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实验2 探究平面镜成像的特点
知识点一、平面镜成像规律
1.平面镜成像的特点:平面镜所成像的大小与物体大小相等,像和物体到平面镜的距离相等,像和物体对应点的连线与平面镜垂直,平面镜所成的像与物体关于平面镜对称,平面镜成像是虚像。
2.平面镜成虚像:在探究平面镜成像特点的实验中,在平面镜前放一支点燃的蜡烛,在镜子中会出现一个正立蜡烛的像,但将光屏放在平面镜后蜡烛像的位置时,光屏上却没有出现蜡烛的像,可见平面镜所成的像是不存在的,是虚像。
3.平面镜成像作图:(1)根据平面镜成像原理(光的反射定律)作图;(2)根据平面镜成像特点作图(对称法)。
4.凸面镜特点:凸面镜对光有发散作用,平行光射到凸面镜上,反射后成为发散光。
5.凹面镜特点:凹面镜对光有会聚作用,平行光射到凹面镜上,反射后会聚到一点。
知识点二、探究平面镜成像的规律
1.分析论证
(1)未点燃的蜡烛可以与点燃的蜡烛的像完全重合,说明蜡烛的像的大小与蜡烛大小相等;
(2)蜡烛和它的像的连线与镜面垂直,蜡烛的像到平面镜的距离与蜡烛到平面镜的距离相等
2.实验中注意事项
(1)为了使观察到的像更为清晰,实验最好在较暗的环境中进行;
(2)实验中用玻璃板代替平面镜,目的是便于观察和确定像的位置,并比较物像的大小关系,原因是玻璃板既能反射光又能透过光,即透过玻璃板能看到未点燃的蜡烛,也能看到点燃的蜡烛所成的像;
(3)实验应选用较薄的玻璃板。因为玻璃板的前后表面可以各成一个像,当玻璃板较厚时,两个像有较大的错位,难以确定像的位置;
(4)实验中,玻璃板要竖直立在水平桌面上。若玻璃板没有竖直放置,则未点燃的蜡烛和点燃的蜡烛将不能完全重合;
(5)实验中,使用两支完全相同的蜡烛,目的是比较像与物体的大小关系;
(6)用点燃的蜡烛做实验的优点是所成的像比较亮,便于观察;
(7)白纸用于标注玻璃板的位置、蜡烛以及蜡烛的像的位置,刻度尺用于测量蜡烛以及蜡烛的像到玻璃板的距离;
(8)改变蜡烛与玻璃板的距离进行多次实验,是为了寻找普遍规律。
3.考向点拨
(1)探究平面镜成像特点的实验选择玻璃板做为平面镜。
(2)为什么选玻璃板而不选镜子是为了准确确定像的位置。
(3)对实验中的两只蜡烛要求是完全相同。
(4)选择两只完全相同的蜡烛是为了比较像与物的大小。
(5)实验中玻璃板垂直于桌面。
(6)玻璃板没与桌面垂直对实验产生的影响事不论怎样移动后面的蜡烛,都不会与前面蜡烛的像完全重合。
(7)蜡烛的像不能用光屏接收到。
(8)像不能用光屏接收到,说明平面镜成的像是虚像。
(9)实验时用另一只等大的蜡烛与前面蜡烛的像完全重合,目的是比较像与物的大小;确定像的位置。
(10)刻度尺在此实验中的作用是比较像与物到镜面距离的关系。
(11)一只蜡烛在玻璃板后面却成了两个像,原因是玻璃板有两个反射面。
(12)怎样验证成两个像是玻璃板有两个反射面的原因是用一个薄玻璃板进行实验。
(13)验证像与物到镜面距离关系时,要进行多次实验,目的是找到普遍规律。
(14)多次实验要改变蜡烛的位置。
(15)用跳棋子代替蜡烛进行实验时,缺点是像比较暗,看不清。
(16)用跳棋子实验时,怎样看清像?用手电筒照亮玻璃板前面的跳棋子。
(17)平面镜成像的原理是光的反射。
(18)为便于观察,该实验最好在什么环境中进行?较暗处。
(19)实验中用未点燃的蜡烛与点燃的蜡烛的像重合,未点燃的蜡烛位置即是像的位置,这种研究物理的方法等效替代法。
(20)如果有3mm厚和2mm厚的两块玻璃板,应选择哪个玻璃板做实验效果好?2mm厚的两块玻璃板。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。
(21)本实验还可能出现的考查点有哪些?说出一点即可。测量误差。
三、平面镜成像的应用
1.平面镜成像应用:平面交叉在生活中,常见的应用有平面镜成像、改变光路、扩大空间视野。
2.凸面镜应用:使用凸面镜能起到扩大视野的作用,所以汽车的后视镜和道路转弯处的反射镜都是凸面镜。
(2023 德州)某小组的同学用如图甲所示器材完成了“探究平面镜成像的特点”的实验。
(1)实验中用薄玻璃板代替平面镜目的是:便于确定像的 。
(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)将蜡烛①远离玻璃板,像的大小将 (选填“变大”、“变小”或“不变”)。
