資源簡介

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4.3 平面鏡成像
【素養目標】
物理觀念:平面鏡成像的特點，平面鏡成虛像的原理，平面鏡的應用，凸面鏡和凹面鏡。
科學思維:通過實驗探究，了解平面鏡成像的特點。
科學探究:探究平面鏡成像的特點。
科學態度與責任:能通過對平面鏡、球面鏡的應用的了解，領略物理現象的美妙與和諧，感受科學技術對人類生活的影響。
知識點一、平面鏡成像
1.平面鏡成像
問題
國家大劇院和它在水中的倒影相映成趣,宛如一個巨大的蛋殼(如下圖)。為什么會出現這種現象呢
當你照鏡子的時候可以在鏡子里看到另外一個“你”，鏡子里的這個“人”就是你的像。國家大劇院的倒影實際上就是大劇院在水中的像。
特別提醒
水中倒影和影子都有“影”字，但是涉及的原理不同。水中倒影是光的反射（平面鏡成像），影子是由于光的直線傳播。
2.平面鏡成像的特點
提出問題 平面鏡成像時，像有什么特點
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
實驗思路 探究平面鏡成像的特點，關鍵是要確定像的位置和大小。如何設計這個實驗呢？我們可以按如下思路進行探究。 用一塊玻璃板作為平面鏡，把一支點燃的蠟燭放在玻璃板的前面，可以看到它在玻璃板后面的像。再拿一支外形相同但未點燃的蠟燭，在玻璃板后面移動，直到看上去它的位置與像的位置重合。這個位置就是前面那支蠟燭的像的位置。 確定了像的位置，再比較像跟物體的位置和大小的關系，這樣就可以得到平面鏡成像的特點了。
實驗器材 薄玻璃板一塊、支架、筆一只、兩支完全相同的蠟燭、刻度尺、白紙等 薄玻璃板的作用：（1）確定像的位置；（2）防止成兩個像影響實驗觀察。 兩支完全相同的蠟燭目的：便于比較像與物的大小。
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A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B（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A，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，用刻度尺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； （6）將玻璃板后面未點燃的蠟燭B移走，再把光屏放在該位置上并正對玻璃板，觀察是否能在光屏上接收到前面點燃蠟燭的像。
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B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，蠟燭的像到平面鏡的距離與蠟燭到平面鏡的距離相等； （3）用量角器測量物與像的連線與鏡面之間的夾角，發現像與物的連線與鏡面垂直； （4）移去鏡后的蠟燭，在此位置放一張白卡片，發現白卡片上沒有像，表明該像是虛像。
探究歸納 精確的實驗表明：平面鏡所成的像為正立的虛像，其大小與物體的大小相等，像和物體到平面鏡的距離相等，像和物體的連線與鏡面垂直。 利用數學課中有關對稱的知識，平面鏡成像的規律也可以表述為：平面鏡所成的像為正立的虛像，像與物體關于鏡面對稱。
交流與評估 （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； （9）觀察點燃蠟燭的像時，眼睛應與物體在玻璃板的同一側；觀察像是否為虛像時，眼睛與像在玻璃板的同一側；
特別提醒
實驗中的應用了等效替代法
（1）在確定像的位置時，用未點燃的蠟燭代替點燃的蠟燭的像；
