内容正文:
2.3 平面镜 导学案
【学习目标】
1、物理观念:掌握平面镜成像的五大特点,区分实像与虚像,知道平面镜的应用与危害。
2、科学探究:熟练掌握平面镜成像探究实验器材、步骤、易错点,理解等效替代法。
3、科学思维:规范完成平面镜成像光路作图,利用成像规律计算、解释生活现象。
4、知识联动:理解平面镜成像原理是光的反射,衔接上一节知识点。
【重难点】
重点:平面镜成像特点、探究实验、成像作图、实虚像区分
难点:实验误差分析、像物对称作图、人眼视觉错觉(近大远小)
【课前预习】
1、基础填空
(1)表面平整光滑的镜面叫做________;平静的水面、光滑金属面都相当于________。
(2)平面镜成像特点:像与物大小________;像与物到镜面距离________;像和物的连线与镜面________;像与物关于镜面________;平面镜成________立的________像。
(3)探究实验中,用________代替平面镜,目的是便于________;选用两支________的蜡烛,用来比较像与物的大小关系。
(4)像能在光屏上呈现,像不能在光屏上呈现。
(5)平面镜两大作用:①;②;危害是造成________。
2、正误判断
(1)物体靠近平面镜,镜中的像会变大。( )
(2)平面镜成的像,是倒立的虚像。( )
(3)玻璃板太厚,实验会出现重影现象。( )
(4)潜望镜利用平面镜改变光的传播方向。( )
3、预习思考
我们照镜子感觉人靠近镜子像变大,真实像的大小变了吗?为什么会有这种错觉?
【课堂探究】
探究1:探究平面镜成像特点(中考必考实验)
1、实验器材
茶色玻璃板、两支完全相同的蜡烛、白纸、刻度尺、光屏、支架
2、实验方法
等效替代法:用未点燃的蜡烛B,替代点燃蜡烛A的像,探究大小、位置关系
3、实验步骤
① 在白纸画一条直线,将玻璃板竖直垂直放置在直线上;
② 蜡烛A点燃放在玻璃板前,观察成像;
③ 移动未点燃蜡烛B,直至与A的像完全重合;
④ 标记物、像位置,用刻度尺测量距离;
⑤ 将光屏放在像的位置,直接观察光屏,判断虚实;
⑥ 多次改变蜡烛A位置实验,避免偶然性,寻找普遍规律。
4、实验结论(必背五大特点)
①大小:像与物体大小相等(与距离无关)
②距离:像与物到镜面距离相等
③位置:像物连线垂直于镜面
④方位:像与物关于镜面对称,左右相反、上下同向
⑤性质:成正立、等大的虚像
5、实验高频易错点(扣分重点)
🔴用玻璃板不用平面镜:透明,便于确定像的位置
🔴选用茶色玻璃板:减弱透光,成像更清晰
🔴玻璃板必须垂直桌面:倾斜后,蜡烛B无法与像重合
🔴出现两个像:玻璃板有厚度,前后两个面反射成像(重影)
🔴光屏承接不到像:证明平面镜成虚像
探究2:实像与虚像对比
分类
形成原因
光屏能否承接
光线特征
举例
实像
实际光线会聚而成
能
光线真实到达像点
小孔成像、投影仪成像
虚像
光线反向延长线会聚
不能
光线未到达像点
平面镜成像、放大镜成像
探究3:平面镜的作用与应用
1、成像:穿衣镜、化妆镜、湖面倒影
2、改变光路:潜望镜、牙医反光镜、太阳能反光板
3、危害:城市玻璃幕墙发生镜面反射,造成光污染
探究4:成像原理与作图规范
1、成像本质:光的反射
2、作图硬性规范(考试扣分点)
实物、入射/反射光线:实线,带箭头
像、辅助线、对称连线:虚线,无箭头
像物连线垂直镜面,必须标注垂直符号
严格遵循对称,距离、大小完全一致
【课堂必背考点(默写清单)】
1、成像口诀:等大、等距、垂直、对称、正立虚像
2、实验核心:玻璃板垂直放置、等效替代法、多次实验找规律
3、大小规律:像的大小只由物体大小决定,与物镜距离无关
4、成像原理:光的反射;虚像光屏不可承接
5、平面镜作用:成像、改变光路;危害:光污染
【分层当堂练习】
基础层
1、下列关于平面镜成像说法正确的是()
A. 物体离镜越近,像越大
B. 像与物到镜面距离相等
C. 平面镜成倒立虚像
D. 虚像可以用光屏承接
2、在探究平面镜成像实验中,用玻璃板代替平面镜的目的是________;用相同蜡烛是为了比较________。
3、身高1.7m的同学站在平面镜前3m处,他的像高______m,像到镜面距离______m。
进阶层(实验+现象应用)
1、实验中玻璃板没有竖直放置,会出现什么现象?________________________________
2、人远离平面镜时,像的大小________,人眼感觉像变小的原因是________。
3、水中的倒影属于________成像,成________(虚/实)像。
拓展层(中考高频易错题)
1、下列现象利用平面镜改变光路的是()
A. 梳妆镜整理仪容 B. 潜望镜观察物体
C. 湖面形成倒影 D. 穿衣镜试衣服
2、关于实像和虚像,说法正确的是()
A. 虚像是人的幻觉,没有光线
B. 实像能用光屏承接,虚像不能
C. 平面镜成实像,小孔成虚像
D. 虚像一定是倒立的
【课后作业】
1、默写平面镜成像五大特点;
2、完成1道物体平面镜成像规范作图题;
3、解释:为什么夜晚玻璃窗户会成室内物体的像?
