4.3 平面镜成像
一、单选题
1.如图是一只红嘴鸥从水中捕食,飞离水面的情景。下列说法正确的是( )
A.水中的倒影是由于光的反射形成的实像
B.红嘴鸥飞离水面时,它的像也远离水面
C.水越深,红嘴鸥的像到水面的距离越远
D.红嘴鸥飞离水面时,水中的像变小
2.水平桌面上竖直放置着平面镜,平面镜前直立着铅笔,平面镜中呈现铅笔的虚像。当铅笔与平面镜之间的距离为5cm时,像的高度为h1,像到平面镜的距离为s1;当铅笔与平面镜之间的距离为10cm时,像的高度为h2,像到平面镜的距离为s2。则下列四个选项中,判断正确的是( )
A.s1=s2 B.s1>s2 C.h1=h2 D.h1
A.看到水中的“烛焰”是由于光的折射形成的虚像
B.在烧杯一侧可以观察到蜡烛在水中燃烧
C.蜡烛靠近玻璃板时,像变大
D.沿③方向移动玻璃板可使乙图中的像移到烧杯中
4.如图所示,是一物体在平面镜中成像的四种作图方式,其中正确的是( )
A. B. C. D.
5.以平面镜BC和CD为两个侧面的一个黑盒子里有一个点光源S,黑盒子的另一个侧面AD上开有一个小孔P,如图所示。当小李同学在盒外沿着与AD平行的方向走过时,通过小孔P能几次被点光源S所发出的光照射到( )
A.1次 B.2次 C.3次 D.4次
6.一只小蜜蜂悬停在平静的湖面上方,它向下看,看到下方有一个与自己相同的“同伴”,于是它飞向湖面迎接“同伴”,在此过程中( )
A.“同伴”向它迎来 B.“同伴”离它而去 C.“同伴”逐渐变小 D.“同伴”真实存在
7.用如图实验器材探究平面镜成像的特点,以下说法中正确的是( )
A.棋子A、B可以不等大
B.虚像呈在玻璃的前表面上
C.方格纸有助于确定虚像的位置
D.棋子A向玻璃板靠近,所成的像会变大
8.如图所示“探究平面镜成像特点”,下列关于该实验说法正确的是( )
A.将蜡烛向玻璃板靠近,则蜡烛的像会变大
B.实验时,应选用两支完全相同的蜡烛
C.移去蜡烛,并在原蜡烛B的位置放一光屏,光屏上能接受到A的像
D.在比较像与物的大小关系时,蜡烛B等效替代的是蜡烛A的像
9.小芳面向穿衣镜站在镜前1m处,若她远离平面镜后退0.5m。则下列正确的是( )
A.镜中的像距穿衣镜的距离不变 B.小芳在镜中的像为实像
C.小芳能看到她自己的像是发生了折射 D.镜中的像的大小没有改变
10.在探究平面镜成像实验时,下列说法正确的是( )
A.本实验最好在较明亮的环境中进行
B.玻璃板应与桌面上的白纸垂直放置
C.在像的位置放一张白纸,透过玻璃板能看到白纸上的实像
D.将蜡烛A远离玻璃板,需要换用小一些的蜡烛B才能与A的像重合
二、填空题
11.小明同学身高165cm,站在竖置放置的平面镜前,从平面镜中看到挂钟的指针如图所示。由此可知,他在平面镜中的像高为 cm,挂钟显示的实际时间是 。
12.用图甲中的器材探究平面镜成像的特点时,为得到像和物左右之间的关系,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。小明在实验时从侧面E处观察C处棋子的成像情况,请在图丙中用黑点标出小明观察到的像C′的位置。
13.用如图所示的装置探究平面镜成像的特点。实验中,选取两个完全相同的棋子,是为了替代 (选填“物”或“像”)来比较像和物的大小关系;移动棋子B寻找棋子A的像的位置时,眼睛应该在 (选填“A”或“B”)一侧观察。为了使像看起来更清晰,实验最好在 (选填“较亮”或“较暗”)的环境中进行。
14.如图所示,在探究平面镜成像的特点时,最好在较 (填“亮”或“暗”)的环境下;多次改变蜡烛A的位置,蜡烛B都能与蜡烛A的像重合,说明像与物的大小
三、计算题
15.仪容镜,又称仪表镜,是一种用于公共场所的大镜子,旨在供往来人整理仪容。中国内地这样的仪容镜多见于政府机关、学校和工厂等地。在学校里,仪表镜扮演着重要的角色,它可以帮助学生养成良好的卫生习惯。通过定期检查自己的仪容仪表,学生可以及时发现并纠正不良的习惯,如不整洁的头发、脏污的衣服等。如图所示,甲、乙、丙三位同学此时正站在宽度为2.25米的仪容镜前,甲同学正对着镜子的右边缘。三位同学站立的地面铺有正方形地砖。
(1)哪位同学能够在镜子中同时看到其他二人?请分别在图1、2上准确画出他看见其他二人的光路图;
(2)如图所示,保持三位同学的位置不变,沿水平方向移动仪容镜,使得三位同学能够互相看到对方。请问应该向左或者向右至少平移多少距离,能够使得三位同学能够刚好看见彼此?
