内容正文:
第四章 光的世界
课时4.3 平面镜成像
2022年课程标准
物理素养
2.3.4 探究并了解平面镜成像时像与物的关系。知道平面镜成像的特点及应用。
科学观念:体会虚像形成的原因;了解生活中平面镜成像的应用
科学探究:探究平面镜成像规律,掌握平面镜成像特点。
知识点1:平面镜成像特点
1. 平面镜:平静的水面、平板玻璃、平滑的金属面,都可以看作平面镜(plane mirror)。
2. 成像特点:平面镜所成的像是虚像;像与物体的大小相等;像到平面镜的距离等于物体到平面镜的距离。
知识点2:平面镜成像的应用
(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。
知识点3:凸面镜和凹面镜
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。
探究一: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. 实验结论:
(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。
6. 注意事项
(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。
1.(23-24八年级上·山东青岛·阶段练习)探究平面镜成像特点。
(1)过程:
①在桌面上铺一张大纸,纸上竖立一块 作为平面镜,这样做的目的是便于 ,
②把一只点燃的蜡烛放在玻璃板的前面,可以看到它在玻璃板后面的像。再拿一支没有点燃的 的蜡烛(目的是便于比较 ),竖直着在玻璃板后面移动,直到看上去它跟前面的那支蜡烛的像 ,这说明像与物的大小 ,这个位置就是前面那支蜡烛的像的位置。
③移动点燃的蜡烛,重复上述实验步骤。
④用光屏,到像的位置去承接,观察光屏上 (有、没有)像,说明平面镜所成像为 。
(2)如图是同学们探究“平面镜成像特点”的几种情境。下列说法正确的是_________。
A.若蜡烛A距玻璃板4cm,则蜡烛B距玻璃板8cm才能与蜡烛A的像完全重合
B.若在甲图中玻璃板与B蜡烛之间放一块挡光板,则不能透过玻璃板看到A的像
C.若蜡烛A在玻璃板中的像偏高且倾斜,则乙图是产生该现象的原因
D.若蜡烛A在玻璃板中的像偏高且倾斜,则丙图是产生该现象的原因
2.(23-24八年级上·内蒙古赤峰·期中)小茗用图甲所示装置进行“探究平面镜成像的特点”实验。
(1)实验中选择透明玻璃板代替平面镜的目的是 ;
(2)把一支点燃的蜡烛A放在玻璃板前面,再拿一支外形相同但不点燃的蜡烛B在玻璃板后面移动,直到 ,说明平面镜所成的像与物体的大小相等;
(3)为了判断平面镜成的是实像还是虚像,小茗移去蜡烛B、并在其所在位置上放一光屏,直接观察光屏 (选填“有”或“没有”)蜡烛A的烛焰的像,说明平面镜成的是虚像;
(4)改变蜡烛A的位置,进行三次实验。用直线将物和像的位置连接起来,如图乙所示,用刻度尺测得像和物到镜面的距离 ;
(5)根据以上实验现象可得出:平面镜所成的像与物体关于镜面 。
探究二:平面镜成像原理及作图
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。
1. 平面镜成像作图
S为平面镜 MN前的一点光源,请作出它在平面镜中的像S'(用两种方法作图)。
方法一:根据平面镜成像原理(光的反射定律)作图
方法二:根据平面镜成像的特点作图(对称法)。
2. 实像与虚像的理解
项目
说明
特点
实例
实像
实际光线会聚而成的像
既可以用眼睛直接观察,又可以用光屏承接
小孔成像
虚像
不是由实际光线会聚而成的,而是由实际光线的反向延长线相交形成的
只能用眼睛观察,不能
用光屏承接
平面镜成像
角度1:平面镜成像的特点
3.(23-24九年级下·湖北孝感·期中)为了避免汽车在高速行驶时,驾驶员低头观看仪表信息造成事故,人们发明了如图甲所示的抬头显示器。图乙为其原理图,水平放置的显示器上的行车数据能通过前挡风玻璃呈现在驾驶员的正前方。下列说法不正确的是( )
A.挡风玻璃上所成的像是虚像
B.司机前面的挡风玻璃与水平面的夹角应为45°
C.司机在挡风玻璃上看到显示器的像是光的反射形成的
D.若驾驶员发现挡风玻璃所成的像过高不利于观察,可将显示器沿水平方向远离挡风玻璃
4.(23-24九年级下·辽宁铁岭·期中)一块平面镜放在水平桌面上,镜面的一部分刚好被一本书盖上了,在书上放着一个苹果,小明用手去拿苹果,如图所示。下列有关说法正确的是( )
A.苹果比它在平面镜中的像要稍大一点 B.平面镜所成的像是苹果清晰明亮的实像
C.拇指尖A点与其所成的像关于镜面是对称的 D.当把苹果拿起时,镜中苹果的像会逐渐变小
5.(23-24八年级上·四川达州·期中)一只小鸟在平静的湖面上方飞过,湖水深2米,当小鸟距水面3m时,小鸟在湖面的“倒影”是 (选填“实”或“虚”)像,是由于光的 形成的,该“倒影”距小鸟 m。
6.(2024·山东泰安·二模)以镜正衣冠,学校在教学楼大厅设有仪容镜,便于师生自觉规范仪容仪表。小明在仪容镜前整理衣服,当他走近平面镜时,所成像的大小 (选填“变大”、“变小”或“不变”)。
角度2:利用平面镜成像做出物或像
7.如图所示,A'B'是物体AB通过平面镜所成的像,请在图中画出物体AB,并保留作图痕迹。
8.(23-24八年级下·湖南衡阳·阶段练习)在如图中,作出物体在平面镜中所成的像。
9.(23-24八年级上·江苏扬州·阶段练习)如图,作出AB在平面镜中所成的像AB’;
角度3:利用平面镜成像找处光源
10.(23-24八年级上·吉林白城·期末)请你依据光的反射定律(保留作图痕迹)作出光源S的位置。
11.如图所示,a、b是平面镜镜前一点光源S发出的光线经平面镜反射后的两条反射光线,请画出点光源S的位置,保留作图痕迹。
12.(2023·四川南充·二模)如图所示,光线a、b是两条由点光源S发出的经平面镜反射后的反射光线,请根据平面镜成像原理和成像特点确定点光源S的位置。
五、角度4:物像对称做出平面镜
13.(2024·山西大同·一模)有东西掉到沙发底下,爷爷弯不下腰,看不到东西在什么地方。小华拿了一块小镜子放在下图中B处,调整好角度,让爷爷在A处看到了沙发下C处的东西。请画出调整好角度的镜子和看到C处东西的光路图。
14.(22-23八年级上·广东清远·期末)如图所示,A'B'是物体AB在平面镜中的像。请在相应位置画出平面镜。
15.如图1,我国敦煌的塔式光热电站通过平面镜把太阳光反射后会聚到吸热塔,其中某束光的传播路径如图2所示,在图2中画出平面镜的位置。(用“”表示平面镜)
16.(2024·广东广州·二模)如图,发光点A发出一束光线a射向平面镜甲,为发光点A在另一平面镜乙所成的像。
①请在图中画出a经平面镜甲反射后的反射光线,并标出反射角r。
②画出平面镜乙的位置,平面镜乙用“”表示。
探究三:如何应用平面镜成像
应用
示例
成像
对着镜子女,舞蹈演员利用平面镜纠正舞姿
改变光路
潜望镜
扩大视觉空间
商场墙壁上平面镜,显得更宽敞;利用平面镜在较小的空间视力检查
17.(23-24八年级上·安徽池州·期中)测量视力时,利用平面镜成像特点可以节省空间。如图所示,让被测者面对镜子背对视力表,可知节省的空间距离为( )
A.5.4m B.4.6m C.3.1m D.2.3m
18.(24-25八年级上·江苏宿迁·阶段练习)如图,水平桌面上放置一平面镜,镜面和桌面成45度角,一小球沿水平桌面向右滚动,那么镜中小球的像将( )
A.向下运动 B.向上运动 C.向左运动 D.向右运动
19.(23-24八年级上·福建泉州·阶段练习)如图是检查视力时,平面镜、被测者和视力表的位置关系示意图。该视力表要求被测者在5m远处。若此时平面镜距视力表3m远,则
(1)利用平面镜来帮助检测有什么好处?
