八年级物理大单元设计
第四单元 光现象
3.平面镜成像
[基础达标练]
知识点1 实验 探究平面镜成像的特点
1.(2023·湖南长沙·校考二模)如图甲所示是探究平面镜成像特点的实验。小明实验过程如下:
(1)a.在水平桌面上铺一张白纸,纸上竖立一块玻璃板,在纸上记录玻璃板的位置;
b.点燃蜡烛放在玻璃板前,看到它在玻璃板后面的像,在纸上记录蜡烛的位置A1
c.拿另一支完全相同的没有点燃的蜡烛放在玻璃板的后方,移动到某一位置时,发现该蜡烛与被点燃的蜡烛的像重合,这说明物和像的大小 ,在纸上记下该蜡烛的位置A'1
d.改变玻璃板前蜡烛的位置,重复以上实验,在纸上记录物与像的位置A2、A'2、 A3、A'3(如图乙所示)
(2)图乙中,分别将实验中的物点与像点连接,发现它们的连线始终与玻璃板面垂直,且物到玻璃板的距离与像到玻璃板的距离 。
【答案】 相等 相等
【解析】(1)[1]在“探究平面镜成像特点”的实验中,拿另一支完全相同的没有点燃的蜡烛放在玻璃板的后方,移动到某一位置时,发现该蜡烛与被点燃的蜡烛的像重合,说明平面镜成的像与物体大小相等。
(2)[2]图乙中,分别将实验中的物点与像点连接,发现它们的连线始终与玻璃板面垂直,且物到平面镜的距离与像到平面镜的距离相等。
2.(2023·陕西榆林·校考模拟预测)在“探究平面镜成像的特点”实验中:
(1)用透明玻璃板替代平面镜是便于确定像的 和比较像与物的大小;
(2)如图所示,将玻璃板 放置在水平白纸上,把点燃的蜡烛A放在玻璃板的前面,能看到它在玻璃板后面的像,再拿一支与A完全相同的未点燃的蜡烛B,竖立着在玻璃板后面移动,直至与A的像完全重合,此现象说明像与物的大小 ;
(3)将光屏放在蜡烛B的位置,光屏上无法承接蜡烛A的像,则平面镜成的像是 像。
【答案】 位置 竖直 相等 虚
【解析】(1)[1]玻璃板透明,可以进行光的反射,也可以透光,用透明玻璃板替代平面镜是便于确定像的位置和比较像与物的大小。
(2)[2]平面镜成像中,像与物关于平面镜对称,将玻璃板竖直放置在水平白纸上,把点燃的蜡烛A放在玻璃板的前面,能看到它在玻璃板后面的像。
[3]再拿一支与A完全相同的蜡烛B,竖立着在玻璃板后面移动,直至与A的像完全重合,根据等效法得平面镜所成像的大小与物体的大小相等;
(3)[4]将光屏放在蜡烛B的位置,光屏上无法承接蜡烛A的像,光屏上出现像则为实像,光屏上没有出现像则为虚像。
3.(2023·黑龙江牡丹江·统考一模)【发现问题,勤于探究】
小明家新换了保暖窗户,他想知道新窗户的玻璃有几层,小明用3mm厚的玻璃板和两只完全相同的蜡烛、刻度尺,设计了如图甲所示的实验。
(1)为完成实验,小明应将玻璃板 放置在水平桌面上。
(2)小明将一支点燃的蜡烛A固定在玻璃板前方,另一支未点燃的蜡烛B放在玻璃板的后方。为确定像的位置,小明需在 (选填“A”或“B”)一侧观察。
(3)如图乙所示,小明进行实验时,发现有两个离得比较近的像,不容易区分。仔细观察后,他将B与稍清晰一点的像重合。在白纸上记下A和B的位置,这个像到镜面的距离为 (选填“BD”或“BC”)。此时,小明若换用一个 (选填“更厚”或“更薄”)一点的玻璃进行实验,可以看到 个更清晰的像。
(4)如图丙所示,小明在新窗户的玻璃前方点燃打火机,能看到三个清晰、明亮的像,表明窗户有 层玻璃。
【答案】 竖直 A BC 更薄 1 3
【解析】(1)[1]将玻璃板竖直放置在水平桌面上,这样能透过玻璃板观察到像,便于确定像的位置。
(2)[2]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。
(3)[3][4][5]物到镜面的距离叫做物距,玻璃板的反射面是C面,由图可知,因此物体到镜面的距离为AC;像到镜面的距离叫做像距,由图可知,BC为反射面到像的距离,因此像到镜面的距离为BC;小明若换用一个更薄一点的玻璃进行实验,可以看到1个更清晰的像。
(4)[6]小明在新窗户的玻璃前方点燃打火机,能看到三个清晰、明亮的像,表明窗户有3层玻璃。
4.(2023·河南商丘·统考一模)小明用两个完全相同的棋子A、B在水平桌面上探究平面镜成像的特点,实验装置如图所示。
(1)实验过程中,将棋子A放在玻璃板的一侧,棋子B放在玻璃板的另一侧。在棋子A一侧既能观察到 ,又能观察到棋子B,便于找到像的位置;
(2)用铅笔画出玻璃板及棋子A和棋子B的位置,并画出两位置的连线,经测量发现:两棋子的连线与镜面垂直,且两棋子到镜面的距离 ;
(3)将光屏竖立在棋子A的像的位置(与玻璃板平行),光屏上 (选填“能”或“不能”)承接到像,这说明平面镜所成的像是虚像;
