2018年八年级物理上册3.3探究平面镜成像特点练习新版粤教沪版

3.3　探究平面镜成像特点
一、平面镜成像
图3－3－1
二、球面镜
图3－3－2
一　平面镜成像规律
1．平面镜：我们把反射面为________平面的镜子叫做平面镜。
2．平面镜成像原理
如图3－3－3所示，镜前烛焰上的点S1发出的光线经平面镜反射后到达人的眼睛，但眼睛是根据光沿直线传播的经验来确定物体位置的，所以觉得光线好像是从平面镜后的点S2发出的，实际上镜后并没有点燃的蜡烛，像点S2是反射光线反向延长线的交点，所以S2是虚像，不能在光屏上显示。
图3－3－3
3．探究平面镜成像时像与物的关系
实验器材：薄玻璃板、直尺、两段等长的蜡烛。
实验步骤：
(1)将玻璃板________架在直尺上面，将蜡烛AB分别放在玻璃板两侧的直尺上；
(2)点燃玻璃板前的蜡烛A，并移动玻璃板后的蜡烛B，使它与蜡烛A经玻璃板所成的像________；
(3)用直尺分别测量出蜡烛A和蜡烛B到________的距离；
(4)把蜡烛A沿直尺前后移动，同时调整蜡烛B的位置，每次都使蜡烛B好像被点燃一样，观察像的________变化；
(5)移走蜡烛B，将一张纸(光屏)放在像的位置上，观察能否呈现出像。
实验结论：像与物到镜面的距离________；像与物的大小________；像与物关于镜面对称。平面镜后面所成的像________呈现在光屏上。
交流评估：(1)用薄玻璃板代替平面镜是为了便于找到像的位置；
(2)使用两段等长的蜡烛是为了验证像与物的大小相等，这里应用了等效替代法。
二　平面镜的应用
1．平面镜的作用：可以成像，可以____________________。
2．平面镜成像作图：
像与物关于镜面________，作图方法与数学上作轴对称图形的方法一致。
三　凹面镜和凸面镜
凹面镜
凸面镜
定义
　利用球面内表面作反射面的镜子
　利用球面外表面作反射面的镜子
特点
　凹面镜能把射向它的平行光线会聚在一点；从焦点射向凹面镜的反射光线是平行光
　凸面镜对光线起发散作用。凸面镜所成的像是缩小的虚像
应用
　太阳灶、探照灯、手电筒以及各种机动车的前灯
　汽车观后镜
类型一　平面镜成像的特点
例1 如图3－3－4是“探究平面镜成像特点”的实验装置图。
图3－3－4
(1)实验室提供了厚薄不同的两块玻璃板，应选择________(选填“厚”或“薄”)玻璃板进行实验。
(2)在竖立的玻璃板前点燃蜡烛A，将未点燃的蜡烛B竖立在玻璃板后面移动，人眼一直在玻璃板的________(选填“前侧”或“后侧”)观察，直至蜡烛B与蜡烛A的像完全重合，这种确定像与物大小关系的方法是____________(选填“控制变量法”或“等效替代法”)。
(3)实验时，将蜡烛A逐渐远离玻璃板时，它的像的大小________(选填“变大”“不变”或“变小”)。
(4)移去蜡烛B，在其原来位置上放置一块光屏，光屏上________(选填“能”或“不能”)呈现蜡烛的像。
[实验点拨] (1)实验中要使用半透明的薄玻璃板，一是容易确定像的位置，二是可以排除玻璃板前、后两个反射面形成重像的干扰；(2)实验中要使用两个完全一样的蜡烛，方便确定像和物体大小是否相同；(3)玻璃板要与桌面垂直，这样便于测量像到平面镜的距离；(4)应在光线较暗的室内进行实验，可以较清楚地看到镜中的像；(5)当物体靠近平面镜时，所成的像依旧和物体等大，像不会变大。
类型二　平面镜的应用