2.3 平面镜
一.选择题
1.如图所示,有一平面镜与水平面成45°角倾斜放置,有一小球位于平面镜的左侧,为使小球在镜中的像竖直向上运动,应使小球( )
A.竖直向上运动 B.竖直向下运动
C.水平向左运动 D.水平向右运动
2.如图所示为“探究平面镜成像特点”的实验装置图,下列有关该实验的说法,正确的是( )
A.为了便于观察,该实验最好在较暗的环境中进行
B.如果将蜡烛A向玻璃板靠近,蜡烛A的像会变大
C.移去蜡烛B,并在原蜡烛B的位置放一光屏,发现光屏上能得到蜡烛A的像
D.保持A、B两支蜡烛的位置不变,无论怎样改变玻璃板的位置,发现蜡烛B始终能与蜡烛A的像重合
3.一物体放在平面镜前5米处,若将平面镜向物体移近1米,则在镜中看到物体两次像之间的距离为( )
A.1米 B.2米 C.3米 D.4米
4.如图所示,水平桌面上斜放着一个平面镜,桌面上有一个小球向镜面滚去。要使平面镜中小球的像沿竖直方向下落,则镜面与桌面间的夹角α为( )
A.30° B.45° C.60° D.90°
5.水平过道上方有一盏灯(如图),小明站在1号地砖上时,通过2号地砖看到灯的像;走到2号地砖上时,通过3号地砖看到灯的像。则小明通过两块地砖所看到的像( )
A.大小相同、位置不同 B.大小相同、位置相同
C.大小不同、位置相同 D.大小不同、位置不同
二.填空题
1.小红站在学校大厅衣冠镜前2m的地方,像到小红的距离为 m;小红发现衣领处有一点污渍,便走近镜子,镜中的像将 (选填“变大”、“不变”或“变小”);由于大厅内光线较暗,为了帮助小红看清衣领上的污渍,小明应将光源照向 (选填“衣领”或“平面镜”)。
2.检查视力的时候,视力表放在被测者头部的后上方,被测者识别对面墙上镜子里的像,如图所示,视力表在镜中的像与被测者相距 m,若视力表全长为0.8m,则视力表在镜中的像的长度为 m。
3.如图所示,小红同学做“研究平面镜成像的特点”实验,桌面上竖直放置的玻璃板作为 。实验时,小红同学首先要确定好图中蜡烛 的位置,然后应移动图中蜡烛 找像。当撤去玻璃板后,图中蜡烛 将会消失(最后三空均选填“A”、“B”或“C”)。
4.如图所示,公路边设有一大平面镜,我们从镜中看到一辆汽车向东驶到十字路口向右拐弯,这辆车实际上是向 行驶,向 拐弯。
5.如图所示,是某司机在行驶时从倒车镜中看到的情景。现在看到的汽车是在平面镜中成的 大的 像(选填“虚”或“实”).从倒车镜中看到A侧的转向灯闪烁,则该司机判断后面的车准备向 侧转向(选填“左”或“右”)。
三.作图题
1.“猴子捞月”的故事同学们耳熟能详,如图所示,若猴子的眼睛用点A表示,空中的月亮用点B表示,请画出猴子看见水中月亮的光路图,并保留必要的作图痕迹。
2.小美去鞋店买鞋,如图所示是她站在镜前试鞋的情景。请画出小美的眼睛A点看到鞋面B点在平面镜中所成像的完整光路图。
四.实验探究题
1.为完成“探究平面镜成像特点”实验,小芳选择了如图所示的实验装置。
(1)小芳用玻璃板代替平面镜的目的是 ;
(2)小芳把点燃的蜡烛A放在玻璃板前,还要在玻璃板的后面放一支外形相同 (选填“点燃”或“不点燃”)的蜡烛B,小芳应在 (选填“A”或“B”)蜡烛一侧观察玻璃板中的像;
(3)当把蜡烛靠近玻璃板时,蜡烛在玻璃板所成像的大小将 ;
(4)移去蜡烛B,在其原位置放置一块光屏,光屏上不能得到蜡烛A的像,说明平面镜所成的像是 (选填“实像”或“虚像”);
(5)小宾将蜡烛A竖直放在水平桌面的白纸上,点燃蜡烛A,她观察发现:平板玻璃中蜡烛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;
