内容正文:
第三章 光现象
第13讲 平面镜
[学习目标]
1. 掌握平面镜成像实验
2. 了解平面镜成特点
1、平面镜成像的实验探究
实验目的:探究平面镜成像特点。
实验器材:两支完全一样的蜡烛、一块玻璃板、一个光屏、火柴、刻度尺。
实验步骤:
步骤①将玻璃板垂直置于桌面,在玻璃板的一 侧立一支点燃的蜡烛,透过玻璃板观察其另一侧面的蜡烛的像;
步骤②将光屏放在像的位置,不透过玻璃板,直接观察光屏上有无像;
步骤③将相同的未点燃的蜡烛放在像的位置,观察像与蜡烛的大小关系;
步骤④移到蜡烛的位置,观察其像的大小有无变化;
步骤⑤量出蜡烛和像到玻璃板的距离。
2、平面镜成像特点
(1)像与物大小相等;
(2)像到镜的距离与物到镜的距离相等;
(3)像与物的对应点的连线与镜面垂直;
(4)像与物左右位置颠倒;
(5)平面镜所成的像是虚像。
总结:等大、等距、垂直、对称、虚像。
3、平面镜成像原理:光的反射。
4、实像与虚像:虚像是指射入眼睛的光线,其反向延长线的集合点形成的像;虚像能用眼睛直接观看,但不能用光屏接收;实像既可以用光屏承接,也可以用眼睛直接观看。
5、平面镜成像的相关作图
作图的方法: (1)利用平面镜成像的特点;
(2)利用高度反射;
(3)利用光路的可逆性。
6、凸、凹面镜和平面镜的应用
(1)利用光的反射现象,反射面为平面的叫平面镜,反射面为球面一部分的叫球面镜。
(2)利用球面的外表面作反射面的面镜叫做凸面镜;凸面镜对光有发散作用,常用作汽车观后镜来扩大视野。
(3)利用球面的内表面作反射面的面镜叫做凹面镜;凹面镜对光有汇聚作用,常用作太阳灶、探照灯等。
7、平面镜的应用
(1)利用平面镜成像(穿衣镜)
(2)改变光路(海底潜望镜)
(3)扩大视野空间(商店装饰)
平面镜在生活中有广泛的应用,例如:家庭用的穿衣镜、练功房里墙壁四周的镜子、牙医检查牙齿时放入口中的小镜子等都是平面镜;潜艇用的潜望镜、显微镜、投影仪等里都有平面镜。
考点一: 探究平面镜成像特点的实验
1.平面镜:表面平整光滑且能够成像的物体叫做平面镜。
2.虚像:能被人看见,但不能在屏幕上呈现的像叫作虚像。
【实验目的】探究平面镜成像的特点
【实验器材】白纸、茶色的薄玻璃板、两只完全相同的蜡烛A和B、刻度尺
【实验步骤】
1.在桌面上铺一张大纸,在纸上竖立一块玻璃板,作为平面镜。在纸上记下平面镜的位置。
2.把蜡烛A点燃放在玻璃板的前面,从蜡烛A一侧可以看到它在玻璃板后面的像。
3.再拿一支没有点燃的大小完全相同的蜡烛B,竖立着在玻璃板后面移动,直到看上去它与跟蜡烛A的像完全重合。这个位置就是蜡烛A的像的位置。
4.移去蜡烛B,并在其所在位置上竖直放一白纸(光屏)。从侧面直接观察白纸(光屏),白纸(光屏)上不能接收到蜡烛A的烛焰的像。
5.撤去白纸、玻璃板,熄灭蜡烛,在纸上沿蜡烛底部边缘记下两个蜡烛的位置。
6.重新点燃蜡烛,放回玻璃板,移动蜡烛的位置,重做实验,并在纸上标记出每次的位置,画出物像对应点的连线,量出每组蜡烛位置到平面镜的距离(数据仅供参考)。
【实验表格】(数据仅供参考)
物到平面镜的距离/cm
像到平面镜的距离/cm
像与物大小比较
像的性质
第一次
6.50
6.50
等大
正立的虚像
第二次
3.20
3.20
等大
正立的虚像
第三次
8.30
8.30
等大
正立的虚像
【实验分析】
1.蜡烛B和蜡烛A的像可以完全重合,说明像是正立的,且像与物大小相等。
2.在白纸上看不到蜡烛A的像,说明蜡烛A的像是虚像。
3.每一组实验蜡烛A和蜡烛B到平面镜的距离相等,说明像与物到平面镜的距离相等。
4.每一组实验两个蜡烛的连线都和玻璃板垂直。
【实验结论】
1.平面镜中的像是正立的虚像;
2.像和物体的大小相等;
3.像和物到平面镜的距离相等;
4.像与物的连线和平面镜垂直(像与物关于平面镜对称)。
【实验方法】
等效替代法:
1.用未点燃的蜡烛代替点燃的蜡烛,比较像与物的大小关系。
2.用未点燃的蜡烛代替点燃的蜡烛的像,比较像与物到平面镜的距离。
【注意事项】
1.实验应在较暗的环境下进行,减小其他光线对实验的影响。
2.使用玻璃板代替平面镜的原因:因为玻璃板既能反光又能透光,便于确定像的位置。
3.使用薄玻璃板的原因:防止烛焰在玻璃板的前后两个面反射成像,出现重影。
4.使用茶色玻璃板的原因:明亮的像的火焰更明显,使成像更清晰。
5.刻度尺的作用:测量物与像到平面镜的距离。
6.两根蜡烛大小必须完全相同的原因:①便于确定像的位置②比较物与像的大小关系。
7.重做几次实验的目的:实结论具有普遍性。
8.玻璃板没有与桌面垂直放置导致的结果:①找不到像;②像无法和蜡烛重合。
考点二: 平面镜成像作图方法
1. 作图方法
(1)平面镜的画法:
(2)作图规则:
物体轮廓画实线,虚像轮廓画虚线,辅助连接线画虚线,有垂直关系的线段交叉点要画出直角符号。
(3)作图思路:
对称法:根据平面镜的成像特点,像和物关于镜面对称,找出物体上端点关于平面镜的对称点。
(4)作图步骤:
如图所示,MN表示平面镜,要求做出物体AB的在平面镜中的像A′B′。
①过A点作镜面MN的垂线AO(垂足为O)并延长至A′点,使OA=OA′,A′点就是A点的像;
②同理,可以作出物上其他各点的像(如B点的像B′点);
③然后用虚线连接A'B'。
2. 生活中的平面镜
(1)平面镜成像现象
地板上的倒影 水中倒影
(2)平面镜的常见应用
口腔检查 扩大视野 化妆镜
潜望镜
(3)平面镜带来的麻烦
光污染 车内物体在前挡风玻璃上成像影响视线
(4)小汽车前挡风玻璃设计成倾斜状的原因
①减小风阻。
②使车内人和物体在前挡风玻璃中的像成在司机视线的斜上方,从而避免像对司机视线的干扰。
典型一: 平面镜成像的实验探究
【例1】如图所示,在“探究平面镜成像的特点”实验中。下列说法正确的是( )
A.实验宜在较亮的环境中进行
B.只要把光屏放在恰当的位置,就能承接到蜡烛的像
C.蜡烛距玻璃板越远,蜡烛的像就越小
D.只把玻璃板向左平移,蜡烛的像的位置不变
【例2】如图甲所示是“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,在白纸上记下A和B的位置。移动蜡烛A,重复做多次实验。
(1)选用玻璃板代替平面镜,主要是为了 ________________。
(2)实验中两支蜡烛要完全一样,目的是为了 ________________________________。
(3)当蜡烛A远离玻璃板时,它的像的大小将________________(选填“变大”、“变小”或“不变”)。
(4)将蜡烛A竖直放在水平桌面上,点燃蜡烛观察发现:玻璃板中蜡烛A的像偏低且倾斜。你认为在图乙所示的①、②、③三幅图中,________图是产生以上实验现象的原因。
【变式1】如图,移动未点燃的蜡烛乙与点燃的蜡烛甲的像重合,下列说法不正确的是( )
A.我们能看到白纸本身是因为光的反射
B.蜡烛甲、乙到玻璃板的距离相等
C.蜡烛甲靠近玻璃板时,像变大
D.在蜡烛乙的位置放置光屏,屏上不能承接到像
【变式2】小明用如图所示的装置探究“平面镜成像的特点”。
(1)为了便于观察,该实验最好在 ________(选填“较亮”或“较暗”)的环境中进行。
(2)把一支点燃的蜡烛A放在玻璃板前面,再拿一支外形相同__________(选填“点燃”或“未点燃”)的蜡烛B竖立着在玻璃板后面移动,直到看上去它跟前面那支蜡烛的像完全重合,此现象既确定了像的位置,又说明 ________________________。
(3)移去蜡烛B,在其位置竖立光屏,观察光屏上能不能承接到A的像,其目的是:___________________,这时应该 ________(选填“透过”或“不透过”)玻璃板观察像。
典型二: 平面镜成像的特点、原理、现象
【例1】如图所示,将平面镜和铅笔竖直放置在水平桌面上,下列说法正确的是( )
A.铅笔通过平面镜所成的像是实像
B.若遮住平面镜下半部分,铅笔仍能在平面镜中成完整的像
C.若铅笔按图示箭头方向转过45°,平面镜中的像将变小
D.若平面镜向左移动一段距离,平面镜中的像将变小
【例2】有一款平面镜防雾膜,膜内装有电热丝,将它贴在镜的背面并通电,可防止水蒸气在镜面上液化,电阻丝消耗电能,小明站在镜前0.6m处,他在镜中的像和他相距________m,当他远离镜子时,镜中他自己的像 ________(选填“变大”、“变小”或“不变”)。
【变式1】每逢7月中旬,我市浑源神溪国家湿地公园荷花池内的荷花会大面积盛开,吸引大量游客前来观赏,成为一道亮丽的风景线。荷花池内水深1.5m,图中是一只立于荷尖上的蜻蜓,蜻蜓距水面0.6m,则蜻蜓在水中的像( )
A.因光的折射而形成 B.是比蜻蜓略小的虚像
C.在水面下0.9m深处 D.与蜻蜓相距1.2m
【变式2】为提高老百姓生活的幸福指数,方便群众生活,国家加大对老旧小区的改造。某小区加装了一部崭新的电梯,电梯内壁是抛光的不锈钢板。当电梯门打开时,乘客会看到“自己”,这是光发生________而形成的像,走进电梯,像的大小将 ________(选填“变大”“变小”或“不变”),当乘客距离不锈钢板0.5m时,乘客距自己在不锈钢板中所成像的距离为________m。
典型三: 平面镜成像的相关作图
【例1】如图所示平面镜成像图正确的是( )
