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人教版(2024)八年级上册第3节 平面镜成像当堂达标检测题
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这是一份人教版(2024)八年级上册第3节 平面镜成像当堂达标检测题,文件包含专题43平面镜成像教师版2024-2025学年人教版物理八年级上册举一反三系列人教版2024docx、专题43平面镜成像学生版2024-2025学年人教版物理八年级上册举一反三系列人教版2024docx等2份试卷配套教学资源,其中试卷共28页, 欢迎下载使用。
TOC \ "1-1" \h \u
\l "_Tc2484" 【题型1 平面镜成像原理】 PAGEREF _Tc2484 \h 1
\l "_Tc12755" 【题型2 平面镜成像特点】 PAGEREF _Tc12755 \h 4
\l "_Tc16299" 【题型3 利用平面镜成像特点作图】 PAGEREF _Tc16299 \h 7
\l "_Tc8693" 【题型4 凸面镜和凹面镜】 PAGEREF _Tc8693 \h 10
\l "_Tc15445" 【题型5 综合实验题】 PAGEREF _Tc15445 \h 13
知识点1 平面镜成像原理
平面镜成像的原理:光的反射。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。
要点诠释:
平面镜成的像是物体发出(或反射)的光线射到平面镜上发生反射,反射光线的反向延长线相交形成的。并不是实际光线会聚形成的,所以平面镜成的像只能用眼睛看到,无法用光屏承接,是虚像。
【题型1 平面镜成像原理】
【例1】(2023·邵阳)京剧是中国的国粹之一,如图京剧演员正在对着镜子画脸谱,他利用的光学原理是( )。
A. 光的色散B. 光的反射
C. 光的折射D. 光沿着直线传播
【答案】B。
【解析】如图所示,京剧演员正在对着镜子画脸谱,镜子中的像是平面镜所成的像,其实质是光的反射现象。题中给出的四个选项只有B符合题意。
故选B。
【变式1-1】(23-24八年级上·四川成都·期中)7月28日,成都第31届世界大学生夏季运动会在龙泉驿区东安湖畔盛大开幕。赛前为了展现东安湖的最美形象,主办方特意安排清洁工人高空作业清理了大运会一场三馆的外墙玻璃。如图所示,下列说法正确的是( )
A.工人从玻璃幕墙中看到自己的像是光的折射现象
B.玻璃幕墙中工人的像是虚像
C.工人远离玻璃幕墙时,镜中的像将变小
D.工人距玻璃幕墙0.5m时,他在镜中的像距玻璃幕墙1m
【答案】B
【详解】A.工人从玻璃幕墙中看到自己的像属于平面镜成像,原理是光的反射,故A错误;
B.平面镜所成的像是正立、等大的虚像,故B正确;
C.平面镜成像时像与物体的大小相等,工人远离玻璃幕墙时,镜中的像大小不变,故C错误;
D.像与物体到镜面的距离相等,工人距玻璃幕墙0.5m时,他在镜中的像距玻璃幕墙也为0.5m,故D错误。
故选B。
【变式1-2】(23-24八年级上·四川成都·期中)下列光现象与“坐枯井观天所知甚少”的光学原理相同现象的是( )
A.有趣的倒影B.空中的彩虹
C.古代的日晷D.“弯折”的筷子
【答案】C
