一、初二物理光现象实验易错压轴题（难）
1．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．
2．如图所示，是小明在“探究平面镜成像的特点”的活动中所选用的器材和活动过程．
（1）在探究活动中为便于观察，该实验最好在______（选填“较明亮”或“较黑暗”）环境中进行．
（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_____．这种确定像与物大小的方法是
______．（选填“控制变量法”或“等效替代法”）
（3）在寻找蜡烛像的位置时，眼睛应该在蜡烛______（填“A”或“B”）这一侧观察，如果小明无论怎样调节后面的蜡烛，都不能与蜡烛的像重合，请你推测可能的原因是
_____________．
（4）小明用跳棋代替点燃的蜡烛进行实验，但看不清跳棋的像，请你帮想个办法看清跳棋的像：____．
（5）实验时在玻璃板前面放置一支点燃的蜡烛，再拿没有点燃的相同蜡烛在玻璃板后面移动，直到跟前面那支蜡烛的像______，若用光屏替换玻璃板后面的蜡烛，在玻璃板后面观察光屏，______观察到玻璃板前点燃蜡烛的像（选填“能”、“不能”）．说明平面镜成的是______（选填“虚”或“实”）像．
（6）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2mm厚的两块玻璃板，应选择______mm厚的玻璃板做实验．
（7）为了让右座的同学也能够看清蜡烛的像，小明只将玻璃板向右平移，则蜡烛像的位置______（选填“向右移动”、“向左运动”或“不变”）．
（8）实验中，看到点燃的蜡烛通过玻璃板成两个像，其中距离观察者较远的像较______（填“亮”或“暗”）．远处的像是来自于蜡烛的入射光经过玻璃板______（只有一个选项正确，将正确选项的字母填在横线上）．
A．一次反射、一次折射形成的
B．两次反射、一次折射形成的
C．一次反射、两次折射形成的
D．两次反射、两次折射形成的
【答案】较黑暗大小相同比较物与像的大小等效替代法 A 玻璃板与水平面不垂直，成的像不在水平位置用手电筒照亮跳棋重合不能虚对比蜡烛A的像与蜡烛B 的大小2不变暗 C
【解析】
【详解】
(1)[1]该实验最好在较黑暗环境中进行，这样蜡烛的像才会比较清晰；
(2)[2][3][4]对蜡烛A和B的要求是大小相同，这是为了比较物与像的大小，通过比较像与蜡烛B的大小，从而比较像与蜡烛A的大小；这种确定像与物大小的方法是等效替代法；
(3)[5][6]在寻找蜡烛像的位置时，眼睛应该在蜡烛A这一侧观察，这样才能看到蜡烛A的像；如果小明无论怎样调节后面的蜡烛，都不能与蜡烛的像重合，这种情况可能是玻璃板与水平面不垂直，成的像不在水平位置；
(4)[7]用手电筒照亮跳棋，这样跳棋反射的光更多，所成的像更明显；
(5)[8][9][10]实验时在玻璃板前面放置一支点燃的蜡烛，再拿没有点燃的相同蜡烛在玻璃板后面移动，直到跟前面那支蜡烛的像重合；若用光屏替换玻璃板后面的蜡烛，在玻璃板后面观察光屏，不能观察到玻璃板前点燃蜡烛的像；说明平面镜成的是虚像；
(6)[11][12]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，可以看到玻璃后
面的蜡烛，便于对比蜡烛A的像与蜡烛B的大小；应选择2mm厚的玻璃板做实验，这是因为比较厚的玻璃板会出现明显的两个像，影响实验效果；
(7)[13]小明只将玻璃板向右平移，则蜡烛像的位置不变，这是因为根据平面镜成像规律，物体的位置不变，那么所成的像位置也不变；
(8)[14][15]实验中，看到点燃的蜡烛通过玻璃板成两个像，其中距离观察者较远的像较暗,这是因为入射光线在玻璃板第一个面发生反射和折射时，光线强度就已减弱，折射光线又作为入射光线在第二个面发生反射和折射时，光线强度又减弱了，此时第二个反射光线在第一个面又作为入射光线发生反射和折射，这个折射光线所成的虚像距离观察者较远，同时光线强度比较弱，所以像较暗；由上述可知，远处的像是来自于蜡烛的入射光经过玻璃板一次折射、然后一次反射，最后一次折射形成的，所以说远处的像是来自于蜡烛的入射光经过玻璃板一次反射、两次折射形成的，故选C．
