4.3 平面镜成像(知识解读) 讲义-2026-2027学年人教版物理八年级上学期
2026-09-24
|
2份
|
50页
|
12人阅读
|
0人下载
普通
内容正文:
4.3 平面镜成像(知识解读)
【新教材人教版】
题型归纳
【题型1 探究平面镜成像的特点的实验】 3
【题型2 平面镜成像的特点和规律】 4
【题型3 根据平面镜成像特点判断像与物的位置关系】 6
【题型4 根据平面镜成像特点作光路图】 8
【题型5 实像和虚像 】 9
【题型6 凸面镜和凹面镜的应用】 11
【题型7 潜望镜】 12
【随堂巩固】 13
考点1
平面镜成像的特点
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。
特别注意:
(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。
【题型1 探究平面镜成像的特点的实验】
【例1】在“探究平面镜成像的特点”实验中,实验装置如图所示。
(1)使用玻璃板代替平面镜的原因是_____________________;
(2)将白纸平铺在水平桌面上,用支架把_____(选填“薄”或“厚”)玻璃板_____地架立于白纸上;
(3)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,蜡烛B____ (选填“点燃”或“不点燃”),并移动蜡烛B,直至与蜡烛A的像________。选用两支完全相同的蜡烛的目的是:_____________________________;
(4)多次改变蜡烛A的位置,观察蜡烛A的像。当蜡烛A远离玻璃板时,像的大小将_________(选填“变大”“变小”或“不变”)。若蜡烛A位置不变,将玻璃板水平向右移动时(如图所示),像的位置相对于蜡烛A将_________(选填“向左”“向右”或“不变”);
(5)若将蜡烛A放在玻璃板前某位置,在玻璃板另一侧桌面上无论如何移动蜡烛B,都无法与蜡烛A的像完全重合,出现这种现象的原因可能是___________________________。
【变式1-1】如图所示,“探究平面镜成像特点”,下列关于该实验说法正确的是( )
A.保持A、B两支蜡烛的位置不变,只改变玻璃板的位置,蜡烛B始终能与蜡烛A的像重合
B.实验中,选用两支完全相同的蜡烛,并选用薄玻璃板
C.如果将蜡烛A向玻璃板靠近,蜡烛A的像会变大
D.移去蜡烛B,并在原蜡烛B的位置放一光屏,光屏上能接收到A的像
【变式1-2】小灵探究“平面镜成像的特点”时,当蜡烛A向玻璃板靠近时,像的大小________。为了让左侧的同学也能够看清蜡烛A的像,小滨只将玻璃板绕底边向蜡烛B一侧翻转,在此过程中蜡烛A的像大小变化情况是________,蜡烛A顶端与其像之间的距离变化情况是________。
【变式1-3】小明利用如图甲所示的器材做“探究平面镜成像的特点”的实验。
(1)实验中用玻璃板代替平面镜,主要是因为玻璃板便于______,如果有不同厚度的两块玻璃板,应选择______(选填“1”或“5”)mm厚的玻璃板做实验。
(2)为了使实验效果更明显,整个实验过程应在较______(选填“亮”或“暗”)的环境中进行。
(3)小明拿另一支大小相同的蜡烛B在玻璃板后面移动,人眼应在______(选填“E”或“F”)一侧观察,直到看上去蜡烛B跟蜡烛A完全重合。
(4)小明借来了旁边实验小组的玻璃板,放在蜡烛A的后面,他惊奇地发现,蜡烛A成了很多个像,如图乙所示。这些像与蜡烛A的大小关系是______(选填“相等”或“越远越小”)。
(5)小明同学将一张黑纸放在玻璃板后面挡住玻璃板上半部分,他将观察到______;
A.蜡烛A像的下半部分 B.蜡烛A像的上半部分
C.蜡烛A完整的像,像的亮度变暗 D.蜡烛A完整的像,像的亮度不变
(6)小明和同学继续深入研究:为了进一步地研究像与物的位置关系,若采用了彩色LED光源进行实验,现有“AFMTVX”六种字母形状的光源供选择,小明的最佳选择是______(选填字母)。
(7)若小明换用一个面积更大的玻璃板来做实验。则______。
A.蜡烛A的像会变大 B.后面的蜡烛B会变大
C.能观察到蜡烛A的像的范围会变大 D.蜡烛A的像到玻璃板的距离会变大
【题型2 平面镜成像的特点和规律】
【例2】小明站在大厅内竖直放置的平面镜前,她看到身后墙上的时钟在平面镜中成的像如图所示,此刻的实际时间是____________。由于大厅光线较暗,为了帮助小明看清衣领上的污渍,小华应将光源照向____________(衣领/平面镜)。
【变式2-1】如图是挂在墙上时钟在对面墙上平面镜中成的像,它们的实际时间是( )
A.12:25 B.11:35 C.01:25 D.12:35
【变式2-2】如图所示,是小明在学习平面镜成像的知识时用手机拍摄到的“蜡烛在水杯中燃烧”现象,该现象中各装置及仪器位置的俯视图设计正确的是( )
A. B.
C. D.
【变式2-3】如图所示,小明站在平面镜前1.5m处观察自己在镜中的像,此时他以0.5m/s的速度远离平面镜的过程中,像相对于小明的速度为__________m/s,像的大小___________(选填“变大”“变小”或“不变”)。
【题型3 】
【例3】如图所示,竖直放置的平面镜能绕水平轴MN转动。小明站在平面镜正前方,他在镜中成的是______像;为了让他站着就能看到镜中脚的像,可以让平面镜绕轴沿______时针方向转动。
【变式3-1】一只小猫正在平面镜前照镜子,请指出这只猫的像是哪幅图( )