A. B. C. D.
【例2】如图,在探究平面镜成像实验中,请作出人眼看到烛焰上发光点A的像的光路图(保留作图痕迹)。
【变式1】请在图中画出直杆AB在平面镜M中所成的像。
【变式2】如图所示,请画出三角形物体ABC在平面镜中的像A'B'C'。
1. 关于平面镜成像,下列说法中正确的是( )
A.平面镜越大,物体离平面镜越近,成的像就越大
B.平面镜成像是由光的反射形成的
C.当物体比平面镜大时,物体不可能在平面镜中成一个完整的像
D.平面镜所成的像就在平面镜上,我们通过平面镜看到的是自己的实像
2. 如图所示,检查视力时,视力表挂在被测者头部的后上方,被测者识别对面墙上镜子里的像。下列表述中正确的是( )
A.视力表在平面镜中所成的像能被我们看到,所以为实像
B.视力表在平面镜中的像与被测者相距5.4m
C.若被测者向平面镜靠近0.1m,则她在镜中的像将变大
D.若被测者看到“E”的像开口向上,则视力表上的该“E”开口向上
3. 小明用如图甲所示器材探究平面镜成像的特点,其中蜡烛、完全相同。
(1)该实验用玻璃板代替平面镜,是为了方便确定________,像的清晰度比日常使用平面镜________(选填“好一些”或“差一些”);
(2)实验时,将点燃的蜡烛A放在玻璃板前,在玻璃板后面放一支蜡烛B,边移动边观察,使它与蜡烛A的像重合,多次改变蜡烛________(选填“A”或“B”)的位置,并移动另一支蜡烛,确定每次像的位置;
(3)如图乙是小明实验过程所记录的数据,由此可得出的结论是:像与物到平面镜的距离________,且它们的连线与镜面________;
(4)实验中小明发现蜡烛A的像不清晰,于是他将蜡烛B也点燃,用来增加像的亮度,这样________(选填“能”或“不能”)使看到的像更清晰。
4. 某同学在完成“探究平面镜成像”实验后撰写了一份实验报告。下面是报告中的部分内容,其中不正确的是( )
A.需要器材:刻度尺、白纸、光屏、火柴、两支相同的蜡烛、平面镜及支架
B.将蜡烛逐渐靠近镜面,观察到像也逐渐靠近镜面
C.改变蜡烛到镜面的距离,观察到像的大小保持不变
D.改变蜡烛到镜面的距离,通过多次实验来总结规律
5. 某兴趣小组利用两块平面镜做了一个简易潜望镜,如图甲所示,通过该潜望镜观察教室内的挂钟,指针位置如图乙所示,则该挂钟的实际时间是( )
A.4时45分 B.10时15分 C.7时15分 D.7时45分
6. 如图所示,平面镜M直立在水平地面上,长6cm的铅笔平放在地面上且与平面镜垂直,笔尖离平面镜10cm,现铅笔以2cm/s的速度垂直平面镜向它匀速靠近,则( )
A.铅笔的像为虚像,且尖端朝右
B.笔尖的像移动速度大于笔尾的像移动速度
C.在靠近平面镜的过程中,铅笔的像变大
D.将M逆时针转动45°,铅笔的像竖直且尖端朝下
7. 从平面镜里看到背后墙上电子钟示数如图所示,这时的实际时间应是( )
A.21:05 B.21:16 C.20:15 D.20:05
8. 如图所示,平面镜竖直放置在水平面上,一支直立的铅笔放在平面镜前40cm处,若向平面镜移动10cm,下列说法正确的是 ( )
A.铅笔在平面镜中所成的像逐渐变小
B.铅笔与它的像之间的距离变为30cm
C.在镜中看到物体两次像之间的距离为20cm
D.若平面镜顺时针转至图中虚线位置,铅笔的像将与铅笔垂直
9. 为避免司机低头观察汽车仪表盘,忽略路况造成事故,厂商开发出汽车抬头显示系统,如图甲,又叫汽车平视显示系统(HeadUpDisplay),简称HUD。如图乙,汽车仪表安装在驾驶台上、显示面水平朝上,司机平视,借助透明挡风玻璃看到仪表竖直的像。下列说法正确的是( )
A.透过挡风玻璃所成的像是虚像 B.这个像是由于光的折射形成的
C.像比驾驶台上的仪表显示要小 D.挡风玻璃与水平面的夹角应为
10. 如图所示,物体AB长1.6m,平面镜CD长0.6m,物体到平面镜的距离为2m。下列关于物、像、镜的说法中,正确的是( )
A.物体通过该平面镜成的是实像 B.像的高度与平面镜的长相同,为0.6m
C.物体与像的距离为2m D.像的高度与物体的高度相同,为1.6m
11. 如图所示,小明同学在平面镜前欣赏自己的像,他看到自己的像可能是图中的( )
A. B. C. D.
12. 如图,物体S在平面镜中所成的像为S'。若在镜后放置一块木板AB,则像S'将( )
A.变亮 B.变暗 C.不变 D.偏离原位置
13. 小闽站在距平面镜1.2m处整理衣着,他在镜中的像到他本人的距离是________m;当他沿着与镜面垂直方向以0.2m/s速度远离镜面时,他在镜中像的大小将________,像远离他的速度大小是________m/s。
14. 小明操纵无人机悬停在湖面上方5m处,已知湖水深2m,则无人机与它在水中的像之间的距离为____m,该像是________(选填“实”或“虚”)像;若此时无人机竖直下降2m,它在水中像的大小将________(选填“变大”“变小”或“不变”)。
15. 如图所示,小明在玻璃感应门外看到了自己的像。小明站在原地不动,当感应门向两侧平行分开时,小明像的位置________(选填“变化”或“不变”);为了能让自己成像更清晰、小明应该站在________(选填“室内”或“室外”)观察自己的像。
16. 如图,屋内有一灯,人眼在点A看到灯的像在点B。若人眼靠近玻璃窗,灯经玻璃窗成的像将会________(选填“靠近玻璃窗”、“远离玻璃窗”或“仍在点B”)。
17. 如图宠物狗狗正前方竖立着一面镜子,它正在欣赏镜中的自己,当狗狗靠近镜子时,它在镜中的像的大小将________(选填“变大”“变小”或“不变”);假设狗狗不动,把平面镜沿MN截成两半,并分别向两侧平移一段距离(两块镜面仍然在原镜面平面内),则狗狗通过左、右两面镜子________(选填“各成半个像”或“都能成完整的像”),所成像在________(选填“相同”或“不同”)的位置。
18. 如图所示,检查视力时,视力表到平面镜的距离为2.5m。若不使用平面镜,检查视力时眼睛与视力表应相距________。视力表上其中一个“E”字开口指向检测者的左方,则测试时检测者应向________(选填“左方”“右方”)指才正确。
19. 请根据平面镜成像的特点,画出物体AB在平面镜中所成的像。
20. 如图所示,请在图中作出物体ABC在平面镜中所成的像A′B′C′。(保留作图痕迹)
21. 如图所示,A'O'是AO在平面镜中的像,请根据平面镜成像特点在图中画出平面镜的位置,保留作图痕迹。
22. 图是探究“平面镜成像的特点”实验装置。
(1)为确定像的位置,用________(选填“厚”或“薄”)玻璃板代替平面镜。
(2)A、B两根蜡烛的大小和形状应________(选填“相同”或“不同”)。 这样便于验证像和物的________关系。
(3)将蜡烛A点燃后放在玻璃板前方,将未点燃的蜡烛B放在玻璃板后面并移动,使它与像完全重合,这种确定像与物大小的方法是________________(选填“控制变量”或“等效替代”)法:
(4)在蜡烛B的位置放一张白纸,观察到白纸上,________________________,表明平面镜成的是熊像。
(5)小明加大蜡烛A到平面镜的距离,则像的大小________________。
(6)实验表明:平面镜成像时,像与物相对于镜面是________的。
(7)如果玻璃板放置得不够竖直,将对实验产生的影响是:________:
(8)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________(选填“能”或“不能”) 看见蜡烛A的像。
23. 在探究“平面镜成像特点”的活动过程:
①该实验用玻璃板代替平面镜,是为了方便________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”);
②实验时,将点燃的蜡烛放在玻璃板前,把另一个相同的蜡烛放到玻璃板的另一侧,边移动、边观察,使它与的像重合,观察时,眼睛应该在如图2乙中________处观察(选填“”、“ ”、“ ”或“”)。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,并在如图乙中的________处观察光屏上是否有像(选填“”、“ ”、“ ”或“”);
③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图丙中的________(填序号);
④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时,像和物相距
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
1. 如图所示,小红正在做“探究平面镜成像的特点”实验,棋子A、B完全相同关于该实验,下列说法中错误的是( )
A.选用茶色玻璃板便于确定像的位置 B.茶色玻璃板应竖直放置在方格纸上
C.若B能与A的像完全重合,说明像与物等大 D.在B位置放上光屏能接收到A的像
2. 如图所示,在中国象棋棋盘正中央竖立一块垂直于棋盘的平面镜,平面镜向左移动两格,则平面镜中“棋子”的移动是( )
A.由①到④ B.由②到③
C.②位置不变 D.①位置不变
3. 如图所示,物体AB长1.6m,平面镜CD长0.6m,物体到平面镜的距离为2m。下列关于物、像、镜的说法中,正确的是( )
A.物体通过该平面镜成的是实像
B.像的高度与平面镜的长相同,为0.6m
C.物体与像的距离为2m
D.像的高度与物体的高度相同,为1.6m
4. 小猫在平面镜前欣赏自己的全身像,此时它所看到的像是图中的( )
