专题3.2 平面镜成像【七大题型】（举一反三）-2024-2025学年八年级全一册物理举一反三系列（沪科版2024）

专题4.2 平面镜成像【七大题型】 【沪科版2024】 【题型1 探究平面镜成像特点】 3 【题型2 平面镜成像特点的应用】 9 【题型3 凸面镜与凹面镜】 13 【题型4 根据平面镜成像特点做出光路图】 14 【题型5 根据物与像画出平面镜的位置】 16 【题型6 根据平面镜成像特点找出光源位置】 18 【题型7 有遮挡的情况下光的传播路径】 21 知识点1：探究平面镜成像的特点 一、探究平面镜成像的特点 提出问题 平面镜成像时，像有什么特点 猜想与假设 平面镜所成的像的大小可能与物体的大小相等，像到平面镜的距离可能物体到平面镜的距离相等 实验思路 探究平面镜成像的特点，关键是要确定像的位置和大小。如何设计这个实验呢？我们可以按如下思路进行探究。 用一块玻璃板作为平面镜，把一支点燃的蜡烛放在玻璃板的前面，可以看到它在玻璃板后面的像。再拿一支外形相同但未点燃的蜡烛，在玻璃板后面移动，直到看上去它的位置与像的位置重合。这个位置就是前面那支蜡烛的像的位置。 确定了像的位置，再比较像跟物体的位置和大小的关系，这样就可以得到平面镜成像的特点了。 实验器材 薄玻璃板一块、支架、笔一只、两支完全相同的蜡烛、刻度尺、白纸等 薄玻璃板的作用：（1）确定像的位置；（2）防止成两个像影响实验观察。 两支完全相同的蜡烛目的：便于比较像与物的大小。 设计并进行实验 （1）在水平桌面上铺一张白纸，纸上竖立一块薄的玻璃板作为平面镜，在纸上沿着玻璃板画一条直线，这条直线代表玻璃板的位置； （2）如图所示，把一只点燃的蜡烛A放在玻璃板的前面，透过玻璃板进行观察，可以看到它在玻璃板后面的像。再拿一只外形完全相同的蜡烛B（未点燃），竖立着在玻璃板后面移动，直到看上去它跟前面的蜡烛的像完全重合。这个位置就是前面那个蜡烛的像的位置； （3）在纸上记录下两支蜡烛的位置，并注意观察蜡烛的大小和它的像的大小是否相同； （4）移动点燃的蜡烛A，重做实验； （5）用直线把两次实验中的蜡烛和它的像在纸上的位置连接起来，用刻度尺测量蜡烛和像到玻璃板的距离，将测得的数据记录在表格中； （6）将玻璃板后面未点燃的蜡烛B移走，再把光屏放在该位置上并正对玻璃板，观察是否能在光屏上接收到前面点燃蜡烛的像。 实验数据 记录 次数 蜡烛到平面镜的距离 蜡烛的像到平面镜的距离/cm 蜡烛的像与蜡烛的大小关系 蜡烛的像与蜡烛的连线与镜面位置的关系 1 5 5 等大 垂直 2 10 10 等大 垂直 3 15 15 等大 垂直 4 20 20 等大 垂直 分析与论证 （1）未点燃的蜡烛B可以与点燃的蜡烛的像完全重合，说明蜡烛的像的大小与蜡烛大小相等； （2）由实验数据可知，蜡烛的像到平面镜的距离与蜡烛到平面镜的距离相等； （3）用量角器测量物与像的连线与镜面之间的夹角，发现像与物的连线与镜面垂直； （4）移去镜后的蜡烛，在此位置放一张白卡片，发现白卡片上没有像，表明该像是虚像。 探究归纳 精确的实验表明：平面镜所成的像为正立的虚像，其大小与物体的大小相等，像和物体到平面镜的距离相等，像和物体的连线与镜面垂直。 利用数学课中有关对称的知识，平面镜成像的规律也可以表述为：平面镜所成的像为正立的虚像，像与物体关于镜面对称。 交流与评估 （1）为了使观察到的像更为清晰，实验最好在较暗的环境中进行； （2）实验中用玻璃板代替平面镜，目的是便于观察和确定像的位置，并比较物像的大小关系，原因是玻璃板既能反射光又能透过光，即透过玻璃板能看到未点燃的蜡烛，也能看到点燃的蜡烛所成的像； （3）实验应选用较薄的玻璃板。因为玻璃板的前后表面可以各成一个像，当玻璃板较厚时，两个像有较大的错位，难以确定像的位置； （4）实验中，玻璃板要竖直立在水平桌面上。若玻璃板没有竖直放置，则未点燃的蜡烛和点燃的蜡烛将不能完全重合； （5）实验中，使用两支完全相同的蜡烛，目的是比较像与物体的大小关系； （6）用点燃的蜡烛做实验的优点是所成的像比较亮，便于观察； （7）白纸用于标注玻璃板的位置、蜡烛以及蜡烛的像的位置，刻度尺用于测量蜡烛以及蜡烛的像到玻璃板的距离； （8）改变蜡烛与玻璃板的距离进行多次实验，是为了寻找普遍规律； （9）观察点燃蜡烛的像时，眼睛应与物体在玻璃板的同一侧；观察像是否为虚像时，眼睛与像在玻璃板的同一侧； 二、平面镜成像的特点 1.像和物体大小相同 2.像到平面镜的距离和物体到平面镜的距离相等 3.像与物体对于平面镜是对称的 4.物体通过平面镜所成的是虚像 【题型1 探究平面镜成像特点】 【例1】五代时期名士谭峭所著《化书》中，记载了照镜子时“影与形无异”的现象。关于平面镜成像的特点，小明用图甲所示装置进行了探究。 （1）用玻璃板代替平面镜进行实验，目的是便于______； （2）把一支点燃的蜡烛A放在玻璃板前面，再拿一支外形相同但不点燃的蜡烛B在玻璃板后面移动，直到看上去它跟蜡烛A的像完全重合，说明平面镜所成的像与物体大小______，证实了“影与形无异”； （3）改变蜡烛A的位置，进行三次实验。