(2)被检测者应坐在离视力表多远?
(3)有人认为镜中的视力表比真实的视力表小,因此这种猜测不合理。你同意他的观点吗?为什么?
20.(2024·广东汕头·二模)如图所示,小明竖直抱着时钟面对平面镜站立,此时他离平面镜的距离是0.5m.他看到的平面镜里自己的像是 (选填“实”或“虚”)像,时钟的正确时间是 ;当他再后退1m时,他的像距离平面镜的距离是 m。
【基础强化】
一、单选题
1.(24-25八年级上·全国·)下列各例中,属于防止平面镜成像的是( )
A.家庭装修中,常利用平面镜来扩大视野空间
B.牙医借助平面镜看清牙齿的背面
C.夜间行驶时,车内的灯必须关闭
D.舞蹈演员通过平面镜矫正自己的姿势
2.(23-24八年级上·江苏无锡·期末)如图所示,一只白鹤站立在平静的水中,可以看到白鹤的两个“影”子——岸边影子和水中的倒影。下列说法中正确的是( )
A.岸边的影子是由于光的直线传播形成的 B.水中的倒影是由于光的折射形成的
C.白鹤飞离水面时,它的倒影会变小 D.白鹤在水中的倒影是实像
3.(23-24八年级上·山东日照·阶段练习)如图所示,小明将一把玩具枪放在了玻璃台面上,打开壁灯时,下列说法错误的是( )
A.①是枪的影子
B.③是枪经玻璃所成的像
C.②是③的影子
D.②是①经玻璃所成的像
4.(23-24八年级下·上海闵行·期中)如图所示,飞天航天服有两个特别的设计:手腕上的小镜子和胸前反印的汉字。航天员穿上舱外航天服后,在头盔里看不到航天服上的按钮及汉字。工程人员想了个办法:在手腕处安装了小镜子,来看衣服上的字和准确操作按钮。以下说法正确的是( )
A.汉字通过镜子所成的是实像
B.航天服胸前的字与它的像关于镜面对称
C.当镜子靠近汉字时,汉字通过镜子成的像会变大
D.当镜子靠近汉字时,汉字到镜子的距离小于像到镜子的距离
5.(2024·安徽六安·模拟预测)如图所示是探究平面镜成像特点的实验装置,关于该实验下列说法中正确的是( )
A.该实验应该在明亮的环境中完成
B.看到玻璃板后面蜡烛的像是光的折射现象
C.实验中玻璃板和坐标纸垂直放置且玻璃板越厚越好
D.该实验选用两个等大的蜡烛是为了比较像与物的大小
6.(23-24八年级上·湖北武汉·阶段练习)2023年10月8日,杭州第19届亚洲运动会在杭州奥体中心体育场圆满闭幕,中国兑现了举办一届“中国特色、亚洲风采、精彩纷呈”亚运盛会的庄严承诺。如图所示,杭州亚运会吉祥物琮琮在平面镜中成的像是( )
A. B.
C. D.
7.(2024·安徽合肥·二模)小明在探究“平面镜成像”实验中,分别把一个不透明且不光滑的挡板放置在如图甲、乙所示的位置,则小明在右侧观察时( )
A.甲图中能看到像 B.乙图中能看到像
C.甲、乙两图中均能看到像 D.甲、乙两图中均看不到像
8.(23-24八年级上·山西晋中·期末)小明在项目化学习中制作了如图所示的昆虫观察箱。在一面开口的箱内放置两块平面镜A和B,当蜘蛛通过蛛丝悬停在空中时,可以对其进行全面的观察。蜘蛛在平面镜所成的像是( )
A.平面镜A成缩小的实像 B.平面镜A成等大的实像
C.平面镜B成放大的虚像 D.平面镜B成等大的虚像
9.(23-24八年级上·北京朝阳·阶段练习)小春同学去眼镜店配眼镜,商家采用了如图所示方法给她检查视力,请根据图中的数据找出正确选项( )
A.视力表的像距离平面镜5 m
B.小春距离她自己的像5 m
C.视力表的像距离小春4m
D.小春的像距离视力表的像1 m
二、填空题
10.(24-25八年级上·全国·)如图所示的是小明在户外拍摄到荷花在水中“倒影”的照片。关于荷花的“倒影”,它是由光的 所成的 像,倒影和影子的形成原理 。
11.(24-25八年级上·全国·单元测试)如图是泉州湾跨海大桥与倒影形成的一幅壮美画面,桥在水中的倒影是光的 形成的 (选填“虚”或“实”)像。
12.(23-24八年级上·上海·阶段练习)如图所示,两个平面镜之间的夹角为60°,两镜面间有一点光源S,它经两平面镜所成的清晰的像有 个。
13.(23-24八年级上·陕西西安·阶段练习)如图是小明检查视力的情景,视力表放在小明头部的后上方,他只需要识别对面墙上镜子里的像 m,若小明向平面镜靠近了1m,他的像距镜面 m,像将 (选填“变大”、“变小”或“不变”)。
14.(2024·湖北荆门·一模)为了避免驾驶员低头观看仪表信息而造成交通事故,车内安装了如图甲所示的汽车平视显示系统(简称HUD),可将水平显示器上重要行车数据通过前挡风玻璃(看作平面镜),方便司机查看。请在图乙中画出显示器AB在挡风玻璃中所成的像 。若驾驶员看到的像过高,可将显示器沿水平方向 (选填“靠近”或“远离”)挡风玻璃,移动之后所成像的大小 (选填“变大”“变小”或“不变”)。
15.(22-23八年级上·广东清远·期末)检查视力的时候,视力表与被测者之间的标准距离应该是5m。由于房间长度有2.8m。以医生把视力表放在被测者头部的后上方,让被测者识别对面墙上镜子里的像(如图所示)。镜子所成的是 (选填“实像”、“虚像”);此时视力表在镜中的像与被测者相距 m;如果要按标准要求进行视力测试,图中被测者向平面镜 (选填“靠近”、远离)平面镜。
三、作图题
16.(21-22八年级上·陕西西安·期中)按要求完成作图。
(1)请在图1中画出一束射向水面的光线的反射光线;
(2)图2中是物体在平面镜中的像,请根据平面镜成像特点,画出平面镜的位置。
17.(2024·河南周口·模拟预测)如图所示,小猫通过墙壁上竖直放置的平面镜看到一只小鸟在空中飞行,请你画出小猫看见小鸟(A点)的光路图。
四、实验题
18.(23-24八年级上·福建福州·期末)小明利用如图所示的器材“探究平面镜成像特点”。
