實(shí)驗(yàn)07 探究 平面鏡成像規(guī)律（解析版）

實(shí)驗(yàn)07探究平面鏡成像規(guī)律1．【實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹客ㄟ^探究實(shí)驗(yàn)，得出平面鏡成像規(guī)律。2．【實(shí)驗(yàn)器材】（1）玻璃板、光屏、兩個(gè)完全相同的蠟燭、白紙、刻度尺、量角器、支架等。（2）主要器材作用：A、玻璃板：便于確定像的位置。B、兩支完全相同蠟燭A、B：比較像與物的大小，確定像的位置。C、刻度尺：測量蠟燭與平面鏡的距離和像與平面鏡的距離。D、光屏：探究平面鏡成像的虛實(shí)。E、白紙：確定物、像和平面鏡的位置。3.【實(shí)驗(yàn)裝置圖】4.【成像原理】光的反射5.【實(shí)驗(yàn)步驟】（1）將紙平鋪在水平桌面上，玻璃板垂直架在紙上，在玻璃板的一側(cè)立一支點(diǎn)燃的蠟燭，透過玻璃板觀察其另一側(cè)蠟燭的像。（2）將光屏放到像的位置，不透過玻璃板，直接觀察光屏上有無像。（3）將另一支完全相同的、但未點(diǎn)燃的蠟燭放到玻璃板后像的位置，與像重合（觀察到未點(diǎn)燃蠟燭的燭芯上好像也有了燭焰）。比較像與蠟燭的大小、正倒等關(guān)系。（4）在玻璃板下所鋪的白紙上描繪出蠟燭、玻璃板和蠟燭像的位置。（5）畫出連接蠟燭和像的直線，量出直線與玻璃板的夾角，用刻度尺量出蠟燭和像到玻璃板的距離。6.【實(shí)驗(yàn)表格】實(shí)驗(yàn)次數(shù)123物距u/cm像距v/cm7．【實(shí)驗(yàn)結(jié)論】（1）物體在平面鏡里所成的像是正立的虛像。（2）像、物大小相同。（3）像、物到鏡面的距離相等。（4）像、物的連線與鏡面垂直。1、如何放置玻璃板？把白紙平鋪在桌面上，玻璃板垂直放在紙上。2、如何才能看到蠟燭A的像？人在點(diǎn)燃蠟燭側(cè)透過玻璃板看去。3、如何探究像的實(shí)虛？將光屏放到像的位置，不透過玻璃板，直接看光屏上有無像。4、如何確定像的位置和比較像物的大小關(guān)系？拿一支完全相同且未點(diǎn)燃的蠟燭B，在玻璃板后面移動(dòng)，直到像與物完全重合。（等效法）5、在白紙上描出物、像和平面鏡的位置后，接著應(yīng)該怎么辦？連接對(duì)應(yīng)的像點(diǎn)、物點(diǎn)，測出它們到鏡面的距離?？催B線和鏡面是否垂直。6、為了使實(shí)驗(yàn)結(jié)論具有普遍性：應(yīng)多次改變蠟燭A的位置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)在較暗的環(huán)境下進(jìn)行，可使實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象更明顯。7、實(shí)驗(yàn)中若用物理書擋在玻璃板的后面，那么仍然能看到蠟燭A的像。8、平面鏡成像實(shí)質(zhì)：如圖：S1是發(fā)光點(diǎn)S的虛像，它是反射光線反向延長線的交點(diǎn)。實(shí)際上，平面鏡后并不存在發(fā)光點(diǎn)S1，所以S1是虛像?！镜淅?】如圖所示，小明做“探究平面鏡成像的特點(diǎn)”實(shí)驗(yàn)，他將棋子A放在玻璃板前，在玻璃板后移動(dòng)棋子B，直至與A的像重合。（1）選擇與A完全相同的棋子B，是為了比較像和物的___________關(guān)系。在方格紙上進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，是為了便于比較___________；（2）改變自己的位置，觀察棋子A的像。當(dāng)他遠(yuǎn)離玻璃板時(shí)，像的大小將___________。