





物理八年级上册(2024)3.3 平面镜成像特点精品当堂达标检测题
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这是一份物理八年级上册(2024)3.3 平面镜成像特点精品当堂达标检测题,文件包含33平面镜成像特点分层练习原卷版docx、33平面镜成像特点分层练习解析版docx等2份试卷配套教学资源,其中试卷共65页, 欢迎下载使用。
考点01 探究平面镜成像的特点
1.某同学探究平面镜成像的特点。
(1)如图(a),在水平桌面上铺一张纸,纸上 放置一块手机钢化膜(薄透明板)作为平面镜。沿着钢化膜在纸上画一条直线,代表平面镜的位置。选取手机钢化膜作为平面镜,这样做便于确定 的位置;
(2)将一个蓝色长尾票夹(型号:5#)放在钢化膜前,将另一个相同型号的粉色长尾票夹放在钢化膜的后面并移动其位置,若看到粉色票夹与蓝色票夹的像完全重合,则说明平面镜所成的像与物的大小 。在像的位置放一个光屏,若光屏承接不到像,则说明所成的是 像;
(3)如图(b),将蓝色票夹放在纸上,在蓝色票夹一侧通过钢化膜看到的是图(c)中的 。
【答案】 竖直 像 相等 虚 甲
【解析】(1)[1] 探究平面镜成像的特点时,为使得像成在桌面上,手机钢化膜(薄透明板)作为平面镜应竖直放置在水平桌面上。
[2] 选取手机钢化膜作为平面镜,是因为手机钢化膜不但反射光成虚像,还能透光看到后面的物体,便于确定像的位置。
(2)[3] 将一个蓝色长尾票夹(型号:5#)放在钢化膜前,将另一个相同型号的粉色长尾票夹放在钢化膜的后面并移动其位置,若看到粉色票夹与蓝色票夹的像完全重合,则说明平面镜所成的像与物的大小相等,用到了等效替代法。
[4] 实像能用光屏承接,虚像不能,在像的位置放一个光屏,若光屏承接不到像,则说明所成的是虚像。
(3)[5] 平面镜成正立、等大的虚像,所以如图(b),将蓝色票夹放在纸上,在蓝色票夹一侧通过钢化膜看到的是图(c)中的甲。
2.利用刻度尺和图中的实验装置探究平面镜成像的特点。
(1)实验中用玻璃板作为平面镜便于确定 。选两支外形相同的蜡烛A和B是为了比较像与物的 关系;
(2)点燃蜡烛A,并移动蜡烛B,直至与蜡烛A的像重合。移动蜡烛A,多做几次实验,用直线把每次实验中蜡烛A和蜡烛B在纸上的位置连起来,并用刻度尺分别测量它们到玻璃板的距离,比较像与物到玻璃板的距离是否 ;
(3)实验时用光屏代替蜡烛B,眼睛直接观察光屏,光屏上 (选填“有”或“没有”)蜡烛A的像,说明平面镜成的是虚像。
【答案】 像的位置 大小 相等 没有
【解析】(1)[1]选用玻璃板可以既看到蜡烛B,由能同时看到蜡烛A的像,便于确定像的位置。
[2]选两支外形相同的蜡烛是为了便于比较像与物的大小关系,运用了等效替代法。
(2)[3]多次测量像距与物距是为了比较像与物到玻璃板的距离是否相等,得到像距等于物距的普遍规律。
(3)[4]平面镜成虚像,故蜡烛A的像光屏无法承接,光屏上没能看到像。
3.学习了光学知识后,小杜对有关探究实验进行了回顾和思考:
(1)如图甲所示是“探究光的反射规律”的装置:将一张可以沿ON折转的白色硬纸板ABCD 放置在平面镜上,让一束光紧贴硬纸板射向镜面上的O点,可在ABCD平面内看到反射光线,实验中使用可折转的硬纸板,除了能呈现光路外,另一个目的是探究 ;
(2)为了探究反射角与入射角的大小关系,应进行的操作是 (选填选项字母);
A.改变纸板与平面镜的夹角
B.沿ON向后转动纸板F
C.多次改变光线入射的角度,并测量对应反射角和入射角的大小
(3)如图乙所示,在探究“平面镜成像特点”的实验中。当蜡烛A远离玻璃板时,像的大小 (选填“变小”“变大”或“不变”);
(4)实验时,将玻璃板向右平移一段距离,则看到蜡烛A的像的位置 (选填“向左移动”“向右移动”或“不变”);
(5)将蜡烛A取走,正立放置一电子手表在该位置,从平面镜中看到的时间如图丙所示,则实际时间是 。
【答案】 竖直 入射光线、反射光线、法线是否在同一平面内 C 不变 不变 15∶01
【解析】(1)[1][2]在探究光的反射规律时,将白色硬纸板垂直放置在平面镜上,这样可以使反射光线和入射光线在硬纸板上呈现;实验中使用可折转的硬纸板,除了能呈现光路外,通过向后折硬纸板,此时入射光线所在的平面和承接反射光线的平面不在同一平面,可以通过观察现象来探究反射光线、入射光线与法线是否在同一平面内。
(2)[3]在探究反射角与入射角的大小关系时,为了得出普遍的规律,应多次改变入射角的大小,并测量对应反射角和入射角的大小,这样才能避免结论的偶然性。故C符合题意,AB不符合题意。
故选C。
(3)[4]根据平面镜成像特点:物与像大小相等,物与像到平面镜的距离相等,因此当蜡烛A远离玻璃板时,像的大小不变。
(4)[5]平面镜所成的像与物大小相等,像与物关于平面镜对称,实验时,将玻璃板向右平移一段距离,因蜡烛的位置不变,则看到蜡烛A的像的位置不变。
(5)[6]平面镜所成的像与物关于平面镜对称,因此实际时间是15:01。
4.如图甲是“探究平面镜成像特点”的实验装置:
(1)用玻璃板代替平面镜的目的是便于 ;
(2)某次实验,蜡烛A在玻璃板中成像的位置如图乙,其可能的原因是 ;
(3)如果在图甲中玻璃板与蜡烛B之间放一块不透明的挡板,从蜡烛A这侧 (填“仍能”或“不能”)观察到蜡烛A的像;