(4)回家途中,小明站在离平面玻璃制成的地铁安全门外0.5米处候车;地铁进站,在安全门向两侧打开的过程中,若小明不动,关于小明在左、右两侧安全门中成像的情况,下列分析中正确的是 。
A.随着门的打开,小明在两安全门中各成一个像,且像分别向左、右移动
B.小明在两安全门中所成的像越来越小,直至看不到像
C.小明在两安全门中各自成一个完整的像,且像的位置不发生变化
【答案】 棋子A的像 相等 不能 C
【解析】(1)[1]玻璃板有透光性,既能反射光线成像又能透过玻璃确定像的位置,实验过程中,将棋子A放在玻璃板的一侧,棋子B放在玻璃板的另一侧;在棋子A一侧既能观察到棋子A的像,又能观察到棋子B,便于找到像的位置。
(2)[2]用铅笔画出玻璃板及棋子A和棋子B的位置,并画出两位置的连线,经测量发现:两棋子的连线与镜面垂直,且两棋子到镜面的距离相等。
(3)[3]虚像不能成在光屏上,将光屏竖立在棋子A的像的位置(与玻璃板平行),光屏上不能承接到像,这说明没有实际光线投射到光屏,即平面镜所成的像是虚像。
(4)[4]AC.平面镜的像与物关于镜面对称,在安全门向两侧打开的过程中,对称面的位置没有发生变化,若小明不动,像的位置就不会发生变化,都成完整的像,故A错误,C正确;
B.平面镜成的像和物体大小不变,随着门逐渐水平打开,像的大小不变,故B错误。
故选C。
知识点2 平面镜成虚像及应用
5.(2023·广东江门·台山市新宁中学校考一模)一女同学从远处走近一块直立的穿衣镜(平面镜)的过程中,下列说法正确的是( )
A.她在镜中的像是实像
B.她到镜的距离大于她的像到镜的距离
C.她在镜中的像的大小逐渐变大
D.她与镜中的像的大小相等
【答案】D
【解析】一女同学从远处走近一块直立的穿衣镜(平面镜)的过程中,根据平面镜的成像规律,她在镜中的像是虚像。像到平面镜的距离,大小等于物到平面镜的距离,所以她到镜的距离等于她的像到镜的距离。像与物的大小相等,这过程中,她的尺寸大小没有变,则她的像也没有变化,她与镜中的像的大小是相等的。故ABC错误,D正确。
故选D。
6.(2023·陕西咸阳·统考二模)“灯火满长安,盛世新征程”,2023西安曲江上元烟花晚会在大唐芙蓉园盛大绽放。如图所示是游客用手机拍摄的一张照片,下列有关说法错误的是( )
A.建筑物上的装饰灯工作时是光源
B.游客能从各个角度观察到建筑物,是因为发生了光的镜面反射
C.建筑物在水中的倒影是等大的虚像
D.彩色的光柱是光的直线传播形成的
【答案】B
【解析】A.自身能够发光的物体叫做光源,建筑物上的装饰灯工作时,能够自身发光,是光源,故A正确,不符合题意;
B.光在物体表面的反射有两类,一类是镜面反射,另一类是漫反射,漫反射可以从各个方向看到本身不发光的物体,所以游客能从各个角度观察到建筑物,是因为光发生了漫反射,故B错误,符合题意;
C.水面相当于一个平面镜,建筑物在水中的倒影,相当于平面镜成像,成的是等大的虚像,故C正确,不符合题意;
D.光在同种均匀介质中是沿直线传播的,所以彩色的光柱是光的直线传播形成的,故D正确,不符合题意。
故选B。
7.(2023·重庆·重庆一中校考三模)请按要求完成下列实验:小婧同学利用图甲所示的装置探究“平面镜成像的特点”,应选择 (选填“厚”或“薄”)的玻璃板做该实验,实验中,发现蜡烛的像不能用光屏承接,可知平面镜所成的像是 像(选填“实”或“虚”),图乙的白纸上记录了多次实验中蜡烛和像的位置,沿着镜面垂直的虚线对折,像和蜡烛的位置恰好重合,说明像和物体到平面镜的距离 (选填“相等”或“不相等”)。
【答案】 薄 虚 相等
【解析】[1]利用玻璃板进行平面镜成像的实验时,玻璃板的前后两个面都会成像,为了减少对实验结果的影响,应选择薄的玻璃板做该实验。
[2]因虚像不能用光屏承接,实验中,发现蜡烛的像不能用光屏承接,可知平面镜所成的像是虚像。
[3]沿着镜面垂直的虚线对折,像和蜡烛的位置恰好重合,说明物与像关于平面镜对称,即像和物体到平面镜的距离相等。
8.(2023·江苏常州·统考二模)在探究平面镜成像特点的实验中,采用平板玻璃代替平面镜,目的是 ,为确定像的虚实,需在 (选填“点燃”“未点燃”)的蜡烛位置放一个光屏,并在 (选填“A” “B”)位置上观察是否有像。
【答案】 便于确定像的位置 未点燃 B
【解析】[1]在实验中用玻璃板代替平面镜,主要是利用玻璃的透光性,可以观察到玻璃板的另一侧,便于确定像的位置。
[2][3]把一只点燃的蜡烛放在镜前,另外拿一只完全相同未点燃的蜡烛在镜后适当的移动,直到看上去跟像完全重合,即好像被点燃似的;实像可以成在光屏上,虚像不能成在光屏上,为确定像的虚实,在未点燃的蜡烛位置放一个光屏,在B位置观察是否有像。
知识点3 球面镜