（2）在比較像與物體的大小關系時，用未點燃的蠟燭代替點燃的蠟燭。
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。
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
題型一：平面鏡成像的特點
1．如圖所示，在“探究平面鏡成像的特點”實驗中，下列說法正確的是　　
A．用玻璃板代替平面鏡，能使蠟燭成像更清晰
B．把光屏放在恰當的位置可以承接到蠟燭的像
C．只將玻璃板沿其所在的平面向左移動，像的位置保持不變
D．只將玻璃板向蠟燭方向傾斜，使玻璃板與豎直方向夾角為，則像和蠟燭的連線與玻璃板夾角為
【答案】
【解答】解：、使用平面鏡時，只能成像，而不能透光，不容易確定像的位置，用玻璃板時，既能成像，又能透光，便于確定出像的位置，而且能比較像與物的大小關系，但成像不是很清晰，故錯誤；
、玻璃板中成的虛像，用光屏承接不到虛像，故錯誤；
、平面鏡成像和物體關于平面鏡對稱，只將玻璃板沿其所在的平面向左移動，物體的位置不變，像的位置保持不變，故正確。
、像和物體的連線與平面鏡垂直，只將玻璃板向蠟燭方向傾斜，使玻璃板與豎直方向夾角為，像和蠟燭的連線與玻璃板夾角為，故錯誤。
故選：。
2．小明利用如圖所示的裝置，探究平面鏡成像的特點。下列說法正確的是　　
A．用玻璃板代替平面鏡，目的是使蠟燭的像更清晰
B．使用相同的蠟燭、，目的是比較像與物的大小
C．將光屏放到像的位置，光屏能夠承接到像
D．將蠟燭靠近玻璃板，它所成的像將遠離玻璃板
【答案】
【解答】解：
、用透明的玻璃板代替平面鏡，在蠟燭一側能看到蠟燭的像，同時還能看到蠟燭，便于確定像的位置，故錯誤；
、選擇大小相同的蠟燭、，是為了比較像與物的大小關系，故正確；
、因為光屏只能接收實像，不能接收虛像，所以移去蠟燭，并在其所在位置上放一光屏，光屏不能接收到的燭焰的像，從而說明平面鏡成的像是虛像，故錯誤；
、平面鏡所成的像與物體到平面鏡距離相等，將蠟燭靠近玻璃板，它所成的像也靠近玻璃板，故錯誤。
故選：。
3．如圖所示，物體直立于足夠大的平面鏡前，若分別在平面鏡前、后插入不透光的木板、。則　　
A．因為阻擋，不成完整的像
B．因為阻擋，的像會被擋住部分
C．兩種情況下鏡前觀察到像的范圍相同
D．兩種情況下都能成完整的像
【答案】
【解答】解：（1）先根據“物像關于平面鏡對稱”畫出、點在平面鏡中成的像、；
從點反射的光線沿的最下邊緣射到平面鏡上，根據反射角等于入射角畫出反射光線，若這條反射光線的反向延長線能過像點，則能在平面鏡內成完整的虛像。如圖所示：
（2）平面鏡成的是虛像，像是反射光線的反向延長線會聚形成的，不是實際光線照到像點，所以鏡子背面放什么物體都不會影響成像；并且根據物像關于平面鏡對稱，物體能在平面鏡中成完整的像。
故選：。
4．如圖所示，陽光下，一只鳥站在水中。以下說法正確的是　　
A．鳥的像是 B．鳥的影子是
C．與的大小一定相同 D．與的大小一定相同
【答案】
【解答】解：、由圖可知，鳥的像是，是鳥的影子，故錯誤；
、因為是鳥的影子，所以與的大小不一定相同，故錯誤；
、鳥的像是，由平面鏡成像特點可知，與的大小一定相同，故正確。
故選：。
5．夜空中月亮慢慢升起，距離平靜的湖面越來越遠，關于月亮在水中的像，下列說法正確的是　　
A．像的位置在水面
B．像和月亮一樣大
C．像是實像
D．以湖面為參照物，像靜止不動
【答案】
【解答】解：．月亮在水中的像屬于平面鏡成像，像和物體到水面的距離相等，像的位置不在水面處，故錯誤；
．平面鏡成的像，像和物體大小相等，所以，像和月亮一樣大，故正確；
．根據平面鏡成像特點可知，月亮在水中的像是虛像，故錯誤；
．根據平面鏡成像特點可知，月亮在水中的像和月亮關于水面對稱，月亮慢慢升起時，以湖面為參照物，像是運動的，故錯誤。