3．利用如图所示装置研究“平面镜成像的特点”。在水平桌面上铺一张白纸，再将玻璃板竖直立在白纸上：
(1)实验时，不采用平面镜而采用透明玻璃板，不仅能观察到蜡烛的像，也便于______；
(2)把一支点燃的蜡烛A竖直立在玻璃板前面，再拿一支外形完全相同的_____（选填“点燃”或“不点燃”）的蜡烛B竖直立在玻璃板后面移动，直到看上去它跟蜡烛A的像完全重合；
(3)把光屏放在玻璃板后，无论如何移动，都不能承接到蜡烛A的像，说明平面镜所成的像是_____像；
(4)如图甲所示，一枚硬币放在竖直的平面镜前，硬币的像在a处；将平面镜平移至如图乙所示的位置时，硬币的成像情况是_____（选填字母代号）；
A．硬币成像在a处 B．硬币成像在b处
C．硬币成像在c处 D．硬币无法通过平面镜成像
(5)小强将硬纸板竖直地立在平面镜上，如图所示，用以进行“探究光的反射规律”实验，硬纸板上的直线ON垂直于镜面，右侧纸板可绕ON向后转动，如图甲所示，反射角等于_____；若将入射光线远离法线，则反射光线_____（选填“靠近”或“远离”）镜面；若将右侧纸板向后转动，如图乙所示，在右侧纸板上_________（选填“能”或“不能”）观察到反射光线。
【答案】确定像的位置不点燃虚 A 30°靠近不能
【解析】
【分析】
【详解】
(1)[1]在研究“平面镜成像的特点”实验中，为了方便观察物体成的像以及确定成像位置，选用透明的玻璃板完成实验。
(2)[2]在研究“平面镜成像的特点”实验中，为了比较物与像的大小关系，选用两支完全相同的蜡烛，把一支点燃的蜡烛A竖直立在玻璃板前面，再拿一支外形完全相同的未点燃的蜡烛B竖直立在玻璃板后面移动，直到看上去它跟蜡烛A的像完全重合。
(3)[3]光屏能够承接的是实像，承接不到的是虚像。
(4)[4]如图甲所示，一枚硬币放在竖直的平面镜前，硬币的像在a处；将平面镜平移至如图乙所示的位置时，因为平面镜成的像与物是关于平面镜对称的，所以硬币成的像依然在a 处，故选A。
(5)[5]反射角是反射光线与法线的夹角，如图甲所示反射角的大小是30°。
[6]光的反射中，反射角等于入射角，若将入射光线远离法线，则反射光线也远离法线，即靠近镜面。
[7]若将右侧纸板向后转，虽然如图乙所示，虽然入射光线、法线、反射光线在同一平面内，但是此时右侧纸板与左侧纸板不在同一平面内，所以右侧纸板上不能观察到反射光线。
4．小明用如图所示的装置探究“平面镜成像特点“：
（1）他在探究时用薄玻璃板代替平面镜，是为了确定____；
（2）他选取了两支相同的蜡烛是为了比较_____；
（3）如果实验中发现蜡烛B始终不能与蜡烛A的像置合，原因可能是_____；
（4）拿走蜡烛B，将光屏放在蜡烛B的位置时，发现光屏上不能承接到蜡烛A的像，这说明平面镜所成的像是______（选填“实”或“虚”）像。
【答案】像的位置像与物体的大小关系玻璃板和水平桌面不垂直虚
【解析】
【分析】
注意理解掌握平面镜成像的实验中的很多细节问题，如在较暗的环境中实验，要用薄的玻璃板进行实验，要保证玻璃板与桌面垂直等，使用相同的两支蜡烛等，根据这些要求或器材的使用目的即可解答。
【详解】
（1）使用平面镜时，只能成像，而不能透光，不容易确定像的位置，用玻璃时，既能成像，又能透光，便于确定出像的位置；
（2）为了验证像与物的大小关系，所以实验中选用了两个相同的蜡烛A和B；
（3）用另一个完全相同的蜡烛B在玻璃板后的纸面上来回移动，发现无法让它与蜡烛A 的像完全重合，是因为玻璃板和桌面没有垂直放置，此时像不在桌面上，会偏高或偏低，所以不能重合。
（4）光屏只能承接实像，不能承接虚像，故拿走蜡烛B，将光屏放在蜡烛B的位置时，发现光屏上不能承接到蜡烛A的像，这说明平面镜所成的像是虚像。
