第2课时 平面镜成像作图及应用
题组1 平面镜成像作图
1.小敏作发光点S的像S'的光路图如图1所示。她作图的步骤有:①作反射光线O1A1、O2A2;②作入射光线SO1、SO2;③作法线O1N1、O2N2;④将光线O1A1、O2A2反向延长交于S'。正确的顺序是
( )
图1
A.①②③④
B.②③①④
C.④①③②
D.②①③④
2.在探究“平面镜成像的特点”时,老师把一块平面镜CD竖立在讲台上,坐在A点的甲同学通过平面镜CD看到了坐在B点的乙同学的像,如图2所示。在这一现象中,光的反射角是
( )
图2
A.∠1
B.∠2
C.∠3
D.∠4
3.平面镜前有一点光源S,如图3所示,作一条从光源S射出的光线,使它经平面镜反射后,恰好经过A点。图4中的数字符号表示作图时的先后次序,其中作图过程正确的是
( )
图3
图4
4.如图5所示,物体AB在平面镜中所成的像为A'B',若在镜前PQ处放一块不透明的塑料板,则像A'B'将会
( )
图5
A.只剩上面的部分,且亮度减弱
B.只剩下面的部分,且亮度减弱
C.只剩下面的部分,亮度不变
D.仍是完整的,但只有特定区域能看见
5.如图6所示,在暗室中A点放一支点燃的蜡烛,墙壁上有一平面镜MN。暗室中甲、乙、丙、丁四名同学中能通过平面镜看到烛焰的是 。请通过光学作图判断,保留作图痕迹。?
图6
6.[2019·云南]
请在图7中画出三角形ABC在平面镜MN中所成的像A'B'C'。
图7
7.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8中画出平面镜。
图8
8.[2020·河南]
检查视力时,为节省空间,常让被测者背对视力表观察对面墙壁上平面镜M中视力表的像,请在图9中作出被测者通过平面镜M看到视力表上A点的光路图。
图9
9.如图10所示,S'为点光源S在平面镜MN中的像,SA为光源S发出的一条光线,请画出平面镜MN,并完成SA的光路。
图10
10.如图11所示,在某房间的天花板上装有平面镜M,S为一灯泡,P为不透明的墙,请画出灯泡发出的光经平面镜反射后,能够照亮P墙右侧区域的光路图。
图11
题组2 平面镜成像的应用
11.在一些狭小的房间的墙壁上挂上几面大镜子,可以形成空间增大的感觉,这主要是利用了平面镜能够
( )
A.使房间内更明亮
B.改变光路的性质
C.使物像距离是物镜距离的两倍
D.能成实像
12.下列各例中,属于防止平面镜成像的是
( )
A.家庭装修中,常利用平面镜来扩大视野空间
B.夜间行驶时,车内的灯必须关闭
C.牙医借助平面镜看清牙齿的背面
D.舞蹈演员利用平面镜观察和矫正自己的姿势
13.如图12乙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,用它正对如图甲所示的光源“F”,则所观察到的像是图13中的
( )
图12
图13
14.小明在某商场买鞋,在竖直放置于地面上的“试鞋镜”前试穿,但在镜中他看不到自己穿着的新鞋的像,为了看到新鞋的像,他应该如何做?下列说法最合理的是
( )
A.下蹲一些
B.使身体离镜子远一些
C.使身体离镜子近一些
D.把穿着新鞋的脚抬高一些
15.如图14所示,小明站在地铁站台,他透过玻璃板制成的屏蔽门,可以看到车道另一侧竖直墙壁上的广告牌以及自己在玻璃屏蔽门后面的虚像。小明根据该现象设计了在站台上粗测玻璃屏蔽门到车道另一侧广告牌之间距离d的实验。实验步骤如下,请完成相关内容。
图14
(1)小明相对于玻璃屏蔽门前后移动直到观察到 。?
(2)记录 。?
(3)量出 的距离。除记录工具外,小明要完成上述实验还必须使用的工具是 。?
(4)步骤(3)中量得的距离就等于玻璃屏蔽门到广告牌之间的距离d,物理依据是? 。?
