内容正文:
专题3.4 平面镜【五大题型】
题型一、平面镜成像的探究实验 5
题型二、平面镜成像的应用 7
题型三、作图题(平面镜成像) 8
题型四、凸面镜和凹面镜 10
题型五、平面镜的应用 11
巩固练习 14
提优练习 22
知识点01 探究平面镜成像特点
1、提出问题:平面镜成像有哪些特点?
2、猜想或假设:像可能与物体的大小相等,关于镜面对称等。
3、实验器材:白纸、玻璃板、蜡烛、刻度尺
4、实验步骤:
(1)将纸对折,在对折处画一条直线段,把平板玻璃(作为平面镜)竖立在对折线上;
(2)在白纸的一方任意位置放点燃的蜡烛,用笔记下蜡烛的位置,观察玻璃后面的像;
(3)用手在玻璃后面摸一摸是否有蜡烛存在,再拿一张白纸在像的位置附近移动,观察白纸上是否有蜡烛的像;
(4)拿另一支蜡烛(未点燃)放在玻璃后像的位置处,移动这支蜡烛,再左右移动头部,从不同位置看上去蜡烛和像完全重合;
(5)改变蜡烛的位置,重复再做一遍。
5、结论:
(1)像、物大小相等;
(2)像、物到镜面的距离相等;
(3)像、物的连线与镜面垂直;
(4)物体在平面镜里所成的像是虚像。
注释:
1、实验中利用玻璃板代替平面镜是为了确定像的位置;
2、实验中平面镜要和桌面垂直,否则怎么移动蜡烛都不能和像完全重合;
3、实验中如果用的玻璃板太厚就会看到两个像,这是由于玻璃板的两个面上都发生反射形成的;
4、实验用两个完全相同的蜡烛,是为了比较像的大小和物体的大小。
5、用一张白纸(光屏)放到玻璃板后面,白纸(光屏)上看不到蜡烛的像,证明成的像是虚像。
知识点02 平面镜
1、平面镜:反射面是光滑平面的镜子。如:平静的水面、抛光的金属面。
2、平面镜的符号:
3、平面镜的作用:
(1)成像如:水中的倒影、练功房的镜子等。
(2)改变光的传播方向如:潜望镜
4、平面镜成像的原理:光的反射。如下图所示,平面镜前的物体射到平面镜的光线,被平面镜反射,
反射光线进入人的眼睛,视觉会逆着反射光线反向延长线的方向看,反射光线的反向延长线的交点就是物体在平面镜中的像点。
5、平面镜成像作图
如图MN表示平面镜,AB表示镜前的物体,根据平面镜成像的特点作图
步骤:
第一步:分别过A、B点做垂直于平面镜的垂线(用虚线表示);
第二步:在垂线和平面镜的相交处标出直角;
第三步:在平面镜的另一侧找到A′点,使A′点到平面镜的距离和A到平面镜的距离相等。同理找B’。
第四步:连接A′、B′画虚像(用虚线)。如下图所示:
注释:
1、 根据平面镜成像的原理,无论镜子大小,都能使物体形成一个完整的且与物体等大的像。镜子的大小只能影响观察到的像的范围。
2、站在平面镜前的人,向平面镜走近时,人们往往以为像“变大”了,其实改变的是视角,视角大感觉看到的物体就大。如图:甲、乙中树是一样大的,但是甲图中的人感觉树更大些,这跟人看远处驶近的汽
车感觉相似,这辆车的大小始终不变,但人以为汽车远小近大,驶近的汽车“变大”了。
知识点03 虚像
平面镜成的像是物体发出(或反射)的光线射到平面镜上发生反射,反射光线的反向延长线相交形成的。并不是实际光线会聚形成的,所以平面镜成的像只能用眼睛看到,无法用光屏承接,是虚像。
注释:
1、实像:物体发出的光或反射的光经过光学仪器后,由实际光线会聚而成的像。实像可以用光屏承接,也可以用眼睛直接观察。如小孔成的像。
2、虚像:从物体发出(或反射)的光经过光学仪器后,进入人眼的光线反向延长找到交点确定为物体的像。虚像不是实际光线会聚而成的,所以不能用光屏承接只能用眼睛看到,如平面镜成的像。
知识点04 凹面镜与凸面镜
1、 凸面镜:对光线起发散作用。
(1)原理:光的反射。
(2)应用:机动车后视镜、街头拐弯处的反光镜。
2、凹面镜:对光线起会聚作用,平行光射向凹面镜会会聚于焦点;焦点发出的光平行射出。
(1)原理:光的反射。
(2)应用:太阳灶、手电筒反射面、天文望远镜。
题型一、平面镜成像的探究实验
1.(2024·山西·中考真题)小明照镜子时,看到镜中自己的像,这个像有什么特点呢?为此他进行了实验探究。
实验思路:
(1)探究平面镜成像的特点,关键是要确定像的位置和大小;
(2)可选用 作为平面镜观察像,先将点燃的蜡烛置于镜前,再用一支外形相同未点燃的蜡烛在镜后移动,通过是否与像重合来确定像的位置和大小,进而得到平面镜成像的特点;
实验过程:
(3)按照实验思路进行操作,观察蜡烛与像完全重合后,在纸上分别标记平面镜、蜡烛和像的位置,并测量蜡烛和像到平面镜的 ,记录在表格中。试着用光屏承接平面镜后面的像,观察光屏上能否呈现点燃蜡烛的像;
(4)换用两个相同的跳棋子、两块相同的橡皮重复上述操作。多次实验的目的是 ;
实验结论:
(5)平面镜所成的像为 (选填“实”或“虚”)像,像与物体关于镜面对称。
2.(2024·辽宁葫芦岛·二模)小明从家里玻璃窗中看到室内物体的像,并且将玻璃窗往外推的过程中可看到影像位置发生变化,如图甲所示。为了明白其中道理,小明用图乙所示实验装置探究平面镜成像特点。
(1)用玻璃板代替平面镜,主要是利用玻璃板透明的特点,便于 ;
(2)在玻璃板前面放置一支点燃的蜡烛A,再拿一支没有点燃的相同的蜡烛B,在玻璃板后面移动,直到蜡烛B跟蜡烛A的像 ,说明像与物的大小相等;若用光屏代替蜡烛B,从玻璃板右侧观察光屏, (填“能”或“不能”)观察到蜡烛A的像,说明所成的像是虚像;
(3)多次改变两支蜡烛的位置,重复上述实验,将两支蜡烛的位置记录在白纸上,如图丙所示,可得结论:像与物到平面镜的距离 ,且它们的连线与镜面 ;
(4)实验结束后,小明想到从梳妆镜中看室内物体的像,比从玻璃窗看到室内物体的像更明亮,理由是 。
题型二、平面镜成像的应用
3.(2024·贵州遵义·模拟预测)如图所示,检查视力时视力表(要求检查距离5m) 悬挂在被测者头部的后上方,被测者通过识别对面墙上镜子里的像进行检测。若图中被测者到视力表的距离为1.5m,为了按要求完成检测,他应该 。
4.(2024·江苏无锡·二模)如图所示,晚上,小明在房间窗前通过玻璃窗看到了吊灯的像,吊灯的像由于光的 形成的。当水平向左缓慢推动玻璃窗时,玻璃窗中灯的像 (选填“向左运动”“向右运动”或“静止不动”),像的大小 (选填“变大”“变小”或“不变”)。
5.(2024·天津南开·二模)“小荷才露尖尖角,早有蜻蜓立上头”。蜻蜓立于荷叶尖上,距水面0.3m,它在水中的像距水面 m,以荷叶为参照物,此时的蜻蜓是 (选填“静止”或“运动”)的。
6.(2024·四川遂宁·二模)水面上方有一只飞鸟,飞鸟在湖中的倒影是因为光的 形成的,飞鸟距离湖面高度为4m。当它以1m/s的速度水平匀速飞行,2s后,它的像距离湖面 m。
题型三、作图题(平面镜成像)
7.(2024·重庆·中考真题)按要求完成下列作图。在答图中画出烛焰顶部A点在平面镜MN中的像A′。
8.(2024·上海闵行·三模)根据平面镜成像的特点,在图中画出像A'B'对应在平面镜 MN 前的物体AB。
9.(2024·四川成都·二模)如图甲所示的提词器,它由一个水平放置的高亮度显示器和一个专用镀膜玻璃(平面镜)组成,如图乙,已经给出了内容“”在镀膜玻璃中所成的像“”,请在图乙中画出镀膜玻璃(平面镜)所放置位置。(用“”表示镀膜玻璃)
题型四、凸面镜和凹面镜
10.(23-24八年级上·山东德州·期末)为帮助司机扩大观察车后方视野,汽车后视镜应设计一块 (选填“平面镜”“凸面镜”或“凹面镜”)镜;“天眼”是在我国贵州省建成的世界上最大的天文望远镜(如图所示),它的反射面属于 (选填“平面镜”“凸面镜”或“凹面镜”)。
11.(23-24八年级上·黑龙江齐齐哈尔·期中)小明同学利用易拉罐制作了一个取火凹面镜。利用它能将火柴点燃是因为凹面镜对光有 作用;汽车的后视镜能扩大视野是应用了 (选填“平面镜”或“凸面镜”)。
12.(23-24八年级上·陕西西安·期末)轿车是常用的交通工具,轿车上有许多地方要利用光的反射。如图所示,轿车中A为观后镜,B为车头灯内的反射镜。A为 ,B应为 (选填“平面镜”、“凹面镜”或“凸面镜”)。
题型五、平面镜的应用
13.(2024·广东江门·一模)阅读下列短文,回答问题。
智能汽车
汽车是我们生活中的代步工具,随着科学技术的发展,汽车也越来越智能化。冬天,汽车能自动启动除雾功能,向前挡风玻璃吹出热风,能够判断车与障碍物的距离,充分提高了行车安全性。车窗的“智能玻璃”能自动调节透明度(简称HUD,如图甲所示)。HUD利用平面镜成像原理(如图乙),将显示器上的重要行车数据通过前挡风玻璃投射在正前方,从而避免分散注意力,确保驾驶安
(1)汽车雷达启动后能发出 (选填“超声波”或“次声波”)信号,利用该信号的发射与接收的时间差能够判断车与障碍物的距离。
(2)冬天行车时,汽车挡风玻璃的 (选填“内”或“外”)侧容易出现一层白雾;
(3)“智能玻璃”能根据车外光照度自动调节玻璃的透明度。经测算,车外光照度和玻璃透明度的关系图像如图丙所示,当车外光照度为120Lx时,“智能玻璃”的透明度会自动调节为 %;
(4)已知某车辆HUD显示器水平放置在中控台上,通过挡风玻璃成垂直于水平面的像,则挡风玻璃与水平面夹角为 度;
(5)汽车前灯的反光装置看起来像一个银碗,它相当于 (选填“平面镜”“凹面镜”或“凸面镜”),有了它,可以使射出的光线接近于平行光。
巩固练习
一、单选题
1.(2024·江苏苏州·二模)在“探究平面镜成像特点”实验中,用茶色玻璃代替平面镜垂直放置于水平面上,如图所示。下列叙述正确的是( )
A.实验时用的茶色玻璃要厚一点
B.点燃A侧的蜡烛后,在B侧成等大的实像
C.如果茶色玻璃与水平面不垂直,蜡烛也能成像
D.蜡烛以4cm/s的速度靠近茶色玻璃平面,其像以相同速度远离玻璃平面
2.(2024·江苏苏州·一模)在平面镜成像特点教学中,老师做了“水中的蜡烛”实验,为了使学生看清水中的蜡烛( )
A.使用厚玻璃板
B.让学生在玻璃板左侧观察水中的蜡烛
C.在明亮的环境中进行
D.点燃的蜡烛靠近玻璃板,盛水的玻璃杯也应靠近玻璃板
3.(2024·吉林长春·一模)小致面向穿衣镜,站在镜前1m处。镜中的像与他相距( )
A.0.5m B.1m C.2m D.4m
4.(23-24八年级上·湖南岳阳·期中)如图所示,一只小鸭浮在平静的湖面上。能正确表示小鸭和它在水中的“倒影”的是( )