A. B. C. D.
【变式3-2】如图所示,小明站立在竖直放置的试鞋镜(平面镜)前,却无法看到镜中自己脚上新鞋的像。为看到鞋像,他应保持直立并( )
A.靠近“试鞋镜” B.远离“试鞋镜” C.顺时针转动“试鞋镜” D.将自己的脚抬高
【变式3-3】桃花岛公园里有一座桥,如图所示。桥下水深为,桥上一彩灯距水面,则该彩灯的“倒影”距水面_______________m;若湖水上涨了,则该彩灯的“倒影”距水面_______________m,“倒影”是_______________(选填“实”或“虚”)像。
考点2
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。
特别注意: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。
【题型4 】
【例4】请你完成下列光现象的光路图:
(1)如图甲所示,一只白鹭正在七里海湿地觅食,平静的水面映出它的身姿。画出能正确表示人看到白鹭倒影的光路图;
(2)如图乙所示,请根据平面镜成像特点。画出物体AB在平面镜中所成的像。
【变式4-1】如图所示,S为一光源发出两束光线,作出这两束入射光线的反射光线光路图。
【变式4-2】有一光源S在平面镜前(未画出),经平面镜的两束反射光如图所示,请你根据平面镜成像的特点确定光源的位置,并完成光路图。
【变式4-3】如图所示,A是烛焰上的一点,B是人眼的位置,请画出A点发出的一条光线经平面镜反射后经过B点的光路图。
【题型5 】
【例5】疫情期间,医护人员通过平面镜检视防护服的穿戴情况。当医护人员走近平面镜时,像的大小 _______ (选填“变大”、“变小”或“不变”);他们在平面镜中的像是 _______ (选填“实像”或“虚像”)。
【变式5-1】下列关于实像、虚像的说法中错误的是( )
A.实像是由真实光线会聚而成的 B.虚像不可以被光屏承接
C.平面镜成的是实像 D.小孔成像成的是实像
【变式5-2】如图所示是一只苍鹭在水面上捕食的画面,在它靠近水面的过程中,苍鹭在水中的像是( )
A.虚像,像的大小不变 B.虚像,像的大小逐渐变大
C.实像,像与水面的距离变大 D.实像,像与水面的距离不变
【变式5-3】如图是为某水文站设计的检测长江水位的示意图。光源S与光屏MN在同一水平面上,从光源S发出的一束方向不变、与水平面成45°角的光,经水面反射后,在光屏上的P点处形成一个光斑,光斑的位置随水位的变化而变化。光屏MN在水中所形成的像是________(选填“虚像”“实像”);若光斑P向右移动了1.8m,说明水位下降了________m。
考点3
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。
【题型6 】
【例6】如图甲所示,是某司机在行驶时从倒车镜中看到的情景,汽车的倒车镜是_____________(填“凹面镜”或“凸面镜”),其作用是_____________。图乙是___________(填光学仪器名称)的光路图,在光反射的过程中__________(填“遵循”或“不遵循”)光的反射定律。
【变式6-1】市面上有一种化妆镜由两面镜子组成,甲镜子是平面镜,乙镜子是凹面镜,可成放大的像。关于这种化妆镜,以下说法正确的是( )
A.甲镜子成实像,乙镜子成虚像 B.乙镜子对光有会聚作用
C.靠近甲镜子观察细节,可以使镜中的像变大 D.乙镜子可以用于道路拐弯处的反光镜
【变式6-2】下列情况中,使用凹面镜的是( )
A.公路拐弯处的反光镜 B.通过潜望镜观看海面上的船
C.汽车的外后视镜 D.手电筒里面的反光镜
【变式6-3】如图所示,是一条盘山公路,当汽车在AB路段行驶时,司机由于光的直线传播而看不到BC路段的情况,为了能看清BC路段情况,应该在_______(选填“A”、“B”或“C”)位置安装_______面镜,该面镜与汽车后视镜_______(选填“相同”或“不同”)。
【题型7 】
【例7】如图甲所示,潜艇中的人利用潜望镜在水下也能观察水面上的情况。利用两块镜片可自制一个简易潜望镜,如图乙、丙所示。
(1)利用潜望镜可以从海面下看到海面上的船只,自制潜望镜图乙中两个观察口对应图丙中_________(选填①④或“②③”),图丙中两块镜片是_________(选填“玻璃板”或“平面镜”)。
(2)射向船只的太阳光线经过______次反射后射入人眼,观察者通过潜望镜看到的船只的像与直接在潜艇正上方水面上看到的船只左右_________(选填“一致”或“相反”)。
【变式7-1】如图,小航自制了一架潜望镜,下列说法不正确的是( )
A.潜望镜内的两镜面均与水平面成45°
B.通过潜望镜观察到的像是虚像
C.通过潜望镜观察右图的时钟,看到的结果是21:01
D.潜望镜的工作原理是光的反射
【变式7-2】如图所示是潜望镜的结构示意图,其中两块平面镜均相对水平面倾角为。现有一艘军舰位于与平面镜1等高的正前方。则下列说法正确的是( )
A.潜望镜是利用了光的折射原理
B.人眼看到军舰所成的像位于平面镜1的正前方
C.在潜望镜中看到的时间如题图乙,则实际的时间是20:51
D.人眼看到军舰所成的像到潜望镜的距离等于军舰到潜望镜的距离
【变式7-3】如图甲所示,自行车的尾灯由许多小平面镜组成。夜晚,当后面汽车的车灯照射在小平面镜上时,经过两次反射后,反射光线平行于原入射光线反方向射回去,给后车司机警示作用。图乙中的______(填“A”或“B”)是自行车尾灯的原理图,它______(填“是”或“不是”)光源,图乙中另一个图是______的原理图。
随堂巩固
【随堂巩固】
1.2024年4月8日地球上发生了一次日全食,这次日全食现象给人们带来了难得一见的天文盛宴,下列光现象与该现象成因相同的是( )
A.夏天,树荫下的圆形光斑 B.看见地上的书本
C.水中倒影 D.简易潜望镜
2.下列对“探究平面镜成像的特点”实验中所涉及的问题分析正确的是( )
A.用玻璃板代替平面镜,是为了便于确定像的位置
B.只要把光屏放在恰当的位置,就能承接到蜡烛的像
C.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
D.选用两支相同的蜡烛,目的是便于比较像距和物距,用到了等效替代的思想
3.小明站在平面镜前2m处,当他向平面镜靠近1m时,他在平面镜中的像( )
A.距离平面镜1m,像的大小不变 B.距离平面镜1m,像的大小变大
C.距离平面镜2m,像的大小不变 D.距离平面镜2m,像的大小变大
4.下图所示是芳芳同学在用粗细相同、高度可调的蜡烛A、B和薄玻璃,探究“平面镜成像特点”时的几种情境。下列说法正确的是( )
A.甲图中,蜡烛A的像的位置在玻璃板的表面上
B.乙图中,蜡烛B能与蜡烛A的像完全重合
C.丙图中,蜡烛B能与蜡烛A的像完全重合
D.丁图中,在玻璃与B蜡烛之间放一块白屏,从蜡烛A一侧可以看到A的像
5.李白的名句“举杯邀明月,对影成三人”中,对所涉及到的知识理解正确的( )
A.地上的人影与杯中人影都是由于光的直线传播形成的
B.皎洁的月亮是光源,自身能发光
C.地上的人影与杯中人影都是由于光的反射形成的
D.地上的人影与杯中的人影是不同的,地上是“影”,而杯中是“像”
6.为避免司机低头观察汽车仪表盘,忽略路况造成事故,厂商开发出汽车抬头显示系统,如图甲,又叫汽车平视显示系统(HeadUpDisplay),简称HUD。它利用平面镜成像原理,如图乙,汽车仪表安装在驾驶台上,显示面水平朝上,司机平视,借助透明挡风玻璃看到仪表竖直的像。下列说法正确的是( )
A.显示器越靠近挡风玻璃所成的像越大 B.挡风玻璃与水平面的夹角应为45°
C.挡风玻璃看到仪表竖直的像是实像 D.司机看到像是由于挡风玻璃对光发生了漫反射
7.如图所示,甲、乙两人分别站立于一面矮墙的两边,若要在天花板上固定一平面镜使两人在图示位置彼此都能看到对方的全身,则所需的最小平面镜的位置应为( )
A.ae B.bc C.cd D.bd
