一、初二物理光现象实验易错压轴题(难)1.如图所示是“探究平面镜成像特点”的实验装置.(1)在此实验中,用玻璃板代替平面镜的目的是______;选取两支完全相同的蜡烛是为了比较像与物的______关系.(2)此实验最好在_____(选填“较亮”或“较暗”)的环境中进行,观察到的效果会更好些.(3)移开蜡烛B.在其原来位置放一光屏,光屏上无法呈现蜡烛的像,说明平面镜成的是______像.【答案】便于确定像的位置大小较暗虚【解析】(1)为了确定像的位置,让蜡烛A的像和蜡烛B重合,既能观察到A蜡烛像的同时,也能观察到B蜡烛,实验中要使用透明的玻璃板;选用大小相同的两个蜡烛,是为了用蜡烛B代替蜡烛A,来比较物像的大小. (2)因蜡烛是点燃的,所以适合在较黑暗的环境下才可看清蜡烛的像. (3)因为光屏只能接收实像,不能接收虚像,光屏不能接收到蜡烛A的烛焰的像,所以说明平面镜成的像是虚像.点睛:研究平面镜成像特点时,确定像的位置是关键.像的位置用蜡烛B与蜡烛A的像重合来确定.实验中既能看到物体A的像,又能看到蜡烛B,要采用透明的玻璃板;研究物像的大小采用的是等效替代法,把蜡烛A的大小用蜡烛B来代替;当实验环境光线较暗时,实验现象会更加明显.2.如图所示,小明同学为了探究平面镜成像特点,准备如下器材:各种粗细相同长度不同的烛若干5mm厚和2mm厚的两块玻璃板、白纸、火柴等。
请回答下列问题:(1)用玻璃板代替平面镜的好处是______,应选择______mm厚的玻璃板做实验。
(2)如图甲所示,小明把蜡烛A点燃放在玻璃板前面,再把其他各支蜡烛依次放在玻璃板后面适当位置,当蜡烛B故在后面时,从玻璃板前面看蜡烛B好像也被点燃了一样。
此时,后面的蜡烛B与蜡烛A的大小关系是:______。
(3)实验中若移开蜡烛B,用白纸做光屏放在像的位置,不透过玻璃板,直接观察白纸,看不到蜡烛A 的像,说明平面镜成的是______(选填“虚”或“实”)像。
(4)实验中玻璃板应竖直放置在水平桌面上,若向左倾斜玻璃板,如图乙所示,蜡烛A 的像将______移动(选填“向上”“向下”或“不”)。
(5)如图丙所示,两个平面镜L 1和L 2平行竖直放置,两镜相距s ,物体A 在两镜之间,A 在L 1中的一个像是A 1,A 2在L 2中的一个像是A 2,已知A 1、A 2相距1s ,当物体A 在两镜之同移动时,A 在两镜里成的像A 1、A 2的距离1s 的变化情况是______(选填“变大”“不变”或“变小”)。
【答案】便于确定像的位置 2 大小相等 虚 向上 不变【解析】【分析】【详解】(1)[1]为了确定像的位置,让蜡烛A 的像和蜡烛B 重合,能观察到A 蜡烛像的同时,也能观察到B 蜡烛,实验中要使用透明的玻璃板,这样便于确定像的位置。
[2]因为厚玻璃板的两个面都可以当作反射面,会出现两个像,影响到实验效果,所以应选用薄玻璃板,用2mm 厚的。
(2)[3]蜡烛B 和蜡烛A 的像完全重合时,可以确定蜡烛A 像的位置就是蜡烛B 的位置,由此可以比较物像大小关系,同时也证明了像与物体的大小相等。
(3)[4]实验中若移开蜡烛B ,用白纸做光屏放在像的位置,不透过玻璃板,直接观察白纸,看不到蜡烛A 的像,说明平面镜成的是虚像,是由反射光线的反向延长线会聚而成的,所以不能成在光屏上。
(4)[5]平面镜所成的像关于平面镜对称,若向左倾斜玻璃板,如图乙所示,蜡烛A 的像将向上移动。
(5)[6]根据平面镜成像中,物像到平面镜的距离相等,如下图,所以111AO AO =,222A O AO =所以112A A AO =,222A A AO =所以1121212222()2A A AO AO AO AO s s ==+=+=所以12s s =无论A 点在两个平面镜的哪个位置,两个像点之间的距离都是相等的。
3.小明利用如图甲所示的实验器材,做“探究平面镜成像的特点”实验:(1)小明用玻璃板代替平面镜的目的是__________;(2)小明在玻璃板的前面放一支点燃的蜡烛A,还要在玻璃板的后面放一支没有点燃的蜡烛B,对蜡烛A和B的要求是_____,这是为了比较_____;实验中点燃蜡烛A的目的是__________;(3)小明完成实验后,在老师的帮助下对上述实验进行了改进,如图乙所示,他将右侧贴有半透膜的玻璃板用夹子固定在量角器上,把形如“7”的未点燃的生日蜡烛C、D分别插在铺有方格纸的泡沫板的a、b处,透过普通玻璃看不到蜡烛C清晰的像,透过贴膜玻璃能看到蜡烛D清晰的像,他透过贴膜玻璃能看到蜡烛D清晰的像是因为__________;(4)请你说出实验改进后的优点(至少说出两点)∶_______________。【答案】便于确定像的位置完全相同像与物的大小使蜡烛A的像更清晰贴膜玻璃前光线暗一些便于探究像和物与平面镜的位置关系;便于比较物与像的大小【解析】【分析】【详解】(1)[1]在“探究平面镜成像的特点”实验中,为了便于确定像的位置以及方便观察像,用透明的玻璃板替代平面镜完成实验。
