内容正文:
第1章对环境的察觉
1.4光的反射和折射
第2课时平面镜
精讲·吃透教材
要点一 探究实践:探究平面镜成像特点
实验方法
等效替代法:用玻璃板代替平面镜,便于找到像的位置;让相同的未点燃的蜡烛与点燃的蜡烛的像重合,比较物和像的大小关系
实验图示
实验结论
物体在平面镜中成的是正立的虚像;像和物体的大小相等;像和物体到镜面的距离相等;像和物体的连线与镜面垂直
例1 探究平面镜成像特点的实验如图甲所示。
(1)现有厚度分别为5 mm 和2mm 的两块玻璃板,应选择 mm厚的玻璃板做实验,目的是 。
(2)用玻璃板代替平面镜的原因是 ,可以更好地研究平面镜的成像特点。
(3)在竖立的玻璃板前点燃蜡烛A,拿未点燃的蜡烛B竖立在玻璃板后面移动,人眼一直在玻璃板的 (填“前侧”或“后侧”)观察,直到蜡烛B与蜡烛A 的像完全重合,这种确定像与物大小关系的方法是 (填“控制变量法”或“等效替代法”)。
(4)光屏在玻璃板后面无论怎样移动,在光屏上都 (填“能”或“不能”)成像,说明平面镜所成的是 像。
(5)如图乙为从平面镜中看到墙上的时钟的像,请在图丙中画出时钟的实际时间。
解析(1)玻璃板有前后两个面,光在上面会发生两次反射,形成两个虚像,且玻璃板越厚,两个虚像的距离越大,从而对寻找像的位置产生影响。(2)玻璃板是透明的,虽然成像没有平面镜清晰,但是透过它可以找到物体的像的位置。(4)实像由实际光线会聚而成,可以在光屏上成像,不能在光屏上成像的为虚像。(5)根据平面镜成像时像与物体关于镜面对称完成作图。
答案(1)2防止厚玻璃板前后表面成两个像,影响实验效果(2)便于观察和确定像的位置(3)前侧 等效替代法(4)不能 虚(5)见图
要点二 平面镜成像作图
根据光的反射定律作图
根据平面镜成像特点作图
步骤
①从光点S引出两条光线,射到平面镜上;②作两条入射光线的法线和反射光线,将反射光线反向延长,反向延长线的交点即为S的像点S'
①过A、B点分别作平面镜的垂线,标上直角符号;②分别截取像距等于物距记为A'、B';③用虚线连接A'、B'两点
示意图
例2 画出物体AB 在平面镜中成的像A'B'。
解析先作出端点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。
答案见图
要点三平面镜成像特点的应用
1.平面镜成像的原理:光的反射。
2.平面镜成像的特点
(1)所成的像是虚像。
(2)像和物与镜面的距离相等。
(3)像与物体的大小相等。
(4)像与物体的连线和镜面垂直。
(5)像和物体关于镜面对称。
3.平面镜的应用
(1)利用平面镜成像:例如日常使用的镜子、平静的水面、玻璃板等。
(2)利用平面镜改变光的传播方向:例如潜望镜,潜艇内的人员通过潜望镜来观察水面上的情况;牙医借助平面镜改变光的传播方向,使得牙医能够看到牙齿的背面。
例3 测量视力时,视力表放在被测者后方,被测者识别对面墙上镜子里的像,如图所示。
(1)小红看到视力表的像是 (填“实”或“虚”)像,该像到小红的距离为 。
(2)若她向左移动1m ,镜子中视力表的像的大小 (填“变大”“变小”或“不变”),该像到小红的距离为 。
解析(1)小红看到视力表的像属于平面镜成像,成正立、等大的虚像,根据图可知,视力表到平面镜的距离为2.5m+0.5m=3m,根据平面镜成像特点“物像等距”可知,视力表的像到平面镜的距离也为3m,则视力表的像到小红的距离为3m+2.5m=5.5m。(2)若她向左移动1m ,根据平面镜成像特点“物像等大”可知,此时视力表的像的大小等于视力表的大小,即视力表的像大小不变。视力表的位置不变,则它的像到镜面的距离还是3m。此时小红到平面镜的距离为2.5m—1m=1.5m,则该像到小红的距离为3m+1.5m=4.5m。
精练·分层进阶
A组
1.关于平面镜成像,下列说法错误的是( )
A.物体在平面镜中成的是虚像
B.平面镜所成像的大小与物体的大小相等
C.像到平面镜的距离与物体到平面镜的距离相等
D.在做探究平面镜成像特点的实验中,若将玻璃板竖直向上提起,则蜡烛的像的位置向上移动
2.月亮与地球的平均距离约为384400 km,在平静的池塘中形成了月亮的像,已知池塘水深2.8m,则所成的月亮的像与水面的距离为( )
A. 2.8m B. 5.6m
C. 384400 km D.无法确定
3.教学楼大厅里竖立着一面平面镜,一只小蜜蜂以图中虚线所示路线从镜前飞过,蜜蜂在镜中的像( )