【答案】(1)确定像的位置 (2)玻璃板未与水平面垂直 (3)仍能
【解析】(1)实验中,玻璃板既能代替平面镜成像,又能透光,便于确定像的位置。
(2)某次实验,蜡烛A在玻璃板中成像的位置如图乙,即像不在水平面上,其可能的原因是玻璃板未与水平面垂直。
(3)平面镜所成的像是反射光线的反向延长线会聚而成的,所以从蜡烛A这侧观察,仍能看到蜡烛A的像。
5.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MM'和NN';
(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)选用两个完全相同的棋子是为了比较 的关系;
(4)在白纸上沿棋子A和B的边缘画圆,测量A的右端到MM'的距离lA=4.30cm;测量B的左端到NN'的距离如图所示,其值为lB= cm;
(5)比较lB和lA,发现lB总是小于lA.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: ;
(6)小刚小组用如图甲所示的方格纸进行实验,好处是 ;小刚如图乙所示,将棋子放在A处,并在B处观察,可以看到棋子的像在 (“a”、“b”、“c”或“d”)处。
【答案】 竖直 棋子A的像 像和物体大小 4.00 lB应测量B的左端到MM'的距离 便于测量像距与物距 b
【解析】(1)[1]为了使棋子B在桌面上移动时,能够与棋子A的像完全重合,应将玻璃板竖直立在水平桌面上。
(2)[2]在玻璃板前放棋子A,将棋子B放到玻璃板后,使它与棋子A的像重合,说明棋子B可以代表棋子A的像,它的位置代表棋子A的像的位置,它的大小代表棋子A的像的大小,利用了等效替代法。
(3)[3]选用两个完全相同的棋子是为了比较像和物体大小的关系,棋子B的大小等于棋子A的像的大小,棋子B与棋子A完全相同,说明像和物体大小相等。
(4)[4]由图可知,刻度尺的分度值为1mm,则B的左端到NN'的距离为lB=4.00cm。
(5)[5]实验中测量物距时,测量的是A的右端到MM'的距离,表明把MM'作为反射面,所以测量像距时,应测量B的左端到MM'的距离,而实验中测量的是B的左端到NN'的距离,所以发现lB总是小于lA。
(6)[6]小刚小组用如图甲所示的方格纸进行实验,好处是便于测量像距与物距,可以直接读数(便于判断像与物的连线是否与镜面垂直)。
[7]由实验可知,像和物体关于镜面对称,与人眼的位置无关,将棋子放在A处,对称点在b处,所以人眼在B处观察,可以看到棋子的像仍然在b处。
考点02 平面镜成像的特点和规律
6.一只小蜜蜂悬停在平静的湖面上方,它向下看,看到下方有一个与自己相同的“同伴”,于是它飞向湖面迎接“同伴”,在此过程中( )
A.“同伴”向它迎来 B.“同伴”离它而去 C.“同伴”逐渐变小 D.“同伴”真实存在
【答案】A
【解析】当一只小蜜蜂悬停在平静的湖面上方时,湖面就相当于一个平面镜,平面镜成像特点是像与物体大小相等,像到镜的距离等于物体到镜的距离,所成的像是虚像。当小蜜蜂飞向湖面迎接“同伴”时,物距变小,像距也跟着变小,但像的大小不变。所以在此过程中,“同伴”向它迎来,大小不变。故A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
7.如图甲,汽车抬头显示又叫汽车平视显示系统(Head-UpDisplay),简称HUD。如图乙所示,显示器上行车数据通过挡风玻璃成像在驾驶员正前方,让驾驶员尽量做到不低头就能看到重要的驾驶信息。则下列说法正确的是( )
A.挡风玻璃中所成的像是实像
B.挡风玻璃中所成的像原理是光的折射
C.水平移动显示器的位置,挡风玻璃中像的大小发生变化
D.挡风玻璃与水平面成时,水平显示器中数据通过挡风玻璃所成的像竖直
【答案】D
【解析】A.挡风玻璃相当于平面镜,平面镜所成的像是虚像,故A错误;
B.平面镜成像是利用了光的反射,故B错误;
C.平面镜所成的像与物体大小始终相等,所以水平移动显示器的位置,挡风玻璃中像的大小不发生变化,故C错误;
D.由于像和物关于镜面对称,当挡风玻璃与水平面夹角为45°时,水平显示器中数据通过挡风玻璃成垂直于水平面的像, 故D正确。
故选D。
8.戏剧是我国的传统艺术瑰宝。戏剧演员对着平面镜画脸谱时,下列说法正确的是( )
A.平面镜成像是由于光的反射B.平面镜成像是由于光的折射
C.演员靠近平面镜时像变大D.平面镜所成的像是实像
【答案】A
【解析】AB.平面镜成像是光在平面镜上发生反射,其反射光线的反向延长线会聚于一点形成一个像,所以平面镜成像的原理是光的反射,故A正确,B错误;
C.平面镜所成的像与物大小相等,所以演员靠近平面镜时像的大小不变,故C错误;
D.平面镜所成的像是实际光线的反向延长线会聚形成的,不能用光屏承接,所以是虚像,故D错误。
故选A。
9.小明从平面镜里看到镜子对面电子钟示数的像如图所示,实际此时的时刻是( )
A.10:51B.10:21C.21:10D.12:01
【答案】A
【解析】根据平面镜成像时像和物关于镜面对称可知,题中所显示的时刻与10:51成轴对称,所以此时实际时刻为10:51,故A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
10.如图所示,平面镜和铅笔竖直放置在水平桌面上,接下来的操作,及其所观察到的现象说法正确的是( )
