初中物理第3节 平面镜成像课后练习题
展开双基过关
知识点一、平面镜成像的特点:
1.像:在照镜子的时候,可以在镜子里看到另外一个“你”,镜子里的这个“你”就是你的像,像是相对于实物而言的,是物体的形状的另一种表现形式。
2.实验:探究平面镜成像的实验技巧
(1)准确确定像的位置:实验中用平板玻璃代替平面镜,是因为玻璃板既可反射光(如同平面镜,故可代替平面镜),又可以透过光(可以透过玻璃板看到其后面的物体,便于确定像的位置)。
(2)准确比较物体和像的大小:
①实验中使用两支完全相同的蜡烛,是为了让未点燃的蜡烛代替点燃的蜡烛的像,这样方便确定像的大小和位置。
②实验中应该选用薄玻璃板。若选用的玻璃板较厚,实验中就有可能在玻璃板中看到两个不重合的前面蜡烛的像。
③实验中玻璃板应与白纸垂直。若玻璃板与白纸不垂直,则无论怎样移动镜后的蜡烛都不能与前面蜡烛的像重合。
④用蜡烛做实验的优点是所成的像比较明亮,便于观察。
⑤为了使观察到的像更加清晰,最好在较暗的环境中实验。
(3)准确比较物体与像到平面镜的距离:白纸用于标注玻璃板的位置、蜡烛以及像的位置,刻度尺用于测量蜡烛及像到玻璃板的距离。
(4)本实验进行多次测量的目的,是为了寻找普遍规律,防止出现偶然性。
3.平面镜成像特点:像与物体的大小相等;像与物体到平面镜的距离相等;像和物体的连线与镜面垂直;即像跟物体关于平面镜对称。
基础自测:
1. 身高1.65m的小欣同学站在平面镜前,他在平面镜中所成像的高度是______m。
【答案】1.65
【解析】
【详解】平面镜所成的像的大小与物体大小相等,故他在平面镜中所成像的高度是1.65m。
2. 如图所示是一只小鸟正在飞离水面时的情景,小鸟向上飞行时,它在水中像的大小将______(填“变大”“变小”或“不变”)。小鸟飞行到距水面2m时,小鸟与它在水中的像相距______m。
【答案】 (1). 不变 (2). 4
【解析】
【详解】[1]由于物体在平面镜中所成的像是虚像,像和物体的大小相等,所以不管小鸟距水面的距离远还是近,像始终和物体等大,因此当小鸟向上飞行时,它在水中的像的大小不变。
[2]平面镜成的像和物体到平面镜的距离相等,已知小鸟距水面2m,像到水面的距离也是2m,所以小鸟与它在水中像的距离为
2m+2m=4m
3. (1)图甲是“探究平面镜成像特点”的实验装置图,平面镜成像的原理是______。小亮在竖直放置的玻璃板前A处放一支点燃的蜡烛,可以看到玻璃板的后面出现蜡烛的像,拿一支大小和点燃蜡烛相同的蜡烛在玻璃板后面移动,当移动到A′处时,可以看到它跟像完全重合,由此可以得出的结论是______;
(2)经过三次实验后,在白纸上记录像与物的对应点如图乙,用刻度尺分别测出其到玻璃板的距离,并进行比较,进一步分析得出结论______用玻璃板代替平面镜的原因是______;
(3)小亮在某次实验中把点燃的蜡烛a放在玻璃板前,移动玻璃板后面的未点燃的蜡烛a′发现无论怎样在水平面上移动,都不能使蜡烛a与蜡烛a′的像重合。接下来应该______。
【答案】 (1). 光的反射 (2). 像和物体大小相等 (3). 像和物体到镜面的距离相等 (4). 便于确定像的位置 (5). 调节玻璃板与水平桌面垂直
【解析】
【详解】(1)[1][2]平面镜成像是光的反射形成的。拿一支大小和点燃蜡烛相同的蜡烛移动到A′处时,它跟像完全重合,说明平面镜所成的像的大小与原物体大小相等。
(2)[3]用刻度尺分别测出其到玻璃板的距离,并进行比较可知,这两个距离是相同的,这表明:像到镜面的距离等于物体到镜面的距离。
[4]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。
(3)[5]在寻找蜡烛的像的位置时,无论怎样沿着桌面移动蜡烛,都不能使它与蜡烛的像重合,可能的原因是玻璃板未与桌面垂直放置,需要调节玻璃板与水平桌面垂直。
知识点二、平面镜成虚像
1.平面镜成虚像
如图,从光源点S处射来的一部分光经平面镜反射后进入眼睛,引起视觉,眼睛感到光好像是从S’点处射来的,我们就看到了物体在平面镜中的像点S’。镜子后面并没有发光点S',故S’是虚像。虚像S'与物体S关于镜面对称。
2.平面镜成像的原理:光的反射。
3.实像和虚像:
(1)实像:
①概念:实际光线会聚而成的像叫实像;
②特点:倒立的,可用光屏承接,也可以用眼睛直接观察;
③实例:小孔成像。
④图例:
(2)虚像:
①概念:不是实际光线会聚而成,是实际光线的反向延长线相交而成;
②特点:正立的,只能用眼睛观察,不能用光屏承接;
③实例:平面镜成像。
④图例:
4.作平面镜成像的两种方法:
(1)利用平面镜的成像原理作图。如图所示,步骤如下:
①从发光点S引出两条光线,照射到平面镜上;
②作两条入射光线的法线;
③根据光的反射定律,作两条入射光线的反射光线;
④作反射光线的反向延长线,交点S'即为发光点S的像点。
(2)用对称法作图。如图所示,步骤如下:
①过S点作平面镜的垂线(像与物的连线跟镜面垂直),是虚线;
②取S'点,让S'到镜面的距离等于S到镜面的距离(像到镜面的距离与物到镜面的距离相等);
③用虚线画出像点S'(像与物大小相等)。
基础自测
4.某同学站在平面镜前1m处,当他向镜子靠近0.5m时,他和像之间的距离改变了______m,像的大小______(填“变大”、“变小”或“不变”),平面镜所成的像是______(填“实像”或“虚像”)。
【答案】 (1). 1 (2). 不变 (3). 虚像
【解析】
【详解】[1]根据像和物到平面镜的距离相等可知,他向镜子靠近0.5m时,则他的像靠近平面镜0.5m,他和像之间的距离改变了
0.5m+0.5m=1m
[2]平面镜成的像和物体大小相等,他向镜子靠近0.5m时,人的大小不变,像的大小不变。
[3]根据物体在平面镜中成虚像,可知他看到在平面镜中的像是虚像。
5.小致站在平面镜前0.5m处,镜中的像到平面镜的距离为______m;他远离平面镜时,镜中像的大小______。
【答案】 (1). 0.5 (2). 不变
【解析】
【详解】[1][2]小致站在距离平面镜0.5m处,根据像和物到平面镜距离相等,所以他的像到镜面的距离也是0.5m。当他远离平面镜时,根据像和物大小相等,所以他的像大小不变。
6.请按题目要求作答
(2)请根据平面镜成像特点,作出图中点光源S发出的一条入射光线的反射光线。
【答案】
【解析】
【详解】 作S点关于平面镜的对称点,即像点S′,然后连接像点S′和入射光线的入射点,并延长作出反射光线,如图所示:
7.请在图中画出木棒在平面镜中所成的像。
【答案】
【解析】
【详解】根据平面镜成像规律:由于点在平面镜上,所以的像也在平面镜上,与重合;过点作出相对于镜面的对称点,则为的像,然后用虚线连接,为的像,如图所示:
。
知识点三、平面镜的应用
1.利用平面镜可以改变光的传播方向,能起到控制光路的作用。如:潜触用的潜望镜、显微镜、投影仪中的平面镜等,都利用到了平面镜能改变光路的特点:修建体育馆和高大建筑物时,利用平面镜把太阳光反射到室内,改善光照条件等。
2.利用平面镜来成像,平面镜成的是等大、正立的虚像。如:练功房内,利用平面镜演员可以矫正自己的舞姿;家庭用的穿衣镜;医生用来检查牙齿的小镜子等。
3.利用平面镜来扩大视觉空间。理论上,在一个房间内安装一个尺寸合适的平面镜,能使人感觉到空间增大了一倍。
基础自测
8.如图所示是《淮南万毕术》中记载的潜望镜,它是世界上有记载的最早的潜望镜。它的成像原理是( )
A. 光的直线传播B. 光的反射C. 光的折射D. 光的色散
【答案】B
【解析】
【详解】如图所示,在最早期的潜望镜的模型中,无论是镜面还是水面,它的成像原理都是“光的反射”。
故选B。
9.检查视力时,为节省空问,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,请在图中作出被测者通过平面镜M看到视力表上A点的光路图。
【答案】
【解析】
【详解】根据平面镜的成像规律,作视力表上A点在平面镜的对称点,连接被测者的眼睛与点,交于平面镜上,再连接视力表上A点与平面镜的点,即可得到入射光线与反射光线,并标上箭头,如下图所示。
考点突破
考点1平面镜成像的特点
方法:像与物对称——数理结合应对变化的情景。
由像与物关于镜面对称可得:像与物大小相等,像与物到镜面的距离相等,连线与镜面垂直,像是正立的虚像。
例1.小丽站在舞蹈室内竖直放置的平面镜前2m处,则她在平面镜中的像距她 m,当她向平面镜靠近的过程中,她在平面镜中像的大小 (填“变大”、“变小”或“不变”),平面镜所成的像是 (选“实像”或“虚像”)。