A. B.C. D.
5. 如图所示,平面镜M直立在水平地面上,长8cm的铅笔平放在地面上且与平面镜垂直,笔尖离平面镜10cm,现铅笔以2cm/s的速度垂直平面镜向它匀速靠近。则( )
A.铅笔的像为虚像,且尖端朝右 B.笔尖的像移动速度大于笔尾的像移动速度
C.经过3s,笔尖的像与笔尾的像相距6cm D.经过3s,笔尖与笔尖的像相距8cm
6. 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,老师采取的措施正确的是( )
A.使用的玻璃板应该厚一些
B.老师应让学生位于玻璃板左侧观察水中的蜡烛
C.该实验应在明亮的环境中进行
D.点燃的蜡烛靠近“镜子”,盛水的玻璃杯也应靠近“镜子”
7. 如图所示,检查视力时,视力表挂在房间东面的墙上,被测者识别西面墙上镜子里的像。下列表述中正确的是( )
A.视力表在平面镜中所成的像能被我们看到,即为实像
B.若被测者向平面镜靠近0.1m,则她在镜中的像将变大
C.视力表在平面镜中的像与被测者相距4.6m
D.若被测者看到“E”的像开口向北,则视力表上的该“E”开口向南
8. 如图所示,公路边设有一个大平面镜,当从镜中看到一辆汽车向北行驶到十字路口向右转弯,这辆车实际上是( )
A.向东行驶向右转弯 B.向西行驶向右转弯
C.向东行驶向左转弯 D.向南行驶向左转弯
9. 如图所示,墙面上挂着标有“255”数字的牌子,在其相邻的一墙面上挂着一平面镜,光洁的地面也相当于平面镜,则通过平面镜( )
A.不能看到的数字是252 B.不能看到的数字是522
C.不能看到的数字是225 D.不能看到的数字是552
10. 两块完全相同的平面镜上、下挂在竖直的墙壁上,两平面镜间有一定的距离,一物体放在平面镜前,如图甲所示,则经过两块平面镜成像后,物体的像可能是选项中的 ( )
A. B. C. D.
11. 如图所示是潜望镜的结构示意图,其中两块平面镜均相对水平面倾斜45°角,现有一艘军舰位于与平面镜1等高的正前方,则人眼看到军舰所成的虚像位于( )
A.平面镜1的正上方
B.与平面镜1等高的正前方
C.平面镜2的前上方
D.与平面镜2等高的正前方
12. 丽丽同学站在竖直放置的平面镜前0.8m处,她举起右手时,她看到镜子里的自己举起了________(选填“左”或“右”)手。镜中的像与她相距________m;若她远离镜子,她在镜中的像________(选填“变大”、“变小”或“不变”)。
13. 如图,水平桌面上有一块圆形玻璃转盘,距转盘1.8m高处有一盏灯成像在其中,则灯的像是________(选填“虚”或“实”)像。灯的像距离该灯________m;若用手拨动转盘使玻璃转盘顺时针转动,则会观察到灯的像的位置________ (选填“顺时针转动”或“逆时针转动”或“不改变”)。
14. 如图所示小轿车前挡风玻璃是倾斜的,目的是为了使车内物体所成的像位于小车的________(选填“正前方”或“斜上方”);避免干扰驾驶员夜间行车时,为了安全起见应________(选填“关闭”或“打开”)车内灯光;大卡车的驾驶员位置较高,司机视线是向斜下方观察,所以前挡风玻璃________(选填“可以”或“不可以”)是竖直的。
15. 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。
14 15 16
16. 小刚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________(选填“P”或“Q”)面所成的像。
17. 请在图中画出三角形ABC在平面镜MN中所成的像。
18. 图丙中的,,是物体AB经过平面镜M后所成的像,请在图中画出该物体。
19. 在“探究平面镜成像特点”的实验中,实验装置如图所示。
(1)为了更好的完成实验,最好选用________(选填“无色”或“茶色”)玻璃板,玻璃板应________放置在水平桌面上,可用________(填器材名称)来检验。图中,选用MN这条线段表示平面镜所在的位置,则应将玻璃的________(选填“前表面”、“后表面”或“中间位置”)与之对齐;
(2)为了探究平面镜成像性质是实像还是虚像,撤去蜡烛B,放一 ________到B撤走时的位置,并________(选填“透过”或“不透过”)玻璃观察光屏,根据这一现象,说明平面镜成虚像;
(3)等效替代法,是物理实验中的常用方法之一,它可以在保证效果相同的前提下,将复杂的、不易测量的物理问题,用等效的、简单的、易研究或易测量的问题来替代,方便探究与处理物理问题。在探究平面镜成像规律中,我们多次运用到这种方法。
①在选择器材时,我们用透明玻璃,替代了不透明的平面镜,这样做的好处是:________;
②在探究像与物大小关系时,我们用一个跟A蜡烛完全相同的B蜡烛,在玻璃板后面移动,使其跟A蜡烛的像重合,此时B蜡烛________(选填“替代A蜡烛”或“替代A蜡烛的像”,下同);
③在探究像与物到镜面的关系时,测量B蜡烛到镜面的距离,此时B蜡烛________。
20. 在研究平面镜成像特点的实验中,小明将茶色玻璃板竖直放在水平桌面的白纸上,沿玻璃板在纸上画一条直线MN,取两枚相同的棋子E和小明将棋子E放在玻璃板前,移动玻璃板后面的棋子F,直到它看上去与棋子E的像完全重合,记下E和F的位置如图甲所示。
(1)为了便于观察实验现象,应选在________的环境中进行实验效果好。
A. 几乎无光的实验室 B. 有阳光的实验室
(2)该实验用玻璃板代替平面镜,是为了方便确定________;用两个相同的棋子E和F,是为了比较________。
(3)在实验中,小明观察到棋子E有两个像,为了让这两个像靠得更近些,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
(4)实验中小明看到的棋子E的像偏暗,可以用________方法使看到的像亮些。
A.用手电筒直接照亮棋子E B.用手电筒直接照亮棋子F C.换用无色透明玻璃板进行实验
(5)实验中,小明改变________,重复上述步骤,进行多次实验。分析数据发现: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)小明放学乘地铁时站在地铁站台,他透过玻璃板制成的屏蔽门看到了车道另一侧竖直墙壁上的广告牌,及自己在玻璃屏蔽门后面的像。小明根据该现象设计了粗略测量玻璃屏蔽门到车道另一侧广告牌之间距离d的实验如图乙所示。实验步骤如下,请完成相关内容:
小明站在站台上,相对于玻璃屏蔽门前后移动直到观察到小明在玻璃屏蔽门后所成的________(填“虚”或“实”)像落在________上;小明记录下自己的位置,然后用直尺量出________的距离;
根据“像和物到平面镜的距离相等”的原理,上述步骤中量出的距离就是玻璃屏蔽门到广告牌之间的距离d。
(7)测量结束后,小明在玻璃屏蔽门外候车。地铁到站后,安全门向两侧打开,小明在原地等候,此时小明在左右两侧安全门中成像的情况分析正确的是________。
A.在两侧安全门中成的像越来越小,直至不成像
B.各成半个像,合起来成个完整的像
C.都成完整的像,且两个像的位置与原来像的位置重合
D.都成完整的像,且两个像在不同位置,两个像的距离等于两侧安全门之间的间距
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第三章 光现象
第13讲 平面镜
[学习目标]
1. 掌握平面镜成像实验
2. 了解平面镜成特点
1、平面镜成像的实验探究
实验目的:探究平面镜成像特点。
实验器材:两支完全一样的蜡烛、一块玻璃板、一个光屏、火柴、刻度尺。
实验步骤:
步骤①将玻璃板垂直置于桌面,在玻璃板的一 侧立一支点燃的蜡烛,透过玻璃板观察其另一侧面的蜡烛的像;
步骤②将光屏放在像的位置,不透过玻璃板,直接观察光屏上有无像;
步骤③将相同的未点燃的蜡烛放在像的位置,观察像与蜡烛的大小关系;
步骤④移到蜡烛的位置,观察其像的大小有无变化;
步骤⑤量出蜡烛和像到玻璃板的距离。
2、平面镜成像特点
(1)像与物大小相等;
(2)像到镜的距离与物到镜的距离相等;
(3)像与物的对应点的连线与镜面垂直;
(4)像与物左右位置颠倒;
(5)平面镜所成的像是虚像。
总结:等大、等距、垂直、对称、虚像。
3、平面镜成像原理:光的反射。
4、实像与虚像:虚像是指射入眼睛的光线,其反向延长线的集合点形成的像;虚像能用眼睛直接观看,但不能用光屏接收;实像既可以用光屏承接,也可以用眼睛直接观看。
5、平面镜成像的相关作图
作图的方法: (1)利用平面镜成像的特点;
(2)利用高度反射;
(3)利用光路的可逆性。
6、凸、凹面镜和平面镜的应用
(1)利用光的反射现象,反射面为平面的叫平面镜,反射面为球面一部分的叫球面镜。
(2)利用球面的外表面作反射面的面镜叫做凸面镜;凸面镜对光有发散作用,常用作汽车观后镜来扩大视野。
(3)利用球面的内表面作反射面的面镜叫做凹面镜;凹面镜对光有汇聚作用,常用作太阳灶、探照灯等。
7、平面镜的应用
(1)利用平面镜成像(穿衣镜)
(2)改变光路(海底潜望镜)
(3)扩大视野空间(商店装饰)
平面镜在生活中有广泛的应用,例如:家庭用的穿衣镜、练功房里墙壁四周的镜子、牙医检查牙齿时放入口中的小镜子等都是平面镜;潜艇用的潜望镜、显微镜、投影仪等里都有平面镜。
考点一: 探究平面镜成像特点的实验
1.平面镜:表面平整光滑且能够成像的物体叫做平面镜。
2.虚像:能被人看见,但不能在屏幕上呈现的像叫作虚像。
【实验目的】探究平面镜成像的特点
【实验器材】白纸、茶色的薄玻璃板、两只完全相同的蜡烛A和B、刻度尺
【实验步骤】
1.在桌面上铺一张大纸,在纸上竖立一块玻璃板,作为平面镜。在纸上记下平面镜的位置。
2.把蜡烛A点燃放在玻璃板的前面,从蜡烛A一侧可以看到它在玻璃板后面的像。
3.再拿一支没有点燃的大小完全相同的蜡烛B,竖立着在玻璃板后面移动,直到看上去它与跟蜡烛A的像完全重合。这个位置就是蜡烛A的像的位置。
4.移去蜡烛B,并在其所在位置上竖直放一白纸(光屏)。从侧面直接观察白纸(光屏),白纸(光屏)上不能接收到蜡烛A的烛焰的像。
5.撤去白纸、玻璃板,熄灭蜡烛,在纸上沿蜡烛底部边缘记下两个蜡烛的位置。
