課時4.3平面鏡成像（幫課堂）（解析版）【學習目標】1.通過實驗探究并了解平面鏡成像的特點，并會語言文字描述；2.了解平面鏡成像原理及虛像是怎樣形成的；3.熟悉平面鏡在生活中的應用；4.初步了解凸面鏡和凹面鏡及其應用。【知識導圖】【基礎知識】知識點一、探究平面鏡成像的特點1.什么是像當你照鏡子時可以看見自己的“像”，鏡子里的自己就是自己經過平面鏡所成的像。平靜的水面上物體的倒影，也是物體通過水面這面鏡子所成的像。這個像不同于影子，它能反映物體的面貌。2.探究平面鏡成像的特點提出問題平面鏡成像時，像的位置、大小跟物體的位置、大小有什么關系猜想與假設平面鏡所成的像的大小可能與物體的大小相等，像到平面鏡的距離可能物體到平面鏡的距離相等實驗器材薄玻璃板一塊、支架、筆一只、兩支相同的蠟燭、刻度尺、白紙等設計并進行實驗（1）在水平桌面上鋪一張白紙，紙上豎立一塊薄的玻璃板作為平面鏡，在紙上沿著玻璃板畫一條直線，這條直線代表玻璃板的位置；（2）如圖所示，把一只點燃的蠟燭放在玻璃板的前面，透過玻璃板進行觀察，可以看到它在玻璃板后面的像。再拿一只外形完全相同的蠟燭（未點燃），豎立著在玻璃板后面移動，直到看上去它跟前面的蠟燭的像完全重合。這個位置就是前面那個蠟燭的像的位置；（3）在紙上記錄下兩支蠟燭的位置，并注意觀察蠟燭的大小和它的像的大小是否相同；（4）移動點燃的蠟燭，重做實驗；（5）用直線把兩次實驗中的蠟燭和它的像在紙上的位置連接起來，用量角器測量蠟燭和像連線與鏡面的夾角；（6）用刻度尺分別測量蠟燭和像到玻璃板的距離，將測得的數據記錄在表格中實驗數據記錄次數蠟燭到平面鏡的距離蠟燭的像到平面鏡的距離/cm蠟燭的像與蠟燭的大小關系蠟燭的像與蠟燭的連線與鏡面位置的關系11010等大垂直21515等大垂直32020等大垂直42525等大垂直分析與論證（1）未點燃的蠟燭可以與點燃的蠟燭的像完全重合，說明蠟燭的像的大小與蠟燭大小相等；（2）由實驗數據可知，蠟燭和它的像的連線與鏡面垂直，蠟燭的像到平面鏡的距離與蠟燭到平面鏡的距離相等探究歸納平面鏡成像的特點：平面鏡所成像的大小與物體大小相等，像和物體到平面鏡的距離相等，像和物體的連線與平面鏡垂直，即平面鏡所成的像與物體關于平面鏡對稱特別提醒：（1）為了使觀察到的像更為清晰，實驗最好在較暗的環境中進行；（2）實驗中用玻璃板代替平面鏡，目的是便于觀察和確定像的位置，并比較物像的大小關系，原因是玻璃板既能反射光又能透過光，即透過玻璃板能看到未點燃的蠟燭，也能看到點燃的蠟燭所成的像；（3）實驗應選用較薄的玻璃板。因為玻璃板的前后表面可以各成一個像，當玻璃板較厚時，兩個像有較大的錯位，難以確定像的位置；（4）實驗中，玻璃板要豎直立在水平桌面上。若玻璃板沒有豎直放置，則未點燃的蠟燭和點燃的蠟燭將不能完全重合；（5）實驗中，使用兩支完全相同的蠟燭，目的是比較像與物體的大小關系；（6）用點燃的蠟燭做實驗的優點是所成的像比較亮，便于觀察；（7）白紙用于標注玻璃板的位置、蠟燭以及蠟燭的像的位置，刻度尺用于測量蠟燭以及蠟燭的像到玻璃板的距離；（8）改變蠟燭與玻璃板的距離進行多次實驗，是為了尋找普遍規律。等效替代法在實驗中的應用1.等效替代法是在保證某種效果（特征或關系）相同的前提下，將實際的、復雜的、不易研究的物理問題和物理過程轉化為理想的、簡單的、易于研究的物理問題和物理過程的一種方法；2.研究平面鏡成像特點的實驗中就應用了等效替代法。一是用薄的玻璃板代替平面鏡；二是將另一只未點燃的蠟燭放到點燃的蠟燭像的位置，使之完全重合，來確定像的位置和大小，即用未點燃的蠟燭等效替代點燃蠟燭所成的像以便于測量和研究。【典例1】在“探究平面鏡成像特點”的活動中，實驗室提供了如下器材：①厚為2mm的茶色玻璃；②厚為5mm的透明玻璃；③直尺；④光屏；⑤兩支相同的蠟燭；⑥火柴。