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

如图所示，小明应用平面镜成像的原理表演“蜡烛在水中燃烧”的魔术时，把一块玻璃板竖立在水平桌面上，在玻璃板前方竖放一根蜡烛，在玻璃板的后方，放一只盛水的玻璃杯，点燃蜡烛，从蜡烛这边向玻璃板望去，会看到“蜡烛在水中燃烧”。

（1）该魔术现象要明显，最好在较　　（选填“明”或“暗” $)$的环境中进行。魔术中的玻璃板相当于　　（选填“平面镜”或“凸透镜” $)$。

（2）水中的“蜡烛”是实际蜡烛通过玻璃板形成的　　（选填“正”或“倒” $)$立的　　（选填“虚”或“实” $)$像，与实际蜡烛大小　　（选填“相等”或“不相等” $)$。

按要求填空：

（1）在探究平面镜成像的规律实验中，应选择较　　（选填“厚”或“薄”）的玻璃板做实验。如图甲，点燃玻璃板前的蜡烛A，并移动玻璃板后的蜡烛B，使它与蜡烛A在玻璃板里的像完全重合，实验时人应该在蜡烛　　（选填“A”或“B”）侧观察。

（2）如图乙是某物质熔化时温度随时间变化的图象，根据图象可以判断该物质是　　（选填“晶体”或“非晶体”）；该物质在第6min时处于　　（选填“固”“液”或“固液共存“）态。

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。

在研究“平面镜成像特点”的实验中，选取完全相同的蜡烛A和B，高为7cm。如图所示，在竖直的玻璃板前10cm处放一支点燃的蜡烛A，烛焰高2cm。

（1）最好选用　　玻璃板（选填“茶色”、“无色透明”）进行实验。

（2）选取A、B两支相同的蜡烛是为了比较　　。

（3）在利用蜡烛B确定出蜡烛A成像的位置后，移去蜡烛B，并在其所在位置上放一光屏，光屏上不能得到蜡烛A的像。则平面镜所成的像是　　像。（选填“实”、“虚”）

（4）根据平面镜成像的特点可判断，身高1.7m的人，站在镜前5m处，他在镜中所成的像到平面镜的距离是　　m；当他远离平面镜时，像的大小　　（选填“变大”、“变小”、“不变”）。

小明同学为了探究平面镜成像特点，准备如下器材：各种长度的蜡烛若干、平面镜一块、玻璃板一块、白纸一张（如图1所示）。

（1）平面 $M$所选的器材是　　（选填：平面镜、玻璃板）。小明把蜡烛 $A$点燃放在 $M$前面，再把其它各支蜡烛依次放在 $M$后面适当位置，当某支蜡烛放在后面时，从前面看那支蜡烛好像也被点燃了一样。此时，后面的那支蜡烛与蜡烛 $A$的大小关系是：　　。小明测量两侧蜡烛到平面 $M$的距离；再让蜡烛 $A$远离 $M$，则后面的蜡烛要　　（选填：远离、靠近） $M$才能再次看上去像被点燃了一样。

（2）多次观察及测量距离之后，小明同学得到初步结论是：平面镜所成的像与物关于平面镜　　。

（3）如图2甲所示，一枚硬币放在竖直的平面镜前，硬币的像在 $a$处；将平面镜平移至图2乙所示的位置时，硬币的成像情况是　　（选填字母代号）。

$A$．硬币成像在 $a$处

$B$．硬币成像在 $b$处

$C$．硬币成像在 $c$处

$D$．硬币无法通过平面镜成像

如图所示，是“探究平面镜成像特点”的实验装置。

（1）为了保障实验效果应选择　　（选填“平面镜”、“厚玻璃板”或“薄玻璃板”）；

（2）此实验中选取两只完全相同的蜡烛A、B，是为了　　；

（3）移开蜡烛B，在其原来位置上放置一块光屏，光屏上无法呈现蜡烛的像，这说明平面镜成的是　　像；

（4）移动蜡烛A进行多次实验，目的是　　。

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” $)$。

请回答下列两个光学实验的有关问题：

（1）如图1所示，在探究平面镜成像特点的实验中，选用透明的玻璃板和两支完全相同的蜡烛做实验，是为了方便确定像的　　和比较像与物的　　关系。

（2）如图2所示，在探究光的反射定律实验中，选用可折转的光屏做实验，除了可用它呈现光路外，还可用它探究反射光线、入射光线和法线是否　　；为了探究反射角与入射角的关系，实验时应多次改变　　，测量出相关数据，分析得出结论。

在“探究平面镜成像的特点”实验中，实验装置图如图所示。

（1）在桌面上铺一张纸，纸上竖立一块　　（选填“ $5\mathit{mm}$”或“ $2\mathit{mm}$” $)$厚的玻璃板作为平面镜，沿着玻璃板在纸上画一条直线，代表平面镜的位置；

