初中物理平面镜成像的特点、原理、现象及其实验方案解答题

小华用两个完全相同的棋子 $A$和棋子 $B$．在水平桌面上探究平面镜成像的特点，实验装置如图

（1）无论怎样在桌面上移动棋子 $B$，都无法使它与棋子 $A$的像完全重合。出现这种情况的原因是　　。排除问题后，移动棋子 $B$，使它与棋子 $A$的像完全重合，这样做的目的除了能确定棋子 $A$经平面镜所成像的位置，同时还能比较　　大小关系。

（2）用铅笔画出平面镜及棋子 $A$和棋子 $B$的位置，并画出棋子 $A$和棋子 $B$位置的连线，经测量发现：两棋子的连线与镜面　　，两棋子到镜面的距离相等

（3）移去棋子 $B$，将一张白卡片竖直放在棋子 $B$所在的位置，直接观察白卡片，观察白卡片上没有棋子 $A$的像，说明棋子 $A$经平面镜所成的是　　像

（4）用木板紧贴玻璃板背面，挡住玻璃板后的光，人眼在玻璃板前　　（选填“能”或“不能” $)$看见棋子 $A$的像。

如图所示是“探究平面镜成像特点”的情景：透明玻璃板竖直放在水平桌面上，两支相同的蜡烛A、B竖立在玻璃板两侧，请根据实验回答下列问题：

（1）为了便于观察实验应选在　   　（选填“较亮”或“较暗“）的环境中进行；

（2）选取两支相同的蜡烛是为了比较像与物的　 　关系；

（3）实验中，测得蜡烛A到玻璃板的距离为5cm，移动蜡烛B，使它与蜡烛A的像完全重合，此时蜡烛B到玻璃板的距离为　   　cm。

（4）实验中若移开蜡烛B，用白纸做光屏放在像的位置，不透过玻璃板，直接观察白纸，看不到蜡烛A的像，说明平面镜成的是　   　（选填“虛像”或“实像”）

（5）实验中，小红发现玻璃板后出现两个蜡烛A的像，其原因是她选用的玻璃板　　（选填“太厚”或“太薄”）

同学们探究“平面镜成像特点”。

（1）小华在竖直的玻璃板前 $A$位置放置点燃的蜡烛，看到玻璃板后出现蜡烛的像，如图甲所示，用一张不透明纸挡在玻璃板与像之间，她在图甲所示位置观察　　（选填“仍然”或“不能” $)$看到蜡烛的像。这说明像是由于光的　　（选填“反射”或“折射” $)$形成的。

（2）撤去不透明纸，小华又拿另一支大小相同的蜡烛放到玻璃板后像的位置，发现它跟像完全重合，由此可知平面镜成　　（选填“缩小”、“等大”或“放大” $)$的像。记录物像的位置 $\mathit{AA}\text{'}$。

（3）经过三次实验得到三组物、像位置点，如图乙所示，由此可知　　。

（4）小明自备器材做该实验，在玻璃板前放置一支点燃的蜡烛，看到玻璃板后出现蜡烛的两个像，这是因为　　。

如图甲所示，在探究平面镜成像的特点实验中。

（1）实验时，先将方格纸放在水平桌面上，再将茶色玻璃　　放置在方格纸上。

（2）选用两个完全相同的棋子是为了比较　　和物的大小关系。

（3）如图乙所示，棋子放在 $A$处，观察者在 $B$处，可以看到棋子的像在　　

$A$、 $a$处 $B$、 $b$处 $C$、 $c$处 $D$、 $d$处

（4）将一张白卡片竖直放在像的位置，能否从白卡片上直接观察到像？答：　　。

某同学探究平面镜成像时，将一块玻璃板竖直架在一把直尺的上面，再取两段等长的蜡烛 $A$和 $B$一前一后竖放在直尺上，点燃玻璃板前的蜡烛 $A$，用眼睛进行观察，如图所示。在此实验中：

（1）直尺的作用是　                                                         　；

（2）移去蜡烛 $B$，并在其所在位置上放一光屏，则光屏上　　接收到蜡烛 $A$的烛焰的像（填“能或“不能” $)$。

实验室常用蜡烛完成乙图光学实验：

（1）图甲为小孔成像示意图，该现象可以用　　来解释。

（2）图乙为探究平面镜成像特点的实验装置，若蜡烛 $A$到玻璃板距离为 $10\mathit{cm}$，则蜡烛的像 $B$与蜡烛 $A$之间的距离为　　 $\mathit{cm}$；若在像和玻璃板之间放置一个不透明的挡板，从蜡烛 $A$一侧观察玻璃板，　　（填“能”或“不能” $)$看到蜡烛所成的像。

