八年级物理光学实验题目汇编

八年级物理光学实验题目汇编引言光学是八年级物理的核心模块之一，涵盖光的直线传播、反射、折射、平面镜成像、凸透镜成像等关键知识点。实验是光学学习的重要载体，通过动手操作可深化对规律的理解，培养科学探究能力。本汇编围绕教材重点，设计了12个实验题目，涵盖“探究型”“验证型”“综合型”三类，注重专业严谨性与生活实用性，助力学生系统掌握光学实验技能。一、光的直线传播实验实验1：探究光在均匀介质中的传播路径一、实验目的验证光在均匀介质中沿直线传播。二、实验器材激光笔、透明玻璃缸、蚊香（或烟雾发生器）、水。三、实验步骤1.向玻璃缸中注入清水（均匀介质）；2.点燃蚊香，将烟雾吹入玻璃缸内（使光的路径可见）；3.用激光笔从玻璃缸一侧斜射向另一侧，观察激光的传播路径；4.重复步骤3，改变激光的入射方向，记录路径特点。四、数据记录与分析实验次数介质类型传播路径描述1均匀水直线2均匀水直线3均匀水直线结论：光在均匀介质中沿直线传播。五、拓展思考若向水中加入少量牛奶（非均匀介质），激光路径会如何变化？（提示：非均匀介质会使光发生散射，路径变弯曲）；生活中哪些现象体现了光的直线传播？（影子、日食、小孔成像）。实验2：探究小孔成像的特点一、实验目的探究小孔成像时，像的形状、大小与物距/孔距的关系。二、实验器材易拉罐（带拉环）、半透明塑料膜（或薄纸）、蜡烛、火柴、刻度尺。三、实验步骤1.将易拉罐顶部剪去，底部扎一个直径约2mm的小孔；2.在易拉罐开口处贴半透明塑料膜（作为光屏）；3.点燃蜡烛，将易拉罐小孔对准烛焰，调整蜡烛与易拉罐的距离（物距\(u\)），观察塑料膜上的像；4.改变物距（如增大/减小蜡烛与小孔的距离），记录像的大小变化；5.更换不同形状的小孔（如三角形、正方形），重复步骤3，观察像的形状。四、数据记录与分析实验次数物距\(u\)（cm）像距\(v\)（cm）像的形状像的大小（与物比较）12010倒立缩小21010倒立等大3510倒立放大结论：小孔成像的形状与孔的形状无关，仅与物体形状一致；像的大小与物距\(u\)、像距\(v\)有关（\(u\)越大，像越小；\(v\)越大，像越大）；像为倒立的实像。五、拓展思考为什么小孔成像的像总是倒立的？（光沿直线传播，烛焰顶部的光通过小孔到达光屏底部，底部的光到达顶部）；若小孔过大，会出现什么现象？（像变得模糊，甚至消失，因为大孔相当于多个小孔重叠，像重叠）。二、光的反射实验实验3：探究光的反射定律一、实验目的探究光反射时，反射光线、入射光线、法线的位置关系及反射角与入射角的大小关系。二、实验器材光的反射定律演示器（带可折转光屏）、激光笔、量角器、白纸。三、实验步骤1.将光屏垂直固定在平面镜上，使光屏的半部分（E面）与平面镜重合；2.用激光笔沿光屏E面射向平面镜（入射光线），观察反射光线的位置；3.转动光屏的另一半（F面），观察F面是否能接收到反射光线（验证“三线共面”）；4.用量角器测量入射角\(i\)（入射光线与法线夹角）和反射角\(r\)（反射光线与法线夹角），记录数据；5.改变入射角（如\(30^\circ\)、\(45^\circ\)、\(60^\circ\)），重复步骤2-4。四、数据记录与分析实验次数入射角\(i\)（°）反射角\(r\)（°）三线位置关系13030共面、分居24545共面、分居36060共面、分居结论（光的反射定律）：反射光线、入射光线、法线在同一平面内；反射光线、入射光线分居法线两侧；反射角等于入射角（\(r=i\)）。