初中物理平面镜成像的特点、原理、现象及其实验方案实验题

利用图甲装置探究“平面镜成像的特点”：在水平桌面上铺一张白纸，再将玻璃板竖立在白纸上，把一支点燃的蜡烛 $A$放在玻璃板前面，再拿一支外形完全相同但不点燃的蜡烛 $B$竖立在玻璃板后面移动，直到看上去它跟蜡烛 $A$的像完全重合。

（1）把光屏放在玻璃板后，无论如何移动，都不能承接到蜡烛 $A$的像，说明平面镜所成的像是　      　像。

（2）图乙是小强某次测量蜡烛 $A$到平面镜的距离 $L$为　       　 $\mathit{cm}$；将蜡烛靠近玻璃板，像的大小将　      　。（选填“变大”、“变小”或“不变”）

（3）若将玻璃板向左倾斜，如图丙所示，观察到蜡烛 $A$的像的大致位置在图中的　   　（选填“①”或“②”）处。

请按要求完成下列实验：

（1）如图1是“探究平面镜成像特点”的实验装置，小斌同学将薄玻璃板　　放在铺有白纸的水平桌面上，在玻璃板的一侧点燃蜡烛 $A$，透过玻璃板观察另一侧蜡烛 $A$的像；再拿另一支外形完全相同的蜡烛 $B$竖直放在玻璃板后面，调整蜡烛 $B$的位置，若与像重合，说明像与物的大小　　；移去蜡烛 $B$，在其位置上竖立光屏，发现光屏上不能 呈现蜡烛 $A$的像，说明平面镜成正立的　　（选填“虚”或“实” $)$像。

（2）在“探究水沸腾时温度变化特点”的实验中，图2甲的实验中温度计使用有一处明显的错误是　　；改正错误后，水沸腾时温度计如图2乙所示，此时水温为　　 ${}^{°}\text{C}$；实验中如果增大水面的气压，则水的沸点将　　（选填“升高”或“降低” $)$。

回顾实验和探究（请将下列实验报告中的空缺部分填写完整） $:$

（1）探究水沸腾时温度变化的特点：

表格	时间 $/\mathit{min}$ 0 1 2 3 4 5 6 7 温度 ${/}^{°}\text{C}$ 90 92 94 96 98 98 98 98
结论	水沸腾过程中，不断吸热，温度保持　　 ${}^{°}\text{C}$不变。
方法	实验中通过　　来说明水吸收热量的多少，运用的科学方法是转换法。
问题	再增加烧杯、红墨水和滴管，可验证“热运动和温度的关系”；分别在质量相等的 ${30}^{°}\text{C}$、 ${50}^{°}\text{C}$、 ${80}^{°}\text{C}$的水中滴入等量红墨水，观察水的颜色变化快慢。设计记录表格： 实验次数 1 2 3

（2）探究光的反射定律：

过程 方法	如图，让一束光贴着纸板沿 $\mathit{EO}$射到 $O$点，把纸板 $\mathit{NOF}$向后折，在 $\mathit{NOF}$面上　　（填“能”或“不能” $)$观察到反射光线。这说明：在反射现象中，反射光线、入射光线和法线在　　。运用的科学方法是　　法。
问题 结论	如图， $a$、 $b$是两支相同的蜡烛，当 $b$与 $a$的像完全重合时，移去 $b$换上光屏，光屏上观察不到像，说明 $a$的像是　　（填“实像”或“虚像” $)$。

如图1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2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2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" $\mathit{EF}$ "或" $\mathit{GH}$ " $)$ 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3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 　　。

