人教版物理八年级上册 光现象实验专题练习(解析版)

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．小明同学根据课本中的“试一试”，用易拉罐做小孔成像实验．

(1)请在图中作出蜡烛AB的像A'B'________．

(2)小明发现蜡烛和小孔的位置固定后，像离小孔越远，像就越大，他测出了不同距离时像的高度，填在表格中：

请你根据表中的数据在下图坐标中画出h与s的关系图像：____________

(3)从图像中可以看出h与s的关系为：_____________________．

【答案】见解析所示见解析所示 h与s成正比

【解析】

(1)根据光的直线传播,分别做出由A、B两点在透明纸上的像,从而得出AB的像,如图所示:

(2)根据表格中数据描点,并用平滑的曲线连接起来,如图:

(3)从图象中看出;h随s的变大而变大,且增大的倍数相同,即h与s成正比关系;

因此，本题正确答案是: (1). 见解析所示 (2). 见解析所示 (3). h与s成正比

【的距离】(1)小孔成像是光的直线传播现象;物体上部的光线通过小孔后,射到了光屏的下部;物体下部的光线通过小孔后,射到了光屏的上部,因此通过小孔后所成的像是倒立的像.

(2)找出表格中的数据在坐标纸中的对应点,然后连接成平滑的曲线;

(3)可以看出,当像离小孔越远,像的大小是变大的.

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．小强同学为了探究平面镜成像特点，准备如下器材：各种长度的蜡烛若干、平面境一块、玻璃板一块、白纸一张（如图甲所示）。

(1)除了图甲中画出的器材，本实验中还需要的测量工具是______。

(2)平面M所选的器材是______（选填“平面镜”或“玻璃板”）；这样选择，主要是为了便于确定像的______。

(3)小强把蜡烛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，人眼在M的______（选填“前面”或“后面”）观察，看起来那支蜡烛也被点燃了一样。此时，后面的那支蜡烛与蜡烛A的大小关系是______。

【答案】刻度尺玻璃板位置前面相等

【解析】

【分析】

【详解】

略

5．小科同学在学习了平面镜的知识后，回家做了一个实验。他将一支铅笔和平面镜平行并竖直放置在水平桌面上，平面镜PN高30厘米，铅笔长20厘米，它们之间相距20厘米。

(1)倘若要使铅笔与其像垂直，则小科可将铅笔转过_____度。

(2)如果铅笔不动，小科把平面镜绕N点沿顺时针方向转过90°，他发现B点在平面镜中的像B〞与之前的像B＇相距_____厘米。

【答案】45 40

【解析】

【分析】

【详解】

(1)[1]根据平面镜成像特点可知，像与物是对称的，所以当铅笔的物和像垂直时，铅笔与镜成45度夹角。

(2)[2]原来铅笔的像点到平面镜的距离和B点到平面镜的距离相等，即都是20cm；若铅笔不动，平面镜绕N点沿顺时针方向转过90°，则相当于平面镜中的像转过180度，此时铅笔尖底部B与镜面在同一平面上，所以B的像关于镜面对称，即都在镜面上，即B〞与B 点重合，所以B〞与之前的像B′的距离是20cm+20cm=40cm。

6．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。

7．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a

B．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。

8．如图所示，是小林同学探究光反射规律的实验．他进行了下面的操作：硬纸板是由E、F两块粘接起来的，可以绕ON转动，ON垂直于镜面，让入射光线沿纸板射向镜面上的O 点．

（1）先使E、F两块纸板在同一平面内，这时________（填“能”或“不能”）看到反射光线．

（2）把纸板F向前或向后折，这时________（填“能”或“不能”）看到反射光线．（3）由（1）（2）可得出结论：________．

（4）如图甲，让一束光贴着纸板沿某一个角度射到0点，经平面镜的反射，沿另一个方向射出，改变光束的入射方向，使入射角30o，这时反射角________，使入射角45o，这时反射角________，使入射角65o，这时反射角________，说明________.