A. B.
C. D.
5.小红在照镜子时,看到墙上的钟表在镜子中的像,如图所示,则此时的时间是( )
A.4:00 B.4:30 C.6:20 D.8:00
6.(23-24八年级上·湖南永州·期中)检查视力的时候,视力表放在被测头部的后上方,被测者识别对面墙上镜子的像,视力表在镜子中的像与被测者相距多远( )
A.4.6m B.4.2m C.2.7m D.3m
7.(23-24八年级上·四川德阳·期中)把一个高1m的平面镜竖直放置,一个身高1.6m的人以2m/s的速度沿垂直于平面镜的方向向平面镜走近,那么他在镜中的像( )
A.高度为1m,以2m/s的速度靠近平面镜
B.高度变大,以2m/s的速度远离平面镜
C.高度为1.6m,以2m/s的速度靠近平面镜
D.高度变大,以4m/s的速度远离平面镜
二、填空题
8.(2024·江苏连云港·中考真题)小明身高1.7m,距离平面镜3m,他在平面镜中的像高是 m,像到平面镜的距离是 m。当他向平面镜缓慢走近时,他在平面镜中像的大小 (选填“变大”“不变”或“变小”)。
9.(2024·广东佛山·二模)在“探究平面镜成像特点”的实验中,当玻璃板放置如图所示时, (选填“能”或“不能”)探究平面镜所成像与物体大小的关系,此时像和物到平面镜的距离 (选填“相等”或“不相等”)。
10.(2024·黑龙江哈尔滨·三模)“小荷才露尖尖角,早有蜻蜓立上头”。蜻蜓立于荷叶尖上,距水面0.3m,它在水中的像是 (选填“实像”或“虚像”),像距离水面 m。
11.(2024·河南濮阳·二模)在水平过道上方有一盏灯,如图所示。小明沿着地砖行走时,通过2号地砖可以看到灯的像,通过3号地砖也可以看到灯的像……小明看到的是 (选填“同一个”或“不同的”)像,像的大小 (选填“变大”、“变小”或 “不变”)。
12.如图所示,平面镜竖直放置在水平面上,一支直立的铅笔从平面镜前50cm处,铅笔以2cm/s速度向平面镜靠近,经过2s,铅笔与它的像之间的距离为 m,若平面镜沿竖直位置向上移动,则镜中的像 (选填“向上”、“向下”或“不”)移动;若平面镜沿顺时针方向转到图中虚线位置,铅笔的像将与铅笔 (选填“垂直”或“不垂直”)。
三、作图题
13.(2024·陕西西安·模拟预测)如图,请作出物体AB在平面镜MN中所成的像A'B′。
14.(2024·上海松江·二模)根据平面镜成像的特点,在图中画出像A'B'对应在平面镜 MN前的物体AB。
四、实验题
15.(2024·山西·三模)小明用图所示的器材探究平面镜成像的特点,首先将蜡烛A点燃后放在镜面前10cm处,再将与A完全相同的未点燃的蜡烛B放在镜面后,反复调整位置直至它与蜡烛A的像完全重合。请你解答下列问题:
(1)为了确定像的位置,应选用 (选填“较厚的透明玻璃板”或“较薄的透明玻璃板”);当蜡烛B与蜡烛A的像完全重合时,蜡烛B与镜面相距 cm;
(2)小明随后利用棋子代替蜡烛来进行实验,这样做的好处是 ;
(3)夜晚的迎泽大桥光亮起来后,桥上彩灯的实景与水中倒影交相辉映,绚丽多彩,若汾河水面上涨,该倒影的大小将 (选填“变大”“变小”或“不变”)。
16.(2024·广东·二模)小新利用图甲所示的装置进行“探究平面镜成像特点”实验,A和B是两支完全相同的蜡烛。
(1)实验时用薄玻璃板替代平面镜的目的是便于确定 的位置,玻璃板应与水平桌面 ;
(2)为了探究蜡烛A的像与蜡烛A是否大小相等,实验中把点燃的蜡烛A放在玻璃板前,然后把 (选填“点燃”或“未点燃”)的蜡烛B放在玻璃板后不断移动,观察它与蜡烛A的像能否完全重合;
(3)多次改变蜡烛A的位置,并移动蜡烛B确定像的位置,每次标记出蜡烛A和它像的位置(如图乙所示)。请根据小新完成的下列实验数据表格,将表格补充完整。
实验次数
____________
蜡烛A的像到玻璃板的距离/cm
蜡烛的像与蜡烛的大小关系
1
6.5
6.5
2
4
4
3
5
5
(4)若实验中没有刻度尺,为了找出蜡烛A的像和蜡烛A到玻璃板的距离的关系,可以进行操作是 (写出一种即可);
(5)将黑色的纸板放在玻璃板与蜡烛B之间,小新在蜡烛A侧 (选填“能”或“不能”)观察到蜡烛A的像;
(6)如图丙所示,小新把三个字母分别竖立在玻璃板面前,研究像与物的左右关系,选用字母 的效果最好。
提优练习
一、单选题
1.(2024·黑龙江哈尔滨·一模)一个身高1.5m的人站在河岸看到对岸的一根电线杆在水中的像,当人离开河岸后退,距离超过6m时,就不能看到完整的电线杆的像。已知河岸高出水面1m,河宽40m,则电线杆高( )
A.6m B.8m C.10m D.12m
2.(23-24八年级上·江苏苏州·阶段练习)图中M是竖直放置的平面镜,镜离地面的距离可调节。甲、乙二人站在镜前,乙离镜的距离为甲离镜的距离的3倍,如图所示。二人略错开,以便甲能看到乙的像。以L表示镜的长度,h表示乙的身高,为使甲能看到镜中乙的全身像,L的最小值为( )
