2022年中考物理实验专题2：光学（PPT课件）

这是一份2022年中考物理实验专题2：光学（PPT课件），共33页。PPT课件主要包含了探究光的反射定律，探究平面镜成像的特点，探究光的折射规律，探究凸透镜成像的规律等内容，欢迎下载使用。
实验专题2 光 学类型1 探究光的反射定律类型2 探究平面镜成像的特点类型3 探究光的折射规律类型4 探究凸透镜成像的规律
一、光的反射定律（1）光反射时，反射光线、入射光线、法线都在同一平面内（三线共面）（2）光反射时，反射光线、入射光线分居法线两侧（法线中间）（3）光反射时，反射角等于入射角。（两角相等）特殊情况：垂直入射时，入射角反射角都是零度， 法线、入射光线、反射光线合为一线二、光的反射分类1.镜面反射：平行光线经界面反射后沿某一方向平行射出，只能在某一方向接收到反射光线（反射面是光滑平面） 2.漫反射：平行光经界面反射后向各个不同的方向反射出去，即在各个不同的方向都能接收到反射光线（反射面是粗糙平面或曲面）注意:在光的反射中光路可逆。无论是镜面反射，还是漫反射都遵循光的反射定律
原因、目的、作用等常考必背点（1）旋转反射光线所在的纸板，当它和入射光线纸板在同一平面时会在上面看到反射光线，否则看不到，这说明：反射光线、入射光线、法线在同一平面内（2）实验中用白色硬纸板的目的：方便显示反射光线和入射光线，便于测量反射角和入射角（3）光的反射过程中：光路是可逆的（4）理想模型法：用带箭头的直线表示光的传播路径和方向（5）量角器的作用：测量反射角和入射角的大小（6）从纸板不同方向都能看到光的传播路径原因是：光在纸板上发生了漫反射（7）光屏表面粗糙的目的：可以通过漫反射显示光的传播径迹 ，操作时要求入射光线要贴着光屏入射；也可以通过烟雾等手段显示光路（8）多次改变入射角大小并进行多次实验的目的：为了得出普遍规律，避免实验结论的偶然性
例1 利用如图装置进行探究光的反射规律实验。（1）让一束光贴着纸板A沿EO方向射向镜面，在纸板B上可看到光线沿OF方向射出，在纸板上用笔描出光线EO和OF的轨迹，则EO与垂直镜面的直线ON的夹角i是________(填“入射角”或“反射角”)，如果让一束光从A沿FO方向射向镜面，在纸板B上可以看到光线沿________方向射出，由此可以证明________________。（2）多次改变入射角的大小，测得实验数据如下表．分析数据可得：反射角________(填“大于”“小于”或“等于”)入射角：当入射角变大时，光线OF________(填“远离”或“靠近”)直线ON.（3）在上一步操作中多次改变入射角的大小获得多组数据的目的是：___________________。
避免实验偶然性，得出普遍规律
（4）以直线ON为轴线．把纸板B向前或向后折，在纸板B上________(填“能”或“不能”)看到反射光线OF，由此说明反射光线、入射光线与法线在________(填“同一”或“不同”)平面内。（5）实验中，从教室各个方向都能观察到粗糙纸板表面反射的光线，这种反射属于________(填“镜面反射”或“漫反射”)，其中选择粗糙纸板的目的是________。（6）粗心的小明在实验中，记录的其中一组入射角和反射角度数分别为30°和60°，与光的反射规律不符，请你指出其中的原因：________________。（7）实验中若将纸板左侧部分向后倾斜，则沿EO的入射光线镜反射后会从________（选填“纸板前面、纸板上或纸板后面”）射出。