用直线将物和像的位置连接起来，如图乙所示，发现物和像的连线与镜面______，用刻度尺测得像和物到镜面的距离相等； （4）综上可得，平面镜所成的像与物体关于镜面______； （5）蜡烛A的像，是它发出的光经玻璃板反射而形成的______像。若在玻璃板后放置一块木板，蜡烛A______（选填“仍能”或“不能”）通过玻璃板成像。 【变式1-1】小明用玻璃板、蜡烛、白纸、刻度尺、火柴等器材探究平面镜成像的特点。 （1）他将点燃的蜡烛A放置在玻璃板前面（如图），分别拿未点燃的蜡烛B、C、D（D与A同粗等高）竖立着在玻璃板后面移动。他发现只有蜡烛D能跟蜡烛A的像完全重合，此时蜡烛D的位置就是___________的位置，在此位置做好标记，移去蜡烛D，在标记处放置一块光屏，光屏上承接不到蜡烛A的像，这说明平面镜成___________像。多次改变蜡烛A的位置并相应移动蜡烛D，蜡烛D均能与蜡烛A的像完全重合，这说明平面镜所成像的大小与物体的大小___________； （2）探究完像和物的位置关系并最终得出“平面镜所成的像与物体关于镜面对称”的结论后，小明分析，小轿车前挡风玻璃安装成倾斜，除了减小风阻外，还有一个重要原因是为了行车安全。这是因为：夜间行车时，如果车内开灯，车内乘客经前挡风玻璃成的像在司机的___________（选填“斜上方”“正前方”或“斜下方”），这样会减小对司机观察路况的干扰。为了行车安全，夜间行车时，车内不宜开灯。 【变式1-2】在“探究平面镜成像特点”的实验，如图所示，所用的实验器材有带底座的玻璃板、白纸、笔、火柴、光屏、刻度尺、两只外形相同的蜡烛A和B。 (1)为了便于观察，该实验最好在 （填“较暗”或“较亮”）的环境中进行； (2)用两支相同的蜡烛A和B做实验，是为了比较像与物的 关系。刻度尺的作用是便于比较像与物到玻璃板的 关系； (3)实验时，先将蜡烛A放在玻璃板前，用蜡烛B确定像的位置时 （选填“A”或“B”）这一侧观察； (4)移去玻璃板后面的蜡烛B，并在其所在位置放一白纸（光屏），则白纸（光屏） （填：“能”或者“不能”）接收到蜡烛烛焰的像，所以平面镜所成的像是 （填“实”或“虚”）像； (5)为了进行多次实验，应采取的操作是 ；（填“①”或“②”） ①保持A、B两支蜡烛的位置不变，多次改变玻璃板的位置 ②保持玻璃板位置不变，多次改变蜡烛A的位置，进行与上述相同的操作 (6)实验中，观察到点燃的蜡烛A通过玻璃板成两个像，假设玻璃板的厚度是2mm，玻璃板前后表面形成的像的距离为 mm。 【变式1-3】如图甲所示是小敏组“探究平面镜成像特点”的实验装置，把一支点燃的蜡烛A放在玻璃板的前面，再拿另一支完全相同的蜡烛B竖立着在玻璃板后面移动，直到看上去跟蜡烛A的像重合，这个位置就是像的位置，在白纸上记下A和B的位置。 (1)实验过程中蜡烛B （选填“需要”或“不需要”）点燃； (2)移去蜡烛B，在其位置上竖立一个光屏，观察发现在光屏上不能承接到蜡烛A的像，这说明 ； (3)实验过程中小敏体会到：用玻璃板代替平面镜成像虽没有平面镜清晰，但是能在观察到蜡烛A的像的同时，透过玻璃板能观察到 ，便于确定像的位置，这是这个实验成功的关键； (4)若要探究“物体在平面镜中所成像到平面镜的距离与物体到平面镜的距离有什么关系”，接下来他该 ，在白纸上分别记下A和B的位置； (5)图乙所示，是小敏组的同学经过三次实验后在白纸上记录的玻璃板、蜡烛与蜡烛像对应点的位置。之后他们画出连接蜡烛和像的直线，用量角器测量直线与玻璃板的夹角，再用刻度尺分别测量蜡烛和像到玻璃板的距离。以上操作探究“物体在平面镜中所成像到平面镜的距离与物体到平面镜的距离之间的关系”，同时也是在探究 ； (6)小敏回家后，使用家里的玻璃板又重复了实验。与图乙相同，她在白纸上沿蜡烛A和B底部边缘的对应位置作标记，并标出玻璃板表面（即反射面）的位置，然后测量蜡烛A到玻璃板的距离和蜡烛B到玻璃板的距离，测得的数值如表所示。 实验次数 1 2 3 蜡烛A到玻璃板的距离/cm 3.39 5.11 6.39 蜡烛B到玻璃板的距离/cm 3.50 5.21 6.51 小敏发现三次实验测量出的蜡烛B到玻璃板的距离都比蜡烛A到玻璃板的距离略大一些，与在学校实验得到的“物体在平面镜中所成像到平面镜的距离与物体到平面镜的距离相等”的结论不相符。小敏通过与同学和老师进行了交流讨论，分析出现这种现象的原因是 。 知识点2：平面镜成像特点的应用 一、利用平面镜成像 应用的实例：家庭中所用的穿衣镜；练功房、理发店、服装店里安装的平面镜；牙医检查牙齿使用的平面镜等。 二、利用平面镜改变光路 （1）塔式太阳能电站 塔式太阳能电站，它是在很大面积的场地上装有许多台大型太阳能反射镜，称为定日镜，每台都各自配有跟踪机构准确的将太阳光反射集中到一个高塔顶部的接受器上，从而利用太阳能发电。 （2）潜望镜 如图，在直筒的上下拐角处各安装一块平面镜，两块平面镜互相平行，都跟水平面成45°，这样就做成一个最简单的潜望镜。在水的深处可以观察到水面上的情况。 特别提醒 平面镜成像原理 1.平面镜成虚像的原理 在下图中，光源S向四处发光，一些光经平面镜反射后进入了人的眼睛，引起视觉。由于有光沿直线传播的经验，人会感觉这些光好像是从进入人眼光线的反向延长线的交点S’处发出的。