第五章平面镜成像的特点实验题拓展训练(1)2021-2022学年北师大版物理八年级上册(有解析)

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名称 第五章平面镜成像的特点实验题拓展训练(1)2021-2022学年北师大版物理八年级上册(有解析)
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资源类型 教案
版本资源 北师大版
科目 物理
更新时间 2021-10-26 07:41:18

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平面镜成像的特点实验题拓展训练(1)2021-2022学年北师大版物理八年级上册第五章
姓名:___________班级:___________
一、实验题
1.利用图甲装置探究“平面镜成像的特点”。
(1)在水平桌面上铺一张白纸,再将玻璃板竖立在白纸上,把点燃的蜡烛A放在玻璃板前面,拿______(选填“点燃”或“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;
(2)把光屏放在玻璃板后面,无论如何移动都不能承接到蜡烛A的像,说明平面镜所成的像是______像;
(3)图乙是小强某次测量蜡烛A到平面镜的距离L为______cm;将蜡烛靠近玻璃板一些,像的大小将______(选填“变大”、“变小”或“不变”);
(4)若将玻璃板向左倾斜,如图丙所示,观察到蜡烛A的像的大致位置在图中的______(选填“①”或“②”)处。
2.如图甲是小明在水平桌面上“探究平面镜成像的特点”的实验装置,A、B是两支外形相同的蜡烛。
(1)用玻璃板代替平面镜,既能成像又便于确定 ________ ,玻璃板应 __________ 放置;
(2)实验中,为了得到像和蜡烛到玻璃板的距离关系,需要将玻璃板前的蜡烛A放在 _____ (选填“同一”或“不同”)位置进行多次实验;
(3)若蜡烛A到玻璃板的距离是5cm,则它的像与蜡烛A相距 _________ cm;
(4)小明看到自己的手表与同桌的相同,于是小明突发奇想将两块手表替代A、B蜡烛,正立于玻璃板两侧,如图乙所示,此时A手表指针指在9点整,那么B手表的指针应调至 ______ 点才能与A手表指针的像完全重合。
3.李明同学在“探究平面镜成像特点”的实验时,所用的实验器材有带底座的玻璃板、白纸、笔、火柴、光屏、刻度尺,两支外形相同的蜡烛A和B。
(1)选用玻璃板代替平面镜,主要是为了______,如果有3mm厚和1mm厚的两块玻璃板,应选择______mm厚的玻璃板做实验;
(2)在竖立的玻璃板前点燃蜡烛A,拿______(选填“点燃”或“未点燃”)的蜡烛B竖直在玻璃板后面移动,人眼一直在玻璃板的前侧观察,直至蜡烛B与蜡烛A的像完全重合______;
(3)移去蜡烛B,在其原来位置上放置一块光屏,光屏上无法呈现蜡烛的像,这说明平面镜成的是______(选填“虚”或“实”)像;
(4)某同学共进行了三次实验,用刻度尺分别测出蜡烛和像到玻璃板的距离,数据记录如下:
次数 蜡烛到玻璃板的距离/cm 像到玻璃板的距离/cm
1 10 10
2 15 15
3 20 20
分析上表数据可以得出:平面镜成像时,像到平面镜的距离______(选填“大于”“小于”或“等于”)物到平面镜的距离。他进行多次实验的目的是______(选填“A”或“B”)。
A.取平均值减小误差
B.寻找普遍规律,使结论更可靠
4.某实验小组用如图所示的器材“探究平面镜成像时像和物的关系”实验中,做了如下设计:
(1)为了便于确定像的位置,下列器材应选用______(选填字母代号);
A.平面镜
B.5mm厚的透明玻璃板
C.2mm厚的透明玻璃板
(2)为了比较像和物的大小关系,需要选用大小______(选填“相同”或“不同”)的蜡烛;
(3)除了图中的器材外,实验还需要用到一种测量工具,它是______。
