本篇文章介紹的是初中20個(gè)學(xué)生必做物理實(shí)驗(yàn)中的“探究光的反射規(guī)律”“探究平面鏡成像時(shí)像與物的關(guān)系”和“探究凸透鏡成像的規(guī)律”。 實(shí)驗(yàn)一:探究光的反射規(guī)律 【實(shí)驗(yàn)器材】一塊畫有角度的可折疊的白色硬紙板,一塊平面鏡,光源(激光筆)等。 【實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)】如下圖所示,把一個(gè)平面鏡放在水平桌面上,把畫有角度的可折疊的白色硬紙板豎直地立在平面鏡上,將光源緊貼硬紙板射向平面鏡O點(diǎn),通過(guò)折疊硬紙板等操作,并仔細(xì)觀察,測(cè)量出多組數(shù)據(jù),將數(shù)據(jù)填入下表,再綜合分析實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和表中數(shù)據(jù),得出光的反射規(guī)律。 【實(shí)驗(yàn)步驟】同學(xué)們可以通過(guò)觀看下面的視頻,了解具體的實(shí)驗(yàn)步驟。 【實(shí)驗(yàn)結(jié)論】 (1)反射光線、入射光線和法線位于同一平面內(nèi); (2)反射光線和入射光線分別位于法線的兩側(cè); (3)反射角等于入射角。 記憶口訣:三線共面,法線居中,兩角相等。 【注意事項(xiàng)】實(shí)驗(yàn)時(shí),硬紙板一定要豎直地立在水平放置的平面鏡上。操作時(shí),可將硬紙板的折疊線(法線)與平面鏡垂直,即實(shí)現(xiàn)硬紙板的豎直放置。 (1)能區(qū)分入射角與反射角,并知道反射角、入射角都是指各自的光線與法線的夾角。 (2)入射角減小(增大)時(shí),反射角也減?。ㄔ龃螅?。當(dāng)入射光線垂直射入,即平面鏡上,法線與入射光線重合,這時(shí)入射角為0°,反射光線沿原路返回。 (3)在光的反射中,光路是可逆的。 (4)在比較反射角與入射角的大小關(guān)系時(shí),要知道是反射角等于入射角,而不是入射角等于反射角。 (5)能對(duì)該實(shí)驗(yàn)進(jìn)行評(píng)估,能找出實(shí)驗(yàn)失敗的原因,能對(duì)實(shí)驗(yàn)做出合理的改進(jìn)。 實(shí)驗(yàn)二:探究平面鏡成像時(shí)像與物的關(guān)系 【實(shí)驗(yàn)器材】一塊平面玻璃板(帶支架),兩根相同的蠟燭,一張白紙,一把直尺,一支筆,火柴。 【實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)】如下圖所示,在水平桌面上鋪一張白紙,并用筆畫一條直線,將平面玻璃板沿直線豎直放置在紙面上。在平面玻璃板的一側(cè)放置一根點(diǎn)燃的蠟燭A,在平面玻璃板的另一側(cè)調(diào)節(jié)蠟燭B(與蠟燭A相同),使蠟燭B的像與蠟燭A完全重合,用筆記下兩根蠟燭的位置。然后改變蠟燭A的位置,重復(fù)做幾次。實(shí)驗(yàn)結(jié)束后取下白紙,將相對(duì)應(yīng)的點(diǎn)連線,利用直尺測(cè)量數(shù)據(jù),并將數(shù)據(jù)記錄在下列表格中,通過(guò)觀察與綜合分析,得出實(shí)驗(yàn)結(jié)論。 【實(shí)驗(yàn)步驟】同學(xué)們可以通過(guò)觀看下面的視頻,了解具體的實(shí)驗(yàn)步驟。 【實(shí)驗(yàn)結(jié)論】 (1)像與物的大小相等; (2)像與物到平面玻璃板的距離相等; (3)像與物的連線與鏡面垂直。 【注意事項(xiàng)】實(shí)驗(yàn)時(shí),平面玻璃板一定要豎直放置在紙面上,否則,無(wú)法完成實(shí)驗(yàn)。 (1)會(huì)選擇最優(yōu)的實(shí)驗(yàn)環(huán)境(較黑暗)和實(shí)驗(yàn)器材(較薄的玻璃板或茶色的玻璃板等)。知道使用平面鏡無(wú)法完成實(shí)驗(yàn)。 (2)平面鏡所成的像是虛像,用光屏替代蠟燭B時(shí),光屏上無(wú)法呈現(xiàn)蠟燭A的像;用手觸摸蠟燭B的火焰時(shí),不會(huì)燙傷。 (3)實(shí)驗(yàn)中選擇兩根相同蠟燭的原因是為了探究像與物的大小關(guān)系。 (4)當(dāng)蠟燭A向平面玻璃板靠近或遠(yuǎn)離時(shí),像的大小不會(huì)改變。 (5)分析實(shí)驗(yàn)失敗的原因:蠟燭B與蠟燭A的像無(wú)法重合,說(shuō)明平面玻璃板未豎直放置;出現(xiàn)兩個(gè)蠟燭A的像,說(shuō)明選擇的平面玻璃板太厚了。 (6)優(yōu)化實(shí)驗(yàn),如用方格紙代替白紙等。 實(shí)驗(yàn)三:探究凸透鏡成像的規(guī)律 【實(shí)驗(yàn)器材】一個(gè)光具座,一個(gè)凸透鏡,一個(gè)光屏,一根蠟燭,火柴。 【實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)】先測(cè)量出凸透鏡的焦距,再按照下圖所示,分別將凸透鏡、光屏、蠟燭安放在光具座的相應(yīng)位置。固定凸透鏡的位置不動(dòng),將蠟燭調(diào)到不同的位置,并通過(guò)改變光屏的位置,使得光屏上能夠得到蠟燭清晰的像。改變蠟燭的位置,重復(fù)幾次實(shí)驗(yàn),并將得到的數(shù)據(jù)填入下表中,通過(guò)觀察與綜合分析,得出實(shí)驗(yàn)結(jié)論。
