第4.2节 平面镜成像(高效培优·讲义)物理新教材沪科版(五四学制)八年级上册
2026-09-11
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精品
摘要:
本讲义聚焦初中物理“平面镜成像”核心知识点,系统梳理成像特点(等大、等距、垂直、虚像)、原理(光的反射及虚像形成)、应用(成像、光路改变、球面镜),通过知识导图构建学习支架,衔接实验探究与规律应用。
资料以科学探究为主线,设计实验细节(薄玻璃板选⽤、等⼤蜡烛等效替代)培养科学思维,避坑指南(虚实线作图、动态变化分析)强化物理观念,真题与分层练习助力课中教学与课后查漏,提升学生实验操作与问题解决能力。
内容正文:
第4.2节 平面镜成像
目录
01 本节导航·目标清单
02 教材精研·内容全解
考点01 平面镜成像特点
考点02 平面镜成虚像的原理
考点03 平面镜的应用
03 避坑指南·解题通法
角度01 探究平面镜成像特点实验
角度02 平面镜成像的特点和规律
角度03 根据平面镜成像特点判断像与物的位置关系
角度04 根据平面镜成像特点作光路图
角度05 凸面镜和凹面镜对光线的作用
04 真题闯关·溯源演练
05 课后三阶·精准练习
目标导航
方法指导
1.完成平面镜成像探究实验,明白玻璃板替代平面镜、选用等大蜡烛的目的。
2.熟记平面镜成像特点:等大、等距、垂直、虚像。
3.掌握平面镜成像作图两种方法,区分实像与虚像。
4.利用成像规律解决移动物体、像距变化的计算题。
1.玻璃板薄一些,防止前后两个面形成重影。
2.虚像必须使用虚线绘制。
3.平面镜只改变光路,不改变像大小。
知识导图
考点01 平面镜成像特点
1、什么是像:当你照镜子时可以看见自己的“像”,镜子里的自己就是自己经过平面镜所成的像。平静的水面上物体的倒影,也是物体通过水面这面镜子所成的像。这个像不同于影子,它能反映物体的面貌。
2、探究平面镜成像的特点
提出问题
平面镜成像时,像的位置、大小跟物体的位置、大小有什么关系
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
实验器材
薄玻璃板一块、支架、笔一只、两支相同的蜡烛、刻度尺、白纸等
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(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,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,用量角器测量蜡烛和像连线与镜面的夹角。
(6)用刻度尺分别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。
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
10
10
等大
垂直
2
15
15
等大
垂直
3
20
20
等大
垂直
4
25
25
等大
垂直
分析与论证
(1)未点燃的蜡烛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,蜡烛和它的像的连线与镜面垂直,蜡烛的像到平面镜的距离与蜡烛到平面镜的距离相等。
探究归纳
平面镜成像的特点:平面镜所成像的大小与物体大小 ,像和物体到平面镜的距离 ,像和物体的连线与平面镜 ,即平面镜所成的像与物体关于平面镜对称。
【深化点拨】
探究平面镜成像的特点注意事项
(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。
1.身高1.5m的小明,站在竖直放置的平面镜前2m处,看到镜中自己的像,下列说法正确的是( )
A.镜中的像高2m B.镜中的像是实像
C.像到他的距离为4m D.他远离平面镜,镜中的像变小
2.重庆千厮门大桥距江面70m,是观看洪崖洞夜景的最佳观测点,大桥在水中的倒影是由于光的______________形成的;连续的降雨使江水上涨1m,此时大桥倒影到大桥的距离为______________m。
3.如图,小明和小华同学做“探究平面镜成像的特点”实验。
(1)用玻璃板代替平面镜进行实验不仅可以成像,还便于确定像的__________。
(2)先在水平桌面上铺一张白纸,纸上竖直放置一块玻璃板并记录平面镜的位置。为了确定像的位置,在玻璃板前放一支点燃的蜡烛A,在玻璃板后放一支__________(选填“点燃”或“不点燃”)的蜡烛B。
(3)如果将蜡烛A向靠近镜面的方向移动,那么所成像的大小将__________(填“变大”、“变小”或“不变”)。
考点02 平面镜成虚像的原理
1、平面镜成虚像:在探究平面镜成像特点的实验中,在平面镜前放一支点燃的蜡烛,在镜子中会出现一个正立蜡烛的像,但将光屏放在平面镜后蜡烛像的位置时,光屏上 出现蜡烛的像,可见平面镜所成的像是不存在的,是 。
(1)实像:由物点发出的光线经透镜折射,所有折射线均可 ,该点叫做物点的实像点,所有实像点的集合叫做物体的像。实像的例子有:①投影仪的成像;②照相机的成像;③小孔成像;④通过凸透镜或凹透镜在焦距内看到的像。
(2)虚像:由物点发出的光线,经透镜折射其折射线 叫做该物点的虚像点,其集合叫做物体的虚像。虚像的例子有①水的成像;②平面镜成像;③放大镜所看到的像。
2、平面镜成像作图
作平面镜成的像主要有两种方法:一是根据平面镜成像原理(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'。
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):作出物体AB关于平面镜的对称点A'B',连接B'A'即为物体AB的像。
①分别过A、B两点作平面镜的垂线(像与物的连线与平面镜垂直)。
②分别取A'、B',使A'、B'到平面镜的距离等于A、B到平面镜的距离(像与物到平面镜的距离相等)。
③连接A'、B'并且箭头方向不变,A'B'即为物体AB的像。
【深化点拨】
1.平面镜成像作图注意事项:在作图时,光线和界面用实线表示,法线和反向延长线用虚线表示。
2.实像和虚像的解题思路点拨
实像和虚像的不同点:
(1)成因不同,实像是由实际光线会聚而成的而虚像是由实际光线的反向延长线会聚而成的。
(2)像的正倒不一样,实像一般是倒立的,而虚像是正立的。
(3)呈现效果不同,实像可以用光屏接收,而虚像不能用光屏接收。
共同点:实像和虚像都能用眼睛看得到。
1.把吉祥物放在平面镜前,如图若将吉祥物远离平面镜放置时,下列说法正确的是( )
A.虚像大小不变,像离吉祥物的距离变大 B.实像大小不变,像离吉祥物的距离变小
C.虚像大小不变,像离吉祥物的距离变小 D.虚像变小,像离吉祥物的距离变小
2.检查视力时要求检查者与视力表相距,小芳同学在学校医务室检查视力,由于空间有限,用下面左图方式检查,她应该距离平面镜_________,她在平面镜里看到的视力表是_________(选填“实像”或“虚像”)。
【对实像和虚像的理解】
成因
特点
实例
实像
实际光线会聚所成的像
既可以用眼睛直接观察,又可以用光屏承接
小孔成像
虚像
不是实际光线会聚而成的,而是由实际光线的反向延长线相交形成的
只能用眼睛直接观察,不能用光屏承接
平面镜成像、水中倒影、水中的鱼
考点03 平面镜的应用
1、平面镜的应用
(1)利用平面镜成像(穿衣镜)。
(2)改变光路(海底潜望镜)。
(3)扩大视野空间(商店装饰)。
2、平面镜的应用分类
应用分类
示例
成像
照镜子
舞蹈演员纠正自己的舞姿
改变光路
太阳能电站
潜望镜
扩大视觉空间
墙上装平面镜,感觉空间更大
利用平面镜在较小空间内完成视力检查
3、潜望镜的应用: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。
4、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。
5、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。
6、球面镜:如果镜子的 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。
7、凸面镜:用球面的外表面作反射面的镜子叫凸面镜。
(1)特点:凸面镜对光有 ,平行光射到凸面镜上,反射后成为发散光。
(2)应用:使用凸面镜能起到 的作用,所以汽车的后视镜和道路转弯处的反射镜都是凸面镜。
8、凹面镜:用球面的内表面作反射面的镜子叫凹面镜。
(1)特点:凹面镜对光有 ,平行光射到凹面镜上,反射后会聚到一点。
(2)应用
①使用凹面镜对光的会聚作用的有:太阳灶、奥运圣火采集器等。
②由光路可逆原理可知,由一点发出的光经凹面镜反射后可成为平行光,这一特点的常见应用有:探照灯、各种机动车的前灯、医用头灯等。
【深化点拨】
1.凸面镜与凹面镜解题思路点拨:凸面镜和凹面镜的应用思路主要基于它们对光线不同的作用效果:凸面镜通过发散光线来扩大视野或产生变形效果,而凹面镜则通过会聚光线来实现集中照明或观察远距离物体。这两种镜子在日常生活和科学领域中都有广泛的应用。
2.平面镜在生活中有广泛的应用: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。
1.关于凸面镜和凹面镜,下列说法正确的是( )
A.汽车的后视镜是凹面镜
B.手电筒的灯碗是凹面镜
C.医生检查病人口腔时用的反光镜是凸面镜
D.光在凸面镜和凹面镜表面反射时不遵循光的反射定律
2.在路的急拐弯处装上的是________(填“平面镜”“凸面镜”或“凹面镜”),以减少事故的发生;湖面“波光粼粼”属于________(填“镜面反射”或“漫反射”),这种反射________(选“遵循”或“不遵循”)光的反射定律。
平面镜成像的综合应用及解题步骤
1.实验探究细节:探究平面镜成像特点是实验题的重灾区,核心在于如何确定像的位置。
(1)器材选择:必须使用薄玻璃板代替平面镜。
(2)原因:玻璃板既能反光成像,又能透光看到背后的物体,便于确定像的位置。
(3)避坑:玻璃板太厚会成两个像(前后表面各反射一次),干扰实验,所以选薄的。
(4)等效替代法:拿一支完全相同但不点燃的蜡烛在玻璃板后移动,直到它与像完全重合。
(5)目的:验证像与物的大小相等,并确定像的位置。
(6)环境要求:实验最好在较暗的环境中进行,点燃的蜡烛越亮越好,这样像更清晰。
(7)避坑点:如果无论怎么移动后面的蜡烛都无法重合,原因通常是玻璃板没有竖直放置(与桌面不垂直),导致像偏高或偏低。
2.成像特点:平面镜成像的特点可以概括为“正立、等大、虚像、对称”。
(1)等大:像的大小只与物体本身大小有关,与距离无关。
(2)错觉:人走近平面镜觉得像变大了,那是“视角”变大,像的实际大小没变。
(3)等距:像到镜面的距离等于物体到镜面的距离。
(4)垂直:像与物的连线与镜面垂直。
(5)虚像:成的是正立的虚像,光屏承接不到(因为不是实际光线汇聚而成的)。
3.作图规范:在画光路图或成像图时,线条的虚实是扣分点。
(1)实线:实际光线(入射光线、反射光线)、实际物体、实际存在的镜子背面(涂阴影)。
(2)虚线:法线(辅助线);反向延长线(用于找虚像);虚像本身(通常用虚线画轮廓);进入人眼的光线如果是反向延长汇聚的,那部分也是虚的。
(3)对称法作图:利用“像物关于镜面对称”作图最快。先找关键点,做垂线,量等距,画虚像。
4.动态变化问题:当物体或镜子移动时,像怎么动?
