第4讲 平面镜成像-2025-2026学年八年级上册科学重点专题提优讲义（浙教版2024）

八年级科学上册重点专题提优讲义 第1章 对环境的察觉 第4讲 平面镜成像 总体构架 平面镜成像特点 平面镜成虚像 平面镜的应用 凸面镜和凹面镜 “钟面”在镜面中的成像 物体在互相垂直的镜面中的成像 探究平面镜成像特点 利用平面镜成像原理作图 平面镜成像特点在生活中的应用 一、平面镜成像特点 1.认识平面镜 表面平整光滑且能够成像的物体称为平面镜（如平静的水面、舞蹈教室玻璃镜子、光滑的瓷砖等）。 平面镜外的物体叫物，平面镜中的像简称像。 国家大剧院和它的倒影相映宛如一个巨大的蛋壳 2.探究平面镜成像的特点 （1）实验目的 ①研究物体在平面镜中所成的像和物体的关系； ②研究像到镜面的距离与物体到镜面的距离的关系。 （2）实验步骤 ①如图所示，玻璃板竖直放置在水平桌面上； ②在玻璃板前放一支点燃的蜡烛A；将另一支外形相同但未点燃的蜡烛B 放到玻璃板后蜡烛A 的像的位置上，直到看上去蜡烛B 和蜡烛A的像的位置重合，观察蜡烛B 和蜡烛A 的像是否重合。 ③用刻度尺分别量出蜡烛A 和蜡烛B 到镜面的距离；改变蜡烛A 的位置，多次实验，数据记录在表格中。 （3）实验现象和数据的记录： ①实验现象：每次实验时，蜡烛B 都能和蜡烛A 的像重合。 ②实验数据：如下表所示。 实验序号 1 2 3 物到镜面的距离/cm 5 8 10 像到镜面的距离/cm 5 8 10 （4）分析论证： ①蜡烛B 和蜡烛A 的像重合，可知蜡烛A 的像和蜡烛A 的大小相同(论证过程如图)。 ②表格中的数据，不难看出像到镜面的距离和物体到镜面的距离相等。 ③如果用线连接像和物体的位置，不难看出连线垂直于镜面。 （5）实验结论：像和物体的大小相等；像和物体到镜面的距离相等；像和物体的连线垂直于镜面。 （6）实验解析 ①实验中用透明平板玻璃代替平面镜，是因为玻璃板既可反射光（如同平面镜，故可代替平面镜），又可以透过光（可以透过玻璃板看到其后面的物体，便于确定像的位置）。 平面镜看不到另一边，而透明玻璃板可以看到另一边（玻璃板透光，便于找到烛焰的像）。 ②实验中使用两支完全相同的蜡烛，是为了让未点燃的蜡烛代替点燃的蜡烛的像，这样方便确定像的大小关系。 ③实验中应该选用较薄的玻璃板。若选用的玻璃板较厚，实验中就有可能在玻璃板中看到两个不重合的前面蜡烛的像。 ④实验中玻璃板应与白纸垂直。若玻璃板与白纸不垂直，则无论怎样移动镜后的蜡烛都不能与前面蜡烛的像重合，就不能确定像的位置，也不能比较像和物的大小。 ⑤用蜡烛做实验的优点是所成的像比较明亮，便于观察。 ⑥为了使观察到的像更加清晰，最好在较暗的环境中实验。 ⑦白纸用于标注玻璃板的位置、蜡烛以及像的位置，刻度尺用于测量蜡烛及像到玻璃板的距离。 ⑧本实验进行多次测量的目的，是为了寻找普遍规律，防止出现偶然性。 【科学思维】等效替代法：在保证某种效果（特征和关系）相同的前提下，将实际、复杂的物理问题和物理过程转化为等效的、简单的、易于研究的物理问题和物理过程的处理方法。 探究平面镜成像特点的实验中，用玻璃板代替平面镜、用蜡烛代替像，用到的都是等效替代法。 【例1】如图所示，小红正在做“探究平面镜成像的特点”实验，棋子A、B完全相同。关于该实验，下列说法中错误的是( ) A. 选用茶色玻璃板便于确定像的位置 B. 茶色玻璃板应竖直放置在方格纸上 C. 若B 能与A 的像完全重合，说明像与物等大 D. 在B 位置放上光屏能接收到A 的像 解题秘方：在探究平面镜成像特点实验中采用玻璃板代替平面镜，其目的是便于确定物像的位置及大小。 【解析】选用茶色玻璃板来代替平面镜探究，既能看到棋子B 又能看到棋子A 的像，是为了便于确定像的位置，从而探究平面镜成像特点；玻璃板如果不竖直，不论怎样移动后面的棋子都不能与前面棋子的像完全重合，就无法验证像的位置和大小；棋子B 与棋子A 的像能完全重合，说明像与物大小相等；虚像不能呈现在光屏上，故用光屏不能承接到棋子A 的像。 【答案】D 3.验证平面镜成虚像 验证方法：把光屏放到蜡烛B 所在的位置，不能在光屏上直接观察到蜡烛A 的像，即平面镜所成的像，虽然能被人看到，但不能呈现在光屏上，属于虚像。 4.平面镜成像特点 平面镜所成的像是虚像，像和物体的大小相等，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。俗称虚像、等大、等距和垂直。 平面镜成像的特点可以表述为平面镜所成的像与物体关于镜面对称。 【特别提示】人们观察物体在平面镜中所成的像会产生“近大远小”的感觉，这是由于像与物体间距离发生变化，使物体看起来的感觉改变了，但实际上像的大小并没有发生改变。 