(4)如图乙,将玻璃板倾斜,蜡烛①的像将 (选填“仍然”或“不再”)与蜡烛①关于镜面对称。
(2023 常德)如图甲所示是“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,在白纸上记下A和B的位置。移动蜡烛A,重复做多次实验。
(1)选用玻璃板代替平面镜,主要是为了 。
(2)实验中两支蜡烛要完全一样,目的是为了 。
(3)当蜡烛A远离玻璃板时,它的像的大小将 (选填“变大”、“变小”或“不变”)。
(4)将蜡烛A竖直放在水平桌面上,点燃蜡烛观察发现:玻璃板中蜡烛A的像偏低且倾斜。你认为在图乙所示的①、②、③三幅图中, 图是产生以上实验现象的原因。
(2023 阜新)小新利用图甲的装置进行“探究平面镜成像特点”实验。选用主要器材:薄玻璃板、两个完全相同的蜡烛A和B、白纸、刻度尺和黑色纸板等。
(1)实验时用薄玻璃板替代平面镜的目的是 。
(2)实验中将玻璃板竖立在白纸上,把点燃的蜡烛A放在玻璃板前,可以看到它在玻璃板后的像。把未点燃的蜡烛B放在玻璃板后移动,直到看上去它与蜡烛A的像完全重合,说明蜡烛A的像与蜡烛A 。
(3)多次改变蜡烛A的位置,并移动蜡烛B确定像的位置,每次标记出蜡烛A和它像的位置(如图乙所示)。请根据小新完成的下列实验数据表格,在①、②处填写数据名称。
实验次数 ① ② 蜡烛的像与蜡烛的大小关系
1 6.5 6.5 …
2 4 4 …
3 5 5 …
(4)分析实验数据得出,蜡烛A的像和蜡烛A到玻璃板的距离 。
(5)将黑色的纸板放在玻璃板与蜡烛B之间,小新在蜡烛A侧 (选填“能”或“不能”)观察到蜡烛A的像。
(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 。
(2023 温县模拟)小明用如图甲的装置探究“平面镜成像的特点”。
(1)最好在较 (选填“亮”、“暗”)的环境下进行该实验,便于观察蜡烛A的像。
(2)本实验采用玻璃板代替平面镜,是因为玻璃板具有透光性便于 。
(3)小明将蜡烛A靠近玻璃板,像的大小将 (选填“变大”、“变小”或“不变”)。
(4)如图乙所示,一枚硬币放在竖直的平面镜前,硬币的像在a处;将平面镜平移至如图丙所示的位置时,硬币的成像情况是 。
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)如图丁所示,表演“浇不灭的蜡烛”的魔术时,杯中的“蜡烛”是实际蜡烛通过玻璃板形成的 (选填“正”或“倒”)立的 (选填“虚”或“实”)像。
(6)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,如图戊所示,发现笔尖的像与笔尖之间有一段距离,说明 (填“A”或“B”)是反射面。
(2023 九台区模拟)如图甲是兰兰在水平桌面上“探究平面镜成像特点”的实验装置。
(1)实验中用玻璃板代替平面镜,利用了玻璃透明的特点,便于确定 ,玻璃板应 放置;
(2)在玻璃板前面放一只棋子A,再拿一只相同棋子B在玻璃板后面移动,直至与棋子A的像完全重合,这样做是为了比较像与物的 的关系;若将光屏放在棋子B所在的位置,直接观察光屏,不能看到棋子A的像,说明平面镜所成的像是 像;
(3)实验时兰兰发现棋子A的像较暗,很难使棋子B与之重合,用手电筒对着玻璃照射棋子A的像, (选填“能”或“不能”)使像变亮;
(4)请在乙图中画出由棋子A射向镜面的其中一条光线的反射光线。
(2023 宁化县模拟)在研究“平面镜成像特点”的实验中,实验器材有:平面镜、带底座的玻璃板、白纸、笔、火柴、光屏、刻度尺,两支完全相同的墙烛A和B,如图甲所示:
(1)实验中选择玻璃板而不选择平面镜,主要是为了便于 ;
(2)在实验中,为了使实验的效果更好实验室内光线应 (选填“较亮”或“较暗”)一些;实验中刻度尺的作用是便于比较像与物到镜面的 是否相等;
(3)在竖立的玻璃板前面点燃蜡烛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 (选填“前”或“后”)侧观察,直至它与蜡烛A的像完全重合,说明像和物体的大小 ,这种确定像与物大小关系的方法是 。(选填“控制变量法”或“等效替代法”);
