初中物理专题系列 专题4：光学实验探究题（1课时） 凸透镜成像规律实验装置

一、考点： 实验目的 探究光反射时遵循什么规律？ 实验器材 平面镜、纸板、激光电筒、 、笔。 装置图 实验步骤 1.探究：光反射时的规律 平面镜、纸板、激光电筒、 、笔。 装置图 实验步骤 ①把平面镜放在桌面上，把纸板竖直地立在平面镜上，纸板上的直线ON垂 直于镜面； ②让一束光贴着纸板沿着某一角度射到o点，经平面镜反射，沿另一个方 向射出，在纸板上用笔描出 和 的路经； ③改变光束的入射方向，重做一次，用另一种颜色的笔描出入射光和反射 光的路经； ④取下纸板，用 分别测量两次的入射角和反射角，记录在下表中； ⑤把纸板一半向前折或向后折，不能看到反射光线； ⑥让光逆着反射光线的方向射到平面镜上，反射后的光线会沿着原来的 入射光的方向射出。 量角器 入射光 反射光 量角器

（1）在反射现象中，反射光线、入射光线和法线都在同一个 ； 实验 数据 结论 （1）在反射现象中，反射光线、入射光线和法线都在同一个 ； （2）反射光线，入射光线分居在法线的 ； （3）反射角 入射角。 实验次数 入射角i 反射角r 1 30° 2 45° 3 60° 45° 60° 平面内 两侧 等于

平面镜成像时，像的位置、大小跟物体的位置、大小有什么 一、考点： 2.探究：平面镜成像的特点 实验目的 平面镜成像时，像的位置、大小跟物体的位置、大小有什么 关系？ 实验器材 一张大纸、一块玻璃板、两支相同的蜡烛、 、火柴、笔。 装置图 实验步骤 ①照图那样，在平面上铺一张大纸，纸上用支架竖一块 作为平面镜，在 纸上记下平面镜的位置； ②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， 再拿一支没有点燃同样的蜡烛，竖立在玻璃板后面移动，直到看上去它 跟前面那支蜡烛的像完全 ，在纸上记下前面点燃的蜡烛和后面那支 蜡烛的这两个位置； ③用直线把每次实验中蜡烛和它的像的位置连起来，用刻度尺测量它们 到平面镜的 ，并填写在表格中； ④移动点燃的蜡烛，重做实验。实验时注意观察蜡烛的大小和它的像的大 小是否相同。 刻度尺 玻璃板 重合 距离

1、平面镜所成的像是正立、等大的 像； 2、像和物的大小 ； 3、像距 物距； 4、像和物的连线 于镜面。 实验 数据 结论 实验次数 1、平面镜所成的像是正立、等大的 像； 2、像和物的大小 ； 3、像距 物距； 4、像和物的连线 于镜面。 实验次数 像的性质 像和蜡烛的大小比较 蜡烛到平面镜的距离 像到平面 镜的距离 第一次较近 虚像 相等 10cm 第二次较远 20cm 0cm 虚 相等 等于 垂直

一、考点： 实验目的 探究光折射时遵循什么规律？ 实验器材 激光电筒、水槽、玻璃棒、水、 。 装置图 实验步骤 3.探究：光折射时的规律 实验目的 探究光折射时遵循什么规律？ 实验器材 激光电筒、水槽、玻璃棒、水、 。 装置图 实验步骤 ①在水槽里放适量的奶粉，用玻璃棒搅均匀； ②把一束光从空气斜射入奶粉水中，让学生观察光束 在空气中和水中的经迹。 ③逐步改变入射光线的方向，让学生观察每次折射光 线的路径。 奶粉

1.当光线从空气斜射水中时，折射光线向法线偏折，折射角 入射角， 2.当入射角增大时，折射角也随着 ； 实验 数据 结论 1.当光线从空气斜射水中时，折射光线向法线偏折，折射角 入射角， 2.当入射角增大时，折射角也随着 ； 3.当光线从水斜射空气中时，折射光线远离法线，折射 角 入射角； 4.当光线从空气垂直射入水中时，传播方向不 。 5.在折射现象中，光路是 的 实验次数 入射角i 折射角r 1 30° 25° 2 45° 3 60° 4 0° 小于45° 小于60° 0° 小于 增大 小于 改变 可逆