【拓展延伸】虚像能被人看见，但不能在屏幕上呈现。小孔成像能被人看到，又能屏幕呈现，这样的像就是实像。 【例2】如图所示，一把透明塑料尺子放在平面镜前一定距离处，则尺子在平面镜中所成的像是如图中的（ ） 解题秘方：利用平面镜成像特点分析解答。 【解析】B项与“像和物体关于平面镜对称”的特点不符，C、D项与“像和物体大小相等”的特点不符；选A。 【答案】A 【技法导引】平面镜成像时，像和物体关于平面镜对称，即像和物体的对应点的连线被镜面垂直平分。 【例3】一只小鸟在平静的湖面上飞过，以下描述正确的是( ) A. 小鸟在湖中所成的像是实像 B. 小鸟靠近湖面时，像远离湖面 C. 小鸟在湖中的像始终和小鸟一样大 D. 小鸟到湖面的距离大于像到湖面的距离 解题秘方：针对平面镜成像的问题，必须基于“虚像、等大、等距、垂直”八个字进行判断。 【解析】由于物体在平面镜中所成的像是虚像，像和物体到镜面的距离相等，像和物体的大小相等，所以不管小鸟向哪个方向飞，小鸟所成的像大小始终和小鸟一样大，小鸟到湖面的距离等于像到湖面的距离，小鸟靠近湖面时，像也靠近湖面，且成的像是虚像。 【答案】C 二、平面镜成虚像 1.平面镜成像原理：光的反射。 从光源上点S处射来的一部分光经平面镜反射后进入眼睛，引起视觉，眼睛感到光好像是从S'处射来的，我们就看到了物体在平面镜中的像点S'，如图所示。镜子后面并没有发光点S'，故S'是虚像。 【深度理解】（1）平面镜成像是由于光的反射形成的。（2）作图应注意：实物用实线表示，虚像用虚线表示；实物和虚像都要标上相应的字母（可用上下标区分）。 2.平面镜成像作图的方法 （1）反射定律法（即根据光的反射定律作出光的传播路线） 如图所示，步骤如下：①从发光点S引出两条光线，照射到平面镜上；②作两条入射光线的法线；③根据光的反射定律，作两条入射光线的反射光线；④作反射光线的反向延长线，交点S'即为发光点S的像点。 【特别提示】平面镜成像时，反射光线上的一点A、入射点O和像点S' 在同一直线上，这一规律经常用来进行相关的作图。 （2）对称法 如图所示，步骤如下：①过S点作平面镜的垂线（像与物的连线跟镜面垂直）；②取S'点，让S'到镜面的距离等于S到镜面的距离（像到镜面的距离与物到镜面的距离相等）；③画出像点S'（像与物大小相等）。 （3）实像和虚像的对比 概念 特点 实例 实像 实际光线会聚而成 既可以用眼睛直接观察，又可以用光屏承接 小孔成像 虚像 由实际光线的反向延长线相交形成 只能用眼睛直接观察，不能用光屏承接 平面镜成像，倒影 【例4】如图，画出物体AB 通过平面镜所成的像A′B′。 答图 解题秘方：利用平面镜成像特点中“像和物体到平面镜距离相等”的知识作图。 【解析】分别作出物体AB 的端点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。 【答案】如图所示。 【技法导引】(1)任知物、像和平面镜三个要素中的两个，就可以利用平面镜成像特点进行作图，找到第三个要素。(2)利用平面镜成像特点作图，实质上就是利用数学中的轴对称的知识进行作图。 三、平面镜的应用 1.平面镜可以成像，如舞蹈演员利用平面镜检查自己的动作是否规范、京剧演员对着平面镜画脸谱。 2.平面镜可以改变光路，如潜望镜。 3.平面镜可以扩大视野范围，如客厅里装上平面镜，能让我们的视觉空间是实际空间的两倍。 成像 改变光路 扩大视觉空间 思考讨论：利用平面镜改变光路，如何放置平面镜才能实现光路的改变，完成如图所示的光路图。 【速记口诀】光的反射成虚像，物像等大一个样；空间太小镜登场，瞬间翻倍亮堂堂。 【例5】如图甲所示，是小安同学自制的潜望镜，利用它能在隐蔽处观察到外面的情况。用它正对如图乙所示的光源“F”，则所观察到的像是（ ） 解题秘方：利用平面镜成像特点画图分析。 【解析】潜望镜成像，其实就是平面镜成像，物体通过潜望镜成像示意图如图所示，可见该平面镜成的像相对于物体是正立、等大的虚像。 【答案】B 【拓展延伸】(1)潜望镜的原理是上面的、远处的物体反射的光，照射到潜望镜上面的平面镜上，再反射到下面的平面镜上，再反射到人的眼里，人就能从低处看见上面的、远处的物体。 (2)潜望镜所成的像比物体到平面镜的距离远，远的距离等于两平面镜中心的距离。 四、凸面镜和凹面镜【拓展】 1.两类球面镜：凸面镜和凹面镜。 2.凸面镜和凹面镜的比较 凸面镜 凹面镜 定义 反射面是凸面的镜子 反射面是凹面的镜子 作用 对光有发散作用 对光有会聚作用 图示 应用举例 街头拐弯处的反光镜、汽车的后视镜 扩大了人们的视野 太阳灶、大型反射式望远镜、观察耳道用的反光镜 手电筒、汽车灯、探照灯的反光装置 共同点 被凸面镜和凹面镜反射的所有光线都遵循光的反射定律，且光路可逆 【深度理解】平行光线经凸面镜反射后，反射光线的反向延长线交于一点，这一点叫凸面镜的焦点。