A.平面镜向右移动0.2m,铅笔的像向右移动0.4m
B.竖直向上移动平面镜时,铅笔的像静止不动
C.铅笔按图示箭头方向转过30°,物像垂直
D.若在镜后近距离斜放一块不透明的塑料板,像能看到但像的位置上移或下移
【答案】AB
【解析】A.由平面镜成像的特点可知,像和物体各对应点到平面镜间距离相等,故平面镜向右移动0.2m,物距减小0.2m,像距也相应减小0.2m,所以铅笔的像向右移动0.4m,故A正确;
B.平面镜竖直向上移动时,铅笔的像与铅笔还是关于平面镜所在平面对称的,故像不动,故B正确;
C.若铅笔按图示箭头方向转过30°,即铅笔与平面镜的夹角为30°,根据平面镜成像的特点,此时铅笔在平面镜中的像与平面镜的夹角也为30°,则铅笔与像的夹角为60°,所以物像不垂直,故C错误;
D.平面镜成的是虚像,且像与物关于镜面对称,所以,若在镜后近距离斜放一块不透明的塑料板,像能看到,像的位置不变,故D错误。
故选AB。
11.身高为1.76m的小明位于平面镜前3m处,像与小明的距离是 m,如果小明向镜面方向前进1m,则小明在镜中的像的高度 1.76m(选填“大于”、“等于”或“小于”),小明发现从教室的不同方向都能看到黑板上的粉笔字,是因为光发生了 反射的缘故(选填“镜面”或“漫”)。
【答案】 6 等于 漫
【解析】[1]平面镜所成的像和物体到平面镜间距离相等,当小明站在竖直平面镜前3m处时,镜中所成的像与平面镜之间的距离为3m,则小明与像之间的距离为
3m+3m=6m
[2]平面镜所成的像始终与物体大小相等,所以小明向镜面移近1m时,他的像高不变,仍然等于1.76m。
[3]小明能从教室的不同方向看到黑板上的粉笔字,是因为黑板表面粗糙,光照射在黑板上反射到不同方向,因此发生了漫反射。
12.若平面镜MN高30cm,与一支长20cm的铅笔平行并竖直放置在水平桌上,它们间相距20cm。
(1)倘若铅笔绕B点逆时针转过90°,则其像 时针,转过 °,此时铅笔尖端A与像之间的距离是 cm;
(2)如果铅笔不动,平面镜绕N点沿顺时针方向转过90°,则平面镜中铅笔的像 时针,转过 °,尖端相距 厘米。
【答案】 顺 90 80 顺 180 40
【解析】(1)[1][2][3]根据平面镜成像的特点,像与物对称,因此若铅笔绕B点逆时针方向转过90°时,则其像顺时针方向转过90°;此时铅笔水平放置在水平桌面上了,此时铅笔尖A与镜面的距离为
20cm+20cm=40cm
则铅笔尖A所成像与镜面的距离也为40cm,所以铅笔尖A与其所成像间的距离为
40cm+40cm=80cm
(2)[4][5][6]如果铅笔不动,平面镜绕N点沿顺时针方向转过90°,则相当于平面镜中的像顺时针转过180度,此时铅笔尖A与镜面的距离为20cm,则铅笔尖A所成像与镜面的距离也为20cm,所以铅笔尖A与其所成像间的距离为
20cm+20cm=40cm
考点03 根据平面镜成像的特点作图
13.在图中作出物体所成的像。
【答案】
【解析】根据平面成像特点,分别作出物体的对称点、,用虚线连接和即为物体在平面镜中的像,如图:
14.开封被誉为“北方水城”,每到夏日,荷花绽放,为炎炎夏日增添了诗意和清凉。“小荷才露尖尖角,早有蜻蜓立上头”描述的画面如图甲所示,请在图乙中画出光从蜻蜓经水面反射后进入人眼的光路图,其中点表示水中“蜻蜓”的位置。
【答案】
【解析】由题意知,是蜻蜓在水中的像,此时的水面相当于平面镜。连接与眼睛的直线,直线与水面的交点为入射点,入射点到眼睛的光线为反射光线,过作水面的垂线,据平面镜的成像特点,像与物到镜面的距离相等,作出A点,即蜻蜓所在的位置,连接入射点与A点,这条线即为入射光线,如图所示:
15.在图中作出物体ABC通过平面镜所成的像。
【答案】
【解析】根据平面镜成像的特点,像和物体关于平面镜对称,先过A点作平面镜的垂线,根据距离相同,找到对称点A',同理在画出B',C', 由于平面镜成的是虚像,故需要用虚线连接A'B',B'C',如图所示:
16.请根据平面镜成像特点,作出点光源S发出的光经平面镜反射后通过A点的光路图(保留作图痕迹)。
【答案】
【解析】先通过平面镜作出发光点S的对称点S′(即为像点),连接S′A交平面镜于点O,则OA为反射光线,连接SO,则SO为入射光线,如图所示:
17.超市为了给顾客增大空间的感觉,常在货架上用平面镜装潢,如图甲所示。图乙中M是苹果上的一点,N是人眼的位置,请在图乙中画出由M 点反射后发出的一条光线经平面镜反射后经过N点的光路图。
【答案】
【解析】先做出M关于平面镜的对称点,即M点在平面镜中的像点M′,平面镜成的像的位置在反射光线的延长线的交点上,连接NM′,可得反射光线,反射光线与镜面的交点为入射点,连接M与入射点可得入射光线,如图所示:
考点04 凸面镜和凹面镜
18.下列说法中正确的是( )
A.汽车的车头灯是用平面镜
B.汽车的观后镜是用凸面镜
C.太阳灶用的是凸面镜
D.牙科医生用来观察患者不易看到的部位的镜是用凹面镜
【答案】B
【解析】A.车头灯内的反射面是凹面镜,可以将灯发出的光线变为平行光线射出,故A错误;
B.汽车的观后镜是凸面镜,可以起到扩大视野的目的,故B正确;
C.太阳灶用的是凹面镜,故C错误;
D.牙科医生用来观察患者不易看到的部位的镜是用平面镜,故D错误。
故选B。