S'就是S在平面镜中的像。由于平面镜后并不存在光源S'，进入眼睛的光并非真正来自S'，所以把S'叫作虚像。 由此可知，平面镜成像的原理是光的反射。平面镜所成的像实际上来自物体的光经平面镜反射后，反射光线的反向延长线的交点。 2.实像和虚像 （1）实像 实像由实际光线会聚而成的，能用光屏承接，人眼可以直接看到。如小孔成像。 （2）虚像 由实际光线的反向延长线会聚而成，不能用光屏承接，人眼通过光学器件才能看到。如平面镜成像、水中倒影等 【题型2 平面镜成像特点的应用】 【例2】如图所示，人站在竖直放置的平面镜前，下列判断正确的是（　　） A．人靠近平面镜时，他的像变大 B．人与平面镜的距离增大时，他与像的距离变小 C．平面镜垂直纸面向里移动，他的像位置不变 D．平面镜的上端向人倾斜，他的像位置不变 【变式2-1】如图所示，在探究平面镜成像特点实验中，将蜡烛逐渐远离平面镜，平面镜中的像（　　） A．靠近镜面 B．远离镜面 C．越来越大 D．越来越小 【变式2-2】如图所示，平面镜M直立在水平地面上，长6cm的铅笔平放在地面上且与平面镜垂直，笔尖离平面镜10cm，现铅笔以2cm/s的速度垂直平面镜向它匀速靠近。则（　　） A．铅笔的像为虚像，且尖端朝右 B．笔尖的像移动速度大于笔尾的像移动速度 C．经过3s，笔尖的像与笔尾的像相距6cm D．将M逆时针转动45°，铅笔的像竖直且尖端朝上 【变式2-3】一只白鹤静立在平静的水中，在岸边可以看到白鹤的两个“影”—影子和倒影，如图所示。下列分析正确的是（　　） A．白鹤飞离水面时，它的倒影会变小 B．白鹤的影子是由于光的直线传播形成的 C．白鹤在水中的倒影是实像 D．白鹤的倒影到水面的距离大于白鹤到水面的距离 【变式2-4】测量视力时，利用平面镜成像特点可以节省空间。如图所示，让被测者面对镜子背对视力表,可知节省的空间距离为（　　） A．5.4m B．4.6m C．3.1m D．2.3m 【变式2-5】2024年3月20日和22日，南海海域进行军事演习。一架J20战机在平静的南海海面上水平巡航时，通过海面形成了战机的“倒影”，“倒影”是由于光的 形成的 （实/虚）像。当战机往高处拉升时，“倒影”的大小将 （变大/变小/不变）。 知识点3：凸面镜与凹面镜【题型3 凸面镜与凹面镜】 【例3】汽车前灯的反光罩，相当于凹面镜，它对光线有 作用；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。 【变式3-1】世界最大口径射电望远镜（FAST）位于贵州省黔南布依族苗族自治州平塘县，被誉为“中国天眼”，如图所示，该望远镜口径为500米、占地约30个足球场大小，它由4450个球面镜组成超大反射面，其外形像一口巨大的锅，用于观测暗物质和暗能量，寻找新一代天体。“中国天眼”相当于一个巨大的 （选填“凸面镜”或“凹面镜”），对光线有 作用。请你再举出应用该原理的实例： 。 【变式3-2】1905年，英国车手多萝西·莱维发明了汽车后视镜，以便于观察后方来车。目前，汽车两侧的后视镜用的是 （填“凸透镜”、“凹透镜”、“平面镜”、“凸面镜”或“凹面镜”），物体通过该光学元件成 立的 （填“实像”或“虚像”）。 【题型4 根据平面镜成像特点做出光路图】 【例4】如图，请作出物体AB在平面镜MN中所成的像A'B′。 【变式4-1】根据图中已给出的物AB，画出它在平面镜M中所成的像A'B'。 【变式4-2】如图所示根据平面镜成像特点画出物体AB在平面镜中的像。 【题型5 根据物与像画出平面镜的位置】 【例5】如图所示，A'B'是竖立的物体AB在平面镜中所成的像。画出平面镜的位置___________，并根据平面镜成像特点，分析出平面镜与水平面之间的夹角是 ___________度。 【变式5-1】按要求作图（请保留作图痕迹），如图所示，是AO在平面镜中成的像，请作出平面镜的位置。 【变式5-2】如图所示，物体AB和它在平面镜中的像A′B′，请画出平面镜的位置。 【答案】 【题型6 根据平面镜成像特点找出光源位置】 【例6】如图所示，a、b是平面镜镜前一点光源S发出的光线经平面镜反射后的两条反射光线，请画出点光源S的位置，保留作图痕迹。 【变式6-1】如图所示，AB、CD是同一发光点S发出的光经平面镜反射后的两条反射光线，请你根据平面镜成像规律，确定发光点S的位置并完成光路图。 【变式6-2】如图所示，、是平面镜前一点光源发出的光经平面镜M反射后的两条反射光线，请在图中标出光源S和像点的位置，并完成光路图。 【变式6-3】如图，点光源S放在平面镜前，A、B为点光源S发出的光经平面镜MN反射后的两条射线，请在答题纸上通过作图确定点光源S和它的像S'的位置。 【题型7 有遮挡的情况下光的传播路径】 【例7】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。 【变式7-1】如图，一点光源S静置于水平面上，在其右侧有一个不透光的物体，正上方有个足够大的平面镜MN水平放置；请通过作图画出经平面镜反射后，不透明物体右侧能被S照亮的范围AB（需要画出作图时必要的辅助线）。 