人教版八年级物理上册 光现象实验(培优篇)(Word版 含解析)

一、初二物理光现象实验易错压轴题（难）

1．如图所示，某同学做“平面镜成像的特点”实验．他将一块玻璃板垂直架在桌面上，再取两段等长的蜡烛A和B一前一后竖放在玻璃两侧，点燃玻璃板前的蜡烛A．

（1）在实验中用平板玻璃代替平面镜，这是为了________ ；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．

（2）实验中，小华同学用左手将放在玻璃板前的蜡烛点燃，发现玻璃板中的“自己”是用________（填“左”或“右”）手点燃蜡烛的．他又将玻璃板绕其底边转向自己，发现镜中的像________ (选填“转向自己”、“转离自己”或“不动”)．

（3）实验中，玻璃板后的蜡烛和玻璃板前的蜡烛产生的像无法完全重合，原因是

________．

（4）小琳将图甲中的玻璃板换成平面镜，垂直于纸板放置（如图乙所示），探究“光反射时的规律”．他用激光笔沿硬纸板EO照射到平面镜上的O点．反射光线沿OF射出，则

∠NOF________∠EON（选填“＞”、”＜”或“=”）．如果纸板没有与平面镜垂直放置那么实验出现的现象是：________．

（5）小琳又让入射光线沿着FO入射到O点看到反射光线沿着OE射出，这说明光反射时：________．

【答案】确定像的位置2右转向自己玻璃板没有竖直放置=纸板上看不到反射光线光路是可逆的

【解析】

【分析】

【详解】

（1）用透明的玻璃板代替平面镜，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，便于确定像的位置；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）镜中的左手的像与左手在同一直线上，相对于小华是左边，但是因为是在镜子里，人物就要左右颠倒，所以小华用左手将放在玻璃板前的蜡烛点燃，发现玻璃板中的“自己”是用右手点燃蜡烛的；由于像与物关于镜面是对称的，当镜子绕底边转向向人转动时，如图所示，所以像也向人的方向转动；

（3）平面镜所成的像和物体关于平面镜对称，如果玻璃板没有放正，蜡烛的像与

蜡烛不在同一水平面上，所以蜡烛成的像不与蜡烛重合；

（4）用激光笔沿硬纸板EO照射到平面静上的O点．反射光线沿OF射出，则根据光的反射定律可知，∠NOF=∠EON；由于反射光线、入射光线和法线都在同一平面内，当纸板F 转过一定的角度后，两块纸板不在同一平面上，所以在纸板F上就无法呈现出反射光线了；

（5）反射光路是可逆的，当让光线逆着OF的方向射向镜面，会发现反射光线沿着OE方向射出．

2．在“探究光的反射规律”的实验中，平面镜M水平放置，白色纸板竖直立在平面镜上，纸板由E、F两部分组成，可绕竖直接缝ON翻折．

（1）如图甲，将一束光贴着纸板E沿AO射到镜面上O点，纸板F上会显示出反射光束OB．接着将纸板F绕ON向后翻折，则纸板F上_____（选填“能”或“不能”）显示出反射光束，由此说明反射光线、入射线光与ON在_____内．

（2）当纸板E、F在同一平面内，将一束光沿原BO方向射O点，它反射后沿_____方向射出．这现象说明：_____；当入射光线垂直于平面镜入射时，反射光线与入射光线的夹角为_____°．

（3）小明在测入射角和反射角大小时只记录了一组数据（如乙表），根据这组数据，他_____（选填“能”或“不能”）得出关于光反射时反射角与入射角关系的结论，理由：_____．

【答案】不能同一平面 OA 在反射时，光路是可逆的 0 不能一次实验具有很大的

偶然性

【解析】

【分析】

（1）光的反射定律的内容，知道反射角等于入射角．知道反射光线、入射光线和法线在同一平面内．

（2）光在反射时光路是可逆的，若沿反射光线的方向入射，则反射光线沿入射光线的方向射出，当入射光线垂直于平面镜入射时，入射光线、法线、反射光线三线重合．

（3）一次实验具有很大的偶然性．

【详解】

(1)在实验过程中，若将纸板倾斜，让光线仍贴着纸板沿AO方向射向镜面，此时反射光线、入射光线在同一平面内，由于反射光线和入射光线构成的平面与平面镜垂直，故不能看到反射光线．

