【精选】苏科版八年级上册物理 光现象实验同步单元检测(Word版 含答案)

一、初二物理光现象实验易错压轴题（难）
1．学习小组用图甲所示的圆柱形纸质套筒做“探究小孔成像规律”的实验，发现像的大小不同，亮度也不一样．
（1）关于像的亮度与哪些因素有关，他们提出以下猜想：
猜想1：与小孔到光屏的距离有关；
猜想2：与小孔的形状有关；
猜想3：与小孔的大小有关．
①类比利用太阳光测凸透镜焦距时，光屏从焦点处远离透镜过程中，光斑越大越暗的现象，可判断猜想1是_________的．
②验证猜想2时，固定烛焰、纸筒和光屏的位置，更换使用如图乙所示的三个小孔进行实验，分别观察比较所成像的亮度．他们实验中存在的问题是______________________．③为验证猜想3，固定烛焰、小孔和光屏位置，只改变圆孔直径，观察到的现象如下表．
实验现象表明：在小孔成像清晰时，_____________________．
（2）学习小组对像的清晰度与亮度问题作进一步探究．
①在纸筒底部中心开一小孔a，又在a上下等距的位置再开两个小孔b、c，光屏上观察到三个像．在b、c两孔处放置两相同的三棱镜，移动光屏到图丙位置时，光屏上只出现一个清晰的更亮的像．则b、c两小孔处三菱镜放置的方式可能是________．
②他们设想在b、c两孔之间再开若干个小孔，并在小孔处放置棱镜，所成的像都与b、c 两孔处三棱镜所成的像重合，则光线通过这些棱镜的偏折程度比通过b、c两孔处三棱镜的要________（选填“大”或“小”）．
③若开一个大孔，并在大孔处放一合适的凸透镜替代上述所有棱镜后，恰能在图丙位置光屏上呈现清晰的像，则此像是_______的倒立实像；若只用a孔替代凸透镜，在图丙位置光屏上所成的像与该透镜所成的像相比，像的亮度________，像的大小_________．
【答案】正确没有控制小孔的大小相等小孔越大亮度越亮 C 小缩小更亮相等
【解析】
【详解】
（1）①根据题意知道，当光屏从焦点处远离透镜过程中，出现光斑越大越暗的现象，则说明像的亮度与小孔到光屏的距离有关，故可判断猜想1是正确的；
②要探究像的亮度与小孔的形状的关系，则需要控制孔的大小不变，只改变形状，而图乙中即改变了孔的形状，没有改变孔的大小，所以，此过程中存在的问题是：没有控制小孔的大小相等；
③分析表格的实验数据知道：在小孔成像清晰时，小孔越大，像的明亮程度越亮；
（2）①三棱镜具有偏折光的能力，要想使光都会聚在光屏中心的位置，则在bc两处放置的三棱镜的方式可能是凸透镜的形状，即图C的形状；
②在b、c两孔之间再开若干个小孔，并在小孔处放置棱镜，此装置类似凸透镜，过光心时传播方向不变，越靠近光心的光线偏折程度的越小，故则光线通过这些棱镜的偏折程度比通过b、c两孔处三棱镜的要小；
③根据图知，物距大于像距，可以判断出此时凸透镜成的是一个倒立缩小的实像，因为凸透镜和小孔都成倒立缩小的实像，像距和物距相等，所以像的大小是相等的，因为入射到凸透镜上的光数量较多，经凸透镜折射后，经过的像点的光线多，所以看起来亮一些（2）①因为凸透镜对光线有会聚作用，三棱镜具有偏折光的能力，所以，要想使光都会聚在光屏中心的位置，则在bc两处放置的三棱镜的方式应是凸透镜的形状，即图C所示的形状。

②根据题意知道，在b、c两孔之间再开若干个小孔，并在小孔处放置棱镜，此装置类似凸透镜，由于过光心时传播方向不变，越靠近光心的光线偏折程度的越小，所以光线通过这些棱镜的偏折程度比通过b、c两孔处三棱镜的要小些。