(1)实验中用玻璃板代替平面镜,主要是利用玻璃板透明的特点,便于 ,如果有1mm厚和2mm厚的两块玻璃板,应选择 mm厚的玻璃板做实验。
(2)小明拿另一支大小相同且 (选填“需要”或“不需要”)点燃的蜡烛B在玻璃板后面移动,人眼一直在 (选填“E”或“F”)一侧观察,直到看上去蜡烛B跟蜡烛A完全重合,此现象表明平面镜所成的像与物体的大小 。
(3)移开蜡烛B,在其原来位置放一光屏,光屏上 (选填“能”或“不能”)呈现蜡烛的像,说明平面镜所成的是 (选填“虚”或“实”)像。
(4)小轿车的前挡风玻璃是倾斜的,这样可以保证夜间开车时,车内物体通过挡风玻璃所成的像在司机前面的 (选填“斜上方”、“斜下方”或“正前方”)避免干扰司机的视线,保证驾驶安全。
【能力培优】
五、科普阅读题
19.(23-24八年级上·江苏苏州·阶段练习)阅读材料:完成下列小题:
汽车中的光现象
汽车抬头显示(如图甲)又叫汽车平视显示系统(HeadUpDisplay),简称HUD。HUD是为了高速行驶的车辆而研发,在高速行驶时,如果驾驶员低头观看仪表信息,在前方遇有紧急情况就有可能因来不及采取有效措施而造成事故。HUD是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,驾驶员透过挡风玻璃往前方看的时候,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。驾驶员不必低头,就可以看到车辆信息,如车速、油耗、导航等,从而避免分散对前方道路的注意力。同时驾驶员不必在观察远方的道路和近处的仪表之间调节眼睛,可避免眼睛疲劳,确保驾驶舒适安全。
(1)挡风玻璃所成的仪表盘的像是光的 现象形成的。该像是 (选填“实”或“虚”)像;
(2)HUD有一个技术难题,即挡风玻璃所成的像易产生重影,影响使用效果。重影产生的原因是挡风玻璃有一定的 (选填“厚度”、“透明度”);
(3)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 ;
(4)某驾驶员发现挡风玻璃所成的像过低,不便于观察,这时就需要将显示器沿水平方向 (选填“远离”、“靠近”)挡风玻璃。如果成像不清晰,可以 (选填“增强”或“减弱”)显示器亮度,改善成像效果;
(5)为了使挡风玻璃所成的像离人眼距离达2米以上,甚至更远,以便避免观察数据时眼睛的疲劳,下列做法可行的是_________;
A.将显示器上的字体变大
B.将显示器安装在后挡风玻璃上
C.让显示器上的信息通过多面平面镜多次成像
(6)汽车前灯的反光装置相当于 (选填“平面镜”、“凹面镜”或“凸面镜”),当汽车的远光灯位于该镜焦点位置时,射出的光接近于平行光。
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第四章 光的世界
课时4.3 平面镜成像
2022年课程标准
物理素养
2.3.4 探究并了解平面镜成像时像与物的关系。知道平面镜成像的特点及应用。
科学观念:体会虚像形成的原因;了解生活中平面镜成像的应用
科学探究:探究平面镜成像规律,掌握平面镜成像特点。
知识点1:平面镜成像特点
1. 平面镜:平静的水面、平板玻璃、平滑的金属面,都可以看作平面镜(plane mirror)。
2. 成像特点:平面镜所成的像是虚像;像与物体的大小相等;像到平面镜的距离等于物体到平面镜的距离。
知识点2:平面镜成像的应用
(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。
知识点3:凸面镜和凹面镜
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。
探究一: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. 实验结论:
(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。
6. 注意事项
(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。
1.(23-24八年级上·山东青岛·阶段练习)探究平面镜成像特点。
(1)过程:
①在桌面上铺一张大纸,纸上竖立一块 作为平面镜,这样做的目的是便于 ,
②把一只点燃的蜡烛放在玻璃板的前面,可以看到它在玻璃板后面的像。再拿一支没有点燃的 的蜡烛(目的是便于比较 ),竖直着在玻璃板后面移动,直到看上去它跟前面的那支蜡烛的像 ,这说明像与物的大小 ,这个位置就是前面那支蜡烛的像的位置。
③移动点燃的蜡烛,重复上述实验步骤。
④用光屏,到像的位置去承接,观察光屏上 (有、没有)像,说明平面镜所成像为 。
(2)如图是同学们探究“平面镜成像特点”的几种情境。下列说法正确的是_________。
A.若蜡烛A距玻璃板4cm,则蜡烛B距玻璃板8cm才能与蜡烛A的像完全重合
B.若在甲图中玻璃板与B蜡烛之间放一块挡光板,则不能透过玻璃板看到A的像
C.若蜡烛A在玻璃板中的像偏高且倾斜,则乙图是产生该现象的原因
D.若蜡烛A在玻璃板中的像偏高且倾斜,则丙图是产生该现象的原因
【答案】(1) 透明玻璃板 确定像的位置 完全相同 像与物体的大小关系 完全重合 相等 没有 虚像
(2)C
【详解】(1)[1][2]实验中用透明的玻璃板代替平面镜,玻璃板可以成像,也可以透光,在物体的一侧能看到物体的像,便于确定像的位置。
[3][4]实验时采用两个完全相同的蜡烛,一支蜡烛放在玻璃板的前面并点燃用于成像,一只未点燃,用于与像做比较,在通过等效替代法得出像与物体的大小关系。