例2 校医务室检查视力时，因房间太小而使用一个平面镜，让学生看视力表在平面镜中所成的像。视力表到镜子的距离为2.8 m，如图3－3－5所示，而体检要求人与视力表之间的距离应为5 m，则该同学所在位置到镜子的距离应为________m。
图3－3－5
[方法指导]平面镜的应用解题技巧
(1)根据像和物体到平面镜的距离相等，已知物体到平面镜的距离，要求回答像到平面镜的距离，或回答像和物体之间的距离，解答问题时要仔细审题，看清要求回答的是哪一问题。对于比较复杂的题目，可以根据平面镜成像的特点中的像距等于物距，简单作草图，得出结果。(2)如果让看平面镜中所成的像的画面(一般容易考钟表)，可以将纸翻到背面，对着光从背面去看图，所看的图就是平面镜中所成像的画面。如果告诉平面镜中像的画面，让求物体，也可用此方法。
类型三　平面镜成像作图
例3 如图3－3－6所示，请根据平面镜成像特点，作出蜡烛上的点S在平面镜中所成的像S′，并作出图中该点所发出光线的反射光线。
　图3－3－6
[方法指导]平面镜成像作图技巧
(1)平面镜成的虚像是反射光线的反向延长线相交形成的，所有反射光线的反向延长线必经过像点，有关平面镜成像的作图，一定要先确定像点的位置。(2)像点位置的确定方法：一是根据像与物体关于平面镜对称确定像点；二是找两条反射光线的反向延长线的交点就是像点。注意：只有入射光线与反射光线用实线(要标上箭头)表示，其他均用虚线表示(镜面除外)。
类型四　球面镜
例4 下列对球面镜的描述中，正确的是 (　　)
A．凸面镜对光有会聚作用，能做汽车的观后镜
B．凸面镜对光有发散作用，能做成太阳灶
C．凹面镜对光有发散作用，能做成汽车的车头灯
D．凹面镜对光有会聚作用，能做成探照灯
[易错警示]凹面镜和凸面镜与平面镜一样，都是利用光的反射成像，都能改变光路，都遵循光的反射定律。
课堂反馈(十一)A
[平面镜成像规律及其应用]　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
1．如图11－1所示，一只大熊猫正抱着一根竹子在镜前欣赏自己的像。此时，它从镜中看到的自身像应该是图中的(　　)
图11－1
2．如图11－2所示是“探究平面镜成像特点”的实验装置。
图11－2
(1)为了保障实验效果应选择________(选填“平面镜”“厚玻璃板”或“薄玻璃板”)。
(2)此实验中选取两只完全相同的蜡烛A、B，是为了______________________。
(3)移开蜡烛B，在其原来位置上放置一块光屏，光屏上无法呈现蜡烛的像，这说明平面镜成的是________像。
(4)移动蜡烛A进行多次实验，目的是______________________________。
3．小明通过平面镜发现衣领处有一点污渍，便走近镜子，镜中的像将________(选填“变大”“不变”或“变小”)；像到镜子的距离将________(选填“变大”“不变”或“变小”)。由于光线较暗，为了看清衣领上的污渍，小明应将光源照向________(选填“衣领”或“平面镜”)。
4．如图11－3所示，平面镜所成的像是由反射光线的____________相交形成的，因此平面镜所成的像是________(选填“实”或“虚”)像。
图11－3
5．如图11－4所示，甲、乙两图都是时钟在平面镜中成的像，它们的实际时间是：甲________；乙________。
图11－4
课堂反馈(十一)B
[平面镜成像作图及球面镜]　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
1．在图11－5中用平面镜成像特点作出物体AB的像。
图11－5
