上海阳光外国语学校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．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．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．

3．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】