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摘 要:平面镜成像问题难度中等,但是出错率很高.有的同学是因为不清楚“影”和“像”的区别,在理解和回答问题的时候出错;有的是对成像规律理解不透彻出错;有些同学是解题不规范被扣分.本文中不易出错点做个总结,希望能帮助大家.
关键词:平面镜;影像;平面镜成像规律
初中物理光学部分中,平面镜成像是重点之一,每年在各地中考题中都会出现.平面镜成像问题难度中等,但是出错率很挺高,现在把相关这一部分内容的典型考题,易错问题梳理如下.
经常发现有好多同学不清楚“影”和“像”的区别,在理解和回答问题的时候,思维混乱,做题表述不准确,出现错误.物理学中的影,指的是光在传播过程中遇到不透明物体时,在背光面的后方形成没有光线到达的黑暗区域,称为不透明物体的影,比如手影、影子.“像”是由于光的直线传播(如小孔成像)、光的反射(如平面镜成像)或光的折射(如凸透镜成像)而出现的光现象,由实际光会聚而成的是实像,由光的反向延长相交而成的称为虚像.所以“影”和“像”二者有本质的不同.
1 考查平面镜成像的原理
平面镜成像的原理是光的反射定律.有些题目就是考察成像原理的,理解透彻解决相关问题就容易了.
例1 (2014·泰安)湖边的路灯距湖面高3m,湖水深7m,映在平静湖水中灯的“倒影”距离湖面m.
平静的湖水面相当于平面镜,灯在湖水面上成虚像,灯和灯的像到水面的距离相等,灯到水面距离是3m,所以灯的像到水面的距离也是3m.
在这里,一定要强调的是“面”,只要有反射光的平整且光滑的“面”,那么它的深浅与成像是无关的,镜面的后方有什么,也不会影响成像,比如下面这道题:
例2 小明同学站在平面镜前3m处,他的像到小明的距离是m;现将一块和平面镜一般大的木板放在镜子后面lm处,这时他(填“仍能”或“不能”)在镜中看到自己的像.
根据平面镜成像的特点,像和物体到平面镜的距离相等,所以第一个填6m.第二问是容易出错的,很多同学会填“不能”.由于平面镜成像的原理是镜面反射的光,在镜面后放置物体挡不住反射光,是不影响成像的,所以将木板放在镜子后面,他仍能在镜中看到自己的像.
2 对平面镜成像特点的考查
平面镜所成像的大小和物体的大小相等,像和物体到平镜面的距离相等,像和物体的连线与镜面垂直.总之,平面镜成等大正立的虚像,像与物关于镜面对称.
例3 (2015 自贡)一女同学从远处走近一直立的穿衣镜(平面镜)的过程中,她在镜中的像的大小将 A、 逐渐变大; B、逐渐变小; C、不变; D、无法确定.
根据平面镜成像的特点,像和物的大小,总是相等的.无论物体与平面镜的距离如何变化,它在平面镜中所成的像的大小始终不变.但由于人在观察物体时都有“近大远小”的感觉,当人走向平面镜时,视觉确实觉得像在“变大”,这是由于人眼观察到的物体的大小,与“视角”密切相关.从人眼向被观察物体的两端各引一条直线,这两条直线的夹角即为“视角”,如果视角大,人就会认为物体大,视角小,人就会认为物体小.当人向平面镜走近时,像与人的距离小了,人观察物体的视角也就增大了,因此所看到的像也就感觉变大了,但实际上像与人的大小始终是相等的.所以本题选择C.
例4 (2015 益阳)下图中能正确表示小丑在平面镜中成像的是
平面镜成的像与物体等大,又关于镜面对称,所以人成的像和物看起来是左右相反的,所以选择D.解决这种问题,还有一个好办法,就是把图沿着镜面折叠,像与物能重合的就是对的,充分利用像与物体关于镜面对称这一点.
3 实验类问题
实验类的考题,一般是综合考查实验技能、实验结论、结论应用等,相对于前两类问题,难度稍大,但是实验题的考察点和设问方式比较固定,平时只要用心做练习就行.
例5 (2015 泉州)小丽同学利用如图甲所示的装置做探究“平面镜成像时像与物的关系”的实验:
(1)如果有5mm厚和2mm厚的两块玻璃板,应选择mm厚的玻璃板做实验,用两段相同的蜡烛是为了比较像与物的关系.
