华中师大一附中物理光现象实验单元测试与练习word解析版.docx
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华中师大一附中物理光现象实验单元测试与练习word解析版
一、初二物理光现象实验易错压轴题（难）
1．小明用图甲的装置探究“平面镜成像的特点”，操作如下：
①在竖立的玻璃板前点燃蜡烛A，可以看到蜡烛A在玻璃板中的像，取一支外形相同但不点燃的蜡烛B在玻璃板后面来回移动，直到看上去它跟蜡烛A的像完全重合；②移去蜡烛B，在其原来位置上放置一块光屏，观察光屏上是否有蜡烛的像；③将玻璃板倾斜，再次观察“蜡烛A的像”，如图乙所示。
请你解答下列问题：
（1）实验不用平面镜而用玻璃板的目的是便于______；
（2）操作①中通过玻璃板能够看到蜡烛A的像是由于发生了光的______；蜡烛B与蜡烛A的像完全重合，说明像与物的大小______；
（3）操作②的探究目的是______；
（4）操作③中蜡烛A此时的像是图乙中的______（选填“A1”、“A2”或“A3”
。
【答案】确定像的位置反射相等探究像的虚实A2
【解析】
【分析】
【详解】
（1）[1]镜子和玻璃板都是平面镜，而且镜子的反射效果好，成像清晰，但镜子不透光，不能看到背面的物体；玻璃板成像比较暗，但透光，可以看到镜子后的物体。
本实验的关键是确定像的位置，为解决这一关键点，选择玻璃板而不选镜子。
（2）[2]操作①中通过玻璃板能够看到蜡烛的像是由于发生了光的反射。
[3]蜡烛B与蜡烛A的像完全重合，说明像与物的大小相等。
（3）[4]操作②的探究目的是探究像的虚实，虚像不会出现在光屏上。
（4）[5]如果玻璃板没有放正，蜡烛的像与蜡烛不在同一水平面上，像与物关于平面镜对称，操作③中蜡烛
此时的像是图乙中的
。
2．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。
3．小东利用如图甲装置探究“平面镜成像的特点”．
（1）小东选用玻璃板而不选用平面镜，因为这样______；实验时，小东在玻璃板交放一支点燃的蜡烛A，还要在玻璃板后面放一支未点燃的蜡烛B，对这两支蜡烛的要求是______．
（2）实验中，在寻找蜡烛A的像的位置时，如果无论怎样沿桌面移动蜡烛B，都不能使它与蜡烛A的像重合，可能的原因是______．
（3）小东在得出平面镜成像规律后，用图乙所示方法测视力时，镜中视力表的像到人的距离为______m．他用到的规律是______．
【答案】便于确定蜡烛所成像的位置形状、大小完全相同玻璃板与桌面不垂直4.6像到平面镜的距离与物体到平面镜的距离相等
【解析】
（1）平面镜是不透明的，只能在平面镜中看到平面镜前物体的像，不能看到平面镜后面的物体，所以实验时不采用不透明的平面镜。
用透明的玻璃板代替平面镜，虽然成像不太清晰，但是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。
探究实验中对蜡烛A和B的要求是形状、大小完全相同；主要是便于比较像与物体的大小；
（2）如果玻璃板与桌面不垂直，A蜡烛所成的像可能偏高或偏低，而B蜡烛在桌面上，与A蜡烛的像就无法重合了。
（3）根据平面镜成像特点可知，像到平面镜的距离与物体到平面镜的距离相等，故视力表与镜距离为2.5m，视力表的像离镜距离也为2.5m，即视力表与它的像的距离为2.5m
2.5m
5m，又由于人在视力表前0.4m，所以人离视力表的像的距离为5m
0.4m
4.6m，即人离视力表的像距离为4.6m。
点睛：
无论怎样调节后面的蜡烛B，都不能与蜡烛A的像重合，可能玻璃板和水平面不垂直；依据平面镜成像特点，人和人的像相对于镜面对称，视力表和视力表的像相对于平面镜对称，依据数学知识计算。
4．菜同学为了探究“平面镜成像时，像与物到平面镜的距离的关系”，所用的实验器材有：
单面镀膜的玻璃板、支架、两个相同的跳棋、白纸和刻度尺．实验装置如图（甲）所示．
（1）在白纸上画一条直线，将玻璃板竖直立在白纸上，使玻璃板_____那一面的下边线与直线重合（选填“有膜”或“无膜”）．
（2）用镀膜玻璃板和跳棋做实验，实验环境有：
①几乎无光的实验室，②有阳光的实验窒，在_____中进行实验效果好（选填“①”或“②”）．
（3）在同样的实验环境下，用镀膜玻璃板实验比用普通玻璃板实验成像更清楚，主要原因是：
_____．
（4）在白纸上沿跳棋A和B的边缘画圆，测出物距u和像距v的值如下表：
实验次数
1
2
3
物距u/cm
3.39
5.11
6.39
像距v/cm
5.22
6.51
①如图（乙）所示，第1次实验测量的物距是A的右端到直线的距离，则像距v1＝_____cm．
②该同学发现三次实验的像距都比物距略大一些，原因是：
_____（只有一个正确选项，将正确选项的字母填在横线上）
A．刻度尺测量像距时存在误差B．玻璃板有一定厚度
C．物和像的标记点不对应D．玻璃板没有竖直放置
【答案】有膜②镀膜增强了对光的反射3.50B
【解析】
【分析】
（1）有膜的一面作为反射面；
（2）物体射出的光线对人眼刺激越强，人眼感觉物体越亮，物体经过平面镜反射，反射光线进入人眼的光线越多，人眼感到物体的像越亮．
（3）用镀膜玻璃板实验比用普通玻璃板实验成像更清楚，是反射能力更强；
（4）①刻度尺的分度值是刻度尺相邻两刻度线表示的长度．使用刻度尺时要明确其分度值，起始端从0开始，读出末端刻度值，就是物体的长度；起始端没有从0刻度线开始的，要以某一刻度线为起点，读出末端刻度值，减去起始端所对刻度即为物体长度，注意刻度尺要估读到分度值的下一位；
②玻璃板有一定厚度，有两个反射面．
【详解】
（1）在白纸上画一条直线，将玻璃板竖直立在白纸上，有镀膜的一面因为成像更清晰，所以使玻璃板有膜那一面的下边线与直线重合．
（2）用镀膜玻璃板和跳棋做实验，因为跳棋本身不会发光，要靠反射的光线成像，所以应该在光线较好的环境中实验，即在有阳光的实验室实验．
（3）在同样的实验环境下，用镀膜玻璃板实验比用普通玻璃板实验成像更清楚，因为平面镜是反射成像的，所以镀膜后一定是增强了镜面对光的反射．
（4）①如图（乙）所示，第1次实验测量的物距是A的右端到直线的距离，因为像与物关于镜面对称，所以像距应为B的左端到直线的距离，刻度尺的分度值为1mm，则像距v1=3.50cm．
②该同学发现三次实验的像距都比物距略大一些，且去除误差因素后，每次像距与物距的差值相等，说明是同一原因引起的，考虑实验装置，原因只能是：
玻璃板有一定厚度造成的．
故选B．
【点睛】
平面镜成像的实验中有很多细节问题要注意，如要用薄的玻璃板，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．另外要牢记平面镜成等大的虚像，像与物到镜面的距离相等，像与物的连线与镜面垂直，即像和物关于平面镜对称．
5．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．
6．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°．
7．为了“探究光反射时的规律”，实验小组的同学选用了平面镜、纸板、激光器、刻度尺和几种不同颜色的笔，依据教材设计了如图甲所示的实验．
（1）实验中还需要的器材是___________．
（2）实验中为了使光线能在纸板上显示出来，方便实验研究，你该采取的操作是__________．
A．向纸板喷烟或雾B．使光束垂直纸板射到O点C．使光束贴着纸板射到O点
次数
∠i
∠r
1
70°
70°
2
45°
45°
3
30°
30°
（3）改变光束入射的角度，多做几次，换用不同颜色的笔记录每次光的径迹．取下纸板，测量ON两侧的∠i和∠r，将数据记录在上表中，根据数据得出的结论是_______________；
（4）若将一束光贴着纸板沿FO方向射到O点，光将沿图中的OE方向射出，因为在反射现象中，___．
（5）实验过程中若将纸板倾斜，如图乙所示，让光仍贴着纸板沿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．
【答案】量角器C反射角等于入射角光路是可逆的不在
【解析】
【详解】
（1）[1]实验中需要测量入射角和反射角的大小，需要用到量角器；
（2）[2]实验中为了使光线能在纸板上显示出来，使光束贴着纸板射到O点；
（3）[3]从表中数据可以看到，当入射角是70°时，反射角是70°，当入射角是45°时，反射角是45°，当入射角是30°时，反射角是30°，由此可推测反射角等于入射角；
（4）[4]若将一束光贴着纸板沿FO方向射到O点，光将沿图中的OE方向射出，这说明了在反射现象中，光路是可逆的；
（5）[5]根据光的反射定律，反射光线与入射光线、法线在同一平面，由于法线不在倾斜的纸板上，那么反射光线不会在纸板这一平面内．
8．小华利用如图1装置探究平面镜成像特点：
（1）他实验时用玻璃板代替平面镜竖立在水平桌面上．在玻璃板前放置棋子A，将完全相同的棋子B放在玻璃板后并移动，人眼一直在玻璃板的前侧观察，但他发现观察到A的像“重影”很明显，而影响到确定A的像的位置，你解决这一问题的办法是：