(1)物动镜不动:物体以速度v垂直靠近镜面,像也以速度v垂直靠近镜面。此时像相对于物体的速度是2v。
(2)镜动物不动:若平面镜以速度v 垂直靠近物体,像会以速度2v靠近物体(因为物距减小x,像距也要减小x,像总共移动了2x)。
(3)角度旋转:若入射光不变,平面镜转动 θ角,反射光线转动2θ角(同光的反射定律)。
角度01 探究平面镜成像特点实验
1.如图所示。在“探究平面镜成像的特点”实验中。下列说法中( )
①只把玻璃板向左平移,蜡烛的像的位置不变
②把光屏放在玻璃板后,无论如何移动,都不能承接到蜡烛的像
③蜡烛距玻璃板越远,蜡烛的像就越小
④用玻璃板代替平面镜,是为了观察到的蜡烛的像更清晰
A.只有①②正确 B.只有②④正确 C.只有①④正确 D.只有③④正确
2.在“平面镜成像”教学中,老师表演了小魔术“浇不灭的蜡烛”(如图所示)以激发同学们的兴趣。向水平桌面上的玻璃杯中逐渐加水,透过玻璃板,会看到杯中“燃烧的蜡烛”并没有被水浇灭。
(1)点燃的蜡烛和盛水的玻璃杯应放在玻璃板的___________(选填“同侧”或“异侧”),才能看到这个“浇不灭的蜡烛”现象;
(2)若魔术表演前图甲中竖立的玻璃板水平向左移动了少许,为保证魔术顺利,图中玻璃杯应___________(选填“仍放在原位置”“向左移动少许”或“向右移动少许”)。
3.在“探究平面镜成像特点”的活动中:
(1)实验中用玻璃板代替平面镜,利用了玻璃透明的特点,便于______;
(2)小心地移动B蜡烛,直到与A蜡烛的像______为止,表明像与物的大小相同;
(3)记录下A、B两支蜡烛在纸上的位置如图乙所示,通过分析得出像与物到玻璃板的距离相等,像与物的连线与玻璃板垂直;为了证实上述有关成像特点是否可靠,你认为应采取的操作是______;
A.保持A、B两支蜡烛的位置不变,多次改变玻璃板的位置进行观察、测量
B.保持玻璃板的位置不变,多次改变蜡烛A的位置,进行与上述(3)相同的操作
(4)为了探究像的虚实,正确的操作:将蜡烛B取走,将一块不透明挡板放在图丙中的______(1/2/3)位置,直接观察挡板,发现挡板上______(选填“能”“不能”)看到蜡烛A的像;
(5)若实验时,玻璃板不与水平桌面垂直,如图丁所示,则发生的现象是______;
A.蜡烛A仍然成像在蜡烛B处 B.蜡烛A成像位于水平面偏上方 C.蜡烛A成像位于水平面偏下方
4.小明和小红利用如图甲所示实验装置“探究平面镜成像的特点”。
(1)实验选用玻璃板代替平面镜的原因是便于____________。
(2)实验中选取A、B两支完全相同的蜡烛的目的是比较像与物的____________关系。
(3)如图乙所示,为了确定蜡烛A的像的位置,眼睛应在____________(选填“a”“b”或“c”)位置进行观察,并同时移动蜡烛B,实验中小明发现无论如何移动都无法让B和像重合,原因可能是____________,调整装置后,蜡烛B与蜡烛A的像____________;
(4)小红借来了旁边实验小组的玻璃板,放在蜡烛A的后面,她惊奇地发现,蜡烛A成了很多个像,如图丙所示。这些像与蜡烛A的大小关系是____________(选填“相等”或“越远越小”)。
(5)整合多次实验现象和数据,小明得出结论:像物关于平面镜对称。小明应用实验结论:像物关于平面镜对称,看到身后墙上的钟在玻璃板中的像如图丁所示,则实际的时间是____________。
角度02 平面镜成像的特点和规律
5.如图,一只鸟正在觅食,水面上出现了影子(甲)和倒影(乙),下列说法中正确的是( )
A.影子(甲)是光的反射形成的虚像
B.倒影(乙)是光在同种均匀介质中沿直线传播形成的
C.当鸟飞起来,越飞越高时,两个“影”都变小
D.鸟的倒影到水面的距离等于鸟到水面的距离
6.最近重庆四大温泉迎来旺季。泡温泉能给身体带来多重健康益处,但需科学控制时长。如图山山的温泉房内配了一个无数字极简风时钟,泡一会儿后他站到了岸边,他看到水中有时钟的倒影,下列说法正确的是( )
A.人在①处贴墙站一定能看到水中时钟的像
B.人在②处看到水中的像的时间为5:30
C.人在③处看到水中的像分针是顺时针旋转的
D.人从③处往④处移动时,时钟在水中的像会逐渐变大
7.小明同学身高1.7m,站在平面镜前2m处,镜中他的像的高度等于_________m,小明到镜中像的距离等于_______m。当小明向平面镜走近时,他在镜中的像的大小将_______。(选填“变大”“变小”或“不变”)
8.如图是一个便携式可折叠镜子,它由四个小平面镜组成。用手提起顶端的把手,小平面镜能在重力的作用下自动向下展开。小霞距离平面镜0.5 m,她在镜中的像与她相距___________m,当她靠近平面镜时,她在镜中的像大小___________(选填“变小”、“变大”或“不变”)。
角度03 根据平面镜成像特点判断像与物的位置关系
9.如图所示,将平面镜和铅笔竖直放置在水平桌面上,下列说法正确的是( )
A.若改用一块较小的平面镜,铅笔的像将暗
B.若改用一块较小的平面镜,铅笔的像将变小
C.若平面镜按图示箭头①方向转过45°,铅笔将与它的像平行
D.若铅笔按图示箭头②方向转过45°,铅笔将与它的像垂直
10.一只小鸟在平静的湖面上飞过,若水深为,小鸟距水面,则映在平静湖水的鸟的“倒影”距小鸟__________,若小鸟飞向水面,则鸟的“倒影”相对于小鸟是__________(选填“运动”或“静止”)的。
角度04 根据平面镜成像特点作光路图
11.(1)顾客站在倾斜放置的平面镜前观察自己的像。如图,用AB表示站在平面镜前的顾客,在图中画出其在镜中的像。
(2)小明要用如图所示的光路说明黑板反光的问题,A点表示小明的眼睛,OA是发生这种现象时的一条反射光线。请作出OA的入射光线并标出入射角的度数。
12.请画出:①烛焰上S点的像;②人眼从A处看平面镜中烛焰上S点的像的完整光路图。
角度05 凸面镜和凹面镜对光线的作用
12.图为自行车的尾灯。夜晚,当后方汽车的灯光照在它上面时,反射光线将沿与原光线平行的方向反射回去,故而司机看到尾灯特别亮。下列能反映自行车尾灯的原理的是( )
A. B. C. D.
13.如图是我国建造的全球最大口径球面射电望远镜,简称FAST,也被称为“天眼”。它的外形和_________(选填“凸面镜”或“凹面镜”)相似,其直径约500m,可以将来自遥远太空的微弱信号_________(选填“反射”或“折射”)后会聚起来,用来探索太空奥秘。
【例1】(2026·江苏无锡·中考真题)如下图所示,小华借助平面镜矫正姿势。下列说法正确的是( )
A.她靠镜面越近,所成的像越大 B.她在平面镜中所成的像是实像
C.她与镜面距离1m,则像与她的距离1m D.她抬起的脚尖和镜中像的脚尖连线与镜面垂直
【深化点拨】
(1)考查平面镜成像大小特点,像与物体大小始终相等,物体靠近镜面,视觉感觉像变大,但实际像的大小不变,属于高频易错点。
(2)考查实像与虚像辨析,平面镜成的是虚像,不能用光屏承接。
(3)考查物、像到镜面的距离关系,物到镜面距离等于像到镜面距离,物和像之间总距离是物距的两倍。
(4)考查物像位置关系,物体和对应像点的连线始终与平面镜镜面垂直。
【变式1-1】(2026·湖北武汉·中考真题)京剧被列入我国第一批国家级非物质文化遗产名录。如图所示,京剧演员手上的点通过平面镜所成像的位置是( )
A. B. C. D.
【变式1-2】(2026·江苏连云港·中考真题)如图所示,被隔板隔开的两个人偶不能直接“看到”对方,但人偶A可以从平面镜中“看到”人偶。人偶__(选填“能”或“不能”)从平面镜中“看到”人偶A,理由是_______。
【变式1-3】(2026·河南·中考真题)如图甲,科技节上,人在魔术箱旁,看到箱内遨游在空中的“完整”火箭,其实是半个火箭模型粘在箱内倾斜的平面镜上产生的视觉效果。请在图乙中画出人眼通过平面镜看到火箭模型上点的像的光路图。
【例2】(2026·辽宁·中考真题)某小组探究平面镜成像的特点。
(1)如图,将点燃的蜡烛A放在玻璃板前面,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B,在玻璃板后面移动,直到看上去它的位置与像的位置___________,在白纸上标记蜡烛A和像的位置。
(2)多次改变蜡烛A的位置,重复上面的实验,分别测量物体和像到镜面的距离,数据记录在下表中。
实验序号
1
2
3
4
5
6
物体到镜面的距离/cm
3.30
4.30
5.20
5.50
6.80
8.50
像到镜面的距离/cm
3.20
4.30
5.20
5.50
6.80
8.70
由表中数据可知:像与物体到镜面的距离___________。
(3)每次实验都发现蜡烛B与蜡烛A的像重合,说明像与物体的___________相等。
(4)交流评估
①有同学提出,应根据实验结论将表格中第1、6两组实验数据进行修改。老师指出这种做法是错误的,因为实验要尊重客观事实,___________是不可避免的。
②用两个相同的棋子也可以完成实验,在蜡烛和棋子中,你会选择___________做实验,理由是___________。
【深化点拨】
(1)考查平面镜成像实验的等效替代法,使用未点燃的相同蜡烛 B 去替代蜡烛 A 的像,直到与像完全重合,以此确定像的位置。
(2)考查物和像的距离规律,物体到玻璃板的距离与像到玻璃板的距离大致相等,实验数据微小偏差来自测量误差。
(3)考查物像大小关系,外形相同的蜡烛能够完全重合,直接说明平面镜成像时像与物体大小相等。
(4)考查多次实验的目的,多次改变蜡烛位置获取多组数据,避免实验偶然性,得到普遍的成像规律。
【变式2-1】(2026·云南·中考真题)用如图所示装置探究平面镜成像的特点,下列说法正确的是( )
A.用玻璃板代替平面镜是为了确定像的位置 B.蜡烛靠近玻璃板时,像将远离玻璃板
C.蜡烛远离玻璃板时,像的大小将变大 D.蜡烛在平面镜中所成的像是实像
【变式2-2】(2026·吉林长春·中考真题)在“探究平面镜成像的特点”的实验中:
(1)如图甲,在水平桌面上铺一张纸,将一块玻璃板竖立在纸上,使玻璃板与纸面___________。沿着玻璃板在纸上画一条直线,代表平面镜的位置。
(2)将点燃的蜡烛A立在玻璃板前,移动与A相同的未点燃的蜡烛B,直到蜡烛B与A的像重合,这说明平面镜所成的像与物体的大小___________。
(3)请在图乙中画出点在平面镜中的像。
【变式2-3】(2026·福建·中考真题)探究平面镜成像的特点,实验装置如图甲所示。画有“F”的纸板A和玻璃板相互垂直固定放置在桌面上,纸板B可前后折转。
(1)用玻璃板代替平面镜的目的是________。
(2)判断实像或虚像:将纸板B折转到像的位置,眼睛________(填“透过”或“不透过”)玻璃板观察纸板B上是否呈现“F”的像。
(3)透过玻璃板观察,只有纸板B与A在同一平面时,才能看到像在纸板B上,用笔在纸板B上将“F”的像临摹出来。对比发现像与物等大且到平面镜等距,像与物的连线与平面镜________。总结得出:像与物关于平面镜________。
(4)检查视力时,要求视力表与被测者距离5 m,但房间长度有限,可利用平面镜解决问题。如图乙,视力表与平面镜的距离2.7 m,被测者与平面镜的距离应为________m。
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1.同学们利用两支相同的蜡烛、白纸、带支架的薄玻璃板、刻度尺等器材,探究平面镜成像的特点。下列说法错误的是( )