通过漫反射更清晰地显示光传播的路径
错把反射光线和镜面之间的夹角看作反射角
例2 如图所示，把一面镜子M平放在平板上，把一个画有角度的白色硬纸板竖立在镜上，硬纸板是由E、F两块粘接而成，可绕接缝ON转动，ON垂直于镜面． （1）实验时从白纸板前不同的方向都能看到光的传播路径，这是因为光在光屏上发生了__________（填“镜面反射”或“漫反射”） （2）让光线逆着反射光线射向镜面，经M反射后，反射光线逆着原入射光线方向射出，表明光路是—————— （3）可折转的白色硬纸板在实验中的作用是：（写出两条）
①显示光的传播路径； ②探究入射光线、反射光线、法线是否共面
例3 探究光的反射规律：材料：①小激光手电筒(商店能买到)一支　②大号的饮料瓶一个，并去掉底部，上端的瓶盖拧紧　③小镜片一个(大小规格以能放入半截饮料瓶中为适宜)　④用一张白纸卡片(上面画上刻度角，纸片的底脚用折叠法折出脚来)　⑤蚊香若干根，使用以上材料，你怎样探究光的反射规律，说一说方法与步骤，通过此实验你发现了什么规律？
一、平面镜成像特点实像：由实际光线会聚而成，能够用光屏接收到的像，称为实像虚像：不能在光屏上呈现，只能用眼睛直接看到的像，称为虚像二、平面镜成像特点的应用1.平面镜的作用：改变光路；成像2.平面镜的应用：医生检查牙齿的口镜；潜望镜；照镜子；3.平面镜的危害：光污染
①像和物体的大小相等②像和物体到镜面的距离相等③像和物体的连线与镜面垂直④平面镜成的像是正立的虚像；⑤像与物体左右相反
原因、目的、作用等常考必背点（1）选择较暗的环境下进行实验的目的：环境光线较暗时，实验现象更加明显（2）选用两只等大的蜡烛的目的：为了比较像的大小（3）选用玻璃板而不用平面镜的目的：便于确定像的位置并比较像与物的大小关系（4）不能用光屏承接的原因：平面镜成的是虚像（5）用薄玻璃板的原因：便于确定像的位置，厚玻璃板的前后表面都会成像，产生重影（6）玻璃板竖直放置的原因：若不竖直放置，水平桌面上的蜡烛始终无法与像重合（7）直尺的作用：便于测量像与物到平面镜的距离（8）多次实验的目的：为了得出普遍规律，避免实验结论的偶然性
例1（1）为了使看起来更清晰，实验最好在较暗（选填“较亮”或“较暗”）的环境中进行，或者选用茶色（茶色/无色）透明玻璃． （2）如果有5mm厚和2mm厚的两块玻璃板，应选择2mm厚的玻璃板做实验； （3）实验器材：带底座的玻璃板、白纸、笔、火柴、光屏各一，两支外形相同的蜡烛，还缺少的器材是刻度尺．（4）如果小阳用右手将放在玻璃板前的蜡烛点燃，发现玻璃板中的“自己”是用左（左/右〕手点燃蜡烛 （5）在竖立的玻璃板前后点燃蜡烛A，拿未点燃的蜡烛B竖直在玻璃板后面移动，人眼一直在玻璃板的前（填“前”或“后”）侧观察，直至它与蜡烛A的像完全重合，此过程中蜡烛B不需要（选填“需要”或“不需要”）点燃。这种确定像与物的大小关系的方法是等效替代法（填“控制变量法”或“等效替代法”）．（6）实验中，若蜡烛A距玻璃板8cm，则蜡烛B与A相距16cm才能与蜡烛A的像完全重合（忽略玻璃板的厚度）；（7）实验过程中，小丽将蜡烛A远离玻璃板，则它的像将远离（选填“靠近”或“远离”）玻璃板（8）在实验过程中，让玻璃板沿00'轴（玻璃板与桌面的接触部分）方向水平向右移动，结果他发现镜中的像相对于A不移动（选填“向右”．“向左”或“不”）；他又将玻璃板绕00'轴转向自己，发现镜中的像转向自己（选填“转向自己”、“转离自己”或“不动”）（9）在玻璃板的同一侧，该同学通过玻璃板看到了同一个蜡烛的两个像，产生这种现象的原因是玻璃板的两个表面都发生了光的反射现象而成像．