(4)小汽车挡风玻璃为什么要倾斜安装呢?老师引导小明做了如图乙所示的实验:使玻璃板与水平面成45°角放置,则蜡烛的像为图乙中的 (选填“A”、“B”或“C”),如果把蜡烛看成司机,则司机所成的像不会遮挡司机的视线而影响司机驾驶。
(2023 中山市模拟)如图1所示,小明同学在探究“平面镜成像特点”实验中,步骤如下:把一支点燃的蜡烛A放在玻璃板前面,再拿一只完全相同的蜡烛B竖立在玻璃板后面移动,直到看上去跟蜡烛A的像完全重合,此时在白纸上记下蜡烛A和蜡烛B的位置。
(1)用玻璃板代替平面镜的原因是便于 ;实验中蜡烛B (选填“需要”或“不需要”)点燃;
(2)实验中若移开蜡烛B,将光屏放在像的位置,不透过玻璃板,直接观察光屏,看不到蜡烛A的像,说明平面镜成的是 (选填“虚像”或“实像”);
(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 (选填序号)。
A.向上移动
B.向下移动
C.不动
(4)小明为了更好地研究像与物的位置关系,采用了彩色LED光源进行实验,你认为图2中字母形状的光源,最好的是 (选填字母)。
(5)小明看到自己的手表与同桌的手表相同,于是突发奇想将两块手表替代蜡烛A、B,正立于玻璃板两侧(如图3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。
(2023 赣州一模)如图甲所示,小林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像在空中,形成具有“3D”效果的“全息投影”。老师告诉他,这实际上运用了平面镜成像,小林立马对平面镜成像产生了好奇,为了研究平面镜成像特点,小林准备选用(如图1乙所示)实验装置:
【器材选择】为了提高实验的精度和效果,应该选用 (选填字母序号)。
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
【进行实验】(1)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;
(2)点燃蜡烛A,竖立在玻璃板前面,再拿未点燃的蜡烛B竖立在玻璃板后面,当蜡烛B移动到某位置时,看上去它跟蜡烛A的像完全重合,如图1乙所示。这个位置就是蜡烛A的像的位置,分别记下蜡烛A和像的位置,标记为a、a′。移动蜡烛A,重复上述操作两次,白纸上留下的标记如图1丙所示;
(3)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 (选填“①”、“②”、“③”或“④”)的方式观察光屏,发现光屏上没有蜡烛火焰的像,说明平面镜成的是虚像;
(4)取下玻璃板,拿出留有标记的白纸,用塑料直尺测各点标记点到直线MN的距离,记录在表格中。
序号 l 2 3
A到玻璃板的距离/cm 2.00 3.60 5.40
B到玻璃板的距离/cm 2.00 3.60 5.40
【实验结论】根据上述实验现象及上表格中的实验数据,分析可以得出:平面镜所成的像是虚像,像与物的大小① ,像到平面镜的距离② 物体到平面镜的距离,像与物关于镜面③ 。
【知识拓展】小林在赣州科技馆参观学习中看到的如图2的哈哈镜(镜面是弯曲的),哈哈镜所成的像胖、瘦、高、矮都变形了,哈哈镜成像 (选填“遵循”或“不遵循”)光的反射规律。
(2023 兴化市模拟)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 (虚/实)像;
(3)下列操作中,像的位置不发生变化的有 。
A.让玻璃板沿所在平面向右移动;
B.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;
C.将玻璃板沿着水平桌面向后平移。
(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k1和k2,则像k1的像距为 (填“v1”或“v2”)。若在图丙中k1和k2两个像中间放置一块不透明薄挡板,则小明在蜡烛A这一侧通过玻璃板能看到 (选填“只有k1”“只有k2”或“k1和k2”)。
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实验2 探究平面镜成像的特点
知识点一、平面镜成像规律
1.平面镜成像的特点:平面镜所成像的大小与物体大小相等,像和物体到平面镜的距离相等,像和物体对应点的连线与平面镜垂直,平面镜所成的像与物体关于平面镜对称,平面镜成像是虚像。
