第四章 光现象 实验专题—探究平面镜成像的特点 2026-2027学年人教版物理八年级上册
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内容正文:
专题:平面镜成像
一、选择题(1~4为单选,5~6为多选)
1.如图所示,检查视力时,视力表放在被测者头部后上方,被测者识别对面墙上平面镜中的像。下列表述正确的是( )
A.镜中的像与被测者相距5.4m
B.视力表向镜子移动,镜中的像大小不变
C.被测者看到视力表的像是实像
D.平面镜中“E”像的开口方向与视力表中该“E”开口方向相反
1.【答案】B
【解析】 视力表到平面镜距离为2.7m,根据平面镜成像特点,视力表的像到平面镜距离也为2.7m;被测者到视力表距离0.4m,因此被测者到平面镜距离为 2.7m-0.4m=2.3m
则镜中视力表的像到被测者距离为 2.7m+2.3m=5m。故A错误;
平面镜成像中,像的大小始终与物体大小相等,和物体到平面镜的距离无关,因此视力表向镜子移动时,视力表本身大小不变,镜中像的大小也不变,故B正确;
被测者看到视力表的像,是由光的反射形成的,属于虚像,故C错误;
平面镜成像中,像与物关于镜面对称,视力表整体平行于平面镜,因此平面镜中“E”的像开口方向与视力表中该“E”开口方向相同,故D 错误。
答案:B。
2.面镜的使用历史悠久,如图所示的中国名画《妆靓仕女图》中就展示了女子利用铜镜梳妆的情景,关于铜镜成像分析正确的是( )
A.人在镜中所成的是实像
B.铜镜成像的原理是光的直线传播
C.人靠近铜镜时,镜中的像大小不变
D.人远离铜镜时,人与镜中像的距离不变
2.【答案】C
【解析】根据平面镜成像特点知,平面镜成的是虚像,故A错误;
平面镜成像的原理是光的反射,故B错误;
根据平面镜成像特点知,平面镜所成的像与物体大小相同,像的大小与物体大小有关,与到平面镜的距离无关,所以人不论靠近,还是远离平面镜,人在平面镜中的像大小不变,故C正确;
根据平面镜成像特点知,平面镜所成的像与物体到镜面的距离相等,当人远离铜镜时,像也远离铜镜,故人与镜中像的距离变大,故D错误。
答案:C。
3.如图为某同学外出游玩时用手机拍到的场景,场景中有瞪羚在岸边的影子和水中的倒影。下列分析正确的是( )
A.瞪羚的影子是光的反射形成的 B.瞪羚的影子是光的直线传播形成的
C.瞪羚的倒影是光的折射形成的 D.瞪羚的倒影是光的直线传播形成的
3.【答案】B
【解析】瞪羚的影子是光沿直线传播时遇到不透明的物体形成的暗区,是光的直线传播形成的,故A 错误,B正确;
平静的水面相对一面平面镜,瞪羚的倒影是平面镜成像,是光的反射形成的,故CD错误。
答案:B。
4.如图,《女史箴图》中描绘了古人利用铜镜(相当于平面镜)梳妆的情景,下列说法正确的是( )
A.铜镜利用光的直线传播成像
B.人在铜镜中的像是虚像
C.人离铜镜越近,所成的像越大
D.只将铜镜向上平移,所成的像也向上平移
4.【答案】B
【解析】铜镜利用光的反射成像,故A错误;
铜镜的成像原理是平面镜成像现象,人在铜镜中的像是虚像,故B正确;
人离铜镜越近,所成的像始终与人等大,像的大小不变,故C错误;
只将铜镜向上平移,由平面镜成的像与物体关于平面镜对称得,所成的像的位置不变,故D错误。
答案:B。
5.用完全相同的蜡烛A、B探究“平面镜成像特点”的实验,图片与描述正确的是( )
A.图甲,若A距玻璃板3cm,则B距玻璃板3cm时才能与A的像重合
B.图乙,若在玻璃板后放上一块挡板,则在玻璃板中不能观察到A的像
C.图丙,若玻璃板向后倾斜,则不能在玻璃板中看到蜡烛完整的像
D.图丁,是实验时小明在玻璃板看到自己手表的像,则此时正确的时间为10:30
【答案】AD
【解析】根据平面镜成像的特点,像与物体到平面镜的距离是相等的。因此,如果蜡烛A距离玻璃板3cm,那么蜡烛B也应该距离玻璃板3cm才能与A 的像重合。故A正确;
平面镜成像是由光的反射形成的,而这个反射是发生在平面镜的表面上的。如果在玻璃板后放上一块挡板,它不会影响被反射回来的光线, 因此,我们仍然可以在玻璃板中看到蜡烛A的像。故B错误;
平面镜成像是由光的反射形成的,而这个反射是发生在平面镜的表面上的,无论玻璃板是否倾斜,蜡烛A都能在玻璃板中形成完整的像。倾斜的玻璃板只会改变像的位置,而不会影响像的完整性。故C错误;
平面镜成像时,像与物体左右相反,因此小明在玻璃板中看到手表的像对应的实际时间为10:30。故D正确。
答案:AD。
6.小明在学习了平面镜成像后,想到了用如图所示的方法,在白纸上轻松地画出了手机屏幕上的“图案”。关于此方法,下列说法正确的是( )
A.临摹时,眼睛需要在手机侧进行观察
B.若白纸上图像不清晰,可以用手电筒照向白纸改善
C.利用此方法能在白纸上画出“图案”,说明“图案”的像为实像
D.将玻璃板竖直向上移动一段距离,图案的像的位置保持不变
6.【答案】AD
【解析】玻璃板具有透光性,在手机侧观察时,既能看到手机屏幕上的图案,又能透过玻璃板看到下方的白纸,可直接将图案的像临摹在白纸上,故 A正确;
白纸上图像不清晰,是因为透过玻璃看到的手机屏幕的像的亮度、对比度问题。光照白纸会使白纸更亮,降低虚像的可见度,并不能改善像的清晰度,反而会干扰,故B错误;
平面镜所成的像为虚像,利用此方法能画出图案,是因为玻璃板的透光性让像与白纸重合,并非像为实像,故C错误;
平面镜成像时,像与物体关于镜面对称,将玻璃板竖直向上移动一段距离,物体的位置没有改变,对称关系不变,所以图案的像的位置保持不变,故D正确。
答案:AD。
二、填空题
7.小明同学站在穿衣镜前1m处,他在镜中的像到镜面的距离为________m,当他向穿衣镜靠近时,他在镜中的像的大小_________(选填“变大”、“变小”或“不变”).
7.【答案】1;不变
【解析】由平面镜成像的特点知道,像距等于物距,所以,物距等于1m时,像距也等于1m,即小明在镜中的像到镜面的距离为1m; 因为物像等大的特点,所以,当小明向穿衣镜靠近时,他在镜中的像的大小将保持不变.
