【活动一】通过作图理解平面镜成像原理。
每当你照镜子时都会在镜子里看到另一个“你”,这就是你在镜中的像。像与你的大小是否相等?像到镜面的距离与你到镜面的距离是否相等?为了找到正确的答案,让我们共同探究平面镜成像的原理及特点吧。
1. 如图4-3-1所示,A发出的两条光线在平面镜的镜面发生反射,反射光线的反向延长线相交于A'。镜前的眼睛能看到A',A'是A的
2. 用虚线连接A'A。连线是否与镜面垂直?
3. 作出入射光线1和2的反射光线。(思考一下有几种作图方法)
4. 用虚线连接A'B',这就是AB的虚像,像与物也是轴对称的。
轴对称图形的特点:
(1)对称轴两侧图形的大小、形状相同。
(2)对称轴是对称点连线的垂直平分线。
【活动二】探究平面镜成像的特点。
1. 实验目的:a. 探究在平面镜成像中,像与物的大小是否相等。
b. 探究在平面镜成像中,像与物的连线是否垂直于镜面。
c. 探究在平面镜成像中,像与物到平面镜的距离是否相等。

2. 实验器材:几张白纸、一盒火柴、一把刻度尺、

3. 实验步骤:(可阅读课本第98页“探究平面镜成像的特点”内容,用图或文字表述)
4. 数据记录:(设计实验记录表格,将实验中测得的数据填入表中)
5. 实验结论:
6. 小组交流:(实验过程中出现的一些不规范操作对实验产生了哪些影响?请记录下来)
归纳:平面镜成像的规律可以表述为:平面镜所成的像与物体关于镜面对称。
每当你照镜子时都会在镜子里看到另一个“你”,这就是你在镜中的像。像与你的大小是否相等?像到镜面的距离与你到镜面的距离是否相等?为了找到正确的答案,让我们共同探究平面镜成像的原理及特点吧。
1. 如图4-3-1所示,A发出的两条光线在平面镜的镜面发生反射,反射光线的反向延长线相交于A'。镜前的眼睛能看到A',A'是A的
虚
(选填“实”或“虚”)像。2. 用虚线连接A'A。连线是否与镜面垂直?
垂直
。A'到镜面的距离与A到镜面的距离是否相等?相等
。这说明A'与A是以镜面为对称轴的对称点。B'是B的像,同理,它们也是以镜面为对称轴的对称点。3. 作出入射光线1和2的反射光线。(思考一下有几种作图方法)
4. 用虚线连接A'B',这就是AB的虚像,像与物也是轴对称的。
轴对称图形的特点:
(1)对称轴两侧图形的大小、形状相同。
(2)对称轴是对称点连线的垂直平分线。
【活动二】探究平面镜成像的特点。
1. 实验目的:a. 探究在平面镜成像中,像与物的大小是否相等。
b. 探究在平面镜成像中,像与物的连线是否垂直于镜面。
c. 探究在平面镜成像中,像与物到平面镜的距离是否相等。
2. 实验器材:几张白纸、一盒火柴、一把刻度尺、
B、C、F
。(从图4-3-2中选出需要的器材。注:可以补充器材并说明用途)3. 实验步骤:(可阅读课本第98页“探究平面镜成像的特点”内容,用图或文字表述)
4. 数据记录:(设计实验记录表格,将实验中测得的数据填入表中)
5. 实验结论:
6. 小组交流:(实验过程中出现的一些不规范操作对实验产生了哪些影响?请记录下来)
归纳:平面镜成像的规律可以表述为:平面镜所成的像与物体关于镜面对称。
答案
【活动一】
1. 虚
2. 垂直 相等
3. 如答图4-19所示
4. 如答图4-19所示
【活动二】
2. B、C、F
3. ①取一张白纸平铺于水平桌面上,借助直尺在白纸中央绘制一条直线作为薄玻璃板放置线。②将薄玻璃板竖立在白纸上,使薄玻璃板的镀膜面严格贴合所画的薄玻璃板放置线,保证薄玻璃板与白纸平面相互垂直,无倾斜偏移。③在靠近人眼的一侧,将点燃的蜡烛置于白纸上合适的位置,用笔在白纸上标记点燃的蜡烛的摆放位置,记为A点。④人眼在点燃的蜡烛一侧透过薄玻璃板进行观察,清晰观察到薄玻璃板后方点燃的蜡烛所成的像。⑤取一根与点燃的蜡烛外形完全相同的未点燃的蜡烛,在薄玻璃板后方缓慢移动,观察未点燃的蜡烛是否能与点燃的蜡烛的像完全重合。⑥若未点燃的蜡烛能与点燃的蜡烛的像完全重合,则保持未点燃的蜡烛位置不动,在白纸上标记未点燃的蜡烛的位置,记为A'点。⑦移去薄玻璃板、点燃的蜡烛和未点燃的蜡烛。使用刻度尺分别测量A点、A'点到薄玻璃板放置线的距离,读取数据并记录。⑧用刻度尺连接白纸上的A点与A'点,得到线段AA',再用量角器测量线段AA'与薄玻璃板放置线的夹角,记录测量数据。
4. 如下表。
|未点燃的蜡烛与点燃的蜡烛的像是是否能完全重合|A点到薄玻璃板放置线的距离/cm|A'点到薄玻璃板放置线的距离/cm|线段AA'与薄玻璃板放置线的夹角大小|
|----|----|----|----|
5. (1)平面镜所成像的大小与物的大小相等;(2)像与物的连线垂直于镜面;(3)像和物到平面镜的距离相等。
6. 略
解析
【分析】
本题围绕平面镜成像的原理及探究实验展开,分为两个活动:活动一考查平面镜成像的虚实判断、像与物的位置关系及反射光线作图,需明确虚像的定义(反射光线反向延长线会聚而成,无法用光屏承接),结合平面镜成像“像物关于镜面对称”的特点判断连线与距离关系,作图可利用像点或反射定律两种方法;活动二探究平面镜成像特点的实验,需掌握实验器材选择(玻璃板、蜡烛、刻度尺等)、实验步骤的规范(玻璃板垂直桌面、用相同蜡烛比较像物大小)及实验结论。解题时需紧扣平面镜成像的核心规律,结合实验设计的原理分析问题。
【解析】
【活动一】
1. 平面镜所成的像是反射光线反向延长线会聚形成的,无法在光屏上呈现,因此A'是A的虚像。
2. 根据平面镜成像特点,像与物的连线垂直于镜面,且像到镜面的距离与物到镜面的距离相等,A'与A是以镜面为对称轴的对称点。
3. 作入射光线1和2的反射光线有两种方法:方法一,先确定B的像点B',连接B与入射点,延长该线即为反射光线(反射光线的反向延长线过像点);方法二,过入射点作法线,根据入射角等于反射角画出反射光线,结果如答图4-19所示。
4. 连接A'B'即为AB的虚像,符合像物关于镜面对称的特点。
【活动二】
2. 探究平面镜成像特点的实验中,需用薄玻璃板代替平面镜(便于确定像的位置)、大小相同的蜡烛(便于比较像与物的大小)、刻度尺(测量像与物到镜面的距离),因此选B、C、F。
3. 实验步骤:①取一张白纸平铺于水平桌面,用直尺在白纸中央画直线作为薄玻璃板放置线;②将薄玻璃板竖立在白纸上,使镀膜面贴合放置线,保证玻璃板与白纸垂直;③在玻璃板一侧点燃蜡烛,标记蜡烛位置A;④在同一侧透过玻璃板观察,将未点燃的相同蜡烛在玻璃板后方移动,直到与点燃蜡烛的像完全重合,标记该位置A';⑤移去器材,用刻度尺测量A、A'到放置线的距离,连接AA'并测量与放置线的夹角,记录数据。
4. 实验记录表格如参考答案所示。
5. 实验结论:平面镜所成像的大小与物相等,像与物的连线垂直于镜面,像与物到镜面的距离相等。
【答案】
【活动一】
1. 虚
2. 垂直;相等
3. 如答图4-19所示
4. 如答图4-19所示
【活动二】
2. B、C、F
3. ①取一张白纸平铺于水平桌面上,借助直尺在白纸中央绘制一条直线作为薄玻璃板放置线。②将薄玻璃板竖立在白纸上,使薄玻璃板的镀膜面严格贴合所画的薄玻璃板放置线,保证薄玻璃板与白纸平面相互垂直,无倾斜偏移。③在靠近人眼的一侧,将点燃的蜡烛置于白纸上合适的位置,用笔在白纸上标记点燃的蜡烛的摆放位置,记为A点。④人眼在点燃的蜡烛一侧透过薄玻璃板进行观察,清晰观察到薄玻璃板后方点燃的蜡烛所成的像。⑤取一根与点燃的蜡烛外形完全相同的未点燃的蜡烛,在薄玻璃板后方缓慢移动,观察未点燃的蜡烛是否能与点燃的蜡烛的像完全重合。⑥若未点燃的蜡烛能与点燃的蜡烛的像完全重合,则保持未点燃的蜡烛位置不动,在白纸上标记未点燃的蜡烛的位置,记为A'点。⑦移去薄玻璃板、点燃的蜡烛和未点燃的蜡烛。使用刻度尺分别测量A点、A'点到薄玻璃板放置线的距离,读取数据并记录。⑧用刻度尺连接白纸上的A点与A'点,得到线段AA',再用量角器测量线段AA'与薄玻璃板放置线的夹角,记录测量数据。
4. |未点燃的蜡烛与点燃的蜡烛的像是是否能完全重合|A点到薄玻璃板放置线的距离/cm|A'点到薄玻璃板放置线的距离/cm|线段AA'与薄玻璃板放置线的夹角大小|
|----|----|----|----|
5. (1)平面镜所成像的大小与物的大小相等;(2)像与物的连线垂直于镜面;(3)像和物到平面镜的距离相等。
6. 略
【知识点】
平面镜成像原理;平面镜成像特点;探究平面镜成像实验
【点评】
