人教八上物理学案（附答案）4.3 平面镜成像

第3节
平面镜成像
【自主预习探新知】
【新知初探】
一、平面镜成像的特点
1．等大：所成像的大小与物体的大小________。2．等距：像和物体到平面镜的距离________。
3．垂直：像和物体的连线与镜面________。
4．对称：平面镜所成的像与物体关于镜面________。
二、虚像
1．平面镜成虚像的原理：如图所示，光源S发出的光线，经过平面镜____________，这些反射光线进入人眼，引起视觉，由于有光沿直线传播的经验，人会感觉这些光好像是从进入人眼的光线的反向延长线的交点S′处发出的。S′就是S在平面镜中的________。
2．特点：虚像________由实际光线的交点组成，能用眼睛看到，________用光屏承接。
三、平面镜的应用
1．利用平面镜成像：
如古代利用磨光的铜面作为镜子。商场、宾馆里常用平面镜来装潢，这种装潢是利用平面镜________，得到扩大视觉的效果。
2．利用平面镜改变光路：
医生用来检查牙齿的小镜就是________，早期军事上的潜望镜主要是由两块________组成的。
四、球面镜
凸面镜
凹面镜
光路图
对光的
作用
对光有发散作用
对光有______作用
应用
汽车的______、街头路口的_______
汽车前灯的反光装置、______
【预习自测】
1．今年“六一”儿童节，杨杨成为了一名少先队员，当杨杨戴上红领巾走近穿衣镜时，他在穿衣镜中的(　　)
A．逐渐变大
B．逐渐变小
C．大小不变
D．远离穿衣镜
2．如图所示，当汽车在AB路段行驶时，司机看不到BC路段的情况，为了看到BC路段的情况，人们利用光的_______规律，在公路急拐弯B处装上_______(选填“凸镜”或“凹镜”)，以减少事故的发生。
【合作探究破疑难
【要点突破】
知识点
平面镜成像的特点
1．探究平面镜成像的特点
图为探究平面镜成像特点的装置，根据探究过程回答下列问题。
(1)改变蜡烛的大小及其与平面镜的距离，蜡烛的像如何变化？
(2)实验中为什么用玻璃板而不用平面镜？在选择玻璃板时，选择较厚的玻璃板还是较薄的玻璃板？
(3)图中，玻璃板是竖直放置的，必须这样放置吗？这样做的目的是什么？
(4)实验探究的过程中，为什么选用两支完全相同的蜡烛？白纸有什么作用？
(5)实验中刻度尺和光屏各起什么作用？
(6)实验时，怎样判断平面镜所成的像是虚像？
2．平面镜成像的原因
(1)结合图分析人眼是怎样看到物体的。
(2)结合图分析人眼是怎样看到平面镜中物体的像的。
3．平面镜成像的应用
阅读教材第79页的第1、2自然段，分析图，体会“取大镜高悬，置水盆于其下，则见四邻”的含义。这类似于平面镜的哪一个应用？
【归纳总结】
(1)平面镜成像的特点
①平面镜成虚像——像可看见但不能呈现在光屏上；
像和物关于平面镜对称。
②像和物大小相等
③像和物到镜面的距离相等
④像和物的连线与镜面垂直
⑤像和物左右相反
平面镜成像与小孔成像的比较
成像原理
成像特点
成像大小的决定因素
平面镜成像
光的反射
正立、等大的虚像
物体的大小
小孔成像
光沿直线传播
倒立的实像
物体和光屏距
离小孔的远近
【典例】检查视力时，视力表放在被测者头部的后上方，被测者识别对面墙上平面镜里的像。要求视力表在平面镜中的像与被测者相距4.6
m，试在图中准确画出：
(1)平面镜的位置；
(2)被测者眼睛通过平面镜看到自己右脚上P点的光路图。
想一想：平面镜作图需要注意哪些方面？
【针对训练】
小明面向穿衣镜站在镜前1
m处，镜中的像与他相距____
m；若他远离平面镜后退0.5
