第四章 3.科学探究: 平面镜成像]
一、选择题
1.[2020·桂林] 如图图所示,进入人眼睛的光线是由 ( )
A.平面镜发出的 B.像S'发出的
C.平面镜反射的 D.人的眼睛发出的
2.如图图所示是验证“平面镜成像特点”的实验装置,其中A为玻璃板前点燃的蜡烛,B为玻璃板后未点燃的蜡烛。下列有关本实验的说法错误的是 ( )
A.玻璃板应该与水平桌面垂直
B.实验宜在较暗的环境中进行
C.眼睛应从蜡烛B一侧观察成像情况
D.蜡烛燃烧较长时间后物、像不再重合
3.关于平面镜成像的特点及其实验探究,下列说法正确的是 ( )
A.使用光屏是为了验证平面镜所成像的虚实
B.将蜡烛靠近玻璃板的同时像将远离玻璃板
C.做多次实验获得多组数据是为了减小误差
D.平面镜成像的大小与物体到平面镜的距离有关
4.当你照镜子时,你会在镜子里看到另外一个“你”,镜子里的这个“你”就是你在平面镜中所成的像。关于平面镜成像,下列说法正确的是 ( )
A.比平面镜大的物体,不能在镜中成完整的像
B.若从镜子里看不到自己的脚,则脚在平面镜里没有成像
C.将平面镜向上移动,镜中的像将向上移动
D.在平面镜后面放置不透明的挡板,不会遮挡平面镜成像
5.[2020·温州] 如图图所示,在中国象棋棋盘正中央竖立一块垂直于棋盘的平面镜,棋子“象”由甲移到乙,则平面镜中“象”的移动是 ( )
A.由④到② B.由③到① C.由②到④ D.由①到③
6.如图图甲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,用它正对如图图图乙所示的光源“F”,则观察到的像是中的 ( )
二、填空题
7.小萌站在平面镜前1.5 m处观察自己在镜中的像,由于大厅内光线较暗,为了看清衣领上的污渍,应将光源向着 (选填“衣领”或“平面镜”)照射。现将一块和平面镜一般大的木板放在镜子后面1 m处,如图图所示,这时小萌 (选填“仍能”或“不能”)看到她在镜中的像。
8.公园里有一座桥,如图图所示。桥下水深为2 m,桥上一彩灯距水面3 m,则该彩灯的“倒影”距水面 m;若湖水上涨了0.3 m,则该彩灯的“倒影”距水面 m,“倒影”是 (选填“虚”或“实”)像,像的大小将 (选填“变大”“变小”或“不变”)。
9.小萌同学身高165 cm,站在竖直放置的平面镜前2 m处,她在平面镜中的像的高度
(选填“大于”“小于”或“等于”)165 cm;小萌向平面镜走近0.5 m,则她与镜中像之间的距离是 m,她在平面镜中的像将 (选填“逐渐变大”“逐渐变小”或“大小不变”);小萌从平面镜中看到挂钟的指针如图图所示,由此可知,挂钟显示的实际时间是 。
10.如图图所示,房间东西墙之间宽度为4 m,西墙上挂着一幅画,对面的墙上挂着一块平面镜,某人站在镜前1.5 m处,她同时看到自己和画在镜中的像,则画的像和人之间的距离为
m,人的像和画的像之间的距离为 m。
11.如图图所示,平面镜MN竖直放置,镜前有一个发光物体S,现将平面镜绕M点从MN转过40°到MN'位置过程中,物体S在平面镜中的像S'离M点的距离 (选填“越来越近”“越来越远”或“保持不变”)。像S'绕M点转过的角度为 。
三、作图题
12.[2020·邵阳] 利用平面镜成像的特点在中根据平面镜中的像A'B'画出物体AB。
13.如图图所示,A'B'是物体AB在平面镜中所成的像,根据平面镜成像的特点在图中画出平面镜的位置。
14.[2020·广元] 如图图所示,根据平面镜成像特点画出点光源S发出的光经平面镜反射后过A点的反射光线。
15.如图图所示,A、B为某一发光点S发出的光线经平面镜MN反射后的两条反射光线,请根据平面镜成像特点确定发光点的位置,并完成反射光路。
四、实验探究题
16.如图图所示是林红同学探究“平面镜成像的特点”的实验装置。
(1)实验中用玻璃板代替平面镜,主要是利用了玻璃板透明的特点,其好处是便于 ;由于玻璃板的前后两个面都会反射成像,为了防止重影,实验中选择 (选填“较厚”或“较薄”)的玻璃板实验效果更理想。
(2)为了比较蜡烛A的像与蜡烛A的大小关系,实验中选择大小相同的蜡烛A和B。蜡烛B应该是 (选填“点燃”或“不点燃”)的,点燃蜡烛A的好处是 。
(3)在实验过程中,林红移动蜡烛B,使它与蜡烛A的像完全重合,确定了像的位置。为了研究平面镜所成的像是实像还是虚像,林红用光屏代替蜡烛B,她 (选填“能”或“不能”)用光屏接收到蜡烛A的像,这说明平面镜成的像是 (选填“实”或“虚”)像。
(4)林红将蜡烛A逐渐远离玻璃板时,它的像的大小将 (选填“变大”“不变”或“变小”)。实验中将玻璃板和蜡烛下面的白纸换成方格纸,这种做法的优点是 。