A. B. C. D.
3.(23-24八年级上·福建福州·期末)如图所示,一条走廊的两侧竖立着两面平面镜MN和PQ,MN∥PQ,相距为d,在走廊中间将一橡皮小球垂直指向镜,以v的速度沿地面抛出,若抛出后小球速度大小不变,则观察到两个平面镜上所形成的第一个像之间的相对运动情况是( )
A.小球指向MN镜时,两个像靠近,两个像之间的距离为d
B.小球指向MN镜时,两个像远离,两个像之间的距离为2d
C.不论小球指向哪个平面镜,两个像之间相对速度为零
D.不论小球指向哪个平面镜,两个像之间相互靠近,相对速度为2v
4.(23-24八年级上·重庆·期中)如图所示,商场柜台旁放有一面直立的平面镜,小超沿直 AD 行走,直线 AD 与平面镜平行,B、C 为由平面镜底边两端点向 AD 所作垂线的交点,则他能由平面镜中观察到自己像的路段是( )
A.整个 AD 段 B.只有 AC 段 C.只有 BC 段 D.只有 BD 段
5.某兴趣小组利用两块平面镜做了一个简易潜望镜,通过该潜望镜观察教室内的挂钟,指针位置如图所示,则该挂钟的实际时间是( )
A.4时35分 B.5时25分 C.6时35分 D.7时25分
6.一平面镜与水平地面成45°夹角,如图所示,一只小球S顺着水平面向A点滚去,则平面镜中小球的像的运动方向是( )
A.水平向左 B.水平向右 C.竖直向上 D.竖直向下
二、填空题
7.(23-24八年级上·江苏苏州·期中)用如图所示的器材自制一个“储币魔箱”,魔术师将一个只有一面开口的空箱面向观众,将纸币从“储币魔箱”顶部的投币口放入,结果纸币竟不翼而飞。想一想,制作“储币魔箱”时平面镜与盒子的底部呈 °放置,箱子底面在平面镜中所成的像恰好在平面镜的 (选填“侧面”、“背面”或“顶部”),同样箱子的侧面也各有一半被镜子遮挡,而未被遮挡的前一半所成的像恰好在观察口使前面的观众误认为看见了整个箱子。
8.汽车后视镜属于重要安全部件,如图所示是司机在倒车时通过后视镜看到右后方行人A的情景,P点是司机的眼睛,请画出司机看到行人A的光路图 。当行人逐渐远离后视镜时,行人的像会逐渐 (选填“靠近”或“远离”)后视镜。
9.露露用一块较厚的玻璃板M来探究平面镜成像特点,如图所示,图中像A1与像A2是一次实验中同时看到的两个像,它们的大小 (选填“A1较大”、“A2较大”或“相等”),其中A1是蜡烛通过玻璃板的P面所成的像。露露按照图中的测量方法,测得u=4.2cm,v=3.9cm,可以推算像A1与像A2之间的距离为 cm。
10.(23-24八年级上·江苏泰州·期中)如图所示,平面镜前有一发光点S,平面镜可以绕O轴转动,已知发光点S与轴O的距离SO=12cm,SO与镜面的夹角为60°。此时,S与它的像之间的距离为 cm;当镜面绕轴O转顺时针转动60°的过程中,发光点S在镜中的像与O轴的距离将 ,发光点S与镜中像的距离将 (以上两空填写大小变化情况);S的像运动轨迹的长度为 cm。
三、作图题
11.图是3D简易投影,就是用平面镜将水平放置的物体AB的像竖直呈现在人的正前方,其中A的像与人眼在同一水平面,请作出平面镜位置。
12.有一工作间,人在B处要想看到外间A处的花盆,需要在某处安装一块平面镜。请把平面镜C画到合适的位置,并完成由B看到A的光路(只需在图中画出一条光的完整路径)。
四、实验题
13.(2024·辽宁沈阳·二模)在准备物理实验操作考试过程中,某同学利用玻璃板代替平面镜进行了“探究平面镜成像的特点”实验,如图甲所示。
(1)在水平桌面上铺一张白纸,将玻璃板 放置在白纸上,沿着玻璃板M面在纸上画一条直线,代表平面镜的位置;
(2)把点燃的蜡烛A放在玻璃板前,拿另一支与蜡烛A外形相同但未点燃的蜡烛B,在玻璃板后移动至某位置时,观察到其与蜡烛A的像完全重合,说明平面镜所成的像与物大小 ,此时蜡烛B的位置视作蜡烛A的像的位置;
(3)移动蜡烛A,多次实验,在白纸上标记下每次蜡烛A、B的位置,并用刻度尺测量它们到的距离,如图乙所示。该同学发现像与物的位置并没有关于平面镜对称。
①该同学猜想是因为玻璃板较厚,蜡烛A在玻璃板的两个表面分别成像,实验中每次确定像的位置时,错误的将蜡烛B与距离玻璃板 (填“较远”或“较近”)的像重合,从而造成了“不对称”的结果;
②为了验证该想法是否正确,该同学在玻璃板M面上贴一层半透明薄膜,这样只能看到一个蜡烛A的清晰的像,重复实验,结果发现像与物仍“不对称”;
③该同学分析该现象的产生可能与光的折射有关。请在图丙中补全该同学透过玻璃板观察蜡烛B的光路,并标出看到的“蜡烛B”的位置
④综合上面的现象及分析过程,在实验中确定蜡烛A的像的位置时,由于光的折射,实际是 完全重合,造成确定像的位置时出现偏差。
14.(2024·陕西·二模)小明观察发现,在玻璃窗中可看到室内物体的影像,在将玻璃窗外推的过程中,可看到窗里影像的位置在发生变化,如图甲。为了搞清楚原因,他进行了如下探究:
(1)如图乙,将白纸放在水平桌面上,再将茶色玻璃板竖直放置在白纸上。用玻璃板代替平面镜进行实验的目的是为了便于确定 ;
(2)如图丙:①在竖立的玻璃板前点燃蜡烛A,拿未点燃的蜡烛B(与蜡烛A大小完全相同)竖立在玻璃板后面移动,按照眼睛 (选填“①”、“②”或“③”)的位置观察光屏,直至蜡烛B与蜡烛A的像完全重合,这说明像与物等大;
②移去蜡烛B,在其原来位置上放置一块不透明的光屏,按照眼睛 (选填“①”、“②”或“③”)的位置观察光屏,光屏上不能出现蜡烛的像,说明物体通过平面镜所成的像是 (选填“虚”或“实”)像;
(3)如图丁所示,小明在实验中采用的是厚玻璃板,他观察到蜡烛A通过玻璃板成了两个清晰的像k1和k2,则像k1的像距为 (选填“v1或“v2”)。若在图丙中k1和k2两个像中间放置一块不透明的薄挡板,则小明在蜡烛A这一侧透过玻璃板能看到 ;(选填“只有k1、“只有k2”或“k1和k2”);
(4)如图戊所示,保持蜡烛A不动,将图乙中玻璃板绕竖直边CD垂直纸面逆时针(俯视)转动一个小角度至虚线处,如图戊所示,则蜡烛∧的像应是在图中的 (选填“A1”、“A2”或A3)位置;
(5)小明又将一枚硬币放在竖直的玻璃板前,硬币的像在a处,将平面镜平移至如图己所示的位置时,硬币的成像情况是 (选填字母代号)。
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
五、综合题
15.(23-24八年级上·江苏盐城·期中)阅读短文,回答问题;
智能汽车
随着科学技术的发展,汽车逐渐智能化,如图甲是汽车抬头显示系统(HcadUpDisplay),简称HUD。HUD是利用平面镜成像原理工作的,如图乙所示,将显示器上的重要行车数据通过前挡风玻璃投射在正前方,驾驶员透过前挡风玻璃观察前方路况的同时,不必低头能够轻易的将车外的景象与车辆信息通过挡风玻璃所成的像融合在一起,从而避免分散注意力,确保驾驶舒适安全;
车窗所采用的“智能玻璃”具有单向透光功能,使用时反射面必须是迎光面,就能从车内看到车外明亮的景物,从车外看不见较暗的车内景象这种玻璃还能根据车外光照度自动调节透明度(透明度是指车内光照度与车外光照度的比值),实现车内的光照度为一个适宜的定值,经测算车外光照度和玻璃的透明度乘积为定值,其图像如图戊所示;
(1)下列与汽车相关的说法中正确的是 ;
A.玻璃具有单向透光功能时,说明光路是不可逆的
B.行车数据在挡风玻璃上所成的像是正立、等大的实像
C.行车数据在挡风玻璃上所成的像是由光的折射形成的
D.夜间为了安全行车,应关闭车内的灯
(2)已知某车辆HUD显示器水平放置在中控台上,通过挡风玻璃成垂直于水平面的像,则挡风玻璃与水平面的夹角为 度,驾驶员发现挡风玻璃所成的像过低,不便于观察,这时需要将显示器沿水平方向 (选填“远离”或“靠近”)挡风玻璃;
(3)炎热的夏天,“智能玻璃”的单向透光可以有效减少 (选填“红”或“紫”)外线对人体皮肤的伤害,HUD有一个技术难题,即挡风玻璃所成的像易产生重影(如图丙所示),影响使用效果,重影产生的原因是挡风玻璃有 (选填“厚度”或“透明度”);
(4)为减弱重影影响,厂方对前挡风玻璃进行了改造,应选用如图丁中 所示的玻璃;
(5)“智能玻璃”能根据车外光照度自动调节玻璃的透明度,当车外光照度为400Lx时,“智能玻璃”的透明度会自动调节约为 %。
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专题3.4 平面镜【五大题型】
题型一、平面镜成像的探究实验 5
题型二、平面镜成像的应用 7
题型三、作图题(平面镜成像) 8
题型四、凸面镜和凹面镜 10
题型五、平面镜的应用 11
巩固练习 14
提优练习 22
知识点01 探究平面镜成像特点
1、提出问题:平面镜成像有哪些特点?