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

（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" $)$ 。

利用如图所示的装置“探究平面镜成像的特点”。

提出问题：平面镜成像时，像的位置、大小跟物体的位置、大小有什么关系？

设计和进行实验：

（1）为了便于确定像的位置，要用玻璃板作为平面镜，原因是玻璃板能成像，而且　 　（只填字母代号）。

$A$．透过玻璃板可以看见后面的蜡烛

$B$．玻璃板比平面镜成像更清晰

$C$．蜡烛经玻璃板可成实像

$D$．玻璃板只透光不反射光

（2）为了比较像与物体的大小关系，需要选用两根外形　     　（选填“相同”或“不同”）的蜡烛。

（3）除图中提供的器材外，实验中还用到一种测量距离的工具，它是　        　。

（4）在寻找蜡烛 $A$的像的位置时，眼睛应在放有蜡烛　          　（选填“ $A$”或“ $B$”）的一侧观察。

如图所示，是小顺同学利用两支外形相同的蜡烛、透明玻璃板、木板、白纸和铅笔等器材“探究平面成像特点”的装置。

①为了便于观察，该实验最好在较　　（选填“明亮”或“黑暗” $)$的环境中进行。

②选取相同的蜡烛，是为了便于比较像和物体的　　关系。

③在玻璃板的后面放一个光屏，无论怎样移动光屏，都不能接收到蜡烛的像，这说明平面镜所成的是　　（选填“实”或“虚” $)$像。

如图是"探究平面镜成像时像与物的关系"的装置。在水平桌面上铺一张白纸，将玻璃板竖立在白纸上，把一支点燃的蜡烛 放在玻璃板前面，一支完全相同，但不点燃的蜡烛 放在玻璃板后面移动，直到看上去它与蜡烛 的像完全重合。移动点燃的蜡烛，多做几次实验。

（1）实验时，选择玻璃板代替平面镜进行实验的原因是 　　。

（2）在寻找蜡烛 的像的位置时，某同学无论怎样调节蜡烛 ，发现都不能与蜡烛 的像重合，发生这种现象的原因可能是 　　。

（3）实验中把蜡烛 远离玻璃板看到的像会远离，像的大小 　　（填"变大""变小"或"不变" 。

（4）若要确认平面镜所成像是虚像还是实像，进一步操作是 　　。

如图是利用平板玻璃，两支相同的蜡烛 $A$和 $B$、刻度尺，笔等器材探究“平面镜成像特点”的实验装置

（1）实验器材选用两只相同蜡烛的目的是什么？刻度尺的作用是什么？

（2）为了保证实验效果，对实验环境有什么要求？

（3）简述确定记录像位置的方法步骤；

（4）实验过程中，某实验小组无论怎样操作，总是观察到两个几乎重叠的像，其原因是什么？

完成下列两个小题：

（1）在“探究平面镜成像”的实验中，如果将蜡烛靠近平板玻璃，像的大小将　　（选填“变大”、“变小”或“不变” $)$；在实验中如果把平板玻璃向右倾斜（如图丙），观察到蜡烛的像的大致位置在图中的　　处（选填“ $A$”或“ $B$” $)$。

（2）小杜同学在做“观察水的沸腾”实验中，选用了实验室里常用的温度计，它是根据液体　　的原理制成的。图甲所示是某时刻温度计的示数为　　 ${}^{°}\text{C}$；继续加热，当水温上升到 ${80}^{°}\text{C}$时，每隔 $1\mathit{min}$记录一次温度计的示数，直到水沸腾 $4\mathit{min}$后停止读数，根据记录的数据画出了图乙示数的“温度 $-$时间”图象，根据图象可知此次实验中水的沸点是　　 ${}^{°}\text{C}$。

在“探究平面镜成像特点”实验中：

（1）将纸平铺在水平桌面上，玻璃板垂直架在纸上，在玻璃板的一侧立一支点燃的蜡烛，透过玻璃板观察其另一侧蜡烛的像。

（2）将光屏放到像的位置，　　（选填“透过”或“不透过” $)$玻璃板，观察光屏上有无像。

（3）将另一支完全相同的　　（选填“点燃”或“未点燃” $)$的蜡烛放到玻璃板后，调整位置使其与像重合，说明像与物的大小　　。

（4）实验过程中如果玻璃板没有垂直架在纸上，而是如图所示倾斜，蜡烛 $A$的像应是图中的　　（选填“ $A_1$”、“ $A_2$”或“ $A_3$” $)$。

如图所示是“探究平面镜成像特点”的实验装置，把一支点燃的蜡烛 $A$放在玻璃板的前面，再拿另一支外形相同的蜡烛 $B$竖立着在玻璃板后面移动，直到看上去跟蜡烛 $A$的像完全重合，这个位置就是像的位置，在白纸上记下 $A$和 $B$的位置。移动点燃的蜡烛，重做多次实验。

（1）实验过程中蜡烛 $B$　　（选填“需要”或“不需要” $)$点燃。

（2）通过对实验现象和数据的分析得出结论：平面镜所成的像与物体关于镜面　　。

（3）移去蜡烛 $B$，在其位置上竖立光屏，在光屏上　　（选填“能”或“不能” $)$承接到蜡烛 $A$的像。

（4）实验过程中同学们体会到：用玻璃板代替平面镜成像虽没有平面镜清晰，但能透过玻璃板观察到蜡烛　　（填“ $A$”或“ $B$” $)$，便于确定像的位置，这是本实验成功的关键。