19.如图所示,学校车库的出口位置是一处交通拐点,设立有一块镜子——街道拐角镜,通过镜子可以扩大视野,加强校园交通安全。这种镜面,物理学上称之为 镜,它的成像原理是光的 。
【答案】 凸面 反射
【解析】[1]图中镜子中间向外凸起,称为凸面镜,可以发散光线,从而扩大视野。
[2]凸面镜的成像原理是光的反射。
20.如图所示,汽车前方的盲区是由于车身设计的缘故,阻挡了驾驶员视线而形成的,盲区的形成是由于光的 。汽车的倒车雷达是利用 (选填“超声波”、“次声波”、“红外线”、“紫外线”)来工作的。汽车的后视镜(凸面镜)对光线有 (“会聚”或“发散”)作用。
【答案】 直线传播 超声波 发散
【解析】[1] 光在同种均匀介质中沿直线传播,汽车前方的盲区是由于车身设计的缘故,阻挡了驾驶员视线而形成的,所以盲区的形成是由于光的直线传播。
[2] 现代汽车广泛利用了倒车雷达,它在工作时会发出超声波,这些声波遇到障碍物时会反射回来,根据回声到来的方位和时间,可以确定障碍物的位置。
[3] 汽车的后视镜是凸面镜,对光线有发散作用,从而扩大视野。
21.阅读以下材料,回答问题。
汽车中的光现象
汽车抬头显示(如图1),又叫汽车平视显示系统,是为了提高安全性而研发。它利用平面镜成像原理(如图2),使显示器上的重行车数据通过前挡风玻璃成像在正前方,驾驶员不必低头,就可以看到车辆行驶的车速、油耗等信息。
凸面镜和凹面镜对光的作用在汽车上也有应用。它们也对汽车的安全行驶起着至关重要的作用。
(1)行车数据在挡风玻璃上所成的像是由光的 (选填“反射”或“折射”)形成的,该像是 (选填“实”或“虚”)像;
(2)某抬头显示器水平放置在汽车中控台上,通过挡风玻璃成垂直于水平面的像,则挡风玻璃与水平面夹角为 度;
(3)某驾驶员发现挡风玻璃所成的像过高。不便于观察,这时需要将显示器沿水平方向 (选填“远离”或“靠近”)挡风玻璃;移动显示唇后,像的大小将 (选填“变大”“不变”或“变小”),如果成像不清晰,可以 (选填“增强”或“减弱”)显示器亮度,改善成像效果;
(4)汽车前灯的反光装置相当于 (选填“平面镜”“凹面镜”或“凸面镜”),当汽车的远光灯位于该焦点位置时,射出的光接近于平行光;
(5)为了使挡风玻璃所成的像离人眼距离达2米以上,甚至更远,以便避免观察数据时眼睛的疲劳,下列做法可行的是 。
A.将显示器上的字体变大
B.将显示器安装在后挡风玻璃上
C.让显示器上的信息通过多面平面镜多次成像
【答案】 反射 虚 45 靠近 不变 增强 凹面镜 C
【解析】(1)[1][2]挡风玻璃相当于平面镜,根据平面镜成像特点和原理可知,行车数据在挡风玻璃上所成的像是由于光的反射成的虚像。
(2)[3]根据题意可知,挡风玻璃成垂直于水平面的像,由于像和物关于镜面对称,则挡风玻璃与水平面夹角为45度。
(3)[4]因为像到平面镜的距离随着物体到镜面的距离减小而减小,当发现挡风玻璃所成的像过高,不便于观察,这时就需要将显示器沿水平方向靠近挡风玻璃。
[5]移动显示器后,物体不变,物体的像和物体大小相等,所以像的大小不变。
[6]为了使像更加清晰,应增强显示器亮度,改善成像效果。
(4)[7]汽车前灯的反光装置是凹面镜,凹面镜对光有会聚作用,当汽车的远光灯位于该焦点位置时,射出的光接近于平行光。
(5)[8]为了使挡风玻璃所成的像离人眼距离达2米以上,可以让显示器上的信息通过多面平面镜多次成像,这样可以避免观察数据时眼睛的疲劳,故C符合题意,AB不符合题意。
故选C。
一、单选题
1.(湖北武汉·中考真题)一块仪容镜如图甲所示,放在某学校走廊的AB处,仪容镜靠墙而立,镜面与墙壁平行,在另一面墙壁上的O处悬挂一电铃,如图乙所示。为了总能看到电铃通过仪容镜所成的像O′,小强同学沿着走廊的ae直线走动,若将人和电铃各自看作一个点,则小强同学所在的区间是( )
A.abB.bcC.cdD.de
【答案】B
【解析】电铃通过平面镜所成的像在O′,根据光沿直线传播,小强同学在的区间bc可看到电铃通过仪容镜所成的像。
故选B。
2.(四川广元·中考真题)一只小蜜蜂悬停在平静的湖面上方,它向下看,看到下方有一个与自己相同的“同伴”,于是它飞向湖面迎接“同伴”,在此过程中( )
A.“同伴”向它迎来 B.“同伴”离它而去 C.“同伴”逐渐变小 D.“同伴”真实存在
【答案】A
【解析】当一只小蜜蜂悬停在平静的湖面上方时,湖面就相当于一个平面镜,平面镜成像特点是像与物体大小相等,像到镜的距离等于物体到镜的距离,所成的像是虚像。当小蜜蜂飞向湖面迎接“同伴”时,物距变小,像距也跟着变小,但像的大小不变。所以在此过程中,“同伴”向它迎来,大小不变。故A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
二、填空题
3.(吉林·中考真题)小明同学身高1.65m,站在竖直放置的平面镜正前方0.6m处,他在平面镜中所成像高度为 m,他的像到镜面的垂直距离为 m。
【答案】 1.65 0.6
【解析】[1]平面镜成像中,像与物的大小相等,故他在镜中像的高度为1.65m。
[2]平面镜成像中,像到平面镜的距离等于物到平面镜的距离,故他在镜中的像到镜面的距离为0.6m。
4.(江苏连云港·中考真题)小明身高1.7m,距离平面镜3m,他在平面镜中的像高是 m,像到平面镜的距离是 m。当他向平面镜缓慢走近时,他在平面镜中像的大小 (选填“变大”“不变”或“变小”)。
【答案】 1.7 3 不变