一、考点： 实验目的 像的大小、正倒跟物体的 有什么关系？ 实验器材 凸透镜、蜡烛、 、刻度尺、火柴。 装置图 实验步骤 4.探究：凸透镜成像的规律 实验目的 像的大小、正倒跟物体的 有什么关系？ 实验器材 凸透镜、蜡烛、 、刻度尺、火柴。 装置图 实验步骤 ①把蜡烛放在较远处，使物距u＞2f，调整光屏到透镜的距离，使烛焰在 屏上成一个清晰的像。观察像的大小、正倒，分别测量物体、像到凸透 镜的距离。 ②把蜡烛向凸透镜移近，使物距2f＞u＞f ,重复以上操作，进行观 察和测量； ③继续移近蜡烛，使物距u＜f，直到在屏上得不到蜡烛的像。 位置 光屏

应用 实验 数据 规律 凸透镜焦距f=10cm 物距 u/cm 像的性质 1 u＞2f 缩小 实像 15 2 17 3 2f＞u＞f 放大 次数 物距与 焦距关系 物距 u/cm 像的性质 像距 V/cm 应用 倒立、正立 缩小、放大 虚像、实像 1 u＞2f u=30 倒立 缩小 实像 15 照相机 2 u=25 17 3 2f＞u＞f u=15 放大 30 4 u=12 60 5 u＜f u=8 正立 虚像 6 u=5 倒立 缩小 实像 投影仪 放大 实像 倒立 放大镜 虚像 正立 放大 1、物距u＞2f 成 倒立 、 缩小 的 实 像（物远像小）； 2、物距2f＞u＞f 成 倒立 、 放大 的 实 像（物远像小）； 3、物距u＜f 成 正立 、 放大 的 虚 像（物远像大）。

二、典型例题 例1.(2012年玉溪市）如图所示的是小刚同学探究“光的反射规律”时的实验装置。 （1）选用的实验器材除平面镜、纸板、激光电筒、彩笔外，还需要　　　　　　， 小刚同学利用器材进行实验，实验数据 如下表 （2）从实验数据中可得出的结论是 （至少写出两条）： ① ； ② 。 （3）当把纸板B向后折时，看不到反射光线，说明反射光线、入射光线和法线在 内。 （4）如果入射光线垂直射向镜面，则反射角等于 度。如果让光逆着反射光线的方向射到镜面上，那么它被反射后就会逆着原来的入射光的方向射出。这说明在光的反射现象中， 光路是 。 （5）光的反射现象在生活中有许多应用，请你列举一例： 。 量角器 实验 入射角i 反射角r 1 30° 2 45° 3 60° 入射角增大，反射角也增大 反射角等于入射角 同一平面内 零 可逆 照镜子

例2、李明做“平面镜成像的特点”实验时，将一块玻璃板竖直架在一把直尺的上面，再取两段等长的蜡烛A和B一前一后竖放在直尺上，点燃玻璃板前的蜡烛A，用眼睛进行观察，如图所示．在此实验中： (1) 直尺的作用是便于比较物与像_________________关系; (2) 两段等长的蜡烛是为了比较___________________关系； (3)选用玻璃板而不用平面镜做实验的目的是_________________ ; (4) 移去蜡烛B，并在其所在位置上放一光屏，则光屏上______接收到蜡烛A的烛焰的像(填“能”或“不能”)，这说明平面镜成的是___ 像 （5)在寻找蜡烛像的位置时，眼睛应该在蜡烛 （填“A”或“B”）这一侧观察。小明无论怎样调节后面的蜡烛，都不能与蜡烛的像重合，请你推测可能的原因是 。 距平面镜的距离 像和物的大小 便于找到像的位置 不能 虚 A 玻璃板与桌面不垂直

三.课堂检测 1.如图所示，小明和小刚两位同学用激光手电、平面镜、白色硬纸板和量角器做光的反射规律实验，实验数据如下表： （a）入射光线偏离法线，反射光线_________法线；入射角增大，反射角___________； （b）反射角__________入射角。（填“大于、小于、等于”）； （C）当把纸板B向后折，不能看到反射光线，说明 ________________________________________； （d）入射光线垂直平面镜时，反射角为_______ 度。 入射光线与法线的夹角 反射光线与法线的夹角 450 300 600 偏离 增大 等于 反射光线、入射光线、法线在同一平面内

