深圳深圳奥斯翰外语学校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．在“探究平面镜成像的特点”实验中．

（1）实验室提供平面镜、茶色玻璃板和透明玻璃板，应选________作为实验器材，这样做的目的是为了便于________ ；

（2）小丁选择两只大小外形完全一样的蜡烛是为了比较________；

（3）如图1，蜡烛放在画有方格的平板上，像的位置在________；（A/B/C/D），在该位置放一光屏，屏上________（能/不能）承接到像，说明平面镜成的像是________像；

（4）细心的小丁透过玻璃观察蜡烛的像时，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________，此时成两个像对应的物距分别是蜡烛到玻璃板前后两个面的距离，若玻璃板厚度为3mm，则两个像的中心距离为________mm.

（5）如图2，小丁把四个模型分别面对玻璃板直立在桌面上，用于研究像与物左右位置的关系．其中能够达到实验目的是________；

（6）小丁同学实验过程中，如果在平面上无论怎样移动镜后的蜡烛，都无法与镜前蜡烛的像完全重合，原因可能是________．

【答案】茶色玻璃板 确定像的位置 便于比较像和物体的大小关系 B 不能 虚 玻璃板太厚 6 C 玻璃板与桌面不垂直（或玻璃板为竖直放置）

【解析】

（1）实验室提供平面镜、茶色玻璃板和透明玻璃板，研究平面镜的成像实验时，因为用平面镜不能看到后面的物体，所以不能用，为了减小环境光线对成像的干扰，提高成像的对比度，应选茶色玻璃板作为实验器材，这样做的目的是为了便于确定像的位置．

（2）小丁选择两只大小外形完全一样的蜡烛，实验时像和物体可以完全重合，所以便于比较像和物体的大小关系．

（3）如图，蜡烛放在画有方格的平板上，根据像和物到镜面的距离相等，连线与镜面垂直的特点，可知像的位置在B处；

因为平面镜成虚像，由反射光线的反射延长线相交而形成的，所以在该位置放一光屏，屏上不能承接到像．

（4）细心的小丁透过玻璃观察蜡烛的像时，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玻璃板的两面都能成像，即会成两个像，此时成两个像对应的物距分别是蜡烛到玻璃板前后两个面的距离，若玻璃板厚度为3mm，则后面的像物距和像距都大了3mm，所以两个像会相距6mm．

（5）要研究像与物左右位置的关系，如图中的字母：ATV都是左右对称的，所以不能达到目的，C字母左右不对称，所以其中能够达到实验目的是C图；

（6）平面镜成的像与物体的连线与镜面垂直，像和物体关于平面镜对称，如果在平面上无论怎样移动镜后的蜡烛，都无法与镜前蜡烛的像完全重合，原因可能是：玻璃板与桌面不垂直（或玻璃板未竖直放置），此时像不在桌面上，所以不能重合．

点睛：平面镜成像的实验中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．

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。

（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．小强同学为了探究平面镜成像特点，准备如下器材：各种长度的蜡烛若干、平面境一块、玻璃板一块、白纸一张（如图甲所示）。

(1)除了图甲中画出的器材，本实验中还需要的测量工具是______。

(2)平面M所选的器材是______（选填“平面镜”或“玻璃板”）；这样选择，主要是为了便于确定像的______。

(3)小强把蜡烛A点燃放在M前面，再把其它各支蜡烛依次放在M后面适当位置，当某支蜡烛放在后面时，人眼在M的______（选填“前面”或“后面”）观察，看起来那支蜡烛也被点燃了一样。此时，后面的那支蜡烛与蜡烛A的大小关系是______。

【答案】刻度尺 玻璃板 位置 前面 相等

【解析】

【分析】

【详解】

略

5．如图甲所示，小丽同学在进行“探究平面镜成像特点”的实验时，将玻璃板竖直放在水平桌面上。再取两段相同的蜡烛A和B竖直地放于玻璃板前后（只点燃蜡烛A），在此实验中：

(1)如果有5 mm厚和2 mm厚的两块玻璃板，应选择_____mm厚的玻璃板做实验；为了便于观察，该实验最好在较_____（ 填“明亮”或“黑暗”）的环境中进行；