2．请在图11－6中根据平面镜成像特点作出平面镜的位置。
图11－6
3．如图11－7所示，平面镜前有一发光点S，从S发出的光线经平面镜反射后经过A点，请作出光路图。
图11－7
4．如图11－8所示，S′为发光点S在平面镜MN中所成的像，S发出的一条光线经平面镜反射后经过P点，请在图中作出发光点S的位置，并作出经过P点的反射光线及相应的入射光线(保留作图痕迹)。
图11－8
5．关于各种镜子的使用中，下列说法中正确的是(　　)
A．汽车中的后视镜是凹面镜
B．太阳灶中使用的镜子是凸面镜
C．市区马路拐弯处设置的镜子是凸面镜
D．牙科医生观察口腔中的牙齿时，使用的小镜子是凹面镜
6．如图11－9所示是在我国的贵州省建成的世界最大的天文望远镜，它的反射面属于________镜，对光线有________作用，光在其表面发生反射时________(选填“遵循”或“不遵循”)光的反射定律。
图11－9
课时作业(十一)A
[第三章　3.3　探究平面镜成像特点　第1课时　平面镜成像规律及其应用]
一、选择题
1．如图11－K－1所示，“大黄鸭”来到中国，下列能正确表示“大黄鸭”在水中所成倒影的是(　　)
图11－K－1
2．2017·临沂关于平面镜成像的特点及其实验探究，下列说法正确的是(　　)
A．使用光屏是为了验证平面镜所成像的虚实
B．将蜡烛靠近玻璃板的同时像将远离玻璃板
C．做多次实验获得多组数据是为了减小误差
D．平面镜成像的大小与物体到平面镜的距离有关
3．如图11－K－2所示，在“探究平面镜成像特点”的实验中，下列说法正确的是(　　)
图11－K－2
A．为了便于观察，该实验最好在较暗的环境中进行
B．如果将蜡烛A向玻璃板靠近，像的大小会变大
C．移去后面的蜡烛B，并在原位置上放一光屏，发现光屏上能成正立的像
D．保持A、B两支蜡烛的位置不变，多次改变玻璃板的位置，发现B始终能与A的像重合
4．2016·山西在资治通鉴中记载“人以铜为镜，可以正衣冠；以古为镜，可以见兴替”。表明我们的祖先就会用磨光的铜面做镜面，观察自己的像。人在铜镜中所成的像是(　　)
A．缩小的实像 B．等大的实像
C．放大的虚像 D．等大的虚像
5．人站在平面镜前，当他向平面镜走近时，发生的现象是(　　)
A．像变大，像到镜面的距离变小
B．像变大，像到镜面的距离变大
C．像大小不变，像到镜面的距离不变
D．像大小不变，像到镜面的距离变小
6．2016·随州人从平面镜内看到台钟钟面上的指针位置如图11－K－3所示，则实际时间是(　　)
图11－K－3
A．6：00 B．5：45 C．6：15 D．6：30
7．检查视力时，人眼与视力表的距离应为5 m，可是检查视力的房间东西墙壁最大的距离为3.5 m，此时，眼科医生把视力表挂在东墙上，在西墙上挂一大平面镜，此时被检查者应面向西坐在平面镜前的合理位置是(　　)
A．距镜面3 m B．距镜面2 m
C．距镜面1.5 m D．距镜面1 m
二、填空题
8．武夷山是国家重点风景名胜区，悠悠九曲溪，宁静、清澈的溪面就是天然的________镜，溪水中玉女峰的倒影就是溪边美丽的玉女峰的________(选填“虚”或“实”)像，这是光的________现象，若某处溪水深5 m，在溪面上空8 m处有一只小鸟在飞翔，则小鸟在水中所成的像距小鸟______m。
9．2017·大连在探究“平面镜成像的特点”时，把一支点燃的蜡烛A放在玻璃板的前面，再拿一支外形与蜡烛A相同的蜡烛B，来确定蜡烛A所成的像的位置。则蜡烛B应该是________(选填“点燃”或“不点燃”)的，点燃蜡烛A的好处是________。