【實(shí)驗(yàn)步驟】同學(xué)們可以通過(guò)觀看下面的視頻,了解具體的實(shí)驗(yàn)步驟。 【實(shí)驗(yàn)結(jié)論】 (1)當(dāng)u>2f時(shí),凸透鏡成倒立縮小的實(shí)像; (2)當(dāng)u=2f時(shí),凸透鏡成倒立等大的實(shí)像; (3)當(dāng)f<u<2f時(shí),凸透鏡成倒立放大的實(shí)像; (4)當(dāng)u=f時(shí),凸透鏡不成像; (5)當(dāng)u<f時(shí),凸透鏡成正立放大的虛像。 記憶口訣: (1)一倍焦距內(nèi)外分虛實(shí),二倍焦距內(nèi)外分大??; (2)實(shí)像總在異側(cè)倒立,虛像總在同側(cè)正立; (3)物近像遠(yuǎn)像變大,物遠(yuǎn)像近像變小。 【注意事項(xiàng)】實(shí)驗(yàn)時(shí),凸透鏡、光屏、蠟燭三者的中心應(yīng)調(diào)至同一高度,選用的凸透鏡的焦距要適中。 (1)掌握凸透鏡成像的虛實(shí)、大小、正倒。 (2)了解物距與像距的大致關(guān)系。 (3)知道測(cè)量凸透鏡焦距的方法。 (4)凸透鏡成像在生活中的應(yīng)用。 (5)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中蠟燭變短的處理辦法。 (6)實(shí)驗(yàn)的改進(jìn)與評(píng)價(jià)。 (7)用水透鏡做實(shí)驗(yàn)(改變焦距)、凸透鏡與眼鏡的綜合考查等。 中考鏈接 1.(2016年·天水)如圖1所示,在探究“光的反射規(guī)律”實(shí)驗(yàn)中,小紅同學(xué)將一塊平面鏡放在水平桌面上,再把一塊紙板垂直放置在平面鏡上。 (1)實(shí)驗(yàn)時(shí)讓光貼著紙板入射是為了 。 (2)如果紙板沒(méi)有與平面鏡垂直放置,當(dāng)光貼著紙板沿AO入射時(shí), (填“能”或“不能”)在紙板上看到反射光。 (3)為了便于測(cè)量和研究,需要把光路記錄在紙板上,你的方法是: 。 (4)為了得到反射角與入射角大小關(guān)系的普遍規(guī)律,應(yīng)當(dāng) 。 2.(2016年·衡陽(yáng))如圖2所示是探究“平面鏡成像特點(diǎn)”的實(shí)驗(yàn)裝置圖。 (1)實(shí)驗(yàn)室提供了厚薄不同的兩塊玻璃板,你應(yīng)選擇 (填“厚”或“薄”)玻璃板進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。 (2)在豎直的玻璃板前點(diǎn)燃蠟燭A,將未點(diǎn)燃的蠟燭B豎立在玻璃板后面移動(dòng),人眼一直在玻璃板的 (填“前側(cè)”或“后側(cè)”)觀察,直至蠟燭B與蠟燭A的像完全重合,這種確定像與物大小關(guān)系的方法是 (填“控制變量法”或“等效替代法”)。 (3)實(shí)驗(yàn)時(shí),將蠟燭A逐漸遠(yuǎn)離玻璃板時(shí),它的像的大小 (填“變大”“變小”或“不變”)。 (4)移去蠟燭B,在其原來(lái)位置上放置一塊光屏,光屏上 (填“能”或“不能”)呈現(xiàn)蠟燭的像。 3.(2016年·營(yíng)口)在“探究凸透鏡成像規(guī)律的實(shí)驗(yàn)”中: (1)如圖3甲所示是小明確定凸透鏡焦距時(shí)所做的實(shí)驗(yàn),則該凸透鏡的焦距為 cm。當(dāng)蠟燭距凸透鏡15 cm時(shí),能成倒立、 的實(shí)像,生活中的 就是利用這個(gè)原理制成的。當(dāng)蠟燭向左(遠(yuǎn)離透鏡)移動(dòng)后,要在光屏上再次成清晰的像,需將光屏向 (填“左”或“右”)移,此時(shí)所成像將 (填“變大”“變小”或“不變”)。 (2)實(shí)驗(yàn)一段時(shí)間后,蠟燭因燃燒變短,所成像如圖3乙所示,要使像能夠在光屏的中央,應(yīng)將凸透鏡向 (填“上”或“下”)調(diào)整。 (3)在上一步實(shí)驗(yàn)調(diào)整好像的位置后,小明找了一副近視眼鏡放在凸透鏡和蠟燭之間,要使光屏上還能成清晰的像,可將蠟燭適當(dāng) (填“左”或“右”)移。 1.(1)顯示光路 (2)不能 (3)用筆在紙板上沿著光路將其描畫下來(lái) (4)進(jìn)行多次實(shí)驗(yàn) 2.(1)薄 (2)前側(cè) 等效替代法 (3)不變 (4)不能 3.(1)11 放大 投影儀 左 變小 (2)下 (3)左 |
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