當(dāng)他向右移動(dòng)時(shí)，像的位置相對(duì)于玻璃板將___________（選填“向左”、“向右”或“不變”）；（3）移走棋子B，將一張白紙豎直放在該位置，直接觀察白紙，白紙上___________（選填“能”或“不能”）看到棋子A的像，說明平面鏡成的是___________像。答案：（1）大??；像和物到平面鏡的距離關(guān)系（2）不變；不變（3）不能；虛解析：（1）實(shí)驗(yàn)中的兩棋子要求大小相同，這是為了探究物像的大小關(guān)系；實(shí)驗(yàn)中選擇方格紙，這樣更便于比較像和物體到達(dá)平面鏡的距離；（2）平面鏡成的像與物大小相同，和物到鏡的距離無關(guān)，人們感覺到的近大遠(yuǎn)小是一種視覺效果，不影響真實(shí)的大小。所以遠(yuǎn)離玻璃板，它的像大小不變，當(dāng)他向右移動(dòng)時(shí)，人靠近玻璃板，棋子不動(dòng)，像不動(dòng)，所以像的位置不變。（3）此實(shí)驗(yàn)中的白紙相當(dāng)于光屏，光屏只能承接實(shí)像，不能承接虛像，因?yàn)槠矫骁R成的像是虛像，所以棋子的像不會(huì)出現(xiàn)在白紙上?！镜淅?】在探究“平面鏡成像特點(diǎn)”和“光的反射”實(shí)驗(yàn)中。（1）如下圖甲所示為“探究平面鏡成像特點(diǎn)”的實(shí)驗(yàn)裝置圖.現(xiàn)有茶色玻璃板和透明玻璃板，實(shí)驗(yàn)時(shí)應(yīng)選擇_______來代替平面鏡。實(shí)驗(yàn)時(shí)，選擇兩支相同的蠟燭，是為了比較像與物體的_______；測量兩支蠟燭到玻璃板的距離，是為了比較像與物體到鏡面的距離是否_______；（2）下列有關(guān)該實(shí)驗(yàn)的說法中，正確的是_______；A.為了便于觀察，該實(shí)驗(yàn)最好在較暗的環(huán)境中進(jìn)行B.如果將蠟燭A向玻璃板靠近，蠟燭A的像會(huì)變大C.移去蠟燭B，并在原蠟燭B的位置放一光屏，發(fā)現(xiàn)光屏上能得到蠟燭的像D.移動(dòng)蠟燭A進(jìn)行多次實(shí)驗(yàn)，目的是多次測量取平均值減少誤差（3）在實(shí)驗(yàn)中如果把平板玻璃向右傾斜，如下圖乙所示，觀察到蠟燭像的大致位置在圖中的________（填“A”或“B”）處；（4）在探究“光反射時(shí)的規(guī)律”實(shí)驗(yàn)中，如下圖丙所示，小華在紙板上用筆描出入射光EO和反射光OF的徑跡，接著她把紙板NOF向前折或向后折（如下圖），在紙板上_______（填“能”或“不能”）看到反射光，此時(shí)反射光線_______（填“存在”或“不存在”），由此得出_______的結(jié)論。答案：（1）茶色玻璃板；大小；相等（2）A（3）A（4）不能；存在；在光的反射中，反射光線、入射光線和法線在同一平面解析：（1）平面鏡成像是利用反射光來成像的，透明玻璃透光性好，蠟燭的光幾乎全部透過玻璃，發(fā)生反射的光很少，成像不是太清晰，而茶色玻璃可以反射光，還會(huì)吸收一部分光，效果好一些，所以應(yīng)選擇茶色玻璃板代替平面鏡；實(shí)驗(yàn)時(shí)選擇兩支等長的蠟燭，便于比較物像大小關(guān)系，測量兩只蠟燭到玻璃板的距離，是為了比較像與物體到鏡面的距離關(guān)系，通過測量可知像與物體到鏡面的距離相等。

（2）A、在比較明亮的環(huán)境中，很多物體都在射出光線，干擾人的視線，在較黑暗的環(huán)境中，蠟燭是最亮的，蠟燭射向平面鏡的光線最多，反射光線最多，進(jìn)入人眼的光線最多，感覺蠟燭的像最亮.所以最比較黑暗的環(huán)境中進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，故A正確；B、蠟燭靠近玻璃板過程中，根據(jù)物像大小相等，蠟燭的像始終與蠟燭等大，故B錯(cuò)誤；C、因?yàn)楣馄林荒芙邮諏?shí)像，不能接收虛像，所以移去后面的蠟燭B，并在原位置上放一光屏，不能發(fā)現(xiàn)光屏上能成正立的像，故C錯(cuò)誤；D、探究平面鏡成像特點(diǎn)時(shí)，移動(dòng)蠟燭A進(jìn)行多次實(shí)驗(yàn)，目的是為了獲取多組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)歸納出物理規(guī)律，避免實(shí)驗(yàn)的偶然性，故D錯(cuò)誤；故應(yīng)選A。

