一、初二物理光现象实验易错压轴题（难）1．小明同学在使用洗手间水龙头时发现：当手伸进水龙头下如图所示窗口前时，水龙头出水，当手离开时断水。
（1）小明听老师说这是一种由红外线控制的自动出水龙头，他想到：任何物体都会向外辐射红外线，水龙头自动出水可能是温度较高的手辐射的红外线被窗口接收，使控制阀打开而出水．为验证猜想，他取3个相同的塑料杯分别装入等质量不同温度的水，以相同的方式将杯子逐渐靠近窗口，发现控制阀是否打开出水与杯子到窗口的________有关，把刚好出水时杯子与窗口的距离定为最远出水距离，每次测量这个距离都是15 cm.他对实验现象分析如下：温度不同的杯子辐射的红外线强弱________（选填不同或相同），最远出水距离应该不同，但实际却相同，可见他的猜想是错误的。
（2）为了进一步寻找原因，小明分析得到控制水龙头出水的红外线可能是由窗口发出的，于是他取了面积形状完全相同的梳妆镜和透明玻璃板，保持它们与窗口平行，分别将它们逐渐靠近窗口，测出最远出水距离分别为32 cm、7 cm.入射到梳妆镜上的光线全部反射，而入射到玻璃板上的光线________（选填“全部”“部分”或“不发生”）反射，接收到的反射光越弱，最远出水距离会越________，因此说明水龙头出水是因为窗口发出的红外线被手____到窗口而使水龙头控制阀打开自动出水。
（3）得到出水原因后，他又进一步探究最远出水距离与哪些因素有关，设计并完成实验，数据记录如下：反射面面积/cm2最远出水距离/cm1瓷砖100302纸板10018.23棉布10017.54海绵10016.1实验结果表明，自动出水龙头的最远出水距离与____________有关，此表中________对红外线的反射效果最好。
实验后他查资料得知：有一种红外线夜视仪的原理是利用红外探照灯照射物体，接收反射的红外辐射形成图像，来看到物体。
为使物体不易被暴露，应使其表面材料对红外线反射作用较________（选填强或弱）。
【答案】距离不同部分近反射反射面材料瓷砖弱【解析】【分析】【详解】(1)[1]小明取3个相同的塑料杯分别装入等质量不同温度的水，以相同的方式将杯子逐渐靠近窗口，实验中控制其它条件相同，水的温度不同，则控制阀是否打开出水与杯子到窗口距离不同，进而说明控制阀是否打开出水与杯子到窗口的距离有关。
[2]温度不同的杯子辐射的红外线强弱是不同的。
温度越高辐射的红外线越强。
(2)[3]入射到玻璃板上的光线会折射，所以入射到玻璃板上的光线部分反射。
[4]收到的反射光越弱，则需要的距离越近。
[5]通过实验说明水龙头出水是因为窗口发出的红外线被手反射到窗口而使水龙头控制阀打开自动出水。
(3)[6]通过实验数据可知，反射面积相同，反射面的材料不同，最远出水距离不同，说明自动出水龙头的最远出水距离与反射面的材料有关。
[7]通过表中数据可知，反射面积相同时，瓷砖的最最远出水距离最短说明，瓷砖的反射效果最好。
[8]使用表面对红外线反射作用较弱的材料，接收反射的红外辐射少，使物体不易被暴露。
2．如图甲是小明探究光的反射规律的实验装置图。
(1)该实验中，纸板A、B的作用是______（写出一条即可）；(2)让入射光线沿FO方向射入，则发现反射光线沿______方向射出；(3)实验结束后，小明想继续探究平面镜成像的特点，装置如图乙，却发现点燃蜡烛A，在平面镜后移动未点燃的蜡烛B，根本无法透过平面镜看到蜡烛B。
小明可用______代替平面镜，让实验顺利完成；(4)实验结束时，小华将一枚硬币放在竖直的平面镜前，硬币的像在a处，如图丙。
现将平面镜移至图丁位置，硬币的成像情况是______（填字母代号）。
A．硬币成像在a处 B．硬币成像在b处C．硬币成像在c处 D．硬币无法通过平面镜成像【答案】显示光路（或显示光的传播路径/径迹或验证反射光线、入射光线、法线是否在同一平面内）OE玻璃板（或薄玻璃板） A【解析】【分析】【详解】(1)[1]实验中纸板A、B上可以显示出光路。
