上海九峰实验学校物理光现象实验易错题Word版 含答案.docx
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上海九峰实验学校物理光现象实验易错题Word版含答案
一、初二物理光现象实验易错压轴题(难)
1.小红在学习了光学的相关知识后,在暗室进行了一些实验探究.
(1)实验一:
让一细束太阳光照射三棱镜,射出的光射到竖直放置的白屏上.如图所示,白屏Ⅱ区上出现了彩色光带,这是光的________现象.将灵敏温度计放在________(选填“Ⅰ”或“Ⅲ")区,温度计示数会明显升高,是因为________;
(2)实验二:
将一束蓝光照在穿白上衣、红裙子的洋娃娃身上,小红看到了洋娃娃上衣呈________色,裙子呈________色;
(3)实验三:
通过学习,小红知道红、________、蓝是光的三原色,它们自身________(选填“能”或“不能”)由其它色光混合而成.她将亮度相等的这三种色光叠加在一起,看到了________光.
【答案】色散Ⅲ红外线具有热效应蓝黑绿不能白
【解析】
【详解】
(1)实验一:
太阳光经过三棱镜后被分解为七色光的现象,是光的色散现象.
红光的折射较小,紫光的折射较大,所以图中Ⅲ区是红外线,且红外线具有明显的热效应,所以将灵敏温度计放在Ⅲ区,温度计示数会明显升高.
(2)实验二:
将一束蓝光照在穿白上衣,白上衣能反射所有颜色的光,即白上衣反射蓝光,所以小红看到了洋娃娃上衣呈蓝色;
红裙子只能反射红光,所以蓝光照在红裙子上,洋娃娃身上裙子呈黑色.
(3)实验三:
光的三原色是红、绿、蓝,它们自身不能由其它色光混合而成,她将亮度相等的这三种色光叠加在一起,看到了白光.
2.在“探究平面镜成像特点”的实验中。
(1)实验时应选较____(选填“厚”或“薄”)的玻璃板垂直放置在水平桌面上。
(2)将棋子A放在玻璃板的前面,应在玻璃板____(选填“前面”或“后面”)观察A经玻璃板所成的像。
(3)当棋子A远离玻璃板时,像的大小____。
(4)将光屏放到像的位置,无法直接在光屏上观察到像,说明所成的像是____像
(5)用木板紧贴在玻璃板背面,挡住玻璃板后面的光,人眼在玻璃板前____(填“能”或“不能”)看见棋子A的像。
(6)实验时,选择两个相同的棋子,是为了比较像与物体的______;测量两只蜡烛到玻璃板的距离,是为了比较_______________________.
(7)他在找准像的位置后,画出了A、B、C三点做标记(如图乙),在测量物距和像距时,他应分别测出_______两点到平面镜的距离作为物距和像距
【答案】薄前面不变虚能大小关系像和物体到镜面的距离大小关系A、C
【解析】
【分析】
(1)玻璃板有两个反射面,每个反射面都可以成一个像,这样由于两个像的干扰,像的位置不易确定准确,需要两个像距离越近越减小误差;
(2)由于平面镜成的是反射形成的虚像,应在A的一侧进行观察像实验;
(3)像的大小与物体大小相同。
(4)实像和虚像的重要区别是实像能用光屏承接,虚像不能承现在光屏上。
(5)平面镜成像的原理是光的反射形成。
(6)选择两个相同的棋子可以比较像和物的大小关系;通过测量两只蜡烛到玻璃板的距离,可以得出像距等于物距的结论。
(7)为了比较物距和像距,应找到对应的点进行测量。
【详解】
(1)玻璃板两个面都能成像,当越薄时,两个反射面所在的像距离越近,这样可以使确定的像的位置更加准确,厚玻璃板会形成两个像,会影响对实验结果的判断,所以选薄的玻璃板;
(2)由于平面镜是反射形成的虚像,故在玻璃板前放一支点燃的蜡烛A,眼睛应该在镜前才能观察到蜡烛A经玻璃板反射所成的像;
(3)平面镜成的像与物大小相同,和物到镜的距离无关,人们感觉到的近大远小是一种视觉效果,不影响真实的大小。
所以将蜡烛A逐渐远离玻璃板,它的像不变。
(4)因为虚像不能在光屏上承接,所以将光屏放到像的位置,无法直接在光屏上观察到像,说明所成的像是虚像。
(5)平面镜成的像是光的反射形成的,蜡烛发出的光线经玻璃板反射,被人眼接收,才能看到像,所以用木板紧贴玻璃板背面,挡住玻璃板后的光,人眼在玻璃板前仍能看见棋子A的像。
(6)实验时,选择两个相同的棋子,当后面的棋子和前面棋子的像完全重合时,可以比较像与物体的大小关系,可得像和物体大小相等的结论;
测量两只蜡烛到玻璃板的距离,是为了比较像和物体到镜面的距离大小关系.
