教科版初中物理八年级上册教学讲义，复习补习资料（含知识讲解，巩固练习）：16平面镜成像(基础)

平面镜成像（基础）


【学习目标】
1.知道平面镜成像的特点；
2.理解平面镜成像的原理；
3.掌握平面镜成像的光路图，会利用平面镜成像的特点作图；
4.理解生活中平面镜成像的现象及平面镜成像的应用；
5.了解凸面镜和凹面镜及其应用。
【要点梳理】
要点一、探究平面镜成像特点
提出问题：平面镜成像有哪些特点？
猜想或假设：像可能与物体的大小相等，关于镜面对称等。
实验器材：白纸、玻璃板、蜡烛、刻度尺
实验步骤：
（1）将纸对折，在对折处画一条直线段，把平板玻璃（作为平面镜）竖立在对折线上；（2）在白纸的一方任意位置放点燃的蜡烛，用笔记下蜡烛的位置，观察玻璃后面的像；（3）用手在玻璃后面摸一摸是否有蜡烛存在，再拿一张白纸在像的位置附近移动，观察白纸上是否有蜡烛的像；（4）拿另一支蜡烛（未点燃）放在玻璃后像的位置处，移动这支蜡烛，再左右移动头部，从不同位置看上去蜡烛和像完全重合；（5）改变蜡烛的位置，重复再做一遍。
结论：
（1）像、物大小相等；（2）像、物到镜面的距离相等；（3）像、物的连线与镜面垂直；（4）物体在平面镜里所成的像是虚像。
要点诠释：
实验中利用玻璃板代替平面镜是为了确定像的位置；
实验中平面镜要和桌面垂直，否则怎么移动蜡烛都不能和像完全重合；
实验中如果用的玻璃板太厚就会看到两个像，这是由于玻璃板的两个面上都发生反射形成的；
实验用两个完全相同的蜡烛，是为了比较像的大小和物体的大小。
用一张白纸（光屏）放到玻璃板后面，白纸（光屏）上看不到蜡烛的像，证明成的像是虚像。
要点二、平面镜
1、平面镜：反射面是光滑平面的镜子。如：平静的水面、抛光的金属面。
2、平面镜的符号：
3、平面镜的作用：
（1）成像如：水中的倒影、练功房的镜子等。
（2）改变光的传播方向如：潜望镜
4、平面镜成像的原理：光的反射。如下图所示，平面镜前的物体射到平面镜的光线，被平面镜反射，
反射光线进入人的眼睛，视觉会逆着反射光线反向延长线的方向看，反射光线的反向延长线的交点就是物体在平面镜中的像点。
平面镜成像作图
如图MN表示平面镜，AB表示镜前的物体，根据平面镜成像的特点作图
步骤：
第一步：分别过A、B点做垂直于平面镜的垂线（用虚线表示）；
第二步：在垂线和平面镜的相交处标出直角；
第三步：在平面镜的另一侧找到A′点，使A′点到平面镜的距离和A到平面镜的距离相等。同理找B’。
第四步：连接A′、B′画虚像(用虚线)。如下图所示：
要点诠释：
根据平面镜成像的原理，无论镜子大小，都能使物体形成一个完整的且与物体等大的像。镜子的大
小只能影响观察到的像的范围。
2、站在平面镜前的人，向平面镜走近时，人们往往以为像“变大”了，其实改变的是视角，视角大感觉看到的物体就大。如图：甲、乙中树是一样大的，但是甲图中的人感觉树更大些，这跟人看远处驶近
的汽车感觉相似，这辆车的大小始终不变，但人以为汽车远小近大，驶近的汽车“变大”了。
　　　　　　　　　　
要点三、虚像
平面镜成的像是物体发出（或反射）的光线射到平面镜上发生反射，反射光线的反向延长线相交形成的。并不是实际光线会聚形成的，所以平面镜成的像只能用眼睛看到，无法用光屏承接，是虚像。
要点诠释：
1、实像：物体发出的光或反射的光经过光学仪器后，由实际光线会聚而成的像。实像可以用光屏承接，也可以用眼睛直接观察。如小孔成的像。
2、虚像：从物体发出（或反射）的光经过光学仪器后，进入人眼的光线反向延长找到交点确定为物体的像。虚像不是实际光线会聚而成的，所以不能用光屏承接只能用眼睛看到，如平面镜成的像。
要点四、凹面镜与凸面镜
凸面镜：对光线起发散作用。
原理：光的反射。
应用：机动车后视镜、街头拐弯处的反光镜。
2、凹面镜：对光线起会聚作用，平行光射向凹面镜会会聚于焦点；焦点发出的光平行射出。
原理：光的反射。
