


所属成套资源:【实验攻略】2025年中考物理新课标必做21实验及近年热考实验
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专题4.2.7 探究平面镜成像的特点-【实验攻略】2025年中考物理新课标必做21实验及近年热考实验学案
展开 这是一份专题4.2.7 探究平面镜成像的特点-【实验攻略】2025年中考物理新课标必做21实验及近年热考实验学案,共18页。学案主要包含了实验器材,实验装置,设计实验和进行实验,分析与论证,交流、评估、反思等内容,欢迎下载使用。
【实验器材】透明薄玻璃板、刻度尺、光屏、两支完全相同的蜡烛、火柴、白纸(或方格纸)、笔。
【实验装置】如图所示。
1. 用透明玻璃板代替平面镜的好处是 。
2. 选择薄玻璃板的好处是 。
3. 使用两支完全相同的蜡烛,目的是 ,这里用的是 法。
【设计实验和进行实验】
4. 平面镜成像原理: 。
5. 实验应在较 的环境中进行,目的是使实验现象更明显。
6. 实验时,应将玻璃板与水平桌面 放置,否则在桌面上像与物不能重合。
7. 把 的蜡烛A放在玻璃板前,在玻璃板后面放一支 (前两空均选
填“点燃”或“未点燃”)的蜡烛B,调整蜡烛B的位置,直到与蜡烛A的像 ,则B所在的位置即为 的位置。多次改变蜡烛A的位置进行实验,比较像与物的大小、正倒关系,标出蜡烛A、B所在的位置。
8. 连接对应的蜡烛A、B所在的点,用 测量出蜡烛和像到玻璃板的距离。
9. 将光屏放在像的位置,应该 (选填“透过”或“不透过”)玻璃板观察,发现光屏上无像,说明平面镜成的像是 。
【分析与论证】
10. 平面镜所成的像是 像;像与物的大小 ;像与物到平面镜的距离 ,像与物的连线与镜面 。(像与物关于镜面对称)
【交流、评估、反思】
11. 若实验过程中,无论怎样移动玻璃板后面的蜡烛都无法与像重合,则可能的原因是 。
12. 若玻璃板与水平桌面不垂直,玻璃板上端向左倾斜,如图所示,则蜡烛A在玻璃板中成像的位置会 ,此现象的原因是 。
13. 测得蜡烛和像到玻璃板的距离不相等的原因可能是:
①玻璃板较 ;
②玻璃板与水平桌面 ;
③未点燃的蜡烛与点燃的蜡烛的像没有完全重合;
④测量长度时存在误差。
【便于确定像的位置 避免有重影 便于比较像与物的大小关系 等效替代 光的反射 暗 垂直 点燃 未点燃 完全重合 像 刻度尺 不透过 虚像 虚 相等 相等 垂直 玻璃板没有垂直放置在水平桌面上 偏高 像与物关于镜面对称(或像与物对应点的连线与镜面垂直) 厚 不垂直 】
提分专训
探究光的反射定律
1.古人云“以铜为镜,可以正衣冠”。为了探究平面镜成像原理,某物理实验小组利用如图甲所示的装置进行实验。
(1)实验时,选用玻璃板代替平面镜,原因是为了便于确定 。
(2)用两支完全相同的蜡烛做实验,是为了便于比较物与像的 (选填“大小”或“距离”)关系,利用的实验方法是 (选填“控制变量法”“转换法”或“等效替代法”)。
(3)将蜡烛A靠近玻璃板,像的大小 (选填“变大”“不变”或“变小”),此时需要将蜡烛B (选填“远离”或“靠近”)玻璃板,才能与蜡烛A的像重合。
(4)若将黑色的纸板放在玻璃板与蜡烛B之间,在蜡烛A这一侧 (能或“不能”)观察到蜡烛A的像。将黑色纸板拿走后,为了让右边的同学也能够看清蜡烛的像,小明只将玻璃板向右平移一小段距离,则蜡烛的像的位置 (选填“向左移动”“向右运动”或“不变”)。
(5)其他同学在做相同的实验时,发现透过玻璃板观察蜡烛的像时,看到在像的后面还有一个与它有部分重叠、较模糊的像,要避免这种现象,改进的措施是选用 (选填“薄”或“厚”)的玻璃板进行实验。
2.教学楼前常放置一面镜子,为师生进入校园时整理衣冠之用。小明走向镜子时,发现自己的像“靠近镜子”且“变大”。为了探究他的像和他自身的大小和位置关系,他用点燃的蜡烛模拟自己,用玻璃板代替平面镜,进行了下面的探究。
(1)如图甲所示,他把一支点燃的蜡烛放在玻璃板前面。
(2)再拿一支与蜡烛外形相同但不点燃的蜡烛在玻璃板后面移动,能够发现与的像完全重合,初步确定像和物的大小关系是 (选填“相等”“像比物体大”或“物体比像大”)。他用铅笔记录下了玻璃板、蜡烛、蜡烛的位置。