5.如图所示,是小明在“探究平面镜成像的特点”的实验装置图。
(1)在探究活动中要把玻璃板______放置在水平桌面上;
(2)应在较______(亮或暗)的环境中进行实验;
(3)选取两根完全相同的蜡烛做实验,这是为了探究像与物的______关系;在实验中用平板玻璃代替平面镜,目的是便于确定像的______;
(4)实验时在玻璃板前面放置一支点燃的蜡烛,再拿没有点燃的相同蜡烛在玻璃板后面移动,直到跟前面那支蜡烛的像______。如果将蜡烛A靠近玻璃板,所成的像的大小将______(选填“变大”、“变小、“不变”);
(5)在寻找蜡烛像的位置时,眼睛应该在蜡烛______(填“A”或“B”)这一侧观察,如果小明无论怎样调节后面的蜡烛,都不能与蜡烛的像重合,请你推测可能的原因是______。
6.如图甲所示,某小组同学在“研究平面镜成像的特点”实验中,选用透明璃璃板、刻度尺等器材做实验。实验中,首先在水平桌面上铺一张白纸,将透明玻璃板竖直放置在水平桌面上,并沿着玻璃板在纸上的位置画一条线,代表平面镜的位置。
(1)为便于观察,该实验最好在________环境中进行(选填“较亮”或“较暗”);此外,采用透明玻璃板代替平面镜,这样做的目的是________。
(2)将点燃的蜡烛A放在玻璃板前,再拿另外一支外形相同但不点燃的蜡烛B放在玻璃板后移动,在寻找蜡烛A的像的位置时,眼睛应该在蜡烛______(选填“A”或“B”)这一侧观察,移动玻璃板后的蜡烛B,使它与蜡烛A在玻璃中成的像重合。记录蜡烛A和蜡烛B的位置,改变蜡烛A的位置,重新进行实验,白纸上记录的信息如图乙所示。移去蜡烛B,将光屏放在蜡烛B的位置,发现光屏上并没有蜡烛的像,这说明平面镜所成的像是________像。
(3)通过实验现象的分析和数据的处理可知,平面镜所成的像与物体大小________,像与物的连线与镜面_________。
(4)请根据平面镜成像的特点,请在图丙中作出物体AB在平面镜中的像A’B’。(_____)
(5)该小组同学为了使实验操作更简便,将实验进行改进,刻度尺放在水平桌面的白纸上,玻璃板竖直放置,将点燃的蜡烛A放置在刻度尺上,将没有点燃的蜡烛B放置在玻璃板后的刻度尺上,如图丁所示,结果无论怎样在刻度尺上移动蜡烛B,都无法与蜡烛A的像重合,原因是___________。
7.如图所示是某实验小组同学探究“平面镜成像特点”的实验情景:
(1)该小组同学应该选取两根______(选填“相同”或“不相同”)的蜡烛做实验;
(2)点燃蜡烛A,在玻璃板后面移动蜡烛B,直到看上去与蜡烛A的像完全重合,此现象说明像与物体大小______;
(3)如图是小组的实验记录,通过分析发现像与物到玻璃板的距离______,像与物的连线与玻璃板______;
(4)为了得到可靠的结论,需要进行多次实验,你认为应采取的操作是______
A.保持A、B两支蜡烛的位置不变,多次改变玻璃板的位置
B.保持玻璃板位置不变,多次改变A蜡烛的位置
8.在“探究平面镜成像的特点”的实验中:
(1)小明利用如图甲所示的实验器材进行实验,还需要选择的测量工具是 ___________ ;
(2)小明用玻璃板代替平面镜的目的是,既能看到A蜡烛的像,又能看到玻璃板后面的B蜡烛,其原理是:前者是由于发生了光的 _________ 形成的,后者是由于发生了光的 _________ 形成的。
(3)小明在玻璃板的前面放一支点燃的蜡烛A,还要在玻璃板的后面放一支没有点燃的蜡烛B,对选择蜡烛A和B的要求是 _______ ,这是为了比较 _________ ;实验中点燃蜡烛A的目的是 __________ ;
(4)小明完成实验后,在老师的帮助下对上述实验进行了改进,如图乙所示,他将只有右侧贴有半透明膜的玻璃板用夹子竖直固定,把形如“7”的未点燃的生日蜡烛C、D分别插在铺有方格纸的泡沫板的a、b处,透过左侧普通玻璃看不清蜡烛C清晰的像,而透过右侧贴膜玻璃能看到蜡烛D清晰的像。他能透过贴膜玻璃看到蜡烛D清晰的像的原因是什么? (________)
(5)请你说出小明实验改进后的优点有哪些?(至少说出两点) (________)
