第7課時(shí) 光學(xué)實(shí)驗(yàn)專題 一、學(xué)習(xí)目標(biāo) 1.通過例1的復(fù)習(xí)，讓學(xué)生知道平面鏡成像實(shí)驗(yàn)的探究和歸納. 2.通過例2的復(fù)習(xí)，讓學(xué)生知道光的反射實(shí)驗(yàn)的探究和歸納. 3.通過例3的復(fù)習(xí)，讓學(xué)生知道凸透鏡成像實(shí)驗(yàn)的探究和歸納. 4.通過例4的復(fù)習(xí)，讓學(xué)生知道光的折射實(shí)驗(yàn)的探究和歸納. 5.通過復(fù)習(xí)，學(xué)會(huì)解決光學(xué)中的實(shí)驗(yàn)的方法和策略. 二、考情分析 光學(xué)實(shí)驗(yàn)主要由平面鏡成像、光的反射、凸透鏡成像和光的折射四個(gè)重要實(shí)驗(yàn)組成，在平面鏡成像的實(shí)驗(yàn)中要學(xué)會(huì)探究平面鏡成像時(shí)像與物的關(guān)系，知道平面鏡成像的特點(diǎn)與應(yīng)用.在光的反射實(shí)驗(yàn)中要知道探究光的反射規(guī)律的過程.在光的折射實(shí)驗(yàn)中要知道探究光的折射規(guī)律的過程，并能與光的反射進(jìn)行對(duì)比.在探究凸透鏡成像規(guī)律的實(shí)驗(yàn)中要學(xué)會(huì)如何探究凸透鏡成像規(guī)律，知道凸透鏡成像的各種應(yīng)用以及視力缺陷和視力矯正. 三、備考策略 在平面鏡成像實(shí)驗(yàn)中主要考查實(shí)驗(yàn)器材的選擇、放置及作用，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究的步驟，如何處理數(shù)據(jù)等內(nèi)容. 在光的反射實(shí)驗(yàn)中主要考查實(shí)驗(yàn)器材的選擇、放置及作用，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究的步驟.在探究凸透鏡成像規(guī)律實(shí)驗(yàn)中主要考查實(shí)驗(yàn)器材的放置及調(diào)節(jié)，了解凸透鏡成四種不同的像的特點(diǎn)及應(yīng)用.實(shí)驗(yàn)中還會(huì)結(jié)合視力的矯正進(jìn)行考查.凸透鏡成像性質(zhì)由物距和焦距之間大小關(guān)系決定，因此弄清物距（或像距）與焦距之間的關(guān)系是解答這類題目的關(guān)鍵. 在光的折射實(shí)驗(yàn)中主要考查入射光線和折射光線之間的角度關(guān)系，及進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究的步驟.并和光的反射進(jìn)行對(duì)比. 四、典例分析 例1如圖所示，將茶色玻璃板作為平面鏡豎直放置在一張方格紙上，并準(zhǔn)備了兩個(gè)相同的棋子A和B、刻度尺、鉛筆等，用來探究棋子A在平面鏡中成像的特點(diǎn)例1圖（1）實(shí)驗(yàn)操作要解決兩個(gè)問題：如何確定 的位置？如何比較 的大小來判斷像的性質(zhì)？（2）為了研究像和物到鏡面距離的關(guān)系，應(yīng)多次改變 ，重復(fù)實(shí)驗(yàn)（3）實(shí)驗(yàn)表明：像與物相對(duì)于鏡面 【同步練習(xí)1】小華用兩個(gè)完全相同的棋子A和棋子B，在水平桌面上探究平面鏡成像的特點(diǎn)，實(shí)驗(yàn)裝置如圖.（1）實(shí)驗(yàn)時(shí)選擇玻璃板代替平面鏡是為了 .