（3）图丙为探究凸透镜成像规律的实验装置。当蜡烛、凸透镜和光屏处于图示位置时，可在光屏上得到清晰的像。保持凸透镜位置不变，将蜡烛向右移动到 $35\mathit{cm}$刻度线处，此时可将光屏向　　（选填“左”或“右” $)$移动适当距离能再次得到清晰的倒立、　　的实像；若不移动光屏，可在烛焰和透镜之间放置一个适当的　　透镜（选填“凸”或“凹” $)$也能在光屏上得到一个清晰的像。

在九年级总复习时，同学们再次做“探究平面镜成像特点”的实验，小明和小红在分析数据时发现，三组数据的像距都比物距大一些。小明认为这是由于测量粗心引起的，小红认为像距总是比物距大可能与玻璃板的厚度有关。他们对此问题进行了进一步的探究，数据如下表。

玻璃板厚度 $/\mathit{mm}$	5	5	5	10	10	10	15	15	15
像距 $/\mathit{cm}$	3.00	5.80	8.70	3.95	6.50	9.35	3.18	5.40	7.85
物距 $/\mathit{cm}$	2.65	5.50	8.35	3.30	5.95	8.72	2.05	4.30	6.90
像距与物距的差值 $/\mathit{cm}$	0.35	0.30	0.35	0.65	0.55	0.63	1.13	1.10	0.95

请你结合表中数据，回答以下问题：

（1）小明的看法不正确的理由是　　。

（2）玻璃板的厚度对像距与物距差值的影响，可表述为　　。

（3）在“探究平面镜成像特点”的实验中，你认为应该选择较　　（选填“薄”或“厚” $)$的玻璃板。

（4）在整个实验过程中，平面镜所成的像都是　　（选填“实像”或“虚像” $)$，从测量数据可以看出，他们测量像距和物距时所用刻度尺的分度值为1　　（选填“ $\mathit{mm}$”或“ $\mathit{cm}$” $)$。

如图甲所示是“探究平面镜成像的特点”的实验装置。

（1）取两支完全相同的蜡烛，是为了探究像与物的　　关系。

（2）将点燃的蜡烛 $A$放在玻璃板前，移动玻璃板后的蜡烛 $B$直至与蜡烛 $A$的像完全重合，记录蜡烛 $A$、蜡烛 $B$的位置。改变蜡烛 $A$的位置，重复上述实验，实验记录如图乙所示。蜡烛 $A$位于2位置时的像在　　点，蜡烛 $A$由2位置移到3位置，像的大小　　（选填“变大”、“变小”或“不变” $)$。

（3）人看到蜡烛的像是由于反射光进入人眼。请在图内中画出与反射光线对应的入射光线。

如图是“探究平面镜成像的特点”的实验装置。

（1）实验中用玻璃板代替平面镜，主要利用了玻璃透明的特点，便于确定　 　，玻璃板放置时要求与纸板　　。

（2）在玻璃板前面放一支点燃的蜡烛 $A$，再拿一支没点燃的相同的蜡烛 $B$，在玻璃板后面移动，直至与蜡像 $A$的像重合，这样做是为了比较像与物的　　关系；若用光屏替代蜡烛 $B$，在光屏上观察不到蜡烛 $A$的像，说明平面镜成的是　　（选填“实”或“虚” $)$像。

图1是某同学探究平面镜成像特点的实验装置，棋子 $A$和 $B$完全相同

（1）实验中应选择较　　（选填“厚”或“薄” $)$的茶色玻璃板，并将其　　放置在水平桌面上。

（2）为确定棋子 $A$像的位置，应在玻璃板后方移动棋子 $B$，直到它与棋子 $A$的像　　；

（3）多次改变棋子 $A$的位置进行实验，可得到像与物关于　　对称的实验结论

（4）某次实验后，将光屏竖直放置棋子 $B$的位置，光屏上　　（选填“能”或“不能” $)$接收到棋子 $A$的像。

（5）另一位同学直接用平面镜来确定像的位置，如图2所示，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，移动其它电池，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3所示，请在图3中作出电池①像的位置并用“ $·$”表示。

小明利用如图甲所示的实验器材，做“探究平面镜成像的特点”实验：

（1）小明用玻璃板代替平面镜的目的是　　。

（2）小明在玻璃板的前面放一支点燃的蜡烛 $A$，还要在玻璃板的后面放一支没有点燃的蜡烛 $B$，对蜡烛 $A$和 $B$的要求是　　，这是为了比较　　；实验中点燃蜡烛 $A$的目的是　　。

（3）小明完成实验后，在老师的帮助下对上述实验进行了改进，如图乙所示，他将右侧贴有半透膜的玻璃板用夹子固定在量角器上，把形如“7”的未点燃的生日蜡烛 $C$、 $D$分别插在铺有方格纸的泡沫板的 $a$、 $b$处，透过普通玻璃看不到蜡烛 $C$清晰的像，透过贴膜玻璃能看到蜡烛 $D$清晰的像，他透过贴膜玻璃能看到蜡烛 $D$清晰的像是因为　　。

