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实验基础知识复习(一)光学

发布时间:2014-07-07 11:24:21  

实验基础知识复习(一)光学

实验1、探究光的反射定律

方法与步骤:

(1)、如下左图所示,把一个平面镜放在水平桌面上,再把一张纸板ENF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某一个角度射到O点,经平面镜的反射,沿另一个方向射出,在纸板上用笔描出入射光EO和反射光OF的径迹。

(3)、改变光束的入射方向,重做一次,换另一种颜色的笔,记录光的径迹

(5)、如下图所示,把纸板NOF向前折或向后折,观察还能看到反射光线吗?

(6)、归纳分析得出结论:在反射现象中,反射光线、入射光线和法线都在同一个平面内;反射光线、入射光线分居在法线的两侧;反射角等于入射角。

实验2、探究平面镜成像的特点

方法与步骤:

如图所示,在桌面上铺一长大纸,纸上竖立着一块

玻璃板作为平面镜,在纸上记下平面镜的位置,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,再拿一支没有点燃的相同的

蜡烛,竖立着在玻璃板后面移动,直到看上去它跟那支蜡烛的像完全重合。

这个位置就是前面那支蜡烛的像的位置。在纸上记下这两个位置,实验时注

意观察蜡烛的大小和它的像的大小是否相同。

用直线把实验中蜡烛和它的像的位置连起来,观察连线与平面镜是否垂直,并用刻度尺测量它们到平面镜的距离。

移动点燃的蜡烛,重做实验,将结果记录入下表

它们到镜面的距离相等。

实验3、探究凸透镜成像的规律

方法与步骤:

(1)如图:将蜡烛、凸透镜、光屏放在水平桌面上,调节使烛焰中心、凸透镜中心和光屏中心在同一直线上;

(2)把蜡烛放在较远处,使物距u>2f,调整光屏到凸透镜的距离,使烛焰在屏上成清晰的像,观察实像的大小和倒正。

(3)、蜡烛向凸透镜移动,使物距在f和2f之间,即f<u<2f,重复以上操作,进行测量和观察。

(4)、继续移近蜡烛,使物距u<f,观察在屏上能得到烛焰的像吗?透过凸透镜观察蜡烛的像是放大的还是缩小的?是正立的还是倒立的?

探究光的反射规律

例:如图所示,在研究光的反射规律实验中,平面镜M平放在平板上,E、F是两粘接起来的硬纸板,可绕垂直于镜面的接缝ON转动。

(1)如图甲,当E、F在同一平面上时,让入射光线AO沿纸

板E射向镜面,在F上可看到反射光线,量出

∠BON________∠AON(>、=、<),若将AO向ON靠近,

则OB________(靠近/远离)ON. 甲 乙 (2)如图乙,把半面纸板F向前或向后折,则________(能/

不能)看到反射光线,说明反射光线与入射光线及法线ON在________________。

探究平面镜成像的特点

例:如图所示,小林同学做“平面镜成像的特点”实验。他将一块玻璃

板垂直架在桌面上,再取两段等长的蜡烛A和B一前一后竖放在玻璃

两侧,点燃玻璃板前的蜡烛A,用眼睛进行观察。在此实验中:

(1) 该实验中取用玻璃而不用镜子,是为了利用玻璃板透明的特点,B 便于___________________________________,若有3mm厚和

2mm厚的两块玻璃板,应选择______mm厚的玻璃板做实验; A (2) 取两段等长的蜡烛是为了比较________________关系;

(3) 为了便于观察和比较,他________(应该/不应该)将后面的蜡烛B点燃,为了能够比较

________________的关系,他还应取用的一件实验器材是________;

(4) 实验中小明无论怎样移动蜡烛B,都不能与蜡烛A重合,原因是:__________________; 经过调整,蜡烛A的像与蜡烛B重合,说明:__________________;小林移去蜡烛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(能/不能),这说明平面镜成的是________像