故選：。
題型二：平面鏡的應用
6．如圖所示是一個魔術箱。魔術箱頂部的中央有一條窄縫，使激光筆產生的激光束從左側的小孔射入，從右側小孔射出。將一塊遮光板從頂部的窄縫插入箱中，它并沒有擋住激光束的傳播。若魔術箱內只使用了平面鏡，則平面鏡的數量至少是　　
A．2塊 B．3塊 C．4塊 D．5塊
【答案】
【解答】解：由激光束從左側的小孔射入，從右側小孔射出時光線的方向沒有發生改變，其實就是三塊平面鏡的反射，如下圖所示：
所以，不符合題意，符合題意。
故選：。
7．如圖所示是漢代的《淮南萬畢術》中記載：“取大鏡高懸，置水盆于下，則見四鄰矣。”如圖所示的裝置是世界上有記載的最早的潛望鏡，下列光現象與潛望鏡的形成原理相同的是　　
A．白墻手影 B．拱橋倒影
C．雨后彩虹 D．樹間光線
【答案】
【解答】解：潛望鏡是利用光的反射來工作的，
、白墻上的手影是由于光的直線傳播形成的，故不符合題意；
、拱橋倒影屬于平面鏡成像，是由于光的反射形成的，故符合題意；
、雨后彩虹是由于光的折射形成的色散現象，故不符合題意；
、樹間光線呈直線狀是由于光的直線傳播而形成的，故不符合題意。
故選：。
8．視力檢測時要求被測的人與視力表的距離為，如圖所示是小陽同學測視力的情景，視力表與平面鏡的距離是。為滿足測量要求，下列說法錯誤的是　　
A．小陽和平面鏡不動，將視力表面鏡移動
B．平面鏡和視力表不動，讓小陽面鏡移動
C．小陽和視力表不動，將平面鏡靠近視力表移動
D．視力表不動，小陽和平面鏡同時靠近視力表移動
【答案】
【解答】解：
．小陽和平面鏡不動，將視力表面鏡移動，由于像到平面鏡的距離等于物到平面鏡的距離，則視力表的像到平面鏡的距離為，人到平面鏡的距離為，所以人與視力表的像的距離為，故正確；
．平面鏡和視力表不動，讓小陽面鏡移動，則視力表的像到平面鏡的距離為，人到平面鏡的距離為，所以人與視力表的像的距離為，故正確；
．小陽和視力表不動，將平面鏡靠近視力表移動，則視力表的像到平面鏡的距離為，人到平面鏡的距離為，所以人與視力表的像的距離為，故錯誤；
．視力表不動，小陽和平面鏡同時靠近視力表移動，則視力表的像到平面鏡的距離為，人到平面鏡的距離為，所以人與視力表的像的距離為，故正確。
故選：。
9．如圖所示是從對面墻上的平面鏡中看到的身后時鐘的像，此時的實際時刻是　　
A．3時40分 B．4時20分 C．8時20分 D．8時40分
【答案】
【解答】解：由于平面鏡成的像與物關于鏡面對稱，利用12點與6點連線作對稱軸，如圖所示：
由圖可知，此時的實際時刻是3時40分（紅色指針所指位置）。
故選：。
10．小華豎直站在一面斜靠在墻邊的平面鏡前，如圖所示。小華在平面鏡中所成的像與水平面的夾角是　　
A． B． C． D．
【答案】
【解答】解：根據平面鏡成像特點做出小華在平面鏡中的像，
，
，
，
，則
小華在平面鏡中所成的像與水平面的夾角與是對頂角，故也為。
故選：。
題型三：平面鏡成像作圖
11．利用平面鏡成像的特點，在圖乙中畫出攝影師看到太陽在湖水中的像的光路圖。
【解答】解：首先作出太陽關于水面的對稱點，即太陽的像，再連接像點與攝影師眼睛找到與平面鏡的交點，此交點為入射點，連接太陽與入射點并標出光的傳播方向為入射光線，連接入射點與攝影師眼睛并標出光的傳播方向為反射光線，如圖所示：
12．請在圖中畫出物體在平面鏡中所成的像。
【答案】見解答圖
【解答】解：先作出端點、關于平面鏡的對稱點、，用虛線連接、，即為物在平面鏡中所成的像，如圖所示：
13．如圖甲中，牙醫借助平面鏡觀察牙齒的背面。請在圖乙中畫出能反映此過程的光路圖。
【答案】
【解答】解：光在平面鏡表面發生鏡面反射，結合平面鏡成像的特點先作出牙齒關于平面鏡的對稱點，即牙齒的像的位置，連接像和人眼與平面鏡交于一點，即為入射點，連接牙齒和入射點為入射光線，連接入射點和人眼為反射光線，如圖所示：