(3)蜡烛代替的像,用到的物理方法是 (选填“转换法”或“等效替代法”)。
(4)他多次改变的位置,重复步骤(2),发现每次操作,都可以与的像重合,最终确定(2)的初步结论是正确的。记录的蜡烛、蜡烛、玻璃板的位置如图乙所示,由此可得出的结论是:像与物到平面镜的距离 。
(5)通过上述实验,可以发现:实验中用透明玻璃板代替平面镜的目的是 。
(6)根据实验探究,可以发现:他靠近镜子时, (选填“像变大”或“像靠近镜子”)的猜想是错误的。
3.如图甲所示,国家大剧院和它在水中的倒影相映成趣。
(1)据此现象,小洛猜想平面镜成像的特点可能是 (写一条即可);
(2)在探究平面镜成像特点的实验中,小洛选取玻璃板代替平面镜,目的是 ;为了观察到更清晰的像,实验应在 (填“较亮”或“较暗”)的环境中进行;
(3)如图乙所示,点燃玻璃板前的蜡烛A,移动玻璃板后完全相同的蜡烛B,直至看到蜡烛B与蜡烛A的像重合,说明像与物的大小 ;此时蜡烛B的位置就是 的位置;用竖直放置的光屏代替蜡烛B, (填“透过玻璃板”或“直接”)观察光屏,光屏上没有承接到像,说明平面镜所成的像是 像;
(4)改变蜡烛A的位置,得到如图丙所示的三组像和物的位置。为了验证像与物的位置是否关于平面镜对称,小洛接下来应该怎么做? 。
4.如图甲所示,小明探究“平面镜成像特点”时,将一块薄透明玻璃板竖直立在水平面的白纸上,取两支完全相同的电子蜡烛A、B,点亮的蜡烛A放在玻璃板前面。
(1)小明选择薄透明玻璃板代替平面镜进行实验,目的是便于确定 。
(2)将未点亮的蜡烛B放在玻璃板后面,不断调整蜡烛B的位置,直到从各个角度观察蜡烛B与A的像 ,说明平面镜所成的像与物的大小相等。
(3)移走蜡烛B,将光屏放到蜡烛B的位置,视线在玻璃板的 (选填“前面”或“后面”)观察到光屏上没有呈现蜡烛A的像,说明平面镜所成的像是 。
(4)在探究像距和物距的关系时,小明在实验中测出物距为12.50cm,像距为12.50cm。为了得到像距和物距关系的规律,你对他接下来的操作建议是 。
(5)如图乙所示,将薄透明玻璃板倾斜放置,蜡烛A的像将 (选填“仍然”或“不再”)与蜡烛A关于镜面对称。
5.在“探究光的反射定律”实验中,将平面镜放置在水平面上,纸板垂直于镜面,纸板由E、F两部分组成,可以绕前后转动,如图甲所示。
(1)图甲中入射角是 度。
(2)为了探究反射角与入射角的大小关系,应进行的操作是__________(填写字母)。
A.改变纸板与平面镜的夹角
B.沿向后转动纸板F
C.多次改变光线入射的角度,并测量对应反射角和入射角的大小
(3)小羽同学又利用图乙所示器材探究平面镜成像特点,用玻璃板代替平面镜的目的是:便于 。
(4)小羽将图乙中的玻璃板竖直向上移动一段距离,则蜡烛所成像的位置将 (选填“向上移动”、“向下移动”或“保持不变”)。在蜡烛B的位置放一张白纸,在白纸上没有像是因为 。
(5)小羽探究完平面镜成像特点后,分析认为小轿车前挡风玻璃应该按图丙所示的三幅图中第 (选填“①”、“②”或“③”)副图安装,这是因为,夜间行车时,如果车内开灯,车内乘客经前挡风玻璃成的像在司机的 (选填“斜上方”“正前方”或“斜下方”),这样会减小对司机观察路况的干扰。因此为了行车安全,夜间行车时,车内不宜开灯。
6.如图-1所示,琳琳在做“探究平面镜成像特点”的实验时,在水平桌面上铺好一张大白纸,然后在中间画一横线,将一块玻璃板沿此横线放置,将蜡烛A点燃放在玻璃板的前方,然后用另外一根蜡烛B(未点燃)在玻璃板的后方来回移动。
(1)该实验最好选择在 (选填“较亮”或“较暗”)的环境中进行;
(2)实验时采用薄玻璃板代替平面镜的目的是便于确定像的 ;
(3)实验时选用的两根蜡烛的大小 (选填“相同”或“不同”);
(4)将蜡烛B在玻璃板后的纸面上来回移动,发现无论移动到哪个位置,都无法让它与蜡烛的像完全重合(忽略蜡烛长度的变化)。出现这种情况的原因可能是 ;
(5)调整好装置继续进行实验,记录了三组蜡烛与蜡烛的像重合时,两根蜡烛在白纸上的位置,如图-2所示。由此可知,平面镜成像时,像与物到镜面的距离 ;
(6)琳琳把四个模型分别面对玻璃板直立放置在桌面上,用于探究像与物左右位置的关系。其中能够达到实验目的的是________(填选项);
A.B.
C.D.