2、猜想或假设:像可能与物体的大小相等,关于镜面对称等。
3、实验器材:白纸、玻璃板、蜡烛、刻度尺
4、实验步骤:
(1)将纸对折,在对折处画一条直线段,把平板玻璃(作为平面镜)竖立在对折线上;
(2)在白纸的一方任意位置放点燃的蜡烛,用笔记下蜡烛的位置,观察玻璃后面的像;
(3)用手在玻璃后面摸一摸是否有蜡烛存在,再拿一张白纸在像的位置附近移动,观察白纸上是否有蜡烛的像;
(4)拿另一支蜡烛(未点燃)放在玻璃后像的位置处,移动这支蜡烛,再左右移动头部,从不同位置看上去蜡烛和像完全重合;
(5)改变蜡烛的位置,重复再做一遍。
5、结论:
(1)像、物大小相等;
(2)像、物到镜面的距离相等;
(3)像、物的连线与镜面垂直;
(4)物体在平面镜里所成的像是虚像。
注释:
1、实验中利用玻璃板代替平面镜是为了确定像的位置;
2、实验中平面镜要和桌面垂直,否则怎么移动蜡烛都不能和像完全重合;
3、实验中如果用的玻璃板太厚就会看到两个像,这是由于玻璃板的两个面上都发生反射形成的;
4、实验用两个完全相同的蜡烛,是为了比较像的大小和物体的大小。
5、用一张白纸(光屏)放到玻璃板后面,白纸(光屏)上看不到蜡烛的像,证明成的像是虚像。
知识点02 平面镜
1、平面镜:反射面是光滑平面的镜子。如:平静的水面、抛光的金属面。
2、平面镜的符号:
3、平面镜的作用:
(1)成像如:水中的倒影、练功房的镜子等。
(2)改变光的传播方向如:潜望镜
4、平面镜成像的原理:光的反射。如下图所示,平面镜前的物体射到平面镜的光线,被平面镜反射,
反射光线进入人的眼睛,视觉会逆着反射光线反向延长线的方向看,反射光线的反向延长线的交点就是物体在平面镜中的像点。
5、平面镜成像作图
如图MN表示平面镜,AB表示镜前的物体,根据平面镜成像的特点作图
步骤:
第一步:分别过A、B点做垂直于平面镜的垂线(用虚线表示);
第二步:在垂线和平面镜的相交处标出直角;
第三步:在平面镜的另一侧找到A′点,使A′点到平面镜的距离和A到平面镜的距离相等。同理找B’。
第四步:连接A′、B′画虚像(用虚线)。如下图所示:
注释:
1、 根据平面镜成像的原理,无论镜子大小,都能使物体形成一个完整的且与物体等大的像。镜子的大小只能影响观察到的像的范围。
2、站在平面镜前的人,向平面镜走近时,人们往往以为像“变大”了,其实改变的是视角,视角大感觉看到的物体就大。如图:甲、乙中树是一样大的,但是甲图中的人感觉树更大些,这跟人看远处驶近的汽
车感觉相似,这辆车的大小始终不变,但人以为汽车远小近大,驶近的汽车“变大”了。
知识点03 虚像
平面镜成的像是物体发出(或反射)的光线射到平面镜上发生反射,反射光线的反向延长线相交形成的。并不是实际光线会聚形成的,所以平面镜成的像只能用眼睛看到,无法用光屏承接,是虚像。
注释:
1、实像:物体发出的光或反射的光经过光学仪器后,由实际光线会聚而成的像。实像可以用光屏承接,也可以用眼睛直接观察。如小孔成的像。
2、虚像:从物体发出(或反射)的光经过光学仪器后,进入人眼的光线反向延长找到交点确定为物体的像。虚像不是实际光线会聚而成的,所以不能用光屏承接只能用眼睛看到,如平面镜成的像。
知识点04 凹面镜与凸面镜
1、 凸面镜:对光线起发散作用。
(1)原理:光的反射。
(2)应用:机动车后视镜、街头拐弯处的反光镜。
2、凹面镜:对光线起会聚作用,平行光射向凹面镜会会聚于焦点;焦点发出的光平行射出。
(1)原理:光的反射。
(2)应用:太阳灶、手电筒反射面、天文望远镜。
题型一、平面镜成像的探究实验
1.(2024·山西·中考真题)小明照镜子时,看到镜中自己的像,这个像有什么特点呢?为此他进行了实验探究。
实验思路:
(1)探究平面镜成像的特点,关键是要确定像的位置和大小;
(2)可选用 作为平面镜观察像,先将点燃的蜡烛置于镜前,再用一支外形相同未点燃的蜡烛在镜后移动,通过是否与像重合来确定像的位置和大小,进而得到平面镜成像的特点;
实验过程:
(3)按照实验思路进行操作,观察蜡烛与像完全重合后,在纸上分别标记平面镜、蜡烛和像的位置,并测量蜡烛和像到平面镜的 ,记录在表格中。试着用光屏承接平面镜后面的像,观察光屏上能否呈现点燃蜡烛的像;
(4)换用两个相同的跳棋子、两块相同的橡皮重复上述操作。多次实验的目的是 ;
实验结论:
(5)平面镜所成的像为 (选填“实”或“虚”)像,像与物体关于镜面对称。
【答案】 玻璃板 距离 使结论具有普遍性 虚
【详解】(2)[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。
(3)[2]为了探究平面镜成像时,像与物到镜面的距离的关系,因此当蜡烛与像完全重合后,在纸上分别标记平面镜、蜡烛和像的位置,并测量蜡烛和像到平面镜的距离。
(4)[3]实验中换用两个相同的跳棋子、两块相同的橡皮重复上述操作,其目的是为了避免单次试验结果造成的偶然性,使用多次实验让结论具有普遍性。
(5)[4]由上述实验过程可知,将光屏放到像的位置,如果透过玻璃板观察,有可能会把蜡烛的像误认为在光屏上成像,因而需要不透过玻璃板来观察光屏上有无像,从而确定平面镜成的是虚像。
2.(2024·辽宁葫芦岛·二模)小明从家里玻璃窗中看到室内物体的像,并且将玻璃窗往外推的过程中可看到影像位置发生变化,如图甲所示。为了明白其中道理,小明用图乙所示实验装置探究平面镜成像特点。
(1)用玻璃板代替平面镜,主要是利用玻璃板透明的特点,便于 ;
(2)在玻璃板前面放置一支点燃的蜡烛A,再拿一支没有点燃的相同的蜡烛B,在玻璃板后面移动,直到蜡烛B跟蜡烛A的像 ,说明像与物的大小相等;若用光屏代替蜡烛B,从玻璃板右侧观察光屏, (填“能”或“不能”)观察到蜡烛A的像,说明所成的像是虚像;
(3)多次改变两支蜡烛的位置,重复上述实验,将两支蜡烛的位置记录在白纸上,如图丙所示,可得结论:像与物到平面镜的距离 ,且它们的连线与镜面 ;
(4)实验结束后,小明想到从梳妆镜中看室内物体的像,比从玻璃窗看到室内物体的像更明亮,理由是 。
【答案】 确定像的位置 完全重合 不能 相等 垂直 梳妆镜比玻璃窗反射后射入人眼的光线较多
【详解】(1)[1] 玻璃板是透明的,能在观察到A蜡烛像的同时,还可以透过玻璃清楚的看到放在后面的B蜡烛,便于确定像的位置。
(2)[2] 根据等效替代法,在玻璃板前面放置一支点燃的蜡烛A,再拿一支没有点燃的相同的蜡烛B,在玻璃板后面移动,直到蜡烛B跟蜡烛A的像完全重合,说明像与物的大小相等。
[3] 实像可以成在光屏上,虚像不能。若用光屏代替蜡烛B,从玻璃板右侧观察光屏,不能观察到蜡烛A的像,说明所成的像是虚像。
(3)[4][5] 由图丙可知,平面镜所成的像与物关于平面镜对称,像与物到平面镜的距离相等,且它们的连线与镜面垂直。
(4)[6] 平面镜成像是由于光的反射成像,梳妆镜比玻璃窗反射后射入人眼的光线较多,所以从梳妆镜中看室内物体的像,比从玻璃窗看到室内物体的像更明亮。
题型二、平面镜成像的应用
3.(2024·贵州遵义·模拟预测)如图所示,检查视力时视力表(要求检查距离5m) 悬挂在被测者头部的后上方,被测者通过识别对面墙上镜子里的像进行检测。若图中被测者到视力表的距离为1.5m,为了按要求完成检测,他应该 。
【答案】向视力表移动0.5m
【详解】由图示知,视力表与平面镜的距离为3m,视力表在平面镜中所成的像与平面镜的距离为3m,而检查距离为5m,所以被测者与平面镜的距离
s=5m-3m=2m
被测者应该向视力表移动的距离
4.(2024·江苏无锡·二模)如图所示,晚上,小明在房间窗前通过玻璃窗看到了吊灯的像,吊灯的像由于光的 形成的。当水平向左缓慢推动玻璃窗时,玻璃窗中灯的像 (选填“向左运动”“向右运动”或“静止不动”),像的大小 (选填“变大”“变小”或“不变”)。
【答案】 反射 静止不动 不变
【详解】[1]吊灯通过玻璃成的像属于平面镜成像,是由于光的反射形成的。
[2]平面镜成的像和物体关于镜面对称,当水平向左缓慢推动玻璃窗时,对称轴位置不变,玻璃窗中灯的像静止不动。
[3]平面镜成的像和物体大小相等,当水平向左缓慢推动玻璃窗时,像的大小不变。
5.(2024·天津南开·二模)“小荷才露尖尖角,早有蜻蜓立上头”。蜻蜓立于荷叶尖上,距水面0.3m,它在水中的像距水面 m,以荷叶为参照物,此时的蜻蜓是 (选填“静止”或“运动”)的。
【答案】 0.3 静止
【详解】[1]蜻蜓立于荷叶尖上,距水面0.3m,根据平面镜成像的特点像与物体到平面镜的距离相等可知,它在水中的像距水面0.3m。
[2]以荷叶为参照物,此时的蜻蜓相对荷叶的位置没有发生变化,是静止的。
6.(2024·四川遂宁·二模)水面上方有一只飞鸟,飞鸟在湖中的倒影是因为光的 形成的,飞鸟距离湖面高度为4m。当它以1m/s的速度水平匀速飞行,2s后,它的像距离湖面 m。