【详解】“坐枯井观天所知甚少”的光学原理是光的直线传播;有趣的倒影是由于光的反射形成的;空中的彩虹是光的折射形成的;古代的日晷应用光的直线传播;“弯折”的筷子是由于光的折射;故C符合题意,ABD不符合题意。
故选C。
【变式1-3】(23-24八年级上·四川成都·期中)如图所示,位于成都市东安湖体育中心的火炬塔,塔高31米,寓意第31届世界大学生夏季运动会。暮色降临,流光溢彩,纤细的火炬塔映照在东安湖面,美不胜收的夜景尽现眼前。下列有关说法正确的是( )
A.小美坐观光车环湖观景时,发现有时水面上无法看到塔尖,是由于塔太高,在水面上不能成完整的像
B.无论是从岸上看水中还是从水中看岸上的物体,看到的像都在物体实际位置的上方
C.月光沿直线传播到达火炬塔
D.火炬塔下的小美的影子是光沿直线传播所形成的实像
【答案】BC
【详解】A.平面镜成像是由光的反射形成的,塔较高时,在水面上也能成完整的像;小亮乘坐游船观赏天府塔夜景时,他在水面上无法看到塔尖,可能是由于水面较小,塔尖的像与眼睛的连线没有与水面相交造成的,故A错误;
B.从空气中看水中的物体,水中物体反射的光斜射到水面时,发生折射远离法线后进入眼睛,而我们逆着光的方向看到物体的像,所以看上去比实际位置高;从水中看岸上的物体,物体反射的光斜射到水面时,发生折射进入水中后靠近法线,进入眼睛,而人逆着光的方向看上去形成的虚像,所以比实际位置高,故B正确;
C.光在同种均匀介质中沿直线传播,月光沿直线传播到达火炬塔,故C正确;
D.光在同种均匀空气中沿直线传播,光线照到小美时,在她身后形成照不到的阴暗区域就是影子,不是像,故D错误。
故选BC。
知识点2 平面镜成像特点
平面镜中的像是由光的反射光线的延长线的交点形成的,所以平面镜中的像是虚像。
虚像与物体等大,距离相等。像和物体的大小相等。所以像和物体对镜面来说是对称的。根据平面镜成像的特点,像和物的大小,总是相等的。
3.无论物体与平面镜的距离如何变化,它在平面镜中所成的像的大小始终不变,与物体的大小总一样。但由于人在观察物体时都有“近大远小”的感觉,当人走向平面镜时,视觉确实觉得像在“变大”,这是由于人眼观察到的物体的大小,不仅仅与物体的真实大小有关,像是光反射的形成的。(光路拥有可逆性)注:人的高度高于平面镜时,无法完全看到自身在平面镜中的像。
【题型2 平面镜成像特点】
【例2】(2023山东泰安岱岳期中)王瑞同学以1 m/s的速度匀速向平面镜靠近,下列说法中 ( )
①王瑞的像靠近平面镜的速度是2 m/s;
②王瑞想通过平面镜看自己的全身像,则平面镜的高度至少为他身高的一半;
③王瑞在平面镜中看见了小王的眼睛,则小王一定能在平面镜中看见王瑞;
④王瑞在平面镜中所成的像是实像。
A.只有①④正确 B.只有③④正确
C.只有②③正确 D.只有①②③正确
【答案】C
【详解】王瑞同学以1 m/s的速度匀速向平面镜靠近,同时他的像也以1 m/s的速度向平面镜靠近,故①错误。人若能从镜中看到自己的全身像,需满足的条件是人的头顶和脚反射的光,经平面镜反射后都能进入人的眼睛,即人像的上、下两端与眼睛的连线必须都穿过平面镜。如解析图所示,AB表示人的全身,C点表示人眼的位置。根据平面镜成像的特点,作出人的像A'B',EF为平面镜的最小长度及位置,EF=MN=12AB,王瑞想通过平面镜看自己的全身像,则平面镜的高度至少为他身高的一半,故②正确。因为在反射现象中光路是可逆的,所以王瑞在平面镜中看见了小王的眼睛,小王也能在平面镜中看见王瑞,故③正确。根据平面镜成像的特点知,王瑞在平面镜中所成的像是虚像,故④错误。