应用：太阳灶、手电筒反射面、天文望远镜。
【典型例题】
类型一、平面镜成像的特点
1. 如图甲所示，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（　　）
【思路点拨】平面镜成像时，物、像以平面镜对称，根据对称可以确定D选项。
【答案】D
【解析】根据平面镜成像的特点，像和物体各对应点到平面镜间距离相等；大熊猫通过平面镜成像，并且它的像与本身关于镜面对称，通过观察，只有选项D符合这一特点。
【总结升华】题目考查了平面镜成像的特点。所成的像是虚像；像和物体形状、大小相同；像和物体各对应点的连线与平面镜垂直；像和物体各对应点到平面镜间距离相等。
举一反三：【变式】（2019秋?郸城县校级期末）从平面镜里看到背后墙上电子钟示数如图所示，这时的实际时间应是（　　）
A．21：05 B．21：15 C．20：15 D．20：05
【答案】A
【解析】由图分析可得题中所给的“20：15”与“21：05”成轴对称，这时的时间应是21：05，故选A。
2.（2019?肥城市校级模拟）把一个高0.6m的平面镜竖直放置，一个身高1.6m的人以2m/s的速度沿垂直于平面镜的方向走近，那么他在镜中的像（　　）
A．高度为1.6m，以2m/s的速度远离平面镜
B．高度为0.6m，以2m/s的速度靠近平面镜
C．高度为0.6m，以4m/s的度远离平面镜
D．高度为1.6m，以4m/s的速度靠近他
【答案】D
【解析】因为平面镜成像的特点是像与物体大小相等，已此人身高1.6m，所以他在镜中的像高也是1.6m．
因为平面镜成像的特点可知他以2m/s的速度在垂直平面镜的方向上走近平面镜时，他在平面镜中的像也以2m/s的速度在垂直平面镜的方向上走近平面镜，那么他在镜中的像以4m/s的速度靠近他，故选项ABC错误，D正确，故选D。
【总结升华】平面镜成像现象中，不论视觉上感觉像变大还是变小，事实上像的大小都没变，总与物大小相同。
举一反三：【变式1】一人身高1.7m，他与在平面镜中的像的距离为4m，则人与平面镜的距离为 m，如果此人远离平面镜2m．那么镜中人像的大小 （变大、变小、不变）
【答案】2；不变
【变式2】 某人远离竖直悬挂的穿衣镜,他在镜中的像将（ ）
A. 变小 B. 变大 C. 先变小后变大 D. 不变
【答案】D
类型二、平面镜成像作图
3.（2019?宜宾中考）如图所示，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）。
【思路点拨】根据平面镜成像的特点可知，物与像关于镜面对称，首先作出像点S′的物点S，连接PS′，与镜面的交点为入射点O，再画出入射光线SO。
【答案与解析】作出像点S′的对称点，即为物点S，连接PS′，与镜面的交点为入射点O，再连接SO、OP，画上箭头，SO为入射光线，OP为反射光线，如下图所示。
【总结升华】题目考查根据平面镜成像的特点作图，需要注意的是哪些线是实线、哪些线是虚线，另外不要把方向标反了。平面镜成像特点与光的反射定律相结合来作图，比较直观、简捷、准确。
举一反三：【变式】图中S为发光点，从它发出的两条光线经平面镜反射的两条反射光线分别与虚线a′、b′ 重合，根据平面镜成像规律在图中画出平面镜，并作出这两条光线的光路图。

【答案】
类型三、实验探究
4.某同学在探究“平面镜成像的特点”的实验中，选用了两只同样的蜡烛，玻璃板等器材。
（1）实验时，取一支点燃的蜡烛A作为研究对象，另一支蜡烛B的作用是 ；某同学发现看到蜡烛A的像不清晰，于是他将蜡烛B也点燃，用来增加像的亮度。他这样做 （填“能”或“不能”）使看到的像更清晰。
（2）请在下图中画出一条眼睛能看到蜡烛S点的像S′的光路图。
【答案与解析】（1）在实验中，用一支相同的蜡烛放在玻璃板的另一侧，是为了确定像的位置和比较像的大小。若将另一侧的蜡烛点燃，结果使得玻璃后面太亮，更不容易发生反射，所以像会更不清晰。故答案为：确定像的位置和比较像的大小；不能。