【答案】 反射 4
【详解】[1]鸟在湖水中的“倒影”,属于平面镜成像,平面镜的成像原理是光的反射。
[2]平面镜成像中,像距等于物距,飞鸟以1m/s的速度水平匀速飞行2s后,飞鸟距离湖面高度不变,仍为4m,则它的像距离湖面4m。
题型三、作图题(平面镜成像)
7.(2024·重庆·中考真题)按要求完成下列作图。在答图中画出烛焰顶部A点在平面镜MN中的像A′。
【答案】
【详解】平面镜成的像与物关于平面镜对称,作A点关于平面镜的对称点即为A点在平面镜MN中的像A′,作图如下:
8.(2024·上海闵行·三模)根据平面镜成像的特点,在图中画出像A'B'对应在平面镜 MN 前的物体AB。
【答案】
【详解】根据平面镜成的像与物关于平面镜对称,分别作、关于平面镜的对称点A、B,再连接即为像A'B'对应在平面镜 MN 前的物体AB。作图如下:
9.(2024·四川成都·二模)如图甲所示的提词器,它由一个水平放置的高亮度显示器和一个专用镀膜玻璃(平面镜)组成,如图乙,已经给出了内容“”在镀膜玻璃中所成的像“”,请在图乙中画出镀膜玻璃(平面镜)所放置位置。(用“”表示镀膜玻璃)
【答案】
【详解】平面镜所成的像和物关于平面镜对称,用虚线分别连接A、A'和B、B',然后连接线段AA'和BB'的中点,即镀膜玻璃的位置,如下图所示:
题型四、凸面镜和凹面镜
10.(23-24八年级上·山东德州·期末)为帮助司机扩大观察车后方视野,汽车后视镜应设计一块 (选填“平面镜”“凸面镜”或“凹面镜”)镜;“天眼”是在我国贵州省建成的世界上最大的天文望远镜(如图所示),它的反射面属于 (选填“平面镜”“凸面镜”或“凹面镜”)。
【答案】 凸面 凹面镜
【详解】[1]汽车两侧的后视镜用的是凸面镜,凸面镜对光线有发散作用,能扩大视野。
[2]由图可知,它的反射面是凹面镜,凹面镜属于球面镜的一种,是采用球的内表面做反射面的,对光线有会聚作用。
11.(23-24八年级上·黑龙江齐齐哈尔·期中)小明同学利用易拉罐制作了一个取火凹面镜。利用它能将火柴点燃是因为凹面镜对光有 作用;汽车的后视镜能扩大视野是应用了 (选填“平面镜”或“凸面镜”)。
【答案】 会聚 凸面镜
【详解】[1]如图所示,小明利用易拉罐制作了一个取火凹面镜,利用它能将火柴点燃,是因为凹面镜对光线有会聚作用。
[2]汽车后视镜是凸面镜,对光有发散作用。
12.(23-24八年级上·陕西西安·期末)轿车是常用的交通工具,轿车上有许多地方要利用光的反射。如图所示,轿车中A为观后镜,B为车头灯内的反射镜。A为 ,B应为 (选填“平面镜”、“凹面镜”或“凸面镜”)。
【答案】 凸面镜 凹面镜
【详解】[1]A为凸面镜,对光起发散作用,使物体成缩小的虚像,可以起到扩大视野的作用。
[2]B为凹面镜,对光起会聚作用,可以使焦点发出的光线变为平行光线射出,将车前面照得更亮。
题型五、平面镜的应用
13.(2024·广东江门·一模)阅读下列短文,回答问题。
智能汽车
汽车是我们生活中的代步工具,随着科学技术的发展,汽车也越来越智能化。冬天,汽车能自动启动除雾功能,向前挡风玻璃吹出热风,能够判断车与障碍物的距离,充分提高了行车安全性。车窗的“智能玻璃”能自动调节透明度(简称HUD,如图甲所示)。HUD利用平面镜成像原理(如图乙),将显示器上的重要行车数据通过前挡风玻璃投射在正前方,从而避免分散注意力,确保驾驶安
(1)汽车雷达启动后能发出 (选填“超声波”或“次声波”)信号,利用该信号的发射与接收的时间差能够判断车与障碍物的距离。
(2)冬天行车时,汽车挡风玻璃的 (选填“内”或“外”)侧容易出现一层白雾;
(3)“智能玻璃”能根据车外光照度自动调节玻璃的透明度。经测算,车外光照度和玻璃透明度的关系图像如图丙所示,当车外光照度为120Lx时,“智能玻璃”的透明度会自动调节为 %;
(4)已知某车辆HUD显示器水平放置在中控台上,通过挡风玻璃成垂直于水平面的像,则挡风玻璃与水平面夹角为 度;
(5)汽车前灯的反光装置看起来像一个银碗,它相当于 (选填“平面镜”“凹面镜”或“凸面镜”),有了它,可以使射出的光线接近于平行光。
【答案】 超声波 内 50 45 凹面镜
【详解】(1)[1]汽车雷达用超声波传递信息,当汽车雷达启动后,其发出超声波信号,利用该信号发射与接收的时间差,进而判断出车与障碍物的距离。
(2)[2]在寒冷的冬天行车时,外部气温较低,车内气温较高,车内水蒸气遇到较冷的挡风玻璃,会液化成小水珠,并附着在汽车挡风玻璃的内侧,导致挡风玻璃上出现一层白雾。
(3)[3]由图丙可知,车外光照度和玻璃透明度的关系为反比例关系,设车外光照度为y,玻璃透明度为x,则二者关系式为
图丙中当车外光照度为100Lx时,玻璃透明度为60%,由此可得等式
解得
k=60因此车外光照度和玻璃透明度的关系式为
将车外光照度为120Lx代入等式得:
解得
x=50%
(4)[4]由题意知,车辆HUD显示器被水平放置在中控台上,其通过挡风玻璃成像与水平面垂直,因平面镜所成的像与物体关于镜面对称,因此挡风玻璃与水平面夹角等于挡风玻璃与像的夹角为水平面与像的夹角的一半,即为45度。
(5)[5]汽车前灯的反光装置看起来像一个银碗,向内凹,故相当于凹面镜,凹面镜能将平行光会聚于焦点,所以当灯泡放在焦点位置时,可以使反射出的光线接近于平行光。
巩固练习
一、单选题
1.(2024·江苏苏州·二模)在“探究平面镜成像特点”实验中,用茶色玻璃代替平面镜垂直放置于水平面上,如图所示。下列叙述正确的是( )
A.实验时用的茶色玻璃要厚一点
B.点燃A侧的蜡烛后,在B侧成等大的实像
C.如果茶色玻璃与水平面不垂直,蜡烛也能成像
D.蜡烛以4cm/s的速度靠近茶色玻璃平面,其像以相同速度远离玻璃平面
【答案】C
【详解】A.实验时用的茶色玻璃要薄一点,玻璃板太厚,前后两个面都会成像,干扰实验,故A错误;
B.平面镜所成的像是虚像,点燃A侧的蜡烛后,在B侧成等大的虚像,故B错误;
C.如果茶色玻璃与水平面不垂直,蜡烛也能成像,只是像不在水平面上,B侧的蜡烛不能与像完全重合,故C正确;
D.平面镜所成的像与物体关于平面镜对称,所以蜡烛以4cm/s的速度靠近茶色玻璃平面,其像也以相同速度靠近玻璃平面,故D错误。
故选C。
2.(2024·江苏苏州·一模)在平面镜成像特点教学中,老师做了“水中的蜡烛”实验,为了使学生看清水中的蜡烛( )
A.使用厚玻璃板
B.让学生在玻璃板左侧观察水中的蜡烛
C.在明亮的环境中进行
D.点燃的蜡烛靠近玻璃板,盛水的玻璃杯也应靠近玻璃板
【答案】D
【详解】A.探究平面镜成像特点时,使用的玻璃板应该薄一些,故A错误;
B.探究平面镜成像特点时,所以应让学生位于玻璃板右侧观察水中的蜡烛,故B错误;
C.为了使平面镜所成的像更清晰,环境应该暗一些,故C错误;
D.由于平面镜所成的像与物体到平面镜的距离相等,盛水的玻璃杯也应靠近“镜子”,故D正确。
故选D。
3.(2024·吉林长春·一模)小致面向穿衣镜,站在镜前1m处。镜中的像与他相距( )
A.0.5m B.1m C.2m D.4m
【答案】C
【详解】依题意得,物距为1m,由像距等于物距得,像距为1m,则镜中的像与他相距
故ABD不符合题意,C符合题意。
故选C。
4.(23-24八年级上·湖南岳阳·期中)如图所示,一只小鸭浮在平静的湖面上。能正确表示小鸭和它在水中的“倒影”的是( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【详解】根据平面镜成像的特点,像和物体各对应点到平面镜间距离相等;平静的湖面相当于平面镜,可使小鸭通过湖面成像,并且它的像与本身以湖面为对称;故B符合题意,ACD不符合题意。
故选B。
5.小红在照镜子时,看到墙上的钟表在镜子中的像,如图所示,则此时的时间是( )
A.4:00 B.4:30 C.6:20 D.8:00
【答案】A
【详解】根据镜面对称的性质,在平面镜中的像与现实中的事物恰好左右颠倒,且关于镜面对称,分析可得此时的时间是4:00,故A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
6.(23-24八年级上·湖南永州·期中)检查视力的时候,视力表放在被测头部的后上方,被测者识别对面墙上镜子的像,视力表在镜子中的像与被测者相距多远( )
A.4.6m B.4.2m C.2.7m D.3m
【答案】A
【详解】视力表到镜面的距离为2.5m,根据平面镜成像的特征,像距等于物距,视力表的像到镜面的距离也为2.5m,人到镜面的距离为
故视力表的像与人的距离为
故A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
