2.3平面镜同步知识解读与专题训练-2025-2026学年八年级物理上册(苏科版2024)
2025-08-05
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2份
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资源信息
| 学段 | 初中 |
| 学科 | 物理 |
| 教材版本 | 初中物理苏科版八年级上册 |
| 年级 | 八年级 |
| 章节 | 三、平面镜 |
| 类型 | 教案-讲义 |
| 知识点 | - |
| 使用场景 | 同步教学-新授课 |
| 学年 | 2025-2026 |
| 地区(省份) | 全国 |
| 地区(市) | - |
| 地区(区县) | - |
| 文件格式 | ZIP |
| 文件大小 | 3.65 MB |
| 发布时间 | 2025-08-05 |
| 更新时间 | 2025-08-05 |
| 作者 | 理化课代表精品中心 |
| 品牌系列 | - |
| 审核时间 | 2025-08-05 |
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| 价格 | 3.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
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内容正文:
2.3平面镜(知识解读)(原卷版)
•知识点1 平面镜成像特点
•知识点2 平面镜成像的实验探究
•知识点3 平面镜成像的应用及作图
•作业 巩固训练
平面镜成像特点
知识点1
1、平面镜:平静的水面、建筑物外面的玻璃幕墙、舞蹈练功房里的大镜子等都可以看成平面镜。
2、像:通过平面镜能够观察到物体的像。
(1)实像:把能够呈现在光屏上的像叫做实像。
(2)虚像:把不能呈现在光屏上的,只能用眼睛观察到的像叫做虚像。
3、平面镜成像特点
(1)像与物大小相等。
(2)像到镜的距离与物到镜的距离相等。
(3)像与物的对应点的连线与镜面垂直。
(4)像与物左右位置颠倒。
(5)平面镜所成的像是虚像。
总结:等大、等距、垂直、对称、虚像。
抓住成像特点:像和物体的左右相反,上下一致。
【典例1】如图所示,平面镜竖直放置在水平面上,一支直立的铅笔从平面镜前20cm处,以1cm/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.经过2s,铅笔与它的像之间的距离变为36cm
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.铅笔的像相对于铅笔是静止的
D.将平面镜竖直向上提高2cm,铅笔的像也向上提高了2cm
【变式1-1】京剧脸谱是我国传统文化的标识之一,常用脸谱象征人物形象特点。如图所示,当演员在平面镜前画脸谱时,靠近平面镜,他在镜中所成的像( )
A.是实像 B.变大 C.变小 D.大小不变
【变式1-2】小明身高1.8m,他站在平面镜前0.8m处,则他在平面镜中的像高 m,镜中的像到平面镜的距离为 m。
【变式1-3】雁鸣湖是水鸟的天堂,白鹭在湖面上空自由地飞翔,如图所示。白鹭在湖水中的倒影是光的 形成的 (选填“实像”或“虚像”)。湖水深为3m,当白鹭距水面8m时,白鹭的倒影与水面的距离为 m。白鹭向水面俯冲捕食的过程中,其在水中的倒影的大小将 (选填“变大”“变小”或“不变”)。
平面镜成像的实验探究
知识点2
1、平面镜成像原理:光的反射。
2、实验器材:两支完全一样的蜡烛、一块玻璃板、一个光屏、火柴、刻度尺。
(1)两支完全一样的蜡烛:比较成像与物的大小关系。
(2)玻璃板:替代平面镜,既能看见物体成像,又能看对面蜡烛,不能用平面镜代替。
(3)光屏:承接成像。
(4)火柴:点燃蜡烛。
(5)刻度尺:测量物距和相距。
3、实验步骤
步骤①将玻璃板垂直置于桌面,在玻璃板的一 侧立一支点燃的蜡烛,透过玻璃板观察其另一侧面的蜡烛的像。
步骤②将光屏放在像的位置,不透过玻璃板,直接观察光屏上有无像。
步骤③将相同的未点燃的蜡烛放在像的位置,观察像与蜡烛的大小关系。
步骤④移到蜡烛的位置,观察其像的大小有无变化。
步骤⑤量出蜡烛和像到玻璃板的距离。
4、实验结论
平面镜成像特点:像与物大小相等;像到镜的距离与物到镜的距离相等;像与物的对应点的连线与镜面垂直;像与物左右位置颠倒;平面镜所成的像是虚像。
注意:
(1)镜面的选择与放置:用薄的茶色、透明玻璃代替平面镜的目的是便于确定像的位置。由于玻璃板的前后表面均能反射成像,为了减小两个像之间的干扰,玻璃板要薄一些较好。放置时玻璃板要和纸面垂直,否则玻璃板后的蜡烛无法与像完全重合。
(2)像的亮度:像的亮度取决于物体和环境的光线亮度关系。可以在较暗的环境中观察蜡烛的像。
(3)拿一支没有点燃的相同蜡烛在玻璃板后寻找蜡烛像的位置是为了比较像与物的大小。
(4)多次测量的目的是得出普遍结论。
【典例2】小明探究“平面镜成像特点”。
(1)实验装置如图甲所示,为顺利完成实验,玻璃板MN放置时应与桌面 ;
(2)实验中选择两支相同的蜡烛,是为了比较像与物的 关系。将点燃的蜡烛A放置在MN前面,没有点燃的蜡烛B在MN后面移动,直至与A的像 ,此时,蜡烛B所处的位置即为像的位置;
(3)在方格纸上进行实验,是为了便于比较 。改变蜡烛A的位置,重复步骤(2),可得三组像与物的位置,如图乙所示,由此可知平面镜成像时,像与物关于镜面 ;
(4)用光屏替代蜡烛B,观察到光屏上没有像,可得平面镜所成的像是 。
【变式2-1】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.为了便于找到像的位置,最好选平面镜进行实验
B.该实验最好将蜡烛A和B都点燃
C.该实验成的是正立等大的实像
D.如果将蜡烛A向玻璃板靠近,像的大小不变
【变式2-2】图是“探究平面镜成像的特点”的实验装置,该实验用 分别测量蜡烛和它的像到玻璃板的距离。当蜡烛向玻璃板靠近时,像的大小 (选填“变大”“变小”或“不变”)。
【变式2-3】小伟用如图甲所示器材“探究平面镜成像特点”,请你帮他完成下列问题∶
(1)在实验中用透明的玻璃板代替平面镜,目的是 ;
(2)选取两个完全相同的蜡烛是为了比较像与物的 关系,如果将蜡烛A向玻璃板靠近,像会 (选填“变大”变小“”或“不变”);
(3)当蜡烛B与蜡烛A的像完全重合时,移去蜡烛B,在原位置放一光屏,光屏上看不到蜡烛A的像,说明平面镜成的是 像;
(4)实验时,小伟应在 (选填“A”或“B”)侧观察蜡烛A经玻璃板所成的像。经过三次实验后,在白纸上记录了像与物对应的位置,如图乙所示,则下一步应如何处理白纸上的信息,才能得出实验结论?