14．在圖中，畫出物體通過平面鏡所成的像。
【解答】解：分別作出物體的端點、關于平面鏡的對稱點、，用虛線連接、即為在平面鏡中的像。如圖所示：
15．請根據平面鏡成像特點，在圖中畫出物體在平面鏡中所成的像。
【解答】解：先作出端點、關于平面鏡的對稱點、，用虛線連接、即為物體的像，如圖所示：
一．選擇題（共8小題）
1．一位同學站在平面鏡前并向平面鏡靠近，則他的像在平面鏡中（　　）
A．變大 B．變小
C．不變 D．先變大后變小
【答案】C
【解答】解：平面鏡所成的像與物的大小相等，當一位同學站在水平面前并向平面鏡靠近時，該同學的大小沒有改變，則他在鏡中的像大小不變，故C正確，ABD錯誤。
故選：C。
2．深圳秋冬溫暖的天氣吸引了無數南遷的候鳥，為深圳人帶來一場場海景盛宴。如圖所示是一只琵琶鷺在水面上捕食的畫面，在它靠近水面的過程中，琵琶鷺在水中的成像情況正確的是　　
A．成虛像，像的大小逐漸變小
B．成虛像，像的大小逐漸變大
C．成實像，像與水面的距離變小
D．所成的像是由于光的反射形成的
【答案】
【解答】解：琵琶鷺靠近水面的過程中，水中出現琵琶鷺的倒影就是琵琶鷺在湖水中所成的虛像，是由光的反射形成的；
琵琶鷺到水面的距離變小，則像到水面的距離變小，但琵琶鷺在水中所成像的大小始終不變，與琵琶鷺的大小相等。
故選：。
3．如圖是探究平面鏡成像特點的實驗裝置，為玻璃板，和是兩支完全相同的蠟燭，下列說法錯誤的是　　
A．為了保證實驗效果應選擇茶色玻璃板
B．實驗時玻璃板應與水平桌面垂直放置
C．把蠟燭遠離平面鏡時，它的像也會遠離平面鏡
D．把光屏置于玻璃板后側，能看到光屏上有蠟燭的像
【答案】
【解答】解：．無色玻璃透光性較強，反射能力差，反射成的像不清晰；茶色玻璃透光性較差，反射的光線較多，反射成的像較清晰，所以選用茶色玻璃板進行實驗，能更清晰的觀察玻璃板的另一側的像，故正確；
．實驗中玻璃板如果不垂直于桌面，前面的蠟燭成的像偏高或偏低，后面的蠟燭無法與前面蠟燭的像完全重合，所以實驗時玻璃板應與水平桌面垂直放置，故正確；
．由平面鏡成像特點可知，物和像關于平面鏡對稱，像與物到鏡面的距離相等，所以把蠟燭遠離平面鏡時，它的像也會遠離平面鏡，故正確；
．平面鏡成的像是虛像，不是由真實光線會聚形成的，不能被光屏承接，所以，把光屏置于玻璃板后側，不能看到光屏上有蠟燭的像，故錯誤。
故選：。
4．下列關于光現象的說法，正確的是　　
A．人離平面鏡越遠，他在平面鏡中的像就越小
B．漫反射也遵循光的反射定律
C．水下倒影是由于光的折射形成的
D．小孔成像是光的反射形成的
【答案】
【解答】解：、平面鏡成的像與物體等大，人在平面鏡中像的大小與人到平面鏡的距離無關，故錯誤；
、鏡面反射和漫反射都遵守光的反射定律，故正確；
、水下倒影屬于平面鏡成像，是由于光的反射形成的，故錯誤。
、小孔成像是光的直線傳播形成的，故錯誤。
故選：。
5．如圖是航天員葉光富和翟志剛完成出艙任務時所穿的宇航服，上面有兩個特別的設計——手腕上的小鏡子和胸前反印的漢字，這是為了穿著厚厚宇航服的航天員，可以利用手腕上的小鏡子看到正常的漢字，準確操作。以下說法正確的是　　
A．當平面鏡靠近漢字時，漢字通過鏡子成的像會變大
B．圖中鏡面看起來比宇航服暗，是因為光在鏡子表面發生了漫反射
C．宇航服胸前的字與它的像關于平面鏡對稱
D．漢字通過平面鏡所成的是實像
【答案】
【解答】解：
、平面鏡成像時，物像大小相等，當平面鏡靠近漢字時，漢字通過鏡子成的像大小不變，故錯誤；
、圖中鏡面看起來比宇航服暗，是因為光在鏡子表面發生了鏡面反射，故錯誤；
、根據平面鏡成像特點可知，宇航服胸前的字與它的像關于平面鏡對稱，故正確；
、漢字通過平面鏡所成的是虛像，故錯誤。