（1）探究活動中應選用的玻璃板是_____（填序號）；（2）如圖所示，點燃A蠟燭，在玻璃板的另一側慢慢移動B蠟燭，直到與A蠟燭的像_____為止，證明像與物的大小相同。在尋找蠟燭像的位置時，眼睛應該在蠟燭_____（填“A”或“B”）這一側觀察；（3）為了探究平面鏡成像的虛實，先移去后面的蠟燭B，并在原位置上放一光屏，發現在光屏上_____（“能”或“不能”）接收到像，證明平面鏡所成的像是_____像。【答案】①；重合；A；不能；虛。【解析】（1）[1]玻璃的兩個面都可以反射光線成像，如果太厚兩個像的位置差異太大，出現重影，難以確定像的位置，茶色玻璃比透明玻璃的反光效果更好，故應選擇玻璃板①。（2）[2]為了比較像與物的大小關系，讓未點燃的蠟燭B移動到A的像的位置，如果重合表明像與物大小相等。[3]由于像是A的燭焰發出的光經玻璃板反射形成的，只有在A的一側才能看到反射光線，故應在A的一側觀察。（3）[4][5]根據平面鏡成像原理，平面鏡所成的像是反射光線反向延長線的交點，并非實際光線會聚而成，在光屏上無法承接到A的像，故平面鏡所成的像屬于虛像。知識點二、平面鏡成虛像1.平面鏡成虛像在探究平面鏡成像特點的實驗中，在平面鏡前放一支點燃的蠟燭，在鏡子中會出現一個正立蠟燭的像，但將光屏放在平面鏡后蠟燭像的位置時，光屏上卻沒有出現蠟燭的像，可見平面鏡所成的像是不存在的，是虛像。2.利用作圖法理解虛像的概念和平面鏡成像的原理（1）如圖所示，光源S發光后光線射向四周，一些光經平面鏡反射后進入了人的眼睛，引起視覺。由于人眼是根據光的直線傳播的經驗來判斷物體的位置的，人會感覺這些光好像是從進入人眼的光線的反向延長線的交點S'發出的。S'就是S在平面鏡中的像。但平面鏡后面實際上并沒有這個發出光的點，所以S'為虛像。物體上每個點在平面鏡中都有一個像點，所以像點就組成了整個物體的虛像。因此，平面鏡所成的像是虛像，像和物體上的對應點關于平面鏡對稱。（2）由以上分析可知，平面鏡成像的原理是光的反射。平面鏡所成的像實際上來自物體的光經平面鏡反射后，反射光線的反向延長線的交點。3.對實像和虛像的理解成因特點實例實像實際光線會聚所成的像既可以用眼睛直接觀察，又可以用光屏承接小孔成像虛像不是實際光線會聚而成的，而是由實際光線的反向延長線相交形成的只能用眼睛直接觀察，不能用光屏承接平面鏡成像、水中倒影、水中的魚4.平面鏡成像作圖作平面鏡成的像主要有兩種方法：一是根據平面鏡成像原理（光的反射定律）作圖；二是根據平面鏡成像特點作圖（對稱法）。如圖所示，S為平面鏡前的一個點光源，我們可以作出它的像S'。（1）根據平面鏡成像原理（光的反射定律）作圖從S射向平面鏡的所有光線，經平面鏡反射后，反射光線的反向延長線都會交于點S'，所以在作圖時，只要任選兩條從點光源S發出射向平面鏡的入射光線，作出其反射光線的反向延長線，就可以確定像S'。作圖步驟如下：①從點光源S任意引兩條光線射到平面鏡上；②分別作出兩條入射光線的法線；③根據光的反射定律分別作出兩條入射光線的反射光線；④分別作兩條反射光線的反向延長線，它們的交點S'即為點光源S的像。（2）根據平面鏡成像特點作圖（對稱法）作出物體AB關于平面鏡的對稱點A'B'，連接B'A'即為物體AB的像。具體步驟如下：①分別過A、B兩點作平面鏡的垂線（像與物的連線與平面鏡垂直）；②分別取A'、B'，使A'、B'到平面鏡的距離等于A、B到平面鏡的距離（像與物到平面鏡的距離相等）；③連接A'、B'并且箭頭方向不變，A'B'即為物體AB的像。特別提醒：作圖時要注意以下幾點：（1）平面鏡非反射面要畫上短斜線；（2）實際光線要畫成實線，并用箭頭表示光的傳播方向，反向延長線要畫成虛線；實物用實線表示，虛像用虛線表示；法線用虛線表示；（3）實物和虛像要標注上對應的字母，并用上下標區分。【典例2】請在圖中畫出物體AB在平面鏡中所成的像A'B'。