【精选】人教版八年级物理上册 光现象实验单元测试题(Word版 含解析)
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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)。
一、初二物理光现象实验易错压轴题(难)1.在“探究平面镜成像的特点”实验中,小明用玻璃板、相同的两个棋子A及B、刻度尺、橡皮泥、白纸等器材进行实验,如图所示.(1)实验时玻璃板应该__________放置在水平桌面上.(2)实验器材选择相同的两个棋子A、B,其目的是为了___________________.(3)为了说明平面镜中所成的像是实像还是虚像,应采取的具体操作步骤是:____________;直接观察白纸,可发现_____________,所以,平面镜所成的像为_____________像.(4)小明在实验过程中,让玻璃板沿OO'轴(玻璃板与桌面的接触部分)方向水平向右移动,结果他发现镜中的像相对于A_________移动(选填“向右”.“向左”或“不”);他又将玻璃板绕OO'轴转向自己,发现镜中的像__________(选填“转向自己”、“转离自己”或“不动”).【答案】竖直比较像和物的大小移去棋子B,在B处放置一白纸像不能成在白纸上虚不转向自己【解析】【分析】(1)像与物关于玻璃板对称,玻璃板的摆放角度要能够使后面的棋子与前面棋子的像完全重合;(2)实验中让A棋子与B棋子完全相同,B又与A的像完全重合,结果就可以得出A的像与A大小相同的结论;(3)平面镜所成的像不是实际光线会聚成而,所成的像是虚像,用光屏接收不到,只能用眼睛观察;(4)平面镜成像特点是: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,据此判断像的变化。
【详解】(1)平面镜成像时,像与物关于玻璃板对称,如果玻璃板不竖直,则后面的棋子与前面棋子的像不在同一高度上,所以怎样操作都不会重合的,也就无法比较像与物的大小关系,故实验时玻璃板应该竖直放置在水平桌面上;(2)实验器材选择相同的两个棋子A、B,其目的是为了比较像与物的大小关系;(3)为了说明平面镜中所成的像是实像还是虚像,可以将白纸竖直放在蜡烛B处,移开蜡烛B,观察像能否成在白纸上(或白纸上有没有像);若像不能成在白纸上(或白纸上没有像);则说明平面镜所成的像为虚像;若像能成在白纸上(或白纸上有像);则说明平面镜所成的像为实像;(4)当镜子沿00′轴(玻璃板与桌面的接触部分)方向水平向右移动时,由于像与物关于镜面是对称的,镜子在竖直方向上没有发生变化,所以镜中的像相对于A不移动;当镜子绕OO′向人转动时,像也向人的方向转动,如图:2.小明同学根据课本中的“试一试”,用易拉罐做小孔成像实验.(1)请在图中作出蜡烛AB的像A'B'________.(2)小明发现蜡烛和小孔的位置固定后,像离小孔越远,像就越大,他测出了不同距离时像的高度,填在表格中:请你根据表中的数据在下图坐标中画出h与s的关系图像:____________(3)从图像中可以看出h与s的关系为:_____________________.【答案】见解析所示见解析所示 h与s成正比【解析】(1)根据光的直线传播,分别做出由A、B两点在透明纸上的像,从而得出AB的像,如图所示:(2)根据表格中数据描点,并用平滑的曲线连接起来,如图:(3)从图象中看出;h随s的变大而变大,且增大的倍数相同,即h与s成正比关系;因此,本题正确答案是: (1). 见解析所示 (2). 见解析所示 (3). h与s成正比【的距离】(1)小孔成像是光的直线传播现象;物体上部的光线通过小孔后,射到了光屏的下部;物体下部的光线通过小孔后,射到了光屏的上部,因此通过小孔后所成的像是倒立的像.(2)找出表格中的数据在坐标纸中的对应点,然后连接成平滑的曲线;(3)可以看出,当像离小孔越远,像的大小是变大的.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。
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.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。