【变式2-1】(2023河北顺平期中)某学校教学楼大厅安装了平面镜,同学们经过时可以检查自己的穿戴是否整齐。小红站在镜前0.6 m处,她观察到的自己的像是 (选填“实”或“虚”)像,这个像是光的 (选填“直线传播”或“反射”)形成的,像到平面镜的距离是 m,像中同学背的书包与实际书包的大小 (选填“相同”或“不同”),当小红逐渐远离平面镜时,她观察到的现象是 。
【答案】虚 反射 0.6 相同 自己的像变小
【详解】 平面镜中的像是光的反射形成的虚像;像与物到平面镜的距离相等,小丽离平面镜0.6 m,她的像也离平面镜0.6 m;由于像和物大小相同,像中同学背的书包与实际书包的大小相同;她逐渐远离平面镜,她在平面镜中的像的大小不变,但由于距离变大、视角变小,所以她观察到的现象是自己的像变小。
【变式2-2】(23-24八年级上·四川泸州·期中)南通夜晚当友谊桥上有灯光时,濠河水上实景与水中“倒影”交相辉映,形成一幅绚丽多彩的图案。已知友谊桥下濠河水深为2m,桥上一彩灯距水面12m,则该彩灯的“倒影”距水面 m;若濠河水上涨0.5m,则该彩灯与其对应的“倒影”相距 m,彩灯与其“倒影”大小 (选填“相等”或“不相等”)。
【答案】 12 23 相等
【详解】[1]因为彩灯距水面12m,由平面镜成像特点可知,物体和像到水面的距离相等,故该彩灯的“倒影”距水面也是12m。
[2]若濠河水上涨0.5m,则彩灯距水面的距离为
12m-0.5m=11.5m
那么该彩灯的“倒影”距水面也是11.5m,则该彩灯与其对应“倒影”相距
11.5m+11.5m=23m
[3]由平面镜成像特点可知,平面镜成像时像与物体大小相等,故彩灯与其“倒影”大小相等。
【变式2-3】(23-24八年级上·四川攀枝花·期中)如图甲所示,医生在为患有近视眼的小红同学检查视力,小红观看的是平面镜中视力表的像,她离视力表像的距离应是 m,当小红检查完视力后慢慢靠近平面镜,她自己在平面镜中的像的大小 (选填“变大”“变小”或“不变”)。
【答案】 4.6 不变
【详解】[1]平面镜成的是一个正立、等大的虚像,物体距平面镜的距离等于像到平面镜的距离,物与像的连线与镜面垂直。视力表距平面镜的距离为2.5m,像到平面镜的距离也为2.5m,人距平面镜的距离为2.1m,则人距视力表的像的距离为
2.5m+2.1m=4.6m
[2]平面镜成的是一个与物体等大的像,像的大小与物体到平面镜的距离无关。当小红检查完视力后慢慢靠近平面镜,她自己在平面镜中的像的大小不变。
知识点3 利用平面镜成像特点作图
如图MN表示平面镜,AB表示镜前的物体,根据平面镜成像的特点作图
步骤:
第一步:分别过A、B点做垂直于平面镜的垂线(用虚线表示);
第二步:在垂线和平面镜的相交处标出直角;
第三步:在平面镜的另一侧找到A′点,使A′点到平面镜的距离和A到平面镜的距离相等。同理找
B′。
第四步:连接A′、B′画虚像(用虚线)。如下图所示:
要点诠释:
利用平面镜成像规律作图时要注意实虚线和实线。像是虚线,物体是实线;实际光线要标箭头。
【题型3 利用平面镜成像特点作图】
【例3】(2023·大庆)如图, A为暗室中的点光源, B为不透光薄板, B与上方水平放置的平面镜左边缘对齐,请画出B薄板右侧水平地面被光照亮的区域左右边界的光路图(只考虑直接经平面镜到达地面光线)。