【解析】先作出端點AB關于平面鏡的對稱點A′、B′，用虛線連接A′、B′即為物體AB的像，如圖所示：知識點三、平面鏡的應用應用分類示例成像照鏡子舞蹈演員糾正自己的舞姿改變光路太陽能電站潛望鏡擴大視覺空間墻上裝平面鏡，感覺空間更大利用平面鏡在較小空間內完成視力檢查【典例3】如圖乙所示，是小明同學自制的潛望鏡。觀察到的像是（）A． B． C． D．【答案】C。【解析】由于潛望鏡中使用的是兩塊平面鏡，所以，第一個鏡子成正立等大、左右顛倒的像，第二個鏡子成正立等大，左右再次顛倒的像，最后的像就是跟原物完全一樣的像，故ABD不符合題意，C符合題意。故選C。知識點四、凸面鏡和凹面鏡1.球面鏡如果鏡子的反射面是球面的一部分，這樣的鏡子叫球面鏡。球面鏡分為凸面鏡和凹面鏡。2.凸面鏡（1）概念：用球面的外表面作反射面的鏡子叫凸面鏡。（2）特點：凸面鏡對光有發散作用，平行光射到凸面鏡上，反射后成為發散光，如圖所示。光從一種介質射向另一種介質的表面時，會有一部分光在介質表面反射回原介質中，這種傳播現象叫光的反射。（3）應用：使用凸面鏡能起到擴大視野的作用，所以汽車的后視鏡和道路轉彎處的反射鏡都是凸面鏡。3.凹面鏡（1）概念：用球面的內表面作反射面的鏡子叫凸面鏡。（2）特點：凹面鏡對光有會聚作用，平行光射到凹面鏡上，反射后會聚到一點，如圖所示。（3）應用①使用凹面鏡對光的會聚作用的有：太陽灶、奧運圣火采集器等。②由光路可逆原理可知，由一點發出的光經凹面鏡反射后可成為平行光，這一特點的常見應用有：探照燈、各種機動車的前燈、醫用頭燈等。【比較辨析】平面鏡、凸面鏡、凹面鏡的異同平面鏡凸面鏡凹面鏡定義反射面是平面的叫平面鏡反射面是凸面的叫凸面鏡反射面是凹面的叫凹面鏡對光的作用平面鏡對光既不會聚也不發散凸面鏡對光有發散作用凹面鏡對光有會聚作用應用梳妝臺、潛望鏡等汽車后視鏡、彎道處的反光鏡等太陽灶、探照燈等共同點它們都是利用光的反射規律工作的，都遵循光的反射定律，都遵循光路可逆原理【典例4】平面鏡成像特點及其應用中有以下說法：①平面鏡所成的是等大的虛像；②醫生為病人檢查牙齒時，放在口腔中的內窺鏡是平面鏡；③為了擴大視野，在道路彎道處安裝一塊大的平面鏡；④探究平面鏡成像特點時通常選用較薄的透明玻璃板進行實驗。對這些說法，判斷正確的是（）。A．①②③④都正確B．①②③正確，④錯誤 C．①④正確，②③錯誤D．①②④正確，③錯誤【答案】D。【解析】①據平面鏡成像的特點可知，平面鏡所成的是等大的虛像，故正確；②醫生為病人檢查牙齒時，放在口腔中的內窺鏡是平面鏡，用于成像，故正確；③為了擴大視野，在道路彎道處安裝一塊大的凸面鏡，故錯誤；④較厚的玻璃兩個面所成的像會影響實驗效果，探究平面鏡成像特點時通常選用較薄的透明玻璃板進行實驗，故正確。故①②④正確，③錯誤。【方法幫】題型一：平面鏡成像特點【角度1】根據平面鏡成像特點判斷像牢記平面鏡成像特點：等大、等距、對稱、垂直、虛像。即平面鏡所成像的大小和物體大小相等，物和像到平面鏡的距離相等，物和像的連線與平面鏡垂直。平面鏡所成的像與物體關于平面鏡對稱。物體射到平面鏡上的光經平面鏡反射后的反射光線沒有會聚而是發散的，這些光線的反向延長線相交成的像，不是真正的物體，只能通過人眼觀察到，故稱為虛像。【典例5】關于平面鏡成像特點的探究實驗，下列說法正確的是（）。A.光屏用來驗證像的虛實 B.玻璃板可以與紙面不垂直C.蠟燭離玻璃板越近像越大 D.做多組數據可以減小實驗誤差【答案】A。【解析】A.光屏能承接實像，虛像不能承接在光屏上，使用光屏是為了驗證平面鏡所成像的虛實，故A正確；B.為了使蠟燭與前面蠟燭的像完全重合，玻璃板要與紙面垂直，故B錯誤；C.平面鏡成像的大小與物體的大小有關，與物體到平面鏡的距離無關，故C錯誤；D.做多次實驗獲得多組數據是為了得到普遍的規律，故D錯誤。【角度2】平面鏡成像原理及特點【典例6】一人站在平面鏡前2米處，若此人以0.5米/秒的速度勻速向鏡面移近，鏡中像以米/秒的速度相對于人移動，2秒鐘時像距人米。