（4）请你说出实验改进后的优点（至少说出两点） $:$　　。

小明同学在探究“平面镜成像特点”的实验时所用的实验器材有带底座的玻璃板、白纸笔、火柴、光屏、刻度尺、两支外形相同的蜡烛 $A$和 $B$。

（1）实验过程中一切准备就绪后，小明在竖立的玻璃板前点燃蜡烛 $A$，拿　 　（选填“点燃”或“未点燃” $)$的蜡烛 $B$竖立在玻璃板后面移动，人眼一直在玻璃板的前侧观察，直至蜡烛 $B$与蜡烛 $A$的像完全重合如图所示。这种确定像与物大小关系的方法是　　（选填“控制变量法”或“等效替代法” $)$。

（2）小明移去蜡烛 $B$在其原来位置上放置一块光屏，光屏上无法呈现蜡烛 $A$的像，这说明平面镜成的像是　　（选填“虚或”实” $)$像。

（3）为了让右座的同学也能够看清蜡烛的像，小明只将玻璃板向右平移，则蜡烛像的位置　　（选填“向左移动”、“向右移动”或“不变” $)$。

小明做“探究平面镜成像特点”的实验时，将玻璃板竖直立在水平桌面上，在白纸上画出表示玻璃板前后两表面的位置 $\mathit{MM}\text{'}$和 $\mathit{NN}\text{'}$。

（1）如图所示，用刻度尺测量玻璃板的厚度，其读数为　　 $\mathit{cm}$。

（2）在玻璃板前放棋子 $A$，观察到棋子在玻璃板中有两个像，一个较亮、另一个较暗，较亮的像是光线经　　 $(\mathit{MM}\text{'}/\mathit{NN}\text{'})$面反射形成的。

（3）为验证“像是虚像”的猜想，小明将一张白卡片放在　　的位置，　　（直接 $/$透过玻璃板）观察卡片上有无棋子 $A$的像。

（4）将棋子 $B$（图中未画出）放到玻璃板后，使它与较亮的像重合，并测量棋子 $A$的右端到 $\mathit{MM}\text{'}$的距离 $l_A$和棋子 $B$的左端到 $\mathit{NN}\text{'}$的距离 $l_B$，实验数据记录在下表中。

次数	1	2	3	4
$l_A/\mathit{cm}$	5.40	7.15	9.80	12.50
$l_B/\mathit{cm}$	5.20	6.96	9.61	12.32

分析数据可得：像到反射面的距离　　（小于 $/$大于）物到反射面的距离。

（5）实验中，像与物到反射面的距离存在差值。小明对此很感兴趣，他想探究影响这一差值大小的因素。请帮小明提出一条有价值且可探究的问题：　　。

小明用茶色玻璃板和两个相同的棋子做探究像与物到平面镜距离关系的实验。

（1）将玻璃板　　立在水平桌面上，在白纸上沿玻璃板前后两表面画线 $M{M}^{\text{'}}$和 $N{N}^{\text{'}}$。

（2）在玻璃板前放棋子 $A$，将棋子 $B$放到玻璃板后，使它与　　重合。

（3）在白纸上沿棋子 $A$和 $B$的边缘画图，测量 $A$的右端到 $M{M}^{\text{'}}$的距离 $l_A=4.30\mathit{cm}$；测量 $B$的左端到 $N{N}^{\text{'}}$的距离如图所示，其值为 $l_B=$　　 $\mathit{cm}$。

（4）改变 $A$的位置，将数据记录在表中，表中有一个数据异常，该数据是　　 $\mathit{cm}$，它最有可能测量的是　　距离。

次数	1	2	3	4	5
$l_A/\mathit{cm}$	4.30	5.70	7.10	8.80	9.90
$l_B/\mathit{cm}$		5.40	6.50	8.50	9.60

（5）修正（4）中异常数据后，比较 $l_B$和 $l_A$，发现 $l_B$总是小于 $l_A$，为准确获得实验结论，请你对小明实验中的错误操作进行纠正，答：　　。

在"探究平面镜成像特点"的实验中。

（1）实验时应选较 　　（选填"厚"或"薄"）的玻璃板垂直放置在水平桌面上。

（2）将棋子A放在玻璃板的前面，应在玻璃板 　　（选填"前面"或"后面"）观察A经玻璃板所成的像。

（3）当棋子A远离玻璃板时，像的大小 　　。

（4）将光屏放到像的位置，无法直接在光屏上观察到像，说明所成的像是 　　像

（5）用木板紧贴在玻璃板背面，挡住玻璃板后面的光，人眼在玻璃板前 　　（选填"能"或"不能"）看见棋子A的像。