题组3 凸面镜和凹面镜
16.光学器件在生活实际中有很多的应用:汽车的后视镜是 镜,它对光有 作用,可以扩大视野;人们梳妆打扮时使用的是 镜;手电筒中的反光罩使用的是_________镜,它对光有 作用。?
17.如图15所示,除了平面镜外,生活中还有一些镜子表面是曲面,如道路拐弯处的反光镜、点燃奥运圣火的装置分别是 面镜和 面镜。?
图15
18.在“走进西藏”活动中,小明对藏民用面积很大的凹面镜制成的太阳灶烧水(如图16甲所示)很好奇。于是他利用不锈钢汤勺的内表面当作凹面镜,将平行的光正对“凹面镜”照射,光路如图乙所示。
图16
(1)使用太阳灶烧水,水壶应放在 (选填“A”“B”或“C”)点。?
(2)小明还观察到收集微弱电视信号的“卫星锅”(如图丙所示)也有类似结构,你认为“卫星锅”的凹形锅面应选用对电视信号有很强 (选填“反射”或“吸收”)性能的材料。?
区分球面镜的凸凹,是观察镜面的凸凹,而不是看镜子背面的凸凹。
【能力提升】
19.如图17所示是潜望镜的结构示意图,其中两块平面镜均相对水平面倾斜45°角。潜望镜利用了光的反射原理。现有一艘军舰位于与平面镜1等高的正前方,则人眼看到军舰所成的像位于 (选填序号:“①平面镜1的正上方”“②与平面镜1等高的正前方”“③平面镜2的正下方”或“④与平面镜2等高的正前方”)。人眼看到军舰所成的像到潜望镜的距离 (选填“大于”“等于”或“小于”)军舰到潜望镜的距离。?
图17
20.在正常情况下,人的眼睛到书本的距离为25
cm时,看得清楚而又不容易疲劳,这个距离叫明视距离。如图18所示,李阳的父亲在刮胡子时,眼睛与镜子的最佳距离为
( )
图18
A.25
cm
B.50
cm
C.12.5
cm
D.因为像的大小不变,所以平面镜到眼的距离远近都一样
21.两个平面镜L1和L2竖直平行放置,距离为s,物体A在两平面镜中所成的像A1、A2的距离为s1,如图19所示。当物体A在两平面镜之间上、下或左右移动时,它在两平面镜里所成的像的距离s'将
( )
图19
A.变大 B.变小
C.不变
D.无法确定
22.如图20所示是好莱坞大片《盗梦空间》里所谓“镜子时刻”的场景,像这样多次反复成像所需要的平面镜至少为
( )
图20
A.1块
B.2块
C.3块
D.4块
23.汽车的观后镜是用来观察车后路面情况的装置,一般为凸面镜。正常情况下,坐在驾驶员位置的人通过左侧观后镜应该看见如图21甲所示的效果。在某次准备驾车外出前,坐在驾驶员位置的王师傅发现,从左侧观后镜中看到的是如图乙所示的情景。为确保行驶安全,左侧观后镜的镜面应适当完成图22中的哪种操作
( )
图21
图22
参考答案
1.B
2.C [解析]
坐在A点的甲同学通过平面镜CD看到了坐在B点的乙同学的像,说明BO是入射光线,OA是反射光线,反射角是反射光线与法线的夹角,所以∠3是反射角。
3.C [解析]
因为不能确定入射点在平面镜上的位置,所以作图步骤为:①通过平面镜作出发光点S的对称点S',即为S的像;②根据像S'为反射光线的会聚点,连接S'A交平面镜于点O,这就是入射点,OA为反射光线;③最后连接SO为入射光线。
4.D
5.丙 如图所示
6.如图所示
7.如图所示
8.如图所示
9.如图所示
10.如图所示
11.C [解析]
根据平面镜成像的原理,物体到平面镜的距离与像到平面镜的距离相等,所以C选项是正确的;房间是否明亮与光线照射强弱有关,A不符合题意;光路的性质是不可改变的,B不符合题意;平面镜成虚像而非实像,D错误。