2.平面镜成虚像:在探究平面镜成像特点的实验中,在平面镜前放一支点燃的蜡烛,在镜子中会出现一个正立蜡烛的像,但将光屏放在平面镜后蜡烛像的位置时,光屏上却没有出现蜡烛的像,可见平面镜所成的像是不存在的,是虚像。
3.平面镜成像作图:(1)根据平面镜成像原理(光的反射定律)作图;(2)根据平面镜成像特点作图(对称法)。
4.凸面镜特点:凸面镜对光有发散作用,平行光射到凸面镜上,反射后成为发散光。
5.凹面镜特点:凹面镜对光有会聚作用,平行光射到凹面镜上,反射后会聚到一点。
知识点二、探究平面镜成像的规律
1.分析论证
(1)未点燃的蜡烛可以与点燃的蜡烛的像完全重合,说明蜡烛的像的大小与蜡烛大小相等;
(2)蜡烛和它的像的连线与镜面垂直,蜡烛的像到平面镜的距离与蜡烛到平面镜的距离相等
2.实验中注意事项
(1)为了使观察到的像更为清晰,实验最好在较暗的环境中进行;
(2)实验中用玻璃板代替平面镜,目的是便于观察和确定像的位置,并比较物像的大小关系,原因是玻璃板既能反射光又能透过光,即透过玻璃板能看到未点燃的蜡烛,也能看到点燃的蜡烛所成的像;
(3)实验应选用较薄的玻璃板。因为玻璃板的前后表面可以各成一个像,当玻璃板较厚时,两个像有较大的错位,难以确定像的位置;
(4)实验中,玻璃板要竖直立在水平桌面上。若玻璃板没有竖直放置,则未点燃的蜡烛和点燃的蜡烛将不能完全重合;
(5)实验中,使用两支完全相同的蜡烛,目的是比较像与物体的大小关系;
(6)用点燃的蜡烛做实验的优点是所成的像比较亮,便于观察;
(7)白纸用于标注玻璃板的位置、蜡烛以及蜡烛的像的位置,刻度尺用于测量蜡烛以及蜡烛的像到玻璃板的距离;
(8)改变蜡烛与玻璃板的距离进行多次实验,是为了寻找普遍规律。
3.考向点拨
(1)探究平面镜成像特点的实验选择玻璃板做为平面镜。
(2)为什么选玻璃板而不选镜子是为了准确确定像的位置。
(3)对实验中的两只蜡烛要求是完全相同。
(4)选择两只完全相同的蜡烛是为了比较像与物的大小。
(5)实验中玻璃板垂直于桌面。
(6)玻璃板没与桌面垂直对实验产生的影响事不论怎样移动后面的蜡烛,都不会与前面蜡烛的像完全重合。
(7)蜡烛的像不能用光屏接收到。
(8)像不能用光屏接收到,说明平面镜成的像是虚像。
(9)实验时用另一只等大的蜡烛与前面蜡烛的像完全重合,目的是比较像与物的大小;确定像的位置。
(10)刻度尺在此实验中的作用是比较像与物到镜面距离的关系。
(11)一只蜡烛在玻璃板后面却成了两个像,原因是玻璃板有两个反射面。
(12)怎样验证成两个像是玻璃板有两个反射面的原因是用一个薄玻璃板进行实验。
(13)验证像与物到镜面距离关系时,要进行多次实验,目的是找到普遍规律。
(14)多次实验要改变蜡烛的位置。
(15)用跳棋子代替蜡烛进行实验时,缺点是像比较暗,看不清。
(16)用跳棋子实验时,怎样看清像?用手电筒照亮玻璃板前面的跳棋子。
(17)平面镜成像的原理是光的反射。
(18)为便于观察,该实验最好在什么环境中进行?较暗处。
(19)实验中用未点燃的蜡烛与点燃的蜡烛的像重合,未点燃的蜡烛位置即是像的位置,这种研究物理的方法等效替代法。
(20)如果有3mm厚和2mm厚的两块玻璃板,应选择哪个玻璃板做实验效果好?2mm厚的两块玻璃板。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。
(21)本实验还可能出现的考查点有哪些?说出一点即可。测量误差。
三、平面镜成像的应用
1.平面镜成像应用:平面交叉在生活中,常见的应用有平面镜成像、改变光路、扩大空间视野。
2.凸面镜应用:使用凸面镜能起到扩大视野的作用,所以汽车的后视镜和道路转弯处的反射镜都是凸面镜。
(2023 德州)某小组的同学用如图甲所示器材完成了“探究平面镜成像的特点”的实验。
(1)实验中用薄玻璃板代替平面镜目的是:便于确定像的 。
(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)将蜡烛①远离玻璃板,像的大小将 (选填“变大”、“变小”或“不变”)。
(4)如图乙,将玻璃板倾斜,蜡烛①的像将 (选填“仍然”或“不再”)与蜡烛①关于镜面对称。
【解答】解:(1)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的B蜡烛,便于确定像的位置;