8.在研究平面镜成像特点实验中,小明将物体放在A处时,同组的小华在B处看不见A在平面镜中所成的像,如图所示。不改变小华的位置,下列操作方法能使小华看到物体A在平面镜中像的是( )
A.将物体A靠近平面 B.将平面镜水平向左平移
C.将平面镜绕着M端逆时针旋转一定的角度 D.以上三种方案都可以
9.西塞山前白鹭飞,一只白鹭平行于水面飞行。若以白鹭为参照物,它在水中的倒影是_________(选填“运动”或“静止”)的,白鹭在俯冲过程中,它在水面上成的像_________(选填“变大”、“变小”或“不变”)
10.距离镜子3m处站立着一个身高1.7m的人,他在镜中的像是____________(实/虚)像,像高为____________m,他距镜子中自己的像的距离为____________m,他向后退一步,他的像____________(变大/变小/不变)了。若将一块木板放在镜子后,他____________(能/不能)通过平面镜看到自己的像。
11.小华站在竖立的穿衣镜前1m处,当他远离穿衣镜时,他在镜中的像的大小______________(选填“变大”“变小”或“不变”)。小华在镜中看到了妈妈的眼睛,妈妈______________(选填“能”或“不能”)通过这面镜子看到小华的眼睛,这是因为在光的反射现象中光路是______________。
12.如图,固定在水池上方的射灯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50°,则当水面升高时,入射角将_______(选填“增大”、“减小”或“不变”),光斑A将__________(选填“向右移动”、“向左移动”或“不移动”),光源与它的像间的距离将________(选填“增大”、“减小”或“不变”)。
13.小明用木板和支架制作了一个“临摹神器”。如图,OA为木板并用支架固定,木板上放置平板电脑,平板电脑屏幕上展示待临摹的图片。OB处放置并固定某光学器材,并在桌面OC平放一张白纸。
(1)OB处放置的光学器材应该用______(选填“平面镜”“茶色玻璃”),为了增强临摹效果,该光学器材应该______(选填“厚”“薄”)一点;
(2)调整支架的位置,当屏幕图片的像与白纸重合时,停止调节。若光学器材与桌面的夹角,则木板与桌面右侧的夹角∠AOC=______°;
(3)临摹时,人眼在图中E处观察。若临摹准确,临摹成的画相较于屏幕上的画______(选填“更大”“更小”或“大小相等”)。
14.多数服装店的试衣镜并非垂直于地面,而是与地面呈65度至75度的倾斜角。这种独特的倾斜设置,可以使镜子中的像呈现“腿长身短”的视觉效果,已知某服装店放置的试衣镜与地面成75度,顾客站在试衣镜前观察自己的像时发现上半身成像位置______(填“靠前”或“靠后”),下半身成像位置______(选填“靠前”或“靠后”),同时看不到自己鞋子的像,为了看到自己鞋子的像,此时顾客应向______(选填“远离”或“靠近”)试衣镜的方向移动,顾客移动过程中,鞋子像的大小______(填“变大”“变小”或“不变”),顾客与自己的像构成的夹角为______度。
15.(1)如图,根据给出的入射光线AO画出反射光线OB,并标出反射角及度数。
(2)在图中作出物体AB在平面镜中所成的像。
16.如图所示,小明同学站在A点通过平面镜MN观察站在墙壁后面B点的小华同学。请根据以下要求作图。(保留作图痕迹)
(1)请在图中标出小明通过平面镜看到小华的像的位置;
(2)请在图中画出小明通过平面镜观察小华的光路图。
17.某小组同学用如图甲所示器材探究平面镜成像的实验,请你参与实验并完成作答。
(1)实验中用玻璃板代替平面镜,目的是便于确定像的______。此时成像的清晰度比日常使用的平面镜______(选填“好一些”“一样”或“差一些”);
(2)为了便于观察,实验最好在______(选填“较亮”或“较暗”)的环境中进行;
(3)实验中应选择与蜡烛①外形相同且______(选填“已点燃”或“未点燃”)的蜡烛②,移动蜡烛②发现恰巧能与蜡烛①的像完全重合,说明像与物______;
(4)如图乙所示,将玻璃板倾斜,蜡烛①的像将______(选填“仍然”或“不再”)与蜡烛①关于镜面对称;拿走蜡烛②,在同一位置上放一光屏,则光屏上______(选填“能”或“不能”)承接到蜡烛的像。
18.如图甲是小明在水平桌面上“探究平面镜成像特点”的实验装置。
(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)点燃蜡烛A,在玻璃板的另一侧移动完全相同的未点燃的蜡烛B,人眼一直在玻璃板的____________(选填“前侧”或“后侧”)观察,直至看起来蜡烛B和蜡烛A的像完全重合,由此可以得出的初步结论是像与物大小相同。
(3)移走蜡烛B,在其位置上放置一块光屏,通过观察光屏可知平面镜成____________像(选填“实”或“虚”);
(4)小华发现实验桌上有一个厚的玻璃板,用它继续实验,如图乙所示,他看到蜡烛A在玻璃板中同时出现两个像和。图丙为其侧视图,若小华想探究平面镜所成的像与物到平面镜距离的关系,需比较A、M之间的距离与____________(填“”、“”“”或“”)之间的距离。
2 / 30
学科网(北京)股份有限公司
学科网(北京)股份有限公司
$
4.3 平面镜成像(知识解读)
【新教材人教版】
题型归纳
【题型1 探究平面镜成像的特点的实验】 3
【题型2 平面镜成像的特点和规律】 6
【题型3 根据平面镜成像特点判断像与物的位置关系】 8
【题型4 根据平面镜成像特点作光路图】 12
【题型5 实像和虚像 】 14
【题型6 凸面镜和凹面镜的应用】 17
【题型7 潜望镜】 18
【随堂巩固】 22
考点1
平面镜成像的特点
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。
特别注意:
(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。
【题型1 探究平面镜成像的特点的实验】
【例1】在“探究平面镜成像的特点”实验中,实验装置如图所示。
(1)使用玻璃板代替平面镜的原因是_____________________;
(2)将白纸平铺在水平桌面上,用支架把_____(选填“薄”或“厚”)玻璃板_____地架立于白纸上;
(3)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,蜡烛B____ (选填“点燃”或“不点燃”),并移动蜡烛B,直至与蜡烛A的像________。选用两支完全相同的蜡烛的目的是:_____________________________;
(4)多次改变蜡烛A的位置,观察蜡烛A的像。当蜡烛A远离玻璃板时,像的大小将_________(选填“变大”“变小”或“不变”)。若蜡烛A位置不变,将玻璃板水平向右移动时(如图所示),像的位置相对于蜡烛A将_________(选填“向左”“向右”或“不变”);
(5)若将蜡烛A放在玻璃板前某位置,在玻璃板另一侧桌面上无论如何移动蜡烛B,都无法与蜡烛A的像完全重合,出现这种现象的原因可能是___________________________。
【答案】(1)便于确定像的位置
(2) 薄 竖直
(3) 不点燃 完全重合 便于比较像与物的大小关系
(4) 不变 不变
(5)玻璃板没有与水平桌面竖直放置
【详解】(1)平面镜不透光,无法看到镜后的物体;而玻璃板既能反射光成像,又能透光看到玻璃板后方的蜡烛,因此可以方便地确定像的位置。
(2)厚玻璃板的两个反射面会各自成像,出现重影干扰实验,因此要选薄玻璃板;
同时必须将玻璃板竖直架在白纸上,否则像会偏出桌面,无法让后方的蜡烛和前方蜡烛的像重合。
(3)若点燃蜡烛B,玻璃板后方过亮,会导致蜡烛A的像不清晰,因此蜡烛B要不点燃;
移动蜡烛B直到和A的像完全重合,就能直观验证像与物大小相等,选用完全相同的蜡烛就是为了方便对比像和物的大小关系。