将此玻璃板更换为____________（选填“茶色玻璃板”或“薄玻璃板”）．
（2）如图2所示将棋子放在竖立的玻璃板前40cm处，以5cm/s的水平速度向平面镜匀速靠近，则经过2s后棋子与像的距离为______m．若将玻璃板放置成与水平面成45°角，将会在物体位置观察到像在物像连线的方向上以_______cm/s的向物体靠近（结果可带根号）．
（3）某同学学习了平面镜成像特点后，回家途中，站在离平面玻璃制的地铁安全门外0.5米候车．地铁到站后，安全门向两侧打开，该同学在左右两侧安全门中成像的情况分析正确的是__________．
A．随着门逐渐打开，门后的像会逐渐远离她本人
B．随着门逐渐打开，在两侧门中会各成一半像，且分别向左右移动
C．在两侧安全门中成的像越来越小，直至不成像
D．都成完整的像，且像到她的距离为1米
【答案】薄玻璃板0.610
D
【解析】
【分析】
【详解】
（1）[1]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，即同时成像，所以A的像“重影”是由于玻璃板太厚造成的，解决这一问题的办法是换用厚度较小的玻璃板．
（2）[2]根据v=
可得2s棋子移动的距离：
s=vt=5cm/s×2s=10cm，
棋子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后棋子与像的距离为：
30cm+30cm=60cm=0.6m；
[3]已知棋子沿桌面以5cm/s的速度向着平面镜处移动，由几何知识可知，棋子沿垂直于镜面方向运动的速度5
cm/s；
因为棋子向平面镜运动的速度等于平面镜中棋子的虚像向平面镜运动的速度，因此平面镜中棋子的虚像向棋子靠拢的速度的大小是10
cm/s；
（3）[4]A．根据平面镜成像的特点可知，像与物到镜面的距离相等，像与物的连线与镜面垂直，像与物大小相同，在安全门向两侧打开后，人到镜面的距离不变，所以像的位置不变，故A错误；
B．面镜所成的像与物大小相同，在两侧安全门中成的像完整的像，故B错误；
C．根据平面镜成像的特点可知，像与物大小相同，在安全门向两侧打开后，平面镜所成的像与物大小相同，玻璃门中的像的大小不变，故C错误；
D．人在安全门外0.5米，因为平面镜所成的像和物体到平面镜的距离相等，人成的像到安全门的距离也是0.5米，所以都成完整的像，且像到她的距离为1米，故D正确．
9．如图所示是小方同学用两只外形相同的蜡烛“探究平面镜成像的特点”
（1）用透明的玻璃板代替平面镜，主要是利用玻璃透明的特点，便于确定_______．
（2）选取相同的蜡烛，是为了便于比较像和物体的_______关系．
（3）在实验过程中，把一只点燃的蜡烛放在玻璃板前，再将另一支不点燃蜡烛放在玻璃板的后面来回移动，直到看上去跟前面的蜡烛的像_______．
（4）当点燃的蜡烛放在玻璃板前面20cm的A处时，玻璃板后B处的蜡烛好像也被“点燃”了；移去B处的蜡烛，将光屏放在B处，发现光屏上并没有蜡烛的像，这说明平面镜所成的像是_______像．
（5）小方将玻璃板移去，在玻璃板位置放一个凸透镜，B处放光屏，发现光屏上恰好成倒立、等大的蜡烛的像，则该凸透镜的焦距为_______cm．
【答案】像的位置大小重合虚10
【解析】
【详解】
（1）实验中用透明的玻璃板代替平面镜，在物体的一侧能看到物体的像，同时透过玻璃板也能观察到代替物体的另一个物体，便于确定像的位置；
（2）完全一样的蜡烛是为了比较物体与像的大小关系；
（3）实验时要另外拿一支相同的未点燃的蜡烛在玻璃板后面移动，直到在玻璃板前看上去与玻璃板前的蜡烛在玻璃板中成的像完全重合时，说明平面镜成的像与物体是等大的；
（4）移去B处的蜡烛，将光屏放在B处，发现光屏上并没有蜡烛的像，因为虚像不能用光屏承接，说明是虚像；
（5）由题意可知，当物距为20cm时，物体成一个等大的实像，根据凸透镜成像的规律可知，此时的物距等于二倍焦距，所以，凸透镜的焦距是10cm。
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
放置在平面镜上，让一束激光紧贴纸板射向
点；在硬纸板
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
面以
为轴向后折转，如图乙所示，则在
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．
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