8.水库水面如镜,一只5cm长的蜻蜓平行于湖面飞行,距湖面1m,蜻蜓看到自己的像是由光的___________产生的;蜻蜓的像长为___________m。
8.【答案】反射;0.05
【解析】平静的湖面相当于平面镜,平面镜成像的光学原理是光的反射:来自蜻蜓的光照射到湖面,经湖面反射后进入蜻蜓的眼睛,蜻蜓逆着反射光线的方向看到自己的像。因此,这个像是由光的反射产生的。
根据平面镜成像的特点:像与物体的大小相等可知。已知蜻蜓的实际长度为5cm=0.05m,因此它在湖面中的像的长度与自身长度相等,即像长为0.05m。
9.医生用来检查牙齿的口镜是一块平面镜,方便观察牙齿背面的情况,这利用了光的___________;将口镜靠近牙齿,像的大小___________。
9.【答案】反射;不变
【解析】平面镜成像的原理是光的反射,医生使用平面镜检查牙齿背面的情况,就是利用了光照射到平面镜上发生反射,从而让医生能看到牙齿背面在平面镜中所成的像。
根据平面镜成像的特点,像与物大小相等。当口镜靠近牙齿时,牙齿的大小并没有改变,所以它在平面镜中所成的像的大小也不变。
10.如图是生活中常见的两种窗户,甲图窗户可在直线轨道上左右平移,乙图窗户可绕固定轴转动,如果你站在窗户前,能通过玻璃看到你的像,若将甲图窗户左右平移打开,则你在P窗户中的像将______(选填“随”或“不随”)窗平移;你若将乙图Q窗户从关闭状态向外打开到90°,则窗框上的A点与A点在Q窗中的像之间距离将______(选填“变大”、“变小”或“不变”)。
10.【答案】不随;变大
【解析】平面镜成像时,像和物体关于平面镜对称,将甲图窗户左右平移打开,对称轴的位置没有变,由于物体的位置不变,则像的位置不变,因此你在P窗户中的像将不随窗平移。
若将乙图Q窗户从关闭状态向外打开到90°,则A点与平面镜的距离变大,则A点在Q窗中的像与平面镜的距离也变大,故窗框上的A点与A点在Q窗中的像之间距离将变大。
11. 小明同学身高165cm,站在竖置放置的平面镜前,从平面镜中看到挂钟的指针如图所示。由此可知,他在平面镜中的像高为_____cm,挂钟显示的实际时间是_____。
11.【答案】165;10:40
【解析】根据平面镜成像特点可知,物和像的大小相等;小明同学的身高是165cm,则他在平面镜中的像高也是165cm。
根据平面镜成像特点,即物像关于平面镜对称,像与物体左右相反,钟表的实际时间是10:40。
12.如图所示,演员对着镜子画脸谱,他到镜子的距离是30cm,镜中的像与他相距______cm;当脸靠近镜子时,他在镜中像的大小将______(选填“变小”、“不变”或“变大”)。
12.【答案】60;不变
【解析】由平面镜成像特点可知,像距与物距相等,故像与人距离为2×30cm=60cm 。
平面镜所成的像与物体大小相等,与距离无关,当脸靠近镜子时,镜中像的大小不变。
三、作图题
13.利用平面镜成像的特点,在图中画出物体AB在平面镜中的像A1B1;(保留作图痕迹)
13.【答案】
【解析】根据平面镜成像的特点,像与物关于镜面对称,先作出物体AB的端点A、B在平面镜中的对称点A1、B1,用虚线连接A1、B1点即为物体AB在平面镜中的像。
14.如图所示,请利用平面镜成像的特点在图中作出AB物体在平面镜中的像,保留作图痕迹。
14.【答案】
【解析】根据平面镜成像的特点:像与物到平面镜的距离相等,像与物之间的连线与平面镜垂直,所以,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。
15.CD为平面镜后不透光的木板,请在图上作出物体AB在平面镜中的像。
15.【答案】
【解析】平面镜所成像为虚像,故平面镜后放不透光的木板对成像无影响。平面镜成像过程中,像与物体关于平面镜对称,故物体AB在平面镜中的像 AˊBˊ。
16.如图所示,A同学通过平面镜可以看到隔墙的B同学(含眼睛),图中A、B同学用黑点代表,请在图中画出A看到B的光路图。(保留作图过程)
16.【答案】
【解析】根据平面镜成像的特点,物与像关于镜面对称,可确定B的像的位置B′,根据平面镜成像的原因,所以反射光线的反向延长线过像点, 连接 AB′ 与平面镜交于一点O,连接 AO 、 BO 即可,如图所示:
17.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。
17.【答案】
【解析】平面镜所成的像和物体是以镜面为对称轴的轴对称图形,连接 A、A', O、O',做 AA'和 OO'这两条线段的垂直平分线,即平面镜的位置, 在A'O'像的一侧画上斜杠杠表示平面镜的背面。
18.图甲是医生通过平面镜观察患者口腔的情景。如图乙示意图中,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。请在图乙中根据平面镜成像特点画出A的位置,并完成光路图。
18.【答案】
【解析】平面镜成像,像与物关于镜面对称,根据像的位置作出像关于平面镜的对称点即为物体的位置,连接物体与入射点之间的光线为入射光线。
19.湖水清澈,人在湖岸上看到“云在水中漂,鱼在云上游”的景象,如图所示,是空中的白云,是人的眼睛。请画出人眼看到“云在水中漂”的光路图。
19.【答案】
【解析】平静的水面相当于平面镜,A为云的位置,眼睛在水面看到云的像,这是光的反射形成的虚像,作出空中云关于水面的对称点,即为云的像A',连接A'O,与水面的交点为入射点O,连接AO和OC即为入射光线和反射光线。
四、实验题
20.同学们在生活中发现:物体距离平面镜越远,像到镜面的距离也越远,所看到的像越小,于是同学们对“平面镜成像的特点”进行了探究。利用如图1所示的装置、刻度尺和如图2所示的两根外形完全相同且长度可调的伸缩杆A、B进行实验。
【问题】
像的高度与物体到平面镜的距离有关吗?