(4)平面镜成像的像与物大小始终相等,和物体到玻璃板的距离无关,所以蜡烛A远离时像大小不变;
平面镜成像中像与物关于镜面对称,蜡烛A位置不动、玻璃板水平右移时,A到镜面的垂直距离没有改变,因此像的位置相对于蜡烛A也不会变化。
(5)如果玻璃板没有和水平桌面竖直,蜡烛A的像会偏向上方或下方,不在桌面所在平面,因此无论怎么移动桌面上的蜡烛B,都无法和像完全重合。
【变式1-1】如图所示,“探究平面镜成像特点”,下列关于该实验说法正确的是( )
A.保持A、B两支蜡烛的位置不变,只改变玻璃板的位置,蜡烛B始终能与蜡烛A的像重合
B.实验中,选用两支完全相同的蜡烛,并选用薄玻璃板
C.如果将蜡烛A向玻璃板靠近,蜡烛A的像会变大
D.移去蜡烛B,并在原蜡烛B的位置放一光屏,光屏上能接收到A的像
【答案】B
【详解】A.如果多次改变玻璃板的位置,玻璃板前后移动,则像距物距不相等,所以会发现B始终不能与A的像完全重合,故A错误;
B.选用两支完全相同的蜡烛,可以比较像和物的大小关系,选用薄玻璃板进行实验时,其两个面所成的像距离较近,近乎重合,不会影响观察,故B正确;
C.根据物与像的大小相等可知,蜡烛A向玻璃板靠近时,蜡烛A的像的大小不变,故C错误;
D.平面镜成的像是虚像,光屏只能接收实像,不能接收虚像,所以移去后面的蜡烛B,在原位置上放一光屏,光屏上不能接收到A的像,故D错误。
故选B。
【变式1-2】小灵探究“平面镜成像的特点”时,当蜡烛A向玻璃板靠近时,像的大小________。为了让左侧的同学也能够看清蜡烛A的像,小滨只将玻璃板绕底边向蜡烛B一侧翻转,在此过程中蜡烛A的像大小变化情况是________,蜡烛A顶端与其像之间的距离变化情况是________。
【答案】 不变 不变 先变大后变小
【详解】[1][2]平面镜成的像与物大小相同,和物到镜的距离无关,当蜡烛A向玻璃板靠近时,像的大小不变;将玻璃板绕底边向蜡烛B一侧翻转,在此过程中,蜡烛A的像大小不变。
[3]平面镜成像像与物关于镜面是对称的,因此在将玻璃板绕底边向蜡烛B一侧翻转的过程中,蜡烛A顶端与其像之间的距离先变大后变小。
【变式1-3】小明利用如图甲所示的器材做“探究平面镜成像的特点”的实验。
(1)实验中用玻璃板代替平面镜,主要是因为玻璃板便于______,如果有不同厚度的两块玻璃板,应选择______(选填“1”或“5”)mm厚的玻璃板做实验。
(2)为了使实验效果更明显,整个实验过程应在较______(选填“亮”或“暗”)的环境中进行。
(3)小明拿另一支大小相同的蜡烛B在玻璃板后面移动,人眼应在______(选填“E”或“F”)一侧观察,直到看上去蜡烛B跟蜡烛A完全重合。
(4)小明借来了旁边实验小组的玻璃板,放在蜡烛A的后面,他惊奇地发现,蜡烛A成了很多个像,如图乙所示。这些像与蜡烛A的大小关系是______(选填“相等”或“越远越小”)。
(5)小明同学将一张黑纸放在玻璃板后面挡住玻璃板上半部分,他将观察到______;
A.蜡烛A像的下半部分 B.蜡烛A像的上半部分
C.蜡烛A完整的像,像的亮度变暗 D.蜡烛A完整的像,像的亮度不变
(6)小明和同学继续深入研究:为了进一步地研究像与物的位置关系,若采用了彩色LED光源进行实验,现有“AFMTVX”六种字母形状的光源供选择,小明的最佳选择是______(选填字母)。
(7)若小明换用一个面积更大的玻璃板来做实验。则______。
A.蜡烛A的像会变大 B.后面的蜡烛B会变大
C.能观察到蜡烛A的像的范围会变大 D.蜡烛A的像到玻璃板的距离会变大
【答案】(1) 确定像的位置 1
(2)暗
(3)E
(4)相等
(5)D
(6)F
(7)C
【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,方便确定像的位置。
厚玻璃板会因两个反射面形成两个像,不易确定像的位置,会干扰实验,因此选更薄的1mm玻璃板。
(2)较暗的环境中,蜡烛和背景的亮度差更大,蜡烛的像会更清晰,实验效果更明显。
(3)平面镜成的是虚像,只能在物体A所在的一侧(也就是E侧,玻璃板前侧)透过玻璃板观察,无法在F侧直接看到A的像。
(4)平面镜成像的特点是像与物大小始终相等,多个像只是玻璃板不同反射面分别成像,所有像的大小都和物体A相等,不会随像的距离改变大小。
(5)平面镜成像是由于光的反射形成的,看到像是因为看到了经平面镜反射的光线,将一张黑纸放在玻璃板后面挡住玻璃板上半部分,不会影响成像的反射光线,不会影响蜡烛的像,所以仍能够在玻璃板内看到蜡烛A完整的像,像的亮度不变。
故选D。
(6)要研究像与物的位置、对称关系,需要选择左右不对称的字母,AFMTVX里只有F是左右不对称的,能直观对比出像和物的对称特点,其余字母左右对称,无法清晰区分物和像的位置差异。
(7)平面镜成的像与物等大,像与物到镜面的距离相等。完成上述实验后,小明换用一个面积更大的玻璃板来做实验,则蜡烛A的像大小不变,后面的蜡烛B大小不变,蜡烛A的像到玻璃板的距离不变,由于反射面变大,能观察到蜡烛A的像的范围会变大,故C符合题意,ABD不符合题意。
故选C。
【题型2 平面镜成像的特点和规律】
【例2】小明站在大厅内竖直放置的平面镜前,她看到身后墙上的时钟在平面镜中成的像如图所示,此刻的实际时间是____________。由于大厅光线较暗,为了帮助小明看清衣领上的污渍,小华应将光源照向____________(衣领/平面镜)。
【答案】 12:05 衣领
【详解】由平面镜成像“像与物左右相反”的特点可知,将镜中电子钟示数左右翻转,得到实际时间为12:05。因平面镜成像是物体反射的光经镜面反射进入人眼形成的,故要使衣领的像更清晰,应将光源照向衣领。
【变式2-1】如图是挂在墙上时钟在对面墙上平面镜中成的像,它们的实际时间是( )
A.12:25 B.11:35 C.01:25 D.12:35
【答案】A
【详解】平面镜成像时像与物体关于镜面对称,所以此时时针在12点和1点之间,分针指在25分的位置,实际时间为12:25。
故选A。
【变式2-2】如图所示,是小明在学习平面镜成像的知识时用手机拍摄到的“蜡烛在水杯中燃烧”现象,该现象中各装置及仪器位置的俯视图设计正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【详解】AB.手机与蜡烛位于玻璃板异侧,根据光的反射定律,蜡烛发出的光经玻璃板反射后无法进入手机镜头,无法拍摄到平面镜成像现象,故AB错误;
C.玻璃杯与蜡烛位于玻璃板同侧,根据平面镜成像特点(像与物关于镜面对称),蜡烛的像应成在玻璃板另一侧,玻璃杯无法与像重合,故C错误;
D.手机与蜡烛位于玻璃板同侧,玻璃杯位于玻璃板另一侧,且玻璃杯与蜡烛关于玻璃板大致对称,根据平面镜成像特点,蜡烛的像成在玻璃杯位置,手机镜头朝向玻璃板,能接收到蜡烛经玻璃板反射的光线,从而拍摄到“蜡烛在水杯中燃烧”的现象,故D正确。
故选D。
【变式2-3】如图所示,小明站在平面镜前1.5m处观察自己在镜中的像,此时他以0.5m/s的速度远离平面镜的过程中,像相对于小明的速度为____________m/s,像的大小____________(选填“变大”“变小”或“不变”)。
【答案】 1 不变
【详解】[1]因平面镜成像时像与物关于镜面对称,故人以0.5m/s的速度远离平面镜时,像也以0.5m/s的速度向相反方向远离平面镜,故像相对于小明的速度为
[2]因平面镜成像时像与物大小相等,小明的大小不变,故像的大小不变。
【题型3 】
【例3】如图所示,竖直放置的平面镜能绕水平轴MN转动。小明站在平面镜正前方,他在镜中成的是______像;为了让他站着就能看到镜中脚的像,可以让平面镜绕轴沿______时针方向转动。
【答案】 虚 顺
【详解】平面镜成像时,像与物体关于平面镜对称,所成的像是正立、等大的虚像;要看到脚的像,需要使脚发出的光线经平面镜反射后进入眼睛。平面镜绕水平轴MN顺时针转动时,镜面方向改变,可以使脚的像上移,从而进入视线范围。
【变式3-1】一只小猫正在平面镜前照镜子,请指出这只猫的像是哪幅图( )
