4.3 平面镜成像的特点（讲义）物理新教材北师大版八年级上册

第四章 光现象 第3节 平面镜成像的特点 课标要点 1.掌握平面镜成像等大、等距、垂直、虚像特点；知道虚像不能被光屏承接；了解平面镜成像在生活中的应用。 2.理解物和像关于镜面对称；能够区分实像与虚像；会利用成像特点分析简单问题。 3.掌握平面镜成像实验操作；理解玻璃板、等大蜡烛的实验目的，会分析实验故障。 4.了解潜望镜原理，体会光学在生活、军事中的应用。 学习重难点 重点：平面镜成像四大特点；实验器材的作用；平面镜应用。 难点：虚像的理解；玻璃板倾斜的实验故障分析；人靠近镜子像大小变化的陷阱。 知识点 探究平面镜成像特点实验 1. 实验器材：薄玻璃板、两支完全相同的蜡烛、刻度尺、白纸、光屏。 2. 器材的作用 ①选用薄玻璃板，而不用厚玻璃板：减弱玻璃板前后两个面形成双重重影，减小实验干扰； ②玻璃板代替平面镜：玻璃板透光，便于确定像的位置； ③两支完全一样的蜡烛：用来比较像和物体的大小关系； ④玻璃板必须竖直放在白纸上：如果玻璃板倾斜，后面蜡烛无法和像完全重合。 3. 虚实检验：把光屏放到像的位置，光屏接收不到像，证明平面镜成虚像。 特别提醒 光屏承接不到的是虚像；能够被光屏接收到的是实像，虚像不是实际光线会聚而成。 随学随练 1．在“探究平面镜成像的特点”实验中，把一支点燃的蜡烛A放在玻璃板前面，观察它在玻璃板后面的像，用完全相同但未点燃的蜡烛B在玻璃板后面移动，当点燃的蜡烛A的像与未点燃的蜡烛B完全重合时。下列说法中（     ） ①当蜡烛A向平面镜靠近时，A的像变大 ②玻璃板在竖直平面内绕M逆时针转过一定角度，蜡烛A成像位置不变 ③在B的位置放置一纸板判断成像虚实，眼睛应该在蜡烛B一侧观察 ④若玻璃板与水平桌面不垂直，像与蜡烛关于玻璃板不对称 A．只有①②正确 B．只有②③正确 C．只有③④正确 D．只有①④正确 【答案】C 【详解】①平面镜成像时像与物大小相等，蜡烛A靠近镜面，像的大小不变，故①错误； ②平面镜成的像与物关于镜面对称，玻璃板在竖直平面内绕M逆时针转过一定角度，对称面的位置和物的位置没有改变，蜡烛A成像位置不改变，故②正确； ③虚像不能成在光屏上，在B的位置放置一纸板判断成像虚实，眼睛应该在蜡烛B一侧观察，故③正确； ④平面镜成的像与物关于镜面对称，若玻璃板与水平桌面不垂直，像与蜡烛关于玻璃板对称，故④错误。 故C符合题意，ABD不符合题意。 故选C。 2．小明做“探究平面镜成像的特点”实验。 （1）小明在水平桌面上铺一张纸，纸上竖立一块___________（选填“透明”或“茶色”）玻璃板作为平面镜，在纸上记下平面镜的位置，把一支点燃的蜡烛A放在玻璃板的前面，再拿一支外形相同但不点燃的蜡烛B竖立在玻璃板后面移动，直到看上去它跟蜡烛A的像___________，为确定像的虚实，需在蜡烛B位置放一个光屏，并在图乙中的___________（选填数字序号）处观察光屏上是否有像；如果有厚和厚的两块玻璃板，应选择___________厚的玻璃板做实验。 （2）实验中用玻璃板代替平面镜，利用了玻璃透明的特点，便于___________（选填“观察”或“确定”）像的位置，玻璃板应___________放置。 （3）选取两支完全相同蜡烛的目的是：___________。 （4）实验中若无论怎样移动B蜡烛都无法使其和A蜡烛像完全重合的原因是___________。 （5）图甲中，小明多次改变蜡烛A的位置，标出蜡烛A及对应像的位置，测出蜡烛A及像距玻璃板的距离，得出结论：___________；仅将玻璃板由图中位置水平向右平移，蜡烛A的像___________（选填“向右移”“消失”或“不动”）； （6）如图丙，小明检查视力，视力表放在其头部的后上方位置，检查时要求视力表在镜中的像与被测者间的距离为，则视力表到平面镜的距离为___________m。若小明举起左手，则他在镜中的像举起的是___________手。 【答案】（1）茶色；完全重合；③；2；（2） 确定；竖直；（3）便于比较像与物的大小关系；（4）玻璃板未竖直放置；（5） 像与物到平面镜的距离相等；不动；（6）2.7；右 【详解】（1）茶色玻璃板透光性较弱，成像更清晰，比透明玻璃板更适合实验； 移动未点燃的蜡烛B直到和A的像完全重合，以此确定像与物的大小关系； 验证像的虚实要在玻璃板后侧（B侧）直接观察光屏，不能透过玻璃板看，因此选③位置； 薄玻璃板能减少两个反射面形成重影的干扰，因此选2mm厚的玻璃板更好。 （2）玻璃的透光性可以让我们看到玻璃板后方的蜡烛B，从而确定像的位置；玻璃板必须竖直放置，否则像会偏高或偏低，无法让后方蜡烛和像重合。 （3）两支蜡烛完全相同，当B与A的像重合时，就可以直接说明像和物大小相等，所以目的是便于比较像与物的大小关系。 （4）若玻璃板不竖直，蜡烛A的像会偏离桌面，桌面上的蜡烛B无论怎么移动都无法和像重合。 （5）多次测量物距和像距后，可得出平面镜成像时像与物到镜面的距离相等的结论；玻璃板水平右移时，蜡烛A到镜面的距离没有变化，像和物关于镜面对称，因此像的位置保持不动。 （6）设视力表到平面镜距离为，则视力表的像到镜面距离也为，小明到镜面的距离为，根据要求像和人相距5m，可得，解得；平面镜成左右相反的虚像，因此小明举左手时，镜中的像举的是右手。 知识点 平面镜成像特点 1.四条成像规律 ①像与物体的大小相等； ②像与物体到平面镜的距离相等； ③物体和像的连线跟镜面互相垂直； 概括：物体与像关于平面镜对称。 ④成像性质：平面镜成虚像。 易错提醒 人走向平面镜，镜中像的大小保持不变；看起来像变大是人的视角发生改变，物体多大，像就多大。 随学随练 3．小明从平面镜里看到镜子对面电子钟示数的像如图所示，这时的时刻是（     ） A．21∶10 B．12∶51 C．15∶02 D．12∶05 【答案】D 【详解】平面镜成像时像与物关于镜面对称。将图中数字左右翻转，最右侧“1”翻转后为“1”移至最左侧，右二“5”翻转后为“2”移至左二，冒号不变，左二“0”翻转后为“0”移至右二，最左侧“2”翻转后为“5”移至最右侧，组合得12：05。 故选D。 4．如图是某位观鸟人士拍下白鹤及其在水中的一黑一白两个“影子”。网友纷纷称道“对影成三人，古人诚不欺我也”。“影子”甲的形成是由于______________________。“影子”乙是由于平面镜所形成的_______（选填“虚”或“实”）像，“影子”乙大小与白鹤的大小________（选填“可能”或“一定）”相同。 【答案】 光的直线传播 虚 一定 【详解】甲是光沿直线传播时被不透明的白鹤遮挡，在后方形成的暗区，故成因是光的直线传播。 水面相当于平面镜，乙是白鹤通过水面形成的平面镜成像；由平面镜成像特点可知，平面镜成虚像，像与物体大小相等，因此乙是虚像，大小与白鹤一定相同。 知识点 平面镜的实际应用 1. 利用成像：穿衣镜、化妆镜子。 2. 改变光的传播方向：潜望镜，内部安装两块平面镜，经过两次光的反射，改变光路。 随学随练 5．检查视力时，医生让小丽面对平面镜、背对视力表。视力表距平面镜2.5m，小丽距视力表0.4m。小丽在平面镜中看到视力表的像，像到小丽的距离为（     ） A．2.5m B．4.6m C．5.0m D．5.4m 【答案】B 【详解】由平面镜成像特点可知，视力表的像到平面镜的距离等于视力表到平面镜的距离，即 小丽到平面镜的距离 视力表的像到小丽的距离 ，故选 B。 6．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 平面镜成像实验分析题 解题技巧 1. 答题固定话术：玻璃板 —— 便于确定像的位置；等大蜡烛 —— 比较物像大小；玻璃板倾斜 —— 蜡烛不能与像重合；薄玻璃板 —— 防止重影； 2. 光屏检验：光屏接不到像→虚像； 3. 多次实验目的：得到普遍规律，避免偶然性。 活学活用 7．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。 8．做“探究平面镜成像特点”的实验时，安安在竖立的玻璃板前一段距离处放一支点燃的蜡烛A，他再取一段与蜡烛A等长但未点燃的蜡烛B放在玻璃板后，如图所示。 （1）用玻璃板代替平面镜，目的是便于________________，选用两支相同的蜡烛，目的是便于比较________； （2）有3mm厚和2mm厚的两块玻璃板，应选择_________mm厚的玻璃板做实验；在寻找蜡烛A的像位置时，眼睛应该在蜡烛________（“A”或“B”）这一侧观察。若安安无论在桌面上怎样移动后面的蜡烛B，都不能使之与蜡烛A的像完全重合，请你推测可能的原因是________________________________； （3）移去玻璃板后的蜡烛B，在其原来的位置上放置一块光屏，这时，观察者应____________________（选填“直接”或“在 A 侧透过玻璃板”）观察光屏，光屏上________（选填“不能”或“能”）呈现蜡烛A的像，说明平面镜成的是________（选填“实”或“虚”）像。若在图中水平向右移动玻璃板，A蜡烛的像________（填“会”或“不会”）跟着向右移动。 （4）若图乙中猫的头部位置保持不变，把镜子沿MN截成左右两半，并将这两半分别向左右平移一段距离，则猫的头部通过左、右两半面镜子__________。 A．都不能成像 B．各成半个像，合起来成一个完整的像 C．都成完整的像，且两个像在同一位置 D．都成完整的像，且两个像在不同位置 （5）若图丙中平面镜MN竖直放置，镜前有一个发光物体S，现将平面镜绕M点从MN位置顺时针转至MN'位置，如图丙所示，物体S在平面镜中的像S'到M点的距离__________。