第4章实验突破-光学实验探究(习题)-2020秋八年级教科版物理上册

实验突破——光学实验探究实验突破1——探究光的反射规律实验装置：如图所示．实验过程：①让一细光束沿纸板E射到平面镜上的O点，在纸板F上可看到反射光线OB；②若将纸板F向前或向后折，在纸板F上不能看到反射光线；③改变入射角大小，先后做三次实验，并将测得的数据记录在表中．实验次数入射角反射角120°20°245°45°360°60°实验结论：①反射光线与入射光线、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．交流讨论：(1)纸板的作用：对光起漫反射作用，显示__光路__；(2)光线位置的确定：先在纸板呈现的光的路径上描两点，再连接点并标上__方向__；(3)纸板和镜面的放置：纸板与镜面__垂直__；(4)“三线共面”的判断方法：将__承接反射光线的纸板向后折__，观察其上是否有光线；(5)多次改变入射角的大小进行实验的目的：__保证结论的普遍性__；(6)验证光路可逆的方法：让__入射光线__逆着原来的反射光线入射．【例1】如图是“探究光的反射规律”的实验装置，其中ABCD是白色硬纸板制成的光屏，并能沿ON折转，ON垂直于CD.实验次序123456入射角60°50°40°30°20°0°反射角60°50°40°60°20°0°(1)实验时，将光屏__垂直__放置在平面镜上，让一束光紧贴光屏射向镜面上的O点，可在光屏上看到反射光，如图甲．将光屏右半部分向后折转任意角度，光屏上都看不到反射光，如图乙．说明反射光线、入射光线与法线__在同一平面内__．(2)某同学的实验数据如表，其中有一组数据测错了，这组数据是第__4__次实验的数据，原因可能是将反射光线与__平面镜__的夹角当成了反射角．【针对训练1】如图所示为小斌同学“探究光的反射规律”的实验装置，把一个平面镜放在水平桌面上，再把一张纸板AOB竖直地立在平面镜上，纸板上的直线ON垂直于镜面．(1)如果纸板没有与平面镜垂直放置，当光贴着纸板A入射时，在纸板B上__不能__(填“能”或“不能”)看到反射光线．(2)让一束光贴着纸板A沿EO方向射向镜面，在纸板B上可看到光线沿OF方向射出，在纸板上，用笔描出光线EO和OF的轨迹，则EO与直线ON的夹角是__入射角__(填“入射角”或“反射角”)．(3)多次改变入射角的大小，测得实验数据如下表．分析数据可得：反射角__等于__(填“大于”“小于”或“等于”)入射角；当入射角变大时，光线OF__远离__(填“远离”或“靠近”)直线ON.序号 入射角 反射角1 30° 30°2 45° 45°3 50° 50°(4)他让一束光线沿着FO方向入射，发现反射光线沿着OE方向射出，说明光在反射时，光路是__可逆__的．实验突破2——探究平面镜成像的特点实验装置：一张纸，一支笔，一块玻璃板，玻璃板支架，两支相同的蜡烛，一个光屏，一把刻度尺及火柴．实验过程：(1)玻璃板应__垂直__白纸放置．(2)将蜡烛A点燃放在玻璃板的一侧，用另一支蜡烛B在另一侧移动，直至另一支蜡烛B看起来也像点燃了，此时蜡烛B所在的位置就是__A的像__的位置，同时也说明蜡烛B与蜡烛A的像的大小是__相等__的；改变蜡烛A的位置，重复上述操作．(3)要探究像的虚实，可用__光屏__在像所在的那一侧去接收像．交流讨论：(1)选择较暗的环境：使__像__看起来更明亮；(2)用玻璃板代替平面镜：便于确定__像的位置__；(3)选择薄玻璃板：防止重影的影响；(4)用两支完全相同的蜡烛：便于比较物像的大小关系，应用了__等效替代__法；(5)玻璃板应与水平桌面垂直：否则水平桌面上蜡烛B__无法__与像重合；(6)刻度尺的作用：便于测量物和像到__平面镜__的距离；(7)多次改变蜡烛与平面镜的距离进行实验：使结论具有普遍性．【例2】如图所示是小顺同学利用两支外形相同的蜡烛、透明玻璃板、支架、白纸和铅笔等器材“探究平面镜成像特点”的装置．(1)为了便于观察，该实验最好在较__黑暗__(填“明亮”或“黑暗”)的环境中进行．(2)选取相同的蜡烛，是为了便于比较像和物体的__大小__关系．(3)在玻璃板的后面放一个光屏，无论怎样移动光屏，都不能接收到蜡烛的像，这说明平面镜所成的是__虚__(填“实”或“虚”)像．