一、初二物理光现象实验易错压轴题(难)1.如图小明站在地铁站台,他透过玻璃板制成的屏蔽门,可以看到车道另一侧竖直墙壁上的广告牌,及自己在玻璃屏蔽门后面的虚像.小明根据该现象设计了在站台上粗测玻璃屏蔽门到车道另一侧广告牌之间距离d的实验,实验步骤如下,请完成相关内容。
(1)小明相对于玻璃屏蔽门前后移动直到观察到______________;(2)记录_____________;(3)量出________的距离.除记录工具外,小明要完成上述实验必需使用的仪器是______,步骤(3)中量得的距离就是玻璃屏蔽门到广告牌之间的距离d,物理依据是_______。
【答案】自己的像和广告牌重合时自己站的位置自己站的位置到玻璃屏蔽门刻度尺物像到平面镜的距离相等【解析】【分析】【详解】(1)[1]小明相对于玻璃屏蔽门前后移动直到观察到小明在玻璃屏蔽门后所成的像与广告牌在同一竖直平面上,广告牌在小明像的位置。
(2)[2]根据物体和平面镜的距离与像和平面镜的距离相等,小明相对于玻璃屏蔽门前后移动直到观察到自己的像落在广告牌上时,并记录此时自己站立的位置。
(3)[3][4][5]实验时要用刻度尺测量小明到玻璃屏蔽门之间的距离;测量小明到平面镜的距离,间接知道广告牌和玻璃屏蔽门之间的距离,根据是物像到平面镜的距离相等。
2.小明同学在探究“平面镜成像特点”的实验时所用的实验器材有带底座的玻璃板、白纸笔、火柴、光屏、刻度尺、两支外形相同的蜡烛A和B。
(1)实验过程中一切准备就绪后,小明在竖立的玻璃板前点燃蜡烛A,拿_____(选填“点燃”或“未点燃”)的蜡烛B竖立在玻璃板后面移动,人眼一直在玻璃板的前侧观察,直至蜡烛B与蜡烛A的像完全重合如图所示。
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”);(2)小明移去蜡烛B在其原来位置上放置一块光屏,光屏上无法呈现蜡烛A的像,这说明平面镜成的像是_____(选填“虚或”实”)像;(3)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“向左移动”、“向右移动”或“不变”)。
一、初二物理光现象实验易错压轴题(难)1.如图是小红“探究平面镜成像特点”的情景:小红的实验装置是:竖立的透明玻璃板下方放一把直尺,直尺与玻璃板垂直;两支相同的蜡烛A、B竖立于玻璃板两侧的直尺上,以A蜡烛为成像物体。
(1)小红选择玻璃板代替镜子进行实验的目的是_______________。
(2)所用刻度尺的作用是便于比较像与物_____________________关系。
(3)选取两段完全相同的蜡烛是为了比较像与物的________关系。
(4)为便于观察,该实验最好在_______环境中进行(选填“较明亮”或“较黑暗”);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。
(5)点燃A蜡烛,小心地移动B蜡烛,直到与A蜡烛的像______为止,这时发现像与物的大小_____;进一步观察A.B两支蜡烛在直尺上的位置发现,像和物的连线与玻璃板____。
像和物到玻璃板的距离____。
(6)移去后面的蜡烛B,并在其所在位置上放一光屏,则光屏上__________接收到蜡烛烛焰的像(填“能”或“不能”)。
所以平面镜所成的像是__________像(填“虚”或“实”)。
(7)小红将蜡烛逐渐远离玻璃板时,它的像__________(填“变大”、“变小”或“不变”)。
(8)为证实上述有关成像特点是否可靠,你认为应采取下列哪一项操作?(______)A.保持A、B两支蜡烛的位置不变,多次改变玻璃板的位置进行观察B.保持玻璃板位置不变,多次改变A蜡烛的位置,进行与上述(2)相同的操作【答案】便于确定像的位置到平面镜的距离的大小较黑暗玻璃板后面的蜡烛重合相等垂直相等不能虚不变 B【解析】(1)实验过程中,用透明的玻璃板代替平面镜,在物体一侧,既能看到蜡烛A的像,也能看到代替蜡烛A的蜡烛B,当蜡烛A的像和蜡烛B重合时,便于确定像的位置,从而便于比较物像大小。
