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本篇文章介紹的是初中20個學(xué)生必做物理實驗中的“探究光的反射規(guī)律”“探究平面鏡成像時像與物的關(guān)系”和“探究凸透鏡成像的規(guī)律”。 實驗一：探究光的反射規(guī)律 【實驗器材】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。 【實驗設(shè)計】如下圖所示，把一個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，通過折疊硬紙板等操作，并仔細(xì)觀察，測量出多組數(shù)據(jù)，將數(shù)據(jù)填入下表，再綜合分析實驗現(xiàn)象和表中數(shù)據(jù)，得出光的反射規(guī)律。 【實驗步驟】同學(xué)們可以通過觀看下面的視頻，了解具體的實驗步驟。 【實驗結(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】實驗時，硬紙板一定要豎直地立在水平放置的平面鏡上。操作時，可將硬紙板的折疊線（法線）與平面鏡垂直，即實現(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，反射角也減小（增大）。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，要知道是反射角等于入射角，而不是入射角等于反射角。 （5）能對該實驗進行評估，能找出實驗失敗的原因，能對實驗做出合理的改進。 實驗二：探究平面鏡成像時像與物的關(guān)系 【實驗器材】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。 【實驗設(shè)計】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。實驗結(jié)束后取下白紙，將相對應(yīng)的點連線，利用直尺測量數(shù)據(jù)，并將數(shù)據(jù)記錄在下列表格中，通過觀察與綜合分析，得出實驗結(jié)論。 【實驗步驟】同學(xué)們可以通過觀看下面的視頻，了解具體的實驗步驟。 【實驗結(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】實驗時，平面玻璃板一定要豎直放置在紙面上，否則，無法完成實驗。 （1）會選擇最優(yōu)的實驗環(huán)境（較黑暗）和實驗器材（較薄的玻璃板或茶色的玻璃板等）。知道使用平面鏡無法完成實驗。 （2）平面鏡所成的像是虛像，用光屏替代蠟燭B時，光屏上無法呈現(xiàn)蠟燭A的像；用手觸摸蠟燭B的火焰時，不會燙傷。 （3）實驗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，像的大小不會改變。 （5）分析實驗失敗的原因：蠟燭B與蠟燭A的像無法重合，說明平面玻璃板未豎直放置；出現(xiàn)兩個蠟燭A的像，說明選擇的平面玻璃板太厚了。 （6）優(yōu)化實驗，如用方格紙代替白紙等。 實驗三：探究凸透鏡成像的規(guī)律 【實驗器材】一個光具座，一個凸透鏡，一個光屏，一根蠟燭，火柴。 【實驗設(shè)計】先測量出凸透鏡的焦距，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，將蠟燭調(diào)到不同的位置，并通過改變光屏的位置，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)幾次實驗，并將得到的數(shù)據(jù)填入下表中，通過觀察與綜合分析，得出實驗結(jié)論。
【實驗步驟】同學(xué)們可以通過觀看下面的視頻，了解具體的實驗步驟。 【實驗結(jié)論】 （1）當(dāng)u＞2f時，凸透鏡成倒立縮小的實像； （2）當(dāng)u=2f時，凸透鏡成倒立等大的實像； （3）當(dāng)f＜u＜2f時，凸透鏡成倒立放大的實像； （4）當(dāng)u=f時，凸透鏡不成像； （5）當(dāng)u＜f時，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，二倍焦距內(nèi)外分大小； （2）實像總在異側(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】實驗時，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、大小、正倒。 （2）了解物距與像距的大致關(guān)系。 （3）知道測量凸透鏡焦距的方法。 （4）凸透鏡成像在生活中的應(yīng)用。 （5）實驗過程中蠟燭變短的處理辦法。 （6）實驗的改進與評價。 （7）用水透鏡做實驗（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”實驗中，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）實驗時讓光貼著紙板入射是為了 。 （2）如果紙板沒有與平面鏡垂直放置，當(dāng)光貼著紙板沿AO入射時， （填“能”或“不能”）在紙板上看到反射光。 （3）為了便于測量和研究，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）如圖2所示是探究“平面鏡成像特點”的實驗裝置圖。 （1）實驗室提供了厚薄不同的兩塊玻璃板，你應(yīng)選擇 （填“厚”或“薄”）玻璃板進行實驗。 （2）在豎直的玻璃板前點燃蠟燭A，將未點燃的蠟燭B豎立在玻璃板后面移動，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）實驗時，將蠟燭A逐漸遠(yuǎn)離玻璃板時，它的像的大小 （填“變大”“變小”或“不變”）。 （4）移去蠟燭B，在其原來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·營口）在“探究凸透鏡成像規(guī)律的實驗”中： （1）如圖3甲所示是小明確定凸透鏡焦距時所做的實驗，則該凸透鏡的焦距為 cm。當(dāng)蠟燭距凸透鏡15 cm時，能成倒立、 的實像，生活中的 就是利用這個原理制成的。當(dāng)蠟燭向左（遠(yuǎn)離透鏡）移動后，要在光屏上再次成清晰的像，需將光屏向 （填“左”或“右”）移，此時所成像將 （填“變大”“變小”或“不變”）。 （2）實驗一段時間后，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）在上一步實驗調(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 （4）進行多次實驗 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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