6.重新点燃蜡烛,放回玻璃板,移动蜡烛的位置,重做实验,并在纸上标记出每次的位置,画出物像对应点的连线,量出每组蜡烛位置到平面镜的距离(数据仅供参考)。
【实验表格】(数据仅供参考)
物到平面镜的距离/cm
像到平面镜的距离/cm
像与物大小比较
像的性质
第一次
6.50
6.50
等大
正立的虚像
第二次
3.20
3.20
等大
正立的虚像
第三次
8.30
8.30
等大
正立的虚像
【实验分析】
1.蜡烛B和蜡烛A的像可以完全重合,说明像是正立的,且像与物大小相等。
2.在白纸上看不到蜡烛A的像,说明蜡烛A的像是虚像。
3.每一组实验蜡烛A和蜡烛B到平面镜的距离相等,说明像与物到平面镜的距离相等。
4.每一组实验两个蜡烛的连线都和玻璃板垂直。
【实验结论】
1.平面镜中的像是正立的虚像;
2.像和物体的大小相等;
3.像和物到平面镜的距离相等;
4.像与物的连线和平面镜垂直(像与物关于平面镜对称)。
【实验方法】
等效替代法:
1.用未点燃的蜡烛代替点燃的蜡烛,比较像与物的大小关系。
2.用未点燃的蜡烛代替点燃的蜡烛的像,比较像与物到平面镜的距离。
【注意事项】
1.实验应在较暗的环境下进行,减小其他光线对实验的影响。
2.使用玻璃板代替平面镜的原因:因为玻璃板既能反光又能透光,便于确定像的位置。
3.使用薄玻璃板的原因:防止烛焰在玻璃板的前后两个面反射成像,出现重影。
4.使用茶色玻璃板的原因:明亮的像的火焰更明显,使成像更清晰。
5.刻度尺的作用:测量物与像到平面镜的距离。
6.两根蜡烛大小必须完全相同的原因:①便于确定像的位置②比较物与像的大小关系。
7.重做几次实验的目的:实结论具有普遍性。
8.玻璃板没有与桌面垂直放置导致的结果:①找不到像;②像无法和蜡烛重合。
考点二: 平面镜成像作图方法
1. 作图方法
(1)平面镜的画法:
(2)作图规则:
物体轮廓画实线,虚像轮廓画虚线,辅助连接线画虚线,有垂直关系的线段交叉点要画出直角符号。
(3)作图思路:
对称法:根据平面镜的成像特点,像和物关于镜面对称,找出物体上端点关于平面镜的对称点。
(4)作图步骤:
如图所示,MN表示平面镜,要求做出物体AB的在平面镜中的像A′B′。
①过A点作镜面MN的垂线AO(垂足为O)并延长至A′点,使OA=OA′,A′点就是A点的像;
②同理,可以作出物上其他各点的像(如B点的像B′点);
③然后用虚线连接A'B'。
2. 生活中的平面镜
(1)平面镜成像现象
地板上的倒影 水中倒影
(2)平面镜的常见应用
口腔检查 扩大视野 化妆镜
潜望镜
(3)平面镜带来的麻烦
光污染 车内物体在前挡风玻璃上成像影响视线
(4)小汽车前挡风玻璃设计成倾斜状的原因
①减小风阻。
②使车内人和物体在前挡风玻璃中的像成在司机视线的斜上方,从而避免像对司机视线的干扰。
典型一: 平面镜成像的实验探究
【例1】如图所示,在“探究平面镜成像的特点”实验中。下列说法正确的是( )
A.实验宜在较亮的环境中进行
B.只要把光屏放在恰当的位置,就能承接到蜡烛的像
C.蜡烛距玻璃板越远,蜡烛的像就越小
D.只把玻璃板向左平移,蜡烛的像的位置不变
【答案】D【解析】解:A、为便于观察,实验宜在较暗的环境中进行,故A错;
B、玻璃板中成的虚像,用光屏承接不到虚像,故B错;
C、蜡烛距玻璃板越远时,根据平面镜成像的特点可知,蜡烛在玻璃板中的像也会变远,蜡烛的像大小不变,故C错;
D、只把玻璃板向左平移时,蜡烛到玻璃板的距离没改变,由平面镜成像的特点可知,蜡烛的像到玻璃板的距离也不变,即蜡烛的像的位置不变,故D正确。故选:D。
【例2】如图甲所示是“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,在白纸上记下A和B的位置。移动蜡烛A,重复做多次实验。
(1)选用玻璃板代替平面镜,主要是为了 ________________。
(2)实验中两支蜡烛要完全一样,目的是为了 ________________________________。
(3)当蜡烛A远离玻璃板时,它的像的大小将________________(选填“变大”、“变小”或“不变”)。
(4)将蜡烛A竖直放在水平桌面上,点燃蜡烛观察发现:玻璃板中蜡烛A的像偏低且倾斜。你认为在图乙所示的①、②、③三幅图中,________图是产生以上实验现象的原因。
【答案】(1)确定物像的位置;(2)比较像与物的大小关系;(3)不变;(4)③。
【解析】解:(1)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,所以选用玻璃板代替平面镜;
(2)进行“探究平面镜成像特点”的实验,选取两支外形相同的蜡烛进行实验,目的是为了比较像与物的大小关系。
(3)由于物体与像始终大小相等,当蜡烛A远离玻璃板时,它的像仍与A相等,则像的大小将不变;
(4)实验时平面镜必须要竖直放置,如果不竖直,不论怎样移动后面的蜡烛都不可能与前面蜡烛的像完全重合,由图可知,甲图平面镜竖直放置,不会出现像偏低的情况,乙和丙图平面镜没有竖直放置,分别作出蜡烛A的关于平面镜的对称点可知,丙图平板玻璃中蜡烛A的像偏低且倾斜,如下图:
;
根据图中,③符合题意。故答案为:(1)确定物像的位置;(2)比较像与物的大小关系;(3)不变;(4)③。
【变式1】如图,移动未点燃的蜡烛乙与点燃的蜡烛甲的像重合,下列说法不正确的是( )
A.我们能看到白纸本身是因为光的反射
B.蜡烛甲、乙到玻璃板的距离相等
C.蜡烛甲靠近玻璃板时,像变大
D.在蜡烛乙的位置放置光屏,屏上不能承接到像
【答案】C 【解析】解:A、我们能看到白纸本身是因为有光反射到我们的眼中,故A正确;
B、平面镜成的像与物到镜面的距离相等,移动未点燃的蜡烛乙与点燃的蜡烛甲的像重合,故蜡烛甲、乙到玻璃板的距离相等,故B正确;
C、平面镜成的像与物大小相等,故蜡烛甲靠近玻璃板时,像大小不变,故C错误;
D、平面镜成的像为虚像,虚像不能成在光屏上,故在蜡烛乙的位置放置光屏,屏上不能承接到像,故D正确。故选:C。
【变式2】小明用如图所示的装置探究“平面镜成像的特点”。
(1)为了便于观察,该实验最好在 ________(选填“较亮”或“较暗”)的环境中进行。
(2)把一支点燃的蜡烛A放在玻璃板前面,再拿一支外形相同__________(选填“点燃”或“未点燃”)的蜡烛B竖立着在玻璃板后面移动,直到看上去它跟前面那支蜡烛的像完全重合,此现象既确定了像的位置,又说明 ________________________。
(3)移去蜡烛B,在其位置竖立光屏,观察光屏上能不能承接到A的像,其目的是:___________________,这时应该 ________(选填“透过”或“不透过”)玻璃板观察像。
【答案】(1)较暗;(2)未点燃;像与物大小相等;(3)研究平面镜成的像是实像还是虚像;不透过;(4)如题图所示。
【解析】解:(1)为了便于观察,该实验最好在较暗的环境中进行,蜡烛A的像比较清晰;
(2)若蜡烛B也点燃,则A的像不清晰,故把一支点燃的蜡烛A放在玻璃板前面,再拿一支外形相同未点燃的蜡烛B竖立着在玻璃板后面移动,直到看上去它跟前面那支蜡烛的像完全重合,此现象既确定了像的位置,又说明像与物大小相等;
(3)实像能呈现在光屏上,虚像不能呈现在光屏上。移去蜡烛B,在其位置竖立光屏,观察光屏上能不能承接到A的像,其目的是:研究平面镜成的像是实像还是虚像。把光屏放在像的位置,不透过玻璃板观察,发现光屏上并没有像,说明平面镜成的像是虚像;
。故答案为:(1)较暗;(2)未点燃;像与物大小相等;(3)研究平面镜成的像是实像还是虚像;不透过;
典型二: 平面镜成像的特点、原理、现象
【例1】如图所示,将平面镜和铅笔竖直放置在水平桌面上,下列说法正确的是( )
A.铅笔通过平面镜所成的像是实像
B.若遮住平面镜下半部分,铅笔仍能在平面镜中成完整的像
C.若铅笔按图示箭头方向转过45°,平面镜中的像将变小
D.若平面镜向左移动一段距离,平面镜中的像将变小
【答案】B【解析】解:A.平面镜所成的像是虚像,所以铅笔在平面镜里成的像是虚像,故A错误;
B.把镜子下半部分遮住,成像位置相对原成像位置不发生变化,铅笔仍能在平面镜中成完整的像,故B正确;
C.像和物体大小相同,若铅笔按图示箭头方向转过45°,平面镜中的像大小不变,故C错误;
D.由平面镜成像的特点可知,铅笔水平向左移动一段距离,铅笔与平面镜的距离改变,铅笔在镜中的像的大小不变,故D错误。故选:B。
【例2】有一款平面镜防雾膜,膜内装有电热丝,将它贴在镜的背面并通电,可防止水蒸气在镜面上液化,电阻丝消耗电能,小明站在镜前0.6m处,他在镜中的像和他相距________m,当他远离镜子时,镜中他自己的像 ________(选填“变大”、“变小”或“不变”)。
【答案】1.2;不变。
【解析】解:小明站在镜前0.6m处,根据平面镜成像特点:物像到平面镜的距离相等的特点可知,他在镜中的像到镜子的距离也为0.6m,则他在镜中的像和他相距0.6m+0.6m=1.2m;
物体在平面镜中成像大小跟物体的大小有关,跟物体到镜面的距离没有关系,所以当他远离镜子时,镜中他自己的像将不变。故答案为:1.2;不变。
【变式1】每逢7月中旬,我市浑源神溪国家湿地公园荷花池内的荷花会大面积盛开,吸引大量游客前来观赏,成为一道亮丽的风景线。荷花池内水深1.5m,图中是一只立于荷尖上的蜻蜓,蜻蜓距水面0.6m,则蜻蜓在水中的像( )
A.因光的折射而形成 B.是比蜻蜓略小的虚像
C.在水面下0.9m深处 D.与蜻蜓相距1.2m
【答案】D
【解析】解:A、蜻蜓在水中的像相当于平面镜成像,满足光的反射规律,故A错误;
B、根据平面镜成像特点是等大正立的虚像,故B错误;
C、根据物像关于镜面对称可知,蜻蜓的像在水面下0.6m处,故C错误;
D、蜻蜓距水面0.6m,像距水面0.6m,所以像与蜻蜓相距1.2m,故D正确。故选:D。
【变式2】为提高老百姓生活的幸福指数,方便群众生活,国家加大对老旧小区的改造。某小区加装了一部崭新的电梯,电梯内壁是抛光的不锈钢板。当电梯门打开时,乘客会看到“自己”,这是光发生________而形成的像,走进电梯,像的大小将 ________(选填“变大”“变小”或“不变”),当乘客距离不锈钢板0.5m时,乘客距自己在不锈钢板中所成像的距离为________m。
【答案】反射;不变;1。