A.用玻璃板做实验是为了确定像的位置。
B.玻璃板应竖直放置在水平桌面的白纸上
C.实验中取两支大小相同的蜡烛是为了确定像的虚实
D.实验时只点燃前面的蜡烛,后面的蜡烛不用点燃
2.小明在探究“平面镜成像原理”时,将点燃的蜡烛A放在平面镜前,观察到镜后有蜡烛的像。下列关于像形成原因的分析,正确的是( )
A.像是蜡烛A发出的光直接进入人眼形成的,与光的反射无关
B.像是蜡烛A发出的光经平面镜反射后,反射光线实际相交形成的
C.像是蜡烛A发出的光经平面镜反射后,反射光线的反向延长线相交形成的
D.像是蜡烛A发出的光的入射光线反向延长线相交形成的
3.秦皇岛位于河北省东北部,不仅有丰富的文化遗产,还拥有美丽的海岸线,是避暑度假的好去处。海鸥经常会在海边休息、觅食,如图所示,关于图中涉及的光学知识,下列说法错误的是( )
A.水面所成海鸥的像是虚像
B.海鸥的像是由于光的反射形成的
C.海鸥飞得越高,它在水中的像越小
D.当海鸥飞离水面0.5m时,海鸥与像的距离为1m
4.以镜正衣冠,小明身高1.6m,当他站在1m高的平面镜前2m处时,他在镜中的像到平面镜的距离为____________m,像的高度为_________m。他靠近平面镜的过程中,他在镜中像的大小___________(选填“变大”“变小”或“不变”)。
5.如图所示,一只水鸟站在水中觅食,从图中可以看到黑色影子和清晰的倒影。黑色的影子是由于__________形成的,清晰的倒影是__________(实像/虚像),当水鸟向高处飞行时,倒影的大小将___________(变大/变小/不变),能从不同角度看到水鸟,是因为发生了__________(镜面反射/漫反射)。
6.请根据平面镜成像特点在图中画出物体在平面镜中所成的像。
7.小滨用如图所示装置进行了“探究平面镜成像特点”的实验。
(1)他应选取两支外形____________(选填“相同”或“不同”)的蜡烛进行实验,玻璃板后方的蜡烛____________(选填“需要”或“不需要”)点燃。
(2)小滨选择用玻璃板代替平面镜进行实验的目的是____________。
(3)在实验中,无论怎么调节蜡烛B,都不能与A的像重合,原因可能是____________,纠正错误后,当蜡烛A远离玻璃时,它的像的大小将____________(选填“变大”、“变小”或“不变”)。
(4)在玻璃板后放一光屏,无论怎样移动光屏,光屏上都看不到蜡烛的像,说明平面镜成的像是____________像。
(5)实验过程中,小滨仔细观察,发现蜡烛的像有重影,请你帮小滨分析产生的这一现象的原因是____________。
(6)实验过程中,小滨需要进行多次实验,其目的是____________。
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8.如图是“探究平面镜成像特点”实验示意图,A为点燃的蜡烛,B是A通过玻璃板所成像的位置。关于该实验,下列说法正确的是( )
A.实验中成像的大小不会随蜡烛A位置的改变而改变
B.若蜡烛A比玻璃板大,则其所成的像一定不是完整的
C.若在B处放一光屏,能在光屏上承接到A的像
D.实验时,若玻璃板与水平桌面不垂直,则蜡烛A无法通过玻璃板成像
9.如图所示,固定在水面上方的光源S发出一束光线经水面反射后在光屏上有一个光斑A,已知光束与水面的夹角为40°,是光源经水面反射所成的像。下列说法正确的是( )
A.入射角的大小为40° B.当水面升高时,反射角将变小
C.当水面下降时,光斑A将向左移动 D.当水面升高时,到水面的距离变小
10.如图所示,站在平面镜前的小蓉以1m/s的速度远离平面镜走了2s,她在平面镜中像的大小______(选填“变大”、“变小”或“不变”),像相对于小蓉的速度为______m/s,2s后像相对于人距离变化了______m。
11.夜晚的绵阳,当涪江三桥上的灯光点亮时,涪江水上实景与江中“倒影”交相辉映,形成一幅绚丽多彩的图案。已知三桥下涪江水深为2m,桥上一彩灯距水面12m,则该彩灯的“倒影”距水面______m;若涪江水再上涨0.5m,则该彩灯与其对应的“倒影”相距______m。如图(2)所示,小芳站在竖起的穿衣镜前,现将一块和镜面一样大的木板如图放在镜子后面1m处,这时她______(选填“仍能”或“不能”)在镜中看到自己的像。
12.作图:如图甲,点光源S发出的一束光射向平面镜O点,请根据光的反射定律作出反射光线;如图乙,请根据平面镜成像的规律作出图中物体AB在平面镜中的像。
13.小华利用如图所示实验装置,探究平面镜成像规律。
(1)实验中,小华使用茶色玻璃代替平面镜,目的是____________。
(2)实验步骤:
①小华在水平桌面上铺一张白纸,纸上竖直放置一块茶色玻璃,如图甲所示,若MN这条线段表示平面镜所在的位置,则应将茶色玻璃的____________(选填“前表面”、“后表面”或“中间位置”)与之对齐;
②再拿一支外形相同的蜡烛B放在玻璃板后面移动,发现不管怎么移动蜡烛B,都无法与蜡烛A的像完全重合,你认为可能是因为____________,修改问题后,小华移动蜡烛B直到从多个角度看上去都跟蜡烛A的像完全重合,说明在平面镜成像中,像与物等大。并在蜡烛A、蜡烛B和透明玻璃下方做好标记;
③将蜡烛A靠近玻璃时,仿照步骤②再做多次实验,测出蜡烛A和蜡烛B到玻璃板的距离,将数据记入表格。
(3)移去后面的蜡烛,并在其所在位置上放一光屏,眼睛____________(选填“直接”或“透过玻璃板”)观察光屏,发现光屏上没有像,说明平面镜所成的是____________(选填“虚像”或“实像”)。
(4)小华发现蜡烛A的像A'偏暗,为了使A的像更亮,应该____________(选填“照亮蜡烛A”或“照亮玻璃板”)。
(5)小明在实验中采用的是厚玻璃板,他观察到蜡烛A通过玻璃板成了两个清晰的像k1和k2,如图乙所示,则像k1到成像面的距离为____________(选填“v1”或“v2”),k1和k2之间的距离为____________(用“v1”、“v2”表示)若在图乙中k1和k2两个像中间放置一块不透明薄挡板,则小明在蜡烛A这一侧透过玻璃板能看到____________(选填“只有k1”“只有k2”或“k1和k2”)。
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14.如图是小明设计的能同时看到昆虫背部和腹部的观察箱。下列说法正确的是( )
A.黑暗的环境使昆虫成像更清晰
B.平面镜成的是昆虫的实像
C.若将昆虫水平向左移动,则它在平面镜A中的像变小
D.若将昆虫水平向左移动,则它在平面镜B中的像竖直向下移动
15.如图,小华利用茶色薄玻璃板制作了一款“临摹神器”,可在白纸上临摹屏幕上画面。若手机屏幕与白纸的夹角为80°,要使手机画面通过玻璃板所成像正好处在白纸上,玻璃板与桌面的夹角应为( )
A.10° B.50° C.80° D.100°
16.如图所示,水平桥面上有许多高度、大小相同的路灯,靠近岸边浅水区的路灯A与桥中心深水区的路灯B相比,路灯A的像到水面的距离______(大于/等于/小于)路灯B的像到水面的距离;若湖水上涨了0.3m,则此时路灯B的像到它的距离改变了______m,像的大小______(填变化情况)。
17.“见光不见灯”是现代照明设计中的一种理念,设计师通过巧妙的布局实现“只见其光,不见其源”的效果。如图所示,R为不透明的装饰隔断,MN为平面镜,A为隐蔽的灯带。请画出灯带A发出的光经平面镜反射后,能够照亮隔断右侧地面区域的光路图。
18.小星和小华用如图甲所示的装置验证平面镜成像特点,图乙是玻璃板的示意图。实验准备了完全相同的棋子A和B、刻度尺等器材。
(1)将一张方格纸放在水平桌面上,再将______(选填“单面镜”、“透明玻璃板”或“茶色玻璃板”)______放置在方格纸上代替平面镜,这样做的好处是______;
(2)图甲中以棋子A作为物体,选用MN这条线段表示平面镜所在的位置,则应将玻璃板的______(选填“前表面”、“后表面”或“中间位置”)与之对齐;
(3)由于玻璃板较厚,透过玻璃板能看到两个像(如图丙),接下来应使棋子B在玻璃板后面移动直到与______(选填A'或A'')重合,说明像与物大小相等。这种确定像与物大小关系的方法称为______,此时棋子B用来替代______(选填“棋子A”、“棋子A的像”);
(4)小星同学调整器材位置观察到棋子A的像,同组的小华站在他的右侧,却没有看到像,如图甲所示,在不改变棋子A位置的前提下:
方法一:将平面镜沿着MN方向,向______(选填“左”或“右”)移动;
方法二:以茶色玻璃左侧边OM为轴,将平面镜适当向______(选填“前”或“后”)表面转动;
上述两个方法小华所看到的像______(选填“在”或“不在”)同一位置;
(5)如图丁所示,两个平面镜L1和L2平行竖直放置,两镜相距s,物体A在两镜之间,A在L1中的一个像是A1,A在L2中的一个像是A2,已知A1、A2相距s1,当物体A在两镜之间移动时,A在两镜里成的像A1、A2的距离s1的变化情况是______(选填“变大”“不变”或“变小”);
(6)如图丙所示,小星采用了较厚的玻璃板进行实验,观察到两个像,并测量两个像到MN的距离分别为L1=1cm、L2=1.4cm,则可知玻璃板的厚度为______cm。
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第4.2节 平面镜成像
目录
01 本节导航·目标清单
02 教材精研·内容全解
考点01 平面镜成像特点
考点02 平面镜成虚像的原理
考点03 平面镜的应用
03 避坑指南·解题通法
角度01 探究平面镜成像特点实验
角度02 平面镜成像的特点和规律
角度03 根据平面镜成像特点判断像与物的位置关系
角度04 根据平面镜成像特点作光路图
角度05 凸面镜和凹面镜对光线的作用
04 真题闯关·溯源演练
05 课后三阶·精准练习
目标导航
方法指导
1.完成平面镜成像探究实验,明白玻璃板替代平面镜、选用等大蜡烛的目的。
2.熟记平面镜成像特点:等大、等距、垂直、虚像。
3.掌握平面镜成像作图两种方法,区分实像与虚像。
4.利用成像规律解决移动物体、像距变化的计算题。
1.玻璃板薄一些,防止前后两个面形成重影。
2.虚像必须使用虚线绘制。
3.平面镜只改变光路,不改变像大小。
知识导图
考点01 平面镜成像特点
1、什么是像:当你照镜子时可以看见自己的“像”,镜子里的自己就是自己经过平面镜所成的像。平静的水面上物体的倒影,也是物体通过水面这面镜子所成的像。这个像不同于影子,它能反映物体的面貌。
2、探究平面镜成像的特点
提出问题
平面镜成像时,像的位置、大小跟物体的位置、大小有什么关系
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
实验器材
薄玻璃板一块、支架、笔一只、两支相同的蜡烛、刻度尺、白纸等
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(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,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,用量角器测量蜡烛和像连线与镜面的夹角。