(2)小滨应在玻璃板_____（填“前面”或“后面”）观察蜡烛A经玻璃板_____（填“反射”或“折射”）所成的像；

(3)实验中，若用一张黑纸完全遮住B侧的镜面，将_____（填“能”或“不能”）继续在镜中观察到烛焰的像；

(4)若向左倾斜玻璃板，如图乙所示，蜡烛A的像将向_____ 移动。（填“左”“右”“上”“下”或“不”）

【答案】2； 黑暗； 前面； 反射； 能； 上。

【解析】

【分析】

本题考查平面镜成像特点实验的仪器选用、实验原理及操作过程中的注意点。

【详解】

(1)[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，所以应选用较薄即2mm厚的玻璃板；

[2]这个实验探究要求成像物体尽量亮，而环境尽量暗，这样可以避免环境中的光线对成像的干扰，从而能观察到更清晰的像，所以应在较黑暗的环境中进行实验；

(2)[3]蜡烛所成的像在玻璃板后，所以为了观察成像的情况，小滨应在玻璃板前；

[4]平面镜成像的原理是光的反射，而此探究中用玻璃析代替平面镜，所以经过玻璃板成像是由于光的反射形成的；

(3)[5]平面镜本来就是不透光的，即光射到镜面被反射回来而成像，并不是光透过镜面成像，所以用黑纸遮住B侧琉璃面，虽然光不能透过玻璃，但会被反射回来而成像，故能继续观察到烛焰的像；

(5)[6]平面镜所成的像和物体的连线与镜面是垂直的，当镜面竖直放置时，像和物的连线在水平方向。而镜面向左倾斜时，像与物体的连线要稍向上偏离水平线才能与镜面垂直，故像将向上移动。

6．如图是小明探究光的反射规律的实验装置，在平面镜上放置一块硬纸板，纸板由可以绕ON转折的E、F两部分组成．

（1）要使入射光和其反射光的径迹同时在纸板上出现，你认为纸板与平面镜的位置关系是________ （选填“垂直”或“不垂直”）．实验时，从纸板前不同的方向都能看到光的径迹，这是因为光在纸板上发生了________ 反射．

（2）小明让一束光沿AO贴着纸板E射到平面镜上，在纸板F上会看到反射光OB的径迹．三次改变入射角的大小，实验所测得数据如表所示．他根据表中数据得出的结论和其他同学的结论并不一致．请你分析小明测量实验数据过程中出现的问题可能是________ ．

（3）三次实验中，总能在纸板上观察到入射光和反射光的径迹．由此小明得出结论：“在反射现象中，反射光线、入射光线和法线都在同一平面内”．请你评估小明的做法是否合理并说明理由：________

【答案】垂直 漫 把反射光线与镜面的夹角当成了反射角 不合理．应将纸板F沿法线方向折转，再次观察纸板上是否还能看到反射光

【解析】

（1）在做平面镜成像实验时，应将纸板与平面镜垂直放置，这样才能使入射光线和反射光同时出现在纸板上；由于纸板的表面不是光滑的，光在上面发生了漫反射，所以我们可以从不同方向看到反射光线；（2）由表格的数据分析可知，小明把反射角搞错了，他把反射光线与镜面的夹角当成了反射角，反射角应是反射光线与法线的夹角；（3）小明的做法是不合理的，因为他没有折转纸，得出的结论不具有普遍性，正确的做法应将纸板F沿法线方向折转，再次观察纸板上是否还能看到反射光．

7．小丽在做“探究平面镜成像特点”的实验时，将一块玻璃板放在水平台上，再取两段完全相同的蜡烛A和B，点燃玻璃板前的蜡烛A，进行观察，如图甲所示．在此实验中：

（1）为便于观察，该实验最好在______ （选填“较明亮”或“较黑暗”）环境中进行；此外，采用透明玻璃板代替平面镜，虽然成像不如平面镜清晰，但却能在观察到A蜡烛像的同时，也能观察到______，巧妙地解决了确定像的位置和大小的问题．

（2）小丽选择两段完全相同的蜡烛的目的是______ ，此时应用了______ （选填“控制变量法”、“转换法”或“等效替代法”）；

（3）在确定蜡烛的位置时，眼睛应在______ （填“A”或“B”）侧观察；

（4）点燃A蜡烛，小心的移动B蜡烛，小丽同学无论怎样移动蜡烛B，都不能与蜡烛A的像完全重合，原因可能是_____________；

（5）如果在像B的位置放一个光屏，在光屏上______ （填“能”或“不能”）承接到像，说明平面镜成的像是______ （填“实”或“虚”）像；

（6）把点燃的蜡烛A固定在某个位置，分别测出物距和像距，分析数据，得到结论：“像与物距相等”．你认为这样得出的结论是否可靠？______ ；为什么？________________．

（7）如图乙，玻璃板原来沿直线BC竖直放置，若实验中将玻璃板沿顺时针方向转过一定角度Ɵ（Ɵ<90°）后，蜡烛A成的像移动到点A1处，已知图中方格均为边长相等的正方形，则Ɵ=_____________．

【答案】较黑暗 B蜡烛 比较像与物的大小 等效替代法 A 玻璃板与水平面不垂直，像的位置偏离水平面 不能 虚 不可靠 只是做一次实验，结论没有普遍性，应该多次改变位置对比物距和像距 45°