(2)实验中,用另一支未点燃的蜡烛②代替点燃蜡烛①的像;平面镜所成的像是虚像,人眼一直应该在蜡烛①这一侧观察,直至蜡烛②与蜡烛①的像完全重合,说明像与物大小相同;
(3)平面镜成的像与物大小相同,与物体到镜面的距离无关,所以将蜡烛远离玻璃板,像的大小将不变;
(4)将玻璃板倾斜,蜡烛①的像将仍然与蜡烛①关于镜面对称。
故答案为:(1)位置;(2)未点燃;大小相同;(3)不变;(4)仍然。
(2023 常德)如图甲所示是“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,在白纸上记下A和B的位置。移动蜡烛A,重复做多次实验。
(1)选用玻璃板代替平面镜,主要是为了 。
(2)实验中两支蜡烛要完全一样,目的是为了 。
(3)当蜡烛A远离玻璃板时,它的像的大小将 (选填“变大”、“变小”或“不变”)。
(4)将蜡烛A竖直放在水平桌面上,点燃蜡烛观察发现:玻璃板中蜡烛A的像偏低且倾斜。你认为在图乙所示的①、②、③三幅图中, 图是产生以上实验现象的原因。
【解答】解:(1)因为玻璃板既能让光透过也可以反射光,容易确定像的位置,而平面镜是不透明的,无法确定像的位置,所以选用玻璃板代替平面镜;
(2)进行“探究平面镜成像特点”的实验,选取两支外形相同的蜡烛进行实验,目的是为了比较像与物的大小关系。
(3)由于物体与像始终大小相等,当蜡烛A远离玻璃板时,它的像仍与A相等,则像的大小将不变;
(4)实验时平面镜必须要竖直放置,如果不竖直,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,由图可知,①图平面镜竖直放置,不会出现像偏低的情况,②、③平面镜没有竖直放置,分别作出蜡烛A的关于平面镜的对称点可知,丙图平板玻璃中蜡烛A的像偏低且倾斜,如下图:
根据图中,③符合题意。
故答案为:(1)确定物像的位置;(2)比较像与物的大小关系;(3)不变;(4)③。
(2023 阜新)小新利用图甲的装置进行“探究平面镜成像特点”实验。选用主要器材:薄玻璃板、两个完全相同的蜡烛A和B、白纸、刻度尺和黑色纸板等。
(1)实验时用薄玻璃板替代平面镜的目的是 。
(2)实验中将玻璃板竖立在白纸上,把点燃的蜡烛A放在玻璃板前,可以看到它在玻璃板后的像。把未点燃的蜡烛B放在玻璃板后移动,直到看上去它与蜡烛A的像完全重合,说明蜡烛A的像与蜡烛A 。
(3)多次改变蜡烛A的位置,并移动蜡烛B确定像的位置,每次标记出蜡烛A和它像的位置(如图乙所示)。请根据小新完成的下列实验数据表格,在①、②处填写数据名称。
实验次数 ① ② 蜡烛的像与蜡烛的大小关系
1 6.5 6.5 …
2 4 4 …
3 5 5 …
(4)分析实验数据得出,蜡烛A的像和蜡烛A到玻璃板的距离 。
(5)将黑色的纸板放在玻璃板与蜡烛B之间,小新在蜡烛A侧 (选填“能”或“不能”)观察到蜡烛A的像。
【解答】解:(1)玻璃板有透光性,既能成像,又能确定像的位置,实验时用薄玻璃板替代平面镜的目的是便于确定像的位置。
(2)将玻璃板竖立在白纸上,把点燃的蜡烛A放在玻璃板前,可以看到它在玻璃板后的像。把未点燃的蜡烛B放在玻璃板后移动,直到看上去它与蜡烛A的像完全重合,可知B与A的像大小相等,又两个完全相同的蜡烛A和B,故说明蜡烛A的像与蜡烛A大小相等。
(3)本实验要研究要研究蜡烛A与玻璃板的距离及蜡烛A的像与玻璃板的距离的关系,在①、②处填写数据名称如下所示。
实验次数 ①蜡烛A与玻璃板的距离/cm ②蜡烛A的像与玻璃板的距离/cm 蜡烛的像与蜡烛的大小关系
1 6.5 6.5 …
2 4 4 …
3 5 5 …
(4)分析实验数据得出,蜡烛A的像和蜡烛A到玻璃板的距离相等。
(5)平面镜成像属于光的反射,将黑色的纸板放在玻璃板与蜡烛B之间,小新在蜡烛A侧能观察到蜡烛A的像。
故答案为:(1)便于确定像的位置;(2)大小相等;(3)①蜡烛A与玻璃板的距离/cm;②蜡烛A的像与玻璃板的距离/cm;(4)相等;(5)能。
(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 。
【解答】解:(1)使用透明玻璃板是采用其透明的物理属性,使眼睛在蜡烛A一侧能看到物体A的像,同时还能看到代替物体A的另一个物体B,便于确定像的位置;因为厚玻璃板的两个面都可以当作反射面,会出现两个相距较远的像,影响到实验效果,所以为消除此影响,应选用薄玻璃板;
