人教版八年级上册物理 光现象实验专题练习解析版.docx

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人教版八年级上册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．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）．

2．在“探究光的反射规律”的实验中，平面镜M水平放置，白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翻折．

（1）如图甲，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、入射线光与ON在_____内．

（2）当纸板E、F在同一平面内，将一束光沿原BO方向射O点，它反射后沿_____方向射出．这现象说明：

_____；当入射光线垂直于平面镜入射时，反射光线与入射光线的夹角为_____°．

（3）小明在测入射角和反射角大小时只记录了一组数据（如乙表），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OA在反射时，光路是可逆的0不能一次实验具有很大的偶然性

【解析】

【分析】

（1）光的反射定律的内容，知道反射角等于入射角．知道反射光线、入射光线和法线在同一平面内．

（2）光在反射时光路是可逆的，若沿反射光线的方向入射，则反射光线沿入射光线的方向射出，当入射光线垂直于平面镜入射时，入射光线、法线、反射光线三线重合．

（3）一次实验具有很大的偶然性．

【详解】

（1）在实验过程中，若将纸板倾斜，让光线仍贴着纸板沿AO方向射向镜面，此时反射光线、入射光线在同一平面内，由于反射光线和入射光线构成的平面与平面镜垂直，故不能看到反射光线．

（2）当光贴着纸板F沿BO射到O点，反射光将沿图中的OA方向射出，说明光在反射时，光路是可逆的；

当入射光线垂直于平面镜入射时，入射光线、法线、反射光线三线重合,入射角为0°；反射角等于入射角,也为0°；

（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

（1）不能；同一平面；

（2）OA；在反射时，光路是可逆的；0°；（3）不能；一次实验具有很大的偶然性．

3．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。

（2）在实验中用到刻度尺，是来测量像到镜的距离和物到镜的距离，从而得出二者的关系。

（3）两只蜡烛大小相同，后面的蜡烛又和前面蜡烛的像完全重合，这样就证明了像与物大小相同，所以两只蜡烛等长是为了比较像与物大小关系用的。

（4）点燃蜡烛，烛焰在明亮的环境中，烛焰和明亮环境对比度较小，成像不太清晰；烛焰在黑暗环境中，烛焰和黑暗环境的对比度大，成像更清晰。

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。

也能观察到玻璃板后面的蜡烛，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蜡烛的像重合为止，这时发现像与物的大小相等；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垂直。

像和物到玻璃板的距离相等。

（6）因为光屏只能接收实像，不能接收虚像，因此移走后面的蜡烛B，光屏不能接收到蜡烛A的烛焰的像，所以平面镜成的像是虚像。

（7）小红将蜡烛逐渐远离玻璃板时，它的像大小不变。

（8）一次实验不具备代表性，应采取同样的实验方案多做几次，避免实验现象的偶然性，才能保证结论的正确。

所以应采取B操作。

点睛：

探究平面镜成像实验时，成像物体和环境的对比度越大，并且物体越亮，物体成像越清晰。

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。

5．如图甲是小明探究光的反射规律的实验装置图。

（1）该实验中，纸板A、B的作用是______（写出一条即可）；

（2）让入射光线沿FO方向射入，则发现反射光线沿______方向射出；

（3）实验结束后，小明想继续探究平面镜成像的特点，装置如图乙，却发现点燃蜡烛A，在平面镜后移动未点燃的蜡烛B，根本无法透过平面镜看到蜡烛B。

小明可用______代替平面镜，让实验顺利完成；

（4）实验结束时，小华将一枚硬币放在竖直的平面镜前，硬币的像在a处，如图丙。

现将平面镜移至图丁位置，硬币的成像情况是______（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

【答案】显示光路（或显示光的传播路径/径迹或验证反射光线、入射光线、法线是否在同一平面内）OE玻璃板（或薄玻璃板）A

【解析】

【分析】

【详解】

（1）[1]实验中纸板A、B上可以显示出光路。

（2）[2]让入射光线沿FO方向射入，则反射光线沿OE方向射出，因为光路是可逆的。

（3）[3]实验中直接用平面镜探究，无法观察到点燃蜡烛所成的像是否与未点燃的重合，因为平面镜是不透明的，无法通过平面镜来观察其成像情况，所以实验中可用薄琉璃板来代替平面镜。