[5][6]当玻璃板后面的蜡烛和玻璃板前面的蜡烛的像完全重合时,说明像和与像作比较的蜡烛等大,而与像作比较的蜡烛和成像的蜡烛大小完全相同,则说明像与物的大小完全相等。
[7]为了说明平面镜中所成的像是实像还是虚像,可以移走蜡烛B,直接观察光屏上是否有蜡烛A的像,若光屏上没有像,说明平面镜所成的像为虚像。
(2)A.由平面镜成像特点可知,像距等于物距,若蜡烛A距玻璃板4cm,蜡烛A的像距离平面镜也为4cm,则蜡烛B距玻璃板4cm才能与蜡烛A的像完全重合,故A错误;
B.平面镜成像是光的反射现象,在甲图中玻璃板与B蜡烛之间放一块挡光板,不影响成像,则透过玻璃板能看见物体的像A′,故B错误;
CD.像与物体关于平面镜对称,由图得,当玻璃板向左倾斜时,像偏高且倾斜;当玻璃板向右倾斜时,像偏低且倾斜,如下图所示,故C正确,D错误。
故选C。
2.(23-24八年级上·内蒙古赤峰·期中)小茗用图甲所示装置进行“探究平面镜成像的特点”实验。
(1)实验中选择透明玻璃板代替平面镜的目的是 ;
(2)把一支点燃的蜡烛A放在玻璃板前面,再拿一支外形相同但不点燃的蜡烛B在玻璃板后面移动,直到 ,说明平面镜所成的像与物体的大小相等;
(3)为了判断平面镜成的是实像还是虚像,小茗移去蜡烛B、并在其所在位置上放一光屏,直接观察光屏 (选填“有”或“没有”)蜡烛A的烛焰的像,说明平面镜成的是虚像;
(4)改变蜡烛A的位置,进行三次实验。用直线将物和像的位置连接起来,如图乙所示,用刻度尺测得像和物到镜面的距离 ;
(5)根据以上实验现象可得出:平面镜所成的像与物体关于镜面 。
【答案】(1)便于确定像的位置
(2)看上去它跟蜡烛A的像完全重合
(3)没有
(4)垂直
(5)对称
【详解】(1)玻璃板有透光性,既能成像,又能确定像的位置,用玻璃板代替平面镜进行实验,目的是便于确定像的位置。
(2)把一支点燃的蜡烛A放在玻璃板前面,再拿一支外形相同但不点燃的蜡烛B在玻璃板后面移动,直到看上去它跟蜡烛A的像重合,则B与A的像大小相等,因A、B蜡烛完全相同,说明平面镜所成的像与物体大小相等。
(3)虚像不能成在光屏上,移去蜡烛B、并在其所在位置上放一光屏,直接观察光屏,光屏上没有蜡烛A的烛焰的像,说明平面镜成的是虚像。
(4)改变蜡烛A的位置,进行三次实验,用直线将物和像的位置连接起来,会发现像与物体的连线与平面镜垂直,像和物到镜面的距离相等。
(5)由于像与物体的连线与平面镜垂直,像和物到镜面的距离相等,像和物体大小相等,所以平面镜所成的像与物体关于镜面对称。
探究二:平面镜成像原理及作图
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。
1. 平面镜成像作图
S为平面镜 MN前的一点光源,请作出它在平面镜中的像S'(用两种方法作图)。
方法一:根据平面镜成像原理(光的反射定律)作图
方法二:根据平面镜成像的特点作图(对称法)。
2. 实像与虚像的理解
项目
说明
特点
实例
实像
实际光线会聚而成的像
既可以用眼睛直接观察,又可以用光屏承接
小孔成像
虚像
不是由实际光线会聚而成的,而是由实际光线的反向延长线相交形成的
只能用眼睛观察,不能
用光屏承接
平面镜成像
角度1:平面镜成像的特点
3.(23-24九年级下·湖北孝感·期中)为了避免汽车在高速行驶时,驾驶员低头观看仪表信息造成事故,人们发明了如图甲所示的抬头显示器。图乙为其原理图,水平放置的显示器上的行车数据能通过前挡风玻璃呈现在驾驶员的正前方。下列说法不正确的是( )
A.挡风玻璃上所成的像是虚像
B.司机前面的挡风玻璃与水平面的夹角应为45°
C.司机在挡风玻璃上看到显示器的像是光的反射形成的
D.若驾驶员发现挡风玻璃所成的像过高不利于观察,可将显示器沿水平方向远离挡风玻璃
【答案】D
【详解】A.挡风玻璃相当于平面镜,根据平面镜成像特点可知,挡风玻璃上所成的像是正立的虚像。故A正确,不符合题意;
B.车辆抬头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,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B正确,不符合题意;
C.挡风玻璃相当于平面镜,所成的像是由于光的反射形成的。故C正确,不符合题意;
D.根据平面镜成像特点,驾驶员发现挡风玻璃所成的像过高,不便于观察,这时就需要将显示器沿水平方向靠近挡风玻璃,故D错误,符合题意。
故选D。
4.(23-24九年级下·辽宁铁岭·期中)一块平面镜放在水平桌面上,镜面的一部分刚好被一本书盖上了,在书上放着一个苹果,小明用手去拿苹果,如图所示。下列有关说法正确的是( )
A.苹果比它在平面镜中的像要稍大一点 B.平面镜所成的像是苹果清晰明亮的实像
C.拇指尖A点与其所成的像关于镜面是对称的 D.当把苹果拿起时,镜中苹果的像会逐渐变小
【答案】C
【详解】AD.平面镜所成的像与物大小相等,故AD错误;
B.平面镜成等大的虚像,故B错误;
C.平面镜所成的像与物关于平面镜对称,所以拇指尖A点与其所成的像关于镜面是对称的,故C正确。
故选C。
5.(23-24八年级上·四川达州·期中)一只小鸟在平静的湖面上方飞过,湖水深2米,当小鸟距水面3m时,小鸟在湖面的“倒影”是 (选填“实”或“虚”)像,是由于光的 形成的,该“倒影”距小鸟 m。
【答案】 虚 反射 6
【详解】[1][2][3]平静的湖面相当于平面镜,小鸟在水中的倒影是由于光的反射形成的虚像;平面镜所成的像和物体到平面镜的距离相等,小鸟距离水面3m,则该“倒影”距小鸟6m。
6.(2024·山东泰安·二模)以镜正衣冠,学校在教学楼大厅设有仪容镜,便于师生自觉规范仪容仪表。小明在仪容镜前整理衣服,当他走近平面镜时,所成像的大小 (选填“变大”、“变小”或“不变”)。
【答案】不变
【详解】平面镜成的像,大小与物体的大小相等,小明靠近平面镜时,所以像的大小也不变。
角度2:利用平面镜成像做出物或像
7.如图所示,A'B'是物体AB通过平面镜所成的像,请在图中画出物体AB,并保留作图痕迹。
【答案】
【详解】平面镜成像时像和物关于平面镜对称,则分别作出A′、B′关于平面镜的对称点A、B,连接AB即为物体AB,如图所示:
8.(23-24八年级下·湖南衡阳·阶段练习)在如图中,作出物体在平面镜中所成的像。
【答案】
【详解】①作A点关于镜面的对称点A′;(做对称点留下的作图痕迹是对应点的虚线连线和垂直符号)②作B点关于镜面的对称点B′;③作C点关于镜面的对称点C′;④用虚线连接A′B′,B′C′,A′C′,ΔA′B′C′就是ΔABC在平面镜MN中的像。作图如下图
9.(23-24八年级上·江苏扬州·阶段练习)如图,作出AB在平面镜中所成的像AB’;
【答案】
【详解】先作出端点A、B关于平面镜的对称点A′、B′,用虚线连接A′、B′即为物体AB的像,如下图
角度3:利用平面镜成像找处光源
10.(23-24八年级上·吉林白城·期末)请你依据光的反射定律(保留作图痕迹)作出光源S的位置。
【答案】
【详解】首先根据平面镜成像原理反向延长两条反射光线交于一点即像点S′,然后根据平面镜成像特点做出像点关于镜面的对称点S就是点光源,然后完成光路,如图所示:
11.如图所示,a、b是平面镜镜前一点光源S发出的光线经平面镜反射后的两条反射光线,请画出点光源S的位置,保留作图痕迹。
【答案】
【详解】先将两条反射光线反向延长交于一点S′(即为点光源在平面镜中的像点),再通过平面镜作出S′的对称点S,即为点光源S的位置,并连接S与两个反射点画出两条入射光线,如图所示:
12.(2023·四川南充·二模)如图所示,光线a、b是两条由点光源S发出的经平面镜反射后的反射光线,请根据平面镜成像原理和成像特点确定点光源S的位置。
【答案】
【详解】平面镜成像的原理是光的反射,平面镜成的虚像是反射光线的反向延长线相交而成,先将两条反射光线反向延长交于一点,即点光源的像点;平面镜成像时,像与物关于平面镜对称,据此作出的对称点S,即为点光源S的位置,并连接S与两个反射点画出入射光线,如图所示:
五、角度4:物像对称做出平面镜
13.(2024·山西大同·一模)有东西掉到沙发底下,爷爷弯不下腰,看不到东西在什么地方。小华拿了一块小镜子放在下图中B处,调整好角度,让爷爷在A处看到了沙发下C处的东西。请画出调整好角度的镜子和看到C处东西的光路图。
【答案】
【详解】沙发下C处的东西发出的光线,经B处平面镜的反射,进入A处爷爷的眼睛里,则连接CB为入射光线,BA为反射光线,在光的反射中,反射角等于入射角,作出∠CBA的角平分线的垂线,即为平面镜的位置,作图如下:
14.(22-23八年级上·广东清远·期末)如图所示,A'B'是物体AB在平面镜中的像。请在相应位置画出平面镜。
【答案】
【详解】根据平面镜成像特点知道,像与物关于镜面对称,像和物体各对应点的连线被平面镜垂直平分,故作出AA′、BB′的中垂线即是平面镜所在的位置,如图所示:
15.如图1,我国敦煌的塔式光热电站通过平面镜把太阳光反射后会聚到吸热塔,其中某束光的传播路径如图2所示,在图2中画出平面镜的位置。(用“”表示平面镜)
【答案】
【详解】
作出入射光线和反射光线的夹角的平分线,即为法线,过O点做法线的垂线,即为平面镜,如图所示:
16.(2024·广东广州·二模)如图,发光点A发出一束光线a射向平面镜甲,为发光点A在另一平面镜乙所成的像。
①请在图中画出a经平面镜甲反射后的反射光线,并标出反射角r。
②画出平面镜乙的位置,平面镜乙用“”表示。
【答案】
【详解】①先作出法线,入射光线与法线的夹角即为入射角,根据光的反射规律,反射角等于入射角,反射光线与法线的夹角为反射角r,据此作出反射光线。
②连接A,根据平面镜成像规律,物与像关于平面镜对称,物到平面镜的距离与像到平面镜的距离相等,物与像的连线与平面镜垂直,据此在A的中点作出平面镜乙。
综上所述,如下图所示:
探究三:如何应用平面镜成像
应用
示例
成像
对着镜子女,舞蹈演员利用平面镜纠正舞姿
改变光路
潜望镜
扩大视觉空间
商场墙壁上平面镜,显得更宽敞;利用平面镜在较小的空间视力检查
17.(23-24八年级上·安徽池州·期中)测量视力时,利用平面镜成像特点可以节省空间。如图所示,让被测者面对镜子背对视力表,可知节省的空间距离为( )
A.5.4m B.4.6m C.3.1m D.2.3m
【答案】C
【详解】由图可知,节省的空间距离即视力表的像到平面镜的距离。人与镜的距离2.3m,视力表与镜距离即为
平面镜成的像与物到镜面距离相等,视力表的像离镜距离也为3.1m,故C符合题意,ABD不符合题意。
故选C。
18.(24-25八年级上·江苏宿迁·阶段练习)如图,水平桌面上放置一平面镜,镜面和桌面成45度角,一小球沿水平桌面向右滚动,那么镜中小球的像将( )
A.向下运动 B.向上运动 C.向左运动 D.向右运动
【答案】A
【详解】平面镜成像,像和物体关于镜面对称,镜面和桌面成45度角,小球沿水平桌面向右滚动时,镜中小球的像的运动轨迹与小球的运动轨迹对称,像将向下运动,故A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
19.(23-24八年级上·福建泉州·阶段练习)如图是检查视力时,平面镜、被测者和视力表的位置关系示意图。该视力表要求被测者在5m远处。若此时平面镜距视力表3m远,则
(1)利用平面镜来帮助检测有什么好处?
(2)被检测者应坐在离视力表多远?
(3)有人认为镜中的视力表比真实的视力表小,因此这种猜测不合理。你同意他的观点吗?为什么?
【答案】(1)节省空间
(2)1m
(3)不同意,原因见解析
【详解】(1)视力检查时要求被检测者与视力表间的距离为5m,由于空间不够,可借助视力表在平面镜中的像来检测,即利用平面镜来帮助检测可以节省空间。
(2)由图可知,视力表距离平面镜3m,视力表的像距离平面镜也是3m,则视力表与视力表的像之间的距离为6m,视力检查时要求被检测者与视力表间的距离为5m,由于空间不够,可借助视力表在平面镜中的像来检测,即被检测者与视力表在平面镜中的像之间的距离为5m,所以被检测者到视力表的距离为
6m−5m=1m
(3)由平面镜成像特点可知,物和像大小相等,即镜中的视力表和真实的视力表大小相等,故不同意他的观点。
20.(2024·广东汕头·二模)如图所示,小明竖直抱着时钟面对平面镜站立,此时他离平面镜的距离是0.5m.他看到的平面镜里自己的像是 (选填“实”或“虚”)像,时钟的正确时间是 ;当他再后退1m时,他的像距离平面镜的距离是 m。
【答案】 虚 10∶00 1.5
【详解】[1]平面镜成像原理是光的反射,是由于反射光线的反向延长线会聚而成的,所以成的是虚像。
[2]在平面镜中看到的时钟指针是左右相反的,所以正确的时间是10∶00。
[3]当他再后退1m时,他到平面镜的距离为1.5m,由于平面镜所成的像和物体各对应点到平面镜间距离相等,所以,他的像距离平面镜的距离是1.5m。
【基础强化】
一、单选题
1.(24-25八年级上·全国·)下列各例中,属于防止平面镜成像的是( )
A.家庭装修中,常利用平面镜来扩大视野空间
B.牙医借助平面镜看清牙齿的背面
C.夜间行驶时,车内的灯必须关闭
D.舞蹈演员通过平面镜矫正自己的姿势
【答案】C
【详解】A.家庭装修中,常利用平面镜来扩大视野空间,是利用平面镜成像,故A不符合题意;
B.牙医利用平面镜看清牙齿的背面,属于利用平面镜成像特点,故B不符合题意;
C.晚间打开驾驶室内的灯,车前窗就像镜子一样,司机只能观察驾驶室内部,路前方却不易看清,容易导致事故,所以车内的灯必须关闭,这是防止平面镜成像,故C符合题意;
D.舞蹈演员利用平面镜观察和矫正自己的姿势是利用平面镜成像,故D不符合题意;
故选C。
2.(23-24八年级上·江苏无锡·期末)如图所示,一只白鹤站立在平静的水中,可以看到白鹤的两个“影”子——岸边影子和水中的倒影。下列说法中正确的是( )
A.岸边的影子是由于光的直线传播形成的 B.水中的倒影是由于光的折射形成的
C.白鹤飞离水面时,它的倒影会变小 D.白鹤在水中的倒影是实像
【答案】A
【详解】A.岸边的影子是由于光的直线传播形成的,故A正确;
B.白鹤的倒影是平面镜成像,由于光的反射形成的,故B错误;
C.白鹤飞离水面时,它的倒影是平面镜成像,成像大小与物体等大,倒影大小不变,故C错误;
D.白鹤在水中的倒影是平面镜成的虚像,故D错误。
故选A。
3.(23-24八年级上·山东日照·阶段练习)如图所示,小明将一把玩具枪放在了玻璃台面上,打开壁灯时,下列说法错误的是( )
A.①是枪的影子
B.③是枪经玻璃所成的像
C.②是③的影子
D.②是①经玻璃所成的像
【答案】C
【详解】A.①是壁灯发出的光被枪挡住在墙壁上形成的影子,是光沿直线传播造成的,故A正确,A不符合题意;
B.③是枪经玻璃所成的像,属于平面镜成像,大小相等、关于镜面对称,故B正确,B不符合题意;
CD.③是平面镜成的虚像,不会形成影子,②是枪的影子经玻璃所成的像,故C错误、D正确,C符合题意、D不符合题意。
故选C。
4.(23-24八年级下·上海闵行·期中)如图所示,飞天航天服有两个特别的设计:手腕上的小镜子和胸前反印的汉字。航天员穿上舱外航天服后,在头盔里看不到航天服上的按钮及汉字。工程人员想了个办法:在手腕处安装了小镜子,来看衣服上的字和准确操作按钮。以下说法正确的是( )
A.汉字通过镜子所成的是实像
B.航天服胸前的字与它的像关于镜面对称
C.当镜子靠近汉字时,汉字通过镜子成的像会变大
D.当镜子靠近汉字时,汉字到镜子的距离小于像到镜子的距离
【答案】B
【详解】A.由于是平面镜成像,故成的是虚像,故A错误;
B.根据平面镜成像特点,像与物体关于平面镜对称,则航天服胸前的字与它的像关于镜面对称,故B正确;
C.根据平面镜成像特点,像与物体等大,当镜子靠近汉字时,汉子的大小不变,则汉字通过镜子成的像的大小不变,故C错误;
D.根据平面镜成像特点,像与物体到平面镜的距离相等,当镜子靠近汉字时,汉字到镜子的距离等于像到镜子的距离,故D错误。
故选B。
5.(2024·安徽六安·模拟预测)如图所示是探究平面镜成像特点的实验装置,关于该实验下列说法中正确的是( )
A.该实验应该在明亮的环境中完成
B.看到玻璃板后面蜡烛的像是光的折射现象
C.实验中玻璃板和坐标纸垂直放置且玻璃板越厚越好
D.该实验选用两个等大的蜡烛是为了比较像与物的大小
【答案】D
【详解】A.该实验应该在较暗的环境中完成,明暗对比更强烈,成像更清晰,故A错误;
B.平面镜成像是由于光的反射形成,故B错误;
C.选择较薄的玻璃板可避免出现两个像,故玻璃板越薄越好,故C错误;
D.该实验选用两个等大的蜡烛是为了比较像与物的大小,若蜡烛B能跟蜡烛A的像完全重合,说明像与物等大,故D正确。
故选D。
6.(23-24八年级上·湖北武汉·阶段练习)2023年10月8日,杭州第19届亚洲运动会在杭州奥体中心体育场圆满闭幕,中国兑现了举办一届“中国特色、亚洲风采、精彩纷呈”亚运盛会的庄严承诺。如图所示,杭州亚运会吉祥物琮琮在平面镜中成的像是( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【详解】根据平面镜成像特点分析,当镜面竖直放置时,吉祥物琮琮所成的像是正立、等大、左右相反的,符合该条件的只有B图,故ACD不符合题意,B符合题意。
故选B。
7.(2024·安徽合肥·二模)小明在探究“平面镜成像”实验中,分别把一个不透明且不光滑的挡板放置在如图甲、乙所示的位置,则小明在右侧观察时( )
A.甲图中能看到像 B.乙图中能看到像
C.甲、乙两图中均能看到像 D.甲、乙两图中均看不到像
【答案】A
【详解】在图甲处木板放置在平面镜后面,由于平面镜所成的像是由于光的反射形成的,在图甲处放置木板对看到虚像不产生影响,所以能在甲处看到像,由图乙可知,木板放置在平面镜前面,挡住了反射光线,所以在图乙处放置木板不能看到像,故A正确,BCD错误。
故选A。
8.(23-24八年级上·山西晋中·期末)小明在项目化学习中制作了如图所示的昆虫观察箱。在一面开口的箱内放置两块平面镜A和B,当蜘蛛通过蛛丝悬停在空中时,可以对其进行全面的观察。蜘蛛在平面镜所成的像是( )
A.平面镜A成缩小的实像 B.平面镜A成等大的实像
C.平面镜B成放大的虚像 D.平面镜B成等大的虚像
【答案】D
【详解】根据平面镜成像的特点可知,蜘蛛在平面镜A与平面镜B中成的都是等大的虚像。
故选D。
9.(23-24八年级上·北京朝阳·阶段练习)小春同学去眼镜店配眼镜,商家采用了如图所示方法给她检查视力,请根据图中的数据找出正确选项( )
A.视力表的像距离平面镜5 m
B.小春距离她自己的像5 m
C.视力表的像距离小春4m
D.小春的像距离视力表的像1 m
【答案】D
【详解】A.平面镜成像特点是人和像关于镜面对称,所以,视力表和视力表的像相对于平面镜对称,由图知道,视力表距离平面镜3m,则视力表的像距离平面镜也是3m,故A错误;
B.由图知道,小春距离平面镜为2m,则她的像距离平面镜也为2m,则小春距离她的像为
故B错误;
C.由图知道,视力表的像到镜面的距离为3m,人到镜面的距离为2m,故视力表的像距离小春
故C错误;
D.由图知道,人的像到镜面的距离为2m,视力表的像到镜面的距离为3m,小春的像距离视力表的像
故D正确。
故选D。
二、填空题
10.(24-25八年级上·全国·)如图所示的是小明在户外拍摄到荷花在水中“倒影”的照片。关于荷花的“倒影”,它是由光的 所成的 像,倒影和影子的形成原理 。
【答案】 反射 虚 不相同
【详解】[1][2]平静的水面可视为平面镜,荷花的“倒影”,属于平面镜成像,平面镜成像原理是光的反射;根据平面镜成像规律,所成的“倒影”是虚像。
[3]影子的成因是光的直线传播,所以倒影和影子的形成原理不相同。
11.(24-25八年级上·全国·单元测试)如图是泉州湾跨海大桥与倒影形成的一幅壮美画面,桥在水中的倒影是光的 形成的 (选填“虚”或“实”)像。
【答案】 反射 虚
【详解】[1][2]水面相当于平面镜,大桥在水中成的倒影是平面镜成像,属于光的反射现象,根据平面镜成像的特点可知,倒影是大桥的虚像。
12.(23-24八年级上·上海·阶段练习)如图所示,两个平面镜之间的夹角为60°,两镜面间有一点光源S,它经两平面镜所成的清晰的像有 个。
【答案】5
【详解】平面镜成的像与物关于平面镜对称。每个镜面都可以成像且物体与像关于镜面对称,设上方平面镜为M1,下方平面镜为M2。如下图所示,点光源S3成像S1,再在M2中成像S3,S2又在M1中成像S4……直至成像重合为止,再减去与物体 ,既得
两个平面镜互相成像,所成像将360°角分成几个均等的区域,出现的像就在每个区域面,成像的个数是
13.(23-24八年级上·陕西西安·阶段练习)如图是小明检查视力的情景,视力表放在小明头部的后上方,他只需要识别对面墙上镜子里的像 m,若小明向平面镜靠近了1m,他的像距镜面 m,像将 (选填“变大”、“变小”或“不变”)。
【答案】 4.6 1.1 不变
【详解】[1]视力表到平面镜的距离是2.5m,视力表的像到平面镜的距离是2.5m,该同学到平面镜的距离是
镜中视力表的像到小明的距离为2.5m+2.1m=4.6m
[2][3]若小明向平面镜靠近了1m,他的像距镜面为4.6m-2.5m-1m=1.1m
由平面镜成像特点可知,则镜中视力表的像的大小将不变。
14.(2024·湖北荆门·一模)为了避免驾驶员低头观看仪表信息而造成交通事故,车内安装了如图甲所示的汽车平视显示系统(简称HUD),可将水平显示器上重要行车数据通过前挡风玻璃(看作平面镜),方便司机查看。请在图乙中画出显示器AB在挡风玻璃中所成的像 。若驾驶员看到的像过高,可将显示器沿水平方向 (选填“靠近”或“远离”)挡风玻璃,移动之后所成像的大小 (选填“变大”“变小”或“不变”)。
【答案】 靠近 不变
【详解】[1]分别作出物体AB端点A、B关于平面镜的对称点A′和B′,用虚线连接A′B′,即为AB在平面镜中的像。如图:
[2]因为像到平面镜的距离随着物体到镜面的距离减小而减小,当发现挡风玻璃所成的像过高,这时就需要将显示器沿水平方向靠近挡风玻璃。
[3]移动过程中,物体不变,所以像的大小不变。
15.(22-23八年级上·广东清远·期末)检查视力的时候,视力表与被测者之间的标准距离应该是5m。由于房间长度有2.8m。以医生把视力表放在被测者头部的后上方,让被测者识别对面墙上镜子里的像(如图所示)。镜子所成的是 (选填“实像”、“虚像”);此时视力表在镜中的像与被测者相距 m;如果要按标准要求进行视力测试,图中被测者向平面镜 (选填“靠近”、远离)平面镜。
【答案】 虚像 5.2 靠近
【详解】[1]由平面镜成像特点可知,平面镜所成的像是虚像;
[2]视力表到平面镜的距离是2.8m,视力表的像到平面镜的距离是2.8m,该同学到平面镜的距离是
2.8m-0.4m=2.4m
镜中视力表的像到该同学的距离为2.8m+2.4m=5.2m
[3]视力表与被测者之间的标准距离应该是5m,则5.2m>5.2m
故如果要按标准要求进行视力测试,图中被测者向平面镜靠近。
三、作图题
16.(21-22八年级上·陕西西安·期中)按要求完成作图。
(1)请在图1中画出一束射向水面的光线的反射光线;