一、初二物理光现象实验易错压轴题(难)1.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:2.如图甲是小明探究光的反射规律的实验装置图。
一、初二物理光现象实验易错压轴题(难)1.如图所示,某同学做“平面镜成像的特点”实验.他将一块玻璃板垂直架在桌面上,再取两段等长的蜡烛A和B一前一后竖放在玻璃两侧,点燃玻璃板前的蜡烛A.(1)在实验中用平板玻璃代替平面镜,这是为了________ ;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.(2)实验中,小华同学用左手将放在玻璃板前的蜡烛点燃,发现玻璃板中的“自己”是用________(填“左”或“右”)手点燃蜡烛的.他又将玻璃板绕其底边转向自己,发现镜中的像________ (选填“转向自己”、“转离自己”或“不动”).(3)实验中,玻璃板后的蜡烛和玻璃板前的蜡烛产生的像无法完全重合,原因是________.(4)小琳将图甲中的玻璃板换成平面镜,垂直于纸板放置(如图乙所示),探究“光反射时的规律”.他用激光笔沿硬纸板EO照射到平面镜上的O点.反射光线沿OF射出,则∠NOF________∠EON(选填“>”、”<”或“=”).如果纸板没有与平面镜垂直放置那么实验出现的现象是:________.(5)小琳又让入射光线沿着FO入射到O点看到反射光线沿着OE射出,这说明光反射时:________.【答案】确定像的位置2右转向自己玻璃板没有竖直放置=纸板上看不到反射光线光路是可逆的【解析】【分析】【详解】(1)用透明的玻璃板代替平面镜,在物体一侧能看到物体的像,同时还能看到代替物体的另一个物体,便于确定像的位置;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;(2)镜中的左手的像与左手在同一直线上,相对于小华是左边,但是因为是在镜子里,人物就要左右颠倒,所以小华用左手将放在玻璃板前的蜡烛点燃,发现玻璃板中的“自己”是用右手点燃蜡烛的;由于像与物关于镜面是对称的,当镜子绕底边转向向人转动时,如图所示,所以像也向人的方向转动;(3)平面镜所成的像和物体关于平面镜对称,如果玻璃板没有放正,蜡烛的像与蜡烛不在同一水平面上,所以蜡烛成的像不与蜡烛重合;(4)用激光笔沿硬纸板EO照射到平面静上的O点.反射光线沿OF射出,则根据光的反射定律可知,∠NOF=∠EON;由于反射光线、入射光线和法线都在同一平面内,当纸板F 转过一定的角度后,两块纸板不在同一平面上,所以在纸板F上就无法呈现出反射光线了;(5)反射光路是可逆的,当让光线逆着OF的方向射向镜面,会发现反射光线沿着OE方向射出.2.利用如图所示装置研究“平面镜成像的特点”。
一、初二物理光现象实验易错压轴题(难)1.小明同学在使用洗手间水龙头时发现:当手伸进水龙头下如图所示窗口前时,水龙头出水,当手离开时断水。
(1)小明听老师说这是一种由红外线控制的自动出水龙头,他想到:任何物体都会向外辐射红外线,水龙头自动出水可能是温度较高的手辐射的红外线被窗口接收,使控制阀打开而出水.为验证猜想,他取3个相同的塑料杯分别装入等质量不同温度的水,以相同的方式将杯子逐渐靠近窗口,发现控制阀是否打开出水与杯子到窗口的________有关,把刚好出水时杯子与窗口的距离定为最远出水距离,每次测量这个距离都是15 cm.他对实验现象分析如下:温度不同的杯子辐射的红外线强弱________(选填不同或相同),最远出水距离应该不同,但实际却相同,可见他的猜想是错误的。
(2)为了进一步寻找原因,小明分析得到控制水龙头出水的红外线可能是由窗口发出的,于是他取了面积形状完全相同的梳妆镜和透明玻璃板,保持它们与窗口平行,分别将它们逐渐靠近窗口,测出最远出水距离分别为32 cm、7 cm.入射到梳妆镜上的光线全部反射,而入射到玻璃板上的光线________(选填“全部”“部分”或“不发生”)反射,接收到的反射光越弱,最远出水距离会越________,因此说明水龙头出水是因为窗口发出的红外线被手____到窗口而使水龙头控制阀打开自动出水。