若此人不動，平面鏡以0.5米/秒的速度向人移近，鏡中的像以米/秒的速度向人移近。【答案】1；2；1。【解析】若人以0.5m/s速度向平面鏡靠近，同時像也以0.5m/s速度垂直向平面鏡靠近，則若以他為參照物時，像對于他的速度是兩者速度之和，即1m/s。2秒鐘時，人移動的距離為s=vt=0.5m/s×2s=1m,此時人距離鏡面的距離s=2m-1m=1m，因為像距等于物距，所以此時像也距鏡面1m，像和人的距離等于1m+1m=2m。若此人不動，平面鏡以0.5米/秒的速度向人移近，人的像以人為參照物，速度為鏡子移動的速度的2倍，即1m/s。題型二：平面鏡成像作圖【角度1】由反射光線作光源【解題通法】利用像點特性快速作圖根據平面鏡成像特點可知，平面鏡所成的像與物體關于平面鏡對稱，可先確定像點，利用反射光線的反向延長線過像點這一特點快速作圖。【典例7】某發光點S發出的兩條光線經平面鏡反射后分別沿O1A和O2B方向射出，根據平面鏡成像規律，在圖中畫出發光點S的位置。【解析】先將兩條反射光線O1A、O2B反向延長交于一點S′,再通過平面鏡作出S′的對稱點S，即為發光點的位置，并聯接與入射點畫出入射光線，如圖所示：【角度2】已知光源作反射光路圖【典例8】如圖所示，S是一個發光點，S＇是它在平面鏡中成的像，SA是S發出的一條光線，請在圖中畫出平面鏡的位置和SA經平面鏡反射后的光線。【解析】連接SS′，作出SS′的中垂線，即為平面鏡的位置；延長SA交鏡面于點O，連接S′O并延長，就得到SA的反射光線OB，如下圖所示：題型三：平面鏡在生活中的應用【典例9】如圖小嚴站在地鐵站臺，他透過玻璃板制成的屏蔽門，可以看到車道另一側豎直墻壁上的廣告牌，及自己在玻璃屏蔽門后面的虛像。小嚴根據該現象設計了在站臺上粗測玻璃屏蔽門到車道另一側廣告牌之間距離d的實驗。完成下面的步驟和問題。（1）小嚴相對于玻璃屏蔽門前后移動直到觀察到自己的像與_____重合，記下_____。（2）量出_____的距離。（3）除記錄工具外，小嚴要完成上述實驗必需使用的儀器是_____。（4）步驟（2）中量得的距離就是玻璃屏蔽門到廣告牌之間的距離d，物理依據是：平面鏡成像時，物體與像到鏡子的距離_____。（5）測量完畢，剛好有一列車進站，停在廣告牌前，在玻璃屏蔽門還沒有打開前，小嚴_____（選填“能”或“不能”）看到自己的虛像。【答案】廣告牌；自己的位置；自己與門的距離；刻度尺；相等；能。【解析】（1）[1][2]根據物和像到平面鏡的距離相等，小嚴相對于玻璃屏蔽門前后移動直到觀察到自己的像與廣告牌重合，記下自己的位置。（2）[3]量出自己與門的距離，即廣告牌與門的距離。（3）[4]除記錄工具外，需要測量距離，故要完成上述實驗必需使用的儀器是刻度尺。（4）[5]步驟（2）中量得的距離就是玻璃屏蔽門到廣告牌之間的距離d，物理依據是：平面鏡成像時，物體與像到鏡子的距離相等。（5）[6]平面鏡成像的原理是光的反射。所以列車停在廣告牌前，小嚴能看到自己的虛像。題型四：探究平面鏡成像的特點1.探究平面鏡成像特點的實驗選擇玻璃板做為平面鏡。2.為什么選玻璃板而不選鏡子是為了準確確定像的位置。3.對實驗中的兩只蠟燭要求是完全相同。4.選擇兩只完全相同的蠟燭是為了比較像與物的大小。5.實驗中玻璃板垂直于桌面。6.玻璃板沒與桌面垂直對實驗產生的影響事不論怎樣移動后面的蠟燭,都不會與前面蠟燭的像完全重合。7.蠟燭的像不能用光屏接收到。8.像不能用光屏接收到,說明平面鏡成的像是虛像。9.實驗時用另一只等大的蠟燭與前面蠟燭的像完全重合,目的是比較像與物的大小;確定像的位置。10.刻度尺在此實驗中的作用是比較像與物到鏡面距離的關系。11.一只蠟燭在玻璃板后面卻成了兩個像,原因是玻璃板有兩個反射面。12.