(6)用刻度尺分别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。
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
10
10
等大
垂直
2
15
15
等大
垂直
3
20
20
等大
垂直
4
25
25
等大
垂直
分析与论证
(1)未点燃的蜡烛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,蜡烛和它的像的连线与镜面垂直,蜡烛的像到平面镜的距离与蜡烛到平面镜的距离相等。
探究归纳
平面镜成像的特点:平面镜所成像的大小与物体大小相等,像和物体到平面镜的距离相等,像和物体的连线与平面镜垂直,即平面镜所成的像与物体关于平面镜对称。
【深化点拨】
探究平面镜成像的特点注意事项
(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。
1.身高1.5m的小明,站在竖直放置的平面镜前2m处,看到镜中自己的像,下列说法正确的是( )
A.镜中的像高2m B.镜中的像是实像
C.像到他的距离为4m D.他远离平面镜,镜中的像变小
【答案】C
【详解】A.平面镜成像特点,像与物大小等大,小明身高1.5m,像高也是1.5m,故A错误;
B.平面镜成正立的虚像,故B错误;
C.平面镜成像时,像与物到镜面距离相等,小明到镜面距离,像到镜面距离,像到小明的距离,故C正确;
D.平面镜所成的像与物体大小相等,小明远离平面镜时,自身大小不变,故像的大小不变,故D错误。
故选C。
2.重庆千厮门大桥距江面70m,是观看洪崖洞夜景的最佳观测点,大桥在水中的倒影是由于光的______________形成的;连续的降雨使江水上涨1m,此时大桥倒影到大桥的距离为______________m。
【答案】 反射 138
【详解】水中倒影属于平面镜成像,由光的反射形成;
江水上涨后大桥到水面的距离为
由平面镜成像特点,像到水面的距离等于物到水面的距离,故倒影到大桥的距离为
3.如图,小明和小华同学做“探究平面镜成像的特点”实验。
(1)用玻璃板代替平面镜进行实验不仅可以成像,还便于确定像的__________。
(2)先在水平桌面上铺一张白纸,纸上竖直放置一块玻璃板并记录平面镜的位置。为了确定像的位置,在玻璃板前放一支点燃的蜡烛A,在玻璃板后放一支__________(选填“点燃”或“不点燃”)的蜡烛B。
(3)如果将蜡烛A向靠近镜面的方向移动,那么所成像的大小将__________(填“变大”、“变小”或“不变”)。
【答案】(1)位置
(2)不点燃
(3)不变
【详解】(1)玻璃板是透明的,既可以反射光线成像,还能透过玻璃板观察到玻璃板另一侧的物体,因此便于确定像的位置。
(2)实验中蜡烛A是点燃的,它的像会出现在玻璃板后方,如果蜡烛B也点燃,玻璃板后方环境过亮,会导致蜡烛A的像变得不清晰,无法准确与像重合来确定像的位置,因此蜡烛B需要选择不点燃的。
(3)根据平面镜成像的特点,平面镜所成的像与物体的大小始终相等,与物体到镜面的距离无关,当蜡烛A向靠近镜面的方向移动时,蜡烛A自身的大小没有改变,因此它所成的像的大小将不变。
考点02 平面镜成虚像的原理
1、平面镜成虚像:在探究平面镜成像特点的实验中,在平面镜前放一支点燃的蜡烛,在镜子中会出现一个正立蜡烛的像,但将光屏放在平面镜后蜡烛像的位置时,光屏上却没有出现蜡烛的像,可见平面镜所成的像是不存在的,是虚像。
(1)实像:由物点发出的光线经透镜折射,所有折射线均可会聚于一点,该点叫做物点的实像点,所有实像点的集合叫做物体的像。实像的例子有:①投影仪的成像;②照相机的成像;③小孔成像;④通过凸透镜或凹透镜在焦距内看到的像。
(2)虚像:由物点发出的光线,经透镜折射其折射线反向延长线的交点叫做该物点的虚像点,其集合叫做物体的虚像。虚像的例子有①水的成像;②平面镜成像;③放大镜所看到的像。
2、平面镜成像作图
作平面镜成的像主要有两种方法:一是根据平面镜成像原理(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'。
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):作出物体AB关于平面镜的对称点A'B',连接B'A'即为物体AB的像。
①分别过A、B两点作平面镜的垂线(像与物的连线与平面镜垂直)。
②分别取A'、B',使A'、B'到平面镜的距离等于A、B到平面镜的距离(像与物到平面镜的距离相等)。
③连接A'、B'并且箭头方向不变,A'B'即为物体AB的像。
【深化点拨】
1.平面镜成像作图注意事项:在作图时,光线和界面用实线表示,法线和反向延长线用虚线表示。
2.实像和虚像的解题思路点拨
实像和虚像的不同点:
(1)成因不同,实像是由实际光线会聚而成的而虚像是由实际光线的反向延长线会聚而成的。
(2)像的正倒不一样,实像一般是倒立的,而虚像是正立的。
(3)呈现效果不同,实像可以用光屏接收,而虚像不能用光屏接收。
共同点:实像和虚像都能用眼睛看得到。
1.把吉祥物放在平面镜前,如图若将吉祥物远离平面镜放置时,下列说法正确的是( )
A.虚像大小不变,像离吉祥物的距离变大 B.实像大小不变,像离吉祥物的距离变小
C.虚像大小不变,像离吉祥物的距离变小 D.虚像变小,像离吉祥物的距离变小
【答案】A
【详解】平面镜成虚像,像与物大小相等,像与物到镜面的距离相等;设吉祥物到平面镜的距离为,像到平面镜的距离为,则,像到吉祥物的距离;吉祥物远离平面镜时,变大,像的大小不变,变大。故A正确,BCD错误。故选A。
2.检查视力时要求检查者与视力表相距,小芳同学在学校医务室检查视力,由于空间有限,用下面左图方式检查,她应该距离平面镜_________,她在平面镜里看到的视力表是_________(选填“实像”或“虚像”)。
【答案】 2.2m 虚像
【详解】由图可知视力表到平面镜的距离为,根据平面镜成像时像与物到镜面的距离相等可得:视力表的像到平面镜的距离也为2.8m。要求人与视力表的像相距5m,故人到平面镜的距离为
由平面镜成像特点可知,平面镜所成的像为虚像。
【对实像和虚像的理解】
成因
特点
实例
实像
实际光线会聚所成的像
既可以用眼睛直接观察,又可以用光屏承接
小孔成像
虚像
不是实际光线会聚而成的,而是由实际光线的反向延长线相交形成的
只能用眼睛直接观察,不能用光屏承接
平面镜成像、水中倒影、水中的鱼
考点03 平面镜的应用
1、平面镜的应用
(1)利用平面镜成像(穿衣镜)。
(2)改变光路(海底潜望镜)。
(3)扩大视野空间(商店装饰)。
2、平面镜的应用分类
应用分类
示例
成像
照镜子
舞蹈演员纠正自己的舞姿
改变光路
太阳能电站
潜望镜
扩大视觉空间
墙上装平面镜,感觉空间更大
利用平面镜在较小空间内完成视力检查
3、潜望镜的应用: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。
4、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。
5、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。
6、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。
7、凸面镜:用球面的外表面作反射面的镜子叫凸面镜。
(1)特点:凸面镜对光有发散作用,平行光射到凸面镜上,反射后成为发散光。
(2)应用:使用凸面镜能起到扩大视野的作用,所以汽车的后视镜和道路转弯处的反射镜都是凸面镜。
8、凹面镜:用球面的内表面作反射面的镜子叫凹面镜。
(1)特点:凹面镜对光有会聚作用,平行光射到凹面镜上,反射后会聚到一点。
(2)应用
①使用凹面镜对光的会聚作用的有:太阳灶、奥运圣火采集器等。
②由光路可逆原理可知,由一点发出的光经凹面镜反射后可成为平行光,这一特点的常见应用有:探照灯、各种机动车的前灯、医用头灯等。
【深化点拨】
1.凸面镜与凹面镜解题思路点拨:凸面镜和凹面镜的应用思路主要基于它们对光线不同的作用效果:凸面镜通过发散光线来扩大视野或产生变形效果,而凹面镜则通过会聚光线来实现集中照明或观察远距离物体。这两种镜子在日常生活和科学领域中都有广泛的应用。
2.平面镜在生活中有广泛的应用: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。
1.关于凸面镜和凹面镜,下列说法正确的是( )
A.汽车的后视镜是凹面镜
B.手电筒的灯碗是凹面镜
C.医生检查病人口腔时用的反光镜是凸面镜
D.光在凸面镜和凹面镜表面反射时不遵循光的反射定律
【答案】B
【详解】A.汽车的后视镜是凸面镜,对光线有发散的作用,可以扩大视野,故A错误;
B.手电筒的灯碗是凹面镜,放在凹面镜焦点上的灯泡发出的光,经凹面镜反射后会成为平行光射出,故B正确;
C.医生检查病人口腔时用的反光镜是凹面镜,可以成正立放大的虚像,便于观察,故C错误,
D.凸面镜和凹面镜对光线的作用都遵守光的反射规律,故D错误。
故选B。
2.在路的急拐弯处装上的是________(填“平面镜”“凸面镜”或“凹面镜”),以减少事故的发生;湖面“波光粼粼”属于________(填“镜面反射”或“漫反射”),这种反射________(选“遵循”或“不遵循”)光的反射定律。
【答案】凸面镜 镜面反射 遵循
【详解】路的急拐弯处安装凸面镜,凸面镜对光线有发散作用,能够扩大驾驶员的视野,让司机提前看到弯道另一侧的路况,从而减少事故。
湖面相对平整光滑,“波光粼粼”的现象是平行光照射到湖面时发生镜面反射形成的;镜面反射和漫反射都属于光的反射,所有光的反射现象都遵循光的反射定律。
平面镜成像的综合应用及解题步骤
1.实验探究细节:探究平面镜成像特点是实验题的重灾区,核心在于如何确定像的位置。
(1)器材选择:必须使用薄玻璃板代替平面镜。
(2)原因:玻璃板既能反光成像,又能透光看到背后的物体,便于确定像的位置。
(3)避坑:玻璃板太厚会成两个像(前后表面各反射一次),干扰实验,所以选薄的。
(4)等效替代法:拿一支完全相同但不点燃的蜡烛在玻璃板后移动,直到它与像完全重合。
(5)目的:验证像与物的大小相等,并确定像的位置。
(6)环境要求:实验最好在较暗的环境中进行,点燃的蜡烛越亮越好,这样像更清晰。
(7)避坑点:如果无论怎么移动后面的蜡烛都无法重合,原因通常是玻璃板没有竖直放置(与桌面不垂直),导致像偏高或偏低。
2.成像特点:平面镜成像的特点可以概括为“正立、等大、虚像、对称”。
(1)等大:像的大小只与物体本身大小有关,与距离无关。
(2)错觉:人走近平面镜觉得像变大了,那是“视角”变大,像的实际大小没变。
(3)等距:像到镜面的距离等于物体到镜面的距离。
(4)垂直:像与物的连线与镜面垂直。
(5)虚像:成的是正立的虚像,光屏承接不到(因为不是实际光线汇聚而成的)。
3.作图规范:在画光路图或成像图时,线条的虚实是扣分点。
(1)实线:实际光线(入射光线、反射光线)、实际物体、实际存在的镜子背面(涂阴影)。
(2)虚线:法线(辅助线);反向延长线(用于找虚像);虚像本身(通常用虚线画轮廓);进入人眼的光线如果是反向延长汇聚的,那部分也是虚的。
(3)对称法作图:利用“像物关于镜面对称”作图最快。先找关键点,做垂线,量等距,画虚像。
4.动态变化问题:当物体或镜子移动时,像怎么动?