9.(2023·江苏无锡·统考二模)A、B两辆车在公路上笔直行驶,当A车驾驶员看到左侧后视镜中如图甲的情况,说明两辆车位置如图乙所示,如果此刻B车按箭头方向匀速靠近A车,那么A车驾驶员看到的后视镜中的“B车”在镜中的左右移动情况是( )
A. 加速向左移动
B. 减速向左移动
C. 加速向右移动
D.减速向右移动
【答案】A
【解析】由于汽车的后视镜是凸面镜,凸面镜能将平行光变发散,当B车按箭头方向匀速靠近A车,B车反射的光射入凸面镜,再经过凸面镜反射进入人眼,遵循光的反射定律,所以人眼看到的反射光线加速像左移动,故后视镜中的“B车”在镜中加速像左移动,故A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
10.(2023·陕西西安·校考一模)如图所示,小明同学利用易拉罐制作了一个取火凹面镜。利用它能将火柴点燃是因为凹面镜对光有 作用;汽车的后视镜能扩大视野的应用原理与此 (选填“相同”或“不同”)。
【答案】 会聚 不同
【解析】[1]凸面镜对光线有发散作用,凹面镜对光线有会聚作用,所以凹面镜可以把太阳光会聚在一点上,将火柴点燃。
[2]汽车的后视镜是凸面镜,因为凸面镜对光线有发散的作用,成正立、缩小的虚像,能增大司机的观察范围,减少交通事故,所以两者的原理不同。
[能力提升练]
11.(2023·云南昆明·昆明八中校考模拟预测)小明同学在探究平面镜成像特点的实验时,用照相机拍摄到了如图所示的成像情况,实验用的平板玻璃(4mm厚)始终垂直于水平桌面,下列说法正确的是( )
A.实验时,实验桌上的日光灯要点亮,方便观察像
B.有两个几乎重叠的像是因为光发生了两次反射
C.平板玻璃可以不垂直水平桌面
D.平面镜成像时,蜡烛的火焰比火焰所成的像要小
【答案】B
【解析】A.实验时,光线较暗,方便观察像,实验桌上的日光灯不需点亮,故A错误;
B.实验中观察到蜡烛在玻璃板后面有两个几乎重叠的像,这是由于玻璃太厚光发生了两次反射造成的,故B正确;
C.实验时平板玻璃应垂直于水平桌面,便于观察和测量,故C错误;
D.平面镜成像时,像的大小与物体大小相同,故D错误。
故选B。
12.(2023·广东深圳·深圳市南山外国语学校(集团)高新中学校考一模)在一个水深为20m的湖面的正上方,有一名跳伞运动员正从高40m的空中以5m/s的速度匀速下降,关于他在水中成像的情况,下列各种说法正确的是( )
A.运动员在水中的像始终只能在水面下20m处
B.运动员下降到20m高度时才能在水中形成像
C.运动员在水中始终能成像,像以10m/s的速度向水面靠拢
D.运动员在水中始终能成像,像以10m/s的速度向他本人靠拢,且像的大小不变
【答案】D
【解析】AB.水中倒影的形成原理是平面镜成像,像与物关于水面对称,像距始终和物距相等。运动员向下跳伞的过程中,物距不断减小,像距也相应的不断减小,和水的深度没有关系,故AB错误;
CD.因为光的反射,在一定范围内运动员在水中始终能成像,运动员在下降的过程中,位置可能会发生一定改变,根据平面镜成像原理,像和物关于水面对称,跳伞运动员正从高40m的空中以5m/s的速度匀速下降,像以5m/s的速度向水面靠拢,以10m/s的速度向他本人靠拢,像的大小始终不变,故C错误,D正确。
故选D。
13.(2023·广西南宁·南宁市第八中学校考三模)如图所示,在“探究平面镜成像的特点”实验中。下列说法正确的是( )
A.实验宜在较亮的环境中进行
B.只要把光屏放在恰当的位置,就能承接到蜡烛的像
C.蜡烛距玻璃板越远,蜡烛的像就越小
D.只把玻璃板向左平移,蜡烛的像的位置不变
【答案】D
【解析】A.在较亮的环境中进行实验时,其他物体反射的光线会影响成像情况,为便于观察,实验宜在较暗的环境中进行,故A错误;
B.玻璃板中成的虚像,不是实际光线会聚而成的,用光屏承接不到虚像,故B错误;
C.蜡烛距玻璃板越远时,根据平面镜成像的特点可知,蜡烛在玻璃板中的像也会变远,蜡烛的像大小不变,故C错误;
D.只把玻璃板向左平移时,蜡烛到玻璃板的距离没改变,玻璃板所在的平面没油变化,由平面镜成像时像和物关于镜面对称可知,蜡烛的像到玻璃板的距离也不变,即蜡烛的像的位置不变,故D正确。
故选D。
14.(2023·江苏镇江·统考模拟预测)如图所示,一支铅笔竖直放置在水平面上,一块竖直的平面镜从距离铅笔40cm处,以5cm/s的水平速度面向铅笔匀速靠近。下列说法正确的是( )
A.铅笔在平面镜中所成的像逐渐变大
B.经过2s,铅笔与它的像之间的距离变为30cm
C.铅笔的像相对于铅笔的速度为5cm/s
D.若铅笔顺时针转至图中虚线位置,铅笔的像将与铅笔垂直
【答案】D
【解析】A.由平面镜成像的特点可知,铅笔与平面镜的距离改变,铅笔在镜中的像的大小不变,故A错误;