A. B. C. D.
【答案】C
【详解】平面镜成像特点为像与物关于镜面对称。当镜面竖直放置时,所成的像是正立的、等大的,且其对应点的连线应该与镜面垂直,则符合该条件的只有C图,故ABD不符合题意,C符合题意。
故选C。
【变式3-2】如图所示,小明站立在竖直放置的试鞋镜(平面镜)前,却无法看到镜中自己脚上新鞋的像。为看到鞋像,他应保持直立并( )
A.靠近“试鞋镜” B.远离“试鞋镜”
C.顺时针转动“试鞋镜” D.将自己的脚抬高
【答案】C
【详解】AB.设人眼离地高度为 ,鞋离地高度为 ,由平面镜成像特点可知鞋的像离地高度 ,人眼看到像的反射点离地高度
若镜高小于 ,改变人与镜的距离, 不变,反射点仍在镜面上方,无法看到像,故AB不符合题意;
C.顺时针转动试鞋镜,镜面上端向后倾斜,根据平面镜成像对称性,鞋的像位置下降。连接人眼与像的连线可能经过镜面,使反射光线进入人眼,故C符合题意;
D.将脚抬高,设鞋离地高度为 。反射点高度
反射点位置更高,无法看到像,故D不符合题意。
故选 C。
【变式3-3】桃花岛公园里有一座桥,如图所示。桥下水深为,桥上一彩灯距水面,则该彩灯的“倒影”距水面_______________m;若湖水上涨了,则该彩灯的“倒影”距水面_______________m,“倒影”是_______________(选填“实”或“虚”)像。
【答案】 3 2.7 虚
【详解】倒影属平面镜成像,其原理是光的反射,根据平面镜成像特点可知像距与物距相等,已知彩灯距离湖面(物距)3m,所以该“倒影”距离湖面(像距)也为3m。
湖水再上涨0.3m,此时彩灯距离湖面(物距),故像距为2.7m,即该“倒影”距离湖面(像距)也为2.7m。
根据平面镜成像原理可知,物体在平面镜中所成的像是反射光线反向延长线的会聚点,不是实际光线的会聚点,所以成虚像,所以“倒影”是虚像。
考点2
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。
特别注意: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。
【题型4 】
【例4】请你完成下列光现象的光路图:
(1)如图甲所示,一只白鹭正在七里海湿地觅食,平静的水面映出它的身姿。画出能正确表示人看到白鹭倒影的光路图;
(2)如图乙所示,请根据平面镜成像特点。画出物体AB在平面镜中所成的像。
【答案】(1)
(2)
【详解】(1)平面镜成像时,像与物体关于镜面对称,用A点表示白鹭,据此画出A点关于水面的对称点A'即为像,连接A'和眼睛与水面的交点O即为反射点,点O与眼睛即为反射光线,连接AO即为入射光线,据此作图。
(2)分别作出A、B两点的对称点A'、B',用虚线连接A'、B'即为物体AB在平面镜中所成的像,据此作图。
【变式4-1】如图所示,S为一光源发出两束光线,作出这两束入射光线的反射光线光路图。
【答案】
【详解】如图,根据平面镜成像规律作出发光点S的像点S′,连接S′A并延长,连接S′B并延长,AC、BD即为反射光线,如图所示:
【变式4-2】有一光源S在平面镜前(未画出),经平面镜的两束反射光如图所示,请你根据平面镜成像的特点确定光源的位置,并完成光路图。
【答案】
【详解】平面镜所成的虚像是反射光线的反向延长线交汇形成的,延长两条反射光线的交点为像点;再结合物和像关于镜面对称的规律,作出像的对称点即为光源的位置,分别连接光源和两个入射点即为两条入射光线,据此作图。
【变式4-3】如图所示,A是烛焰上的一点,B是人眼的位置,请画出A点发出的一条光线经平面镜反射后经过B点的光路图。
【答案】
【详解】根据平面镜成像特点,作出A点关于平面镜的对称点,为A的虚像, 然后连接,与平面镜的交点即为反射点O,连接AO即为入射光线,OB为反射光线.
【题型5 】
【例5】疫情期间,医护人员通过平面镜检视防护服的穿戴情况。当医护人员走近平面镜时,像的大小 _______ (选填“变大”、“变小”或“不变”);他们在平面镜中的像是 _______ (选填“实像”或“虚像”)。
【答案】 不变 虚像
【详解】根据平面镜的成像特点可得,像与物的大小相等,当医护人员走近平面镜时,医护人员大小不变,那么像的大小也不变;
由平面镜成像的特点可知,物体在平面镜中成虚像,医护人员在平面镜中的像是虚像。
【变式5-1】下列关于实像、虚像的说法中错误的是( )
A.实像是由真实光线会聚而成的 B.虚像不可以被光屏承接
C.平面镜成的是实像 D.小孔成像成的是实像
【答案】C
【详解】A.实像的定义为实际光线会聚而成的像,故A正确;
B.虚像是实际光线的反向延长线会聚形成,无真实光线会聚于像点,无法被光屏承接,故B正确;
C.平面镜成像为光的反射形成的正立等大的虚像,不是实像,故C错误;
D.小孔成像是光沿直线传播形成的、由实际光线会聚的实像,故D正确。
本题选择描述错误的,故选C。
【变式5-2】如图所示是一只苍鹭在水面上捕食的画面,在它靠近水面的过程中,苍鹭在水中的像是( )
A.虚像,像的大小不变 B.虚像,像的大小逐渐变大
C.实像,像与水面的距离变大 D.实像,像与水面的距离不变
【答案】A
【详解】水面可视为平面镜,苍鹭在水中的像是由光的反射形成的虚像,符合平面镜成像规律,即在它靠近水面的过程中,它在水中的像大小不变。故选A。
【变式5-3】如图是为某水文站设计的检测长江水位的示意图。光源S与光屏MN在同一水平面上,从光源S发出的一束方向不变、与水平面成45°角的光,经水面反射后,在光屏上的P点处形成一个光斑,光斑的位置随水位的变化而变化。光屏MN在水中所形成的像是________(选填“虚像”“实像”);若光斑P向右移动了1.8m,说明水位下降了________m。
【答案】 虚像 0.9
【详解】水面相当于平面镜,由平面镜成像特点可知,光屏在水中成虚像。
设水位下降高度为,由光的反射定律及几何关系可知光斑水平移动距离,故
考点3
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。
【题型6 】
【例6】如图甲所示,是某司机在行驶时从倒车镜中看到的情景,汽车的倒车镜是_____________(填“凹面镜”或“凸面镜”),其作用是_____________。图乙是___________(填光学仪器名称)的光路图,在光反射的过程中__________(填“遵循”或“不遵循”)光的反射定律。
【答案】 凸面镜 扩大视野 凹面镜 遵循
【详解】凸面镜对光线有发散作用,能成正立、缩小的虚像,从而扩大观察视野,方便司机看到车辆后方更大范围的路况;图中平行光经镜面反射后会聚到一点,符合凹面镜的光路特点,凹面镜对光线有会聚作用;无论是凸面镜、凹面镜还是平面镜,所有光的反射现象都遵循光的反射定律。
【变式6-1】市面上有一种化妆镜由两面镜子组成,甲镜子是平面镜,乙镜子是凹面镜,可成放大的像。关于这种化妆镜,以下说法正确的是( )
A.甲镜子成实像,乙镜子成虚像 B.乙镜子对光有会聚作用
C.靠近甲镜子观察细节,可以使镜中的像变大 D.乙镜子可以用于道路拐弯处的反光镜
【答案】B
【详解】A.平面镜成正立、等大的虚像,故A错误;
B.凹面镜对光有会聚作用,故B正确;
C.平面镜所成的像与物体大小相等,靠近甲镜子时像的大小不变,故C错误;
D.道路拐弯处的反光镜是凸面镜,可以扩大观察的视野,而乙镜子是凹面镜,故D错误。