(1)物动镜不动:物体以速度v垂直靠近镜面,像也以速度v垂直靠近镜面。此时像相对于物体的速度是2v。
(2)镜动物不动:若平面镜以速度v 垂直靠近物体,像会以速度2v靠近物体(因为物距减小x,像距也要减小x,像总共移动了2x)。
(3)角度旋转:若入射光不变,平面镜转动 θ角,反射光线转动2θ角(同光的反射定律)。
角度01 探究平面镜成像特点实验
1.如图所示。在“探究平面镜成像的特点”实验中。下列说法中( )
①只把玻璃板向左平移,蜡烛的像的位置不变
②把光屏放在玻璃板后,无论如何移动,都不能承接到蜡烛的像
③蜡烛距玻璃板越远,蜡烛的像就越小
④用玻璃板代替平面镜,是为了观察到的蜡烛的像更清晰
A.只有①②正确 B.只有②④正确 C.只有①④正确 D.只有③④正确
【答案】A
【详解】① 平面镜成像时像与物关于镜面对称,玻璃板向左平移时镜面所在平面位置不变,像的位置不变,故①正确;
②平面镜成虚像,虚像不能呈现在光屏上,光屏不能承接到像,故②正确;
③平面镜成像时像与物大小相等,像的大小与物距无关,像的大小不变,故③错误;
④用玻璃板代替平面镜是为了透过玻璃板看到后面的蜡烛,便于确定像的位置,故④错误。
故选A。
2.在“平面镜成像”教学中,老师表演了小魔术“浇不灭的蜡烛”(如图所示)以激发同学们的兴趣。向水平桌面上的玻璃杯中逐渐加水,透过玻璃板,会看到杯中“燃烧的蜡烛”并没有被水浇灭。
(1)点燃的蜡烛和盛水的玻璃杯应放在玻璃板的___________(选填“同侧”或“异侧”),才能看到这个“浇不灭的蜡烛”现象;
(2)若魔术表演前图甲中竖立的玻璃板水平向左移动了少许,为保证魔术顺利,图中玻璃杯应___________(选填“仍放在原位置”“向左移动少许”或“向右移动少许”)。
【答案】(1)异侧
(2)仍放在原位置
【详解】(1)因为平面镜成像中像和物体在平面镜的异侧,点燃的蜡烛和盛水的玻璃杯应放在玻璃板的异侧,小心地移动盛水的玻璃杯,直到蜡烛的像完全在盛水的玻璃杯中为止。
(2)如果将竖立的玻璃板水平向左移动少许,蜡烛的位置不变,根据平面镜成像特点,像与物体关于镜面对称,所以在水平向左移动的过程中,对称面的位置不变,蜡烛像的位置不变,玻璃杯仍在原位置。
3.在“探究平面镜成像特点”的活动中:
(1)实验中用玻璃板代替平面镜,利用了玻璃透明的特点,便于______;
(2)小心地移动B蜡烛,直到与A蜡烛的像______为止,表明像与物的大小相同;
(3)记录下A、B两支蜡烛在纸上的位置如图乙所示,通过分析得出像与物到玻璃板的距离相等,像与物的连线与玻璃板垂直;为了证实上述有关成像特点是否可靠,你认为应采取的操作是______;
A.保持A、B两支蜡烛的位置不变,多次改变玻璃板的位置进行观察、测量
B.保持玻璃板的位置不变,多次改变蜡烛A的位置,进行与上述(3)相同的操作
(4)为了探究像的虚实,正确的操作:将蜡烛B取走,将一块不透明挡板放在图丙中的______(1/2/3)位置,直接观察挡板,发现挡板上______(选填“能”“不能”)看到蜡烛A的像;
(5)若实验时,玻璃板不与水平桌面垂直,如图丁所示,则发生的现象是______;
A.蜡烛A仍然成像在蜡烛B处
B.蜡烛A成像位于水平面偏上方
C.蜡烛A成像位于水平面偏下方
【答案】(1)确定像的位置
(2)完全重合
(3)B
(4) 3 不能
(5)B
【详解】(1)玻璃板是透明的,实验中可以透过玻璃板观察到另一侧,从而确定蜡烛A的像的位置,这是平面镜无法实现的。
(2)当完全相同的蜡烛B与蜡烛A的像完全重合时,就可以直观说明像和物体的大小相等,这是等效替代法的应用。
(3)仅一次实验得出的结论具有偶然性,为了得到普遍规律,需要保持玻璃板位置不变,多次改变蜡烛A的位置重复实验;如果改变玻璃板位置,原有的物像对应关系会被破坏,无法验证成像特点,故选B。
(4)为了探究平面镜成的像是虚像还是实像,可将光屏放置在像的位置,观察光屏上是否能承接到像,如果光屏上不能承接到像,说明平面镜成的是虚像。所以应将不透明挡板放在图丙中的3位置。
(5)根据平面镜成像特点:像与物关于镜面对称,当玻璃板向蜡烛A一侧倾斜时,蜡烛A的像会成在水平面的偏上方,导致桌面上的蜡烛B无法和A的像重合,故选B。
4.小明和小红利用如图甲所示实验装置“探究平面镜成像的特点”。
(1)实验选用玻璃板代替平面镜的原因是便于____________。
(2)实验中选取A、B两支完全相同的蜡烛的目的是比较像与物的____________关系。
(3)如图乙所示,为了确定蜡烛A的像的位置,眼睛应在____________(选填“a”“b”或“c”)位置进行观察,并同时移动蜡烛B,实验中小明发现无论如何移动都无法让B和像重合,原因可能是____________,调整装置后,蜡烛B与蜡烛A的像____________;
(4)小红借来了旁边实验小组的玻璃板,放在蜡烛A的后面,她惊奇地发现,蜡烛A成了很多个像,如图丙所示。这些像与蜡烛A的大小关系是____________(选填“相等”或“越远越小”)。
(5)整合多次实验现象和数据,小明得出结论:像物关于平面镜对称。小明应用实验结论:像物关于平面镜对称,看到身后墙上的钟在玻璃板中的像如图丁所示,则实际的时间是____________。
【答案】(1)确定像的位置
(2)大小
(3) a 玻璃板没有与水平桌面垂直放置 完全重合
(4)相等
(5)10:15
【详解】(1)玻璃板是透明的,既能反射成像,又能透过玻璃板观察到另一侧的蜡烛B,因此可以方便确定像的位置。
(2)选取两支完全相同的蜡烛,是用未点燃的蜡烛B去等效替代蜡烛A的像,以此直接比较像和物的大小关系。
(3)平面镜成的是虚像,需要在物体A的同侧(即位置)透过玻璃板观察像;如果玻璃板没有和桌面垂直,蜡烛A的像会偏到桌面上方或下方,导致桌面上的蜡烛B始终无法和像重合;调整正确后,蜡烛B会与A的像完全重合,验证像物大小相等。
(4)平面镜成像始终满足像与物大小相等,多个像只是位置不同,大小都和物体A相等。
(5)平面镜的像与物体关于镜面对称,相当于把原图左右翻转,丁图的像翻转后对应的实际时间为10:15。
角度02 平面镜成像的特点和规律
5.如图,一只鸟正在觅食,水面上出现了影子(甲)和倒影(乙),下列说法中正确的是( )
A.影子(甲)是光的反射形成的虚像
B.倒影(乙)是光在同种均匀介质中沿直线传播形成的
C.当鸟飞起来,越飞越高时,两个“影”都变小
D.鸟的倒影到水面的距离等于鸟到水面的距离
【答案】D
【详解】A.影子(甲)是鸟挡住太阳光,在水面形成的暗影区,是光沿直线传播形成的,故A错误;
B.倒影(乙)是平面镜成像,由光的反射形成,故B错误;
C.倒影(乙)是平面镜成像,像与物等大,鸟飞高时倒影大小不变,影子会变小,故C错误;
D.倒影(乙)是平面镜成像,像到水面的距离等于鸟到水面的距离,故D正确。
故选D。
6.最近重庆四大温泉迎来旺季。泡温泉能给身体带来多重健康益处,但需科学控制时长。如图山山的温泉房内配了一个无数字极简风时钟,泡一会儿后他站到了岸边,他看到水中有时钟的倒影,下列说法正确的是( )
A.人在①处贴墙站一定能看到水中时钟的像
B.人在②处看到水中的像的时间为5:30
C.人在③处看到水中的像分针是顺时针旋转的
D.人从③处往④处移动时,时钟在水中的像会逐渐变大
【答案】B
【详解】A.人在①处贴墙时,时钟反射的光经水面反射后的反射光线无法进入①处人眼,因此一定看不到水中时钟的像,故A错误;
B.水面相当于平面镜,像与物关于水面对称。观察放大图,时钟显示时间为9:45,人在②处看到水中的像分针在最下方,时针在5点位置,时间为5:30,故B正确;
C.平面镜成像时,像与物关于镜面对称。实际时钟分针顺时针旋转,经过水面成像后,像中的分针变为逆时针旋转,故C错误;
D.根据平面镜成像特点,像与物大小相等。人从③处往④处移动时,时钟在水中的像大小不变,故D错误。
故选B。
7.小明同学身高1.7m,站在平面镜前2m处,镜中他的像的高度等于_________m,小明到镜中像的距离等于_______m。当小明向平面镜走近时,他在镜中的像的大小将_______。(选填“变大”“变小”或“不变”)
【答案】 1.7 4 不变
【详解】由平面镜成像规律可知,像与物大小相等,故镜中像的高度等于小明身高1.7m;
像与物到平面镜的距离相等,故小明到镜中像的距离为
因像的大小始终与物体大小相等,小明身高不变,故他向平面镜走近时,镜中像的大小不变。
8.如图是一个便携式可折叠镜子,它由四个小平面镜组成。用手提起顶端的把手,小平面镜能在重力的作用下自动向下展开。小霞距离平面镜0.5 m,她在镜中的像与她相距___________m,当她靠近平面镜时,她在镜中的像大小___________(选填“变小”、“变大”或“不变”)。
【答案】 1 不变
【详解】由平面镜成像特点,像与物到镜面的距离相等,故像与她的距离为
因平面镜成像时像与物大小相等,故她靠近平面镜时,物体大小不变,像的大小不变。
角度03 根据平面镜成像特点判断像与物的位置关系
9.如图所示,将平面镜和铅笔竖直放置在水平桌面上,下列说法正确的是( )
A.若改用一块较小的平面镜,铅笔的像将暗
B.若改用一块较小的平面镜,铅笔的像将变小
C.若平面镜按图示箭头①方向转过45°,铅笔将与它的像平行
D.若铅笔按图示箭头②方向转过45°,铅笔将与它的像垂直
【答案】D
【详解】A.像的亮度由物体的入射光强度决定,只要小平面镜能承接铅笔的反射光形成完整像,像的亮度不会变暗,故A错误;
B.平面镜成像时,像与物大小相等,改用较小平面镜,像的大小不变,故B错误;
C.平面镜按箭头①方向转过45°,镜面与竖直方向夹角为45°,铅笔竖直,与镜面夹角,由平面镜成像特点可知像与物关于镜面对称,像与镜面夹角,铅笔与像的夹角,即相互垂直,故C错误;
D.铅笔按箭头②方向转过45°,铅笔与竖直镜面夹角,由平面镜成像特点可知像与物关于镜面对称,像与镜面夹角,铅笔与像的夹角,即相互垂直,故D正确。
故选D。
10.一只小鸟在平静的湖面上飞过,若水深为,小鸟距水面,则映在平静湖水的鸟的“倒影”距小鸟__________,若小鸟飞向水面,则鸟的“倒影”相对于小鸟是__________(选填“运动”或“静止”)的。
【答案】 16 运动
【详解】根据平面镜成像特点,像与物体到镜面的距离相等,小鸟距水面8m,则小鸟的像距离水面也是8m,故鸟与倒影的距离为
当小鸟飞向水面,小鸟到水面的距离减小,倒影(像)到水面的距离也减小,因此小鸟和倒影二者之间的距离随之变小,倒影相对于小鸟的位置不断发生变化,所以鸟的“倒影”相对于小鸟是运动的。
角度04 根据平面镜成像特点作光路图
11.(1)顾客站在倾斜放置的平面镜前观察自己的像。如图,用AB表示站在平面镜前的顾客,在图中画出其在镜中的像。
(2)小明要用如图所示的光路说明黑板反光的问题,A点表示小明的眼睛,OA是发生这种现象时的一条反射光线。请作出OA的入射光线并标出入射角的度数。
【答案】(1)
(2)
【详解】(1)分别过点A、点B作平面镜的垂线,取像点A'、B',使A'、B'到镜面的距离分别和A、B到镜面的距离相等;用虚线连接A'、B',A'B'就使AB在镜中的虚像。
(2)先过入射点O作垂直于黑板(反射面)的法线(用虚线表示);已知反射光线OA与反射面的夹角为30°,因此反射角为;根据光的反射定律,入射角等于反射角,入射角也为60°;
在法线左侧,以O为端点画出入射光线,使入射光线与法线的夹角为60°,标注入射光线的指向(箭头朝向O点),并在入射光线和法线的夹角处标注60°,据此作图。
12.请画出:①烛焰上S点的像;②人眼从A处看平面镜中烛焰上S点的像的完整光路图。
【答案】
【详解】先通过平面镜作出发光点S的对称点S′即为S的像;连接S′A交平面镜于点O,连接SO即为入射光线,OA为反射光线,据此作图。
角度05 凸面镜和凹面镜对光线的作用
12.图为自行车的尾灯。夜晚,当后方汽车的灯光照在它上面时,反射光线将沿与原光线平行的方向反射回去,故而司机看到尾灯特别亮。下列能反映自行车尾灯的原理的是( )
