3.4 跨学科实践：平面镜成像再生活中的应用（重难点专练）物理新教材北师大版（北京）八年级全一册

**基本信息** 以平面镜成像特点为核心，通过生活实例与跨学科情境构建概念-原理-应用的逻辑链条，强化物理观念与科学思维 **专项设计** |模块|题量/典例|题型特征|知识逻辑| |----|-----------|----------|----------| |基础概念|4（题1/6/8/13）|填空/选择|聚焦像的大小、距离、虚实等核心性质| |实验探究|2（题5/11）|步骤补全/结论分析|通过玻璃板实验验证成像规律，渗透科学探究方法| |生活应用|5（题2/3/4/9/10）|作图/现象解释|结合照镜子、汽车后视镜等场景，体现光的反射原理应用| |跨学科实践|4（题12/14/15）|综合计算/信息提取|关联京剧、智能汽车等领域，培养科学态度与社会责任|

3.4 跨学科实践：平面镜成像在生活中的应用 题型01 跨学科实践：平面镜成像在生活中的应用 ▌题型01 跨学科实践：平面镜成像在生活中的应用 1．照镜子的时候我们会看到“镜子中的自己”。“镜子中的自己”很神奇，当自己远离平面镜时，“镜子中的自己”会________（选填“变大”“变小”或“保持不变”）；我们看到的“镜子中的自己”________（选填“能”或“不能”）用光屏接收到。 【答案】 保持不变 不能 【详解】照镜子的时候我们看到的“镜子中的自己”是平面镜成的虚像，因为像和物体的大小相等，因此当自己远离平面镜时，镜中的像始终与本人等大，即镜中的像的大小不变。因为实像能承接在光屏上，虚像不能承接在光屏上，所以我们看到的“镜子中的自己”不能用光屏接收到。 2．很多智能汽车安装有“平视显示系统”，如图甲所示，它利用平面镜成像原理，将显示器上的重要行车数据通过前挡风玻璃投射在正前方，驾驶员不必低头就可以看到车辆信息，从而避免分散注意力。请你在图乙中作出人眼（点B）通过前挡风玻璃看到显示屏上A点的像的光路图。 【答案】 【详解】平面镜所成的像与物关于镜子对称，过前挡风玻璃用虚线作A点的对称点，连接交玻璃于一点。A到交点再到B形成的带箭头的线即为光路图。 3．京剧被列入我国第一批国家级非物质文化遗产名录。图中是演员通过平面镜看到头顶A点，请画出上述过程光路图，并画出手中的物体BC在平面镜中的像。 【答案】 【详解】先作出法线，即反射光线与入射光线的夹角的平分线，然后再过入射点作法线的垂线，即平面镜的位置；根据平面镜成像的特点：像物关于平面镜对称，分别作出物体的端点B、C关于平面镜的对称点B'、C'，用虚线连接B'C'、即为BC在平面镜中的像，据此作图。 4．如图是演员对着镜子画脸谱的情景，演员能看到镜子中的“自己”是因为（　　） A．光的色散 B．光的折射 C．光的反射 D．光的直线传播 【答案】C 【详解】镜子属于平面镜，平面镜成像的原理是光的反射，演员能看到镜中的自己，是光的反射形成的虚像。故选C。 5．小明做了探究平面镜成像的特点实验。 (1)如图所示，他找来了一块玻璃板，将白纸平铺在水平桌面上，把玻璃板架在白纸上，并利用三角板让玻璃板与纸面______； (2)将两支完全相同的蜡烛A和B分别竖放在玻璃板前后，点燃蜡烛A后，需要进行的操作是：______，直至看上去与蜡烛A的像重合，可以说明平面镜中的像和物体的大小相等； (3)多次改变蜡烛A到镜面的距离，并使蜡烛B每次均与蜡烛A的像重合，说明了平面镜中像的大小和物体离平面镜的距离_______（填“有关”或“无关”）； (4)同桌好奇地从玻璃板后面去找A蜡烛的像，可是只看到了B蜡烛，这说明平面镜所成的像是______像。 