怎樣驗證成兩個像是玻璃板有兩個反射面的原因是用一個薄玻璃板進行實驗。13.驗證像與物到鏡面距離關系時,要進行多次實驗,目的是找到更普遍的規律。14.多次實驗要改變蠟燭的位置。15.用跳棋子代替蠟燭進行實驗時,缺點是像比較暗,看不清。16.用跳棋子實驗時,怎樣看清像？用手電筒照亮玻璃板前面的跳棋子。17.平面鏡成像的原理是光的反射。18.為便于觀察，該實驗最好在什么環境中進行？較暗處。19.實驗中用未點燃的蠟燭與點燃的蠟燭的像重合，未點燃的蠟燭位置即是像的位置，這種研究物理的方法等效替代法。20.如果有3mm厚和2mm厚的兩塊玻璃板，應選擇哪個玻璃板做實驗效果好？2mm厚的兩塊玻璃板。因為厚玻璃板的兩個面都可以當作反射面，會出現兩個像，影響到實驗效果，所以應選用薄玻璃板。21.本實驗還可能出現的考查點有哪些？說出一點即可。測量誤差。【典例10】如圖甲是小明探究“平面鏡成像的特點”的實驗裝置，圖中A、B是兩段外形相同的蠟燭。（1）選用透明的玻璃板代替平面鏡，目的是便于確定_______的位置，玻璃板應選擇_______（選填“厚的”或“薄的”）；（2）小明將玻璃板豎直立在水平桌面上，在玻璃板前放置點燃的蠟燭A，將蠟燭B放在玻璃板后移動，直到蠟燭B與蠟燭A的像完全重合，這說明平面鏡所成的像與物的大小_______；（3）為了探究平面鏡所成的像是實像還是虛像，將蠟燭B移走，在相同位置上放上光屏，光屏上_______（選填“能”或“不能”）承接到蠟燭A的像，這說明平面鏡所成的像是_______（選填“實”或“虛”）像；（4）小明把蠟燭A向靠近玻璃板方向移動一段距離，則像的大小_______（選填“變大”、“變小”或“不變”）；（5）實驗結束后，小明想，若把玻璃板沿MN截成兩部分（如圖乙所示），并分別向兩側平移一小段距離，則蠟燭通過左右兩部分玻璃板成像的情況是_______（選填“A”或“B”）。A．都成完整的像，且兩個像在同一位置B．各成半個像，合起來成一個完整的像【答案】像；薄的；相等；不能；虛；不變；A。【解析】（1）[1][2]因為玻璃板是透明的，能在觀察到蠟燭A像的同時，還可以透過玻璃板清楚的看到放在后面蠟燭B，便于確定像的位置；為防止出現兩個像，實驗中應選用較薄的玻璃板。（2）[3]B能和A的像完全重合，而B和A是兩段外形相同的蠟燭，則說明A的像和A的大小相等，說明平面鏡所成的像與物的大小相等。（3）[4][5]因為光屏只能接收實像，不能接收虛像，而平面鏡成虛像，因此如果在像B的位置放一個光屏，在光屏上不能承接到像，所以平面鏡成的像是虛像。（4）[6]平面鏡所成的像和物體大小相等，把蠟燭A向靠近玻璃板方向移動一段距離，則像的大小不變。（5）[7]平面鏡所成的像關于鏡面對稱，像點與物點的連線與鏡面垂直，所以，只有一個像的位置，每個平面鏡都成一個完整的像，但這兩個像在同一位置。故選A。題型五：鏡中觀物問題【典例11如圖所示，是小麗在鏡子中看到鐘表的示數，則此時鐘表指示的真實時間是（）。A．2︰00 B．4︰00 C．8︰00 D．10︰00【答案】C。【解析】時鐘在平面鏡中的像顯示的時間為4︰00，根據平面鏡成像的特點，像與物體關于平面鏡是對稱的，則指針的實際位置與圖中左右相反，故實際的鐘的時間應為8︰00。故ABD不符合題意，C符合題意。故選C。【中考幫】考點一：探究平面鏡成像特點【典例】（2022·四川南充）在“探究光的反射規律”的實驗中，如圖所示，水平放置平面鏡，白色紙板豎直立在平面鏡上，紙板由E、F兩部分組成，可以繞ON翻折。（1）實驗時，把紙板ENF垂直放在平面鏡上，入射光線AO的法線是___________，光線AO的入射角大小是___________度；（2）為了探究反射角與入射角大小的關系，應進行的操作是___________；A．改變紙板與平面鏡之間的夾角B．沿ON向后轉動紙板EC．沿ON向后轉動紙板FD．