7.(23-24八年级上·四川德阳·期中)把一个高1m的平面镜竖直放置,一个身高1.6m的人以2m/s的速度沿垂直于平面镜的方向向平面镜走近,那么他在镜中的像( )
A.高度为1m,以2m/s的速度靠近平面镜
B.高度变大,以2m/s的速度远离平面镜
C.高度为1.6m,以2m/s的速度靠近平面镜
D.高度变大,以4m/s的速度远离平面镜
【答案】C
【详解】因为平面镜成像的特点是像与物体大小相等,因为此人身高1.6m,所以他在镜中的像高也是1.6m。因为平面镜成像的特点可知他以2m/s的速度沿垂直平面镜的方向上走近平面镜时,他在平面镜中的像也以2m/s的速度沿垂直平面镜的方向上走近平面镜,所以选项C符合题意,ABD不符合题意。
故选C。
二、填空题
8.(2024·江苏连云港·中考真题)小明身高1.7m,距离平面镜3m,他在平面镜中的像高是 m,像到平面镜的距离是 m。当他向平面镜缓慢走近时,他在平面镜中像的大小 (选填“变大”“不变”或“变小”)。
【答案】 1.7 3 不变
【详解】[1]面镜成像时,像与物体的大小相等,小明身高1.7m,则他在平面镜中的像高也是1.7m。
[2]像与物体到平面镜的距离相等,小明距离平面镜3m,则像到平面镜的距离也是3m。
[3]平面镜成像时,像的大小与物体的大小有关,与物体到平面镜的距离无关,所以当他向平面镜缓慢走近时,他在平面镜中像的大小不变。
9.(2024·广东佛山·二模)在“探究平面镜成像特点”的实验中,当玻璃板放置如图所示时, (选填“能”或“不能”)探究平面镜所成像与物体大小的关系,此时像和物到平面镜的距离 (选填“相等”或“不相等”)。
【答案】 不能 相等
【详解】[1]在“探究平面镜成像特点”的实验中,玻璃板要与水平桌面要垂直放置,图中玻璃板的放置不易确定像的位置,可能无法找到像。
[2]物距等于像距,此时像和物到平面镜的距离相等。
10.(2024·黑龙江哈尔滨·三模)“小荷才露尖尖角,早有蜻蜓立上头”。蜻蜓立于荷叶尖上,距水面0.3m,它在水中的像是 (选填“实像”或“虚像”),像距离水面 m。
【答案】 虚像 0.3
【详解】[1]平面镜成像原理是光的反射,所成的像是反射光线反向延长线的交点,是虚像。
[2]平面镜所成的像和物到平面镜的距离相等,蜻蜓距水面0.3m,所以蜻蜓的像距水面0.3m。
11.(2024·河南濮阳·二模)在水平过道上方有一盏灯,如图所示。小明沿着地砖行走时,通过2号地砖可以看到灯的像,通过3号地砖也可以看到灯的像……小明看到的是 (选填“同一个”或“不同的”)像,像的大小 (选填“变大”、“变小”或 “不变”)。
【答案】 同一个 不变
【详解】[1][2]由平面镜成像特点可知,平面镜的所成的像的大小只与物体的大小有关,像的位置只与物体到平面镜的距离有关,由于地砖2、3处于同一水平面,灯的大小和灯到地砖的距离均不变,所以在2号地砖和3号地砖上看到的灯的像的是同一个,地砖相当于一个平面镜,只成一个像,且大小不变。
12.如图所示,平面镜竖直放置在水平面上,一支直立的铅笔从平面镜前50cm处,铅笔以2cm/s速度向平面镜靠近,经过2s,铅笔与它的像之间的距离为 m,若平面镜沿竖直位置向上移动,则镜中的像 (选填“向上”、“向下”或“不”)移动;若平面镜沿顺时针方向转到图中虚线位置,铅笔的像将与铅笔 (选填“垂直”或“不垂直”)。
【答案】 92 不 垂直
【详解】[1]若铅笔以2cm/s速度向平面镜靠近,同时像也以2cm/s速度垂直向平面镜靠近, 2s后物距为
像距也为46cm,2s后铅笔与镜中的像相距
[2]若平面镜沿竖直位置向上移动,没有改变平面镜所处平面的位置,由于像与物体关于镜面是对称的,所以像的位置不变,即像不移动。
[3]铅笔与平面镜的夹角为45°,根据平面镜成像的特点,此时平面镜将铅笔与像的夹角平分,所以铅笔与它在平面镜中的像互相垂直。
三、作图题
13.(2024·陕西西安·模拟预测)如图,请作出物体AB在平面镜MN中所成的像A'B′。
【答案】
【详解】分别作出物体AB端点A、B关于平面镜的对称点A′、B′,用虚线连接A′、B′,即为AB在平面镜中的像,如图:
14.(2024·上海松江·二模)根据平面镜成像的特点,在图中画出像A'B'对应在平面镜 MN前的物体AB。
【答案】
【详解】分别作出物体A'、B'两端点关于平面镜的对称点A、B,用实线连接AB,在A端点处标出箭头,如下图所示:
四、实验题
15.(2024·山西·三模)小明用图所示的器材探究平面镜成像的特点,首先将蜡烛A点燃后放在镜面前10cm处,再将与A完全相同的未点燃的蜡烛B放在镜面后,反复调整位置直至它与蜡烛A的像完全重合。请你解答下列问题:
(1)为了确定像的位置,应选用 (选填“较厚的透明玻璃板”或“较薄的透明玻璃板”);当蜡烛B与蜡烛A的像完全重合时,蜡烛B与镜面相距 cm;
(2)小明随后利用棋子代替蜡烛来进行实验,这样做的好处是 ;
(3)夜晚的迎泽大桥光亮起来后,桥上彩灯的实景与水中倒影交相辉映,绚丽多彩,若汾河水面上涨,该倒影的大小将 (选填“变大”“变小”或“不变”)。
【答案】 较薄的玻璃板 10 成像稳定 不变
【详解】(1)[1]若玻璃板太厚,前后两个面各成一个相距较远的像,有重影,不便于确定像的位置,所以,为了确定像的位置,应选用较薄的透明玻璃板;
[2]平面镜所成的像和物到平面镜的距离相等。蜡烛A点燃后放在镜面前10cm处,所以当蜡烛B与蜡烛A的像完全重合时,蜡烛B与镜面相距10cm。
(2)[3]烛焰容易晃动,所成的像不稳定,不便于确定像的位置。利用棋子代替蜡烛来进行实验,这样做的好处是成像稳定。
(3)[4]平静的汾河水面相当于平面镜,平面镜所成像大小与物体到平面镜的距离无关,所以若汾河水面上涨,该倒影的大小将不变。
16.(2024·广东·二模)小新利用图甲所示的装置进行“探究平面镜成像特点”实验,A和B是两支完全相同的蜡烛。
(1)实验时用薄玻璃板替代平面镜的目的是便于确定 的位置,玻璃板应与水平桌面 ;
(2)为了探究蜡烛A的像与蜡烛A是否大小相等,实验中把点燃的蜡烛A放在玻璃板前,然后把 (选填“点燃”或“未点燃”)的蜡烛B放在玻璃板后不断移动,观察它与蜡烛A的像能否完全重合;
(3)多次改变蜡烛A的位置,并移动蜡烛B确定像的位置,每次标记出蜡烛A和它像的位置(如图乙所示)。请根据小新完成的下列实验数据表格,将表格补充完整。
实验次数
____________
蜡烛A的像到玻璃板的距离/cm
蜡烛的像与蜡烛的大小关系
1
6.5
6.5
2
4
4
3
5
5
(4)若实验中没有刻度尺,为了找出蜡烛A的像和蜡烛A到玻璃板的距离的关系,可以进行操作是 (写出一种即可);
(5)将黑色的纸板放在玻璃板与蜡烛B之间,小新在蜡烛A侧 (选填“能”或“不能”)观察到蜡烛A的像;
(6)如图丙所示,小新把三个字母分别竖立在玻璃板面前,研究像与物的左右关系,选用字母 的效果最好。
【答案】 像的位置 垂直 未点燃 蜡烛A与玻璃板的距离/cm 将纸沿着玻璃板位置的直线对折,观察像与物是否完全重合 能 C
【详解】(1)[1]玻璃板有透光性,既能成像,又能确定像的位置,实验时用薄玻璃板替代平面镜的目的是便于确定像的位置。
[2]为了便于探究平面镜成像的规律,玻璃板应与桌面垂直放置,否则像与物无法完全重合。
(2)[3]为了探究蜡烛A的像与蜡烛A大小相等,将玻璃板竖立在白纸上,把点燃的蜡烛A放在玻璃板前,可以看到它在玻璃板后的像;把未点燃的蜡烛B放在玻璃板后移动,直到看上去它与蜡烛A的像完全重合。
(3)[4]本实验要研究蜡烛A与玻璃板的距离及蜡烛A的像与玻璃板的距离的关系,所以,表格处要填写的是:蜡烛A与玻璃板的距离/cm。
(4)[5]若实验中没有刻度尺,为了找出蜡烛A的像和蜡烛A到玻璃板的距离的关系,可以直接将纸沿着玻璃板位置的直线对折,观察像与物是否完全重合。
(5)[6]平面镜成像属于光的反射,将黑色的纸板放在玻璃板与蜡烛B之间,小新在蜡烛A侧能观察到蜡烛A的像。
(6)[7]研究像与物的左右关系,要选择左右不对称的字母才可以,所以选用字C的效果最好。
提优练习
一、单选题
1.(2024·黑龙江哈尔滨·一模)一个身高1.5m的人站在河岸看到对岸的一根电线杆在水中的像,当人离开河岸后退,距离超过6m时,就不能看到完整的电线杆的像。已知河岸高出水面1m,河宽40m,则电线杆高( )
A.6m B.8m C.10m D.12m
【答案】B
【详解】根据题意画出图形,在直角ΔCOB'、ΔOGH和ΔGFF'相似,则每个三角形的直角边之比为一定值,则
又GF′=6m,FF′=1.5m,GH=1m,则,解得OH=4m,而
CO=40m-4m=36m
又因为,所以
故
AB=A′B′=CB′-CA′=9m-1m=8m