③由图知道，此时物距大于像距，所以此时凸透镜成的是一个倒立缩小的实像，由于像的大小由物距和像距共同决定，物距和像距都不变，像的大小不变，但凸透镜越大，像越亮，因为入射到凸透镜上的光数量较多，经凸透镜折射后，经过的像点的光线多，所以看起来亮一些。

【点睛】
本题考查的是小孔成像的探究和凸透镜成像的应用，考查了根据题中信息分析解答能力，有一定的难度。

2．如图所示，小明同学为了探究平面镜成像特点，准备如下器材：各种粗细相同长度不同的烛若干5mm厚和2mm厚的两块玻璃板、白纸、火柴等。

请回答下列问题：
(1)用玻璃板代替平面镜的好处是______，应选择______mm厚的玻璃板做实验。

(2)如图甲所示，小明把蜡烛A点燃放在玻璃板前面，再把其他各支蜡烛依次放在玻璃板后面适当位置，当蜡烛B故在后面时，从玻璃板前面看蜡烛B好像也被点燃了一样。

此时，
后面的蜡烛B 与蜡烛A 的大小关系是：______。

(3)实验中若移开蜡烛B ，用白纸做光屏放在像的位置，不透过玻璃板，直接观察白纸，看不到蜡烛A 的像，说明平面镜成的是______（选填“虚”或“实”）像。

(4)实验中玻璃板应竖直放置在水平桌面上，若向左倾斜玻璃板，如图乙所示，蜡烛A 的像将______移动（选填“向上”“向下”或“不”）。

(5)如图丙所示，两个平面镜L 1和L 2平行竖直放置，两镜相距s ，物体A 在两镜之间，A 在L 1中的一个像是A 1，A 2在L 2中的一个像是A 2，已知A 1、A 2相距1s ，当物体A 在两镜之同移动时，A 在两镜里成的像A 1、A 2的距离1s 的变化情况是______（选填“变大”“不变”或“变小”）。

【答案】便于确定像的位置 2 大小相等 虚 向上 不变
【解析】
【分析】
【详解】
(1)[1]为了确定像的位置，让蜡烛A 的像和蜡烛B 重合，能观察到A 蜡烛像的同时，也能观察到B 蜡烛，实验中要使用透明的玻璃板，这样便于确定像的位置。

[2]因为厚玻璃板的两个面都可以当作反射面，会出现两个像，影响到实验效果，所以应选用薄玻璃板，用2mm 厚的。

(2)[3]蜡烛B 和蜡烛A 的像完全重合时，可以确定蜡烛A 像的位置就是蜡烛B 的位置，由此可以比较物像大小关系，同时也证明了像与物体的大小相等。

(3)[4]实验中若移开蜡烛B ，用白纸做光屏放在像的位置，不透过玻璃板，直接观察白纸，看不到蜡烛A 的像，说明平面镜成的是虚像，是由反射光线的反向延长线会聚而成的，所以不能成在光屏上。

(4)[5]平面镜所成的像关于平面镜对称，若向左倾斜玻璃板，如图乙所示，蜡烛A 的像将向上移动。

(5)[6]根据平面镜成像中，物像到平面镜的距离相等，如下图，所以
111AO AO =，222A O AO =
所以
112A A AO =，222A A AO =
所以
1121212222()2A A AO AO AO AO s s ==+=+=
所以
12s s =
无论A 点在两个平面镜的哪个位置，两个像点之间的距离都是相等的。

3．小明同学在探究“平面镜成像特点”的实验时所用的实验器材有带底座的玻璃板、白纸笔、火柴、光屏、刻度尺、两支外形相同的蜡烛A和B。

(1)实验过程中一切准备就绪后，小明在竖立的玻璃板前点燃蜡烛A，拿_____（选填“点燃”或“未点燃”）的蜡烛B竖立在玻璃板后面移动，人眼一直在玻璃板的前侧观察，直至蜡烛B与蜡烛A的像完全重合如图所示。

这种确定像与物大小关系的方法是_____（选填“控制变量法”或“等效替代法”）；
(2)小明移去蜡烛B在其原来位置上放置一块光屏，光屏上无法呈现蜡烛A的像，这说明平面镜成的像是_____（选填“虚或”实”）像；
(3)为了让右座的同学也能够看清蜡烛的像，小明只将玻璃板向右平移，则蜡烛像的位置
_____（选填“向左移动”、“向右移动”或“不变”）。

