课时4.2 平面镜成像-【帮课堂】2024-2025学年八年级物理上册同步学与练（ 沪科版五四制2024）

第四章 光现象（解析版） 课时4.2 平面镜成像 课程标准 物理素养 探究并了解平面镜成像时像与物的关系。知道平面镜成像的特点及应用。 物理观念：平面镜成像的特点，平面镜成虚像的原理，平面镜的应用，凸面镜和凹面镜。 科学思维：通过实验探究，了解平面镜成像的特点。 科学探究：探究平面镜成像的特点。 科学态度与责任：能通过对平面镜、球面镜的应用的了解，领略物理现象的美妙与和谐，感受科学技术对人类生活的影响。 知识点一、平面镜成像的原理 平面镜成像的原理基于光的反射现象。当光线从一个介质（如空气）射向平面镜时，光线会按照反射定律进行反射，即入射角等于反射角。这些反射光线在进入人眼后，会在人眼的视网膜上形成图像，从而使人看到物体的像。 知识点二、平面镜成像的特点 1. 像的大小和物体相同：平面镜所成的像与物体在大小上是完全相等的。 2. 像和物体到镜面距离相等：像与物体到平面镜的距离是相等的，即像物等距。 3. 像物连线与镜面垂直：像与物体的连线与平面镜是垂直的。 4. 平面镜所成的像是正立的：平面镜所成的像是正立的，与物体在左右方向上是一致的。 5. 平面镜成虚像：平面镜所成的像是虚像，即这个像并不能在屏幕上呈现出来，只能被人眼看到。 知识点三、平面镜成像特点的应用 1.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。 2.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。 知识点四、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。 1. 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 知识点五、平面镜成像原理作图 作平面镜成的像主要有两种方法：一是根据平面镜成虚像原理（光的反射定律）作图；二是根据平面镜成像特点作图（对称法）。 （1）根据平面镜成像原理（光的反射定律）作图 从S 射向平面镜的所有光线，经平面镜反射后，反射光线的反向延长线都会交于点S'，所以在作图时，只要任选两条从点光源S发出射向平面镜的入射光线，作出其反射光线的反向延长线，就可以确定像S'。如下图。 2. 作图步骤如下： ①从点光源S任意引两条光线射到平面镜上； ②分别作出两条入射光线的法线； ③根据光的反射定律分别作出两条入射光线的反射光线； ④分别作两条反射光线的反向延长线，它们的交点S'即为点光源S的像。 （2）根据平面镜成像特点作图（对称法） 作图方法（如图所示） ①做垂线—即画出物体的两个端点AB到平面镜面的垂线段AM、BN； ②画垂足； ③量等距：使A´M=AM，B´N =BN； ④画像点A´B´并连接，则A´B´就是物体AB的像。 3. 知识点六、凸面镜和凹面镜 1.球面镜 如果镜子的反射面是球面的一部分，这样的镜子叫球面镜。球面镜分为凸面镜和凹面镜。 2.凸面镜的特点及应用 凸面镜的表面是凸起的，当光线射到凸面镜后，反射光线要向外发散开来，对光线有发散的作用。汽车的后视镜和街头路口的反光镜都是凸面镜，凸面镜能起到扩大视野的作用。 3.凹面镜的特点及应用 （1）凹面镜的表面是凹进去的，能够会聚光线。当平行光线射到凹面镜后，光会聚于一点（叫焦点）。凹面镜对光线有会聚作用。 （2）凹面镜的应用 汽车前灯的反光装置、利用凹面制成的太阳灶等。 问题一：探究实验 【角度1】实验装置及作用 【典例1】如图所示，在“探究平面镜成像特点”的实验中，下列说法正确的是（　　） A．为了便于观察找到像的位置，该实验最好选平面镜进行实验 B．为了便于观察找到像的位置，该实验最好将蜡烛A和B都点燃 C．移去后面的蜡烛B，并在该处上放一光屏，发现光屏上能成正立的像 D．如果将蜡烛A向玻璃板靠近，像的大小不变 【答案】D 【详解】A．实验中用玻璃板代替平面镜，物体一侧能看到物体的像，同时还能看到代替物体的像的另一个物体，便于确定像的位置，故A错误； B．为了便于观察找到像的位置，该实验应将蜡烛A点燃和B蜡烛不点燃，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．平面镜成像大小跟物体大小有关，与物体到平面镜的距离无关，蜡烛A向玻璃板靠近，像的大小不会变化，故D正确。 故选D。 平面镜成像的特点和规律、探究平面镜成像特点实验中的装置及作用、探究平面镜成像特点的实验操作过程 【变式1-1】如图所示是探究平面镜成像特点的实验装置，关于该实验下列说法中正确的是（    ） A．该实验应该在明亮的环境中完成 B．看到玻璃板后面蜡烛的像是光的折射现象 C．实验中玻璃板和坐标纸垂直放置且玻璃板越厚越好 D．该实验选用两个等大的蜡烛是为了比较像与物的大小 【答案】D 【详解】A．