(2)图2中是物体在平面镜中的像,请根据平面镜成像特点,画出平面镜的位置。
【答案】(1)
(2)
【详解】(1)过入射点O作出垂直于水面的法线,再根据反射角等于入射角作出反射光线,如下:
(2)平面镜成的像与物关于平面镜对称,连接、,作两条连线的垂直平分线即为平面镜的位置,如下:
17.(2024·河南周口·模拟预测)如图所示,小猫通过墙壁上竖直放置的平面镜看到一只小鸟在空中飞行,请你画出小猫看见小鸟(A点)的光路图。
【答案】
【详解】做小鸟A点关于镜面的对称点A′,连接像点与小猫眼睛B点与镜面相交于一点O,即为入射点,连接AO、OB,则AO是入射光线,OB为反射光线,如下图所示:
四、实验题
18.(23-24八年级上·福建福州·期末)小明利用如图所示的器材“探究平面镜成像特点”。
(1)实验中用玻璃板代替平面镜,主要是利用玻璃板透明的特点,便于 ,如果有1mm厚和2mm厚的两块玻璃板,应选择 mm厚的玻璃板做实验。
(2)小明拿另一支大小相同且 (选填“需要”或“不需要”)点燃的蜡烛B在玻璃板后面移动,人眼一直在 (选填“E”或“F”)一侧观察,直到看上去蜡烛B跟蜡烛A完全重合,此现象表明平面镜所成的像与物体的大小 。
(3)移开蜡烛B,在其原来位置放一光屏,光屏上 (选填“能”或“不能”)呈现蜡烛的像,说明平面镜所成的是 (选填“虚”或“实”)像。
(4)小轿车的前挡风玻璃是倾斜的,这样可以保证夜间开车时,车内物体通过挡风玻璃所成的像在司机前面的 (选填“斜上方”、“斜下方”或“正前方”)避免干扰司机的视线,保证驾驶安全。
【答案】(1) 确定像的位置 1
(2) 不需要 E 相等
(3) 不能 虚
(4)斜上方
【详解】(1)[1][2]玻璃有透光性,玻璃既能成像,又能看清玻璃板后的物体,便于确定像的位置;应选择玻璃来研究平面镜成像特点,这样做的目的是便于确定像的位置;厚玻璃板两个表面反射面两个相距较选的像,不易确定像的位置,如果有1mm厚和2mm厚的两块玻璃板,应选择1mm厚的玻璃板做实验。
(2)[1]为使成像清晰,小明拿另一支大小相同且不需要点燃的蜡烛B在玻璃板后面移动。
[2][3]平面镜成的像属于光折反射,人眼一直在E一侧观察,直到看上去蜡烛B跟蜡烛A完全重合,此现象表明平面镜所成的像与物体的大小相等。
(3)[1][2]虚像不能成在光屏上,移开蜡烛B,在其原来位置放一光屏,光屏上不能呈现蜡烛的像,说明平面镜所成的是虚像。
(4)平面镜成的像与物关于镜面对称,小轿车的前挡风玻璃是倾斜的,这样可以保证夜间开车时,车内物体通过挡风玻璃所成的像在司机前面的斜上方避免干扰司机的视线,保证驾驶安全。
【能力培优】
五、科普阅读题
19.(23-24八年级上·江苏苏州·阶段练习)阅读材料:完成下列小题:
汽车中的光现象
汽车抬头显示(如图甲)又叫汽车平视显示系统(HeadUpDisplay),简称HUD。HUD是为了高速行驶的车辆而研发,在高速行驶时,如果驾驶员低头观看仪表信息,在前方遇有紧急情况就有可能因来不及采取有效措施而造成事故。HUD是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,驾驶员透过挡风玻璃往前方看的时候,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。驾驶员不必低头,就可以看到车辆信息,如车速、油耗、导航等,从而避免分散对前方道路的注意力。同时驾驶员不必在观察远方的道路和近处的仪表之间调节眼睛,可避免眼睛疲劳,确保驾驶舒适安全。
(1)挡风玻璃所成的仪表盘的像是光的 现象形成的。该像是 (选填“实”或“虚”)像;
(2)HUD有一个技术难题,即挡风玻璃所成的像易产生重影,影响使用效果。重影产生的原因是挡风玻璃有一定的 (选填“厚度”、“透明度”);
(3)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 ;
(4)某驾驶员发现挡风玻璃所成的像过低,不便于观察,这时就需要将显示器沿水平方向 (选填“远离”、“靠近”)挡风玻璃。如果成像不清晰,可以 (选填“增强”或“减弱”)显示器亮度,改善成像效果;
(5)为了使挡风玻璃所成的像离人眼距离达2米以上,甚至更远,以便避免观察数据时眼睛的疲劳,下列做法可行的是_________;
A.将显示器上的字体变大
B.将显示器安装在后挡风玻璃上
C.让显示器上的信息通过多面平面镜多次成像
(6)汽车前灯的反光装置相当于 (选填“平面镜”、“凹面镜”或“凸面镜”),当汽车的远光灯位于该镜焦点位置时,射出的光接近于平行光。
【答案】(1) 反射 虚
(2)厚度
(3)45°
(4) 远离 增强
(5)C
(6)凹面镜
【详解】(1)[1][2]挡风玻璃相当于平面镜,其成像原理是光的反射;仪表盘成的像是由于反射光线的反向延长线会聚形成的的虚像。
(2)挡风玻璃有一定的厚度,两个面都会反射成像,所以能形成两个像,形成重影。
(3)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,由于像和物关于镜面对称,则挡风玻璃与水平面夹角为45度。
(4)[1][2]因为像到平面镜的距离随着物体到镜面的距离减小而减小,当发现挡风玻璃所成的像过低,不便于观察,这时就需要将显示器沿水平方向远离挡风玻璃;为了使像更加清晰,应增强显示器亮度,改善成像效果。
(5)为了使挡风玻璃所成的像离人眼距离达2米以上,甚至更远,以便避免观察数据时眼睛的疲劳,利用平面镜成像与物对称,可以让显示器上的信息通过多面平面镜多次成像,故ABD不符合题意,C符合题意。
故选C。
(6)凹面镜对光线有会聚作用,汽车前灯的反光装置相当于凹面镜,根据光路可逆知,当汽车的远光灯位于该镜焦点位置时,射出的光接近于平行光。
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