(2)当光贴着纸板F沿BO射到O点，反射光将沿图中的OA方向射出，说明光在反射时，光路是可逆的；

当入射光线垂直于平面镜入射时，入射光线、法线、反射光线三线重合,入射角为0°；反射角等于入射角,也为0°；

(3)一次实验具有很大的偶然性，为了得到反射角与入射角大小关系的普遍规律，应当改变入射角进行多次实验．

故答案为 (1)不能；同一平面；(2)OA；在反射时，光路是可逆的；0°；(3)不能；一次实验具有很大的偶然性．

3．小军在做“探究平面镜成像的特点”的实验，如图

（1）应选择_____（选填“明亮”“黑暗”）的环境；

（2）实验时应选择较薄的玻璃板代替平面镜来研究平面镜成像的特点，优点在于既能看到A的像，又能看到后面的蜡烛B，其原理为_____

A．两者都是光的反射形成的B．前者是光的反射形成的，后者是光的直线传播形成的C．两者都是光的折射形成的D．前者是光的反射形成的，后者是光的折射形成的

（3）小军选用了两只大小完全一样的蜡烛，在玻璃板前点燃蜡烛A，拿未点燃的蜡烛B竖直在玻璃板后面移动，人眼一直在玻璃板的前侧观察，直至蜡烛B与蜡烛A的像完全重合．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”）．（4）移去蜡烛B，在其原来位置上放置一块光屏，光屏上_____（选填“不能”“能”）呈现蜡

烛的像，这说明平面镜所成的像是_____（选填“虚”或“实”）像．

（5）小军把玻璃板沿直线MN向右平移一段距离，在此过程中，蜡烛A的像_____（选填“会”或“不会”）向右平移．

（6）实验中多次改变蜡烛A的位置，是为了多次实验_____（选填“寻找普遍规律”“求平均值减小误差”）．

（7）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_____（选填“亮”或“暗”）；如果实验采用厚玻璃板，观测到蜡烛A通过玻璃板在不同的位置成两个清晰像，且测得两个像之间的距离为0.8cm，则玻璃板的厚度为_____cm．

【答案】黑暗 D 等效替代法不能虚不会寻找普遍规律暗 0.4

【解析】(1)应选择在黑暗的环境进行实验，像看起来更清晰。（2）玻璃板代替平面镜，既能看到A的像，又能看到后面的蜡烛B，A的像形成原理是光的反射；光在穿过玻璃时发生折射，透过玻璃看到B是光的折射，故D正确。（3）蜡烛B与蜡烛A的像完全重合，确定像与物大小，用B替代A的像，此方法是等效替代法。（4）虚像不能用光屛承接，所以移去蜡烛B，在其原来位置上放置一块光屏，光屏上不能呈现蜡烛的像，这说明平面镜所成的像是虚像。（5）小军把玻璃板沿直线MN向右平移一段距离，根据平面镜成像特点，物和像关于平面镜对称，在此过程中，蜡烛A的像不会向右平移。（6）实验中多次改变蜡烛A的位置，是为了多次实验，从而寻找普遍规律，防止实验的偶然性。（7）实验中，看到点燃的蜡烛通过玻璃板成两个像，玻璃前后两个面都能反射成像，由于后面的反射面反射光少，所以成的像较暗，故距离观察者较远的像较暗；如果实验采用厚玻璃板，观测到蜡烛A通过玻璃板在不同的位置成两个清晰像，且测得两个像之间的距离为0.8cm，则玻璃板的厚度为0.4cm．玻璃板的前后两个面相当于两块平面镜，两个平面镜相距0.4cm 时，镜前同一物体的像相距0.8cm.

点睛：本题中求玻璃板厚度较难，可结合画图解答。

4．如图所示，某同学在做“探究平面镜成像特点”的实验时，在桌子上铺好一张大白纸，然后在中间画一横线，将一块玻璃板竖直沿此直线放好，取两段等长的蜡烛，将蜡烛A点燃放在玻璃板的前方，然后用另外一根蜡烛B在玻璃板的后方来回移动。