故B符合题意,ACD不符合题意。
故选B。
2.(23-24八年级上·江苏苏州·阶段练习)图中M是竖直放置的平面镜,镜离地面的距离可调节。甲、乙二人站在镜前,乙离镜的距离为甲离镜的距离的3倍,如图所示。二人略错开,以便甲能看到乙的像。以L表示镜的长度,h表示乙的身高,为使甲能看到镜中乙的全身像,L的最小值为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【详解】采用物像对应(虚线a'b'是乙ab的像)和边缘光线(c是甲的眼睛,aoc与bo'c是边缘光如线)作出甲能看到乙的像的光路图所示
则oo'为甲能看到镜中乙的全身像所需的最小镜面。在三角形ca'b'中根据相似性可得,oo'是ab的四分之一,故B符合题意,ACD不符合题意。
故选B。
3.(23-24八年级上·福建福州·期末)如图所示,一条走廊的两侧竖立着两面平面镜MN和PQ,MN∥PQ,相距为d,在走廊中间将一橡皮小球垂直指向镜,以v的速度沿地面抛出,若抛出后小球速度大小不变,则观察到两个平面镜上所形成的第一个像之间的相对运动情况是( )
A.小球指向MN镜时,两个像靠近,两个像之间的距离为d
B.小球指向MN镜时,两个像远离,两个像之间的距离为2d
C.不论小球指向哪个平面镜,两个像之间相对速度为零
D.不论小球指向哪个平面镜,两个像之间相互靠近,相对速度为2v
【答案】C
【详解】根据平面镜成像的性质:像与物关于平面镜对称,即像到平面镜的距离等于物到平面镜的距离。设球原来距离MN为d1,像S1(平面镜MN成像)距离MN也为d1;这时球距离PQ为d2,像S2(平面镜PQ成像)距离PQ为d2,则
若S1与S2的距离为L,可得
当球向MN移动d',则像S1'(平面镜MN成像)距离MN为
像S2'(平面镜PQ成像)距离PQ为
保持不变。即两像之间的距离 是一个定值,与S的位置、速度等无关,两个像保持相对静止。
故选C。
4.(23-24八年级上·重庆·期中)如图所示,商场柜台旁放有一面直立的平面镜,小超沿直 AD 行走,直线 AD 与平面镜平行,B、C 为由平面镜底边两端点向 AD 所作垂线的交点,则他能由平面镜中观察到自己像的路段是( )
A.整个 AD 段 B.只有 AC 段 C.只有 BC 段 D.只有 BD 段
【答案】C
【详解】平面镜成像的原理是光的反射,人眼逆着反射光线看到像,要想从平面镜经中看到像,需要他反射的太阳光经过平面镜反射后,反射光线一定要进入他的眼睛。当他走AB段或者CD段时,反射光线在法线的右侧,不会进入人眼,故看不到像,而在BC段时,他反射的太阳光经过平面镜反射后,反射光线进入人眼,可以看到像,故综上所述,C符合题意;ABD不符合题意。
故选C。
5.某兴趣小组利用两块平面镜做了一个简易潜望镜,通过该潜望镜观察教室内的挂钟,指针位置如图所示,则该挂钟的实际时间是( )
A.4时35分 B.5时25分 C.6时35分 D.7时25分
【答案】D
【详解】根据潜望镜中使用的是两块平面镜,第一个镜子成正立、等大的像,第二个镜子也成正立、等大的像,最后的像跟挂钟原来指针的位置相同,所以该挂钟的实际时间是7时25分,故ABC不符合题意,D符合题意。
故选D。
6.一平面镜与水平地面成45°夹角,如图所示,一只小球S顺着水平面向A点滚去,则平面镜中小球的像的运动方向是( )
A.水平向左 B.水平向右 C.竖直向上 D.竖直向下
【答案】D
【详解】小球向A点滚动的过程中,是沿与平面镜成45度角的水平直线运动的,据平面镜成像特点:像与物的到镜面的距离相等,像与物的连线与镜面垂直,所以小球的像成在与镜面成45度角的镜后面,即与水平面垂直,所以是竖直向下运动的,故ABC不符合题意,D符合题意。
故选D。
二、填空题
7.(23-24八年级上·江苏苏州·期中)用如图所示的器材自制一个“储币魔箱”,魔术师将一个只有一面开口的空箱面向观众,将纸币从“储币魔箱”顶部的投币口放入,结果纸币竟不翼而飞。想一想,制作“储币魔箱”时平面镜与盒子的底部呈 °放置,箱子底面在平面镜中所成的像恰好在平面镜的 (选填“侧面”、“背面”或“顶部”),同样箱子的侧面也各有一半被镜子遮挡,而未被遮挡的前一半所成的像恰好在观察口使前面的观众误认为看见了整个箱子。
【答案】 45 背面
【详解】[1][2]由题意知,平面镜与盒子的底部呈45度放置,且镜面对着箱底,据平面镜的成像特点:像与物的连线与镜面垂直,底部在平面镜中成的像恰好在镜子的背面,在此时观众看到的箱子的里面,其实是底面的像。
8.汽车后视镜属于重要安全部件,如图所示是司机在倒车时通过后视镜看到右后方行人A的情景,P点是司机的眼睛,请画出司机看到行人A的光路图 。当行人逐渐远离后视镜时,行人的像会逐渐 (选填“靠近”或“远离”)后视镜。
【答案】 远离
【详解】[1]先延长平面镜,然后作A点关于平面镜的对称点,然后连接,与平面镜交于一点O,O即为入射点,OP即为反射光线,然后连接AO即为入射光线,最后给AO、OP标注方向箭头,如图所示:
[2]根据平面镜成像特点之一:像到平面镜的距离等于物体到平面镜的距离,可知,当行人逐渐远离后视镜时,行人的像会逐渐远离后视镜。
9.露露用一块较厚的玻璃板M来探究平面镜成像特点,如图所示,图中像A1与像A2是一次实验中同时看到的两个像,它们的大小 (选填“A1较大”、“A2较大”或“相等”),其中A1是蜡烛通过玻璃板的P面所成的像。露露按照图中的测量方法,测得u=4.2cm,v=3.9cm,可以推算像A1与像A2之间的距离为 cm。
【答案】 相等 0.6
【详解】[1]平面镜成像时,像的大小与物体的大小相同。图中像A1与像A2是一次实验中同时看到的两个像,成的都是物体A的像,它们的大小相等。
[2]像A1是蜡烛A通过玻璃板的P面所成的像,因像到镜面的距离等于物体到镜面的距离,所以玻璃板的厚度为
d=u-v=4.2cm−3.9cm=0.3cm
A1是蜡烛通过玻璃板的P面所成的像,A2是蜡烛通过玻璃板的Q面所成的像,A到玻璃板的Q面的距离,即此时的物距为
u′= u + d =4.2cm+0.3cm=4.5cm
因像与物到镜面的距离相等,故A2距Q面的距离为4.5 cm,而A1距Q面的距离为v=3.9cm,蜡烛A所成的像A1和A2之间的距离
s=u′-v=4.5cm-3.9cm=0.6cm
10.(23-24八年级上·江苏泰州·期中)如图所示,平面镜前有一发光点S,平面镜可以绕O轴转动,已知发光点S与轴O的距离SO=12cm,SO与镜面的夹角为60°。此时,S与它的像之间的距离为 cm;当镜面绕轴O转顺时针转动60°的过程中,发光点S在镜中的像与O轴的距离将 ,发光点S与镜中像的距离将 (以上两空填写大小变化情况);S的像运动轨迹的长度为 cm。
【答案】 不变 先变大后变小 12
【详解】[1]平面镜成像中,像距等于物距,则S与它的像之间的距离为
[2] 当镜面绕轴O转顺时针转动60°的过程中,发光点S与O轴的距离不变,发光点S在镜中的像与O轴的距离将不变。
[3] 当镜面绕轴O转顺时针转动60°的过程中,发光点S与O轴的距离先变大后变小,则发光点S与镜中像的距离将先变大后变小。
[4]由几何关系得,S的像运动轨迹的长度为
三、作图题
11.图是3D简易投影,就是用平面镜将水平放置的物体AB的像竖直呈现在人的正前方,其中A的像与人眼在同一水平面,请作出平面镜位置。
【答案】
【详解】其中A的像与人眼在同一水平面,过人眼作水平线;将水平放置的物体AB的像竖直呈现在人的正前方,因像与物关于平面镜对称,根据数学知识可知平面镜与水平面的夹角为,因像与物的连线与镜面垂直,可知像与物的连线与水平面成夹角,故过A作与水平线成的直线交与眼睛水平的线于A′,过B作与水平线成的直线,A′即为A的像,作AA′的垂直平分线,即为镜面的位置,如下所示:
12.有一工作间,人在B处要想看到外间A处的花盆,需要在某处安装一块平面镜。请把平面镜C画到合适的位置,并完成由B看到A的光路(只需在图中画出一条光的完整路径)。
【答案】
【详解】利用平面镜成像,像与物关于平面镜对称的规律作花盆A的像,用直线连接B和花盆A的像与工作间的边界相交,交点为入射点,则平面镜即应该在入射点的位置,入射点到B点的光线为反射光线,花盆A到入射点的光线为入射光线,如图所示
四、实验题
13.(2024·辽宁沈阳·二模)在准备物理实验操作考试过程中,某同学利用玻璃板代替平面镜进行了“探究平面镜成像的特点”实验,如图甲所示。
(1)在水平桌面上铺一张白纸,将玻璃板 放置在白纸上,沿着玻璃板M面在纸上画一条直线,代表平面镜的位置;
(2)把点燃的蜡烛A放在玻璃板前,拿另一支与蜡烛A外形相同但未点燃的蜡烛B,在玻璃板后移动至某位置时,观察到其与蜡烛A的像完全重合,说明平面镜所成的像与物大小 ,此时蜡烛B的位置视作蜡烛A的像的位置;