故選：。
6．小麗站在豎直放置的平面鏡前，鏡中有她的像。當她向著遠離平面鏡的方向移動時，她在平面鏡中的像　　
A．比原來小；到平面鏡的距離增加
B．大小不變；到小麗的距離變為
C．大小不變；到平面鏡的距離減小
D．大小不變；到小麗的距離增加
【答案】
【解答】解：（1）平面鏡所成的像與物體是等大的，當人遠離平面鏡時，視覺上感覺像在變小，但實際上像的大小并沒有變。所以若她向著遠離平面鏡的方向移動時，他在平面鏡中像的大小不變。
（2）根據平面鏡成像特點可知，像和物距離平面鏡的距離是相等的，物到像的距離是物到平面鏡距離的兩倍，
當她向著遠離平面鏡的方向移動時，小麗到平面鏡的距離增加，到小麗的距離增加。
綜上分析可知，錯誤，正確。
故選：。
7．如圖中是物體在平面鏡中成像的情況，正確的是　　
A． B． C． D．
【答案】
【解答】解：平面鏡成的像與物體等大，又關于鏡面對稱，所以物體成的像看起來是左右相反的。
、選項中像與物體左右不相同，不是物像對稱，故錯誤；
、選項中物體與像大小相等，左右對稱，故正確；
、選項中物體與像不是關于平面鏡對稱，故錯誤；
、選項中像是倒立的，故錯誤。
故選：。
8．小明身高，站在高的平面鏡前，他在鏡中的像高是　　
A．
B．
C．小于
D．靠近時，大于，遠離時，小于
【答案】
【解答】解：在平面鏡中成像的大小與物體的大小有關，跟到平面鏡的距離、平面鏡的大小都沒有關系，所以小明身高，他在鏡中的像高是，靠近或遠離平面鏡時，像的大小不變，仍然是。
故選：。
二．填空題（共4小題）
9．一小鳥在湖面上水平飛過映在平靜湖水的小鳥的“倒影”，它是由于光的 　反射　形成的。“倒影”是 　　（選填影子，虛像，實像）。
【答案】反射；虛像
【解答】解：在平靜湖水的小鳥的“倒影”屬于平面鏡成像，平面鏡成的像是虛像，平面鏡的成像原理是光的反射。
故答案為：反射；虛像。
10．如圖所示，在檢查視力時，視力表掛在房間東面的墻上，被測者觀察西面墻上鏡子里的像，此時視力表在平面鏡中的像與被測者的眼睛相距，則被測者眼睛距離身后的視力表的距離為 　0.6　，鏡子中視力表是視力表的 　　像（選填“實”或“虛” 。
【答案】0.6；虛
【解答】解：平面鏡距視力表，根據物像到平面鏡的距離相等，可知，視力表的像到平面鏡的距離也是，已知視力表在鏡中的像與被測者相距，
則被測者與平面鏡的距離是，被測者眼睛距離身后的視力表的距離為。
由平面鏡成像特點可知，鏡子中視力表是視力表的虛像。
故答案為：0.6；虛。
11．晚上小明在客廳的窗戶玻璃上看到了自己的像，當他遠離窗戶時發現自己的像 　遠離　（靠近遠離）窗戶，同時像的大小 　　（變大變小不變）；當他緩緩向左推動玻璃窗時，會發現客廳內的吊燈的像 　　（向左運動向右運動靜止）。
【答案】遠離；不變；靜止。
【解答】解：像和物體大小相等，平面鏡成的像和物體到平面鏡的距離相等，當他遠離窗戶時，他在玻璃中的像遠離窗戶，像的大小不變。
由于燈在平面鏡中成像時，像與燈相對平面鏡對稱，水平向左緩緩推動玻璃窗，看到的像是靜止的。
故答案為：遠離；不變；靜止。
12．兔斯基站在平面鏡前處，它的像到鏡子的距離為　3　；然后它向鏡子靠近了，則它的像到它的距離為　　，現將一塊和鏡面一樣大的木板放在鏡子后面處，如圖所示，這時她　　（選填“能”或“不能” 在鏡中看到自己的像。
【解答】解：（1）由平面鏡成像的特點知，當兔斯基到鏡面的距離為時，像到鏡面的距離也為，
（2）若兔斯基向平面鏡靠近，則她與鏡面的距離是，則它和像的距離是；
（3）由于成的像是虛像，在鏡面后放置物體是不影響成像的，故在鏡后放一物體并不妨礙光的反射，同時也不會妨礙成像，所以這時兔斯基仍能在鏡中看到自己的像。
故答案為：3；5；能。
三．作圖題（共3小題）