平面镜成像的应用及作图
知识点3
1、平面镜的应用:利用平面镜成像、改变光路、扩大视野空间。
(1)海底潜望镜:潜望镜是利用两个反射镜使物光经两次反射而折向眼中。潜望镜之所以可以从下边看到上面,而且十分清楚,是因为两块平面镜互相平行,且都与水平方向成45度夹角,景象通过平面镜的两次反射、成像,从而从下边看到了上面的景象。
(2)家庭用的穿衣镜、练功房里墙壁四周的镜子、牙医检查牙齿时放入口中的小镜子等都是平面镜;潜艇用的潜望镜、显微镜、投影仪等里都有平面镜。
(3)视力表的应用:在检查视力的时候,视力表通常放在被测者头部的后上方,被测者通过对面墙上的平面镜识别视力表上的符号。这种安排利用了平面镜成像的特点,即物体在平面镜中形成的像是虚像,物像大小相等,物像连线与镜面垂直,且物像到平面镜的距离相等。根据这些特点,可以计算出视力表像与被测者之间的距离。
(4)钟表的应用:当钟表放在平面镜前时,我们在镜中看到的时间实际上是钟表的左右对称图像。根据平面镜成像的特点,像与物是关于镜面对称的。这意味着,如果我们默认为镜子是直立放置的,那么通过镜子看到的钟表时间(8:20)与实际时间(3:40)是成轴对称的。
2、平面镜成像的相关作图
作图的方法:
(1)利用平面镜成像的特点;
(2)利用高度反射;
(3)利用光路的可逆性。
作图时注意:
(1)发光点经平面镜反射后的光线的反向延长线都经过虚像点。
(2)发光点位置连线和像的位置连线垂直于镜面。
(3)平面镜后面的所有线都是用虚线画。
(4)法线用虚线一般标垂直。
(5)光线别忘加箭头。
【典例3】图甲是小明通过观看平面镜中的视力表进行视力检查时的情景。请在图乙中画出小明看到视力表上字母E的光路图(图中用“”代表字母E)
【变式3-1】请根据平面镜成像特点,在图中画出物体AB在平面镜中所成的像。
【变式3-2】在图中画出光源S在平面镜中所成的像。
【变式3-3】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A',如图所示。请在虚线框内作出平面镜的位置,并完成光路图。
一、单选题
1.人的眼睛在平面镜中所成像的大小取决于( )
A.眼睛的大小 B.平面镜的大小
C.平面镜的位置 D.眼睛到平面镜的距离
2.“鸭影映湖湾,悠然戏水间”,下列图中能正确表示“鸭影”的是( )
A. B.
C. D.
3.关于光现象,下列说法正确的是( )
A.平面镜越大,物体离平面镜越近,成的像就越大
B.在有些街头的拐弯处安装凸面镜,是为了扩大视野
C.牙科医生用来观察患者不易看到的部位的镜子是凹面镜
D.只有光照射到物体上发生镜面反射时,我们才能看清楚被照射的物体
4.在玻璃板与蜡烛的像之间放上一块不透明的木板(如图),在玻璃前观察蜡烛的成像情况,判断正确的是( )
A.成虚像、像位于木板左侧 B.成虚像、像位于木板右侧
C.成实像、像位于木板左侧 D.成实像、像位于木板右侧
5.如图,在长4m、宽3m的房间里进行视力检查,被测者位置固定在A点,通过平面镜看到视力表的像应距离被测者5m,则应将( )
A.视力表挂西墙,镜子挂东墙 B.视力表挂南墙,镜子挂北墙
C.视力表挂北墙,镜子挂南墙 D.视力表挂东墙,镜子挂西墙
6.如图所示为从平面镜里看到背后墙上电子钟示数,这时的时间应是( )
A.21∶02 B.15∶20 C.20∶15 D.21∶05
7.如图所示,检查视力时,视力表放在被测者头部后上方,被测者识别对面墙上平面镜中的像。下列表述正确的是( )
A.镜中的像与被测者相距5.4m
B.视力表向镜子移动,镜中的像变大
C.被测者看到视力表的像,原理是光的直线传播
D.平面镜中“E”像的开口方向与视力表中该“E”开口方向相同
8.如图所示,小俊用图甲所示的装置探究平面镜成像的特点。在薄玻璃板前点燃了蜡烛A,下列有关说法正确的是( )
A.人在A处能看到像,是因为蜡烛B发出的光进入了人眼
B.若玻璃板竖直向上移动,则蜡烛A的像也将向上移动
C.若在蜡烛B与玻璃板间放置不透明挡板,从蜡烛A处观察不到像
D.若蜡烛A所成的像偏高且倾斜,则图乙中的②是产生该现象的原因
二、填空题
9.身高为1.8m的小明面向穿衣镜站在镜前1.5m处,镜中的像与他相距 m,若他远离平面镜后退0.5m,则镜中的像高 (选填“大于”、“小于”或“等于”)1.8m。
10.夜晚的清明上河园,当九龙桥上有灯光时,水上实景与水中“倒影”交相辉映,形成一幅绚丽多彩的图案。假设九龙桥下河水深为2m,桥上一彩灯距水面12m,则该彩灯的“倒影”距水面 m;河水上涨过程中,彩灯的“倒影”大小 (选填“变大”“变小”或“不变”)。
11.如图所示,将玻璃板固定在水平桌面上,使其与水平桌面成45°角,让蜡烛A沿着桌面向右做直线运动,将看到蜡烛A在玻璃板后的像是 (选填“虚像”或“实像”);像的运动方向是 。
12.“眼见为实”是真的吗?如图1是国家大剧院在白天拍下的图片,图2是国家大剧院和它在水中的倒影合拍成的图片。从图2中可知:剧院所成的像与剧院的大小 ,剧院的像是 (选填“虚像”或“实像”)。
13.成群的白鹭在九星湖湿地公园的草丛间嬉戏、觅食,吸引了大量游客前来观光游览。如图所示,水中的“白鹭”是光的 形成的虚像;若湖水深为,空中的白鹭距水面,水中的“白鹭”距水面 m;空中的白鹭向水面俯冲捕食的过程中,水中的“白鹭”的大小将 (选填“变大”、“变小”或“不变”)。