（填“变小”、“变大”或“不变”） 【答案】（1）确定像的位置；像与物的大小关系；（2）2；A；玻璃板与桌面不垂直；（3）直接；不能；虚；不会；（4）C；（5）不变 【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后方的蜡烛B，因此可以方便确定像的位置。 选用两支完全相同的蜡烛，是为了通过蜡烛B与蜡烛A的像完全重合的现象，便于比较得出像与物的大小关系。 （2）玻璃板成像时，两个面都会成像，玻璃板越薄，两个反射面形成的重影干扰越小，因此选2mm厚的玻璃板。 平面镜成的像是光的反射形成的，蜡烛A发出的光经玻璃板反射后才能被人眼接收，因此眼睛要在A侧观察。 如果玻璃板没有竖直垂直于桌面，蜡烛A的像会偏上或偏下，桌面上的蜡烛B就无法和像完全重合，故可能的原因是玻璃板与桌面不垂直。 （3）验证平面镜成虚像时，要直接观察光屏，不能透过玻璃板看。 实像可以呈现在光屏上，虚像不能在光屏承接，光屏上无法呈现A的像，说明平面镜成虚像。 平面镜成像时像和物关于镜面对称，水平向右移动玻璃板，蜡烛A到镜面的对称距离和相对位置没有改变，因此像的位置不会移动。 （4）平面镜被截成两半后，每一半都仍是独立的完整平面镜，都能反射光成完整的像。猫的头部位置不变，两半镜子平移后，物到两个镜面的对称位置完全一致，因此两个像在同一位置，故选C。 （5）平面镜成像中，像与物关于镜面对称，因此像到M点的距离始终等于物体S到M点的距离，平面镜绕M转动时S的位置不变，因此像到M点的距离保持不变。 题型 成像特点概念辨析题 解题技巧 1. 记忆口诀：等大、等距、垂直、虚像，物像镜面对称； 2. 陷阱排除：靠近镜面，像大小不变；物像距离 = 2 倍物到镜面距离。 活学活用 9．如图甲所示，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】C 【详解】要形成“蜡烛在水杯中燃烧”的现象，其实是利用平面镜成像原理，让蜡烛通过平面镜所成的像位于水杯的位置，看起来就像蜡烛在水杯中燃烧，此时蜡烛和玻璃杯应位于玻璃板两侧，且到玻璃板的距离相等，平面镜成像的原理是光的反射，所以手机应该在蜡烛一侧，故C正确，ABD错误。 故选C。 10．一名同学站在竖直放置的平面镜前，看到钟的指针如图所示，则当时的实际时刻是_________。 【答案】5:25 【详解】由平面镜成像特点可知，像和物体关于平面镜对称，故图中看到挂钟的指针左右相反，所以挂钟显示的实际时刻是5:25。 （其他解法：平面镜成像的特点是像与物体关于镜面对称，也就是左右是相反的。简便计算方法：用12点减去从镜中直接看到的时刻即可。直接看镜中的指针示数为6:35，实际时刻为）。 题型 物像对称作图题 解题技巧 1. 作图方法：找物体上关键点，做关于镜面的对称点，连接得到虚像（虚像画虚线）； 2. 虚像必须使用虚线，不能画实线。 活学活用 11．如图所示，物体AB在汽车的挡风玻璃上所成的像为A′B′，请你画出物体AB的位置。 【答案】 【详解】根据平面镜所成的像和物体关于镜面对称，分别过像点A′、B′作镜面（即挡风玻璃）的垂线（用虚线），画上垂直符号；在垂线上与像点位于镜面异侧的位置，分别截取到镜面距离与A′、B′到镜面距离相等的点，即为物体上的A点和B点，用实线连接A、B，并标上箭头，AB就是物体的位置。 12．小红在舞蹈室跟随老师练舞，当小红位于A点时，可以从镜子中看到老师的像B＇，如图所示请画出小红看到老师的光路图。（保留作图痕迹） 【答案】 【详解】小红看到镜子里的像，是老师反射的光经镜面反射后进入小红眼睛。人眼会逆着反射光线看，感觉光线是从虚像B′发出来的。连接A 点和像点，这条线与镜面相交，交点就是入射点O；这一段要用虚线，AO画实线，带上箭头，箭头方向从O指向A，代表反射光线射入小红眼睛。 根据平面镜成像特点，作出关于镜面的对称点，也就是老师真实位置B。 连接B与入射点O，画实线并画上箭头，箭头方向从B指向O，这就是入射光线。 题型 平面镜实际应用题 解题技巧 1. 潜望镜原理：两次光的反射，改变光传播方向； 2. 结合生活场景，区分 “成像” 和 “改变光路” 两类用途。 活学活用 13．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。 14．只要你稍微注意一下就会发现，除了大型客车外，绝大多数小汽车的前窗玻璃都是倾斜的，你能从光学的知识解释这一情况吗？ 【答案】小汽车前窗玻璃相当于平面镜，竖直安装时，车内物体的像会成在车的正前方，易与路上行人混淆，干扰司机判断；倾斜安装时，车内物体的像成在车的前上方，与路上行人位置分离，可避免干扰司机视线。大型客车前窗离地高度大，竖直安装时像的位置较高，不会与路面行人混淆。 