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．在“探究平面镜成像的特点”实验中．
（1）实验室提供平面镜、茶色玻璃板和透明玻璃板，应选________作为实验器材，这样做的目的是为了便于________ ；
（2）小丁选择两只大小外形完全一样的蜡烛是为了比较________；
（3）如图1，蜡烛放在画有方格的平板上，像的位置在________；（A/B/C/D），在该位置放一光屏，屏上________（能/不能）承接到像，说明平面镜成的像是________像； （4）细心的小丁透过玻璃观察蜡烛的像时，看到在像的后面还有一个较模糊与像有部分重叠的像，出现两个像的原因是________，此时成两个像对应的物距分别是蜡烛到玻璃板前后两个面的距离，若玻璃板厚度为3mm，则两个像的中心距离为________mm. （5）如图2，小丁把四个模型分别面对玻璃板直立在桌面上，用于研究像与物左右位置的关系．其中能够达到实验目的是________；
（6）小丁同学实验过程中，如果在平面上无论怎样移动镜后的蜡烛，都无法与镜前蜡烛的像完全重合，原因可能是________．
【答案】茶色玻璃板 确定像的位置 便于比较像和物体的大小关系 B 不能 虚 玻璃板太厚 6 C 玻璃板与桌面不垂直（或玻璃板为竖直放置） 【解析】
（1）实验室提供平面镜、茶色玻璃板和透明玻璃板，研究平面镜的成像实验时，因为用平面镜不能看到后面的物体，所以不能用，为了减小环境光线对成像的干扰，提高成像的对比度，应选茶色玻璃板作为实验器材，这样做的目的是为了便于确定像的位置． （2）小丁选择两只大小外形完全一样的蜡烛，实验时像和物体可以完全重合，所以便于比较像和物体的大小关系．
（3）如图，蜡烛放在画有方格的平板上，根据像和物到镜面的距离相等，连线与镜面垂直的特点，可知像的位置在B处；
因为平面镜成虚像，由反射光线的反射延长线相交而形成的，所以在该位置放一光屏，屏
上不能承接到像．
（4）细心的小丁透过玻璃观察蜡烛的像时，看到在像的后面还有一个较模糊与像有部分重叠的像，出现两个像的原因是玻璃板的两面都能成像，即会成两个像，此时成两个像对应的物距分别是蜡烛到玻璃板前后两个面的距离，若玻璃板厚度为3mm，则后面的像物距和像距都大了3mm，所以两个像会相距6mm．
（5）要研究像与物左右位置的关系，如图中的字母：ATV都是左右对称的，所以不能达到目的，C字母左右不对称，所以其中能够达到实验目的是C图；
（6）平面镜成的像与物体的连线与镜面垂直，像和物体关于平面镜对称，如果在平面上无论怎样移动镜后的蜡烛，都无法与镜前蜡烛的像完全重合，原因可能是：玻璃板与桌面不垂直（或玻璃板未竖直放置），此时像不在桌面上，所以不能重合．
点睛：平面镜成像的实验中有很多细节问题要注意，如在较暗的环境中实验，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．
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：
1 2 3 4 反射面 瓷砖 纸板 棉布 海绵 面积/cm2 100 100 100 100 最远出水距离/cm 30 18.2 17.5 16.1 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）。
【答案】距离 不同 部分 近 反射 反射面材料 瓷砖 弱 【解析】 【分析】 【详解】
(1)[1]小明取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，实验中控制其它条件相同，水的温度不同，则控制阀是否打开出水与杯子到窗口距离不同，进而说明控制阀是否打开出水与杯子到窗口的距离有关。 [2]温度不同的杯子辐射的红外线强弱是不同的。温度越高辐射的红外线越强。 (2)[3]入射到玻璃板上的光线会折射，所以入射到玻璃板上的光线部分反射。 [4]收到的反射光越弱，则需要的距离越近。
[5]通过实验说明水龙头出水是因为窗口发出的红外线被手反射到窗口而使水龙头控制阀打开自动出水。
(3)[6]通过实验数据可知，反射面积相同，反射面的材料不同，最远出水距离不同，说明自动出水龙头的最远出水距离与反射面的材料有关。
[7]通过表中数据可知，反射面积相同时，瓷砖的最最远出水距离最短说明，瓷砖的反射效果最好。
[8]使用表面对红外线反射作用较弱的材料，接收反射的红外辐射少，使物体不易被暴露。
5．如图甲是小明探究光的反射规律的实验装置图。
最新八年级物理光现象实验(培优篇)(Word版 含解析)
