1. 关于平面镜成像的特点,小明用如图甲所示装置进行了探究。

【方案·证据】
(1)在水平桌面上铺一张白纸,纸上竖立一块玻璃板作为平面镜,在纸上记下
(2)把点燃的蜡烛A放在玻璃板前,人在玻璃板
(3)在探究像到镜面距离$ l_2 $与物到镜面距离$ l_1 $的大小关系时,图乙中测量方法正确的是

(4)多次改变蜡烛A的位置,重复实验,得到像与物位置的对应关系如图丙所示。

【解释·论证】
(5)由实验现象可得出结论:平面镜所成像的大小与物体的大小
【交流·评估】
(6)如图丁,移去蜡烛B,在其原来位置上放置一块不透明的光屏,眼睛按照

(7)小明实验时将蜡烛B也点燃了,发现实验难以进行,主要原因是
(8)小明用棋子代替蜡烛做实验,发现棋子E的像$ E' $偏暗,为了使E的像更亮,可用手电筒发出的一束平行光束来照射,图戊中有a、b、c、d四种照射方法,其中能观察到棋子的像变亮的最佳方法是
【方案·证据】
(1)在水平桌面上铺一张白纸,纸上竖立一块玻璃板作为平面镜,在纸上记下
玻璃板
的位置。(2)把点燃的蜡烛A放在玻璃板前,人在玻璃板
前
(填“前”或“后”)侧可以看到蜡烛A的像;再拿一支外形相同的未点燃的蜡烛B在玻璃板后面移动,直到看上去它跟蜡烛A的像完全重合,在纸上记下蜡烛A、B的位置。(3)在探究像到镜面距离$ l_2 $与物到镜面距离$ l_1 $的大小关系时,图乙中测量方法正确的是
方法 2
(填“方法1”“方法2”或“方法3”)。(4)多次改变蜡烛A的位置,重复实验,得到像与物位置的对应关系如图丙所示。
【解释·论证】
(5)由实验现象可得出结论:平面镜所成像的大小与物体的大小
相等
,像和物体到平面镜的距离相等
,像和物体的连线与镜面垂直
。【交流·评估】
(6)如图丁,移去蜡烛B,在其原来位置上放置一块不透明的光屏,眼睛按照
②
(填“①”或“②”)的方法观察光屏,发现光屏上没有出现蜡烛的像,说明物体通过平面镜所成的像是虚
(填“虚”或“实”)像。(7)小明实验时将蜡烛B也点燃了,发现实验难以进行,主要原因是
玻璃板后的光较强,成像不清晰,无法确定像的位置
。(8)小明用棋子代替蜡烛做实验,发现棋子E的像$ E' $偏暗,为了使E的像更亮,可用手电筒发出的一束平行光束来照射,图戊中有a、b、c、d四种照射方法,其中能观察到棋子的像变亮的最佳方法是
c
。答案
1. (1)玻璃板 (2)前 (3)方法 2 (5)相等;相等;垂直
(6)②;虚 (7)玻璃板后的光较强,成像不清晰,无法确定像的位置 (8)c
【点拨】(3)在探究像到镜面距离$ l_2 $与物到镜面距离$ l_1 $的大小关系时,玻璃板左侧为反射面,且选择蜡烛 A 和蜡烛 B 上关于镜面对称的点作为蜡烛 A、B 的位置,正确的是方法 2。(8)物体成像时,物体越亮,物体反射到玻璃板上的光线越强,成像越清晰,实验时,玻璃板后的环境应该较暗,所以,应用光源把棋子 E 照亮,并保持玻璃板后较暗,棋子的像会更清晰,故 c 的照射方法能观察到棋子的像变亮。
(6)②;虚 (7)玻璃板后的光较强,成像不清晰,无法确定像的位置 (8)c
【点拨】(3)在探究像到镜面距离$ l_2 $与物到镜面距离$ l_1 $的大小关系时,玻璃板左侧为反射面,且选择蜡烛 A 和蜡烛 B 上关于镜面对称的点作为蜡烛 A、B 的位置,正确的是方法 2。(8)物体成像时,物体越亮,物体反射到玻璃板上的光线越强,成像越清晰,实验时,玻璃板后的环境应该较暗,所以,应用光源把棋子 E 照亮,并保持玻璃板后较暗,棋子的像会更清晰,故 c 的照射方法能观察到棋子的像变亮。
解析