【答案】(1)垂直 (2)移动蜡烛B (3)无关 (4)虚 【详解】（1）将白纸平铺在水平桌面上，把玻璃板架在白纸上，并利用三角板让玻璃板与纸面垂直放置，这样像不会偏上或者偏下，从而便于确定像的位置。 （2）移动未点燃的蜡烛B，直至看上去与蜡烛A的像重合，从而比较像与物的大小关系。 （3）平面镜成像时像与物关于平面镜对称，平面镜成的像始终与物体大小相等，因此平面镜中像的大小和物体离平面镜的距离无关。 （4）虚像不是实际光线会聚而成的，无法在光屏或玻璃板后面直接呈现，所以从后面只能看到蜡烛B，看不到A的像。 6．小华站在穿衣镜前整理着装，当他距离镜子1m时，他的像距离镜子（　　） A．0.5m B．1m C．2m D．无法确定 【答案】B 【详解】平面镜成像时，像与物体到镜面的距离是相等的，小华距离镜子，所以，他的像到镜子的距离也等于，故B符合题意，ACD不符合题意。 7．保护视力，要有良好的读书、写字姿势，需要坚持做到“三个一”，即“一尺、一拳、一寸”，其中“一尺”指书本与眼睛之间的距离保持一尺左右（30至35cm）。如果患上近视眼，必须到专业眼镜店配近视眼镜，关于佩戴了近视眼镜能正常阅读的同学，下列说法正确的是（　　） A．该同学的眼镜是凸透镜制成的 B．戴上近视眼镜后在视网膜上成的像是虚像 C．戴上近视眼镜后像仍然成在视网膜的前方 D．所戴的近视眼镜对光有发散作用 【答案】D 【详解】近视眼是由于人眼的晶状体变凸，会聚能力增强，使像成在了视网膜的前方，即“晶厚焦短近视眼，成像位于网膜前”，故应佩戴凹透镜，凹透镜对光线有发散作用，使所成的像后移到视网膜上，在视网膜上成的像仍然是实像，故ABC错误，故D正确。 故选D。 8．一只燕子在公园的湖面上飞行，若水深3m，当燕子距水面5m 时，它在水中的“倒影”距它_______m。在燕子飞离水面的过程中，它在水中的像的大小_______（选填“变大”“变小”或“不变”）。 【答案】 10 不变 【详解】[1]燕子在水中的“倒影”，是由于水面对光的反射形成的虚像，燕子距水面，根据平面镜成像规律，像到水面的距离也为，所以像到燕子的距离 [2]因为平面镜成像中像与物的大小始终相等，所以燕子在水中的“倒影”大小不变。 9．雨过天晴，通过地面上一层薄薄的积水可以看到建筑物的像，如图所示，像的大小与建筑物的大小___________。一些建筑物外部采用了玻璃幕墙作为装饰，强光照射到玻璃幕墙时会发生__________反射，造成“光污染”。 【答案】 相等 镜面 【详解】[1]地面的积水相当于平面镜，根据平面镜成像的特点，平面镜所成的像与物体大小相等，因此建筑物像的大小和建筑物本身大小相等； [2]玻璃幕墙表面平整光滑，强光照射到玻璃幕墙时，平行入射的光会平行射出，发生镜面反射，反射光线强度大，会形成光污染。 10．如图所示，汽车前方的盲区是由于车身设计的缘故，阻挡了驾驶员视线而形成的，盲区的形成是由于光的______。汽车的倒车雷达是利用______（“超声波”、“次声波”、“红外线”或“紫外线”）工作的。汽车后视镜是凸面镜，对光线有______（“会聚”或“发散”）作用。甲乙两车均向东行驶，甲车在前，且速度大于乙车，以______（“甲车”、“乙车”或“树木”）为参照物，乙车向西运动。 【答案】 直线传播 超声波 发散 甲车 【详解】[1]盲区的形成是因为光的直线传播，车身阻挡了光线，导致驾驶员看不到该区域。 [2]汽车倒车雷达是利用超声波来工作的，超声波可以反射并探测障碍物的距离。 [3]凸面镜对光线有发散作用，能扩大驾驶员的视野。 [4]甲乙两车均向东行驶，甲车速度大于乙车，以甲车为参照物，乙车的位置相对甲车向西变化，所以乙车向西运动。 