第四章 光现象-初中物理教材实验大盘点

第四章光现象教材实验大盘点目录TOC\o"1-1"\h\u实验01光在水和玻璃中传播 1实验02探究光的反射定律 1实验03探究平面镜成像的特点 3实验04研究光的折射现象 5实验01光在水和玻璃中传播实验：光在水和玻璃中传播【实验目的】光在水和玻璃中沿直线传播【实验器材】激光器、水、水槽、玻璃砖等。【实验过程】（1）向盛水的玻璃水槽内滴几滴牛奶，搅拌均匀后，用激光笔将一束光射到水中，观察光在水中的传播径迹。（2）用激光笔将一束光射到玻璃砖中，观察光在玻璃中的传播径迹。【实验结论】光在水和玻璃中沿直线传播《光在水和玻璃中传播》常考问题：（1）向盛水的玻璃水槽内滴几滴牛奶，可以显示光路。（2）在盛水的玻璃水槽中注入浓盐水，看到光路弯曲，当搅拌玻璃水槽中的水后，观察光的路线呈直线，说明光沿直线传播的条件是同种均匀介质。实验02探究光的反射定律实验：探究光的反射定律【实验目的】探究光的反射定律【实验思路】当光发生反射现象时，每一束反射光对应着一束入射光。因此，要探究光反射时的规律，就要找到反射光与入射光的位置关系。我们可以把一块平面镜放在水平桌面上，再把一张用来显示光的传播路径的纸板竖直地立在平面镜上，纸板上的直线ON垂直于镜面，如下图所示。实验中应注意使光沿不同角度入射，经过多次测量，分析实验数据，找出反射光与入射光之间的位置关系。【实验器材】量角器、可折转的纸板、激光笔、平面镜等【实验过程】（1）纸板与平面镜垂直放置；（2）为研究三线的空间关系，让入射光线贴着纸板E射到O点，多次向前或向后转动纸板F，观察F在什么位置时，才能在F上找到反射光线；（F向前或向后折，观察到纸板上不能显示反射光线，只有E与F在同一平面时才能在F上找到反射光线）；（3）为研究反射角和入射角的关系，要多次改变入射光线的方向，寻找反射光线的位置，实验中每次都要测量并记录入射角和反射角的大小。实验序号入射角反射角123...【实验结论】在反射现象中，反射光线、入射光线和法线在同一平面内；反射光线和入射光线分别位于法线两侧；反射角等于入射角。这就是光的反射定律。《探究光的反射定律》常考问题：（1）量角器测量入射角和反射角的大小，平面镜作为反射面；（2）硬纸板显示光路（纸板表面应较粗糙，发生漫反射，便于从各个方向观察），可翻折是探究反射光线、入射光线和法线是否在同一平面内；（3）在纸板上记录光线的方法：在光线上取两点花在纸板上，在纸板上连线即为光线；（4）区分实验中不同光线的方法：用不同颜色的笔标记对应光线或给对应光线标上序号。（5）纸板与平面镜垂直放置（6）实验应在较暗的环境中进行（防止外界光线干扰，使实验现象更明显）；（7）实验数据中反射角与入射角不等的原因：可能误把入射光线（或反射光线）与平面镜的夹角当作入射角（或反射角）；（8）“光路可逆”的判定：让光线逆着原来的反射光线的方向入射，观察到反射光线与原来的入射光线重合；（9）多次测量的目的：使实验结论具有普遍性。实验03探究平面镜成像的特点实验：探究平面镜成像的特点【实验目的】探究平面镜成像的特点【实验思路】探究平面镜成像的特点，关键是要确定像的位置和大小。如何设计这个实验呢？我们可以按如下思路进行探究。用一块玻璃板作为平面镜，把一支点燃的蜡烛放在玻璃板的前面，可以看到它在玻璃板后面的像。再拿一支外形相同但未点燃的蜡烛，在玻璃板后面移动，直到看上去它的位置与像的位置重合。这个位置就是前面那支蜡烛的像的位置。确定了像的位置，再比较像跟物体的位置和大小的关系，这样就可以得到平面镜成像的特点了。【实验器材】两支相同的蜡烛、薄玻璃板、玻璃板支架、白纸、光屏、刻度尺等【实验过程】（1）在桌面上铺一张纸，纸上竖立一块玻璃板。