（2）s′是s点的像，看到s′是因为看到了由s点发出的光线，经平面发射后的反射光线。如右图：
【总结升华】此题主要考查了平面镜成像实验，要掌握实验中确定像的位置和大小的技巧，此题巧妙的运用了转化法。
【巩固练习】
一、选择题
1.（2019?奉贤区二模）平静的水面能清晰地映出岸上的景物，俗称“倒影”，此倒影是（　　）
A．正立的实像 B．正立的虚像 C．倒立的实像 D．倒立的虚像
2.（多选）在潜望镜中看到的像是（　　）
A．实像 B．虚像 C．比实物小的虚像 D．与实物大小相同的虚像
3.（2019?平和县模拟）某实验小组在课外实践活动中，取两个平面镜使其互相垂直立在水平桌面上，如图所示，在两个平面镜所成直角的平分线上放一只点燃的蜡烛，观察两个平面镜所成像的个数是（　　）
A．2 B．3 C．4 D．不能确定
4. 在一些狭小的商店内墙上多挂几面镜子，可以形成空间增大的感觉，这主要是（　　）
A．平面镜能成放大的像 B．平面镜能使光产生折射
C．平面镜能使进入商店内的光线更多一些 D．平面镜能使物像距离是物镜距离的2倍
5. （2019?江西模拟）如图所示，一只水鸟向平静的水面飞近时，它在水面中的像将（　　）
A．变大 B．变小 C．不变 D．远离水面
6. 五官科医生给病人检查耳道时，戴一个中间有小孔的镜子，这种镜子是（　　）
A．凸面镜，作用是增大照射范围 B．凹面镜，作用是会聚光线
C．凹面镜，作用是发散光线 D．凸面镜，作用是形成虚像
二、填空题
7. 平面镜成的像是________立的，像和物体的大小________，镜中的像是________像，像和物体的连线与镜面________，像到镜面的距离与物体到镜面的距离________。
8. 凸面镜使光线________，凹面镜使光线________。
9.（2019?鞍山一模）小明站在竖直放置的大平面镜前1.5m，他在镜中的像高1.6m，当小明沿垂直镜面的方向后退1m后，他在镜中像的大小 （填“变大”、“变小”或“不变”），镜中的像与小明之间的距离是 m，小明在镜中看到身后的石英钟如图所示，此时的时间是 。
10. 一根直棒与它在平面镜中的像互相垂直时，棒与镜面之间的夹角是________度。
11.（2019春?武胜县期末）一位身高1.6m的女同学站在距平面镜3m远的地方，若她以0.5m/s的速度走近镜面，2s后该同学在镜中的像离她自己 m，像高 m。
12. 池中水的深度是2m，月球到地球的距离为3.8×105km，月球在池中的像到水面的距离是 ，水中的月是 像（填实或虚）。
三、综合应用题
13. 如图在平面镜前有A、B两发光点，要想通过镜子观看时，它们的像正好重叠，试画图说明应在什么方向观看？
14. 如图所示，在检查视力时，视力表放在人的后上方，人通过前方的镜子看视力表在镜中的像；求人
到视力表的像的距离。这样做有什么好处？
15. 如图是小明和他妹妹在做“探究平面镜成像特点”的实验：
（1）小明在玻璃板的前面放一支点燃的蜡烛A，还要在玻璃板的后面放一支没有点燃的蜡烛B，对蜡烛A和B的要求是必须二者等大，这是为了便于 ，准备运用物理学中 的科学方法来探究本实验；实验中用透明的玻璃板代替日常用的平面镜这是为了便于透过玻璃板观察 。
（2）小明应在 （填“A”或“B”）侧来观察A的像，并用刻度尺分别测出像到镜面的距离和物到镜面的距离，若测得的数据已填入下表，但遗漏两个数据，现请你补填进空格。
（3）结论：平面镜成像特点是 。
【答案与解析】
一、选择题
1.【答案】B
【解析】平静的水面如同平面镜，岸上的景物通过平静的水面成像在水面上，因平面镜成正立的虚像，
故选B。
2.【答案】BD
【解析】根据平面镜的成像特点，物体不管距离平面镜多远，所成虚像都是等大正立的，即在潜望镜中看到的像是与实物大小相同的虚像。
