【八年級(jí)上冊(cè)物理】第4.3課時(shí) 平面鏡成像（解析版）

第4.3課時(shí)平面鏡成像1．平面鏡成像特點(diǎn)特點(diǎn)：(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(duì)稱(chēng)規(guī)律：平面鏡所成的像與物體關(guān)于鏡面對(duì)稱(chēng)．注意：像的大小只與物體的大小有關(guān)，而與物體到平面鏡的距離無(wú)關(guān)．2．平面鏡成像的原理原理：__光的反射__．說(shuō)明：平面鏡成的像是由反射光線的反向延長(zhǎng)線會(huì)聚而成的，不是由實(shí)際光線會(huì)聚而成的，是虛像，不能用光屏承接．考點(diǎn)一平面鏡成像特點(diǎn)實(shí)驗(yàn)原理：光的反射；2.主要實(shí)驗(yàn)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(yīng)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(diǎn)燃）與點(diǎn)燃的蠟燭的像重合，找到像的位置、比較物和像大小關(guān)系；4.為了讓實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象更明顯，本實(shí)驗(yàn)最好在較暗的環(huán)境中進(jìn)行；5.實(shí)驗(yàn)中盡量選擇較薄的玻璃板，實(shí)驗(yàn)時(shí)，通過(guò)玻璃板能看見(jiàn)同一支蠟燭的兩個(gè)像，產(chǎn)生這個(gè)的原因是玻璃板有一定的厚度，通過(guò)玻璃板的前后兩個(gè)面各形成一個(gè)像，產(chǎn)生重影；6.實(shí)驗(yàn)中像的大小始終等于物體大小，通過(guò)肉眼看見(jiàn)“近大遠(yuǎn)小”，這與視角有關(guān)；7.實(shí)驗(yàn)中無(wú)論平面鏡多小，都能使物體形成一個(gè)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(diǎn)燃蠟燭方向傾斜，則蠟燭的像總在未點(diǎn)燃蠟燭的上方偏高處；若玻璃板向未點(diǎn)燃蠟燭的方向傾斜，則蠟燭的像總在未點(diǎn)燃蠟燭的下方偏低處；9.刻度尺的作用：測(cè)量像與物到玻璃板的距離；10.觀察像時(shí)眼睛的位置：與物同側(cè)；11.驗(yàn)證平面鏡成虛像：用光屏代替未點(diǎn)燃的蠟燭，看在光屏上是否能承接蠟燭成的像；12.多次測(cè)量的目的：多次改變蠟燭和玻璃板之間的間距，使結(jié)論更具有普遍性；13.物體移動(dòng)時(shí)，像移動(dòng)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(méi)有垂直放置；②后支蠟燭與前支蠟燭在玻璃板中的像沒(méi)有完全重合；③玻璃板太厚；用燈泡代替蠟燭好處的評(píng)估：不會(huì)由于蠟燭的燃燒而導(dǎo)致另一支蠟燭和像之間的高度不等、燈泡比蠟燭亮，實(shí)驗(yàn)效果更明顯、燈泡可反復(fù)使用；實(shí)驗(yàn)結(jié)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(xiàng)①等效替代法的應(yīng)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(diǎn)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(shí)驗(yàn)現(xiàn)象更明顯，本實(shí)驗(yàn)最好在較暗的環(huán)境中進(jìn)行。③實(shí)驗(yàn)時(shí)，通過(guò)玻璃板能看見(jiàn)同一支蠟燭的兩個(gè)像，產(chǎn)生這個(gè)的原因是玻璃板有一定的厚度，通過(guò)玻璃板的前后兩個(gè)面各形成一個(gè)像，產(chǎn)生重影。所以實(shí)驗(yàn)中盡量選擇較薄的玻璃板。④實(shí)驗(yàn)中像的大小始終等于物體大小，通過(guò)肉眼看見(jiàn)“近大遠(yuǎn)小”，這與視角有關(guān)。⑤實(shí)驗(yàn)中無(wú)論平面鏡多小，都能使物體形成一個(gè)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(huà)上短斜線；實(shí)際光線要畫(huà)成實(shí)線，并用箭頭表示傳播方向；實(shí)像用實(shí)線，虛像用虛線；法線和反射光線的反向延長(zhǎng)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(diǎn)燃蠟燭的方向傾斜，則蠟燭的像總在未點(diǎn)燃蠟燭的上方偏高處；若玻璃板向未點(diǎn)燃蠟燭的方向傾斜，則蠟燭的像總在未點(diǎn)燃蠟燭的下方偏低處。16.平面鏡成像的應(yīng)用平面鏡凹面鏡凸面鏡都遵循光的反射定律既不會(huì)聚也不發(fā)散，成正立、等大的虛像具有會(huì)聚作用，能成實(shí)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(yuǎn)鏡后視鏡【例1】在一個(gè)豎立的平面鏡前3m處站著一個(gè)1.7m高的人，鏡子的上下長(zhǎng)度是1m，則下列說(shuō)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(cuò)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(cuò)誤。（3）平面鏡無(wú)論大小都可以成完整的像，故D錯(cuò)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(xiàn)將該平面鏡豎直向下移動(dòng)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(lái)位置【解析】在圖乙中作蠟燭a在平面鏡中的像點(diǎn)a′，根據(jù)平面鏡成像特點(diǎn)可知平面鏡所成的像和物體關(guān)于平面鏡對(duì)稱(chēng)，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(lái)位置，如圖所示：故選：D。