B.因像和物体到平面镜间距离相等,当铅笔以5cm/s的速度向平面镜靠近时,2s内铅笔通过的距离
s=vt=5cm/s×2s=10cm
2s后铅笔到平面镜距离为40cm﹣10cm=30cm,像到平面镜间距离也为30cm,2s后铅笔与镜中的像相距30cm+30cm=60cm,故B错误;
C.若铅笔以5cm/s速度向平面镜靠近,同时像也以5cm/s速度向平面镜靠近,所以铅笔的像相对于铅笔的速度为10cm/s,故C错误;
D.铅笔与平面镜的夹角为45°,根据平面镜成像的特点,此时平面镜将铅笔与像的夹角平分,所以铅笔与它在平面镜中的像互相垂直,故D正确。
故选D。
15.(2023·湖北黄冈·校考三模)如图是直播时用到的一款提词器,可以将显示器上的台词通过一块专用镀膜玻璃反射到演讲者的正前方,使得演讲者在看演讲词的同时,也能面对摄像机。下列有关说法正确的是( )
A.提词器的原理与影子成因相同
B.提词器的显示器亮度越暗越好
C.为了方便演讲者看台词,镀膜玻璃应与显示器夹45°角
D.当演讲者正对显示看到“爱我中华”字样时,若直接低头看显示器,则显示器上显示的是“华中我爱”
【答案】C
【解析】A.提词器的原理是平面镜成像,影子的成因是光的直线传播,提词器的原理与影子成因不相同,故A错误;
B.提词器的显示器亮度越暗,发出的光线越少,所成的像就越暗,不易观察,故B错误;
C.根据平面镜成像特点可知,镀膜玻璃应与显示器夹45°角时,像正好成在观察者的前方,故C正确;
D.当演讲者前方呈现“爱我中华”四个字时,这四个字是显示器通过平面镜所成的像,由于像与物体关于镜面是对称的,所以不会看到“华中我爱”,故D错误。
故选C。
16.(2023·江苏泰州·统考一模)用图甲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,应选用图乙中的 (选填“a”、“b”或“c”)棋子进行实验,实验中采用方格纸的目的是为了便于比较物和像的 (选填“大小”或“位置”)关系。
【答案】 a 位置
【解析】[1]用图甲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。
17.(2023·湖南邵阳·统考二模)一只鸽子以2m/s的速度在平静湖面上水平飞过时,在湖面上形成鸽子的“倒影”,鸽子的“倒影”是由于光的 形成的虚像,鸽子“倒影”相对于鸽子的速度为 m/s。
【答案】 反射 0
【解析】[1]平静的湖面相当于平面镜,在湖面上形成鸽子的“倒影”属于平面镜成像,是由于光的反射形成的虚像。
[2]鸽子“倒影”相对于鸽子之间没有发生位置的变化,所以鸽子“倒影”相对于鸽子的速度为0m/s。
18.(2023·江苏苏州·苏州市振华中学校校考二模)如图所示,水平桌面上斜放着一个平面镜,桌面上有一个小球向镜面滚去,要使平面镜中小球的像沿竖直方向下落,则镜面与桌面间的夹角α应为 。
【答案】45°
【解析】根据题意,小球水平向右运动,小球的像竖直向下运动,所以小球到达A点时,像也到达A点,所以平面镜应过水平方向和竖直方向的交点A;根据题意,当小球在图示中的B点时,像点在竖直方向的C点,平面镜过BC连线的中点D;平面镜一定在AD连线上。
∵BD=CD,AD⊥BC
∴AD是∠BAC的角平分线,
又∵∠BAC=90°
∴∠BAD=45°
如图所示,所以题干中的夹角α=45°。
19.(2023·云南昆明·校考一模)某实验小组利用如图甲所示的装置“探究平面镜成像特点”的实验,将纸平铺在水平桌面上,玻璃板竖直架在纸上,在较暗的环境中进行实验。
(1)实验时选用透明的玻璃板代替平面镜,目的是 。小红用左手将放在玻璃板前的蜡烛A点燃,发现玻璃板中的“自己”是用 手点燃蜡烛。
(2)透过玻璃板观察到蜡烛A的像,把与A完全相同的蜡烛B(未点燃)放在像的位置,观察到蜡烛B与A的像完全重合,说明像与物 ,将蜡烛A向玻璃板移动的过程中,像的大小 。
(3)经观察后发现,在玻璃板中成的像稍暗些,其原因是有部分光在玻璃板处发生 现象,如果要使像更清楚,可以在玻璃板 (选填“物”或“像”)的一侧铺上黑纸。
(4)如图乙所示是小花在检查视力,则视力表在镜中的像与小花的距离为 m。
(5)在进行实验总结时,有同学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 。
【答案】 便于确定像的位置 右 大小相等 不变 折射 像 5.1 换比较薄的玻璃板进行实验
【解析】(1)[1]玻璃板有透光性,既能成像又能确定像的位置,实验时选用透明的玻璃板代替平面镜,目的是便于确定像的位置;
