浙教版2022-2023学年第二学期七年级科学《平面镜成像》实验探究训练（2）【word，含答案】

《平面镜成像》实验探究训练（2）
1.在探究“平面镜成像特点”的实验中，小科所在的小组的同学们选取一块薄平板玻璃、两根完全相同的蜡烛A和B、刻度尺、白纸、火柴等器材进行实验，如图1甲所示。
（1）实验过程中用玻璃板代替平面镜的原因是：　 　；
（2）小科将蜡烛A竖直放在水平桌面的白纸上，点燃蜡烛A，她观察发现：平板玻璃中蜡烛A的像偏低且倾斜。你认为在图1乙所示的三幅图中，　 　图是产生以上实验现象的原因；
（3）如图2所示，小科把四个模型分别面对玻璃板直立在桌面上，用于研究像与物左右位置的关系，最好选用　 　。
2.如图是“探究平面镜成像特点”的实验装置，把一支点燃的蜡烛A放在玻璃板的前面，再拿另一支外形相同的蜡烛B竖立着在玻璃板后面移动，直到看上去跟蜡烛A的像完全重合，这个位置就是像的位置，在白纸上记下A和B的位置。移动蜡烛多次重复实验。
（1）实验过程中蜡烛B　 　 (选填 “需要“或“不需要”)点燃。
（2）将蜡烛A远离玻璃板一段距离，蜡烛A像的大小　 　(选填“变大”、“变小”或“不变”)
（3）实验中玻璃板应竖直放置在水平桌面上，若向左倾斜玻璃板(如图乙所示)，蜡烛A的像将　 　(选填“向上移动”、“向下移动”或“不移动”)。
3.小金在探究“平面镜成像特点”时，完成如图甲乙所示操作，回答问题：
（1）为完成该实验，除了图中出示的器材，还需要的实验器材是________。
（2）多次改变蜡烛的位置进行实验的目的是________。
（3）该实验对玻璃板的操作非常重要，下列操作中对实验结论的得出无影响的是________。
A.玻璃板未与白纸板垂直(如图1)
B.玻璃板放置时与白纸板垂直，但未与白纸的XY边平行(如图2)
C.玻璃板放置正确，但实验过程中忘了画出它所在位置，只记录了蜡烛和像所在的点(如图3)
4.在探究光的反射定律时，小波将一块平面镜放在水平桌面上，再把一块纸板(分E、F两个面)垂直放置在平面镜上，如图甲所示。
(1)图甲中，E、F在同一平面上，让光线沿纸板E上的AO射向镜面，则在纸板F上得到沿OB的反射光线，测得AO、OB与法线的夹角均为40°，于是小波得出结论：反射角等于入射角。你认为小波得出结论的过程____________(选填“合理”或“不合理”)，原因是___________________。
(2)在实验过程中，若将纸板倾斜(即纸板与平面镜不垂直)，如图乙所示，让光线仍贴着纸板沿AO方向射向镜面，此时反射光线与入射光线________(选填“在”或“不在”)同一平面内，纸板上________(选填“能”或“不能”)看到反射光线。
5.在学面镜成像特点的实验后，小丽同学利用平面镜表演了一个“水火相融”的小魔术。小丽先用一块透明的薄玻璃板，将桌子分割成甲、乙两个区域后，用一块不透明的挡板将乙区域分割成两部分。小丽在甲区域内放置了一个盛满水的烧杯，且里面浸没着一支蜡烛A，并在乙区域挡板后的指定位置放置蜡烛B．准备就绪后，小丽请小金坐在乙区域一侧的某点P（如图丙所示），并迅速将乙区域已准备好的蜡烛B点燃，在小丽一只手麻利地在小金眼前绕过的同时，另一只手悄悄地将挡板拉开一个缝隙MN。当小金沿着小丽的手指望向蜡烛A时，奇迹出现了：蜡烛A竟然在水中燃烧了！①请根据光学知识判定：小丽是怎样选取和放置蜡烛的？
【选取蜡烛】蜡烛A、B需满足完全相同的条件。