本题是光学部分的基础探究题,既考查了平面镜成像的核心规律,又涉及实验操作的规范设计,有助于学生巩固基础概念与实验探究能力,是中考光学的常考题型。
【难度系数】
0.5
本题围绕平面镜成像的原理及探究实验展开,分为两个活动:活动一考查平面镜成像的虚实判断、像与物的位置关系及反射光线作图,需明确虚像的定义(反射光线反向延长线会聚而成,无法用光屏承接),结合平面镜成像“像物关于镜面对称”的特点判断连线与距离关系,作图可利用像点或反射定律两种方法;活动二探究平面镜成像特点的实验,需掌握实验器材选择(玻璃板、蜡烛、刻度尺等)、实验步骤的规范(玻璃板垂直桌面、用相同蜡烛比较像物大小)及实验结论。解题时需紧扣平面镜成像的核心规律,结合实验设计的原理分析问题。
【解析】
【活动一】
1. 平面镜所成的像是反射光线反向延长线会聚形成的,无法在光屏上呈现,因此A'是A的虚像。
2. 根据平面镜成像特点,像与物的连线垂直于镜面,且像到镜面的距离与物到镜面的距离相等,A'与A是以镜面为对称轴的对称点。
3. 作入射光线1和2的反射光线有两种方法:方法一,先确定B的像点B',连接B与入射点,延长该线即为反射光线(反射光线的反向延长线过像点);方法二,过入射点作法线,根据入射角等于反射角画出反射光线,结果如答图4-19所示。
4. 连接A'B'即为AB的虚像,符合像物关于镜面对称的特点。
【活动二】
2. 探究平面镜成像特点的实验中,需用薄玻璃板代替平面镜(便于确定像的位置)、大小相同的蜡烛(便于比较像与物的大小)、刻度尺(测量像与物到镜面的距离),因此选B、C、F。
3. 实验步骤:①取一张白纸平铺于水平桌面,用直尺在白纸中央画直线作为薄玻璃板放置线;②将薄玻璃板竖立在白纸上,使镀膜面贴合放置线,保证玻璃板与白纸垂直;③在玻璃板一侧点燃蜡烛,标记蜡烛位置A;④在同一侧透过玻璃板观察,将未点燃的相同蜡烛在玻璃板后方移动,直到与点燃蜡烛的像完全重合,标记该位置A';⑤移去器材,用刻度尺测量A、A'到放置线的距离,连接AA'并测量与放置线的夹角,记录数据。
4. 实验记录表格如参考答案所示。
5. 实验结论:平面镜所成像的大小与物相等,像与物的连线垂直于镜面,像与物到镜面的距离相等。
【答案】
【活动一】
1. 虚
2. 垂直;相等
3. 如答图4-19所示
4. 如答图4-19所示
【活动二】
2. B、C、F
3. ①取一张白纸平铺于水平桌面上,借助直尺在白纸中央绘制一条直线作为薄玻璃板放置线。②将薄玻璃板竖立在白纸上,使薄玻璃板的镀膜面严格贴合所画的薄玻璃板放置线,保证薄玻璃板与白纸平面相互垂直,无倾斜偏移。③在靠近人眼的一侧,将点燃的蜡烛置于白纸上合适的位置,用笔在白纸上标记点燃的蜡烛的摆放位置,记为A点。④人眼在点燃的蜡烛一侧透过薄玻璃板进行观察,清晰观察到薄玻璃板后方点燃的蜡烛所成的像。⑤取一根与点燃的蜡烛外形完全相同的未点燃的蜡烛,在薄玻璃板后方缓慢移动,观察未点燃的蜡烛是否能与点燃的蜡烛的像完全重合。⑥若未点燃的蜡烛能与点燃的蜡烛的像完全重合,则保持未点燃的蜡烛位置不动,在白纸上标记未点燃的蜡烛的位置,记为A'点。⑦移去薄玻璃板、点燃的蜡烛和未点燃的蜡烛。使用刻度尺分别测量A点、A'点到薄玻璃板放置线的距离,读取数据并记录。⑧用刻度尺连接白纸上的A点与A'点,得到线段AA',再用量角器测量线段AA'与薄玻璃板放置线的夹角,记录测量数据。
4. |未点燃的蜡烛与点燃的蜡烛的像是是否能完全重合|A点到薄玻璃板放置线的距离/cm|A'点到薄玻璃板放置线的距离/cm|线段AA'与薄玻璃板放置线的夹角大小|
|----|----|----|----|
5. (1)平面镜所成像的大小与物的大小相等;(2)像与物的连线垂直于镜面;(3)像和物到平面镜的距离相等。
6. 略
【知识点】
平面镜成像原理;平面镜成像特点;探究平面镜成像实验
【点评】
本题是光学部分的基础探究题,既考查了平面镜成像的核心规律,又涉及实验操作的规范设计,有助于学生巩固基础概念与实验探究能力,是中考光学的常考题型。
【难度系数】
0.5
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