13．如圖所示，根據平面鏡成像特點，作出物體在平面鏡中的像。
【答案】
【解答】解：根據平面鏡成像的特點，先作出物體的端點、在平面鏡中的對稱點、，連接、點即為物體在平面鏡中的像，注意輔助線和像用虛線，如圖所示：
14．是發光點在平面鏡中的像，點是發光點經平面鏡反射后經過的一點。請你根據平面鏡成像的特點，用作圖法確定發光點的位置，并完成經點的光路圖。
【答案】見解答圖
【解答】解：根據平面鏡成像的特點可知，物與像關于鏡面對稱，首先作出像點的物點，連接（用虛線），與鏡面的交點為入射點，連接畫出入射光線，連接并延長可得反射光線（用實線）。如圖所示：
15．如圖，作出物體在平面鏡中所成的像。
【答案】見解析。
【解答】解：從點向平面鏡作垂線并延長至，使到平面鏡的距離等于到平面鏡的距離，則就是點的像；用同樣的方法作出點的像，然后用虛線連接，標出箭頭，則就是物體在平面鏡中所成的像，如圖所示：
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4.3 平面鏡成像
【素養目標】
物理觀念:平面鏡成像的特點，平面鏡成虛像的原理，平面鏡的應用，凸面鏡和凹面鏡。
科學思維:通過實驗探究，了解平面鏡成像的特點。
科學探究:探究平面鏡成像的特點。
科學態度與責任:能通過對平面鏡、球面鏡的應用的了解，領略物理現象的美妙與和諧，感受科學技術對人類生活的影響。
知識點一、平面鏡成像
1.平面鏡成像
問題
國家大劇院和它在水中的倒影相映成趣,宛如一個巨大的蛋殼(如下圖)。為什么會出現這種現象呢
當你照鏡子的時候可以在鏡子里看到另外一個“你”，鏡子里的這個“人”就是你的像。國家大劇院的倒影實際上就是大劇院在水中的像。
特別提醒
水中倒影和影子都有“影”字，但是涉及的原理不同。水中倒影是光的反射（平面鏡成像），影子是由于光的直線傳播。
2.平面鏡成像的特點
提出問題 平面鏡成像時，像有什么特點
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
實驗思路 探究平面鏡成像的特點，關鍵是要確定像的位置和大小。如何設計這個實驗呢？我們可以按如下思路進行探究。 用一塊玻璃板作為平面鏡，把一支點燃的蠟燭放在玻璃板的前面，可以看到它在玻璃板后面的像。再拿一支外形相同但未點燃的蠟燭，在玻璃板后面移動，直到看上去它的位置與像的位置重合。這個位置就是前面那支蠟燭的像的位置。 確定了像的位置，再比較像跟物體的位置和大小的關系，這樣就可以得到平面鏡成像的特點了。
實驗器材 薄玻璃板一塊、支架、筆一只、兩支完全相同的蠟燭、刻度尺、白紙等 薄玻璃板的作用：（1）確定像的位置；（2）防止成兩個像影響實驗觀察。 兩支完全相同的蠟燭目的：便于比較像與物的大小。
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A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B（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A，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，用刻度尺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； （6）將玻璃板后面未點燃的蠟燭B移走，再把光屏放在該位置上并正對玻璃板，觀察是否能在光屏上接收到前面點燃蠟燭的像。
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B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，蠟燭的像到平面鏡的距離與蠟燭到平面鏡的距離相等； （3）用量角器測量物與像的連線與鏡面之間的夾角，發現像與物的連線與鏡面垂直； （4）移去鏡后的蠟燭，在此位置放一張白卡片，發現白卡片上沒有像，表明該像是虛像。