【解析】先作出点光源A关于平面镜的像点 ; 连接A与平面镜的左端,交平面镜于点 C的入射光线,作出入射光线AC和反射光线CE;连接A与挡光板的最上边缘,交平面镜于点D的入射光线,作出入射光线AD和反射光线DF;则水平地面被光照亮的区域为EF,如图所示:
【变式3-1】(2023广东茂名电白期中)请在图中作出物体AB在平面镜中的像。(保留作图痕迹)
【答案】如图所示
【详解】先作出A、B关于平面镜的对称点A'、B',用虚线连接A'、B',即物体AB在平面镜中的像A'B'。
【变式3-2】(2023·哈尔滨)如图所示,S′为点光源S在平面镜中所成的像,点光源S为图中平面镜左侧三点中的某一点,请利用平面镜成像特点作图确定点光源的位置并标出S。
【解析】由平面镜成像的特点可知,物与像关于平面镜对称,像距等于物距,故可据此确定点光源S的位置如下图所示
【变式3-3】(2021·福建福州·八年级期中)如图所示,一只玩具小鸭放在水平放置的平面镜MN上,请在图中确定出玩具小鸭的眼睛O点在平面镜中的像O'的位置。
【答案】
【详解】由平面镜成像特点可知,玩具小鸭的眼睛与在平面镜中的像关于平面镜对称。从O点画平面镜的垂线并延长,画出O点关于平面镜的对称点,可得在平面镜中的像O',如图所示
知识点4 球面镜
1.凹面镜:反射面是凹面的叫凹面镜
(1)原理:光的反射。
(2)对光线的作用: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。
(3)应用:太阳灶、手电筒反射面、天文望远镜。
2.凸面镜:反射面是凸面的叫凸面镜
(1)对光线的作用:对光线起发散作用。
(2)原理:光的反射。
(3)应用:机动车后视镜、街头拐弯处的反光镜。
【题型4 凸面镜和凹面镜】
【例4】(23-24八年级上·四川成都·期中)如图所示,太阳灶是利用光的 原理来会聚太阳光、从而加热食物的;放电影用的银幕总是用粗糙的白布(而不是白玻璃),是为了使光发生 反射。
【答案】 反射 漫
【详解】[1]凹面镜对光有会聚作用,太阳灶是利用光的反射原理来会聚太阳光。
[2]白色银幕用粗糙的白布是为了让光发生漫反射,使各个方向的人都能看到。
【变式4-1】22-23八年级上·四川广安·期中)身高1.6m的小丽站在平面镜前1.5m处观察自己在镜中的像,镜中的像是 (选填“虚像”或“实像”),像到小丽的距离是 m,当她向平面镜靠近的过程中,像的高度 (选填“变大”、“变小”或“不变”);汽车后视镜是 镜,对光线有 作用,所以可以扩大视野。
【答案】 虚像 1.5 不变 凸面 发散
【详解】[1]平面镜成的像是反射光线反向延长线会聚而成的,并非实际光线会聚而成,所以是虚像。
[2]平面镜成的像与物到平面镜的距离相等。小丽站在平面镜前1.5m处,则像到小丽的距离也是1.5m。
[3]平面镜成的像与物大小相同,所以当她向平面镜靠近的过程中,像的高度不变。
[4][5]汽车观后镜是凸面镜,凸面镜对光线有发散的作用,应用在汽车的观后镜上,能增大司机的观察范围,减少交通事故。
【变式4-2】太阳灶是用 镜制成的,它对太阳光有 作用,从而用来烧水、煮饭.汽车的后视镜是 镜.
【答案】凹面;会聚;凸面.
【详解】太阳灶是利用太阳能辐射,通过聚光获取热量,进行炊事烹饪食物的一种装置,太阳灶的关键部位是聚光镜,就是利用了凹面镜会聚光线的原理;汽车的后视镜,采用的是凸面镜,这样可以扩大司机的视野,便于观察车后的情况,有利于行车安全.
