【精选】苏科版八年级上册物理 光现象实验章末训练(Word版 含解析)

一、初二物理光现象实验易错压轴题（难）1．小华在探究平面镜成像的特点时，将棋子A放在玻璃板的一侧，看到玻璃板后有棋子A 的像．（1）此时用另一个完全相同的棋子B在玻璃板后的纸面上来回移动，发现无法让它与棋子A的像完全重合（图甲）．你分析出现这种情况的原因可能是：________（2）解决上面的问题后，棋子B与棋子A的像能够完全重合，说明________（3）图乙是他们经过三次实验后，在白纸上记录的像与物对应点的位置．他们下一步应该怎样利用和处理这张“白纸”上的信息得出实验结论：________【答案】玻璃板没有竖直放置；像与物体的大小相等；连接像与物的对应点判断连线与镜面是否垂直，分别测量对应点到镜面的距离，分析得出结论：像和物体各对应点的连线与平面镜垂直，像和物体各对应点到平面镜间的距离相等．【解析】【分析】（1）实验时玻璃板如果不竖直，不论怎样移动后面的蜡烛都不可能与前面蜡烛的像完全重合．（2）实验中选择两根完全一样的蜡烛是为了比较物体与像的大小关系．（3）从实验的目的：探究，验证平面镜成像的特点的角度分析即可．【详解】（1）实验时玻璃板要竖直放置，即垂直于桌面，如果不竖直，所成的像不在桌面上，所以不论怎样移动后面的蜡烛都不可能与前面蜡烛的像完全重合，就无法比较像与物的大小．（2）实验时用完全一样的蜡烛是为了比较物体与像的大小关系．蜡烛B与蜡烛A的像能够完全重合，说明像与物体的大小相等．（3）本实验是探究、验证平面镜成像的特点，所成的像是虚像；像和物体各对应点的连线与平面镜垂直；像和物体各对应点到平面镜间距离相等．所以他们下一步应该连接像与物的对应点，判断连线与镜面是否垂直，像距和物距是否相等；通过归纳处理即可得出如下结论：物和像的连线与镜面垂直，物体和像到镜面的距离相等．2．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。

3．在“探究平面镜成像的特点”实验中，如图所示。

（1）现有厚度分别为5mm和2mm的两块玻璃板，应选择______mm厚的玻璃板做实验，目的是避免出现两个像，影响实验效果。

（2）用玻璃板代替平面镜的目的是______。

（3）实验所用刻度尺是为了____________（4）玻璃板要和水平桌面_________（5）若点燃的蜡烛距玻璃板15cm，此时蜡烛与它的像的距离是______ cm将一张白纸放在玻璃板后，无论如何移动，在白纸上都______(填“能”或“不能”)成像，说明平面镜所成的像是______像。

（6）将蜡烛远离玻璃板移动一段距离，蜡烛的像的大小将______(填“变大”、“变小”或“不变”)。

（7）在竖立的玻璃板前点燃蜡烛A，拿未点燃的和A相同的蜡烛B竖立在玻璃板后面移动，人眼一直在玻璃板的__（选填“前”或“后”）侧观察，直至它与蜡烛A的像完全重合，这是为了探究______________（8）在实验中如果把平板玻璃向右倾斜，如图所示，观察到蜡烛的像的大致位置在图中的__（A/B）处．【答案】2mm 便于确定像的位置测量物距和像距垂直 30 不能虚像不变前比较物与像大小的关系 A【解析】【详解】（1）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厚的避免出现两个像。

（2）使用平面镜时，只能成像，而不能透光，不能确定像的位置，用玻璃时，既能成像，又能透光看到后面的蜡烛，所以便于确定像的位置。

（3）为了证明像和物体到镜面的距离相等，实验中要使用刻度尺分别测量物体到镜面和像到镜面的距离，即测量物距和像距。

（4）平面镜成像时，像与物体对称，只能当镜面与水平桌面垂直时，成像的位置才在水面桌面上，否则会偏高或偏低，影响实验的进行，所以玻璃板一定要和水平桌面垂直。

（5）因为平面镜成像时，物体到平面镜的距离与像到平面镜的距离相同，故将点燃的蜡烛放置在距玻璃板15cm处，蜡烛的像到平面镜的距离也是15cm，故此时蜡烛与它的像的距+=；离是15cm15cm30cm因为平面镜成虚像，光屏不能承接虚像，所以用白纸在玻璃板后面无论如何移动，在光屏上都不能成像。

（6）由平面镜成像特点之一：物像等大可知，将蜡烛远离玻璃板移动一段距离，蜡烛的像的大小将不变。

（7）在竖立的玻璃板前点燃蜡烛A，拿未点燃的和A相同的蜡烛B竖立在玻璃板后面移动，因为是点燃蜡烛A的反射成像，只能在A的一侧看到此像，所以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，则可以说明像和物体大小相等，所以这个步骤为了探究：比较物与像大小的关系。

（8）平面镜成像时，像和物体到镜面的距离相等，连线与镜面垂直，所以像和物体是关于镜面对称的，由图知，像A与物体是对称的，符合成像规律，所以观察到蜡烛的像的大致位置在图中的A处．【点睛】平面镜成像的实验中除了熟练掌握成像规律外，还有很多细节问题要注意，如在较暗的环境中实验，要用薄的玻璃板，要保证玻璃板与桌面垂直等，要注意多总结，用时则手到擒来。

4．如图所示，将透明的薄壁(厚度可忽略不计)方形水槽水平放置，固定在水槽底部的激光笔沿图示方向发出一细光束，小彬通过缓慢改变水槽中的水量来探究光的传播现象．（1）如图水槽中未注水时可在侧壁上A处得到一个光点，注入一定量的水后，光点移至Bθ选填“大于”“等处，这是由于光在水面处发生了光的______现象，此时入射角______角(于”或“小于”)；（2）为使B处的光点移至C处，则应使水槽中的水量______，若BC间距离为2cm，则水cm选填“>”“=”或“<”)；面高度的变化量h△______2(（3）如图所示，小彬将激光笔移至虚线框内向水槽底部照射，为使光束第一次从水面射出后沿DE方向传播，则激光笔照射的方向应满足的条件是______，且激光笔照射在水槽底部的位置必须在区______(选填“①”②”或“③”)内．【答案】折射小于增加>平行于DE②【解析】【分析】【详解】（1）[1][2]水槽中未加水水时，由于光的直线传播，激光射到侧壁上的A点；当水槽中加水时，光点下移到B点位置，这是由于光的折射现象引起的，当光从水中射入空气中时，折射角大于入射角，此时入射角小于角Q；（2）[3]入射角和折射角都不变，所以要使B处的光点移到C处，则应使水槽中的水量增加；[4]若BC间距离为2cm，因为两次的折射光线是平行的，光斑移动的竖直高度小于水面上升的高度，故水面高度的变化量大于2cm；（3）[5]光从空气中进入水中，再从水中射出到空气中，发生折射时，折射角一次减小，一次增大，最终的入射光线与折射光线是平行的，即激光笔照射的方向应满足的条件是：平行于DE；[6]且因为第一次折射进入水中时，折射角小于入射角，则激光笔应该与激光笔照射在水槽底部的位置必须在区②内．【点睛】重点是根据光的折射定律的应用，关键是记清楚光由空气斜射入水或玻璃中时，折射角小于入射角，反之折射角大于入射角，可根据光路可逆的特征进行记忆．5．在“探究平面镜成像特点”的实验中，如图所示．(1)现有厚度分别为5mm和2mm的两块玻璃板，应选择 ____mm厚的玻璃板做实验，实验时应该使环境______．(选填“较亮”、“较暗”、“都可以”)无论怎么移动蜡烛都无法与像重合的原因是_______.(2)用玻璃板代替平面镜的原因是 ______，便于研究平面镜的成像特点．(3)若白纸上每方格长度是5cm，将点燃的蜡烛由A点移至B点，此时它与移动后在玻璃板中所成的像的距离是 ______cm，用光屏在玻璃板后面无论如何移动，在光屏上都_______(选填“能”或“不能”)成像，说明平面镜所成的是 __________像．(4)用大小相同的两支蜡烛是为了__________．【答案】2 较暗玻璃板没有竖直放置（没有与水平面垂直）便于确定像的位置 20 不能虚比较像与物的大小【解析】【详解】(1)[1]玻璃板的选择应该选薄一点的玻璃板，由于玻璃板两个面都可以作为反射面，会出现两个像，影响实验效果，这样选择薄一点的玻璃板，避免明显地出现两个重复的像，应该选择2mm厚的玻璃板做实验；[2]实验时应该使环境较暗，这样蜡烛的像会比较明显看到，实验现象会更加明显；[3]实验过程中，无论怎么移动蜡烛都无法与像重合，这是因为玻璃板没有竖直放置，所成的像不在水平面；(2)[4]玻璃板是透明的，这样可以看到玻璃板的另一侧蜡烛和像，便于确定像的位置；(3)[5]由题意可知，将点燃的蜡烛由A点移至B点时，蜡烛与玻璃板的距离是10cm，根据平面镜的成像特点可知，像与物到平面镜的距离相等，蜡烛的像与玻璃板的距离也是10cm，那么蜡烛与移动后在玻璃板中所成的像的距离是20cm；[6][7]用光屏在玻璃板后面无论如何移动，在光屏上都不能成像；说明平面镜所成的是虚像；(4)[8]用大小相同的两支蜡烛，其中一支蜡烛可以和另一支蜡烛的像作对比，而这两支蜡烛大小是相同的，那么另一支蜡烛可以和它自身的像作对比，可以比较像与物的大小。