故选B。
【变式6-2】下列情况中,使用凹面镜的是( )
A.公路拐弯处的反光镜 B.通过潜望镜观看海面上的船
C.汽车的外后视镜 D.手电筒里面的反光镜
【答案】D
【详解】A.公路拐弯处的反光镜是凸面镜,凸面镜对光线有发散作用,能成正立、缩小的虚像,从而获得更宽广的视野。故A不符合题意;
B.通过潜望镜观看海面上的船使用的是平面镜,潜望镜内放置的是两块互相平行的平面镜,利用光的反射原理,将海面上的光线两次反射后传入观察者的眼睛。故B不符合题意;
C.汽车的外后视镜是凸面镜,与公路拐弯镜同理,凸面镜的发散作用可以提供更广阔的后视范围,减少盲区。故C不符合题意;
D.手电筒里面的反光镜是凹面镜,凹面镜对光线有会聚作用。手电筒的灯泡通常放在凹面镜的焦点上,光线经反射后能变成平行光束,射得更远更亮。故D符合题意。
故选D。
【变式6-3】如图所示,是一条盘山公路,当汽车在AB路段行驶时,司机由于光的直线传播而看不到BC路段的情况,为了能看清BC路段情况,应该在_______(选填“A”、“B”或“C”)位置安装_______面镜,该面镜与汽车后视镜_______(选填“相同”或“不同”)。
【答案】 B 凸 相同
【详解】[1][2][3]当汽车在AB路段行驶时,司机由于光的直线传播而看不到BC路段的情况,为了能看清BC路段情况,根据光的反射规律,应该在B位置安装凸面镜,扩大视野,该面镜与汽车后视镜相同。
【题型7 】
【例7】如图甲所示,潜艇中的人利用潜望镜在水下也能观察水面上的情况。利用两块镜片可自制一个简易潜望镜,如图乙、丙所示。
(1)利用潜望镜可以从海面下看到海面上的船只,自制潜望镜图乙中两个观察口对应图丙中_________(选填①④或“②③”),图丙中两块镜片是_________(选填“玻璃板”或“平面镜”)。
(2)射向船只的太阳光线经过______次反射后射入人眼,观察者通过潜望镜看到的船只的像与直接在潜艇正上方水面上看到的船只左右_________(选填“一致”或“相反”)。
【答案】(1) ②③ 平面镜
(2) 3 一致
【详解】(1)[1]潜望镜可以把高处物体反射的光线,经过两次镜面反射,反射到低处,使低处的人看到高处的物体;用潜望镜可以从海面下看到海面上船只,图乙中两个观察口对应图丙中②③,即物体反射的光线从②进入镜筒,经过两次镜面反射,从③口射出。
[2]平面镜只反射,光线不能透过,平面镜比玻璃板反射光线效果更好,图丙中两块镜片是平面镜,
(2) [1]射向船只的太阳光线经过船只、两个平面镜3次反射后射入人眼。
[2]经平面镜一次反射成像时,像和物体左右对调,由于经过了两次平面镜反射,观察者通过潜望镜看到的船只的像与直接在潜艇正上方水面上看到的船只左右一致。
【变式7-1】如图,小航自制了一架潜望镜,下列说法不正确的是( )
A.潜望镜内的两镜面均与水平面成45°
B.通过潜望镜观察到的像是虚像
C.通过潜望镜观察右图的时钟,看到的结果是21:01
D.潜望镜的工作原理是光的反射
【答案】C
【详解】A.潜望镜中光线经平面镜反射改变方向,入射光线与反射光线夹角为,根据光的反射定律,法线平分入射光线与反射光线的夹角,镜面与法线垂直,故镜面与水平面成,故A正确,不符合题意;
B.潜望镜由平面镜组成,平面镜成正立、等大的虚像,故通过潜望镜观察到的是虚像,故B正确,不符合题意;
C.潜望镜包含两块平面镜,物体经第一块平面镜成像时像与物关于镜面对称(左右相反),该像作为物体经第二块平面镜再次成像,像与物再次关于镜面对称(左右相反),两次反射后最终像与原物体方向一致(相当于平移);图中时钟显示为,故观察到的像仍为,而不是,故C不正确,符合题意;
D.潜望镜利用平面镜改变光路,其工作原理是光的反射,故D正确,不符合题意。
本题选择描述不正确的,故选C。
【变式7-2】如图所示是潜望镜的结构示意图,其中两块平面镜均相对水平面倾角为。现有一艘军舰位于与平面镜1等高的正前方。则下列说法正确的是( )
A.潜望镜是利用了光的折射原理
B.人眼看到军舰所成的像位于平面镜1的正前方
C.在潜望镜中看到的时间如题图乙,则实际的时间是20:51
D.人眼看到军舰所成的像到潜望镜的距离等于军舰到潜望镜的距离
【答案】C
【详解】A.潜望镜通过两块平行的、与水平面成 45∘角的平面镜,将来自远处物体的光线经过两次反射后进入人眼。平面镜成像属于光的反射,不是折射,故A错误;
BD.由平面镜成像特点可知,像和物体各对应点到平面镜距离相等,由下图可知,军舰上两点AB先通过平面镜1成像,再通过平面镜2成像,故人眼看到军舰所成的像位于平面镜2的正前方,且人眼看到军舰所成的像到潜望镜的距离大于军舰到潜望镜的距离,故BD错误;
C.潜望镜中使用的是两块平面镜,第一个镜子成正立等大、左右颠倒的像,第二个镜子成正立等大、左右颠倒的像。左右经过两次颠倒最后的像跟原物完全一样,实际时间与看到的时间均为20∶51,故C正确。
故选C。
【变式7-3】如图甲所示,自行车的尾灯由许多小平面镜组成。夜晚,当后面汽车的车灯照射在小平面镜上时,经过两次反射后,反射光线平行于原入射光线反方向射回去,给后车司机警示作用。图乙中的______(填“A”或“B”)是自行车尾灯的原理图,它______(填“是”或“不是”)光源,图乙中另一个图是______的原理图。
【答案】 A 不是 潜望镜
【详解】[1]自行车尾灯采用相互垂直的镜面组合能够把车后任何方向射来的光都朝着相反方向反射回去,从而引起司机的注意,防止交通事故的发生,故A是自行车尾灯的原理图。
[2]自行车尾灯明亮是反射了别的物体的光,尾灯自身不能发光,不是光源。
[3]由图可知,通过管子的上下拐角处各安装一个平面镜,两块平面镜互相平行,都跟水平方向成45度角,物体通过两次反射使下面的一方就可以看到上面物体的像,故图乙中另一个图是潜望镜的工作原理图。
随堂巩固
【随堂巩固】
1.2024年4月8日地球上发生了一次日全食,这次日全食现象给人们带来了难得一见的天文盛宴,下列光现象与该现象成因相同的是( )
A.夏天,树荫下的圆形光斑 B.看见地上的书本
C.水中倒影 D.简易潜望镜
【答案】A
【详解】日全食是由光的直线传播形成的。
A.树荫下的圆形光斑是小孔成像,由光的直线传播形成,与日全食成因相同,故A符合题意;
B.看见地上的书本是由于光的反射,故B不符合题意;
CD.水中倒影和简易潜望镜是平面镜成像,由光的反射形成,故CD不符合题意。
故选A。
2.下列对“探究平面镜成像的特点”实验中所涉及的问题分析正确的是( )
A.用玻璃板代替平面镜,是为了便于确定像的位置
B.只要把光屏放在恰当的位置,就能承接到蜡烛的像
C.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
D.选用两支相同的蜡烛,目的是便于比较像距和物距,用到了等效替代的思想
【答案】A
【详解】A.玻璃板透明,既能反射光成像,又能透过光看到板后的蜡烛B,便于确定像的位置,故A正确;
B.平面镜成虚像,虚像不能呈现在光屏上,故B错误;
C.若将蜡烛B也点燃,其火焰会干扰对蜡烛A像的观察,无法准确判断B与A的像是否重合,故C错误;
D.选用两支相同的蜡烛,是为了比较像与物的大小关系,故D错误。
故选A。
3.小明站在平面镜前2m处,当他向平面镜靠近1m时,他在平面镜中的像( )
A.距离平面镜1m,像的大小不变
B.距离平面镜1m,像的大小变大