三、实验探究题
10．小红同学在做“探究平面镜成像”的实验时，将一块玻璃板竖直架在水平台上，再取两支完全相同的蜡烛A和B，点燃玻璃板前的蜡烛A，进行观察，如图11－K－4所示，在此实验中：
图11－K－4
(1)小红选择玻璃板代替镜子进行实验的目的是________________________。
(2)所用刻度尺的作用是便于比较像与物________关系。
(3)选取两支完全相同的蜡烛是为了比较像与物的________关系。
(4)小红将蜡烛逐渐远离玻璃板时，它的像________(选填“变大”“变小”或“不变”)。
(5)为了便于观察，该实验最好在________的环境中进行。
(6)实验中玻璃板与水平桌面保持垂直，若不垂直，请你说出这样会对实验操作带来怎样的不便影响？________________。
11．如图11－K－5所示，在探究“平面镜成像特点”的实验中，桌面上已给出的器材有：带支架的玻璃板、铅笔各一个；完全相同的蜡烛两根；白纸一张；火柴一盒。
图11－K－5
(1)为完成实验，还需要的实验器材是________。
(2)实验选用____________(选填“平面镜”或“玻璃板”)作为镜子进行实验，应该与水平面________放置。
(3)经过三次实验，记录的像与物对应的位置如图乙所示，可得出像与物到镜面的距离________。
(4)选用两根完全相同的蜡烛，在竖立的玻璃板前A处放一支点燃的蜡烛，可以看到玻璃板后面出现蜡烛的像。小明拿另一支大小相同的未点燃蜡烛在玻璃板后面移动，当蜡烛移动到A′处时，看到它跟像完全重合，从而可以得出像与物的大小________。
(5)移去A′处的蜡烛，在A′处放一张白纸(光屏)，白纸上不能承接到蜡烛A的像，这说明平面镜所成的像是________(选填“虚”或“实”)像。
(6)如图11－K－6所示是平面镜成像的原理图，由此可知进入人眼睛的光线是(　　)
图11－K－6
A．平面镜发出的
B．像发出的
C．平面镜反射的
D．人的眼睛发出的
12．为了探究平面镜成像特点，小明将一块厚度为0.5 m的玻璃板(P、Q两个平面都可以作为平面镜使用，如图11－K－7甲所示)竖直架在水平台板上面，再取两支完全相同的蜡烛A和蜡烛B，分别竖直置于玻璃板两侧，点燃玻璃板前的蜡烛A，进行实验。
图11－K－7
(1)在实验中，小柯透过玻璃板看到了蜡烛A的两个清晰的像，他用未点燃的蜡烛B找到了这两个像，分别位于图甲中的A′和A″处，其中A′处的像是蜡烛A通过玻璃板的________(选填“P”或“Q”)平面成像得到的。
(2)小柯在A′和A″处先后放了一张白纸做光屏，结果白纸上________(选填“能”或“不能”)接收到蜡烛A的像。
(3)小柯按照图甲中的测量方法，改变蜡烛A的位置，认真测量并记录了一些数据：
物距u(cm)
5.0
6.0
7.0
8.0
像距v(cm)
4.5
5.5
6.5
7.5
然后得出像距小于物距的结论，你认为他测量错误的是________(选填“物距u”或“像距v”)。
(4)小柯吸取了经验教训，重新选择了一块________(选填“薄”或“厚”)玻璃板进行实验。
(5)此实验采用透明玻璃板代替平面镜，虽然成像不如平面镜清晰，但却能在观察到A蜡烛像的同时，也能观察到B蜡烛，巧妙地解决了____________不易确定的问题，他主要采用的研究方法是________(选填“控制变量”“等效替代”或“理想模型”)法。