【变式7-2】如图，要使一束与水平方向成30°的光去竖直照亮井底，请你通过作图标出平面镜的位置，并标出反射角的度数。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 学科网（北京）股份有限公司 $$ 专题4.2 平面镜成像【七大题型】 【沪科版2024】 【题型1 探究平面镜成像特点】 3 【题型2 平面镜成像特点的应用】 9 【题型3 凸面镜与凹面镜】 13 【题型4 根据平面镜成像特点做出光路图】 14 【题型5 根据物与像画出平面镜的位置】 16 【题型6 根据平面镜成像特点找出光源位置】 18 【题型7 有遮挡的情况下光的传播路径】 21 知识点1：探究平面镜成像的特点 一、探究平面镜成像的特点 提出问题 平面镜成像时，像有什么特点 猜想与假设 平面镜所成的像的大小可能与物体的大小相等，像到平面镜的距离可能物体到平面镜的距离相等 实验思路 探究平面镜成像的特点，关键是要确定像的位置和大小。如何设计这个实验呢？我们可以按如下思路进行探究。 用一块玻璃板作为平面镜，把一支点燃的蜡烛放在玻璃板的前面，可以看到它在玻璃板后面的像。再拿一支外形相同但未点燃的蜡烛，在玻璃板后面移动，直到看上去它的位置与像的位置重合。这个位置就是前面那支蜡烛的像的位置。 确定了像的位置，再比较像跟物体的位置和大小的关系，这样就可以得到平面镜成像的特点了。 实验器材 薄玻璃板一块、支架、笔一只、两支完全相同的蜡烛、刻度尺、白纸等 薄玻璃板的作用：（1）确定像的位置；（2）防止成两个像影响实验观察。 两支完全相同的蜡烛目的：便于比较像与物的大小。 设计并进行实验 （1）在水平桌面上铺一张白纸，纸上竖立一块薄的玻璃板作为平面镜，在纸上沿着玻璃板画一条直线，这条直线代表玻璃板的位置； （2）如图所示，把一只点燃的蜡烛A放在玻璃板的前面，透过玻璃板进行观察，可以看到它在玻璃板后面的像。再拿一只外形完全相同的蜡烛B（未点燃），竖立着在玻璃板后面移动，直到看上去它跟前面的蜡烛的像完全重合。这个位置就是前面那个蜡烛的像的位置； （3）在纸上记录下两支蜡烛的位置，并注意观察蜡烛的大小和它的像的大小是否相同； （4）移动点燃的蜡烛A，重做实验； （5）用直线把两次实验中的蜡烛和它的像在纸上的位置连接起来，用刻度尺测量蜡烛和像到玻璃板的距离，将测得的数据记录在表格中； （6）将玻璃板后面未点燃的蜡烛B移走，再把光屏放在该位置上并正对玻璃板，观察是否能在光屏上接收到前面点燃蜡烛的像。 实验数据 记录 次数 蜡烛到平面镜的距离 蜡烛的像到平面镜的距离/cm 蜡烛的像与蜡烛的大小关系 蜡烛的像与蜡烛的连线与镜面位置的关系 1 5 5 等大 垂直 2 10 10 等大 垂直 3 15 15 等大 垂直 4 20 20 等大 垂直 分析与论证 （1）未点燃的蜡烛B可以与点燃的蜡烛的像完全重合，说明蜡烛的像的大小与蜡烛大小相等； （2）由实验数据可知，蜡烛的像到平面镜的距离与蜡烛到平面镜的距离相等； （3）用量角器测量物与像的连线与镜面之间的夹角，发现像与物的连线与镜面垂直； （4）移去镜后的蜡烛，在此位置放一张白卡片，发现白卡片上没有像，表明该像是虚像。 探究归纳 精确的实验表明：平面镜所成的像为正立的虚像，其大小与物体的大小相等，像和物体到平面镜的距离相等，像和物体的连线与镜面垂直。 利用数学课中有关对称的知识，平面镜成像的规律也可以表述为：平面镜所成的像为正立的虚像，像与物体关于镜面对称。 交流与评估 （1）为了使观察到的像更为清晰，实验最好在较暗的环境中进行； （2）实验中用玻璃板代替平面镜，目的是便于观察和确定像的位置，并比较物像的大小关系，原因是玻璃板既能反射光又能透过光，即透过玻璃板能看到未点燃的蜡烛，也能看到点燃的蜡烛所成的像； （3）实验应选用较薄的玻璃板。因为玻璃板的前后表面可以各成一个像，当玻璃板较厚时，两个像有较大的错位，难以确定像的位置； （4）实验中，玻璃板要竖直立在水平桌面上。若玻璃板没有竖直放置，则未点燃的蜡烛和点燃的蜡烛将不能完全重合； （5）实验中，使用两支完全相同的蜡烛，目的是比较像与物体的大小关系； （6）用点燃的蜡烛做实验的优点是所成的像比较亮，便于观察； （7）白纸用于标注玻璃板的位置、蜡烛以及蜡烛的像的位置，刻度尺用于测量蜡烛以及蜡烛的像到玻璃板的距离； （8）改变蜡烛与玻璃板的距离进行多次实验，是为了寻找普遍规律； （9）观察点燃蜡烛的像时，眼睛应与物体在玻璃板的同一侧；观察像是否为虚像时，眼睛与像在玻璃板的同一侧； 二、平面镜成像的特点 1.像和物体大小相同 2.像到平面镜的距离和物体到平面镜的距离相等 3.像与物体对于平面镜是对称的 4.物体通过平面镜所成的是虚像 【题型1 探究平面镜成像特点】 【例1】五代时期名士谭峭所著《化书》中，记载了照镜子时“影与形无异”的现象。关于平面镜成像的特点，小明用图甲所示装置进行了探究。 （1）用玻璃板代替平面镜进行实验，目的是便于______； （2）把一支点燃的蜡烛A放在玻璃板前面，再拿一支外形相同但不点燃的蜡烛B在玻璃板后面移动，直到看上去它跟蜡烛A的像完全重合，说明平面镜所成的像与物体大小______，证实了“影与形无异”； （3）改变蜡烛A的位置，进行三次实验。用直线将物和像的位置连接起来，如图乙所示，发现物和像的连线与镜面______，用刻度尺测得像和物到镜面的距离相等； （4）综上可得，平面镜所成的像与物体关于镜面______； （5）蜡烛A的像，是它发出的光经玻璃板反射而形成的______像。若在玻璃板后放置一块木板，蜡烛A______（选填“仍能”或“不能”）通过玻璃板成像。 【答案】     确定像的位置     相等     垂直     对称     虚     仍能 【解析】（1）[1]玻璃板可以反射光，还可以透光，可以看到像的同时还可以看到与像做比较的蜡烛，用玻璃板代替平面镜进行实验，目的是便于确定相等位置。 （2）[2]蜡烛AB等大，蜡烛B跟蜡烛A的像完全重合，说明平面镜所成的像与物体大小相等。 （3）[3]由图乙得，物和像的连线与镜面垂直。 （4）[4]物和像的连线与镜面对称，且像和物到镜面的距离相等由几何关系得，平面镜所成的像与物体关于镜面对称。 （5）[5]蜡烛A的像，是它发出的光经玻璃板反射而形成的虚像，它是反射光线的延长线的交点。 [6]若在玻璃板后放置一块木板，蜡烛A发出的光线和反射的光线仍能在玻璃板上反射蜡烛A仍能通过玻璃板成像。 【变式1-1】小明用玻璃板、蜡烛、白纸、刻度尺、火柴等器材探究平面镜成像的特点。 （1）他将点燃的蜡烛A放置在玻璃板前面（如图），分别拿未点燃的蜡烛B、C、D（D与A同粗等高）竖立着在玻璃板后面移动。他发现只有蜡烛D能跟蜡烛A的像完全重合，此时蜡烛D的位置就是___________的位置，在此位置做好标记，移去蜡烛D，在标记处放置一块光屏，光屏上承接不到蜡烛A的像，这说明平面镜成___________像。多次改变蜡烛A的位置并相应移动蜡烛D，蜡烛D均能与蜡烛A的像完全重合，这说明平面镜所成像的大小与物体的大小___________； （2）探究完像和物的位置关系并最终得出“平面镜所成的像与物体关于镜面对称”的结论后，小明分析，小轿车前挡风玻璃安装成倾斜，除了减小风阻外，还有一个重要原因是为了行车安全。这是因为：夜间行车时，如果车内开灯，车内乘客经前挡风玻璃成的像在司机的___________（选填“斜上方”“正前方”或“斜下方”），这样会减小对司机观察路况的干扰。为了行车安全，夜间行车时，车内不宜开灯。 【答案】     蜡烛A的像     虚     相等     斜上方 【解析】（1）[1]把一支点燃的蜡烛A竖直立在玻璃板前面，再拿一支外形完全相同的不点燃的蜡烛D，蜡烛D在A的另一侧，当蜡烛D和蜡烛A的像重合时，蜡烛 D的位置便是蜡烛A的像的位置。 [2]移去蜡烛D，在其原来位置上放置一块光屏，光屏上无法呈现蜡烛的像，这说明平面镜成的是虚像，透过玻璃板在光屏上能看到蜡烛A的像。 [3]只有与A同粗等高的蜡烛D能跟蜡烛A的像完全重合，多次改变蜡烛A的位置并相应移动蜡烛D，蜡烛D均能与蜡烛A的像完全重合，这说明平面镜所成像的大小与物体的大小。 （2）[4]小汽车前面的挡风玻璃相当于平面镜，平面镜成像的特点是像与物关于镜面对称，如果竖直安装，成的虚像会在正前方，干扰司机观察路况，倾斜安装可以使像成在斜上方，不干扰司机观察路况。 【变式1-2】在“探究平面镜成像特点”的实验，如图所示，所用的实验器材有带底座的玻璃板、白纸、笔、火柴、光屏、刻度尺、两只外形相同的蜡烛A和B。 (1)为了便于观察，该实验最好在 （填“较暗”或“较亮”）的环境中进行； (2)用两支相同的蜡烛A和B做实验，是为了比较像与物的 关系。刻度尺的作用是便于比较像与物到玻璃板的 关系； (3)实验时，先将蜡烛A放在玻璃板前，用蜡烛B确定像的位置时 （选填“A”或“B”）这一侧观察； (4)移去玻璃板后面的蜡烛B，并在其所在位置放一白纸（光屏），则白纸（光屏） （填：“能”或者“不能”）接收到蜡烛烛焰的像，所以平面镜所成的像是 （填“实”或“虚”）像； (5)为了进行多次实验，应采取的操作是 ；（填“①”或“②”） ①保持A、B两支蜡烛的位置不变，多次改变玻璃板的位置 ②保持玻璃板位置不变，多次改变蜡烛A的位置，进行与上述相同的操作 (6)实验中，观察到点燃的蜡烛A通过玻璃板成两个像，假设玻璃板的厚度是2mm，玻璃板前后表面形成的像的距离为 mm。 【答案】(1)较暗 (2) 大小 距离 (3)A (4) 不能 虚 (5)② (6)4 【解析】（1）平面镜成像时，环境越黑暗，物体越亮，故此实验应在较暗的环境进行。 （2）[1]用两支相同的蜡烛A和B做实验，运用等效替代法，判断物像大小关系。 [2]所用刻度尺的作用是便于确定像与物位置关系，比较像与物到平面镜的距离关系。 （3）平面镜成像中成的是虚像，因此用蜡烛B确定像的位置时，在A这一侧观察。 （4）[1][2]实像能在光屏上承接，虚像不能在光屏上承接，所以若移走蜡烛B并在该位置放一个光屏，都不能在光屏上得到蜡烛A的像。 （5）一次实验不具备代表性，应采取同样的实验方案多做几次，才能保证结论的正确，保持玻璃板位置不变，进行与上述相同的操作，故②操作合理。 （6）为玻璃有两个表面，前表面直接反射，根据物像到反射面的距离相等，两个像之间的距离是玻璃板厚度的2倍，4mm。 【变式1-3】如图甲所示是小敏组“探究平面镜成像特点”的实验装置，把一支点燃的蜡烛A放在玻璃板的前面，再拿另一支完全相同的蜡烛B竖立着在玻璃板后面移动，直到看上去跟蜡烛A的像重合，这个位置就是像的位置，在白纸上记下A和B的位置。 (1)实验过程中蜡烛B （选填“需要”或“不需要”）点燃； (2)移去蜡烛B，在其位置上竖立一个光屏，观察发现在光屏上不能承接到蜡烛A的像，这说明 ； (3)实验过程中小敏体会到：用玻璃板代替平面镜成像虽没有平面镜清晰，但是能在观察到蜡烛A的像的同时，透过玻璃板能观察到 ，便于确定像的位置，这是这个实验成功的关键； (4)若要探究“物体在平面镜中所成像到平面镜的距离与物体到平面镜的距离有什么关系”，接下来他该 ，在白纸上分别记下A和B的位置； (5)图乙所示，是小敏组的同学经过三次实验后在白纸上记录的玻璃板、蜡烛与蜡烛像对应点的位置。之后他们画出连接蜡烛和像的直线，用量角器测量直线与玻璃板的夹角，再用刻度尺分别测量蜡烛和像到玻璃板的距离。以上操作探究“物体在平面镜中所成像到平面镜的距离与物体到平面镜的距离之间的关系”，同时也是在探究 ； (6)小敏回家后，使用家里的玻璃板又重复了实验。与图乙相同，她在白纸上沿蜡烛A和B底部边缘的对应位置作标记，并标出玻璃板表面（即反射面）的位置，然后测量蜡烛A到玻璃板的距离和蜡烛B到玻璃板的距离，测得的数值如表所示。 实验次数 1 2 3 蜡烛A到玻璃板的距离/cm 3.39 5.11 6.39 蜡烛B到玻璃板的距离/cm 3.50 5.21 6.51 小敏发现三次实验测量出的蜡烛B到玻璃板的距离都比蜡烛A到玻璃板的距离略大一些，与在学校实验得到的“物体在平面镜中所成像到平面镜的距离与物体到平面镜的距离相等”的结论不相符。小敏通过与同学和老师进行了交流讨论，分析出现这种现象的原因是 。 【答案】(1)不需要 (2)蜡烛的像是虚像 (3)蜡烛B (4)用刻度尺量出蜡烛A和蜡烛B到平面镜的距离 (5)像和物体是否关于平面镜对称 (6)玻璃板较厚，形成了两个反射面成两个相距较远的像 【解析】（1）一支蜡烛放在玻璃板前面并点燃，另一支放在玻璃板后面，不需要点燃，若点燃，则不易区分B和A的像，故在玻璃板后面放一支没点燃的蜡烛B。 （2）移去蜡烛B，在其位置上竖立光屏，在光屏上不能承接到蜡烛A的像，说明平面镜所成的像为虚像。 （3）玻璃板透明，用玻璃板代替平面镜成像虽没有平面镜清晰，但能透过玻璃板观察到蜡烛B便于确定像的位置。 （4）若要探究“物体在平面镜中所成像到平面镜的距离与物体到平面镜的距离有什么关系“，应该用刻度尺量出蜡烛A和蜡烛B到平面镜的距离，在白纸上分别记下A和B的位置。 （5）由图乙可知，连接像点与物点，用量角器测量直线与玻璃板的夹角，再用刻度尺分别测量蜡烛和像到玻璃板的距离，既能探究像与物到平面镜的距离，还能探究像和物体的连线与镜面是否垂直，因此也是在研究像和物体是否关于平面镜对称。 （6）小敏发现三次实验测量出的蜡烛B到玻璃板的距离都比蜡烛A到玻璃板的距离略大一些，原因是玻璃板较厚，形成了两个反射面，成两个相距较远的像。 知识点2：平面镜成像特点的应用 一、利用平面镜成像 应用的实例：家庭中所用的穿衣镜；练功房、理发店、服装店里安装的平面镜；牙医检查牙齿使用的平面镜等。 二、利用平面镜改变光路 （1）塔式太阳能电站 塔式太阳能电站，它是在很大面积的场地上装有许多台大型太阳能反射镜，称为定日镜，每台都各自配有跟踪机构准确的将太阳光反射集中到一个高塔顶部的接受器上，从而利用太阳能发电。 （2）潜望镜 如图，在直筒的上下拐角处各安装一块平面镜，两块平面镜互相平行，都跟水平面成45°，这样就做成一个最简单的潜望镜。在水的深处可以观察到水面上的情况。 特别提醒 平面镜成像原理 1.平面镜成虚像的原理 在下图中，光源S向四处发光，一些光经平面镜反射后进入了人的眼睛，引起视觉。由于有光沿直线传播的经验，人会感觉这些光好像是从进入人眼光线的反向延长线的交点S’处发出的。S'就是S在平面镜中的像。由于平面镜后并不存在光源S'，进入眼睛的光并非真正来自S'，所以把S'叫作虚像。 由此可知，平面镜成像的原理是光的反射。平面镜所成的像实际上来自物体的光经平面镜反射后，反射光线的反向延长线的交点。 2.实像和虚像 （1）实像 实像由实际光线会聚而成的，能用光屏承接，人眼可以直接看到。如小孔成像。 （2）虚像 由实际光线的反向延长线会聚而成，不能用光屏承接，人眼通过光学器件才能看到。如平面镜成像、水中倒影等 【题型2 平面镜成像特点的应用】 【例2】如图所示，人站在竖直放置的平面镜前，下列判断正确的是（　　） A．人靠近平面镜时，他的像变大 B．人与平面镜的距离增大时，他与像的距离变小 C．平面镜垂直纸面向里移动，他的像位置不变 D．平面镜的上端向人倾斜，他的像位置不变 【答案】C 【解析】A．平面镜所成的像，像与物大小相等。当人靠近平面镜时，人的大小不变，像的大小也不变。故A错误； B．平面镜所成的像，像与物到平面镜的距离相等。当人与平面镜的距离增大时，像与平面镜的距离也增大，所以他与像的距离变大，故B错误； C．当平面镜垂直纸面向里移动时，因为像与物关于平面镜对称，人的位置没有发生改变，所以他的像位置不变，故C正确； D．平面镜的上端向人倾斜，人与平面镜的距离发生了改变，因为像与物关于平面镜对称，所以他的像位置发生了改变，故D错误。 故选C。 【变式2-1】如图所示，在探究平面镜成像特点实验中，将蜡烛逐渐远离平面镜，平面镜中的像（　　） A．靠近镜面 B．远离镜面 C．越来越大 D．越来越小 【答案】B 【解析】由平面镜成像规律可知，物与像关于镜面对称，所成像与物等大，故蜡烛逐渐远离平面镜时，平面镜中的像大小不变，且远离镜面，故ACD不符合题意，B符合题意。 故选B。 【变式2-2】如图所示，平面镜M直立在水平地面上，长6cm的铅笔平放在地面上且与平面镜垂直，笔尖离平面镜10cm，现铅笔以2cm/s的速度垂直平面镜向它匀速靠近。则（　　） A．铅笔的像为虚像，且尖端朝右 B．笔尖的像移动速度大于笔尾的像移动速度 C．经过3s，笔尖的像与笔尾的像相距6cm D．将M逆时针转动45°，铅笔的像竖直且尖端朝上 【答案】C 【解析】A．铅笔在平面镜中成虚像，且铅笔与像关于平面镜对称，故像的尖端朝左，故A错误； B．铅笔是一个整体，整体的移动速度相同，故笔尖的像移动速度等于笔尾的像移动速度，故B错误； C．移动过程中，铅笔的长度不变，则此时笔尖的像与笔尾的像仍相距6cm，，故C正确； D．将M逆时针转动45°，像与物体关于镜面对称,则此时铅笔的像是竖直且尖端朝下的，故D错误。 故选C。 【变式2-3】一只白鹤静立在平静的水中，在岸边可以看到白鹤的两个“影”—影子和倒影，如图所示。下列分析正确的是（　　） A．白鹤飞离水面时，它的倒影会变小 B．白鹤的影子是由于光的直线传播形成的 C．白鹤在水中的倒影是实像 D．白鹤的倒影到水面的距离大于白鹤到水面的距离 【答案】B 【解析】AC．白鹤的倒影是平面镜成像现象，是由光的反射形成的虚像，由平面镜成像规律可知，像与物大小相等，则白鹤飞离水面时，成像大小与物体等大，所以倒影大小不变，故AC错误；   B．白鹤的影子是由于光的直线传播时，被白鹤遮挡形成的黑影，故B正确； D．白鹤在水中的倒影是平面镜成的虚像，由平面镜成像规律可知，像距等于物距，所以白鹤的倒影到水面的距离等于白鹤到水面的距离，故D错误。 故选B。 【变式2-4】测量视力时，利用平面镜成像特点可以节省空间。如图所示，让被测者面对镜子背对视力表,可知节省的空间距离为（　　） A．5.4m B．4.6m C．3.1m D．2.3m 【答案】A 【解析】由图可知，节省的空间距离即视力表的像到平面镜的距离。人与镜的距离2.3m，视力表与镜距离即为 平面镜成的像与物到镜面距离相等，视力表的像离镜距离也为3.1m，故C符合题意，ABD不符合题意。 故选C。 【变式2-5】2024年3月20日和22日，南海海域进行军事演习。一架J20战机在平静的南海海面上水平巡航时，通过海面形成了战机的“倒影”，“倒影”是由于光的 形成的 （实/虚）像。当战机往高处拉升时，“倒影”的大小将 （变大/变小/不变）。 【答案】 反射 虚 不变 【解析】[1][2]水面起到了平面镜的作用，“倒影”属于平面镜成像，是由于光的反射形成的虚像。 [3]平面镜成的像，像和物体大小相等，当战机往高处拉升时，“倒影”的大小将不变。 知识点3：凸面镜与凹面镜 【题型3 凸面镜与凹面镜】 【例3】汽车前灯的反光罩，相当于凹面镜，它对光线有 作用；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】 会聚 凸面镜 运动 反射 【解析】【小题1】[1]凹面镜对光线有会聚作用。 [2]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。 [3]由图可知，越野车相对于轿车位置发生了变化，是运动的。 [4]后视镜是凸面镜，镜中越野车的像是光的反射形成的。 【变式3-1】世界最大口径射电望远镜（FAST）位于贵州省黔南布依族苗族自治州平塘县，被誉为“中国天眼”，如图所示，该望远镜口径为500米、占地约30个足球场大小，它由4450个球面镜组成超大反射面，其外形像一口巨大的锅，用于观测暗物质和暗能量，寻找新一代天体。“中国天眼”相当于一个巨大的 （选填“凸面镜”或“凹面镜”），对光线有 作用。请你再举出应用该原理的实例： 。 【答案】 凹面镜 会聚 点火装置 【解析】[1][2]被誉为“中国天眼”的望远镜，是利用凹面镜制成的，凹面镜对光具有会聚作用。 [3]凹面镜对光有会聚作用，将其对着阳光时，‌可以将光线聚焦到一点，‌用于点燃火柴或其他可燃物，因此可以用来制作点火装置。 【变式3-2】1905年，英国车手多萝西·莱维发明了汽车后视镜，以便于观察后方来车。目前，汽车两侧的后视镜用的是 （填“凸透镜”、“凹透镜”、“平面镜”、“凸面镜”或“凹面镜”），物体通过该光学元件成 立的 （填“实像”或“虚像”）。 【答案】 凸面镜 正 虚像 【解析】[1][2][3]表面向外弯曲的镜面叫凸面镜，可扩大视野范围。目前，汽车两侧的后视镜用的是凸面镜，人们看到的反射光线好像是从镜子后面的焦点上发出的。由于反射光线并未相遇，因此凸面镜形成的正立的虚像。 【题型4 根据平面镜成像特点做出光路图】 【例4】如图，请作出物体AB在平面镜MN中所成的像A'B′。 【答案】见解析 【解析】分别作出物体AB端点A、B关于平面镜的对称点A′、B′，用虚线连接A′、B′，即为AB在平面镜中的像，如图： 【变式4-1】根据图中已给出的物AB，画出它在平面镜M中所成的像A'B'。 【答案】 【解析】作A点关于镜面的对称点A′，作B点关于镜面的对称点B′；用虚线连接A′和B′，并在A′点标上对应的箭头。如图所示： 【变式4-2】如图所示根据平面镜成像特点画出物体AB在平面镜中的像。 【答案】 【解下】分别作出物体AB端点A、B关于平面镜的对称点A′、B′，用虚线连接A′、B′即为AB在平面镜中的像，如图所示： 【题型5 根据物与像画出平面镜的位置】 【例5】如图所示，A'B'是竖立的物体AB在平面镜中所成的像。画出平面镜的位置___________，并根据平面镜成像特点，分析出平面镜与水平面之间的夹角是 ___________度。 【答案】          45 【解析】[1]平面镜所成的像和物体是以镜面为对称轴的轴对称图形，连接AA′、BB′，作这两条线段的垂直平分线MN，即平面镜的位置。如图所示： [2]分别延长AB、A′B′，两直线交于一点O，如图所示 ∠AOA′为直角，因为MN是AA′、BB′的垂直平分线，由几何知识可知，平面镜与水平面之间的夹角是45° 【变式5-1】按要求作图（请保留作图痕迹），如图所示，是AO在平面镜中成的像，请作出平面镜的位置。 【答案】 【解下】 根据像与物关于平面镜对称可知，分别连接A、，B、，作，的中线就是平面镜的位置，根据像是虚像可知，的这一面在平面镜里面，用符号表示，如图所示： 【变式5-2】如图所示，物体AB和它在平面镜中的像A′B′，请画出平面镜的位置。 【答案】 【解下】连接AA′、BB′，作AA′、BB′的中垂线，此线就是平面镜的位置，在平面镜的背面应打斜线，如图所示： 【题型6 根据平面镜成像特点找出光源位置】 【例6】如图所示，a、b是平面镜镜前一点光源S发出的光线经平面镜反射后的两条反射光线，请画出点光源S的位置，保留作图痕迹。 【答案】 【解下】先将两条反射光线反向延长交于一点S′（即为点光源在平面镜中的像点），再通过平面镜作出S′的对称点S，即为点光源S的位置，并连接S与两个反射点画出两条入射光线，如图所示： 【变式6-1】如图所示，AB、CD是同一发光点S发出的光经平面镜反射后的两条反射光线，请你根据平面镜成像规律，确定发光点S的位置并完成光路图。 【答案】 【解下】画出两条反射光线反向延长线，交点为S′，再作出S′关于平面镜的对称点S，S即为发光点。如图所示 【变式6-2】如图所示，、是平面镜前一点光源发出的光经平面镜M反射后的两条反射光线，请在图中标出光源S和像点的位置，并完成光路图。 【答案】 【解下】先将两条反射光线反向延长交于一点S′，即为像点的位置，再通过平面镜作出S′的对称点S，即为光源的位置，并连接S点与两个反射点画出入射光线，如下图所示： 【变式6-3】如图，点光源S放在平面镜前，A、B为点光源S发出的光经平面镜MN反射后的两条射线，请在答题纸上通过作图确定点光源S和它的像S'的位置。 【答案】 【解下】先将两条反射光线反向延长交于一点，即为发光点的像点S'；再作出像点S'关于平面镜的对称点，就是发光点S的位置；从发光点S到反射点画出两条入射光线，如图所示： 【题型7 有遮挡的情况下光的传播路径】 【例7】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】见解析 【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： 【变式7-1】如图，一点光源S静置于水平面上，在其右侧有一个不透光的物体，正上方有个足够大的平面镜MN水平放置；请通过作图画出经平面镜反射后，不透明物体右侧能被S照亮的范围AB（需要画出作图时必要的辅助线）。 【答案】见解析 【解析】先根据平面镜成像时像与物关于平面镜对称，作出点光源S的像点，连接与物体的右上点并延长交地面于点A； 连接S与物体的左上点并延长交平面镜于点D，连接并延长交地面于点B，则AB区域为不透明物体右侧能被S照亮的范围， SC、SD为入射光线，CA、DB为反射光线，如图 【变式7-2】如图，要使一束与水平方向成30°的光去竖直照亮井底，请你通过作图标出平面镜的位置，并标出反射角的度数。 【答案】 【解下】由于反射光线竖直射入井内，过入射点O竖直向下做出反射光线OB；因反射角等于入射角，然后作∠AOB的角平分线即为法线（ON），与法线垂直作出平面镜。由图知，反射光线和入射光线的夹角 ∠AOB=30°+90°=120° 则反射角 ∠BON=∠AOB=×120°=60° 如图所示： 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 学科网（北京）股份有限公司 $$