C.距离平面镜2m,像的大小不变
D.距离平面镜2m,像的大小变大
【答案】A
【详解】小明原本距平面镜2m,靠近1m后,小明到平面镜的距离变为 ,因此像到平面镜的距离也为1m;小明自身大小不变,所以像的大小也不变,故A正确,BCD错误。
故选A。
4.下图所示是芳芳同学在用粗细相同、高度可调的蜡烛A、B和薄玻璃,探究“平面镜成像特点”时的几种情境。下列说法正确的是( )
A.甲图中,蜡烛A的像的位置在玻璃板的表面上
B.乙图中,蜡烛B能与蜡烛A的像完全重合
C.丙图中,蜡烛B能与蜡烛A的像完全重合
D.丁图中,在玻璃与B蜡烛之间放一块白屏,从蜡烛A一侧可以看到A的像
【答案】D
【详解】A.平面镜成像时像与物关于镜面对称,甲图中蜡烛A的像在玻璃板后,不在表面上,故A错误;
B.乙图中玻璃板倾斜,蜡烛 A 的像会向下偏移,蜡烛 B 无法与 A 的像完全重合,故 B 错误;
C.丙图玻璃板同样倾斜,蜡烛 A 的像位置向上偏移,蜡烛 B 不能与 A 的像完全重合,故 C 错误;
D.平面镜成虚像,由光的反射形成,白屏放在玻璃板后不影响反射光线进入人眼,从A侧仍能看到像,故D正确。
故选D。
5.李白的名句“举杯邀明月,对影成三人”中,对所涉及到的知识理解正确的( )
A.地上的人影与杯中人影都是由于光的直线传播形成的
B.皎洁的月亮是光源,自身能发光
C.地上的人影与杯中人影都是由于光的反射形成的
D.地上的人影与杯中的人影是不同的,地上是“影”,而杯中是“像”
【答案】D
【详解】ACD.地上的人影是光沿直线传播时,被不透明的人挡住,在地面形成的暗区,属于光的直线传播形成的影子。酒杯的液面相当于平面镜,人影是平面镜成像,属于光的反射形成的虚像。故AC错误,D正确;
B.月亮自身不能发光,是反射太阳的光,不属于光源;故B错误。
故选D。
6.为避免司机低头观察汽车仪表盘,忽略路况造成事故,厂商开发出汽车抬头显示系统,如图甲,又叫汽车平视显示系统(HeadUpDisplay),简称HUD。它利用平面镜成像原理,如图乙,汽车仪表安装在驾驶台上,显示面水平朝上,司机平视,借助透明挡风玻璃看到仪表竖直的像。下列说法正确的是( )
A.显示器越靠近挡风玻璃所成的像越大
B.挡风玻璃与水平面的夹角应为45°
C.挡风玻璃看到仪表竖直的像是实像
D.司机看到像是由于挡风玻璃对光发生了漫反射
【答案】B
【详解】A.平面镜成像的特点是像与物大小始终相等,和物体到平面镜的距离无关,因此显示器靠近挡风玻璃时,像的大小不变,故A错误;
B.平面镜成像中,像与物体关于平面镜对称。显示器水平放置,要成竖直向上的像,根据对称关系,挡风玻璃(平面镜)与水平面的夹角应为,故B正确;
C.挡风玻璃相当于平面镜,平面镜成的是虚像,不是实像,故C错误;
D.挡风玻璃能成清晰的像,是因为对光发生了镜面反射;漫反射无法形成清晰的像,故D错误。
故选B。
7.如图所示,甲、乙两人分别站立于一面矮墙的两边,若要在天花板上固定一平面镜使两人在图示位置彼此都能看到对方的全身,则所需的最小平面镜的位置应为( )
A.ae B.bc C.cd D.bd
【答案】D
【详解】如下图所示:
甲、乙两人在平面镜里成的像的位置,分别过乙的像的头顶和脚底分别作两条直线到甲的眼睛,过甲的像的头顶和脚底分别作两条直线到乙的眼睛(这两条直线就可以确定出所需最小平面镜的位置),由这四条直线与墙的交点即可确定出所需最小平面镜的位置应为,故D符合题意,ABC不符合题意。
故选D。
8.在研究平面镜成像特点实验中,小明将物体放在A处时,同组的小华在B处看不见A在平面镜中所成的像,如图所示。不改变小华的位置,下列操作方法能使小华看到物体A在平面镜中像的是( )
A.将物体A靠近平面 B.将平面镜水平向左平移
C.将平面镜绕着M端逆时针旋转一定的角度 D.以上三种方案都可以
【答案】D
【详解】根据光的反射定律画出能看到A的位置,如图所示,小华之所以能够通过平面镜看到A的像,是因为A反射的光线经平面镜反射后射入小华的眼睛,A的像在反射光线的反向延长线上;如图:
A.将物体A靠近平面镜,物体A反射的光线经平面镜反射后能射入小华的眼睛,所以小华能通过平面镜看到物体A,故A可行;
B.平面镜水平左移时,像会随镜面同步左移(仍与A对称)。反射光线可能会覆盖B处,使小华看到像,故B可行;
C.将平面镜绕着M端逆时针旋转一定的角度,像会随镜面同步逆时针移动(仍与A对称),反射光线会向 B 处偏转,反射光线进入小华眼睛,能看到像,故C可行;
D.综上,以上三种方法均可行。
故ABC不符合题意,D符合题意。
故选D。
9.西塞山前白鹭飞,一只白鹭平行于水面飞行。若以白鹭为参照物,它在水中的倒影是_________(选填“运动”或“静止”)的,白鹭在俯冲过程中,它在水面上成的像_________(选填“变大”、“变小”或“不变”)
【答案】 静止 不变
【详解】白鹭平行于水面飞行时,它的水中倒影相当于平面镜所成的像,像和白鹭本身的相对位置始终没有发生变化,因此以白鹭为参照物,倒影是静止的。
平面镜成像的特点是像与物体的大小始终相等,和物体到水面的距离无关,所以白鹭俯冲靠近水面的过程中,它的像大小不变。
10.距离镜子3m处站立着一个身高1.7m的人,他在镜中的像是____________(实/虚)像,像高为____________m,他距镜子中自己的像的距离为____________m,他向后退一步,他的像____________(变大/变小/不变)了。若将一块木板放在镜子后,他____________(能/不能)通过平面镜看到自己的像。
【答案】 虚 1.7 6 不变 能
【详解】由平面镜成像特点可知,平面镜成虚像,所以他在镜中的像是虚像。
像与物体大小相等,人的身高1.7m,像的高度也是1.7m。
平面镜成的像与物到镜面距离相等,人站在镜前3m处,像离镜也是3m,他距离镜子中自己的像的距离是6m。
像的大小仅与物体大小有关,与物体到镜面的距离无关,故人后退时像的大小不变。
平面镜成像是光的反射形成的虚像,镜子后方的木板不阻挡反射光线进入人眼,故仍能看到自己的像。
11.小华站在竖立的穿衣镜前1m处,当他远离穿衣镜时,他在镜中的像的大小______________(选填“变大”“变小”或“不变”)。小华在镜中看到了妈妈的眼睛,妈妈______________(选填“能”或“不能”)通过这面镜子看到小华的眼睛,这是因为在光的反射现象中光路是______________。
【答案】 不变 能 可逆的
【详解】平面镜成像的特点是像与物体大小相等,当小华远离穿衣镜时,他自身的大小没有改变,因此镜中的像大小也不变。
在光的反射现象中光路是可逆的,小华能看到妈妈的眼睛,说明妈妈眼睛反射的光经镜面反射后进入了小华的眼睛,那么小华眼睛反射的光经镜面反射后也能进入妈妈的眼睛,所以妈妈能通过镜子看到小华的眼睛,这一现象的依据是光路可逆。
12.如图,固定在水池上方的射灯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50°,则当水面升高时,入射角将_______(选填“增大”、“减小”或“不变”),光斑A将__________(选填“向右移动”、“向左移动”或“不移动”),光源与它的像间的距离将________(选填“增大”、“减小”或“不变”)。
【答案】 不变 向左移动 减小
【详解】因入射光线方向固定,水面始终水平,法线始终与水面垂直,故入射角不变。