(2)[2][3]在“探究平面镜成像的特点”实验中,为了便于比较像与物的大小关系,需要选用的两支蜡烛完全相同。
[4]实验中点燃蜡烛A后比较亮,黑暗的环境和蜡烛的对比度大,使蜡烛A成的像更清晰。
(3)[5]普通玻璃比贴膜玻璃对光的反射要好一些,反射的光线多一些,导致贴膜玻璃比普通玻璃前光线要暗一些,所以透过贴膜玻璃能看到蜡烛D清晰的像。
(4)[6]铺上方格纸便于探究像和物与平面镜的位置关系;用形如“7”的未点燃的生日蜡烛做物体便于比较物与像的大小。
4.如图甲所示,小丽同学在进行“探究平面镜成像特点”的实验时,将玻璃板竖直放在水平桌面上。
再取两段相同的蜡烛A和B竖直地放于玻璃板前后(只点燃蜡烛A),在此实验中:(1)如果有5 mm厚和2 mm厚的两块玻璃板,应选择_____mm厚的玻璃板做实验;为了便于观察,该实验最好在较_____(填“明亮”或“黑暗”)的环境中进行;(2)小滨应在玻璃板_____(填“前面”或“后面”)观察蜡烛A经玻璃板_____(填“反射”或“折射”)所成的像;(3)实验中,若用一张黑纸完全遮住B侧的镜面,将_____(填“能”或“不能”)继续在镜中观察到烛焰的像;(4)若向左倾斜玻璃板,如图乙所示,蜡烛A的像将向_____ 移动。
(填“左”“右”“上”“下”或“不”)【答案】2;黑暗;前面;反射;能;上。
【解析】【分析】本题考查平面镜成像特点实验的仪器选用、实验原理及操作过程中的注意点。
【详解】(1)[1] ]因为厚玻璃板的两个面都可以当作反射面,会出现两个像,影响到实验效果,所以应选用较薄即2mm厚的玻璃板;[2]这个实验探究要求成像物体尽量亮,而环境尽量暗,这样可以避免环境中的光线对成像的干扰,从而能观察到更清晰的像,所以应在较黑暗的环境中进行实验;(2)[3]蜡烛所成的像在玻璃板后,所以为了观察成像的情况,小滨应在玻璃板前;[4]平面镜成像的原理是光的反射,而此探究中用玻璃析代替平面镜,所以经过玻璃板成像是由于光的反射形成的;(3)[5]平面镜本来就是不透光的,即光射到镜面被反射回来而成像,并不是光透过镜面成像,所以用黑纸遮住B侧琉璃面,虽然光不能透过玻璃,但会被反射回来而成像,故能继续观察到烛焰的像;(5)[6]平面镜所成的像和物体的连线与镜面是垂直的,当镜面竖直放置时,像和物的连线在水平方向。
而镜面向左倾斜时,像与物体的连线要稍向上偏离水平线才能与镜面垂直,故像将向上移动。
5.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。
6.在“探究平面镜成像的特点”实验中,某同学用玻璃板、相同的两个棋子A和B、刻度尺、白纸、等器材进行实验,如图所示。
(1)用玻璃板代替平面镜,主要是便于_______________________。
(2)在寻找棋子A的像的位置时,眼睛应在棋子_____(选填A或B)这一侧观察,移动玻璃板后的棋子,使它与棋子 A所成的像重合。
(3)实验中使用两个完全相同的棋子是为了比较物与像的_______关系。
而刻度尺在此实验的作用是比较物和像到平面镜的_________关系。
(4)移去棋子B,并在其位置上放一光屏,则光屏上_____接收到蜡烛A的火焰的像(填“能”或“不能”),这说明平面镜成的是______像。
(5)若该同学在实验中,无论如何移动棋子B都无法与棋子A的像相重合,则发生这种情况的原因可能是_______。
(6)在探究平面镜成像特点实验中,用_______(选填“较薄”或“较厚”)的玻璃,原因是_____。
【答案】确定像的位置 A 大小距离不能虚玻璃板倾斜了较薄防止出现两个像【解析】【详解】(1)[1]玻璃板是透明的,既可以看到玻璃板后面的虚像,又可以看到代替像的另一物体,所以用玻璃板代替平面镜目的是便于确定虚像的位置;(2)[2]平面像成像是光的反射现象。
反射光线与物体的入射光线应在平面镜的同一侧,所以人眼睛应在A这一侧观察平面镜中的像;(3)[3][4]实验中使用两个完全相同的棋子是为了比较物与大小是否完全重合,刻度尺是比较物到平面镜和像到平面镜距离是否相等;(4)[5][6]平面镜成像是利用了光的反射成像。