改變入射角的大小（3）將一束光貼著紙板E沿AO射到鏡面上O點，紙板F上會顯示出反射光束OB，接著將紙板F繞ON向后翻折，則紙板F上___________（選填“能”或“不能”）顯示出反射光束，由此說明反射光線、入射光線與法線在___________內（選填“同一平面”或“不同平面”）（4）若讓另一束光沿BO方向射向平面鏡，反射光將沿OA方向射出。該實驗現象說明___________。A．反射角等于入射角B．在光反射現象中，光路可逆【答案】①ON；②40；③D；④不能；⑤同一平面；⑥B。【解析】（1）[1]紙板ENF垂直放在平面鏡上，光線沿AO射入，經平面鏡反射，沿OB射出。法線與入射光線AO和反射光線OB在同一平面內，且法線垂直于反射面，故入射光線AO的法線是ON。[2]入射角是入射光線與法線的夾角，由圖可知，光線AO的入射角大小為；（2）[3]為了探究反射角與入射角大小的關系，使實驗結論更具普遍性，可多次改變入射角，記錄每次反射角的變化，對比每次入射角和反射角的大小關系，得出實驗結論，故ABC不符合題意，D符合題意。故選D。（3）[4][5]將紙板F繞ON向后翻折，反射光線的位置并不會隨之發生改變，紙板F不能顯示出反射光線，這說明反射光線、入射光線和法線在同一平面內。（4）[6]若讓另一束光沿BO方向射向平面鏡，反射光將沿OA方向射出，說明在光的反射現象中，光路是可逆的，并不能說明反射角等于入射角，故A不符合題意，B符合題意。故選B。中考考題要求同學們知道實驗原理，能根據實際情況選擇合適器材并制定科學的探究方案，具有分析論證能力，能根據實驗現象，發現規律，形成結論。這是物理核心素養的科學探究的體現。考點二：利用平面鏡成像特點作圖【典例】（2022·河南省）圖是某戲曲演員在平面鏡前化妝的情景。請在圖中畫出演員頭飾中弧線AB段在平面鏡中的像，并畫出演員通過平面鏡看見頭飾上A點的光路圖。【解析】根據平面鏡成像規律可知，像和物關于平面鏡對稱，畫出弧線AB關于平面鏡的對稱圖即AB的像；A點的光線經過平面鏡反射進入演員的眼睛。如圖：【作業幫】一、基礎練（知識鞏固）1.小紅站在豎直放置的試衣鏡前4m處，過了一會兒，她又向靠近試衣鏡的方向走了3m，此時關于她在試衣鏡中所成的像，下列說法正確的是（）。A．像距7m，像不變 B．像距1m，像變大C．像距7m，像變小 D．像距1m，像不變【答案】D。【解析】小紅站在豎直放置的試衣鏡前4m處，過了一會兒，她又向靠近試衣鏡的方向走了3m，此時物距等于1m，根據平面鏡成像的特點是像距等于物距，像的大小等于物的大小，此時像距1m，像不變，故D正確，ABC錯誤。故選D。2.如圖所示，固定在水面上方的光源S發出一束光線經水面反射后在光屏上有一個光斑A，已知光束與水面的夾角為40°，S′是光源經水面反射所成的像。下列說法正確的是（）。A．反射角的大小為40°；B．當水面升高時，反射角將變大；C．當水面升高時，光斑A將向右移動；D．當水面升高時，S′到水面的距離變小【答案】D。【解析】A．光束與水面的夾角為40°，則入射角為90°-40°=50°因為反射角等于入射角，因此反射角的大小為50°，故錯誤；B．當水面升高時，入射光線與法線的夾角不變，即入射角不變，則反射角大小不變，故錯誤；C．當水面升高時入射點向左移動，因為入射角與反射角大小不變，因此光斑向左移動，故錯誤；D．由平面鏡成像特點可知，物與像關于平面鏡成軸對稱關系，當水面升高時S′到水面的距離變小，故正確。故選D。3.如圖所示，猴子看見月亮在井中，就要去撈，結果什么也沒撈到，關于水中月亮離水面的遠近，以下說法中正確的是（