9.如图所示,是探究平面镜成像特点的实验:如图所示是探究水沸腾的实验。
(1)实验时,在玻璃板前点燃蜡烛A,拿未点燃的蜡烛B在玻璃板后面移动,直至看到蜡烛B好像被________,说明蜡烛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_________。
A、控制变量法 B、类比法 C、等效替代法
(2)本实验中,用玻璃板代替平面镜是为了便于_________。
(3)在“探究水沸腾时温度变化的特点”实验中,小华绘出了水加热过程中的温度-时间关系图象,如图丙所示:
①如图所示,为了达到实验目的,他应选择的装置是________;(选填“甲”或“乙”)。在组装器材过程中,酒精灯___________(选填“需要”或“不需要”)点燃。
②请你找出图丙中哪段图象是明显错误的___________。(选共“AB”、“BC”或“CD”)
10.如图所示,是小昭“探究光反射时的规律”的装置图,其中M是平面镜,纸板ENF是用两块纸板连接起来的平面,可以沿ON轴线翻折。
(1)小昭把平面镜放在水平桌面上,再把纸板ENF竖直立在平面镜上,使纸板上的直线ON______于镜面。
(2)让入射光贴着纸板EF沿AO射向平面镜上的O点,观察反射光的方向。多次改变入射光的方向,观察并描绘光的径迹,量出入射角i和反射角r,记录如表。比较r和i,可以得出:光反射时,反射角______入射角。
次数 1 2 3 4 5 6
入射角i 15° 30° 45° 60° 70° 80°
反射角r 15° 30° 45° 60° 70° 80°
(3)如图所示,将纸板NOF沿ON轴线向后折,纸板F上______(填“能”或“不能”)看到反射光;再将纸板NOF折回原来的位置,观察纸板上能不能看到反射光,这样做的目的是为了验证光反射时,反射光线、入射光线和法线是否在______。
(4)将一束光贴着纸板ENF沿BO射到O点,光沿图中的OA方向射出说明光反射时,光路是______的。
(5)由于光在纸板上发生了______(选填“镜面反射”或“漫反射”),所以从不同方向都可以观察到光在纸板上传播的径迹。
11.小明同学探究“平面镜成像的规律”的实验装置如图所示。
①实验中,为了使实验效果更好,实验室光线应该较______(选填“亮”或“暗”)一些;
②他先把一块平板玻璃竖直立在水平桌面上,再准备A、B两支大小、外形完全一样的蜡烛,然后把点的蜡烛A立在玻璃板前,又把蜡烛B放在玻璃板后后面,并移动蜡烛B的位置,发现它与蜡烛A的像完全重合,说明像与物的大小______(选填“相同”或“不相同”);
③移去蜡烛B,在其原来位置上放置一光屏,光屏上不能呈现蜡烛A的像,说明平面镜所成像的是______像(选填“虚”或“实”)。
试卷第1页,共3页
试卷第1页,共3页
参考答案
1.未点燃 蜡烛A的像 虚 3.50 不变 ②
【详解】
(1)[1][2]如果点燃玻璃板后方的蜡烛B,平面镜则因为光太亮而几乎无法分清镜中的烛焰是像的烛焰还是对面B的烛焰,难以确定像的位置,从而对实验造成影响,所以实验过程中蜡烛B不需要点燃,拿未点燃的蜡烛B竖立在玻璃板后面移动,直到看上去蜡烛B跟蜡烛A的像完全重合。
(2)[3]实像可以在光屏上承接到,而虚像则不能,把光屏放在玻璃板后,无论如何移动,都不能承接到蜡烛A的像,说明平面镜所成的像是虚像。
(3)[4][5]由图乙知:刻度尺上1cm之间有10个小格,所以一个小格代表的长度是
0.1cm=1mm
即此刻度尺的分度值为1mm;物体左侧与0刻度线对齐,右侧与3.5cm刻度线对齐,估读为3.50cm。即此次蜡烛A到平面镜的距离L为3.50cm。
平面镜成像所成的像与物的大小相同,将点燃的蜡烛逐渐靠近玻璃板,它的像将不变;
(4)[6]如下图,作出蜡烛火焰关于平面镜的对称点,可知在实验中如果把平板玻璃向左倾斜(如图丙),观察到蜡烛的像的大致位置在图中的②处。
2.像的位置 竖直 不同 10 3
【详解】