【确定位置】在蜡烛A的位置确定后，小丽不借助刻度尺如何快速确定蜡烛B的位置？________。
②请你依据所学的光学知识解释，小丽悄悄地将挡板拉开的目的？________。
反思：用薄的、透明的玻璃板代替平面镜的原因是：________。
拓展：为了让坐在小金左后方的小亮也看到蜡烛在水中燃烧的现象，小丽把玻璃板沿图示方向移动了一段距离，在此过程中，在水中的蜡烛的像________(填“会”或“不会”)移动。
6.某科学兴趣小组用如图所示装置研究平面镜成像特点。探究像距与物距关系时的实验步骤如下：
①在水平桌面上铺上白纸，将玻璃板竖立在白纸中间位置，记下玻璃板的位置；
②将点燃的蜡烛放在玻璃板前面，再拿另一支大小相同的未点燃的蜡烛竖立在玻璃板后面移动，直到看上去它跟玻璃板前面那支蜡烛的像完全重合，用笔记下两支蜡烛的位置；
③移动点燃的蜡烛到另一个位置，重复上述实验；
④用直线连接每次实验中的蜡烛和它的像的位置，用刻度尺测量出每次的物距和像距，记录数据如表。
次数 物距/cm 像距/cm
1 5.0 5.0
2 8.0 8.0
3 12.0 12.0
（1）等效替代法是指在研究中，因实验本身的限制，要用与实验对象具有相似或共同特征的对象来替代的方法。本实验中用到的等效替代法具体体现在 　 　。
（2）分析表格中的数据，可得出的结论是 　 　。
（3）实验中，有同学用一张白纸挡在玻璃板和像之间，你认为该同学还能观察到蜡烛的像吗？并说出你的理由。 　 　。
7.为探究平面镜成像规律，小金进行了如图实验。
（1）小金应选择________（选填“平面镜”或“玻璃板”）作为实验材料之一，以便观察到其后方的蜡烛，更好地确定像的位置。
（2）小金按图实验，将蜡烛靠近（1）中所选的材料一段距离，蜡烛的像的大小________（选填“变大”或“变小”或“不变”）。
（3）实验时点燃蜡烛的目的是________。
8.小阳利用如图甲所示装置“探究平面镜成像特点”。他在水平桌面上铺一张白纸，将一块玻璃板竖立在白纸上，把蜡烛A点燃放在玻璃板前面，把另一支相同的蜡烛B，竖立在玻璃板后面移动，直到从不同角度透过玻璃板看，它跟前面蜡烛A的像都完全重合。改变蜡烛A的位置，重复上述步骤，再做两次实验，并把三次实验中蜡烛A和B的位置记录在白纸上，如图乙所示。
(1)实验中用玻璃板代替平面镜的目的是________________________。
(2)蜡烛B跟前面蜡烛A的像完全重合，说明像与物大小________。
(3)如果将玻璃板竖直向上移动一段距离，观察到蜡烛A的像________(填“向上移动”“向下移动”或“不动”)。
(4)小阳把白纸沿着玻璃板的位置对折，观察到像与物的对应点完全重合，说明像与物到镜面的距离________。
(5)小阳取走蜡烛B，把光屏放在像的位置，这时应该__________(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。
9.某科学兴趣小组用如图所示装置研究平面镜成像特点。探究像距与物距关系时的实验步骤如下：
①在水平桌面上铺上白纸，将玻璃板竖立在白纸中间位置，记下玻璃板的位置；
②将点燃的蜡烛放在玻璃板前面，再拿另一支大小相同的未点燃的蜡烛竖立在玻璃板后面移动，直到看上去它跟玻璃板前面那支蜡烛的像完全重合，用笔记下两支蜡烛的位置；
③移动点燃的蜡烛到另一个位置，重复上述实验；
④用直线连接每次实验中的蜡烛和它的像的位置，用刻度尺测量出每次的物距和像距，记录数据如表。