【证据】
(1)实验采用透明玻璃板代替平面镜,是为了便于__________。
(2)他们进行了如下实验:
①调节伸缩杆A的高度为25cm,放在平面镜前适当位置,测量A到镜面的距离u,将伸缩杆B放到平面镜的另一侧,调节B的位置和高度,从不同角度观察,直至B与A的像完全重合,测量B的高度h,将u、h的数据记录到表中;
②改变__________,仿照步骤①再进行多次实验;
u/cm
10
25
……
h/cm
10
25
……
【解释】分析表中的数据及实验现象:
(1)同学们发现,B与A的像总是完全重合,可得像与物的大小__________。
(2)实验结论:像的高度与物体到平面镜的距离__________。
【交流】
实验结束后,小组同学提出“高度不同的物体在平面镜中所成像的大小也不同。”同学们针对这个问题的实验过程进行了交流。关于这个实验是否需要保持伸缩杆A到平面镜的距离不变产生了分歧,你认为__________(填“必须”或“不必须”)改变A到平面镜的距离,请你说明理由__________。
20.【答案】【证据】(1)观察和确定像的位置(2)②物体到平面镜的距离
【解释】(1)相等(2)无关
【交流】不必须;像的高度与物体到平面镜的距离无关
【解析】【证据】(1)(1)透明玻璃板和平面镜都可以成像,但透明玻璃便于看到镜子后面的情况,如果要探究平面镜成像的特点,必须要通过玻璃板看到玻璃板后面的物体的移动情况,故采用透明玻璃板代替平面镜,是为了便于观察和确定像的位置。
(2)②要探究像的高度与物体到平面镜的距离是否有关必须要改变物体到平面镜的距离,为了使结论具有普遍性,需要多次实验。
【解释】(1)相等实验中多次改变物体A的位置,在玻璃板的后方观察像的位置,并用另一个物体B尝试与所观察到A的像是否重合,多次实验中发现B与A的像总是完全重合,说明像与物大小相等。
(2)实验中多次改变物体A的位置,却发现多次的实验中B与A的像总是完全重合,说明像的高度与物体到平面镜的距离无关。
【交流】要探究“高度不同的物体在平面镜中所成像的大小也不同”可参考上述实验结论中“像的高度与物体到平面镜的距离无关”的特点,不必须要改变A到平面镜的距离。
21.小明发现家里的玻璃窗中可以看到室内物体的影像,并且将玻璃窗往外推的过程中可看到影像位置发生变化,如图甲所示。为了弄清楚原因,他进行了如图乙所示的实验探究平面镜成像特点。
(1)实验时,小明选择玻璃板而没选择平面镜,是为了___________;
(2)如图乙所示小明把透明玻璃板___________放置在水平桌面的白纸上,玻璃板前放置点燃的蜡烛A,另一只大小完全相同___________(选填“点燃”或“未点燃”)的蜡烛B(图中未画出)放在玻璃板后;
(3)保持丙图中点燃的蜡烛在A点位置以及BC边不动,将玻璃板绕BC缓慢顺时针转动,如图丙所示。玻璃板转到BD1位置时,像在___________(选填“A1”、“A2”或“A3”)点位置。玻璃板BD从转动90°到BD2的整个过程中,人眼如在M点位置___________(选填“能”或“不能”)一直观察到像;
(4)平面镜成像有很多应用,如图丁是播音员的提词器,为方便播音员看台词,将显示屏上的台词通过一块专用镀膜玻璃竖直呈现在播音员的正前方,简化图如图戊所示,则镀膜玻璃与显示屏所成的角度大小α应为___________度。
21.【答案】(1)便于确定像的位置
(2) 竖直;未点燃
(3)A2;不能
(4)45
【解析】(1)实验中选择玻璃板既能使点燃的蜡烛A在玻璃成像,又因为玻璃板能透光,可以看到放在玻璃板后面蜡烛B,这样便于确定像的位置。
(2)玻璃板必须与水平桌面垂直,即保证玻璃板竖直放置,这样另一支完全相同的蜡烛才能与所成的像重合,才可以比较物像大小。
实验过程中蜡烛B不能点燃,若蜡烛B点燃使环境光线更亮,A在玻璃板中成的像会变模糊,影响实验效果,另外可能蜡烛B的火焰与蜡烛A的火焰会晃动,不易调整到B与蜡烛A的像完全重合。
(3)由于平面镜所成的像与物体关于镜面是对称的,玻璃板转到BD1位置时,像在A2点位置。
玻璃板从BD转动90°到 BD2的整个过程中, A 位置发出的光经玻璃板同一点的反射光线会随之向上移动。当玻璃板转动到 A 位置发出的光经玻璃板B点的反射光刚好经过M点时,人眼仍能观察到像,此时法线平分AB与BM的夹角,而法线与镜面垂直,此时镜面未达到BD2位置;继续转动, A 位置发出的光经玻璃板B点的反射光会随之向上移动,反射光线不能再进入人眼,人眼观察不到像。所以玻璃板从BD转动90°到BD2的整个过程中,人眼在M点位置不能一直观察到像。
(4)根据平面镜所成像与物关于镜面对称,显示屏在水平面上,像在竖直面上,故 α+α=90°
则镀膜玻璃与显示屏所成的角度α大小应为 45°。
22.某小组同学要探究“平面镜成像的特点”,可供选择的器材有:镀膜玻璃板、支架、完全相同的棋子(若干)、方格纸、大白纸等,实验装置如图(a)所示。
(1)将方格纸平铺在水平桌面上,用镀膜玻璃板作为__________竖直放置在方格纸上。
(2)将一枚棋子作为物放在镜前两格处,取另一枚棋子在镜后移动,直到看上去它的位置与像的位置重合,从而确定__________(选填“物”或“像”)的位置,记录此时像与物到镜面的格数。改变物到镜面的格数,进行多次实验,记录的数据如下表所示:
实验次数
平面镜前棋子的格数/格
平面镜后棋子的格数/格
1
2
2
2
3
3
3
4
4
分析表中数据可得出结论:平面镜成像时,像和物体到平面镜的__________。
(3)如图(b)为两枚叠放的棋子,将其放在镜前,取数量适当的棋子叠放在镜后并移动位置,直到与镜前棋子的像完全重合,记录此时镜前与镜后棋子的数量。改变叠放的棋子数量,进行多次实验。根据镜前与镜后棋子的数量关系,判断像与物的__________关系。每次实验中在像位置上竖立一光屏,直接观察光屏,始终不能看到物的像,这说明平面镜成的是__________(选填“实”或“虚”)像。
(4) 交流中同学们认为使用方格纸比大白纸更好,理由是__________。(说出一点即可)
22.【答案】(1)平面镜
(2) 像;距离相等
(3) 大小;虚
(4)便于测量像与物到镜面的距离
【解析】(1)实验时,为了确定像的位置,用镀膜玻璃板作为平面镜竖直放置在方格纸上。
(2)实验中为了确定像的位置,将一枚棋子作为物放在镜前两格处,取另一枚棋子在镜后移动,直到看上去它的位置与像的位置重合。
由表格数据可知,每组实验数据中,平面镜后棋子的格数与平面镜前棋子的格数相同,即物距与像距相等,说明平面镜成像时,像和物体到平面镜的距离相等。
(3)实验中通过改变叠放的棋子数量,观察镜前与镜后棋子的数量,从而判断像与物的大小关系。
实像可以用光屏承接,虚像不能用光屏承接,光屏上始终不能看到物的像,这说明平面镜成的是虚像。
(4)方格纸上面有格数,通过记录像与物到镜面的格数,可以判断像与物到镜面的距离关系,即便于测量像与物到镜面的距离
23.如图甲所示,在“探究平面镜成像的特点”实验中,选用的器材有:带支架的薄玻璃板一块,蜡烛A和B、白纸、笔、火柴、刻度尺等。
实验次数
蜡烛到平面镜的距离/cm
①
1
2
3
(1)实验时,用玻璃板代替平面镜,目的是便于__________。
(2)实验中,将点燃的蜡烛A放置在玻璃板前,手拿未点燃的蜡烛B在玻璃板后面来回移动,眼睛应在放有蜡烛________(填字母)的一侧观察,找到蜡烛A的像的位置后,在纸上标记蜡烛A和它像的位置,完成距离的测量,并将实验数据记录在表格中,如上表所示,表格中①的位置应填写的内容是_________。