12.B [解析]
家庭装修中,常利用平面镜来扩大视野空间,也是利用平面镜成像,A不符合题意;夜间打开驾驶室内的灯,车前玻璃就像镜子一样,车内物体经过前窗玻璃成像,干扰司机视线,容易导致事故,所以车内的灯必须关闭,这是防止平面镜成像,B符合题意;牙医借助平面镜看清牙齿的背面,是利用平面镜成像,C不符合题意;舞蹈演员利用平面镜观察和矫正自己的姿势是利用平面镜成像,D不符合题意。
13.B
14.A [解析]
要想看到镜中的新鞋,就要使眼睛看到新鞋成的像,鞋子反射的光线经过平面镜反射后必须能进入人的眼中。弯腰或下蹲可以看到镜中的鞋;如果原来看不到,则使身体靠近或远离镜子,或者把脚抬高一些依然无法看到。
15.(1)自己的像与广告牌重合
(2)自己所站的位置
(3)所记录位置到玻璃屏蔽门 刻度尺
(4)平面镜成像时,像到镜面的距离等于物到镜面的距离
16.凸面 发散 平面 凹面 会聚
17.凸 凹
18.(1)B (2)反射 [解析]
(1)凹面镜对光有会聚作用,太阳灶利用的是凹面镜,烧水时,应将水壶放在其焦点位置,即应放在图乙中的B点。
(2)卫星锅对信号有反射作用,所以,能收集微弱电视信号,故“卫星锅”的凹形锅面应选用对电视信号有很强反射性能的材料。
19.④ 大于 [解析]
由题意知潜望镜是由两块均相对水平面倾斜45°角的平面镜构成的,平面镜成像的原理是光的反射;人眼看到平面镜中的虚像是物体经平面镜反射的光进入人眼,所以看到虚像的位置在进入人眼的光线的反向延长线上,即眼睛与平面镜2水平连线的直线上,即军舰所成的虚像位于与平面镜2等高的正前方;由平面镜成像特点,像和物体各对应点到平面镜的距离相等,据此分别作出两次成像的示意图,如图所示。
由图知,人眼看到军舰所成的像到潜望镜的距离大于实际军舰到潜望镜的距离。
20.C [解析]
人的眼睛到书本的距离为25
cm时,看得清楚而又不易疲劳,照镜子时,像与人到平面镜的距离相等,所以当人与像之间的距离大约为25
cm时,看得最清楚,则平面镜与人眼的距离大约为12.5
cm。故李阳的父亲在刮胡子时,眼睛与镜子的最佳距离为12.5
cm,C符合题意。
21.C [解析]
根据平面镜成像规律,物、像到平面镜的距离相等,作图如下:
A1O1=AO1,A2O2=AO2,所以,A1A=2AO1,A2A=2AO2,可得:s1=A1A2=2AO1+2AO2=2(AO1+AO2)=2s,即s1=2s。
无论A点在两个平面镜之间的哪个位置,两个像点之间的距离都是相等的。即当物体在两镜面间上下或左右移动时,物体A在两平面镜里所成像的距离将不变。
22.B [解析]
根据平面镜成像的对称性可知,若只有对面的一块平面镜,只能成一次像,根据成像的情况,说明有另一块平面镜与其相对且平行放置,因此出现这样的场景至少需要2块平面镜,A在左右两个平面镜中分别成像为A1、A2,左边的像A1会在右边镜中成像为A3,以此类推,如图所示。
23.A [解析]
从图甲中可以看出,观后镜中观察到的范围小,且观察的是车身,根据光的反射定律,为确保行驶安全,左侧观后镜的镜面应适当向外旋,这样可使外侧更大范围的光反射到人的眼睛里,以达到扩大视野的作用。第3节 平面镜成像
第1课时 探究平面镜成像的特点
题组1 探究平面镜成像的特点
1.[2019·鞍山]
如图1甲所示是小明探究“平面镜成像特点”的实验装置,图中A、B是两支外形相同的蜡烛。
图1
(1)选用透明的玻璃板代替平面镜,主要是利用玻璃板透明的特点,便于 。?
