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．小明同学根据课本中的“试一试”，用易拉罐做小孔成像实验．(1)请在图中作出蜡烛AB的像A'B'________．(2)小明发现蜡烛和小孔的位置固定后，像离小孔越远，像就越大，他测出了不同距离时像的高度，填在表格中：请你根据表中的数据在下图坐标中画出h与s的关系图像：____________(3)从图像中可以看出h与s的关系为：_____________________．【答案】见解析所示见解析所示 h与s成正比【解析】(1)根据光的直线传播,分别做出由A、B两点在透明纸上的像,从而得出AB的像,如图所示:(2)根据表格中数据描点,并用平滑的曲线连接起来,如图:(3)从图象中看出;h随s的变大而变大,且增大的倍数相同,即h与s成正比关系;因此，本题正确答案是: (1). 见解析所示 (2). 见解析所示 (3). h与s成正比【的距离】(1)小孔成像是光的直线传播现象;物体上部的光线通过小孔后,射到了光屏的下部;物体下部的光线通过小孔后,射到了光屏的上部,因此通过小孔后所成的像是倒立的像.(2)找出表格中的数据在坐标纸中的对应点,然后连接成平滑的曲线;(3)可以看出,当像离小孔越远,像的大小是变大的.3．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，A。
操作③中蜡烛A此时的像是图乙中的24．在探究树荫下光斑的活动中，小华猜想光斑形状可能与孔的形状、孔的大小和孔到光屏的距离有关。
为了研究孔的大小对光斑形状的影响，她找来平行光源和图a所示的四种打好孔的卡片。
（1）小华在四种卡片中选择了卡片甲。
她这样选择的原因是____________。
（2）让平行光垂直照射在卡片上，调节卡片甲与光屏距离，透过孔的光在光屏上形成一个与卡片甲三角形孔相同的光斑；再用另一张卡片覆盖在甲上，如图b，自右侧无孔处开始，向左缓缓推动乙；起初，观察到光屏上的光斑形状_______，光斑大小________；过一会儿，观察到光屏上出现圆形的光斑，继续缓缓推动卡片乙使透过平行光的三角形孔变小，则光屏上的光斑形状________，光斑大小________。
【答案】在改变孔的大小过程中，孔的形状保持不变不变变小不变不变【解析】【分析】（1）根据控制变量的思路，探究孔的大小对光斑形状的影响，必须控制孔的形状不变，只改变孔的大小。
（2）小孔较大时，通过孔形成的光斑不是小孔成像现象，而是影子的原因，则光斑形状与孔的形状有关；小孔较小时，通过孔形成的光斑属于小孔成像现象，光斑形状与孔的形状无关。
【详解】（1）a图中卡片甲是三角形，从右侧拦住部分仍是三角形，形状不变，故A符合要求；乙、丙、丁三图中随着卡片移动，孔的形状发生了变化，不符合要求。
（2）在卡片到地面（孔到光屏）的距离一定时，当孔较大时，在地面上形成的是孔的像，与影子形成相同，形状与孔的形状相同，当孔小到一定程度时，为小孔成像现象，光斑的形状与孔的形状无关，所以向左缓缓推动乙；起初，观察到光屏上的光斑形状不变，光斑变小；孔较小时，光屏上出现光源的像，继续缓缓推动卡片乙使透过平行光的三角形孔变小，则光屏上的光斑形状不变，光斑大小不变。
5．同学们在做“探究平面镜成像特点”的实验时，王成在竖立的玻璃板前10cm处放一支点燃的蜡烛A，发现在玻璃板的后面出现蜡烛的像，他再取一段同样的点燃蜡烛B放在像处，使B与蜡烛A的像完全重合（如图所示）(1)此时蜡烛B与蜡烛A的距离_____cm；将A蜡烛以5cm/s的速度匀速远离玻璃板2s时，B蜡烛应与玻璃板相距_____cm才可能与A的像完全重合；(2)实验中的错误之处是_____；(3)纠正错误后某次实验，将光屏竖直放置蜡烛B的位置，光屏上_____（选填“能”或“不能”）接收到蜡烛A的像；若将蜡烛A远离玻璃板，它的像的大小将_____（填“变大”、“变小”或“不变”）；(4)实验中，看到点燃的蜡烛A通过玻璃板成两个像，其中距离观察者较远的像是来自于蜡烛的入射光经过玻璃板_____；A．一次反射、一次折射形成的B．两次反射、一次折射形成的C．两次反射、两次折射形成的D．一次反射、两次折射形成的(5)玻璃板太厚不仅会看到蜡烛A在玻璃板后成两个像，同时也会使我们透过玻璃板看到的蜡烛B也不是其真实位置，我们透过玻璃板看到的蜡烛B到玻璃板比实际位置到玻璃板_____（选填近/远）。