(3)在确定蜡烛A所成像的位置后,在像的位置放一张白纸,白纸上不能承接到蜡烛A的像,这说明平面镜成的是________像。
(4)图乙中的小丽靠近商场自动玻璃门时,在玻璃门中看到了自己的像,在靠近自动玻璃门过程中,她在玻璃门里所成像的大小________(选填“变大”、“变小”或“不变”)。当自动门打开时,左侧玻璃门中所成的像________(选填“会”或“不会”)随左侧门一起向左移动。
23.【答案】(1)确定像的位置
(2) A;蜡烛的像到平面镜的距离/cm
(3)虚
(4) 不变;不会
【解析】(1)玻璃板有透光性,既能成像,又能看见玻璃板后的物体,应选择平板玻璃来研究平面镜成像特点,该实验中用玻璃板代替平面镜进行实验,主要是便于确定像的位置。
(2)平面镜成像属于光的反射,在寻找蜡烛A像的位置时,眼睛应在A一侧通过镜面观察。
表格中记录的是蜡烛到平面镜的距离和像到平面镜的距离,所以①的位置应填写蜡烛的像到平面镜的距离/cm。
(3)实像可以呈现在光屏上,虚像不能呈现在光屏上,在像的位置放一张白纸,白纸上不能承接到蜡烛烛焰的像,说明平面镜成的是虚像。
(4)平面镜成的像与物大小相等,当她靠近自动门时,所成像的大小将不变。
平面镜成的像与物关于镜面对称,当自动门打开时,左侧玻璃门中所成的像不会随左侧门一起向左移动。
24.小明同学在探究“平面镜成像时,像距和物距的关系”的实验中,所用实验器材有:镀膜玻璃板(带支架),两个等大的蜡烛A、B,白纸,火柴和刻度尺。
(1)在桌面上铺上白纸,纸上竖立玻璃板,如图(a),将点燃的蜡烛A放置在玻璃板的________(“左”或“右”)侧,将蜡烛B在玻璃板另一侧移动,人眼应该在蜡烛_________(选填“A”或“B”)一侧观察,直到看上去蜡烛B的位置与蜡烛A的像位置重合,这个位置就是蜡烛A的像的位置。
(2)为了使蜡烛A的像更清楚,下列做法可行的是___________(只有一个选项正确)
A.用方格纸代替白纸 B.在较亮的教室中完成实验
C.将蜡烛B点燃 D.在蜡烛B一侧铺上黑纸
(3)多次改变蜡烛A的位置,确定每次像的位置,连接物体和对应的像点,得到证据如图(b),可得到结论:平面镜成像时,___________。
(4)如图(c)所示,某同学站到自动玻璃门前,会在玻璃门中看到自己的像,当自动门打开时,他在左侧玻璃门中所成的像__________(选填“会”或“不会”)随门一起向左移动。
(5)小明在实验过程中还发现:每次确定蜡烛A的像位置时,蜡烛B都能与蜡烛A的像重合,结合上述实验数据,能否得出:平面镜成像时,像的大小与物距无关的结论?__________。
24.【答案】(1) 右;A
(2)D
(3)像距等于物距
(4)不会
(5)能
【解析】(1)镀膜增强了玻璃板对光的反射能力,蜡烛放在镀膜一侧,其发出的光经镀膜面反射形成的像更亮、更清晰,故应将点燃的蜡烛A放置在玻璃板的右侧,将蜡烛B在玻璃板另一侧移动,平面镜所成的像是虚像,人眼应该在蜡烛A一侧观察,直到看上去蜡烛B的位置与蜡烛A的像位置重合,这个位置就是蜡烛A的像的位置。
(2)用方格纸代替白纸,方格纸主要是便于比较像与物到平面镜的距离关系等,对使蜡烛A的像更清楚没有直接作用。故A不符合题意;
在较亮的教室中完成实验,环境光线强,会使蜡烛A的像相对不明显,应该在较暗环境中实验像更清楚,故B不符合题意;
将蜡烛B点燃,会使玻璃后面太亮,反而不利于观察蜡烛A的像,故C不符合题意;
在蜡烛B一侧铺上黑纸,黑纸吸收光线,减少了玻璃后面的反射光干扰,能使蜡烛A的像更清楚,故D不符合题意。答案:D。
(3)根据图中数据可知,每次实验中蜡烛到玻璃板的距离均等于像到玻璃板的距离,可得到结论:平面镜成像时,像距等于物距。
(4)根据平面镜成像的特点,像与物关于镜面对称。当自动门打开时,人的位置不变,对称面的位置也不变,所以像的位置不变,他在左侧玻璃门中所成的像不会随门一起向左移动。
(5)小明在实验过程中,每次确定蜡烛A的像位置时,蜡烛B都能与蜡烛A的像重合,这表明无论蜡烛A到镜面的距离(物距)如何改变,像的大小始终与蜡烛A(物)大小相等,即像的大小不随物距的变化而变化,所以能得出平面镜成像时,像的大小与物距无关的结论。
25.在“探究平面镜成像特点”的实验中,采用如图甲所示装置进行实验。
(1)玻璃板________放置在水平桌面的白纸上,把点燃的蜡烛A放在玻璃板前面,拿另一支外形相同但未点燃的蜡烛B竖立在玻璃板后面移动,直到看上去蜡烛B跟________完全重合,这是为了确定________,并比较像与物的大小;此时若将蜡烛A靠近玻璃板,则像的大小________;
(2)小王用物体AB代替蜡烛A进行实验,如图乙所示,AB与薄玻璃板MN之间的水平距离为20cm。现保持AB不动,将MN水平向右平移5cm,如图丙所示,则AB的像水平向________平移________cm。
25.【答案】(1) 垂直;蜡烛A的像;像的位置;不变
(2)右;10
【解析】(1)实验中玻璃板需垂直放置在水平桌面的白纸上,目的是让像与替代像的物在同一水平面,上便于确定像的位置。
用外形相同的蜡烛B与蜡烛A的像完全重合,是为了确定像的位置,利用 "等效替代法" 比较像与物的大小(蜡烛B与A外形相同,重合即说明像与物大小相等)。
平面镜成像的特点是 “像与物大小相等”,因此蜡烛A靠近玻璃板时,像的大小始终与物体大小一致,不会改变。
(2)平面镜成像时,“像与物关于镜面对称”(像到镜面的距离等于物到镜面的距离)。初始时,AB到MN的距离为20cm,像到MN 的距离也为20cm;当MN 水平向右平移5cm 后,AB到镜面的距离变为15cm,因此像到镜面的距离也变为15cm;对比初始位置:像的水平位置向右平移了 5cm×2=10cm 。
26.小明同学在平静的湖边看到了“云在水中飘”的现象,如图(a)所示。由此他想:云在水中所成的像与云的大小和位置有什么关系?于是他找来了带支架的玻璃板,两只完全相同的蜡烛A、B,刻度尺,白纸,火柴等实验器材,实验装置如图(b)所示。
(1)实验中,小明选用玻璃板来替代______;为了实验效果更好,他用的玻璃板最好是______(选填“镀”或“不镀”)膜的。
(2)如图(b)所示。小明将玻璃板竖直立在水平桌面上,在玻璃板前放置点燃的蜡烛A,用蜡烛B替代______(A的像/A)放在玻璃板后并移动,直到B与A的像完全重合,这说明像和物体大小______;这种确定像与物体大小关系的方法是______(控制变量/等效替代)法。
(3)在纸上标记出蜡烛A和B的位置,再改变蜡烛A的位置,仿照(2)多做几次实验,并把测得A到玻璃板的距离u和B到玻璃板的距离v记录在下表中。
序号
1
2
3
4
5
u/cm
4
6
8
10
12
v/cm
4
6
8
10
12
①分析表中数据,得出的结论是______。
②根据上述结论,小明认为蜡烛A在玻璃板中所成的像可以是A1、A2、A3、A4等多个位置,如图(c)所示。为了进一步确定像的位置,接下来还应该继续探究:______。
(5) 通过实验探究后,小明明白:当云彩在距离湖水表面6km的高空时,其在100m深湖水中的像距离湖水表面是______m。
26.【答案】(1)平面镜/湖水表面 镀
(2) A;相等;等效替代