【解析】[1]面镜成像时,像与物体的大小相等,小明身高1.7m,则他在平面镜中的像高也是1.7m。
[2]像与物体到平面镜的距离相等,小明距离平面镜3m,则像到平面镜的距离也是3m。
[3]平面镜成像时,像的大小与物体的大小有关,与物体到平面镜的距离无关,所以当他向平面镜缓慢走近时,他在平面镜中像的大小不变。
5.(辽宁鞍山·中考真题)汽车两侧的后视镜是 (选填“平面镜”、“凸面镜”或“凹面镜”)。如图甲,轿车司机从右后视镜中观察到一辆越野车,下一时刻越野车在后视镜中的位置如图乙所示,越野车相对于轿车是 (选填“运动”或“静止”)的,后视镜中越野车的像是光的 形成的。
【答案】 凸面镜 运动 反射
【解析】[1]汽车两侧的后视镜是凸面镜,凸面镜能反射光成像,具有扩大视野的作用。
[2]由图可知,越野车相对于轿车位置发生了变化,是运动的。
[3]后视镜是凸面镜,镜中越野车的像是光的反射形成的正立的虚像。
6.(江苏镇江·中考真题)如图所示,竖直放置的平面镜能绕水平轴MN转动,小明站在平面镜正前方,他在镜中成的是 (选填“实”或“虚”)像;小明垂直镜面移动8cm,他与像的距离改变 cm;为了让他站着就能看到镜中脚的像,可以让平面镜绕轴沿 时针方向转动。
【答案】 虚 16 顺
【解析】[1]据平面镜所成像的特点可知,平面镜所成的像是虚像,所以小明同学在镜中的像是虚像。
[2]小明垂直镜面移动8cm,由于像到平面镜的距离等于物到平面镜的距离,所以小明镜中的像也垂直镜面移动8cm,那么他与像的距离改变值为
8cm+8cm=16cm
[3]为了让他站着就能看到镜中脚的像,即让脚反射出来的光线经平面镜反射后能够射入人的眼睛,所以应让平面镜倾斜一些,绕轴沿顺时针方向转动。
三、作图题
7.(山东东营·中考真题)如图所示,OB是平面镜前的一个物体。请根据平面镜成像特点画出OB在平面镜中成的像。
【答案】
【解析】根据平面镜成像特点:等大、等距、垂直、对称、虚像。分别作O、B关于平面镜对称的点O'和B',分别用虚线连接OO'和BB',画好垂足符号,再用虚线连接OB',B'端画上箭头,如图所示:
8.(重庆·中考真题)按要求完成下列作图。在答图中画出烛焰顶部A点在平面镜MN中的像A′。
【答案】
【解析】平面镜成的像与物关于平面镜对称,作A点关于平面镜的对称点即为A点在平面镜MN中的像A′,作图如下:
9.(黑龙江大庆·中考真题)如图, A为暗室中的点光源, B为不透光薄板, B与上方水平放置的平面镜左边缘对齐,请画出B薄板右侧水平地面被光照亮的区域左右边界的光路图(只考虑直接经平面镜到达地面光线)。
【答案】
【解析】先作出点光源A关于平面镜的像点 ; 连接A与平面镜的左端,交平面镜于点 C的入射光线,作出入射光线AC和反射光线CE;连接A与挡光板的最上边缘,交平面镜于点D的入射光线,作出入射光线AD和反射光线DF;则水平地面被光照亮的区域为EF,如图所示:
四、实验题
10.(山西·中考真题)小明照镜子时,看到镜中自己的像,这个像有什么特点呢?为此他进行了实验探究。
实验思路:
(1)探究平面镜成像的特点,关键是要确定像的位置和大小;
(2)可选用 作为平面镜观察像,先将点燃的蜡烛置于镜前,再用一支外形相同未点燃的蜡烛在镜后移动,通过是否与像重合来确定像的位置和大小,进而得到平面镜成像的特点;
实验过程:
(3)按照实验思路进行操作,观察蜡烛与像完全重合后,在纸上分别标记平面镜、蜡烛和像的位置,并测量蜡烛和像到平面镜的 ,记录在表格中。试着用光屏承接平面镜后面的像,观察光屏上能否呈现点燃蜡烛的像;
(4)换用两个相同的跳棋子、两块相同的橡皮重复上述操作。多次实验的目的是 ;
实验结论:
(5)平面镜所成的像为 (选填“实”或“虚”)像,像与物体关于镜面对称。
【答案】 玻璃板 距离 使结论具有普遍性 虚
【解析】(2)[1]实验过程中,用透明的玻璃板代替平面镜,在物体一侧,既能看到蜡烛A的像,也能看到代替蜡烛A的蜡烛B,当蜡烛A的像和蜡烛B重合时,便于确定像的位置。
(3)[2]为了探究平面镜成像时,像与物到镜面的距离的关系,因此当蜡烛与像完全重合后,在纸上分别标记平面镜、蜡烛和像的位置,并测量蜡烛和像到平面镜的距离。
(4)[3]实验中换用两个相同的跳棋子、两块相同的橡皮重复上述操作,其目的是为了避免单次试验结果造成的偶然性,使用多次实验让结论具有普遍性。
(5)[4]由上述实验过程可知,将光屏放到像的位置,如果透过玻璃板观察,有可能会把蜡烛的像误认为在光屏上成像,因而需要不透过玻璃板来观察光屏上有无像,从而确定平面镜成的是虚像。
11.(黑龙江牡丹江·中考真题)小江为同学们表演魔术:如图甲所示,将一个正面开口的空箱面向同学,箱子的顶部中间有一个豁口。将一个棋子从顶部的豁口放入,从正面看去,棋子竟“不翼而飞”。小丹猜想箱中放置了一块平面镜,她找来薄玻璃板、方格纸、笔、刻度尺、两个完全相同的棋子A和B进行探究,如图乙所示。
(1)将一张方格纸放在水平桌面上,薄玻璃板 放置在方格纸上;
(2)将棋子A放在薄玻璃板前,棋子B放在薄玻璃板后面移动,直到看上去它与棋子A的像完全重合,表明棋子像的大小与棋子的大小 。在方格纸上记下棋子A和B的位置;
(3)移走棋子B,将光屏放到棋子B的位置,在光屏上 (选填“能”或“不能”)直接观察到棋子A的像;
(4)改变棋子A的位置,重复步骤(2),发现棋子A的像与棋子A始终在方格纸的同一条直线上。用刻度尺分别测量它们到薄玻璃板的距离,记录在表格中。分析数据可知,棋子的像与棋子到薄玻璃板的距离 ;