五、拓展思考若让反射光线沿原入射方向射入，反射光线会如何传播？（逆着原入射光线方向射出，即“光路可逆”）；为什么用可折转光屏？（验证“三线共面”，若光屏不共面，反射光线无法在F面呈现）。实验4：验证镜面反射与漫反射的特点一、实验目的比较镜面反射与漫反射的反射规律及视觉效果。二、实验器材平面镜、毛玻璃（或粗糙纸板）、激光笔、白纸、手电筒。三、实验步骤1.将平面镜和毛玻璃并排放在桌面上；2.用激光笔分别照射平面镜和毛玻璃，观察反射光线的分布（镜面反射：光线集中；漫反射：光线分散）；3.用手电筒照射平面镜，从侧面观察白纸是否能接收到反射光（镜面反射：侧面几乎无光；漫反射：侧面有光）；4.重复步骤3，改变观察角度，记录现象。四、结论镜面反射：反射光线平行（如镜子、水面），仅在特定方向可见；漫反射：反射光线发散（如墙面、纸张），各个方向均可见；两者均遵循光的反射定律（漫反射是因为表面粗糙，反射面法线方向不同）。五、拓展思考为什么黑板“反光”时看不清字？（黑板表面光滑，发生镜面反射，反射光进入眼睛的强度超过漫反射的字）；生活中哪些物品利用了漫反射？（书籍纸张、墙面、电影屏幕）。三、平面镜成像实验实验5：探究平面镜成像的特点一、实验目的探究平面镜成像时，像与物的大小、距离、虚实关系。二、实验器材玻璃板（替代平面镜）、两支等大蜡烛、刻度尺、白纸、笔、火柴。三、实验步骤1.在白纸上画一条直线，将玻璃板垂直放置在直线上（玻璃板边缘与直线重合）；2.在玻璃板一侧放点燃的蜡烛A（物），另一侧放未点燃的蜡烛B（替代像）；3.移动蜡烛B，直到从玻璃板一侧观察到B与A的像完全重合（确定像的位置）；4.标记蜡烛A的位置（\(S\)）、蜡烛B的位置（\(S'\)）及玻璃板的位置；5.用刻度尺测量\(S\)到玻璃板的距离（物距\(u\)）和\(S'\)到玻璃板的距离（像距\(v\)）；6.改变蜡烛A的位置（如靠近/远离玻璃板），重复步骤3-5，多次实验。四、数据记录与分析实验次数物距\(u\)（cm）像距\(v\)（cm）像与物大小关系像的虚实（光屏验证）11010相等虚像（光屏无像）21515相等虚像32020相等虚像五、结论平面镜成像的特点：像与物大小相等（等大）；像与物到平面镜的距离相等（等距）；像与物的连线垂直于平面镜（对称）；所成的像为虚像（无法呈现在光屏上）。六、拓展思考为什么用玻璃板而不用平面镜？（玻璃板既能反射成像，又能透光，便于确定像的位置）；为什么要用两支等大蜡烛？（用蜡烛B替代像，便于比较像与物的大小）；若玻璃板未垂直放置，会出现什么现象？（蜡烛B无法与像重合，像会偏上或偏下）。实验6：自制平面镜成像装置及应用一、实验目的用简易材料制作平面镜成像装置，验证成像规律并解决实际问题（如“潜望镜”）。二、实验器材硬纸板、平面镜（2块）、胶水、剪刀、蜡烛。三、实验步骤1.用硬纸板制作一个“Z”字形管道（长约30cm，宽约5cm）；2.在管道的两个直角处分别固定一块平面镜（与管道壁成\(45^\circ\)角）；3.将蜡烛放在管道一端，从另一端观察蜡烛的像（验证潜望镜原理）；4.测量蜡烛到平面镜的距离与像到平面镜的距离，记录数据。四、结论潜望镜的原理：两次平面镜成像（每块平面镜成正立、等大虚像，最终像与物方向一致）。五、拓展思考如何用潜望镜观察到更高处的物体？（增加平面镜数量或延长管道长度）；生活中还有哪些平面镜成像的应用？（化妆镜、汽车后视镜、舞蹈房镜子）。四、光的折射实验实验7：探究光的折射规律一、实验目的探究光从空气斜射入水（或玻璃）时，折射光线与入射光线的位置关系及折射角与入射角的变化规律。