【详解】略 基础通关 1．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。 2．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。 3．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．乙镜子和汽车前灯的反光装置是同种类型 B．乙镜子和汽车后视镜是同种类型 C．甲镜子成虚像，乙镜子成实像 D．靠近甲镜子观察细节，是为了使像变大 【答案】A 【详解】 A．汽车前灯的反光装置是凹面镜，利用凹面镜对光线的会聚作用，将灯泡发出的光反射后变成平行光，照亮前方道路；化妆镜中的乙镜子是凹面镜，二者是同种类型，故A正确； B．汽车后视镜通常是凸面镜，目的是通过其对光线的发散作用，扩大驾驶员的视野范围，看到更大区域的后方情况；化妆镜中的乙镜子是凹面镜，二者类型不同，故B错误； C．甲镜子是平面镜，平面镜成正立、等大的虚像；乙作为化妆凹面镜使用时，是利用物距小于焦距时成正立、放大的虚像，故C错误； D．平面镜成正立、等大的虚像，靠近甲镜子观察细节时，像的大小不变，故D错误。 故选A。 4．如图所示，两名学生在看平面镜前的铅笔和铅笔在平面镜中的像，他们分别从自己所在的位置进行观察。下列说法正确的是（     ） A．两人都看到像在铅笔的右边 B．两人都看到像在铅笔的左边 C．男生看到像在铅笔的右边，女生看到像在铅笔的左边 D．男生看到像在铅笔的左边，女生看到像在铅笔的右边 【答案】D 【详解】平面镜竖直放置，铅笔在镜前，因此铅笔的像位于镜面后方，与铅笔关于镜面对称，该位置是固定的，不随观察者位置改变。男生位于平面镜左侧，从他的视角观察，镜面朝向他的右侧，铅笔在镜面的前方偏右位置，根据对称特点，像位于镜面的后方偏左位置，因此男生会看到像在铅笔的左边；女生位于平面镜右侧，从她的视角观察，镜面朝向她的左侧，铅笔在镜面的前方偏左位置，根据对称特点，像位于镜面的后方偏右位置，因此女生会看到像在铅笔的右边。故ABC错误，D正确。 故选D。 5．如图所示，平面镜MN前有一点光源S，人眼不能看到S在平面镜中所成的像的位置是（     ） A．a点 B．b点 C．c点 D．d点 【答案】A 【详解】 先作出点光源S向平面镜MN两端的两条边界入射光线，对应的反射光线围成能看到像的区域，如图所示：。 由图可知，b点、c点、d点在平面镜反射光的区域内，有光进入眼睛，能看到所成的像，a点不在反射光区域内，没有光进入人眼，故看不到所成的像。故A符合题意，BCD不符合题意。 故选A。 6．如图乙所示，是小明同学自制的潜望镜，利用它能在隐蔽处观察到外面的情况，用它正对如图甲所示的光源“F”，则所观察到的像是（　　） A．E B．H C．ⅎ D．F 【答案】D 【详解】潜望镜是利用平面镜成像原理来工作的，平面镜所成的像是关于镜面对称的，经两次的反射后所得到的像正好和原图形完全相同。故ABC不符合题意，D符合题意。 故选D。 7．教学楼大厅的仪容镜前，同学们整理校服时，镜中所成的是__________（选填“实”或“虚”）像。当一位同学走近镜子0.5m时，他在镜中的像大小__________（选填“变大”“变小”或“不变”），像到镜面的距离将减小__________m。 【答案】 虚 不变 0.5 【详解】由平面镜成像特点可知，平面镜成虚像，像与物大小相等，像与物到镜面的距离相等；同学走近镜子时自身大小不变，故镜中像的大小不变；同学到镜面的距离减小0.5m，故像到镜面的距离减小0.5m。 8．如图所示，A点到平面镜的距离AM＝9cm，B点到平面镜的距离BN＝3cm，MN＝6cm，如果要使从A点发出的光经平面镜反射后经过B点，那么入射点O距M点的距离应为______cm。 【答案】4.5 【详解】如图所示： 画出A点的像点A′，连接A′B与平面镜相交于O，依据△MOA′∽△NOB可得 因 ，， 所以 解得。 9．请根据平面镜成像的特点画出物体AB通过平面镜成的像。（保留作图痕迹） 【答案】 【详解】平面镜成像时，像与物体关于镜面对称，故先作出端点A、B关于平面镜的对称点A′、B′，再用虚线连接A′、B′，即为物AB在平面镜中所成的像，据此作图。 10．如图所示，是物体AB在平面镜中所成的像，请画出平面镜的位置。 【答案】 【详解】根据平面镜所成的像与物体关于镜面对称的原理，用虚线分别连接A和A'、B和B'；分别作出AA'、BB'的垂直平分线，两条垂直平分线是同一条直线，这条直线就是平面镜的位置。 素养提升 11．如图所示，平面镜M竖直在水平地面上，长为的铅笔平放在水平地面上且与平面镜垂直，笔尖离平面镜，现铅笔以的速度垂直平面镜向它匀速靠近，下列选项正确的是（     ） A．将M逆时针转动45°，铅笔的像竖直且尖端朝上 B．