）。A．月亮就在水的表面上 B．井有多深，月亮就有多深C．和猴子的眼睛到水面的距離相等 D．和天上月亮到水面的距離相等【答案】D。【解析】因為平面鏡成的像和物體到鏡面的距離相等，所以水中月亮離水面的距離和天上月亮到水面的距離相等。故選D。4.關于各種鏡子的使用，下列說法中正確的是（）。A．在山區道路的拐彎處設置的鏡子是凹面鏡；B．汽車中的后視鏡是凹面鏡；C．太陽灶中使用的鏡子是凸面鏡；D．牙科醫生觀察口腔中的牙齒時，使用的小鏡子是平面鏡【答案】D。【解析】A．道路拐彎處為了擴大視野，應設置凸面鏡，故A錯誤；B．汽車中的后視鏡是凸面鏡，可以擴大視野，故B錯誤；C．太陽灶中使用的是凹面鏡，可以會聚太陽光，故C錯誤；D．牙科醫生使用的觀察口腔的鏡子是平面鏡，以方便成像，從而更好的觀察牙齒的情況，故D正確。故選D。5.小明站在豎直的平面鏡前1m處他與鏡中“自己“的距離是m，平面鏡成的像是（選填“等大””放大“或“縮小“）的（選填“虛“或“實）像【答案】2；等大；虛。【解析】平面鏡成像的特點是：①所成的像是虛像；②像和物體形狀、大小相同；③像和物體各對應點的連線與平面鏡垂直；④像和物體各對應點到平面鏡間距離相等。平面鏡所成的像和物體各對應點到平面鏡間距離相等，所以，由他到平面鏡的距離為1m可得鏡中所成的像與平面鏡之間的距離為1m，小明站在豎直的平面鏡前1m處他與鏡中“自己“的距離是1m+1m＝2m；平面鏡成像原理是光的反射，是由于反射光線的反向延長線會聚點，所以某同學在鏡中的像是虛像；因為平面鏡所成的像和物體形狀、大小相同，所以是等大的虛像。6．小明站在豎直的平面鏡前1m處他與鏡中“自己“的距離是m，平面鏡成的像是（選填“等大””放大“或“縮小“）的（選填“虛“或“實）像【答案】2；等大；虛。【解析】平面鏡成像的特點是：①所成的像是虛像；②像和物體形狀、大小相同；③像和物體各對應點的連線與平面鏡垂直；④像和物體各對應點到平面鏡間距離相等。平面鏡所成的像和物體各對應點到平面鏡間距離相等，所以，由他到平面鏡的距離為1m可得鏡中所成的像與平面鏡之間的距離為1m，小明站在豎直的平面鏡前1m處他與鏡中“自己“的距離是1m+1m＝2m；平面鏡成像原理是光的反射，是由于反射光線的反向延長線會聚點，所以某同學在鏡中的像是虛像；因為平面鏡所成的像和物體形狀、大小相同，所以是等大的虛像。7.如圖是“探究平面鏡成像的特點”的實驗裝置，玻璃板必須______放置在水平桌面上，圖中像與物到平面鏡距離______，在向平面鏡移動蠟燭的過程中，像的大小______（選填“變大”、“變小”或“不變”）。【答案】豎直；相等；不變。【解析】[1]平面鏡所成的像關于鏡面對稱，為了便于觀察，玻璃板需與水平桌面垂直，所以應豎直放在水平桌面上。[2]根據平面鏡成像的特點，由圖可知，像與物到平面鏡距離是相同的。[3]根據平面鏡成像的特點，像與物等大，在向平面鏡移動蠟燭的過程中，像的大小始終與物體的大小相同，所以像大小不變。8.如圖，在舞蹈室的墻面上裝有一塊平面鏡，王老師用一激光筆從S點照向鏡面，在地面上P點看到一光斑，請用平面鏡成像特點完成光路圖。【解析】根據反射光線反向延長通過像點和像點與發光點關于平面鏡對稱，作出反射光線并完成光路圖。根據像與物體關于平面鏡對稱先作出S的像點S'，連接S'P，與平面鏡的交點即為入射點，再連接A與入射點連線為入射光線，P與入射點連線為反射光線。如圖9.如圖所示，從光源S點發出的一條光線射向平面鏡，經平面鏡反射后射向墻上的P點處。請你作出這條入射光線并完成光路圖。【解析】過鏡面作出點S的對稱點S′，即為點光源S在平面鏡中的像，連接S′P與鏡面交于O點，即為入射點（反射點），連接SO就得到入射光線。二、綜合練（能力提升）10.小欣站在平面鏡前看自己在鏡中的像，下面四幅圖中能正確反映小欣和他的像的是（）。【答案】D。【解析】平面鏡成像的特點是物體在平面鏡中所成的像是虛像，像和物體的大小相等，它們的連線垂直于鏡面，它們到鏡面的距離相等。根據平面鏡成像的特點可知，平面鏡所成的像與物體關于鏡面對稱，左右相反，由原圖知，小欣同學的右手拿書，右邊褲子有褶皺，則平面鏡中的人應該是左手拿書，左邊褲子上有皺褶，故D正確。