(3) 像和物体到玻璃板的距离相等;像和物体的连线是否与玻璃板垂直
(4)6000
【解析】(1)该实验是探究平面镜成像中物与像的位置和大小关系,玻璃板可替代平面镜,既能成像又能透过玻璃板确定像的位置。
镀膜玻璃板的反射效果更好,成像更清晰,提升实验观察效果。
(2)实验中用蜡烛B替代蜡烛A,两支蜡烛完全相同,以此来比较物与像的大小关系。
蜡烛B与蜡烛A的像可以完全重合,说明像和物体的大小是相等的。
用蜡烛B替代蜡烛A来与A的像比较大小,这种研究方法为等效替代法。
(3)从表格数据能看出,蜡烛A到玻璃板的距离 u 和蜡烛B到玻璃板的距离 v 始终相等,可得出结论:像和物体到平面镜(玻璃板)的距离相等。
该实验步骤的目的是研究平面镜成像中像与物的位置关系,根据平面镜成像的特点,像与物关于平面镜对称。要得到这样的结论,除了要研究像与物到平面镜的距离以外,还需要研究像和物体的连线是否与镜面(玻璃板)垂直。
(4)根据实验可知,云和云的像到湖面的距离相等,与湖的深度无关。云到湖面的距离 u=6km=6000m ,则云的像到湖面的距离也是 6000m。
27.小明在探究“平面镜成像特点”时,利用如图(a)所示器材进行了以下操作:
(1)把点燃的蜡烛A放在与水平桌面垂直的玻璃板前,在玻璃板后面放一支________(填“点燃”或“没点燃”)的蜡烛B,移动B,发现A烛焰的像出现在B“身上”,如图(a)所示,说明他在器材选择上存在的问题是________;
(2)改进器材后,观察到蜡烛B与蜡烛A的像完全重合,说明________。
(3)确定出蜡烛A所成像的位置后,在像的位置上放一光屏,则此时光屏上________(填“能”或“不能”)接收到蜡烛A烛焰的像;
(4)另一小组的小明同学由于使用的玻璃板较厚,实验时观察到玻璃板后有两个蜡烛A的像,接着小铭移动蜡烛B使其与靠近玻璃板的像重合,在白纸上记下蜡烛A和B的位置,如图(b)所示。此时物体到镜面的距离为AC,则像到镜面的距离为________(填“BC”或“BD”)。为了寻找普遍规律,可将蜡烛A沿________(填“MN”或“PQ”)方向多次移动进行实验。
27.【答案】(1)没点燃 两只蜡烛大小不同
(2)像与物的大小相等
(3)不能
(4) BC;PQ
【解析】(1)在玻璃板后面放一支没点燃的蜡烛B。因为如果点燃蜡烛B,会干扰对蜡烛A像的观察,无法准确确定像的位置。
A烛焰的像出现在B“身上”,说明他在器材选择上存在的问题是两支蜡烛大小不同。只有蜡烛A和蜡烛B大小相同,当蜡烛B与蜡烛 A的像完全重合时,才能说明像与物大小相等,若大小不同,就会出现像“覆盖”在蜡烛B上的情况。
(2)改进器材后,观察到蜡烛B与蜡烛A的像完全重合,说明像与物大小相等。因为当蜡烛B和蜡烛A的像完全重合时,就表明像和物的大小是一样的。
(3)确定出蜡烛A所成像的位置后,在像的位置上放一光屏,则此时光屏上不能接收到蜡烛A烛焰的像。因为平面镜所成的像是虚像,虚像不是实际光线会聚而成的,所以不能用光屏承接。
(4)物到镜面的距离叫做物距,玻璃板的反射面是C面,由图可知,AC为物距,根据平面镜成像特点,BC为像距;为了寻找普遍规律, 应改变物距进行多次实验,可将蜡烛A沿PQ方向多次移动进行实验。
28.在“探究平面镜成像特点”的实验中:
(1)探究像与物的大小关系时,将点燃的蜡烛A置于玻璃板前,如图甲所示,应该在______(选填“a”、“b”或“c”)位置进行观察,然后将另一支完全相同的蜡烛B放在玻璃板后,移动蜡烛B,发现它在某一位置时与A的像完全重合,由此初步得出:平面镜所成的像与物______相等;
(2)完成实验探究后,小明模拟“蜡烛在水中燃烧”的现象,如图乙所示,他应该将点燃的蜡烛放在______(选填“玻璃板”或“平面镜”)前,将装满水的烧杯放在该光学元件后,图丙为装置的俯视图,调节时仅向______(选填图中序号)方向移动图丙中的光学元件,可以观察到“蜡烛在水中燃烧”的现象;
(3)通过实验发现像和物关于镜面______,为了进一步确定这种关系,建议选用字母______(选填“A”、“M”或“P”)形的积木进行探究。
28.【答案】(1) a;大小
(2) 玻璃板;③
(3) 对称;P
【解析】(1)观察像与物的大小关系时,需在点燃的蜡烛A一侧( a 位置)观察,才能同时看到蜡烛A的像和蜡烛B,进而判断二者是否重合;若未点燃的蜡烛B与蜡烛A的像完全重合,说明平面镜所成的像与物的大小是相等的。
(2)平面镜不透明,无法透过它看到后方的烧杯,而玻璃板透明,能透过它看到后方烧杯,才能模拟出“蜡烛在水中燃烧”的视觉效果。 [2]从俯视图看,根据平面镜成像的特点,应向③方向移动玻璃板,才能让蜡烛的像与烧杯的位置重合,从而呈现出“蜡烛在水中燃烧”的现象。
(3)实验中会发现像和物的连线与镜面垂直,且到镜面的距离相等,所以像与物关于镜面对称。
字母P左右不对称,能直观体现出像与物关于镜面对称的特点,而A、M左右对称明显,因此选P形积木探究更合适。
29. 五代名士谭峭所著《化书》中,记载了照镜子时“影与形无异”的现象。关于平面镜成像的特点,小明利用图甲所示装置进行了探究。
(1)实验中,用玻璃板代替平面镜的目的是:_________;将图甲中的蜡烛远离玻璃板移动一段距离,则蜡烛所成像的大小将_________;图甲中,为了让右座的同学也能够看到蜡烛的像,小明只将玻璃板向右平移,则蜡烛像的位置_________(选填“向右移动”“向左运动”或“不变”);
(2)为了确定平面镜成像的虚实,小明按图乙所示进行实验,需要在右侧蜡烛位置放一个光屏,并在图中的_________(选填①、②或③)处观察光屏上是否有像;
(3)如果玻璃板没有与水平面垂直,如图丙所示倾斜,蜡烛A的像在图中的_________(选填“A1”“A2”或“A3”)处:小轿车倾斜的前挡风玻璃就是利用这个原理设计的,可以防止_________(选填“车内”或“车外”)物体所成的像在车的正前方干扰司机视线;
(4)小华在使用厚玻璃板做实验时,在玻璃板后看到了两个不重合的像,这两个像之间的距离正好是8mm,则该同学所用玻璃板的厚度为_________mm。
29.【答案】(1)便于确定像的位置;不变;不变
(2)②
(3)A2;车内
(4)4
【解析】(1)玻璃板是透明的,既能反射光成像,又能透过玻璃板看到后面的蜡烛,便于确定像的位置。
平面镜成像的特点是像与物大小相等,像的大小只与物体本身大小有关,与物体到平面镜的距离无关,故蜡烛远离玻璃板时,像的大小不变。
平面镜所成的像与物关于镜面对称,玻璃板向右平移时,物和镜面的相对位置没有改变,所以像的位置不变。
(2)平面镜成的是虚像,虚像不能在光屏上呈现,要观察光屏上是否有像,需要在蜡烛的右侧,即图中的②处观察,视线朝向光屏。
(3)平面镜成像中像与物关于镜面对称,玻璃板倾斜时,蜡烛 A 的像会成在玻璃板的上方,对应图中的A2处。
小轿车的前挡风玻璃相当于平面镜,车内物体所成的像会成在玻璃上方,不会在车的正前方干扰司机视线,因此可以防止车内物体的像干扰视线。
(4)厚玻璃板的两个反射面都会成像,两个像之间的距离是玻璃板厚度的2倍,已知两个像之间的距离为8mm,所以玻璃板的厚度为4mm。
30. 某校教学楼的大厅门口有一面大镜子,为师生整理妆容提供了便利。某同学在走近镜子的过程中,看到自己的像在逐渐变大且不断靠近镜面。
【问题】
改变物体与平面镜的距离,平面镜中的像的大小是否改变?像到镜面的距离怎样变化?