【答案】未点燃等效替代法虚不变
【解析】
【分析】
【详解】
(1)[1][2]在竖立的玻璃板前点燃蜡烛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侧（A侧）观察，直至它与蜡烛A的像完全重合，这种确定像与物大小关系的方法是等效替代法。

(2)[3]移去蜡烛B，在其原来位置上放置一块光屏，光屏上无法呈现蜡烛的像，这说明平面镜成的是虚像。

[4]为了让右座的同学也能够看清蜡烛的像，艾英只将玻璃板向右平移，在向右移动的过程中，由于物像到平面镜的距离相等，所以蜡烛像的位置不变。

4．小科同学在学习了平面镜的知识后，回家做了一个实验。

他将一支铅笔和平面镜平行并
竖直放置在水平桌面上，平面镜PN高30厘米，铅笔长20厘米，它们之间相距20厘米。

(1)倘若要使铅笔与其像垂直，则小科可将铅笔转过_____度。

(2)如果铅笔不动，小科把平面镜绕N点沿顺时针方向转过90°，他发现B点在平面镜中的像B〞与之前的像B＇相距_____厘米。

【答案】45 40
【解析】
【分析】
【详解】
(1)[1]根据平面镜成像特点可知，像与物是对称的，所以当铅笔的物和像垂直时，铅笔与镜成45度夹角。

(2)[2]原来铅笔的像点到平面镜的距离和B点到平面镜的距离相等，即都是20cm；若铅笔不动，平面镜绕N点沿顺时针方向转过90°，则相当于平面镜中的像转过180度，此时铅笔尖底部B与镜面在同一平面上，所以B的像关于镜面对称，即都在镜面上，即B〞与B 点重合，所以B〞与之前的像B′的距离是20cm+20cm=40cm。

5．小明利用以下实验装置在水平放置的白纸上探究平面镜成像的特点。

（1）如图a所示，为了使像看起来更清晰，此实验最好在_______（填“较亮”或“较暗”）的环境中进行。

在实验中用平板玻璃代替平面镜，主要是利用玻璃透明的特点，便于_______________；如果有3 mm 厚和1 mm厚的两块玻璃板，应选择_____mm厚的玻璃板做实验；
（2）如图b所示，在竖立的玻璃板前A处放一支点燃的蜡烛，可以看到玻璃板后面出现蜡烛的像。

小明同学拿另一支大小相同的蜡烛在玻璃板后面的白纸上移动，当蜡烛移动到A'处时，可以看到它跟像完全重合。

由此可以得出的结论是：____；如果玻璃板放置得不够竖直，将对实验产生的影响是：_______；
（3）如图c所示，经过三次实验，在白纸上记录的物与对应像的位置。

为了得到更多的实验结论，接下来小明应该进行的操作是__________________。

【答案】较暗确定像的位置 1 像和物大小相等后面的蜡烛无法和像重合将对应的像点和物点相连，判断连线是否和镜面垂直，测出像距和物距，并进行比较
【解析】
【分析】
【详解】
(1)[1]为了使像看起来更清晰，此实验最好在较暗的环境进行。