5．在探究树荫下光斑的活动中，小华猜想光斑形状可能与孔的形状、孔的大小和孔到光屏的距离有关。为了研究孔的大小对光斑形状的影响，她找来平行光源和图a所示的四种打好孔的卡片。
（1）小华在四种卡片中选择了卡片甲。她这样选择的原因是____________。
（2）让平行光垂直照射在卡片上，调节卡片甲与光屏距离，透过孔的光在光屏上形成一个与卡片甲三角形孔相同的光斑；再用另一张卡片覆盖在甲上，如图b，自右侧无孔处开始，向左缓缓推动乙；起初，观察到光屏上的光斑形状_______，光斑大小________；过一会儿，观察到光屏上出现圆形的光斑，继续缓缓推动卡片乙使透过平行光的三角形孔变小，则光屏上的光斑形状________，光斑大小________。
【答案】在改变孔的大小过程中，孔的形状保持不变不变变小不变不变
【解析】
【分析】
（1）根据控制变量的思路，探究孔的大小对光斑形状的影响，必须控制孔的形状不变，只改变孔的大小。
（2）小孔较大时，通过孔形成的光斑不是小孔成像现象，而是影子的原因，则光斑形状与孔的形状有关；小孔较小时，通过孔形成的光斑属于小孔成像现象，光斑形状与孔的形状无关。
【详解】
（1）a图中卡片甲是三角形，从右侧拦住部分仍是三角形，形状不变，故A符合要求；乙、丙、丁三图中随着卡片移动，孔的形状发生了变化，不符合要求。
（2）在卡片到地面（孔到光屏）的距离一定时，当孔较大时，在地面上形成的是孔的像，与影子形成相同，形状与孔的形状相同，当孔小到一定程度时，为小孔成像现象，光斑的形状与孔的形状无关，所以向左缓缓推动乙；起初，观察到光屏上的光斑形状不变，光斑变小；孔较小时，光屏上出现光源的像，继续缓缓推动卡片乙使透过平行光的三角形孔变小，则光屏上的光斑形状不变，光斑大小不变。
6．小明利用以下实验装置在水平放置的白纸上探究平面镜成像的特点。
（1）如图a所示，为了使像看起来更清晰，此实验最好在_______（填“较亮”或“较暗”）的环境中进行。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3 mm 厚和1 mm厚的两块玻璃板，应选择_____mm厚的玻璃板做实验；
（2）如图b所示，在竖立的玻璃板前A处放一支点燃的蜡烛，可以看到玻璃板后面出现蜡烛的像。小明同学拿另一支大小相同的蜡烛在玻璃板后面的白纸上移动，当蜡烛移动到A'处时，可以看到它跟像完全重合。由此可以得出的结论是：____；如果玻璃板放置得不够竖直，将对实验产生的影响是：_______；
（3）如图c所示，经过三次实验，在白纸上记录的物与对应像的位置。为了得到更多的实验结论，接下来小明应该进行的操作是__________________。
【答案】较暗确定像的位置 1 像和物大小相等后面的蜡烛无法和像重合将对应的像点和物点相连，判断连线是否和镜面垂直，测出像距和物距，并进行比较
【解析】
【分析】
【详解】
(1)[1]为了使像看起来更清晰，此实验最好在较暗的环境进行。
[2]透明的玻璃板，可以观察到玻璃板的另一侧，便于确定像的位置。
[3]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，所以应选择薄玻璃板，用1mm厚的。
(2)[4]另一支大小相同的蜡烛和像完全重合，那么这个像与A处点燃的蜡烛大小相等，可得到结论像和物大小相等。
[5]如果玻璃板放置得不够竖直，那么所成的像不在水平面，后面的蜡烛无法和像重合。(3)[6]为了得到更多的实验结论，接下来小明应该进行的操作是将对应的像点和物点相连，判断连线是否和镜面垂直，测出像距和物距，并进行比较，看大小是否相同。
7．在“探究平面镜成像特点”的活动中，实验室提供了如下器材：① 厚为2mm的茶色玻璃、② 刻度尺、③ 光屏、④ 两只相同的蜡烛A和B、⑤ 火柴。