【解析】解:电梯内壁是抛光的不锈钢板,相对于是一个平面镜,当电梯门打开时,乘客会看到“自己”,是平面镜成的像。平面镜成像的原理是光的反射。根据平面镜成像特点可知,像和物等大,人走进电梯的过程中,人的大小没有变,像的大小也不会变,所以像的大小不变。根据平面镜成像特点可知,像到镜面的距离等于物到镜面的距离。当乘客距离不锈钢板0.5m时,乘客的像距离不锈钢板也是0.5m,所以乘客距自己在不锈钢板中所成像的距离为0.5m+0.5m=1m。故答案为:反射;不变;1。
典型三: 平面镜成像的相关作图
【例1】如图所示平面镜成像图正确的是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】解:把像与物上对应的点连接,符合平面镜成像特点的应该是:连线与镜面垂直,对应点到镜面的距离相等,根据这两条判断出选项B符合。故选:B。
【例2】如图,在探究平面镜成像实验中,请作出人眼看到烛焰上发光点A的像的光路图(保留作图痕迹)。
【答案】
【变式1】请在图中画出直杆AB在平面镜M中所成的像。
【答案】
【变式2】如图所示,请画出三角形物体ABC在平面镜中的像A'B'C'。
【答案】
1. 关于平面镜成像,下列说法中正确的是( )
A.平面镜越大,物体离平面镜越近,成的像就越大
B.平面镜成像是由光的反射形成的
C.当物体比平面镜大时,物体不可能在平面镜中成一个完整的像
D.平面镜所成的像就在平面镜上,我们通过平面镜看到的是自己的实像
【答案】B【解析】A.平面镜中,像与物体大小相等,平面镜大小,物距大小,均不会改变像的大小,故A错误;
B.平面镜成像是利用的是光的反射,故B正确;
C.当物体比平面镜大时,物体反射的所有光线都能经过平面镜反射,因此也能在平面镜中成一个完整的像,故C错误;
D.平面镜所成的像与物体关于平面镜对称,我们通过平面镜看到的是自己的虚像,故D错误。故选B。
2. 如图所示,检查视力时,视力表挂在被测者头部的后上方,被测者识别对面墙上镜子里的像。下列表述中正确的是( )
A.视力表在平面镜中所成的像能被我们看到,所以为实像
B.视力表在平面镜中的像与被测者相距5.4m
C.若被测者向平面镜靠近0.1m,则她在镜中的像将变大
D.若被测者看到“E”的像开口向上,则视力表上的该“E”开口向上
【答案】D【解析】A.根据平面镜成像特点可知,视力表在平面镜中所成的像是虚像,故A错误;
B.视力表到平面镜的距离是2.7m,根据物像到平面镜的距离相等,所以视力表像到平面镜的距离也是2.7m,所以人到视力表像的距离
l=2.7m+2.7m-0.4m=5m故B错误。
C.根据平面镜成像规律可知,像的大小与物的大小相等,若被测者向平面镜靠近0.1m,她在镜中的像大小不变,故C错误;
D.平面镜成像像和物关于镜面对称,故若被测者看到“E”的像开口向上,则视力表上的该“E”开口向上,故D正确。故选D。
3. 小明用如图甲所示器材探究平面镜成像的特点,其中蜡烛、完全相同。
(1)该实验用玻璃板代替平面镜,是为了方便确定________,像的清晰度比日常使用平面镜________(选填“好一些”或“差一些”);
(2)实验时,将点燃的蜡烛A放在玻璃板前,在玻璃板后面放一支蜡烛B,边移动边观察,使它与蜡烛A的像重合,多次改变蜡烛________(选填“A”或“B”)的位置,并移动另一支蜡烛,确定每次像的位置;
(3)如图乙是小明实验过程所记录的数据,由此可得出的结论是:像与物到平面镜的距离________,且它们的连线与镜面________;
(4)实验中小明发现蜡烛A的像不清晰,于是他将蜡烛B也点燃,用来增加像的亮度,这样________(选填“能”或“不能”)使看到的像更清晰。
【答案】 像的位置 差一些 A 相等 垂直 不能【解析】(1)[1]实验时选择透明的玻璃板,能同时观察到像和代替蜡烛A的像的蜡烛B,便于确定像的位置;
[2]透明的玻璃板只能反射烛焰射出的一部分光线,另一部分透过玻璃板,所以玻璃板成的像比平面镜成的像清晰度差一些。
(2)[3]多次移动蜡烛A,改变物体位置,移动蜡烛B的位置,确定像的位置,并记录下来。
(3)[4][5]由乙图可知:像与物到平面镜的距离相等,它们的连线与镜面垂直。
(4)[6]在实验中,用一支相同的蜡烛放在玻璃板的另一侧,是为了确定像的位置和比较像的大小,若将另一侧的蜡烛点燃,结果使得玻璃后面太亮,更不容易看清反射光,所以像会更不清晰。
4. 某同学在完成“探究平面镜成像”实验后撰写了一份实验报告。下面是报告中的部分内容,其中不正确的是( )
A.需要器材:刻度尺、白纸、光屏、火柴、两支相同的蜡烛、平面镜及支架
B.将蜡烛逐渐靠近镜面,观察到像也逐渐靠近镜面
C.改变蜡烛到镜面的距离,观察到像的大小保持不变
D.改变蜡烛到镜面的距离,通过多次实验来总结规律
【答案】A【解析】A.平板玻璃是透明的,用平板玻璃代替平面镜是为了能看到镜后的物体,便于确定像的位置,因此需要的器材是平板玻璃,不是平面镜,故A错误,符合题意;
B.平面镜成的像与物到镜面的距离相等,将蜡烛逐渐靠近镜面,观察到像也逐渐靠近镜面,故B正确,不符合题意;
C.平面镜成的像与物体大小相等,所以不管怎么改变蜡烛到镜面的距离,观察到像的大小保持不变,故C正确,不符合题意;
D.一次实验具有很大的偶然性,因此改变蜡烛到镜面的距离,通过多次实验来总结规律,故D正确,不符合题意。故选A。
5. 某兴趣小组利用两块平面镜做了一个简易潜望镜,如图甲所示,通过该潜望镜观察教室内的挂钟,指针位置如图乙所示,则该挂钟的实际时间是( )
A.4时45分 B.10时15分 C.7时15分 D.7时45分
【答案】C【解析】简易潜望镜工作原理是通过两块平面两次反射成正立、等大的虚像的原理工作的,所以该潜望镜观察教室内的挂钟是一个正立的像,即与实际的钟完全相同,如图所示,挂钟的实际时间是7时15分,故ABD不符合题意,C符合题意。故选C。
6. 如图所示,平面镜M直立在水平地面上,长6cm的铅笔平放在地面上且与平面镜垂直,笔尖离平面镜10cm,现铅笔以2cm/s的速度垂直平面镜向它匀速靠近,则( )
A.铅笔的像为虚像,且尖端朝右
B.笔尖的像移动速度大于笔尾的像移动速度
C.在靠近平面镜的过程中,铅笔的像变大
D.将M逆时针转动45°,铅笔的像竖直且尖端朝下
【答案】D【解析】A.平面镜所成的像为虚像,由于像与物体关于镜面对称,所以铅笔尖端朝左,故A不符合题意;
B.若铅笔以2cm/s速度向平面镜靠近,由平面镜成像的规律可知,像也以2cm/s速度向平面镜靠近,且像的大小不变,则笔尖的像移动速度等于笔尾的像移动速度,故B不符合题意;
C.由平面镜成像的特点可知,平面镜所成的像与物体的大小相等,铅笔在运动的过程中大小不变,则其所成的像大小不变,故C不符合题意;
D.将M逆时针转动45°,则铅笔与平面镜的夹角为45°,根据平面镜成像的特点,铅笔的像与平面镜的夹角为45°,则铅笔的像与水平面的夹角为90°,即铅笔的像呈竖直方向。由平面镜成像时像与物体关于镜面对称可知,铅笔的尖端朝下,故D符合题意。故选D。
7. 从平面镜里看到背后墙上电子钟示数如图所示,这时的实际时间应是( )
A.21:05 B.21:16 C.20:15 D.20:05
【答案】A【解析】由图分析可得,题中所给的“20:15”与“21:05”成轴对称,这时的时间应是21:05,故A符合题意,BCD不符合题意。故选A。
8. 如图所示,平面镜竖直放置在水平面上,一支直立的铅笔放在平面镜前40cm处,若向平面镜移动10cm,下列说法正确的是 ( )
A.铅笔在平面镜中所成的像逐渐变小
B.铅笔与它的像之间的距离变为30cm
C.在镜中看到物体两次像之间的距离为20cm
D.若平面镜顺时针转至图中虚线位置,铅笔的像将与铅笔垂直
【答案】D【解析】A.因平面镜成的像与物大小相等,一支直立的铅笔放在平面镜前40cm处,若向平面镜移动10cm,铅笔在镜中的像的大小不变,故A错误;
B.因平面镜成的像与物到镜面的距离是相等的,当铅笔向平面镜移动10cm后物距为
40cm-10cm=30cm
像距也为30cm,铅笔与镜中的像相距为
30cm+30cm=60cm故B错误;
C.因像距与物距是相等的,一支直立的铅笔放在平面镜前40cm处,物距为40cm,像距也为40cm,当铅笔向平面镜移动10cm后的像距为30cm,故在镜中看到物体两次像之间的距离为
40cm-30cm=10cm故C错误;
D.铅笔与平面镜的夹角为45°,根据平面镜成的像与物关于镜面对称,故铅笔的像与镜面的夹角也为45°,像与物的的夹角为
45°+45°=90°
所以铅笔与它在平面镜中的像垂直,故D正确。故选D。
9. 为避免司机低头观察汽车仪表盘,忽略路况造成事故,厂商开发出汽车抬头显示系统,如图甲,又叫汽车平视显示系统(HeadUpDisplay),简称HUD。如图乙,汽车仪表安装在驾驶台上、显示面水平朝上,司机平视,借助透明挡风玻璃看到仪表竖直的像。下列说法正确的是( )
A.透过挡风玻璃所成的像是虚像 B.这个像是由于光的折射形成的
C.像比驾驶台上的仪表显示要小 D.挡风玻璃与水平面的夹角应为
【答案】A【解析】ABC.平面镜成正立等大的虚像,像和物关于镜面对称。由题意可知,挡风玻璃相当于平面镜,像是由于光的反射形成的虚像,且像与驾驶台上的仪表显示等大;故A正确,BC错误;
D.汽车仪表安装在驾驶台上、显示面水平朝上,司机平视,借助透明挡风玻璃看到仪表竖直的像,由于像和物关于镜面对称,则挡风玻璃与水平面夹角为45°;故D错误。故选A。
10. 如图所示,物体AB长1.6m,平面镜CD长0.6m,物体到平面镜的距离为2m。下列关于物、像、镜的说法中,正确的是( )
A.物体通过该平面镜成的是实像 B.像的高度与平面镜的长相同,为0.6m
C.物体与像的距离为2m D.像的高度与物体的高度相同,为1.6m
【答案】D【解析】A.根据平面镜成像的特点可知,物体通过该平面镜成的是虚像,故A错误;
B.根据平面镜成像的特点,像与物体的大小相同,为1 .6m,与平面镜大小无关,故B错误;
C.根据像与物体到平面镜等距,像与物体的距离为
L=2m+2m=4m故C错误;
D.根据平面镜成像的特点,像与物体的大小相同,像长与物体的长相同,为1.6m,故D正确。故选D。
11. 如图所示,小明同学在平面镜前欣赏自己的像,他看到自己的像可能是图中的( )
A. B. C. D.
【答案】B【解析】根据平面镜成像特点分析,当镜面竖直放置时,所成的像是正立的、等大的、左右相反的,符合该条件的只有B。故ACD不符合题意,B符合题意。故选B。
12. 如图,物体S在平面镜中所成的像为S'。若在镜后放置一块木板AB,则像S'将( )
A.变亮 B.变暗 C.不变 D.偏离原位置
【答案】C【解析】平面镜成像是因为光在平面镜上发生反射形成的虚像,在镜后放置一块木板AB,并不会影响光在平面镜上发生反射,所以物体S在平面镜中所成的像为S'不变。故ABD不符合题意,C符合题意。故选C。
13. 小闽站在距平面镜1.2m处整理衣着,他在镜中的像到他本人的距离是________m;当他沿着与镜面垂直方向以0.2m/s速度远离镜面时,他在镜中像的大小将________,像远离他的速度大小是________m/s。
【答案】 2.4 不变 0.4【解析】[1]平面镜成像时,像与物到平面镜的距离相等,故他的像到他本人的距离是
[2]平面像成像时,像的大小只与物的大小有关。人的大小不变,他的平面镜中成的像的大小也不变。
[3]人以0.2m/s 的速度远离镜面,即在1秒时间内,人与镜面的距离增大了0.2米,根据平面镜成像特点可以知道,像与镜面的距离也增大了0.2米,即1秒时间内人与像的距离增大的长度为
根据速度定义可以知道,像相对于人的速度为0.4m/s。
14. 小明操纵无人机悬停在湖面上方5m处,已知湖水深2m,则无人机与它在水中的像之间的距离为____m,该像是________(选填“实”或“虚”)像;若此时无人机竖直下降2m,它在水中像的大小将________(选填“变大”“变小”或“不变”)。
【答案】 10 虚 不变【解析】[1][2]水面相当于平面镜,无人机距离湖面5m,根据平面镜成像特点:物像到平面镜的距离相等的特点可知,无人机的像距离湖面5m;则无人机与它在水中的像之间的距离为
5m+5m=10m
无人机通过湖面所成的像是光的反射形成的虚像。
[3]无人机在湖面成像大小跟无人机的大小有关,跟无人机到湖面的距离没有关系,所以当它下降的过程中它在水中的像的大小将不变。
15. 如图所示,小明在玻璃感应门外看到了自己的像。小明站在原地不动,当感应门向两侧平行分开时,小明像的位置________(选填“变化”或“不变”);为了能让自己成像更清晰、小明应该站在________(选填“室内”或“室外”)观察自己的像。
【答案】 不变 室外【解析】[1]当小明站在原地不动,当感应门向两侧平行分开时,根据像和物体各对应点的连线与平面镜垂直,这时他在玻璃门中的像位置随着门的移动将不变。
[2]物反射的光越强,像越清晰,小亮为了能看到自己更清晰的像,应该站在室外观察。
16. 如图,屋内有一灯,人眼在点A看到灯的像在点B。若人眼靠近玻璃窗,灯经玻璃窗成的像将会________(选填“靠近玻璃窗”、“远离玻璃窗”或“仍在点B”)。
【答案】仍在点B【解析】人能看到灯的像,玻璃窗相当于平面镜,人眼靠近玻璃窗,灯的位置不变,据平面镜的成像特点知,灯经玻璃窗成的像将仍在点B。
17. 如图宠物狗狗正前方竖立着一面镜子,它正在欣赏镜中的自己,当狗狗靠近镜子时,它在镜中的像的大小将________(选填“变大”“变小”或“不变”);假设狗狗不动,把平面镜沿MN截成两半,并分别向两侧平移一段距离(两块镜面仍然在原镜面平面内),则狗狗通过左、右两面镜子________(选填“各成半个像”或“都能成完整的像”),所成像在________(选填“相同”或“不同”)的位置。
【答案】 不变 都能成完整的像 相同【解析】[1]由平面镜成像特点可知,像和物的大小相同,所以当狗狗靠近镜子时,狗狗自身的大小不会发生变化,则狗狗的像的大小也不变。
[2]平面镜所成的像,像和物体形状、大小相同,与平面镜的大小无关,半个平面镜仍能成完整的像,所以狗狗通过左、右两面镜子都能成完整的像。
[3] 由平面镜成像特点可知,像和物关于平面镜对称,两面镜子在同一平面,所以狗狗成像在相同位置。
18. 如图所示,检查视力时,视力表到平面镜的距离为2.5m。若不使用平面镜,检查视力时眼睛与视力表应相距________。视力表上其中一个“E”字开口指向检测者的左方,则测试时检测者应向________(选填“左方”“右方”)指才正确。
【答案】 5m 左方【解析】[1]平面镜成的像和物体到平面镜的距离相等,检查视力时,视力表到平面镜的距离为2.5m,像到平面镜的距离为2.5m,人和像之间的距离是5m,若不使用平面镜,检查视力时眼睛与视力表应相距5m。
[2]根据平面镜成像中物像关于镜面对称可知,视力表上其中一个“E”字开口指向检测者的左方,则被测者应向她的左方指才正确。
19. 请根据平面镜成像的特点,画出物体AB在平面镜中所成的像。
【答案】
20. 如图所示,请在图中作出物体ABC在平面镜中所成的像A′B′C′。(保留作图痕迹)
【答案】
21. 如图所示,A'O'是AO在平面镜中的像,请根据平面镜成像特点在图中画出平面镜的位置,保留作图痕迹。
【答案】
22. 图是探究“平面镜成像的特点”实验装置。
(1)为确定像的位置,用________(选填“厚”或“薄”)玻璃板代替平面镜。
(2)A、B两根蜡烛的大小和形状应________(选填“相同”或“不同”)。 这样便于验证像和物的________关系。
(3)将蜡烛A点燃后放在玻璃板前方,将未点燃的蜡烛B放在玻璃板后面并移动,使它与像完全重合,这种确定像与物大小的方法是________________(选填“控制变量”或“等效替代”)法:
(4)在蜡烛B的位置放一张白纸,观察到白纸上,________________________,表明平面镜成的是熊像。
(5)小明加大蜡烛A到平面镜的距离,则像的大小________________。
(6)实验表明:平面镜成像时,像与物相对于镜面是________的。
(7)如果玻璃板放置得不够竖直,将对实验产生的影响是:________:
(8)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________(选填“能”或“不能”) 看见蜡烛A的像。
【答案】 薄 相同 大小 等效替代法 没有蜡烛A的像 不变 对称 放在桌面(纸面)上的蜡烛B不能与蜡烛A的像重合 能【解析】(1)[1]蜡烛通过玻璃板的两个表面都能够成像,影响像的位置的判定。使用薄玻璃板,这两个像几乎重合在一起,可以减小这种干扰。
(2)[2][3]我们是这样判定A与A的像的大小的:A与B大小相同;B与A的像能够完全重合,说明B与A的像大小相同;则A与A的像大小相同。
(3)[4]我们无法直接将A与A的像放在一起比较大小,可以拿一个与A完全相同的B直接与A的像比较大小,从而推断A与A的像的大小关系。这是等效替代法。
(4)[5]我们通过玻璃板能够观察到A的像。但将一张白纸放在A的像的位置上,直接观察白纸,是不能在纸上看到A的像的。因为A通过玻璃板成的是虚像,不是实际光线会聚而成的,故不能显示在纸(光屏)上。
(5)[6]平面镜成像时,像的大小只与物体的大小有关,与其他因素无关。
(6)[7]平面镜成像时,像和物的大小相等,二者到平面镜的距离相等,二者连线与镜面垂直,这是数学上是对称关系。
(7)[8]蜡烛A在桌面上,玻璃板竖直立在桌面上,因为像与物关于平面镜对称,则A的像也在桌面上,此时在桌面上的蜡烛B可以与A的像重合。如果玻璃板不是竖直的,由于像物关于平面镜对称,则A的像不是在桌面以下,就是在桌面以上,那么桌面上的蜡烛B是不能与A的像重合的。
(8)[9]蜡烛A烛焰发出的光射在玻璃上,发生反射,反射光进入人眼,人就能够看到A的像。与玻璃板后面有没有木板没有关系。
23. 在探究“平面镜成像特点”的活动过程:
①该实验用玻璃板代替平面镜,是为了方便________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”);
②实验时,将点燃的蜡烛放在玻璃板前,把另一个相同的蜡烛放到玻璃板的另一侧,边移动、边观察,使它与的像重合,观察时,眼睛应该在如图2乙中________处观察(选填“”、“ ”、“ ”或“”)。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,并在如图乙中的________处观察光屏上是否有像(选填“”、“ ”、“ ”或“”);