(6)小柯在实验过程中，让玻璃板沿OO′轴(图乙中玻璃板与桌面的接触部分)方向水平向右移动，结果他发现镜中的像相对于A________(选填“向右”“向左”或“不”)移动。
课时作业(十一)B
[第三章　3.3　探究平面镜成像特点　第2课时　平面镜成像作图及球面镜]
一、选择题
1．如图11－K－8所示，点光源S在平面镜中成像的光路图正确的是(　　)
图11－K－8
2．如图11－K－9所示，AB是在平面镜前的物体，作出物体平面镜中的像，作图及先后次序正确的是(　　)
图11－K－9
3．如图11－K－10所示，在平面镜前有A、B两个发光点，欲使通过镜子观看时，它们的像刚好重合，则观察的方向应在(　　)
图11－K－10
A．通过A垂直于镜面的直线上
B．通过B垂直于镜面的直线上
C．通过连接AB的直线上
D．通过A、B经平面镜成像A′、B′所在的直线上
4．下列说法正确的是(　　)
A．汽车的后视镜是凹面镜
B．在街头丁字路口拐弯处的反光镜是凸面镜
C．手电筒的反光装置相当于凸面镜
D．凸面镜和凹面镜对光线的作用不遵循光的反射定律
二、填空题
5．如图11－K－11所示，水平地面上斜放一个平面镜，有一玩具车向镜面开去，要使玩具车通过平面镜所成的像沿竖直方向向下运动，则镜面与地面的夹角应该等于________。
图11－K－11
6．如图11－K－12所示是在我国的贵州省建成的世界最大的天文望远镜，它的反射面属于________；小明要制作简易潜望镜，他应该在纸筒中装入两块________(选填“平面镜”“凸面镜”或“凹面镜”)。
图11－K－12
三、作图题
7．如图11－K－13所示，A′B′是物体AB在平面镜中所成的像，根据平面镜成像的特点在图中画出平面镜(保留作图痕迹)。
图11－K－13
8．按题目要求作图，如图11－K－14所示，S′为发光点S在平面镜MN中所成的像，S发出的一条光线经平面镜反射后经过P点，请运用平面镜成像特点在图中作出经过P点的反射光线及相应的入射光线。
图11－K－14
9．如图11－K－15所示是由发光点S发出的光线经平面镜反射后的两条反射光线，请在图中确定发光点S的位置。
图11－K－15
10．如图11－K－16所示，李师傅要从房子A处拉电线到河岸装一盏路灯，然后拉线到房子B处安装另一盏路灯，那么河岸上的路灯安装在何处时所用电线的总长度最短？小明将河岸当作平面镜，运用光学作图法很简单地确定了安装位置，请你画出小明的作图。
图11－K－16
详解详析
【新知梳理】
一、1.光滑
3．实验步骤：(1)竖直　(2)重合　(3)玻璃板　(4)大小
实验结论：相等　相等　不能
二、1.改变光的传播方向　2.对称
【应用示例】
例1　(1)薄　(2)前侧　等效替代法
(3)不变　(4)不能
[解析] (1)因为厚玻璃板的两个面都可以当作反射面，会出现两个像，产生重影，影响到实验效果，所以应选用薄玻璃板。(2)在竖立的玻璃板前点燃蜡烛A，将未点燃的蜡烛B竖立在玻璃板后面移动，人眼一直在玻璃板的前侧(A侧)观察，直至它与蜡烛A的像完全重合，这种确定像与物大小关系的方法是等效替代法。(3)平面镜成像大小跟物体大小有关，与物体到平面镜的距离无关，将蜡烛A逐渐远离玻璃板时，像的大小不会变化。(4)因为平面镜所成的像是虚像，不会出现在光屏上，所以，移去蜡烛B，在其原来位置上放置一块光屏，光屏上无法呈现蜡烛的像。
例2　2.2
[解析] 由题意可知，视力表离平面镜为2.8 m，根据平面镜的成像特点，像与物到镜面的距离相等，可知视力表的像离镜子的距离也是2.8 m，所以该同学所在位置到镜子的距离应为5 m－2.8 m＝2.2 m。