（2）把一支点燃的蜡烛 $A$放在玻璃板的前面，可以看到它在玻璃板后面的像，用一张白纸作为光屏去承接这个像，发现白纸上找不到蜡烛的像，说明平面镜所成的像是　　像；再拿一支外形相同但不点燃的蜡烛 $B$，竖立着在玻璃板后面移动，直到看上去它跟 $A$的像完全重合，这个位置就是 $A$的像的位置，在纸上记下这两个位置，实验中选择两支完全相同的蜡烛的目的是　　；

（3）比较蜡烛和它的像到玻璃板的格子数，并记录下来，移动蜡烛 $A$，重复实验，可以得到结论：像和物体到平面镜的距离　　；像和物体的连线与镜面　　。

婷婷用如图甲所示的装置探究“平面镜成像特点”：

（1）她在探究时用透明玻璃板代替平面镜，是为了确定　      　；

（2）她选取了两支相同的蜡烛是为了比较　                   　；

（3）如果实验中发现蜡烛B始终不能与蜡烛A的像重合，原因是　                　；

（4）她用白纸记录的蜡烛和它所成的像的位置，并用　     　去测量，结果如图乙所示；分析图中信息，可得出平面镜成像的特点；像与物到平面镜的距离　    　；像与物的连线与平面镜　    　。

如图所示是小军"探究平面镜成像特点"的情景：竖立的透明薄玻璃板下方放一把直尺，两支相同的蜡烛 $\mathit{A}$ 、 $\mathit{B}$ 竖立于玻璃板两侧的直尺上，以 $\mathit{A}$ 蜡烛为成像物体。

（1）实验时不采用平面镜而采用透明薄玻璃板，不仅能观察到 $\mathit{A}$ 蜡烛的像，也便于 　 　。

（2）在实验中点燃 $\mathit{A}$ 蜡烛，在水平桌面上无论怎样移动 $\mathit{B}$ 蜡烛，也不能使 $\mathit{B}$ 蜡烛与 $\mathit{A}$ 蜡烛的像完全重合，原因是 　　。

（3）小军解决上述问题后，进一步观察 $\mathit{A}$ 、 $\mathit{B}$ 两支蜡烛在直尺上的位置发现，像和物到玻璃板的距离相等；移去后面的 $\mathit{B}$ 蜡烛，并在其所在位置上放一光屏，光屏上不能接收到 $\mathit{A}$ 蜡烛的像，说明平面镜所成的像是 　　像（选填"虚"或"实"）

（4）为证实上述成像特点的可靠性，小军接下来进行的实验操作是 　　。

在"探究平面镜成像的特点"实验中，玻璃板应 　 　放置在水平桌面上；为得到像与物体到镜面的距离关系，物体需放在 　　位置多次实验（选填"同一"或"不同" $)$ ，如图所示，在"探究凸透镜成像的规律"的实验中，凸透镜置于光具座的A点处，蜡烛、 　　应置于凸透镜的两侧，若蜡烛置于B点处，得到缩小的实像，则该凸透镜的焦距 　　10厘米（选填"大于"、"等于"或"小于" $)$ 。

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” $)$。

图甲是小明探究光的反射规律的实验装置图。

（1）该实验中，纸板 $A$、 $B$的作用是　            　（写出一条即可）。

（2）让入射光线沿 $\mathit{FO}$方向射入，则发现反射光线沿　      　方向射出。

（3）实验结束后，小明想继续探究平面镜成像的特点，装置如图乙，却发现点燃蜡烛 $A$，在平面镜后移动未点燃的蜡烛 $B$，根本无法透过平面镜看到蜡烛 $B$．小明可用　　     代替平面镜，让实验顺利完成。

（4）实验结束时，小华将一枚硬币放在竖直的平面镜前，硬币的像在 $a$处，如图丙。现将平面镜移至图丁位置，硬币的成像情况是　          　（填字母代号）。

$A$．硬币成像在 $a$处

$B$．硬币成像在 $b$处

$C$．硬币成像在 $c$处

$D$．硬币无法通过平面镜成像

如是小明在“探究平面镜成像的特点”的实验装置。

（1）你认为本实验小明应选择较　　（选填“厚”或“薄” $)$的玻璃板来完成实验。

（2）在玻璃板前面放一支点燃的蜡烛 $A$，再拿一支外形相同但不点燃的蜡烛 $B$，竖立在玻璃板后面并移动，直到与蜡烛 $A$的像完全重合，这样做是为了比较像与物的　　关系。

（3）移去蜡烛 $B$，在其原位置上放置一块白屏，白屏上　　（选填“能”或“不能” $)$呈现蜡烛的像。

（4）小明第一次将蜡烛 $A$置于玻璃板前 $5\mathit{cm}$，第二次将 $A$向远离玻璃板的方向移动 $3\mathit{cm}$，再次放置 $B$直到与蜡烛 $A$的像完全重合，则 $A$与 $B$的间距为　　 $\mathit{cm}$。