如图所示是小明在“探究平面镜成像特点”的实验装置。

（1）本实验中器材 $M$应选择　　来完成实验。（选填“玻璃板”或“平面镜” $)$

（2）小明竖直放好点燃的蜡烛 $A$，移动蜡烛 $B$，直至与蜡烛 $A$的像完全重合，分别记录 $A$和 $B$的位置；移去蜡烛 $B$，在其位置上竖立光屏，在光屏上　　（选填“能”或“不能” $)$承接到蜡烛 $A$的像。

（3）实验中如果蜡烛 $A$靠近器材 $M$，则蜡烛 $B$应　　（选填“远离”或“靠近” $)$器材 $M$，才能与蜡烛 $A$的像完全重合。

小华同学在做“探究平面镜成像特点”的实验时，将玻璃板竖直放在水平桌面上，再取两段完全相同的蜡烛 $A$和 $B$，在玻璃板前放置点燃的蜡烛 $A$，然后在玻璃板后放置未点燃的蜡烛 $B$，并移动蜡烛 $B$直到和蜡烛 $A$的像完全重合，如图所示。在此实验中：

（1）在移动蜡烛 $B$时，眼睛应在玻璃板放有蜡烛 $A$的一侧，观察到蜡烛 $B$与蜡烛 $A$的像完全重合，这说明了　　；

（2）在实验的过程中，小华仔细观察，发现蜡烛 $A$的像有重影，产生这一现象的原因是　　；

（3）若蜡烛 $A$远离玻璃板，则它的像的大小　　（选填“变大”、“变小”或“不变” $)$

（4）实验中当蜡烛 $B$和蜡烛 $A$的像完全重合后，移去蜡烛 $B$，取一个光屏放在蜡烛 $B$所在的位置，发现光屏上没有蜡烛 $A$的像，这说明了平面镜所成的像是　　（选填“实”或“虚” $)$像。此时，小华将玻璃板移去，在玻璃板位置放置一个焦距为 $10\mathit{cm}$的凸透镜，发现光屏上恰好呈现清晰的倒立、等大的蜡烛像，则蜡烛 $A$到凸透镜位置的距离是　　 $\mathit{cm}$。

小阳利用如图甲所示装置“探究平面镜成像特点”。他在水平桌面上铺一张白纸，将一块玻璃板竖立在白纸上，把蜡烛 $A$点燃放在玻璃板前面，把另一个相同的蜡烛 $B$，竖立在玻璃板后面移动，直到从不同角度透过玻璃板看，它跟前面蜡烛 $A$的像都完全重合。改变蜡烛 $A$的位置，重复上述步骤，再做两次实验，并把三次实验中蜡烛 $A$和 $B$的位置记录在白纸上，如图乙所示。

（1）实验中用玻璃板代替平面镜的目的是　　。

（2）蜡烛 $B$跟前面蜡烛的像完全重合，说明像与物大小　　。

（3）如果将玻璃板竖直向上移动一段距离，观察到蜡烛 $A$的像　　（填“向上移动”、“向下移动”或“不动” $)$。

（4）小阳把白纸沿着玻璃板的位置对折，观察到像与物的对应点完全重合，说明像与物到镜面的距离　　。

（5）小阳取走蜡烛 $B$，把光屏放在像的位置，这时应该　　（填“透过”或“不透过” $)$玻璃板观察，发现光屏上没有像，这说明物体在平面镜中成的是　　像。

小文和同学们到实验室探究光学实验：

（1）在“探究平面镜成像特点”的实验中，如图甲所示，小文选取了两个外形相同的蜡烛 $A$和 $B$，将蜡烛 $A$放在薄玻璃板前点燃，小文应在蜡烛　　（选填“ $A$”或“ $B$” $)$的一侧观察，同时移动蜡烛 $B$，使它和蜡烛 $A$的像完全重合，这样在确定像的位置的同时也证明平面镜成像时像和物的大小　　；

（2）将蜡烛向右移动，重复上述实验过程，会发现：物体靠近平面镜时，所成像的大小　　（选填“变大”“变小”或“不变” $)$；

（3）在老师启发下，小文将玻璃板换成凸透镜，将蜡烛 $B$换为光屏、“探究凸透镜像规律”的实验，如图乙所示，观察到光屏上呈现清晰，等大的像，则该凸透镜的焦距为　　 $\mathit{cm}$；

（4）小文把蜡烛移动到光具座 $33\mathit{cm}$刻度线处，发现光屏上的像变得模糊，要使像变晰，光屏应向　　（选填“左”或“右” $)$适当移动、此时光屏上的像是倒立　　的实像；

（5）在上述（4）操作的基础上，老师取下自己戴的眼镜放于蜡烛和凸透镜之间，光屏上的像又变得模糊，小文发现当光屏向左移动适当距离后像又清晰，由此可知，老师的视力情况属于　　（选填“近视”“远视”或“正常）。