二、实验器材激光笔、水槽、水、玻璃砖、白纸、量角器、笔。三、实验步骤1.在白纸上画一条直线作为界面，过界面上一点画法线（虚线，垂直于界面）；2.将水槽放在白纸上，使界面与水槽边缘对齐，注入清水（水面高于界面）；3.用激光笔从空气斜射向水面（入射角\(i\)），观察水中折射光线的方向，标记入射光线、折射光线的位置；4.用量角器测量入射角\(i\)（入射光线与法线夹角）和折射角\(r\)（折射光线与法线夹角）；5.改变入射角（如\(20^\circ\)、\(30^\circ\)、\(40^\circ\)），重复步骤3-4；6.用玻璃砖代替水，重复上述实验，比较结果。四、数据记录与分析实验次数介质（空气→水）入射角\(i\)（°）折射角\(r\)（°）\(r\)与\(i\)的关系1空气→水2015\(r<i\)2空气→水3022\(r<i\)3空气→水4029\(r<i\)实验次数介质（空气→玻璃）入射角\(i\)（°）折射角\(r\)（°）\(r\)与\(i\)的关系1空气→玻璃2013\(r<i\)2空气→玻璃3019\(r<i\)五、结论（光的折射规律）折射光线、入射光线、法线在同一平面内；折射光线、入射光线分居法线两侧；光从空气斜射入水（或玻璃）时，折射角小于入射角（\(r<i\)）；入射角增大时，折射角增大（但始终小于入射角）；光垂直入射时（\(i=0^\circ\)），折射角\(r=0^\circ\)（传播方向不变）。六、拓展思考若光从水斜射入空气，折射角会大于入射角吗？（是的，光从光密介质射入光疏介质时，折射角大于入射角，甚至会发生全反射，如“水中的筷子变弯”）；生活中哪些现象是光的折射引起的？（池水变浅、彩虹、放大镜成像）。实验8：探究光通过玻璃砖的折射现象一、实验目的观察光通过平行玻璃砖时的折射路径，验证“出射光线与入射光线平行”的规律。二、实验器材激光笔、平行玻璃砖、白纸、笔、量角器。三、实验步骤1.将玻璃砖放在白纸上，标记其上下表面（界面1、界面2）；2.用激光笔从空气斜射向界面1（入射角\(i_1\)），观察玻璃砖内的折射光线（折射角\(r_1\)）和界面2的出射光线（入射角\(i_2\)、折射角\(r_2\)）；3.标记入射光线、折射光线、出射光线的位置，测量\(i_1\)、\(r_1\)、\(i_2\)、\(r_2\)；4.改变入射角\(i_1\)，重复步骤2-3，记录数据。四、数据记录与分析实验次数\(i_1\)（°）\(r_1\)（°）\(i_2\)（°）\(r_2\)（°）出射光线与入射光线的关系130191930平行240252540平行五、结论光通过平行玻璃砖时，出射光线与入射光线平行（\(r_2=i_1\)），且光线发生侧移（侧移量与玻璃砖厚度、入射角有关）。六、拓展思考为什么通过玻璃砖看物体时，物体的位置会“偏移”？（侧移导致像的位置与物的位置不重合）；如何计算侧移量？（侧移量\(d=t\cdot\sin(i_1-r_1)/\cos(r_1)\)，\(t\)为玻璃砖厚度）。五、凸透镜成像实验实验9：探究凸透镜成像的规律一、实验目的探究凸透镜成像时，像的大小、正倒、虚实与物距\(u\)（物体到凸透镜的距离）的关系。二、实验器材凸透镜（焦距\(f\)已知，如\(f=10cm\)）、蜡烛、光屏、光具座、火柴。三、实验步骤1.将凸透镜固定在光具座的中间位置（如50cm刻度处）；2.调整蜡烛、凸透镜、光屏的中心在同一高度（使烛焰的像能成在光屏中央）；3.