【变式4-3】下列说法中错误的是( )
A.平面镜遵守光的反射定律,球面镜不遵守光的反射定律
B.凸面镜对平行光线有发散的作用
C.在探照灯里,要把光源放在凹面镜的焦点上
D.在太阳灶中,要把被加热的物体放在凹面镜的焦点上
【答案】A
【详解】解析:平面镜遵守光的反射定律,球面镜也遵守光的反射定律,故 A 错误;凸面镜对平行的光线有发散作用,故B正确;根据光路的可逆性,在探照灯里,把点光源放在焦点上,经凹面镜反射后,会变成平行光线,故C 正确;太阳灶是凹面镜,为了受热快,必须把被加热的物体放在凹面镜的焦点上,故 D 正确
知识点4 平面镜成像实验
1.问题与猜想:
(1)问题:平面镜成像有什么特点? 像的位置有什么特点?像的大小有什么特点。
(2)猜想:像可能与物体的大小相等,关于镜面对称等。
2.制定计划:
(1)实验器材:两支相同的蜡烛、平面镜、玻璃板、支架、方格纸、同样大小的三角尺(贴有b,d)、刻度尺。
(2)实验步骤:
①在桌上铺一张方格纸,中间画一条线后在方格纸的前方任意画一个三角形,在方格纸中间线的位置竖立玻璃板。
②把一支点燃的蜡烛放在玻璃板前方方格纸上画的三角形的一个顶点上,观察玻璃板后面出现的蜡烛的像,另外拿一支相同的蜡烛在璃板后面移动,直到看上去它们完全重合,后面的蜡烛好像被点燃为止,后一支蜡烛的位置就是前面蜡烛的像的位置,用笔标出两支蜡烛的位置。
③用刻度尺测量两支蜡烛到平面镜的距离,并记录在表格中。
④在三角形的另外两个顶点位置重复②、③所进行的操作。
⑤取下玻璃板,以镜后三个像的位置为顶点,画一个三角形。
⑥将标有字母“d”的三角尺放在镜前,拿着标有字母“b”的三角尺放在镜后面移动,直到跟所看到的像重合,观察两个三角尺上的字母的左右关系。
3.实验现象和数据:
取下桌面上的方格纸,沿中间所画的线对着折叠,然后在任一面的三角形顶点上用笔尖扎穿折叠后的纸,观察两个三角形是否重合。
4.分析结论:
(1)平面镜所成像的大小和物体的大小相等;
(2)像到平面镜的距离与物体到平面镜的距离相等;
(3)平面镜所成的像是虚像;
(4)物体在平面镜里所成的像是虚像。
5.表达与交流:
(1)改变物体与平面镜间的距离,像的大小不会改变。
(2)平面镜所成的像与物体左右相反。
(3)无论镜子大小,都能使物体成一个完整的且与物体等大的像。镜子的大小只能影响观察到的像的范围。
(4)像与物体的连线垂直于平面镜。
6.考查内容
要点诠释:
实验中利用玻璃板代替平面镜是为了确定像的位置;
试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;
试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;
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。
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。
站在平面镜前的人,向平面镜走近时,人们往往以为像“变大”了,其实改变的是视角,视角大感觉看到的物体就大。如图:甲、乙中树是一样大的,但是甲图中的人感觉树更大些,这跟人看远处驶近的汽车感觉相似,这辆车的大小始终不变,但人以为汽车远小近大,驶近的汽车“变大”了
【题型5 综合实验题】
【例5】(2023河南南阳卧龙期中)如图甲是“探究平面镜成像的特点”的实验装置图。(P8104003)
(1)实验时,不采用平面镜而采用透明薄玻璃板,不仅能观察到蜡烛的像,也便于 。
(2)在竖立的玻璃板前点燃蜡烛A,可以看到蜡烛A通过玻璃板所成的像,取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的像完全重合。在比较像与物的大小关系时,蜡烛B替代的是 (选填“蜡烛A的像”或“蜡烛A”),这种科学探究方法为 。