【证据】
该同学利用白纸、玻璃板、蜡烛、刻度尺等器材探究平面镜成像特点。
(1)实验中利用玻璃板代替平面镜的目的是_______。
(2)如图(a),先将玻璃板_______放置在水平桌面的白纸上,将点燃的蜡烛A放在玻璃板的前面。再拿一支与蜡烛A外形_______未点燃的蜡烛B,在玻璃板后面移动,直到看上去它的位置与蜡烛A的像的位置重合,在白纸上标记蜡烛A和像的位置。测量蜡烛A和像到平面镜的距离。
(3)改变蜡烛A到玻璃板的距离,多次实验。注意观察蜡烛A的像的大小是否随它位置的改变而变化。下表为该同学测得的实验数据。
次数
蜡烛到平面镜的距离/cm
蜡烛的像到平面镜的距离/cm
1
5.0
5.0
2
10.0
10.0
3
15.0
15.0
【解释】
(4)实验时观察到蜡烛A的像的大小没有随蜡烛位置的改变而变化且蜡烛B与蜡烛A的像总能完全重合,此现象说明平面镜所成的像与物体的大小_______。
(5)分析表格中数据可知:平面镜成像时,像和物体到平面镜的距离_______。
【交流】
(6)实验完成后,该同学发现自己看到的现象与得到的实验结论不完全相符,于是他又通过查阅资料发现,我们感觉到的物体的大小取决于物体对我们眼睛所成视角的大小。视角的大小不仅与物体本身的大小有关,还和物体到眼睛的距离有关如图(b)所示。我们之所以感觉靠近镜子时像变大,是因为像对我们的眼睛所成的视角变_______。
30.【答案】(1)便于确定像的位置(2)竖直;相同(4)相等;(5)相等(6)大
【解析】(1)玻璃板透明,既能反射成像,又能透过玻璃板看到后面的蜡烛,便于确定像的位置。
(2)玻璃板需竖直放置在水平桌面的白纸上,若倾斜,像会偏离水平位置,导致后面的蜡烛无法与像重合。
用与蜡烛A外形相同的蜡烛B,是为了利用等效替代法,比较像与物的大小关系。
(4)蜡烛B与蜡烛A的像完全重合,说明平面镜所成像与物体大小相等。
(5)表格数据显示,蜡烛到平面镜的距离与像到平面镜的距离始终相等,说明平面镜成像时,像和物体到平面镜的距离相等。
(6)根据图(b)可知,像离眼睛越近,视角越大,人会感觉像“变大”,因此靠近镜子时像的视角变大,感觉像变大。
1
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专题:平面镜成像
一、选择题(1~4为单选,5~6为多选)
1.如图所示,检查视力时,视力表放在被测者头部后上方,被测者识别对面墙上平面镜中的像。下列表述正确的是( )
A.镜中的像与被测者相距5.4m
B.视力表向镜子移动,镜中的像大小不变
C.被测者看到视力表的像是实像
D.平面镜中“E”像的开口方向与视力表中该“E”开口方向相反
2.面镜的使用历史悠久,如图所示的中国名画《妆靓仕女图》中就展示了女子利用铜镜梳妆的情景,关于铜镜成像分析正确的是( )
A.人在镜中所成的是实像
B.铜镜成像的原理是光的直线传播
C.人靠近铜镜时,镜中的像大小不变
D.人远离铜镜时,人与镜中像的距离不变
3.如图为某同学外出游玩时用手机拍到的场景,场景中有瞪羚在岸边的影子和水中的倒影。下列分析正确的是( )
A.瞪羚的影子是光的反射形成的 B.瞪羚的影子是光的直线传播形成的
C.瞪羚的倒影是光的折射形成的 D.瞪羚的倒影是光的直线传播形成的
4.如图,《女史箴图》中描绘了古人利用铜镜(相当于平面镜)梳妆的情景,下列说法正确的是( )
A.铜镜利用光的直线传播成像
B.人在铜镜中的像是虚像
C.人离铜镜越近,所成的像越大
D.只将铜镜向上平移,所成的像也向上平移
5.用完全相同的蜡烛A、B探究“平面镜成像特点”的实验,图片与描述正确的是( )
A.图甲,若A距玻璃板3cm,则B距玻璃板3cm时才能与A的像重合
B.图乙,若在玻璃板后放上一块挡板,则在玻璃板中不能观察到A的像
C.图丙,若玻璃板向后倾斜,则不能在玻璃板中看到蜡烛完整的像
D.图丁,是实验时小明在玻璃板看到自己手表的像,则此时正确的时间为10:30
6.小明在学习了平面镜成像后,想到了用如图所示的方法,在白纸上轻松地画出了手机屏幕上的“图案”。关于此方法,下列说法正确的是( )
A.临摹时,眼睛需要在手机侧进行观察
B.若白纸上图像不清晰,可以用手电筒照向白纸改善
C.利用此方法能在白纸上画出“图案”,说明“图案”的像为实像
D.将玻璃板竖直向上移动一段距离,图案的像的位置保持不变
二、填空题
7.小明同学站在穿衣镜前1m处,他在镜中的像到镜面的距离为________m,当他向穿衣镜靠近时,他在镜中的像的大小_________(选填“变大”、“变小”或“不变”).
8.水库水面如镜,一只5cm长的蜻蜓平行于湖面飞行,距湖面1m,蜻蜓看到自己的像是由光的___________产生的;蜻蜓的像长为___________m。
9.医生用来检查牙齿的口镜是一块平面镜,方便观察牙齿背面的情况,这利用了光的___________;将口镜靠近牙齿,像的大小___________。
10.如图是生活中常见的两种窗户,甲图窗户可在直线轨道上左右平移,乙图窗户可绕固定轴转动,如果你站在窗户前,能通过玻璃看到你的像,若将甲图窗户左右平移打开,则你在P窗户中的像将______(选填“随”或“不随”)窗平移;你若将乙图Q窗户从关闭状态向外打开到90°,则窗框上的A点与A点在Q窗中的像之间距离将______(选填“变大”、“变小”或“不变”)。
11. 小明同学身高165cm,站在竖置放置的平面镜前,从平面镜中看到挂钟的指针如图所示。由此可知,他在平面镜中的像高为_____cm,挂钟显示的实际时间是_____。
12.如图所示,演员对着镜子画脸谱,他到镜子的距离是30cm,镜中的像与他相距______cm;当脸靠近镜子时,他在镜中像的大小将______(选填“变小”、“不变”或“变大”)。
三、作图题
13.利用平面镜成像的特点,在图中画出物体AB在平面镜中的像A1B1;(保留作图痕迹)
14.如图所示,请利用平面镜成像的特点在图中作出AB物体在平面镜中的像,保留作图痕迹。
15.CD为平面镜后不透光的木板,请在图上作出物体AB在平面镜中的像。
16.如图所示,A同学通过平面镜可以看到隔墙的B同学(含眼睛),图中A、B同学用黑点代表,请在图中画出A看到B的光路图。(保留作图过程)
17.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。
18.图甲是医生通过平面镜观察患者口腔的情景。如图乙示意图中,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。请在图乙中根据平面镜成像特点画出A的位置,并完成光路图。
19.湖水清澈,人在湖岸上看到“云在水中漂,鱼在云上游”的景象,如图所示,是空中的白云,是人的眼睛。请画出人眼看到“云在水中漂”的光路图。
四、实验题
20.同学们在生活中发现:物体距离平面镜越远,像到镜面的距离也越远,所看到的像越小,于是同学们对“平面镜成像的特点”进行了探究。利用如图1所示的装置、刻度尺和如图2所示的两根外形完全相同且长度可调的伸缩杆A、B进行实验。
【问题】
像的高度与物体到平面镜的距离有关吗?