(5)实验表明,棋子在平面镜中的像与棋子关于镜面 ;
(6)请在图丙中作出点A在平面镜中所成的像。
【答案】 竖直/垂直 相等 不能 相等 对称
【解析】(1)[1]薄玻璃板相当于平面镜,如果玻璃板与方格纸不垂直,则后面的棋子与前面棋子的像不在同一高度,怎么操作都不会重合,也无法比较像与物的大小,因此为完成实验,薄玻璃板应垂直(竖直)放置在方格纸上。
(2)[2]将棋子A放在薄玻璃板前,棋子B放在薄玻璃板后面移动,直到看上去它与棋子A的像完全重合,表明棋子像的大小与棋子的大小相等,所以用两个完全相同的棋子A和B就是为了比较像与物大小关系用的。
(3)[3]移去棋子B,在其原来位置上放置一块光屏,光屏上不能观察到棋子A的像,因为平面镜成的是虚像。
(4)[4]分析表中三组数据可以看出每次实验A到玻璃板的距离都等于B到玻璃板的距离,故可得到结论:棋子的像与棋子到薄玻璃板的距离相等。
(5)[5]实验表明,棋子在平面镜中的像与棋子分居平面镜两侧、大小相等、到平面镜的距离相等,故棋子在平面镜中的像与棋子关于镜面对称。
(6)[6]过A作平面镜的垂线,在该垂线上找到平面镜另一侧到平面镜的距离与A到平面镜距离相等的点,即为点A在平面镜中所成的像,如下图
12.(四川南充·中考真题)小科同学在探究平面镜成像特点时,利用如图甲所示器材进行了以下操作:
(1)实验中小科同学从点燃的蜡烛一侧透过玻璃板看到像有重影,改善重影问题的方法是 ,实验中选取同样大小的蜡烛A、B是为了 ;
(2)改进器材后多次改变蜡烛A的位置,并移动另一支蜡烛,确定每次像的位置,将玻璃板及每次物和像的位置记录在玻璃板下面的白纸上,连接物和对应的像点,如图乙所示,由此可得出的结论是:像与物到平面镜的距离 ;
(3)完成实验后,小科同学又将一枚硬币放在玻璃板前,能看到它在玻璃板后的像在a的位置,如图丙所示,若将玻璃板水平向右移动3cm,该硬币的像 (选填“向右移动3cm”、“在原位置”或“向左移动3cm”)。
【答案】 用较薄的玻璃板 探究像与物的大小关系 相等 在原位置
【解析】(1)[1]实验中有重影,是因为玻璃板较厚,蜡烛通过玻璃板两个面都成像了,可采用较薄的玻璃板,两个面所成的像几乎在一个位置,避免重影对实验的影响。
[2]用A、B同样大小的蜡烛进行实验,可探究平面镜所成的像与物的大小关系,B与A的像重合时,说明像与物大小相等。
(2)[3]由图乙知,每次记录的像距与物距的大小相等,所以像与物到平面镜的距离相等。
(3)[4]将玻璃板水平向右移动3cm,硬币的位置不变,则像的位置也不变,在原位置。
一、单选题
1.大自然的神奇和壮丽总令人陶醉。如图所示,白鹭正在汾河栖息,与水面上的倒影交相辉映,犹如一幅天然的水墨画。下列分析正确的是( )
A.水中白鹭的倒影是由于光的折射形成的
B.水中白鹭的倒影与小孔成像的原理一致
C.白鹭飞起时其水中的像与水面距离变大
D.白鹭降落时其在水中的像将会逐渐变小
【答案】C
【解析】A.水中白鹭的倒影与平面镜成像原理相同,是由于光的反射形成的,故A错误;
B.倒影形成的原理是光的反射,小孔成像的原理是光的直线传播,故B错误;
C.平面镜成像时,像与物到平面镜的距离相等,白鹭起飞时,到水面的距离变大,所以它的像与水面的距离也变大,故C正确;
D.平面镜成像时,像与物大小相等,故白鹭降落时其在水中的像的大小不变,所以故D错误。
故选C。
2.如图所示,商场柜台旁放有一面直立的平面镜,小超沿直 AD 行走,直线 AD 与平面镜平行,B、C 为由平面镜底边两端点向 AD 所作垂线的交点,则他能由平面镜中观察到自己像的路段是( )
A.整个 AD 段B.只有 AC 段C.只有 BC 段D.只有 BD 段
【答案】C
【解析】平面镜成像的原理是光的反射,人眼逆着反射光线看到像,要想从平面镜经中看到像,需要他反射的太阳光经过平面镜反射后,反射光线一定要进入他的眼睛。当他走AB段或者CD段时,反射光线在法线的右侧,不会进入人眼,故看不到像,而在BC段时,他反射的太阳光经过平面镜反射后,反射光线进入人眼,可以看到像,故综上所述,C符合题意;ABD不符合题意。
故选C。
3.如图所示为某一入射光经平面镜反射后的行进路径。保持入射光不变,通过调整平面镜使反射光射向P点。下列说法中正确的是( )
A.平面镜应向右平移
B.调整平面镜后反射角和入射角不再相等
C.平面镜应逆时针转动
D.第二次的反射角比第一次的反射角大
【答案】D
【解析】A.若平面镜向右平移,入射点和法线的位置不变,则反射光线也不变,所以反射光不能射到P点,故A错误;
B.调整平面镜后,仍然遵守光的反射定律,反射角和入射角仍然相等,故B错误;
CD.保持入射光不变,连接OP即为第二次的反射光线,作∠AOP的角平分线OM,即为新的法线,作OM的垂线即为第二次平面镜的位置,如图所示
由图可知,平面镜应顺时针转动,且两次入射角的大小关系为∠AOM>∠AON;
因为反射角等于入射角,则反射角的大小关系为∠POM>∠BON,故C错误,D正确。
故选D。
4.图中M是竖直放置的平面镜,镜离地面的距离可调节。甲、乙二人站在镜前,乙离镜的距离为甲离镜的距离的3倍,如图所示。二人略错开,以便甲能看到乙的像。以L表示镜的长度,h表示乙的身高,为使甲能看到镜中乙的全身像,L的最小值为( )
A.B.C.D.