【分析】本题围绕平面镜成像特点的探究实验展开,需结合实验操作目的、原理逐一分析各小问:①实验前需标记玻璃板位置,作为后续物距、像距测量的参照;②平面镜成虚像,虚像与物体在同侧,需在物体一侧观察像;③测量物距、像距需取对应点到镜面的垂直距离,据此判断测量方法;④平面镜成像有明确的特点结论;⑤实像能呈现在光屏上,虚像不能,需明确观察光屏的方式;⑥蜡烛B点燃后会干扰像的清晰度,影响实验;⑦要让棋子像更亮,需照亮棋子本身,结合照射方式判断最佳方法。
【解析】
(1) 实验中需先在纸上标记玻璃板的位置,因为玻璃板是实验所用的平面镜,后续物距、像距的测量都以玻璃板为参照,故填“玻璃板”;
(2) 平面镜成的是虚像,虚像与物体在平面镜的同侧,因此人需在玻璃板前侧(蜡烛A所在的一侧)观察蜡烛A的像,故填“前”;
(3) 探究像到镜面距离与物到镜面距离的关系时,需测量物体和像到镜面的垂直距离,方法1测量的是到玻璃板边缘的距离,方法3测量方向错误,只有方法2测量的是对应点到镜面的垂直距离,故填“方法2”;
(5) 根据实验现象,平面镜所成像的大小与物体的大小相等,像和物体到平面镜的距离相等,像和物体的连线与镜面垂直;
(6) 判断实虚像时,需将光屏放在像的位置,眼睛直接观察光屏(方法②),若光屏上无像,说明平面镜成的是虚像,故填“②”“虚”;
(7) 若将蜡烛B点燃,玻璃板后方的光线会变强,干扰蜡烛A的像,导致无法清晰确定像的位置,故填“玻璃板后的光较强,成像不清晰,无法确定像的位置”;
(8) 要使棋子的像更亮,需照亮棋子本身(像的亮度由物体反射的光线强弱决定),因此选择照射棋子E的方法c,故填“c”;
【答案】(1)玻璃板 (2)前 (3)方法2 (5)相等;相等;垂直 (6)②;虚 (7)玻璃板后的光较强,成像不清晰,无法确定像的位置 (8)c
【知识点】平面镜成像实验、平面镜成像特点、实像与虚像
【点评】本题是初中光学核心实验题,全面考查平面镜成像探究实验的操作、结论及改进,注重对实验原理和细节的理解,是光学部分的重点内容。
【难度系数】0.6
【解析】
(1) 实验中需先在纸上标记玻璃板的位置,因为玻璃板是实验所用的平面镜,后续物距、像距的测量都以玻璃板为参照,故填“玻璃板”;
(2) 平面镜成的是虚像,虚像与物体在平面镜的同侧,因此人需在玻璃板前侧(蜡烛A所在的一侧)观察蜡烛A的像,故填“前”;
(3) 探究像到镜面距离与物到镜面距离的关系时,需测量物体和像到镜面的垂直距离,方法1测量的是到玻璃板边缘的距离,方法3测量方向错误,只有方法2测量的是对应点到镜面的垂直距离,故填“方法2”;
(5) 根据实验现象,平面镜所成像的大小与物体的大小相等,像和物体到平面镜的距离相等,像和物体的连线与镜面垂直;
(6) 判断实虚像时,需将光屏放在像的位置,眼睛直接观察光屏(方法②),若光屏上无像,说明平面镜成的是虚像,故填“②”“虚”;
(7) 若将蜡烛B点燃,玻璃板后方的光线会变强,干扰蜡烛A的像,导致无法清晰确定像的位置,故填“玻璃板后的光较强,成像不清晰,无法确定像的位置”;
(8) 要使棋子的像更亮,需照亮棋子本身(像的亮度由物体反射的光线强弱决定),因此选择照射棋子E的方法c,故填“c”;
【答案】(1)玻璃板 (2)前 (3)方法2 (5)相等;相等;垂直 (6)②;虚 (7)玻璃板后的光较强,成像不清晰,无法确定像的位置 (8)c
【知识点】平面镜成像实验、平面镜成像特点、实像与虚像
【点评】本题是初中光学核心实验题,全面考查平面镜成像探究实验的操作、结论及改进,注重对实验原理和细节的理解,是光学部分的重点内容。
【难度系数】0.6
2. 在“探究平面镜成像特点”的实验中,小明用两个大小相同的“F”字样物体$a$和$b$、白纸、刻度尺、薄玻璃板(带支架)进行如下探究:

(1)如图甲,将白纸平铺在水平桌面上,再将玻璃板
(2)将物体$b$按图乙中
(3)为了探究“照镜子时,靠近镜子像变大,远离镜子像变小”的看法是否正确,小明多次前后移动物体
(4)如图丙,将玻璃板倾斜,在白纸上不断移动物体$b$的位置,发现始终与物体$a$的像不能重合,物体$a$的像成在水平桌面的