【變式2】如圖所示，光線AB、CD通過(guò)甲、乙兩個(gè)平面鏡反射到水壺W上（其中乙平面鏡沒(méi)有畫(huà)出），入射點(diǎn)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(huà)出W在甲平面鏡中的像W′。②通過(guò)作圖畫(huà)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(guān)于平面鏡對(duì)稱(chēng)，畫(huà)出W關(guān)于甲平面鏡的對(duì)稱(chēng)點(diǎn)W′，可得W在甲平面鏡中的像W′；②連接入射點(diǎn)D、W可得光線CD經(jīng)乙平面鏡后的反射光線，畫(huà)出反射光線、入射光線夾角的角平分線可得法線，過(guò)入射點(diǎn)D作法線的垂線可得乙平面鏡的位置，如圖所示：考點(diǎn)二影子、實(shí)像和虛像的區(qū)別考點(diǎn)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(huà)上短斜線．②實(shí)際光線（入射光線和反射光線）要畫(huà)成實(shí)線，并用箭頭表示光行進(jìn)的方向．實(shí)物用實(shí)線表示．③虛像、法線和光線的反向延長(zhǎng)線要用虛線表示．④為了表示實(shí)物和虛像的對(duì)稱(chēng)點(diǎn)，實(shí)物和虛像都要標(biāo)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(diǎn)．（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(diǎn)的位置）①根據(jù)平面鏡的成像特點(diǎn)作圖——對(duì)稱(chēng)法（圖甲）；②根據(jù)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(diǎn)S發(fā)出的光線經(jīng)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(diǎn)S的位置。第一步：先將兩條反射光線反向延長(zhǎng)，交點(diǎn)為S'；第二步：再根據(jù)平面鏡成像的特點(diǎn)作出像點(diǎn)S'對(duì)應(yīng)的發(fā)光點(diǎn)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(zhǎng)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(xué)利用平面鏡來(lái)幫助矯正舞蹈姿勢(shì)；畫(huà)出她的腳上B點(diǎn)的光線經(jīng)平面鏡后進(jìn)入人眼A點(diǎn)的光路圖?！窘馕觥孔鞒鳇c(diǎn)B關(guān)于平面鏡的對(duì)稱(chēng)點(diǎn)B′，連接AB′，與鏡面的交點(diǎn)即為入射點(diǎn)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(jìn)行了“探究平面鏡成像特點(diǎn)”的實(shí)驗(yàn)。（1）他應(yīng)選取兩支外形（選填“相同”或“不同”）的蠟燭進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。（2）小濱選擇用玻璃板代替平面鏡進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的目的是。（3）在探究實(shí)驗(yàn)的過(guò)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(dāng)蠟燭A遠(yuǎn)離玻璃板時(shí)，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(wú)論怎樣移動(dòng)光屏，都不能接收到蠟燭的像，說(shuō)明。（5）實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，小濱仔細(xì)觀察，發(fā)現(xiàn)蠟燭的像有重影，請(qǐng)你幫小濱分析產(chǎn)生這一現(xiàn)象的原因是。【解析】（1）選取兩支完全相同的蠟燭，當(dāng)玻璃板后面的蠟燭和玻璃板前面的蠟燭的像完全重合時(shí)，便于比較物像大小關(guān)系。（2）在做平面鏡成像特點(diǎn)實(shí)驗(yàn)時(shí)，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(huì)發(fā)生變化，故當(dāng)蠟燭A遠(yuǎn)離玻璃板時(shí)，它的像的大小將不會(huì)變化。（4）因?yàn)楣馄林荒芙邮諏?shí)像，不能接受虛像，而平面鏡成的是虛像，所以移開(kāi)B，并在其所在位置放一個(gè)光屏，則光屏上不能接收A的像，這說(shuō)明蠟燭成的像是虛像。（5）玻璃板有一定的厚度，且有兩個(gè)反射面，因?yàn)椴ＡУ膬蓚€(gè)表面同時(shí)發(fā)生反射，兩個(gè)反射面各成一個(gè)像，所以成兩個(gè)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(nèi)可以看到擋板左側(cè)的一個(gè)發(fā)光點(diǎn)S在平面鏡中的像，在圖中找出擋板左側(cè)這個(gè)發(fā)光點(diǎn)的位置?！窘馕觥繉B和CD兩條光線反向延長(zhǎng)，相交于平面鏡后一點(diǎn)S′，這就是發(fā)光點(diǎn)的像，再過(guò)鏡面做這一點(diǎn)的對(duì)稱(chēng)點(diǎn)S，這就是發(fā)光點(diǎn)。從發(fā)光點(diǎn)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(shí)要求被測(cè)者距離視力表5m，由于室內(nèi)空間不足，醫(yī)生找來(lái)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(yīng)該是（）A． B． C． D．【解析】根據(jù)平面鏡成像的特點(diǎn)，像和物體各對(duì)應(yīng)點(diǎn)到平面鏡間距離相等；C通過(guò)平面鏡成像，并且它的像與本身關(guān)于鏡面對(duì)稱(chēng)，通過(guò)觀察，只有選項(xiàng)D符合這一特點(diǎn)。故選：D。2．如圖所示，在中國(guó)象棋棋盤(pán)正中央豎立一塊垂直于棋盤(pán)的平面鏡，棋子“象”由甲移到乙，則平面鏡中“象”的移動(dòng)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(jù)平面鏡所成的像特點(diǎn)可知，物距等于像距，像和物體對(duì)應(yīng)點(diǎn)的連線與平面鏡垂直；棋子“象”在甲處時(shí)，像在位置②處；棋子“象”在乙處時(shí)，像在位置④處；棋子原來(lái)的像位于②處，移動(dòng)后的像則位于④處，所以，其移動(dòng)路徑②到④。故選：C。3．如圖所示，一位同學(xué)站立在水平地面，其前方豎直放置著一平面鏡，同學(xué)和平面鏡之間的距離為1.5m。則（）A．將平面鏡向上移動(dòng)，該同學(xué)的像向上移動(dòng) B．要在鏡中成完整的像，鏡的高度至少為同學(xué)身高的一半 C．平面鏡繞底部逆時(shí)針轉(zhuǎn)至虛線位置的過(guò)程中，像的高度增加 D．同學(xué)水平右行20cm，同時(shí)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(dòng)時(shí)，像與物體還是關(guān)于平面鏡所在平面對(duì)稱(chēng)的，故像不動(dòng)，故A錯(cuò)誤；B、在鏡中成完整的像，成像與鏡子高度無(wú)關(guān)，故B錯(cuò)誤；C、根據(jù)平面鏡成像特點(diǎn)之一：物像大小相等，可知，平面鏡繞底部逆時(shí)針轉(zhuǎn)至虛線位置的過(guò)程中，像的高度不變，故C錯(cuò)誤；D，平面鏡成像中，像與物體到平面鏡的距離相等，同學(xué)水平右行20cm，同時(shí)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(tǒng)魔術(shù)，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(gè)成一定角度放置的平面鏡，分別用左右背景所形成的像來(lái)“遮擋”身體，以形成錯(cuò)覺(jué)，以下說(shuō)法正確的是（）A．把兩面鏡子換成玻璃不影響魔術(shù)效果 B．左右背景顏色統(tǒng)一替換不影響效果 C．魔術(shù)過(guò)程中可以任意調(diào)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(huì)看到演員的軀干和四肢，故A錯(cuò)誤；B、左右背景顏色統(tǒng)一替換，觀眾看到的還是演員露出的頭顱的畫(huà)面，只是和后背景顏色不同，但是不影響魔術(shù)效果，故B正確；C、魔術(shù)過(guò)程中不可以任意調(diào)整平面鏡的夾角，比如夾角過(guò)大，坐在正前方的觀眾甚至?xí)吹阶约旱南?，故C錯(cuò)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(cuò)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(diǎn)向AD直線所作垂線的交點(diǎn)分別為B、C，則下列說(shuō)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(shí)，平面鏡中無(wú)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(guò)程中，小華相對(duì)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(jīng)平面鏡反射后反射光線一定要進(jìn)入他的眼睛；由圖結(jié)合光的反射定律可知，他在AB段或CD段行走時(shí)，反射光線會(huì)在法線的另一側(cè)，即平面鏡反射的光線不會(huì)進(jìn)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(wú)法觀察到）；而他在BC段行走時(shí)，他“發(fā)出”的光線（實(shí)際是他反射的光線）經(jīng)平面鏡反射后反射光線會(huì)進(jìn)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(cuò)誤。CD、由平面鏡成像特點(diǎn)，物像關(guān)于鏡面對(duì)稱(chēng)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(duì)于自己的像位置是不變的，故CD錯(cuò)誤。故選：A。6．如圖所示，小明透過(guò)平面鏡看到了蠟燭的像，下列有關(guān)平面鏡成像的描述，正確的是（）A．進(jìn)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(wú)法成像【解析】A、平面鏡成虛像，虛像是反射光線的反向延長(zhǎng)線相交而成的，虛像不會(huì)發(fā)出光線，故A錯(cuò)誤；B、平面鏡成像像與物關(guān)于鏡面對(duì)稱(chēng)，如果將平面鏡豎直上移，而物體不動(dòng)，則像不會(huì)移動(dòng)，故B錯(cuò)誤；C、物體通過(guò)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