[2]平面镜成像像与物关于镜面对称,左右颠倒,小红用左手将放在玻璃板前的蜡烛A点燃,发现玻璃板中的“自己”是用右手点燃蜡烛。
(2)[3]透过玻璃板观察到蜡烛A的像,把与蜡烛A完全相同的蜡烛B(未点燃)放在像的位置,观察到蜡烛B与蜡烛A的像完全重合,说明像与物大小相等;
[4]平面镜成的像与物大小相等,将蜡烛A向玻璃板移动的过程中,像的大小不变。
(3)[5]利用玻璃板和平面镜都能看到蜡烛A的像,是平面镜成像,因为光在它们表面发生反射后进入人眼。经观察对比后发现在玻璃板中成的像稍暗些,其原因是平面镜只反射光,而玻璃板除反射外还有部分光发生折射,玻璃板反射的光比平面镜少;
[6]应该在像的一侧铺上黑纸,黑色对光有吸收作用,减少对成像的影响。
(4)[7]如图,视力表到平面镜的距离是2.8m,根据物像到平面镜的距离相等,所以视力表像到平面镜的距离也是2.8m,所以人到视力表像的距离为
(5)[8]厚玻璃板两个表面反射成两个相距较远的像,在进行实验总结时,有同学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,说明玻璃较厚,要避免这种现象,改进的措施是换比较薄的玻璃板进行实验。
20.(2023·辽宁阜新·统考模拟预测)小明同学在做“探究平面镜成像特点”的实验时,将一块玻璃板竖直放在水平台上,再取两段完全相同的蜡烛A和B,点燃玻璃板前的蜡烛A,然后进行观察,如图所示。在此实验中:
(1)点燃蜡烛A,小明观察到玻璃板中有一明一暗两个蜡烛的像,小明需要换一个较 玻璃板进行实验,使两个像尽可能重合;
(2)将蜡烛B在玻璃板另一侧,移动蜡烛B,直到与蜡烛A的像重合,说明像与物体大小 ,记下两支蜡烛的位置,多次改变蜡烛 (填“A”或“B”)的位置,并移动另一支蜡烛,确定每次像的位置,将玻璃板及每次物和像的位置记录在玻璃板下面的白纸上,连接物和对应的像点,如图乙所示,由此可得出的结论是:像与物到平面镜的距离 ,且它们的连线与镜面 ;
(3)、、三点所成蜡烛A的像大小关系是 。
A.最大 B.最大 C.最大 D.一样大
【答案】 薄 相等 A 相等 垂直
【解析】(1)[1]由于像是由光的反射形成的,而玻璃的两面都能反射光,能成两个像,前面的玻璃MM'表面反射的光较多成的像较亮,后面的玻璃NN'表面由于反射的光线少,故成的像较暗。小明需要换一个较薄玻璃板进行实验,两个像尽可能重合。
(2)[2]将蜡烛B在玻璃板另一侧,移动蜡烛B,直到与蜡烛A的像重合,说明像与物体大小相等。
[3][4][5]记下两支蜡烛的位置,多次改变蜡烛A的位置,重复上述实验,找到多个像点,连接物和对应的像点,观察图乙中的数据可得出的结论是:像与物到平面镜的距离相等,且它们的连线与镜面垂直。
(3)[6]平面镜成的像与物的大小相等,、、三点所成蜡烛A的像大小关系是一样大,故D符合题意,ABC不符合题意。
故选D。
21.(2023·江西赣州·统考模拟预测)如图甲所示,是胡灏同学在一次研学活动中发现人站在哈哈镜前,会由于哈哈镜的特殊形状而使人体不同部位的像或被拉长或被压短而变形,令人发笑。这个现象引发了胡灏同学探究镜面成像规律的兴趣。
【实验器材】茶色玻璃板、两个相同的棋子A和B、一张方格纸、一张白纸、铅笔、竖起玻璃板的支架;需要添加的测量器材是 ;实验装置如图甲所示。
【进行实验与收集数据】
(1)选用茶色玻璃板代替日常生活中的镜子做实验的目的是 ;
(2)把棋子A放在玻璃板前面,再拿棋子B在玻璃板后面移动,直到看上去它跟棋子A的像完全重合。
(3)改变棋子A的位置,进行三次实验,分别测出棋子B和棋子A到镜面的距离,并记录
序号 1 2 3
A到玻璃板的距离/cm 4.00 6.00 9.00
B到玻璃板的距离/cm 4.00 6.00 9.00
(4)为了验证平面镜所成的是虚像,用白纸代替棋子B,按照图丙中 (选填“①”“②”或“③”)的方式观察白纸,根据实验现象可以说明平面镜成的是虚像;
【结论】根据上述实验数据及现象可以总结得出:平面镜所成的像,像与物的大小 ,像到平面镜的距离 物体到平面镜的距离。
【应用】根据平面镜成像知识及胡灏同学研学活动中的发现,回答问题:市场上有一种化妆镜,它可以帮助化妆者看清所照部分的细微之处;分析可知,化妆镜属于 (选填“凸面镜”或“凹面镜”或“凸透镜”),它的成像原理是应用了光的 。
【答案】 刻度尺 便于确定像的位置 ② 相等 等于 凹面镜 反射
【解析】[1]实验中,为了探究像与物体到镜面的距离的大小关系,需要用到刻度尺。
[2]选用茶色玻璃可以减小环境光线对成像的影响,使成像更清晰,因为玻璃是透明的,便于确定像的位置。
[3]移去棋子B,在其原来的位置上放一张白纸,应在②处观察,白纸上不能承接到棋子A的像,这说明平面镜所成的像是虚像。
