实验07 探究 平面镜成像规律（解析版）

实验07探究平面镜成像规律1．【实验目的】通过探究实验，得出平面镜成像规律。2．【实验器材】（1）玻璃板、光屏、两个完全相同的蜡烛、白纸、刻度尺、量角器、支架等。（2）主要器材作用：A、玻璃板：便于确定像的位置。B、两支完全相同蜡烛A、B：比较像与物的大小，确定像的位置。C、刻度尺：测量蜡烛与平面镜的距离和像与平面镜的距离。D、光屏：探究平面镜成像的虚实。E、白纸：确定物、像和平面镜的位置。3.【实验装置图】4.【成像原理】光的反射5.【实验步骤】（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，不透过玻璃板，直接观察光屏上有无像。（3）将另一支完全相同的、但未点燃的蜡烛放到玻璃板后像的位置，与像重合（观察到未点燃蜡烛的烛芯上好像也有了烛焰）。比较像与蜡烛的大小、正倒等关系。（4）在玻璃板下所铺的白纸上描绘出蜡烛、玻璃板和蜡烛像的位置。（5）画出连接蜡烛和像的直线，量出直线与玻璃板的夹角，用刻度尺量出蜡烛和像到玻璃板的距离。6.【实验表格】实验次数123物距u/cm像距v/cm7．【实验结论】（1）物体在平面镜里所成的像是正立的虚像。（2）像、物大小相同。（3）像、物到镜面的距离相等。（4）像、物的连线与镜面垂直。1、如何放置玻璃板？把白纸平铺在桌面上，玻璃板垂直放在纸上。2、如何才能看到蜡烛A的像？人在点燃蜡烛侧透过玻璃板看去。3、如何探究像的实虚？将光屏放到像的位置，不透过玻璃板，直接看光屏上有无像。4、如何确定像的位置和比较像物的大小关系？拿一支完全相同且未点燃的蜡烛B，在玻璃板后面移动，直到像与物完全重合。（等效法）5、在白纸上描出物、像和平面镜的位置后，接着应该怎么办？连接对应的像点、物点，测出它们到镜面的距离。看连线和镜面是否垂直。6、为了使实验结论具有普遍性：应多次改变蜡烛A的位置进行实验。实验在较暗的环境下进行，可使实验现象更明显。7、实验中若用物理书挡在玻璃板的后面，那么仍然能看到蜡烛A的像。8、平面镜成像实质：如图：S1是发光点S的虚像，它是反射光线反向延长线的交点。实际上，平面镜后并不存在发光点S1，所以S1是虚像。【典例1】如图所示，小明做“探究平面镜成像的特点”实验，他将棋子A放在玻璃板前，在玻璃板后移动棋子B，直至与A的像重合。（1）选择与A完全相同的棋子B，是为了比较像和物的___________关系。在方格纸上进行实验，是为了便于比较___________；（2）改变自己的位置，观察棋子A的像。当他远离玻璃板时，像的大小将___________。当他向右移动时，像的位置相对于玻璃板将___________（选填“向左”、“向右”或“不变”）；（3）移走棋子B，将一张白纸竖直放在该位置，直接观察白纸，白纸上___________（选填“能”或“不能”）看到棋子A的像，说明平面镜成的是___________像。答案：（1）大小；像和物到平面镜的距离关系（2）不变；不变（3）不能；虚解析：（1）实验中的两棋子要求大小相同，这是为了探究物像的大小关系；实验中选择方格纸，这样更便于比较像和物体到达平面镜的距离；（2）平面镜成的像与物大小相同，和物到镜的距离无关，人们感觉到的近大远小是一种视觉效果，不影响真实的大小。所以远离玻璃板，它的像大小不变，当他向右移动时，人靠近玻璃板，棋子不动，像不动，所以像的位置不变。（3）此实验中的白纸相当于光屏，光屏只能承接实像，不能承接虚像，因为平面镜成的像是虚像，所以棋子的像不会出现在白纸上。【典例2】在探究“平面镜成像特点”和“光的反射”实验中。（1）如下图甲所示为“探究平面镜成像特点”的实验装置图.现有茶色玻璃板和透明玻璃板，实验时应选择_______来代替平面镜。