一、初二物理光现象实验易错压轴题（难）
1．如图是小明利用透明玻璃板“探究平面镜成像特点”的实验装置。
（1）实验时，玻璃板应该_____（选填“竖立”、“斜立”）在白纸上。
（2）实验中选择两根完全一样的蜡烛A和B，其目的是_____。移动蜡烛B直到它与蜡烛的像位置相同，小明记录了两根蜡烛的位置，目的是_____。
（3）当蜡烛A远离玻璃板时，它的像将_____（选填“靠近”、“远离”）玻璃板，像
_____（选填“变大”“变小”“不变”）。
（4）细心的小明透过玻璃观察蜡烛A的像时，看到像的后面还有一个较模糊、与像有部重叠的像，出现两个像的原因是_____。
【答案】竖立为了比较物像的大小关系便于比较像与物到玻璃板的距离是否相等远离不变玻璃的两个表面同时反射，每个表面成一个像
【解析】
【分析】
（1）玻璃板要竖直放置，否则不论怎样移动后面的蜡烛都不会与前面蜡烛成的像完全重合。
（2）平面镜成的像与物体的大小相等；到镜面的距离相等；移动蜡烛B直到它与蜡烛的像位置相同，小明记录了两根蜡烛的位置，便于比较像与物到玻璃板的距离是否相等；（3）物体在平面镜中成虚像，物像大小相等，物像连线与镜面垂直，物像到平面镜的距离相等。
（4）从玻璃的两面都能反射光，利用光的反射现象可知能成两个像，从这个角度去析此题。
【详解】
（1）像与物是关于镜子对称的，实验时玻璃板要竖立放置，如果不竖立，成的像就偏高或偏低，后面的蜡烛是摆在桌面上的，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A 和B，是为了比较物像的大小关系；
移动蜡烛B直到它与蜡烛的像位置相同，小明记录了两根蜡烛的位置，目的是便于比较像与物到玻璃板的距离是否相等；
（3）物与像到平面镜的距离相等，因此若将蜡烛A远离玻璃板时，则像将远离玻璃板移动；
平面镜中的像的大小跟物体大小有关，跟物体到平面镜的距离无关，所以物体远离平面镜，像也远离平面镜，像的大小不变（等于物体的大小）。
（4）由于像是由光的反射形成的，而普通玻璃的两面都能反射光，能成两个像，所以通过玻璃板该同学看到了同一个蜡烛的两个像。
2．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
3．探究“平面镜成像特点”吋，选用镀膜玻璃板和两个相同的电子蜡烛a、b可以发光）进行实验，如图所示：
(1)为了便于观察蜡烛的像，以下一些做法可行的是__________________；
A．将玻璃板镀膜的一面朝向蜡烛a
B．在较暗的实验室让a蜡烛发光
C．在较暗的实验室让a、b蜡烛都发光
D．用手电筒对着玻璃板照射
(2)为了在实验中精确测量物距和像距，小王同学在白纸上标记蜡烛a底端上的一个点（图中的A点），在玻璃板后移动另一只蜡烛b，使之和像完全重合，也在白纸上标记蜡烛b 底端上的一个点，量出两点到玻璃板的距离，则蜡烛b上符合实验要求的点是
____________；
(3)当把蜡烛a远离玻璃板，其在玻璃板中像的大小________（选填“变大”“变小”“不变”）。
【答案】AB C不变
【解析】
【分析】
【详解】
(1)[1]平面镜成像原理是光的反射，因此用一面镀了膜的玻璃板做实验时，镀膜的一面应该朝向像一侧放置，一面镀膜的玻璃板反射能力比较强，成像比较清晰，便于测量物距和像距，故A符合题意；在比较明亮的环境中，有较多干扰人视线的光，在较黑暗的环境中，蜡烛是最亮的，蜡烛射向平面镜的光最多，反射光最多，进入人眼的光最多，感觉蜡烛的像最亮，所以最好在比较黑暗的环境中进行实验，故B符合题意、C不符合题意；物体成像要清晰，就必须让物体有足够光线射向平面镜才能成像，而不是让平面镜上有足够的光线，故D不符合题意；故选AB。
(2)[2]平面镜成像时，像的大小相等，但是左右相反，蜡烛b上符合实验要求的点是C。
(3)[3]平面镜成像时，物像大小相等，故当把蜡烛a远离玻璃板，其在玻璃板中像的大小不变。
4．在“探究平面镜成像的特点”实验中，某同学用玻璃板、相同的两个棋子A和B、刻度尺、白纸、等器材进行实验，如图所示。