A. B. C. D.
【答案】A
【详解】自行车尾灯的原理是利用多组平面镜垂直放置组成的角反射器,入射的平行光经过反射后,最后反射出的反射光线是平行的且与最初的入射光线平行。
A.此图中平面镜垂直放置,入射的平行光经过反射后,最后反射出的反射光线是平行的且与最初的入射光平行,是反映自行车尾灯的原理的光路图,故A符合题意;
B.此图为潜望镜的反射光路图,可反映潜望镜的原理,故B不符合题意;
C.此图为平行光射在凸面镜上的光路图,可反映汽车后视镜和街头路口的反光镜的原理,故C不符合题意;
D.此图为平行光射在凹面镜上的光路图,可反映太阳灶和汽车前灯的反光装置的原理,故D不符合题意。
故选A。
13.如图是我国建造的全球最大口径球面射电望远镜,简称FAST,也被称为“天眼”。它的外形和_________(选填“凸面镜”或“凹面镜”)相似,其直径约500m,可以将来自遥远太空的微弱信号_________(选填“反射”或“折射”)后会聚起来,用来探索太空奥秘。
【答案】 凹面镜 反射
【详解】[1][2]凹面镜对光有会聚作用,“天眼”(FAST)的外形和凹面镜相似,它可以将来自遥远太空的微弱信号通过反射后会聚起来,从而探索太空奥秘。
【例1】(2026·江苏无锡·中考真题)如下图所示,小华借助平面镜矫正姿势。下列说法正确的是( )
A.她靠镜面越近,所成的像越大
B.她在平面镜中所成的像是实像
C.她与镜面距离1m,则像与她的距离1m
D.她抬起的脚尖和镜中像的脚尖连线与镜面垂直
【答案】D
【详解】A.由平面镜成像特点可知像与物大小相等,她靠镜面越近,所成的像大小不变,故A错误;
B.平面镜所成的像是虚像,故B错误;
C.由平面镜成像特点可知像与物到镜面的距离相等,她与镜面距离1m,则像与镜面距离也为1m,像与她的距离为1m+1m=2m,故C错误;
D.由平面镜成像特点可知像与物的连线与镜面垂直,所以她抬起的脚尖和镜中像的脚尖连线与镜面垂直,故D正确。
故选D。
【深化点拨】
(1)考查平面镜成像大小特点,像与物体大小始终相等,物体靠近镜面,视觉感觉像变大,但实际像的大小不变,属于高频易错点。
(2)考查实像与虚像辨析,平面镜成的是虚像,不能用光屏承接。
(3)考查物、像到镜面的距离关系,物到镜面距离等于像到镜面距离,物和像之间总距离是物距的两倍。
(4)考查物像位置关系,物体和对应像点的连线始终与平面镜镜面垂直。
【变式1-1】(2026·湖北武汉·中考真题)京剧被列入我国第一批国家级非物质文化遗产名录。如图所示,京剧演员手上的点通过平面镜所成像的位置是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【详解】根据平面镜成像特点可知,物与像到平面镜的距离相等,物与像的连线与平面镜垂直,即物与像关于平面镜对称,则京剧演员手上的点通过平面镜所成像的位置是,故B符合题意,ACD不符合题意。
故选B。
【变式1-2】(2026·江苏连云港·中考真题)如图所示,被隔板隔开的两个人偶不能直接“看到”对方,但人偶A可以从平面镜中“看到”人偶。人偶__(选填“能”或“不能”)从平面镜中“看到”人偶A,理由是_______。
【答案】 能 在光的反射现象中,光路是可逆的
【详解】人偶A能从平面镜中看到人偶B,说明B反射的光经平面镜反射后能进入A的眼睛;根据光的反射中光路可逆的原理,A反射的光经平面镜反射后也能进入B的眼睛,因此人偶B也能从平面镜中看到人偶A。
【变式1-3】(2026·河南·中考真题)如图甲,科技节上,人在魔术箱旁,看到箱内遨游在空中的“完整”火箭,其实是半个火箭模型粘在箱内倾斜的平面镜上产生的视觉效果。请在图乙中画出人眼通过平面镜看到火箭模型上点的像的光路图。
【答案】
【详解】平面镜成像原理是光的反射,平面镜成正立、等大的虚像,即与A关于镜面对称,连接人眼与,与镜面交点为入射点,连接A与入射点,入射光线从A指向入射点,反射光线从入射点指向人眼,与入射点的连线为反射光线的反向延长线,需画为虚线,如图所示:
【例2】(2026·辽宁·中考真题)某小组探究平面镜成像的特点。
(1)如图,将点燃的蜡烛A放在玻璃板前面,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B,在玻璃板后面移动,直到看上去它的位置与像的位置___________,在白纸上标记蜡烛A和像的位置。
(2)多次改变蜡烛A的位置,重复上面的实验,分别测量物体和像到镜面的距离,数据记录在下表中。
实验序号
1
2
3
4
5
6
物体到镜面的距离/cm
3.30
4.30
5.20
5.50
6.80
8.50
像到镜面的距离/cm
3.20
4.30
5.20
5.50
6.80
8.70
由表中数据可知:像与物体到镜面的距离___________。
(3)每次实验都发现蜡烛B与蜡烛A的像重合,说明像与物体的___________相等。
(4)交流评估
①有同学提出,应根据实验结论将表格中第1、6两组实验数据进行修改。老师指出这种做法是错误的,因为实验要尊重客观事实,___________是不可避免的。
②用两个相同的棋子也可以完成实验,在蜡烛和棋子中,你会选择___________做实验,理由是___________。
【答案】(1)完全重合
(2)相等
(3)大小
(4) 误差 蜡烛 蜡烛自身能发光,成像会更清晰明亮,便于观察和确定像的位置
【详解】(1)在探究平面镜成像特点的实验中,拿外形相同的未点燃蜡烛B在玻璃板后移动,目的是让蜡烛B与蜡烛A的像完全重合,这样既可以确定像的位置,也能对比像与物的大小关系。
(2)由表格数据可知,在误差允许的范围内,像与物体到镜面的距离相等。
(3)蜡烛B与蜡烛A完全相同,且蜡烛B与蜡烛A的像能完全重合,说明平面镜成像中像与物大小相等。
(4)像与物到平面镜的距离是利用刻度尺进行测量的,而测量过程中不可避免会存在一定的误差,因此第1、6两组实验数据不需要修改,要尊重客观实验结果。
点燃的蜡烛自身是光源,成像会更清晰明亮,便于观察和确定像的位置,因此选择蜡烛。
【深化点拨】
(1)考查平面镜成像实验的等效替代法,使用未点燃的相同蜡烛 B 去替代蜡烛 A 的像,直到与像完全重合,以此确定像的位置。
(2)考查物和像的距离规律,物体到玻璃板的距离与像到玻璃板的距离大致相等,实验数据微小偏差来自测量误差。
(3)考查物像大小关系,外形相同的蜡烛能够完全重合,直接说明平面镜成像时像与物体大小相等。
(4)考查多次实验的目的,多次改变蜡烛位置获取多组数据,避免实验偶然性,得到普遍的成像规律。
【变式2-1】(2026·云南·中考真题)用如图所示装置探究平面镜成像的特点,下列说法正确的是( )
A.用玻璃板代替平面镜是为了确定像的位置
B.蜡烛靠近玻璃板时,像将远离玻璃板
C.蜡烛远离玻璃板时,像的大小将变大
D.蜡烛在平面镜中所成的像是实像
【答案】A
【详解】A.玻璃板是透明的,实验中用玻璃板代替平面镜,可以在观察到前方蜡烛像的同时,观察到玻璃板后方的蜡烛,便于确定像的位置,故A正确;
B.根据平面镜成像特点,像与物体到平面镜的距离相等,蜡烛靠近玻璃板时,像也会靠近玻璃板,故B错误;
C.根据平面镜成像特点,像的大小与物体的大小始终相等,蜡烛远离玻璃板时,蜡烛本身大小不变,因此像的大小也不变,故C错误;
D.平面镜所成的像是由光的反射形成的虚像,不能用光屏承接,故D错误。
故选 A。
【变式2-2】(2026·吉林长春·中考真题)在“探究平面镜成像的特点”的实验中:
(1)如图甲,在水平桌面上铺一张纸,将一块玻璃板竖立在纸上,使玻璃板与纸面___________。沿着玻璃板在纸上画一条直线,代表平面镜的位置。
(2)将点燃的蜡烛A立在玻璃板前,移动与A相同的未点燃的蜡烛B,直到蜡烛B与A的像重合,这说明平面镜所成的像与物体的大小___________。
(3)请在图乙中画出点在平面镜中的像。
【答案】(1)垂直
(2)相等
(3)
【详解】(1)在该实验中,为了保证后续蜡烛B能够与蜡烛A的像完全重合,需要使玻璃板与纸面垂直。若玻璃板不与纸面垂直,蜡烛的像会偏向上方或下方,无法让玻璃板后的蜡烛与像重合,影响实验结论的得出。
(2)使用与A完全相同的未点燃蜡烛B,最终B与A的像完全重合,说明平面镜所成的像与物体的大小相等。
(3)平面镜成像中像与物关于平面镜对称,过O点作关于平面镜的对称点即为像点,据此作图。
【变式2-3】(2026·福建·中考真题)探究平面镜成像的特点,实验装置如图甲所示。画有“F”的纸板A和玻璃板相互垂直固定放置在桌面上,纸板B可前后折转。
(1)用玻璃板代替平面镜的目的是________。
(2)判断实像或虚像:将纸板B折转到像的位置,眼睛________(填“透过”或“不透过”)玻璃板观察纸板B上是否呈现“F”的像。
(3)透过玻璃板观察,只有纸板B与A在同一平面时,才能看到像在纸板B上,用笔在纸板B上将“F”的像临摹出来。对比发现像与物等大且到平面镜等距,像与物的连线与平面镜________。总结得出:像与物关于平面镜________。
(4)检查视力时,要求视力表与被测者距离5 m,但房间长度有限,可利用平面镜解决问题。如图乙,视力表与平面镜的距离2.7 m,被测者与平面镜的距离应为________m。
【答案】(1)便于确定像的位置
(2)不透过
(3) 垂直 对称
(4)2.3
【详解】(1)玻璃板是透明的,实验中既能观察到前方物体的像,又能看到玻璃板后方的纸板,因此可以方便确定像的位置,这是用玻璃板代替平面镜的主要目的。
(2)判断实像/虚像的原理是实像可以承接在光屏(纸板B)上,虚像不能。因此需要眼睛不透过玻璃板,直接观察纸板B上是否能呈现像。
(3)根据平面镜成像的特点:像与物大小相等、到平面镜距离相等,像与物的连线与平面镜垂直,像与物关于平面镜对称。
(4)平面镜成像中,像到平面镜的距离等于物体到平面镜的距离。已知视力表到平面镜距离为,因此视力表的像到平面镜距离也为;要求被测者到视力表像的总距离为,因此被测者到平面镜的距离为
⚡基础速刷
1.同学们利用两支相同的蜡烛、白纸、带支架的薄玻璃板、刻度尺等器材,探究平面镜成像的特点。下列说法错误的是( )
A.用玻璃板做实验是为了确定像的位置。
B.玻璃板应竖直放置在水平桌面的白纸上
C.实验中取两支大小相同的蜡烛是为了确定像的虚实