沿着玻璃板在纸上画一条直线，代表平面镜的位置。将点燃的蜡烛放置在玻璃板前，通过移动未点燃的蜡烛，找到点燃蜡烛的像的位置，在纸上标记蜡烛和像的位置。测量蜡烛和像到平面镜的距离,记录在下表中。实验序号蜡烛到平面镜的距离/cm蜡烛的像到平面镜的距离/cm123...2.移动点燃的蜡烛，多做几次实验。实验时注意观察点燃蜡烛的像的大小是否随蜡烛位置的改变而变化。3.换用长度不同的蜡烛，再做几次实验。实验时注意观察蜡烛像的大小和蜡烛的大小是否相同。4.要探究像的虚实，在像的位置放置光屏，直接观察光屏上是否有像；【实验结论】精确的实验表明：平面镜所成的像为虚像其大小与物体的大小相等，像和物体到平面镜的距离相等，像和物体的连线与镜面垂直。利用数学课中有关对称的知识，平面镜成像的规律也可以表述为:平面镜所成的像为虚像，像与物体关于镜面对称。《探究平面镜成像的特点》常考问题：（1）两支完全相同的蜡烛：便于确定像与物的大小关系；（2）选用玻璃板而不选平面镜的原因：便于确定像的位置；（3）选薄的玻璃板：玻璃板的前后两个表面都会成像，较薄时所成的像几乎重合，便于测量像距；（4）选择茶色玻璃板：可以减弱玻璃板后面物体的透射光，使成像更明显。（5）等效替代法的应用：确定像的位置时，用未点燃的蜡烛等效替代点燃的蜡烛所成的像。（6）玻璃板要与水平桌面垂直放置，确保成像在水平桌面上；（7）观察像时眼睛的位置a.探究像与物的大小关系时，眼睛应该从点燃蜡烛的同侧透过玻璃板观察；b.探究像的虚实时，眼睛应该从光屏的同侧直接观察光屏。（8）要选择较暗的环境中进行实验，使实验现象更明显；（9）蜡烛B始终不能与像重合，原因可能是玻璃板没有垂直白纸放置；（10）通过玻璃板观察到两个像，原因可能是玻璃板太厚，前后两个面各成一个像；（11）用棋子代替蜡烛进行实验，感觉到像太暗，实验时用手电筒照亮棋子可解决该问题；（12）改变蜡烛A的位置，多次实验的目的：使实验结论具有普遍性。实验04研究光的折射现象实验：研究光的折射现象【实验目的】研究光的折射规律【实验器材】激光笔、水槽、可折转的光屏、量角器等【实验过程】（1）让激光束贴着左屏斜射到空气和水的分界面上，为研究三线的空间位置关系，多次转动右屏，观察两屏在什么位置时才能在右屏上找到折射光线；（2）为研究折射角与入射角的关系，要多次改变入射光线的方向，寻找折射光线的位置，每次实验都要记录入射角和折射角的大小；（3）让激光从水中斜射入空气中，观察入射角和折射角的变化；【实验结论】（1）折射光线、入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两侧；（2）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，折射角随入射角增大而增大；（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。《研究光的折射现象》常考问题：（1）发生折射时，反射总会伴随着发生；（2）光垂直界面入射时，传播方向不变，此时折射光线、入射光线和法线“三线合一”，折射角、入射角都等于0°；（3）不管光从空气射入其他介质中或从其他介质中射入空气，在空气中的角更大；（4）当光从其他介质射入空气中时，由于折射角大于入射角，当入射角增大到一定值时，折射角大于90°，折射光消失，只有反射光。