(7)用木板紧贴在玻璃板背面,挡住玻璃板后面的光,人眼在玻璃板前 (选填“能”或“不能”)看见蜡烛A的像。
7.如图甲是“探究平面镜成像特点”的实验。透明玻璃板竖立放在一块带刻度的木板上,两支相同的蜡烛A、B竖立于玻璃板两侧。
(1)实验中选用玻璃板代替平面镜目的是 ;
(2)在实验过程中,若观察到蜡烛A的像好像总是“悬浮”在木板上方,造成该现象的原因可能是 (填字母):
A.玻璃板太厚
B.玻璃板未垂直于木板,且偏离蜡烛A一侧
C.玻璃板未垂直于木板,且偏向蜡烛A一侧
(3)若把玻璃板沿EF截成两部分,并分别向两侧平移一小段距离,则蜡烛通过左右两部分玻璃板成像的情况是 (填字母);
A.都成完整的像,且两个像在同一位置
B.都成完整的像,但两个像不在同一位置
C.各成半个像,合起来成一个完整的像
(4)在实验过程中,若将玻璃板沿CD水平向右移动,可以观察到像相对于蜡烛A (选填“向右”、“向左”或“不”)移动;若将玻璃板绕EF轴顺时针转动,可以观察到像 (选填“顺时针转动”、“逆时针转动”或“不动”);若玻璃板始终垂直于刻度线并沿着刻度线以5cm/s的速度匀速远离A蜡烛,2秒后B蜡烛应远离原来的位置 cm才能与A的像完全重合;
(5)如图乙所示,两个平面镜L1和L2平行竖直放置,两镜相距s,物体A在两镜之间,A在L1中的像是A1,A在L2中的像是A2,已知A1、A2相距s1,当物体A在两镜之间移动时,A在两镜里成的像A1、A2的距离s1的变化情况是 。
8.为探究平面镜成像特点,小明同学准备了如下器材:各种长度的蜡烛若干、平面镜一块、玻璃板一块、白纸一张(如图1所示)。
(1)图1中平面M所选的器材是 (选填“平面镜”或“玻璃板”),理由是 ;
(2)小明把蜡烛A点燃放在M前面,选取大小相同的蜡烛B放在M后面,目的是 ,实验过程中蜡烛B (选填“需要”或“不需要”)点燃;
(3)小明取走蜡烛B,把光屏放在像的位置,这时应该 (选填“透过”或“不透过”)玻璃板观察,发现光屏上没有像,这说明物体在平面镜中成的是 像;
(4)如图2甲所示,一枚硬币放在竖直的平面镜前,硬币的像在a处;将平面镜平移至图2乙所示的位置时,硬币的成像情况是 (选填字母代号);
A.硬币成像在a处B.硬币成像在b处
C.硬币成像在c处D.硬币无法通过平面镜成像
(5)小明在家中用两个平面镜和纸筒做了一个简易潜望镜,如图3所示,他该把潜望镜放到窗户下,观察窗外的物体,则观察到的物体的像是 (选填“正立”或“倒立”)的。
9.如图甲,小明和小红做“探究平面镜成像特点”的实验:
(1)在竖立的玻璃板前点燃蜡烛A,拿未点燃的蜡烛B(与蜡烛A大小相同)竖立在玻璃板后面移动,直至蜡烛B与蜡烛A的像完全重合,这说明平面镜成像时,像与物 ;
(2)如图乙,移去蜡烛B,在其原来位置上放置一块不透明的光屏,按照眼睛 (选填“①”“②”或“③”)的方法观察光屏,光屏上不能出现蜡烛的像,说明物体通过平面镜所成的像是 (选填“虚”或“实”)像;
(3)下列操作中,像的位置不发生变化的是______;
A.让玻璃板沿所在平面向右移动
B.将玻璃板绕轴(如图中玻璃板与桌面的接触部分)转向自己
C.将玻璃板沿着水平桌面向后平移
D.将玻璃板沿着水平桌面向前平移
(4)如图丙所示,小明在实验中采用的是厚玻璃板,他观察到蜡烛A通过玻璃板成了两个清晰的像和,则像的像距为 (填“”或“”);
(5)小明想进一步探究像和物的左右是否对调,她应将蜡烛改成图戊中的 (填“a”、“b”或“c”)光源进行实验;
(6)完成上述实验后,小明反思实验过程,提出一个质疑:实验中利用玻璃板镀膜的那一面成像,应该在镀膜那一面下边划线,作为平面镜的位置。怎样判断玻璃板哪面镀膜呢?小组同学讨论出一种方法:将铅笔尖分别贴在玻璃板的左右两面,观察到铅笔较清楚的像如图丁所示,由此可以判断镀膜在玻璃板的 (选填“左”或“右”)面。
10.敬老爱幼的小明跟奶奶闲聊时,发现奶奶一直认为“人离平面镜越近,人在镜中的像越大”,为了纠正奶奶的错误认知,小明做了如图所示的实验。
(1)实验中用薄玻璃板代替平面镜目的是便于 。
(2)实验中应选择与蜡烛①外形相同且 (选填“已点燃”或“未点燃”)的蜡烛②,移动蜡烛②发现其恰好能与蜡烛①的像完全重合,说明像与物 。
(3)如图甲所示,若水平向右移动玻璃板,则蜡烛的像的位置 (选填“向左移动”“向右运动”或“不变”)。
(4)为了纠正奶奶的错误认知,小明多次改变蜡烛①的位置时,需确保图甲中蜡烛① (选填“左右”或“前后”)位置不同;蜡烛移动后,像的大小将 (选填“变大”“变小”或“不变”)。
(5)小明给奶奶变了个戏法:将与蜡烛①的像重合的蜡烛②拿走,并在它的位置处竖放一个光屏,让奶奶透过玻璃板看光屏,光屏上有“蜡烛②”;不透过玻璃板直接看光屏,光屏上的“蜡烛②”却消失了。这个小戏法逗得奶奶开怀大笑,同时小明也给奶奶解释了玻璃板成 (选填“虚”或“实”)像的道理。
(6)小明又模仿汽车挡风玻璃,他将玻璃板倾斜,如图乙所示。蜡烛A的像应是图中的 (选填“”“”或“”)。
11.小明同学利用如图1甲所示装置进行“探究平面镜成像特点”实验。实验器材有:薄玻璃板、两个完全相同的蜡烛A和B、白纸、刻度尺等。