(7)他在找准像的位置后,画出了A、B、C三点做标记(如图乙),由图知,A点在蜡烛的左侧边缘,根据成像时像与物对称的特点,A的对应像点在B点,所以在测量物距和像距时,他应分别测出A、C两点到平面镜的距离作为物距和像距
3.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】4540
【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。
4.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。
5.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。
实验中用两段相同的蜡烛是为了比较像和物体的__________的关系。
(2)通过对实验现象和数据的分析得出结论:
平面镜所成的像与物体关于镜面_______。
(3)移去蜡烛B,在其位置上竖立光屏,在光屏上________(填“能”或“不能”)承接到蜡烛A的像。
(4)实验过程中同学们体会到:
用玻璃板代替平面镜成像虽没有平面镜清晰,但能透过玻璃板观察到蜡烛___________(填“A”或“B”),便于确定像的位置,这是本实验成功的关键。
(5)在探究实验的过程中,若把蜡烛A放在距玻璃板30cm处,蜡烛A在玻璃板中所成的像到玻璃板的距离是______cm;当蜡烛A远离玻璃板时,它的像的大小将______(填“变大”“变小”或“不变”)。
【答案】2大小对称不能B30不变
【解析】
【详解】
(1)[1]玻璃板的选择主要是薄,因为厚的玻璃板两个表面都成像,会产生重影。
应选择
厚的玻璃板做实验;
[2]相同的两个蜡烛是为了比较像和物体的大小关系;
(2)[3]平面镜成像的特点是:
像与物关于镜面对称;
(3)[4]平面镜所成像为虚像,不能用光屏承接;
(4)[5]本实验时,是从点燃蜡烛一侧,观察未点燃蜡烛与点燃蜡烛的像重合,便于确定像的位置,所以透过玻璃板观察到蜡烛B;
(5)[6]平面镜所成的像,像距等于物距。
蜡烛A放在距玻璃板30cm处,像到玻璃板的距离也是
;
[7]平面镜成像特点之一是像与物等大,无论蜡烛远离还是靠近镜面,像与物大小都相等,也就是像的大小不变。
6.在“探究平面镜成像的特点”实验中,某同学用玻璃板、相同的两个棋子A和B、刻度尺、白纸、等器材进行实验,如图所示。
(1)用玻璃板代替平面镜,主要是便于_______________________。
(2)在寻找棋子A的像的位置时,眼睛应在棋子_____(选填A或B)这一侧观察,移动玻璃板后的棋子,使它与棋子A所成的像重合。
(3)实验中使用两个完全相同的棋子是为了比较物与像的_______关系。
而刻度尺在此实验的作用是比较物和像到平面镜的_________关系。
(4)移去棋子B,并在其位置上放一光屏,则光屏上_____接收到蜡烛A的火焰的像(填“能”或“不能”),这说明平面镜成的是______像。
(5)若该同学在实验中,无论如何移动棋子B都无法与棋子A的像相重合,则发生这种情况的原因可能是_______。
(6)在探究平面镜成像特点实验中,用_______(选填“较薄”或“较厚”)的玻璃,原因是_____。
【答案】确定像的位置A大小距离不能虚玻璃板倾斜了较薄防止出现两个像
【解析】
【详解】
(1)[1]玻璃板是透明的,既可以看到玻璃板后面的虚像,又可以看到代替像的另一物体,所以用玻璃板代替平面镜目的是便于确定虚像的位置;
(2)[2]平面像成像是光的反射现象。
反射光线与物体的入射光线应在平面镜的同一侧,所以人眼睛应在A这一侧观察平面镜中的像;
(3)[3][4]实验中使用两个完全相同的棋子是为了比较物与大小是否完全重合,刻度尺是比较物到平面镜和像到平面镜距离是否相等;
(4)[5][6]平面镜成像是利用了光的反射成像。
这个像是反射光线的反向延长线汇聚而成的,并不是实际光线汇聚成的像,虚像不能用光屏来承接到;
(5)[7]实验中如果玻璃板倾斜放置,像和物将不在同一水平面上,这样无论如何移动蜡烛的位置,都不会使物和像重合;
(6)[8][9]使用较薄玻璃板,是为了避免玻璃板的两个面同时成像,以至于分不清楚成像位置。
7.某同学利用如图所示的实验装置探究平面镜成像的特点。
(1)如图甲所示,在水平桌面上铺一张白纸,纸上竖立一块透明薄玻璃板。
把蜡烛a点燃放在玻璃板的前面,该同学应在玻璃板_________(选填“前面”或“后面”)观察蜡烛a经玻璃板________(选填“反射”或“折射”)所成的像。
(2)实验时,选用的蜡烛a和b的形状完全相同,是为了比较像与物的_________关系。
用玻璃板代替平面镜,成像虽然没有平面镜清晰,但能观察到蜡烛_________(选填“a”或“b”),便于确定像的位置。