将蜡烛放在远大于2倍焦距的位置（\(u>2f\)，如\(u=30cm\)），移动光屏，直到出现清晰的像，记录像距\(v\)（光屏到凸透镜的距离）和像的性质（大小、正倒、虚实）；4.改变蜡烛位置，使\(u=2f\)（如\(20cm\)）、\(f<u<2f\)（如\(15cm\)）、\(u<f\)（如\(5cm\)），重复步骤3；5.整理数据，绘制“物距-像距”关系曲线。四、数据记录与分析实验次数物距\(u\)（cm）像距\(v\)（cm）像的性质（大小/正倒/虚实）13015缩小/倒立/实像22020等大/倒立/实像31530放大/倒立/实像45—放大/正立/虚像五、结论（凸透镜成像规律）物距范围像距范围像的性质应用举例\(u>2f\)\(f<v<2f\)缩小、倒立、实像照相机\(u=2f\)\(v=2f\)等大、倒立、实像测焦距\(f<u<2f\)\(v>2f\)放大、倒立、实像投影仪\(u<f\)—放大、正立、虚像放大镜规律总结：物近像远像变大（\(u\)减小，\(v\)增大，像变大）；物远像近像变小（\(u\)增大，\(v\)减小，像变小）；实像与物在凸透镜两侧（可呈现在光屏上）；虚像与物在凸透镜同侧（不可呈现在光屏上）。六、拓展思考为什么调整“三心同高”？（若中心不在同一高度，烛焰的像会成在光屏上方或下方，导致无法找到清晰像）；光屏上找不到像的原因有哪些？（\(u<f\)（虚像）、\(u=f\)（无像）、三心未同高、凸透镜焦距过大）；如何用凸透镜测量未知焦距？（平行光法：让平行光通过凸透镜，会聚点到凸透镜的距离即为焦距；替代法：当\(u=2f\)时，\(v=2f\)，此时像与物等大）。实验10：用凸透镜测量焦距（平行光法）一、实验目的用平行光法测量凸透镜的焦距（\(f\)）。二、实验器材凸透镜、白纸、刻度尺、太阳光（或平行光源）。三、实验步骤1.将凸透镜正对太阳光（平行光），在另一侧放一张白纸；2.移动白纸，直到白纸上出现最小、最亮的光斑（焦点）；3.用刻度尺测量光斑到凸透镜的距离（焦距\(f\)）；4.重复步骤2-3，多次测量取平均值。四、数据记录与分析实验次数光斑到凸透镜距离（cm）焦距\(f\)（cm）110.210.229.89.8310.010.0**平均值**—**10.0**五、结论该凸透镜的焦距为10.0cm（平行光法的原理：平行于主光轴的光经凸透镜会聚于焦点）。六、拓展思考若用蜡烛代替太阳光，如何测量焦距？（替代法：当\(u=2f\)时，\(v=2f\)，此时像与物等大，测量\(u\)或\(v\)即可得到\(f\)）；生活中哪些电器用到了凸透镜？（照相机、投影仪、眼镜、显微镜）。六、光学综合与创新实验实验11：探究光的色散一、实验目的观察光的色散现象，验证“白光由红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫七种色光组成”。二、实验器材三棱镜、白纸、太阳光（或白光光源）、光屏。三、实验步骤1.将三棱镜放在太阳光下，让太阳光通过三棱镜；2.在三棱镜另一侧放光屏，观察光屏上的色光分布（光谱）；3.记录色光的排列顺序（红→紫）；4.用红色玻璃纸挡住太阳光，观察光屏上的颜色（验证色光的吸收与透过）。四、结论光的色散：白光通过三棱镜后分解为七种色光（红光偏折最小，紫光偏折最大）；色光的三原色：红、绿、蓝（混合后可得到白光）；物体的颜色：由反射（或透过）的色光决定（如红色物体反射红光，吸收其他色光）。五、拓展思考为什么彩虹是弧形的？（太阳光通过雨滴发生色散，不同色光的折射角不同，人眼看到的是圆弧状