（4）[4]先将硬币放在平面镜前，所成的像在a处，然后移动平面镜至丁位置处，则硬币的像仍然在a处，因为硬币的位置没有变化，则其像的位置也不变，故A选项正确。

6．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。

7．如图甲所示的是探究平面镜成像的特点实验装置图。

（1）在甲图中，点燃玻璃板前面的蜡烛A，拿一支没有点燃的与A完全相同的蜡烛B竖立在玻璃板后面并移动，直到__________；

（2）移去蜡烛B，在其原位置上放置一块白屏，白屏上________，（填“能”或“不能”）成蜡烛A的清晰的实像。

（3）学习了平面镜成像后，小明回家观察到家里的餐桌桌面上有一块水平的圆形玻璃转盘，距转盘1.6m高处有一盏灯，该灯通过转盘成像如图乙所示。

则灯的像距离该灯_________m；若用手拨动转盘使其水平旋转，则会观察到灯的像的位置________。

（填“改变”或“不变”）

【答案】蜡烛B跟蜡烛A的像完全重合不能3.2m不变

【解析】

【详解】

（1）[1]在甲图中，点燃玻璃板前面的蜡烛A，拿一支没有点燃的与A完全相同的蜡烛B竖立在玻璃板后面并移动，直到蜡烛B跟蜡烛A的像完全重合。

（2）[2]平面镜成虚像，虚像不能用光屏承接，所以移去蜡烛B，在其原位置上放置一块白屏，白屏上不能成蜡烛A的清晰的实像。

（3）[3]根据平面镜成像规律可知，像到平面镜的距离等于物到平面镜的距离，所以灯的像距离该灯3.2m。

（4）[4]根据平面镜成像规律可知，像和物关于镜面对称，若用手拨动转盘使其水平旋转，物的位置不变，所以像的位置也不变。

8．如图所示，将透明的薄壁

厚度可忽略不计

方形水槽水平放置，固定在水槽底部的激光笔沿图示方向发出一细光束，小彬通过缓慢改变水槽中的水量来探究光的传播现象．

（1）如图水槽中未注水时可在侧壁上A处得到一个光点，注入一定量的水后，光点移至B处，这是由于光在水面处发生了光的______现象，此时入射角______角

选填“大于”“等于”或“小于”

；

（2）为使B处的光点移至C处，则应使水槽中的水量______，若BC间距离为2cm，则水面高度的变化量

______

选填“

”“

”或“

”

；

（3）如图所示，小彬将激光笔移至虚线框内向水槽底部照射，为使光束第一次从水面射出后沿DE方向传播，则激光笔照射的方向应满足的条件是______，且激光笔照射在水槽底部的位置必须在区______

选填“①”②”或“③”

内．

【答案】折射小于增加

平行于DE②

【解析】

【分析】

【详解】

（1）[1][2]水槽中未加水水时，由于光的直线传播，激光射到侧壁上的A点；当水槽中加水时，光点下移到B点位置，这是由于光的折射现象引起的，当光从水中射入空气中时，折射角大于入射角，此时入射角小于角Q；

（2）[3]入射角和折射角都不变，所以要使B处的光点移到C处，则应使水槽中的水量增加；

[4]若BC间距离为2cm，因为两次的折射光线是平行的，光斑移动的竖直高度小于水面上升的高度，故水面高度的变化量大于2cm；

（3）[5]光从空气中进入水中，再从水中射出到空气中，发生折射时，折射角一次减小，一次增大，最终的入射光线与折射光线是平行的，即激光笔照射的方向应满足的条件是：

平行于DE；

[6]且因为第一次折射进入水中时，折射角小于入射角，则激光笔应该与激光笔照射在水槽底部的位置必须在区②内．

【点睛】

重点是根据光的折射定律的应用，关键是记清楚光由空气斜射入水或玻璃中时，折射角小于入射角，反之折射角大于入射角，可根据光路可逆的特征进行记忆．

9．如图甲所示，平面镜M放在水平桌面上，E、F是两块黏接在一起的硬纸板，垂直于镜面且可绕ON转动，小诚同学利用该实验装置和量角器，进行了探究光的反射规律实验。

（1）如图甲所示，当E、F在同一平面上时，让入射光线AO沿纸板E射向镜面，在F上可看到反射光线OB；若将一束光贴着纸板F沿BO射到O点，光将沿图中的_____方向射出，说明在光的反射现象中，光路是______的。

