河南大学附属中学物理光现象实验单元测试与练习(word解析版)

一、初二物理光现象实验易错压轴题（难）

1．小勇同学利用如图所示的装置探究“平面镜成像的特点”。

（1）在实验中用透明的玻璃板代替平面镜，是为了便于_____。

（2）为探究平面镜所成像的大小与物体的大小关系时，小勇做了如下操作：他先点燃蜡烛A并将其放在玻璃板前，再拿一只外形与蜡烛A相同，但不点燃的蜡烛B竖立着在玻璃板后移动，当移动到A像的位置时，观察到它与蜡烛A的像完全重合，这表明_____。（3）在实验中，小勇将蜡烛A向远离玻璃板的方向移动了3cm，再次将蜡烛B移到蜡烛A 像的位置，经测量，蜡烛A与它的像之间的距离变化了_____cm，同时观察像的大小

_____（填“变大”、“变小”或“不变”）。

【答案】确定像的位置像和物大小相等6不变

【解析】

【分析】

（1）平面镜成像的特点：物体在平面镜中所成的像是虚像，像和物体的大小相等，它们的连线垂直于镜面，它们到镜面的距离相等，根据成像的特点分析实验操作的要求；

（2）另外一支相同的蜡烛与竖立在玻璃板前面点燃的蜡烛的像能完全重合，可知蜡烛和他成的像大小相等。

（3）平面镜成像，像物到镜面距离相等，像大小跟物体的大小相等。

【详解】

（1）实验中用玻璃板代替平面镜，主要是利用玻璃板透明的特点，便于确定像的位置；（2）未点燃的蜡烛与点燃的蜡烛的像完全重合，可知蜡烛和他成的像大小相等，物体和像关于平面镜对称，同时还可以确定像的位置。

（3）他将蜡烛A向玻璃板远离3cm，蜡烛A的像也向玻璃板远离3cm；因此，再将蜡烛B 移到A像的位置，通过测量，发现蜡烛A与它在玻璃板中像的距离变化了6cm；平面镜所成的像与物体等大，此过程像的大小不变。

答案：(1). 确定像的位置 (2). 像和物大小相等 (3). 6 (4). 不变

2．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．

3．如图是小红“探究平面镜成像特点”的情景：小红的实验装置是：竖立的透明玻璃板下方放一把直尺，直尺与玻璃板垂直；两支相同的蜡烛A、B竖立于玻璃板两侧的直尺上，以A蜡烛为成像物体。

（1）小红选择玻璃板代替镜子进行实验的目的是_______________。

（2）所用刻度尺的作用是便于比较像与物_____________________关系。

（3）选取两段完全相同的蜡烛是为了比较像与物的________关系。

（4）为便于观察，该实验最好在_______环境中进行（选填“较明亮”或“较黑暗”）；此外，采用透明玻璃板代替平面镜，虽然成像不如平面镜清晰，但却能在观察到A蜡烛像的同时。也能观察到____________，巧妙地解决了确定像的位置和大小的问题。

（5）点燃A蜡烛，小心地移动B蜡烛，直到与A蜡烛的像______为止，这时发现像与物的大小_____；进一步观察A．B两支蜡烛在直尺上的位置发现，像和物的连线与玻璃板

____。像和物到玻璃板的距离____。

（6）移去后面的蜡烛B，并在其所在位置上放一光屏，则光屏上__________接收到蜡烛烛焰的像（填“能”或“不能”）。所以平面镜所成的像是__________像（填“虚”或“实”）。

（7）小红将蜡烛逐渐远离玻璃板时，它的像__________（填“变大”、“变小”或“不变”）。

（8）为证实上述有关成像特点是否可靠，你认为应采取下列哪一项操作？（______）A．保持A、B两支蜡烛的位置不变，多次改变玻璃板的位置进行观察

B．保持玻璃板位置不变，多次改变A蜡烛的位置，进行与上述（2）相同的操作

【答案】便于确定像的位置到平面镜的距离的大小较黑暗玻璃板后面的蜡烛重合相等垂直相等不能虚不变 B

【解析】(1)实验过程中，用透明的玻璃板代替平面镜，在物体一侧，既能看到蜡烛A的像，也能看到代替蜡烛A的蜡烛B，当蜡烛A的像和蜡烛B重合时，便于确定像的位置，从而便于比较物像大小。（2）在实验中用到刻度尺，是来测量像到镜的距离和物到镜的距离，从而得出二者的关系。（3）两只蜡烛大小相同，后面的蜡烛又和前面蜡烛的像完全重合，这样就证明了像与物大小相同，所以两只蜡烛等长是为了比较像与物大小关系用的。

(4)点燃蜡烛，烛焰在明亮的环境中，烛焰和明亮环境对比度较小，成像不太清晰；烛焰在黑暗环境中，烛焰和黑暗环境的对比度大，成像更清晰。采用透明玻璃板代替平面镜，虽然成像不如平面镜清晰，但却能在观察到A蜡烛像的同时。也能观察到玻璃板后面的蜡烛，巧妙地解决了确定像的位置和大小的问题。（5）点燃A蜡烛，小心地移动B蜡烛，直到与A蜡烛的像重合为止，这时发现像与物的大小相等；进一步观察A．B两支蜡烛在直尺上的位置发现，像和物的连线与玻璃板垂直。像和物到玻璃板的距离相等。（6）因为光屏只能接收实像，不能接收虚像，因此移走后面的蜡烛B，光屏不能接收到蜡烛A的烛焰的