[4][5]平面镜所成的像,像与物的大小是相同的;根据表格中的数据可知,像到镜面的距离与物体到镜面的距离相等。
[6][7]有一种化妆镜是凹面镜,可以帮助化妆者看清所照部分的细微之处,凹面镜可以反射光线,能成放大的虚像。
[高频考题实战练]
22.(2023·湖北武汉·统考中考真题)一块仪容镜如图甲所示,放在某学校走廊的AB处,仪容镜靠墙而立,镜面与墙壁平行,在另一面墙壁上的O处悬挂一电铃,如图乙所示。为了总能看到电铃通过仪容镜所成的像O′,小强同学沿着走廊的ae直线走动,若将人和电铃各自看作一个点,则小强同学所在的区间是( )
A.ab B.bc C.cd D.de
【答案】B
【解析】电铃通过平面镜所成的像在O′,根据光沿直线传播,小强同学在的区间bc可看到电铃通过仪容镜所成的像。
故选B。
23.(2023·湖南常德·统考中考真题)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。
【答案】 确定物像的位置 比较像与物的大小关系 不变 ③
【解析】(1)[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)[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)[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)[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,甲图平面镜竖直放置,不会出现像偏低的情况,乙和丙图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。八年级物理大单元设计
第四单元 光现象
3.平面镜成像
[基础达标练]
知识点1 实验 探究平面镜成像的特点
1.(2023·湖南长沙·校考二模)如图甲所示是探究平面镜成像特点的实验。小明实验过程如下:
(1)a.在水平桌面上铺一张白纸,纸上竖立一块玻璃板,在纸上记录玻璃板的位置;
b.点燃蜡烛放在玻璃板前,看到它在玻璃板后面的像,在纸上记录蜡烛的位置A1
c.拿另一支完全相同的没有点燃的蜡烛放在玻璃板的后方,移动到某一位置时,发现该蜡烛与被点燃的蜡烛的像重合,这说明物和像的大小 ,在纸上记下该蜡烛的位置A'1
d.改变玻璃板前蜡烛的位置,重复以上实验,在纸上记录物与像的位置A2、A'2、 A3、A'3(如图乙所示)
(2)图乙中,分别将实验中的物点与像点连接,发现它们的连线始终与玻璃板面垂直,且物到玻璃板的距离与像到玻璃板的距离 。
2.(2023·陕西榆林·校考模拟预测)在“探究平面镜成像的特点”实验中:
(1)用透明玻璃板替代平面镜是便于确定像的 和比较像与物的大小;
(2)如图所示,将玻璃板 放置在水平白纸上,把点燃的蜡烛A放在玻璃板的前面,能看到它在玻璃板后面的像,再拿一支与A完全相同的未点燃的蜡烛B,竖立着在玻璃板后面移动,直至与A的像完全重合,此现象说明像与物的大小 ;
(3)将光屏放在蜡烛B的位置,光屏上无法承接蜡烛A的像,则平面镜成的像是 像。
3.(2023·黑龙江牡丹江·统考一模)【发现问题,勤于探究】
小明家新换了保暖窗户,他想知道新窗户的玻璃有几层,小明用3mm厚的玻璃板和两只完全相同的蜡烛、刻度尺,设计了如图甲所示的实验。
(1)为完成实验,小明应将玻璃板 放置在水平桌面上。
(2)小明将一支点燃的蜡烛A固定在玻璃板前方,另一支未点燃的蜡烛B放在玻璃板的后方。为确定像的位置,小明需在 (选填“A”或“B”)一侧观察。
(3)如图乙所示,小明进行实验时,发现有两个离得比较近的像,不容易区分。仔细观察后,他将B与稍清晰一点的像重合。在白纸上记下A和B的位置,这个像到镜面的距离为 (选填“BD”或“BC”)。此时,小明若换用一个 (选填“更厚”或“更薄”)一点的玻璃进行实验,可以看到 个更清晰的像。
(4)如图丙所示,小明在新窗户的玻璃前方点燃打火机,能看到三个清晰、明亮的像,表明窗户有 层玻璃。
4.(2023·河南商丘·统考一模)小明用两个完全相同的棋子A、B在水平桌面上探究平面镜成像的特点,实验装置如图所示。
(1)实验过程中,将棋子A放在玻璃板的一侧,棋子B放在玻璃板的另一侧。在棋子A一侧既能观察到 ,又能观察到棋子B,便于找到像的位置;
(2)用铅笔画出玻璃板及棋子A和棋子B的位置,并画出两位置的连线,经测量发现:两棋子的连线与镜面垂直,且两棋子到镜面的距离 ;
(3)将光屏竖立在棋子A的像的位置(与玻璃板平行),光屏上 (选填“能”或“不能”)承接到像,这说明平面镜所成的像是虚像;