例2 在光现象的学习过程中,小明进行了如下实验:（1）在探究光的反射规律实验中,按图甲所示的装置进行实验,纸板上显示出了入射光AO和反射光OB的径迹,他想把光的径迹保留在纸板上以便研究,请你为他设计一个保留的方法:　　　　 　　。当在图甲上出现反射光OB后,小明将一透明塑料硬板按图乙方式放置,并以ON为轴旋转该塑料板,观察塑料板上能否出现反射光,他的设计意图是为了探究　　　　 。小明让光沿BO方向入射,发现反射光沿OA方向射出,说明在反射现象中　 　。 （2）如图丙所示,在探究平面镜成像特点的实验中,小明将点燃的蜡烛A竖直放在薄玻璃板的一侧,此时把另一支完全相同的蜡烛B放在薄玻璃板另一侧的水平桌面上,无论怎样移动,发现无法让它与蜡烛A的像完全重合,出现这种情况的原因可能是　　　　　　　。调整后蜡烛B与蜡烛A的像能够完全重合,说明像与物　　　　　　　。移去蜡烛B,在其原来的位置放置一块光屏,光屏上不能呈现蜡烛A的像,说明　　　　　　　　　　　。 
用笔描出入射光线和反射光线的路径
入射光线、反射光线、法线是否在同一平面上
例3 在探究“平面镜成像规律”的实验中，实验装置如图甲所示．A、B是两支相同的蜡烛，C是薄玻璃板．           （1）做这个实验时，教室里的光线应该 （选填“明亮”或“较暗”）更好,因为_____________． （2）若实验中把薄玻璃板向右平移一段距离，A蜡烛的像________（选填“会”或“不会”）向右平移；若实验中B蜡烛在白纸上移动，始终不能与A蜡烛的像重合，则可能的原因是___________． （3）如图乙，在平面镜前有一个点光源S，它发出的某一条光线经平面镜反射后恰好通过P点，根据平面镜成像规律画出此过程的光路图．
环境光线较暗时，实验现象更加明显
【答案】确定像的位置 薄 30 不能 偏高
1、定义：光从一种介质斜射入另一种介质时，传播方向一般会发生变化；这种现象叫光的折射现象。2、光的折射定律：三线同面,法线居中,空气中角大,光路可逆
⑴折射光线，入射光线和法线在同一平面内。⑵折射光线和入射光线分居与法线两侧。⑶光从空气斜射入水或其他介质中时，折射角小于入射角。光从水中或其他介质斜射入空气中时，折射角大于入射角 注意：光从空气垂直射入（或其他介质射出），折射角=入射角= 0度。3、应用：从空气看水中的物体，或从水中看空气中的物体看到的是物体的虚像，看到的位置比实际位置 高 ；水底看起来比实际的浅；斜插入水中的筷子好像在水面处“折断”，向上弯折；玻璃砖下的尺子“错位”；鱼缸中的鱼看起来变大；海市蜃楼等。
例2 某小组选用了图甲中光源、水、水槽、可折转的光屏（带刻度）等器材，用于完成探究“光从空气射入水中时的折射规律”。           （1）使用可折转的光屏，是为了观察折射光线和入射光线是否_______。（2）光从空气射入水中，入射点为 O 点，不断改变入射角，读出刻度盘上对应的折射角，将实验 结果画在图丙中，其中 1 和 1’、2 和 2’…4 和 4’分别表示各次入射光线和对应的折射光线的位置。 由此可得出，光从空气斜射入水中时，折射角随入射角的增大而_______，且折射角_______（选填 “大于”、“等于”“小于”）入射角。
