Question

4．小成同學(xué)在做“探究平面鏡成像特點”實驗時，在豎立的玻璃板前15cm處放一支點燃的蠟燭A，小成發(fā)現(xiàn)在玻璃板的后面出現(xiàn)蠟燭的像，他再取一段未點燃的同樣的蠟燭B放在像處，發(fā)現(xiàn)蠟燭B與蠟燭A的像完全重合；如圖甲所示．
（1）用薄的、透明的玻璃板代替平面鏡，其原因是：減小玻璃厚度對成像的影響（避免重影等）；確定像的位置．
（2）為使像看起來更清晰，小成最好在較暗的環(huán)境中進(jìn)行（填“亮”或“暗”）．
（3）小成在B蠟燭的位置上放一根火柴，火柴不可能（填“可能”或“不可能”）被點燃；小成無意間在平面鏡中看到墻上的電子鐘的像如圖乙所示，這時的時間是10：35．
（4）小成想起小麗表演過一個“水火相融”的小魔術(shù)．小麗先用一塊透明的薄玻璃板，將桌子分割成甲、乙兩個區(qū)域后，用一塊不透明的擋板將乙區(qū)域分割成兩部分．小麗在甲區(qū)域內(nèi)放置了一個盛滿水的燒杯，且里面浸沒著一支蠟燭A，并在乙區(qū)域擋板后的指定位置放置蠟燭B．準(zhǔn)備就緒后，小麗請小成坐在乙區(qū)域一側(cè)的某點P（如圖丙所示），并迅速將乙區(qū)域已準(zhǔn)備好的蠟燭B點燃，在小麗一只手麻利地在小成眼前繞過的同時，另一只手悄悄地將擋板拉開一個縫隙MN．當(dāng)小成沿著小麗的手指望向蠟燭A時，奇跡出現(xiàn)了：蠟燭A竟然在水中燃燒了！
①請根據(jù)光學(xué)知識判定：小麗是怎樣選取和放置蠟燭的？
【選取蠟燭】使蠟燭A、B滿足完全相同的條件
【確定位置】在蠟燭A的位置確定后，不借助刻度尺如何確定蠟燭B的位置？
點燃蠟燭B，改變蠟燭B的位置，使蠟燭B的像與蠟燭A完全重合．
②請你依據(jù)所學(xué)的光學(xué)知識解釋，小麗悄悄地將擋板拉開的目的？
讓蠟燭B發(fā)出的光通過縫隙MN射到玻璃上，反射光線進(jìn)入小成的眼睛，使小成看到與蠟燭A重合的B的像．

Answer 1

分析 （1）玻璃板是透明的，可以看到對面的物體，目的是為了確定像的位置．
玻璃板有兩個反射面，每個反射面都可以成一個像，這樣由于兩個像的干擾，像的位置不易確定準(zhǔn)確，需要兩個像距離越近越減小誤差；
（2）進(jìn)行平面鏡成像實驗時，物體和環(huán)境的對比度越大，物體越亮，物體在平面鏡中成像越清晰．
（3）平面鏡所成的像是虛像；根據(jù)平面鏡對稱的性質(zhì)求解．鏡面對稱的性質(zhì)：在平面鏡中的像與現(xiàn)實中的事物恰好順序顛倒，且關(guān)于鏡面對稱．
（4）【選取蠟燭】：選取兩段完全相同的蠟燭的目的是比較像與物的大小關(guān)系．
【確定位置】：做平面鏡成像特點實驗時，關(guān)鍵點是確定像的位置，反射效果好的鏡子不透光，只能看到清晰的像，不能確定像的位置，而反射效果不好的玻璃板能透光，通過看到玻璃板背面的物體與前面的物體的像重合，可以確定像的位置；
②因為光沿直線傳播，擋板擋住了射向小明眼睛的光線，因此將擋板拉開的目的使其反射光線進(jìn)入小明的眼睛．

解答 解：（1）玻璃板既能讓光透過也可以反射光，容易確定像的位置，所以用玻璃板代替平面鏡；
玻璃板越薄，兩個反射面所在的像距離越近，這樣可以使確定的像的位置更加準(zhǔn)確，厚玻璃板會形成兩個像，會影響對實驗結(jié)果的判斷；
（2）點燃的蠟燭是成像物體，比較亮，環(huán)境越黑暗，蠟燭和環(huán)境的對比度越大，蠟燭成像越清晰．
（3）由于平面鏡所成的像是虛像，所以小成在B蠟燭的燭焰上放一根火柴，火柴不可能燃燒．
根據(jù)鏡面對稱的性質(zhì)，在平面鏡中的像與現(xiàn)實中的事物恰好左右顛倒，且關(guān)于鏡面對稱，
分析可得：圖中顯示的時間10：35．
（4）【選取蠟燭】：兩只蠟燭長短或粗細(xì)不同時，會出現(xiàn)不能完全重合的現(xiàn)象，所以必須保證兩只蠟燭完全相同，這樣后面的蠟燭才能和前面蠟燭的像完全重合．
【確定位置】：根據(jù)玻璃板的透光性，取兩個等大的蠟燭A和B把A蠟燭擺在玻璃板前面，點燃蠟燭B，并調(diào)節(jié)B的位置，使蠟燭B的像與蠟燭A完全重合，即可確定確定蠟燭B的位置．
（2）小麗悄悄地將擋板拉開，讓蠟燭B發(fā)出的光線通過縫隙MN射到玻璃板上，使其反射光線進(jìn)入小明的眼睛（或蠟燭B發(fā)出的光線射到玻璃板的反射光線通過縫隙MN射入小明的眼中）使小明看到了與蠟燭A重合的B的像．
故答案為：
（1）減小玻璃厚度對成像的影響（避免重影等）；確定像的位置；
（2）暗；                      
（3）不可能；10：35；
（4）①完全相同；點燃蠟燭B，改變蠟燭B的位置，使蠟燭B的像與蠟燭A完全重合；
②讓蠟燭B發(fā)出的光通過縫隙MN射到玻璃上，反射光線進(jìn)入小成的眼睛，使小成看到與蠟燭A重合的B的像．

點評 此題考查平面鏡成像特點，難點在（4），通過“表演一個“水火相融”的小魔術(shù)”來考查平面鏡成像特點，內(nèi)容別致新穎，能夠激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣．同時引入了“等效替代法”，這是物理學(xué)中常用的一種方法，應(yīng)該有所了解，并學(xué)會使用．