【证据】
(1)实验采用透明玻璃板代替平面镜,是为了便于__________。
(2)他们进行了如下实验:
①调节伸缩杆A的高度为25cm,放在平面镜前适当位置,测量A到镜面的距离u,将伸缩杆B放到平面镜的另一侧,调节B的位置和高度,从不同角度观察,直至B与A的像完全重合,测量B的高度h,将u、h的数据记录到表中;
②改变__________,仿照步骤①再进行多次实验;
u/cm
10
25
……
h/cm
10
25
……
【解释】分析表中的数据及实验现象:
(1)同学们发现,B与A的像总是完全重合,可得像与物的大小__________。
(2)实验结论:像的高度与物体到平面镜的距离__________。
【交流】
实验结束后,小组同学提出“高度不同的物体在平面镜中所成像的大小也不同。”同学们针对这个问题的实验过程进行了交流。关于这个实验是否需要保持伸缩杆A到平面镜的距离不变产生了分歧,你认为__________(填“必须”或“不必须”)改变A到平面镜的距离,请你说明理由__________。
21.小明发现家里的玻璃窗中可以看到室内物体的影像,并且将玻璃窗往外推的过程中可看到影像位置发生变化,如图甲所示。为了弄清楚原因,他进行了如图乙所示的实验探究平面镜成像特点。
(1)实验时,小明选择玻璃板而没选择平面镜,是为了___________;
(2)如图乙所示小明把透明玻璃板___________放置在水平桌面的白纸上,玻璃板前放置点燃的蜡烛A,另一只大小完全相同___________(选填“点燃”或“未点燃”)的蜡烛B(图中未画出)放在玻璃板后;
(3)保持丙图中点燃的蜡烛在A点位置以及BC边不动,将玻璃板绕BC缓慢顺时针转动,如图丙所示。玻璃板转到BD1位置时,像在___________(选填“A1”、“A2”或“A3”)点位置。玻璃板BD从转动90°到BD2的整个过程中,人眼如在M点位置___________(选填“能”或“不能”)一直观察到像;
(4)平面镜成像有很多应用,如图丁是播音员的提词器,为方便播音员看台词,将显示屏上的台词通过一块专用镀膜玻璃竖直呈现在播音员的正前方,简化图如图戊所示,则镀膜玻璃与显示屏所成的角度大小α应为___________度。
22.某小组同学要探究“平面镜成像的特点”,可供选择的器材有:镀膜玻璃板、支架、完全相同的棋子(若干)、方格纸、大白纸等,实验装置如图(a)所示。
(1)将方格纸平铺在水平桌面上,用镀膜玻璃板作为__________竖直放置在方格纸上。
(2)将一枚棋子作为物放在镜前两格处,取另一枚棋子在镜后移动,直到看上去它的位置与像的位置重合,从而确定__________(选填“物”或“像”)的位置,记录此时像与物到镜面的格数。改变物到镜面的格数,进行多次实验,记录的数据如下表所示:
实验次数
平面镜前棋子的格数/格
平面镜后棋子的格数/格
1
2
2
2
3
3
3
4
4
分析表中数据可得出结论:平面镜成像时,像和物体到平面镜的__________。
(3)如图(b)为两枚叠放的棋子,将其放在镜前,取数量适当的棋子叠放在镜后并移动位置,直到与镜前棋子的像完全重合,记录此时镜前与镜后棋子的数量。改变叠放的棋子数量,进行多次实验。根据镜前与镜后棋子的数量关系,判断像与物的__________关系。每次实验中在像位置上竖立一光屏,直接观察光屏,始终不能看到物的像,这说明平面镜成的是__________(选填“实”或“虚”)像。
(4) 交流中同学们认为使用方格纸比大白纸更好,理由是__________。(说出一点即可)
23.如图甲所示,在“探究平面镜成像的特点”实验中,选用的器材有:带支架的薄玻璃板一块,蜡烛A和B、白纸、笔、火柴、刻度尺等。
实验次数
蜡烛到平面镜的距离/cm
①
1
2
3
(1)实验时,用玻璃板代替平面镜,目的是便于__________。
(2)实验中,将点燃的蜡烛A放置在玻璃板前,手拿未点燃的蜡烛B在玻璃板后面来回移动,眼睛应在放有蜡烛________(填字母)的一侧观察,找到蜡烛A的像的位置后,在纸上标记蜡烛A和它像的位置,完成距离的测量,并将实验数据记录在表格中,如上表所示,表格中①的位置应填写的内容是_________。
(3)在确定蜡烛A所成像的位置后,在像的位置放一张白纸,白纸上不能承接到蜡烛A的像,这说明平面镜成的是________像。
(4)图乙中的小丽靠近商场自动玻璃门时,在玻璃门中看到了自己的像,在靠近自动玻璃门过程中,她在玻璃门里所成像的大小________(选填“变大”、“变小”或“不变”)。当自动门打开时,左侧玻璃门中所成的像________(选填“会”或“不会”)随左侧门一起向左移动。
24.小明同学在探究“平面镜成像时,像距和物距的关系”的实验中,所用实验器材有:镀膜玻璃板(带支架),两个等大的蜡烛A、B,白纸,火柴和刻度尺。
(1)在桌面上铺上白纸,纸上竖立玻璃板,如图(a),将点燃的蜡烛A放置在玻璃板的________(“左”或“右”)侧,将蜡烛B在玻璃板另一侧移动,人眼应该在蜡烛_________(选填“A”或“B”)一侧观察,直到看上去蜡烛B的位置与蜡烛A的像位置重合,这个位置就是蜡烛A的像的位置。
(2)为了使蜡烛A的像更清楚,下列做法可行的是___________(只有一个选项正确)
A.用方格纸代替白纸 B.在较亮的教室中完成实验
C.将蜡烛B点燃 D.在蜡烛B一侧铺上黑纸
(3)多次改变蜡烛A的位置,确定每次像的位置,连接物体和对应的像点,得到证据如图(b),可得到结论:平面镜成像时,___________。
(4)如图(c)所示,某同学站到自动玻璃门前,会在玻璃门中看到自己的像,当自动门打开时,他在左侧玻璃门中所成的像__________(选填“会”或“不会”)随门一起向左移动。
(5)小明在实验过程中还发现:每次确定蜡烛A的像位置时,蜡烛B都能与蜡烛A的像重合,结合上述实验数据,能否得出:平面镜成像时,像的大小与物距无关的结论?__________。
25.在“探究平面镜成像特点”的实验中,采用如图甲所示装置进行实验。
(1)玻璃板________放置在水平桌面的白纸上,把点燃的蜡烛A放在玻璃板前面,拿另一支外形相同但未点燃的蜡烛B竖立在玻璃板后面移动,直到看上去蜡烛B跟________完全重合,这是为了确定________,并比较像与物的大小;此时若将蜡烛A靠近玻璃板,则像的大小________;
