实像;
(3)当物距大于1倍焦距、小于2倍焦距时,物体通过凸透镜在光屏上会得到倒立、放大的实像;
(4)当物距小于1倍焦距时,物体通过凸透镜成正立、放大的虚像。
5.实验讨论
(1)用发光二极管代替蜡烛进行实验的好处:成像稳定、方便比较像的大小变化;
(2)在光屏上找不到像的原因:①物距等于或小于1倍焦距;②像距太大,超出光具座的范围;③蜡烛、凸透镜、光屏三者的中心没有在同一高度上;
(3)用不透明的物体遮住凸透镜的一部分,光屏上仍会得到完整的像,但像的亮度会变暗;
(4)光屏上成清晰的像时,物与光屏的位置对调,光屏上仍能成清晰的像,原因是 光路可逆 ;?
(5)在蜡烛和凸透镜之间加透镜时像的变化:①加凸透镜,光线提前会聚,光屏需靠近凸透镜;②加凹透镜,光线推迟会聚,光屏需远离凸透镜;
(6)更换透镜,焦距发生变化:凸透镜越厚,焦距越小;
(7)蜡烛燃烧变短,像会逐渐向 上 移;为使蜡烛所成像在光屏中央,应将蜡烛 上移 或光屏 上移 或凸透镜与光屏同时 下移 。?
【针对训练】
[沈阳中考改编]安安和康康在老师指导下完成“探究凸透镜成像的规律”的实验,实验所用凸透镜的焦距为f=10
cm。他们把凸透镜固定在光具座上50
cm处,调节蜡烛的烛焰与凸透镜和光屏的中心在同一高度。
(1)如图甲所示,若此时他们想在实验中能用光屏承接到烛焰的实像,光屏在 60~70
cm (选填“50~60
cm”“60~70
cm”或“70~100
cm”)内移动;?
(2)他们保持凸透镜的位置不变,把蜡烛放在30
cm刻度线处,调整光屏到透镜的距离,则在光屏上看到烛焰 等大 (选填“放大”“缩小”或“等大”)倒立的像;?
(3)他们想让蜡烛在光屏上成放大的像,康康应在步骤(2)的基础上将蜡烛向 靠近 (选填“靠近”或“远离”)凸透镜的方向移动,同时调节光屏的位置,使烛焰在光屏上成清晰的像;?
(4)他们保持凸透镜的位置不变,同时取下光屏,直接用眼睛观察凸透镜成像的各种情况。康康移动蜡烛使它从零刻度线处逐渐靠近凸透镜,同时安安从透镜的右侧透过透镜观察烛焰的像,如图乙是安安整理并记录看到的像的情况,根据你所学的知识,判断最先看到的像的编号是 1 (填代表像编号的数字)。?实验活动4:探究平面镜成像的特点
【实验报告】
1.实验装置:如图所示。
2.实验主要器材及作用
(1)刻度尺:测量物与像到平面镜的距离;
(2)两支完全相同的蜡烛A、B:便于比较像与物的
和确定像的位置;?
(3)玻璃板代替平面镜:便于确定像的
;?
(4)薄玻璃板:避免出现重影。
3.实验操作
(1)探究像与物的大小关系:拿一支完全相同的蜡烛,在玻璃板的另一侧移动,观察像与物能否完全重合;
(2)探究像的虚实:用光屏代替未点燃的蜡烛,直接观察光屏上是否能承接到像;
(3)多次改变蜡烛的位置进行实验,目的是使结论具有普遍性;
(4)设计实验表格。
4.实验讨论
(1)实验应在
环境下进行,使实验现象更明显;?
(2)玻璃板要与水平桌面
放置,确保像与物能够完全重合;?
(3)观察像的大小时,应在点燃的蜡烛一侧透过玻璃板观察。
(4)测得蜡烛和像到平面镜距离不相等的原因:①测量有误差;②玻璃板太厚;③移动蜡烛时,没有与像完全重合。
5.实验结论
(1)平面镜所成像的大小与物体的大小
;?
(2)像和物体到平面镜的距离
;?
(3)像与物体关于平面镜是对称的,像和物体的连线与镜面
;?
