深圳罗湖区文锦中学物理光现象实验(培优篇)(Word版 含解析)

一、初二物理光现象实验易错压轴题（难）1．小勇同学利用如图所示的装置探究“平面镜成像的特点”。

（1）在实验中用透明的玻璃板代替平面镜，是为了便于_____。

（2）为探究平面镜所成像的大小与物体的大小关系时，小勇做了如下操作：他先点燃蜡烛A并将其放在玻璃板前，再拿一只外形与蜡烛A相同，但不点燃的蜡烛B竖立着在玻璃板后移动，当移动到A像的位置时，观察到它与蜡烛A的像完全重合，这表明_____。

（3）在实验中，小勇将蜡烛A向远离玻璃板的方向移动了3cm，再次将蜡烛B移到蜡烛A 像的位置，经测量，蜡烛A与它的像之间的距离变化了_____cm，同时观察像的大小_____（填“变大”、“变小”或“不变”）。

【答案】确定像的位置像和物大小相等6不变【解析】【分析】（1）平面镜成像的特点：物体在平面镜中所成的像是虚像，像和物体的大小相等，它们的连线垂直于镜面，它们到镜面的距离相等，根据成像的特点分析实验操作的要求；（2）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。

（3）平面镜成像，像物到镜面距离相等，像大小跟物体的大小相等。

【详解】（1）实验中用玻璃板代替平面镜，主要是利用玻璃板透明的特点，便于确定像的位置；（2）未点燃的蜡烛与点燃的蜡烛的像完全重合，可知蜡烛和他成的像大小相等，物体和像关于平面镜对称，同时还可以确定像的位置。

（3）他将蜡烛A向玻璃板远离3cm，蜡烛A的像也向玻璃板远离3cm；因此，再将蜡烛B 移到A像的位置，通过测量，发现蜡烛A与它在玻璃板中像的距离变化了6cm；平面镜所成的像与物体等大，此过程像的大小不变。

答案：(1). 确定像的位置 (2). 像和物大小相等 (3). 6 (4). 不变2．宁宁对有关光学实验进行了回顾和思考：（1）如图甲所示把一个小平面镜竖直立在白纸上，在白纸上画出一条垂直于镜面的法线ON，用激光笔沿着白纸表面让光斜射到平面镜上，观察反射光．①让光沿着白纸的表面照射，这样做的目的是________．②让光沿AO方向照射在平面镜的O点，a图能观察到反射光OB，而b图却看不到反射光OB，这说明________．（2）如图乙所示是“探究平面镜成像特点”的实验装置：①宁宁将用玻璃板来代替平面镜，这样做的目的是为了确定________，取两只相同蜡烛的目的是为了能比较像与物的________．②实验过程中，如果在平面上无论怎样移动蜡烛B，都无法与蜡烛A的像完全重合，原因可能是________．③排除了上述情况的干扰后，他继续进行实验，在玻璃板前点燃蜡烛A，拿未点燃的蜡烛B 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蜡烛A的像完全重合，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”）．④移去蜡烛B，在其原来位置上放置一块光屏，光屏上________（选填“能”或“不能”）呈现蜡烛的像．⑤蜡烛A放在玻璃板前40cm处，现以5cm/s的水平速度向玻璃板匀速靠近，则经过2s后蜡烛A与像的距离为________ cm，像的大小将________（选填“变大”、“不变”或“变小”）；若将玻璃板放置成与水平面成45°角，将会观察到蜡烛A运动的方向与像运动的方向互相________．【答案】显示出光的路径入射光线、反射光线、法线三者不在同一平面内像的位置大小玻璃板没有竖直放置等效替代法不能 60 不变垂直【解析】【分析】（1）①白色物体能够反射所有色光，黑色物体吸收所有色光；②在光的反射中，反射光线、法线、入射光线三线在同一平面上，是通过光屏展现在眼前的；（2）①研究平面镜成像特点时，确定像的位置是关键，像的位置用蜡烛B与蜡烛A的像重合来确定，实验中既能看到物体A的像，又能看到蜡烛B，要采用透明的玻璃板，研究物像的大小采用的是等效替代法，把蜡烛A像的大小用蜡烛B来代替；②玻璃板没有竖直放置时，像会偏上或偏下，使玻璃板后面的蜡烛和玻璃板前面蜡烛的像不能完全重合；③等效替代法是在保证某种效果相同的前提下，将实际的、复杂的物理问题和物理过程转化为等效的、简单的、易于研究的物理问题和物理过程来研究和处理的方法，等效替代法是物理中常用的探索问题和分析解决问题的科学方法之一；④虚像光屏接收不到，实像光屏能接收到；⑤利用svt计算出2s蜡烛A移动的距离，求出其距离平面镜的距离，利用像与物到镜面距离相等计算经过2s后蜡烛A与像的距离；由平面镜成像特点知像、物连线与镜面垂直，且它们到镜面的距离相等，作图解答．【详解】(1)①为了更好的观察到反射光线和入射光线，实验中采用了白色硬纸板，光线在白色纸板上的轨迹就容易观察到了，也方便观察反射角和入射角的大小；②让光沿AO方向照射在平面镜的O点，a图能观察到反射光OB，而b图却看不到反射光OB，这说明反射光线、法线、入射光线不在同一平面内；(2)①为了确定像的位置，让蜡烛A的像和蜡烛B重合，既能观察到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；选用大小相同的两个蜡烛，是为了用蜡烛B 代替蜡烛A的像，来比较物、像的大小；②玻璃板竖直放在水平桌面上，像在水平桌面上，玻璃板没有竖直放置时，像会偏上或偏下，所以如果无论怎样移动蜡烛都无法与像重合，则原因是玻璃板没有竖直放置；③在玻璃板前点燃蜡烛A，拿未点燃的蜡烛B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，这种确定像与物大小关系的方法是等效替代法；④光屏能接收到实像，但接收不到虚像，因为平面镜成的是虚像，所以移去蜡烛B，在蜡烛B的原来位置上放一光屏，光屏上不能承接到蜡烛A的像；⑤根据svt=可得2s蜡烛A移动的距离5cm/s2s10cms vt==⨯=，蜡烛A此时距离平面镜的距离为40cm−10cm=30cm，则像到平面镜的距离也为30cm，所以，经过2s后蜡烛A与像的距离为30cm+30cm=60cm；平面镜成像的特点是物像等大，故蜡烛向靠近镜面的方向移动，像的大小不变；若将玻璃板放置成与水平面成45°角，由平面镜成像特点知像、物连线与镜面垂直，且它们到镜面的距离相等，当蜡烛A沿桌面由A位置运动到B位置时，分别作出蜡烛在两个位置所成的像，将会观察到蜡烛运动的方向与像运动的方向互相垂直，如图所示：3．小红在学习了光学的相关知识后，在暗室进行了一些实验探究．（1）实验一：让一细束太阳光照射三棱镜，射出的光射到竖直放置的白屏上．如图所示，白屏Ⅱ区上出现了彩色光带，这是光的________现象．将灵敏温度计放在________（选填“Ⅰ” 或“Ⅲ"）区，温度计示数会明显升高，是因为________；（2）实验二：将一束蓝光照在穿白上衣、红裙子的洋娃娃身上，小红看到了洋娃娃上衣呈________色，裙子呈________色；（3）实验三：通过学习，小红知道红、________、蓝是光的三原色，它们自身________（选填“能”或“不能”）由其它色光混合而成．她将亮度相等的这三种色光叠加在一起，看到了________光．【答案】色散Ⅲ红外线具有热效应蓝黑绿不能白【解析】【详解】（1）实验一：太阳光经过三棱镜后被分解为七色光的现象，是光的色散现象．红光的折射较小，紫光的折射较大，所以图中Ⅲ区是红外线，且红外线具有明显的热效应，所以将灵敏温度计放在Ⅲ区，温度计示数会明显升高．（2）实验二：将一束蓝光照在穿白上衣，白上衣能反射所有颜色的光，即白上衣反射蓝光，所以小红看到了洋娃娃上衣呈蓝色；红裙子只能反射红光，所以蓝光照在红裙子上，洋娃娃身上裙子呈黑色．（3）实验三：光的三原色是红、绿、蓝，它们自身不能由其它色光混合而成，她将亮度相等的这三种色光叠加在一起，看到了白光．4．在“探究平面镜成像特点”的实验中。

（1）实验时应选较____（选填“厚”或“薄”）的玻璃板垂直放置在水平桌面上。

（2）将棋子A放在玻璃板的前面，应在玻璃板____（选填“前面”或“后面”）观察A经玻璃板所成的像。

（3）当棋子A远离玻璃板时，像的大小____。

（4）将光屏放到像的位置，无法直接在光屏上观察到像，说明所成的像是____像（5）用木板紧贴在玻璃板背面，挡住玻璃板后面的光，人眼在玻璃板前____（填“能”或“不能”）看见棋子A的像。

（6）实验时，选择两个相同的棋子，是为了比较像与物体的______；测量两只蜡烛到玻璃板的距离，是为了比较_______________________．（7）他在找准像的位置后,画出了A、B、C三点做标记(如图乙),在测量物距和像距时,他应分别测出_______两点到平面镜的距离作为物距和像距【答案】薄前面不变虚能大小关系像和物体到镜面的距离大小关系A、C 【解析】【分析】（1）玻璃板有两个反射面，每个反射面都可以成一个像，这样由于两个像的干扰，像的位置不易确定准确，需要两个像距离越近越减小误差；（2）由于平面镜成的是反射形成的虚像，应在A的一侧进行观察像实验；（3）像的大小与物体大小相同。

（4）实像和虚像的重要区别是实像能用光屏承接，虚像不能承现在光屏上。

（5）平面镜成像的原理是光的反射形成。

（6）选择两个相同的棋子可以比较像和物的大小关系；通过测量两只蜡烛到玻璃板的距离，可以得出像距等于物距的结论。

（7）为了比较物距和像距，应找到对应的点进行测量。

【详解】（1）玻璃板两个面都能成像，当越薄时，两个反射面所在的像距离越近，这样可以使确定的像的位置更加准确，厚玻璃板会形成两个像，会影响对实验结果的判断，所以选薄的玻璃板；（2）由于平面镜是反射形成的虚像，故在玻璃板前放一支点燃的蜡烛A，眼睛应该在镜前才能观察到蜡烛A经玻璃板反射所成的像；（3）平面镜成的像与物大小相同，和物到镜的距离无关，人们感觉到的近大远小是一种视觉效果，不影响真实的大小。

所以将蜡烛A逐渐远离玻璃板，它的像不变。

（4）因为虚像不能在光屏上承接，所以将光屏放到像的位置，无法直接在光屏上观察到像，说明所成的像是虚像。

（5）平面镜成的像是光的反射形成的，蜡烛发出的光线经玻璃板反射，被人眼接收，才能看到像，所以用木板紧贴玻璃板背面，挡住玻璃板后的光，人眼在玻璃板前仍能看见棋子A的像。

（6）实验时，选择两个相同的棋子，当后面的棋子和前面棋子的像完全重合时，可以比较像与物体的大小关系，可得像和物体大小相等的结论；测量两只蜡烛到玻璃板的距离，是为了比较像和物体到镜面的距离大小关系．（7）他在找准像的位置后,画出了A、B、C三点做标记(如图乙)，由图知，A点在蜡烛的左侧边缘，根据成像时像与物对称的特点，A的对应像点在B点，所以在测量物距和像距时,他应分别测出A、C两点到平面镜的距离作为物距和像距5．新思维科技社团的同学们学完光学中小孔成像知识后，提出一个问题，小孔在光屏上所成像的形状与什么因素有关，同学们经过讨论后提出以下猜想：猜想一：像的形状可能与物体形状有关；猜想二：像的形状可能与小孔的形状有关。