(2)根据平面镜成像的特点可知,物体远离平面镜时所成像的大小不变;
(3)玻璃板向左移动,蜡烛到玻璃板的距离不变,蜡烛A和蜡烛A的像还关于玻璃板对称,则蜡烛像的位置不变;
如下图所示:
,
透明玻璃板与水平桌面垂直方向成30°角放置,将蜡烛沿水平桌面向玻璃板方向移动一段距离L,物距变化量AB为,由于蜡烛和蜡烛的像关于玻璃板对称,则蜡烛所成像的像距变化量为。
故答案为:(1)位置;薄;(2)不变;(3)不变;(4)。
(2023 温县模拟)小明用如图甲的装置探究“平面镜成像的特点”。
(1)最好在较 (选填“亮”、“暗”)的环境下进行该实验,便于观察蜡烛A的像。
(2)本实验采用玻璃板代替平面镜,是因为玻璃板具有透光性便于 。
(3)小明将蜡烛A靠近玻璃板,像的大小将 (选填“变大”、“变小”或“不变”)。
(4)如图乙所示,一枚硬币放在竖直的平面镜前,硬币的像在a处;将平面镜平移至如图丙所示的位置时,硬币的成像情况是 。
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)如图丁所示,表演“浇不灭的蜡烛”的魔术时,杯中的“蜡烛”是实际蜡烛通过玻璃板形成的 (选填“正”或“倒”)立的 (选填“虚”或“实”)像。
(6)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,如图戊所示,发现笔尖的像与笔尖之间有一段距离,说明 (填“A”或“B”)是反射面。
【解答】解:(1)实验环境应选放在较暗的地方,这样增加烛焰、像与环境的对比度,使观察效果更明显;
(2)采用玻璃板代替平面镜,是因为玻璃板具有透光性便于确定像的位置;
(3)由于平面镜所成的像与物体大小相等,所以小明将蜡烛A靠近玻璃板时,它的像的大小将不变;
(4)平面镜所成的像与物关于平面镜对称,硬币位置不变,将平面镜平移,平面镜仍在原来像与成像物体对称轴上,像的位置不变,故选A;
(5)蜡烛通过玻璃板成正立等大的虚像;
(6)将笔尖紧贴镜面A,发现笔尖的像与笔尖之间有一段距离,这是因为玻璃有一定的厚度,笔尖通过B面成像,从而造成笔尖的像与笔尖之间有一段距离,由此可见,B是反射面。
故答案为:(1)暗;(2)确定像的位置;(3)不变;(4)A;(5)正;虚;(6)B。
(2023 九台区模拟)如图甲是兰兰在水平桌面上“探究平面镜成像特点”的实验装置。
(1)实验中用玻璃板代替平面镜,利用了玻璃透明的特点,便于确定 ,玻璃板应 放置;
(2)在玻璃板前面放一只棋子A,再拿一只相同棋子B在玻璃板后面移动,直至与棋子A的像完全重合,这样做是为了比较像与物的 的关系;若将光屏放在棋子B所在的位置,直接观察光屏,不能看到棋子A的像,说明平面镜所成的像是 像;
(3)实验时兰兰发现棋子A的像较暗,很难使棋子B与之重合,用手电筒对着玻璃照射棋子A的像, (选填“能”或“不能”)使像变亮;
(4)请在乙图中画出由棋子A射向镜面的其中一条光线的反射光线。
【解答】解:(1)平面镜不能透光,不容易确定像的位置,玻璃既能成像又能透光,成像虽没有平面镜清晰,但能观察到玻璃板后面的像,便于确定像的位置。
玻璃板必须与水平桌面垂直,即保证玻璃板竖直放置,另一个完全相同的棋子才能与所成的像重合,才可以比较物像大小。
(2)拿相同棋子B与棋子A的像重合,这样做是为了比较像与物大小的关系。
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)用手电筒对着棋子A照射,能使像变亮,对着A的像照射,由于镜子反射光线,使得A反射的光线更多,则能使像变亮;
(4)利用反射定律可知:
故答案为:(1)像的位置;竖直;(2)大小;虚;(3)能;(4)见解析。
(2023 宁化县模拟)在研究“平面镜成像特点”的实验中,实验器材有:平面镜、带底座的玻璃板、白纸、笔、火柴、光屏、刻度尺,两支完全相同的墙烛A和B,如图甲所示:
(1)实验中选择玻璃板而不选择平面镜,主要是为了便于 ;
(2)在实验中,为了使实验的效果更好实验室内光线应 (选填“较亮”或“较暗”)一些;实验中刻度尺的作用是便于比较像与物到镜面的 是否相等;
(3)在竖立的玻璃板前面点燃蜡烛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 (选填“前”或“后”)侧观察,直至它与蜡烛A的像完全重合,说明像和物体的大小 ,这种确定像与物大小关系的方法是 。(选填“控制变量法”或“等效替代法”);