(2)小王用物体AB代替蜡烛A进行实验,如图乙所示,AB与薄玻璃板MN之间的水平距离为20cm。现保持AB不动,将MN水平向右平移5cm,如图丙所示,则AB的像水平向________平移________cm。
26.小明同学在平静的湖边看到了“云在水中飘”的现象,如图(a)所示。由此他想:云在水中所成的像与云的大小和位置有什么关系?于是他找来了带支架的玻璃板,两只完全相同的蜡烛A、B,刻度尺,白纸,火柴等实验器材,实验装置如图(b)所示。
(1)实验中,小明选用玻璃板来替代______;为了实验效果更好,他用的玻璃板最好是______(选填“镀”或“不镀”)膜的。
(2)如图(b)所示。小明将玻璃板竖直立在水平桌面上,在玻璃板前放置点燃的蜡烛A,用蜡烛B替代______(A的像/A)放在玻璃板后并移动,直到B与A的像完全重合,这说明像和物体大小______;这种确定像与物体大小关系的方法是______(控制变量/等效替代)法。
(3)在纸上标记出蜡烛A和B的位置,再改变蜡烛A的位置,仿照(2)多做几次实验,并把测得A到玻璃板的距离u和B到玻璃板的距离v记录在下表中。
序号
1
2
3
4
5
u/cm
4
6
8
10
12
v/cm
4
6
8
10
12
①分析表中数据,得出的结论是______。
②根据上述结论,小明认为蜡烛A在玻璃板中所成的像可以是A1、A2、A3、A4等多个位置,如图(c)所示。为了进一步确定像的位置,接下来还应该继续探究:______。
(5) 通过实验探究后,小明明白:当云彩在距离湖水表面6km的高空时,其在100m深湖水中的像距离湖水表面是______m。
27.小明在探究“平面镜成像特点”时,利用如图(a)所示器材进行了以下操作:
(1)把点燃的蜡烛A放在与水平桌面垂直的玻璃板前,在玻璃板后面放一支________(填“点燃”或“没点燃”)的蜡烛B,移动B,发现A烛焰的像出现在B“身上”,如图(a)所示,说明他在器材选择上存在的问题是________;
(2)改进器材后,观察到蜡烛B与蜡烛A的像完全重合,说明________。
(3)确定出蜡烛A所成像的位置后,在像的位置上放一光屏,则此时光屏上________(填“能”或“不能”)接收到蜡烛A烛焰的像;
(4)另一小组的小明同学由于使用的玻璃板较厚,实验时观察到玻璃板后有两个蜡烛A的像,接着小铭移动蜡烛B使其与靠近玻璃板的像重合,在白纸上记下蜡烛A和B的位置,如图(b)所示。此时物体到镜面的距离为AC,则像到镜面的距离为________(填“BC”或“BD”)。为了寻找普遍规律,可将蜡烛A沿________(填“MN”或“PQ”)方向多次移动进行实验。
28.在“探究平面镜成像特点”的实验中:
(1)探究像与物的大小关系时,将点燃的蜡烛A置于玻璃板前,如图甲所示,应该在______(选填“a”、“b”或“c”)位置进行观察,然后将另一支完全相同的蜡烛B放在玻璃板后,移动蜡烛B,发现它在某一位置时与A的像完全重合,由此初步得出:平面镜所成的像与物______相等;
(2)完成实验探究后,小明模拟“蜡烛在水中燃烧”的现象,如图乙所示,他应该将点燃的蜡烛放在______(选填“玻璃板”或“平面镜”)前,将装满水的烧杯放在该光学元件后,图丙为装置的俯视图,调节时仅向______(选填图中序号)方向移动图丙中的光学元件,可以观察到“蜡烛在水中燃烧”的现象;
(3)通过实验发现像和物关于镜面______,为了进一步确定这种关系,建议选用字母______(选填“A”、“M”或“P”)形的积木进行探究。
29. 五代名士谭峭所著《化书》中,记载了照镜子时“影与形无异”的现象。关于平面镜成像的特点,小明利用图甲所示装置进行了探究。
(1)实验中,用玻璃板代替平面镜的目的是:_________;将图甲中的蜡烛远离玻璃板移动一段距离,则蜡烛所成像的大小将_________;图甲中,为了让右座的同学也能够看到蜡烛的像,小明只将玻璃板向右平移,则蜡烛像的位置_________(选填“向右移动”“向左运动”或“不变”);
(2)为了确定平面镜成像的虚实,小明按图乙所示进行实验,需要在右侧蜡烛位置放一个光屏,并在图中的_________(选填①、②或③)处观察光屏上是否有像;
(3)如果玻璃板没有与水平面垂直,如图丙所示倾斜,蜡烛A的像在图中的_________(选填“A1”“A2”或“A3”)处:小轿车倾斜的前挡风玻璃就是利用这个原理设计的,可以防止_________(选填“车内”或“车外”)物体所成的像在车的正前方干扰司机视线;
(4)小华在使用厚玻璃板做实验时,在玻璃板后看到了两个不重合的像,这两个像之间的距离正好是8mm,则该同学所用玻璃板的厚度为_________mm。
30. 某校教学楼的大厅门口有一面大镜子,为师生整理妆容提供了便利。某同学在走近镜子的过程中,看到自己的像在逐渐变大且不断靠近镜面。
【问题】
改变物体与平面镜的距离,平面镜中的像的大小是否改变?像到镜面的距离怎样变化?
【证据】
该同学利用白纸、玻璃板、蜡烛、刻度尺等器材探究平面镜成像特点。
(1)实验中利用玻璃板代替平面镜的目的是_______。
(2)如图(a),先将玻璃板_______放置在水平桌面的白纸上,将点燃的蜡烛A放在玻璃板的前面。再拿一支与蜡烛A外形_______未点燃的蜡烛B,在玻璃板后面移动,直到看上去它的位置与蜡烛A的像的位置重合,在白纸上标记蜡烛A和像的位置。测量蜡烛A和像到平面镜的距离。
(3)改变蜡烛A到玻璃板的距离,多次实验。注意观察蜡烛A的像的大小是否随它位置的改变而变化。下表为该同学测得的实验数据。
次数
蜡烛到平面镜的距离/cm
蜡烛的像到平面镜的距离/cm
1
5.0
5.0
2
10.0
10.0
3
15.0
15.0
【解释】
(4)实验时观察到蜡烛A的像的大小没有随蜡烛位置的改变而变化且蜡烛B与蜡烛A的像总能完全重合,此现象说明平面镜所成的像与物体的大小_______。
(5)分析表格中数据可知:平面镜成像时,像和物体到平面镜的距离_______。
【交流】
(6)实验完成后,该同学发现自己看到的现象与得到的实验结论不完全相符,于是他又通过查阅资料发现,我们感觉到的物体的大小取决于物体对我们眼睛所成视角的大小。视角的大小不仅与物体本身的大小有关,还和物体到眼睛的距离有关如图(b)所示。我们之所以感觉靠近镜子时像变大,是因为像对我们的眼睛所成的视角变_______。
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