当平面镜竖直向上移动时，铅笔的像也向上移动 C．铅笔的像为虚像，且虚像的笔尾端朝左 D．经过，笔尖的像与笔尾的像相距 【答案】D 【详解】A．平面镜逆时针转动，镜面与水平地面成角，铅笔水平，由平面镜成像对称性可知像竖直，笔尖靠近镜面与地面的交点，像的笔尖在下，即尖端朝下，故A错误； B．平面镜竖直向上移动，镜面所在平面位置不变，由像与物关于镜面对称可知像的位置不变，故B错误； C．平面镜成虚像，实物笔尾在左、笔尖在右，由对称性可知像的笔尾在右、笔尖在左，即笔尾端朝右，故C错误； D．由平面镜成的像与物大小相等可知，像长，即笔尖的像与笔尾的像相距，故D正确。 故选D。 12．如图为水位测量仪的示意图。A点与光屏PQ在同一水平面上，从A点发出一束光，经水面反射在光屏上B点形成一个光斑。下列说法正确的是（     ） A．光屏在水中成的像是实像 B．当水位升高时，入射角将变大 C．当水位升高时，光斑向B点左侧移动 D．若入射光与水面夹角为40°，反射角为40° 【答案】C 【详解】A．水面相当于平面镜，光屏在水中成的像是光的反射形成的虚像，故A错误； B．水位升高时水面仍水平，入射光线方向不变，入射角不变，故B错误； C．水位升高时入射点向左移动，入射角不变则反射角不变，反射光线平行左移，光斑向B点左侧移动，故C正确； D．入射光与水面夹角为40°，入射角为 由光的反射定律得反射角等于入射角，也为，故D错误。 故选C。 13．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。 14．小明模拟“蜡烛在水中燃烧”的现象，如图为装置的正视图和俯视图，他应该将点燃的蜡烛A放在玻璃板前，将装满水的烧杯放在玻璃板后，调节时仅向______________（填“①”、“②”、“③”或“④”）方向移动玻璃板即可呈现蜡烛在水中燃烧的效果。如图是某天下午时钟在平面镜中成的像，此时的时刻是______________。 【答案】③ ；3:40 【详解】由平面镜成像特点可知，像与物关于镜面对称，向③方向移动玻璃板时，物距增大，像距也随之增大，蜡烛的像会向烧杯方向移动，直至与烧杯重合，呈现蜡烛在水中燃烧的效果。 因平面镜成像左右相反，时钟的像与实际时钟关于镜面对称，由像的时刻为8:20，可得实际时刻为3:40。 15．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。 迁移创新 16．如图所示，一条走廊的两侧竖立着两面平面镜MN和，，相距为d，在走廊中间将一橡皮小球与镜面成夹角指向平面镜MN，以v的速度沿地面抛出，若抛出后小球速度大小不变，则观察到两个平面镜上所形成的第一个像之间的相对运动情况是（     ） A．小球运动到NQ右侧后，就无法在两个平面镜中成像 B．小球指向MN镜时，两个像靠近，两个像之间的距离为2d C．不论小球指向哪个平面镜，两个像之间相对速度为零 D．不论小球指向哪个平面镜，两个像之间相互靠近，相对速度为2v 【答案】C 【详解】A．只要物体的光能入射到平面镜，就能在平面镜中成像；小球运动到NQ右侧后，其反射光仍能照射到MN、PQ两个平面镜上，因此仍然可以在两个平面镜中成像，故A错误； B．根据平面镜成像特点：像到平面镜的距离等于物到平面镜的距离。设两镜间距为，小球到MN的垂直距离为，则小球到PQ的垂直距离为；MN所成像到MN距离为，PQ所成像到PQ的距离为，可得两像间距 两像间距始终为2d，不随小球运动改变，不会靠近，故B错误； C．由上述推导可知，无论小球向哪个方向运动，两个像之间的距离始终保持不变，两像相对静止，相对速度为零，故C正确； D．两个像间距始终不变，相对速度为零，不会相互靠近，故D错误。 故选C。 17．如图所示是迈克尔逊用转动八面镜法测光速的实验示意图，图中P为可旋转的八面镜，S为发光点，T是望远镜，平面镜O与凹面镜B构成了反射系统。八面镜距反射系统的距离为AB＝L（L可长达几十千米），且远大于OB以及S点和T到八面镜的距离。现使八面镜转动起来，并缓慢增大其转速，当每秒转动次数达到n时，恰能在望远镜中第一次看见发光点S，由此迈克尔逊测出光速c。关于以上原理解释正确的是（　　） A．凹面镜对光有发散作用 B．根据此原理测得的光速表达式为c＝8nL C．恰能在望远镜中第一次看见发光点S时，平面1恰好转到如图平面3的位置 D．恰能在望远镜中第一次看见发光点S时，平面2恰好转到如图平面3的位置 【答案】D 【详解】A．凹面镜对光线有会聚作用，凸面镜才对光有发散作用，故A错误； B．光从八面镜到反射系统再返回八面镜，总路程为；第一次看见发光点时，八面镜刚好转过圈，转速为每秒转，因此运动时间，可得光速 不是，故B错误； CD．