11．如图1是探究“平面镜成像时的特点”实验。 (1)实验时，透明玻璃板应该______（选填“竖直”或“倾斜”）放置； (2)图2是眼睛看到蜡烛A在玻璃板后所成的像A′的作图分析，图3是眼睛看到“蜡烛B”的作图分析。A′是______（选填“光的直线传播”、“光的反射”或“光的折射”）形成的虚像，眼睛看到的“蜡烛B”实际上是______（选填“光的反射所形成的虚像”、“光的折射所形成的虚像”或“蜡烛B本身”）； (3)选用的蜡烛B应该与蜡烛A等大等长，目的是______； (4)在像A′所在的位置上放一光屏，则光屏上______（选填“有”或“没有”）蜡烛A的像； (5)分析下面表格中的数据可以归纳出平面镜成像的特点是______。 实验次数 1 2 3 A到镜面距离（cm） 4 6 8 A′到镜面距离（cm） 4 6 8 【答案】(1)竖直 (2) 光的反射 光的折射所形成的虚像 (3)便于确定像的位置和比较像和物的大小 (4)没有 (5)像和物到平面镜的距离相等 【详解】（1）实验中玻璃板若倾斜，蜡烛A的像会偏上或偏下，玻璃板后方的蜡烛无法与像重合，因此玻璃板需要竖直放置。 （2）[1]平面镜成像的原理是光的反射，蜡烛A的像是光的反射形成的虚像。 [2]蜡烛B在玻璃板另一侧，光线穿过玻璃板时会发生折射后才进入人眼，因此人眼看到的“蜡烛B”是光的折射形成的虚像。 （3）实验采用等效替代法，选用与A等大的蜡烛B，目的是方便对比，确定像和物体的大小关系。 （4）平面镜成的是虚像，虚像不能被光屏承接，因此光屏上不会出现蜡烛A的像。 （5）从表格数据可以看出，每次实验中蜡烛A到镜面的距离，都等于它的像到镜面的距离，因此归纳得出结论：平面镜成像时，像与物体到平面镜的距离相等。 12．小明同学在学习笔记中记录了如图所示的错题，请你帮助他找出错误，分析错因并改正。 错题记录 错题改正 习题：根据视力检测标准，受测人需要与视力检测表相隔一定的距离才能进行检测。因受场地限制，医生用如图所示的方法为小梦检测视力。求小梦与视力表的像的距离。 解：小梦距离视力表的像的距离： 错误之处： __________ 错因分析： _________ 正确解答： ________ 【答案】 小梦距离视力表的像的距离 错题记录中计算的是小梦到平面镜的距离 见解析 【详解】[1]小梦与视力表的像的距离是错的 。 [2]错题记录中计算的是小梦到平面镜的距离，而本题要求计算小梦与视力表的像的距离。 [3]根据平面镜成像特点中，物距与像距相等，已知视力表到平面镜的距离是3m，则视力表的像到平面镜的距离是3m，小梦到平面镜的距离为，则小梦与视力表的像的距离为 13．“以铜为镜，可以正衣冠”，如图所示，古人对着磨光的铜面梳妆，观察自己的像，这是利用光的________原理，为了看清细微处的差别，人们会靠近铜面，此时镜中的像的大小________（选填“变大”“变小”或“不变”）。 【答案】 反射 不变 【详解】[1]磨光的铜面相当于平面镜，观察自己的像属于平面镜成像，是利用光的反射原理。 [2]平面镜成的像与物关于平面镜对称，根据平面镜成像特点可知，像与铜面之间的距离变小，人的大小不变，所以像的大小不变。 14．如图是我国自主研发的世界上最大口径的射电望远镜，被誉为中国的“天眼”。它由许多个反射面组成；其外形相当于________（选填“凸面镜”或“凹面镜”），“天眼”其实不是“看”，而是主要用以接收天体射电波段的辐射，它的观察范围超过了137亿光年，光年是表示________（选填“距离”或“时间”）的单位。 【答案】 凹面镜 距离 【详解】[1]由图可知，“中国天眼”反射面是凹面，所以相当于一个巨大凹面镜，凹面镜可以反射光线，能使光线会聚在中心焦点处。 [2]光年是指光在真空中一年内传播的距离，所以它是距离单位。 15．短文阅读，回答问题。 在高速行驶时，如果驾驶员低头观看仪表信息，在遇有紧急状况可能因来不及采取有效措施而造成事故，汽车平视显示系统（简称HUD）是为了高速行驶的车辆而研发。如图乙所示，HUD利用平面镜成像原理将显示屏上的重要数据通过前挡风玻璃投射在正前方，驾驶员不必低头，就可以看到车辆信息，确保驾驶安全。最先进的智能汽车也有自动驾驶功能，通过视频摄像头、雷达传感器以及激光测距器等，躲避障碍物来实现自动驾驶。 无论盛夏还是严冬，开着空调的汽车玻璃窗上都有可能变得模糊，为了防止这一现象发生，汽车车窗都采用了内置电热丝的“智能玻璃”，实现对车窗玻璃温度的调节。同时“智能玻璃”具有单向透光功能，使用时反射面必须是迎光面，就能从车内看到车外明亮的景物，从车外看不见较暗的车内景象这种玻璃还能根据车外光照度自动调节透明度（透明度是指车内光照度与车外光照度的比值），实现车内的光照度为一个适宜的定值，经测算车外光照度和玻璃的透明度乘积为定值，其图像如图丙所示。 (1)车辆倒车时车载雷达启动，发出______（超/次）声波，遇到周边物体反射；汽车的后视镜采用的是______面镜（平/凸/凹），用它来扩大视野。 (2)如图乙所示，某车辆HUD显示器水平放置在驾驶平台上，设想挡风玻璃是平面玻璃，显示器通过玻璃成垂直于水平面的像，则挡风玻璃与水平面夹角为______度；若发现挡风玻璃所成的像过高，这时就需要将显示器沿水平方向______（远离/靠近）挡风玻璃； (3)极冷天气行车时，汽车挡风玻璃上容易变得潮湿，关于潮湿的位置和“智能玻璃”的温度调节，说法正确的是______； A．玻璃的外侧变得潮湿，应调高玻璃温度； B．玻璃的外侧变得潮湿，应调低玻璃温度； C．玻璃的内侧变得潮湿，应调高玻璃温度； D．玻璃的内侧变得潮湿，应调低玻璃温度； (4)炎热的夏天，“智能玻璃”的单向透光可以有效减少______（红/紫）外线穿透，可有效降低车内温度；如图丙所示，“智能玻璃”能根据车外光照度自动调节玻璃的透明度，当玻璃的透明度为80%时，会自动调节使车内光照度保持在定值______lx。 【答案】(1) 超 凸 (2) 45 靠近 (3)C (4) 红 75 【详解】（1）[1]汽车上的雷达是利用超声波来工作的。 [2]凸面镜对光线有发散作用，凸面镜能扩大视野，应用于汽车后视镜。 （2）[1]显示器水平放置，像垂直于水平面，根据平面镜成像中 “像与物关于镜面对称”，挡风玻璃（镜面）需平分 “水平的物” 与 “垂直的像” 的夹角（90°），因此挡风玻璃与水平面夹角为 45°。 [2]平面镜成像中，像与物到镜面的距离相等。若像过高，将显示器沿水平方向靠近挡风玻璃（镜面），物到镜面的距离减小，像到镜面的距离也会减小，从而使像的位置降低。 （3）极寒天气，车内温度比车外温度高，车内热的水蒸气遇到冷的车窗玻璃液化形成水雾附着在车内侧，为了防止产生雾气，且加快蒸发的速度，应调高玻璃温度，故选：C； （4）[1]红外线具有热效应，减少红外线穿透能降低车内温度。 [2]由图像知车外光照度与透明度乘积为定值60，透明度80%时，车内光照度 2 / 2 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $ 3.4 跨学科实践：平面镜成像在生活中的应用 题型01 跨学科实践：平面镜成像在生活中的应用 ▌题型01 跨学科实践：平面镜成像在生活中的应用 1．照镜子的时候我们会看到“镜子中的自己”。