上海徐汇中学物理光现象实验单元复习练习Word版 含答案.docx
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上海徐汇中学物理光现象实验单元复习练习Word版含答案
一、初二物理光现象实验易错压轴题(难)
1.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。
2.在“探究平面镜成像特点”的活动中,实验室提供了如下器材:
①厚为2mm的茶色玻璃、②刻度尺、③光屏、④两只相同的蜡烛A和B、⑤火柴。
(1)小明在实验中将蜡烛A放在玻璃板前适当位置,将蜡烛B置于玻璃板后方,调节它的位置,发现无论怎样移动蜡烛B的位置或调整角度,在玻璃板前面透过玻璃板观察时,都不能使蜡烛B与蜡烛A的像完全重合。
发生这一现象的可能原因是______(选填选项前的字母)。
A.玻璃板与白纸面不垂直
B.蜡烛A与白纸面不垂直
C.人不应在玻璃板前面透过玻璃板观察
(2)小明调整好实验装置后,再次将蜡烛B置于玻璃板后方,调整它的位置,并在玻璃板前面透过玻璃板从不同角度观察,使其都能与蜡烛A的像完全重合,这说明了______。
(3)当蜡烛B与蜡烛A的像完全重合后,移去后面的蜡烛B,并在其所在位置上放一光屏,则光屏上______(选填“能”或“不能”)接收到蜡烛烛焰的像。
由此可知,平面镜所成的像是_______(选填“实”或“虚”)像。
【答案】A平面镜所成的像与物体等大不能虚
【解析】
【详解】
(1)[1]由题意可知,发生这一现象的可能原因是玻璃板与白纸面不垂直,所成的像在玻璃板另一侧的上方或下方,故选A;
(2)[2]使其都能与蜡烛A的像完全重合,然而蜡烛A与蜡烛B是相同的,则蜡烛A与蜡烛A的像是重合的,这说明了平面镜所成的像与物体等大;
(3)[3][4]当蜡烛B与蜡烛A的像完全重合后,移去后面的蜡烛B,并在其所在位置上放一光屏,则光屏上不能接收到蜡烛烛焰的像,而实像能呈现在光屏上,虚像则不能,所以平面镜所成的像是虚像。
3.如图所示,在“探究平面镜成像特点”实验中:
(1)平面镜成像原理是光的__________(选填“直线传播”、“反射”或“折射”);
(2)实验中用玻璃板代替平面镜是为了便于准确确定_______________;
(3)为了比较像与物大小关系,选取两支____(选填“完全相同”或“完全不同”)的蜡烛;
(4)无论怎样水平移动蜡烛B,都不能与蜡烛A的像重合,原因是玻璃板与桌面__________;
(5)判断平面镜成虚像的方法是:
在B处放一个光屏,眼睛在_____(选填“A”或“B”)侧观察,如果光屏上没有像,那么,所成像为_____像;
(6)平面镜成像时像和物到平面镜的距离_______(选填“相等”或“不相等”)。
【答案】反射像的位置完全相同不垂直B虚相等
【解析】
【详解】
(1)[1]平面镜成像原理是光的反射;
(2)[2]实验中用玻璃板代替平面镜,这样可以准确确定像的位置;
(3)[3]为了比较像与物大小关系,选取两支完全相同的蜡烛,这样可以通过对比蜡烛的像和另一支蜡烛的大小关系,从而知道这支蜡烛和蜡烛的像大小关系;
(4)[4]无论怎样水平移动蜡烛B,都不能与蜡烛A的像重合,原因是玻璃板与桌面不垂直,玻璃板所成的像在桌面的上方或下方;
(5)[5][6]判断平面镜成虚像的方法是:
在B处放一个光屏,眼睛应该在B侧观察,如果在A侧观察,会看到玻璃板反射的光线,不能作出准确判断;实像能呈现在光屏上,虚像则不能,如果光屏上没有像,那么,所成像为虚像;
(6)[7]平面镜成像时像和物到平面镜的距离相等。
4.在进行“光的反射定律”的探究实验中,小梦设计了如下图所示的实验,平面镜M平放在桌面上,E、F是粘在一起的两块长方形硬白纸板,F可绕接缝ON转动。
(1)组装器材时,应将纸板与平面镜之间保持______。
(2)为了显示光路,应使光束_____射向平面镜。
(3)请你为小梦设计一个在纸板上记录光的传播径迹的方法:
______。
(4)取下纸板,用量角器测量反射角和入射角,测得一组数据后,为得到普遍规律,接下来应____,可以得到两角之间的关系是_______。
(5)在图乙中,把纸板F向前或向后折叠,则在纸板F上___________(选填“能”或“不能”)看到反射光线,这说明反射光线、入射光线和法线在______。
【答案】垂直贴着E板先使光束贴着E板入射,在E纸板上做出入射光线,保持E板不动,反复折转右半部分F板,直到F板上也出现一条反射光线为止,再做出反射光线多次改变入射角进行实验反射角等于入射角不能同一平面内
【解析】
【详解】
(1)[1]组装器材时,为了使法线与平面镜垂直,应将纸板与平面镜保持垂直;
(2)[2]为了显示光路,应使光束贴着纸板射向平面镜;
(3)[3]先使光束贴着E板入射,在纸板上作出入射光线,保持E板不动,反复折转右半部分F板,直到F板上也出现一条反射光线为止,再作出反射光线;
(4)[4][5]测出两角后,为得到普遍规律,接下来应多次实验测量,可得出两角关系,即反射角等于入射角;
(5)[6][7]把纸板F向前或向后折叠后,在纸板F上不能看到反射光线,这说明反射光线、入射光线和法线在同一平面内。
5.小丽在做“探究平面镜成像特点”的实验时,将一块玻璃板放在水平台上,再取两段完全相同的蜡烛A和B,点燃玻璃板前的蜡烛A,进行观察,如图甲所示.在此实验中:
(1)为便于观察,该实验最好在______(选填“较明亮”或“较黑暗”)环境中进行;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.