【针对训练2】小滨用如图所示装置进行了“探究平面镜成像特点”的实验．(1)他应选取两支外形__相同__(填“相同”或“不同”)的蜡烛进行实验．(2)小滨选择用玻璃板代替平面镜进行实验的目的是__便于确定像的位置__．(3)在探究实验的过程中，他把蜡烛A放在距玻璃板30cm处，蜡烛A在玻璃板中所成的像到蜡烛A的距离是__60__cm；当蜡烛A远离玻璃板时，它的像的大小将__不变__(填“变大”“变小”或“不变”)．(4)实验过程中，小滨仔细观察，发现蜡烛的像有重影，请你帮小滨分析产生这一现象的原因：__玻璃板有一定的厚度，两个面都能成像__．实验突破3——探究光的折射规律实验装置：如图所示．实验过程：(1)让激光斜射入空气和水的分界面，观察折射光线的位置，记下入射角和折射角的大小；(2)多次改变入射光线的方向，重复上述实验．实验结论：(1)当光从空气斜射入水中或其他介质中时，折射光线向法线方向偏折，折射角__小于__入射角；(2)当入射角增大时，折射角也__增大__；(3)当光从空气垂直射入水中或其他介质中时，传播方向__不变__．【例3】某同学做探究光的折射特点实验，如图是光从空气射入水中时的光路．实验中发现，入射光线、折射光线和法线在同一平面内，折射光线和入射光线分别位于法线的两侧．通过实验还得到如表数据：入射角α0°15°30°45°60°反射角β0°15°30°45°60°折射角γ0°11°22.1°35.4°40.9°(1)在探究中，该同学在清水中滴入几滴牛奶并搅匀，在水面上方的空气中熏了点烟雾，这样做是为了__更好地显示光路__．(2)分析表中数据，可得出结论：①光从空气斜射到水面时，将同时发生__反射__和__折射__现象．②光从空气斜射到水面时，折射角随入射角的变化关系是：__折射角随入射角的增大而增大__，且折射角__小于__(填“大于”“等于”或“小于”)入射角．当光从空气垂直射到水面时，折射角等于零．(3)请你对该同学通过上述探究实验得出光的折射特点的过程作出评价．是否存在不足？答：__是__；请简要说明理由：__五次实验数据可以，但没有换用其他透明介质做此实验__．实验突破4——探究凸透镜成像的规律实验装置：如图所示．实验过程：(1)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(改变物距)，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．交流讨论：(1)无论怎样移动光屏，在光屏上都得不到像的原因：①__蜡烛在焦点上或一倍焦距以内__；②__烛焰、凸透镜、光屏的中心不共线__；③__蜡烛到凸透镜的距离稍大于焦距，成像在很远的地方，光具座的光屏无法移到该位置__．(2)用纸板遮住凸透镜一部分，光屏上像的变化情况分析：光屏上__能__(填“能”或“不能”)成完整的像．(3)观察虚像时，人眼睛应在透镜__右__(填“左”或“右”)侧正对凸透镜．【例4】在探究“凸透镜成像规律”的实验中，小峻同学进行了如下实验：(1)按如图甲所示操作，测出本实验所用凸透镜的焦距为__10.0__cm.(2)接着小峻调节蜡烛、凸透镜和光屏的位置如图乙所示，发现光屏上得到一个倒立、__放大__(填“放大”“缩小”或“等大”)的清晰实像，生活中的__投影仪__(填“照相机”“投影仪”或“放大镜”)就是利用了这样的成像原理．(3)保持图乙中凸透镜的位置不变，当向右移动蜡烛时，应该向__右__(填“左”或“右”)移动光屏，才能再次得到清晰的像．(4)保持凸透镜的位置仍然不变，小峻继续向右移动蜡烛至45cm刻度线处，移动光屏，发现光屏上__不能__(填“能”或“不能”)得到蜡烛清晰的像．【针对训练3】在“探究凸透镜成像规律”的实验中：(1)实验装置正确安装并调节后，小芳同学在如图甲所示的光屏上看到了烛焰清晰的像，则她看到的像是__倒立__(填“倒立”或“正立”)、__缩小__(填“放大”或“缩小”)的．(2)实验中，若用不透明的硬纸板挡住凸透镜的上半部分，则光屏上的像__D__(填选项序号)．A．只出现烛焰像的上半部分B．只出现烛焰像的下半部分C．出现烛焰完整的像，但像更小了D．仍然是完整的，