(1)[1][2]在探究“平面镜成像的特点”时,用玻璃板代替平面镜,因为玻璃板不但反射光成像,还能透光看到玻璃板后面的蜡烛,便于确定像的位置,玻璃板应竖直放置,与水平桌面垂直。
(2)[3]一次实验不具备代表性,应采取同样的实验方案多做几次,避免实验现象的偶然性,才能保证结论的正确,所以应将物体放在不同位置进行实验。
(3)[4]平面镜成像时,像和物到平面镜的距离相等,蜡烛A到玻璃板的距离是5cm,像到玻璃板的距离是5cm,它的像与蜡烛A相距
5cm+5cm=10cm
(4)[5]由于平面镜成的像与物关于镜面对称,故表面上的刻度是左右相反的,因此当此时A手表指针指在9点整,那么B手表的指针应调至3点才能与A手表指针的像完全重合。
3.便于确定像的位置 1 未点燃 等效替代法 虚 等于 B
【详解】
(1)[1][2]因为玻璃板是透明的,能在观察到A蜡烛像的同时,还可以透过玻璃清楚的看到放在后面B蜡烛,便于确定像的位置和大小;因为厚玻璃板的两个面都可以当作反射面,会出现两个像,影响到实验效果,所以应选用薄玻璃板,用1mm厚的。
(2)[3][4]在竖立的玻璃板前点燃蜡烛A,拿未点燃的蜡烛B竖直在玻璃板后面移动,人眼一直在玻璃板的前侧(A侧)观察,直至它与蜡烛A的像完全重合,这种确定像与物大小关系的方法是等效替代法。
(3)[5]移去蜡烛B,在其原来位置上放置一块光屏,且在B侧观察,光屏上无法呈现蜡烛的像,这说明平面镜成的是虚像。
(4)[6]由表格中的数据可知,蜡烛到玻璃板的距离与相对应的蜡烛的像到玻璃板的距离是相等的。
[7]探究平面镜成像的规律的实验只进行一次实验得出的结论不具有普遍性,应采取同样的实验方案多做几次,研究像与物体到镜面距离的普遍规律,避免实验结论的偶然性,故选B。
4.C 相同 刻度尺
【详解】
(1)[1]为便于确定像的位置要选用透明玻璃板能通过玻璃板同时看到像和物,为避免厚玻璃板的两个面分别成像要选用薄玻璃板,所以要选用2mm厚的透明玻璃板。
故选C。
(2)[2]为了方便比较像和物的大小,能通过玻璃板看到像与物重合,所以要选用相同大小的蜡烛。
(3)[3]在实验中还要测量、比较像距与物距的大小,需要用到刻度尺。
5.垂直 暗 大小 位置 重合 不变 A 玻璃板与水平桌面不垂直
【详解】
(1)[1]在“探究平面镜成像的特点”的实验中,为了能是像与另外的物体完全重合,能够验证物与像的大小关系,玻璃板一定要垂直放置在水平桌面上。
(2)[2]在“探究平面镜成像的特点”的实验中,为了使实验效果比较明显,应该在较暗的环境下进行实验。
(3)[3]为了探究像与物的大小关系,实验中应该选取两支完全相同的蜡烛进行实验。
[4]玻璃板是透明的,实验中用平板玻璃代替平面镜,是为了能够确定像的位置。
(4)[5]实验时在玻璃板前面放置一支点燃的蜡烛,再拿没有点燃的相同蜡烛在玻璃板后面移动,直到跟前面那支蜡烛的像重合,是为了验证物与像的大小相同。
[6]平面镜成的像与物关于平面镜对称的,将蜡烛A靠近玻璃板,即减小物距,所成的像的大小不变。
(5)[7]平面镜成的像是光的反射形成的,A蜡烛发出的光线经玻璃板反射,被人眼接收,才能看到像,故眼睛在A蜡烛所在这一侧。
[8]根据平面镜成像与物连线与镜面垂直的原理,如果玻璃板不垂直于桌面,像会偏高或偏低,后面的蜡烛就不能与前面蜡烛的像重合。
6.较暗 便于确定像的位置 A 虚 相等 垂直 直尺与玻璃板不垂直
【详解】
(1)[1]为便于观察,该实验最好在暗的环境中进行,这样成像更清晰。
[2]采用透明玻璃板代替平面镜,这样做的目的是便于确定像的位置,对像和物体进行比较。
(2)[3]平面镜成的像是由镜面反射的光线反向延长线会聚而成的,在寻找蜡烛A的像的位置时,眼睛应该在蜡烛A一侧观察。
[4]实像可以成在光屏上,虚像不能成在光屏上,将光屏放在蜡烛B的位置,发现光屏上并没有蜡烛的像,这说明平面镜所成的像是虚像。
(3)[5][6]蜡烛B和蜡烛A的像完全重合,所以平面镜所成的像与物体大小相等;将像点和对应的物点连接,可以发现像与物的连线与镜面垂直。