(3)移去蜡烛B,在其原来位置上放置一块光屏,光屏上 (选填“能”或“不能”)呈现蜡烛A的像。说明平面镜成的是 (选填“虚像”或“实像”)。
(4)实验过程中如果玻璃板没有垂直架在白纸上,而是如图乙所示那样倾斜,蜡烛A的像应是图中的 (选填“A1”“A2”或“A3”)。
(5)当蜡烛远离玻璃板时,蜡烛像的大小将 (选填“变大”“变小”或“不变”)。
(6)小明发现玻璃板前点燃的蜡烛逐渐变短,移动玻璃板后面的蜡烛,它与玻璃板前蜡烛的像 (选填“能”或“不能”)完全重合。
【答案】(1)确定像的位置 (2)蜡烛A 等效替代法
(3)不能 虚像 (4)A2 (5)不变 (6)不能
【解析】(1)用透明薄玻璃板代替平面镜,在观察到蜡烛A的像的同时,也能观察到蜡烛B,便于确定像的位置;(2)实验过程中,蜡烛A放在平面镜前面,用蜡烛B代替蜡烛A去和蜡烛A的像比较,使用的是等效替代法;(3)平面镜所成的像是虚像,不能呈现在光屏上;(4)平面镜所成的像和物体关于镜面对称,若玻璃板如图乙所示那样倾斜,蜡烛A的像应是图中的A2;(5)平面镜所成像的大小和物体大小相等,当蜡烛远离玻璃板时,蜡烛的像大小不变;(6)玻璃板前点燃的蜡烛逐渐变短,像也变短,像和玻璃板后面的蜡烛大小不相等,不能完全重合。
【变式5-1】(2022·全国·八年级单元测试)如图1是小明“探究平面镜成像特点”的情景:
(1)实验中,用玻璃板代替平面镜,主要目的是 ___________;
(2)如果玻璃板没有与水平桌面垂直,将对实验产生的影响是 ___________;
(3)小明小心地移动B蜡烛,发现它能与A蜡烛的像完全重合,“完全重合”说明 ___________,蜡烛A的像是由于光射到玻璃表面发生 ___________(填“反射”或“折射”);
(4)小明站在平面镜前,看到镜中自己的像,当她走近镜子时,镜中的像将 ___________(选填“变大”、“变小”或“不变”);
(5)图2中是物体在平面镜中成像的情况,正确的是 ___________;
(6)根据你的实验过程和得到的结论判断,下列说法正确的是 ___________。
A.像的大小与蜡烛到玻璃板的距离有关
B.蜡烛远离玻璃板过程中,蜡烛的像始终与蜡烛等大
C.把光屏放在玻璃板后像所在的位置,像会成在光屏上
D.用玻璃板代替平面镜是为了能在玻璃板后成一实像
【答案】 便于确定像的位置 移动蜡烛B不能与A的像完全重合 像与物的大小相等 反射 不变 C B
【详解】(1)[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,同时还能看到玻璃板后面代替虚像的另一个物体,便于确定像的位置。
(2)[2]由平面镜的成像特点可知,像物关于镜面对称,玻璃板如果不竖直,蜡烛A的像的位置将高于桌面或低于桌面,在桌面上无论怎样移动蜡烛B,都不能使它和蜡烛A的像重合。
(3)[3]因为蜡烛A和蜡烛B完全相同,因此如果蜡烛B能与A蜡烛的像完全重合,则说明蜡烛A的像与蜡烛A大小相等,因此“完全重合”说明像与物体大小相等。
[4]蜡烛A的像是由于光射到玻璃表面发生反射而形成的。
(4)[5]由于平面镜所成的像与物体始终大小相等,所以小明站在平面镜前,当她走近镜子时,由于她的大小没变,所以镜中的像也不变。
(5)[6]平面镜所成的像和物关于平面镜对称,我们可以选取“F”上几个特殊点,用刻度尺去找到其关于镜面的对称点;也可将像将“F”沿镜面这条线对折,能重合的就是正确答案,故ABD不符合题意,C符合题意。
故选C。
(6)[7] A.平面镜所成的像与物体大小相等,像的大小与蜡烛到玻璃板的距离无关,故A错误;
B.平面镜所成的像与物体大小相等,蜡烛远离玻璃板过程中,蜡烛的像始终与蜡烛等大,故B正确;
C.因为平面镜成的像是虚像,所以把光屏放在玻璃板后像所在的位置,像不会成在光屏上,故C错误;
D.用玻璃板代替平面镜是为了确定像的位置,故D错误。
【变式5-2】(2021辽宁抚顺、本溪等中考,30,★★☆)小明在探究“平面镜成像特点”时,利用如图甲所示器材进行了以下操作:(P8104003)
