内容正文:
第3节 课时2 平面镜成像的应用
一.选择题(共11小题)
1.如图所示,坦克车体、炮塔上开有许多小窗孔,里面的人在小孔下面通过由两块平面镜组成的光学仪器就能观察到外面的敌情。这种光学仪器应该是( )
A.望远镜 B.显微镜 C.凸面镜 D.潜望镜
2.如图所示,物体AB直立于平面镜前,镜子足够大。现在物体与平面镜之间稍靠近镜面上方的一侧插入一块不透光的木板CD(如甲图),平面镜后面插入一块不透光的木板CD(如乙图)。木板CD的下端与物体AB的中点等高,则物体在平面镜内( )
A.甲、乙两图中,都不能成AB完整的像
B.甲图中不能成AB完整的像,乙图中能成AB完整的像
C.甲、乙两图中,都能成AB完整的像
D.甲图中能成AB完整的像,乙图中不能成AB完整的像
3.如图乙所示,是小安同学自制的潜望镜,利用它能在隐蔽处观察到外面的情况,用它正对如图甲所示的光源“F”,则观察到的像是( )
A. B. C. D.
4.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
5.小明从平面镜中看到自己钟面的时针和分针的位置如图所示,则实际时间是( )
A.11点20分 B.2点35分 C.3点55分 D.12点40分
6.山东省美术馆里的“超然楼”是小伙伴们的高级网红打卡地。在这里,可以做一次“武林高手”,在屋檐上来个“倒挂金钟”(图甲)。原来秘密在于地面上有一座“躺着”的超然楼模型,还有一面巨大的平面镜固定在超然楼模型上方与水平地面成45°角的地方,照片中看到的都是镜中的像(图乙)。下列选项中能正确反映“倒挂金钟”的人在此平面镜中成像情况的是( )
A. B.
C. D.
7.如图一支铅笔放在平面镜上,铅笔所成的像与铅笔在同一直线上,则铅笔与平面镜的夹角α是( )
A.0° B.45° C.90° D.任意角度
8.如图所示是《淮南万毕术》中记载的潜望镜,它是世界上有记载的最早的潜望镜。它的成像原理是( )
A.光的直线传播 B.光的折射
C.光的反射 D.光的色散
9.为避免司机低头观察汽车仪表,忽略路况造成事故,厂商开发出抬头显示器: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竖直的仪表显示的像,如图所示,则( )
A.像比驾驶台上的仪表显示要小
B.像是由于光的折射形成的
C.像是实像
D.司机前面的挡风玻璃与水平面的夹角应为 45°
二.填空题(共6小题)
10.检查视力时要求被检查者与视力表相距5m。某同学在学校医务室检查视力,由于空间有限,用如图方式检查,他应距平面镜 m。他在平面镜里看到的是视力表的 (选填“实”或“虚”)像。
11.汉代《淮南万毕术》中著有:“取大镜高悬,置水盆于下,则见四邻矣。”情境如图所示,该装置是世界上有记载的最早的潜望镜,则高悬的大镜是 (选填“凸面镜”“凹面镜”或“平面镜”),插秧人在大镜中成 (选填“实”或“虚”)像。大镜悬挂越高,所成的像 (选填“变大”“变小”或“不变”)。
12.随着科学技术的发展,汽车也越来越智能化。如图(a)所示,汽车抬头显示系统(HeadUpDisplay),简称HUD.HUD利用平面镜成像原理,如图(b)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,驾驶员透过挡风玻璃往前方看的时候,能够在看到车外的景象的同时,不必低头就可以看到车辆行驶信息,从而避免分散对前方道路的注意力,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的关系图像如图(c)所示。
①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,若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 (选填“远离”或“靠近”)挡风玻璃。
②车窗“智能玻璃”在使用时反射面必须在车窗玻璃的 (选填“内”或“外”)侧。根据图(c)可知,当车外光照度为120Lx时,“智能玻璃”的透明度会自动调节为 。
13.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,视力表在镜中的像与被测者相距 m。不正确的学习姿势,会导致视力下降,看不清远处的物体。正常眼睛观察近处物体最清晰而又不疲劳的距离大约是 cm,这个距离叫做明视距离。
14.在本学期物理综合实践学习能力测查中,你制作的潜望镜或万花筒,主要是用 (选填“平面镜”“凸透镜”或“球面镜”)制成的,其成像原理是光的 (选填“反射”或“折射”)。
15.测量视力时利用平面镜成像的特点可以节省空间。被测者面对着镜子背对视力表如图。人看到视力表的像离自己的距离是 。与原视力表相比,平面镜中的像 (选填“偏大”“偏小”或“大小一样”)。
三.作图题(共2小题)
16.如图所示,小明同学学习了平面镜成像的知识后,利用两面小平面镜制作了潜望镜的模型。其原理是:当眼睛在A位置时,通过潜望镜可以看到B点。请你在图上标出这两块平面镜的放法和从B点射入的光线路径。
17.按要求完成作图
在做平面镜成像实验时,如图平面镜不垂直于桌面,请画出一条B处人眼看到烛焰上一点A的光路。
第3节 课时2 平面镜成像的应用
参考答案与试题解析
一.选择题(共11小题)
1.【解答】解:A、望远镜的物镜和目镜是凸透镜,用于观察天体和星空,故A不符合题意;