(1)等效替代法是指在研究中，因实验本身的限制，要用与实验对象具有相似或共同特征的对象来替代的方法。本实验中用到的等效替代法具体体现在__________________。
(2)分析表格中的数据，可得出的结论是___________________。
(3)实验中，有同学用一张白纸挡在玻璃板和像之间，你认为该同学还能观察到蜡烛的像吗？并说出你的理由。______________________________________________________。
10.小金在探究“平面镜成像特点”时，完成如图甲乙所示操作，回答问题：
（1）等效替代法是指在研究中因实验本身的限制，要用与实验对象具有相似或共同特征的对象来替代的方法，本实验中用到等效替代方法的具体体现在 　 　。
（2）该实验能得到像距等于物距的结论，其依据应该是 　 　。
（3）该实验对玻璃板的操作非常重要，下列操作中对实验结论的得出无影响的是 　 。
A.玻璃板未与白纸板垂直（如图1）
B.玻璃板放置时与白纸板垂直，但未与白纸的XY边平行（如图2）
C.玻璃板放置正确，但实验过程中忘了画出它所在的位置，只记录了蜡烛和像所在的点（如图3）
11.在研究平面镜成像特点的实验中，小明将玻璃板竖直放在水平桌面的白纸上，沿玻璃板在纸上画一条直线MN，取两枚相同的棋子E和F。
（1）小明将棋子E放在玻璃板前，移动玻璃板后面的棋子F，直到它看上去与棋子E的像完全重合，如图甲所示。
（2）为了让坐在右侧的小亮也看到棋子E的像，小明把玻璃板沿直线MN向右移动了一段距离，在此过程中，棋子E的像 　 　（填“会”或“不会”）向右平移。请你在图乙所示的俯视图中，利用平面镜成像的特点，画出小亮看到棋子E的像的光路图。（D点为小亮眼睛所在位置）。
（3）为了证明玻璃板中所成的像是虚像，应采取的具体操作步骤是 　
　 。
12.小丽利用如图1所示的装置探究“平面镜成像时像与物的关系”的实验。
(1)如果有5 mm和2 mm厚的两块玻璃板，应选择________mm厚的玻璃板做实验就合适。实验中用两段相同的蜡烛是为了比较像与物________的关系。
(2)在实验过程中，小丽移动蜡烛B，使它与蜡烛A的像完全重合，确定了________的位置，为了研究平面镜所成的是实像还是虚像，小丽用光屏代替蜡烛B，她________(填“能”或“不能”)用光屏接收到蜡烛A的像，由此说明平面镜成的像是________像。
(3)如果玻璃板没有竖直放置，如图2所示，在实验过程中会出现的现象是__________________。
答案及解析
1.（1）便于确定像的位置（2）C（3）A
【解析】（1）实验过程中用玻璃板代替平面镜的原因是：便于确定像的位置。
（2）像和物体关于平面镜对称，如下图所示：
平板玻璃中蜡烛A的像偏低且倾斜。我认为在图1乙所示的三幅图中，C图是产生以上实验现象的原因。
（3）物体和像关于平面镜对称，即像相对物体左右颠倒，因此选择的物体不能左右对称。在字母C、A、T、V四个字母中，只有字母C不是左右对称的，故选A。
2.（1）不需要（2）不变（3）向上移动
【解析】（1）实验过程中蜡烛B不需要点燃。
（2）根据平面镜成像“物像等大”的规律可知，将蜡烛A远离玻璃板一段距离，蜡烛A像的大小不变；
（3）根据平面镜成像的对称性作图如下，则若向左倾斜玻璃板(如图乙所示)，蜡烛A的像将向上移动。
3.（1）刻度尺
（2）得到普遍规律，使结论更客观准确
（3）B