该实验应该在较暗的环境中完成，明暗对比更强烈，成像更清晰，故A错误； B．平面镜成像是由于光的反射形成，故B错误； C．选择较薄的玻璃板可避免出现两个像，故玻璃板越薄越好，故C错误； D．该实验选用两个等大的蜡烛是为了比较像与物的大小，若蜡烛B能跟蜡烛A的像完全重合，说明像与物等大，故D正确。 故选D。 【变式1-2】如图是探究平面镜成像特点实验的情景，关于探究过程中所涉及的问题分析正确的是（　　） A．蜡烛A在玻璃板中所成的像是光的折射形成的 B．蜡烛A在玻璃板中所成的像是实像 C．蜡烛B在桌面上的影子是光沿直线传播形成的 D．为了使烛焰的像更清晰，应选择明亮的环境进行实验 【答案】C 【详解】AB．蜡烛A在玻璃板中所成的像是光的反射形成的虚像，故AB错误； C．蜡烛B在桌面上的影子是光沿直线传播形成的，故C正确； D．为了使烛焰的像更清晰，应选择黑暗的环境进行实验，故D错误。 故选C。 【角度2】探究实验过程 【典例2】如图是探究平面镜成像特点实验的情景，探究过程中所涉及的问题分析正确的是（　　） A．蜡烛A在玻璃板中所成的像是光的折射形成的 B．用玻璃板代替平面镜是为了确定像的位置 C．蜡烛A在玻璃板中所成的像是实像 D．将蜡烛A靠近玻璃板，其所成像将变大 【答案】B 【详解】A．蜡烛A在玻璃板中所成的像是光的反射形成的虚像，故A错误； B．用玻璃板代替平面镜，是因为玻璃板具有透光性，既能起到成像的作用又能看到玻璃板后的物体，是为了确定像的位置，故B正确； C．蜡烛A在玻璃板中所成的像是正立、等大的虚像，故C错误； D．为了使烛焰的像更清晰，应选择较暗的环境进行实验，故D错误。 故选B。 探究平面镜成像特点实验中的装置及作用、探究平面镜成像特点的实验操作过程、探究平面镜成像特点实验的注意事项和常见错误 【变式2-1】如图是探究平面镜成像特点实验的情景，关于探究过程中所涉及的问题分析不正确的是（    ） A．为了使烛焰的像更清晰，应将玻璃板后的蜡烛B点燃后进行实验 B．实验中所成像的大小不会随物体位置的改变而改变 C．实验中所成的像不可用光屏承接 D．改变蜡烛A位置多次实验，主要是使结论更准确 【答案】A 【详解】A．若将另一侧的蜡烛B点燃，此时蜡烛B发出的光比蜡烛A的像更亮，其发出的光会对蜡烛A的像造成干扰，则蜡烛A的像会更不清晰，故A错误，符合题意； B．平面镜成像大小跟物体大小有关，跟物体到平面镜的距离无关，所以物体靠近平面镜时，像的大小不变，故B正确，不符合题意； C．因为平面镜所成的像是虚像，所以实验时，移去后面的蜡烛B，并在其所在位置上放一光屏，则光屏上不能接收到蜡烛烛焰的像，故C正确，不符合题意； D．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，所以应改变蜡烛A的位置多次进行实验，故D正确，不符合题意。 故选A。 【变式2-2】在平面镜成像特点教学中，老师做了“水中的蜡烛”实验，为了使学生看清水中的蜡烛（　　） A．使用厚玻璃板 B．让学生在玻璃板左侧观察水中的蜡烛 C．在明亮的环境中进行 D．点燃的蜡烛靠近玻璃板，盛水的玻璃杯也应靠近玻璃板 【答案】D 【详解】A．探究平面镜成像特点时，使用的玻璃板应该薄一些，故A错误； B．探究平面镜成像特点时，所以应让学生位于玻璃板右侧观察水中的蜡烛，故B错误； C．为了使平面镜所成的像更清晰，环境应该暗一些，故C错误； D．由于平面镜所成的像与物体到平面镜的距离相等，盛水的玻璃杯也应靠近“镜子”，故D正确。 故选D。 问题二：平面镜成像特点 【角度1】成像特点及规律 【典例1】身高为1.6m的李华，眼睛到头顶的距离为10cm，站在竖直的平面镜前1m，为了通过面前的竖直平面镜看到自己的全身像，镜子至少（　　） A．1.5m B．1m C．0.75m D．0.8m 【答案】D 【详解】如图，AB为李华，C是李华眼睛，A'B'是李华的虚像，根据光的反射定律可作出眼睛C看到A'B' 的光路图，根据平面镜成像特点及数学知识可知， DE长度为虚像A'B'的二分之一，所以镜子至少为 故ABC不符合题意，D符合题意。 故选D。 平面镜成像的特点和规律、根据平面镜成像特点判断像与物的位置关系 【变式1-1】如图所示，平面镜和长为10cm的细铅笔均竖直放置在水平桌面上，铅笔与平面镜之间的距离为15cm，则（　　） A．向上移动平面镜，铅笔的像也向上移动 B．为使在铅笔位置观察铅笔在平面镜中成完整的像，平面镜应至少高10cm C．铅笔和平面镜均绕底部转至虚线位置时，铅笔与铅笔的像平行 D．用一块木板放置在平面镜后，铅笔不能在平面镜中成像 【答案】C 【详解】A．铅笔的像和铅笔关于镜面对称，向上移动平面镜，铅笔的像位置不变，故A不符合题意； B．为使铅笔在平面镜中成完整的像，根据平面镜成像时像距等于物距、像物大小一致，由三角形中位线知识可知，平面镜的高度至少应为铅笔长的一半，即5cm，故B不符合题意； C．