【答案】4;不变;虚像
【解析】解:小丽到平面镜距离是2m,小丽的像到平面镜的距离也是2m,则她在平面镜中的像距她4m。小丽向平面镜靠近过程中,小丽的大小不变,小丽在平面镜中成像大小也不变,平面镜成像为虚像。
考点2.平面镜成像作图
方法:利用平面镜成像特点作图——“对称法”步骤:
(1)找到物体上的关键点,如例3中物体AB上的A、B点;
(2)过关键点作出垂直于平面镜的直线(利用像和物的连线与镜面垂直);
(3)在直线上找出物体的对称点(利用像和物体到镜面等距);
(4)用虚线连接关键点的对称点(平面镜成的像是虚像),即得到物体在平面镜中的像。
例2.请在图中画出三角形ABC在平面镜MN中所成的像。
【答案】见解析
【解析】依据平面镜的成像特点,分别做出A、B、C点关于镜面的对称点,然后连接,就是△ABC在镜中的像。
①作A点关于镜面的对称点A′;(作对称点留下的作图痕迹是对应点的虚线连线和垂直符号)
②作B点关于镜面的对称点B′;
③作C点关于镜面的对称点C′;
④用虚线连接A′B′,B′C′,A′C′,则△A′B′C′就是△ABC在平面镜MN中所成的像。
作图如下:
考点3.平面镜成像特点的探究
方法:探究平面镜成像特点时的注意事项:
(1)实验时用透明的薄玻璃板代替平面镜,既能成蜡烛的像,又能看到玻璃板后的蜡烛,方便确定像的位置和大小。
(2)玻璃板要竖直放置,若不竖直放置,蜡烛成的像与玻璃板后的蜡烛不能重合。
(3)两支蜡烛要完全一样。
(4)实像可以呈现在光屏上,虚像不能呈现在光屏上,但能被人眼看到。
例3.(2023·云南中考真题)如图所示,用两根完全相同的蜡烛和一块厚玻璃板探究“平面镜成像的特点”。
(1)用透明玻璃板代替平面镜的目的是可以确定像的__________。实验中有同学从蜡烛一侧透过玻璃板看到像有“重影”,其原因可能是玻璃板的前后表面都发生了光的__________射。改善“重影”问题的办法是__________。解决问题后,移动点燃的蜡烛,多次测量并分析得出结论。
(2)小明发现上述实验中难于准确测量像和物到玻璃板的距离,且未用大小不同的物体进行多次实验,就得出了像与物大小的关系,于是他换用一些完全相同的木块进行实验。①如图甲所示,将一组木块置于玻璃板前,改变该组木块的位置,进行三次实验,用笔在白纸上标记出每次像和物的位置,如图乙所示。根据对应顶点就能准确测出相应的距离。再将白纸沿__________(选填“EF”或“GH”)对折,若像和物的对应顶点都__________,则证明平面镜所成的像和物具有对称性。
②如图所示,用叠加的方法改变物的大小进行实验,记录数据如下表。分析可知平面镜所成的像与物的大小__________。
(3)某小组在较暗的环境中实验时,发现木块的像较暗、不易辨识,联系日常照镜子的经验,解决方法是__________(选填“照亮木块的像”或“照亮木块”)。
【答案】位置 反 用薄玻璃板 GH 重合 相等 照亮木块
【详解】
(1)[1]为了确定像的位置,让蜡烛的像和另一蜡烛重合,实验中要使用透明的玻璃板。
[2][3]从蜡烛一侧透过玻璃板看到像有“重影”,因为玻璃板有两个面,两个面都发生了反射,形成了两个像,要改善可以使用较薄的玻璃板,让玻璃板两个面间距离足够小。
(2)[4][5]因为木块放在平面镜两侧,所以GH相当于平面镜,将白纸沿GH对折,如果平面镜所成的像和物具有对称性,则对应点在对折后会重合。
[6]由表格可知,物有几个木块,像也需要几个,所以物像等大。
(3)[7]物体经过平面镜反射,反射光线进入人眼的光线越多,人眼感到物体的像越亮,所以需要照亮木块。
考点4.平面镜成像的应用
方法:1.“透纸式”读时法:由于在平面镜中成的像和左右相反,那么我们可以对着阳光或灯光从印有时钟在平面镜中像的背面去看,是实际的时刻。
2.物体通过平面镜成像的条件:物体在平面镜前面;
3.通过平面镜看到物体像的条件:来自物体的光被反射后能够进入观察者的眼睛——眼晴和虚像的连线应与平面镜相交。
例4.小明同学身高165 cm,站在竖直放置的平面镜前,他在平面镜中的像高为______cm;从平面镜中看到挂钟的指针如图所示.由此可知,挂钟显示的实际时间是______.