例3　如图所示
例4　D
[解析] (1)用球面内表面作反射面的镜子是凹面镜，凹面镜对光线有会聚作用。汽车车头灯(探照灯)是把灯丝放在凹面镜的焦点上，灯丝发出的光经凹面镜反射后成为平行光。(2)用球面外表面作反射面的镜子是凸面镜，凸面镜对光线有发散作用。汽车的观后镜利用凸面镜成正立、缩小的虚像，增大观察范围。
【课堂反馈】A
1．D
2．(1)薄玻璃板　(2)比较像与物的大小关系
(3)虚　(4)使实验结论具有普遍性
3．不变　变小　衣领
4．反向延长线　虚
5．3：40　12：05
【课时作业】A
1．C
2．A
3．A　
4．D　[解析] 磨光的铜面相当于平面镜，根据平面镜成像特点可知，人在铜镜中所成的像是正立、等大的虚像，故D选项正确。
5．D
6．B　[解析] 根据镜面对称的性质，在平面镜中的像与现实中的事物恰好左右颠倒，且关于镜面对称，分析可得：图中显示的时间是6：15，所以实际时间是5：45。解答此类题也可以把纸翻过来看。
7．C
8．平面　虚　反射　16
[解析] 宁静的水面是天然的平面镜。平面镜成虚像，这是光的反射现象。因为平面镜的成像特点中像到平面镜的距离与物体到平面镜的距离相等，所以在溪面上空8 m处有一只小鸟在飞翔，则小鸟在水中所成的像距离水面也是8 m，则小鸟与像的距离为8 m＋8 m＝16 m。
9．不点燃　成像清晰
10．(1)便于确定像的位置　(2)到镜面的距离　(3)大小　(4)不变　(5)较黑暗　(6)发现像不能和蜡烛完全重合
[解析] (1)实验过程中，用透明的玻璃板代替平面镜，在物体一侧，既能看到蜡烛A的像，也能看到蜡烛B，当蜡烛A的像和蜡烛B重合时，可确定像的位置。
(2)在实验中用到刻度尺，是用来测量像到镜面的距离和物到镜面的距离，从而得出二者的关系。
(3)两支蜡烛大小相同，后面的蜡烛又和前面蜡烛的像完全重合，由此可证明像与物大小相同。
(4)蜡烛逐渐远离玻璃板时，蜡烛大小不变，像的大小不变。
(5)点燃蜡烛，烛焰在明亮的环境中，烛焰和明亮环境对比度较小，成像不太清晰，故应在较黑暗的环境中进行实验。
(6)实验时玻璃板必须要竖直放置，如果不竖直，不论怎样移动后面的蜡烛，都不可能与前面蜡烛的像完全重合。
11． (1)刻度尺　(2)玻璃板　垂直　(3)相等　(4)相等　(5)虚　(6)C
12．(1)P　(2)不能　(3)像距v　(4)薄　(5)像的位置　等效替代　(6)不
【课堂反馈】B
1．如图所示
2．如图所示
3．如图所示
4．如图所示
5．C
6．凹面　会聚　遵循
【课时作业】B
1．C　
2．D　[解析] 先根据像与物关于平面镜对称，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。
3．D　
4． B　[解析] 凸面镜对光线有发散作用，凹面镜对光线有会聚作用，凸面镜、凹面镜对光线的作用都遵循光的反射定律。当我们需要扩大视野时要使用凸面镜；需要会聚光线时要使用凹面镜。
5． 45°
[解析] 根据题意，要使玩具车通过平面镜所成的像沿竖直方向向下运动，则水平地面在镜中所成的像在竖直方向上，水平地面和镜中像的夹角是90°，由平面镜的成像规律可知物、像关于镜面对称，再根据数学关系可知镜面是水平地面和镜中像夹角的角平分线，所以镜面与地面的夹角应该等于45°。
6．凹面镜　平面镜
7．如图所示
8．如图所示
9． 如图所示
10．如图所示，因为两点之间线段最短，所以CE＋BE最短，即AE＋BE最短，则河岸上的点E为路灯的位置。