由光的反射定律可知反射角等于入射角,入射角不变则反射光线与原反射光线平行;水面升高时入射点左移,反射光线向左平移,故光斑A向左移动。
由平面镜成像特点可知,像与物到镜面的距离相等,物像间距为物距的2倍;水面升高时,光源到水面的距离(物距)减小,故光源与它的像间的距离减小。
13.小明用木板和支架制作了一个“临摹神器”。如图,OA为木板并用支架固定,木板上放置平板电脑,平板电脑屏幕上展示待临摹的图片。OB处放置并固定某光学器材,并在桌面OC平放一张白纸。
(1)OB处放置的光学器材应该用______(选填“平面镜”“茶色玻璃”),为了增强临摹效果,该光学器材应该______(选填“厚”“薄”)一点;
(2)调整支架的位置,当屏幕图片的像与白纸重合时,停止调节。若光学器材与桌面的夹角,则木板与桌面右侧的夹角∠AOC=______°;
(3)临摹时,人眼在图中E处观察。若临摹准确,临摹成的画相较于屏幕上的画______(选填“更大”“更小”或“大小相等”)。
【答案】(1) 茶色玻璃 薄
(2)120
(3)大小相等
【详解】(1)[1]OB处放置的光学器材应该用茶色玻璃,既可以成像,又透光,可以看到玻璃板后面的笔尖和白纸,便于操作。
[2]为了增强临摹效果,该光学器材应该薄一点,避免出现两个像。
(2)平面镜成像时,像与物关于镜面对称,若光学器材与桌面的夹角,则,所以木板与桌面右侧的夹角
(3)平面镜成的像和物体大小相等,若临摹准确,临摹成的画相较于屏幕上的画大小相等。
14.多数服装店的试衣镜并非垂直于地面,而是与地面呈65度至75度的倾斜角。这种独特的倾斜设置,可以使镜子中的像呈现“腿长身短”的视觉效果,已知某服装店放置的试衣镜与地面成75度,顾客站在试衣镜前观察自己的像时发现上半身成像位置______(填“靠前”或“靠后”),下半身成像位置______(选填“靠前”或“靠后”),同时看不到自己鞋子的像,为了看到自己鞋子的像,此时顾客应向______(选填“远离”或“靠近”)试衣镜的方向移动,顾客移动过程中,鞋子像的大小______(填“变大”“变小”或“不变”),顾客与自己的像构成的夹角为______度。
【答案】 靠后 靠前 靠近 不变 30
【详解】【小题1】[1][2] 试衣镜与地面成75度倾斜(上端向后倾斜),根据平面镜成像规律,像与物关于镜面对称,上半身离镜面较远,像的位置更靠后;下半身离镜面较近,像的位置更靠前。
[3]当顾客看不到鞋子的像时,由于像与物关于镜面对称,靠近试衣镜能让鞋子的像反射光线更易进入人眼,所以需向 “靠近” 方向移动。
[4]平面镜成像大小始终与物体等大,故鞋子像大小不变。
[5]镜面与竖直方向夹角为
顾客与像的夹角为两倍此角度,即
15.(1)如图,根据给出的入射光线AO画出反射光线OB,并标出反射角及度数。
(2)在图中作出物体AB在平面镜中所成的像。
【答案】(1)
(2)
【详解】(1)入射光线与镜面夹角为30°,入射角大小为
根据光的反射定律,反射角也为60°,在法线右侧画出带箭头的反射光线OB,标注反射角度数为60°,据此作图。
(2)平面镜成的像与物体关于镜面对称,分别过A、B两点作关于平面镜的对称点、,用虚线连接、,得物体的像。据此作图。
16.如图所示,小明同学站在A点通过平面镜MN观察站在墙壁后面B点的小华同学。请根据以下要求作图。(保留作图痕迹)
(1)请在图中标出小明通过平面镜看到小华的像的位置;
(2)请在图中画出小明通过平面镜观察小华的光路图。
【答案】(1)
(2)
【详解】(1)根据平面镜成像时像与物的对称性,找到小华B的像,如图所示:
(2)连接AB'画出反射光线,AB'与平面镜的交点即为入射点O,再连接B与入射点O画出入射光线,沿光的传播方向标上箭头,如图所示:
17.某小组同学用如图甲所示器材探究平面镜成像的实验,请你参与实验并完成作答。
(1)实验中用玻璃板代替平面镜,目的是便于确定像的______。此时成像的清晰度比日常使用的平面镜______(选填“好一些”“一样”或“差一些”);
(2)为了便于观察,实验最好在______(选填“较亮”或“较暗”)的环境中进行;
(3)实验中应选择与蜡烛①外形相同且______(选填“已点燃”或“未点燃”)的蜡烛②,移动蜡烛②发现恰巧能与蜡烛①的像完全重合,说明像与物______;
(4)如图乙所示,将玻璃板倾斜,蜡烛①的像将______(选填“仍然”或“不再”)与蜡烛①关于镜面对称;拿走蜡烛②,在同一位置上放一光屏,则光屏上______(选填“能”或“不能”)承接到蜡烛的像。
【答案】(1) 位置 差一些
(2)较暗
(3) 未点燃 大小相等
(4) 仍然 不能
【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的蜡烛,以此来确定像的位置;日常平面镜的反射面是不透明的镀银层,几乎可以将入射光全部反射,而玻璃板只有部分光线发生反射成像,还有部分光线会透射出去,因此成像清晰度比平面镜差一些。
(2)在较暗的环境中,周围其他物体的光线干扰少,点燃蜡烛的像会相对更突出,更便于观察实验现象。
(3)如果蜡烛②也点燃,玻璃板另一侧会过于明亮,导致蜡烛①的像很难被观察,因此要选择外形相同的未点燃的蜡烛②;蜡烛②能与蜡烛①的像完全重合,直接说明平面镜成像时,像与物的大小相等。
(4)平面镜成像的核心特点是像与物始终关于镜面对称,和玻璃板是否倾斜无关,因此蜡烛①的像仍然和蜡烛①关于镜面对称;平面镜成的是虚像,虚像不能在光屏上呈现,因此拿走蜡烛②后,光屏上不能承接到蜡烛的像。
18.如图甲是小明在水平桌面上“探究平面镜成像特点”的实验装置。
(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)点燃蜡烛A,在玻璃板的另一侧移动完全相同的未点燃的蜡烛B,人眼一直在玻璃板的____________(选填“前侧”或“后侧”)观察,直至看起来蜡烛B和蜡烛A的像完全重合,由此可以得出的初步结论是像与物大小相同。
(3)移走蜡烛B,在其位置上放置一块光屏,通过观察光屏可知平面镜成____________像(选填“实”或“虚”);
(4)小华发现实验桌上有一个厚的玻璃板,用它继续实验,如图乙所示,他看到蜡烛A在玻璃板中同时出现两个像和。图丙为其侧视图,若小华想探究平面镜所成的像与物到平面镜距离的关系,需比较A、M之间的距离与____________(填“”、“”“”或“”)之间的距离。
【答案】(1)确定像的位置
(2)前侧
(3)虚
(4)A1M
【详解】(1)玻璃板具有透明的特点,透过玻璃板可以观察到玻璃板另一侧的情况,所以便于确定像的位置。
(2)因为平面镜成像是光的反射形成的,反射光线在玻璃板前侧,所以要在玻璃板前侧观察。
(3)移走蜡烛B,在其位置上放置一块光屏,光屏上不会出现蜡烛的像,通过观察光屏可知平面镜成虚像。
(4)根据平面镜成像特点,像与物到平面镜的距离相等。在厚玻璃板中,靠近蜡烛A的面M为反射面,蜡烛A的像A1是蜡烛A通过面M成像得到的,所以要比较A、M之间的距离与A1M之间的距离,来探究平面镜所成的像与物到平面镜距离的关系。
2 / 30
学科网(北京)股份有限公司
学科网(北京)股份有限公司
$
相关资源
示范课
由于学科网是一个信息分享及获取的平台,不确保部分用户上传资料的 来源及知识产权归属。如您发现相关资料侵犯您的合法权益,请联系学科网,我们核实后将及时进行处理。