以上实验操作中,用到的物理方法是________(选填“控制变量法”、“转换法”或“等效替代法”)
(3)如图乙所示,某同学使用厚玻璃板做实验,在玻璃板后看到了两个不重合的像,这两个像之间的距离正好是8mm,则该同学所用玻璃板的厚度为________mm。
【答案】前面反射大小b等效替代法4
【解析】
【详解】
(1)[1][2]平面镜成的像是光的反射形成的,要想看到像,即有光线进入人的眼睛,蜡烛a点燃后发出的光,经玻璃板反射,该同学应在玻璃板前面观察蜡烛a经玻璃板反射所成的像,不是在后面;
(2)[3]选用的蜡烛a和b的形状完全相同,这样可以对比蜡烛a的像与蜡烛b大小关系,从而对比蜡烛a和蜡烛a的像大小关系;
[4]用玻璃板代替平面镜,成像虽然没有平面镜清晰,但能观察到蜡烛b,便于确定像的位置;
[5]以上实验操作中,用到的物理方法是等效替代法,用蜡烛b替代蜡烛a的像,从而比较像与物的大小关系;
(3)[6]根据平面镜的成像规律,像与物到平面镜的距离相等,如下图所示,作出蜡烛烛焰在厚玻璃板两个面所成的两个虚像,分别是
和
,设厚玻璃板的厚度是x,物与厚玻璃板第一个面之间的距离是L,可知道第一个虚像与第二个面之间的距离是
,第二个虚像的像距等于对应的物距,即
可求得
。
8.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:
9.如图是小明探究光的反射规律的实验装置,在平面镜上放置一块硬纸板,纸板由可以绕ON转折的E、F两部分组成.
(1)要使入射光和其反射光的径迹同时在纸板上出现,你认为纸板与平面镜的位置关系是________ (选填“垂直”或“不垂直”).实验时,从纸板前不同的方向都能看到光的径迹,这是因为光在纸板上发生了________ 反射.
(2)小明让一束光沿AO贴着纸板E射到平面镜上,在纸板F上会看到反射光OB的径迹.三次改变入射角的大小,实验所测得数据如表所示.他根据表中数据得出的结论和其他同学的结论并不一致.请你分析小明测量实验数据过程中出现的问题可能是________ .
(3)三次实验中,总能在纸板上观察到入射光和反射光的径迹.由此小明得出结论:
“在反射现象中,反射光线、入射光线和法线都在同一平面内”.请你评估小明的做法是否合理并说明理由:
________
【答案】垂直漫把反射光线与镜面的夹角当成了反射角不合理.应将纸板F沿法线方向折转,再次观察纸板上是否还能看到反射光
【解析】
(1)在做平面镜成像实验时,应将纸板与平面镜垂直放置,这样才能使入射光线和反射光同时出现在纸板上;由于纸板的表面不是光滑的,光在上面发生了漫反射,所以我们可以从不同方向看到反射光线;
(2)由表格的数据分析可知,小明把反射角搞错了,他把反射光线与镜面的夹角当成了反射角,反射角应是反射光线与法线的夹角;(3)小明的做法是不合理的,因为他没有折转纸,得出的结论不具有普遍性,正确的做法应将纸板F沿法线方向折转,再次观察纸板上是否还能看到反射光.
10.如图甲所示是小明同学探究“光的反射规律”的实验装置。
平面镜M平放在水平桌面上,白色硬纸板垂直立在平销面上。
(1)小明让一束光贴着纸板沿A0方向射向镜面,反射光沿OB方向射出,测出反射角和入射角大小。
改变光的入射角度,多次重复上述实验步骤。
①上述实验探究得到的规律是_____。
②白色硬纸板在实验中的作用是_____(写出一条即可)。
(2)如果入射光线垂直射向镜面,则反射角是_____。
如果让光逆着反射光线的方向射到镜面上,那么它被反射后就会逆着原来的入射光的方向射出。
这说明在光的反射现象中,光路是_____。
(3)实验过程中若将纸板倾斜,如图乙所示,让光仍贴纸板沿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:
通过平面镜观察镜中硬纸板上的反射情况与图丙中相符的是_____(选填序号)。
【答案】反射现象中,反射角等于入射角显示光的传播路径0°可逆的不在③
【解析】
【详解】
(1)①已知入射光线AO和反射光线OB,多次改变光的入射角度,测反射角与入射角的大小,并比较得出反射角与入射角的大小关系,因此该实验探究了反射定律中的反射角等于入射角;②白色硬纸板在实验中的作用显示光的传播路径;
(2)如果入射光线垂直射向镜面,入射角是0
则反射角是0
,在光的反射现象中,光路是可逆的;
(3)根据光的反射定律可知,在反射现象中,反射光线、入射光线分居法线两侧;反射光线、入射光线和法线在同一平面内,因此若将纸板倾斜,如图丙所示,让光线仍贴着纸板沿AO方向射向镜面,此时反射光线与入射光线仍在同一平面内,但不能在纸板上看到反射光线,若此时通过平面镜观察纸板,因为物像关于镜面对称,则看到的图象应为丙图中的③。
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