(2)在实验过程中,小丽移动蜡烛B,使它与蜡烛A的像完全重合,确定了的位置.为了研究平面镜所成的像是实像还是虚像,小丽用光屏代替蠟烛B,她(选填“能”或“不能)用光屏接收到蜡烛A的像,由此说明平面镜成的像是像.
(3)如果玻璃板没有竖直放置,如图乙所示,在实验过程中中会出现的现象是.
厚的玻璃板前后表面都会反射光成像,所以在实验时会出现两个像,所以选择薄的效果好.该实验选用两只相同的蜡烛,是为了比较像和物的大小关系,当B与A的像完全重合,看起来也像B点燃了一样,一方面说明像和物体等大,另一方面表示B就处在A的像的位置上,我们就是用B来等效替代A的像的,如果玻璃板与桌面不垂直,无论在桌面上如何移动B,都不会使它与A的像重合.由以上分析本题的答案也就明了了:(1)2; 大小(2)蜡烛A的像;不能;虚(3)蜡烛B不能与蜡烛A的像在竖直面内重合.
4 平面镜成像的作图问题
例6 如图3所示,已知平面镜MN及两条反射光线AB、CD,试确定发光点S的位置及在平面镜中所成的像S′位置.
解决此题最好利用成像规律,不要用反射定律,用反射定律画出来的位置不太准确.具体步骤是①反向延长反射光线AB、CD交于一点S′,就是点光源S在平面镜中成的像.②过S′向镜面MN引垂线交于点O,使S′O=OS,点S就是点光源.③连接SA、SC就是两条入射光线.如图4所示:
例7 如图5甲已知平面镜前有一发光点S和一点A,如果使从S发出的光线经平面镜反射后,经过A点,试确定像点S1的位置,并完成光路图.
本题的做法是①过S向平面镜MN引垂线并延长,与MN交于点O,使SO=S′O,S′即为像点 .②连接S1A与镜面MN交于点B,光线BA就是所求反射光线 .③连接SB,光线SB即为入射光线如图5乙.
还要强调一点,光线的反向延长线和对称线要用虚线.
以上分析与总结,期望能对老师和同学们的复习备考有所帮助.
关键词:平面镜;影像;平面镜成像规律
初中物理光学部分中,平面镜成像是重点之一,每年在各地中考题中都会出现.平面镜成像问题难度中等,但是出错率很挺高,现在把相关这一部分内容的典型考题,易错问题梳理如下.
经常发现有好多同学不清楚“影”和“像”的区别,在理解和回答问题的时候,思维混乱,做题表述不准确,出现错误.物理学中的影,指的是光在传播过程中遇到不透明物体时,在背光面的后方形成没有光线到达的黑暗区域,称为不透明物体的影,比如手影、影子.“像”是由于光的直线传播(如小孔成像)、光的反射(如平面镜成像)或光的折射(如凸透镜成像)而出现的光现象,由实际光会聚而成的是实像,由光的反向延长相交而成的称为虚像.所以“影”和“像”二者有本质的不同.
1 考查平面镜成像的原理
平面镜成像的原理是光的反射定律.有些题目就是考察成像原理的,理解透彻解决相关问题就容易了.
例1 (2014·泰安)湖边的路灯距湖面高3m,湖水深7m,映在平静湖水中灯的“倒影”距离湖面m.
平静的湖水面相当于平面镜,灯在湖水面上成虚像,灯和灯的像到水面的距离相等,灯到水面距离是3m,所以灯的像到水面的距离也是3m.
在这里,一定要强调的是“面”,只要有反射光的平整且光滑的“面”,那么它的深浅与成像是无关的,镜面的后方有什么,也不会影响成像,比如下面这道题:
例2 小明同学站在平面镜前3m处,他的像到小明的距离是m;现将一块和平面镜一般大的木板放在镜子后面lm处,这时他(填“仍能”或“不能”)在镜中看到自己的像.
根据平面镜成像的特点,像和物体到平面镜的距离相等,所以第一个填6m.第二问是容易出错的,很多同学会填“不能”.由于平面镜成像的原理是镜面反射的光,在镜面后放置物体挡不住反射光,是不影响成像的,所以将木板放在镜子后面,他仍能在镜中看到自己的像.