“镜子中的自己”很神奇，当自己远离平面镜时，“镜子中的自己”会________（选填“变大”“变小”或“保持不变”）；我们看到的“镜子中的自己”________（选填“能”或“不能”）用光屏接收到。 2．很多智能汽车安装有“平视显示系统”，如图甲所示，它利用平面镜成像原理，将显示器上的重要行车数据通过前挡风玻璃投射在正前方，驾驶员不必低头就可以看到车辆信息，从而避免分散注意力。请你在图乙中作出人眼（点B）通过前挡风玻璃看到显示屏上A点的像的光路图。 3．京剧被列入我国第一批国家级非物质文化遗产名录。图中是演员通过平面镜看到头顶A点，请画出上述过程光路图，并画出手中的物体BC在平面镜中的像。 4．如图是演员对着镜子画脸谱的情景，演员能看到镜子中的“自己”是因为（　　） A．光的色散 B．光的折射 C．光的反射 D．光的直线传播 5．小明做了探究平面镜成像的特点实验。 (1)如图所示，他找来了一块玻璃板，将白纸平铺在水平桌面上，把玻璃板架在白纸上，并利用三角板让玻璃板与纸面______； (2)将两支完全相同的蜡烛A和B分别竖放在玻璃板前后，点燃蜡烛A后，需要进行的操作是：______，直至看上去与蜡烛A的像重合，可以说明平面镜中的像和物体的大小相等； (3)多次改变蜡烛A到镜面的距离，并使蜡烛B每次均与蜡烛A的像重合，说明了平面镜中像的大小和物体离平面镜的距离_______（填“有关”或“无关”）； (4)同桌好奇地从玻璃板后面去找A蜡烛的像，可是只看到了B蜡烛，这说明平面镜所成的像是______像。 6．小华站在穿衣镜前整理着装，当他距离镜子1m时，他的像距离镜子（　　） A．0.5m B．1m C．2m D．无法确定 7．保护视力，要有良好的读书、写字姿势，需要坚持做到“三个一”，即“一尺、一拳、一寸”，其中“一尺”指书本与眼睛之间的距离保持一尺左右（30至35cm）。如果患上近视眼，必须到专业眼镜店配近视眼镜，关于佩戴了近视眼镜能正常阅读的同学，下列说法正确的是（　　） A．该同学的眼镜是凸透镜制成的 B．戴上近视眼镜后在视网膜上成的像是虚像 C．戴上近视眼镜后像仍然成在视网膜的前方 D．所戴的近视眼镜对光有发散作用 8．一只燕子在公园的湖面上飞行，若水深3m，当燕子距水面5m 时，它在水中的“倒影”距它_______m。在燕子飞离水面的过程中，它在水中的像的大小_______（选填“变大”“变小”或“不变”）。 9．雨过天晴，通过地面上一层薄薄的积水可以看到建筑物的像，如图所示，像的大小与建筑物的大小___________。一些建筑物外部采用了玻璃幕墙作为装饰，强光照射到玻璃幕墙时会发生__________反射，造成“光污染”。 10．如图所示，汽车前方的盲区是由于车身设计的缘故，阻挡了驾驶员视线而形成的，盲区的形成是由于光的______。汽车的倒车雷达是利用______（“超声波”、“次声波”、“红外线”或“紫外线”）工作的。汽车后视镜是凸面镜，对光线有______（“会聚”或“发散”）作用。甲乙两车均向东行驶，甲车在前，且速度大于乙车，以______（“甲车”、“乙车”或“树木”）为参照物，乙车向西运动。 11．如图1是探究“平面镜成像时的特点”实验。 (1)实验时，透明玻璃板应该______（选填“竖直”或“倾斜”）放置； (2)图2是眼睛看到蜡烛A在玻璃板后所成的像A′的作图分析，图3是眼睛看到“蜡烛B”的作图分析。A′是______（选填“光的直线传播”、“光的反射”或“光的折射”）形成的虚像，眼睛看到的“蜡烛B”实际上是______（选填“光的反射所形成的虚像”、“光的折射所形成的虚像”或“蜡烛B本身”）； (3)选用的蜡烛B应该与蜡烛A等大等长，目的是______； (4)在像A′所在的位置上放一光屏，则光屏上______（选填“有”或“没有”）蜡烛A的像； (5)分析下面表格中的数据可以归纳出平面镜成像的特点是______。 