【答案】B
【解析】采用物像对应(虚线a'b'是乙ab的像)和边缘光线(c是甲的眼睛,ac与b'c是边缘光如线)作出甲能看到乙的像的光路图所示
则'为甲能看到镜中乙的全身像所需的最小镜面。在三角形ca'b'中根据相似性可得,'是ab的四分之一,故B符合题意,ACD不符合题意。
故选B。
二、多选题
5.如图所示,平面镜竖直放置在水平面上,一支直立的铅笔从平面镜前40cm 处,以5cm/s 的水平速度垂直向平面镜匀速靠近下列说法不正确的是( )
A.铅笔在平面镜中所成的像逐渐变大
B.经过 2s,铅笔与它的像之间的距离变为 60cm
C.铅笔的像相对于铅笔的速度为 l0cm/s
D.若平面镜顺时针转至图中虚线位置,铅笔的像将与铅笔垂直
【答案】A
【解析】A.由平面镜成像的特点可知,像与物大小相同,铅笔与平面镜的距离改变,铅笔在镜中的像的大小不变,故A错误,符合题意;
B.因像和物体到平面镜间距离相等,当铅笔以5cm/s的速度向平面镜靠近时,由速度公式的变形公式得,2s内铅笔通过的距离
s=vt=5cm/s×2s=10cm
2s后铅笔到平面镜距离为
40cm-10cm=30cm
像到平面镜间距离也为30cm,2s后铅笔与镜中的像相距
30cm+30cm=60cm
故B正确,不符合题意;
C.像与物关于平面镜对称,若铅笔以5cm/s速度向平面镜靠近,同时像也以5cm/s速度向平面镜靠近,则铅笔的像相对于铅笔的速度为 l0cm/s。故C正确,不符合题意;
D.铅笔与平面镜的夹角为45°,像与物关于平面镜对称,,此时平面镜将铅笔与像的夹角平分,所以铅笔与它在平面镜中的像互相垂直,故D正确,不符合题意。
故选A。
三、填空题
6.地球与月亮相距约,中秋节,小红在直径约30厘米的脸盆中接了约10厘米深的水放在阳台上,把月亮请到了脸盆里观赏,水中月亮到水面的离水距离约是 m,它的大小 天空中的月亮的大小(选填:“大于”“等于”或“小于”)。
【答案】 等于
【解析】[1][2]水中月亮类似于平面镜成像,根据平面镜成像可知,物与像到平面镜的距离相等,物与像大小相等,因此水中月亮到水面的离水距离约是3.84×108m,且像的大小与天空中的月亮的大小相等。
7.如图所示,MN为平面镜,CD为光屏。它们均竖直放置,在平面镜MN端正前方、位于MN和CD中点处有一激光源S。现S点发出一束光线向镜面投射,当光线的入射点从N点单向移动到M点时,测得反射光在光屏CD上的移动速度是3m/s,则入射光的入射点沿镜面移动的速度是 m/s。
【答案】1
【解析】作S在平面镜MN的像S1,连接S1C,与MN交于点B,如图所示
由题意“位于MN、CD中点处有一激光源S”可知
SD=SA
由平面镜成像的特点可知
S1A=SA
则由相似三角形的性质可得
设光斑在MN上的速度为v,光斑在CD上的速度为v1,由反射光在光屏CD上的移动速度是3m/s可知,光斑在CD上扫过的长度是在MN上扫过长度的3倍,由于时间相同,则
3vt=v1t
解得v1=1m/s。
8.课间时琼琼正在教室读书,突然室外有人在说话,他一听便知道是可爱的物理老师,正所谓“闻其声而知其人”,这是依据声音的 (选填“响度”、“音调”或“音色”)来判断的;在“小荷才露尖尖角,早有蜻蜓立上头”古诗中,蜻蜓立于荷叶尖上,距水面0.3m, 它在水中的像是 (选填“实像”或“虚像”)。像物相距 m。
【答案】 音色 虚像 0.6
【解析】[1]不同发声体发出声音的音色不同,闻其声知其人是根据声音的音色来判断的。
[2][3]平面镜成像时,成的是虚像,且像与到平面镜的距离相等,蜻蜓立于荷叶尖上,距水面0.3m, 它的像距离水面也是0.3m,故像物相距0.6m。
9.如图所示,P是一个光屏,屏上有直径d=5cm的圆孔;Q是一块平面镜,与屏相向平行放置;O1O2是过圆孔中心O垂直于Q的直线。P和Q都足够大。现在O1O2上置一强点光源S,依图中标出的距离,求平面镜上的反射光在屏上照亮的面积为 m2。(用含有π的式子表示)
【答案】
【解析】过圆孔的上下点做出入射点,如图所示
易知△SAO∼△SMO2,则
AO=2.5cm,则MO2=7.5cm,而△ATM≌△PQM,则
则易得AP=10cm则OP=12.5cm,对于光屏来说照亮的面积是圆POS的面积减去圆AOB的面积,则照亮面积为
10.如图所示,平面镜前有一发光点S,平面镜可以绕O轴转动,已知发光点S与轴O的距离SO=12cm,SO与镜面的夹角为60°。此时,S与它的像之间的距离为 cm;当镜面绕轴O转顺时针转动60°的过程中,发光点S在镜中的像与O轴的距离将 ,发光点S与镜中像的距离将 (以上两空填写大小变化情况);S的像运动轨迹的长度为 cm。
【答案】 不变 先变大后变小 12
【解析】[1]平面镜成像中,像距等于物距,则S与它的像之间的距离为
[2] 当镜面绕轴O转顺时针转动60°的过程中,发光点S与O轴的距离不变,发光点S在镜中的像与O轴的距离将不变。
[3] 当镜面绕轴O转顺时针转动60°的过程中,发光点S与O轴的距离先变大后变小,则发光点S与镜中像的距离将先变大后变小。
[4]由几何关系得,S的像运动轨迹的长度为
11.汽车后视镜属于重要安全部件,如图所示是司机在倒车时通过后视镜看到右后方行人A的情景,P点是司机的眼睛,请画出司机看到行人A的光路图 。当行人逐渐远离后视镜时,行人的像会逐渐 (选填“靠近”或“远离”)后视镜。
【答案】 远离
【解析】[1]先延长平面镜,然后作A点关于平面镜的对称点,然后连接,与平面镜交于一点O,O即为入射点,OP即为反射光线,然后连接AO即为入射光线,最后给AO、OP标注方向箭头,如图所示:
[2]根据平面镜成像特点之一:像到平面镜的距离等于物体到平面镜的距离,可知,当行人逐渐远离后视镜时,行人的像会逐渐远离后视镜。
12.如图所示,在竖直平面xy内,发光点位于P(0,4)位置处,平面镜MN竖直放置,其两端M、N的坐标分别为(3,1)和(3,0),P点通过平面镜MN反射到竖直平面y轴的右半部分某一区域,则通过反射照亮该区域的面积为 m2(图中长度单位为:米)。
【答案】4.5
【解析】根据题意,如图所示:
连接MP、NP,根据光的反射定律,做出PM的反射光线MA,做出PN的反射光线NB,梯形ABNM是反射照亮区域;下底AB为2m,上底为1m,高为3m,根据梯形形面积公式得
四、作图题
13.“双塔凌霄”是太原古八景之一,这两座塔也是太原现存最高的古建筑,如图甲是小明在双塔公园拍到的美景,请你在图乙中画出光从塔尖经水面反射进入人眼的光路图,其中A点表示水中“塔尖”的位置。
【答案】
【解析】由题可知,A的位置是塔尖通过水面所成的像,像与物体关于镜面对称,据此画出塔尖的位置A',连接人的眼睛和A,据此作出反射光线,如图所示:
14.平面镜是魔术师表演节目常用的道具。如图甲演员躺在转盘上做各种动作时,观众在挡板前面利用平面镜看到的却是她竖直悬在空中做优美的动作。如图乙观众看到悬在空中的演员A′,实际演员在挡板后的位置A。请画出平面镜的位置。
【答案】
【解析】所成的像和物体是以镜面为对称轴的轴对称图形,连接AA′;做AA′的中垂线,为镜面位置,连接A′B,可得反射光线,A′B与镜面的交点O为入射点,则OB为反射光线,连接AO,AO为入射光线,如图所示:
15.在观看“仙女飞天”魔术表演时,位于P点的观众看到云雾中漫舞的“仙女”,实质是挡板后位于A点的演员在平面镜中的虚像,如图所示。请在虚线框内作出平面镜的位置,并完成光路图。
【答案】
【解析】连接AA′,据“平面镜成像中,像与物的连线与镜面垂直,且像与物到镜面的距离相等”,可确定平面镜的位置,连接A′P与镜面相交于O点,则O点为入射点,AO为入射光线,OP为反射光线。作图如下:
五、实验题
16.如图所示是小明同学探究“平面镜成像特点”时的实验情景。
(1)为了提高实验的精度和效果,M应该是一块______(选填字母序号);
A.2mm厚的平板玻璃
B.1mm厚的平板玻璃
C.1mm厚的平面镜
(2)当把蜡烛A靠近M时,蜡烛A在M中所成像的大小将 (选填“变大”“不变”或“变小”);
(3)若蜡烛A沿着垂直于M的直线以1cm/s的速度靠近M,则以蜡烛A为参照物,A的像靠近A的速度为 ;
(4)小明实验时发现,无论怎样移动蜡烛B都不能使蜡烛A的像与蜡烛B完全重合,其原因可能是 。
【答案】(1)B (2)不变 (3)2cm/s (4)玻璃板没有与桌面垂直
【解析】(1)玻璃板可以成像,也可以透光,实验中采用玻璃板便于确定像的位置;厚的玻璃板会出现两个像,为了避免出现两个像,应选用薄的玻璃板,故AC不符合题意,B符合题意。
故选B。
(2)平面镜中,像与物体等大,将蜡烛A慢慢远离M时,蜡烛A大小不变,它的像的大小将不变。
(3)由平面镜成像中的像距等于物距,若将蜡烛A以1cm/s的速度靠近玻璃板,则以蜡烛A为参照物A的像靠近A的速度为2cm/s。
(4)像与物体关于平面镜对称,无论怎样移动蜡烛B都不能使蜡烛A的像与蜡烛B完全重合,其原因可能是玻璃板没有与桌面垂直。
17.小明在探究“平面镜成像特点”时,利用如图甲所示器材进行了以下操作:
(1)为了观察清晰,实验应在 (强光/弱光)环境中进行;
(2)如图乙是实验记录,通过分析得出像与物到玻璃板的距离相等,像与物的连线与玻璃板垂直。这样得出结论的不足之处是 ;
(3)小明将一块不透明挡板分别放在平面镜前后的1、2、3位置,如图丙所示,当挡板位于 (填位置序号)位置时,人眼不能看到物体A的像;
(4)如图丁所示,玻璃板原来沿直线 BC竖直放置,若实验中将玻璃板沿顺时针方向转过一定角度θ(θ
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