(4)小汽车挡风玻璃为什么要倾斜安装呢?老师引导小明做了如图乙所示的实验:使玻璃板与水平面成45°角放置,则蜡烛的像为图乙中的 (选填“A”、“B”或“C”),如果把蜡烛看成司机,则司机所成的像不会遮挡司机的视线而影响司机驾驶。
【解答】解:(1)实验中用透明的玻璃板代替平面镜,在物体的一侧能看到物体的像,同时透过玻璃板也能观察到代替物体的另一个物体,便于确定像的位置;而平面镜只能反射光线,不能透过光线,所以选择玻璃板;
(2)实验时,蜡烛点燃,环境较黑暗时,成像的蜡烛和环境对比度比较大,并且蜡烛比较亮,蜡烛在玻璃板中成像会更清晰;
在实验中用到刻度尺,是用来测量像到镜的距离和物到镜的距离,从而得出二者到平面镜的距离关系;
(3)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,这表明像与物体大小相等,这种确定像与物大小关系的方法是等效替代法;
(4)像与物到平面镜的距离相等、连线与镜面垂直,则蜡烛与像关于平面镜对称,可知在实验中如果把平板玻璃向左倾斜(如图乙),观察到蜡烛的像的位置在图中的A处;小轿车前面的挡风玻璃是倾斜的,目的就是为了使车内物体所成的虚像位于玻璃的上方,不妨碍司机视线。
故答案为:(1)确定像的位置;(2)较暗;距离;(3)前;相等;等效替代法;(4)A。
(2023 中山市模拟)如图1所示,小明同学在探究“平面镜成像特点”实验中,步骤如下:把一支点燃的蜡烛A放在玻璃板前面,再拿一只完全相同的蜡烛B竖立在玻璃板后面移动,直到看上去跟蜡烛A的像完全重合,此时在白纸上记下蜡烛A和蜡烛B的位置。
(1)用玻璃板代替平面镜的原因是便于 ;实验中蜡烛B (选填“需要”或“不需要”)点燃;
(2)实验中若移开蜡烛B,将光屏放在像的位置,不透过玻璃板,直接观察光屏,看不到蜡烛A的像,说明平面镜成的是 (选填“虚像”或“实像”);
(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 (选填序号)。
A.向上移动
B.向下移动
C.不动
(4)小明为了更好地研究像与物的位置关系,采用了彩色LED光源进行实验,你认为图2中字母形状的光源,最好的是 (选填字母)。
(5)小明看到自己的手表与同桌的手表相同,于是突发奇想将两块手表替代蜡烛A、B,正立于玻璃板两侧(如图3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。
【解答】解:(1)玻璃板既能反射光又能透过光,而平面镜不能透光,所以用玻璃板代替平面镜的原因是便于确定像的位置。
实验中蜡烛B不需要点燃,否则看不清蜡烛A的像。
(2)实验中若移开蜡烛B,将光屏放在像的位置,不透过玻璃板,直接观察光屏,看不到蜡烛A的像,说明像不是实际光线形成的,所以平面镜成的是虚像。
(3)因为像和物体始终关于镜面对称,所以如果将玻璃板竖直向上移动一段距离,因为物体的位置不动,所以观察到蜡烛A的像不动,故C正确。
故选:C。
(4)小明为了更好地研究像与物的位置关系,采用了彩色LED光源进行实验,你认为图2中字母形状的光源,最好的是“F”,因为“F”左右不对称,即可以研究像与物体的上下关系,也能研究左右关系。
(5)平面镜所成的像是正立的像,但左右相反,所以 A手表指针指在9点整时,时针指“9”,分针指“12”,那么B手表的指针应调至3点,即时针指“3”,分针指“12”,才能与A手表指针的像完全重合。
故答案为:(1)确定像的位置;不需要;(2)虚像;(3)C;(4)F;(5)3。
(2023 赣州一模)如图甲所示,小林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像在空中,形成具有“3D”效果的“全息投影”。老师告诉他,这实际上运用了平面镜成像,小林立马对平面镜成像产生了好奇,为了研究平面镜成像特点,小林准备选用(如图1乙所示)实验装置:
【器材选择】为了提高实验的精度和效果,应该选用 (选填字母序号)。
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
【进行实验】(1)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;