铅笔和平面镜均绕底部转至虚线位置时，铅笔方向与平面镜平行，所以铅笔与它的像也平行，故C符合题意； D．用一块木板放置在平面镜后，没有挡住平面镜的反射面，不影响平面镜成像，所以铅笔能在平面镜中成像，故D不符合题意。 故选C。 【变式1-2】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 【详解】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。 【角度2】潜望镜 【典例2】2024年5月22日，国际生物多样性日活动在洪泽湖湿地景区举行。景区内，鸟类时而栖息，时而飞翔，飞鸟的倒影在水中穿梭。下列现象和倒影原理相同的是（　　） A．冰透镜取火 B．日晷计时 C．小孔成像 D．潜望镜 【答案】D 【详解】飞鸟在水中的倒影是飞鸟的虚像，成像原理是光的反射。 A．冰透镜取火，是利用了凸透镜的会聚作用，原理是光的折射，故A不符合题意； B．日晷计时利用了光的直线传播，故B不符合题意； C．小孔成像的原理是光沿直线传播，故C不符合题意； D．潜望镜利用平面镜的反射作用改变了光路，故D符合题意。 故选D。 小孔成像、用光的反射解释倒影、潜望镜、探究凸透镜对光的作用 【变式2-1】如图所示，是小明同学自制的潜望镜。用该潜望镜观察如图甲所示的字母F时，观察到的像是（　　） A． B． C． D． 【答案】C 【详解】潜望镜中使用的是两块互相平行放置的平面镜。第一个平面镜成正立、等大、左右颠倒的像，第二个平 面镜成正立、等大、左右再次颠倒的像，第二次形成的像跟原物完全一样，故C符合题意，ABD不符合题意。 故选C。 【变式2-2】某兴趣小组利用两块平面镜做了一个简易潜望镜，通过该潜望镜观察教室内的挂钟，指针位置如图所示，则该挂钟的实际时间是（　　） A．4时35分 B．1时50分 C．10时05分 D．7时25分 【答案】D 【详解】根据潜望镜中使用的是两块平面镜：第一个镜子成正立、等大的像，左右相反，第二个镜子成正立、等大的像，再次把左右反过来，最后的像就是跟挂钟原来指针的位置相同，所以该挂钟的实际时间是7时25分。故D符合题意，ABC不符合题意。 故选D。 【基础强化】 1．（2024·天津滨海新·二模）同学们在教室不同位置都能看清黑板上的字，是由于光线在黑板上发生了 （选填“漫反射”或“镜面反射”）；小明身高，他站在竖直放置的平面镜前处，他在镜中的像与他相距 m。 【答案】 漫反射 6 【详解】[1]黑板的表面是比较粗糙的，可以将射来的光线向四面八方反射，因此发生了漫反射。 [2]由于物到平面镜的距离与像到平面镜的距离相等，所以他站在竖直放置的平面镜前3m处，那么他的像与平面镜的距离也是3m，他在镜中的像与他相距6m。 2．（2024·黑龙江哈尔滨·三模）“小荷才露尖尖角，早有蜻蜓立上头”。蜻蜓立于荷叶尖上，距水面0.3m，它在水中的像是 （选填“实像”或“虚像”），像距离水面 m。 【答案】 虚像 0.3 【详解】[1]平面镜成像原理是光的反射，所成的像是反射光线反向延长线的交点，是虚像。 [2]平面镜所成的像和物到平面镜的距离相等，蜻蜓距水面0.3m，所以蜻蜓的像距水面0.3m。 3．（2024·广东·二模）如图所示，当一架无人机掠过湖面时，水中出现无人机的倒影，这是光的 形成的 （选填“实”或“虚”）像，无人机从湖中央飞回岸边，湖中的像 （选填“变大”“变小”或“不变”）。 【答案】 反射 虚 不变 【解析】【小题1】[1][2]岸边的人在水中看到无人机的倒影是光在水面反射进入了人眼，属于光的反射现象，像是反射光线反向延长线的交点，不是实际光线会聚而成，像是虚像。 [3]平静的湖面相当于平面镜，无人机在湖面中的倒影属于平面镜成像现象。由平面镜成像的特点可知，像与物等大，所以当无人机从湖中央飞回岸边，湖中的像大小不变。 4．（2024九年级下·广西南宁·学业考试）如图所示是一只小鸟正在飞离水面时的情景，小鸟向上飞行时，它在水中像的大小将 （填“变大”“变小”或“不变”）。小鸟飞行到距水面3m时，小鸟与它在水中的像相距 m。 【答案】 不变 6 【解析】【小题1】[1]小鸟向上飞行时，它在水中像是平面镜成像现象；因为像和物体的大小相等，所以不管小鸟飞多高，像始终和物体等大，因此若小鸟向上飞的时候，小鸟像的大小不会改变。 [2]小鸟飞行到距水面3m时，它在水中像距离水面也是3m，则小鸟与它在水中的像相距6m。 5．（2024·甘肃天水·三模）小芳同学站在平面镜前3m处，她的像到镜面的距离为 m，她向后退的过程中，像的大小 。现将一块和镜面一样大的木板放在镜子的后面1m处，如图所示，这时她 在镜中看到自己的像。 【答案】 3 不变 仍能 【详解】[1]由平面镜成像的特点知，当小芳同学到镜面的距离为3m时，像到镜面的距离也为3m。 [2]不管她远离还是靠近平面镜，她在镜中的像将不变。 [3]由于平面镜成像是光的反射，在镜面后放置物体是不影响成像的，所以这时她仍能在镜中看到自己的像。 