③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图丙中的________(填序号);
④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时,像和物相距
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】 确定像的位置 差一些 a 蜡烛B b A D【解析】(1)[1]实验时选择透明的玻璃板,能同时观察到像和代替蜡烛的像的蜡烛B,便于确定像的位置;
[2]透明的玻璃板只能反射烛焰射出的一部分光线,另一部分透过玻璃板,所以玻璃板成的像比平面镜成的像清晰度差一些。
(2)[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2乙中处观察;
[4][5]为确定像的虚实,需在蜡烛B位置放一个光屏,并在如图中的处观察光屏上是否有像。
(3)[6]方法一:根据物像连线与镜面垂直,物像到平面镜距离相等,物像大小相等,左右对称,确定小军在平面镜中的像,如图:
方法二:把试卷翻过来,观察小军在平面镜中的像,故选A。
(4)[7]
A.将蜡烛向玻璃板靠近,根据像和物大小相等,所以像的大小不变,故A正确;
B.物体在平面镜中成像,根据像物连线与镜面垂直,所以将蜡烛和像所在的位置用直线连接,连线跟玻璃板垂直,故B正确;
C.当蜡烛与玻璃板的距离为10cm时,蜡烛的像到平面镜的距离也是10cm,所以像和物相距20cm,故C错误;
D.只将玻璃板竖直向上缓慢平移,由于像和物关于平面镜对称,蜡烛的位置不变,上下移动,对称轴的位置不变,所以蜡烛像的位置不变,故D错误。故选D。
1. 如图所示,小红正在做“探究平面镜成像的特点”实验,棋子A、B完全相同关于该实验,下列说法中错误的是( )
A.选用茶色玻璃板便于确定像的位置 B.茶色玻璃板应竖直放置在方格纸上
C.若B能与A的像完全重合,说明像与物等大 D.在B位置放上光屏能接收到A的像
【答案】D【解析】A.因为玻璃板是透明的,所以能在观察到A像的同时,还可以透过玻璃清楚的看到放在后面B,便于确定像的位置,故A正确,不符合题意;
B.茶色玻璃板应竖直放置在方格纸上,因为玻璃板如果不垂直桌面,则像和物体不在同一水平面上,找像的位置时,像与棋子不能重合,故B正确,不符合题意;
C.两个完全相同棋子,大小相同,后面的棋子又和前面棋子的像完全重合,这样就证明了像与物大小相同,故C正确,不符合题意;
D.验证像的虚实时,将光屏放在像的位置上,眼睛从B处直接观察光屏,通过看到光屏上没有像的现象,可知平面镜所成的像是虚像,故D错误,符合题意。故选D。
2. 如图所示,在中国象棋棋盘正中央竖立一块垂直于棋盘的平面镜,平面镜向左移动两格,则平面镜中“棋子”的移动是( )
A.由①到④ B.由②到③
C.②位置不变 D.①位置不变
【答案】C【解析】AD.由平面镜成像原理可知,平面镜成的像与物关于平面镜对称,所以像在②位置,故AD不符合题意;
BC.平面镜向左移动两格,物的位置不变,则像的位置也不变,故B不符合题意,C符合题意。故选C。
3. 如图所示,物体AB长1.6m,平面镜CD长0.6m,物体到平面镜的距离为2m。下列关于物、像、镜的说法中,正确的是( )
A.物体通过该平面镜成的是实像
B.像的高度与平面镜的长相同,为0.6m
C.物体与像的距离为2m
D.像的高度与物体的高度相同,为1.6m
【答案】D【解析】A.根据平面镜成像的特点可知,物体通过该平面镜成的是虚像,故A错误;
B.根据平面镜成像的特点,像与物体的大小相同,为1 .6m,与平面镜大小无关,故B错误;
C.根据像与物体到平面镜等距,像与物体的距离为
L=2m+2m=4m故C错误;
D.根据平面镜成像的特点,像与物体的大小相同,像长与物体的长相同,为1.6m,故D正确。故选D。
4. 小猫在平面镜前欣赏自己的全身像,此时它所看到的像是图中的( )
A. B.C. D.
【答案】C【解析】根据平面镜成像特点可知,当镜面竖直放置时,所成的像是正立的、等大的、左右相反的,符合该条件的只有C选项的图,故ABD不符合题意,C符合题意。故选C。
5. 如图所示,平面镜M直立在水平地面上,长8cm的铅笔平放在地面上且与平面镜垂直,笔尖离平面镜10cm,现铅笔以2cm/s的速度垂直平面镜向它匀速靠近。则( )
A.铅笔的像为虚像,且尖端朝右 B.笔尖的像移动速度大于笔尾的像移动速度
C.经过3s,笔尖的像与笔尾的像相距6cm D.经过3s,笔尖与笔尖的像相距8cm
【答案】D【解析】A.根据平面镜成像的特点,像与物关于平面镜对称,铅笔的像为虚像,且尖端朝左,故A不符合题意;
B.根据平面镜成像的特点,像与物大小相同,笔尖的像与笔尾的像等于笔的长度,相距8cm,笔尖的像移动速度等于笔尾的像移动速度,故B不符合题;
CD.经过3s,笔尖距平面镜的距离为
笔尖与笔尖的像相距为
故C不符合题意,D符合题意。故选D。
6. 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,老师采取的措施正确的是( )
A.使用的玻璃板应该厚一些
B.老师应让学生位于玻璃板左侧观察水中的蜡烛
C.该实验应在明亮的环境中进行
D.点燃的蜡烛靠近“镜子”,盛水的玻璃杯也应靠近“镜子”
【答案】D【解析】A.探究平面镜成像特点时,为了避免重影现象,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,应该在物体一侧观察,所以老师应让学生位于玻璃板右侧观察水中的蜡烛,故B错误;
C.为了成像更清晰,该实验应在较暗的环境中进行,故C错误;
D.像与物体关于“镜子”对称,点燃的蜡烛靠近“镜子”,盛水的玻璃杯也应靠近“镜子”,故D正确。故选D。
7. 如图所示,检查视力时,视力表挂在房间东面的墙上,被测者识别西面墙上镜子里的像。下列表述中正确的是( )
A.视力表在平面镜中所成的像能被我们看到,即为实像
B.若被测者向平面镜靠近0.1m,则她在镜中的像将变大
C.视力表在平面镜中的像与被测者相距4.6m
D.若被测者看到“E”的像开口向北,则视力表上的该“E”开口向南
【答案】C【解析】A.根据平面镜成像特点可知,平面镜成的像是虚像,故A错误;
B.平面镜成的像与物等大,故被测者向平面镜靠近0.1m,由于物体大小不变,像的大小也不变,故B错误;
C.视力表到平面镜的距离是2.5m,根据平面镜成像特点可知,像与物平面镜的距离相等,所以视力表的像到平面镜的距离也是2.5m,而被测者与平面镜之间的距离为
视力表在平面镜中的像与被测者之间的距离为
故C正确;
D.平面镜成像中像和物关于镜面对称,若被测者看到“E”的像开口向北,则视力表上的该“E”开口向北,故D错误。故选C。
8. 如图所示,公路边设有一个大平面镜,当从镜中看到一辆汽车向北行驶到十字路口向右转弯,这辆车实际上是( )
A.向东行驶向右转弯 B.向西行驶向右转弯
C.向东行驶向左转弯 D.向南行驶向左转弯
【答案】C【解析】根据平面镜成像的特点,像和物体各对应点的连线与平面镜垂直;像和物体各对应点到平面镜间距离相等,作图如下图所示
由图可知,这辆车实际上是向东行驶,向左拐弯。故ABD不符合题意,C符合题意。故选C。
9. 如图所示,墙面上挂着标有“255”数字的牌子,在其相邻的一墙面上挂着一平面镜,光洁的地面也相当于平面镜,则通过平面镜( )
A.不能看到的数字是252 B.不能看到的数字是522
C.不能看到的数字是225 D.不能看到的数字是552
【答案】A【解析】墙面上挂着标有“255”数字的牌子,若平面镜是相对牌子是竖直方向的,则通过平面镜看到的数字是225,若平面镜是相对牌子是水平方向的,则通过平面镜看到的数字是522,通过两次成像可以成552,则通过平面镜看到的数字有可能是552,总之,通过平面镜不可能看到的数字是252。故选A。
10. 两块完全相同的平面镜上、下挂在竖直的墙壁上,两平面镜间有一定的距离,一物体放在平面镜前,如图甲所示,则经过两块平面镜成像后,物体的像可能是选项中的 ( )
A. B. C. D.
【答案】D【解析】因为平面镜所成的像,像与物体的大小相等,像到平面镜的距离与物体到平面镜的距离相等,像到平面镜的距离与物体到平面镜的距离相等,像与物体的连线与镜面垂直,即像与物关于平面镜对称,据此分析可知,D图符合平面镜的成像特点,故D正确.故选D.