3.【答案】B
【解析】利用对称法作图，分别找出蜡烛在平面镜中所成的虚像A1、B1，同理确定出第三、四个虚像A2、B2的位置，最后两个像重合，所以只能成3个像，如下图所示。故选B。
4.【答案】D
【解析】在平面镜成像中，因为像到镜面的距离等于物体到镜面的距离，利用这一点店内空间在平面镜中形成自己像，这样在视觉效果上会给人一个大空间的感觉。
5.【答案】C
【解析】水面相当于平面镜，水鸟在湖面成像大小跟水鸟的大小有关，跟水鸟到湖面的距离没有关系．所以当水鸟向水面飞近时它在湖面像的大小不变，故选C。
6.【答案】B
【解析】凹面镜对光线具有会聚作用，在医学上，医生检查耳道就利用这点，聚集光线，看清耳道内的病情。
二、填空题
7.【答案】正；相等；虚；垂直；相等
8.【答案】发散，会聚
9.【答案】不变；5；3：40
【解析】①因平面镜成像时像和物体形状、大小相同，所以身高为1.6m的同学，当他沿垂直镜面的方向后退1m后，他在镜中的像大小不变，高度也是1.6m；因平面镜成像时物距等于像距，所以该同学站在竖直放置的平面镜前1.5m处时，此时物距为1.5m，则像距也为1.5m；当后退1m，此时物距为1.5m+1m=2.5m，像距也为2.5m 像与人的距离2.5m+2.5m=5m。②在平面镜中的像与现实中的事物恰好左右顺序颠倒，且关于镜面对称。由下图分析可得题中所给的8：20与3：40成轴对称，它的实际时间应是3：40。
此题方法还有两种：
方法一：以12点和6点为对称轴，作出表针的对称图形，读对称图形表示的时刻，如图：
方法二：用11：60减去现在表示的时刻，如本题中11：60-8：20=3：40。
10.【答案】45
11.【答案】4；1.6
【解析】因若人以0.5m/s的速度靠近镜面，像也会以0.5m/s的速度靠近镜面；2秒后人向镜面前运动的距离：s=vt=0.5m/s×2s=1m，此时人距离镜面的距离是3m-1m=2m，像到镜面距离也是2m；则该同学在镜中的像离她自己2m+2m=4m；平面镜成的是虚像，虚像和物体形状、大小相同；所以身高为1.6m的女同学不管是靠近镜面还是远离镜面，他在镜中像的大小也为1.6m；故答案为：4；1.6。
12.【答案】3.8×105km；虚
【解析】因为月球距地球3.8×105km，根据平面镜成像特点可知，水中月亮距水面距离等于月球距地球的距离，即s=3.8×105km；像是由光的反射形成的，它是由反射光线的延长线的交点形成的，所以成的是虚像。
三、综合应用题
13. 【答案与解析】题目中A、B两发光点，从镜子里看的时候首先要先做出A、B两点的像，然后将其像连接成一直线，只要眼睛和两个像点在同一直线上，便可观察其像重叠。如下图所示：
14.【答案与解析】根据平面镜成像的特点，像到平面镜的距离和物体到平面镜的距离相等，所以像到平面镜的距离是2.5m，人到平面镜的距离是：2.5m-0.4m=2.1m,人到视力表的像的距离是：2.5m+2.1m=4.6m；这样做可以充分利用有限的空间。　
15.【答案】（1）像的大小；等效替代；像的位置 （2）A；15；18 （3）像与物大小相等，物距等于像距，成的是虚像
【解析】（1）为了比较像与物的大小关系，可以取两个完全相同的蜡烛，后面的蜡烛与前面的蜡烛的像完全重合，这样可以间接比较出像与物的大小，这是利用了等效替代法；利用玻璃的透光性，可以在玻璃的后面用另一个物体与前面物体的像重合的办法来确定像的位置；由于玻璃有两个反射面，每个反射面都可以成像，玻璃板越薄，两个像越接近，使像的位置确定越准确。
（2）因为虚像无法用光屏承接，并且必须通过光学元件进行观察，因此眼睛必须在A侧；用刻度尺分别测出像到镜面的距离和物到镜面的距离可知，平面镜成像时，物距等于像距；
（3）平面镜所成实验得出的结论是像是虚像；像与物大小相等；物体到平面镜的距离和像到平面镜的距离相等；物体和像的连线与镜面垂直。