八面镜顺时针转动，第一次看见发光点时，八面镜刚好转过圈（相邻两个面的间隔），原来从上到下的顺序为平面1→平面2→平面3，转动后，平面1转到原平面2的位置，平面2恰好转到原平面3的位置，满足反射光线进入望远镜的条件，故C错误，D正确。 故选D。 18．按要求完成下列作图。 （1）如图甲所示，一只青蛙在枯井底向外张望，请在右图中画出青蛙眼睛（O点）通过井口能看到最大范围的两条光线。 （2）如图乙所示，请画出图中物体AB经过小孔后，在光屏MN上成像的光路图。 （3）如图丙所示，请画出图中物体AB在平面镜中成像的光路图。 【答案】（1）；（2）；（3） 【详解】（1）图中黑点表示青蛙眼睛的位置，将黑点分别与井口左边的端点、井口右边的端点相连成一射线，然后在线上标出光线射向黑点的箭头，即可得到两条射向青蛙眼睛的光线，这两条光线之间的范围就决定了青蛙的观察范围。如图所示 （2）由于光的直线传播，物体经小孔成倒立的实像，如图所示 （3）先根据像与物关于平面镜对称，像与物的连线垂直于平面镜作出端点A、B在平面镜中的像点A'、B'，用虚线连接A'、B'，即为物体AB在平面镜中所成的像，如图所示 学科网（北京）股份有限公司1 / 10 学科网（北京）股份有限公司 $ 第四章 光现象 第3节 平面镜成像的特点 课标要点 1.掌握平面镜成像等大、等距、垂直、虚像特点；知道虚像不能被光屏承接；了解平面镜成像在生活中的应用。 2.理解物和像关于镜面对称；能够区分实像与虚像；会利用成像特点分析简单问题。 3.掌握平面镜成像实验操作；理解玻璃板、等大蜡烛的实验目的，会分析实验故障。 4.了解潜望镜原理，体会光学在生活、军事中的应用。 学习重难点 重点：平面镜成像四大特点；实验器材的作用；平面镜应用。 难点：虚像的理解；玻璃板倾斜的实验故障分析；人靠近镜子像大小变化的陷阱。 知识点 探究平面镜成像特点实验 1. 实验器材： 、两支完全相同的蜡烛、刻度尺、白纸、光屏。 2. 器材的作用 ①选用 玻璃板，而不用厚玻璃板：减弱玻璃板前后两个面形成双重重影， ； ②玻璃板代替平面镜：玻璃板透光， ； ③两支完全一样的蜡烛：用来比较 ； ④玻璃板必须竖直放在白纸上：如果玻璃板倾斜，后面蜡烛无法和像完全重合。 3. 虚实检验：把光屏放到像的位置，光屏接收不到像，证明平面镜成 。 特别提醒 光屏承接不到的是虚像；能够被光屏接收到的是实像，虚像不是实际光线会聚而成。 随学随练 1．在“探究平面镜成像的特点”实验中，把一支点燃的蜡烛A放在玻璃板前面，观察它在玻璃板后面的像，用完全相同但未点燃的蜡烛B在玻璃板后面移动，当点燃的蜡烛A的像与未点燃的蜡烛B完全重合时。下列说法中（     ） ①当蜡烛A向平面镜靠近时，A的像变大 ②玻璃板在竖直平面内绕M逆时针转过一定角度，蜡烛A成像位置不变 ③在B的位置放置一纸板判断成像虚实，眼睛应该在蜡烛B一侧观察 ④若玻璃板与水平桌面不垂直，像与蜡烛关于玻璃板不对称 A．只有①②正确 B．只有②③正确 C．只有③④正确 D．只有①④正确 2．小明做“探究平面镜成像的特点”实验。 （1）小明在水平桌面上铺一张纸，纸上竖立一块___________（选填“透明”或“茶色”）玻璃板作为平面镜，在纸上记下平面镜的位置，把一支点燃的蜡烛A放在玻璃板的前面，再拿一支外形相同但不点燃的蜡烛B竖立在玻璃板后面移动，直到看上去它跟蜡烛A的像___________，为确定像的虚实，需在蜡烛B位置放一个光屏，并在图乙中的___________（选填数字序号）处观察光屏上是否有像；如果有厚和厚的两块玻璃板，应选择___________厚的玻璃板做实验。 （2）实验中用玻璃板代替平面镜，利用了玻璃透明的特点，便于___________（选填“观察”或“确定”）像的位置，玻璃板应___________放置。 （3）选取两支完全相同蜡烛的目的是：___________。 （4）实验中若无论怎样移动B蜡烛都无法使其和A蜡烛像完全重合的原因是___________。 （5）图甲中，小明多次改变蜡烛A的位置，标出蜡烛A及对应像的位置，测出蜡烛A及像距玻璃板的距离，得出结论：___________；仅将玻璃板由图中位置水平向右平移，蜡烛A的像___________（选填“向右移”“消失”或“不动”）； （6）如图丙，小明检查视力，视力表放在其头部的后上方位置，检查时要求视力表在镜中的像与被测者间的距离为，则视力表到平面镜的距离为___________m。若小明举起左手，则他在镜中的像举起的是___________手。 知识点 平面镜成像特点 1.四条成像规律 ①像与物体的 ； ②像与物体到平面镜的 ； ③物体和像的连线跟镜面 ； 概括：物体与像关于平面镜 。 ④成像性质：平面镜成 。 易错提醒 人走向平面镜，镜中像的大小保持不变；看起来像变大是人的视角发生改变，物体多大，像就多大。 随学随练 3．小明从平面镜里看到镜子对面电子钟示数的像如图所示，这时的时刻是（     ） A．