11. 如图所示是潜望镜的结构示意图,其中两块平面镜均相对水平面倾斜45°角,现有一艘军舰位于与平面镜1等高的正前方,则人眼看到军舰所成的虚像位于( )
A.平面镜1的正上方
B.与平面镜1等高的正前方
C.平面镜2的前上方
D.与平面镜2等高的正前方
【答案】D【解析】潜望镜是由两块平面镜构成的,且平面镜成正立、等大的虚像;由平面镜成像特点可知,像和物体各对应点到平面镜间距离相等,则人眼看到军舰是正立;且所成的虚像位于与平面镜2等高的正前方。如图所示故ABC不符合题意,D符合题意。故选D。
12. 丽丽同学站在竖直放置的平面镜前0.8m处,她举起右手时,她看到镜子里的自己举起了________(选填“左”或“右”)手。镜中的像与她相距________m;若她远离镜子,她在镜中的像________(选填“变大”、“变小”或“不变”)。
【答案】 左 1.6 不变【解析】[1]丽丽同学站在竖直放置的平面镜前处,像与物体形状、大小相同,左右相反,则她举起右手时,她看到镜子里的自己举起了左手。
[2]由平面镜的成像特点可知,像到平面镜的距离等于物体到平面镜的距离,丽丽同学站在竖直放置的平面镜前处,则镜中的像到平面镜的距离为,镜中的像与她的距离
[3]由平面镜的成像特点可知,像的大小等于物体的大小,若她远离镜子,她的大小不变,她在镜中的像不变。
13. 如图,水平桌面上有一块圆形玻璃转盘,距转盘1.8m高处有一盏灯成像在其中,则灯的像是________(选填“虚”或“实”)像。灯的像距离该灯________m;若用手拨动转盘使玻璃转盘顺时针转动,则会观察到灯的像的位置________ (选填“顺时针转动”或“逆时针转动”或“不改变”)。
【答案】 虚 3.6 不改变【解析】[1]灯在玻璃转盘中所成像是光的反射形成的虚像。
[2]根据平面镜成像特点可知,在离转盘1.8m高处有一盏电灯,灯在玻璃转盘中的像离转盘的距离也是1.8m,灯的像到灯的距离为
1.8m+1.8m=3.6m
[3]平面镜所成的像与物体关于镜面对称,用手水平拨动转盘时,灯的位置不变,所以通过玻璃转盘观察到灯的像的位置不改变。
14. 如图所示小轿车前挡风玻璃是倾斜的,目的是为了使车内物体所成的像位于小车的________(选填“正前方”或“斜上方”);避免干扰驾驶员夜间行车时,为了安全起见应________(选填“关闭”或“打开”)车内灯光;大卡车的驾驶员位置较高,司机视线是向斜下方观察,所以前挡风玻璃________(选填“可以”或“不可以”)是竖直的。
【答案】 斜上方 关闭 可以
解析】[1]小汽车前面的挡风玻璃相当于平面镜,平面镜成像的特点是像与物关于镜面对称,如果竖直安装,成的虚像会在正前方,干扰司机观察路况,应该要倾斜安装,才可以使像成在斜上方,才不会干扰司机观察路况,如下图所示
[2]如果汽车夜间行驶时车内开灯,则前面的挡风玻璃会反射灯光,玻璃前方有灯和车内物体的像,会影响驾驶员的视线,容易发生交通事故,因此夜间行车时,为了安全起见应关闭车内灯光;
[3]大卡车前方玻璃不太倾斜,车内物体的像在司机的正前方,但是大卡车车比较高,司机座椅离地面高,司机看前方道路时要俯视,因此物体的像不会影响司机的视线,所以大卡车的前挡风玻璃可以是竖直的。
15. 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【解析】[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。
16. 小刚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________(选填“P”或“Q”)面所成的像。
【答案】 相等 P【解析】[1][2]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,由于P面到A的距离要小于Q面到A的距离,所以像A1是蜡烛A通过玻璃板的P面所成的像。
17. 请在图中画出三角形ABC在平面镜MN中所成的像。
【答案】
18. 图丙中的,,是物体AB经过平面镜M后所成的像,请在图中画出该物体。
【答案】
19. 在“探究平面镜成像特点”的实验中,实验装置如图所示。
(1)为了更好的完成实验,最好选用________(选填“无色”或“茶色”)玻璃板,玻璃板应________放置在水平桌面上,可用________(填器材名称)来检验。图中,选用MN这条线段表示平面镜所在的位置,则应将玻璃的________(选填“前表面”、“后表面”或“中间位置”)与之对齐;
(2)为了探究平面镜成像性质是实像还是虚像,撤去蜡烛B,放一 ________到B撤走时的位置,并________(选填“透过”或“不透过”)玻璃观察光屏,根据这一现象,说明平面镜成虚像;
(3)等效替代法,是物理实验中的常用方法之一,它可以在保证效果相同的前提下,将复杂的、不易测量的物理问题,用等效的、简单的、易研究或易测量的问题来替代,方便探究与处理物理问题。在探究平面镜成像规律中,我们多次运用到这种方法。
①在选择器材时,我们用透明玻璃,替代了不透明的平面镜,这样做的好处是:________;
②在探究像与物大小关系时,我们用一个跟A蜡烛完全相同的B蜡烛,在玻璃板后面移动,使其跟A蜡烛的像重合,此时B蜡烛________(选填“替代A蜡烛”或“替代A蜡烛的像”,下同);
③在探究像与物到镜面的关系时,测量B蜡烛到镜面的距离,此时B蜡烛________。
【答案】 茶色 垂直 直角三角板 前表面 光屏 不透过 便于确定像的位置 替代A蜡烛的像 替代A蜡烛的像【解析】(1)[1]为了更好的完成实验,应选用茶色透明玻璃,这样玻璃成的像比较清晰。[2]如果玻璃板不垂直于水平桌面,后面的蜡烛与前面蜡烛的像不在同一高度上,怎样操作都不会重合的,也就无法比较像与物的大小关系,因此玻璃板应垂直放置在水平桌面上。[3]因为直角三角板两个直角边相互垂直,所以可以用直角三角板的两个直角边来检查玻璃板是否与水平桌面垂直。[4]为了使测量像距和物距时更准确,茶色玻璃的前表面应与MN对齐。
(2)[5][6]移去后面的蜡烛B,在其所在位置放一光屏,此时她应该直接观察光屏,光屏上不能承接到蜡烛A的像,她不能在光屏上看到像,这表明平面镜所成的像是虚像。
(3)①[7]使用透明的玻璃板,可以观察到玻璃板的另一侧,并且能够成像,这样便于确定像的位置。②[8]在探究像与物大小关系时,我们用一个跟A蜡烛完全相同的B蜡烛,在玻璃板后面移动,使其跟A蜡烛的像重合,根据等效替代法可知,此时B蜡烛替代 A 蜡烛的像。③[9]在探究像与物到镜面的关系时,测量B蜡烛到镜面的距离,B蜡烛到镜面的距离等于A蜡烛的像到镜面的距离,此时B蜡烛替代 A 蜡烛的像。
20. 在研究平面镜成像特点的实验中,小明将茶色玻璃板竖直放在水平桌面的白纸上,沿玻璃板在纸上画一条直线MN,取两枚相同的棋子E和小明将棋子E放在玻璃板前,移动玻璃板后面的棋子F,直到它看上去与棋子E的像完全重合,记下E和F的位置如图甲所示。
(1)为了便于观察实验现象,应选在________的环境中进行实验效果好。
A. 几乎无光的实验室 B. 有阳光的实验室
(2)该实验用玻璃板代替平面镜,是为了方便确定________;用两个相同的棋子E和F,是为了比较________。
(3)在实验中,小明观察到棋子E有两个像,为了让这两个像靠得更近些,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
(4)实验中小明看到的棋子E的像偏暗,可以用________方法使看到的像亮些。
A.用手电筒直接照亮棋子E B.用手电筒直接照亮棋子F C.换用无色透明玻璃板进行实验
(5)实验中,小明改变________,重复上述步骤,进行多次实验。分析数据发现: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)小明放学乘地铁时站在地铁站台,他透过玻璃板制成的屏蔽门看到了车道另一侧竖直墙壁上的广告牌,及自己在玻璃屏蔽门后面的像。小明根据该现象设计了粗略测量玻璃屏蔽门到车道另一侧广告牌之间距离d的实验如图乙所示。实验步骤如下,请完成相关内容:
小明站在站台上,相对于玻璃屏蔽门前后移动直到观察到小明在玻璃屏蔽门后所成的________(填“虚”或“实”)像落在________上;小明记录下自己的位置,然后用直尺量出________的距离;
根据“像和物到平面镜的距离相等”的原理,上述步骤中量出的距离就是玻璃屏蔽门到广告牌之间的距离d。
(7)测量结束后,小明在玻璃屏蔽门外候车。地铁到站后,安全门向两侧打开,小明在原地等候,此时小明在左右两侧安全门中成像的情况分析正确的是________。
A.在两侧安全门中成的像越来越小,直至不成像
B.各成半个像,合起来成个完整的像
C.都成完整的像,且两个像的位置与原来像的位置重合
D.都成完整的像,且两个像在不同位置,两个像的距离等于两侧安全门之间的间距
【答案】 B 像的位置 像和物的大小关系 A A 棋子E的位置 虚 广告牌 该位置到门 C【解析】(1)[1]由于跳棋不是光源,跳棋反射的光线较暗,故应该在光线充足的地方进行实验,所以在有阳光的地方进行实验效果好;几乎无光的实验室不能完成实验,故选B。
(2)[2][3]用透明的玻璃板代替平面镜,既能看到物体的像,也能看到像一侧的代替物体像的棋子,便于确定像的位置;为了便于比较像与物的大小关系,用两个相同的棋子。
(3)[4]厚玻璃板有两个反射面,都会发生光的反射现象,两个反射面都会成像,玻璃板越厚,两个像的距离越远,给实验研究带来不变;因此为了消除这个影响,实验时需采用很薄的玻璃板,使两个反射面成的像几乎重合,故选A。
(4)[5]如果看到的棋子E的像偏暗,可以用用手电筒直接照亮棋子E方法使看到的像亮些,故选A。
(5)[6]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,所以应改变棋子E的位置,重复上述步骤,进行多次实验。
(6)[7][8][9]小明相对于玻璃屏蔽门前后移动直到观察到小明在玻璃屏蔽门后所成的虚像与广告牌在同一竖直平面上,广告牌在小明像的位置;小明记录下自己的位置,然后用直尺量出小明到玻璃屏蔽门之间的距离;根据是像和物到平面镜的距离相等,间接知道广告牌和玻璃屏蔽门之间的距离。
(7)[10]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,在两个平面镜中都能成完整的像,且两个像的位置与原来像的位置重合,故C正确。
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