m，则镜中像的大小________。如图是小明看到身后的石英钟在平面镜中所成的像，它的实际时间是________。
【达标检测】
(10分钟)
1．若图中猫的头部位置保持不变，把镜子沿MN截成两半，并分别向两侧平移一段距离，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
2．物体放在平面镜前，则该物体在平面镜里所成的像是
(　　)
A．实际光线形成的实像
B．反射光线的反向延长线会聚成的虚像
C．有时成虚像、有时成实像
D．反射光线的延长线会聚成的实像
3．身高为1.8
m的小明站在平面镜前2
m处，则平面镜中他的像高为________m；当他向后退1m时，他在镜中的像________(选填“变大”“变小”或“不变”)；此时他与他的像相距________
m。
4．根据平面镜成像的特点，在图中画出物体AB在平面镜MM′中的像A′B′。
5．在探究“平面镜成像特点”的实验中，小兰在水平桌面上铺一张白纸，在白纸上竖直放置一块薄平板玻璃，在玻璃板前放一支点燃的蜡烛A，再另取一支未点燃的蜡烛B放在成像处，如图所示。
(1)蜡烛B要与蜡烛A完全相同，这是为了比较像与物的________关系。
(2)实验时，他应该在玻璃板________(选填“前”或“后”)观察蜡烛的像，所成的像是________(选填“虚”或“实”)像。
(3)当蜡烛A向玻璃板靠近时，蜡烛A的像______(选填“变大”“不变”或“变小”)。
【分层演练提素能】
【基础巩固练】　　　　　　　　　　　　　　　
1．利用平面镜不能做到的是
(　　)
A．改变光的传播方向　　
B．改变像的大小
C．成正立的虚像
D．制成潜望镜
2．如把一个高0.8
m的平面镜竖直放置，一个身高1.6
m的人以2
m/s的速度沿垂直于平面镜的方向向平面镜走近，那么他在镜中的像
(　　)
A．高度为0.8
m，以2
m/s的速度面镜
B．高度变大，以2
m/s的速度远离平面镜
C．高度为1.6
m，以2
m/s的速度面镜
D．高度变大，以4
m/s的速度远离平面镜
3．小王同学在“探究平面镜成像特点”时，选取两段相同的蜡烛A和B，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在玻璃板里的像重合，如图所示，以下说法错误的是
(　　)
A．平面镜成像过程中，遵循光的反射定律
B．为了使像更清晰，应较暗的环境中进行
C．在B处换一光屏，能承接到蜡烛A的像
D．将蜡烛向玻璃板靠近，所成的像大小不变
4．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
5．关于各种镜子的使用，下列说法正确的是
(　　)
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．如图所示，有一平面镜与水平面成45°角倾斜放置，有一小球位于平面镜的左侧，为使小球在镜中的像竖直向上运动，应使小球
(　　)
A．竖直向上运动
B．竖直向下运动
C．水平向左运动
D．水平向右运动
7．如图所示是小明探究平面镜成像的实验装置。实验时，在竖立的玻璃板前12
cm处放一支点燃的蜡烛A，烛焰高6
cm，在玻璃板的后面出现A的像，他再取一支未点燃的同样的蜡烛B放在像处，发现B与A的像完全重合，则蜡烛B到玻璃板的距离为________
cm。为了使像看起来更清晰，实验最好在________(选填“较亮”或“较暗”)的环境中进行。
图是探究平面镜成像特点的实验装置。为了比较像与物体的大小关系，应选择________蜡烛和D蜡烛。若在实验中无论怎样移动该蜡烛也无法在桌面上与D蜡烛的像重合，原因可能是_________________