【素养提升】 6．（2024·四川广元·中考真题）一只小蜜蜂悬停在平静的湖面上方，它向下看，看到下方有一个与自己相同的“同伴”，于是它飞向湖面迎接“同伴”，在此过程中（　　） A．“同伴”向它迎来 B．“同伴”离它而去 C．“同伴”逐渐变小 D．“同伴”真实存在 【答案】A 【详解】当一只小蜜蜂悬停在平静的湖面上方时，湖面就相当于一个平面镜，平面镜成像特点是像与物体大小相等，像到镜的距离等于物体到镜的距离，所成的像是虚像。当小蜜蜂飞向湖面迎接“同伴”时，物距变小，像距也跟着变小，但像的大小不变。所以在此过程中，“同伴”向它迎来，大小不变。故A符合题意，BCD不符合题意。 故选A。 7．（2024·山西太原·模拟预测）如图所示：学校教学楼走廊的墙壁上挂着一面平面镜，方便同学们整理自己的着装，小明向镜子走近，下列说法正确的是（    ） A．镜中的“自己”是光的反射形成的实像 B．镜中的“自己”比小明本人更亮一些 C．小明向镜子走近时，镜中的“自己”越来越高 D．小明向镜子走近时，镜中的“自己”也靠近镜子 【答案】D 【详解】A．平面镜所成的像是虚像，则镜中的“自己”是由于光的反射形成的虚像，故A错误； B．由于平面镜成像是光的反射形成的，所以镜中的“自己”比小明本人则更暗一些，故B错误； C．由于平面镜所成的像与物体大小相等，小明向镜子走近时小明本人大小不变，所以镜中的“自己”大小不变，不会越来越高，故C错误； D．小明向镜子走近时，像和物体各对应点到平面镜间距离相等，则镜中的“自己”也靠近镜子，故D正确。 故选D。 8．（2024·内蒙古兴安盟·一模）如图所示，墙面上挂着标有“255”数字的牌子，在其相邻的一墙面上挂着一平面镜，光洁的地面也相当于平面镜，则通过平面镜（　　） A．不能看到的数字是252 B．不能看到的数字是522 C．不能看到的数字是225 D．不能看到的数字是552 【答案】A 【详解】墙面上挂着标有“255”数字的牌子，若平面镜是相对牌子是竖直方向的，则通过平面镜看到的数字是225，若平面镜是相对牌子是水平方向的，则通过平面镜看到的数字是522，通过两次成像可以成552，则通过平面镜看到的数字有可能是552，总之，通过平面镜不可能看到的数字是252。 故选A。 9．（2024·江苏苏州·二模）如图所示，平面镜竖直放置在水平桌面上，一支直立的铅笔从平面镜前40cm处，以5cm/s的水平速度垂直向平面镜匀速靠近。下列说法正确的是（　　） A．铅笔在平面镜中所成的像逐渐变大 B．经过2s铅笔与它的像之间的距离变为60cm C．铅笔的像相对于平面镜的速度为10cm/s D．若平面镜顺时针转至图中虚线位置，直立的铅笔仍以相同水平速度移动，则它的像应该竖直向上运动 【答案】B 【详解】A．平面镜所成的像与物体等大，铅笔向平面镜靠近时，铅笔在平面镜中所成的像的大小不变，故A错误； B．经过2s铅笔与平面镜间的距离为30cm，平面镜所成的像与物体关于平面镜对称，所以像与平面镜间的距离也为30cm，所以经过2s铅笔与它的像之间的距离变为60cm，故B正确； C．平面镜所成的像与物体关于平面镜对称，铅笔以5cm/s向平面镜移动，则像也以5cm/s向平面镜移动，即铅笔的像相对于平面镜的速度为5cm/s，故C错误； D．若平面镜顺时针转至图中虚线位置，直立的铅笔与平面镜间的夹角为45°，平面镜所成的像与物体关于平面镜对称，所以像与平面镜间的夹角也为45°，所以物与像相垂直，若铅笔仍以相同水平速度向右移动，则它的像应该竖直向上运动，若水平向左运动，像竖直向下运动，故D错误。 故选B。 10．（23-24八年级上·福建福州·期中）如图为一市民站在平面玻璃制的地铁安全门外候车。当地铁到站后，安全门的两侧打开，该市民在左右两侧的安全门中的像情况分析正确的是（　　） A．都能成完整的像，且两个像的位置与原来的像重合 B．都能成完整的像，且两个像越来越小，直到不成像 C．各成半个像，合起来成一个完整的像 D．都能成完整的像，且两个像在不同位置，两个像的距离等于安全门的距离 【答案】A 【详解】左右两侧的安全门互不影响，都能使该市民成完整的像；根据平面镜成像的特点可知，像与物到镜面的距离相等，像与物的连线与镜面垂直，像与物大小相同，在安全门向两侧打开后，人到镜面的距离不变，所以像的位置不变，两个像都与原来的像重合，且大小也不会变化，故A正确，BCD错误。 故选A。 11．（23-24八年级上·山东聊城·期末）如图甲所示为星期天下午小丽同学去配眼镜时检查视力的情景。配镜员让小丽坐在平面镜前方来识别对面墙上镜子里视力表的像。根据图中信息判断下面的说法正确的是（　　） A．视力表在平面镜中的像与小丽相距5.4m B．如果小丽以1m/s的速度靠近平面镜，则镜中的像以1m/s的速度靠近她 C．如果小丽靠近平面镜，则她在平面镜中的像变大 D．如图乙所示是小丽从平面镜中观察到的后面墙上时钟的像，则当时的时间是4:35 【答案】D 【详解】A．