(5)为了让右座的同学也能够看清蜡烛的像,林红只将玻璃板向右平移,则蜡烛像的位置
(选填“向右移动”“向左移动”或“不变”)。
(6)另一小组实验时用一支完全相同的蜡烛在玻璃板后的纸面上来回移动,发现无法让它与蜡烛A的像完全重合,你分析出现这种情况的原因可能是 。
答案
1.C 图中表示的是蜡烛在平面镜中成像的原因,进入人眼的光线是由平面镜反射而来的。
2.C 实验时玻璃板如图图果不与水平桌面垂直,则不论怎样移动后面的蜡烛都不可能与前面蜡烛的像完全重合,就无法验证像的位置和像与物体的大小关系,所以玻璃板应与水平桌面垂直放置,故A正确。在比较明亮的环境中,很多物体都在发出或反射光,干扰人的视线,在较黑暗的环境中,蜡烛较亮,蜡烛射向平面镜的光最多,反射光最多,进入人眼的光最多,感觉蜡烛的像最亮,所以应在比较黑暗的环境中进行实验,故B正确。寻找蜡烛A的像的位置时,眼睛应在蜡烛A一侧观察,在蜡烛B一侧不能看到蜡烛A的像,故C错误。平面镜所成的像与物体大小相等,蜡烛A燃烧较长时间后变短,蜡烛B与A的像不能重合,故D正确。
3.A 光屏能承接实像,虚像不能呈现在光屏上,使用光屏是为了验证平面镜所成像的虚实,故A正确;像与物到平面镜的距离相等,将蜡烛靠近玻璃板的同时像也会靠近玻璃板,故B错误;做多次实验获得多组数据是为了得到普遍的规律,故C错误;平面镜成像的大小与物体的大小有关,与物体到平面镜的距离无关,故D错误。
4.D 平面镜成像时,像的大小与镜子的大小无关,比平面镜大的物体,能在镜中成完整的像,故A错误;
若从镜子里看不到自己的脚,则脚在平面镜里可能成像,只是平面镜反射的光没有进入人的眼睛,故B错误;
平面镜竖直向上移动时,像与物体还是关于平面镜所在平面对称,故像不动,故C错误;
由于平面镜所成的像是虚像,所以在玻璃板后面放不透明的挡板是不影响成像情况的,故D正确。
5.C 根据平面镜成像的特点可知,物距等于像距,像和物体对应点的连线与平面镜垂直;
棋子“象”在甲处时,像在位置②处,棋子“象”在乙处时,像在位置④处;棋子原来的像位于②处,移动后的像位于④处,所以,其移动路径是由②到④。
6.B 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,最后所成像跟原物完全一样。
7.衣领 仍能 光照射在平面镜上会发生镜面反射,为了看清衣领上的污渍,小萌应将光源照向衣领;由于平面镜成像原理是光的反射,所以在镜面后放置物体是不影响成像的,故这时她仍能在镜中看到自己的像。
8.3 2.7 虚 不变
倒影属于平面镜成像现象,其原理是光的反射,根据平面镜成像特点可知像距与物距相等,已知彩灯距离湖面(物距)3 m,所以该“倒影”距离湖面(像距)也为3 m。
若湖水再上涨0.3 m,此时彩灯距离湖面(物距)为3 m-0.3 m=2.7 m,则该“倒影”距离湖面(像距)也为2.7 m。
根据平面镜成像原理可知,物体在平面镜中所成的像是反射光线反向延长线的相交点,不是实际光线的会聚点,所以是虚像,并且像与物体等大,所以“倒影”是虚像,像的大小将不变。
9.等于 3 大小不变 7:25
平面镜成正立、等大、等距的虚像,小萌同学身高165 cm,故她在平面镜中的像的高度也是165 cm;小萌向平面镜走近0.5 m,此时她到镜面的距离为2 m-0.5 m=1.5 m,则她与镜中像之间的距离是1.5 m+1.5 m=3 m,她在平面镜中的像大小不变;根据平面镜成像特点,即物像关于平面镜对称,从平面镜中看到挂钟的指针,挂钟的像显示的时间为4:35,则实际时间为7:25。
10.5.5 2.5 根据平面镜成像的特点,画的像到平面镜的距离和画到平面镜的距离相等,所以这幅画的像到平面镜的距离是4 m,同理,人的像到平面镜的距离是 1.5 m,所以人和画的像之间的距离是5.5 m,人的像和画的像之间的距离是2.5 m。
11.保持不变 80° 根据平面镜成像特点,分别作出平面镜在MN处时S的像S'和平面镜在MN'处时S的像S″,然后进行分析;
由图可知,像点绕M以SM长为半径转动,所以其轨迹应该是圆弧,即为曲线,由图可知,S、S'离点M的距离始终不变;
平面镜转过的角度为40°,相当于S逆时针转过40°,像也会转过40°,像S'绕M点转过的角度为40°×2=80°。
12.如图图图所示
13.如图图图所示
14.如图图图所示
15.如图图图所示
16.(1)确定像的位置 较薄
(2)不点燃 使蜡烛A的像更清晰
(3)不能 虚
(4)不变 便于探究像和物到平面镜的距离关系
(5)不变 (6)玻璃板与桌面不垂直