[2]透明的玻璃板，可以观察到玻璃板的另一侧，便于确定像的位置。

[3]因为厚玻璃板的两个面都可以当作反射面，会出现两个像，影响到实验效果，所以应选择薄玻璃板，用1mm厚的。

(2)[4]另一支大小相同的蜡烛和像完全重合，那么这个像与A处点燃的蜡烛大小相等，可得到结论像和物大小相等。

[5]如果玻璃板放置得不够竖直，那么所成的像不在水平面，后面的蜡烛无法和像重合。

(3)[6]为了得到更多的实验结论，接下来小明应该进行的操作是将对应的像点和物点相连，判断连线是否和镜面垂直，测出像距和物距，并进行比较，看大小是否相同。

6．在“探究平面镜成像的特点”实验中，某同学用玻璃板、相同的两个棋子A和B、刻度尺、白纸、等器材进行实验，如图所示。

（1）用玻璃板代替平面镜，主要是便于_______________________。

（2）在寻找棋子A的像的位置时，眼睛应在棋子_____(选填A或B)这一侧观察，移动玻璃板后的棋子，使它与棋子 A所成的像重合。

（3）实验中使用两个完全相同的棋子是为了比较物与像的_______关系。

而刻度尺在此实验的作用是比较物和像到平面镜的_________关系。

（4）移去棋子B，并在其位置上放一光屏，则光屏上_____接收到蜡烛A的火焰的像（填“能”或“不能”），这说明平面镜成的是______像。

（5）若该同学在实验中，无论如何移动棋子B都无法与棋子A的像相重合，则发生这种情况的原因可能是_______。

（6）在探究平面镜成像特点实验中，用_______（选填“较薄”或“较厚”）的玻璃，原因是_____。

【答案】确定像的位置 A 大小距离不能虚玻璃板倾斜了较薄防止出现两个像
【解析】
【详解】
(1)[1]玻璃板是透明的，既可以看到玻璃板后面的虚像，又可以看到代替像的另一物体，所以用玻璃板代替平面镜目的是便于确定虚像的位置；
(2)[2]平面像成像是光的反射现象。

反射光线与物体的入射光线应在平面镜的同一侧，所以人眼睛应在A这一侧观察平面镜中的像；
(3)[3][4]实验中使用两个完全相同的棋子是为了比较物与大小是否完全重合，刻度尺是比较物到平面镜和像到平面镜距离是否相等；
(4)[5][6]平面镜成像是利用了光的反射成像。

这个像是反射光线的反向延长线汇聚而成的，并不是实际光线汇聚成的像，虚像不能用光屏来承接到；
(5)[7]实验中如果玻璃板倾斜放置，像和物将不在同一水平面上，这样无论如何移动蜡烛的位置，都不会使物和像重合；
(6)[8][9]使用较薄玻璃板，是为了避免玻璃板的两个面同时成像，以至于分不清楚成像位置。

7．某同学利用如图所示的实验装置探究平面镜成像的特点。

（1）如图甲所示，在水平桌面上铺一张白纸，纸上竖立一块透明薄玻璃板。

把蜡烛a点燃放在玻璃板的前面，该同学应在玻璃板_________（选填“前面”或“后面”）观察蜡烛a经玻璃板________（选填“反射”或“折射”）所成的像。

（2）实验时，选用的蜡烛a和b的形状完全相同，是为了比较像与物的_________关系。

用玻璃板代替平面镜，成像虽然没有平面镜清晰，但能观察到蜡烛_________（选填“a”或“b”），便于确定像的位置。

以上实验操作中，用到的物理方法是________（选填“控制变量法”、“转换法”或“等效替代法”）
（3）如图乙所示，某同学使用厚玻璃板做实验，在玻璃板后看到了两个不重合的像，这两个像之间的距离正好是8mm，则该同学所用玻璃板的厚度为________mm。

【答案】前面反射大小 b 等效替代法 4
【解析】
【详解】
(1)[1][2]平面镜成的像是光的反射形成的，要想看到像，即有光线进入人的眼睛，蜡烛a点燃后发出的光，经玻璃板反射，该同学应在玻璃板前面观察蜡烛a经玻璃板反射所成的像,不是在后面；
(2)[3]选用的蜡烛a和b的形状完全相同，这样可以对比蜡烛a的像与蜡烛b大小关系，从而对比蜡烛a和蜡烛a的像大小关系；
[4]用玻璃板代替平面镜，成像虽然没有平面镜清晰，但能观察到蜡烛b，便于确定像的位置；
[5]以上实验操作中，用到的物理方法是等效替代法，用蜡烛b替代蜡烛a的像，从而比较
像与物的大小关系；
(3)[6]根据平面镜的成像规律，像与物到平面镜的距离相等，如下图所示，作出蜡烛烛焰在厚玻璃板两个面所成的两个虚像，分别是'S和''S，设厚玻璃板的厚度是x，物与厚玻璃板
-，第二个虚像第一个面之间的距离是L，可知道第一个虚像与第二个面之间的距离是L x
的像距等于对应的物距，即
-+=+
8mm
L x x L
x=。

