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3．如图所示，是小明在“探究平面镜成像的特点”的活动中所选用的器材和活动过程．（1）在探究活动中为便于观察，该实验最好在______（选填“较明亮”或“较黑暗”）环境中进行．（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_____．这种确定像与物大小的方法是______．（选填“控制变量法”或“等效替代法”）（3）在寻找蜡烛像的位置时，眼睛应该在蜡烛______（填“A”或“B”）这一侧观察，如果小明无论怎样调节后面的蜡烛，都不能与蜡烛的像重合，请你推测可能的原因是_____________．（4）小明用跳棋代替点燃的蜡烛进行实验，但看不清跳棋的像，请你帮想个办法看清跳棋的像：____．（5）实验时在玻璃板前面放置一支点燃的蜡烛，再拿没有点燃的相同蜡烛在玻璃板后面移动，直到跟前面那支蜡烛的像______，若用光屏替换玻璃板后面的蜡烛，在玻璃板后面观察光屏，______观察到玻璃板前点燃蜡烛的像（选填“能”、“不能”）．说明平面镜成的是______（选填“虚”或“实”）像．（6）在实验中用平板玻璃代替平面镜，主要是利用玻璃透明的特点，便于_______；如果有3mm厚和2mm厚的两块玻璃板，应选择______mm厚的玻璃板做实验．（7）为了让右座的同学也能够看清蜡烛的像，小明只将玻璃板向右平移，则蜡烛像的位置______（选填“向右移动”、“向左运动”或“不变”）．（8）实验中，看到点燃的蜡烛通过玻璃板成两个像，其中距离观察者较远的像较______（填“亮”或“暗”）．远处的像是来自于蜡烛的入射光经过玻璃板______（只有一个选项正确，将正确选项的字母填在横线上）．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．一次反射、两次折射形成的D．两次反射、两次折射形成的【答案】较黑暗大小相同比较物与像的大小等效替代法 A 玻璃板与水平面不垂直，成的像不在水平位置用手电筒照亮跳棋重合不能虚对比蜡烛A的像与蜡烛B 的大小2不变暗 C【解析】【详解】(1)[1]该实验最好在较黑暗环境中进行，这样蜡烛的像才会比较清晰；(2)[2][3][4]对蜡烛A和B的要求是大小相同，这是为了比较物与像的大小，通过比较像与蜡烛B的大小，从而比较像与蜡烛A的大小；这种确定像与物大小的方法是等效替代法；(3)[5][6]在寻找蜡烛像的位置时，眼睛应该在蜡烛A这一侧观察，这样才能看到蜡烛A的像；如果小明无论怎样调节后面的蜡烛，都不能与蜡烛的像重合，这种情况可能是玻璃板与水平面不垂直，成的像不在水平位置；(4)[7]用手电筒照亮跳棋，这样跳棋反射的光更多，所成的像更明显；(5)[8][9][10]实验时在玻璃板前面放置一支点燃的蜡烛，再拿没有点燃的相同蜡烛在玻璃板后面移动，直到跟前面那支蜡烛的像重合；若用光屏替换玻璃板后面的蜡烛，在玻璃板后面观察光屏，不能观察到玻璃板前点燃蜡烛的像；说明平面镜成的是虚像；(6)[11][12]在实验中用平板玻璃代替平面镜，主要是利用玻璃透明的特点，可以看到玻璃后面的蜡烛，便于对比蜡烛A的像与蜡烛B的大小；应选择2mm厚的玻璃板做实验，这是因为比较厚的玻璃板会出现明显的两个像，影响实验效果；(7)[13]小明只将玻璃板向右平移，则蜡烛像的位置不变，这是因为根据平面镜成像规律，物体的位置不变，那么所成的像位置也不变；(8)[14][15]实验中，看到点燃的蜡烛通过玻璃板成两个像，其中距离观察者较远的像较暗,这是因为入射光线在玻璃板第一个面发生反射和折射时，光线强度就已减弱，折射光线又作为入射光线在第二个面发生反射和折射时，光线强度又减弱了，此时第二个反射光线在第一个面又作为入射光线发生反射和折射，这个折射光线所成的虚像距离观察者较远，同时光线强度比较弱，所以像较暗；由上述可知，远处的像是来自于蜡烛的入射光经过玻璃板一次折射、然后一次反射，最后一次折射形成的，所以说远处的像是来自于蜡烛的入射光经过玻璃板一次反射、两次折射形成的，故选C．4．探究“平面镜成像特点”吋，选用镀膜玻璃板和两个相同的电子蜡烛a、b可以发光）进行实验，如图所示：(1)为了便于观察蜡烛的像，以下一些做法可行的是__________________；A．将玻璃板镀膜的一面朝向蜡烛aB．在较暗的实验室让a蜡烛发光C．在较暗的实验室让a、b蜡烛都发光D．用手电筒对着玻璃板照射(2)为了在实验中精确测量物距和像距，小王同学在白纸上标记蜡烛a底端上的一个点（图中的A点），在玻璃板后移动另一只蜡烛b，使之和像完全重合，也在白纸上标记蜡烛b 底端上的一个点，量出两点到玻璃板的距离，则蜡烛b上符合实验要求的点是____________；(3)当把蜡烛a远离玻璃板，其在玻璃板中像的大小________（选填“变大”“变小”“不变”）。