(2)小明将玻璃板竖直立在水平桌面上,在玻璃板前放置点燃的蜡烛A,将蜡烛B放在玻璃板后并移动,直到B与A的像完全重合,这说明 。?
(3)为探究平面镜所成的像是实像还是虚像,将蜡烛B移去,在该位置上放上光屏,光屏上_________
(选填“能”或“不能”)承接到蜡烛A的像,说明平面镜所成的像是 (选填“实”或“虚”)像。?
(4)小明把蜡烛A向靠近玻璃板方向移动一段距离,会发现蜡烛A的像的大小 (选填“变大”“变小”或“不变”)。?
(5)实验结束后,小明想,若把玻璃板沿MN截成两部分,如图乙所示,并分别向两侧平移一小段距离,则蜡烛通过左右两部分玻璃板成像的情况是 。?
A.都成完整的像,且两个像在同一位置
B.各成半个像,合起来成一个完整的像
(6)某同学因器材选择不当,看到点燃的蜡烛通过玻璃板成两个像(如图2所示),这是因为玻璃板前后两个面都能 光线成像,所以实验中选择较 (选填“厚”或“薄”)玻璃板较好。?
图2
2.[2019·荆州改编]
如图3甲所示是探究“平面镜成像特点”的实验装置。实验步骤如下:把一支点燃的蜡烛A放在玻璃板前面,再拿另一支完全相同的蜡烛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。移动点燃的蜡烛,多做几次实验。
图3
(1)实验过程中蜡烛B (选填“需要”或“不需要”)点燃。?
(2)选取两支完全相同的蜡烛是为了比较像与物的 关系。?
(3)在寻找蜡烛A像的位置时,眼睛应该在蜡烛 (选填“A”或“B”)这一侧观察,某同学无论怎样调节蜡烛B,发现都不能与蜡烛A的像重合,发生这种现象的原因可能是 。?
(4)如图乙所示,玻璃板原来沿直线BC竖直放置,若实验中将玻璃板沿顺时针方向转过一定角度θ(θ<90°)后,蜡烛A成的像移动到点A1处,已知图中方格均为边长相等的正方形,则θ= 。?
3.[2019·通辽]
某同学为了探究“平面镜成像时,像与物到平面镜的距离的关系”,所用的实验器材有:单面镀膜的玻璃板、支架、两个相同的跳棋、白纸和刻度尺。实验装置如图4甲所示。
图4
(1)在白纸上画一条直线,将玻璃板竖直立在白纸上,使玻璃板 (选填“有膜”或“无膜”)那一面的下边线与直线重合。?
(2)用镀膜玻璃板和跳棋做实验,实验环境有:①几乎无光的实验室;②有阳光的实验室。在_________
(选填“①”或“②”)中进行实验效果好。?
(3)在同样的实验环境下,用镀膜玻璃板做实验比用普通玻璃板做实验成像更清楚,主要原因是:
。?
(4)如图乙所示,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 。?
题组2 平面镜成像特点
4.王芳同学站在平面镜前3
m处,她的像到镜面的距离为 m,现她远离平面镜移动2
m,则此时像到她的距离为 m。若将一块和平面镜一样大的木板放在镜子后面1
m处,如图5所示,这时她 (选填“仍能”或“不能”)在镜中看到自己的像。?
图5
5.哈素海是呼和浩特市一处著名的旅游景点。深秋时节一群南归的鸿雁飞翔在清澈见底的平静湖面上方。当某只鸿雁距水面120
m时,这只鸿雁的倒影与它的距离为 m,该倒影是由于光的 (选填“反射”或“直线传播”)形成的;当鸿雁缓缓地向更高、更远的地方飞去时,它在水中像的大小将 (选填“变大”“变小”或“不变”)。?