(4)回家途中,小明站在离平面玻璃制成的地铁安全门外0.5米处候车;地铁进站,在安全门向两侧打开的过程中,若小明不动,关于小明在左、右两侧安全门中成像的情况,下列分析中正确的是 。
A.随着门的打开,小明在两安全门中各成一个像,且像分别向左、右移动
B.小明在两安全门中所成的像越来越小,直至看不到像
C.小明在两安全门中各自成一个完整的像,且像的位置不发生变化
知识点2 平面镜成虚像及应用
5.(2023·广东江门·台山市新宁中学校考一模)一女同学从远处走近一块直立的穿衣镜(平面镜)的过程中,下列说法正确的是( )
A.她在镜中的像是实像
B.她到镜的距离大于她的像到镜的距离
C.她在镜中的像的大小逐渐变大
D.她与镜中的像的大小相等
6.(2023·陕西咸阳·统考二模)“灯火满长安,盛世新征程”,2023西安曲江上元烟花晚会在大唐芙蓉园盛大绽放。如图所示是游客用手机拍摄的一张照片,下列有关说法错误的是( )
A.建筑物上的装饰灯工作时是光源
B.游客能从各个角度观察到建筑物,是因为发生了光的镜面反射
C.建筑物在水中的倒影是等大的虚像
D.彩色的光柱是光的直线传播形成的
7.(2023·重庆·重庆一中校考三模)请按要求完成下列实验:小婧同学利用图甲所示的装置探究“平面镜成像的特点”,应选择 (选填“厚”或“薄”)的玻璃板做该实验,实验中,发现蜡烛的像不能用光屏承接,可知平面镜所成的像是 像(选填“实”或“虚”),图乙的白纸上记录了多次实验中蜡烛和像的位置,沿着镜面垂直的虚线对折,像和蜡烛的位置恰好重合,说明像和物体到平面镜的距离 (选填“相等”或“不相等”)。
8.(2023·江苏常州·统考二模)在探究平面镜成像特点的实验中,采用平板玻璃代替平面镜,目的是 ,为确定像的虚实,需在 (选填“点燃”“未点燃”)的蜡烛位置放一个光屏,并在 (选填“A” “B”)位置上观察是否有像。
知识点3 球面镜
9.(2023·江苏无锡·统考二模)A、B两辆车在公路上笔直行驶,当A车驾驶员看到左侧后视镜中如图甲的情况,说明两辆车位置如图乙所示,如果此刻B车按箭头方向匀速靠近A车,那么A车驾驶员看到的后视镜中的“B车”在镜中的左右移动情况是( )
A. 加速向左移动
B. 减速向左移动
C. 加速向右移动
D.减速向右移动
10.(2023·陕西西安·校考一模)如图所示,小明同学利用易拉罐制作了一个取火凹面镜。利用它能将火柴点燃是因为凹面镜对光有 作用;汽车的后视镜能扩大视野的应用原理与此 (选填“相同”或“不同”)。
[能力提升练]
11.(2023·云南昆明·昆明八中校考模拟预测)小明同学在探究平面镜成像特点的实验时,用照相机拍摄到了如图所示的成像情况,实验用的平板玻璃(4mm厚)始终垂直于水平桌面,下列说法正确的是( )
A.实验时,实验桌上的日光灯要点亮,方便观察像
B.有两个几乎重叠的像是因为光发生了两次反射
C.平板玻璃可以不垂直水平桌面
D.平面镜成像时,蜡烛的火焰比火焰所成的像要小
12.(2023·广东深圳·深圳市南山外国语学校(集团)高新中学校考一模)在一个水深为20m的湖面的正上方,有一名跳伞运动员正从高40m的空中以5m/s的速度匀速下降,关于他在水中成像的情况,下列各种说法正确的是( )
A.运动员在水中的像始终只能在水面下20m处
B.运动员下降到20m高度时才能在水中形成像
C.运动员在水中始终能成像,像以10m/s的速度向水面靠拢
D.运动员在水中始终能成像,像以10m/s的速度向他本人靠拢,且像的大小不变
13.(2023·广西南宁·南宁市第八中学校考三模)如图所示,在“探究平面镜成像的特点”实验中。下列说法正确的是( )
A.实验宜在较亮的环境中进行
B.只要把光屏放在恰当的位置,就能承接到蜡烛的像
C.蜡烛距玻璃板越远,蜡烛的像就越小
D.只把玻璃板向左平移,蜡烛的像的位置不变
14.(2023·江苏镇江·统考模拟预测)如图所示,一支铅笔竖直放置在水平面上,一块竖直的平面镜从距离铅笔40cm处,以5cm/s的水平速度面向铅笔匀速靠近。下列说法正确的是( )
A.铅笔在平面镜中所成的像逐渐变大
B.经过2s,铅笔与它的像之间的距离变为30cm
C.铅笔的像相对于铅笔的速度为5cm/s
D.若铅笔顺时针转至图中虚线位置,铅笔的像将与铅笔垂直
15.(2023·湖北黄冈·校考三模)如图是直播时用到的一款提词器,可以将显示器上的台词通过一块专用镀膜玻璃反射到演讲者的正前方,使得演讲者在看演讲词的同时,也能面对摄像机。下列有关说法正确的是( )
A.提词器的原理与影子成因相同
B.提词器的显示器亮度越暗越好
C.为了方便演讲者看台词,镀膜玻璃应与显示器夹45°角
D.当演讲者正对显示看到“爱我中华”字样时,若直接低头看显示器,则显示器上显示的是“华中我爱”