【答案】能不能反射光线、入射光线、法线在同一平面内 30o 45o 65o 反射角等于入射角

【解析】

【分析】

【详解】

（1）光反射时反射光线、入射光线、法线在同一平面内，所以先使E、F两块纸板在同一平面内，这时能看到反射光线；

（2）把纸板F向前或向后折，这时不能看到反射光线，否则反射光线、入射光线、法线就不在同一个平面内了；

（3）所以由（1）（2）可得出结论：反射光线、入射光线、法线在同一平面内（三线共面）；

（4）入射角为30o，反射角与入射角相等也是30o，同理，使入射角为45o，这时反射角也为45o，使入射角65o，这时反射角65o；

通过实验可以说明，在光的反射现象中，反射角等于入射角。

9．在探究“平面镜成像特点”的活动过程：

（1）为了便于观察实验现象，应选在___________（选填“较亮”或“较暗”）的环境中进行；

（2）该实验用玻璃板代替平面镜，是为了方便确定_____，此时成像的清晰度比日常使用平面镜______（选填“好一些”或“差一些”）；

（3）实验时，将蜡烛A放在玻璃板前，把另一个相同的蜡烛B放到玻璃板的另一侧，边移动、边观察，使它与A的像重合，观察时，眼睛应该在如图乙中________处观察（选填“a”、“b”、“c”或“d”），蜡烛B的位置即是________的位置．为确定像的虚实，需在

________ (选填“蜡烛A”或“蜡烛B”)位置放一个光屏，并在如图中的_______处观察光屏上是否有像（选填“a”、“b”、“c”或“d”）；

（4）在实验中，小军看到蜡烛A有两个不重合的像，为了减小这个影响，下列做法可行的是______（选填序号）；

A．换用较薄的玻璃板

B．换用较厚的玻璃板

C．调整观察的角度，使像重合

（5）如图丙是小军本人，他在进行实验时，从镜中也观察到了自己的像．那么他在镜中所成的像应是如图丙中的_______（填序号）；

（6）如图丁所示，若将玻璃板与水平桌面成45°角固定在水平桌面上，当蜡烛A沿着桌面向右做直线运动，将看到蜡烛A在玻璃板后的像________（填选项字母）运动；

A．水平向右 B．水平向左 C．竖直向下 D．竖直向上

（7）移动蜡烛A进行多次实验，目的是_____________；

（8）做完实验后某同学总结了一些关于平面镜成像的知识，其中不正确的是______ A．将蜡烛向玻璃板靠近，像的大小不变

B．将蜡烛和像所在的位置用直线连接，连线跟玻璃板垂直

C．当蜡烛与玻璃板的距离为10cm时，像和物相距20cm

D．若将玻璃板竖直向上缓慢平移，蜡烛的像也跟着向上平移

【答案】较暗像的位置差一些a像蜡烛B b A A C 得到普遍规律 D

【解析】

【分析】

【详解】

(1)[1]在实验时，为了能看到更加清晰的像，最好在较暗的环境中进行；

(2)[2][3]用玻璃板代替平面镜，我们可以透过玻璃板看到像，方便确定像的位置，此时有部分光透过玻璃板射出，因此清晰度要比平面镜差一些；

(3)[4][5]平面镜成像是虚像，因此要在蜡烛的同侧观察，透过玻璃板来确定像的位置，因此

应该在图乙的a处观察，把B放在像所在的位置，B的位置即为像的位置；

[6][7]要确定像是虚像，可在成像位置，即B处放一个光屏，然后在图中b处观察光屏上是否会成像，如果接收不到，说明是虚像；

(4)[8]成两个不重合的像可能是玻璃板较厚，在玻璃板两个面上都成像，因此要消除此影响，可换用较薄的玻璃板，故选A；

(5)[9]平面镜成像时所成的像是等大的，左右对称的，因此A为小军的像；

(6)[10]图丁中蜡烛成像关于玻璃板对称，当蜡烛右移靠近玻璃板时，像也靠近玻璃板，因为玻璃板与桌面成45°角，因此它的像原来在桌面正上方，向桌面移动，即竖直向下移动，故选C；

(7)[11]移动蜡烛多次实验是为了得到多组不同情况下的数据，使实验结论具有普遍性；

(8)[12]A．平面镜成像时所成的像是等大的像，与距离无关，A正确，不符合题意；

B．蜡烛与像是关于玻璃板对称的，因此它们的连线是与玻璃板垂直的，B正确，不符合题意；

C．蜡烛到玻璃板的距离与像到玻璃板的距离相等，C正确，不符合题意；

D．蜡烛的成像位置与蜡烛的位置有关，与玻璃板的位置无关，D错误，符合题意．

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）．