一、初二物理光现象实验易错压轴题(难)1.在“探究平面镜成像的特点”实验中.(1)实验室提供平面镜、茶色玻璃板和透明玻璃板,应选________作为实验器材,这样做的目的是为了便于________ ;(2)小丁选择两只大小外形完全一样的蜡烛是为了比较________;(3)如图1,蜡烛放在画有方格的平板上,像的位置在________;(A/B/C/D),在该位置放一光屏,屏上________(能/不能)承接到像,说明平面镜成的像是________像;(4)细心的小丁透过玻璃观察蜡烛的像时,看到在像的后面还有一个较模糊与像有部分重叠的像,出现两个像的原因是________,此时成两个像对应的物距分别是蜡烛到玻璃板前后两个面的距离,若玻璃板厚度为3mm,则两个像的中心距离为________mm.(5)如图2,小丁把四个模型分别面对玻璃板直立在桌面上,用于研究像与物左右位置的关系.其中能够达到实验目的是________;(6)小丁同学实验过程中,如果在平面上无论怎样移动镜后的蜡烛,都无法与镜前蜡烛的像完全重合,原因可能是________.【答案】茶色玻璃板确定像的位置便于比较像和物体的大小关系 B 不能虚玻璃板太厚 6 C 玻璃板与桌面不垂直(或玻璃板为竖直放置)【解析】(1)实验室提供平面镜、茶色玻璃板和透明玻璃板,研究平面镜的成像实验时,因为用平面镜不能看到后面的物体,所以不能用,为了减小环境光线对成像的干扰,提高成像的对比度,应选茶色玻璃板作为实验器材,这样做的目的是为了便于确定像的位置.(2)小丁选择两只大小外形完全一样的蜡烛,实验时像和物体可以完全重合,所以便于比较像和物体的大小关系.(3)如图,蜡烛放在画有方格的平板上,根据像和物到镜面的距离相等,连线与镜面垂直的特点,可知像的位置在B处;因为平面镜成虚像,由反射光线的反射延长线相交而形成的,所以在该位置放一光屏,屏上不能承接到像.(4)细心的小丁透过玻璃观察蜡烛的像时,看到在像的后面还有一个较模糊与像有部分重叠的像,出现两个像的原因是玻璃板的两面都能成像,即会成两个像,此时成两个像对应的物距分别是蜡烛到玻璃板前后两个面的距离,若玻璃板厚度为3mm,则后面的像物距和像距都大了3mm,所以两个像会相距6mm.(5)要研究像与物左右位置的关系,如图中的字母:ATV都是左右对称的,所以不能达到目的,C字母左右不对称,所以其中能够达到实验目的是C图;(6)平面镜成的像与物体的连线与镜面垂直,像和物体关于平面镜对称,如果在平面上无论怎样移动镜后的蜡烛,都无法与镜前蜡烛的像完全重合,原因可能是:玻璃板与桌面不垂直(或玻璃板未竖直放置),此时像不在桌面上,所以不能重合.点睛:平面镜成像的实验中有很多细节问题要注意,如在较暗的环境中实验,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.2.如图所示,小明将茶色玻璃板作为平面镜竖直放置在一张方格纸上,并准备了两个相同的棋子A和B,刻度尺、铅笔等,用来探究棋子A在平面镜中成像的特点。
(1)小明用玻璃板代替平面镜的目的是______。
(2)用两个相同的棋子A和B,是为了比较______。
(3)为了研究像与物到镜面距离的关系,应多次改变______,重复实验。
(4)实验时,他应该站在______(选填“A棋子”或“B棋子”)侧观察棋子的像,移动______(选填“A棋子”或“B棋子”),直到它与A的像重合。
(5)移去棋子B,在其原来的位置上放一光屏,光屏上______(选填“能”或“不能”)承接到棋子A的像,这说明平面镜所成的像是______(选填“虚”或“实”)像。
(6)把棋子A远离玻璃板,发现所成像的大小______(选填“变大”、“变小”、“不变”)。
(7)小明选择两只棋子,而小华却选择了两支蜡烛,请你针对其中一位同学,说出他选择的理由______。
(8)若将显示时间为12:01的电子时钟放在平面镜前,则在平面镜中看到时钟显示的时间是______。
【答案】便于确定像的位置像与物的大小关系棋子A的位置 A棋子 B棋子不能虚不变小华选择了两支蜡烛,因为蜡烛本身是光源,成像更清晰,便于确定像的位置10:51【解析】【分析】(1)实验时选择透明的玻璃板,在物体的一侧,既能看到物体的像,也能看到代替物体的另一个物体,便于确定像的位置。
(2)在此实验中,为了比较物像大小关系,利用等效替代的方法,用相同的棋子进行比较,来获得物像大小关系。
(3)一次实验不具备代表性,具有很大的偶然性,所以应采取同样的实验方案多做几次,才能保证结论的正确。