（3）如圖，作出蠟燭火焰關(guān)于平面鏡的對(duì)稱點(diǎn)，可知在實(shí)驗(yàn)中如果把平板玻璃向右傾斜（如圖乙），觀察到蠟燭的像的大致位置在圖中的A處；

（4）使光線沿紙板射向鏡面O點(diǎn)，然后把硬紙板NOF向前折或向后折是為了確定反射光線、入射光線、法線是否在同一平面內(nèi)；因此在紙板上不能看到反射光，但反射光線是存在的，由此得出結(jié)論：反射光線、入射光線與法線位于同一平面內(nèi)?！緦?duì)點(diǎn)1】小明學(xué)習(xí)了平面鏡成像的特點(diǎn)后，借助商店的透明玻璃門、兩個(gè)完全相同的紙箱、一把卷尺，也簡單地驗(yàn)證了平面鏡成像的某些規(guī)律.（1）小明把其中一個(gè)紙箱放置在玻璃門內(nèi)某一位置，然后小明走到玻璃門外不斷改變另一紙箱的位置，讓紙箱經(jīng)玻璃門所成的像正好與玻璃門內(nèi)的紙箱重合，如圖所示；記下門內(nèi)、外紙箱到玻璃門的距離，即可探究________.（2）如果想讓成像更清晰，玻璃門外的亮度要比玻璃門內(nèi)________（選填“亮”或“暗”）.（3）實(shí)驗(yàn)中，采用透明玻璃門代替平面鏡，雖然成像不如平面鏡清晰，但小明卻能在觀察到門外紙箱的像的同時(shí)，也能觀察到門內(nèi)的紙箱，巧妙地解決了確定________（選填“像”或“物”）的位置的問題.（4）請(qǐng)針對(duì)上述實(shí)驗(yàn)可能出現(xiàn)的結(jié)果進(jìn)行簡要評(píng)估：________________.答案：（1）像距與物距的大小關(guān)系（2）亮（3）像（4）玻璃門較厚，可能出現(xiàn)兩個(gè)像，使測得的像距的誤差大（合理即可）解析：（3）采用透明玻璃門代替平面鏡，這樣可以在觀察到門外紙箱的像的同時(shí)，也能觀察到門內(nèi)的紙箱，便于確定像的位置.【對(duì)點(diǎn)2】如圖甲，是小芳和小明同學(xué)探究“平面鏡成像的特點(diǎn)”的實(shí)驗(yàn)裝置。QUOTE(1)(1)為了便于觀察，該實(shí)驗(yàn)最好在______的環(huán)境中進(jìn)行QUOTE((選填“較明亮”或“較黑暗”QUOTE))；在實(shí)驗(yàn)中用透明的玻璃板代替平面鏡，是為了______；QUOTE(2)(2)選取兩根完全相同的蠟燭，是為了比較像與物的______關(guān)系；QUOTE(3)(3)該實(shí)驗(yàn)中，刻度尺的作用是：比較像與物到______的距離；QUOTE(4)(4)移去蠟燭QUOTEBB，并在其位置上放一個(gè)光屏，則光屏上______QUOTE((選填“能”或“不能”QUOTE))接收到蠟燭QUOTEAA燭焰的像，這表明平面鏡所成的像是______像QUOTE((填“虛”或“實(shí)”QUOTE))；QUOTE(5)(5)如果使蠟燭QUOTEAA離玻璃板遠(yuǎn)一些，則它所成像的大小______QUOTE((選填“變大”、“變小”或“不變”QUOTE))；QUOTE(6)(6)點(diǎn)燃豎直放置在水平桌面上的蠟燭QUOTEAA，若小明同學(xué)在桌面上無論怎樣移動(dòng)、調(diào)整薄玻璃板后面的蠟燭B，都無法與蠟燭QUOTEAA的像完全重合，請(qǐng)你分析其中的原因______。答案：（1）較黑暗；便于找到像的位置（2）大?。?）