(1)该实验采用半透明薄玻璃板代替日常使用的平面镜的目的是：_____。

(2)在寻找蜡烛像的位置时，眼睛应该在蜡烛_____（选填“A”或“B”）侧观察。

(3)找到A的像的位置后，连结蜡烛A和蜡烛B所在的位置，发现该连线与玻璃板所在平面相_____，两段蜡烛等长是为了比较像与物的_____ 关系。

(4)将蜡烛B在玻璃板后的纸面上来回移动，发现都无法让它与蜡烛A的像完全重合（如图甲）．你分析出现这种情况的原因可能是_____。

(5)解决以上问题后，蜡烛B与蜡烛A的像能够完全重合，此时若将蜡烛A靠近玻璃板时，

则像将_____（选填“靠近”或“远离”）玻璃板移动，像的大小_____（选填“变大”、“变小”或“不变”）。

(6)图乙是某小组的同学经过三次实验，这样做的目的是：_____。

【答案】便于确定像的位置； A；垂直；大小；玻璃板太厚，两个面都能成像；

靠近；不变；寻找普遍规律，避免实验具有偶然性。

【解析】

【详解】

(1)[1]用玻璃板代替平面镜，在玻璃板前面既能看到A的像，又能看到玻璃板后面的蜡烛B，便于确定像的位置；

(2)[2]平面镜成的像是光的反射形成的，A蜡烛发出的光线经玻璃板反射，被人眼接收，才能看到像，故眼睛在A蜡烛所在这一侧；

(3)[3]连接蜡烛A和蜡烛B所在的位置，发现该连线与玻璃板所在直线垂直，且对应点的连线被镜面垂直平分；

[4]完全一样的蜡烛是为了比较物体与像的大小关系；

(4)[5]无论怎样移动玻璃板后面的蜡烛B，都无法与蜡烛A的像完全重合的原因可能是玻璃板与桌面不垂直，也可能是玻璃板太厚，两个面都能反射成像，题干中已经说明玻璃板竖直放置，故可能的原因是：玻璃板太厚，两个面都能反射成像；

(5)[6]物与像到平面镜的距离相等，若将蜡烛A靠近玻璃板时，则像将向靠近玻璃板方向移动；

[7]平面镜中的像的大小跟物体大小有关，跟物体到平面镜的距离无关，所以物体靠近平面镜，像也靠近平面镜，像的大小不变(等于物体的大小)；

(6)[8]一次实验具有很大的偶然性，进行多次实验是为了寻找规律，使结论具有普遍性。5．学习了光学知识后，李红对有关探究实验进行了回顾和思考：

（1）如图A是“探究平面镜成像特点”的装置。两支______的蜡烛A、B竖立于玻璃板两侧的直尺上，以A蜡烛为成像物体。

①如果有5mm厚和2mm厚的两块玻璃板，应选择________厚的玻璃板做实验较合适。②为了研究平面镜所成的是实像还是虚像，李红用光屏代替蜡烛B，她不能用光屏接收到蜡烛A的像，由此说明平面镜成的像是______像。

（2）在“探究树荫下的光斑”综合实践活动中：

①李红在一张卡片上挖了一个边长为1cm的正方形孔（如图B所示），在阳光下卡片水平放在离地面5cm处，发现地面上的光斑是正方形；若要在地面上能出现圆形光斑，应将卡片______（填“靠近”或“远离”）地面；前者光斑是由于____（选填“直线传播”、

“反射”或“色散”）形成，后者光斑是_____（选填“太阳”或“孔”）的像。

②为了研究孔的大小对光斑形状的影响，李红设计了开有三角形状孔的卡片甲，并用另一张卡片乙覆盖在甲上，如图C所示。接着，从图示位置沿箭头方向水平移动卡片乙的过程中（孔到地面的距离使终保持不变）。李红将观察到的光斑形状和大小变化情况在图D中方格纸内画出（分别用序号甲、乙、丙、丁表示），其中最左边的光斑为移动卡片乙前出现的真实情况。根据你的观察，李红所画光斑中不可能会出现的真实情况是________（选填序号）。

【答案】相同 2mm 虚远离直接传播太阳乙

【解析】

【详解】

(1)[1]在探究平面镜成像实验中，为了便于确定像的位置以及便于判断物与像的大小关系，我们应该取大小相同的两支蜡烛，一支作为成像物体，一支用来靠近像与像重合；

[2]为了能够判断像与物之间的关系，我们选用透明的玻璃板做实验。玻璃板的两个面都会成像，为了使像不会出现重影，我们选择比较薄的玻璃板，所以选用2mm厚的玻璃板；

[3]光屏能够承接的是实像，承接不到的是虚像，李红用光屏代替蜡烛B，她不能用光屏接收到蜡烛A的像，由此说明平面镜成的像是虚像；

(2)[4]探究小孔成像实验时，当孔足够靠近光屏时，光屏上成的是与孔形状一样的光斑，而孔离光屏足够远时，成的是成像物体的像，所以若要在地面上能出现圆形光斑，应将卡片远离地面；