例3 在探究“光的折射规律”实验中： （1）小组同学所用器材有激光笔、水、玻璃，为了探究折射角与入射角的关系，还需要的器材是______． （2）探究中小组同学在清水中滴入几滴牛奶并搅匀，并在水面上方的空气中熏了点烟雾，上面的做法是为了______． （3）小组同学探究情况如下图：分析甲、乙两图，并回忆光的反射定律的探究，你总结出的探究结论有：（写出两条即可） ①______； ②______． 分析丙、丁两图，你总结出的探究结论是______． （4）在实验探究中，小组同学还有意外的发现：在水中或玻璃中看到的光线没有空气中的粗而亮，你分析原因是______．
答案：（1）量角器；（2）更好的显示光路；（3）当光从空气斜射入其它介质时，折射角小于入射角；折射角随入射角的减小而减小；当光从一种透明介质垂直射入另一种透明介质时，光的传播方向不变．（4）光在传播过程中有能量损耗．
若在实验时，无论怎样移动光屏，在光屏都得不到像，可能得原因有：（1）蜡烛在焦点以内（2）烛焰在焦点上（3）烛焰、凸透镜、光屏的中心不在同一高度（4）蜡烛到凸透镜的距离稍大于焦距，成像在很远的地方，光具座的光屏无法移到该位置
（1）一倍焦距分虚实，两倍焦距分大小，实像倒立不同侧，虚像正立在同侧。（2）成实像时（u＞f），物近像远像变大，物远像近像变小。（3）凸透镜成像属于光的折射现象，光路可逆，当成实像时，像物位置可以对换，像物大小关系也可以对换。（4）实像都是倒立的，虚像都是正立的
（1）凸透镜焦距变大（或在凸透镜前加近视镜）：会聚能力变弱，像到光屏的距离变大（2）凸透镜焦距变小（或在凸透镜前加远视镜）：会聚能力变强，像到光屏的距离变小
焦距改变，如何移动光屏重新清晰成像。习惯上物体在左侧，光屏在右侧。焦距增大有两种方式，比如直接更换焦距更大的凸透镜，或者在原凸透镜前加凹透镜（近视镜），都能使焦距增大，即会聚能力减弱，此时相当于要用更长的距离才能会聚成像。光屏上清晰成像，光屏要去找像，所以光屏向右移动。反之焦距减小，或者说原凸透镜前加凸透镜（远视镜），光屏要向左移动。
（1）如图所示，为了测出凸透镜的焦距，小明同学让一束平行光正对凸透镜照射，再把光屏放在它的另一侧，改变凸透镜与光屏的距离（选填“光源”或“光屏”），直到光屏上出现一个最小、最亮的光斑，由此可以测出凸透镜的焦距为10.00cm．（2）在实验时，小明用该凸透镜观察小红的眼睛，看到小红的眼睛如右图所示，要看到如图A的情形，物距应该满足的条件是B，要看到如图B的情形，物距应该满足的条件是A． A、小于10cm     B、大于10cm且小于20cm C、等于20cm     D、大于20cm （3）小明将蜡烛、凸透镜和光屏安装在光具座上如右图所示，要使烛焰的像能成在光屏的中央，应将蜡烛向下（填“上”或“下”）调整． （4）实验中，蜡烛越烧越短，光屏上烛焰的像向上（选填“向上”、“向下”或“不”）移动． （5）小华用9个红色的发光二极管按“F”字样镶嵌排列在白色方格板上替代蜡烛作为光源，又用同样的白色方格板做成光屏，实验装置如右图所示．同学们对小华使用的实验装置进行如下评价，其中错误的是D A、与烛焰相比，实验使用的光源不会晃动，光屏上所成的像比较稳定 B、光源镶嵌在白色方格板上，用同样的白色方格板做光屏，便于比较像与物的大小 C、零刻度线刻在光具座标尺的中央，可直接测出物距和像距 D、若凸透镜的焦距未知，则利用此实验装置不能测量凸透镜的焦距．