(5) 多选 下列做法能使图甲中像的位置发生改变的有
A. 只将玻璃板向右平移
B. 只将玻璃板向上平移
C. 只将玻璃板绕左侧边逆时针转动
D. 只将玻璃板绕底边向后倾斜
(1)如图甲,将白纸平铺在水平桌面上,再将玻璃板
垂直
放置在白纸上。(2)将物体$b$按图乙中
①
(填序号)置于玻璃板后,不断移动物体$b$的位置,直至与物体$a$的像完全重合。由此得出初步结论:平面镜成像时,像与物的大小相等
。(3)为了探究“照镜子时,靠近镜子像变大,远离镜子像变小”的看法是否正确,小明多次前后移动物体
a
的位置,并移动另一个物体,根据现象得出像的大小与物体到平面镜的距离无关
。(4)如图丙,将玻璃板倾斜,在白纸上不断移动物体$b$的位置,发现始终与物体$a$的像不能重合,物体$a$的像成在水平桌面的
上方
(填“上方”或“下方”),此时物体$a$的像与物体$a$将仍然
(填“仍然”或“不再”)关于镜面对称。(5) 多选 下列做法能使图甲中像的位置发生改变的有
CD
(填字母)。A. 只将玻璃板向右平移
B. 只将玻璃板向上平移
C. 只将玻璃板绕左侧边逆时针转动
D. 只将玻璃板绕底边向后倾斜
答案
2.(1)垂直 (2)①;相等 (3)a;无关 (4)上方;仍然
(5)CD
【点拨】(1)实验时,玻璃板要与纸面垂直放置;如果玻璃板与纸面不垂直,“F”的像与“F”不在同一水平面上。
(2)物体b放在玻璃板后方和a的像重合,因为玻璃板成的是正立的像,与成像的物体关于玻璃板对称,所以b要与a一致,故选①。因为b与a大小相同,b能与a的像重合,说明a的像与a大小相同,所以平面镜成像时,像与物的大小相等。
(3)为了探究“照镜子时,靠近镜子像变大,远离镜子像变小”的看法是否正确,应该多次前后移动物体a的位置,并移动另一个物体,发现像与物的大小相等,故根据现象得出像的大小与物体到平面镜的距离无关。
(4)将玻璃板倾斜,在白纸上不断移动物体b的位置,发现始终与物体a的像不能重合,是因为所成的像与物关于玻璃板对称,所以物体b与物体a的像不能重合。
(5)只将玻璃板向右、向上平移时,平面镜所在的整个平面是不变的,且像与物关于镜面对称,物体的位置不变,则像的位置不变,故AB不符合题意;只将玻璃板绕左侧边逆时针转动时,物体a到玻璃板的距离发生了变化,由平面镜成像的特点可知,像的位置会发生变化,故C符合题意;只将玻璃板绕底边向后倾斜,根据像与物关于镜面对称可知,像的位置变化,故D符合题意。
(5)CD
【点拨】(1)实验时,玻璃板要与纸面垂直放置;如果玻璃板与纸面不垂直,“F”的像与“F”不在同一水平面上。
(2)物体b放在玻璃板后方和a的像重合,因为玻璃板成的是正立的像,与成像的物体关于玻璃板对称,所以b要与a一致,故选①。因为b与a大小相同,b能与a的像重合,说明a的像与a大小相同,所以平面镜成像时,像与物的大小相等。
(3)为了探究“照镜子时,靠近镜子像变大,远离镜子像变小”的看法是否正确,应该多次前后移动物体a的位置,并移动另一个物体,发现像与物的大小相等,故根据现象得出像的大小与物体到平面镜的距离无关。
(4)将玻璃板倾斜,在白纸上不断移动物体b的位置,发现始终与物体a的像不能重合,是因为所成的像与物关于玻璃板对称,所以物体b与物体a的像不能重合。
(5)只将玻璃板向右、向上平移时,平面镜所在的整个平面是不变的,且像与物关于镜面对称,物体的位置不变,则像的位置不变,故AB不符合题意;只将玻璃板绕左侧边逆时针转动时,物体a到玻璃板的距离发生了变化,由平面镜成像的特点可知,像的位置会发生变化,故C符合题意;只将玻璃板绕底边向后倾斜,根据像与物关于镜面对称可知,像的位置变化,故D符合题意。
解析
【分析】
本题围绕“探究平面镜成像特点”的实验展开,需结合实验操作要求、平面镜成像的核心特点(像与物等大、等距、关于镜面对称)逐一分析各问题:首先明确实验中玻璃板需垂直放置才能保证像与物在同一水平面;其次利用像与物的对称关系判断物体b的选择、像的大小规律;再通过改变物体位置探究像的大小与距离的关系;最后分析玻璃板倾斜时像的位置及对称性,结合对称原理判断像的位置变化情况。
【解析】
(1) 实验时,玻璃板需垂直放置在白纸上,若不垂直,像与物不在同一水平面,无法让后方物体与像重合,因此填垂直。
(2) 平面镜成正立等大的虚像,像与物关于镜面对称,所以物体b应选择与物体a完全相同的①,才能与a的像重合,由此得出平面镜成像时像与物的大小相等。
(3) 要探究像的大小与物到镜面距离的关系,需多次改变物体a的位置,移动另一物体b,发现像始终与物大小相等,因此像的大小与物体到平面镜的距离无关。
(4) 玻璃板倾斜后,根据像与物关于镜面对称,物体a的像会成在水平桌面的上方,此时像与物体a仍然关于镜面对称,只是不在同一水平面上,导致物体b无法与像重合。
(5) 根据平面镜成像特点,像与物关于镜面对称,物的位置不变时,仅当玻璃板位置变化导致对称位置改变,像的位置才会变化:A选项玻璃板向右平移,对称位置不变,像位置不变;B选项玻璃板向上平移,对称位置不变,像位置不变;C选项玻璃板绕左侧边逆时针转动,玻璃板位置改变,对称位置改变,像位置变化;D选项玻璃板绕底边向后倾斜,玻璃板倾斜,对称位置改变,像位置变化,因此选CD。
【答案】
(1)垂直;(2)①;相等;(3)a;无关;(4)上方;仍然;(5)CD
【知识点】
平面镜成像特点,实验操作规范,像与物的对称性
【点评】
本题是平面镜成像实验的综合考查,涵盖实验操作要点、成像规律的应用,需要学生掌握实验核心原理,理解像与物的对称关系,能正确分析实验中的操作变化对像的影响,是光学实验的典型题目。
【难度系数】
0.5
本题围绕“探究平面镜成像特点”的实验展开,需结合实验操作要求、平面镜成像的核心特点(像与物等大、等距、关于镜面对称)逐一分析各问题:首先明确实验中玻璃板需垂直放置才能保证像与物在同一水平面;其次利用像与物的对称关系判断物体b的选择、像的大小规律;再通过改变物体位置探究像的大小与距离的关系;最后分析玻璃板倾斜时像的位置及对称性,结合对称原理判断像的位置变化情况。
【解析】
(1) 实验时,玻璃板需垂直放置在白纸上,若不垂直,像与物不在同一水平面,无法让后方物体与像重合,因此填垂直。
(2) 平面镜成正立等大的虚像,像与物关于镜面对称,所以物体b应选择与物体a完全相同的①,才能与a的像重合,由此得出平面镜成像时像与物的大小相等。
(3) 要探究像的大小与物到镜面距离的关系,需多次改变物体a的位置,移动另一物体b,发现像始终与物大小相等,因此像的大小与物体到平面镜的距离无关。
(4) 玻璃板倾斜后,根据像与物关于镜面对称,物体a的像会成在水平桌面的上方,此时像与物体a仍然关于镜面对称,只是不在同一水平面上,导致物体b无法与像重合。
(5) 根据平面镜成像特点,像与物关于镜面对称,物的位置不变时,仅当玻璃板位置变化导致对称位置改变,像的位置才会变化:A选项玻璃板向右平移,对称位置不变,像位置不变;B选项玻璃板向上平移,对称位置不变,像位置不变;C选项玻璃板绕左侧边逆时针转动,玻璃板位置改变,对称位置改变,像位置变化;D选项玻璃板绕底边向后倾斜,玻璃板倾斜,对称位置改变,像位置变化,因此选CD。
【答案】
(1)垂直;(2)①;相等;(3)a;无关;(4)上方;仍然;(5)CD
【知识点】
平面镜成像特点,实验操作规范,像与物的对称性
【点评】
本题是平面镜成像实验的综合考查,涵盖实验操作要点、成像规律的应用,需要学生掌握实验核心原理,理解像与物的对称关系,能正确分析实验中的操作变化对像的影响,是光学实验的典型题目。
【难度系数】
0.5
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