14.小红同学利用如图甲所示的实验装置“探究平面镜成像的特点”。如图乙所示,选三只大小相同的棋子,棋子A放在玻璃板前,将棋子 (选填“B”或“C”)在玻璃板后方移动,可以使图案重合。实验过程中发现棋子A成的像不够清晰,小红同学想到两种方案:方案一,用手电筒照射A的像;方案二,用手电筒照射棋子A。你认为 (选填“方案—”或“方案二”)效果更好。
三、作图题
15.以铜为镜,可以正衣冠。如图是小雅对着镜子整理帽子的简化图,请画出小雅通过镜子看到帽子上方A点的光路图。
16.安检人员经常使用车底检查镜(由镜子和手柄构成)对进入大型活动现场的车辆进行检查,如图甲所示。请在图乙中画出安检人员通过车底检查镜(可视为平面镜)看到车下A点的光路图,点B表示安检人员的眼睛。
17.中秋月圆夜,湾湾看到在湖水中的一轮明月,如图。请你在图中画出她看到水中月亮的光路图。
四、实验题
18.在探究“平面镜成像特点”时,实验室提供了平面镜、玻璃板、蜡烛等器材。
(1)小明最终选择玻璃板代替平面镜做实验,目的是 ;
(2)在探究过程中,下列操作方法正确的是 ;
A. B.
C. D.
(3)多次改变蜡烛 (选填“A”或“B”)的位置,并移动另一支蜡烛,确定每次像的位置,在白纸上做好相应记录。如图甲测量数据所示,得到了物和像的位置关系是:像与物到镜面的距离 ;若要证明物和像的连线与玻璃板垂直,还需要什么器材? 。
(4)如图乙所示,将玻璃板由图中1的位置水平向右平移至2的位置,小明向右移动仍能观察到蜡烛的像,则像的位置 (选填“向右移动”、“向左移动”或“不变”)。
19.如图是“探究平面镜成像特点”的实验装置。
(1)实验器材有:带底座的玻璃板、刻度尺、白纸、笔、光屏各一个,两支外形相同的蜡烛A和B。选用玻璃板代替平面镜,主要是为了便于确定像的 ;
(2)为了探究像和物的大小关系,点燃一支蜡烛A置于玻璃板前,实验中, (选填“透过”或“不用透过”)玻璃板来观察这支蜡烛的像。然后用另一根完全相同的蜡烛B放在玻璃板后,前后左右移动蜡烛B,直至看上去与A的像完全重合,由此得出平面镜所成的像和物大小 ;
(3)移走后面的蜡烛B,在其所在的位置上放上光屏,观察发现光屏上 像(选填“有”或“没有”)呈现,说明平面镜所成的像为 (选填“虚”或“实”)像;
(4)小萧在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;
(5)在此实验中,玻璃板要求竖直放置在水平桌面上,而小明发现一般汽车的挡风玻璃却不会竖直安装,其主要原因是为了 。
A.造型奇特,为了美观 B.减小外界噪音对车内的干扰
C.增大采光的面积 D.排除因成像造成不安全因素
20.如图是“探究平面镜成像的特点”的实验装置。
(1)选用薄玻璃板代替平面镜,原因是玻璃板透光,便于确定像的 ;
(2)在竖直的玻璃板前点燃蜡烛A,拿外形完全相同但不点燃的蜡烛B竖立着在玻璃板后面移动,直至看上去它与蜡烛A的像完全重合,这说明像与物大小 (选填“相等”或“不相等”);
(3)如果实验中发现蜡烛B始终不能与蜡烛A的像重合,原因是 ;
(4)移去蜡烛B,在其原来位置上放置一块光屏,光屏上 (选填“能”或“不能”)呈现蜡烛的像,这说明平面镜成的是 (选填“虚”或“实”)像。
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2.3平面镜(知识解读)(解析版)
•知识点1 平面镜成像特点
•知识点2 平面镜成像的实验探究
•知识点3 平面镜成像的应用及作图
•作业 巩固训练
平面镜成像特点
知识点1
1、平面镜:平静的水面、建筑物外面的玻璃幕墙、舞蹈练功房里的大镜子等都可以看成平面镜。
2、像:通过平面镜能够观察到物体的像。
(1)实像:把能够呈现在光屏上的像叫做实像。
(2)虚像:把不能呈现在光屏上的,只能用眼睛观察到的像叫做虚像。
3、平面镜成像特点
(1)像与物大小相等。
(2)像到镜的距离与物到镜的距离相等。
(3)像与物的对应点的连线与镜面垂直。
(4)像与物左右位置颠倒。
(5)平面镜所成的像是虚像。
总结:等大、等距、垂直、对称、虚像。
抓住成像特点:像和物体的左右相反,上下一致。
【典例1】如图所示,平面镜竖直放置在水平面上,一支直立的铅笔从平面镜前20cm处,以1cm/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.经过2s,铅笔与它的像之间的距离变为36cm
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.铅笔的像相对于铅笔是静止的
D.将平面镜竖直向上提高2cm,铅笔的像也向上提高了2cm
【答案】A
【详解】A.因像距与物距是相等的,当铅笔以1cm/s的速度向平面镜靠近时,2s内铅笔通过的距离
2s后物距为
像距也为18cm,2s后铅笔与镜中的像相距18cm+18cm=36cm,故A正确;
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,铅笔的高度不确定,所以无法确定平面镜的高度,故B错误;
C.若铅笔以1cm/s速度向平面镜靠近,同时像也以 1cm/s速度垂直向平面镜靠近,铅笔的像相对于铅笔是运动的,故C错误;
D.根据平面镜成像的特点,将平面镜竖直向上提高 2cm,铅笔的像关于平面镜对称,铅笔的像不动,故D错误。
故选A。
【变式1-1】京剧脸谱是我国传统文化的标识之一,常用脸谱象征人物形象特点。如图所示,当演员在平面镜前画脸谱时,靠近平面镜,他在镜中所成的像( )
A.是实像 B.变大 C.变小 D.大小不变
【答案】D
【详解】A.演员在平面镜所成的像由光的反射形成的,即由反射光的反向延长线会聚而成,所成的像是虚像,故A不符合题意;
BCD.根据平面镜成像特点可知,物与像大小相等,当演员靠近平面镜,演员的大小不变,他在镜中所成的像大小不变,故D符合题意,BC不符合题意。
故选D。
【变式1-2】小明身高1.8m,他站在平面镜前0.8m处,则他在平面镜中的像高 m,镜中的像到平面镜的距离为 m。
【答案】 1.8 0.8
【详解】[1][2]平面镜成像特点:物体在平面镜中成虚像,物像大小相等,物像连线与镜面垂直,物像到平面镜的距离相等。根据这个特点可知,小明身高1.8m,他在平面镜中的像高也是1.8m。他站在平面镜前0.8m处,镜中的像到平面镜的距离也为0.8m。
【变式1-3】雁鸣湖是水鸟的天堂,白鹭在湖面上空自由地飞翔,如图所示。白鹭在湖水中的倒影是光的 形成的 (选填“实像”或“虚像”)。湖水深为3m,当白鹭距水面8m时,白鹭的倒影与水面的距离为 m。白鹭向水面俯冲捕食的过程中,其在水中的倒影的大小将 (选填“变大”“变小”或“不变”)。
【答案】 反射 虚像 8 不变
【详解】[1][2]白鹭在湖水中的倒影属于平面镜成像,水面起到了平面镜的作用,是由于光的反射形成的虚像。
[3]平面镜成的像,像与物体到镜面距离相等,当白鹭距水面8m时,白鹭的倒影与水面的距离为8m。
[4]平面镜成的像,像与物体大小相等,白鹭向水面俯冲捕食的过程中,其在水中的倒影的大小将不变。
平面镜成像的实验探究
知识点2
1、平面镜成像原理:光的反射。
2、实验器材:两支完全一样的蜡烛、一块玻璃板、一个光屏、火柴、刻度尺。
(1)两支完全一样的蜡烛:比较成像与物的大小关系。
(2)玻璃板:替代平面镜,既能看见物体成像,又能看对面蜡烛,不能用平面镜代替。
(3)光屏:承接成像。
(4)火柴:点燃蜡烛。
(5)刻度尺:测量物距和相距。
3、实验步骤
步骤①将玻璃板垂直置于桌面,在玻璃板的一 侧立一支点燃的蜡烛,透过玻璃板观察其另一侧面的蜡烛的像。
步骤②将光屏放在像的位置,不透过玻璃板,直接观察光屏上有无像。
步骤③将相同的未点燃的蜡烛放在像的位置,观察像与蜡烛的大小关系。
步骤④移到蜡烛的位置,观察其像的大小有无变化。
步骤⑤量出蜡烛和像到玻璃板的距离。
4、实验结论
平面镜成像特点:像与物大小相等;像到镜的距离与物到镜的距离相等;像与物的对应点的连线与镜面垂直;像与物左右位置颠倒;平面镜所成的像是虚像。
注意:
(1)镜面的选择与放置:用薄的茶色、透明玻璃代替平面镜的目的是便于确定像的位置。由于玻璃板的前后表面均能反射成像,为了减小两个像之间的干扰,玻璃板要薄一些较好。放置时玻璃板要和纸面垂直,否则玻璃板后的蜡烛无法与像完全重合。
(2)像的亮度:像的亮度取决于物体和环境的光线亮度关系。可以在较暗的环境中观察蜡烛的像。
(3)拿一支没有点燃的相同蜡烛在玻璃板后寻找蜡烛像的位置是为了比较像与物的大小。
(4)多次测量的目的是得出普遍结论。
【典例2】小明探究“平面镜成像特点”。
(1)实验装置如图甲所示,为顺利完成实验,玻璃板MN放置时应与桌面 ;
(2)实验中选择两支相同的蜡烛,是为了比较像与物的 关系。将点燃的蜡烛A放置在MN前面,没有点燃的蜡烛B在MN后面移动,直至与A的像 ,此时,蜡烛B所处的位置即为像的位置;
(3)在方格纸上进行实验,是为了便于比较 。改变蜡烛A的位置,重复步骤(2),可得三组像与物的位置,如图乙所示,由此可知平面镜成像时,像与物关于镜面 ;
(4)用光屏替代蜡烛B,观察到光屏上没有像,可得平面镜所成的像是 。
【答案】(1)竖直 (2)大小 完全重合 (3)像与物到镜面的距离 对称 (4)虚像
【详解】(1)为了便于确定像的位置,玻璃板应与水平桌面竖直放置,即与桌面垂直,若玻璃板与桌面不垂直,无法使蜡烛B与蜡烛A的像重合,无法完成实验。
(2)[1][2]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,可以比较物像大小关系。将点燃的蜡烛A放置在MN前面,将外形相同、没有点燃的蜡烛B在MN后面移动,直至与A的像完全重合,因两蜡烛相同,根据重合现象说明像与物大小相等。
(3)[1]在方格纸上进行实验,可直接得出像与物到镜面的距离大小。便于比较像距与物距的关系。
[2]图乙中,测量每组对应的A及其像与镜面距离,可得:在平面镜成像时,像与物体到镜面的距离相等。即像与物关于平面镜对称。
(4)虚像不能成在光屏上,为探究平面镜所成的像是实像还是虚像,用光屏替代蜡烛B,观察到光屏上没有像,说明平面镜成虚像。
【变式2-1】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.为了便于找到像的位置,最好选平面镜进行实验
B.该实验最好将蜡烛A和B都点燃
C.该实验成的是正立等大的实像
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,发现光屏上无像,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。
【变式2-2】图是“探究平面镜成像的特点”的实验装置,该实验用 分别测量蜡烛和它的像到玻璃板的距离。当蜡烛向玻璃板靠近时,像的大小 (选填“变大”“变小”或“不变”)。
【答案】 刻度尺 不变
【详解】[1]实验中测量蜡烛和它的像到玻璃板的距离,测量工具是刻度尺。
[2]根据平面镜成像规律可知,像和物等大;当蜡烛向玻璃板靠近时,蜡烛大小不变,所以蜡烛的像的大小不变。
【变式2-3】小伟用如图甲所示器材“探究平面镜成像特点”,请你帮他完成下列问题∶
(1)在实验中用透明的玻璃板代替平面镜,目的是 ;
(2)选取两个完全相同的蜡烛是为了比较像与物的 关系,如果将蜡烛A向玻璃板靠近,像会 (选填“变大”变小“”或“不变”);
(3)当蜡烛B与蜡烛A的像完全重合时,移去蜡烛B,在原位置放一光屏,光屏上看不到蜡烛A的像,说明平面镜成的是 像;
(4)实验时,小伟应在 (选填“A”或“B”)侧观察蜡烛A经玻璃板所成的像。经过三次实验后,在白纸上记录了像与物对应的位置,如图乙所示,则下一步应如何处理白纸上的信息,才能得出实验结论?
【答案】(1)便于确定像的位置 (2)大小 不变 (3)虚 (4)A 见解析
【详解】(1)使用平面镜时,只能成像,而不能透光,不容易确定像的位置,用玻璃板时,既能成像,又能透光,便于确定出像的位置。
(2)[1]实验中选取两个完全相同的蜡烛是为了比较像与物的大小关系。
[2]平面镜成像特点:像与物大小相等,像与物到平面镜的距离相等,将蜡烛A逐渐靠近玻璃板时,蜡烛到玻璃板的距离变小,但像的大小将不变。
(3)实像能用光屏承接,虚像不能用光屏承接,当移去蜡烛B,在原位置放一光屏,光屏上看不到蜡烛A的像,说明平面镜成的是虚像。
(4)[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]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,测出A和A′、B和B′、C和C′到镜面的距离,比较各个对应点到镜面的距离是否相等,(或将纸沿镜面所在位置对折,判断像与物得两对应点是否重合)。
平面镜成像的应用及作图
知识点3
1、平面镜的应用:利用平面镜成像、改变光路、扩大视野空间。
(1)海底潜望镜:潜望镜是利用两个反射镜使物光经两次反射而折向眼中。潜望镜之所以可以从下边看到上面,而且十分清楚,是因为两块平面镜互相平行,且都与水平方向成45度夹角,景象通过平面镜的两次反射、成像,从而从下边看到了上面的景象。
(2)家庭用的穿衣镜、练功房里墙壁四周的镜子、牙医检查牙齿时放入口中的小镜子等都是平面镜;潜艇用的潜望镜、显微镜、投影仪等里都有平面镜。
(3)视力表的应用:在检查视力的时候,视力表通常放在被测者头部的后上方,被测者通过对面墙上的平面镜识别视力表上的符号。这种安排利用了平面镜成像的特点,即物体在平面镜中形成的像是虚像,物像大小相等,物像连线与镜面垂直,且物像到平面镜的距离相等。根据这些特点,可以计算出视力表像与被测者之间的距离。
(4)钟表的应用:当钟表放在平面镜前时,我们在镜中看到的时间实际上是钟表的左右对称图像。根据平面镜成像的特点,像与物是关于镜面对称的。这意味着,如果我们默认为镜子是直立放置的,那么通过镜子看到的钟表时间(8:20)与实际时间(3:40)是成轴对称的。
2、平面镜成像的相关作图
作图的方法:
(1)利用平面镜成像的特点;
(2)利用高度反射;
(3)利用光路的可逆性。
作图时注意:
(1)发光点经平面镜反射后的光线的反向延长线都经过虚像点。
(2)发光点位置连线和像的位置连线垂直于镜面。
(3)平面镜后面的所有线都是用虚线画。
(4)法线用虚线一般标垂直。
(5)光线别忘加箭头。
【典例3】图甲是小明通过观看平面镜中的视力表进行视力检查时的情景。请在图乙中画出小明看到视力表上字母E的光路图(图中用“”代表字母E)
【答案】
【详解】做E点关于平面镜的对称点E′,连接眼睛与点E′,可得反射光线,反射光线与镜面的交点为入射点,连接E点与入射点可得入射光线,如图所示:
【变式3-1】请根据平面镜成像特点,在图中画出物体AB在平面镜中所成的像。
【答案】
【详解】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在平面镜所成的像,如图所示:
【变式3-2】在图中画出光源S在平面镜中所成的像。
【答案】
【详解】平面镜成的像与物关于平面镜对称,作光源S关于平面镜的对称点即为光源S在平面镜中所成的像,作图如下:
【变式3-3】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A',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】
【详解】平面镜成像时,像和物关于镜面对称,连接AA',做垂直平分线即镜面的位置,连接PA'交镜面于O点,连接AO为入射光线,连接OP为反射光线,如图所示:
一、单选题
1.人的眼睛在平面镜中所成像的大小取决于( )
A.眼睛的大小 B.平面镜的大小
C.平面镜的位置 D.眼睛到平面镜的距离
【答案】A
【详解】根据平面镜成像的特点,像与物大小相同,与平面镜的大小、眼睛到平面镜的距离无关。故A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
2.“鸭影映湖湾,悠然戏水间”,下列图中能正确表示“鸭影”的是( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【详解】平静的水面相当于平面镜,根据平面镜成像的特点,像和物体各对应点到平面镜的距离相等,鸭子在湖中的 “鸭影” 是鸭子通过湖面所成的虚像,其形状与鸭子本身相同,且与鸭子关于水面成轴对称。故A正确,BCD错误。
故选A。
3.关于光现象,下列说法正确的是( )
A.平面镜越大,物体离平面镜越近,成的像就越大
B.在有些街头的拐弯处安装凸面镜,是为了扩大视野
C.牙科医生用来观察患者不易看到的部位的镜子是凹面镜
D.只有光照射到物体上发生镜面反射时,我们才能看清楚被照射的物体
【答案】B
【详解】A.平面镜所成的像与物体大小相同,与镜子大小和距离镜子的远近无关,故A错误;
B.凸面镜对光有发散作用,街头拐弯处安装凸面镜,起扩大视野的作用,故B正确;
C.牙科医生用来观察患者不易看到的部位的镜子是平面镜,利用了平面镜成像的特点,故C错误;
D.我们能看清楚被照射的物体因为有光线进入我们的眼睛,与镜面反射和漫反射无关,故D错误。
故选B。
4.在玻璃板与蜡烛的像之间放上一块不透明的木板(如图),在玻璃前观察蜡烛的成像情况,判断正确的是( )
A.成虚像、像位于木板左侧 B.成虚像、像位于木板右侧
C.成实像、像位于木板左侧 D.成实像、像位于木板右侧
【答案】B
【详解】由平面镜成像特点可知,在玻璃前观察蜡烛的成像情况是蜡烛的像与物大小相同,是正立的虚像,像与物关于平面镜对称,则像位于木板右侧。
故选B。
5.如图,在长4m、宽3m的房间里进行视力检查,被测者位置固定在A点,通过平面镜看到视力表的像应距离被测者5m,则应将( )
A.视力表挂西墙,镜子挂东墙 B.视力表挂南墙,镜子挂北墙
C.视力表挂北墙,镜子挂南墙 D.视力表挂东墙,镜子挂西墙
【答案】B
【详解】A、如果视力表挂西墙,镜子挂东墙,则视力表到平面镜的距离为4m,视力表的像到平面镜的距离也为4m,视力表的像到人的距离为4m﹣2m+4m=6m,故A不符合题意;
B、如果视力表挂南墙,镜子挂北墙,则视力表到平面镜的距离为3m,视力表的像到平面镜的距离也为3m,视力表的像到人的距离为3m﹣1m+3m=5m,故B符合题意;
C、如果视力表挂北墙,镜子挂南墙,则视力表到平面镜的距离为3m,视力表的像到平面镜的距离也为3m,视力表的像到人的距离为1m+3m=4m,故C不符合题意;
D、如果视力表挂东墙,镜子挂西墙,则视力表到平面镜的距离为4m,视力表的像到平面镜的距离也为4m,视力表的像到人的距离为2m+4m=6m,故D不符合题意。
故选B。
6.如图所示为从平面镜里看到背后墙上电子钟示数,这时的时间应是( )
A.21∶02 B.15∶20 C.20∶15 D.21∶05
【答案】D
【详解】在平面镜中的像与物体关于镜面对称,由图分析可得,题中所给的“20∶15”与“21∶05”成轴对称,这时的时间应该是21∶05,故D符合题意,ABC不符合题意。
故选D。
7.如图所示,检查视力时,视力表放在被测者头部后上方,被测者识别对面墙上平面镜中的像。下列表述正确的是( )
A.镜中的像与被测者相距5.4m
B.视力表向镜子移动,镜中的像变大
C.被测者看到视力表的像,原理是光的直线传播
D.平面镜中“E”像的开口方向与视力表中该“E”开口方向相同
【答案】D
【详解】A.由图示知,视力表与平面镜的距离为2.7m,则视力表的像与镜面的距离为2.7m,被测者与平面镜的距离s=2.7m-0.4m=2.3m
视力表在镜中的像与被测者的距离,故A错误;
B.视力表向镜子移动,表的大小不变,则像的大小也不变,故B错误;
C.被测者看到视力表的像,是平面镜成像现象,由光的反射形成的,故C错误;
D.平面镜成像,像与物关于镜面对称,所以平面镜中“E”的像开口方向与视力表中该“E”开口方向相同,故D正确。
故选D。
8.如图所示,小俊用图甲所示的装置探究平面镜成像的特点。在薄玻璃板前点燃了蜡烛A,下列有关说法正确的是( )
A.人在A处能看到像,是因为蜡烛B发出的光进入了人眼
B.若玻璃板竖直向上移动,则蜡烛A的像也将向上移动
C.若在蜡烛B与玻璃板间放置不透明挡板,从蜡烛A处观察不到像
D.若蜡烛A所成的像偏高且倾斜,则图乙中的②是产生该现象的原因
【答案】D
【详解】A.人能看到像,是因为蜡烛A发出的光线经平面镜反射后进入人眼,虚像B本身不会发光,故A错误;
B.平面镜所成的像与物关于平面镜对称,将平面镜向上移,对称面、蜡烛位置不变,像的位置不变,故B错误;
C.平面镜成的像是由光的反射形成的,若在蜡烛B与玻璃板间放置不透明挡板,从蜡烛A处可观察A的像,故C错误;
D.平面镜成的像与物关于镜面对称,若蜡烛A所成的像偏高且倾斜,则图乙中的②是产生该现象的原因,故D正确。