同步練習(xí)1圖（2）無論怎樣在桌面上移動(dòng)棋子B，都無法使它與棋子A的像完全重合，出現(xiàn)這種情況的原因是 排除問題后，移動(dòng)棋子B，使它與棋子A的像完全重合，這樣做的目的除了能確定棋子A經(jīng)平面鏡所成像的位置，同時(shí)還能比較 大小關(guān)系（3）用鉛筆畫出平面鏡及棋子A和棋子B的位置，并畫出棋子A和棋子B位置的連線，經(jīng)測量發(fā)現(xiàn)：兩棋子的連線與鏡面 ，兩棋子到鏡面的距離相等.（4）移去棋子B，將一張白卡片豎直放在棋子B所在的位置，直接觀察白卡片，觀察白卡片上沒有棋子A的像，說明棋子A經(jīng)平面鏡所成的是 像.（5）用木板緊貼玻璃板背面，擋住玻璃板后的光，人眼在玻璃板前 （選填“能”或“不能”）看見棋子A的像.例2如圖甲所示是小宇同學(xué)探究“光的反射規(guī)律”的實(shí)驗(yàn)裝置.平面鏡M平放在水平桌面上，白色硬紙板垂直立在平鏡面上.（1）白色硬紙板在實(shí)驗(yàn)中的作用是 ； .（2）小宇讓一束光貼著紙板沿AO方向射向鏡面，反射光沿OB方向射出，測出反射角和入射角大小.改變光的入射角度，多次重復(fù)上述實(shí)驗(yàn)步驟.上述實(shí)驗(yàn)探究得到的規(guī)律是 （選填字母）.A光沿直線傳播 B反射角等于入射角 C平面鏡成像的特點(diǎn)例2圖（3）實(shí)驗(yàn)過程中若將紙板傾斜，如圖乙所示，讓光仍貼著紙板沿AO方向射向鏡面，此時(shí)反射光 （選填“在”或“不在”）紙板這一平面內(nèi)；通過平面鏡觀察鏡中硬紙板的像，則看到的像與圖丙中相符的是 （選填序號(hào)）.【同步練習(xí)2】如圖所示是小明探究光的反射規(guī)律的實(shí)驗(yàn)裝置，在平面鏡上放置一塊硬紙板，紙板由可以繞ON轉(zhuǎn)折的E、F兩部分組成.實(shí)驗(yàn)次數(shù)入射角反射角120°70°230°60°350°40°同步練習(xí)2圖（1）要使入射光和其反射光的徑跡同時(shí)在紙板上出現(xiàn)，你認(rèn)為紙板與平面鏡的位置關(guān)系是 （選填“垂直”或“不垂直”）.實(shí)驗(yàn)時(shí)，從紙板前不同的方向都能看到光的徑跡，這是因?yàn)楣庠诩埌迳戏瓷?反射.（2）小明讓一束光沿AO貼著紙板E射到平面鏡上，在紙板F上可看到反射光OB的徑跡.三次改變?nèi)肷浣堑拇笮。瑢?shí)驗(yàn)所測得數(shù)據(jù)如下表所示，他根據(jù)表中數(shù)據(jù)得出的結(jié)論和其他同學(xué)的結(jié)論并不一致，請(qǐng)你分析小明測量實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)過程中出現(xiàn)的問題可能是 .（3）三次實(shí)驗(yàn)中，總能在紙板上觀察到入射光和反射光的徑跡，由此小明得到結(jié)論：“在反射現(xiàn)象中，反射光線、入射光線和法線都在同一平面內(nèi)”.請(qǐng)你評(píng)估小明的做法是否合理 ，并說明理由： .例3用如圖所示的裝置做“探究凸透鏡成像規(guī)律”實(shí)驗(yàn).例3圖（1）如圖甲所示，當(dāng)發(fā)光的小燈泡放在40cm刻度線位置時(shí)，移動(dòng)光屏發(fā)現(xiàn)光屏上始終能呈現(xiàn)一個(gè)面積大小不變的光斑.則該透鏡的焦距為 cm.（2）小明用蠟燭代替小燈泡繼續(xù)做實(shí)驗(yàn)，燭焰在圖乙所示位置能在光屏上成一清晰的像，則該像是倒立、 的實(shí)像（選填“放大”、“等大”或“縮小”）（3）若想使光屏上燭焰的像變得再大一些，在不改變凸透鏡位置的情況下，應(yīng)將蠟燭向 （選填“左”或“右”）適當(dāng)移動(dòng)一段距離，再調(diào)整光屏的位置.（4）在圖乙中，小明借來物理老師的眼鏡，并將其靠近凸透鏡左側(cè)，發(fā)現(xiàn)光屏上的像由清晰變模糊，向右移動(dòng)光屏又發(fā)現(xiàn)清晰的像，說明老師所戴眼鏡的鏡片是 透鏡，老師的視力缺陷是 （選填“近視”或“遠(yuǎn)視”）. 【同步練習(xí)3】小明同學(xué)探究凸透鏡成像的規(guī)律時(shí)，實(shí)驗(yàn)步驟如下：（1）將焦距為10cm的凸透鏡放置在光具座上50cm處，把蠟燭和光屏分別安放在光具座上凸透鏡的兩側(cè)，如圖所示.然后調(diào)整蠟燭、凸透鏡及光屏的高度，使三者的中心在_；同步練習(xí)3圖（2）將蠟燭放在光具座上20cm處，移動(dòng)_，直到呈現(xiàn)出最清晰的像，然后_蠟燭和光屏分別到凸透鏡的距離；（3）將蠟燭移至光具座上45cm處，接下來的探究操作不必要的是_.A移動(dòng)光屏，在光屏上尋找蠟燭的像B在凸透鏡左側(cè)透過凸透鏡觀察蠟燭的像C在凸透鏡右側(cè)透過凸透鏡觀察蠟燭的像例4某同學(xué)在做探究光的折射特點(diǎn)實(shí)驗(yàn)如圖是光從空氣射入水中時(shí)的光路實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，入射光線、折射光線和法線在同一平面內(nèi)，折射光線和入射光線分別位于法線的兩側(cè)通過實(shí)驗(yàn)還得到如下數(shù)據(jù)：入射角0°15°30°45°60°反射角0°15°30°45°60°折射角0°11.3°22.1°35.4°40.9°例4圖（1）分析表中的數(shù)據(jù)，可得出的結(jié)論是：光從空氣斜射到水面時(shí)，將同時(shí)發(fā)生 和 現(xiàn)象；光從空氣斜射到水面時(shí)，折射角隨入射角的變化關(guān)系是： ，且折射角 （大于/等于/小于）入射角；當(dāng)光從空氣垂直射到水面時(shí)，折射角等于零該同學(xué)根據(jù)上述實(shí)驗(yàn)中的發(fā)現(xiàn)和結(jié)論總結(jié)出了光的折射特點(diǎn)（2）請(qǐng)你對(duì)該同學(xué)通過上述探究實(shí)驗(yàn)得出光的折射特點(diǎn)的過程作出評(píng)價(jià)是否存在不足？答： ；請(qǐng)簡要說明理由： 【同步練習(xí)4】小明喝水時(shí)，偶然發(fā)現(xiàn)透過水面看不見玻璃水杯外側(cè)的手指，他感到很驚奇：玻璃和水都是透明物質(zhì)，為什么光卻不能透過呢？小明決定找出原因，下面是小明的探究過程：根據(jù)光經(jīng)過的路徑，首先想到了這種現(xiàn)象與光的折射有關(guān)，為此他根據(jù)光從水中射向空氣的光路進(jìn)行了推測，如圖，光從水中射向空氣時(shí)，折射角大于入射角，當(dāng)入射角逐漸增大時(shí)，折射角也逐漸增大，那么，當(dāng)入射角增大到某一值時(shí)，會(huì)不會(huì)同步練習(xí)4圖（1）小明的推測是 ；（2）小明為了驗(yàn)證自己的推測，進(jìn)行了如圖所示的實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)過程中逐漸增大激光筆射向水面的入射角的角度，當(dāng)增大到某一角度時(shí)，小明觀察到 ，證實(shí)了自己的推測（3）當(dāng)光從空氣射向水中時(shí)，也會(huì)出現(xiàn)“看不見”的現(xiàn)象嗎？ ，說出你的觀點(diǎn)并解釋： 五鞏固練習(xí) 1如圖是探究“平面鏡成像特點(diǎn)”的實(shí)驗(yàn).A移動(dòng)點(diǎn)燃的蠟燭到另一位置，重做上面的實(shí)驗(yàn)，在紙上記錄物與像的位置B、B；C、C.B拿另一支沒有點(diǎn)燃的蠟燭，豎立著在玻璃板后面移動(dòng)，直到它與前面的蠟燭的像完全重合.在紙上記下該蠟燭的位置A.C在桌面上鋪一張白紙，將一塊玻璃板豎立在紙上，在紙上記下玻璃板的位置.D選取兩支大小相同的蠟燭，把一支蠟燭點(diǎn)燃放在玻璃板的前面，看到玻璃板后面有蠟燭的像時(shí)，在紙上記下蠟燭的位置A.第1題圖（1）上面實(shí)驗(yàn)探究的步驟正確的順序是 .（2）步驟A的實(shí)驗(yàn)?zāi)康氖?.（3）圖乙是物、像的位置實(shí)驗(yàn)記錄.請(qǐng)你利用測量工具對(duì)乙圖的實(shí)驗(yàn)記錄作出處理并從中得出相應(yīng)的規(guī)律 . 2在“探究光的反射規(guī)律”的實(shí)驗(yàn)中，如圖所示，平面鏡M放在水平桌面上，E、F是兩塊粘接起來的硬紙板，垂直于鏡面且可繞ON轉(zhuǎn)動(dòng)第2題圖（1）如圖（a），當(dāng)E、F在同一平面上時(shí)，讓入射光線AO沿紙板E射向鏡面，在F上可看到反射光線OB，測出入射角和反射角的大小，便立即得出實(shí)驗(yàn)結(jié)論：反射角等于入射角你認(rèn)為這樣得出結(jié)論 （選填“合理”或“不合理”），原因是 （2）若將一束光貼著紙板F沿BO射到O點(diǎn)，光將沿圖中的 方向射出，因?yàn)樵诠獾姆瓷洮F(xiàn)象中光路是 的（3）如圖（b），以法線ON為軸線，把紙板F向后緩慢旋轉(zhuǎn)，在F上 （選填“能”或“不能”）看到反射光線OB，這樣做的目的是為了 3小明用蠟燭和毛玻璃光屏做“探究凸透鏡成像規(guī)律”的實(shí)驗(yàn).第3題圖（1） 測量焦距時(shí)，將凸透鏡正對(duì)太陽光，移動(dòng)透鏡，讓太陽光在白紙上會(huì)聚成一個(gè) 的光斑，用刻度尺測量光斑到 的距離，結(jié)果為10.0cm；（2）如圖所示，剛開始實(shí)驗(yàn)時(shí)燭焰的像只有一小部分成在光屏邊緣的A處，大部分不在光屏上，產(chǎn)生這一現(xiàn)象的原因是 ；（3）當(dāng)蠟燭距透鏡5.0cm時(shí)，光屏上 （有/沒有）燭焰經(jīng)透鏡折射后的光線，此時(shí)，像成在 （光屏/蠟燭）一側(cè)；（4）小明用LED燈做成字母“F”替換蠟燭，將它放在透鏡15.0cm處，在光屏上成清晰的像.小明在毛玻璃光屏后面觀察物和屏上的像，他直接看到的物為“F”，則他看到屏上像的形狀為 ；移去光屏，在光屏處，看到像的形狀為 .4小明在探究凸透鏡成像規(guī)律的實(shí)驗(yàn)中：第4題圖（1）正確安裝調(diào)節(jié)好實(shí)驗(yàn)裝置后，小明開始試驗(yàn).圖乙是他某次的實(shí)驗(yàn)情景，此時(shí)他在光屏上看到了燭焰清晰的像，生活中的 就是利用這一原理制成的.（2）當(dāng)燭焰通過凸透鏡在光屏上成一實(shí)像時(shí)，小明用不透明的紙擋住透鏡上半部分，則光屏上所成的像 .（選填“完整”或“不完整”）（3）如果保持蠟燭和凸透鏡的位置不變，把光屏向右移動(dòng)一小段距離時(shí)，要想在光屏上再次得到清晰的像，應(yīng)該在凸透鏡和蠟燭之間放置一個(gè)焦距適當(dāng)?shù)?（選填“凸透鏡”或“凹透鏡”）才能實(shí)現(xiàn). （選填“近視”或“遠(yuǎn)視”）眼就是利用這種透鏡矯正的.（4）實(shí)驗(yàn)過程中，蠟燭在燃燒中不斷縮短，導(dǎo)致光屏上的像向 （選填“上”或“下”）移動(dòng).