探究歸納 精確的實驗表明：平面鏡所成的像為正立的虛像，其大小與物體的大小相等，像和物體到平面鏡的距離相等，像和物體的連線與鏡面垂直。 利用數學課中有關對稱的知識，平面鏡成像的規律也可以表述為：平面鏡所成的像為正立的虛像，像與物體關于鏡面對稱。
交流與評估 （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； （9）觀察點燃蠟燭的像時，眼睛應與物體在玻璃板的同一側；觀察像是否為虛像時，眼睛與像在玻璃板的同一側；
特別提醒
實驗中的應用了等效替代法
（1）在確定像的位置時，用未點燃的蠟燭代替點燃的蠟燭的像；
（2）在比較像與物體的大小關系時，用未點燃的蠟燭代替點燃的蠟燭。
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。
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
題型一：平面鏡成像的特點
1．如圖所示，在“探究平面鏡成像的特點”實驗中，下列說法正確的是　　
A．用玻璃板代替平面鏡，能使蠟燭成像更清晰
B．把光屏放在恰當的位置可以承接到蠟燭的像
C．只將玻璃板沿其所在的平面向左移動，像的位置保持不變
D．只將玻璃板向蠟燭方向傾斜，使玻璃板與豎直方向夾角為，則像和蠟燭的連線與玻璃板夾角為
2．小明利用如圖所示的裝置，探究平面鏡成像的特點。下列說法正確的是　　
A．用玻璃板代替平面鏡，目的是使蠟燭的像更清晰
B．使用相同的蠟燭、，目的是比較像與物的大小
C．將光屏放到像的位置，光屏能夠承接到像
D．將蠟燭靠近玻璃板，它所成的像將遠離玻璃板
3．如圖所示，物體直立于足夠大的平面鏡前，若分別在平面鏡前、后插入不透光的木板、。則　　
A．因為阻擋，不成完整的像
B．因為阻擋，的像會被擋住部分
C．兩種情況下鏡前觀察到像的范圍相同
D．兩種情況下都能成完整的像
4．如圖所示，陽光下，一只鳥站在水中。以下說法正確的是　　
A．鳥的像是 B．鳥的影子是
C．與的大小一定相同 D．與的大小一定相同
5．夜空中月亮慢慢升起，距離平靜的湖面越來越遠，關于月亮在水中的像，下列說法正確的是　　
A．像的位置在水面
B．像和月亮一樣大
C．像是實像
D．以湖面為參照物，像靜止不動
題型二：平面鏡的應用
6．如圖所示是一個魔術箱。魔術箱頂部的中央有一條窄縫，使激光筆產生的激光束從左側的小孔射入，從右側小孔射出。將一塊遮光板從頂部的窄縫插入箱中，它并沒有擋住激光束的傳播。若魔術箱內只使用了平面鏡，則平面鏡的數量至少是　　
A．2塊 B．3塊 C．4塊 D．5塊
7．如圖所示是漢代的《淮南萬畢術》中記載：“取大鏡高懸，置水盆于下，則見四鄰矣。”如圖所示的裝置是世界上有記載的最早的潛望鏡，下列光現象與潛望鏡的形成原理相同的是　　
A．白墻手影 B．拱橋倒影
C．雨后彩虹 D．樹間光線
8．視力檢測時要求被測的人與視力表的距離為，如圖所示是小陽同學測視力的情景，視力表與平面鏡的距離是。為滿足測量要求，下列說法錯誤的是　　
A．小陽和平面鏡不動，將視力表面鏡移動
B．平面鏡和視力表不動，讓小陽面鏡移動
C．小陽和視力表不動，將平面鏡靠近視力表移動
D．視力表不動，小陽和平面鏡同時靠近視力表移動
9．如圖所示是從對面墻上的平面鏡中看到的身后時鐘的像，此時的實際時刻是　　
A．3時40分 B．4時20分 C．8時20分 D．8時40分
10．小華豎直站在一面斜靠在墻邊的平面鏡前，如圖所示。小華在平面鏡中所成的像與水平面的夾角是　　
A． B． C． D．