[5]前者跟方形孔形状一样的方形光斑是因为孔离地面足够近，光沿直线传播形成的的方形光斑；

[6]后者是方形孔离地面足够远时，太阳光沿直线传播经孔形成的像；

[7]在卡片到地面（孔到光屏）的距离一定时，当孔较大时，在地面上形成的是孔的像，形状与孔的形状相同，当孔小到一定程度时，地面上的光斑是太阳经孔成的像（小孔成像），像的形状与太阳的形状相同，是圆形的，随孔的减小，光斑面积减小，圆形光斑减小，由图可知，不可能会出现的真实情况是乙。

6．如图甲所示，平面镜M放在水平桌面上，E、F是两块黏接在一起的硬纸板，垂直于镜面且可绕ON转动，小诚同学利用该实验装置和量角器，进行了探究光的反射规律实验。

(1)如图甲所示，当E、F在同一平面上时，让入射光线AO沿纸板E射向镜面，在F上可看到反射光线OB；若将一束光贴着纸板F沿BO射到O点，光将沿图中的_____方向射出，说明在光的反射现象中，光路是______的。实验时让光贴着纸板入射是为了______。(2)如图乙所示，以法线ON为轴线，把纸板F向后缓慢旋转，在F上____(填“能”或“不

能”)看到反射光线OB。

(3)如图丙所示，将纸板倾斜，让光线仍贴着纸板E沿AO方向射向镜面，则纸板F上

_________(填“能”或“不能”)看到反射光线。

(4)改变入射角度，观察反射光线是否改变，用量角器测出入射角和反射角，进行三次实验，把测量结果记录在表格中，请你帮忙设计这个记录实验数据的表格。

（__________________）

【答案】OA 可逆显示光路不能不能略

【解析】

【分析】

【详解】

(1)[1][2]让光线沿AO入射到平面镜上，反射光线沿OB射出，若让光线沿BO入射时，则反射光线沿OA射出，这证明光路是可逆的；

[3]实验时让光贴着纸板入射是为了显示光的路径；

(2)[4]在光的反射中，入射光线、法线、反射光线在同一平面内。所以以法线为轴线，把纸板F向后旋转时，因为F与入射光线和法线不在同一平面，所以在F上不能看到反射光线OB；

(3)[5]将纸板倾斜，让光线仍贴着纸板E沿AO方向入射平面镜上时，法线与平面镜垂直，法线已经不是ON了，入射光线AO与法线所在平面已不在是纸板所在平面了，所以在纸板F上不能看到反射光线；

(4)[6]

7．小明的书桌放在南窗边，冬日的暖阳斜射在书桌玻璃台板上，在房间竖直雪白的墙壁上留下一块规则的光斑．有一次他将一支铅笔放在玻璃圆镜正上方约 10 厘米处，墙上光斑中出现了两个黑色的阴影，小明在思考：

（1）光斑的形成是因为________，影子的形成是由于________造成的．

（2）为什么墙上有两个黑影呢？小明进行了探究，如图甲和乙所示，当笔放在玻璃圆镜上时，两个黑影变为紧挨着．改变铅笔和玻璃圆镜的距离．发现两个黑影对称着变化移动．于是他认为两个黑影中一个是铅笔的影子，另一个是铅笔通过平面镜所成的像，请帮助分析他的猜想是否有道理？_______理由是：________

（3）为什么一只笔出现了两个影子呢？小明再次移动铅笔偏离镜面的正上方，结果发现影子只剩下一个，如图丙所示．用在丁图中用光学作图来说明光斑中为什么会出现两黑影的道理.

（_______）

【答案】光的反射光的直线传播没有道理平面镜成的是虚像，不可能在光屏上呈现

【解析】

【分析】

【详解】

(1)[1][2]光斑是玻璃板反射的光照射在墙壁上形成的，属于光的反射现象；影子是光的直线传播形成的。

(2)[3][4]没有道理，两个黑影都是铅笔的影子，不可能是铅笔通过平面镜所成的像，因为平面镜成的是虚像，虚像是不能在光屏（白墙）上呈现。

(3)[5]一个影子由镜子反射的光照射到铅笔上被铅笔挡住形成的，一个影子是射向镜子的太阳光被铅笔挡住形成的，如下图：

8．为了“探究光反射时的规律”，实验小组的同学选用了平面镜、纸板、激光器、刻度尺和几种不同颜色的笔，依据教材设计了如图甲所示的实验．

（1）实验中还需要的器材是___________．

（2）实验中为了使光线能在纸板上显示出来，方便实验研究，你该采取的操作是

__________．

A．向纸板喷烟或雾 B．使光束垂直纸板射到O点 C．使光束贴着纸板射到O点

次数∠i∠r

170°70°

245°45°

330°30°

（3）改变光束入射的角度，多做几次，换用不同颜色的笔记录每次光的径迹．取下纸板，测量ON两侧的∠i和∠r，将数据记录在上表中，根据数据得出的结论是

_______________；

（4）若将一束光贴着纸板沿FO方向射到O点，光将沿图中的OE方向射出，因为在反射现象中，___．

（5）实验过程中若将纸板倾斜，如图乙所示，让光仍贴着纸板沿AO方向射向镜面，此时反射光______（选填“在”或“不在”）纸板这一平面内．

【答案】量角器 C 反射角等于入射角光路是可逆的不在

【解析】

【详解】

(1)[1]实验中需要测量入射角和反射角的大小，需要用到量角器；

(2)[2]实验中为了使光线能在纸板上显示出来，使光束贴着纸板射到O点；

(3)[3]从表中数据可以看到，当入射角是70°时，反射角是70°，当入射角是45°时，反射角是45°，当入射角是30°时，反射角是30°，由此可推测反射角等于入射角；

(4)[4]若将一束光贴着纸板沿FO方向射到O点，光将沿图中的OE方向射出，这说明了在反射现象中，光路是可逆的；

(5)[5]根据光的反射定律，反射光线与入射光线、法线在同一平面，由于法线不在倾斜的纸板上，那么反射光线不会在纸板这一平面内．

9．如图所示是小方同学用两只外形相同的蜡烛“探究平面镜成像的特点”

（1）用透明的玻璃板代替平面镜，主要是利用玻璃透明的特点，便于确定_______．（2）选取相同的蜡烛，是为了便于比较像和物体的_______关系．

（3）在实验过程中，把一只点燃的蜡烛放在玻璃板前，再将另一支不点燃蜡烛放在玻璃板的后面来回移动，直到看上去跟前面的蜡烛的像_______．

（4）当点燃的蜡烛放在玻璃板前面20cm的A处时，玻璃板后B处的蜡烛好像也被“点

燃”了；移去B处的蜡烛，将光屏放在B处，发现光屏上并没有蜡烛的像，这说明平面镜所成的像是_______像．

（5）小方将玻璃板移去，在玻璃板位置放一个凸透镜，B处放光屏，发现光屏上恰好成倒立、等大的蜡烛的像，则该凸透镜的焦距为_______ cm．

【答案】像的位置大小重合虚10

【解析】

【详解】

(1)实验中用透明的玻璃板代替平面镜，在物体的一侧能看到物体的像，同时透过玻璃板也能观察到代替物体的另一个物体，便于确定像的位置；

(2)完全一样的蜡烛是为了比较物体与像的大小关系；

(3)实验时要另外拿一支相同的未点燃的蜡烛在玻璃板后面移动，直到在玻璃板前看上去与玻璃板前的蜡烛在玻璃板中成的像完全重合时，说明平面镜成的像与物体是等大的；(4)移去B处的蜡烛，将光屏放在B处，发现光屏上并没有蜡烛的像，因为虚像不能用光屏承接，说明是虚像；

(5)由题意可知，当物距为20cm时，物体成一个等大的实像，根据凸透镜成像的规律可知，此时的物距等于二倍焦距，所以，凸透镜的焦距是10cm。

10．小明利用如图所示的实验装置，进行“探究光的反射规律”的实验．

（1）使光线以不同角度入射进行实验，测量结果如表格所示．由此可得在反射现象中，反射角_____入射角．

实验次数入射角反射角

130°30°

240°40°

350°50°

（2）将一束光贴着纸板A沿EO射到O点，若将纸板B向前或向后折，目的是探究反射光线与入射光线是否在_____内，此时在纸板B上_____（选填“能”或“不能”）看到反射光线．

（3）若将一束光贴着纸板B沿FO射到O点，光将沿图中的_____方向射出．

【答案】等于同一平面不能OE

【解析】

解：（1）由表中实验数据可知，在光的反射现象中，反射角等于入射角．

（2）在实验过程中，将纸板向前或向后折，是为了验证反射光线与入射光线在同一平面内，此时在纸板B上将不能看到反射光线．

（3）在光的反射现象中，光路是可逆的，当光贴着纸板B沿F0射到O点，光将沿OE方向射出．

故答案为（1）等于；（2）同一平面；不能；（3）OE．

【点评】本题考查了光的反射定律实验，掌握光的反射定律的内容即可正确解题；光的反射定律：反射光线、入射光线、法线在同一平面内，反射光线与入射光线分居法线两侧，反射角等于入射角；在光的反射现象中光路是可逆的．