【解析】（1）探究平面镜成像的特点，要从物像大小、物距和像距大小、物像连线与平面镜的关系和像的虚实四个角度研究，而测量物距和像距需要用到刻度尺；
（2）通过多次测量得到多组数据，然后通过数据的比较得到像的性质，这样得出的结论更客观准确；
（3）根据实验的操作过程分析即可。
【解答】（1） 为完成该实验，除了图中出示的器材，还需要的实验器材刻度尺；
（2） 多次改变蜡烛的位置进行实验的目的：得到普遍规律，使结论更客观准确；
（3）A.玻璃板未与白纸板垂直，那么所成的像在桌面的上方，玻璃板后的蜡烛就无法与前面蜡烛的像完全重合，对像的位置和像的大小都会产生影响，故A不合题意；
B.玻璃板放置时与白纸板垂直，但未与白纸的XY边平行，那么平面镜的位置，物和像的位置都是齐全的，对探究成像特点无影响，故B符合题意；
C.玻璃板放置正确，但实验过程中忘了画出它所在位置，只记录了蜡烛和像所在的点，就无法探究物距和像距的大小关系，故C不合题意。
4.(1)不合理　 由一次实验结果得出结论具有偶然性(2)在　不能
【解析】(1)在利用实验数据得出结论时，为了使结论具有可行性，应该多做几次实验，从多组数据中得出的结论才具有普遍性，可以避免结论的偶然性，因此，根据一次实验数据得出结论的过程是不合理的；
(2)在光的反射现象中，反射光线、入射光线和法线在同一平面上，若实验中将纸板倾斜，由于反射光线和入射光线与法线在同一平面上，故我们在纸板上将看不到反射光线。
5.点燃蜡烛B，改变蜡烛B位置，使蜡烛B的像与蜡烛A完全重合；让蜡烛B发出的光通过缝隙MN射到玻璃上，反射光线进入小成的眼睛，使小成看到与蜡烛A重合的B的像；薄：减小玻璃板厚度对成像的影响（避免重影等）；透明：方便确定像的位置；不会
【解析】
【确定位置】在蜡烛A的位置确定后，小丽 点燃蜡烛B，改变蜡烛B位置，使蜡烛B的像与蜡烛A完全重合 ，这样找到蜡烛B的位置；
②小亮要看到蜡烛B在平面镜中所成的像，B发出的光线经平面镜发生后要摄入小亮的眼睛，因此小丽要将挡板拉开；
反思：玻璃由两个面，光线会在这两个面上发生两次反射形成两个虚像，如果太厚就会造成重影，无法确定像的位置，因此玻璃要薄。只有玻璃是透明的，才能看到后面寻找像位置的那只蜡烛，因此实验必须使用薄的、透明的玻璃板；
拓展：平面镜所成的像与物体关于平面镜对称，因此像的位置由物体的位置决定。为了让坐在小金左后方的小亮也看到蜡烛在水中燃烧的现象，小丽把玻璃板沿图示方向移动了一段距离，在此过程中，在水中的蜡烛的像不会移动。
6.解：（1）本实验中用到的等效替代法具体体现在用未点燃的蜡烛替代像；
（2）根据表格数据分析可得像与物到镜面的距离相等；
（3）用一张白纸挡在玻璃板和像之间，该同学还能观察到蜡烛的像，因为平面镜成像的原理是光的反射所成的虚像。
故答案为：（1）用未点燃的蜡烛替代像；（2）像与物到镜面的距离相等；（3）能，平面镜成像的原理是光的反射所成的虚像。
7.（1）玻璃板 （2）不变 （3）使像更加清晰
【解析】（1）玻璃板是半透明的，既可以让前面的蜡烛在里面成像，也可以通过玻璃板看到后面的蜡烛。通过这支蜡烛的移动，让其与前面蜡烛的像完全重合，从而找到像的位置；
（2）根据“物像等大”的规律解答；
（3）物体越明亮，发出的光线越多，所成的像自然更清晰。
【解答】（1）小金应选择玻璃板作为实验材料之一，以便观察到其后方的蜡烛，更好地确定像的位置。
（2）小金按图实验，将蜡烛靠近（1）中所选的材料一段距离，蜡烛的像的大小不变；
（3）实验时点燃蜡烛的目的是使像更加清晰。