可求得4mm
8．如图所示，是某同学在做“平面镜成像特点”的实验装置．请你运用所学知识完成下面的问题．
（1）该实验采用薄透明平板玻璃代替平面镜，是为了________．
（2）实验放在________（填“较暗”或“较亮”）的环境中进行，效果更好．
（3）为了比较像和物的大小关系，该实验选择两个外形________（“相同”或“不同”）的蜡烛 A和 B 做实验．
（4）将蜡烛 A 点燃放在玻璃板前，观察它在玻璃板后所成的像，将________（填“点燃”或“不点燃”）的蜡烛 B 在玻璃板后前后移动，直到它与蜡烛A的像________．（5）如果将蜡烛 A 向靠近玻璃板的方向移动，那么像的大小将________（填“变大”、“变小”或“不变”）．
（6）为了研究实验所成的像是实像还是虚像，可以进行的操作是________．
【答案】便于确定像的位置较暗相同不点燃完全重合不变在蜡烛B的位置放置一个光屏，看看屏幕上是不是有蜡烛A的像
【解析】
【分析】
(1)[1]实验时用透明玻璃代替平面镜，在察到蜡烛的像的同时，也能观察到另一侧的蜡烛，便于确定像的位置；
(2)[2]蜡烛点燃时比较亮，在较暗的环境中，烛焰和环境的对比度比较大，烛焰的像会更清晰．
(3)[3]探究平面镜成像实验时，采用两个完全相同的蜡烛，是为了比较物像大小关系；
(4)[4]将蜡烛 A 点燃放在玻璃板前，观察它在玻璃板后所成的像，将不点燃的蜡烛 B 在玻璃板后前后移动，直到它与蜡烛A的像完全重合，可知蜡烛A和它成的像大小相等；
(5)[5]平面镜成像的特点是物像等大，故将蜡烛向靠近镜面的方向移动，像的大小不变；
(6)[6]为了辨别平面镜成像的虚实，可以拿白色的光屏放在像的位置，如果光屏上承接不到像，平面镜成虚像．
【点睛】
（1）探究平面镜成像实验中，要用透明的玻璃板代替平面镜，虽然成像不太清晰，但是在物体一侧能看到物体的像，同时还能看到代替物体的另一个物体，便于确定像的位置，便于比较物像大小关系．（2）探究平面镜成像实验时，物体和环境对比度越大，并且物体越亮，物体的像越清晰．（3）实验时采用两个完全相同的蜡烛，一支蜡烛放在玻璃板的前面并点燃，另一支放在玻璃板的后面，当玻璃板后面的蜡烛和玻璃板前面的蜡烛的像完全重合时，可以确定像的位置，同时也可以比较物像大小关系；（4）另外一支相同的蜡烛与竖立在玻璃板前面点燃的蜡烛的像能完全重合，可知蜡烛和他成的像大小相等．（5）平面镜成像的特点是：虚像，物像等大，物像等距，物像连线与镜面垂直．（6）实像和虚像的区别：实像可以在光屏上呈现，虚像不能呈现在光屏上．
9．为了探究光的反射规律，某同学用如图所示的装置进行实验，平面镜置于水平桌面上，把一可沿ON折叠的白色硬纸板竖直放置在平面镜上．
（1）在实验中使用白色硬纸板能显示______________，也能方便地测量_________．（2）以法线ON为轴线，将白色硬纸板的F面绕法线ON向后旋转，则______________（选填“能”或“不能”）看到反射光线，说明：_______________．此时反射光线的位置______________（选填“发生”或“不发生”）变化．
（3）如图，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，若将AO向ON靠近，则OB______________ON．（选填“靠近”或“远离”）（4）要得到反射角等于入射角的规律，需测出图中的反射角和入射角大小，如这二个角相等，则得到反射角等于入射角的规律．你认为这样做需改进的地方有：_____________．【答案】光路入射角和反射角不能反射光线、入射光线、法线在同一平面不发生靠近应该改变角度的大小，多次测量，得到普遍性的结论
【分析】
【详解】
(1)[1][2]白色硬纸板能发射所有光，在实验中使用白色硬纸板能显示入射光、反射光的光路，也能方便测量入射角和反射角；
(2)[3][4][5]白色硬纸板的面向后旋转，不能看到反射光线，这说明了入射光线、反射光线、法线在同一平面，反射光线的位置是不变的；
(3)[6]若将AO向ON靠近，那么入射角变小，根据光的反射定律，反射角也变小，反射光线应该靠近法线；
(4)[7]需要改进的地方，应该是多次改变入射角的大小，测出对应的反射角，这样得到的结论才有普遍性．
10．2016 年 9 月 25 日，500 米口径球面射电望远镜（FAST）在贵州省平塘县落成，并开始接收
来自宇宙深入的电磁波。