平面鏡（4）不能；虛（5）不變（6）鏡面與桌面不垂直解析：（1）在比較亮的環(huán)境中，很多物體都在射出光線，干擾人的視線。在較暗的環(huán)境中，蠟燭射向平面鏡的光線最多，反射光線最多，進(jìn)入人眼的光線最多，人感覺蠟燭最亮，所以該實(shí)驗(yàn)最好在較暗的環(huán)境中進(jìn)行。在實(shí)驗(yàn)中用透明的玻璃板代替平面鏡，因?yàn)椴ＡО寮饶艹上裼帜芡腹?，便于確定像的位置。（2）選取兩根完全相同的蠟燭，是為了比較像和物的大小關(guān)系。（3）該實(shí)驗(yàn)中，刻度尺的作用是：比較像與物到平面鏡距離的關(guān)系。（4）移去蠟燭B，并在其位置上放一個(gè)光屏，則光屏上不能接收到蠟燭A燭焰的像，這表明平面鏡所成的像是虛像。（5）如果使蠟燭A離玻璃板遠(yuǎn)一些，因?yàn)橄衽c物大小相等，所以它所成像的大小不變。（6）調(diào)整薄玻璃板后面的蠟燭B，都無法與蠟燭A的像完全重合，可能是鏡面與桌面不垂直。1．（2023四川南充）小科同學(xué)在探究平面鏡成像特點(diǎn)時(shí)，利用如圖甲所示器材進(jìn)行了以下操作：（1）實(shí)驗(yàn)中小科同學(xué)從點(diǎn)燃的蠟燭一側(cè)透過玻璃板看到像有重影，改善重影問題的方法是________，實(shí)驗(yàn)中選取同樣大小的蠟燭A、B是為了_________；（2）改進(jìn)器材后多次改變蠟燭A的位置，并移動(dòng)另一支蠟燭，確定每次像的位置，將玻璃板及每次物和像的位置記錄在玻璃板下面的白紙上，連接物和對(duì)應(yīng)的像點(diǎn)，如圖乙所示，由此可得出的結(jié)論是：像與物到平面鏡的距離_________；（3）完成實(shí)驗(yàn)后，小科同學(xué)又將一枚硬幣放在玻璃板前，能看到它在玻璃板后的像在a的位置，如圖丙所示，若將玻璃板水平向右移動(dòng)3cm，該硬幣的像_________（選填“向右移動(dòng)3cm”、“在原位置”或“向左移動(dòng)3cm”）。【答案】（1）用較薄的玻璃板探究像與物的大小關(guān)系（2）相等（3）在原位置【解析】（1）實(shí)驗(yàn)中有重影，是因?yàn)椴ＡО遢^厚，蠟燭通過玻璃板兩個(gè)面都成像了，可采用較薄的玻璃板，兩個(gè)面所成的像幾乎在一個(gè)位置，避免重影對(duì)實(shí)驗(yàn)的影響。用A、B同樣大小的蠟燭進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，可探究平面鏡所成的像與物的大小關(guān)系，B與A的像重合時(shí)，說明像與物大小相等。（2）由圖乙知，每次記錄的像距與物距的大小相等，所以像與物到平面鏡的距離相等。（3）將玻璃板水平向右移動(dòng)3cm，硬幣的位置不變，則像的位置也不變，在原位置。2．（2023山東臨沂）敬老愛親的小明跟奶奶拉呱時(shí)，發(fā)現(xiàn)奶奶一直認(rèn)為“人離平面鏡越近，人在鏡中的像越大”，為了糾正奶奶的錯(cuò)誤認(rèn)知，小明做了如下實(shí)驗(yàn)。（1）如圖所示，將白紙平鋪在水平桌面上，用支架把玻璃板架在白紙上，并讓玻璃板與紙面__________；（2）將兩支相同的蠟燭A和B分別豎放在玻璃板前后，點(diǎn)燃蠟燭__________（選填“A”或“B”），并移動(dòng)蠟燭B，直至與蠟燭A的像重合；（3）為了糾正奶奶的錯(cuò)誤認(rèn)知，小明多次改變蠟燭A的位置時(shí)，需確保__________（選填“左右”或“前后”）位置不同；（4）小明給奶奶變了個(gè)戲法：將與蠟燭A的像重合的蠟燭B拿走，并在它的位置處豎放一個(gè)光屏。讓奶奶透過玻璃板看光屏，光屏上有“蠟燭B”；不透過玻璃板直接看光屏，光屏上的“蠟燭B”卻消失了。這個(gè)小戲法逗得奶奶開懷大笑，同時(shí)小明也給奶奶解