(4)平面镜成
像。?
【针对训练】
如图所示,在“探究平面镜成像的特点”实验中,桌面上已给出的器材有:带支架的玻璃板一个、铅笔一支、完全相同的蜡烛两个、白纸一张、火柴一盒。
(1)为便于观察,该实验最好在
(选填“较明亮”或“较黑暗”)的环境中进行;?
(2)实验中,改变蜡烛A到镜面的距离,移动镜后的蜡烛B,发现B总能与A的像完全重合,说明平面镜成像的大小与物体到镜面的距离
(选填“有关”或“无关”),过了一段时间,蜡烛A变短,则A的像的大小将
(选填“变长”“不变”或“变短”);?
(3)在本实验中,找像的位置所采用的物理思维方法是
;?
(4)经过三次实验,记录的像A'、B'、C'与物A、B、C对应的位置如图乙所示。为了得出实验结论,接下来小明应该进行的操作是
;?
(5)如图丙所示,将玻璃板与水平桌面成45°角固定在水平桌面上,让蜡烛沿着桌面向右做直线运动,将看到蜡烛在玻璃板后的像
(选填“水平向右”“水平向左”“竖直向上”或“竖直向下”)运动。?
实验活动4:探究平面镜成像的特点
【实验报告】
1.实验装置:如图所示。
2.实验主要器材及作用
(1)刻度尺:测量物与像到平面镜的距离;
(2)两支完全相同的蜡烛A、B:便于比较像与物的 大小 和确定像的位置;?
(3)玻璃板代替平面镜:便于确定像的 位置 ;?
(4)薄玻璃板:避免出现重影。
3.实验操作
(1)探究像与物的大小关系:拿一支完全相同的蜡烛,在玻璃板的另一侧移动,观察像与物能否完全重合;
(2)探究像的虚实:用光屏代替未点燃的蜡烛,直接观察光屏上是否能承接到像;
(3)多次改变蜡烛的位置进行实验,目的是使结论具有普遍性;
(4)设计实验表格。
4.实验讨论
(1)实验应在 较暗 环境下进行,使实验现象更明显;?
(2)玻璃板要与水平桌面 垂直 放置,确保像与物能够完全重合;?
(3)观察像的大小时,应在点燃的蜡烛一侧透过玻璃板观察。
(4)测得蜡烛和像到平面镜距离不相等的原因:①测量有误差;②玻璃板太厚;③移动蜡烛时,没有与像完全重合。
5.实验结论
(1)平面镜所成像的大小与物体的大小 相等 ;?
(2)像和物体到平面镜的距离 相等 ;?
(3)像与物体关于平面镜是对称的,像和物体的连线与镜面 垂直 ;?
(4)平面镜成 虚 像。?
【针对训练】
如图所示,在“探究平面镜成像的特点”实验中,桌面上已给出的器材有:带支架的玻璃板一个、铅笔一支、完全相同的蜡烛两个、白纸一张、火柴一盒。
(1)为便于观察,该实验最好在 较黑暗 (选填“较明亮”或“较黑暗”)的环境中进行;?
(2)实验中,改变蜡烛A到镜面的距离,移动镜后的蜡烛B,发现B总能与A的像完全重合,说明平面镜成像的大小与物体到镜面的距离 无关 (选填“有关”或“无关”),过了一段时间,蜡烛A变短,则A的像的大小将 变短 (选填“变长”“不变”或“变短”);?
(3)在本实验中,找像的位置所采用的物理思维方法是 等效替代法 ;?
(4)经过三次实验,记录的像A'、B'、C'与物A、B、C对应的位置如图乙所示。为了得出实验结论,接下来小明应该进行的操作是 连接物、像对应点,测量物、像到镜面的距离并比较,观察物、像连线与镜面的位置关系 ;?
(5)如图丙所示,将玻璃板与水平桌面成45°角固定在水平桌面上,让蜡烛沿着桌面向右做直线运动,将看到蜡烛在玻璃板后的像 竖直向下 (选填“水平向右”“水平向左”“竖直向上”或“竖直向下”)运动。?