【典例1】（24-25八年级上·江苏南京·阶段练习）在研究光的传播路径时，小明做了下面几个小实验：(1)图甲中，为了显示激光在空气中传播路径，可以采取的方法是，图乙中为了显示激光在水中的传播路径，可以在水中加入少量的；(2)小明在玻璃缸中加入清水，沿缸壁轻轻注入浓糖水，不搅拌，从侧壁水平照射激光，看到缸内光的路径是弯折的（图丙），当搅拌缸中的水后，观察到光是沿直线传播的，说明光沿直线传播的条件是【典例2】（24-25八年级上·宁夏固原·阶段练习）如图所示是小琴同学探究光的反射规律的实验装置，在平面镜上放置一块硬纸板，纸板由可以绕ON转折的E、F两部分组成。实验次数入射角反射角120°20°230°30°340°40°(1)要使入射光和其反射光的径迹同时在纸板出现，你认为纸板与平面镜的位置关系是（选填“垂直”“不垂直”）的。实验时，为了光线在纸板上显示出来，方便实验研究（填字母代号）；A．向纸板喷烟或雾B．使光束垂直纸板射到O点C．使光束贴着纸板射到O点(2)小琴让一束光沿AO贴着纸板E射到平面镜上，在纸板F上看到反射光OB的径迹。三次改变入射角的大小，所测数据如表所示，请你分析实验数据，得出结论(3)在图中以法线ON为轴线，把纸板F向后旋转，在F上（选填“能”或“不能”）看到反射光线OB；(4)一束光贴着纸板沿BO射到O点，光沿OA方向射出，说明光反射时，光路是。【典例3】（24-25八年级上·江苏徐州·期中）在研究平面镜成像特点的实验中，小明将茶色玻璃板竖直放在水平桌面的白纸上，沿玻璃板在纸上画一条直线MN，取两枚相同的棋子E和小明将棋子E放在玻璃板前，移动玻璃板后面的棋子F，直到它看上去与棋子E的像完全重合，记下E和F的位置如图甲所示。(1)为了便于观察实验现象，应选在的环境中进行实验效果好；A．几乎无光的实验室 B．有阳光的实验室(2)该实验用玻璃板代替平面镜，是为了方便确定；用两个相同的棋子E和F，是为了比较；(3)在实验中，小明观察到棋子E有两个像，为了让这两个像靠得更近些，下列做法可行的是（选填序号）；A．较薄的玻璃板 B．换用较厚的玻璃板 C．调整观察的角度，使像重合(4)实验中小明看到的棋子E的像偏暗，可以用方法使看到的像亮些．A．用手电筒直接照亮棋子E B．电筒直接照亮棋子F C．换用无色透明玻璃板进行实验(5)实验中，小明改变，重复上述步骤，进行多次实验．分析数据发现：像和物的连线与玻璃板垂直，像和物到玻璃板的距离相等。【典例4】（24-25八年级上·江苏宿迁·期中）某同学做“探究光的折射规律”实验，她把半圆形玻璃砖固定在圆盘中心，让激光束沿圆盘半径入射到玻璃砖圆心处，激光束经玻璃砖折射后从半圆弧边射出（如图所示）。旋转圆盘，多次改变激光束入射角度，观察折射光线方向并记录数据，如下表所示。实验次数12345入射角18°30°60°72°折射角12°20°28°36°42°(1)做第三次实验时，忘了记录入射角的数据，第三次实验如图所示，结合图可知，此时的入射角为；(2)分析实验数据可知：当光从空气斜射到玻璃表面时，折射角入射角（填“大于”、“小于”或“等于”），折射角随入射角增大而（填“增大”、“减小”或“不变”）。(3)为了使光路更清晰，激光笔应紧贴圆盘照射，并在较（填“亮”或“暗”）的环境中进行。(4)实验中将发现，折射光路的亮度比入射光路要（填“亮”或“暗”），原因可能是。【训练1】（24-25八年级上·江西宜春·阶段练习）在探究光的传播规律时，小芳做了以下实验：(1)图甲中，为了显示激光在空气中传播路径，可以在光的传播路径下点蚊香。图乙中，为了显示激光中水中的传播路径，可以在水中加入少量的_________（填序号“A”“B”或“C”）；A．食用油或牛奶 B．牛奶或咖啡 C．咖啡或食用油(2)要得出“光沿直线传播的”这一普遍结论，还需要再做一个光在_________中传播的实验；A．酒精 B．玻璃砖 C．