像，所以平面镜成的像是虚像。（7）小红将蜡烛逐渐远离玻璃板时，它的像大小不变。（8）一次实验不具备代表性，应采取同样的实验方案多做几次，避免实验现象的偶然性，才能保证结论的正确。所以应采取B操作。

点睛：探究平面镜成像实验时，成像物体和环境的对比度越大，并且物体越亮，物体成像越清晰。

4．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/cm

1瓷砖10030

2纸板10018.2

3棉布10017.5

4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。5．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。

6．(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。

7．如图甲所示为“探究光的反射定律”的实验装置：

(1)小明在用该装置进行实验时，除了要用到铁架台、空白纸板做成的可折转光屏、光源和直尺外，还要用到_________和__________；

(2)小明多次改变入射光的方向，总能在ON两侧同一平面的光屏上观察到入射光和反射光，由此得出“光反射时，反射光线、入射光线和法线都在同一平面内”的结论，为使结论可靠，同学小敏建议：将光屏绕轴线ON向前或向后折转，同时观察_________光线是否仍旧出现在光屏上；

(3)小明测量图中入射角∠__________（选填“1”、“2”、“3”或“4”）和反射角的大小，将数据记录在表格中；

(4)另一组的小军将原本垂直于平面镜的纸板向后倾斜一个角度，调节入射光线仍能呈现在纸板A上，但始终没能在纸板B上找到反射光线，经检查纸板A、B在同一平面上。这是因为法线_____，而反射光线应在入射光线和法线所决定的平面内。

【答案】平面镜量角器反射光线 2 不在纸板上

【解析】

【分析】

【详解】

(1)[1][2]因为实验是为了验证光的反射定律，所以必须有平面镜；另外还需要测量反射角、入射角的大小，还需要量角器。

(2)[3]将光屏绕轴线ON向前或向后折转，让入射光线贴着光屏沿AO方向射入，同时观察反射光线是否仍旧出现在另一侧的光屏上；

(3)[4]入射角是入射光线与法线的夹角，所以图中入射角是角2。

(4)[5]将原本垂直于平面镜的纸板向后倾斜一个角度后，当入射光线贴着纸板射向O点后，法线将不会在纸板上，所以在纸板B上看不到反射光线，但此时反射光线、入射光线、法线仍在同一平面内。

8．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。

9．为了探究平面镜成像特点，小梦准备了如图甲所示的实验器材：

（1）实验时，小梦应选______（填字母）作为平面镜，这样选择的目的是便于______。（2）为了比较像与物的大小关系，小梦应选______（填字母）两支蜡烛。

（3）实验时镜面与桌面必须_____。

（4）为了判断平面镜成像的性质，小梦同学移开未点燃的蜡烛，在原位置放一张白纸做屏幕，白纸上_____（选填“有”或“没有”）点燃的蜡烛的像，这说明平面镜成的像是_____（选填“实”或“虚”）像。

（5）如图乙所示是小梦同学留下的实验记录，由实验记录小梦得出像与物到镜面距离相等的实验结论，该结论______（选填“可靠”或“不可靠”），说出理由______。

【答案】F确定像的位置BC垂直没有虚不可靠没有多次测量

【解析】

【详解】

(1)[1] [2]用透明玻璃板F代替平面镜的目的是便于确定像的位置；

(2) [3]为了对比像的大小关系，选择两支完全相同的蜡烛；

(3)[4]确保像与蜡烛能够完全重合，镜面与桌面必须垂直；

(4)[5][6]移去镜面后面的蜡烛，将白纸置于蜡烛位置，白纸上没有点燃蜡烛的像，这说明平面镜成的是虚像，不能用光屏承接到；

(5)[7][8]一次实验就得结论具有偶然性，应该多次实验测量，寻找普遍规律。

10．钞票的某些位置用荧光物质印上了标记，在紫外线下识别这些标记，是一种有效的防伪措施．某同学在较暗的环境中做了下列三次实验：

（1）如图甲所示，他用紫外线灯照射面值为100元的钞票，看到“100”字样发光．这表明紫外线能使________发光．

（2）如图乙所示，他用紫外线灯照射一块透明玻璃，调整透明玻璃的位置和角度，看到钞票上的“100”字样再次发光．这表明紫外线能被透明玻璃________．

（3）如图丙所示，他把这块透明玻璃放在紫外线灯和钞票之间，让紫外线灯正对玻璃照射，在另一侧无论怎样移动钞票，“100”字样都不发光．他做这次实验是为了探究

________．

【答案】荧光物质反射紫外线能否透过玻璃 (或玻璃对紫外线的吸收能力；或玻璃对紫外线的反射能力等)

【解析】

【分析】

【详解】

（1）[1]由于紫外线能够使荧光物质发光，因此用紫外线灯照射面值为100元的钞票，看到“100”字样发光；

（2）[2]只要钞票上的“100”发光，说明已经被紫外线照射到了，而紫外线灯并没有照射钞票，说明钞票上接收到的紫外线是透明玻璃反射的；

（3）[3]把这块透明玻璃放在紫外线灯和钞票之间，让紫外线灯正对玻璃照射，在另一侧无论怎样移动钞票，“100”字样都不发光，说明紫外线不能穿透玻璃而照射到钞票上，所以他做这次实验是为了探究紫外线穿透玻璃的能力（玻璃对紫外线的吸收能力；玻璃对紫外线的反射能力等）．