（2）选择蜡烛A和B的要求是：__________________； 2、如图所示，是小明在“探究平面镜成像的特点”的活动中所选用的器材和活动过程。 （1）在探究活动中对玻璃板放置的要求是：________________； （2）选择蜡烛A和B的要求是：__________________； （3）如果在图a中蜡烛像的位置上放一张白纸板做屏幕，则白纸板上将_________（填写“有”或“没有”）蜡烛的像； （4）点燃竖直放置在水平桌面上的蜡烛A，小明同学在桌面上无论怎样移动玻璃板后面的蜡烛B。都无法与蜡烛A的像完全重合，请你推断其原因是 _______________________。 （5）把蜡烛B放到A蜡烛像的位置上，将会看到图c所示的现象。这说明：________________。 与桌面垂直 大小相等 没有 玻璃板与桌面不垂直 像和物大小相等

当光线垂直入射到介质的分界面时,不会发生折射现象。 3.如图所示，小李把筷子插水杯中发现筷子好象在水面上折断了，于是他想探究“光的折射规律”。 （1）提出问题：光从空气斜射入水中遵循什么规律？ （2）猜想：A.光从空气斜射入水中折射角大于入射角； B.光从空气斜射入水中折射角小于入射角。 （3）小李通过实验得出右表四组数据： 通过实验探究，验证了小李猜想 是正确的（填序号）。要使折射角大于入射角，光线应该从 中斜射入 中。如果光线垂直射入水面，则折射角 度。 （4）通过分析实验，请你归纳得出光的折射规律（至少两条） ① ； ② 。 B 水 空气 光从空气斜射入水中折射角小于入射角。 当光线垂直入射到介质的分界面时,不会发生折射现象。 次 数 1 2 3 4 入射角а/° 30 45 60 折射角β/° 25 40 50

Q 使烛焰的中心、凸透镜的中心、光屏的中心在同一条直线上 变大 照相机 倒立 虚 远离 4.如图所示，小强用蜡烛、凸透镜和光屏做“探究凸透镜成像的规律”的实验。 （1）首先把点燃的蜡烛放在凸透镜的a点，在光屏上得到了一个清晰的像，但像的位置偏高，你解决的办法是 。 （2）调整后，把蜡烛向右移动到b点，向右移动光屏，光屏上的像将会比原来 （填“变大”或“变小”）。此规律应用很多，试举一例： 。 （3）再把蜡烛向右移动到d点，无论怎样调节光屏，光屏上始终接受不到像，是因为此时成的像是 、放大的 像，要想看到这个像，应从图中 （填“P”或“Q”）箭头所示的方向去观察。 （4）当烛焰从远处向透镜靠近时，仍要在光屏上得到清晰的像，光屏应向 __________(选填“靠近”或“远离”）透镜的方向移动。 使烛焰的中心、凸透镜的中心、光屏的中心在同一条直线上 变大 照相机 倒立 虚 Q 远离

。 5、小明在“探究眼睛是怎样看清楚远近物体的？” （1）猜想与假设： A.眼睛是怎样看清楚远近物体,可能是眼睛的晶状体的焦距发生了变化； B.眼睛是怎样看清楚远近物体,可能是眼睛的晶状体到视网膜的距离发生了变化。 （2）进行实验： 他取三个焦距不同的凸透镜（f1=9cm,f2=10cm,f3=11cm），在光具座上分别保持像距不变，观察焦距与像距的关系。在光具座上从左到右依次放置蜡烛、凸透镜、光屏，实验过程中改变物距，换用焦距不同的凸透镜，但像距不变，实验的数据如下表： （3）分析论证： 比较实验1与2，当物体变近时，需换用焦距较 （选“大”或“小”）的凸透镜。 比较实验2与3，当物体变远时，需换用焦距较 （选“大”或“小”）的凸透镜。 （4）得出结论： 经过分析实验数据，证明了自己的猜想 是正确的，得出结论是 。 实验次数 物距u/cm 焦距f/cm 像距V/cm 成像情况 1 26.7 10 16 倒立、缩小、实像 2 21 9 3 35.2 11 小 大 A 当眼睛的晶状体的焦距变小，眼睛可以看见近处的物体；反之可以看见远处的物体。

祝同学们：心想事成！榜上有名 ！