【答案】165 7点20分
【解析】(1)平面镜所成的像与物大小相等,小明同学身高165 cm,所以他在平面镜中的像高为165cm;
(2)根据镜面对称的性质,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,图中显示的时间4:40,所以挂钟显示的实际时间是7:20.
点睛:镜面对称的特征,镜中的景物与实际景物上下前后方向一致,左右方向相反,大小不变,且关于镜面对称。
例5.把两块厚度不计且足够大的平面镜OM、ON垂直粘合在一起,并竖立在地面上,俯视图如图所示.当小科站立在某个位置时,他通过平面镜所成像的个数为m,看到自己完整像的个数为n,下列对小科在不同位置时,m、n值的分析,不符合实际的是( )
A.在a点或e点时,m=1,n=0B.在b点或d点时,m=1,n=1
C.在c点时,m=2,n=2D.在f点时,m=0,n=0
【答案】C
【解析】
分析 平面镜会成等大的虚像,根据物体在不同的位置判定成像的情况;根据平面镜的位置判定能否看到像.
解答 解:
A、由图可知,在a点或e点时,各会成一个像,由于像和物体的连线经过镜面的延长线,故不能看到自己的像,即m=1,n=0,;故A正确
B、由图可知,人在b、d点时,各会成一个像,由于像和物体的连线经过镜面,故能看到自己的像,即m=1,n=1,故B正确;
C、在c点时,c会通过两个镜面成两个虚像,由于由于像和物体的连线经过镜面的延长线,故不能看到自己的像,即m=2,n=0,;故C错误;
D、在f点时,在平面镜的背面,不会成像,即m=0,n=0,故D正确.
故选:C.
【点评】本题考查了平面镜成像的特点;当人的像和物体的连线经过镜面时,人才能看到自己的像.
考点5.凸面镜和凹面镜
方法:1.球面镜:如果镜子的反射面是球面的一部分,这样的镜子叫做球面镜。球面镜分为凸面镜和凹面镜。
2.凸面镜
(1)概念:反射面是凸面的镜子叫凸面镜;
(2)作用:凸面镜对光有发散作用,常用来扩大视野;
(3)图示:如下图甲
(4)应用:汽车的后视镜、街头路口的反光镜
3.凹面镜
(1)概念:反射面是凹面的镜子叫凹面镜;
(2)作用:凹面镜对光有会聚作用;
(3)图示:如上图乙;
(4)应用:太阳灶、手电筒反光镜、医生检查耳朵用的医用反光镜;
4.凸面镜和凹面镜都是利用光的反射成像的,都遵循光的反射定律且符合光路可逆性。
例6.在交通复杂的十字路口,常常竖立一个大的反光镜,以便过往车辆驾驶员和行人看清交通情况,这个反光镜应该是( )。
A.平面镜 B.凸面镜 C.凹面镜D.以上三种都可以
【答案】B
【解析】凸面镜对光有发散作用。在交通复杂的十字路口,常常竖立一个大的凸面镜,通过它对光的发散作用可以起到扩大视野的作用,从而避免车祸的发生。故选B。木块的位置
保持不变
物的大小(玻璃板前木块的个数/个)
1
2
3
像的大小(玻璃板后木块的个数/个)
1
2
3
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