(4)[7]物体在平面镜中的像和物体关于镜面对称,作出AB两点关于镜面的对称点A’B’,将两点连接,即为物体的像,故作图如下:
(5)[8]蜡烛B无法与蜡烛A的像重合,原因是直尺与玻璃板不垂直,使蜡烛A的像不在水平面内。
7.相同 相等 相等 垂直 B
【详解】
(1)[1]在探究“平面镜成像特点”的实验中,选取两个相同的蜡烛进行实验,实验中用一个蜡烛与另一蜡烛所成的像进行大小比较,探究平面镜所成像和物的大小关系。
(2)[2]蜡烛B蜡烛A的像完全重合,说明像和物大小相等。
(3)[3]由图可知,点、到的距离均为12cm,即像与物到玻璃板的距离相等。
[4]由图可知,、的连线与的垂直,即像与物的连线与玻璃板垂直。
(4)[5]A.保持A、B两支蜡烛的位置不变,多次改变玻璃板的位置,故A不符合题意。
B.保持玻璃板的位置不变,多次改变A蜡烛的位置,进行上述实验操作,物距和像距发生变化,实验具有普遍性,故B符合题意。
故选B。
8.刻度尺 反射 色散 大小相等 像与物的大小关系 使蜡烛A的像更清晰 见解析 实验中不点燃蜡烛,有利于环保等
【详解】
(1)[1]小明利用如图甲所示的实验器材进行实验,还需要选择的测量工具是刻度尺,用于测量物、像到平面镜的距离。
(2)[2][3]小明用玻璃板代替平面镜的目的是,既能看到由于发生了光的反射形成的A蜡烛的像,又能看到玻璃板后面由于发生了光的色散形成的B蜡烛。
(3)[4][5][6]小明在玻璃板的前面放一支点燃的蜡烛A,还要在玻璃板的后面放一支没有点燃的蜡烛B,对选择蜡烛A和B的要求是大小相等,这是为了比较像与物的大小关系;实验中点燃蜡烛A的目的是使蜡烛A的像更清晰,物越清晰则像也越清晰。
(4)[7]贴膜玻璃能使反射光增强(贴膜玻璃使反射的光线增多了),使用方格纸便于探究像、物与平面镜的位置关系,使用半透明玻璃更容易观察到清晰的像,使用7字蜡烛,便于比较物与像的大小。
(5)[8]小明实验改进后的优点有实验中不点燃蜡烛,有利于环保等。
9.点燃 C 便于确定像的位置 乙 需要 CD
【详解】
(1)[1][2]实验时,在玻璃板前点燃蜡烛A,拿未点燃的蜡烛B在玻璃板后面移动,直至看到蜡烛B好像被点燃,说明蜡烛B与蜡烛A的像大小相等,是用蜡烛B代替A的像,所以这种确定像与物大小关系的方法是等效替代法。故C正确,符合题意,故选C。
(2)[3]本实验中,用玻璃板代替平面镜,因为玻璃板是透明的,不但可以看到蜡烛的像,还可以透过玻璃板看到后面蜡烛B的位置,便于确定像的位置。
(3)[4]探究水的沸腾实验,可以直接将水放到烧杯中加热,不需要放在试管中加热,所以选择装置乙。
[5]在组装器材过程中,酒精灯需要点燃,这样可以保证酒精灯用外焰加热。
[6]BC段水沸腾后,不断吸热,温度不变,所以CD段错误。
10.垂直 等于 不能 同一平面内 可逆 漫反射
【详解】
(1)[1]为了能在纸板上接到光线,需要保证光线和纸板在同一平面上,故纸板上的直线ON要垂直于镜面。
(2)[2]为了避免偶然性,需要多次改变入射光的方向,量出入射角i和反射角r,比较入射角和反射角的关系,根据试验记录可知,光反射时,反射角等于入射角。
(3)[3][4]因为反射时,反射光线、入射光线和法线在同一平面内,所以在实验过程中,将纸板向前或向后折,此时在纸板NOF上将不能看到反射光线,但反射光线仍然是存在的。因此这样做的目的是探究反射光线、入射光线和法线是否在同一平面内。
(4)[5]将光线由原来反射的反方向射入,发现此时的反射光线由原来的入射光线所在直线射出,即可证明光反射时,光路是可逆的。
(5)[6]纸板属于粗糙的表面,光在纸板上会发生漫反射,因此可以从各个方向观察光在纸板上传播的径迹。
11.暗 相同 虚
【详解】
①[1]为了使实验效果更好,实验室光线应该较暗,这样可以避免环境光线对成像的影响。
②[2]实验所用的A、B两支蜡烛完全一样,而B又能跟A的像重合,这说明像与物的大小相同。
③[3]在A蜡烛成像的位置放置光屏,光屏上不能呈现A的像,这说明平面镜所成的像是虚像。答案第1页,共2页
答案第1页,共2页