8.(1)便于确定像的位置　(2)相等　(3)不动　(4)相等　(5)不透过　虚　
【解析】（1）用透明的玻璃板，可以观察到玻璃板的另一侧，便于找到像的位置；
（2）实验时采用两个完全相同的蜡烛，当蜡烛B和蜡烛A的像完全重合时，表明像和物体的大小是相同的；
（3）因为平面镜所成的像与物体的连线与镜面垂直，所以将玻璃板竖直向上移动一段距离，蜡烛的像的位置保持不变；
（4）小阳把白纸沿着玻璃板的位置对折，观察到像与物的对应点完全重合，这表明像到镜面的距离与物体到镜面的距离是相同的；
（5）实验中若移开蜡烛B，光屏放在像的位置，应该不透过玻璃板，而是直接观察光屏，看不到蜡烛A的像，说明平面镜成的是虚像。
9.（1）用未点燃的蜡烛替代像（2）像距等于物距（3）能，平面镜成像的原理是光的反射所成的虚像
【解析】等效替代法是科学研究中常用的方法之一，是在保证某种效果(特性和关系)相同的前提下，将实际的、复杂的物理问题和物理过程转化为等效的、简单的、易于研究的物理问题和物理过程的方法。
实验中采用等效替代法，用未点燃的蜡烛替代像。
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，像距等于物距。
10.解：（1）本实验中用到的等效替代法具体体现在用用未点燃的蜡烛替代点燃蜡烛的像；
（2）该实验能得到像距等于物距的结论，其依据应该是测出图乙中像点和物点到玻璃板的距离相等；
（3）A、玻璃板未与白纸板垂直可能会找不到像的位置，所以对实验结果有影响，故A不符合题意；
B、白纸边缘对平面镜的位置和像的位置都没有影响，所以对实验结果没有影响，故B符合题意；
C、没有画平面镜的位置，在数据分析时无法测量像与物到镜面的距离，也无法判断像与物的对应点的连线与镜面是否垂直，所以无法得出实验结果，故C不符合题意。故选B。
故答案为：（1）用未点燃的蜡烛替代点燃蜡烛的像；（2）测出图乙中像点和物点到玻璃板的距离相等；（3）B。
11.解：（2）在实验过程中，小明把玻璃板沿直线MN向右移动了一段距离，根据平面镜成像特点中的像距等于物距可知，棋子E和平面镜之间的距离不变，根据物像到平面镜的距离相等，E的像和平面镜之间的距离也不变，所以镜中的棋子E的像不移动；
作出发光点E在平面镜中的像点E′，连接E′D交与平面镜于点O，连接EO作出入射光线，连接OD作出反射光线，如图：
；
（3）为了说明平面镜中所成的像是实像还是虚像，应采取的具体操作步骤是：在像的位置放一张白纸，观察像能否成在白纸上，若烛焰的像不能成在白纸上；则说明平面镜所成的像为虚像。
故答案为：（2）不会；见上图；（3）在像的位置放一张白纸，观察像能否成在白纸上，若烛焰的像不能成在白纸上；则说明平面镜所成的像为虚像。
12.（1）2　大小　(2)像　不能　虚　(3)蜡烛B与蜡烛A的像不能重合
【解析】(1)①当玻璃板越薄，两个反射面成像距离越近，可以近似看成一个像，使实验简单化，所以选择2 mm的玻璃板；②实验时采用两支完全相同的蜡烛，一支蜡烛放在玻璃板的前面并点燃，另一支放在玻璃板的后面，当玻璃板后面的蜡烛和玻璃板前面的蜡烛的像完全重合时可以比较物像大小关系。(2)在实验过程中，小丽移动蜡烛B，使它与蜡烛A的像完全重合，确定了像的位置，平面镜成像实验时，把光屏放在像的位置，发现光屏上并没有像，说明平面镜成的像是虚像。(3)平面镜所成的像和物体关于平面镜对称，如果玻璃板没有放正，蜡烛的像与蜡烛不在同一水平面上，所以蜡烛成的像不与蜡烛重合，所以有可能找不到像。