________________________________________________________________________。
【提能综合练】
9．如图所示，O′是O在平面镜中成的像，在图中画出平面镜的位置，并画出线段AB在该平面镜中的像。
10．图所示是冰蓉同学的一张风景写生画，但画中有一处明显违背了光学规律，请你根据光学知识指出它违背的光学规律，并说明原因。
11．小丽为小明表演了一个“水火相融”的小魔术。她先用一块透明的薄玻璃板，将桌子分割成甲、乙两个区域后，用一块不透明的挡板将乙区域分割成两部分。小丽在甲区域内放置了一个盛满水的烧杯，且里面浸没着一支蜡烛A，并在乙区域挡板后的指定位置放置蜡烛B。准备就绪后，小丽请小明坐在乙区域一侧的某点P(如图所示)，并迅速将乙区域已准备好的蜡烛B点燃，在小丽一只手麻利地在小明眼前绕过的同时，另一只手悄悄地将挡板拉开一个缝隙MN。当小明沿着小丽的手指望向蜡烛A时，奇迹出现了：蜡烛A竟然在水中燃烧了！
(1)请根据光学知识判定，小丽是怎样选取和放置蜡烛的？
选取蜡烛：使蜡烛A、B满足____________的条件。
确定位置：在蜡烛A的位置确定后，不借助刻度尺如何确定蜡烛B的位置？
(2)请你依据所学的光学知识解释，小丽悄悄地将挡板拉开的目的。
【拓展创新练】
12．小明同学在做“探究平面镜成像的特点”的实验时，想起了走过教学大楼门厅内的大平面镜时的情景：靠近镜子时，感觉自己的像变大了，远离镜子时感觉像变小了。自己的感觉对吗？在老师和同学们的帮助下小明进行了实验探究。小明所用的实验装置如图所示(其中的透明玻璃板作为平面镜)，主要实验步骤如下：
①在玻璃板前面放置一支点燃的蜡烛A。在玻璃板后面移动一支没有点燃的相同的蜡烛B。当把蜡烛B移动到某一位置的时候，发现蜡烛B与蜡烛A的像重合，测量并记录此时物、像和玻璃板之间的位置关系。
②多次改变蜡烛A到平面镜的距离，在平面镜后移动蜡烛B，发现总能找到一个对应位置，在镜前从不同角度观察，蜡烛B与蜡烛A的像均重合，测量并记录每次实验的相关数据。
请根据以上叙述回答下列问题：
(1)根据以上实验步骤可知，能验证小明感觉的是步骤____(选填“①”或“②”)；
(2)“探究平面镜成像的特点”实验得到的结论是：平面镜所成像的大小与________，像和物体到平面镜的距离________，像和物体的连线与镜面________；
(3)若用光屏代替蜡烛B，在玻璃板后面观察光屏，将________(选填“能”或“不能”)观察到蜡烛A的像，说明所成的像是________(选填“虚”或“实”)像。
参考答案及解析
第3节　平面镜成像
【自主预习·探新知】
[新知初探]
一、1.相等　2.相等　3.垂直　4.对称
二、1.反射　像　2.不是　不能
三、1.成像　2.平面镜　平面镜
四、会聚　后视镜　反光镜　太阳灶
[预习自测]
1．C　2.反射　凸面镜
【合作探究·破疑难】
[要点突破]
知识点
1．(1)蜡烛的像和蜡烛始终与镜面的距离相等，并且大小相等。
(2)玻璃板透明，能透过它看到后面的物体，便于观察确定像的位置，而平面镜则不能。选择较薄的玻璃板比较好，因为这样能避免玻璃板两个表面同时成像所造成的分不清像的位置的问题。
(3)玻璃板必须竖直放置。这样做的目的是能在水平桌面上找到蜡烛的像的位置。如果不竖直放置，在水平桌面上会找不到像的位置。
(4)这样可以方便地比较像和物的大小关系。白纸用于记录像、物和玻璃板的位置。