实验时，选择两支相同的蜡烛，是为了比较像与物体的_______；测量两支蜡烛到玻璃板的距离，是为了比较像与物体到镜面的距离是否_______；（2）下列有关该实验的说法中，正确的是_______；A.为了便于观察，该实验最好在较暗的环境中进行B.如果将蜡烛A向玻璃板靠近，蜡烛A的像会变大C.移去蜡烛B，并在原蜡烛B的位置放一光屏，发现光屏上能得到蜡烛的像D.移动蜡烛A进行多次实验，目的是多次测量取平均值减少误差（3）在实验中如果把平板玻璃向右倾斜，如下图乙所示，观察到蜡烛像的大致位置在图中的________（填“A”或“B”）处；（4）在探究“光反射时的规律”实验中，如下图丙所示，小华在纸板上用笔描出入射光EO和反射光OF的径迹，接着她把纸板NOF向前折或向后折（如下图），在纸板上_______（填“能”或“不能”）看到反射光，此时反射光线_______（填“存在”或“不存在”），由此得出_______的结论。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，反射光线、入射光线和法线在同一平面解析：（1）平面镜成像是利用反射光来成像的，透明玻璃透光性好，蜡烛的光几乎全部透过玻璃，发生反射的光很少，成像不是太清晰，而茶色玻璃可以反射光，还会吸收一部分光，效果好一些，所以应选择茶色玻璃板代替平面镜；实验时选择两支等长的蜡烛，便于比较物像大小关系，测量两只蜡烛到玻璃板的距离，是为了比较像与物体到镜面的距离关系，通过测量可知像与物体到镜面的距离相等。

（2）A、在比较明亮的环境中，很多物体都在射出光线，干扰人的视线，在较黑暗的环境中，蜡烛是最亮的，蜡烛射向平面镜的光线最多，反射光线最多，进入人眼的光线最多，感觉蜡烛的像最亮.所以最比较黑暗的环境中进行实验，故A正确；B、蜡烛靠近玻璃板过程中，根据物像大小相等，蜡烛的像始终与蜡烛等大，故B错误；C、因为光屏只能接收实像，不能接收虚像，所以移去后面的蜡烛B，并在原位置上放一光屏，不能发现光屏上能成正立的像，故C错误；D、探究平面镜成像特点时，移动蜡烛A进行多次实验，目的是为了获取多组实验数据归纳出物理规律，避免实验的偶然性，故D错误；故应选A。

（3）如图，作出蜡烛火焰关于平面镜的对称点，可知在实验中如果把平板玻璃向右倾斜（如图乙），观察到蜡烛的像的大致位置在图中的A处；

（4）使光线沿纸板射向镜面O点，然后把硬纸板NOF向前折或向后折是为了确定反射光线、入射光线、法线是否在同一平面内；因此在纸板上不能看到反射光，但反射光线是存在的，由此得出结论：反射光线、入射光线与法线位于同一平面内。【对点1】小明学习了平面镜成像的特点后，借助商店的透明玻璃门、两个完全相同的纸箱、一把卷尺，也简单地验证了平面镜成像的某些规律.（1）小明把其中一个纸箱放置在玻璃门内某一位置，然后小明走到玻璃门外不断改变另一纸箱的位置，让纸箱经玻璃门所成的像正好与玻璃门内的纸箱重合，如图所示；记下门内、外纸箱到玻璃门的距离，即可探究________.（2）如果想让成像更清晰，玻璃门外的亮度要比玻璃门内________（选填“亮”或“暗”）.（3）实验中，采用透明玻璃门代替平面镜，虽然成像不如平面镜清晰，但小明却能在观察到门外纸箱的像的同时，也能观察到门内的纸箱，巧妙地解决了确定________（选填“像”或“物”）的位置的问题.（4）请针对上述实验可能出现的结果进行简要评估：________________.答案：（1）像距与物距的大小关系（2）亮（3）像（4）玻璃门较厚，可能出现两个像，使测得的像距的误差大（合理即可）解析：（3）采用透明玻璃门代替平面镜，这样可以在观察到门外纸箱的像的同时，也能观察到门内的纸箱，便于确定像的位置.