B、显微镜的物镜相当于投影仪的镜头,成倒立放大的实像;目镜相当于放大镜,成正立、放大的虚像,用于观察肉眼看不见的微小物体,故B不符合题意;
C、凸面镜对光线由发散作用,可以扩大视野,故C不符合题意;
D、潜望镜是两块平面镜,利对光线由反射作用其成正立等大的虚像的特点来观察外面的情景,故D符合题意。
故选:D。
2.【解答】解:(1)过B点作关于镜面的对称点B′(即B的像点B′);
过A点的任意两条光线沿CD的最下边缘射到镜面上,由光的反射定律先作出2条反射光线,这2条反射光线的反向延长线即为像点A′;
连接A′B′如图所示,由图可知,在平面镜内仍有AB完整的虚像A'B'(需在B点下方合适的位置才能看到AB完整的虚像)。
(2)平面镜成的是虚像,像是反射光线的反向延长线会聚形成的,不是实际光线照到像点,所以乙图中镜子背面放什么物体都不会影响成像;故C正确,ABD错误。
故选:C。
3.【解答】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、左右颠倒的像,第二个镜子成正立等大,左右再次颠倒的像,最后的像就是跟原物完全一样的像。
故选:B。
4.【解答】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,第二个镜子成正立、等大的像,最后的像就是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。
故选:D。
5.【解答】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,
图中显示的时间11:20,
∴实际时间才是12:40。
故选:D。
6.【解答】解:由平面镜成像规律可知像和物关于平面镜对称,我们可以选取上下两个点,用刻度尺去找到其关于镜面对称点,也可将像将物体沿镜面这条线对折,能重合的就是正确答案,只有D符合题意。
故选:D。
7.【解答】解:平面镜成像的对称性成像作图,从几何图中的对称性发现,铅笔与镜面的夹角的二倍等于铅笔与其像的夹角,要使像和铅笔恰在同一直线上,铅笔应于镜面成90度角;如下图所示:
。
故选:C。
8.【解答】解:因潜望镜内部装有两块平面镜,因此潜望镜利用了光的反射改变了光的传播方向,且平面镜成等大正立的虚像,成像原理是光的反射现象。
故选:C。
9.【解答】解:
(1)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ABC错误;
(2)车辆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,所以司机前面的挡风玻璃与水平面的夹角为45°,
(如下图所示),故D正确。
故选:D。
二.填空题(共6小题)
10.【解答】解:由图可知,视力表与平面镜的距离为2.8m,则镜中视力表的像与平面镜距离也为2.8m,要求被检查者与视力表的距离为5m,为满足检测要求,被检查者应距离平面镜的距离为5m﹣2.8m=2.2m;
根据平面镜成像特点可知,他在平面镜里看到的视力表是虚像。
故答案为:2.2;虚。
11.【解答】解:高悬的大镜是平面镜,根据平面镜成像的特点可知,插秧人在大镜中成正立的虚像,平面镜所成的像的大小与物体的大小相同,大镜的高度改变,像的大小不变。
故答案为:平面镜;虚;不变。
12.【解答】解:①根据平面镜成像的原理可知物体与像相互垂直,平面镜与水平面的夹角应为45°;
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,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;
②智能玻璃”具有单向透光功能,使用时反射面必须是迎光面,所以反射面必须在玻璃外侧;
根据图丙可知,车内光照度为:300Lx×20%=60Lx,当车外光照度为120Lx时,透明度会调节为:=50%。
故答案为:①45;靠近;②外;50%。
13.【解答】解:视力表到平面镜的距离是3m,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3m,所以视力表在镜中的像与被测者相距3m+3m﹣1m=5m。
正常人眼睛观察近处物体最清晰而又不疲劳的距离大约是25cm,这个距离叫明视距离。
故答案为:5;25。
14.【解答】解:自制潜望镜由两块平面镜组成,成像原理是光的反射,自制万花筒中有平面镜,平面镜所成的像是正立的等大的虚像,其成像原理都是光的反射。
故答案为:平面镜;反射。
15.【解答】解:(1)人到镜子的距离是2m,视力表到镜面的距离为1m+2m=3m,根据平面镜成像特点,视力表的像到平面镜的距离也是3m,
则人看到视力表的像离自己的距离为:3m+2m=5m。
(2)由平面镜成像特点可知,物像大小相等,与原视力表相比,视力表的像的大小一样。
故答案为:5m;大小一样。
三.作图题(共2小题)
16.【解答】解:潜望镜的两平面镜面相对、平行放置,并且都与水平面成45度角,光线经过两次平行反射进入人眼,箭头表示光线的传播路线,如图所示:
17.【解答】解:人的眼睛通过平面镜观察A点,人眼实际看到的是A在平面镜中的像,先做出A在平面镜中的像,然后连接BA',如图所示:
。
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