平面镜中，像距等于物距，视力表到平面镜的距离为2.7m，视力表在平面镜中的像到平面镜的距离为2.7m，视力表在平面镜中的像与小丽相距 故A错误； B．如果小丽以1m/s的速度靠近平面镜，则镜中的像也以1m/s的速度靠近平面镜，镜中的像也以2m/s的速度靠近她，故B错误； C．像与物体大小相等，如果小丽靠近平面镜，则她在平面镜中的像不变，故C错误； D．像与物体关于平面镜对称，如图乙所示是小丽从平面镜中观察到的后面墙上时钟的像，则当时的时间是4:35，故D正确。 故选D。 【能力培优】 12．（2024·山西晋中·模拟预测）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 【详解】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： 13．（23-24八年级上·河南南阳·期末）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 【详解】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 14．（2024·广东·三模）如图1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）用玻璃板代替平面镜的目的是 ，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）小明在实验过程中，发现不管怎样移动B蜡烛，都无法使它与A蜡烛的像完全重合，原因可能是玻璃板没有与桌面的白纸 放置；经调整后发现B蜡烛能与A蜡烛的像完全重合，说明像与物的大小 。 （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。 （4）小明为了更好地研究像与物的位置关系，采用了彩色LED光源进行实验，你认为图2中字母形状的光源，最好的是 （选填字母）。 【答案】 便于确定像的位置 大小 像和物到平面镜的距离关系 垂直 相等 不能 虚 F 【详解】（1）[1]用玻璃板代替平面镜，同时观察到棋子A的像和玻璃板后面的棋子B，便于确定像的位置，便于比较物像大小关系。 [2]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。 [3]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）[4][5]平面镜成像时像与物关于镜面对称，若玻璃板与桌面不垂直，下面左图中平面镜没有竖直放置，会出现像偏高且倾斜的现象，右图中平面镜没有竖直放置，则蜡烛A的像偏低且倾斜，故同组小明在实验中，蜡烛B在玻璃板后的纸面上无论怎样移动，都无法让它与蜡烛A的像完全重合，原因可能是玻璃板与水平桌面不垂直。 经调整后发现B蜡烛能与A蜡烛的像完全重合，说明像与物的大小相等。 （3）[6][7]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。 （4）[8]小明为了更好地研究像与物的位置关系，采用了彩色LED光源进行实验，你认为图2中字母形状的光源，最好的是“F”，因为“F”左右不对称，即可以研究像与物体的上下关系，也能研究左右关系。 15．（2024·辽宁抚顺·三模）如图甲所示，同学在仪容镜前观察自己在镜中的像，她退后几步，感觉像的大小有明显的变化。于是她和组内同学对平面镜的成像特点进行了探究。他们从实验室借的器材有：薄玻璃板、支架、白纸、大小不同的4支蜡烛等。 【问题】根据观察的现象，他们猜想平面镜成像时，像的大小与 有关。 【证据】 （1）实验中需要收集 （选填“同一”或“不同”）蜡烛在不同位置时像的大小的数据。 （2）部分实验步骤： ①如图乙所示，在水平桌面上铺一张白纸，用支架将玻璃板竖立在纸上，记录玻璃板的位置并将点燃的蜡烛A放在玻璃板前适当位置； ②依次选取未点燃的蜡烛B、C、D在玻璃板后移动，发现只有选取蜡烛 （选填“B”“C”或“D”）时，才能与蜡烛A的像完全重合，记录它们的位置。 ③改变蜡烛A到玻璃板的距离，重做实验，测得它们到玻璃板的距离，记录在下表中。 实验序号 蜡烛到玻璃板的距离/cm 蜡烛的像到玻璃板的距离/cm 像与蜡烛的大小关系 1 3.00 3.00 相等 2 5.80 5.80 相等 3 8.70 8.70 相等 【解释】根据所测数据和观察到的实验现象，可得平面镜中所成像的大小由 决定，该同学远离镜子后感觉自己的像变小了，是由于视角变化引起的错觉，猜想不正确；实验中将薄玻璃板向蜡烛A靠近2cm，那么它的像将向蜡烛A靠近 cm。 【交流】想要知道蜡烛A的像是虚像还是实像，你的验证方法是 。 【答案】 物距 同一 B 物体大小 4 见解析 【详解】（1）[1]同学到平面镜的距离发生变化，她感觉自己像的大小发生变化。