木块(3)实验结束后某同学发现在玻璃缸中盛上清水，沿缸壁轻轻注入浓糖水，从侧壁水平照射激光，看到缸内光的路线如图丙所示，当搅拌缸中的水后，观察到光的路线呈直线，说明光沿直线传播的条件是；【训练2】（24-25八年级上·广东东莞·期中）在“探究光的反射规律”时，小李进行了如下的实验。(1)他将平面镜如图甲所示，平放在水平桌面上，再把白色硬纸板放在平面镜上且与镜面保持。白色的硬纸板表面应尽可能（选填“光滑”或“粗糙”）些；移动激光笔，使入射角为，测得反射角也为，由此得出“光反射时，反射角等于入射角”的结论，你认为有何不妥；(2)小李让一束光EO贴着纸板射到平面镜上，在纸板上会看到反射光OF，然后将纸板绕ON向后折，如图乙所示，此时在NOF面上不能看到反射光，此时，反射光是（选填“存在”或“不存在”）的；(3)为了进一步确定此时反射光的位置，小李将纸板沿PQ剪开，将纸板的上半部分向后折，如图丙所示，发现在纸板右侧的（选填“上部”或“下部”）会看到反射光。这说明光反射时，反射光线、入射光线和法线三者；(4)在图甲中，如果让光束逆着OF的方向射向镜面，会看到反射光沿着OE方向射出，这表明光反射时，光路是。【训练3】（24-25八年级上·江苏南京·阶段练习）用图甲所示的实验装置做“探究平面镜成像特点”实验。(1)采用玻璃板代替平面镜，其主要目的是，选择两支完全相同的蜡烛目的是；(2)为了更好的完成实验，应选用（选填“无色”或“茶色”）玻璃板，玻璃板应放置在水平桌面上。图中，选用MN这条线段表示平面镜所在的位置，则应将玻璃的（选填“前表面”“后表面”或“中间位置”）与之对齐；(3)在寻找蜡烛A的像的位置时，眼睛应该在蜡烛（选填“A”或“B”）这一侧观察。若在像的位置放光屏，根据“”这一现象，可说明平面镜所成的像是虚像；(4)实验中，在水平桌面上移动蜡烛B，发现始终不能与A的像重合，应该进行的操作是：（选填序号）；A．换用较薄的玻璃板； B．换用较厚的玻璃板；C．调整玻璃板使其与桌面垂直； D．调整观察的角度；(5)如图乙中箭头所示，将平面镜在竖直平面内绕M点逆时针转过一定的角度，则蜡烛A所成像（填字母）；A．逆时针转过一定的角度；B．位置保持不变；C．反方向转过相同的角度；(6)如图丙所示，小红采用了较厚的玻璃板进行实验，可以观察到两个像，测量两个像到MN的距离分别为、，则可知玻璃板的厚度为cm。【训练4】（23-24八年级上·河南郑州·阶段练习）在“初识光的折射现象”和“探究光的折射特点”实验中：(1)如图甲，小明将一束激光射至P点，形成一个光斑，向水槽内慢慢注水，水槽底部光斑的位置将（向左移动/向右移动/不动），这说明光从空气斜射入水中时，传播方向（会/不会）发生偏折。实验中光在空气中的传播路径并不清晰，为解决此问题，他在水面上方喷了一些；(2)如图乙，小明继续探究“光从空气射入水中时的折射特点”，他使用可折转的光屏，是为了研究折射光线、入射光线和法线是否。如图丙，他将光沿着AO方向射向水面上的O点，光在水中沿着OB方向射出，折射光也逐步偏向法线，折射光也逐步偏向法线，说明光从空气斜射入水中时，入射角减小，折射角随之（增大/减小/不变）。当光沿着NO方向射入时会沿ON′方向射出，此时折射角为度；(3)若光沿BO方向射入，折射光线将沿方向射出，这是因为光折射时，。1．（2024·江苏徐州·中考真题）如图甲所示，在探究光的反射规律实验中，平面镜水平放置，白色纸板竖直地立在平面镜上。将激光笔发出的一束激光紧贴纸板射向镜面上的O点。