(3)得到出水原因后,他又进一步探究最远出水距离与哪些因素有关,设计并完成实验,数据记录如下:反射面面积/cm2最远出水距离/cm1瓷砖100302纸板10018.23棉布10017.54海绵10016.1实验结果表明,自动出水龙头的最远出水距离与____________有关,此表中________对红外线的反射效果最好。
实验后他查资料得知:有一种红外线夜视仪的原理是利用红外探照灯照射物体,接收反射的红外辐射形成图像,来看到物体。
为使物体不易被暴露,应使其表面材料对红外线反射作用较________(选填强或弱)。
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。
一、初二物理光现象实验易错压轴题(难)1.如图小明站在地铁站台,他透过玻璃板制成的屏蔽门,可以看到车道另一侧竖直墙壁上的广告牌,及自己在玻璃屏蔽门后面的虚像.小明根据该现象设计了在站台上粗测玻璃屏蔽门到车道另一侧广告牌之间距离d的实验,实验步骤如下,请完成相关内容。
(1)小明相对于玻璃屏蔽门前后移动直到观察到______________;(2)记录_____________;(3)量出________的距离.除记录工具外,小明要完成上述实验必需使用的仪器是______,步骤(3)中量得的距离就是玻璃屏蔽门到广告牌之间的距离d,物理依据是_______。
【答案】自己的像和广告牌重合时自己站的位置自己站的位置到玻璃屏蔽门刻度尺物像到平面镜的距离相等【解析】【分析】【详解】(1)[1]小明相对于玻璃屏蔽门前后移动直到观察到小明在玻璃屏蔽门后所成的像与广告牌在同一竖直平面上,广告牌在小明像的位置。
(2)[2]根据物体和平面镜的距离与像和平面镜的距离相等,小明相对于玻璃屏蔽门前后移动直到观察到自己的像落在广告牌上时,并记录此时自己站立的位置。
(3)[3][4][5]实验时要用刻度尺测量小明到玻璃屏蔽门之间的距离;测量小明到平面镜的距离,间接知道广告牌和玻璃屏蔽门之间的距离,根据是物像到平面镜的距离相等。
2.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).3.小勇同学利用如图所示的装置探究“平面镜成像的特点”。
一、初二物理光现象实验易错压轴题(难)1.在“探究平面镜成像的特点”实验中,小明用玻璃板、相同的两个棋子A及B、刻度尺、橡皮泥、白纸等器材进行实验,如图所示.(1)实验时玻璃板应该__________放置在水平桌面上.(2)实验器材选择相同的两个棋子A、B,其目的是为了___________________.(3)为了说明平面镜中所成的像是实像还是虚像,应采取的具体操作步骤是:____________;直接观察白纸,可发现_____________,所以,平面镜所成的像为_____________像.(4)小明在实验过程中,让玻璃板沿OO'轴(玻璃板与桌面的接触部分)方向水平向右移动,结果他发现镜中的像相对于A_________移动(选填“向右”.“向左”或“不”);他又将玻璃板绕OO'轴转向自己,发现镜中的像__________(选填“转向自己”、“转离自己”或“不动”).【答案】竖直比较像和物的大小移去棋子B,在B处放置一白纸像不能成在白纸上虚不转向自己【解析】【分析】(1)像与物关于玻璃板对称,玻璃板的摆放角度要能够使后面的棋子与前面棋子的像完全重合;(2)实验中让A棋子与B棋子完全相同,B又与A的像完全重合,结果就可以得出A的像与A大小相同的结论;(3)平面镜所成的像不是实际光线会聚成而,所成的像是虚像,用光屏接收不到,只能用眼睛观察;(4)平面镜成像特点是: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,据此判断像的变化。
【详解】(1)平面镜成像时,像与物关于玻璃板对称,如果玻璃板不竖直,则后面的棋子与前面棋子的像不在同一高度上,所以怎样操作都不会重合的,也就无法比较像与物的大小关系,故实验时玻璃板应该竖直放置在水平桌面上;(2)实验器材选择相同的两个棋子A、B,其目的是为了比较像与物的大小关系;(3)为了说明平面镜中所成的像是实像还是虚像,可以将白纸竖直放在蜡烛B处,移开蜡烛B,观察像能否成在白纸上(或白纸上有没有像);若像不能成在白纸上(或白纸上没有像);则说明平面镜所成的像为虚像;若像能成在白纸上(或白纸上有像);则说明平面镜所成的像为实像;(4)当镜子沿00′轴(玻璃板与桌面的接触部分)方向水平向右移动时,由于像与物关于镜面是对称的,镜子在竖直方向上没有发生变化,所以镜中的像相对于A不移动;当镜子绕OO′向人转动时,像也向人的方向转动,如图:2.如图所示是“探究平面镜成像特点”的实验装置.(1)在此实验中,用玻璃板代替平面镜的目的是______;选取两支完全相同的蜡烛是为了比较像与物的______关系.(2)此实验最好在_____(选填“较亮”或“较暗”)的环境中进行,观察到的效果会更好些.(3)移开蜡烛B.在其原来位置放一光屏,光屏上无法呈现蜡烛的像,说明平面镜成的是______像.【答案】便于确定像的位置大小较暗虚【解析】(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,来比较物像的大小. (2)因蜡烛是点燃的,所以适合在较黑暗的环境下才可看清蜡烛的像. (3)因为光屏只能接收实像,不能接收虚像,光屏不能接收到蜡烛A的烛焰的像,所以说明平面镜成的像是虚像.点睛: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的大小用蜡烛B来代替;当实验环境光线较暗时,实验现象会更加明显.3.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:4.小军在做“探究平面镜成像的特点”的实验,如图(1)应选择_____(选填“明亮”“黑暗”)的环境;(2)实验时应选择较薄的玻璃板代替平面镜来研究平面镜成像的特点,优点在于既能看到A的像,又能看到后面的蜡烛B,其原理为_____A.两者都是光的反射形成的B.前者是光的反射形成的,后者是光的直线传播形成的C.两者都是光的折射形成的D.前者是光的反射形成的,后者是光的折射形成的(3)小军选用了两只大小完全一样的蜡烛,在玻璃板前点燃蜡烛A,拿未点燃的蜡烛B竖直在玻璃板后面移动,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“不能”“能”)呈现蜡烛的像,这说明平面镜所成的像是_____(选填“虚”或“实”)像.(5)小军把玻璃板沿直线MN向右平移一段距离,在此过程中,蜡烛A的像_____(选填“会”或“不会”)向右平移.(6)实验中多次改变蜡烛A的位置,是为了多次实验_____(选填“寻找普遍规律”“求平均值减小误差”).(7)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_____(选填“亮”或“暗”);如果实验采用厚玻璃板,观测到蜡烛A通过玻璃板在不同的位置成两个清晰像,且测得两个像之间的距离为0.8cm,则玻璃板的厚度为_____cm.【答案】黑暗 D 等效替代法不能虚不会寻找普遍规律暗 0.4【解析】(1)应选择在黑暗的环境进行实验,像看起来更清晰。
(2)玻璃板代替平面镜,既能看到A的像,又能看到后面的蜡烛B,A的像形成原理是光的反射;光在穿过玻璃时发生折射,透过玻璃看到B是光的折射,故D正确。
(3)蜡烛B与蜡烛A的像完全重合,确定像与物大小,用B替代A的像,此方法是等效替代法。
(4)虚像不能用光屛承接,所以移去蜡烛B,在其原来位置上放置一块光屏,光屏上不能呈现蜡烛的像,这说明平面镜所成的像是虚像。
(5)小军把玻璃板沿直线MN向右平移一段距离,根据平面镜成像特点,物和像关于平面镜对称,在此过程中,蜡烛A的像不会向右平移。
(6)实验中多次改变蜡烛A的位置,是为了多次实验,从而寻找普遍规律,防止实验的偶然性。
(7)实验中,看到点燃的蜡烛通过玻璃板成两个像,玻璃前后两个面都能反射成像,由于后面的反射面反射光少,所以成的像较暗,故距离观察者较远的像较暗;如果实验采用厚玻璃板,观测到蜡烛A通过玻璃板在不同的位置成两个清晰像,且测得两个像之间的距离为0.8cm,则玻璃板的厚度为0.4cm.玻璃板的前后两个面相当于两块平面镜,两个平面镜相距0.4cm 时,镜前同一物体的像相距0.8cm.点睛:本题中求玻璃板厚度较难,可结合画图解答。