实验时让光贴着纸板入射是为了______。

（2）如图乙所示，以法线ON为轴线，把纸板F向后缓慢旋转，在F上____（填“能”或“不能”）看到反射光线OB。

（3）如图丙所示，将纸板倾斜，让光线仍贴着纸板E沿AO方向射向镜面，则纸板F上_________（填“能”或“不能”）看到反射光线。

（4）改变入射角度，观察反射光线是否改变，用量角器测出入射角和反射角，进行三次实验，把测量结果记录在表格中，请你帮忙设计这个记录实验数据的表格。

（__________________）

【答案】OA可逆显示光路不能不能略

【解析】

【分析】

【详解】

（1）[1][2]让光线沿AO入射到平面镜上，反射光线沿OB射出，若让光线沿BO入射时，则反射光线沿OA射出，这证明光路是可逆的；

[3]实验时让光贴着纸板入射是为了显示光的路径；

（2）[4]在光的反射中，入射光线、法线、反射光线在同一平面内。

所以以法线为轴线，把纸板F向后旋转时，因为F与入射光线和法线不在同一平面，所以在F上不能看到反射光线OB；

（3）[5]将纸板倾斜，让光线仍贴着纸板E沿AO方向入射平面镜上时，法线与平面镜垂直，法线已经不是ON了，入射光线AO与法线所在平面已不在是纸板所在平面了，所以在纸板F上不能看到反射光线；

（4）[6]

实验次数

入射角

反射角

1

2

3

10．小童在探究平面镜成像的特点，下面是他其中的几个实验操作：

a．移去蜡烛B，在B的位置上放一光屏，不透过玻璃板，直接观察光屏上有无蜡烛的像

b．点燃一支小蜡烛A，竖直立在玻璃板前面．将没有点燃的同样的蜡烛B放到玻璃板后面，移动至与蜡烛A的像完全重合

c．记下蜡烛A和B及玻璃板的位置

d．移去玻璃板、蜡烛A及光屏，用直线连接A和B的位置，用刻度尺测量它们到玻璃板位置的距离．

（1）以上实验步骤合理的顺序是_________．

（2）步骤a中，观察光屏上有无蜡烛的像，这样做的目的是________．

（3）小童在某次改变蜡烛位置后，发现无论怎样移动蜡烛B的位置都无法与A的像重合，其原因可能是：

__________

（4）小童将显示时间为10:

21的电子手表放在平面镜前，则在平面镜中看到时钟显示的时间是_______．

（5）小组同学进行了正确的实验操作后，得到的实验数据如下图乙：

实验中为什么要改变蜡烛的位置多次实验：

_______

【答案】bcad探究平面镜所成的像是虚像还是实像玻璃板没有竖直放置15:

01为了多次实验避免偶然性，得到普遍规律

【解析】

【分析】

【详解】

（1）因为实验目的：

探究平面镜成像特点，因此合理的顺序是：

b．点燃一支小蜡烛A，竖直立在玻璃板前面．将另一支没有点燃的同样的蜡烛B放到玻璃板后面，移动到与蜡烛A的像完全重合；

c．记下蜡烛A和B以及玻璃板的位置；

a．移去蜡烛B，在B的位置放一光屏，不透过玻璃板，直接观察光屏上有无蜡烛的像；

d．移去玻璃板、蜡烛A及光屏，用直线连接A和B的位置，用刻度尺测量它们到玻璃板位置的距离．

（2）因为光屏不能接收虚像，只能接收到实像，所以步骤a中观察光屏上有无蜡烛的像，这样做的目的是看是实像还是虚像．

（3）当玻璃板没有竖直放置时，即玻璃板与桌面不垂直时，成的像不在桌面上，所以在改变蜡烛位置后，发现无论怎样移动蜡烛B的位置都无法与A的像重合；

（4）由图分析可得：

题中所给的10:

21，与“15：

01”成轴对称，这时的时间应是15：

01．

（5）探究平面镜成像特征，要得出一个规律性的结论，因此不能只进行一次实验，而应多次实验，避免偶然性，即为了多次实验避免偶然性，得到普遍规律要多次实验．