平行光线经凹面镜反射后，反射光线交于一点，这一点叫凹面镜的焦点。 【拓展延伸】如图所示，不锈钢勺的里、外两面分别相当于凹面镜和凸面镜。 【例6】汽车后视镜的发明方便了驾驶员观察后方来车。目前，汽车两侧的后视镜用的是_______ (填“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”)。选用该光学元件的优势是_________________________。 解题秘方：根据各种面镜的特点进行判断与分析。 【解析】凸面镜成正立、缩小的虚像，能够增大驾驶员的视野范围，使驾驶变得更安全。 【答案】凸面镜 正 虚像 增大了驾驶员的观察视野 【特别提示】凸面镜成正立、缩小的虚像。同学们游戏时看到自己在其他同学眼中的像就是通过对方眼球外表面这个凸面镜所成的像。 1.“钟面”在镜面中的成像 【例1】小明同学身高165 cm，站在竖直放置的平面镜前，从平面镜中看到挂钟的指针如图所示。由此可知，他在平面镜中的像高为__________ cm，挂钟显示的实际时间是__________。 答图 【解析】根据对称法作出平面镜所成像的时钟实物示意图（如答图），可直接读出它的实际时刻为7：20。 【答案】165；7：20 【方法点拨】“透视式”读时法：由于在平面镜中成的像和物左右相反，那么我们可以对着阳光或灯光从印有时钟在平面镜中像的背面去看，即是实际的时刻。 2. 物体在互相垂直的镜面中的成像 【例2】把两块厚度不计且足够大的平面OM、ON垂直粘在一起，并竖立在地面上，俯视图如图所示。当小科站立在某个位置时，他通过平面镜所成像的个数为m，看到自己完整像的个数为n，下列对小科在不同位置时，m、n值的分析，不符合实际的是（ ） A. 在a点或e点时，m = 1，n = 0 B. 在b点或d点时，m = 1，n = 1 C. 在c点时，m = 2，n = 2 D. 在f点时，m = 0，n = 0 【解析】由图可知：（1）在a点或e点时，各会成一个像，由于像和物体的连线不经过镜面，故不能看到自己的像，即m = 1，n = 0；（2）人在b、d点时，各会成一个像，由于像和物体的连线经过镜面，故能看到自己的像，即m = 1，n = 1；（3）在c点时，会通过两个镜面成两个虚像，由于像和物体的连线不经过镜面，故不能看到自己的像，即m = 2，n = 0；（4）f点在平面镜的背面，不会成像，即m = 0，n = 0。 【答案】C 【技法导引】物体通过平面镜成像的条件：物体在平面镜前面；通过平面镜看到物体像的条件：来自物体的光被反射后能够进入观察者的眼睛——眼睛和虚像的连线应与平面镜相交。 3 探究平面镜成像特点 【例3】小明用茶色玻璃板和两个相同的棋子做探究像与物到平面镜距离关系的实验。 （1）将玻璃板____________立在水平桌面上，在白纸上沿玻璃板的前后两表面画线 MM′和 NN′。 【实验技巧】画线的目的：方便测量物体和像到平面镜的距离。 （2）在玻璃板前放棋子A，将棋子B放到玻璃板后，使它与__________________重合。 （3）在白纸上沿棋子A和B的边缘画图，测量A的右端到 MM′的距离 LA=4.30cm；测量B的左端到 NN′的距离如图所示，其值为 LB=____________cm。 实验次数 1 2 3 4 5 L_{A}/cm 4.30 5.70 7.10 8.80 9.90 L_{B}/cm 5.40 6.80 8.50 9.60 （4）比较LB和LA，发现LB总是小于LA，为准确获得实验结论，请你对小明实验中的错误操作进行纠正，答：______________________________。 【解析】实验中，棋子A是通过玻璃板的左侧面 MM′成像，故应测量物体和像到 MM′的距离。若测量的是棋子B到右侧面 NN′的距离，则测量值会偏小（偏小值为0.30cm，刚好为玻璃板的厚度）。 【答案】（1）竖直 （2）棋子A的像 （3）4.00 （4） LB应测量B的左端到 MM′的距离 【特别提示】利用茶色玻璃板做实验的优点：茶色玻璃反射光的效果好，成像更明亮。 利用棋子做实验的缺点：像不明亮、不清晰、不容易被观察到。改进措施：用手电筒照亮玻璃板前面的棋子A。 【易错警示】对于LB，不可读为4cm或4.0cm。在初中阶段，长度的测量应估计到分度值的下一位。亦不可读为5.00cm，因为测量的是B的左端到 NN'的距离。 本专题在中考中的主要考点是探究平面镜成像特点、平面镜成像的原理、有关平面镜的作图，一般以考查概念和规律的理解与识记的选择题、填空题，以及考查学生动手能力的实验探究题为主，难度中等。 