(1)在纸板上能看到激光路径，是因为激光在纸板表面发生反射；(2)图甲中，激光与平面镜成40°角入射，则反射角为；(3)纸板上可以同时看到入射光线和反射光线，说明它们和法线在内；(4)如图乙所示，纸板绕CD轴向后转动一定角度，再将激光紧贴纸板射向镜面上的O点，此时纸板上看不到反射光线，保持平面镜和入射光线位置不变，要在纸板上同时显示入射光线和反射光线，应怎样调整纸板？。2．（2024·江苏镇江·中考真题）小红用图1所示装置探究光的反射定律。平面镜置于水平底座中心。激光笔可沿弧形轨道移动，且保持激光始终射向平面镜上的O点。实验次数1234图3(1)为了在不同方向都能观察到光的传播路径，应在平面镜上方喷些；(2)多次改变激光笔在轨道上的位置，小红调整视角，均能观察到反射光OB挡住入射光AO的现象。如图2所示，将长方形纸板与AO、OB所在平面重合，其底边PQ紧贴平面镜，在纸板上即可显示出入射光和反射光。多次测量纸板和平面镜的夹角。①上述实验中测得的夹角均为，则反射光线、入射光线所在平面和平面镜相互；②在纸板上过O点作出底边PQ的垂线ON，则ON与镜面，可知ON为法线。由①、②可得：反射光线、入射光线和法线在内。(3)改变入射光的方向，依次记录实验数据如图3所示，分析实验数据可知：入射光线AO逐渐（选填“靠近”或“远离”）法线ON；与的大小。3．（2024·内蒙古呼和浩特·中考真题）小时候，赫仑同学常常听姥爷说，“照镜子要离镜子近些，离镜子远了，镜子里的像就变小啦”。当他学完光学后，回去给姥爷演示了如下实验。为让实验更准确，请完成下列问题：(1)如图所示，将白纸平铺在水平桌面上，用支架把（选填“薄”或“厚”）玻璃板竖直地架立于白纸上；(2)将两个完全相同的跳棋棋子A和B分别立于玻璃板前后，并移动B直至与A的像重合，测量并记录相关数据。多次改变A的前后位置，重复以上实验。他多次实验的目的是（选填“得到普遍规律”或“减小实验误差”）；(3)分析相关数据，发现平面镜所成的像是虚像，像与实物等大，像距等于物距。“照镜子要离镜子近些，离镜子远了，镜子里的像就变小啦”，这种说法是（选填“正确”或“错误”）的。4．（2024·江苏常州·中考真题）小华探究“平面镜成像特点”。（1）实验装置如图甲所示，为顺利完成实验，MN应选择（透明玻璃板/平面镜），并将其放置在水平桌面上；（2）将点燃的蜡烛A放置在MN前面，将外形相同、没有点燃的蜡烛B在MN后面移动，直至与A的像完全重合，重合现象说明。此时，蜡烛B所处的位置即为像的位置；（3）改变蜡烛A的位置，重复步骤（2），可得三组像与物的位置，如图乙所示，由此可知平面镜成像时，；（4）为判断平面镜成像的虚实，用光屏替代蜡烛B，然后（直接/隔着MN）观察光屏上有无像，根据实验现象可得平面镜所成的像是像。5．（2024·黑龙江牡丹江·中考真题）小江为同学们表演魔术：如图甲所示，将一个正面开口的空箱面向同学，箱子的顶部中间有一个豁口。将一个棋子从顶部的豁口放入，从正面看去，棋子竟“不翼而飞”。小丹猜想箱中放置了一块平面镜，她找来薄玻璃板、方格纸、笔、刻度尺、两个完全相同的棋子A和B进行探究，如图乙所示。（1）将一张方格纸放在水平桌面上，薄玻璃板放置在方格纸上；（2）将棋子A放在薄玻璃板前，棋子B放在薄玻璃板后面移动，直到看上去它与棋子A的像完全重合，表明棋子像的大小与棋子的大小。在方格纸上记下棋子A和B的位置；（3）移走棋子B，将光屏放到棋子B的位置，在光屏上（选填“能”或“不能”）直接观察到棋子A的像；（4）改变棋子A的位置，重复步骤（2），发现棋子A的像与棋子A始终在方格纸的同一条直线上。用刻度尺分别测量它们到薄玻璃板的距离，记录在表格中。分析数据可知，棋子的像与棋子到薄玻璃板的距离；实验次数A棋子到薄玻璃板的距离/cmA棋子的像到薄玻璃板的距离/cm15.005.0026.506.50