故选D。
二、填空题
9.身高为1.8m的小明面向穿衣镜站在镜前1.5m处,镜中的像与他相距 m,若他远离平面镜后退0.5m,则镜中的像高 (选填“大于”、“小于”或“等于”)1.8m。
【答案】 3 等于
【详解】[1]根据平面镜成像的特点,像与物到镜面的距离相等。小明站在镜前1.5m处,那么他的像到镜面的距离也是1.5m。因此,小明与他的像之间的距离就是两者到镜面距离的和,即1.5m+1.5m=3m
[2]平面镜成的像与物体是等大的,小明身高1.8m,那么他的像的高度也是1.8m。这个特点不会因为小明远离或靠近平面镜而改变。若他远离平面镜后退0.5m,则镜中的像高等于1.8m。
10.夜晚的清明上河园,当九龙桥上有灯光时,水上实景与水中“倒影”交相辉映,形成一幅绚丽多彩的图案。假设九龙桥下河水深为2m,桥上一彩灯距水面12m,则该彩灯的“倒影”距水面 m;河水上涨过程中,彩灯的“倒影”大小 (选填“变大”“变小”或“不变”)。
【答案】 12 不变
【详解】[1]因为彩灯距水面12m,由平面镜成像特点可知,物体和像到水面的距离相等,故该彩灯的“倒影”距水面也是12m。
[2]由平面镜成像特点可知,平面镜成像时像与物体大小相等,因此河水上涨的过程中,其“倒影”大小不变。
11.如图所示,将玻璃板固定在水平桌面上,使其与水平桌面成45°角,让蜡烛A沿着桌面向右做直线运动,将看到蜡烛A在玻璃板后的像是 (选填“虚像”或“实像”);像的运动方向是 。
【答案】 虚像 竖直向下
【详解】[1]蜡烛A在玻璃板后的像是平面镜成像现象,平面镜成像的原理是光的反射,则平面镜成的像是虚像,所以看到蜡烛A在玻璃板后的像是虚像。
[2]玻璃板与水平桌面成45°角,当蜡烛A沿着桌面向右做直线运动时,根据物像相对于镜面对称的性质可知,蜡烛A在玻璃板中的像做竖直向下运动。
12.“眼见为实”是真的吗?如图1是国家大剧院在白天拍下的图片,图2是国家大剧院和它在水中的倒影合拍成的图片。从图2中可知:剧院所成的像与剧院的大小 ,剧院的像是 (选填“虚像”或“实像”)。
【答案】 相等 虚像
【详解】[1]水面相等于一面镜子,满足平面镜成像规律,平面镜成像时像与物体的大小都是相等的,则剧院所成的像与剧院的大小相等。
[2]平面镜所成的像是正立等大的虚像,因此剧院的像是虚像。
13.成群的白鹭在九星湖湿地公园的草丛间嬉戏、觅食,吸引了大量游客前来观光游览。如图所示,水中的“白鹭”是光的 形成的虚像;若湖水深为,空中的白鹭距水面,水中的“白鹭”距水面 m;空中的白鹭向水面俯冲捕食的过程中,水中的“白鹭”的大小将 (选填“变大”、“变小”或“不变”)。
【答案】 反射 8 不变
【详解】[1]水中的“白鹭”是平面镜成像现象,是由光的反射形成的,所以水中的“白鹭”是光的反射形成的虚像。
[2]由平面镜成像的特点可知,像与物体到镜面距离相等,当白鹭距水面8m时,白鹭的倒影与水面的距离为8m。
[3]由平面镜成像的特点可知,像与物体大小相等,白鹭向水面俯冲捕食的过程中,因白鹭大小不变,因此其在水中的倒影的大小将不变。
14.小红同学利用如图甲所示的实验装置“探究平面镜成像的特点”。如图乙所示,选三只大小相同的棋子,棋子A放在玻璃板前,将棋子 (选填“B”或“C”)在玻璃板后方移动,可以使图案重合。实验过程中发现棋子A成的像不够清晰,小红同学想到两种方案:方案一,用手电筒照射A的像;方案二,用手电筒照射棋子A。你认为 (选填“方案—”或“方案二”)效果更好。
【答案】 B 方案二
【详解】[1]探究平面镜成像的特点实验中,要使用两个完全相同的棋子,将棋子A放在玻璃板前,棋子B放在玻璃板后面,移动棋子B至到与棋子A的像完全重合,说明像与物大小相等。
[2]由于平面镜是利用光的反射形成的虚像,所以想要像清晰,就需要物体反射的光线多,故需要用手电筒照射棋子A正面,即选方案二。
三、作图题
15.以铜为镜,可以正衣冠。如图是小雅对着镜子整理帽子的简化图,请画出小雅通过镜子看到帽子上方A点的光路图。
【答案】
【详解】先作出点A关于平面镜的对称点A′,即为A的像;连接A′、眼睛交平面镜于点O,O为入射点,连接AO即为入射光线,O、眼睛为反射光线;如图所示:
16.安检人员经常使用车底检查镜(由镜子和手柄构成)对进入大型活动现场的车辆进行检查,如图甲所示。请在图乙中画出安检人员通过车底检查镜(可视为平面镜)看到车下A点的光路图,点B表示安检人员的眼睛。
【答案】
【详解】过A点作平面镜的对称点A′,连接A′B可得反射光线,反射光线与镜面的交点O为入射点,连接AO可得入射光线,如图所示:
17.中秋月圆夜,湾湾看到在湖水中的一轮明月,如图。请你在图中画出她看到水中月亮的光路图。
【答案】
【详解】由平面镜的成像特点知道,像与物关于镜面对称,故作出月亮关于镜面的对称图,即为它的像,连接像与人眼,交镜面于一点,即为入射点,即可完成作图。过湖面作月亮的对称点,即为月亮在水中的像,连接像该点与人眼,交水面于一点,即为入射点,连接月亮和入射点即为入射光线,连接入射点与眼睛即为反射光线,如图所示:
四、实验题
18.在探究“平面镜成像特点”时,实验室提供了平面镜、玻璃板、蜡烛等器材。
(1)小明最终选择玻璃板代替平面镜做实验,目的是 ;
(2)在探究过程中,下列操作方法正确的是 ;