考法1：利用平面镜成像原理作图 【例1】[兰州中考]如图所示，在练功房一侧的墙壁上装有一块平面镜，某同学从A点用一激光笔向镜面照射，在天花板的B点看到一光斑，请画出该光斑形成的光路图。 图1 图2（答图） 【试题评析】试题创设情景，要求利用平面镜成像原理进行作图，是必须掌握的一种模型。 【解析】题中有两点：入射光线上的一点A和反射光线上的一点B，关键是确定入射点。可以先作A的虚像 A'，再利用 A'、入射点O、B在一条直线上的规律来确定入射点O，然后连接AO、OB得到入射光线和反射光线。 【答案】如图所示。 【方法点拨】关于平面镜成像的作图经常用到如图1所示的“两点一面”模型，其作图方法如图2所示。“两点”指发光点、像点或反射光线上的一点，“一面”指反射面。 考法2：平面镜成像特点在生活中的应用 【例2】[江西中考]如图所示，一只白鹭正平行于水面飞行。若以白鹭为参照物，它在水中的倒影是__________的；若以岸为参照物，白鹭是__________的。（均填“运动”或“静止” ） 【试题评析】试题以平面镜成像为载体，考查了平面镜成像特点和机械运动的知识。 【解析】白鹭和白鹭的像同速同向飞行，两者相对静止。相对于岸或水面，白鹭和白鹭的像的位置都在不停地发生变化，都是运动的。 【答案】静止；运动 【易错提醒】白鹭在水中的倒影实质是虚像，是由于光的反射形成的；白鹭在地上的影实质是“阴影”，是由于光的直线传播形成的。 1.关于平面镜成像，下列说法中错误的是（ ） A. 像与物总是大小相等 B. 像与物到平面镜的距离相等 C. 物体在镜中成的是实像 D. 物体远离平面镜时，像的大小不变 【答案】C 【解析】平面镜成像的特点是：像与物大小相等（A 正确）、像与物到平面镜的距离相等（B 正确）、像与物的连线与镜面垂直，且成虚像（C 错误）。物体远离平面镜时，像的大小不变（D 正确）。 2. “小荷才露尖尖角，早有蜻蜓立上头。”，现有一蜻蜓立于距水面0.6m处的荷尖上。池中水深2m，则蜻蜓在水中的像距水面（ ） A. 2m B. 1.4m C. 0.6m D. 2.6m 【答案】C 【解析】平面镜成像中，像与物到镜面的距离相等。蜻蜓立于距水面 0.6m 处，其在水中的像距水面也为 0.6m，与池水深度无关。 3.如图所示，小华靠近平面镜时，她在平面镜中的像将（ ） A. 变小 B. 不变 C. 变大 D. 无法判断 【答案】B 【解析】平面镜成像中，像的大小始终与物体大小相等，与物体到镜面的距离无关。小华靠近平面镜时，她的像大小不变。 4.汽车“平视显示系统”是将行车信息通过挡风玻璃成像在司机视野前方，减少低头次数，提升行车安全。如图所示，司机通过挡风玻璃看到的“像”是（　　） A. B. C. D. 【答案】A 【解析】抬头显示器将驾驶台上的仪表显示的图像反射到挡风玻璃，属于平面镜成像，平面镜成像时，像与物体关于镜面是对称的，所以司机通过挡风玻璃看到的像与图像上下相反，看到的是等大的虚像。故A正确，BCD错误。 5. 如图是探究平面镜成像特点的实验装置，M为玻璃板，A和B是两支完全相同的蜡烛，图乙是在做实验时留下的记录痕迹，下列说法正确的是（　　） A．实验过程中，玻璃板M应与水平桌面垂直放置 B．实验中选择玻璃板代替平面镜是为了能成更清晰的像 C．实验过程中，要测多组实验数据是为了减小实验误差 D．选择完全相同的A、B两支蜡烛是为了验证像距和物距是否相等 【答案】A 【解析】A、实验时玻璃板如果不竖直，不论怎样移动后面的蜡烛都不可能与前面蜡烛的像完全重合，就无法确定像的位置和大小，所以玻璃板M应与水平桌面垂直放置，故A正确；B、实验中采用玻璃板代替平面镜，其目的是为了确认像的位置及大小，故B错误；C、在实验过程中多次实验，收集多组数据是为了寻找普遍规律，故C错误；D、选取两支完全相同的蜡烛，可以比较物像大小关系，故D错误。 6.车内有一块竖直放置的玻璃板，如图所示，车内一乘客通过玻璃板能看到左侧车窗外路旁树的像。车前进过程，树在玻璃板中像的大小___________（填“变大”“不变”或“变小” ），与乘客的距离___________（填“变大”“不变”或“变小” ）；该乘客以玻璃板内树的像为参照物，觉得车___________（填“向前运动”“向后运动”或“静止” ）。 【答案】不变；变大；向后运动 【解析】（1）平面镜成像中，像的大小与物体大小相等，与车的运动无关，故树的像大小不变。车前进时，树与乘客的距离增大，根据像与物到镜面距离相等，像与乘客的距离也变大。（2）玻璃板随车向前运动，玻璃板与树的距离加大，所以玻璃板与树的像的距离也加大，像向前运动。所以以像为参照物，人向后运动。 7.如图所示，画出物体AB在平面镜中的像 A'B'。 