（1）用玻璃板代替平面镜，主要是便于_______________________。
（2）在寻找棋子A的像的位置时，眼睛应在棋子_____(选填A或B)这一侧观察，移动玻璃板后的棋子，使它与棋子 A所成的像重合。
（3）实验中使用两个完全相同的棋子是为了比较物与像的_______关系。而刻度尺在此实验的作用是比较物和像到平面镜的_________关系。
（4）移去棋子B，并在其位置上放一光屏，则光屏上_____接收到蜡烛A的火焰的像（填“能”或“不能”），这说明平面镜成的是______像。
（5）若该同学在实验中，无论如何移动棋子B都无法与棋子A的像相重合，则发生这种情况的原因可能是_______。
（6）在探究平面镜成像特点实验中，用_______（选填“较薄”或“较厚”）的玻璃，原因是_____。
【答案】确定像的位置 A 大小距离不能虚玻璃板倾斜了较薄防止出现两个像
【解析】
【详解】
(1)[1]玻璃板是透明的，既可以看到玻璃板后面的虚像，又可以看到代替像的另一物体，所以用玻璃板代替平面镜目的是便于确定虚像的位置；
(2)[2]平面像成像是光的反射现象。反射光线与物体的入射光线应在平面镜的同一侧，所以人眼睛应在A这一侧观察平面镜中的像；
(3)[3][4]实验中使用两个完全相同的棋子是为了比较物与大小是否完全重合，刻度尺是比较物到平面镜和像到平面镜距离是否相等；
(4)[5][6]平面镜成像是利用了光的反射成像。这个像是反射光线的反向延长线汇聚而成的，并不是实际光线汇聚成的像，虚像不能用光屏来承接到；
(5)[7]实验中如果玻璃板倾斜放置，像和物将不在同一水平面上，这样无论如何移动蜡烛的位置，都不会使物和像重合；
(6)[8][9]使用较薄玻璃板，是为了避免玻璃板的两个面同时成像，以至于分不清楚成像位置。
5．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？_______理由是：________
（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．用在丁图中用光学作图来说明光斑中为什么会出现两黑影的道理.
（_______）
【答案】光的反射光的直线传播没有道理平面镜成的是虚像，不可能在光屏上呈现
【解析】
【分析】
【详解】
(1)[1][2]光斑是玻璃板反射的光照射在墙壁上形成的，属于光的反射现象；影子是光的直线传播形成的。
(2)[3][4]没有道理，两个黑影都是铅笔的影子，不可能是铅笔通过平面镜所成的像，因为平面镜成的是虚像，虚像是不能在光屏（白墙）上呈现。
(3)[5]一个影子由镜子反射的光照射到铅笔上被铅笔挡住形成的，一个影子是射向镜子的太阳光被铅笔挡住形成的，如下图：
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．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°
8．如图甲是“探究平面镜成像特点”的实验装置。
（1）在实验中用平板玻璃代替平面镜，主要是利用玻璃透明的特点，便于_______.如果有3mm厚和1mm厚的两块玻璃板，应选择_____mm厚的玻璃板做实验。
（2）小明拿另一支大小相同的蜡烛B在玻璃板后面移动,蜡烛B_____(填“需要”或“不需要”)点燃,他可以将蜡烛B和蜡烛A的像完全重合,由此可以得出的初步结论是____.小明在此主要采用的研究方法是_____(填“控制变量”、“替代”或“理想模型”).
（3）改变玻璃板前蜡烛的位置，重复以上实验，在纸上记录几组物与像的位置。该步骤的实验目的是_____.
（4）移开蜡烛B,在其原来位置放一光屏,光屏上________呈现蜡烛的像(填“能”或“不能”)；如果玻璃板放置得不够竖直，对实验产生的影响是________________.
（5）有同学透过玻璃观察蜡烛A的像时,看到在清晰的像的稍后方还有一个较模糊的像,出现两个像的原因是_____.另一组同学用跳棋代替蜡烛,在方格纸上实验(如图乙).这样做有什么好处(说一点)?_______.