(1)小明在实验中将蜡烛A放在玻璃板前适当位置，将蜡烛B置于玻璃板后方，调节它的位置，发现无论怎样移动蜡烛B的位置或调整角度，在玻璃板前面透过玻璃板观察时，都不能使蜡烛B与蜡烛A的像完全重合。发生这一现象的可能原因是______（选填选项前的字母）。
A．玻璃板与白纸面不垂直
B．蜡烛A与白纸面不垂直
C．人不应在玻璃板前面透过玻璃板观察
(2)小明调整好实验装置后，再次将蜡烛B置于玻璃板后方，调整它的位置，并在玻璃板前面透过玻璃板从不同角度观察，使其都能与蜡烛A的像完全重合，这说明了______。(3)当蜡烛B与蜡烛A的像完全重合后，移去后面的蜡烛B，并在其所在位置上放一光屏，则光屏上______（选填“能”或“不能”）接收到蜡烛烛焰的像。由此可知，平面镜所成的像是_______（选填“实”或“虚”）像。
【答案】A 平面镜所成的像与物体等大不能虚
【解析】
【详解】
(1)[1]由题意可知，发生这一现象的可能原因是玻璃板与白纸面不垂直，所成的像在玻璃板另一侧的上方或下方，故选A；
(2)[2]使其都能与蜡烛A的像完全重合，然而蜡烛A与蜡烛B是相同的，则蜡烛A与蜡烛A 的像是重合的，这说明了平面镜所成的像与物体等大；
(3)[3][4]当蜡烛B与蜡烛A的像完全重合后，移去后面的蜡烛B，并在其所在位置上放一光屏，则光屏上不能接收到蜡烛烛焰的像，而实像能呈现在光屏上，虚像则不能，所以平面镜所成的像是虚像。
8．为了探究平面镜成像特点，小梦准备了如图甲所示的实验器材：
（1）实验时，小梦应选______（填字母）作为平面镜，这样选择的目的是便于______。（2）为了比较像与物的大小关系，小梦应选______（填字母）两支蜡烛。
（3）实验时镜面与桌面必须_____。
（4）为了判断平面镜成像的性质，小梦同学移开未点燃的蜡烛，在原位置放一张白纸做屏幕，白纸上_____（选填“有”或“没有”）点燃的蜡烛的像，这说明平面镜成的像是_____（选填“实”或“虚”）像。
（5）如图乙所示是小梦同学留下的实验记录，由实验记录小梦得出像与物到镜面距离相等的实验结论，该结论______（选填“可靠”或“不可靠”），说出理由______。
【答案】F确定像的位置BC垂直没有虚不可靠没有多次测量
【解析】
【详解】
(1)[1] [2]用透明玻璃板F代替平面镜的目的是便于确定像的位置；
(2) [3]为了对比像的大小关系，选择两支完全相同的蜡烛；
(3)[4]确保像与蜡烛能够完全重合，镜面与桌面必须垂直；
(4)[5][6]移去镜面后面的蜡烛，将白纸置于蜡烛位置，白纸上没有点燃蜡烛的像，这说明平面镜成的是虚像，不能用光屏承接到；
(5)[7][8]一次实验就得结论具有偶然性，应该多次实验测量，寻找普遍规律。
9．小明利用如图所示的实验装置，进行“探究光的反射规律”的实验．
（1）使光线以不同角度入射进行实验，测量结果如表格所示．由此可得在反射现象中，反射角_____入射角．
实验次数入射角反射角
130°30°
240°40°
350°50°
（2）将一束光贴着纸板A沿EO射到O点，若将纸板B向前或向后折，目的是探究反射光线与入射光线是否在_____内，此时在纸板B上_____（选填“能”或“不能”）看到反射光线．
（3）若将一束光贴着纸板B沿FO射到O点，光将沿图中的_____方向射出．
【答案】等于同一平面不能OE
【解析】
解：（1）由表中实验数据可知，在光的反射现象中，反射角等于入射角．
（2）在实验过程中，将纸板向前或向后折，是为了验证反射光线与入射光线在同一平面内，此时在纸板B上将不能看到反射光线．
（3）在光的反射现象中，光路是可逆的，当光贴着纸板B沿F0射到O点，光将沿OE方向射出．
故答案为（1）等于；（2）同一平面；不能；（3）OE．
【点评】本题考查了光的反射定律实验，掌握光的反射定律的内容即可正确解题；光的反射定律：反射光线、入射光线、法线在同一平面内，反射光线与入射光线分居法线两侧，反射角等于入射角；在光的反射现象中光路是可逆的．
10．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．