实验次数 1 2 3 A到镜面距离（cm） 4 6 8 A′到镜面距离（cm） 4 6 8 12．小明同学在学习笔记中记录了如图所示的错题，请你帮助他找出错误，分析错因并改正。 错题记录 错题改正 习题：根据视力检测标准，受测人需要与视力检测表相隔一定的距离才能进行检测。因受场地限制，医生用如图所示的方法为小梦检测视力。求小梦与视力表的像的距离。 解：小梦距离视力表的像的距离： 错误之处： __________ 错因分析： _________ 正确解答： ________ 13．“以铜为镜，可以正衣冠”，如图所示，古人对着磨光的铜面梳妆，观察自己的像，这是利用光的________原理，为了看清细微处的差别，人们会靠近铜面，此时镜中的像的大小________（选填“变大”“变小”或“不变”）。 14．如图是我国自主研发的世界上最大口径的射电望远镜，被誉为中国的“天眼”。它由许多个反射面组成；其外形相当于________（选填“凸面镜”或“凹面镜”），“天眼”其实不是“看”，而是主要用以接收天体射电波段的辐射，它的观察范围超过了137亿光年，光年是表示________（选填“距离”或“时间”）的单位。 15．短文阅读，回答问题。 在高速行驶时，如果驾驶员低头观看仪表信息，在遇有紧急状况可能因来不及采取有效措施而造成事故，汽车平视显示系统（简称HUD）是为了高速行驶的车辆而研发。如图乙所示，HUD利用平面镜成像原理将显示屏上的重要数据通过前挡风玻璃投射在正前方，驾驶员不必低头，就可以看到车辆信息，确保驾驶安全。最先进的智能汽车也有自动驾驶功能，通过视频摄像头、雷达传感器以及激光测距器等，躲避障碍物来实现自动驾驶。 无论盛夏还是严冬，开着空调的汽车玻璃窗上都有可能变得模糊，为了防止这一现象发生，汽车车窗都采用了内置电热丝的“智能玻璃”，实现对车窗玻璃温度的调节。同时“智能玻璃”具有单向透光功能，使用时反射面必须是迎光面，就能从车内看到车外明亮的景物，从车外看不见较暗的车内景象这种玻璃还能根据车外光照度自动调节透明度（透明度是指车内光照度与车外光照度的比值），实现车内的光照度为一个适宜的定值，经测算车外光照度和玻璃的透明度乘积为定值，其图像如图丙所示。 (1)车辆倒车时车载雷达启动，发出______（超/次）声波，遇到周边物体反射；汽车的后视镜采用的是______面镜（平/凸/凹），用它来扩大视野。 (2)如图乙所示，某车辆HUD显示器水平放置在驾驶平台上，设想挡风玻璃是平面玻璃，显示器通过玻璃成垂直于水平面的像，则挡风玻璃与水平面夹角为______度；若发现挡风玻璃所成的像过高，这时就需要将显示器沿水平方向______（远离/靠近）挡风玻璃； (3)极冷天气行车时，汽车挡风玻璃上容易变得潮湿，关于潮湿的位置和“智能玻璃”的温度调节，说法正确的是______； A．玻璃的外侧变得潮湿，应调高玻璃温度； B．玻璃的外侧变得潮湿，应调低玻璃温度； C．玻璃的内侧变得潮湿，应调高玻璃温度； D．玻璃的内侧变得潮湿，应调低玻璃温度； (4)炎热的夏天，“智能玻璃”的单向透光可以有效减少______（红/紫）外线穿透，可有效降低车内温度；如图丙所示，“智能玻璃”能根据车外光照度自动调节玻璃的透明度，当玻璃的透明度为80%时，会自动调节使车内光照度保持在定值______lx。 2 / 2 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $