上海西南模范中学物理光现象实验专题练习(解析版)

一、初二物理光现象实验易错压轴题（难）1．小明用图甲的装置探究“平面镜成像的特点”，操作如下：①在竖立的玻璃板前点燃蜡烛A，可以看到蜡烛A在玻璃板中的像，取一支外形相同但不点燃的蜡烛B在玻璃板后面来回移动，直到看上去它跟蜡烛A的像完全重合；②移去蜡烛B，在其原来位置上放置一块光屏，观察光屏上是否有蜡烛的像；③将玻璃板倾斜，再次观察“蜡烛A的像”，如图乙所示。

请你解答下列问题：(1)实验不用平面镜而用玻璃板的目的是便于______；(2)操作①中通过玻璃板能够看到蜡烛A的像是由于发生了光的______；蜡烛B与蜡烛A 的像完全重合，说明像与物的大小______；(3)操作②的探究目的是______；(4)操作③中蜡烛A此时的像是图乙中的______（选填“A1”、“A2”或“A3”)。

【答案】确定像的位置反射相等探究像的虚实 A2【解析】【分析】【详解】(1)[1]镜子和玻璃板都是平面镜，而且镜子的反射效果好，成像清晰，但镜子不透光，不能看到背面的物体；玻璃板成像比较暗，但透光，可以看到镜子后的物体。

本实验的关键是确定像的位置，为解决这一关键点，选择玻璃板而不选镜子。

(2)[2]操作①中通过玻璃板能够看到蜡烛的像是由于发生了光的反射。

[3]蜡烛B与蜡烛A的像完全重合，说明像与物的大小相等。

(3)[4]操作②的探究目的是探究像的虚实，虚像不会出现在光屏上。

(4)[5]如果玻璃板没有放正，蜡烛的像与蜡烛不在同一水平面上，像与物关于平面镜对称，A。

操作③中蜡烛A此时的像是图乙中的22．小明利用如图甲所示的实验器材，做“探究平面镜成像的特点”实验：(1)小明用玻璃板代替平面镜的目的是__________；(2)小明在玻璃板的前面放一支点燃的蜡烛A，还要在玻璃板的后面放一支没有点燃的蜡烛B，对蜡烛A和B的要求是_____，这是为了比较_____；实验中点燃蜡烛A的目的是__________；(3)小明完成实验后，在老师的帮助下对上述实验进行了改进，如图乙所示，他将右侧贴有半透膜的玻璃板用夹子固定在量角器上，把形如“7”的未点燃的生日蜡烛C､D分别插在铺有方格纸的泡沫板的a、b处，透过普通玻璃看不到蜡烛C清晰的像，透过贴膜玻璃能看到蜡烛D清晰的像，他透过贴膜玻璃能看到蜡烛D清晰的像是因为__________；(4)请你说出实验改进后的优点（至少说出两点）∶_______________｡【答案】便于确定像的位置完全相同像与物的大小使蜡烛A的像更清晰贴膜玻璃前光线暗一些便于探究像和物与平面镜的位置关系；便于比较物与像的大小【解析】【分析】【详解】(1)[1]在“探究平面镜成像的特点”实验中，为了便于确定像的位置以及方便观察像，用透明的玻璃板替代平面镜完成实验。

(2)[2][3]在“探究平面镜成像的特点”实验中，为了便于比较像与物的大小关系，需要选用的两支蜡烛完全相同。

[4]实验中点燃蜡烛A后比较亮，黑暗的环境和蜡烛的对比度大，使蜡烛A成的像更清晰。

(3)[5]普通玻璃比贴膜玻璃对光的反射要好一些，反射的光线多一些，导致贴膜玻璃比普通玻璃前光线要暗一些，所以透过贴膜玻璃能看到蜡烛D清晰的像。

(4)[6]铺上方格纸便于探究像和物与平面镜的位置关系；用形如“7”的未点燃的生日蜡烛做物体便于比较物与像的大小。

3．如图所示是“探究平面镜成像特点”的实验装置，把一支点燃的蜡烛A放在玻璃板的前面，再拿另一支外形相同的蜡烛B竖立着在玻璃板后面移动，直到看上去跟蜡烛A的像完全重合，这个位置就是像的位置，在白纸上记下A和B的位置。

移动点燃的蜡烛，重复做多次实验。

（1）如果有5mm厚和2mm厚的两块玻璃板，应选择_________ mm厚的玻璃板做实验较合适。

实验中用两段相同的蜡烛是为了比较像和物体的__________的关系。

（2）通过对实验现象和数据的分析得出结论：平面镜所成的像与物体关于镜面_______。

（3）移去蜡烛B，在其位置上竖立光屏，在光屏上________(填“能”或“不能”)承接到蜡烛A 的像。

（4）实验过程中同学们体会到：用玻璃板代替平面镜成像虽没有平面镜清晰，但能透过玻璃板观察到蜡烛___________(填“A”或“B”)，便于确定像的位置，这是本实验成功的关键。

（5）在探究实验的过程中，若把蜡烛A放在距玻璃板30 cm处，蜡烛A在玻璃板中所成的像到玻璃板的距离是______cm；当蜡烛A远离玻璃板时，它的像的大小将______(填“变大”“变小”或“不变”)。

【答案】2 大小对称不能 B 30 不变【解析】【详解】(1)[1]玻璃板的选择主要是薄，因为厚的玻璃板两个表面都成像，会产生重影。

应选择2mm厚的玻璃板做实验；[2] 相同的两个蜡烛是为了比较像和物体的大小关系；(2)[3]平面镜成像的特点是：像与物关于镜面对称；(3)[4]平面镜所成像为虚像，不能用光屏承接；(4)[5]本实验时，是从点燃蜡烛一侧，观察未点燃蜡烛与点燃蜡烛的像重合，便于确定像的位置，所以透过玻璃板观察到蜡烛B；(5)[6]平面镜所成的像，像距等于物距。

蜡烛A放在距玻璃板30 cm处，像到玻璃板的距离也是30cm；[7]平面镜成像特点之一是像与物等大，无论蜡烛远离还是靠近镜面，像与物大小都相等，也就是像的大小不变。

4．如图甲所示，平面镜M放在水平桌面上，E、F是两块黏接在一起的硬纸板，垂直于镜面且可绕ON转动，小诚同学利用该实验装置和量角器，进行了探究光的反射规律实验。

(1)如图甲所示，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OB；若将一束光贴着纸板F沿BO射到O点，光将沿图中的_____方向射出，说明在光的反射现象中，光路是______的。

实验时让光贴着纸板入射是为了______。

(2)如图乙所示，以法线ON为轴线，把纸板F向后缓慢旋转，在F上____(填“能”或“不能”)看到反射光线OB。

(3)如图丙所示，将纸板倾斜，让光线仍贴着纸板E沿AO方向射向镜面，则纸板F上_________(填“能”或“不能”)看到反射光线。

(4)改变入射角度，观察反射光线是否改变，用量角器测出入射角和反射角，进行三次实验，把测量结果记录在表格中，请你帮忙设计这个记录实验数据的表格。

（__________________）【答案】OA 可逆显示光路不能不能略【解析】【分析】【详解】(1)[1][2]让光线沿AO入射到平面镜上，反射光线沿OB射出，若让光线沿BO入射时，则反射光线沿OA射出，这证明光路是可逆的；[3]实验时让光贴着纸板入射是为了显示光的路径；(2)[4]在光的反射中，入射光线、法线、反射光线在同一平面内。

所以以法线为轴线，把纸板F向后旋转时，因为F与入射光线和法线不在同一平面，所以在F上不能看到反射光线OB；(3)[5]将纸板倾斜，让光线仍贴着纸板E沿AO方向入射平面镜上时，法线与平面镜垂直，法线已经不是ON了，入射光线AO与法线所在平面已不在是纸板所在平面了，所以在纸板F上不能看到反射光线；(4)[6]实验次数入射角反射角1235．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L x x L-+=+8mmx=。

可求得4mm6．在探究“平面镜成像特点”的活动过程：（1）为了便于观察实验现象，应选在___________（选填“较亮”或“较暗”）的环境中进行；（2）该实验用玻璃板代替平面镜，是为了方便确定_____，此时成像的清晰度比日常使用平面镜______（选填“好一些”或“差一些”）；（3）实验时，将蜡烛A放在玻璃板前，把另一个相同的蜡烛B放到玻璃板的另一侧，边移动、边观察，使它与A的像重合，观察时，眼睛应该在如图乙中________处观察（选填“a”、“b”、“c”或“d”），蜡烛B的位置即是________的位置．为确定像的虚实，需在________ (选填“蜡烛A”或“蜡烛B”)位置放一个光屏，并在如图中的_______处观察光屏上是否有像（选填“a”、“b”、“c”或“d”）；（4）在实验中，小军看到蜡烛A有两个不重合的像，为了减小这个影响，下列做法可行的是______（选填序号）；A．换用较薄的玻璃板B．换用较厚的玻璃板C．调整观察的角度，使像重合（5）如图丙是小军本人，他在进行实验时，从镜中也观察到了自己的像．那么他在镜中所成的像应是如图丙中的_______（填序号）；（6）如图丁所示，若将玻璃板与水平桌面成45°角固定在水平桌面上，当蜡烛A沿着桌面向右做直线运动，将看到蜡烛A在玻璃板后的像________（填选项字母）运动；A．水平向右 B．水平向左 C．竖直向下 D．竖直向上（7）移动蜡烛A进行多次实验，目的是_____________；（8）做完实验后某同学总结了一些关于平面镜成像的知识，其中不正确的是______ A．将蜡烛向玻璃板靠近，像的大小不变B．将蜡烛和像所在的位置用直线连接，连线跟玻璃板垂直C．当蜡烛与玻璃板的距离为10cm时，像和物相距20cmD．若将玻璃板竖直向上缓慢平移，蜡烛的像也跟着向上平移【答案】较暗像的位置差一些a像蜡烛B b A A C 得到普遍规律 D【解析】【分析】【详解】(1)[1]在实验时，为了能看到更加清晰的像，最好在较暗的环境中进行；(2)[2][3]用玻璃板代替平面镜，我们可以透过玻璃板看到像，方便确定像的位置，此时有部分光透过玻璃板射出，因此清晰度要比平面镜差一些；(3)[4][5]平面镜成像是虚像，因此要在蜡烛的同侧观察，透过玻璃板来确定像的位置，因此应该在图乙的a处观察，把B放在像所在的位置，B的位置即为像的位置；[6][7]要确定像是虚像，可在成像位置，即B处放一个光屏，然后在图中b处观察光屏上是否会成像，如果接收不到，说明是虚像；(4)[8]成两个不重合的像可能是玻璃板较厚，在玻璃板两个面上都成像，因此要消除此影响，可换用较薄的玻璃板，故选A；(5)[9]平面镜成像时所成的像是等大的，左右对称的，因此A为小军的像；(6)[10]图丁中蜡烛成像关于玻璃板对称，当蜡烛右移靠近玻璃板时，像也靠近玻璃板，因为玻璃板与桌面成45°角，因此它的像原来在桌面正上方，向桌面移动，即竖直向下移动，故选C；(7)[11]移动蜡烛多次实验是为了得到多组不同情况下的数据，使实验结论具有普遍性；(8)[12]A．平面镜成像时所成的像是等大的像，与距离无关，A正确，不符合题意；B．蜡烛与像是关于玻璃板对称的，因此它们的连线是与玻璃板垂直的，B正确，不符合题意；C．蜡烛到玻璃板的距离与像到玻璃板的距离相等，C正确，不符合题意；D．蜡烛的成像位置与蜡烛的位置有关，与玻璃板的位置无关，D错误，符合题意．7．小童在探究平面镜成像的特点，下面是他其中的几个实验操作：a．移去蜡烛B，在B的位置上放一光屏，不透过玻璃板，直接观察光屏上有无蜡烛的像b．点燃一支小蜡烛A，竖直立在玻璃板前面．将没有点燃的同样的蜡烛B放到玻璃板后面，移动至与蜡烛A的像完全重合c．记下蜡烛A和B及玻璃板的位置d．移去玻璃板、蜡烛A及光屏，用直线连接A和B的位置，用刻度尺测量它们到玻璃板位置的距离．（1）以上实验步骤合理的顺序是_________．（2）步骤a中，观察光屏上有无蜡烛的像，这样做的目的是________．（3）小童在某次改变蜡烛位置后，发现无论怎样移动蜡烛B的位置都无法与A的像重合，其原因可能是： __________（4）小童将显示时间为 10:21的电子手表放在平面镜前，则在平面镜中看到时钟显示的时间是_______．（5）小组同学进行了正确的实验操作后，得到的实验数据如下图乙：实验中为什么要改变蜡烛的位置多次实验：_______【答案】bcad探究平面镜所成的像是虚像还是实像玻璃板没有竖直放置 15:01 为了多次实验避免偶然性，得到普遍规律【解析】【分析】【详解】（1）因为实验目的：探究平面镜成像特点，因此合理的顺序是：b．点燃一支小蜡烛A，竖直立在玻璃板前面．将另一支没有点燃的同样的蜡烛B放到玻璃板后面，移动到与蜡烛A的像完全重合；c．记下蜡烛A和B以及玻璃板的位置；a．移去蜡烛B，在B的位置放一光屏，不透过玻璃板，直接观察光屏上有无蜡烛的像；d．移去玻璃板、蜡烛A及光屏，用直线连接A和B的位置，用刻度尺测量它们到玻璃板位置的距离．（2）因为光屏不能接收虚像，只能接收到实像，所以步骤a中观察光屏上有无蜡烛的像，这样做的目的是看是实像还是虚像．（3）当玻璃板没有竖直放置时，即玻璃板与桌面不垂直时，成的像不在桌面上，所以在改变蜡烛位置后，发现无论怎样移动蜡烛B的位置都无法与A的像重合；（4）由图分析可得：题中所给的10:21 ，与“15：01”成轴对称，这时的时间应是15：01．（5）探究平面镜成像特征，要得出一个规律性的结论，因此不能只进行一次实验，而应多次实验，避免偶然性，即为了多次实验避免偶然性，得到普遍规律要多次实验．8．如图所示，小亮和小红为了探究平面镜的成像特点，将一块厚度为0.5cm的玻璃板架在水平台板上面，再取两根完全相同的蜡烛分别竖直置于玻璃板两侧，点燃玻璃板前的蜡烛进行实验．（1）为便于观察，该实验最好在_____（选填“较亮”或“较暗”）的环境中进行．（2）用透明玻璃板代替平面镜的目的是____，两根完全相同的蜡烛是为了便于比较像与物的____关系．（3）实验过程中，如果在平台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_____．（4）小红透过玻璃观察蜡烛A的像时，看到在像的后面还有一个较模糊、与像有部分重叠的像，出现两个像的原因是_____．（5）小亮改变蜡烛的位置，记录了蜡烛A和较清晰的像到平面镜的距离，如下表所示：物体到平面镜的距离/cm 3.0 4.5 6.07.5像到平面镜的距离/cm 3.0 4.5 6.07.5最终他们得出结论：平面镜成像时_____．【答案】较暗便于确定像的位置大小玻璃板没有竖直放置玻璃太厚，玻璃板的两个面都成了像像与成像物体到平面镜的距离相等【解析】【分析】【详解】（1）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；（2）在实验中用透明的玻璃板代替平面镜，因为玻璃板既能成像又能透光，目的是便于确定像的位置．选取两根完全相同的蜡烛，是为了比较像和物的大小关系；（3）在平台面上，玻璃板如果没有竖直放置时，像会偏上或偏下，所以无论怎样移动蜡烛都无法与像重合；（4）由于像是由光的反射形成的，玻璃的两面都能反射光，能成两个像，所以出现两个像的原因是玻璃太厚，玻璃板的两个面都成了像；（5）得出结论：平面镜成像时像与成像物体到平面镜的距离相等．9．小明和小聪探究光的反射规律，实验装置如图所示．先将平面镜______放在水平桌面上，再将纸板ABCD放置在平面镜上，让一束激光紧贴纸板射向O点；在硬纸板ONBC 面内看到反射光_______（填“能”或“不能”）；如果保持入射光的方向不变，将硬纸板ONBC面以ON为轴向后折转，如图乙所示，则在ONBC面内_________（选填“能”或“不能”）看到反射光．此现象说明__________．【答案】垂直能不能反射光线在入射光线和法线所在的平面内【解析】硬纸板ABCD必须垂直放置在平面镜上，才能获得反射光线、入射光线跟法线位置的关系；让一束激光紧贴纸板射向O点；在硬纸板ONBC面内能看到反射光，如果保持入射光的方向不变，将硬纸板ONBC面以ON为轴向后折转，则在ONBC面内不能看到反射光．此现象说明反射光线在入射光线和法线所在的平面内．10．小明的书桌放在南窗边，冬日的暖阳斜射在书桌玻璃台板上，在房间竖直雪白的墙壁上留下一块规则的光斑．有一次他将一支铅笔放在玻璃圆镜正上方约 10 厘米处，墙上光斑中出现了两个黑色的阴影，小明在思考：（1）光斑的形成是因为_______ ，影子的形成是由于__________ 造成的．（2）为什么墙上有两个黑影呢？小明进行了探究，如图甲和乙所示，当笔放在玻璃圆镜上时，两个黑影变为紧挨着．改变铅笔和玻璃圆镜的距离．发现两个黑影对称着变化移动．于是他认为两个黑影中一个是铅笔的影子，另一个是铅笔通过平面镜所成的像．，请帮助分析他的猜想是否有道理？_______．（3）为什么一只笔出现了两个影子呢？小明再次移动铅笔偏离镜面的正上方，结果发现影子只剩下一个，如图丙所示．你能用在丁图中用光学作图来说明光斑中为什么会出现两个黑影的道理吗?（______）【答案】光的反射光的直线传播没有道理【解析】【分析】光被遮挡没有到达的地方会形成影子．光被铅笔遮挡没有到达平面镜，这时影子形成在平面镜上，反射后墙上是影子的投影．【详解】当太阳光斜射玻璃圆镜上时，发生了镜面反射，发射光射到墙壁上留下一块规则的光斑，影子的形成是由于光的直线传播造成的．当铅笔放在玻璃圆镜上时，铅笔会挡住射向镜面部分入射光线和由镜面射向墙壁的部分反射光线，从而在墙上形成两个黑影；如图所示：光被铅笔遮挡没有到达平面镜，这时影子形成在平面镜上，反射后墙上是影子的投影，如图②．这个是先有影子后成像，所以是影子的像．另一个是光通过镜子反射后照在铅笔上，投影在墙上，是铅笔的影子，如图①．而铅笔通过平面镜所成的像在镜子的下方，故小明的猜想是没有道理．改变铅笔和玻璃圆镜的距离，发现两个黑影对称着变化，再次移动铅笔偏离镜面的正上方，发射光线将不会被遮挡，如图①消失，只剩下图②的黑影了．。