这是由中国科学院国家天文台主导建设，具有我国自主知识产权、世界最大单口径、最灵敏的射电望远镜。

某兴趣小组同学看到报道后想探究“球面射电望远镜的工作原理”，他们查找资料后发现。

经典射电望远镜的基本原理和光学反射望远镜相似，投射来的电磁波被一精确镜面反射后，同相到达公共焦点。

用旋转抛物面作镜面易于实现同相聚焦，因此，射电望远镜天线大多是抛物面。

于是他们联想到抛物面可能跟凹面镜工作原理相同，并作出以下猜想：猜想一：抛物面上的反射是否遵从光的反射定律。

猜想二：平行于主轴的电磁波经抛物面反射后，反射的电磁波是否会聚于一点。

猜想三：抛物面对电磁波起会聚作用，是否焦距越小，会聚本领越大。

为了探究猜想一，兴趣小组的同学选用了平面镜、直尺、铅笔、量角器和激光光源进行了如图甲所示的实验：
（1）实验时为了让不同方位的同学都能看到光的传播路径，应该选________（填字母）竖着放在甲图中的平面镜上，这是因为光在所选物品上发生了________反射。

A．平面镜 B．凹面镜 C．透明玻璃板 D．硬纸板
（2）他们用铅笔描出光路，然后用凹面镜代替平面镜，让ON 正对凹面镜弧面顶点，并保持光线EO 不动，如果出射光线与OF 重合，就说明猜想一是_____（填“正确”或“不正确”）．为了探究猜想二，他们找到如图乙的小型卫星电视接收器，准备按丙图完成实验。

（3）他们将平行光源正对抛物面，然后将一小纸板在抛物面前来回移动直到纸板上出现最小最亮的光斑，这一光斑其实就是凹面镜的焦点，所以抛物面对平行光也有_____作用（选填“会聚”或“发散”）。

（4）通过（3）的探究他们明白，在射电望远镜中，如果接收电磁信号，真正的信号接收
天线就放在抛物面的________________处。

（5）巨大的反射面把遥远星体发来的微弱的光聚集起来，形成一个比较亮的像。

把照相底板放在成像的位置上，就可以把那些暗淡的恒星的像照下来。

人们利用这种天文望远镜已经看到距地球一百亿光年远的恒星（一光年就是光一年通过的距离）．根据这段话判断凹面镜在本题中成_____________像（“实”“虚”）。

【答案】D漫正确会聚焦点实
【解析】
【详解】
(1)能从不同方位看到光线，是因为光在光屏上发生了漫反射，四个选项中只有硬纸板能发生漫反射，实验时让光贴着硬纸板入射，纸板前不同方位的同学都能看到光的传播路径。

(2)用凹面镜代替平面镜，让ON正对凹面镜弧面顶点，并保持光线EO不动，利用的是控制变量法，如果出射光线与OF重合，就说明抛物面上的反射也遵从光的反射定律，即说明猜想一是正确的；
(3)将平行光源正对抛物面，然后将一小纸板在抛物面前来回移动直到纸板上出现最小最亮的光斑，这一光斑其实就是凹面镜的焦点，所以抛物面对平行光有会聚作用；
(4)射电望远镜工作时，把天体投射来的电磁波通过接收器的反射，汇集到望远镜焦点，从而获取宇宙相关信息。

(5)实像是实际光线会聚而成的，虚像是实际光线的反向延长线会聚形成的。

根据“巨大的反射面把遥远星体发来的微弱的光聚集起来，形成一个比较亮的像”可知，这个像是实际光线会聚而成的，由此可判断凹面镜在本题中成实像。

故答案为：D；漫；正确；会聚；焦点；实。