A.大小不变,到镜面的距离变大
B.大小不变,到镜面的距离变小
C.变大,到镜面的距离变大
D.变大,到镜面的距离变小
4.浙BA 比赛期间,客场队员夜游瓯江欣赏美景,他们看到游船在水中的像是 ( )
5.如图,在一面竖直立着的平面镜左侧水平放置一个九格的棋盘,平面镜右侧表示镜中的像,将棋子“馬”由图中甲处移到乙处,则平面镜中所显示的棋子“馬”的像的移动路径是 ( )
A. P→S B. S→P
C. Q→R D. R→Q
6.下列关于反射镜的说法,不正确的是 ( )
A.凸面镜对光具有发散作用
B.凹面镜对光具有会聚作用,可用于制造太阳灶
C.与平面镜相比,凸面镜能扩大视野,常用作汽车后视镜
D.平面镜遵循光的反射定律,凹面镜和凸面镜不遵循光的反射定律
7.小乐利用如图甲的实验装置探究“平面镜成像规律”,其中 A、B是两支相同的蜡烛。
(1)小乐选用两支相同的蜡烛做实验,是为了研究 。
(2)在寻找蜡烛A 的像的位置时,小乐的眼睛应在蜡烛 (填“A”或“B”)的一侧观察:在找准像的位置后,小乐在白纸上标记出a、b、c三点,如图乙;她应分别测出 (填“a、c”或“b、c”)两点到薄平板玻璃的距离进行比较。
(3)若要研究像与物左右位置的关系,下列字母模型,最好选用 (填序号)。
8.探究平面镜成像的特点,实验装置如图甲所示。
(1)在玻璃板前放置点燃的蜡烛A,在玻璃板后移动完全相同但未点燃的蜡烛B,直到B 与 A 的像 A'完全重合,说明像与物的 相等。在纸上描出蜡烛、玻璃板和像的位置,如图乙所示。
(2)得出结论:像与物关于平面镜对称。为使该结论具有普遍性,提出一条改进建议: 。
(3)利用薄玻璃板制作如图丙的“临摹神器”,可在白纸上临摹手机画面。如图丁,当手机屏幕与白纸的夹角为 80°时,若要使手机画面通过薄玻璃板所成像的位置在白纸上,薄玻璃板与桌面的夹角θ 应为 ,临摹时要在 (填“①”或“②”)位置观察。
B组
9.晚上,小科和同学们一起在教室里自习,他通过窗玻璃看到了自己和同学的像。下列解释错误的是( )
A.像的形成原因是光的反射
B.室内灯光越亮,像就越清晰
C.室外越暗,像就越清晰
D.通过窗玻璃,他能看到同学的像,但同学不可能看到他的像
10.图甲是医生通过平面镜观察患者口腔的情景。图乙中,EF 为平面镜,B点为医生眼睛所在位置,A'表示医生通过平面镜看到患处A 的像点,O点为入射点,OB 为反射光线。请在图乙中完成作图:①根据平面镜成像特点画出A 的位置;②画出入射光线AO。(保留作图痕迹)
11.小滨看到爸爸晚上开车用导航时,会用到HUD(抬头显示)模式,将手机置于汽车前挡风玻璃下方,就可以将导航的信息通过前挡风玻璃投影到正前方,小滨根据所学知识,绘制如图甲所示的原理图,请回答下列问题。(假定前挡风玻璃是平面的)
(1)HUD 模式时通过前挡风玻璃所成的像是根据 原理形成的。
(2)小滨发现手机通过前挡风玻璃所成的像有重影(如图乙所示),分析其原因可能是 。
(3)当手机水平放置时,手机通过前挡风玻璃所成的像刚好在正前方,则手机与前挡风玻璃所成的角约为 °。
(4)如果用 HUD模式时导航显示左转如图丙,那么在手机上显示应该是 (填字母)。
科学广场
曲面反射的魔法
哈哈镜之所以能产生各种滑稽的变形效果,关键在于其特殊的曲面形状。与平面镜不同,哈哈镜的表面被设计成凹凸不平的曲面,这会改变光线的反射方向,从而扭曲成像。当光线照射到凹面镜时,反射光线会向中心会聚,导致所成的像被压缩。如果人站在这样的镜子前,身体中部会显得异常肥大,而头部和四肢则相对缩小,形成“胖墩”效果。相反,凸面镜会使反射光线向外发散,导致成像被拉伸。在这种镜子前,人的身体会被拉长,头部和四肢显得格外细长,产生“竹竿”效果。更复杂的哈哈镜可能同时包含凹凸不同的区域,或者采用波浪形、螺旋形等不规则曲面。这些设计会使反射光线以各种方式扭曲,创造出千奇百怪的变形效果,如头部变大、身体扭曲等。
1. D 2. C 3. B 4. D 5. B 6. D
7.(1)像与物的大小关系(2)A a、c (3)①
8.(1)大小(2)改变蜡烛 A 的位置,多次实验 (3)50° ①
9. D
10.见图
11.(1)光的反射(2)前挡风玻璃有一定的厚度,两个面都会反射成像(3)45 (4)A
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