Question

小红在做“探究平面镜成像的特点”的实验时进行了如下操作：将一块玻璃板竖直放在桌面上，把一支点燃的蜡烛A放在玻璃板前面前5cm处，烛焰高8cm，可以看到A在玻璃板后面的像，取一支没有点燃且与A等长的蜡烛B在玻璃板的后面移动，直到B和A的像完全重合，如图1所示．在此实验中：

（1）用玻璃板代替平面镜的目的是：______．
（2）取两支等长的蜡烛目的是：______．
（3）如果在图中蜡烛的像的位置上放一张白纸板做屏幕，则白纸板上将______（填“有”或“没有”）蜡烛的像，这说明平面镜成的是______像（选填“实”或“虚”）．
（4）把与A蜡烛同样大小的蜡烛B放到A蜡烛像的位置上，B和A的像完全重合，这说明平面镜成像时：______．
（5）在确定蜡烛A的像的位置时，眼睛应在蜡烛______（选填“A”或“B”）这一侧观察，移动玻璃板后面的蜡烛B，使它与蜡烛A在玻璃板中所成的像重合，以此来确定蜡烛A成像的位置，这里所采用的研究方法是______．（选填“控制变量法”或“等效替换法”）．王刚同学无论怎样移动蜡烛B，都不能与蜡烛A的像完全重合，原因可能是______
（6）为了使像看起来更清晰，小成最好在______的环境中进行（选填“较亮”或“较暗”）；
（7）小成在B蜡烛的烛焰上放一根火柴，火柴______（选填“可能”或“不可能”）被点燃；
（8）小成以5cm/s的速度匀速将A蜡烛远离玻璃板2s时，B蜡烛应与A相距______才可能与A的像完全重合．
（9）在实验中用平板玻璃代替平面镜，主要是利用玻璃透明的特点，便于______；如果有3mm厚和2mm厚的两块玻璃板，应选择______mm厚的玻璃板做实验．
（10）经过三次实验，记录的像与物对应的位置如图2所示．为了得到更多的实验结论，接下来小明应该进行的操作是：______．
（11）细心的小红透过玻璃观察蜡烛A的像时，看到在像B处的后面还有一个较模糊、与像B有部分重叠的像，出现两个像的原因是______．

Answer

（1）探究平面镜成像实验中，要用透明的玻璃板代替平面镜，虽然成像不太清晰，但是在物体一侧能看到物体的像，同时还能看到代替物体的另一个物体，便于确定像的位置．
（2）实验时采用两个完全相同的蜡烛，一支蜡烛放在玻璃板的前面并点燃，另一支放在玻璃板的后面，当玻璃板后面的蜡烛和玻璃板前面的蜡烛的像完全重合时，可以确定像的位置，同时也可以比较物像大小关系．
（3）实像可以用光屏承接，虚像不能用光屏承接．平面镜成虚像，光屏上不能承接到像．
（4）物体放在平面镜前，在平面镜里能成物体的像，当与蜡烛A等大的蜡烛B和蜡烛A的像完全重合时，说明物像大小相等．
（5）①点燃蜡烛A，蜡烛A在玻璃板中成像，观察蜡烛的像时，眼睛要在蜡烛A的一侧，才能通过玻璃板看到蜡烛A的像；眼睛在蜡烛B的一侧不能看到蜡烛A的像，只能透过玻璃板看到蜡烛A．
②实验时，选择两根完全相同的蜡烛，用蜡烛B代替蜡烛A，和蜡烛A的像进行比较，便于得到物像大小关系．这种代替的方法是等效替代法．
③玻璃板不竖直，像的底部不在桌面上，所以怎么移动都不会与另一蜡烛重合．
（6）探究平面镜成像实验时，成像物体和环境的对比度越大，并且物体越亮，物体成像越清晰．
（7）平面镜所成的像是虚像，虚像实际并不存在，据此来判断火柴是否会被点燃；
（8）利用公式s=vt可求出蜡烛A移动的距离，再根据像物等距可判断蜡烛B应放置的位置．
（9）①采用玻璃板，实验中既能看到蜡烛A的像，又能看到蜡烛B，便于确定其位置；
②从厚玻璃板的两个面都可以当作反射面，会出现两个像这一角度去分析此题．
（10）平面镜成像的特点：物像等大、等距、连线与镜面垂直，据此分析实验的操作步骤．
（11）从玻璃的两面都能反射光，利用光的反射现象可知能成两个像，从这个角度去分析此题．
【解析】
（1）用透明的玻璃板代替平面镜，在物体一侧能看到物体的像，同时还能看到代替物体的另一个物体，便于准确确定像的位置．
（2）实验时采用两个完全相同的蜡烛，当玻璃板后面的蜡烛和玻璃板前面的蜡烛的像完全重合时，可以确定像的位置，同时也可以比较物像大小关系．
（3）蜡烛A在平面镜中成像，在像的位置上用白纸承接像时，白纸上不能接到像，说明物体在平面镜中成虚像．
（4）蜡烛B和蜡烛A相等，当蜡烛B和蜡烛A的像完全重合时，说明平面镜成像时，物像大小相等．
（5）①寻找蜡烛A的像的位置时，眼睛应在蜡烛A一侧观察，在蜡烛B的一侧不能看到蜡烛A的像．
②用蜡烛B代替蜡烛A和蜡烛A的像进行比较，采用的是等效替代法．
③玻璃板没有竖直放置，A蜡烛所成的像可能偏高或偏低，这样B蜡烛与A蜡烛的像就无法重合了．
（6）实验时点燃的蜡烛比较亮，环境比较黑暗，点燃蜡烛和环境对比度比较大，蜡烛成像会更清晰．
（7）因为平面镜成的是虚像，不是光线的实际会聚，B蜡烛也并不是真的在燃烧，因此，火柴不可能被点燃；
（8）由v=可得，A蜡烛移动的距离s=vt=5cm/s×2s=10cm，此时A蜡烛距平面镜的距离s′=10cm+5cm=15cm，
根据像与物体到平面镜的距离相等可得：B蜡烛应与A相距15cm+15cm=30cm，这样才能与A的像完全重合．
（9）玻璃板既能透光，又能反射光，因此，便于观察确定像的位置；
因为厚玻璃板的两个面都可以当作反射面，会出现两个像，影响到实验效果，所以应选用薄玻璃板，用2mm厚的．
（10）本实验是探究验证平面镜成像的特点，所成的像是虚像；像和物体各对应点的连线与平面镜垂直；像和物体各对应点到平面镜间距离相等．他们下一步应该连接像与物的对应点，判断连线与镜面是否垂直；通过归纳处理即可得出如下结论：物和像的连线与镜面垂直，物体和像到镜面的距离相等．
（11）由于像是由光的反射形成的，而普通玻璃的两面都能反射光，能成两个像，所以通过玻璃板该同学看到了同一个蜡烛的两个像．
故答案为：（1）便于确定像的位置；
（2）便于比较物像大小关系；
（3）没有；虚；
（4）物像大小相等；
（5）A；等效替换法；玻璃板没有竖直放置；
（6）较暗；
（7）不可能；
（8）30m；
（9）确定像的位置；2；
（10）将对应的像点和物点相连，判断连线是否和镜面垂直，测出像距和物距并进行比较．
（11）玻璃的两个表面同时反射，每个表面成一个像．