D.实验时只点燃前面的蜡烛,后面的蜡烛不用点燃
【答案】C
【详解】A.玻璃板既能反射光成像,又能透光看到后面的蜡烛,便于确定像的位置,故A正确;
B.若玻璃板不竖直放置,像会偏高或偏低,导致后面的蜡烛无法与像重合,故B正确;
C.取两支大小相同的蜡烛,当后面的蜡烛与前面蜡烛的像完全重合时,说明像与物大小相等,是为了比较像与物的大小关系,故C错误;
D.实验只点燃前方的蜡烛,它的像会成在玻璃板另一侧,若点燃后面的蜡烛,其发出的光会干扰对前面蜡烛像的观察,故D正确。
本题选择描述错误的,故选 C。
2.小明在探究“平面镜成像原理”时,将点燃的蜡烛A放在平面镜前,观察到镜后有蜡烛的像。下列关于像形成原因的分析,正确的是( )
A.像是蜡烛A发出的光直接进入人眼形成的,与光的反射无关
B.像是蜡烛A发出的光经平面镜反射后,反射光线实际相交形成的
C.像是蜡烛A发出的光经平面镜反射后,反射光线的反向延长线相交形成的
D.像是蜡烛A发出的光的入射光线反向延长线相交形成的
【答案】C
【详解】A.平面镜成像原理是光的反射,像是光经平面镜反射后进入人眼形成的,并非光直接进入人眼,故A错误;
B.平面镜成虚像,虚像不是实际光线相交形成的,故B错误;
C.平面镜所成的虚像是蜡烛A发出的光经平面镜反射后,反射光线的反向延长线相交形成的,故C正确;
D.像是反射光线的反向延长线相交形成,不是入射光线的反向延长线相交形成,故D错误。
故选C。
3.秦皇岛位于河北省东北部,不仅有丰富的文化遗产,还拥有美丽的海岸线,是避暑度假的好去处。海鸥经常会在海边休息、觅食,如图所示,关于图中涉及的光学知识,下列说法错误的是( )
A.水面所成海鸥的像是虚像
B.海鸥的像是由于光的反射形成的
C.海鸥飞得越高,它在水中的像越小
D.当海鸥飞离水面0.5m时,海鸥与像的距离为1m
【答案】C
【详解】AB.水面相当于平面镜,平面镜所成的像是光的反射形成的虚像,故AB正确,不符合题意;
C.平面镜成像时像与物大小相等,海鸥飞得越高,它在水中的像大小不变,故C错误,符合题意;
D.当海鸥飞离水面0.5m时,物距为0.5m,像距也为0.5m,海鸥与像的距离
故D正确,不符合题意。
故选C。
4.以镜正衣冠,小明身高1.6m,当他站在1m高的平面镜前2m处时,他在镜中的像到平面镜的距离为____________m,像的高度为_________m。他靠近平面镜的过程中,他在镜中像的大小___________(选填“变大”“变小”或“不变”)。
【答案】 2 1.6 不变
【详解】由平面镜成像规律可知,像与物到平面镜的距离相等,故他在镜中的像到平面镜的距离为2m;像与物大小相等,故像的高度等于小明的身高为1.6m;
因平面镜所成像的大小始终与物体大小相等,和物体到平面镜的距离无关,故他靠近平面镜的过程中,镜中像的大小不变。
5.如图所示,一只水鸟站在水中觅食,从图中可以看到黑色影子和清晰的倒影。黑色的影子是由于__________形成的,清晰的倒影是__________(实像/虚像),当水鸟向高处飞行时,倒影的大小将___________(变大/变小/不变),能从不同角度看到水鸟,是因为发生了__________(镜面反射/漫反射)。
【答案】 光的直线传播 虚像 不变 漫反射
【详解】因光沿直线传播时遇到不透明物体会形成影子,故黑色影子由光的直线传播形成。
水面相当于平面镜,水鸟在水面成的倒影属于平面镜成像,平面镜所成的像是反射光线的反向延长线会聚形成的,不能用光屏承接,因此是虚像。
平面镜成像的特点是像与物体的大小始终相等,和物体到镜面的距离无关,因此水鸟向高处飞行时,自身大小不变,倒影的大小也不变。
水鸟的表面粗糙不平,照射到水鸟上的光会向四面八方反射,这种反射是漫反射,因此人可以从不同角度接收到反射光,看到水鸟。
6.请根据平面镜成像特点在图中画出物体在平面镜中所成的像。
【答案】
【详解】根据平面镜成像规律,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在平面镜中所成的像,据此作图。
7.小滨用如图所示装置进行了“探究平面镜成像特点”的实验。
(1)他应选取两支外形____________(选填“相同”或“不同”)的蜡烛进行实验,玻璃板后方的蜡烛____________(选填“需要”或“不需要”)点燃。
(2)小滨选择用玻璃板代替平面镜进行实验的目的是____________。
(3)在实验中,无论怎么调节蜡烛B,都不能与A的像重合,原因可能是____________,纠正错误后,当蜡烛A远离玻璃时,它的像的大小将____________(选填“变大”、“变小”或“不变”)。
(4)在玻璃板后放一光屏,无论怎样移动光屏,光屏上都看不到蜡烛的像,说明平面镜成的像是____________像。
(5)实验过程中,小滨仔细观察,发现蜡烛的像有重影,请你帮小滨分析产生的这一现象的原因是____________。
(6)实验过程中,小滨需要进行多次实验,其目的是____________。
【答案】(1) 相同 不需要
(2)便于确定像的位置
(3) 玻璃板没有与水平桌面垂直放置 不变
(4)虚
(5)玻璃板有一定厚度,前后两个反射面都各自反射成像,形成两个错位的像
(6)避免实验结论的偶然性,寻找普遍规律
【详解】(1)选取完全相同的两支蜡烛,是为了用后方未点燃的蜡烛等效替代前方点燃蜡烛的像,方便直接比较像与物的大小关系;
后方蜡烛如果点燃,会过亮干扰对像的观察,因此不需要点燃。
(2)玻璃板是透明的,既能反射成像,又能透过玻璃板观察到后方的蜡烛,从而可以直接移动后方蜡烛与像重合,便于确定像的位置。
(3)若玻璃板不垂直于桌面,蜡烛A的像会偏高或偏低,桌面上的蜡烛B就无法和像重合;
平面镜成像的特点是像与物大小始终相等,物体本身大小不变,因此即使蜡烛A远离玻璃板,像的大小也不变。
(4)实像可以在光屏上呈现,虚像不能在光屏承接,光屏上看不到像,直接说明平面镜成的是虚像。
(5)普通玻璃板有一定厚度,它的前、后两个表面都会发生光的反射,各自成一个独立的像,两个像位置接近但不重合,就会出现重影现象。
(6)本实验是探究规律类实验,单次实验的结果存在偶然性,多次改变蜡烛位置重复实验,是为了得到多组数据,避免偶然性,总结出普遍规律。
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8.如图是“探究平面镜成像特点”实验示意图,A为点燃的蜡烛,B是A通过玻璃板所成像的位置。关于该实验,下列说法正确的是( )
A.实验中成像的大小不会随蜡烛A位置的改变而改变
B.若蜡烛A比玻璃板大,则其所成的像一定不是完整的
C.若在B处放一光屏,能在光屏上承接到A的像
D.实验时,若玻璃板与水平桌面不垂直,则蜡烛A无法通过玻璃板成像
【答案】A
【详解】A.平面镜成的像与物大小相等,实验中成像的大小不会随蜡烛A位置的改变而改变,故A正确;
B.由平面镜成像的特点可知,像与物体的大小相同,与镜子的大小无关,物体比平面镜大,也可以成完整的像,故B错误;
C.虚像不能成在光屏上,若在B处放一光屏,无法在光屏上承接到A的像,故C错误;
D.实验时,若玻璃板与水平桌面不垂直,由平面镜成的像与物关于镜面对称可知,成的像偏高或偏低,部分像不在桌面上,并非无法通过玻璃板成像,故D错误。
故选A。
9.如图所示,固定在水面上方的光源S发出一束光线经水面反射后在光屏上有一个光斑A,已知光束与水面的夹角为40°,是光源经水面反射所成的像。下列说法正确的是( )
A.入射角的大小为40°
B.当水面升高时,反射角将变小
C.当水面下降时,光斑A将向左移动
D.当水面升高时,到水面的距离变小
【答案】D
【详解】A.入射角为入射光线与法线的夹角,法线垂直水面,入射角 ,故A错误;
B.水面升高,入射光线方向与法线方向均不变,入射角不变,由反射定律知反射角等于入射角,故反射角不变,故B错误;
C.水面下降,入射点向右移动,反射光线与原反射光线平行且向右平移,光斑A将向右移动,故C错误;
D.根据平面镜成像特点,像到水面的距离等于物到水面的距离,水面升高,光源S到水面的距离变小,则像到水面的距离变小,故D正确。
故选D。
10.如图所示,站在平面镜前的小蓉以1m/s的速度远离平面镜走了2s,她在平面镜中像的大小______(选填“变大”、“变小”或“不变”),像相对于小蓉的速度为______m/s,2s后像相对于人距离变化了______m。
【答案】不变 2 4
【详解】因为平面镜所成的像和物体形状、大小相同,不管是靠近平面镜还是远离平面镜,像的大小都不会改变。
因小蓉远离平面镜的速度为1m/s,像远离平面镜的速度与小蓉远离平面镜的速度大小相等,两者运动方向相反,故像相对于小蓉的速度为2m/s。
小蓉以1m/s的速度远离平面镜运动2s,她远离平面镜的距离为
她的像也远离平面镜,像相对于小蓉距离变化了
11.夜晚的绵阳,当涪江三桥上的灯光点亮时,涪江水上实景与江中“倒影”交相辉映,形成一幅绚丽多彩的图案。已知三桥下涪江水深为2m,桥上一彩灯距水面12m,则该彩灯的“倒影”距水面______m;若涪江水再上涨0.5m,则该彩灯与其对应的“倒影”相距______m。如图(2)所示,小芳站在竖起的穿衣镜前,现将一块和镜面一样大的木板如图放在镜子后面1m处,这时她______(选填“仍能”或“不能”)在镜中看到自己的像。
【答案】 12 23 仍能
【详解】水面相当于平面镜,根据平面镜成像特点,彩灯距水面12m,彩灯的“倒影”到水面的距离也等于12m。
水位上涨0.5m后,彩灯到新水面的距离变为
根据平面镜成像特点,“倒影”到水面的距离也为11.5m,因此彩灯和它的倒影总距离为
平面镜成像的原理是光的反射,反射光线并没有实际到达镜子的后方,镜子后面的木板不会影响像的形成,因此小芳仍能在镜中看到自己的像。
12.作图:如图甲,点光源S发出的一束光射向平面镜O点,请根据光的反射定律作出反射光线;如图乙,请根据平面镜成像的规律作出图中物体AB在平面镜中的像。
【答案】
【详解】第一步过O点作垂直于平面镜的虚线,即法线;第二步根据光的反射定律(反射角等于入射角),在法线另一侧画出反射光线,标注箭头表示光的传播方向背离O点;
分别过A、B两点作平面镜的垂线,延长垂线到平面镜另一侧,取像点A'、B',使A'、B'到镜面的距离分别与A、B到镜面的距离相等;最后用虚线连接A'、B',即为物体AB在平面镜中的像,据此作图。
