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。
②根据题意知道，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，由于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，所以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些。
③由图知道，此时物距大于像距，所以此时凸透镜成的是一个倒立缩小的实像，由于像的大小由物距和像距共同决定，物距和像距都不变，像的大小不变，但凸透镜越大，像越亮，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。 【点睛】
本题考查的是小孔成像的探究和凸透镜成像的应用，考查了根据题中信息分析解答能力，有一定的难度。
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。
（6）实验时，选择两个相同的棋子，是为了比较像与物体的______；测量两只蜡烛到玻璃板的距离，是为了比较_______________________ ．
（7）他在找准像的位置后,画出了A、B、C三点做标记(如图乙),在测量物距和像距时,他应分别测出_______两点到平面镜的距离作为物距和像距
【答案】薄 前面 不变 虚 能 大小关系 像和物体到镜面的距离大小关系 A、C 【解析】 【分析】
（1）玻璃板有两个反射面，每个反射面都可以成一个像，这样由于两个像的干扰，像的位置不易确定准确，需要两个像距离越近越减小误差；
（2）由于平面镜成的是反射形成的虚像，应在A的一侧进行观察像实验； （3）像的大小与物体大小相同。
（4）实像和虚像的重要区别是实像能用光屏承接，虚像不能承现在光屏上。 （5）平面镜成像的原理是光的反射形成。
（6）选择两个相同的棋子可以比较像和物的大小关系；通过测量两只蜡烛到玻璃板的距离，可以得出像距等于物距的结论。
（7）为了比较物距和像距，应找到对应的点进行测量。 【详解】
（1）玻璃板两个面都能成像，当越薄时，两个反射面所在的像距离越近，这样可以使确定的像的位置更加准确，厚玻璃板会形成两个像，会影响对实验结果的判断，所以选薄的玻璃板；
（2）由于平面镜是反射形成的虚像，故在玻璃板前放一支点燃的蜡烛A，眼睛应该在镜前才能观察到蜡烛A经玻璃板反射所成的像；
（3）平面镜成的像与物大小相同，和物到镜的距离无关，人们感觉到的近大远小是一种视觉效果，不影响真实的大小。所以将蜡烛A逐渐远离玻璃板，它的像不变。
（4）因为虚像不能在光屏上承接，所以将光屏放到像的位置，无法直接在光屏上观察到像，说明所成的像是虚像。
（5）平面镜成的像是光的反射形成的，蜡烛发出的光线经玻璃板反射，被人眼接收，才能看到像，所以用木板紧贴玻璃板背面，挡住玻璃板后的光，人眼在玻璃板前仍能看见棋子A的像。
（6）实验时，选择两个相同的棋子，当后面的棋子和前面棋子的像完全重合时，可以比较像与物体的大小关系，可得像和物体大小相等的结论；
测量两只蜡烛到玻璃板的距离，是为了比较像和物体到镜面的距离大小关系． （7）他在找准像的位置后,画出了A、B、C三点做标记(如图乙)，由图知，A点在蜡烛的左侧边缘，根据成像时像与物对称的特点，A的对应像点在B点，所以在测量物距和像距时,他应分别测出A、C两点到平面镜的距离作为物距和像距
北京樱花园中学物理光现象实验(培优篇)(Word版 含解析)