四、实验题
16.如图,在平面镜的上方有一发光点S,OB、O′B′分别是S发出的两条光线经平面镜后的反射光线,请根据平面镜成像特点确定发光点的位置。(要求保留必要的辅助线)
17.小明在探究“平面镜成像的特点”实验中,实验装置如图甲所示。
(1)为了更好地完成实验,最好选用 (选填“无色”或“茶色”)玻璃;
(2)实验时,应使玻璃板面与纸面保持垂直。若要检验玻璃板的放置是否符合要求,你的方法是 ;
(3)将棋子A置于玻璃板前方,观察到玻璃板后方有两个A的像,接着小明在玻璃板后方放置棋子B,发现棋子B与棋子A较亮的像重合时,在白纸上记下棋子A和B的位置,如图乙所示,此时物体到镜面的距离为AC,像到镜面的距离为 (选填“AC”“AD”“BD”或“BC”)。可沿 (选填“MN”或“PQ”)方向移动棋子 A多次实验,寻找普遍规律。
五、作图题
18.在一场国际台球比赛中,中国选手丁俊晖需要将A球打进C洞,但B球挡住了A球的前进路线,丁俊晖想通过台球案子的边沿EF反弹来完成任务。请同学们利用学过的光学知识找出反弹点N并补全A球的运动路径。
19.观察图(a),描述你看到的现象,并尝试用平面镜成像的特点加以解释。图(b)中,MN表示水面,AB表示岸边的一棵树,请画出树在水中所成的像。
参考答案:
1.B
【详解】A.水中的倒影是由于光的反射形成的虚像,故A错误;
B.根据平面镜成像特点,像与物到平面镜的距离相等,所以红嘴鸥飞离水面时,它的像也远离水面,故B正确;
C.像到平面镜的距离与物体到平面镜的距离有关,与水的深度无关,故C错误;
D.红嘴鸥飞离水面时,根据平面镜成像特点,像与物大小相同,所以水中的像大小不变,故D错误。
故选B。
2.C
【详解】AB.平面镜成像中,像距等于物距,则
,
则
故AB错误;
CD.像与物体等大,成像是物体大小不变,则像大小不变,因此
故C正确,D错误。
故选C。
3.D
【详解】A.看到水中的“烛焰”是由于光的反射形成的,故A错误;
B.由于平面镜成虚像,所以在烧杯一侧是观察不到蜡烛在水中燃烧的,故B错误;
C.看到的像是平面镜所成的像,平面镜所成的像是等大的像,所以蜡烛靠近玻璃板时,像大小不变,故C错误;
D.由于平面镜所成的像的物距和像距相等,所以沿③方向移动玻璃板可以增加物体与平面镜的距离,即增大物距,像距也变大,从而可以使乙图中的像移到烧杯中,故D正确。
故选D。
4.A
【详解】平面镜所成的像是关于镜面对称(即以镜面为对称轴)的虚像,故A正确,BCD错误。
故选A。
5.D
【详解】S发出的光线从小孔P射出,有以下四种情况:由S发出的线SP;由S发出经过BC反射直接通过P的光线;由S发出经过CD反射直接通过P的光线;由S发出经过BC反射再经过CD反射通过P的光线。
故选D。
6.A
【详解】当一只小蜜蜂悬停在平静的湖面上方时,湖面就相当于一个平面镜,平面镜成像特点是像与物体大小相等,像到镜的距离等于物体到镜的距离,所成的像是虚像。当小蜜蜂飞向湖面迎接“同伴”时,物距变小,像距也跟着变小,但像的大小不变。所以在此过程中,“同伴”向它迎来,大小不变。故A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
7.C
【详解】A.为了比较A的像与A大小相同的结论,棋子A、B应该等大,故A错误;
B.根据平面镜成像特点可知,像与物关于镜面对称,故虚像呈在玻璃的后方,故B错误;
C.方格纸每个方格距离相同,有助于确定虚像的位置,故C正确;
D.像与物的大小相等,故棋子A向玻璃板靠近,所成的像不变,故D错误。
故选C。
8.B
【详解】A.平面镜所成像与物大小相等,将蜡烛向玻璃板靠近,蜡烛大小不变,故蜡烛的像的大小不变,故A错误;
B.实验中,选用两支完全相同的蜡烛,便于比较像与物的大小关系,故B正确;
C.平面镜成虚像,光屏不能承接到像,故C错误;
D.在比较像与物的大小关系时,蜡烛B等效替代的是蜡烛A,若蜡烛B能与蜡烛A的像重合,说明蜡烛A与蜡烛A的像大小相等,故D错误。
故选B。
9.D
【详解】ABD.平面镜所成的像为等大的虚像,所以当人远离平面镜后,像也会远离平面镜,且镜中的像的大小没有发生改变,故AB错误,D正确;
C.小芳能看到她自己的像是自己身上反射的光线遇到镜面发生了反射,光线反射回来进入眼睛,因而看到了自己的像。故C错误。