（6）如图丙所示,将玻璃板与水平桌面成45°角固定在水平桌面上，让蜡烛A沿着桌面向右做直线运动，将看到蜡烛A在玻璃板后的像会（________）
A．水平向右 B．水平向左 C．竖直向下 D．竖直向上。
【答案】确定像的位置 1 不需要像与物大小相等替代多次实验，避免偶然性，总
结普遍规律不能像与物无法完全重合玻璃板太厚能更好比较物像大小关系 C 【解析】
【详解】
(1)[1]在实验中用平板玻璃代替平面镜，主要是利用玻璃透明的特点，能成像的同时，还能看到后面的蜡烛，所以便于确定像的位置；
[2]玻璃板的两个面都能成像，为了实验顺利进行，应使两个像尽量靠近，减小影响，所以如果有3mm厚和1mm厚的两块玻璃板，应选择薄的，即1mm厚的玻璃板做实验。(2)[3]实验时前面点燃的蜡烛A成像，,蜡烛B不需要点燃，将蜡烛B和蜡烛A的像完全重合；
[4]完全重合可以得出的初步结论是像与物大小相等；
[5]用蜡烛B来替代蜡烛A的像，故在此主要采用的研究方法是替代法。
(3)[6]规律性的结论不能根据一次实验得出，一次实验有偶然性，所以重复以上实验，在纸上记录几组物与像的位置，总结得出结论，目的是多次实验，避免偶然性，总结普遍规律。
(4)[7]平面镜成像的实质是光的镜面反射，反射光线的反向延长线相交而形成的虚像，所以移开蜡烛B,在其原来位置放一光屏,光屏上不能呈现蜡烛的像；
[8]平面镜成像时，像与物关于镜面对称，若实验时玻璃板放置得不够竖直，则像和物体不在同一水平面上，所以对实验产生的影响是：无法怎样移动蜡烛B，像与物都无法完全重合。
(5)[9]因为玻璃板的前后两个表面都能成像，故应用薄的玻璃板进行实验，实验时看到在清晰的像的稍后方还有一个较模糊的像,说明实验时使用的玻璃板太厚；
[10]用跳棋代替蜡烛，不会因燃烧而变短，能更好比较物像大小关系；另外在方格纸上实验，不需要再用刻度尺测量物距和像距，更方便。
(6)[11]根据物像相对于镜面对称的特点，当蜡烛A沿着桌面向右做直线运动时，在平面镜中的像竖直向下运动，故C符合题意。
9．如图甲所示是小明同学探究“光的反射规律”的实验装置。平面镜M平放在水平桌面上，白色硬纸板垂直立在平销面上。
（1）小明让一束光贴着纸板沿A0方向射向镜面，反射光沿OB方向射出，测出反射角和入射角大小。改变光的入射角度，多次重复上述实验步骤。
①上述实验探究得到的规律是_____。
②白色硬纸板在实验中的作用是_____（写出一条即可）。
（2）如果入射光线垂直射向镜面，则反射角是_____。如果让光逆着反射光线的方向射到
镜面上，那么它被反射后就会逆着原来的入射光的方向射出。这说明在光的反射现象中，光路是_____。
（3）实验过程中若将纸板倾斜，如图乙所示，让光仍贴纸板沿AO方向射向镜面，此时反射光_____（选填“在”或“不在”）纸板这一平面内：通过平面镜观察镜中硬纸板上的反射情况与图丙中相符的是_____（选填序号）。
【答案】反射现象中，反射角等于入射角显示光的传播路径0°可逆的不在③【解析】
【详解】
(1)①已知入射光线AO和反射光线OB，多次改变光的入射角度，测反射角与入射角的大小，并比较得出反射角与入射角的大小关系，因此该实验探究了反射定律中的反射角等于入射角；②白色硬纸板在实验中的作用显示光的传播路径；
(2) 如果入射光线垂直射向镜面，入射角是0?，则反射角是0?，在光的反射现象中，光路是可逆的；
(3)根据光的反射定律可知，在反射现象中，反射光线、入射光线分居法线两侧；反射光线、入射光线和法线在同一平面内，因此若将纸板倾斜，如图丙所示，让光线仍贴着纸板沿AO方向射向镜面，此时反射光线与入射光线仍在同一平面内，但不能在纸板上看到反射光线，若此时通过平面镜观察纸板，因为物像关于镜面对称，则看到的图象应为丙图中的③。
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．