(1)为了便于观察,本实验最好在 (选填“较亮”或“较暗”)的环境中进行。为了提高实验的精度和效果,应该选用 (选填字母);
A.5mm厚的茶色透明玻璃板
B.3mm厚的茶色透明玻璃板
C.3mm厚的平面镜
(2)在水平桌面上铺上白纸,将玻璃板竖立在白纸上,沿着玻璃板的 (选填“前”或“后”)表面在白纸上画一条直线MN代表平面镜的位置;
(3)当蜡烛A靠近玻璃板时,则它所成像的大小 (选填“变大”“变小”或“不变”);
(4)如果将玻璃板竖直向上移动一段距离,会观察到蜡烛A的像 (选填“向上移动”“向下移动”或“不动”);
(5)实验中,有的同学发现无论怎样将蜡烛B在玻璃板后面的白纸上移动,都无法与蜡烛A的像完全重合,其原因可能是 ;
(6)为了验证平面镜所成的像是虚像,用光屏代替蜡烛B,按照图乙中 (选填,“①”“②”“③”或“④”)的方式观察光屏,发现光屏上没有蜡烛烛焰的像,说明平面镜成的是虚像;
(7)用图2中的器材探究平面镜成像的特点时,发现不便得到像和物左右之间的关系,为解决这一问题,应选用图3中的 (选填“a”“b”或“c”)棋子进行实验,实验中采用方格纸是为了便于比较物和像的 (选填“大小”或“位置”)关系;
(8)用玻璃板作为平面镜,使蜡烛的像成在装满水的烧杯中,就能观察到“蜡烛在水中燃烧”(图4)。若蜡烛的像位置如图5所示,要使像移到烧杯中,仅移动玻璃板,则移动的方向应是______(选填字母)。
A.①B.②C.③D.④
12.小星和小华用如图甲所示的装置验证平面镜成像特点,图乙是茶色玻璃板的示意图。实验准备了完全相同的棋子A和B、刻度尺等器材。
(1)将一张方格纸放在水平桌面上,再将茶色玻璃竖直放置在方格纸上,本实验用玻璃板替代平面镜的好处是 ;
(2)图甲中选用MN这条线段表示平面镜所在的位置,则应将玻璃板的 (选填“前表面”、“后表面”或“中间位置”)与之对齐;
(3)由于玻璃板较厚,透过玻璃板能看到两个像(如图丙),接下来应使棋子B在玻璃板后面移动 (A′/A″)重合,说明像与物等大。这种确定像与物大小关系的方法称为等效替代法,此时棋子B是来等效替代 (棋子A/棋子A的像)。
(4)移去棋子B,在其原来位置上放置一块光屏,直接观察光屏上是否有像,这样做的目的是 。
(5)小星同学调整器材位置观察到棋子A的像,同组的小华站在他的右侧,却没有看到像,如图甲所示,在不改变棋子A位置的前提下
方法一:将平面镜沿着MN方向,向 (选填“左”或“右”)移动;
方法二:以茶色玻璃左侧边OM为轴,将平面镜适当向 (选填“前”或“后”)表面转动。
上述两个方法小华所看到的像 (选填“在或“不在”)同一位置。
13.如图甲所示,小美在网上看到一个神奇的实验,利用四个梯形的塑料片,围成一圈立在手机上,就可以将手机上的影像成在空中,形成具有“3D”效果的“全息投影”。老师告诉她,这实际上就是平面镜成像的原理。小美利用如图乙所示的装置,来探究“平面镜成像的特点”。
(1)实验时,小美选择玻璃板而没选择平面镜,是为了便于确定 ;
(2)如图乙,在竖立的玻璃板前放一支 (选填“点燃”或“不点燃”)的蜡烛A,可以看到玻璃板后面出现蜡烛的像;
(3)小美将一个七号电池放在玻璃板前面,将另一个七号电池在玻璃后面移动,直到它与前面电池的像 ,说明平面镜所成的像与物体 ;小美改变电池的位置多次实验,分别确定了物与像的三组位置,如图丙所示,分析图中数据可知:像与物 ;
(4)为了使上述结论具有普遍性,还应该_______(填字母),再做几次实验;
A.更换一个较厚的玻璃板
B.再找来两个五号电池和两个一号电池
(5)为了看到与网上视频相同的效果,小美将两个七号电池平放在桌面上,如图丁所示,再把两个玻璃板a和b立在桌面上,并调整玻璃板与桌面的夹角,直到无论在左侧还是右侧观察,两个玻璃板与水平桌面的夹角应为 度(锐角),眼睛在左侧通过a玻璃板看到电池的垂直立在桌面上方的像是 (选填“左”或“右”)侧电池的像;
(6)如图戊(1),将平面镜在竖直平面内绕M点逆时针转过一定的角度,则蜡烛A所成像_______(填字母);
A.逆时针转过一定的角度
B.位置保持不变
C.反方向转过相同的角度
(7)如图戊(2),将玻璃板与水平桌面成45°角固定,让蜡烛水平向右做直线运动,将看到蜡烛的像 (选填“水平向右”、“水平向左”、“竖直向上”或“竖直向下”)运动;
(8)如果实验用的玻璃板M较厚,能看到A′与A′′两个像,如图己所示,像 更清晰,如果s1为5cm,s2为4.5cm,则玻璃板的厚度为 cm;
(9)小明将图己中的棋子A和玻璃板同时向右移动一段距离;像的位置相对于玻璃板将 (选填“向左”、“向右”或“不变”)。
14.如图所示,在“探究平面镜成像特点”的实验中:
(1)实验中用半透明玻璃板替代平面镜 放置在水平桌面上,是因为半透明玻璃板既能看到蜡烛A 的像,又能看到另一侧的物体,便于确定 ;
(2)将蜡烛A竖直放在玻璃板的前面并点燃,拿 (选填“点燃”或“未点燃”)的蜡烛B竖直在玻璃板后面移动,人眼一直在玻璃板 (选填“蜡烛A”或“蜡烛B”) 这一侧观察,直至蜡烛B与蜡烛A的像完全重合;
(3)为了让右座的同学也能够看清蜡烛A的像,小明只将玻璃板向右平移,则蜡烛 A 像的位置 (选填“向右移动”、“向左移动”或“不变”);
(4)该实验用到了等效替代法,是用 等效替代了 (两空均选填“蜡烛A”、“蜡烛B”、“蜡烛A的像”、“蜡烛B的像”)。
(5)实验中,小明只进行了一次实验,就得到了“像与物到镜面距离相等”的结论。这种做法的不合理之处是 。
(6)细心的小丁透过玻璃观察蜡烛的像时,看到在像的后面还有一个较模糊的像(图甲),出现两个不重合像的原因是 ,此时成两个像的蜡烛的物距分别是蜡烛到玻璃板两个面的距离,若玻璃板厚度为3mm,则两个像的中心距离为 mm。
(7)若图乙中蜡烛A 的位置保持不变,把镜子沿虚线EF 平分成两块,把其中的一块向后平移一段距离,则蜡烛A 通过这两块镜子 。
A.都不能成像
B.各成半个像,合起来成一个完整的像
C.都成完整的像,两个像在同一位置
D.都成完整的像,两个像在不同位置
(8)如图丙,平面镜竖直放置,S为镜前的一个发光点,现将平面镜从MN位置顺时针转到MN',物体S在平面镜中的像S' 的移动轨迹为 (直线/曲线),S'离M的距离 (越来越近/越来越远/保持不变)。
参考答案
1.(1)像的位置
(2) 大小 等效替代法
(3) 不变 靠近
(4) 能 不变
(5)薄
【详解】(1)透明的玻璃板,可以观察到玻璃板的另一侧,即在观察到A蜡烛像的同时,也能观察到蜡烛B,便于确定像的位置。
(2)[1][2]为了便于比较像与物的大小关系,选用两支完全同样的蜡烛,实验中拿一只未点燃的蜡烛与像完全重合来研究像,这是用等大的蜡烛的位置来替代像的位置,这是等效替代法。
(3)[1]根据平面镜成像特点,像与物大小相等,所以将蜡烛 A 靠近玻璃板,像的大小不变。
[2]由于像与物到平面镜的距离相等,蜡烛 A 靠近玻璃板,它的像也会靠近玻璃板,所以此时需要将蜡烛 B靠近玻璃板,才能与蜡烛 A 的像重合。
(4)[1]平面镜成像是光的反射形成的,所成的像是虚像,不是实际光线会聚而成的,所以将黑色的纸板放在玻璃板与蜡烛 B 之间,在蜡烛 A 这一侧能观察到蜡烛 A 的像。
[2]平面镜成像时,像与物关于镜面对称,只将玻璃板向右平移一小段距离,蜡烛的位置不变,那么蜡烛的像的位置不变。
(5)透过玻璃板观察蜡烛的像时看到重影,是因为玻璃板的两个面都能反射成像。要避免这种现象,改进的措施是选用薄的玻璃板进行实验,因为薄玻璃板两个反射面成像几乎重合,能减小重影影响。
2. 相等 等效替代法 相等 便于确定像的位置 像变大
【详解】(2)[1]由题可知,发现蜡烛B与蜡烛A的像完全重合,则说明平面镜成的像和物的大小关系是相等。
(3)[2]用蜡烛B来替代蜡烛A的像,来研究像与物的关系,这种方法是等效替代法。
(4)[3]由题可知,每次蜡烛A到玻璃板的距离与蜡烛A的像到玻璃板的距离是相等的,所以可得出像与物到平面镜的距离相等。
(5)[4]玻璃板既能透光又能反射光使物体成像,能看到前面物体在玻璃板后面成的像,也能看到玻璃板后面的物体,便于确定像的位置。
(6)[5]由实验探究平面镜成像的特点可知,像与物大小相等,人靠近镜子时,人的大小不变,所以像的大小也不变,故“像变大” 的猜想是错误的;而 “像靠近镜子” 是正确的,因为像与物到平面镜的距离始终相等,人靠近镜子,像也会靠近镜子。
3.(1)像与物关于镜面对称
(2) 便于确定像的位置 较暗
(3) 相等 蜡烛A的像 直接 虚
(4)见解析
【详解】(1)观察图甲中国家大剧院和它在水中的倒影,国家大剧院和它的倒影大小看起来相等,倒影与大剧院与水面成对称关系,所以可以猜想平面镜成像的特点可能是像与物关于镜面对称。
(2)[1]玻璃板有透光性,平板玻璃既能成像,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,这样做的目的是确定像的位置。
[2]在较暗的环境中,蜡烛所成的像会更清晰,因为较暗环境中蜡烛是最亮的,反射光线最多,进入人眼的光线也最多,感觉像更亮。所以实验应在较暗的环境中进行。
(3)[1][2]点燃玻璃板前的蜡烛A,移动玻璃板后完全相同的蜡烛B,直至看到蜡烛B与蜡烛A的像重合,可知B与A的像大小相等,因两蜡烛相同,说明像与物的大小相等。此时蜡烛B的位置就是蜡烛A的像的位置。
[3][4]用竖直放置的光屏代替蜡烛B,直接观察光屏,光屏上没有承接到像,说明平面镜所成的像是虚像,因为虚像不能用光屏承接。
(4)为了验证像与物的位置是否关于平面镜对称,接下来应该连接对应的像点和物点,观察连线是否与平面镜垂直,并且测量像点和物点到平面镜的距离,看是否相等。
4.(1)像的位置
(2)完全重合
(3) 后面 虚像
(4)改变物距,多次实验
(5)仍然
【详解】(1)实验中用玻薄璃板代替平面镜,主要是利用玻璃板透明的特点,既能看到蜡烛A的像,也能看到蜡烛B的移动情况,便于观察像并确定像的位置。
(2)拿另一支外形相同未点燃的蜡烛B,不断调整B的位置直到从各个角度观察B与A的像完全重合,此时蜡烛B可以替代蜡烛A的像,说明平面镜所成的像与物的大小相等。
(3)[1][2]移去蜡烛B,在其位置上放置一块光屏,眼睛应直接在玻璃板的后面观察光屏,此时光屏没有呈现蜡烛A的像,由于虚像不能用光屏承接,说明平面镜所成的像是虚像。
(4)探究像距和物距的关系时,小明在第一次实验中测出物距为12.50cm,像距为12.50cm,为使实验结论具有普遍性,他接下来应该改变物距,多次实验。
(5)由于平面镜成的像与物关于镜面对称,如图乙所示,玻璃板没有垂直水平桌面放置,但蜡烛A的像将仍然与蜡烛A关于镜面对称。
5.(1)40
(2)C
(3)确定像的位置
(4) 保持不变 所成像为虚像
(5) ② 斜上方
【详解】(1)图甲中入射光线与平面镜的夹角是50°,入射角为入射光线与法线的夹角,则入射角为90°-50°=40°
(2)在探究反射角与入射角的大小关系时,为了得出普遍的规律,应多次改变入射角的大小,测量对应的反射角,这样才能避免结论的偶然性,故C符合题意,AB不符合题意。
故选C。
(3)实验时选择透明的玻璃板,玻璃板能够透光,也能成像,能看到物体的像,也能看到代替物体的另一个物体,便于确定像的位置。
(4)[1]平面镜成像时,像与物关于镜面对称,因此如果将玻璃板竖直向上移动一段距离,物体的位置不变,则观察到蜡烛像的位置保持不变。
[2]此实验中的白纸相当于光屏,光屏只能承接实像,不能承接虚像,所以眼睛应该在蜡烛B这一侧观察白纸,白纸上没有像,说明平面镜成像所成的像为虚像。
(5)[1][2]平面镜成的像与物关于镜面对称,小轿车前挡风玻璃是倾斜安装的,从光学角度分析,这样安装的好处是小汽车前面的挡风玻璃相当于平面镜,前挡风玻璃倾斜安装可以使像成在斜上方,不干扰司机观察路况。所以②符合题意。
6.(1)较暗
(2)位置
(3)相同
(4)玻璃板未与桌面垂直
(5)相等
(6)A
(7)能
【详解】(1)实验中为了使成像更加清晰,应在较暗的环境中进行。
(2)玻璃板具有透明性,能成像也能看到后面的蜡烛B,该实验采用玻璃板代替平面镜的目的是便于确定像的位置。
(3)实验中为了得出物像大小关系,因此应选择两根大小相同的蜡烛。
(4)将蜡烛B在玻璃板后的纸面上来回移动,发现无论移动到哪个位置,都无法让它与蜡烛A的像完全重合,出现这种情况的原因可能是玻璃板与桌面不垂直。
(5)图-2所示每组实验中物到平面镜的距离与像到平面镜的距离相等,说明平面镜成像时,像与物到镜面的距离是相等的。
(6)研究像与物左右位置的关系,需要选择左右不对称的模型,故A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
(7)平面镜成像是由光的反射形成的,因此用木板紧贴在玻璃板背面,挡住玻璃板后面的光,人眼在玻璃板前能够看见蜡烛A的像。
7.(1)便于确定像的位置
(2)C
(3)A
(4) 不 顺时针转动 10
(5)不变
【详解】(1)实验时选择透明的玻璃板,能同时观察到像和代替蜡烛A的像的蜡烛B,便于确定像的位置。
(2)蜡烛A的像总是“悬浮”在木板上方,如图所示:
造成该现象的原因是玻璃板未垂直于木板,且偏向蜡烛A一侧。
故选C。
(3)平面镜所成的像与物体关于镜面对称,像点与物点的连线与镜面垂直,所以只有一个像的位置,每个平面镜都成一个完整的像,但这两个像在同一位置。
故选A。
(4)[1]玻璃板沿CD移动时,蜡烛A的物距不变,像距也不变,像和物体位置关于玻璃板对称,像还在原来位置,所以像相对于蜡烛A不移动。
[2]如果将玻璃板绕EF轴顺时针转动,像和物体关于玻璃对称,所以像也会顺时针转动。
[3]2s后,蜡烛A远离玻璃板的距离
像和物体的位置关于玻璃板对称,所以像远离玻璃板的距离也是10cm,故蜡烛B也应该远离玻璃板10cm,才有可能与A的像重合。
(5)在平面镜成像中,物像到平面镜的距离相等,如图所示:
由图可知,,所以,,,所以
故无论A点在两个平面镜的哪个位置,两个像点之间的距离都是相等的。
8.(1) 玻璃板 便于确定像的位置
(2) 比较物和像的大小关系 不需要
(3) 不透过 虚
(4)A
(5)正立
【详解】(1)[1][2]探究平面镜成像应该选择玻璃板,因为能够透过玻璃板看到替代蜡烛像的蜡烛B,从而确定像的位置。
(2)[1]选择相同的大小蜡烛A、B,目的是比较物和像的大小关系,若蜡烛A的像与蜡烛B完全重合,说明像与物体等大。
[2]实验过程中,点燃A蜡烛,让更多的光线反射,成像更清晰,是蜡烛A经平面镜成像,蜡烛B是不需要点燃,若点燃,则成像不清晰。
(3)[1]小明取走蜡烛B,把光屏放在像的位置,这时应该不透过玻璃板,直接观察光屏。
[2]实像是实际光线会聚而成,能够在光屏上承接,发现光屏上没有像,说明平面镜成的是虚像。
(4)根据平面镜成像原理可知,像与物体关于平面镜对称,将平面镜平移至图2乙所示的位置时,对称轴的位置不变,物体的位置不变,故像的位置不变,故A符合题意;BCD不符合题意。
故选A。
(5)如图3所示,在第一个平面镜反射成像,成的是正立的等大的虚像,该像通过下面的平面镜再次成像,仍然成正立等大的虚像,故观察到的物体的像是正立的。
9.(1)大小相等
(2) ② 虚
(3)A
(4)v2
(5)a
(6)左
【详解】(1)根据等效替代法,与蜡烛A大小相同的蜡烛B放在A像的位置时能与其完全重合,可知,蜡烛A与蜡烛A的像大小相等,说明平面镜成像时,像与物的大小相等。
(2)[1][2]移去蜡烛B,在B位置上放置一块不透明的光屏,为了判断蜡烛A通过玻璃板由于光的反射所形成的像是否可以在光屏上承接,则应按照眼睛②的方法观察光屏;此时光屏上不能出现蜡烛的像,说明物体通过平面镜所成的像是虚像(光屏只能承接实像)。
(3)A.平面镜成的像与物关于镜面对称,让玻璃板沿所在平面向右移动,对称面的位置没有变化,所以像的位置不发生变化,故A符合题意;
B.根据平面镜成像特点可知,像与物关于镜面是对称的,将玻璃板绕OO′轴(如图中玻璃板与桌面的接触部分)转向自己,像会向上运动,像的位置发生变化,故B不符合题意;
C.将玻璃板沿着水平桌面向后平移,物距变大,像距也变大,像的位置发生变化,故C不符合题意;
D.将玻璃板沿着水平桌面向前平移,物距变小,像距也变小,像的位置发生变化,故D不符合题意。
故选A。
(4)k1是由于蜡烛通过平面镜的前表面形成的像,k1到平面镜的前表面的距离为v2,故像的像距为v2。
(5)要探究像与物是否左右对调,为了便于观察,需要挑选左右不对称的物体,由图可知b、c均为对称图形,a不对称,故a符合题意,bc不符合题意。
故选a。
(6)镀膜那一面,反射效果好为反射面,将铅笔尖分别贴在玻璃板的左右两面,观察到铅笔较清楚的像如图丁左所示,由像与物体关于平面镜对称可知,左侧为反射面,由此可以判断镀膜在玻璃板的左面。
10.(1)确定像的位置
(2) 未点燃 大小相等
(3)不变
(4) 前后 不变
(5)虚
(6)
【详解】(1)蜡烛能够通过玻璃板成像,人也能看到玻璃板后面的物体,这是为了确定像的位置。
(2)[1]蜡烛①为成像物体,为了比较像与物的大小关系,需要选取一支与物体相同且未点燃的蜡烛,以转换的方法比较像与物的大小关系。
[2]②与①大小相等,②与像能够完全重合,说明二者大小相等,从而推断像与①大小相等。
(3)像和物是关于平面镜对称的,只是水平移动玻璃板,没有改变的位置,所以像的位置不变。
(4)[1]因为奶奶认为物体离镜越近,像就越大。为了验证这一观点正误,要改变蜡烛到镜面的距离,因此要改变①的前后位置不同。
[2]平面镜成像时像的大小与物距无关,只与物体的大小相等。所以像的大小是不变的。
(5)物体通过平面镜成的像只能看到,却不能在光屏上显示出来,说明它不是由实际光线会聚而成的,是虚像。
(6)根据数学知识可以判定:A2与A关于平面镜对称,所以A的像是A2。
11.(1) 较暗 B
(2)前
(3)不变
(4)不动
(5)玻璃板没有竖直放置
(6)③
(7) a 位置
(8)C
【详解】(1)[1]点燃蜡烛,烛焰在明亮的环境中,烛焰和明亮环境对比度较小,成像不太清晰;烛焰在黑暗环境中,烛焰和黑暗环境的对比度大,成像更清晰。
[2]因为玻璃板的两个面都可以当作反射面,会出现两个像,选薄的玻璃板两个像的距离近,几乎重合不影响实验,所以应选用薄玻璃板;无色透明玻璃板透光性太强,容易受到玻璃另一侧物体的干扰,茶色玻璃板透光性较差,成像主观感觉比无色玻璃好得多,故应选择茶色玻璃板,故选B。
(2)在水平桌面上铺上白纸,将玻璃板竖立在白纸上,因玻璃板的前表面为反射面,故沿着玻璃板的前表面在白纸上画一条直线MN代表平面镜的位置。
(3)由于平面镜所成的像与物体大小相等,所以当蜡烛A靠近玻璃板时,则它所成像的大小不变。
(4)将玻璃板竖直向上移动一段距离,由于玻璃板所处的平面没有变化,根据像与物的连线与镜面垂直,且像与物到镜面的距离相等,观察到蜡烛A的像不动。
(5)玻璃板竖直放在水平桌面上,像在水平桌面上,玻璃板没有竖直放置时,像会偏上或偏下,所以如果无论怎样移动蜡烛都无法与像重合,则原因玻璃板没有竖直放置。
(6)虚像不能成在光屏上,为了验证平面镜所成的是虚像,用光屏代替蜡烛B,按照图1丁中③的方式(不通过玻璃板直接在光屏前观察)观察光屏,发现光屏上没有蜡烛火焰的像,说明平面镜成的是虚像。
(7)[1]用图3中的器材探究平面镜成像的特点时,发现不便得到像和物左右之间的关系,为解决这一问题,应选用左右不对称的物体,故图乙中的a棋子进行实验。
[2]实验中采用方格纸,便于比较像与物到镜面的距离大小关系,目的是为了便于比较物和像的位置关系。
(8)平面镜成像中,像与物体到平面镜的距离相等,要使像移到烧杯中,需要增大蜡烛到玻璃板的距离,故③符合题意,故选C。
12.(1)可以确定像的位置,比较像与物大小的关系
(2)前表面
(3) 棋子A
(4)判断所成的像是实像还是虚像
(5) 右 后 不在
【详解】(1)用玻璃板代替平面镜,便于确定像的位置,比较像与物的大小关系。
(2)图甲中选用MN这条线段表示平面镜所在的位置,为了使测量像距和物距时更准确,玻璃板的前表面应与MN对齐。
(3)[1]拿棋子B在玻璃板后面移动,人眼一直在玻璃板的前侧(A侧)观察,因此直至棋子B与棋子A的像完全重合;
[2]这种确定像与物大小关系的方法是等效替代法,此时棋子B是来等效替代棋子A。
(4)移去棋子B,在其原来棋子B位置上放置一块光屏,观察光屏上能否呈现蜡烛的像,这样操作是为了判断成的像是实像还是虚像。
(5)[1][2]小星同学调整器材位置观察到棋子A的像,同组的小华站在他的右侧,却没有看到像,是由于发生了全反射,将平面镜沿着MN方向,向右移动,或者以茶色玻璃左侧边OM为轴,将平面镜适当向 后表面转动;
[3]两次镜子位置发生变化,由于平面镜所成的像与物体关于镜面对称,因此上述两个方法小华所看到的像不在同一位置。
13.(1)像的位置
(2)点燃
(3) 重合 大小相等 到平面镜的距离相等
(4)B
(5) 45 左
(6)B
(7)竖直向下
(8) A′ 0.5
(9)不变
【详解】(1)由于玻璃板有透光性,既能成像,又能看到玻璃板后面的操作,所以选择玻璃板而没选择平面镜,是为了便于确定像的位置。
(2)由于点燃蜡烛后,蜡烛发出的光经过玻璃板反射,使得观察者能够看清玻璃板后面形成的蜡烛的虚像,使实验现象更明显。
(3)[1][2]小美将一个七号电池放在玻璃板前面,将另一个七号电池在玻璃后面移动,直到它与前面电池的像完全重合,说明七号电池成的像与七号电池大小完全相等,说明平面镜所成的像与物体大小相等。
[3]由图丙中的实验数据可知,电池成的像与玻璃板的距离等于电池与玻璃板的距离,所以可得平面镜所成的像与物到平面镜的距离相等。
(4)A.更换一个较厚的玻璃板,会成两个像,导致实验无法完成,故A不符合题意;
B.为得出普遍性的规律,还应该再找来两个五号电池和两个一号电池进行多次实验,故B符合题意。
故选B。
(5)[1]两个七号电池平放在桌面上,调整玻璃板与桌面的夹角,直到无论在左侧还是右侧观察,都能看到电池的像垂直立在桌面上方,则电池与电池的像的夹角为90°,根据像与物关于镜面对称得,两个玻璃板与水平桌面的夹角应为
[2]根据像与物关于镜面对称,眼睛在左侧通过a玻璃板看到电池的垂直立在桌面上方的像是左侧电池的像。
(6)将平面镜在竖直平面内绕M点逆时针转过一定的角度,则平面镜与水平桌面仍是垂直关系,由平面镜成像规律可知,像与物关于平面镜对称,所以蜡烛A所成像位置保持不变,故B符合题意,AC不符合题意。
故选B。
(7)由平面镜成像规律可知,像与物关于平面镜对称,玻璃板与水平桌面成45°角固定,让蜡烛水平向右做直线运动,则将看到蜡烛的像竖直向下运动。
(8)[1]由于A′较靠近玻璃板前表面,所以A′是玻璃板前面的镜面成的像,由于棋子A反射的光射向玻璃板,在玻璃板的前面的镜面反射的光更多,所以像A′更清晰。
[2]由于A′是玻璃板前面的镜面成的像,所以A′与棋子A关于玻璃板前面的镜面对称,则A′到玻璃板前面的镜面的距离为s1,故玻璃板的厚度
(9)棋子A和玻璃板同时向右移动一段距离,则棋子A和玻璃板相对静止,由平面镜成像规律可知,像与物关于平面镜对称,则像的位置与玻璃板相对静止,所以像的位置相对于玻璃板将不变。
14.(1) 竖直 像的位置
(2) 未点燃 蜡烛A
(3)不变
(4) 蜡烛B 蜡烛A的像
(5)只进行了一次实验,实验结论存在偶然性,不具有普遍性
(6) 玻璃板太厚,蜡烛在前后两个表面发生两次反射成了两个像 6
(7)D
(8) 曲线 保持不变
【详解】(1)[1]玻璃板应竖直放在水平桌面上,如果玻璃板不竖直,后面的蜡烛与前面蜡烛的像不在同一高度上,怎么操作都不会重合,因此也就无法比较像与物的大小关系。
[2]用半透明玻璃板替代平面镜,在玻璃板前面既能看到蜡烛A 的像,又能看到另一侧的物体,便于确定像的位置。
(2)[1][2]将蜡烛A竖直放在玻璃板的前面并点燃,拿未点燃的蜡烛B竖直在玻璃板后面移动,因为平面镜成像属于光的反射,所以人眼一直在玻璃板蜡烛A 这一侧观察,直至蜡烛B与蜡烛A的像完全重合,这里用了等效替代法。
(3)平面镜成的像与物关于镜面对称,为了让右座的同学也能够看清蜡烛A的像,小明只将玻璃板向右平移,则对称面的位置不变,蜡烛 A 像的位置不变。
(4)[1][2]该实验用到了等效替代法,在确定像与物到镜面的关系时,用蜡烛B的位置等效替代了蜡烛A的像的位置。
(5)实验中,小明只进行了一次实验,就得到了“像与物到镜面距离相等”的结论。这种做法的不合理之处是只进行了一次实验,实验结论存在偶然性,不具有普遍性。
(6)[1]由于像是由光的反射形成的,而玻璃的两个面都能反射光,成两个像,所以小丁透过玻璃观察蜡烛的像时,看到在像的后面还有一个较模糊的像。
[2]根据像与物到反射面的距离相等,平面镜的前后两面所成的像之间的距离为平面镜厚度的二倍,玻璃板厚度为3mm,则两个像的中心距离为6mm。
(7)平面镜成的像与物体关于平面镜对称,像的大小与物体大小有关,与物体到平面镜的距离无关,与平面镜的大小无关。图乙中蜡烛A 的位置保持不变,把镜子沿虚线EF 平分成两块,把其中的一块向后平移一段距离,则蜡烛A 通过这两块镜子各成一个完整的像,由于物体到两块平面镜的距离不同,则所成像的位置不同,故选D。
(8)[1]根据平面镜成像特点,分别作出平面镜在3各位置时的像,如图所示:
由图可知,像点的轨迹应是圆弧,即为曲线。
[2]根据平面镜成像特点,像与物的连线被平面镜垂直平分可知,S'离M的距离与S离M的距离相等,而S离M的距离不变,所以S'离M的距离保持不变。
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