21∶10 B．12∶51 C．15∶02 D．12∶05 4．如图是某位观鸟人士拍下白鹤及其在水中的一黑一白两个“影子”。网友纷纷称道“对影成三人，古人诚不欺我也”。“影子”甲的形成是由于______________________。“影子”乙是由于平面镜所形成的_______（选填“虚”或“实”）像，“影子”乙大小与白鹤的大小________（选填“可能”或“一定）”相同。 知识点 平面镜的实际应用 1. 利用成像：穿衣镜、化妆镜子。 2. 改变光的传播方向：潜望镜，内部安装两块平面镜，经过两次光的反射，改变光路。 随学随练 5．检查视力时，医生让小丽面对平面镜、背对视力表。视力表距平面镜2.5m，小丽距视力表0.4m。小丽在平面镜中看到视力表的像，像到小丽的距离为（     ） A．2.5m B．4.6m C．5.0m D．5.4m 6．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 平面镜成像实验分析题 解题技巧 1. 答题固定话术：玻璃板 —— 便于确定像的位置；等大蜡烛 —— 比较物像大小；玻璃板倾斜 —— 蜡烛不能与像重合；薄玻璃板 —— 防止重影； 2. 光屏检验：光屏接不到像→虚像； 3. 多次实验目的：得到普遍规律，避免偶然性。 活学活用 7．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 8．做“探究平面镜成像特点”的实验时，安安在竖立的玻璃板前一段距离处放一支点燃的蜡烛A，他再取一段与蜡烛A等长但未点燃的蜡烛B放在玻璃板后，如图所示。 （1）用玻璃板代替平面镜，目的是便于________________，选用两支相同的蜡烛，目的是便于比较________； （2）有3mm厚和2mm厚的两块玻璃板，应选择_________mm厚的玻璃板做实验；在寻找蜡烛A的像位置时，眼睛应该在蜡烛________（“A”或“B”）这一侧观察。若安安无论在桌面上怎样移动后面的蜡烛B，都不能使之与蜡烛A的像完全重合，请你推测可能的原因是________________________________； （3）移去玻璃板后的蜡烛B，在其原来的位置上放置一块光屏，这时，观察者应____________________（选填“直接”或“在 A 侧透过玻璃板”）观察光屏，光屏上________（选填“不能”或“能”）呈现蜡烛A的像，说明平面镜成的是________（选填“实”或“虚”）像。若在图中水平向右移动玻璃板，A蜡烛的像________（填“会”或“不会”）跟着向右移动。 （4）若图乙中猫的头部位置保持不变，把镜子沿MN截成左右两半，并将这两半分别向左右平移一段距离，则猫的头部通过左、右两半面镜子__________。 A．都不能成像 B．各成半个像，合起来成一个完整的像 C．都成完整的像，且两个像在同一位置 D．都成完整的像，且两个像在不同位置 （5）若图丙中平面镜MN竖直放置，镜前有一个发光物体S，现将平面镜绕M点从MN位置顺时针转至MN'位置，如图丙所示，物体S在平面镜中的像S'到M点的距离__________。（填“变小”、“变大”或“不变”） 题型 成像特点概念辨析题 解题技巧 1. 记忆口诀：等大、等距、垂直、虚像，物像镜面对称； 2. 陷阱排除：靠近镜面，像大小不变；物像距离 = 2 倍物到镜面距离。 活学活用 9．如图甲所示，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． 10．一名同学站在竖直放置的平面镜前，看到钟的指针如图所示，则当时的实际时刻是_________。 题型 物像对称作图题 解题技巧 1. 作图方法：找物体上关键点，做关于镜面的对称点，连接得到虚像（虚像画虚线）； 2. 虚像必须使用虚线，不能画实线。 活学活用 11．如图所示，物体AB在汽车的挡风玻璃上所成的像为A′B′，请你画出物体AB的位置。 12．小红在舞蹈室跟随老师练舞，当小红位于A点时，可以从镜子中看到老师的像B＇，如图所示请画出小红看到老师的光路图。（保留作图痕迹） 题型 平面镜实际应用题 解题技巧 1. 潜望镜原理：两次光的反射，改变光传播方向； 2. 结合生活场景，区分 “成像” 和 “改变光路” 两类用途。 活学活用 13．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 14．只要你稍微注意一下就会发现，除了大型客车外，绝大多数小汽车的前窗玻璃都是倾斜的，你能从光学的知识解释这一情况吗？ 基础通关 1．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 2．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 3．