(2)点燃蜡烛A,竖立在玻璃板前面,再拿未点燃的蜡烛B竖立在玻璃板后面,当蜡烛B移动到某位置时,看上去它跟蜡烛A的像完全重合,如图1乙所示。这个位置就是蜡烛A的像的位置,分别记下蜡烛A和像的位置,标记为a、a′。移动蜡烛A,重复上述操作两次,白纸上留下的标记如图1丙所示;
(3)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 (选填“①”、“②”、“③”或“④”)的方式观察光屏,发现光屏上没有蜡烛火焰的像,说明平面镜成的是虚像;
(4)取下玻璃板,拿出留有标记的白纸,用塑料直尺测各点标记点到直线MN的距离,记录在表格中。
序号 l 2 3
A到玻璃板的距离/cm 2.00 3.60 5.40
B到玻璃板的距离/cm 2.00 3.60 5.40
【实验结论】根据上述实验现象及上表格中的实验数据,分析可以得出:平面镜所成的像是虚像,像与物的大小① ,像到平面镜的距离② 物体到平面镜的距离,像与物关于镜面③ 。
【知识拓展】小林在赣州科技馆参观学习中看到的如图2的哈哈镜(镜面是弯曲的),哈哈镜所成的像胖、瘦、高、矮都变形了,哈哈镜成像 (选填“遵循”或“不遵循”)光的反射规律。
【解答】解:【器材选择】玻璃板有透光性,既能成像,又能确定像的位置,厚玻璃板的两个表面反射成两个距离较远的像,导致实验无法完成,为了提高实验的精度和效果,应该选用3mm厚的茶色透明玻璃板,故选:B;
【进行实验】(1)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)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;
(4)【实验结论】根据上述实验现象及上表格中的实验数据,分析可以得出:平面镜所成的像是虚像,像与物的大小①相等,像到平面镜的距离等于物体到平面镜的距离,像与物关于镜面③对称。
【知识拓展】小林在赣州科技馆参观学习中看到的如图2的哈哈镜(镜面是弯曲的),哈哈镜所成的像胖、瘦、高、矮都变形了,哈哈镜成像遵循光的反射规律。
故答案为:【器材选择】B;
【进行实验】(1)前;(3)③
【实验结论】相等;等于;对称;
【知识拓展】遵循。
(2023 兴化市模拟)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 (虚/实)像;
(3)下列操作中,像的位置不发生变化的有 。
A.让玻璃板沿所在平面向右移动;
B.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;
C.将玻璃板沿着水平桌面向后平移。
(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k1和k2,则像k1的像距为 (填“v1”或“v2”)。若在图丙中k1和k2两个像中间放置一块不透明薄挡板,则小明在蜡烛A这一侧通过玻璃板能看到 (选填“只有k1”“只有k2”或“k1和k2”)。
【解答】解:(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,像与物大小相等;
(2)虚像不能成在光屏上,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②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虚像;
(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,故像的位置不发生变化;
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;像与转化自己,像的位置发生变化;
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;
故选:A;
(4)图中的像k1是通过玻璃前板形成的,k2是通过后板形成的,则k1位置的像的像距v应是图中的v2;平面镜成的像属于光的反射,若在图乙中k1和k2两个像中间放置一块不透明薄挡板,则小明在蜡烛A这一侧透过玻璃板能看到k1和k2。
故答案为:(1)大小相等;(2)虚;②;(3)A;(4)v2;k1和k2。
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