【答案】20 20 B蜡烛被点燃了不能不变 D 近【解析】【分析】可求出蜡烛A移动的距(1)根据像物等距即可确定蜡烛B与蜡烛A的距离；利用公式s vt离，再根据像物等距可判断蜡烛B应放置的位置；(2)当拿着点燃另一支蜡烛，竖立在玻璃板后面移动时，蜡烛的烛焰会晃动，很难与平面镜前面的蜡烛的烛焰重合，因此后面那个蜡烛还是不点燃更好；(3)实像能用光屏承接，虚像不能用光屏承接；根据物体在平面镜中成像特点进行判断：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；(4)玻璃表面比较光滑，而且是透明的，因此光线射到玻璃上，要发生反射和折射，这两种光现象都可以使蜡烛成像；(5)当光线从空气斜射入其它透明介质时，折射角小于入射角；当光线从其它介质斜射入空气时，则折射角大于入射角。
【详解】(1)[1]据题意可知，王成在竖立的玻璃板前10cm处放一支点燃的蜡烛A，既镜中的像B距离镜面的距离也是10cm，故蜡烛B与蜡烛A的距离20cm；[2]将A蜡烛以5cm/s的速度匀速远离玻璃板2s时，即运动了10cm，所以此时蜡烛A距离镜面是20cm，故蜡烛B蜡烛应与玻璃板相距也是20cm时才能与A重合；(2)[3]当把一支点燃的蜡烛放在平面镜前面，然后再点燃另一支蜡烛，竖立在玻璃板后面移动时，两蜡烛的烛焰会晃动，很难重合，因此B蜡烛还是不点燃更好，故实验中的错误之处：B蜡烛被点燃了；(3)[4]由于平面镜成的是虚像，既不能成在光屏上，纠正错误后某次实验，将光屏竖直放置蜡烛B的位置，光屏上不能接收到蜡烛A的像；[5]若将蜡烛A远离玻璃板，由于物像大小相等，所以它的像的大小将不变；(4)[6]光线射到玻璃上，要发生反射和折射。
玻璃有两个表面，前表面直接反射，较亮，所以其中距离观察者较近的像较亮，距离观察者较远的像较暗；反射是光线到达玻璃板后有一部分被反射到你的眼睛，所以看到1次反射，2次折射是光到了玻璃板后还有一部分光透过玻璃板，而光从空气进入玻璃板后会折射，这是第一次，然后又要从玻璃板另一侧出来，又一次折射，所以1次反射，2次折射；(5)[7]我们透过玻璃板看到的蜡烛B，是蜡烛B反射的光线从空气射入玻璃，在界面上发生折射，折射光线向法线靠近，折射小于入射角，眼睛顺着折射光线看去，像在实际物体的前方，即像靠近玻璃板。
6．在“探究平面镜成像特点”的实验中，如图所示．(1)现有厚度分别为5mm和2mm的两块玻璃板，应选择 ____mm厚的玻璃板做实验，实验时应该使环境______．(选填“较亮”、“较暗”、“都可以”)无论怎么移动蜡烛都无法与像重合的原因是_______.(2)用玻璃板代替平面镜的原因是 ______，便于研究平面镜的成像特点．(3)若白纸上每方格长度是5cm，将点燃的蜡烛由A点移至B点，此时它与移动后在玻璃板中所成的像的距离是 ______cm，用光屏在玻璃板后面无论如何移动，在光屏上都_______(选填“能”或“不能”)成像，说明平面镜所成的是 __________像．(4)用大小相同的两支蜡烛是为了__________．【答案】2 较暗玻璃板没有竖直放置（没有与水平面垂直）便于确定像的位置 20 不能虚比较像与物的大小【解析】【详解】(1)[1]玻璃板的选择应该选薄一点的玻璃板，由于玻璃板两个面都可以作为反射面，会出现两个像，影响实验效果，这样选择薄一点的玻璃板，避免明显地出现两个重复的像，应该选择2mm厚的玻璃板做实验；[2]实验时应该使环境较暗，这样蜡烛的像会比较明显看到，实验现象会更加明显；[3]实验过程中，无论怎么移动蜡烛都无法与像重合，这是因为玻璃板没有竖直放置，所成的像不在水平面；(2)[4]玻璃板是透明的，这样可以看到玻璃板的另一侧蜡烛和像，便于确定像的位置；(3)[5]由题意可知，将点燃的蜡烛由A点移至B点时，蜡烛与玻璃板的距离是10cm，根据平面镜的成像特点可知，像与物到平面镜的距离相等，蜡烛的像与玻璃板的距离也是10cm，那么蜡烛与移动后在玻璃板中所成的像的距离是20cm；[6][7]用光屏在玻璃板后面无论如何移动，在光屏上都不能成像；说明平面镜所成的是虚像；(4)[8]用大小相同的两支蜡烛，其中一支蜡烛可以和另一支蜡烛的像作对比，而这两支蜡烛大小是相同的，那么另一支蜡烛可以和它自身的像作对比，可以比较像与物的大小。