2 对平面镜成像特点的考查
平面镜所成像的大小和物体的大小相等,像和物体到平镜面的距离相等,像和物体的连线与镜面垂直.总之,平面镜成等大正立的虚像,像与物关于镜面对称.
例3 (2015 自贡)一女同学从远处走近一直立的穿衣镜(平面镜)的过程中,她在镜中的像的大小将 A、 逐渐变大; B、逐渐变小; C、不变; D、无法确定.
根据平面镜成像的特点,像和物的大小,总是相等的.无论物体与平面镜的距离如何变化,它在平面镜中所成的像的大小始终不变.但由于人在观察物体时都有“近大远小”的感觉,当人走向平面镜时,视觉确实觉得像在“变大”,这是由于人眼观察到的物体的大小,与“视角”密切相关.从人眼向被观察物体的两端各引一条直线,这两条直线的夹角即为“视角”,如果视角大,人就会认为物体大,视角小,人就会认为物体小.当人向平面镜走近时,像与人的距离小了,人观察物体的视角也就增大了,因此所看到的像也就感觉变大了,但实际上像与人的大小始终是相等的.所以本题选择C.
例4 (2015 益阳)下图中能正确表示小丑在平面镜中成像的是
平面镜成的像与物体等大,又关于镜面对称,所以人成的像和物看起来是左右相反的,所以选择D.解决这种问题,还有一个好办法,就是把图沿着镜面折叠,像与物能重合的就是对的,充分利用像与物体关于镜面对称这一点.
3 实验类问题
实验类的考题,一般是综合考查实验技能、实验结论、结论应用等,相对于前两类问题,难度稍大,但是实验题的考察点和设问方式比较固定,平时只要用心做练习就行.
例5 (2015 泉州)小丽同学利用如图甲所示的装置做探究“平面镜成像时像与物的关系”的实验:
(1)如果有5mm厚和2mm厚的两块玻璃板,应选择mm厚的玻璃板做实验,用两段相同的蜡烛是为了比较像与物的关系.
(2)在实验过程中,小丽移动蜡烛B,使它与蜡烛A的像完全重合,确定了的位置.为了研究平面镜所成的像是实像还是虚像,小丽用光屏代替蠟烛B,她(选填“能”或“不能)用光屏接收到蜡烛A的像,由此说明平面镜成的像是像.
(3)如果玻璃板没有竖直放置,如图乙所示,在实验过程中中会出现的现象是.
厚的玻璃板前后表面都会反射光成像,所以在实验时会出现两个像,所以选择薄的效果好.该实验选用两只相同的蜡烛,是为了比较像和物的大小关系,当B与A的像完全重合,看起来也像B点燃了一样,一方面说明像和物体等大,另一方面表示B就处在A的像的位置上,我们就是用B来等效替代A的像的,如果玻璃板与桌面不垂直,无论在桌面上如何移动B,都不会使它与A的像重合.由以上分析本题的答案也就明了了:(1)2; 大小(2)蜡烛A的像;不能;虚(3)蜡烛B不能与蜡烛A的像在竖直面内重合.
4 平面镜成像的作图问题
例6 如图3所示,已知平面镜MN及两条反射光线AB、CD,试确定发光点S的位置及在平面镜中所成的像S′位置.
解决此题最好利用成像规律,不要用反射定律,用反射定律画出来的位置不太准确.具体步骤是①反向延长反射光线AB、CD交于一点S′,就是点光源S在平面镜中成的像.②过S′向镜面MN引垂线交于点O,使S′O=OS,点S就是点光源.③连接SA、SC就是两条入射光线.如图4所示:
例7 如图5甲已知平面镜前有一发光点S和一点A,如果使从S发出的光线经平面镜反射后,经过A点,试确定像点S1的位置,并完成光路图.
本题的做法是①过S向平面镜MN引垂线并延长,与MN交于点O,使SO=S′O,S′即为像点 .②连接S1A与镜面MN交于点B,光线BA就是所求反射光线 .③连接SB,光线SB即为入射光线如图5乙.
还要强调一点,光线的反向延长线和对称线要用虚线.
以上分析与总结,期望能对老师和同学们的复习备考有所帮助.