故猜想是：像的大小与物距有关。 （2）[2]要探究像的大小与物距关系，除改变物距外，要控制其他因素不变，因此要探究同一物体在不同位置时像的大小。 [3]平面镜成像时，像与物体大小相等。只有蜡烛B与A大小相等，因此，只有将蜡烛B放在玻璃板后，才能与蜡烛A的像完全重合。 [4]实验数据表明，物距发生变化时，像大小不变。故像大小与物距无关。实验中，像的大小总是与物体大小相等，因此结论是：像的大小是由物体的大小决定的。 [5]平面镜成像时，像与物体到镜面的距离相等，蜡烛向玻璃板靠近2cm，像也向玻璃板靠近2cm，则像与蜡烛间距离变化减小了4cm。 [6]实像是由实际光线会聚而成的，虚像不是实际光线会聚而成的。可以将一纸板放在像的位置上，用眼睛直接观察纸板，如果能够在纸板上看到像，则像是实像，否则是虚像。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！8 学科网（北京）股份有限公司 $$ 第四章 光现象（原卷版） 课时4.2 平面镜成像 课程标准 物理素养 探究并了解平面镜成像时像与物的关系。知道平面镜成像的特点及应用。 物理观念：平面镜成像的特点，平面镜成虚像的原理，平面镜的应用，凸面镜和凹面镜。 科学思维：通过实验探究，了解平面镜成像的特点。 科学探究：探究平面镜成像的特点。 科学态度与责任：能通过对平面镜、球面镜的应用的了解，领略物理现象的美妙与和谐，感受科学技术对人类生活的影响。 知识点一、平面镜成像的原理 平面镜成像的原理基于光的反射现象。当光线从一个介质（如空气）射向平面镜时，光线会按照反射定律进行反射，即入射角等于反射角。这些反射光线在进入人眼后，会在人眼的视网膜上形成图像，从而使人看到物体的像。 知识点二、平面镜成像的特点 1. 像的大小和物体相同：平面镜所成的像与物体在大小上是完全相等的。 2. 像和物体到镜面距离相等：像与物体到平面镜的距离是相等的，即像物等距。 3. 像物连线与镜面垂直：像与物体的连线与平面镜是垂直的。 4. 平面镜所成的像是正立的：平面镜所成的像是正立的，与物体在左右方向上是一致的。 5. 平面镜成虚像：平面镜所成的像是虚像，即这个像并不能在屏幕上呈现出来，只能被人眼看到。 知识点三、平面镜成像特点的应用 1.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。 2.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。 知识点四、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。 1. 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 知识点五、平面镜成像原理作图 作平面镜成的像主要有两种方法：一是根据平面镜成虚像原理（光的反射定律）作图；二是根据平面镜成像特点作图（对称法）。 （1）根据平面镜成像原理（光的反射定律）作图 从S 射向平面镜的所有光线，经平面镜反射后，反射光线的反向延长线都会交于点S'，所以在作图时，只要任选两条从点光源S发出射向平面镜的入射光线，作出其反射光线的反向延长线，就可以确定像S'。如下图。 2. 作图步骤如下： ①从点光源S任意引两条光线射到平面镜上； ②分别作出两条入射光线的法线； ③根据光的反射定律分别作出两条入射光线的反射光线； ④分别作两条反射光线的反向延长线，它们的交点S'即为点光源S的像。 （2）根据平面镜成像特点作图（对称法） 作图方法（如图所示） ①做垂线—即画出物体的两个端点AB到平面镜面的垂线段AM、BN； ②画垂足； ③量等距：使A´M=AM，B´N =BN； ④画像点A´B´并连接，则A´B´就是物体AB的像。 3. 知识点六、凸面镜和凹面镜 1.球面镜 如果镜子的反射面是球面的一部分，这样的镜子叫球面镜。球面镜分为凸面镜和凹面镜。 2.凸面镜的特点及应用 凸面镜的表面是凸起的，当光线射到凸面镜后，反射光线要向外发散开来，对光线有发散的作用。汽车的后视镜和街头路口的反光镜都是凸面镜，凸面镜能起到扩大视野的作用。 3.凹面镜的特点及应用 （1）凹面镜的表面是凹进去的，能够会聚光线。当平行光线射到凹面镜后，光会聚于一点（叫焦点）。凹面镜对光线有会聚作用。 （2）凹面镜的应用 汽车前灯的反光装置、利用凹面制成的太阳灶等。 问题一：探究实验 【角度1】实验装置及作用 【典例1】如图所示，在“探究平面镜成像特点”的实验中，下列说法正确的是（　　） A．为了便于观察找到像的位置，该实验最好选平面镜进行实验 B．为了便于观察找到像的位置，该实验最好将蜡烛A和B都点燃 C．移去后面的蜡烛B，并在该处上放一光屏，发现光屏上能成正立的像 D．