6.[2019·绵阳]
舞蹈训练室竖直墙壁上安装有平面镜,甲、乙、丙三名同学在平面镜前的位置如图6所示,已知他们的位置连线是等腰直角三角形,甲在直角顶点,乙、丙连线平行于平面镜。则
( )
图6
A.甲与甲的像间的距离小于乙与乙的像间的距离
B.乙与乙的像间的距离大于丙与丙的像间的距离
C.甲的像与乙的像间的距离小于乙的像与丙的像间的距离
D.甲的像与乙的像间的距离大于乙的像与丙的像间的距离
7.人从墙壁上的平面镜内看到台钟钟面上的指针位置如图7所示,则实际时间是
( )
图7
A.6:00
B.5:45
C.6:15
D.6:30
8.小明利用如图8所示的实验来验证平面镜成像特点,若图甲中蜡烛位置保持不变,将镜子沿MN截成两半,并把镜子移到如图乙所示的位置,则成像情况是
( )
图8
A.都不能成像
B.各成半个像,且两个像在不同位置
C.都成完整的像,且两个像在同一位置
D.都成完整的像,且两个像在不同位置
9.如图9所示,平面镜和长为10
cm的细铅笔均竖直放置在水平桌面上,铅笔与平面镜之间的距离为15
cm,则
( )
图9
A.向上移动平面镜,铅笔的像也向上移动
B.当铅笔远离平面镜时,铅笔的像将变小
C.铅笔和平面镜均绕底部转至虚线位置时,铅笔与它的像平行
D.铅笔和平面镜均水平向右移动10
cm,铅笔像的位置不变
【能力提升】
10.如图10甲所示是某同学探究平面镜成像特点的实验装置。
图10
一名同学直接用平面镜来确定像的位置,平面镜竖直放置在铺有白纸的水平桌面上,将5节同样的小电池直立在白纸上,保持电池①的位置不变,移动其他电池,使电池③遮挡住电池①的像和电池②,电池⑤遮挡住电池①的像和电池④,在白纸上记录下电池的位置如图乙所示,请在图乙中作出电池①像的位置并用“·”表示。
参考答案
1.(1)确定像的位置
(2)像与物的大小相等
(3)不能 虚
(4)不变 (5)A
(6)反射 薄
2.(1)不需要
(2)大小
(3)A
玻璃板没有与水平桌面垂直放置
(4)45°
3.(1)有膜
(2)②
(3)镀膜增强了对光的反射
(4)相等
4.3 10 仍能
5.240 反射 不变
[解析]
平面镜的成像原理是光的反射。已知鸿雁距水面120
m,像到水面的距离也是120
m,所以这只鸿雁的倒影与它的距离为120
m+120
m=240
m;由于物体在平面镜中所成的像和物体的大小相等,所以不管鸿雁到水面的距离远还是近,像始终和它等大,因此当鸿雁缓缓地向更高、更远的地方飞去时,它在水中像的大小不变。
6.C
7.B [解析]
根据对称性可知,在平面镜中的像与现实中的事物恰好左右颠倒,且关于镜面对称,分析可得:图中显示的时间为6:15,实际时间是5:45。
8.D [解析]
因为平面镜成像的特点是:像与物大小相等、到平面镜的距离相等、连线与镜面垂直、左右互换,即像、物关于平面镜对称。所以若图中蜡烛位置保持不变,将镜子截成两半,并把镜子移到如图乙所示的位置,蜡烛在两个镜子中都成完整的像,两个像在不同的位置。
9.C [解析]
平面镜成像时,像与物体关于镜面对称,铅笔不动,向上移动平面镜,铅笔像的位置不变,故A错误;平面镜所成像的大小只与物体的大小有关,与物体到平面镜的距离无关,故B错误;平面镜成像时,像与物体关于镜面对称,铅笔和平面镜均绕底部转至虚线位置时,铅笔的像也转动相同的角度,故铅笔与它的像平行,故C正确;平面镜成像中,像与物体到平面镜的距离相等,铅笔和平面镜均水平向右移动10
cm,铅笔的像也水平向右移动10
cm,故D错误。
10.如图所示
[解析]
保持电池①的位置不变,移动其他电池,使电池③遮挡住电池①的像和电池②,电池⑤遮挡住电池①的像和电池④,根据光的直线传播作图,连接②和③、④和⑤并反向延长,其交点即为像点。