探究凸透镜成像的规律

例1:如图所示,京京做做“探究凸透镜成像规律”的实验。

(1)他有好几个凸透镜,但均不知焦距。请你帮他设计一个测量凸透镜焦距的方案: 。

(2)经过测量,他发现有焦距分别为2cm、10cm和30cm的三种凸透镜,则为了便于进行实验,

他应选择焦距为________cm的凸透镜。

(3)他把蜡烛、凸透镜和光屏放置在米尺旁。点燃蜡烛后,他还应调整火焰中心、凸透镜中心和光屏中心在_ ___。

(4)如图所示,当他把蜡烛放在A位置时,光屏应向M点的______(左/右)侧移动,才能接收

到一个清晰的像;要使所成的像更大些,他应把蜡烛向A点的______(左/右)侧移动,同时使光屏离凸透镜更______(远/近/不变)一些。若固定光屏的位置于M点不动,要使光屏上得到一个清晰的像,他应把蜡烛向A点的______(左/右)侧移动。当蜡烛移动到B点时,无论怎样移动光屏都不能在光屏上得到烛焰的像,这时,通过透镜向烛焰同侧观察,能看到烛焰 的虚像,把蜡烛放到B点______(左/右)侧,可以使虚像更大。

A B

M

(5)实验中,当京京用白纸遮掉凸透镜的上半部分时,光屏上成像的情况是( )

A.只出现烛焰的上半部分的像 B.只出现烛焰的下半部分的像

C.仍然是完整的像,只是变暗些 D.成像情况像不受任何影响

(6)随着蜡烛燃烧而变短,光屏上成的像将向______(上/下)移动。

由于影响到了实验的进行,这时最合理的调整是 ( )

A.只需将凸透镜向下移动些 B.只需将光屏向上移动些

C.只需将蜡烛向上移动些 D.以上均可

例2、在探究凸透镜成像实验中,点燃的蜡烛分别放在a、b、c、d、e五个位置如下图所示:

1.蜡烛放在 __ 点处所成的实像最小,其成像原理被用

于制作___________;

3.放在 点处得到的实像比蜡烛大,其成像原理被用

于制作____________;

4.放在 点处可以看到放大的虚象;

5.若在实验中发现光屏上所成烛焰像偏

左,为使像成在光屏中央处,应向_____________方向调节蜡烛的位置。

6.若在实验中,在距凸透镜20cm的光屏上得到一个清晰的,与烛焰等大的像,则该凸透镜的焦距为________cm,此时蜡烛到凸透镜的距离为_______cm。

7.蜡烛从a移到c过程中,要在光屏上获得清晰的像,光屏应向__________(填“靠近”或“远离”)凸透镜的方向移动。

8.在做“研究凸透镜成像规律”的实验中,小华同学先把凸透镜固定起来,然后把点燃的蜡烛和光屏分别放置在透镜的两侧,但他无论怎样左右移动光屏,都不能在光屏上呈现出烛焰的像。请你分析其中可能的原因。

9.现有一块透镜,不用手摸,请你来判断它是凸透镜还是凹透镜。

中考连线:

1.(2012哈尔滨)(5分)某物理学习小组在研究“凸透镜成像规律”时,使用的器材如图.(凸透镜的焦距是lOcm,刻度尺上标着点,相邻两点间距为10cm)

(l)实验前,蜡烛、凸透镜、光屏摆放和调整好的要求是 ;

(2)凸透镜放在D点,当图中光屏上承接到烛焰的倒立、放大、清晰的像时,蜡烛应放在图中的 ;

(3)保持凸透镜位置不动,在(2)实验基础上,想要在光屏上得到烛焰缩小、清晰的像,接下来的操作是 .

2、(2012松北)(6分)小文和小丽探究:“凸透镜成像的规律”,如甲图他们将蜡烛、凸透镜(焦距为10cm)、 光屏、刻度尺放在水平桌面上,通过调整使像能成在光屏中心。下面是他们探究过程中出现的一些问题,请你分析和解决这些问题。

甲 乙

(1)小文同学将蜡烛放在离凸透镜6cm处,无论怎样移动光屏也承接不到像,当他把蜡烛放在离凸透镜15cm处,通过移动光屏能够承接到像,请你解释其原因。

(2)小丽同学将蜡烛放在离凸透镜25cm处,并从烛焰A点画出一条通过光心的光线如乙图,请你帮她补画一束光路,使其能够确定A点的像点A′的位置,并说明此时物体所成像的特点。