(3)移动蜡烛A,多次实验,在白纸上标记下每次蜡烛A、B的位置,并用刻度尺测量它们到的距离,如图乙所示。该同学发现像与物的位置并没有关于平面镜对称。
①该同学猜想是因为玻璃板较厚,蜡烛A在玻璃板的两个表面分别成像,实验中每次确定像的位置时,错误的将蜡烛B与距离玻璃板 (填“较远”或“较近”)的像重合,从而造成了“不对称”的结果;
②为了验证该想法是否正确,该同学在玻璃板M面上贴一层半透明薄膜,这样只能看到一个蜡烛A的清晰的像,重复实验,结果发现像与物仍“不对称”;
③该同学分析该现象的产生可能与光的折射有关。请在图丙中补全该同学透过玻璃板观察蜡烛B的光路,并标出看到的“蜡烛B”的位置
④综合上面的现象及分析过程,在实验中确定蜡烛A的像的位置时,由于光的折射,实际是 完全重合,造成确定像的位置时出现偏差。
【答案】 竖直 相同 较远 B折射的虚像与A反射的虚像重合
【详解】(1)[1]在水平桌面上铺一张白纸,如果玻璃杯没有竖直放置,会无法让未点燃的蜡烛与像重合,便无法进行试验探究,所以需要将玻璃板竖直放置。
(2)[2]观察到未点燃的蜡烛B与蜡烛A的像完全重合,因为说明平面镜所成的像与物大小相同。
(3)①[3]蜡烛A在玻璃板的两个表面分别成像,实验中每次确定像的位置时,由图可知,像距都比物距大一些,根据平面镜成像时物与像到平面镜的距离相等可知,错误的将蜡烛B与距离玻璃板较远的像重合,从而造成了“不对称”的结果。
③[4]光从空气斜射入玻璃中,折射角小于入射角,光从玻璃斜射入空气中,折射角大于入射角.最终折射光线与原入射光线平行,做第二次折射光线的反向延长线交于垂直光线的交点,此点就是人眼看到像的位置,如图:
④[5]综合上面的现象及分析过程,在实验中确定的蜡烛A的像是由于光的反射形成的,而蜡烛B的像是由于光穿过玻璃板发生折射形成的,所以实际是B折射的虚像与A反射的虚像重合,造成确定像的位置时出现偏差。
14.(2024·陕西·二模)小明观察发现,在玻璃窗中可看到室内物体的影像,在将玻璃窗外推的过程中,可看到窗里影像的位置在发生变化,如图甲。为了搞清楚原因,他进行了如下探究:
(1)如图乙,将白纸放在水平桌面上,再将茶色玻璃板竖直放置在白纸上。用玻璃板代替平面镜进行实验的目的是为了便于确定 ;
(2)如图丙:①在竖立的玻璃板前点燃蜡烛A,拿未点燃的蜡烛B(与蜡烛A大小完全相同)竖立在玻璃板后面移动,按照眼睛 (选填“①”、“②”或“③”)的位置观察光屏,直至蜡烛B与蜡烛A的像完全重合,这说明像与物等大;
②移去蜡烛B,在其原来位置上放置一块不透明的光屏,按照眼睛 (选填“①”、“②”或“③”)的位置观察光屏,光屏上不能出现蜡烛的像,说明物体通过平面镜所成的像是 (选填“虚”或“实”)像;
(3)如图丁所示,小明在实验中采用的是厚玻璃板,他观察到蜡烛A通过玻璃板成了两个清晰的像k1和k2,则像k1的像距为 (选填“v1或“v2”)。若在图丙中k1和k2两个像中间放置一块不透明的薄挡板,则小明在蜡烛A这一侧透过玻璃板能看到 ;(选填“只有k1、“只有k2”或“k1和k2”);
(4)如图戊所示,保持蜡烛A不动,将图乙中玻璃板绕竖直边CD垂直纸面逆时针(俯视)转动一个小角度至虚线处,如图戊所示,则蜡烛∧的像应是在图中的 (选填“A1”、“A2”或A3)位置;
(5)小明又将一枚硬币放在竖直的玻璃板前,硬币的像在a处,将平面镜平移至如图己所示的位置时,硬币的成像情况是 (选填字母代号)。
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】 像的位置 ① ② 虚 v2 k1和k2 A3 A
【详解】(1)[1]在实验中用茶色玻璃板代替平面镜,主要是利用玻璃透明的特点,既可以成像,也能看见玻璃板后面的物体,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①位置观察蜡烛B;接着缓慢移动蜡烛B,直到与蜡烛A的像重合,从而探究像与物的大小关系。
[3]虚像不能成在光屏上,在探究平面镜所成的是实像还是虚像时,小明移去后面的蜡烛B,在其所在位置放一光屏,然后在②位置直接观察光屏,不能在光屏上看到像,说明平面镜所成的像是虚像。
[4]平面镜成像的特点之一是:像与物体等大,与物距大小无关,所以如果把蜡烛A逐渐靠近玻璃板时,它的像的大小将不变。
(3)[5]如图丙所示,小明在实验中采用的是厚玻璃板,他观察到蜡烛A通过玻璃板成了两个清晰的像k1和k2,k1是P面所成的像,k2是Q面所的像,根据像与物到平面镜的距离相等可知,像k1到P面的距离与蜡烛A到P面的距离相等,则像k1的像距为v2。
[6]平面镜成的像为光的反射,若在图丙中k1和k2两个像中间放置一块不透明薄挡板,则小明在蜡烛A这一侧通过玻璃板能看到k1和k2。
(4)[7]像与物关于平面镜对称,保持蜡烛A不动,将图乙中玻璃板绕竖直边CD垂直纸面逆时针转动一个小角度,则蜡烛A的像应是在图中的A3位置。
(5)[8]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对称轴上,像的位置不变,故A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
五、综合题
15.(23-24八年级上·江苏盐城·期中)阅读短文,回答问题;
智能汽车
随着科学技术的发展,汽车逐渐智能化,如图甲是汽车抬头显示系统(HcadUpDisplay),简称HUD。HUD是利用平面镜成像原理工作的,如图乙所示,将显示器上的重要行车数据通过前挡风玻璃投射在正前方,驾驶员透过前挡风玻璃观察前方路况的同时,不必低头能够轻易的将车外的景象与车辆信息通过挡风玻璃所成的像融合在一起,从而避免分散注意力,确保驾驶舒适安全;
车窗所采用的“智能玻璃”具有单向透光功能,使用时反射面必须是迎光面,就能从车内看到车外明亮的景物,从车外看不见较暗的车内景象这种玻璃还能根据车外光照度自动调节透明度(透明度是指车内光照度与车外光照度的比值),实现车内的光照度为一个适宜的定值,经测算车外光照度和玻璃的透明度乘积为定值,其图像如图戊所示;
(1)下列与汽车相关的说法中正确的是 ;
A.玻璃具有单向透光功能时,说明光路是不可逆的
B.行车数据在挡风玻璃上所成的像是正立、等大的实像
C.行车数据在挡风玻璃上所成的像是由光的折射形成的
D.夜间为了安全行车,应关闭车内的灯
(2)已知某车辆HUD显示器水平放置在中控台上,通过挡风玻璃成垂直于水平面的像,则挡风玻璃与水平面的夹角为 度,驾驶员发现挡风玻璃所成的像过低,不便于观察,这时需要将显示器沿水平方向 (选填“远离”或“靠近”)挡风玻璃;
(3)炎热的夏天,“智能玻璃”的单向透光可以有效减少 (选填“红”或“紫”)外线对人体皮肤的伤害,HUD有一个技术难题,即挡风玻璃所成的像易产生重影(如图丙所示),影响使用效果,重影产生的原因是挡风玻璃有 (选填“厚度”或“透明度”);
(4)为减弱重影影响,厂方对前挡风玻璃进行了改造,应选用如图丁中 所示的玻璃;
(5)“智能玻璃”能根据车外光照度自动调节玻璃的透明度,当车外光照度为400Lx时,“智能玻璃”的透明度会自动调节约为 %。
【答案】 D 45 远离 紫 厚度 B 15
【详解】(1)[1] ABC.根据平面镜成像特点和原理可知,行车数据在挡风玻璃上所成的像是由于光的反射而形成的正立等大虚像,且光路具有可逆性,故ABC错误;
D.夜间车内开灯会在玻璃上发生光的反射而成像,干扰司机查看车外路况,不应开灯,故D正确。
故选D。
(2)[2]根据平面镜成像的特点可知像与物体镜面对称,因为像与物体相互垂直,则平面镜与水平面的夹角应为45°。
[3] 驾驶员发现挡风玻璃所成的像过低,不便于观察,则应使像的位置升高一些并使像离挡风玻璃(平面镜)远一些,由平面镜成像的特点可知像与物体镜面对称,这时需要将显示器沿水平方向远离挡风玻璃。
(3)[4]过量的紫外线会对身体皮肤造成伤害,“智能玻璃”的单向透光可以有效减少紫外线。
[5]重影产生的原因是挡风玻璃有一定的厚度,两个面都会反射成像。
(4)[6] 由丁图可知,使用上厚下薄的B玻璃时,两个反射面的反射光略微发散,其反向延长线倾向于会聚,虚像落在反向延长线上,能让两个虚像尽可能靠近,从而减少重影的影响,所以应选用如图丁中B所示的玻璃效果更好。
(5)[7] 由题意可知:“智能玻璃”能根据车外光照度自动调节玻璃的透明度,实现车内的光照度为一个适宜的定值,根据图像,车外光照度与透明度乘积为一定值6000(不考虑单位),故当车外光照度为400Lx时,透明度约为15%。
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