(6)将玻璃板由图甲中位置①水平向右平移至位置②时,蜡烛A的成像情况是 (选填字母代号)。
A.蜡烛成像仍在B处
B.蜡烛成像在B处右侧
C.蜡烛无法通过玻璃板成像
2.魔术师通过魔术箱为我们展现神奇的魔术,而它背后则是奇妙的物理原理,请你运用所学知识尝试揭秘。
(1)如图甲是一只魔术箱,正面看起来是一个完整的空纸箱。把纸币从空箱顶端的投币口投入,结果纸币“不翼而飞”,这是因为魔术箱中有一块 (选填“玻璃板”或“平面镜”),它与箱底的夹角为 度。
(2)图乙也是一只魔术箱,同一水平线上箱的左右两侧各有一个小孔,一束光从左侧小孔射入、右侧小孔射出,现将一块遮光板从顶部的窄缝插入箱中,正好与入射光线位于同一高度,光仍从右孔射出,丙图三种设计方案中不能完成该魔术的有 ,若魔术箱内只使用平面镜,则至少要 块。
参考答案与试题解析
一.选择题
1.【解答】解:
如图所示,当小球从A点滚动到B点(水平向左运动)时,根据像与物关于镜面对称的性质,小球在平面镜中的像从A′点运动到B′点,即小球在平面镜中的像竖直向上运动。
故选:C。
2.【解答】解:
A、在比较明亮的环境中,很多物体都在射出光线,干扰人的视线,在较黑暗的环境中,蜡烛是最亮的,蜡烛射向平面镜的光线最多,反射光线最多,进入人眼的光线最多,感觉蜡烛的像最亮。所以最比较黑暗的环境中进行实验,故A正确;
B、蜡烛远离玻璃板过程中,根据物像大小相等,蜡烛的像始终与蜡烛等大,故B错误;
C、因为光屏只能接收实像,不能接收虚像,所以移去后面的蜡烛B,并在原位置上放一光屏,不能发现光屏上能成正立的像,故C错误。
D、如果多次改变玻璃板的位置,玻璃板前后移动,则像距物距不相等,所以会发现B始终不能与A的像完全重合,故D错误。
故选:A。
3.【解答】解:物体放在平面镜前5米处,所以像到平面镜的距离为5米,则像与物体间的距离为5米×2=10米;
若将平面镜向物体移近1米,物体到平面镜的距离为4米,则像到平面镜的距离也为4米,像与物体间的距离为8米,物体的位置未变,说明像向物体移动了2米,可知在镜中看到物体两次像之间的距离为2米。
故选:B。
4.【解答】解:根据题意,小球水平向右运动,小球的像竖直向下运动,所以小球到达A点时,像也到达A点,所以平面镜应过水平方向和竖直方向的交点A;
根据题意,当小球在图示中的B点时,像点在竖直方向的C点,平面镜过BC连线的中点D;平面镜一定在AD连线上,其中:
∵BD=CD,AD⊥BC,
∴AD是∠BAC的角平分线,
又∵∠BAC=90°,
∴∠BAD=45°,如图所示:
所以题干中的夹角α=45°。
故选:B。
5.【解答】解:由平面镜成像的特点可知,平面镜所成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大小和位置均相同。
故选:B。
二.填空题
1.【解答】解:(1)小红站在距离平面镜2m前照镜子,根据物像到平面镜距离相等,所以小红的像到小红的距离为2m+2m=4m。
(2)当小红走近镜子时,小红的身高不变,根据物像大小相等,所以像大小不变。
(3)光照射在平面镜上会发生镜面反射,为了帮助小红看清衣领上的污渍,小明应将光源照向衣领;
故答案为:4;不变;衣领。
2.【解答】解:视力表到平面镜的距离是3m,视力表的像到平面镜的距离是3m,该同学到平面镜的距离是3m﹣1m=2m,则镜中视力表的像到该同学的距离为3m+2m=5m,
视力表全长为0.8m,根据平面镜成像特点,像与物大小相同,可知视力表在镜中的像的长度也为0.8m。
故答案为:5;0.8。
3.【解答】解:
(1)用透明的玻璃板代替平面镜,在物体一侧能看到物体的像,同时也能看到代替物体的另一个物体。
(2)实验时,小红同学首先要确定好玻璃板前面的蜡烛,即图中蜡烛C,然后在玻璃板后移动蜡烛A直至与C的像重合,
图中蜡烛B是蜡烛A在玻璃板中成的虚像,故当撤去玻璃板后,图中蜡烛B将会消失。
故答案为:平面镜;C;A;B。
4.【解答】解:根据平面镜成像的特点,如图所示,
故答案为:北,左。
5.【解答】解:汽车在平面镜中成的像是等大的虚像。
由于像与汽车关于镜面对称,所以A灯是汽车的左侧,所以可以判断后面的车向左侧转向。
故答案为:等;虚;左。
三.作图题
1.【解答】解:先做出B关于水面的对称点B′,即像的位置,连接像B′与小猴子的眼睛A与水面的交点为O,即为入射点,连接BO为入射光线,再连接入射点O和点A,OA即为反射光线,如图所示:
2.【解答】解:根据平面镜的特点在平面镜的另一侧作出鞋面B点的对称点B′,即为其在平面镜中的像;
连接像点与眼睛A点与镜面相交于一点O,即为入射点,连接BO、OA,则BO是入射光线,OA为反射光线,如图所示:
4. 实验探究题
1.【解答】解:(1)玻璃板既能透光,又能反射光,因此,便于观察确定像的位置;
(2)把一支点燃的蜡烛A竖直立在玻璃板前面,再拿一支外形完全相同的不点燃的蜡烛B,实验时,小芳同学应在A这一侧观察蜡烛A经玻璃板所成的像;
(3)当把蜡烛靠近玻璃板时,由于像的大小与物体大小相同,蜡烛A 的大小不变,所以蜡烛在玻璃板所成像的大小将不变;
(4)取走蜡烛B,在其所在的位置放置一光屏,光屏上不能接收到A的像,说明蜡烛A经平面镜所成的像是虚像;
(5)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,1图平面镜竖直放置,不会出现像偏高的情况,2和3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,2图出现蜡烛A的像偏高且倾斜,3图平板玻璃中蜡烛A的像偏低且倾斜;
(6)平面镜所成的像与物关于平面镜对称,蜡烛A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,故选A。
故答案为:(1)便于确定像的位置;(2)不点燃;A;(3)不变;(4)虚像;(5)3;(6)A。
2.【解答】解:(1)从甲图观察口看到正前方是方格子,整体好像是一个空箱子,甲图中的空箱子是利用平面镜成像得到的,因此镜面与箱底的夹角为45度;把纸币从空箱顶端的投币口投入,实际上纸币在平面镜后面,观众不能看见平面镜后面的纸币;
(2)A、图中平行于主光轴的入射光线,折射后通过焦点,通过焦点的光线经凸透镜折射后将平行于主光轴,可以实现一束光从左侧的小孔射入,将一块遮光板从顶部的窄缝插入箱中,正好挡住光线,可光仍从右孔射出,故A不符合题意;
BC、选项B中为一凹透镜和一凸透镜,左边的凹透镜对光线有发散作用,而图中凹透镜对光线却有会聚的作用,故B不能实现;选项C中有两个凹透镜,凹透镜对光线有发散作用,平行于主光轴的光线经凹透镜折射后,其折射光线的反向延长线过焦点,延长线过另一侧焦点的光线经凹透镜折射后将平行于主光轴,故C能实现,即三种设计方案中可以实现的有AC,不能实现的是B,故应选B;
由激光束从乙图左侧的小孔射入,需要至少经过三次反射才能从右侧小孔射出时,光线的方向没有发生改变,其实就是通过三块平面镜的反射实现的;
故答案为:(1)平面镜;45;(2)B;3。
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