故选D。
10.B
【详解】A.为了防止其他光的干扰,本实验需要在较暗的环境中进行,故A错误;
B.玻璃板要竖立在白纸上,即与白纸垂直,这样才能使另一只相同的蜡烛B与A的像重合,故B正确;
C.平面镜成的是虚像,无法用白纸承接到实像,故C错误;
D.平面镜所成的像与物大小相等,将蜡烛A远离玻璃板,只需将与A相同的蜡烛B远离玻璃板就能与A的像重合,故D错误。
故选B。
11. 165 10:40
【详解】[1]根据平面镜成像特点可知,物和像的大小相等;小明同学的身高是165cm,则他在平面镜中的像高也是165cm。
[2]根据平面镜成像特点,即物像关于平面镜对称,作出平面镜中钟表指针的实际情况,如下图,可以看到钟表的实际时间是10:40。
12. a 位置
【详解】[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。
[3]根据平面镜的成像规律,像与物关于平面镜对称。当从侧面E处观察C处棋子的成像情况时,像的位置关于平面镜对称,如下图所示:
13. 像 A 较暗
【详解】[1]实验中的两棋子要求选取完全相同的棋子,是为了用棋子B来代替棋子A的像来比较像与物的大小关系。
[2]由于平面镜所成的像是虚像,故在确定棋子A的像的位置时,人眼应在棋子A这一侧观察。
[3]该实验在较暗的环境中进行,可避免外界强光的干扰,使像观察起来更加的清晰。
14. 暗 相等
【详解】[1]在探究平面镜成像的特点时,实验时点燃的蜡烛比较亮,环境比较黑暗,点燃蜡烛和环境对比度比较大,蜡烛成像会更清楚。
[2]实验时采用两个完全相同的蜡烛,一支蜡烛放在玻璃板的前面并点燃,另一支放在玻璃板的后面,不需要点燃,若将蜡烛B与蜡烛A的像完全重合,说明像与物的大小相等。
15.(1)乙同学,;(2)0.75m
【详解】解:(1)由平面镜成像规律可知,物与像到平面镜的距离相等,过平面镜作甲的像,连接像点与乙,与平面镜交于点C。三角形ABC与三角形AEF相似,则EF与BC的比值等于AB与AF的比值,由图可知,AB等于BF等于6块砖的长度,则AF等于12块砖的长度,AB与AF的比值为,EF等于12块砖的长度,所以BC等于6块砖的长度,如图所示
同理,FG等于2块砖的长度,FM等于8块砖的长度,EM等于16块砖的长度,所以GH等于4块砖的长度,如图所示
(2)由(1)可知,FM的距离是HG的四倍,甲和丙水平方向距离为4块砖的距离,则要让甲看到丙,平面镜因距离丙一块砖的距离,所以应将平面镜向右移3块砖的距离,每块砖的长度
所以向右移动0.75m。
答:(1)乙同学能够在镜子中同时看到其他二人,光路图如图所示
(2)向右移动0.75m。
16.
【详解】平面镜成像时,像和物体各对应点的连线与平面镜垂直,像和物体各对应点到平面镜间距离相等,OB、O′B′是S发出的两条光线经平面镜后的反射光线,所以OB、O′B′的反向延长线交点即为S在平面镜中的像S′。作出OB、O′B′反向延长线的交点S′,再作出S′关于平面镜的对称点S,S即为发光点,如图所示
17. 茶色 用直角三角板的两个直角边来检查玻璃板是否与水平桌面垂直 BC PQ
【详解】(1)[1]在比较明亮的环境中,很多物体都在射出光线,干扰人的视线,所以为了更好地完成实验选茶色玻璃,这样玻璃成的像比较清晰。
(2)[2]实验时,应使玻璃板面与纸面保持垂直,因为直角三角板的两个直角边相互垂直,所以可以用直角三角板的两个直角边来检查玻璃板是否与水平桌面垂直。
(3)[3] [4]物到镜面的距离叫做物距,由“在玻璃板后方放置棋子B,发现棋子B与棋子A较亮的像重合时”可知玻璃板的反射面是C面,由图可知,物体到镜面的距离是AC,像到镜面的距离叫做像距,由图可知,像到镜面的距离为BC;为了寻找普遍规律,应改变物距多次实验,所以要沿PQ方向移动棋子A多次实验,寻找普遍规律。
18.
【详解】作出A球关于EF的对称点A′,连接A′C交EF于N点,连接AN,则AN为球的入射路径,NC为球的反射路径,如图所示:
19.
【详解】图(a)是水中倒影,是平面镜成像现象,根据平面镜成像的特点,像和物体关于平面镜对称,图(b)中,分别作A、B关于平面镜的对称点、,再连接两个对称点即为树在水中所成的像,作图如下:
