【八年級上冊物理】第4.3課時 平面鏡成像（解析版）

第4.3課時平面鏡成像1．平面鏡成像特點特點：(1)像與物體大小__相等__；(2)像與物體到鏡面的距離__相等__；(3)像與物體的連線與鏡面__垂直__；(4)平面鏡成的像是__虛__像．對稱規(guī)律：平面鏡所成的像與物體關于鏡面對稱．注意：像的大小只與物體的大小有關，而與物體到平面鏡的距離無關．2．平面鏡成像的原理原理：__光的反射__．說明：平面鏡成的像是由反射光線的反向延長線會聚而成的，不是由實際光線會聚而成的，是虛像，不能用光屏承接．考點一平面鏡成像特點實驗原理：光的反射；2.主要實驗器材：玻璃板、刻度尺、兩根完全相同的蠟燭、白紙等；3.等效替代法的應用：用玻璃板代替平面鏡，為了便于找到像的位置；讓相同的蠟燭（未點燃）與點燃的蠟燭的像重合，找到像的位置、比較物和像大小關系；4.為了讓實驗現象更明顯，本實驗最好在較暗的環(huán)境中進行；5.實驗中盡量選擇較薄的玻璃板，實驗時，通過玻璃板能看見同一支蠟燭的兩個像，產生這個的原因是玻璃板有一定的厚度，通過玻璃板的前后兩個面各形成一個像，產生重影；6.實驗中像的大小始終等于物體大小，通過肉眼看見“近大遠小”，這與視角有關；7.實驗中無論平面鏡多小，都能使物體形成一個完整的與物體等大的像（物體上反射的光線總有射向平面鏡的）；8.玻璃板的放置要求：玻璃板要與水平桌面垂直，確保物像重合，若玻璃板向點燃蠟燭方向傾斜，則蠟燭的像總在未點燃蠟燭的上方偏高處；若玻璃板向未點燃蠟燭的方向傾斜，則蠟燭的像總在未點燃蠟燭的下方偏低處；9.刻度尺的作用：測量像與物到玻璃板的距離；10.觀察像時眼睛的位置：與物同側；11.驗證平面鏡成虛像：用光屏代替未點燃的蠟燭，看在光屏上是否能承接蠟燭成的像；12.多次測量的目的：多次改變蠟燭和玻璃板之間的間距，使結論更具有普遍性；13.物體移動時，像移動方向、距離、速度的判斷；【交流與反思】得出蠟燭和像到玻璃板的距離不等的原因：①蠟燭沒有垂直放置；②后支蠟燭與前支蠟燭在玻璃板中的像沒有完全重合；③玻璃板太厚；用燈泡代替蠟燭好處的評估：不會由于蠟燭的燃燒而導致另一支蠟燭和像之間的高度不等、燈泡比蠟燭亮，實驗效果更明顯、燈泡可反復使用；實驗結論：物體在平面鏡中成的是正立的虛像；像和物體的大小相等；像和物體到鏡面的距離相等；像和物體的連線與鏡面垂直。注意事項①等效替代法的應用：用玻璃板代替平面鏡，為了便于找到像的位置；讓相同的蠟燭與點燃的蠟燭的像重合，找到像的位置、比較物像的大小。②為了讓實驗現象更明顯，本實驗最好在較暗的環(huán)境中進行。③實驗時，通過玻璃板能看見同一支蠟燭的兩個像，產生這個的原因是玻璃板有一定的厚度，通過玻璃板的前后兩個面各形成一個像，產生重影。所以實驗中盡量選擇較薄的玻璃板。④實驗中像的大小始終等于物體大小，通過肉眼看見“近大遠小”，這與視角有關。⑤實驗中無論平面鏡多小，都能使物體形成一個完整的與物體等大的像（物體上反射的光線總有射向平面鏡的）⑥在平面鏡成像作圖中要注意：平面鏡的非反射面要畫上短斜線；實際光線要畫成實線，并用箭頭表示傳播方向；實像用實線，虛像用虛線；法線和反射光線的反向延長線要用虛線表示。⑦玻璃板要與水平桌面垂直：確保物像重合，若玻璃板向點燃蠟燭的方向傾斜，則蠟燭的像總在未點燃蠟燭的上方偏高處；若玻璃板向未點燃蠟燭的方向傾斜，則蠟燭的像總在未點燃蠟燭的下方偏低處。16.平面鏡成像的應用平面鏡凹面鏡凸面鏡都遵循光的反射定律既不會聚也不發(fā)散，成正立、等大的虛像具有會聚作用，能成實像或虛像具有發(fā)散作用，成正立、縮小的虛像潛望鏡反射式望遠鏡后視鏡【例1】在一個豎立的平面鏡前3m處站著一個1.7m高的人，鏡子的上下長度是1m，則下列說法中正確的是（）A．人與像的距離是3m B．人在鏡中像的高度為1m C．人與像的距離是6m D．人不能在鏡中成完整的像【解析】（1）像到平面鏡的距離與物體到平面鏡的距離相等，該人離鏡面距離3m，則像離鏡子的距離也為3m；則人與像的距離是3m+3m＝6m，故A錯誤、C正確；（2）平面鏡所成的像與物體大小相同，該人身高1.7m，像高也是1.7m。故B錯誤。（3）平面鏡無論大小都可以成完整的像，故D錯誤。故選：C?！咀兪?】如圖甲所示，蠟燭a在豎直放置的平面鏡MN中所成像為a′，現將該平面鏡豎直向下移動一段距離至圖乙所示位置，則蠟燭a在平面鏡中（）A．不成像 B．仍成像，像下移距離與平面鏡下移距離相同 C．仍成像，像上移距離與平面鏡下移距離相同 D．仍成像，像還在原來位置【解析】在圖乙中作蠟燭a在平面鏡中的像點a′，根據平面鏡成像特點可知平面鏡所成的像和物體關于平面鏡對稱，物體到平面鏡的距離和像到平面鏡的距離相等，可知，仍成像，且像還在原來位置，如圖所示：故選：D?！咀兪?】如圖所示，光線AB、CD通過甲、乙兩個平面鏡反射到水壺W上（其中乙平面鏡沒有畫出），入射點分別是B、D。（1）光線AB與鏡面的夾角是60°，則反射角大小是。（2）在圖中，①畫出W在甲平面鏡中的像W′。②通過作圖畫出乙平面鏡，并完成光路。（要求保留作圖痕跡）【解析】（1）入光線AB與鏡面的夾角是60°，入射角為90°﹣60°＝30°，反射角等于入射角，也是30°；（2）①由于物像關于平面鏡對稱，畫出W關于甲平面鏡的對稱點W′，可得W在甲平面鏡中的像W′；②連接入射點D、W可得光線CD經乙平面鏡后的反射光線，畫出反射光線、入射光線夾角的角平分線可得法線，過入射點D作法線的垂線可得乙平面鏡的位置，如圖所示：考點二影子、實像和虛像的區(qū)別考點三平面鏡成像作圖方法（1）作圖規(guī)范化要求①平面鏡的反射面和非反射面不能混淆，平面鏡的非反射面要畫上短斜線．②實際光線（入射光線和反射光線）要畫成實線，并用箭頭表示光行進的方向．實物用實線表示．③虛像、法線和光線的反向延長線要用虛線表示．④為了表示實物和虛像的對稱點，實物和虛像都要標上箭頭或字母．⑤要遵循光的反射定律和平面鏡成像的特點．（2）平面鏡成像作圖的方法通常有兩種：（如作圖找出發(fā)光點的位置）①根據平面鏡的成像特點作圖——對稱法（圖甲）；②根據光的反射定律作圖——光路圖法（圖乙）．【例2】OA、OA'為某一發(fā)光點S發(fā)出的光線經平面鏡MN反射后的兩條反射光線，如圖11示。利用光的反射作圖，如圖（中），利用平面鏡成像作圖，作出這兩條反射光線的入射光線，并確定發(fā)光點S的位置。第一步：先將兩條反射光線反向延長，交點為S'；第二步：再根據平面鏡成像的特點作出像點S'對應的發(fā)光點S；第三步：最后連接SO、SO'為兩條反射光線入射光線。（注意反向延長線、輔助線用虛線）如圖所示。【變式3】如圖所示，在練功房里，小紅同學利用平面鏡來幫助矯正舞蹈姿勢；畫出她的腳上B點的光線經平面鏡后進入人眼A點的光路圖?！窘馕觥孔鞒鳇cB關于平面鏡的對稱點B′，連接AB′，與鏡面的交點即為入射點O，連接BO為入射光線，OA為反射光線。如圖所示：【變式4】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cm；當蠟燭A遠離玻璃板時，它的像的大小將（選填“變大”、“變小”或“不變”）。（4）在玻璃板后放一光屏，無論怎樣移動光屏，都不能接收到蠟燭的像，說明。（5）實驗過程中，小濱仔細觀察，發(fā)現蠟燭的像有重影，請你幫小濱分析產生這一現象的原因是。【解析】（1）選取兩支完全相同的蠟燭，當玻璃板后面的蠟燭和玻璃板前面的蠟燭的像完全重合時，便于比較物像大小關系。（2）在做平面鏡成像特點實驗時，用玻璃板代替平面鏡，目的是為了便于確定像的位置；（3）物距為30cm，像距和物距相等，也為30cm，這樣物像的距離為60cm。由于平面鏡成等大的像，只要物體大小不變，像的大小都不會發(fā)生變化，故當蠟燭A遠離玻璃板時，它的像的大小將不會變化。（4）因為光屏只能接收實像，不能接受虛像，而平面鏡成的是虛像，所以移開B，并在其所在位置放一個光屏，則光屏上不能接收A的像，這說明蠟燭成的像是虛像。（5）玻璃板有一定的厚度，且有兩個反射面，因為玻璃的兩個表面同時發(fā)生反射，兩個反射面各成一個像，所以成兩個像。故答案為：（1）相同；（2）便于確定像的位置；（3）60；不變；（4）平面鏡成的是虛像；?（5）玻璃板有一定的厚度?！咀兪?】如圖所示，平面鏡下方有一豎直擋板P，在AB和CD區(qū)域內可以看到擋板左側的一個發(fā)光點S在平面鏡中的像，在圖中找出擋板左側這個發(fā)光點的位置?！窘馕觥繉B和CD兩條光線反向延長，相交于平面鏡后一點S′，這就是發(fā)光點的像，再過鏡面做這一點的對稱點S，這就是發(fā)光點。從發(fā)光點S分別向AB和CD引出光線就完成了光的反射，如圖所示。1．檢查視力時要求被測者距離視力表5m，由于室內空間不足，醫(yī)生找來一塊平面鏡掛在墻壁上，讓小明觀察平面鏡中視力表的像。如圖是“C”形視力表上面醫(yī)生所指的原圖，則小明看到的圖象形狀應該是（）A． B． C． D．【解析】根據平面鏡成像的特點，像和物體各對應點到平面鏡間距離相等；C通過平面鏡成像，并且它的像與本身關于鏡面對稱，通過觀察，只有選項D符合這一特點。故選：D。2．如圖所示，在中國象棋棋盤正中央豎立一塊垂直于棋盤的平面鏡，棋子“象”由甲移到乙，則平面鏡中“象”的移動是（）A．由④到② B．由③到① C．由②到④ D．由①到③【解析】根據平面鏡所成的像特點可知，物距等于像距，像和物體對應點的連線與平面鏡垂直；棋子“象”在甲處時，像在位置②處；棋子“象”在乙處時，像在位置④處；棋子原來的像位于②處，移動后的像則位于④處，所以，其移動路徑②到④。故選：C。3．如圖所示，一位同學站立在水平地面，其前方豎直放置著一平面鏡，同學和平面鏡之間的距離為1.5m。則（）A．將平面鏡向上移動，該同學的像向上移動 B．要在鏡中成完整的像，鏡的高度至少為同學身高的一半 C．平面鏡繞底部逆時針轉至虛線位置的過程中，像的高度增加 D．同學水平右行20cm，同時平面鏡水平右移10cm，像的位置不變【解析】A、平面鏡豎直向上移動時，像與物體還是關于平面鏡所在平面對稱的，故像不動，故A錯誤；B、在鏡中成完整的像，成像與鏡子高度無關，故B錯誤；C、根據平面鏡成像特點之一：物像大小相等，可知，平面鏡繞底部逆時針轉至虛線位置的過程中，像的高度不變，故C錯誤；D，平面鏡成像中，像與物體到平面鏡的距離相等，同學水平右行20cm，同時平面鏡水平右移10cm，像的位置不變。故D正確。故選：D。4．“消失的人體”是一種傳統魔術，觀眾從正前方只能看到演員露出的頭顱，仿佛軀干和四肢消失一般，其奧秘是桌腿間有兩個成一定角度放置的平面鏡，分別用左右背景所形成的像來“遮擋”身體，以形成錯覺，以下說法正確的是（）A．把兩面鏡子換成玻璃不影響魔術效果 B．左右背景顏色統一替換不影響效果 C．魔術過程中可以任意調整平面鏡的夾角 D．人的軀干被遮擋是由于光的折射【解析】A、鏡子是不透明的，玻璃是透明的，若換成玻璃就會看到演員的軀干和四肢，故A錯誤；B、左右背景顏色統一替換，觀眾看到的還是演員露出的頭顱的畫面，只是和后背景顏色不同，但是不影響魔術效果，故B正確；C、魔術過程中不可以任意調整平面鏡的夾角，比如夾角過大，坐在正前方的觀眾甚至會看到自己的像，故C錯誤；D、鏡子是不透明的，由于光的直線傳播，所以正前方的觀眾看不到鏡子后面的物體，人的軀干被遮擋，故D錯誤；故選：B。5．如圖所示，一塊平面鏡直立在水平地面上，小華沿與鏡面平行的直線從A走到D，從平面鏡底邊兩端點向AD直線所作垂線的交點分別為B、C，則下列說法正確的是（）A．小華只有行走到BC段才能從平面鏡中觀察到自己的像 B．小華在AB段或CD段行走時，平面鏡中無法形成自己的像 C．小華在鏡中所成的像到平面鏡的距離先變小后變大 D．此過程中，小華相對于自己的像位置是變化的【解析】AB、平面鏡成像的原理是光的反射，要從平面鏡中觀察到自己像，則他“發(fā)出”的光線經平面鏡反射后反射光線一定要進入他的眼睛；由圖結合光的反射定律可知，他在AB段或CD段行走時，反射光線會在法線的另一側，即平面鏡反射的光線不會進入他的眼睛，則他不能從平面鏡中觀察到自己像（即能成像但無法觀察到）；而他在BC段行走時，他“發(fā)出”的光線（實際是他反射的光線）經平面鏡反射后反射光線會進入他的眼睛，則他能從平面鏡中觀察到自己像，故A正確；B錯誤。CD、由平面鏡成像特點，物像關于鏡面對稱可知，小華在鏡中所成的像到平面鏡的距離是不變的，則小華相對于自己的像位置是不變的，故CD錯誤。故選：A。6．如圖所示，小明透過平面鏡看到了蠟燭的像，下列有關平面鏡成像的描述，正確的是（）A．進入人眼的光是由蠟燭的像發(fā)出的 B．如果將平面鏡豎直上移，則像隨之上移 C．如果將圖中的平面鏡截掉，則蠟燭仍能在剩余的平面鏡中成完整的像 D．如果緊貼平面鏡背面放置一塊和平面鏡大小一樣的不透明擋板，則蠟燭在平面鏡中無法成像【解析】A、平面鏡成虛像，虛像是反射光線的反向延長線相交而成的，虛像不會發(fā)出光線，故A錯誤；B、平面鏡成像像與物關于鏡面對稱，如果將平面鏡豎直上移，而物體不動，則像不會移動，故B錯誤；C、物體通過平面鏡所成的像和物體大小相等，不論平面鏡的大小如何，所成的像始終是完整的，故C正確；D、平面鏡成的像是光的反射形成的，蠟燭