(3)当光屏接收到像后,小文拿掉光屏,从凸透镜右侧(如丙图所示)沿主光轴向凸透镜方向观察,当眼睛离凸透镜较远时看到了发光物体的像,离凸透镜较近时就看不到这个像了,请你按照丁图所示的光路图说明其原因。

3、(2012平房二模)50.(6分)在探究凸透镜成像规律的实验过程中,夏刚同学想探究所成实像的大小与哪些因素有关,他的实验过程片段如下: 第一次实验:

(1)当蜡烛、凸透镜和光屏按如图所示的位置放置时(透镜的焦距f1=10cm),光屏上得到清晰烛焰的像。此时物距为 cm,所成的像是倒立的 的实像。

(2)当蜡烛向凸透镜逐渐移动时,在光屏上仍能观察到清晰烛焰的像,其像的大小变化情况: (填“逐渐

变大”或“逐渐变小”)。实验过程中蜡烛燃烧不断缩短,导致光屏上的像向 (选填“上”或“下”)方移动。 第二次实验:

夏刚猜想“凸透镜成像大小情况与凸透镜焦距可能有关”。于是他又找来一个焦距为

f2=12cm凸透镜进行实验,蜡烛、凸透镜位置不变如上图所示,只是移动光屏到某一位置,光屏上又得到了一个清晰的实像,但是同第一次成的像相比 (填“放大一些”、“缩小一些”或“等大”),根据两次实验,夏刚总结出影响凸透镜成实像大小的因

素: 。 4、(2012南岗二模)50.(5分)小明在探究凸透镜成实像的规律时,用了两个焦距不同的凸透镜..分别进行实 验,研究同一物体的成像特点,并把试验数据准确地记录在以下两个表格中.请分析表中数据,回答以下问题:

表一(焦距f1=15cm) 表二(焦距f2)

2.

(2)当物体成 的实像时,物体与所成的实像之间的距离最短.

(3)小明在同一地点分别用两个透镜观察远处物体,看到的像相对比较大的透镜焦距

是 。

(4)小林分析数据后得出结论1,你能概括出另一个结论吗?

结论1:对同一个凸透镜,在成放大实像的情况下,像移动的速度大于物体移动 的速度.

结论2: __ .

答案:

1、(1)蜡烛、凸透镜、光屏依次放在同一直线上(1分),烛焰、凸透镜、光屏的中心在同一高度(1分)(或“烛焰、凸透镜、光屏的中心大致在同一直线、同一高度上”得2分)

说明:不写“依次”,在叙述三者顺序时,体现出凸透镜在中间位置的不扣分.

(2)B和C两点之间(或“在透镜左侧,距凸透镜lOcm至20cm之间”;“在透镜左侧,到凸透镜的距离大于l倍焦距,小于2倍焦距”)(1分)

(3)将蜡烛移到B点左侧(1分)(只要体现出B点左侧的某一区域或某一点即可),并调整光屏位置(1分).

2、(6分)(1) 在小于1倍焦距处成正立、放大的虚像。虚像不是实际光线会聚成的,在像的位置上没有能量的聚集,光屏上不能承接,在l倍焦距和2倍焦距之间成倒立、放大的实像,实像是实际光线会聚成的,是能量的聚集,光屏能承接到。

(2)如图;成倒立、缩小的实像;

(3)实像,成像点在凸透镜的右侧;发光物体发出的光线经凸透镜折射后是会聚的,经过成像点后是发散的。所以眼睛必须在成像点以外的光线发散区域(ABC)才能看到这个像。

3.(1)15 放大(2分) (2)逐渐变大 上(2分) (3)放大一些(1分) 凸透镜所成实像的大小跟物距和焦距有关系(1分,只说与物距或焦距有关不得分)。

4.(1)20 (2)倒立等大 (3)20

(4)对同一个凸透镜,在成缩小实像的情况下(1分),像移动的速度小于物体移动的速度(1

分).[或在物距一定时,焦距越大的凸透镜(1分)所成的实像越大(1分)](合理即可)

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