(2)小丽选择两段完全相同的蜡烛的目的是______,此时应用了______(选填“控制变量法”、“转换法”或“等效替代法”);
(3)在确定蜡烛的位置时,眼睛应在______(填“A”或“B”)侧观察;
(4)点燃A蜡烛,小心的移动B蜡烛,小丽同学无论怎样移动蜡烛B,都不能与蜡烛A的像完全重合,原因可能是_____________;
(5)如果在像B的位置放一个光屏,在光屏上______(填“能”或“不能”)承接到像,说明平面镜成的像是______(填“实”或“虚”)像;
(6)把点燃的蜡烛A固定在某个位置,分别测出物距和像距,分析数据,得到结论:
“像与物距相等”.你认为这样得出的结论是否可靠?
______;为什么?
________________.
(7)如图乙,玻璃板原来沿直线BC竖直放置,若实验中将玻璃板沿顺时针方向转过一定角度Ɵ(Ɵ<90°)后,蜡烛A成的像移动到点A1处,已知图中方格均为边长相等的正方形,则Ɵ=_____________.
【答案】较黑暗B蜡烛比较像与物的大小等效替代法A玻璃板与水平面不垂直,像的位置偏离水平面不能虚不可靠只是做一次实验,结论没有普遍性,应该多次改变位置对比物距和像距45°
【解析】
【详解】
(1)[1]为便于观察,该实验最好在较黑暗环境中进行,这样所成的像更清晰,便于观察;
[2]能在观察到A蜡烛像的同时,也能观察到玻璃板后面的B蜡烛,便于确定像的位置和大小;
(2)[3][4]选择两段完全相同的蜡烛的目的是比较像与物的大小,蜡烛B与蜡烛A完全相同,用B代替A,这是运用了等效替代法;
(3)[5]在确定蜡烛的位置时,眼睛应在A侧观察,这样即能看到蜡烛A的像,又能看到蜡烛B,如果在B侧观察,是看不到蜡烛A的像;
(4)[6]无论怎样移动蜡烛B,都不能与蜡烛A的像完全重合,原因可能是玻璃板与水平面不垂直,像的位置偏离水平面;
(5)[7][8]如果在像B的位置放一个光屏,在光屏上不能承接到像,说明平面镜成的像是虚像;
(6)[9][10]这样得出的结论不可靠,因为只是做一次实验,结论没有普遍性,应该多次改变位置对比物距和像距;
(7)[11]根据平面镜成像规律,像与物的连线垂直镜面,连接A和A1两点,然后在连线上作垂直平分线,这条垂直平分线就是平面镜所在的位置,如下图所示,从图中可以看到玻璃板沿顺时针方向转过了45°.
6.小华利用如图1装置探究平面镜成像特点:
(1)他实验时用玻璃板代替平面镜竖立在水平桌面上.在玻璃板前放置棋子A,将完全相同的棋子B放在玻璃板后并移动,人眼一直在玻璃板的前侧观察,但他发现观察到A的像“重影”很明显,而影响到确定A的像的位置,你解决这一问题的办法是:
将此玻璃板更换为____________(选填“茶色玻璃板”或“薄玻璃板”).
(2)如图2所示将棋子放在竖立的玻璃板前40cm处,以5cm/s的水平速度向平面镜匀速靠近,则经过2s后棋子与像的距离为______m.若将玻璃板放置成与水平面成45°角,将会在物体位置观察到像在物像连线的方向上以_______cm/s的向物体靠近(结果可带根号).
(3)某同学学习了平面镜成像特点后,回家途中,站在离平面玻璃制的地铁安全门外0.5米候车.地铁到站后,安全门向两侧打开,该同学在左右两侧安全门中成像的情况分析正确的是__________.
A.随着门逐渐打开,门后的像会逐渐远离她本人
B.随着门逐渐打开,在两侧门中会各成一半像,且分别向左右移动
C.在两侧安全门中成的像越来越小,直至不成像
D.都成完整的像,且像到她的距离为1米
【答案】薄玻璃板0.610
D
【解析】
【分析】
【详解】
(1)[1]由于像是由光的反射形成的,而普通玻璃的两面都能反射光,即同时成像,所以A的像“重影”是由于玻璃板太厚造成的,解决这一问题的办法是换用厚度较小的玻璃板.