(5)使用刻度尺是为了测量像与物到平面镜的距离；光屏的作用是为了观察像是否能呈现在光屏上，验证平面镜所成的像是实像还是虚像。
(6)将光屏放在像的位置，如果光屏上能承接到像，说明像是实像；如果光屏上不能承接到像，说明像是虚像。
2．(1)物体反射的光线或自身发出的光线进入了人的眼睛，引起视觉，我们才能看见物体。
(2)烛焰发出的光线经平面镜反射进入人的眼睛，引起视觉。由于有光沿直线传播的经验，人会感觉这些光好像是从进入人眼光线的反向延长线的交点(即像)发出的。交点就是烛焰在平面镜中成的像。
3．这是利用平面镜改变光的传播方向且能成像的特点，来观察周围事物的情况。其装置类似于早期的潜望镜装置，因此说它是早期军事中潜望镜的雏形。
[典例]如图所示。
解析：(1)由平面镜成像特点可知，物与像关于镜面对称，视力表的像与被测者距离4.6
m，被测者的像与被测者距离4.6
m－0.4
m＝4.2
m，被测者与平面镜距离2.1
m。(2)由于反射光线的反向延长线过像点，所以先作出P关于镜面的对称点(像点)P′，则反射光线在人眼与P′的连线上，与镜面的交点O为入射点，再连接PO即为入射光线。
[想一想]
物和像关于镜面对称是平面镜成像的特点，结合数学中的几何对称知识是作图的关键。作图时应注意：(1)像和物对称点的连线与镜面垂直，画上垂直符号；(2)反射光线的反向延长线过像点；(3)只有入射光线和反射光线用实线画(镜面除外)，其他均用虚线表示。
[针对训练]
2　不变　3：40　解析：(1)根据平面镜成像特点可知，像和物距离平面镜的距离是相等的，物到像的距离是物到平面镜距离的两倍，因为小明距平面镜的距离是1
m，像与他之间的距离是1
m×2＝2
m；平面镜所成的像与物体是等大的，当人远离平面镜时，视觉上感觉像在变小，但实际上像的大小并没有变。所以若他远离平面镜后退0.5
m，他在平面镜中像的大小不变。(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。
[达标检测]
1．C　解析：因为平面镜成像的特点是：像与物大小相等、到平面镜的距离相等、连线与镜面垂直、左右互换，即像、物关于平面镜对称。所以，当MN分开后，猫在两个镜子中都成完整的像，且两个像在同一位置。A、B、D错误，C正确。故选C。
2．B　解析：据平面镜成的像是反射光线的反向延长线会聚成的虚像；物体在平面镜里所成的像是虚像，像的大小跟物的大小相等，像和物的直线跟镜面垂直，像和物到镜面的距离相等；故A、C、D错误，B正确。故选B。
3．1.8　不变　6　解析：由于像与物大小相同，身高1.8
m的人，他在镜中的像身高也是1.8
m；根据平面镜成像特点可知，像和物距离平面镜的距离是相等的，物到像的距离是物到平面镜距离的两倍，因为小明距平面镜的距离是2
m，当他向后退1
m时，此时的他与镜面的距离为2
m＋1
m＝3
m，则像与他之间的距离是3
m×2＝6
m；他在镜中的像的大小不变。
4．如答图所示。
解析：先作出端点A、B关于平面镜MM′的对称点A′、B′，用虚线连接A′、B′，即得物体AB的像。
5．(1)大小　(2)前　虚　(3)不变　解析：(1)实验时采用两个完全相同的蜡烛，一个充当物体放在玻璃板的前面，另一个放在玻璃板的后面代替镜前的物体，便于比较物像大小关系。(2)实验时，将点燃的蜡烛放在玻璃板前，眼睛应该在玻璃板前观察；验证像的虚实时，将光屏放在像的位置上，眼睛直接观察光屏，通过看到光屏上没有像的现象，可知平面镜所成的像是虚像。(3)当蜡烛A向玻璃板靠近，由平面镜成像特点：物像等大，可知，蜡烛A的像不变。
【分层演练·提素能】