(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 (选填“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”,如图甲所示,说明他在器材选择上存在的问题是 。
(2)改进器材后,多次改变蜡烛 (选填“A”或“B”)的位置,并移动另一支蜡烛,确定每次像的位置,将玻璃板及每次物和像的位置记录在玻璃板下面的白纸上,连接物和对应的像点,如图乙所示,由此可得出的结论是像与物到平面镜的距离 ,且它们的连线与镜面 。
(3)小明想确定家中穿衣镜成像的反射面,他将笔尖紧贴镜面A,如图丙所示,发现笔尖的像与笔尖之间有一段距离,说明 (选填“A”或“B”)是反射面。
【答案】(1)没点燃 两支蜡烛大小不同 (2)A 相等 垂直 (3)B
【解析】(1)若点燃玻璃板后的蜡烛B,则不易观察到A的像,所以蜡烛B不需要点燃。蜡烛A的像不能完全与蜡烛B重合,说明选用的两支蜡烛大小不同。
(2)通过多次移动蜡烛A,改变物体位置,再确定像的位置,来寻找普遍规律。由图乙可知:像与物到平面镜的距离相等,且它们的连线与镜面垂直。
(3)笔尖的像与笔尖之间有一段距离,是因为穿衣镜有一定的厚度,物距不为0,则说明B面是反射面(B面镀了膜,镀膜后增强了光的反射)。
【变式5-3】(2023·荆州)为了探究平面镜成像特点,小华同学准备了透明玻璃板、刻度尺、光屏和A、B两只大小相同的蜡烛,如图所示。
(1)用透明玻璃板代替平面镜是为了便于确定像的______,用玻璃板代替平面镜实验时,应选用______(选填“厚”或“薄”)一些的玻璃板;
(2)当蜡烛A远离玻璃板时,它的像会______(选填“变小”“不变”或“变大”);
(3)实验中若只将玻璃板水平向左平移,蜡烛所成像的位置______(选填“向左移”“向右移”或“不变”);
(4)小华同学在实验中将透明玻璃板与水平桌面垂直方向成30°角放置,然后将蜡烛沿水平桌面向玻璃板方向移动一段距离L,如图所示。则蜡烛所成像的像距变化量为______。
【答案】①. 位置;②. 薄;③. 不变;④. 不变;⑤. 。
【解析】(1)[1]透明的玻璃板能反射,也能透光,所以玻璃板既能成像,又能观察到玻璃板后面代替蜡烛A的蜡烛B,当蜡烛B和蜡烛A的像完全重合时,蜡烛B的位置就是蜡烛A像的位置,所以使用透明的玻璃板代替平面镜便于确定像的位置。
[2]透明的玻璃板能反射,也能透光,所以玻璃板既能成像,又能观察到玻璃板后面代替蜡烛A的蜡烛B,当蜡烛B和蜡烛A的像完全重合时,蜡烛B的位置就是蜡烛A像的位置,所以使用透明的玻璃板代替平面镜便于确定像的位置。
(2)[3]平面镜中的像的大小跟物体大小有关,跟物体到平面镜的距离无关,所以蜡烛A远离玻璃板,像也远离玻璃板,像的大小不变。
(3)[4]只将玻璃板向左平移,在向左移动的过程中,由于物像关于平面镜对称,所以蜡烛A的像的位置不变。
(4)[5]如图所示:
根据平面镜成像规律可知,DE垂直于CE,由数学原理可知∠DCE=90°-30°=60°
则∠CDE=180°-90°-60°=30°
由几何知识可知∠DMF=∠CDE=30°
由图可知,像距的变化量。
实验次数
物到平面镜的距离/cm
像到平面镜的距离/cm
像与物大小比较
(放大、缩小或相等)
1
2
考查方向
解答思路
平面镜成像原理
光的反射(镜前可以观察到像,镜后无法看到)
大小关系
两支相同蜡烛为了比较大小关系
点燃蜡烛目的
清楚的观察成像
实验方法
等效替代法
多次实验的目的
实验结论具有普遍性
等距验证
利用刻度尺进行测量
虚像
光屏(物在平面镜中像的位置)无法呈接到像
反向
通过观察可见像与物左右位置相反
实验出现误差
刻度尺与平面镜不垂直、实验装置安装存在问题
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