(2)[2]根据v=
可得2s棋子移动的距离:
s=vt=5cm/s×2s=10cm,
棋子此时距离平面镜的距离为:
40cm−10cm=30cm,
则像到平面镜的距离也为30cm,所以,经过2s后棋子与像的距离为:
30cm+30cm=60cm=0.6m;
[3]已知棋子沿桌面以5cm/s的速度向着平面镜处移动,由几何知识可知,棋子沿垂直于镜面方向运动的速度5
cm/s;
因为棋子向平面镜运动的速度等于平面镜中棋子的虚像向平面镜运动的速度,因此平面镜中棋子的虚像向棋子靠拢的速度的大小是10
cm/s;
(3)[4]A.根据平面镜成像的特点可知,像与物到镜面的距离相等,像与物的连线与镜面垂直,像与物大小相同,在安全门向两侧打开后,人到镜面的距离不变,所以像的位置不变,故A错误;
B.面镜所成的像与物大小相同,在两侧安全门中成的像完整的像,故B错误;
C.根据平面镜成像的特点可知,像与物大小相同,在安全门向两侧打开后,平面镜所成的像与物大小相同,玻璃门中的像的大小不变,故C错误;
D.人在安全门外0.5米,因为平面镜所成的像和物体到平面镜的距离相等,人成的像到安全门的距离也是0.5米,所以都成完整的像,且像到她的距离为1米,故D正确.
7.在“探究平面镜成像”的实验中,如图所示.
(1)现有厚度分别为5mm和2mm的两块玻璃板,应选择_____mm厚的玻璃板做实验;
(2)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;
(3)若白纸板每方格长度是5cm,将点燃的蜡烛由A点移至B点,此时它与移动后在玻璃板中所成的像距离是_____cm,用光屏在玻璃板后面无论如何移动,在光屏上都_____(选填“能”或“不能”)成像,说明平面镜所成是_____像;
(4)如图甲所示是从平面镜中看到墙上的时钟的像,请在乙图身上画出时钟的实际时间______.
【答案】2便于确定像的位置20不能虚
【解析】
【详解】
(1)透明的玻璃板,可以观察到玻璃板的另一侧;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)因为玻璃板既能让光透过也可以反射光,容易确定像的位置,而平面镜是不透明的,无法确定像的位置,所以选用玻璃板;
(3)若白纸上每方格长度是5cm,将点燃的蜡烛由A点移至B点,此时它与玻璃板的距离为2
5cm
10cm,像与玻璃板的距离为10cm,则它与像的距离为10cm
10cm
20cm;因为平面镜成虚像,光屏不能承接虚像,所以用光屏在玻璃板后面无论如何移动,在光屏上都不能成像.
(4)根据平面镜成像特点可知平面镜所成的像和物体关于平面镜对称.所以图中表盘数字的顺序与实际顺序左右相反,时针指向10和11之间,分针指向7,实际时间为10:
35.如下图所示:
8.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).
9.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。
10.如图所示,小亮和小红为了探究平面镜的成像特点,将一块厚度为0.5cm的玻璃板架在水平台板上面,再取两根完全相同的蜡烛分别竖直置于玻璃板两侧,点燃玻璃板前的蜡烛进行实验.
(1)为便于观察,该实验最好在_____(选填“较亮”或“较暗”)的环境中进行.
(2)用透明玻璃板代替平面镜的目的是____,两根完全相同的蜡烛是为了便于比较像与物的____关系.
(3)实验过程中,如果在平台面上无论怎样移动蜡烛B,都无法与蜡烛A的像完全重合,原因可能是_____.
(4)小红透过玻璃观察蜡烛A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_____.
(5)小亮改变蜡烛的位置,记录了蜡烛A和较清晰的像到平面镜的距离,如下表所示:
物体到平面镜的距离/cm
3.0
4.5
6.0
7.5
像到平面镜的距离/cm
3.0
4.5
6.0
7.5
最终他们得出结论:
平面镜成像时_____.
【答案】较暗便于确定像的位置大小玻璃板没有竖直放置玻璃太厚,玻璃板的两个面都成了像像与成像物体到平面镜的距离相等
【解析】
【分析】
【详解】
(1)蜡烛点燃时比较亮,在较暗的环境中,烛焰和环境的对比度比较大,烛焰的像会更清晰;
(2)在实验中用透明的玻璃板代替平面镜,因为玻璃板既能成像又能透光,目的是便于确定像的位置.选取两根完全相同的蜡烛,是为了比较像和物的大小关系;
(3)在平台面上,玻璃板如果没有竖直放置时,像会偏上或偏下,所以无论怎样移动蜡烛都无法与像重合;
(4)由于像是由光的反射形成的,玻璃的两面都能反射光,能成两个像,所以出现两个像的原因是玻璃太厚,玻璃板的两个面都成了像;
(5)得出结论:
平面镜成像时像与成像物体到平面镜的距离相等.
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