(2)[2]让入射光线沿FO方向射入，则反射光线沿OE方向射出，因为光路是可逆的。
(3)[3]实验中直接用平面镜探究，无法观察到点燃蜡烛所成的像是否与未点燃的重合，因为平面镜是不透明的，无法通过平面镜来观察其成像情况，所以实验中可用薄琉璃板来代替平面镜。
(4)[4]先将硬币放在平面镜前，所成的像在a处，然后移动平面镜至丁位置处，则硬币的像仍然在a处，因为硬币的位置没有变化，则其像的位置也不变，故A选项正确。
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．小明同学为了“探究平面镜成像的特点”，准备了如下器材：各种长度的蜡烛若干、平面镜一块、茶色玻璃板一块、白纸一张：(1)平面M所选的器材是________（选填“平面镜”或“茶色玻璃板”）。
小明把蜡烛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，从前面看那支蜡烛好像也被点燃了一样，如图1所示，此时，后面的那支蜡烛与蜡烛A的大小关系是：__________；(2)小明把一块不透明的挡光板放在M的后面、像的前面，可以发现蜡烛A在镜中的像_____ （选填字母代号）；A．被挡板全部挡住，看不到像 B．挡板挡不住，还是完整的像C．被挡板挡住，只成一半的像 D．蜡烛A的像成在了挡板上(3)如图2甲所示，一枚硬币放在竖直放置的平面镜前，硬币的像在a处；将平面镜从中间切开，并移至图2乙所示的位置竖直放置，硬币的成像情况是________（选填字母代号）。
A．硬币成像在b处，且成两个像 B．硬币成像在c处C．硬币成像在a处 D．硬币无法通过平面镜成像【答案】茶色玻璃板大小相等，外形相同(大小相同) B C【解析】【分析】【详解】(1)[1]茶色玻璃板颜色深，与明亮的火焰的像对比明显，同时因为玻璃透明，能看到对面没有点燃的蜡烛，便于确定像的位置，所以选择茶色玻璃被做平面镜成像实验。
[2]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，从前面看那支蜡烛好像也被点燃了一样，如图1所示，说明该蜡烛与蜡烛A 的像重合了，则该蜡烛与蜡烛A大小相等、外形相同。
(2)[3]将一块不透明的挡光板放在M的后面、像的前面，依然能够看到蜡烛A在镜中成完整的虚像，像不在挡板上，所以应该选B。
(3)[4]平面镜所成的像与物关于平面镜对称，硬币位置不变，将平面镜平移，平面镜仍在原来像与成像物体的对称轴上，像的位置不变，所以应该选C。
5．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”）。
【答案】AB C不变【解析】【分析】【详解】(1)[1]平面镜成像原理是光的反射，因此用一面镀了膜的玻璃板做实验时，镀膜的一面应该朝向像一侧放置，一面镀膜的玻璃板反射能力比较强，成像比较清晰，便于测量物距和像距，故A符合题意；在比较明亮的环境中，有较多干扰人视线的光，在较黑暗的环境中，蜡烛是最亮的，蜡烛射向平面镜的光最多，反射光最多，进入人眼的光最多，感觉蜡烛的像最亮，所以最好在比较黑暗的环境中进行实验，故B符合题意、C不符合题意；物体成像要清晰，就必须让物体有足够光线射向平面镜才能成像，而不是让平面镜上有足够的光线，故D不符合题意；故选AB。
(2)[2]平面镜成像时，像的大小相等，但是左右相反，蜡烛b上符合实验要求的点是C。
(3)[3]平面镜成像时，物像大小相等，故当把蜡烛a远离玻璃板，其在玻璃板中像的大小不变。
6．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。
移动点燃的蜡烛，重复做多次实验。
（1）如果有5mm厚和2mm厚的两块玻璃板，应选择_________ mm厚的玻璃板做实验较合适。