答图 【答案】如答图 【解析】平面镜成像作图步骤：过 A、B 分别作平面镜的垂线，延长至等距位置得 A'、B'；用虚线连接 A'B'，即为 AB 的像（注意：像为虚像，用虚线表示）。 8.按题目要求作图，如图所示， S'为发光点S在平面镜MN中所成的像，S发出的一条光线经平面镜反射后经过P点，请运用平面镜成像特点在图中作出经过P点的反射光线及相应的入射光线。 答图 【答案】如答图 【解析】根据平面镜成像特点，像与物关于镜面对称。注意：物体和像之间的连线应用虚线、反射光线的反向延长线也应用虚线表示。 步骤：连接 S'P，与 MN 交于入射点 O；连接 SO，即为入射光线，OP 为反射光线。 9.在探究“平面镜成像特点”的实验中，小明所在的小组的同学们选取一块薄平板玻璃、两根完全相同的蜡烛A和B、刻度尺、白纸、火柴等器材进行实验，如图甲所示。 （1）小丽将蜡烛A竖直放在水平桌面的白纸上，点燃蜡烛A，她观察发现：平板玻璃中蜡烛A的像偏低且倾斜。你认为在图乙所示的1、2、3三幅图中，___________图是产生以上实验现象的原因。 （2）器材调整正常后，若蜡烛A距平板玻璃10cm，则蜡烛B与蜡烛A相距___________才能与蜡烛A的像完全重合。 （3）如图所示，小明把四个模型分别面对玻璃直立在桌面上，用于研究像与物左右位置的关系，最好选用___________。 【答案】(1) 3 (2) 20cm (3) A 【解析】试题以平面镜成像特点为探究目的，考查了实验现象分析、实验正确的操作、实验器材的选择等知识点。 (1) 实验时平面镜必须竖直放置，如果不竖直，无论怎样移动后面的蜡烛都不可能与前面蜡烛的像完全重合。由图可知，图 1 平面镜竖直放置，不会出现像偏低的情况，图 2 和图 3 平面镜没有竖直放置，分别作出蜡烛A关于平面镜的对称点A'可知，图 3 平板玻璃中蜡烛A的像偏低且倾斜。 (2) 由平面镜成像特点可知，若蜡烛A距平板玻璃10cm，蜡烛A的像距离平板玻璃也为10cm，则蜡烛B与蜡烛A相距20cm才能与蜡烛A的像完全重合。 (3) 由图可知，四个模型分别为C、A、T、V，从模型上看，只有C左右不同，而A、T、V左右相同，所以只有C能够达到实验目的，故选A。 10.如图甲所示，在探究平面镜成像的特点实验中。 （1）实验时，先将方格纸放在水平桌面上，再将茶色玻璃___________放置在方格纸上。 （2）选用两个完全相同的棋子是为了比较___________和物的大小关系。 （3）如图乙所示，棋子放在A处，观察者在B处，可以看到棋子的像是在（ ） A. a处 B. b处 C. c处 D. d处 （4）将一张白卡片竖直放在像的位置，______（填“能”或“不能” ）从白卡片上直接观察到像。 【答案】(1) 竖直 (2) 像 (3) B (4) 不能 【解析】试题以平面镜成像特点为探究目的，考查了实验器材的选择、实验正确的操作、实验现象分析等知识点。 (1) 如果玻璃板不竖直，后面的棋子与前面的棋子的像不在同一高度上，怎样操作都无法使后面的棋子与前面棋子的像重合，因此也就无法比较像与物的大小关系； (2) 实验中的两棋子要求大小相同，是为了探究物与像的大小关系； (3)A的像和A关于镜面对称，故棋子的像在b处； (4) 白卡片相当于光屏，光屏只能承接实像，不能承接虚像，而平面镜成的像是虚像。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！15 学科网（北京）股份有限公司 $$ 八年级科学上册重点专题提优讲义 第1章 对环境的察觉 第4讲 平面镜成像 总体构架 平面镜成像特点 平面镜成虚像 平面镜的应用 凸面镜和凹面镜 “钟面”在镜面中的成像 物体在互相垂直的镜面中的成像 探究平面镜成像特点 利用平面镜成像原理作图 平面镜成像特点在生活中的应用 一、平面镜成像特点 1.认识平面镜 表面平整光滑且能够成像的物体称为平面镜（如平静的水面、舞蹈教室玻璃镜子、光滑的瓷砖等）。 平面镜外的物体叫物，平面镜中的像简称像。 国家大剧院和它的倒影相映宛如一个巨大的蛋壳 2.探究平面镜成像的特点 （1）实验目的 ①研究物体在平面镜中所成的像和物体的关系； ②研究像到镜面的距离与物体到镜面的距离的关系。 （2）实验步骤 ①如图所示，玻璃板竖直放置在水平桌面上； ②在玻璃板前放一支点燃的蜡烛A；将另一支外形相同但未点燃的蜡烛B 放到玻璃板后蜡烛A 的像的位置上，直到看上去蜡烛B 和蜡烛A的像的位置重合，观察蜡烛B 和蜡烛A 的像是否重合。 ③用刻度尺分别量出蜡烛A 和蜡烛B 到镜面的距离；改变蜡烛A 的位置，多次实验，数据记录在表格中。 （3）实验现象和数据的记录： ①实验现象：每次实验时，蜡烛B 都能和蜡烛A 的像重合。 ②实验数据：如下表所示。 实验序号 1 2 3 物到镜面的距离/cm 5 8 10 像到镜面的距离/cm 5 8 10 （4）分析论证： ①蜡烛B 和蜡烛A 的像重合，可知蜡烛A 的像和蜡烛A 的大小相同(论证过程如图)。 ②表格中的数据，不难看出像到镜面的距离和物体到镜面的距离相等。 ③如果用线连接像和物体的位置，不难看出连线垂直于镜面。 （5）实验结论：像和物体的大小相等；像和物体到镜面的距离相等；像和物体的连线垂直于镜面。 （6）实验解析 ①实验中用透明平板玻璃代替平面镜，是因为玻璃板既可反射光（如同平面镜，故可代替平面镜），又可以透过光（可以透过玻璃板看到其后面的物体，便于确定像的位置）。 平面镜看不到另一边，而透明玻璃板可以看到另一边（玻璃板透光，便于找到烛焰的像）。 ②实验中使用两支完全相同的蜡烛，是为了让未点燃的蜡烛代替点燃的蜡烛的像，这样方便确定像的大小关系。 ③实验中应该选用较薄的玻璃板。若选用的玻璃板较厚，实验中就有可能在玻璃板中看到两个不重合的前面蜡烛的像。 ④实验中玻璃板应与白纸垂直。若玻璃板与白纸不垂直，则无论怎样移动镜后的蜡烛都不能与前面蜡烛的像重合，就不能确定像的位置，也不能比较像和物的大小。 ⑤用蜡烛做实验的优点是所成的像比较明亮，便于观察。 ⑥为了使观察到的像更加清晰，最好在较暗的环境中实验。 ⑦白纸用于标注玻璃板的位置、蜡烛以及像的位置，刻度尺用于测量蜡烛及像到玻璃板的距离。 ⑧本实验进行多次测量的目的，是为了寻找普遍规律，防止出现偶然性。 【科学思维】等效替代法：在保证某种效果（特征和关系）相同的前提下，将实际、复杂的物理问题和物理过程转化为等效的、简单的、易于研究的物理问题和物理过程的处理方法。 探究平面镜成像特点的实验中，用玻璃板代替平面镜、用蜡烛代替像，用到的都是等效替代法。 【例1】如图所示，小红正在做“探究平面镜成像的特点”实验，棋子A、B完全相同。关于该实验，下列说法中错误的是( ) A. 选用茶色玻璃板便于确定像的位置 B. 茶色玻璃板应竖直放置在方格纸上 C. 若B 能与A 的像完全重合，说明像与物等大 D. 在B 位置放上光屏能接收到A 的像 3.验证平面镜成虚像 验证方法：把光屏放到蜡烛B 所在的位置，不能在光屏上直接观察到蜡烛A 的像，即平面镜所成的像，虽然能被人看到，但不能呈现在光屏上，属于虚像。 4.平面镜成像特点 平面镜所成的像是虚像，像和物体的大小相等，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。俗称虚像、等大、等距和垂直。 平面镜成像的特点可以表述为平面镜所成的像与物体关于镜面对称。 【特别提示】人们观察物体在平面镜中所成的像会产生“近大远小”的感觉，这是由于像与物体间距离发生变化，使物体看起来的感觉改变了，但实际上像的大小并没有发生改变。 【拓展延伸】虚像能被人看见，但不能在屏幕上呈现。小孔成像能被人看到，又能屏幕呈现，这样的像就是实像。 【例2】如图所示，一把透明塑料尺子放在平面镜前一定距离处，则尺子在平面镜中所成的像是如图中的（ ） 【技法导引】平面镜成像时，像和物体关于平面镜对称，即像和物体的对应点的连线被镜面垂直平分。 【例3】一只小鸟在平静的湖面上飞过，以下描述正确的是( ) A. 小鸟在湖中所成的像是实像 B. 小鸟靠近湖面时，像远离湖面 C. 小鸟在湖中的像始终和小鸟一样大 D. 小鸟到湖面的距离大于像到湖面的距离 二、平面镜成虚像 1.平面镜成像原理：光的反射。 从光源上点S处射来的一部分光经平面镜反射后进入眼睛，引起视觉，眼睛感到光好像是从S'处射来的，我们就看到了物体在平面镜中的像点S'，如图所示。镜子后面并没有发光点S'，故S'是虚像。 【深度理解】（1）平面镜成像是由于光的反射形成的。（2）作图应注意：实物用实线表示，虚像用虚线表示；实物和虚像都要标上相应的字母（可用上下标区分）。 2.平面镜成像作图的方法 （1）反射定律法（即根据光的反射定律作出光的传播路线） 如图所示，步骤如下：①从发光点S引出两条光线，照射到平面镜上；②作两条入射光线的法线；③根据光的反射定律，作两条入射光线的反射光线；④作反射光线的反向延长线，交点S'即为发光点S的像点。 【特别提示】平面镜成像时，反射光线上的一点A、入射点O和像点S' 在同一直线上，这一规律经常用来进行相关的作图。 （2）对称法 如图所示，步骤如下：①过S点作平面镜的垂线（像与物的连线跟镜面垂直）；②取S'点，让S'到镜面的距离等于S到镜面的距离（像到镜面的距离与物到镜面的距离相等）；③画出像点S'（像与物大小相等）。 （3）实像和虚像的对比 概念 特点 实例 实像 实际光线会聚而成 既可以用眼睛直接观察，又可以用光屏承接 小孔成像 虚像 由实际光线的反向延长线相交形成 只能用眼睛直接观察，不能用光屏承接 平面镜成像，倒影 【例4】如图，画出物体AB 通过平面镜所成的像A′B′。 【技法导引】(1)任知物、像和平面镜三个要素中的两个，就可以利用平面镜成像特点进行作图，找到第三个要素。(2)利用平面镜成像特点作图，实质上就是利用数学中的轴对称的知识进行作图。 三、平面镜的应用 1.平面镜可以成像，如舞蹈演员利用平面镜检查自己的动作是否规范、京剧演员对着平面镜画脸谱。 2.平面镜可以改变光路，如潜望镜。 3.平面镜可以扩大视野范围，如客厅里装上平面镜，能让我们的视觉空间是实际空间的两倍。 成像 改变光路 扩大视觉空间 思考讨论：利用平面镜改变光路，如何放置平面镜才能实现光路的改变，完成如图所示的光路图。 【速记口诀】光的反射成虚像，物像等大一个样；空间太小镜登场，瞬间翻倍亮堂堂。 【例5】如图甲所示，是小安同学自制的潜望镜，利用它能在隐蔽处观察到外面的情况。用它正对如图乙所示的光源“F”，则所观察到的像是（ ） 【拓展延伸】(1)潜望镜的原理是上面的、远处的物体反射的光，照射到潜望镜上面的平面镜上，再反射到下面的平面镜上，再反射到人的眼里，人就能从低处看见上面的、远处的物体。 (2)潜望镜所成的像比物体到平面镜的距离远，远的距离等于两平面镜中心的距离。 四、凸面镜和凹面镜【拓展】 1.两类球面镜：凸面镜和凹面镜。 2.凸面镜和凹面镜的比较 凸面镜 凹面镜 定义 反射面是凸面的镜子 反射面是凹面的镜子 作用 对光有发散作用 对光有会聚作用 图示 应用举例 街头拐弯处的反光镜、汽车的后视镜 扩大了人们的视野 太阳灶、大型反射式望远镜、观察耳道用的反光镜 手电筒、汽车灯、探照灯的反光装置 共同点 被凸面镜和凹面镜反射的所有光线都遵循光的反射定律，且光路可逆 【深度理解】平行光线经凸面镜反射后，反射光线的反向延长线交于一点，这一点叫凸面镜的焦点。平行光线经凹面镜反射后，反射光线交于一点，这一点叫凹面镜的焦点。 【拓展延伸】如图所示，不锈钢勺的里、外两面分别相当于凹面镜和凸面镜。 【例6】汽车后视镜的发明方便了驾驶员观察后方来车。目前，汽车两侧的后视镜用的是_______ (填“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”)。选用该光学元件的优势是_________________________。 【特别提示】凸面镜成正立、缩小的虚像。同学们游戏时看到自己在其他同学眼中的像就是通过对方眼球外表面这个凸面镜所成的像。 1.“钟面”在镜面中的成像 【例1】小明同学身高165 cm，站在竖直放置的平面镜前，从平面镜中看到挂钟的指针如图所示。由此可知，他在平面镜中的像高为__________ cm，挂钟显示的实际时间是__________。 【方法点拨】“透视式”读时法：由于在平面镜中成的像和物左右相反，那么我们可以对着阳光或灯光从印有时钟在平面镜中像的背面去看，即是实际的时刻。 2. 物体在互相垂直的镜面中的成像 【例2】把两块厚度不计且足够大的平面OM、ON垂直粘在一起，并竖立在地面上，俯视图如图所示。当小科站立在某个位置时，他通过平面镜所成像的个数为m，看到自己完整像的个数为n，下列对小科在不同位置时，m、n值的分析，不符合实际的是（ ） A. 在a点或e点时，m = 1，n = 0 B. 在b点或d点时，m = 1，n = 1 C. 在c点时，m = 2，n = 2 D. 在f点时，m = 0，n = 0 【技法导引】物体通过平面镜成像的条件：物体在平面镜前面；通过平面镜看到物体像的条件：来自物体的光被反射后能够进入观察者的眼睛——眼睛和虚像的连线应与平面镜相交。 3 探究平面镜成像特点 【例3】小明用茶色玻璃板和两个相同的棋子做探究像与物到平面镜距离关系的实验。 （1）将玻璃板____________立在水平桌面上，在白纸上沿玻璃板的前后两表面画线 MM′和 NN′。 【实验技巧】画线的目的：方便测量物体和像到平面镜的距离。 （2）在玻璃板前放棋子A，将棋子B放到玻璃板后，使它与__________________重合。 （3）在白纸上沿棋子A和B的边缘画图，测量A的右端到 MM′的距离 LA=4.30cm；测量B的左端到 NN′的距离如图所示，其值为 LB=____________cm。 实验次数 1 2 3 4 5 L_{A}/cm 4.30 5.70 7.10 8.80 9.90 L_{B}/cm 5.40 6.80 8.50 9.60 （4）比较LB和LA，发现LB总是小于LA，为准确获得实验结论，请你对小明实验中的错误操作进行纠正，答：______________________________。 