(4)观察像时,眼睛要在棋子A的一侧,才能通过玻璃板看到A的像;眼睛在蜡烛B的一侧不能看到蜡烛A的像。
(5)实像和虚像的重要区别,实像能用光屏承接到,虚像不能用光屏承接到。
(6)平面镜成像大小跟物体的大小相等。
(7)两支蜡烛,因为蜡烛本身是光源,成像更清晰;而两只棋子,大小严格相同,方便比较大小;(8)根据平面镜成像的特点可以知道,像与物是关于镜面对称的,题中没有说镜子是直立放置还是水平放置,我们默认为是直立放置的,解决此题有规律可循,因像和物体关于平面镜对称,所以从像的后面观察即为物体真实的情况。
【详解】(1)小明用玻璃板代替平面镜可以看到后面的物体,所以目的是便于确定像的位置;(2)实验中的两棋子要求大小相同,这是为了探究像与物的大小关系;(3)一次实验不具备代表性,所以应改变A棋子的位置,重复上面的实验;(4)寻找蜡烛A的像的位置时,眼睛应在棋子A一侧观察,移动棋子B,直到它与A的像重合。
(5)移去棋子B,在其原来的位置上放一光屏,光屏上不能承接到棋子A的像,这说明平面镜所成的像是虚像。
(6)把棋子A远离玻璃板,发现所成像的大小不变。
(7)小华选择了两支蜡烛,因为蜡烛本身是光源,成像更清晰,便于确定像的位置。
(8)在平面镜中的像与现实中的事物恰好左右或上下顺序颠倒,且关于镜面对称。
由图分析可得题中所给的12:01与10:51成轴对称,所以它的实际时间应是10:51。
【点睛】探究平面镜成像特点的实验过程,在近年中考题中较为热点。
重在探索过程中遇到的困难、解决的办法的考查,这些题往往有规律可循,做题过程中注意积累。
3.新思维科技社团的同学们学完光学中小孔成像知识后,提出一个问题,小孔在光屏上所成像的形状与什么因素有关,同学们经过讨论后提出以下猜想:猜想一:像的形状可能与物体形状有关;猜想二:像的形状可能与小孔的形状有关。
同学们在辅导老师的帮助下制作了“E”、“F”和“R”形状的LED发光字来充当物体,做成两个小孔形状不同的纸筒,纸筒另一端绷装半透明膜,做好装置后同学们进行实验探究.(1)物理上将“F”、“E”和“R”形状的LED发光的字称为________,射出的光在同种均匀介质中沿__________传播;为了便于观察,该实验最好在______(选填“较明亮”或“较黑暗”)的环境中进行。
(2)同学们将“F”发光字固定好后,先用小圆孔纸筒进行实验,同学们在半透明膜上观察到倒立的“F”,如图所示,小孔成像中所成的像能呈现在半透明膜上,说明所成的像是________(选填实像或虚像),同学们将实验结果记录在设计好的表格后,再换用小方孔纸筒进行实验,并观察记录。
(3)同学们再换用“E”和“R”形状发光字,分别按照实验(2)进行实验,将观察到的结果记录在表中。
实验次数发光字小孔形状像的形状半透明膜上是否呈现1F圆形倒立呈现2F方形倒立呈现3E圆形倒立呈现4E方形倒立呈现5R圆形倒立呈现6R方形倒立呈现(4)通过比较________,同学们验证了猜想一,得出结论:在小孔形状相同时,小孔所成的像与物体的形状有关。
(5)同学们通过比较1、2,3、4和5、6,得出结论:___________(6)实验小组在该实验中采用的实验方法是______________.【答案】光源直线较黑暗实像1、3、5(或2、4、6)在物体形状相同时,小孔所成的像与小孔的形状无关控制变量法【解析】【分析】【详解】(1)[1]能自行发光的物体称为光源,LED发光的字是光源。
[2]光在同种均匀介质中沿直线传播。
[3]为了便于观察,实验在较黑暗的环境进行,成的像会比较清晰。
(2)[4]实像是实际光线会聚而成的,可以成在光屏上,孔成像中所成的像,能呈现在半透明膜上,说明所成的像是实像。
(4)[5]通过比较1、3、5(或2、4、6)实验数据可知,小孔形状相同,物体形状不同,所成像的形状不同,说明在小孔形状相同时,小孔所成的像与物体的形状有关。
(5)[6]通过比较1、2,3、4和5、6,实验数据可知,物体形状相同,小孔形状不同,所成像的形状相同,说明在物体形状相同时,小孔所成的像与小孔形状无关。
(6)[7]实验小组在该实验中,有两个变量物体形状和小孔形状,采用的实验方法是控制变量法。
4.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25.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)。