如果将蜡烛A向玻璃板靠近，像的大小不变 平面镜成像的特点和规律、探究平面镜成像特点实验中的装置及作用、探究平面镜成像特点的实验操作过程 【变式1-1】如图所示是探究平面镜成像特点的实验装置，关于该实验下列说法中正确的是（    ） A．该实验应该在明亮的环境中完成 B．看到玻璃板后面蜡烛的像是光的折射现象 C．实验中玻璃板和坐标纸垂直放置且玻璃板越厚越好 D．该实验选用两个等大的蜡烛是为了比较像与物的大小 【变式1-2】如图是探究平面镜成像特点实验的情景，关于探究过程中所涉及的问题分析正确的是（　　） A．蜡烛A在玻璃板中所成的像是光的折射形成的 B．蜡烛A在玻璃板中所成的像是实像 C．蜡烛B在桌面上的影子是光沿直线传播形成的 D．为了使烛焰的像更清晰，应选择明亮的环境进行实验 【角度2】探究实验过程 【典例2】 如图是探究平面镜成像特点实验的情景，探究过程中所涉及的问题分析正确的是（　　） A．蜡烛A在玻璃板中所成的像是光的折射形成的 B．用玻璃板代替平面镜是为了确定像的位置 C．蜡烛A在玻璃板中所成的像是实像 D．将蜡烛A靠近玻璃板，其所成像将变大 探究平面镜成像特点实验中的装置及作用、探究平面镜成像特点的实验操作过程、探究平面镜成像特点实验的注意事项和常见错误 【变式2-1】如图是探究平面镜成像特点实验的情景，关于探究过程中所涉及的问题分析不正确的是（    ） A．为了使烛焰的像更清晰，应将玻璃板后的蜡烛B点燃后进行实验 B．实验中所成像的大小不会随物体位置的改变而改变 C．实验中所成的像不可用光屏承接 D．改变蜡烛A位置多次实验，主要是使结论更准确 【变式2-2】在平面镜成像特点教学中，老师做了“水中的蜡烛”实验，为了使学生看清水中的蜡烛（　　） A．使用厚玻璃板 B．让学生在玻璃板左侧观察水中的蜡烛 C．在明亮的环境中进行 D．点燃的蜡烛靠近玻璃板，盛水的玻璃杯也应靠近玻璃板 问题二：平面镜成像特点 【角度1】成像特点及规律 【典例1】身高为1.6m的李华，眼睛到头顶的距离为10cm，站在竖直的平面镜前1m，为了通过面前的竖直平面镜看到自己的全身像，镜子至少（　　） A．1.5m B．1m C．0.75m D．0.8m 平面镜成像的特点和规律、根据平面镜成像特点判断像与物的位置关系 【变式1-1】如图所示，平面镜和长为10cm的细铅笔均竖直放置在水平桌面上，铅笔与平面镜之间的距离为15cm，则（　　） A．向上移动平面镜，铅笔的像也向上移动 B．为使在铅笔位置观察铅笔在平面镜中成完整的像，平面镜应至少高10cm C．铅笔和平面镜均绕底部转至虚线位置时，铅笔与铅笔的像平行 D．用一块木板放置在平面镜后，铅笔不能在平面镜中成像 【变式1-2】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 【角度2】潜望镜 【典例2】2024年5月22日，国际生物多样性日活动在洪泽湖湿地景区举行。景区内，鸟类时而栖息，时而飞翔，飞鸟的倒影在水中穿梭。下列现象和倒影原理相同的是（　　） A．冰透镜取火 B．日晷计时 C．小孔成像 D．潜望镜 小孔成像、用光的反射解释倒影、潜望镜、探究凸透镜对光的作用 【变式2-1】如图所示，是小明同学自制的潜望镜。用该潜望镜观察如图甲所示的字母F时，观察到的像是（　　） A． B． C． D． 【变式2-2】某兴趣小组利用两块平面镜做了一个简易潜望镜，通过该潜望镜观察教室内的挂钟，指针位置如图所示，则该挂钟的实际时间是（　　） A．4时35分 B．1时50分 C．10时05分 D．7时25分 【基础强化】 1．（2024·天津滨海新·二模）同学们在教室不同位置都能看清黑板上的字，是由于光线在黑板上发生了 （选填“漫反射”或“镜面反射”）；小明身高，他站在竖直放置的平面镜前处，他在镜中的像与他相距 m。 2．（2024·黑龙江哈尔滨·三模）“小荷才露尖尖角，早有蜻蜓立上头”。蜻蜓立于荷叶尖上，距水面0.3m，它在水中的像是 （选填“实像”或“虚像”），像距离水面 m。 3．（2024·广东·二模）如图所示，当一架无人机掠过湖面时，水中出现无人机的倒影，这是光的 形成的 （选填“实”或“虚”）像，无人机从湖中央飞回岸边，湖中的像 （选填“变大”“变小”或“不变”）。 4．（2024九年级下·广西南宁·学业考试）如图所示是一只小鸟正在飞离水面时的情景，小鸟向上飞行时，它在水中像的大小将 （填“变大”“变小”或“不变”）。小鸟飞行到距水面3m时，小鸟与它在水中的像相距 m。 5．（2024·甘肃天水·三模）小芳同学站在平面镜前3m处，她的像到镜面的距离为 m，她向后退的过程中，像的大小 。现将一块和镜面一样大的木板放在镜子的后面1m处，如图所示，这时她 在镜中看到自己的像。 【素养提升】 6．（2024·四川广元·中考真题）一只小蜜蜂悬停在平静的湖面上方，它向下看，看到下方有一个与自己相同的“同伴”，于是它飞向湖面迎接“同伴”，在此过程中（　　） A．“同伴”向它迎来 B．“同伴”离它而去 C．“同伴”逐渐变小 D．“同伴”真实存在 7．