16.(2023·江苏泰州·统考一模)用图甲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,应选用图乙中的 (选填“a”、“b”或“c”)棋子进行实验,实验中采用方格纸的目的是为了便于比较物和像的 (选填“大小”或“位置”)关系。
17.(2023·湖南邵阳·统考二模)一只鸽子以2m/s的速度在平静湖面上水平飞过时,在湖面上形成鸽子的“倒影”,鸽子的“倒影”是由于光的 形成的虚像,鸽子“倒影”相对于鸽子的速度为 m/s。
18.(2023·江苏苏州·苏州市振华中学校校考二模)如图所示,水平桌面上斜放着一个平面镜,桌面上有一个小球向镜面滚去,要使平面镜中小球的像沿竖直方向下落,则镜面与桌面间的夹角α应为 。
19.(2023·云南昆明·校考一模)某实验小组利用如图甲所示的装置“探究平面镜成像特点”的实验,将纸平铺在水平桌面上,玻璃板竖直架在纸上,在较暗的环境中进行实验。
(1)实验时选用透明的玻璃板代替平面镜,目的是 。小红用左手将放在玻璃板前的蜡烛A点燃,发现玻璃板中的“自己”是用 手点燃蜡烛。
(2)透过玻璃板观察到蜡烛A的像,把与A完全相同的蜡烛B(未点燃)放在像的位置,观察到蜡烛B与A的像完全重合,说明像与物 ,将蜡烛A向玻璃板移动的过程中,像的大小 。
(3)经观察后发现,在玻璃板中成的像稍暗些,其原因是有部分光在玻璃板处发生 现象,如果要使像更清楚,可以在玻璃板 (选填“物”或“像”)的一侧铺上黑纸。
(4)如图乙所示是小花在检查视力,则视力表在镜中的像与小花的距离为 m。
(5)在进行实验总结时,有同学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 。
20.(2023·辽宁阜新·统考模拟预测)小明同学在做“探究平面镜成像特点”的实验时,将一块玻璃板竖直放在水平台上,再取两段完全相同的蜡烛A和B,点燃玻璃板前的蜡烛A,然后进行观察,如图所示。在此实验中:
(1)点燃蜡烛A,小明观察到玻璃板中有一明一暗两个蜡烛的像,小明需要换一个较 玻璃板进行实验,使两个像尽可能重合;
(2)将蜡烛B在玻璃板另一侧,移动蜡烛B,直到与蜡烛A的像重合,说明像与物体大小 ,记下两支蜡烛的位置,多次改变蜡烛 (填“A”或“B”)的位置,并移动另一支蜡烛,确定每次像的位置,将玻璃板及每次物和像的位置记录在玻璃板下面的白纸上,连接物和对应的像点,如图乙所示,由此可得出的结论是:像与物到平面镜的距离 ,且它们的连线与镜面 ;
(3)、、三点所成蜡烛A的像大小关系是 。
A.最大 B.最大 C.最大 D.一样大
21.(2023·江西赣州·统考模拟预测)如图甲所示,是胡灏同学在一次研学活动中发现人站在哈哈镜前,会由于哈哈镜的特殊形状而使人体不同部位的像或被拉长或被压短而变形,令人发笑。这个现象引发了胡灏同学探究镜面成像规律的兴趣。
【实验器材】茶色玻璃板、两个相同的棋子A和B、一张方格纸、一张白纸、铅笔、竖起玻璃板的支架;需要添加的测量器材是 ;实验装置如图甲所示。
【进行实验与收集数据】
(1)选用茶色玻璃板代替日常生活中的镜子做实验的目的是 ;
(2)把棋子A放在玻璃板前面,再拿棋子B在玻璃板后面移动,直到看上去它跟棋子A的像完全重合。
(3)改变棋子A的位置,进行三次实验,分别测出棋子B和棋子A到镜面的距离,并记录
序号 1 2 3
A到玻璃板的距离/cm 4.00 6.00 9.00
B到玻璃板的距离/cm 4.00 6.00 9.00
(4)为了验证平面镜所成的是虚像,用白纸代替棋子B,按照图丙中 (选填“①”“②”或“③”)的方式观察白纸,根据实验现象可以说明平面镜成的是虚像;
【结论】根据上述实验数据及现象可以总结得出:平面镜所成的像,像与物的大小 ,像到平面镜的距离 物体到平面镜的距离。
【应用】根据平面镜成像知识及胡灏同学研学活动中的发现,回答问题:市场上有一种化妆镜,它可以帮助化妆者看清所照部分的细微之处;分析可知,化妆镜属于 (选填“凸面镜”或“凹面镜”或“凸透镜”),它的成像原理是应用了光的 。
[高频考题实战练]
22.(2023·湖北武汉·统考中考真题)一块仪容镜如图甲所示,放在某学校走廊的AB处,仪容镜靠墙而立,镜面与墙壁平行,在另一面墙壁上的O处悬挂一电铃,如图乙所示。为了总能看到电铃通过仪容镜所成的像O′,小强同学沿着走廊的ae直线走动,若将人和电铃各自看作一个点,则小强同学所在的区间是( )
A.ab B.bc C.cd D.de
23.(2023·湖南常德·统考中考真题)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。