【对点2】如图甲，是小芳和小明同学探究“平面镜成像的特点”的实验装置。QUOTE(1)(1)为了便于观察，该实验最好在______的环境中进行QUOTE((选填“较明亮”或“较黑暗”QUOTE))；在实验中用透明的玻璃板代替平面镜，是为了______；QUOTE(2)(2)选取两根完全相同的蜡烛，是为了比较像与物的______关系；QUOTE(3)(3)该实验中，刻度尺的作用是：比较像与物到______的距离；QUOTE(4)(4)移去蜡烛QUOTEBB，并在其位置上放一个光屏，则光屏上______QUOTE((选填“能”或“不能”QUOTE))接收到蜡烛QUOTEAA烛焰的像，这表明平面镜所成的像是______像QUOTE((填“虚”或“实”QUOTE))；QUOTE(5)(5)如果使蜡烛QUOTEAA离玻璃板远一些，则它所成像的大小______QUOTE((选填“变大”、“变小”或“不变”QUOTE))；QUOTE(6)(6)点燃竖直放置在水平桌面上的蜡烛QUOTEAA，若小明同学在桌面上无论怎样移动、调整薄玻璃板后面的蜡烛B，都无法与蜡烛QUOTEAA的像完全重合，请你分析其中的原因______。答案：（1）较黑暗；便于找到像的位置（2）大小（3）平面镜（4）不能；虚（5）不变（6）镜面与桌面不垂直解析：（1）在比较亮的环境中，很多物体都在射出光线，干扰人的视线。在较暗的环境中，蜡烛射向平面镜的光线最多，反射光线最多，进入人眼的光线最多，人感觉蜡烛最亮，所以该实验最好在较暗的环境中进行。在实验中用透明的玻璃板代替平面镜，因为玻璃板既能成像又能透光，便于确定像的位置。（2）选取两根完全相同的蜡烛，是为了比较像和物的大小关系。（3）该实验中，刻度尺的作用是：比较像与物到平面镜距离的关系。（4）移去蜡烛B，并在其位置上放一个光屏，则光屏上不能接收到蜡烛A烛焰的像，这表明平面镜所成的像是虚像。（5）如果使蜡烛A离玻璃板远一些，因为像与物大小相等，所以它所成像的大小不变。（6）调整薄玻璃板后面的蜡烛B，都无法与蜡烛A的像完全重合，可能是镜面与桌面不垂直。1．（2023四川南充）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】（1）用较薄的玻璃板探究像与物的大小关系（2）相等（3）在原位置【解析】（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。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）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）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。2．（2023山东临沂）敬老爱亲的小明跟奶奶拉呱时，发现奶奶一直认为“人离平面镜越近，人在镜中的像越大”，为了纠正奶奶的错误认知，小明做了如下实验。（1）如图所示，将白纸平铺在水平桌面上，用支架把玻璃板架在白纸上，并让玻璃板与纸面__________；（2）将两支相同的蜡烛A和B分别竖放在玻璃板前后，点燃蜡烛__________（选填“A”或“B”），并移动蜡烛B，直至与蜡烛A的像重合；（3）为了纠正奶奶的错误认知，小明多次改变蜡烛A的位置时，需确保__________（选填“左右”或“前后”）位置不同；（4）小明给奶奶变了个戏法：将与蜡烛A的像重合的蜡烛B拿走，并在它的位置处竖放一个光屏。让奶奶透过玻璃板看光屏，光屏上有“蜡烛B”；不透过玻璃板直接看光屏，光屏上的“蜡烛B”却消失了。这个小戏法逗得奶奶开怀大笑，同时小明也给奶奶解