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.小强同学为了探究平面镜成像特点,准备如下器材:各种长度的蜡烛若干、平面境一块、玻璃板一块、白纸一张(如图甲所示)。
(1)除了图甲中画出的器材,本实验中还需要的测量工具是______。
(2)平面M所选的器材是______(选填“平面镜”或“玻璃板”);这样选择,主要是为了便于确定像的______。
(3)小强把蜡烛A点燃放在M前面,再把其它各支蜡烛依次放在M后面适当位置,当某支
蜡烛放在后面时,人眼在M的______(选填“前面”或“后面”)观察,看起来那支蜡烛也被点燃了一样。此时,后面的那支蜡烛与蜡烛A的大小关系是______。 【答案】刻度尺 玻璃板 位置 前面 相等 【解析】 【分析】 【详解】 略
3.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。
4.如图所示,在“探究平面镜成像特点”实验中:
(1)平面镜成像原理是光的__________(选填“直线传播”、“反射”或“折射”); (2)实验中用玻璃板代替平面镜是为了便于准确确定_______________;
(3)为了比较像与物大小关系,选取两支____(选填“完全相同”或“完全不同”)的蜡烛; (4)无论怎样水平移动蜡烛B,都不能与蜡烛A的像重合,原因是玻璃板与桌面__________;
(5)判断平面镜成虚像的方法是:在B处放一个光屏,眼睛在_____(选填“A”或“B”)侧观察,如果光屏上没有像,那么,所成像为_____像;
(6)平面镜成像时像和物到平面镜的距离_______(选填“相等”或“不相等”)。 【答案】反射 像的位置 完全相同 不垂直 B 虚 相等 【解析】 【详解】
(1)[1]平面镜成像原理是光的反射;
(2)[2]实验中用玻璃板代替平面镜,这样可以准确确定像的位置;
(3)[3]为了比较像与物大小关系,选取两支完全相同的蜡烛,这样可以通过对比蜡烛的像和另一支蜡烛的大小关系,从而知道这支蜡烛和蜡烛的像大小关系;
(4)[4]无论怎样水平移动蜡烛B,都不能与蜡烛A的像重合,原因是玻璃板与桌面不垂直,玻璃板所成的像在桌面的上方或下方;
(5)[5][6]判断平面镜成虚像的方法是:在B处放一个光屏,眼睛应该在B侧观察,如果在A侧观察,会看到玻璃板反射的光线,不能作出准确判断;实像能呈现在光屏上,虚像则不能,如果光屏上没有像,那么,所成像为虚像; (6)[7]平面镜成像时像和物到平面镜的距离相等。
5.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 1 2 3 ∠ i 70° 45° 30° ∠ r 70° 45° 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.
6.如图所示,是某同学在做“平面镜成像特点”的实验装置.请你运用所学知识完成下面的问题.
(1)该实验采用薄透明平板玻璃代替平面镜,是为了________.
(2)实验放在________(填“较暗”或“较亮”)的环境中进行,效果更好. (3)为了比较像和物的大小关系,该实验选择两个外形________(“相同”或“不同”)
的蜡烛 A和 B 做实验.
(4)将蜡烛 A 点燃放在玻璃板前,观察它在玻璃板后所成的像,将________(填“点燃”或“不点燃”)的蜡烛 B 在玻璃板后前后移动,直到它与蜡烛A的像________. (5)如果将蜡烛 A 向靠近玻璃板的方向移动,那么像的大小将________(填“变大”、“变小”或“不变”).
(6)为了研究实验所成的像是实像还是虚像,可以进行的操作是________.
【答案】便于确定像的位置 较暗 相同 不点燃 完全重合 不变 在蜡烛B的位置放置一个光屏,看看屏幕上是不是有蜡烛A的像 【解析】 【分析】 【详解】
(1)[1]实验时用透明玻璃代替平面镜,在察到蜡烛的像的同时,也能观察到另一侧的蜡烛,便于确定像的位置;
(2)[2]蜡烛点燃时比较亮,在较暗的环境中,烛焰和环境的对比度比较大,烛焰的像会更清晰.
(3)[3]探究平面镜成像实验时,采用两个完全相同的蜡烛,是为了比较物像大小关系; (4)[4]将蜡烛 A 点燃放在玻璃板前,观察它在玻璃板后所成的像,将不点燃的蜡烛 B 在玻璃板后前后移动,直到它与蜡烛A的像完全重合,可知蜡烛A和它成的像大小相等; (5)[5]平面镜成像的特点是物像等大,故将蜡烛向靠近镜面的方向移动,像的大小不变; (6)[6]为了辨别平面镜成像的虚实,可以拿白色的光屏放在像的位置,如果光屏上承接不到像,平面镜成虚像. 【点睛】
(1)探究平面镜成像实验中,要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,便于比较物像大小关系.(2)探究平面镜成像实验时,物体和环境对比度越大,并且物体越亮,物体的像越清晰.(3)实验时采用两个完全相同的蜡烛,一支蜡烛放在玻璃板的前面并点燃,另一支放在玻璃板的后面,当玻璃板后面的蜡烛和玻璃板前面的蜡烛的像完全重合时,可以确定像的位置,同时也可以比较物像大小关系;(4)另外一支相同的蜡烛与竖立在玻璃板前面点燃的蜡烛的像能完全重合,可知蜡烛和他成的像大小相等.(5)平面镜成像的特点是:虚像,物像等大,物像等距,物像连线与镜面垂直.(6)实像和虚像的区别:实像可以在光屏上呈现,虚像不能呈现在光屏上.
7.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.