【解析】

【详解】

(1)[1]为便于观察，该实验最好在较黑暗环境中进行，这样所成的像更清晰，便于观察；

[2]能在观察到A蜡烛像的同时，也能观察到玻璃板后面的B蜡烛，便于确定像的位置和大小；

(2)[3][4]选择两段完全相同的蜡烛的目的是比较像与物的大小，蜡烛B与蜡烛A完全相同，用B代替A，这是运用了等效替代法；

(3)[5]在确定蜡烛的位置时，眼睛应在A侧观察，这样即能看到蜡烛A的像，又能看到蜡烛B，如果在B侧观察，是看不到蜡烛A的像；

(4)[6]无论怎样移动蜡烛B，都不能与蜡烛A的像完全重合，原因可能是玻璃板与水平面不垂直，像的位置偏离水平面；

(5)[7][8]如果在像B的位置放一个光屏，在光屏上不能承接到像，说明平面镜成的像是虚像；

(6)[9][10]这样得出的结论不可靠，因为只是做一次实验，结论没有普遍性，应该多次改变位置对比物距和像距；

(7)[11]根据平面镜成像规律，像与物的连线垂直镜面，连接A和A1两点，然后在连线上作垂直平分线，这条垂直平分线就是平面镜所在的位置，如下图所示，从图中可以看到玻璃板沿顺时针方向转过了45°．

8．为了探究光反射时的规律，某同学将一个平面镜放在水平桌面上，再把纸板 ENF放置在平面镜上，如图甲所示．

（1）使一束光贴着纸板EON沿某一角度入射到O点，纸板FON上没有观察到反射光，原因可能是_____．

（2）正确操作实验，并在纸板上记录每次光的径迹，如图乙所示．取下纸板，接下来进行的操作是_____，将数据记录在表格中，并比较_____．

（3）如图丙是由两个平面镜组成的直角镜前，点光源S发出一束光线SB射到镜面1上，经镜面1反射后恰好经过P点，再经镜面2射出光线为CD，画出完整的光路图_____．若将S发出的入射光线SB的入射角增加5°，则射出光线CD的反射角将_____

A．增加5° B．增加10° C．减少5° D．减少10°

【答案】纸板EON与FON不在同一平面上 测量入射角和对应反射角的大小 反射角与入射角 C

【解析】

【分析】

根据“探究光反射时的规律”可知，本题考查光的反射定律实验，根据光的反射定律实验中涉及的注意事项及作图方法进行求解．

【详解】

(1)[1] 反射光线、入射光线和法线在同一平面内，若实验中未将纸板与平面镜垂直，纸板FON上没有观察到反射光，可能是纸板未与平面镜垂直放置或纸板EON与FON不在同一平面上；

(2)[2][3] 取下纸板后，应用量角器分别测出入射角和对应的反射角并记录在表格中，通过分析可知反射角等于入射角；

(3)[4]先画出点光源S关于镜面1的对称点，连接SP并延长至镜面2，然后画出法线，根据反射角等于入射角，做出经镜面2的反射光线，如图所示：

[5]若将S发出的入射光线SB的入射角增加5°，根据直角三角形的内角和为180°以及反射角等于入射角，可以计算出射出光线CD的反射角减小了5°

9．在“探究光的反射规律”的验中，平面镜M水平放置，自色纸板竖直立在平面镜上，纸板由E、F两部分组成，可绕竖直接缝ON转折。

（1）如图，将一束光贴着纸板E沿AO射到镜面上O点，纸板F上会显示出反射光束OB，接着将纸板F绕ON向后翻折，则纸板F上_____（选填“能”或“不能”）显示出反射光束，由此说明反射光线、入射光线与ON在_____内。

（2）如果在实验中无论怎样折转纸板F，都看不到反射光束，其原因可能是_____。

（3）小明在测入射角和反射角大小时只记录了一组数据（如下表），根据这组数据，他_____（选填“能”或“不能”）得出关于光反射时反射角与入射角关系的结论，理由：_____。

【答案】不能 同一平面 纸板与平面镜不垂直 不能 一次实验具有很大的偶然性

【解析】

【详解】

（1）根据光的反射定律可知，反射光线、入射光线和法线都在同一平面内，如图所示，若将纸板F绕ON向后翻折，纸板E和纸板F不在同一平面上了，所以在纸板F上就不能呈现出反射光线了，由此说明反射光线、入射光线与ON在同一平面内。

（2）如果在实验中无论怎样折转纸板F，都看不到反射光束，其原因可能是纸板与平面镜不垂直。

（3）一次实验具有很大的偶然性，为了得到反射角与入射角大小关系的普遍规律，应当改变入射角进行多次实验。

故答案为：不能；同一平面；纸板与平面镜不垂直；不能；一次实验具有很大的偶然性。

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．

本文来源：https://www.2haoxitong.net/k/doc/a9408474122de2bd960590c69ec3d5bbfc0ada5f.html