1．B　解析：平面镜成的像的大小与物是等大的，且是虚像，故B选项不能做到，C选项能做到；平面镜可以改变光的传播方向，可制成潜望镜，故A、D两项都能做到。
2．C　解析：因为平面镜成像的特点是像与物体大小相等，因为此人身高1.6
m，所以他在镜中的像高也是1.6
m。因为平面镜成像的特点可知他以2
m/s的速度沿垂直平面镜的方向上面镜时，他在平面镜中的像也以2
m/s的速度沿垂直平面镜的方向上面镜，所以选项C正确，A、B、D错误。故选C。
3．C　解析：镜面反射、漫反射都遵循光的反射定律，则平面镜成像遵循光的反射定律，A叙述正确；点燃的蜡烛是成像物体，比较亮，环境越黑暗，蜡烛和环境的对比度越大，蜡烛成像越清晰，为了使像更清晰，应较暗的环境中进行，B叙述正确；在B处换一光屏，不能承接到蜡烛A的像，C叙述错误；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，蜡烛A向玻璃板靠近，像的大小不会变化，D叙述正确。故选C。
4．A　解析：由题图分析可得题中所给的“”与“”成轴对称，这时的时间应是21：05。
5．C　解析：汽车中的后视镜是凸面镜，能够扩大视野，选项A的说法不正确；太阳灶中使用的镜子是凹面镜，将光线会聚于一点，所以选项B的说法不正确；市区马路拐弯处设置的镜子是凸面镜，可以扩大视野，选项C的说法正确；牙科医生观察口腔中的牙齿时，使用的小镜子是平面镜，所以选项D的说法不正确。
6．C　解析：如图所示：当小球从A点滚动到B点时，小球在平面镜中的像从A′点运动到B′点，根据物像相对于镜面对称的性质，在平面镜中的顺序与现实中的恰好相反，且关于镜面对称，则小球在平面镜中的像做竖直向上运动。故选C。
7．12　较暗　解析：平面镜所成的像与物体到镜面距离相等，实验时，在竖立的玻璃板前12
cm处放一支点燃的蜡烛A，再取一支未点燃的同样的蜡烛B放在像处，发现B与A的像完全重合，则蜡烛B到玻璃板的距离为12
cm；点燃的蜡烛是成像物体，比较亮，环境越黑暗，蜡烛和环境的对比度越大，蜡烛成像越清晰。
8．B　玻璃板没有竖直放置
　解析：实验时采用两个完全相同的蜡烛，所以选择B蜡烛。玻璃板竖直放置时，蜡烛的像和蜡烛才能完全重合，若在实验中无论怎样移动该蜡烛也无法在桌面上与D蜡烛的像重合，原因可能是玻璃板没有竖直放置。
9.
解析：根据平面镜成像的特点知道：像与物的连线与镜面垂直，所以先连接O和O′，再作OO′的垂直平分线。先作出物体AB的端点A、B关于平面镜的对称点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。
10．这幅写生画违背了平面镜成像的原理。根据平面镜成像的特点：像与物大小相等、到平面镜的距离相等、连线与镜面垂直可知，像、物关于平面镜对称，而图中拱桥的倒影与拱桥关于水面不对称。
11．(1)完全相同　点燃蜡烛B，并调节B的位置，使蜡烛B的像与蜡烛A完全重合。　
(2)让蜡烛B发出的光线通过缝隙MN射到玻璃板上，使其反射光线进入小明的眼睛，使小明看到了与蜡烛A重合的B的像。
12．(1)②　(2)物体等大　相等　垂直　
(3)不能　虚
解析：(1)平面镜成像特点：物与像大小相等，物与像到平面镜的距离相等，当小明靠近镜子时，由于像到镜子的距离变小，这时眼睛看像的视角变大，感觉自己的像变大了；远离镜子时，由于像到镜子的距离变大，这时眼睛看像的视角变小，感觉像变小了；实际像的大小不变。验证小明感觉的是步骤②。(2)平面镜成像的规律是，像与物大小相等，像到平面镜的距离与物体到平面镜的距离也相等，像与物体的连线与镜面垂直。
(3)平面镜成虚像，移去蜡烛B，并在其所在的位置上放一个光屏．则光屏不能承接到像。