（2024·山西太原·模拟预测）如图所示：学校教学楼走廊的墙壁上挂着一面平面镜，方便同学们整理自己的着装，小明向镜子走近，下列说法正确的是（    ） A．镜中的“自己”是光的反射形成的实像 B．镜中的“自己”比小明本人更亮一些 C．小明向镜子走近时，镜中的“自己”越来越高 D．小明向镜子走近时，镜中的“自己”也靠近镜子 8．（2024·内蒙古兴安盟·一模）如图所示，墙面上挂着标有“255”数字的牌子，在其相邻的一墙面上挂着一平面镜，光洁的地面也相当于平面镜，则通过平面镜（　　） A．不能看到的数字是252 B．不能看到的数字是522 C．不能看到的数字是225 D．不能看到的数字是552 9．（2024·江苏苏州·二模）如图所示，平面镜竖直放置在水平桌面上，一支直立的铅笔从平面镜前40cm处，以5cm/s的水平速度垂直向平面镜匀速靠近。下列说法正确的是（　　） A．铅笔在平面镜中所成的像逐渐变大 B．经过2s铅笔与它的像之间的距离变为60cm C．铅笔的像相对于平面镜的速度为10cm/s D．若平面镜顺时针转至图中虚线位置，直立的铅笔仍以相同水平速度移动，则它的像应该竖直向上运动 10．（23-24八年级上·福建福州·期中）如图为一市民站在平面玻璃制的地铁安全门外候车。当地铁到站后，安全门的两侧打开，该市民在左右两侧的安全门中的像情况分析正确的是（　　） A．都能成完整的像，且两个像的位置与原来的像重合 B．都能成完整的像，且两个像越来越小，直到不成像 C．各成半个像，合起来成一个完整的像 D．都能成完整的像，且两个像在不同位置，两个像的距离等于安全门的距离 11．（23-24八年级上·山东聊城·期末）如图甲所示为星期天下午小丽同学去配眼镜时检查视力的情景。配镜员让小丽坐在平面镜前方来识别对面墙上镜子里视力表的像。根据图中信息判断下面的说法正确的是（　　） A．视力表在平面镜中的像与小丽相距5.4m B．如果小丽以1m/s的速度靠近平面镜，则镜中的像以1m/s的速度靠近她 C．如果小丽靠近平面镜，则她在平面镜中的像变大 D．如图乙所示是小丽从平面镜中观察到的后面墙上时钟的像，则当时的时间是4:35 【能力培优】 12．（2024·山西晋中·模拟预测）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。 13．（23-24八年级上·河南南阳·期末）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）。 14．（2024·广东·三模）如图1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）用玻璃板代替平面镜的目的是 ，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）小明在实验过程中，发现不管怎样移动B蜡烛，都无法使它与A蜡烛的像完全重合，原因可能是玻璃板没有与桌面的白纸 放置；经调整后发现B蜡烛能与A蜡烛的像完全重合，说明像与物的大小 。 （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。 （4）小明为了更好地研究像与物的位置关系，采用了彩色LED光源进行实验，你认为图2中字母形状的光源，最好的是 （选填字母）。 15．（2024·辽宁抚顺·三模）如图甲所示，同学在仪容镜前观察自己在镜中的像，她退后几步，感觉像的大小有明显的变化。于是她和组内同学对平面镜的成像特点进行了探究。他们从实验室借的器材有：薄玻璃板、支架、白纸、大小不同的4支蜡烛等。 【问题】根据观察的现象，他们猜想平面镜成像时，像的大小与 有关。 【证据】 （1）实验中需要收集 （选填“同一”或“不同”）蜡烛在不同位置时像的大小的数据。 （2）部分实验步骤： ①如图乙所示，在水平桌面上铺一张白纸，用支架将玻璃板竖立在纸上，记录玻璃板的位置并将点燃的蜡烛A放在玻璃板前适当位置； ②依次选取未点燃的蜡烛B、C、D在玻璃板后移动，发现只有选取蜡烛 （选填“B”“C”或“D”）时，才能与蜡烛A的像完全重合，记录它们的位置。 ③改变蜡烛A到玻璃板的距离，重做实验，测得它们到玻璃板的距离，记录在下表中。 实验序号 蜡烛到玻璃板的距离/cm 蜡烛的像到玻璃板的距离/cm 像与蜡烛的大小关系 1 3.00 3.00 相等 2 5.80 5.80 相等 3 8.70 8.70 相等 【解释】根据所测数据和观察到的实验现象，可得平面镜中所成像的大小由 决定，该同学远离镜子后感觉自己的像变小了，是由于视角变化引起的错觉，猜想不正确；实验中将薄玻璃板向蜡烛A靠近2cm，那么它的像将向蜡烛A靠近 cm。 【交流】想要知道蜡烛A的像是虚像还是实像，你的验证方法是 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！8 学科网（北京）股份有限公司 $$