13.小华利用如图所示实验装置,探究平面镜成像规律。
(1)实验中,小华使用茶色玻璃代替平面镜,目的是____________。
(2)实验步骤:
①小华在水平桌面上铺一张白纸,纸上竖直放置一块茶色玻璃,如图甲所示,若MN这条线段表示平面镜所在的位置,则应将茶色玻璃的____________(选填“前表面”、“后表面”或“中间位置”)与之对齐;
②再拿一支外形相同的蜡烛B放在玻璃板后面移动,发现不管怎么移动蜡烛B,都无法与蜡烛A的像完全重合,你认为可能是因为____________,修改问题后,小华移动蜡烛B直到从多个角度看上去都跟蜡烛A的像完全重合,说明在平面镜成像中,像与物等大。并在蜡烛A、蜡烛B和透明玻璃下方做好标记;
③将蜡烛A靠近玻璃时,仿照步骤②再做多次实验,测出蜡烛A和蜡烛B到玻璃板的距离,将数据记入表格。
(3)移去后面的蜡烛,并在其所在位置上放一光屏,眼睛____________(选填“直接”或“透过玻璃板”)观察光屏,发现光屏上没有像,说明平面镜所成的是____________(选填“虚像”或“实像”)。
(4)小华发现蜡烛A的像A'偏暗,为了使A的像更亮,应该____________(选填“照亮蜡烛A”或“照亮玻璃板”)。
(5)小明在实验中采用的是厚玻璃板,他观察到蜡烛A通过玻璃板成了两个清晰的像k1和k2,如图乙所示,则像k1到成像面的距离为____________(选填“v1”或“v2”),k1和k2之间的距离为____________(用“v1”、“v2”表示)若在图乙中k1和k2两个像中间放置一块不透明薄挡板,则小明在蜡烛A这一侧透过玻璃板能看到____________(选填“只有k1”“只有k2”或“k1和k2”)。
【答案】(1)便于确定像的位置
(2) 前表面 玻璃板没有与水平桌面垂直
(3) 直接 虚像
(4)照亮蜡烛A
(5)
【详解】(1)因为玻璃板是透明的,既能反射光成像,又能透过光观察到玻璃板后方的蜡烛,所以用茶色玻璃代替平面镜,主要目的是便于确定像的位置。
(2)茶色玻璃的前表面是平面镜成像的反射面,物距和像距均是物体、像到反射面的距离,所以应将茶色玻璃的前表面与MN线段对齐;
若玻璃板没有与水平桌面垂直,像会成在水平桌面的上方或下方,那么无论怎样移动水平桌面上的蜡烛B,都无法与A的像完全重合。
(3)平面镜成的虚像是反射光线的反向延长线会聚形成的,不是实际光线会聚而成,无法在光屏上呈现,所以要直接观察光屏,若光屏上没有像,说明平面镜所成的是虚像。
(4)物体越亮,反射的光线越强,成像越清晰,所以为了使A的像更亮,应该照亮蜡烛A。
(5)由图乙知,k1距离玻璃板的后表面较近,距前表面较远,且k1与玻璃板前表面的距离等于蜡烛与玻璃板的距离,所以像k1到成像面的距离为v2;
蜡烛A距离玻璃板的前表面距离u等于v2。玻璃板的厚度为。则k2到玻璃板后表面的距离等于蜡烛A距离玻璃板的前侧表面距离加玻璃板的厚度,为
k1到玻璃板后表面的距离为,所以k1和k2之间的距离为
因为平面镜成像是光的反射形成的,在和两个像中间放置一块不透明薄挡板,不影响蜡烛A光线在前表面和后表面的反射,所以小明在蜡烛A这一侧透过玻璃板能看到和。
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14.如图是小明设计的能同时看到昆虫背部和腹部的观察箱。下列说法正确的是( )
A.黑暗的环境使昆虫成像更清晰
B.平面镜成的是昆虫的实像
C.若将昆虫水平向左移动,则它在平面镜A中的像变小
D.若将昆虫水平向左移动,则它在平面镜B中的像竖直向下移动
【答案】D
【详解】A.黑暗的环境会减少反射光线,使昆虫的成像不清晰,而不是更清晰,故A错误;
B.平面镜成的是虚像,而不是实像,故B错误;
C.平面镜成像的特点是像与物大小相等。若将昆虫水平向左移动,昆虫本身的大小没有改变,所以它在平面镜A中的像大小不变,故C错误;
D.根据平面镜成像的特点,像与物关于平面镜对称。平面镜B是倾斜放置的,昆虫在平面镜B中成的像与昆虫关于平面镜B对称。当昆虫水平向左移动时,昆虫与平面镜B的水平距离改变,但其竖直位置相对于平面镜B的倾斜角度没有改变,因此像会沿着与平面镜B垂直的方向移动,即像会竖直向下移动,故D正确。
故选D。
15.如图,小华利用茶色薄玻璃板制作了一款“临摹神器”,可在白纸上临摹屏幕上画面。若手机屏幕与白纸的夹角为80°,要使手机画面通过玻璃板所成像正好处在白纸上,玻璃板与桌面的夹角应为( )
A.10° B.50° C.80° D.100°
【答案】B
【详解】根据平面镜成像的特点,像与物关于镜面对称。已知当手机屏幕与白纸的夹角为80°,要使手机画面通过玻璃板所成像的位置在白纸上,则玻璃板与桌面的夹角θ应为手机屏幕与白纸夹角的一半,即
故B符合题意,ACD不符合题意。
故选B。
16.如图所示,水平桥面上有许多高度、大小相同的路灯,靠近岸边浅水区的路灯A与桥中心深水区的路灯B相比,路灯A的像到水面的距离______(大于/等于/小于)路灯B的像到水面的距离;若湖水上涨了0.3m,则此时路灯B的像到它的距离改变了______m,像的大小______(填变化情况)。
【答案】 等于 0.6 不变
【详解】[1]根据平面镜成像特点可知,像到平面镜的距离等于物体到平面镜的距离,因为路灯A与路灯B到水面的距离相同,所以路灯A的像到水面的距离等于路灯B的像到水面的距离。
[2]若湖水上涨了0.3m,此时路灯B到水面的距离减小了0.3m,根据平面镜成像特点可得,路灯B的像到水面的距离也减小了0.3m,所以此时路灯B的像到它的距离改变了
[3]根据平面镜成像特点可知,平面镜所成的像与物大小相等,所以若湖水上涨了0.3m,路灯B的像的大小不变。
17.“见光不见灯”是现代照明设计中的一种理念,设计师通过巧妙的布局实现“只见其光,不见其源”的效果。如图所示,R为不透明的装饰隔断,MN为平面镜,A为隐蔽的灯带。请画出灯带A发出的光经平面镜反射后,能够照亮隔断右侧地面区域的光路图。
【答案】
【详解】根据平面镜成像规律,作发光点A关于平面镜MN的对称点A';左边界光路:连接A'与隔断R上右端,延长后交地面于点P,该线与MN交于入射点O1,连接AO1并标上箭头(由A至O1)即为入射光线,连接O1P并标上箭头(由O1至P)即为反射光线;右边界光路:连接A与隔断R上左端,延长后交MN于入射点O2,AO2标上箭头(由A至O2)即为入射光线,连接A'O2并延长交地面于点Q,得到O2Q并标上箭头(由O2至Q)即为反射光线;地面上PQ之间的区域就是被照亮的区域,据此作图。
18.小星和小华用如图甲所示的装置验证平面镜成像特点,图乙是玻璃板的示意图。实验准备了完全相同的棋子A和B、刻度尺等器材。
(1)将一张方格纸放在水平桌面上,再将______(选填“单面镜”、“透明玻璃板”或“茶色玻璃板”)______放置在方格纸上代替平面镜,这样做的好处是______;
(2)图甲中以棋子A作为物体,选用MN这条线段表示平面镜所在的位置,则应将玻璃板的______(选填“前表面”、“后表面”或“中间位置”)与之对齐;
(3)由于玻璃板较厚,透过玻璃板能看到两个像(如图丙),接下来应使棋子B在玻璃板后面移动直到与______(选填A'或A'')重合,说明像与物大小相等。这种确定像与物大小关系的方法称为______,此时棋子B用来替代______(选填“棋子A”、“棋子A的像”);
(4)小星同学调整器材位置观察到棋子A的像,同组的小华站在他的右侧,却没有看到像,如图甲所示,在不改变棋子A位置的前提下:
方法一:将平面镜沿着MN方向,向______(选填“左”或“右”)移动;
方法二:以茶色玻璃左侧边OM为轴,将平面镜适当向______(选填“前”或“后”)表面转动;
上述两个方法小华所看到的像______(选填“在”或“不在”)同一位置;
(5)如图丁所示,两个平面镜L1和L2平行竖直放置,两镜相距s,物体A在两镜之间,A在L1中的一个像是A1,A在L2中的一个像是A2,已知A1、A2相距s1,当物体A在两镜之间移动时,A在两镜里成的像A1、A2的距离s1的变化情况是______(选填“变大”“不变”或“变小”);
(6)如图丙所示,小星采用了较厚的玻璃板进行实验,观察到两个像,并测量两个像到MN的距离分别为L1=1cm、L2=1.4cm,则可知玻璃板的厚度为______cm。
【答案】(1) 茶色玻璃板 竖直 便于确定像的位置
(2)前表面
(3) A' 等效替代法 棋子A
(4) 右 后 不在
(5)不变
(6)0.2
【详解】(1)[1][2][3]茶色玻璃板透光性适中,既能成像,又能透过玻璃板看到后面的棋子B,竖直放置可保证像与物在同一水平高度,方便后续重合操作,便于确定像的位置和大小。
(2)平面镜的成像面应以玻璃板的前表面为反射面,因此应将玻璃板的前表面与MN对齐。
(3)[1]较厚的玻璃板会形成两个像,A′是前表面反射形成的像,更清晰,应让棋子 B 与 A′重合。
[2]用与 A 完全相同的棋子 B 替代 A ,通过 B 与 A′重合来比较像与物的大小,这种方法叫等效替代法。
[3]棋子 B 的作用是替代棋子 A ,从而直观比较像与物的大小。
(4)[1]同组的小华站在他的右侧,却没有看到像,是因为没有反射光进入小华的眼睛,将玻璃板向右移动,使反射光进入小华的眼睛,小华就能在右侧看到像。
[2]将玻璃板向后转动,反射光线将向右移动,反射光线进入小华的眼睛,小华就能看到像了。
[3] 第一种方法像的位置不变,第二种方法改变了玻璃板的位置或角度,像的位置会随之改变,因此两个方法小华看到的像不在同一位置。
(5)两镜间距为s,由平面镜成像特点,物体 A 到 L1 的距离为d ,到 L2的距离为。像A1 到L 1的距离为d ,像A2到L2的距离为 ,A在两镜里成的像A1、A2的距离为s1,故 A1 与A2的距离为
故当物体A在两镜面之间移动时,A在两镜里成的像A1、A2的距离始等于2s不变。
(6)设玻璃板厚度为t,前表面成像到 MN 的距离为L1 =1cm ,后表面成像到 MN 的距离为L2 =1.4cm 。后表面成像比前表面成像多2t 的距离,故,解得
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