上海市上宝中学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．小明用如图甲所示器材“探究平面镜成像特点”，请你帮他完成下列问题：（1）选取两完全相同的蜡烛是为了比较像与物的________ 关系．（2）当蜡烛B与蜡烛A的像完全重合时，移动玻璃板的位置，会看到蜡烛B与蜡烛A的像________ （仍能/不能）重合．（3）经过三次实验后，在白纸上记录了像与物对应的位置，如图乙所示，则下一步应如何处理白纸上的信息，才能得出实验结论．________【答案】大小不能连接像与物的对应点，判断连线与镜面是否垂直，测出A和A′、B 和B′、C和C′到镜面的距离，比较各个对应点到镜面的距离是否相等，（或将纸沿镜面所在位置对折，判断像与物得两对应点是否重合）【解析】【分析】（1）探究平面镜成像实验时，选择两个完全相同的蜡烛是为了比较物像大小关系．（2）根据平面镜成像特点：物像对称来解答此题．（3）从实验的目的：探究、验证平面镜成像的特点的角度分析，利用刻度尺，连接像与物的对应点，分别测量像到镜面的距离和物到镜面的距离，比较得出结论．【详解】（1）实验要选取完全相同的两只蜡烛，目的是为了比较蜡烛的像与蜡烛的大小关系．（2）根据平面镜成像特点可知，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．蜡烛B与蜡烛A的像完全重合时，移动玻璃板的位置，此时，像和物体各对应点到平面镜间距离不再相等，因此会看到蜡烛B与蜡烛A的像不能重合．（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，测出A和A′、B和B′、C和C′到镜面的距离，比较各个对应点到镜面的距离是否相等，（或将纸沿镜面所在位置对折，判断像与物得两对应点是否重合）．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．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。

同学们在辅导老师的帮助下制作了“E”、“F”和“R”形状的LED发光字来充当物体，做成两个小孔形状不同的纸筒，纸筒另一端绷装半透明膜，做好装置后同学们进行实验探究．（1）物理上将“F”、“E”和“R”形状的LED发光的字称为________，射出的光在同种均匀介质中沿__________传播；为了便于观察，该实验最好在______（选填“较明亮”或“较黑暗”）的环境中进行。

（2）同学们将“F”发光字固定好后，先用小圆孔纸筒进行实验，同学们在半透明膜上观察到倒立的“F”，如图所示，小孔成像中所成的像能呈现在半透明膜上，说明所成的像是________（选填实像或虚像），同学们将实验结果记录在设计好的表格后，再换用小方孔纸筒进行实验，并观察记录。

（3）同学们再换用“E”和“R”形状发光字，分别按照实验（2）进行实验，将观察到的结果记录在表中。

实验次数发光字小孔形状像的形状半透明膜上是否呈现1F圆形倒立呈现2F方形倒立呈现3E圆形倒立呈现4E方形倒立呈现5R圆形倒立呈现6R方形倒立呈现（4）通过比较________，同学们验证了猜想一，得出结论：在小孔形状相同时，小孔所成的像与物体的形状有关。

（5）同学们通过比较1、2，3、4和5、6，得出结论：___________（6）实验小组在该实验中采用的实验方法是______________．【答案】光源直线较黑暗实像1、3、5（或2、4、6）在物体形状相同时，小孔所成的像与小孔的形状无关控制变量法【解析】【分析】【详解】(1)[1]能自行发光的物体称为光源，LED发光的字是光源。

[2]光在同种均匀介质中沿直线传播。

[3]为了便于观察，实验在较黑暗的环境进行，成的像会比较清晰。

(2)[4]实像是实际光线会聚而成的，可以成在光屏上，孔成像中所成的像，能呈现在半透明膜上，说明所成的像是实像。

(4)[5]通过比较1、3、5（或2、4、6）实验数据可知，小孔形状相同，物体形状不同，所成像的形状不同，说明在小孔形状相同时，小孔所成的像与物体的形状有关。

(5)[6]通过比较1、2，3、4和5、6，实验数据可知，物体形状相同，小孔形状不同，所成像的形状相同，说明在物体形状相同时，小孔所成的像与小孔形状无关。

(6)[7]实验小组在该实验中,有两个变量物体形状和小孔形状，采用的实验方法是控制变量法。

4．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L1和L2平行竖直放置，两镜相距s，物体A在两镜之间，A在L1中的一个像是A1，A2在L2中的一个像是A2，已知A1、A2相距1s，当物体A在两镜之同移动时，A在两镜里成的像A1、A2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。