題型三：平面鏡成像作圖
11．利用平面鏡成像的特點，在圖乙中畫出攝影師看到太陽在湖水中的像的光路圖。
12．請在圖中畫出物體在平面鏡中所成的像。
13．如圖甲中，牙醫借助平面鏡觀察牙齒的背面。請在圖乙中畫出能反映此過程的光路圖。
14．在圖中，畫出物體通過平面鏡所成的像。
15．請根據平面鏡成像特點，在圖中畫出物體在平面鏡中所成的像。
一．選擇題（共8小題）
1．一位同學站在平面鏡前并向平面鏡靠近，則他的像在平面鏡中（　　）
A．變大 B．變小
C．不變 D．先變大后變小
2．深圳秋冬溫暖的天氣吸引了無數南遷的候鳥，為深圳人帶來一場場海景盛宴。如圖所示是一只琵琶鷺在水面上捕食的畫面，在它靠近水面的過程中，琵琶鷺在水中的成像情況正確的是　　
A．成虛像，像的大小逐漸變小
B．成虛像，像的大小逐漸變大
C．成實像，像與水面的距離變小
D．所成的像是由于光的反射形成的
3．如圖是探究平面鏡成像特點的實驗裝置，為玻璃板，和是兩支完全相同的蠟燭，下列說法錯誤的是　　
A．為了保證實驗效果應選擇茶色玻璃板
B．實驗時玻璃板應與水平桌面垂直放置
C．把蠟燭遠離平面鏡時，它的像也會遠離平面鏡
D．把光屏置于玻璃板后側，能看到光屏上有蠟燭的像
4．下列關于光現象的說法，正確的是　　
A．人離平面鏡越遠，他在平面鏡中的像就越小
B．漫反射也遵循光的反射定律
C．水下倒影是由于光的折射形成的
D．小孔成像是光的反射形成的
5．如圖是航天員葉光富和翟志剛完成出艙任務時所穿的宇航服，上面有兩個特別的設計——手腕上的小鏡子和胸前反印的漢字，這是為了穿著厚厚宇航服的航天員，可以利用手腕上的小鏡子看到正常的漢字，準確操作。以下說法正確的是　　
A．當平面鏡靠近漢字時，漢字通過鏡子成的像會變大
B．圖中鏡面看起來比宇航服暗，是因為光在鏡子表面發生了漫反射
C．宇航服胸前的字與它的像關于平面鏡對稱
D．漢字通過平面鏡所成的是實像
6．小麗站在豎直放置的平面鏡前，鏡中有她的像。當她向著遠離平面鏡的方向移動時，她在平面鏡中的像　　
A．比原來小；到平面鏡的距離增加
B．大小不變；到小麗的距離變為
C．大小不變；到平面鏡的距離減小
D．大小不變；到小麗的距離增加
7．如圖中是物體在平面鏡中成像的情況，正確的是　　
A． B． C． D．
8．小明身高，站在高的平面鏡前，他在鏡中的像高是　　
A．
B．
C．小于
D．靠近時，大于，遠離時，小于
二．填空題（共4小題）
9．一小鳥在湖面上水平飛過映在平靜湖水的小鳥的“倒影”，它是由于光的 　　形成的。“倒影”是 　　（選填影子，虛像，實像）。
10．如圖所示，在檢查視力時，視力表掛在房間東面的墻上，被測者觀察西面墻上鏡子里的像，此時視力表在平面鏡中的像與被測者的眼睛相距，則被測者眼睛距離身后的視力表的距離為 　　，鏡子中視力表是視力表的 　　像（選填“實”或“虛” 。
11．晚上小明在客廳的窗戶玻璃上看到了自己的像，當他遠離窗戶時發現自己的像 　　（靠近遠離）窗戶，同時像的大小 　　（變大變小不變）；當他緩緩向左推動玻璃窗時，會發現客廳內的吊燈的像 　　（向左運動向右運動靜止）。
12．兔斯基站在平面鏡前處，它的像到鏡子的距離為　　；然后它向鏡子靠近了，則它的像到它的距離為　　，現將一塊和鏡面一樣大的木板放在鏡子后面處，如圖所示，這時她　　（選填“能”或“不能” 在鏡中看到自己的像。
三．作圖題（共3小題）
13．如圖所示，根據平面鏡成像特點，作出物體在平面鏡中的像。
14．是發光點在平面鏡中的像，點是發光點經平面鏡反射后經過的一點。請你根據平面鏡成像的特點，用作圖法確定發光點的位置，并完成經點的光路圖。
15．如圖，作出物體在平面鏡中所成的像。
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