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．乙镜子和汽车前灯的反光装置是同种类型 B．乙镜子和汽车后视镜是同种类型 C．甲镜子成虚像，乙镜子成实像 D．靠近甲镜子观察细节，是为了使像变大 4．如图所示，两名学生在看平面镜前的铅笔和铅笔在平面镜中的像，他们分别从自己所在的位置进行观察。下列说法正确的是（     ） A．两人都看到像在铅笔的右边 B．两人都看到像在铅笔的左边 C．男生看到像在铅笔的右边，女生看到像在铅笔的左边 D．男生看到像在铅笔的左边，女生看到像在铅笔的右边 5．如图所示，平面镜MN前有一点光源S，人眼不能看到S在平面镜中所成的像的位置是（     ） A．a点 B．b点 C．c点 D．d点 6．如图乙所示，是小明同学自制的潜望镜，利用它能在隐蔽处观察到外面的情况，用它正对如图甲所示的光源“F”，则所观察到的像是（　　） A．E B．H C．ⅎ D．F 7．教学楼大厅的仪容镜前，同学们整理校服时，镜中所成的是__________（选填“实”或“虚”）像。当一位同学走近镜子0.5m时，他在镜中的像大小__________（选填“变大”“变小”或“不变”），像到镜面的距离将减小__________m。 8．如图所示，A点到平面镜的距离AM＝9cm，B点到平面镜的距离BN＝3cm，MN＝6cm，如果要使从A点发出的光经平面镜反射后经过B点，那么入射点O距M点的距离应为______cm。 9．请根据平面镜成像的特点画出物体AB通过平面镜成的像。（保留作图痕迹） 10．如图所示，是物体AB在平面镜中所成的像，请画出平面镜的位置。 素养提升 11．如图所示，平面镜M竖直在水平地面上，长为的铅笔平放在水平地面上且与平面镜垂直，笔尖离平面镜，现铅笔以的速度垂直平面镜向它匀速靠近，下列选项正确的是（     ） A．将M逆时针转动45°，铅笔的像竖直且尖端朝上 B．当平面镜竖直向上移动时，铅笔的像也向上移动 C．铅笔的像为虚像，且虚像的笔尾端朝左 D．经过，笔尖的像与笔尾的像相距 12．如图为水位测量仪的示意图。A点与光屏PQ在同一水平面上，从A点发出一束光，经水面反射在光屏上B点形成一个光斑。下列说法正确的是（     ） A．光屏在水中成的像是实像 B．当水位升高时，入射角将变大 C．当水位升高时，光斑向B点左侧移动 D．若入射光与水面夹角为40°，反射角为40° 13．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 14．小明模拟“蜡烛在水中燃烧”的现象，如图为装置的正视图和俯视图，他应该将点燃的蜡烛A放在玻璃板前，将装满水的烧杯放在玻璃板后，调节时仅向______________（填“①”、“②”、“③”或“④”）方向移动玻璃板即可呈现蜡烛在水中燃烧的效果。如图是某天下午时钟在平面镜中成的像，此时的时刻是______________。 15．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”）。 迁移创新 16．如图所示，一条走廊的两侧竖立着两面平面镜MN和，，相距为d，在走廊中间将一橡皮小球与镜面成夹角指向平面镜MN，以v的速度沿地面抛出，若抛出后小球速度大小不变，则观察到两个平面镜上所形成的第一个像之间的相对运动情况是（     ） A．小球运动到NQ右侧后，就无法在两个平面镜中成像 B．小球指向MN镜时，两个像靠近，两个像之间的距离为2d C．不论小球指向哪个平面镜，两个像之间相对速度为零 D．不论小球指向哪个平面镜，两个像之间相互靠近，相对速度为2v 17．如图所示是迈克尔逊用转动八面镜法测光速的实验示意图，图中P为可旋转的八面镜，S为发光点，T是望远镜，平面镜O与凹面镜B构成了反射系统。八面镜距反射系统的距离为AB＝L（L可长达几十千米），且远大于OB以及S点和T到八面镜的距离。现使八面镜转动起来，并缓慢增大其转速，当每秒转动次数达到n时，恰能在望远镜中第一次看见发光点S，由此迈克尔逊测出光速c。关于以上原理解释正确的是（　　） A．凹面镜对光有发散作用 B．根据此原理测得的光速表达式为c＝8nL C．恰能在望远镜中第一次看见发光点S时，平面1恰好转到如图平面3的位置 D．恰能在望远镜中第一次看见发光点S时，平面2恰好转到如图平面3的位置 18．按要求完成下列作图。 （1）如图甲所示，一只青蛙在枯井底向外张望，请在右图中画出青蛙眼睛（O点）通过井口能看到最大范围的两条光线。 （2）如图乙所示，请画出图中物体AB经过小孔后，在光屏MN上成像的光路图。 （3）如图丙所示，请画出图中物体AB在平面镜中成像的光路图。 学科网（北京）股份有限公司1 / 10 学科网（北京）股份有限公司 $