A. B.
C. D.
(3)多次改变蜡烛 (选填“A”或“B”)的位置,并移动另一支蜡烛,确定每次像的位置,在白纸上做好相应记录。如图甲测量数据所示,得到了物和像的位置关系是:像与物到镜面的距离 ;若要证明物和像的连线与玻璃板垂直,还需要什么器材? 。
(4)如图乙所示,将玻璃板由图中1的位置水平向右平移至2的位置,小明向右移动仍能观察到蜡烛的像,则像的位置 (选填“向右移动”、“向左移动”或“不变”)。
【答案】(1)便于确定像的位置 (2)B (3)A 相等 直角三角板 (4)不变
【详解】(1)玻璃板可以透光,也可以成像,选择玻璃板代替平面镜便于确定像的位置。
(2)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,则不易区分蜡烛B和蜡烛A的像,拿蜡烛B与蜡烛A的像去重合,便于确定像与物的大小关系。
故B正确。
(3)[1]要想得到像与物关系的普遍结论,应该多次改变蜡烛A的位置,多次实验,记录数据。
[2]由数据可知,像与物到镜面的距离相等。
[3]若要证明物和像的连线与玻璃板垂直,还需要直角三角板,可以用直角三角板的直角边分别与物和像的连线、玻璃板贴合,判断是否垂直。
(4)平面镜所成像与物关于镜面对称,将玻璃板由图中1的位置水平向右平移至2的位置,蜡烛A位置不变,故像的位置不变。
19.如图是“探究平面镜成像特点”的实验装置。
(1)实验器材有:带底座的玻璃板、刻度尺、白纸、笔、光屏各一个,两支外形相同的蜡烛A和B。选用玻璃板代替平面镜,主要是为了便于确定像的 ;
(2)为了探究像和物的大小关系,点燃一支蜡烛A置于玻璃板前,实验中, (选填“透过”或“不用透过”)玻璃板来观察这支蜡烛的像。然后用另一根完全相同的蜡烛B放在玻璃板后,前后左右移动蜡烛B,直至看上去与A的像完全重合,由此得出平面镜所成的像和物大小 ;
(3)移走后面的蜡烛B,在其所在的位置上放上光屏,观察发现光屏上 像(选填“有”或“没有”)呈现,说明平面镜所成的像为 (选填“虚”或“实”)像;
(4)小萧在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;
(5)在此实验中,玻璃板要求竖直放置在水平桌面上,而小明发现一般汽车的挡风玻璃却不会竖直安装,其主要原因是为了 。
A.造型奇特,为了美观 B.减小外界噪音对车内的干扰
C.增大采光的面积 D.排除因成像造成不安全因素
【答案】(1)位置 (2)透过 相等 (3)没有 虚 (4)不可能 (5)D
【详解】(1)透明的玻璃板,可以观察到玻璃板的另一侧,即在观察到A蜡烛像的同时,也能观察到蜡烛B,所以选用玻璃板代替平面镜,主要是为了便于确定像的位置。
(2)[1][2]平面镜成像是由于光的反射成像,所以为了探究像和物的大小关系,点燃一支蜡烛A置于玻璃板前,实验中要透过玻璃板来观察这支蜡烛的像,这样才能看到像;然后用另一根完全相同的蜡烛B放在玻璃板后,前后左右移动蜡烛B,直至看上去与A的像完全重合,说明像与物体大小相等,这种确定像与物大小关系的方法是等效替代法。
(3)[1][2]实像能用光屏承接,虚像不能。移走后面的蜡烛B,在其所在的位置上放上光屏,观察发现光屏上没有像呈现,说明平面镜所成的像为虚像。
(4)平面镜所成的像为虚像,所以小萧在B蜡烛的烛焰上放一根火柴,火柴不可能被点燃。
(5)平面镜成的像与物关于平面镜对称。汽车玻璃倾斜放置时,车内人员的像成在挡风玻璃的斜上方,可以避免干扰视线,行车更安全。故选D。
20.如图是“探究平面镜成像的特点”的实验装置。
(1)选用薄玻璃板代替平面镜,原因是玻璃板透光,便于确定像的 ;
(2)在竖直的玻璃板前点燃蜡烛A,拿外形完全相同但不点燃的蜡烛B竖立着在玻璃板后面移动,直至看上去它与蜡烛A的像完全重合,这说明像与物大小 (选填“相等”或“不相等”);
(3)如果实验中发现蜡烛B始终不能与蜡烛A的像重合,原因是 ;
(4)移去蜡烛B,在其原来位置上放置一块光屏,光屏上 (选填“能”或“不能”)呈现蜡烛的像,这说明平面镜成的是 (选填“虚”或“实”)像。
【答案】(1)位置 (2)相等 (3)玻璃板与桌面未垂直 (4)不能 虚
【详解】(1)因为玻璃板是透明的,能在观察到A蜡烛像的同时,还可以透过玻璃清楚的看到放在后面B蜡烛,便于确定像的位置。
(2)在竖直的玻璃板前点燃蜡烛A,拿完全相同但不点燃的蜡烛B在玻璃板后面移动,直至看上去与蜡烛A像完全重合,说明像与物的大小相等,采用了等效替代法。
(3)实验中蜡烛B始终不能与蜡烛A的像重合,是因为玻璃板与桌面未垂直,使像成在玻璃板的斜上方或斜下方。
(4)[1][2]平面镜所成的像是反射光线的反向延长线形成的,是虚像,虚像不能呈现在光屏上。
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