11.學校大門旁豎直放置了一塊平面鏡，小張同學逐漸靠近平面鏡的過程中，下列說法正確的是（）。A．小張的像逐漸變大；B．小張想通過平面鏡看完自己的全身像，則平面鏡的高度至少為身體整個身高的一半；C．小張在平面鏡中看見了小王，則小王在平面鏡中看不見小張；D．小張在平面鏡中所成的像是實像【答案】B。【解析】因為平面鏡所成的像和物體是等大的，所以A不正確；小張通過平面鏡看到自己的全身像，平面鏡的高度為最小為身高的一半，鏡子的上邊緣放在頭頂和眼睛的中間位置，鏡子的下邊緣放在眼睛和腳的中間位置，所以B正確；小張在平面鏡中看見了小王，但小王在平面鏡中不一定能看到小張，所以C不正確；平面鏡所成的像是反射光線的方向延長線相交而成的，是虛像，所以D不正確。12.冬冬同學站在平面鏡前3m處，她看到鏡中自己的像是由于光的現象形成的，她的像到鏡面的距離為m；現將一塊和鏡面一般大的木板放在鏡子后面1m處，如圖所示，這時她（填“仍能”或“不能”）在鏡中看到自己的像。【答案】反射；3；仍能。【解析】平面鏡成像的原因是由于光的反射形成的，像到鏡面的距離等于物到鏡面的距離，所成的像是虛像；由平面鏡成像的特點知，當人到鏡面的距離為3m時，像到鏡面的距離也為3m，由于成的像是虛像，在鏡面后放置物體是不影響成像的。13.利用圖甲裝置探究“平面鏡成像的特點”：在水平桌面上鋪一張白紙，再將玻璃板豎立在白紙上，把一支點燃的蠟燭A放在玻璃板前面，再拿一支外形完全相同但不點燃的蠟燭B豎立在玻璃板后面移動，直到看上去它跟蠟燭A的像完全重合。（1）把光屏放在玻璃板后，無論如何移動，都不能承接到蠟燭A的像，說明平面鏡所成的像是像。（2）圖乙是小強某次測量蠟燭A到平面鏡的距離L為cm；將蠟燭靠近玻璃板，像的大小將。（選填“變大”、“變小”或“不變”）（3）若將玻璃板向左傾斜，如圖丙，觀察到蠟燭A的像的大致位置在圖中的（選填“①”或“②”）處。【答案】（1）虛；（2）3.50；不變；（3）②。【解析】（1）光屏不能接收虛像，只能接收到實像，而平面鏡所成的像是虛像；所以光屏放在玻璃板后，無論如何移動，都不能承接到蠟燭A的像，說明平面鏡所成的像是虛像；（2）由圖知：刻度尺上1cm之間有10個小格，所以一個小格代表的長度是0.1cm＝1mm，即此刻度尺的分度值為1mm；物體左側與0刻度線對齊，右側與3.5cm對齊，估讀為3.50cm。平面鏡成像所成的像與物的大小相同，將點燃的蠟燭逐漸靠近玻璃板，它的像將不變；（3）如下圖，作出蠟燭火焰關于平面鏡的對稱點，可知在實驗中如果把平板玻璃向左傾斜（如圖丙），觀察到蠟燭的像的大致位置在圖中的②處。三、培優練（挑戰自我）14.如圖所示，當汽車在AB路段行駛時，由于光的______（填“直線傳播”、“反射”或“折射”），司機看不到BC路段的情況；為了看到BC路段的情況，人們利用光的______（填“反射”或“折射”）規律，在公路急拐B處裝上______（填“平面鏡”、“凸面鏡”或“凹面鏡”），以減少事故的發生。【答案】直線傳播；反射；凸面鏡。【解析】[1]從圖中可以看到，AB路段和BC路段不在同一條直線上，由于光的直線傳播，BC路段的光線只能沿直線傳播，那么AB路段的司機看不到BC路段的情況。[2][3]為了看到BC路段的情況，BC路段的光線要發生反射，所以人們利用光的反射規律，在公路急拐B處裝上凸面鏡，這種面鏡有發散作用，看到的視野更廣，不能是凹面鏡，因為這面鏡對光是會聚作用。15.小濱用如圖所示裝置進行了“探究平面鏡成像特點”的實驗.（1）他應選取兩支外形_____（選填“相同”或“不同”）的蠟燭進行實驗。（2）小濱選擇用玻璃板代替平面鏡進行實驗的目的是________。（3）在探究實驗的過程中，他把蠟燭A放在距玻璃板30cm處，蠟燭A在玻璃板中所成的像到蠟燭A的距離是