【特别提示】利用茶色玻璃板做实验的优点：茶色玻璃反射光的效果好，成像更明亮。 利用棋子做实验的缺点：像不明亮、不清晰、不容易被观察到。改进措施：用手电筒照亮玻璃板前面的棋子A。 【易错警示】对于LB，不可读为4cm或4.0cm。在初中阶段，长度的测量应估计到分度值的下一位。亦不可读为5.00cm，因为测量的是B的左端到 NN'的距离。 本专题在中考中的主要考点是探究平面镜成像特点、平面镜成像的原理、有关平面镜的作图，一般以考查概念和规律的理解与识记的选择题、填空题，以及考查学生动手能力的实验探究题为主，难度中等。 考法1：利用平面镜成像原理作图 【例1】[兰州中考]如图所示，在练功房一侧的墙壁上装有一块平面镜，某同学从A点用一激光笔向镜面照射，在天花板的B点看到一光斑，请画出该光斑形成的光路图。 图1 【方法点拨】关于平面镜成像的作图经常用到如图1所示的“两点一面”模型，其作图方法如图2所示。“两点”指发光点、像点或反射光线上的一点，“一面”指反射面。 考法2：平面镜成像特点在生活中的应用 【例2】[江西中考]如图所示，一只白鹭正平行于水面飞行。若以白鹭为参照物，它在水中的倒影是__________的；若以岸为参照物，白鹭是__________的。（均填“运动”或“静止” ） 【易错提醒】白鹭在水中的倒影实质是虚像，是由于光的反射形成的；白鹭在地上的影实质是“阴影”，是由于光的直线传播形成的。 1.关于平面镜成像，下列说法中错误的是（ ） A. 像与物总是大小相等 B. 像与物到平面镜的距离相等 C. 物体在镜中成的是实像 D. 物体远离平面镜时，像的大小不变 2. “小荷才露尖尖角，早有蜻蜓立上头。”，现有一蜻蜓立于距水面0.6m处的荷尖上。池中水深2m，则蜻蜓在水中的像距水面（ ） A. 2m B. 1.4m C. 0.6m D. 2.6m 3.如图所示，小华靠近平面镜时，她在平面镜中的像将（ ） A. 变小 B. 不变 C. 变大 D. 无法判断 4.汽车“平视显示系统”是将行车信息通过挡风玻璃成像在司机视野前方，减少低头次数，提升行车安全。如图所示，司机通过挡风玻璃看到的“像”是（　　） A. B. C. D. 5. 如图是探究平面镜成像特点的实验装置，M为玻璃板，A和B是两支完全相同的蜡烛，图乙是在做实验时留下的记录痕迹，下列说法正确的是（　　） A．实验过程中，玻璃板M应与水平桌面垂直放置 B．实验中选择玻璃板代替平面镜是为了能成更清晰的像 C．实验过程中，要测多组实验数据是为了减小实验误差 D．选择完全相同的A、B两支蜡烛是为了验证像距和物距是否相等 6.车内有一块竖直放置的玻璃板，如图所示，车内一乘客通过玻璃板能看到左侧车窗外路旁树的像。车前进过程，树在玻璃板中像的大小___________（填“变大”“不变”或“变小” ），与乘客的距离___________（填“变大”“不变”或“变小” ）；该乘客以玻璃板内树的像为参照物，觉得车___________（填“向前运动”“向后运动”或“静止” ）。 7.如图所示，画出物体AB在平面镜中的像 A'B'。 8.按题目要求作图，如图所示， S'为发光点S在平面镜MN中所成的像，S发出的一条光线经平面镜反射后经过P点，请运用平面镜成像特点在图中作出经过P点的反射光线及相应的入射光线。 9.在探究“平面镜成像特点”的实验中，小明所在的小组的同学们选取一块薄平板玻璃、两根完全相同的蜡烛A和B、刻度尺、白纸、火柴等器材进行实验，如图甲所示。 （1）小丽将蜡烛A竖直放在水平桌面的白纸上，点燃蜡烛A，她观察发现：平板玻璃中蜡烛A的像偏低且倾斜。你认为在图乙所示的1、2、3三幅图中，___________图是产生以上实验现象的原因。 （2）器材调整正常后，若蜡烛A距平板玻璃10cm，则蜡烛B与蜡烛A相距___________才能与蜡烛A的像完全重合。 （3）如图所示，小明把四个模型分别面对玻璃直立在桌面上，用于研究像与物左右位置的关系，最好选用___________。 10.如图甲所示，在探究平面镜成像的特点实验中。 （1）实验时，先将方格纸放在水平桌面上，再将茶色玻璃___________放置在方格纸上。 （2）选用两个完全相同的棋子是为了比较___________和物的大小关系。 （3）如图乙所示，棋子放在A处，观察者在B处，可以看到棋子的像是在（ ） A. a处 B. b处 C. c处 D. d处 （4）将一张白卡片竖直放在像的位置，______（填“能”或“不能” ）从白卡片上直接观察到像。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！6 学科网（北京）股份有限公司 $$