初中物理平面镜成像的特点、原理、现象及其实验方案试题

公共场所中经常看到有人饶有兴趣地低头玩手机游戏，殊不知手机中还有很多其它功能。爱好物理的“620”创新小组的同学们，发现手机有一种“镜子”功能。于是，激起了他们探究平面镜成像特点的兴趣。

【设计实验】

由于用手机中的“镜子”作平面镜进行实验，无法找到像的位置。于是他们选用了玻璃板、规格相同的两个棋子、白纸等，组装成如图所示的实验装置。

【进行实验与收集证据】

（1）小华同学将棋子 $A$移到玻璃板前某位置不动，小普同学在玻璃板另一侧帮忙移动棋子 $B$，无论小普在水平桌面上怎样移动棋子 $B$，小华都看不到棋子 $B$与棋子 $A$的像重合，善于观察的小林同学发现这是因为玻璃板与桌面　　，调整后，小华便能看到棋子 $B$与棋子 $A$的像完全重合。

（2）把棋子 $A$在玻璃板前移动多次，同时调整玻璃板后棋子 $B$的位置，每次都使得棋子 $B$与棋子 $A$的像的位置重合，这不仅可以找到像的位置，还可以比较出像与物的　　关系。

（3）实验中还需要　　，用来测量像与物到玻璃板的　　。

【分析与论证 $]$

平面镜成像的特点是：像与物的大小　　；像与物到镜面的距离　　。利用数学中的知识，平面镜成像的规律也可以表述为：像与物关于镜面　　。

小红站在平面镜前 $0.5m$处，镜中的像到平面镜的距离为　　 $m$，她远离平面镜时，镜中像的大小　　。

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。

哈素海是呼和浩特市一处著名的旅游景点。深秋时节一群南归的鸿雁飞翔在清澈见底而且平镜的湖面上，如图所示。当某只鸿雁距水面 $120m$时，这只鸿雁的倒影与它的距离为　        　 $m$，该倒影是　      　（选填“实”或“虚”）像，它是由于光的　        　（选填“折射”或“反射”或“直线传播”）形成的；当鸿雁缓缓地向更高、更远的南方飞去时，它在水中像的大小将　        　（选填“变大”或“变小”或“不变”）。

下列关于光现象的说法正确的是 $($　　 $)$

A．岸边的树木在水中的“倒影”，是光的折射形成的

B．观察到厚玻璃板下面的字比实际位置高，是光的反射形成的

C．发生漫反射时，每条光线的反射角都等于入射角

D．人走近平面镜时，人在镜中所成的像会变大

如图所示，在探究平面镜成像特点的实验中，为使实验的效果更好，实验室内光线应　      　一些（选填“强”或“弱”）；实验中某同学将玻璃板及点燃的蜡烛放置好后，在玻璃板另一侧移动未点燃的蜡烛，观察到未点燃的蜡烛与点燃蜡烛的像重合时，记录下了物、像、镜的位置，接下来的操作应是　       　（选填“整理实验器材”或“改变蜡烛位置多次实验”），实验结束后同学们发现像与物对应点的连线与镜面　      　。

在“探究平面镜成像特点”实验中，如图1所示，在桌面上铺一张图象纸，在纸的中间沿横线竖直放置一块较薄的玻璃板代替平面镜，把一支点燃的蜡烛 $A$放在玻璃板前，可看到它在玻璃板后的像，再拿一只相同但不点燃的蜡烛 $B$，竖立在玻璃板后，移动位置，使 $B$跟 $A$的像重合。

（1）通过图象纸，可方便准确地得出结论，像距　      　（填“大于”、“小于”或“等于”）物距。

（2）蜡烛 $B$与 $A$的像重合，说明像与物大小　       　（“相等”成“不相等”）。

（3）玻璃板后不点燃的蜡烛 $B$，却好象点燃了。说明像是　　      （填“虚“或“实”）像，若在像的位置放一光屏，光屏　　       （填“能“或“不能”）承接到像。

（4）如图2所示，如果玻璃板没有竖直放置，实验中会出现的情况是　           　。

如图所示，平面镜和长为 $10\mathit{cm}$的细铅笔均竖直放置在水平桌面上，铅笔与平面镜之间的距离为 $15\mathit{cm}$，则 $($　　 $)$

A．向上移动平面镜，铅笔的像也向上移动

B．为使铅笔在平面镜中成完整的像，平面镜应至少高 $10\mathit{cm}$

C．铅笔和平面镜均绕底部转至虚线位置时，铅笔与它的像平行

D．铅笔和平面镜均水平向右移动 $10\mathit{cm}$，铅笔像的位置不变

小明在“探究平面镜成像规律”实验时，找来两枚完全相同的棋子，是为了比较像和物的　　关系；为了确定像的位置，应该选择　　来代替平面镜；为了探究平面镜所成的像是实像还是虚像，还应准备的器材是　　。

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：　　。

“以铜为镜，可以正衣冠”的光学原理是 $($　　 $)$

A．光的直线传播B．光的反射C．光的折射D．光的色散

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。

生活中的“不变”常蕴含丰富的物理道理，下列有关“不变”的判断正确的是 $($　　 $)$

A．一瓶煤油燃烧一半前后 $--$煤油热值不变

B．声音向远处传播过程中 $--$声音响度不变

C．酒精与水充分混合前后 $--$体积之和不变

D．物体远离平面镜过程中 $--$物像间距不变

一些大厦的外部安装了平板玻璃，人们可以通过它看到自己的　　（选填“虚”或“实” $)$像。人靠近幕墙，像的大小　　（选填“变大”、“变小”或“不变” $)$。我国已经对玻璃幕墙的安装制定了限制性法规，因为玻璃幕墙会发生　　（选填“镜面”或“漫” $)$反射，造成光污染。

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　　。