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．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。
3．(1)在“探究光的反射规律”的实验中，小亮进行如图甲所示的实验，让一束光EO贴着纸板射到平面镜上，将纸板沿ON向后折，此时在NOF面上看不到反射光线，如图乙所示。
此实验现象说明______。
在甲图中如果让光线逆着OF的方向射向镜面，会看到反射光线沿着OE方向射出，这表明______；(2)如图丙所示是小亮同学“探究平面镜成像特点”的实验装置，平面镜成像的原理是______。
在竖立的玻璃板前A处放一支点燃的蜡烛，可以看到玻璃板的后面出现蜡烛的像，拿一支大小和点燃蜡烛相同的蜡烛在玻璃板后面移动，当移动到A 处时，可以看到它跟像完全重合。
由此可以得出的结论是______，经过三次实验后，在白纸上记录像与物的对应点如图丁所示，用刻度尺分别测出其到玻璃板的距离，并进行比较，进一步分析得出结论______，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。
【答案】光反射时，反射光线、入射光线和法线在同一平面内光路可逆光的反射像与物的大小相等物和像的连线与镜面垂直，物体和像到镜面的距离相等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。
【解析】【分析】【详解】(1)[1]将纸板沿ON向后折，此时在NOF面上看不到反射光线，说明反射光线、入射光线和法线在同一平面内。
[2]光从EO方向射入，然后从OF的方向射出，那么如果让光线逆着OF的方向射向镜面，会看到反射光线沿着OE方向射出，这表明光的反射现象中光路是可逆的。
(2)[3]平面镜成像利用的是光的反射。
[4]由于另一支点燃的蜡烛和A处蜡烛的像重合，而这支蜡烛是和A处蜡烛是相同的，那么A处蜡烛的像和A处蜡烛大小相等，即像和物的大小相等。
[5]用刻度尺量出A和A'、B和B'、C和C'到镜面的距离，发现A和A'、B和B'、C和C'到镜面的距离相同，可得出结论：物和像的连线与镜面垂直，物体和像到镜面的距离相等[6]在探究平面镜成像特点的实验中，为了便于确定像的位置和比较物与像的大小关系，以及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。
选用透明的玻璃板代替平面镜完成实验。
4．菜同学为了探究“平面镜成像时，像与物到平面镜的距离的关系”，所用的实验器材有：单面镀膜的玻璃板、支架、两个相同的跳棋、白纸和刻度尺．实验装置如图（甲）所示．（1）在白纸上画一条直线，将玻璃板竖直立在白纸上，使玻璃板_____那一面的下边线与直线重合（选填“有膜”或“无膜”）．（2）用镀膜玻璃板和跳棋做实验，实验环境有：①几乎无光的实验室，②有阳光的实验窒，在_____中进行实验效果好（选填“①”或“②”）．（3）在同样的实验环境下，用镀膜玻璃板实验比用普通玻璃板实验成像更清楚，主要原因是：_____．（4）在白纸上沿跳棋A和B的边缘画圆，测出物距u和像距v的值如下表：实验次数123①如图（乙）所示，第1次实验测量的物距是A的右端到直线的距离，则像距v1＝_____cm．②该同学发现三次实验的像距都比物距略大一些，原因是：_____（只有一个正确选项，将正确选项的字母填在横线上）A．刻度尺测量像距时存在误差 B．玻璃板有一定厚度C．物和像的标记点不对应 D．玻璃板没有竖直放置【答案】有膜②镀膜增强了对光的反射 3.50 B【解析】【分析】（1）有膜的一面作为反射面；（2）物体射出的光线对人眼刺激越强，人眼感觉物体越亮，物体经过平面镜反射，反射光线进入人眼的光线越多，人眼感到物体的像越亮．（3）用镀膜玻璃板实验比用普通玻璃板实验成像更清楚，是反射能力更强；（4）①刻度尺的分度值是刻度尺相邻两刻度线表示的长度．使用刻度尺时要明确其分度值，起始端从0开始，读出末端刻度值，就是物体的长度；起始端没有从0刻度线开始的，要以某一刻度线为起点，读出末端刻度值，减去起始端所对刻度即为物体长度，注意刻度尺要估读到分度值的下一位；②玻璃板有一定厚度，有两个反射面．【详解】（1）在白纸上画一条直线，将玻璃板竖直立在白纸上，有镀膜的一面因为成像更清晰，所以使玻璃板有膜那一面的下边线与直线重合．（2）用镀膜玻璃板和跳棋做实验，因为跳棋本身不会发光，要靠反射的光线成像，所以应该在光线较好的环境中实验，即在有阳光的实验室实验．（3）在同样的实验环境下，用镀膜玻璃板实验比用普通玻璃板实验成像更清楚，因为平面镜是反射成像的，所以镀膜后一定是增强了镜面对光的反射．（4）①如图（乙）所示，第1次实验测量的物距是A的右端到直线的距离，因为像与物关于镜面对称，所以像距应为B的左端到直线的距离，刻度尺的分度值为1mm，则像距v1=3.50cm．②该同学发现三次实验的像距都比物距略大一些，且去除误差因素后，每次像距与物距的差值相等，说明是同一原因引起的，考虑实验装置，原因只能是：玻璃板有一定厚度造成的．故选B．【点睛】平面镜成像的实验中有很多细节问题要注意，如要用薄的玻璃板，要保证玻璃板与桌面垂直等，要注意多总结，用时则手到擒来．另外要牢记平面镜成等大的虚像，像与物到镜面的距离相等，像与物的连线与镜面垂直，即像和物关于平面镜对称．5．如图所示是“探究平面镜成像特点”的实验装置，把一支点燃的蜡烛A放在玻璃板的前面，再拿另一支外形相同的蜡烛B竖立着在玻璃板后面移动，直到看上去跟蜡烛A的像完全重合，这个位置就是像的位置，在白纸上记下A和B的位置。