八年级上册第3节 平面镜成像课堂检测

第15课  平面镜成像

知识点01  平面镜成像

1. 平面镜成像利用的是光的反射。成像规律是：(1)像与物大小相等；(2)像到镜的距离与物到镜的距离相等；(3)像与物的对应点的连线与镜面垂直；(4)像与物相对平面镜对称；(5)平面镜所成的像是虚像(实像、虚像)。具体总结就是十个字：等大、等距、垂直、对称、虚像。如图。

2.虚像是指射入眼睛的光线，其反向延长线的集合点形成的像，如上图所示；虚像能用眼睛直接观看，但不能用光屏接收；实像既可以用光屏承接，也可以用眼睛直接观看。

3.利用光的反射现象，反射面为平面的叫平面镜，反射面为球面一部分的叫球面镜。

4.利用球面的外表面作反射面的面镜叫做凸面镜；凸面镜对光有发散作用，常用作汽车观后镜来扩大视野。

5.利用球面的内表面作反射面的面镜叫做凹面镜；凹面镜对光有汇聚作用，常用作太阳灶、探照灯等。

【知识解析】平面镜成像原理

1.平面镜所成的像是物体发出(或反射)的光线射到镜面上发生反射，由反射光线的反向延长线在镜后相交而形成的，如图所示。点光源s在镜后的像s’并不是实际光线会聚形成的，而是由反射光线的反向延长线相交形成的，所以s’叫做s的虚像。如果把光屏放在s’处，是接收不到这个像的，所以虚像只能用眼睛看到，而不能成在屏上。

2.解释：照镜子就是这样的原理。可以说，只要利用到平面镜，就一定是反射。

平面镜中的像是由光的反射光线的延长线的交点形成的，所以平面镜中的像是虚像；

虚像与物体等大，距离相等。像和物体的大小相等。所以像和物体对镜面来说是对称的；

根据平面镜成像的特点，像和物的大小，总是相等的。无论物体与平面镜的距离如何变化，它在平面镜中所成的像的大小始终不变，与物体的大小总一样。

但由于人在观察物体时都有“近大远小”的感觉，当人走向平面镜时，视觉确实觉得像在“变大”，这是由于人眼观察到的物体的大小，不仅仅与物体的真实大小关于，而且还与“视角”密切相关。

从人眼向被观察物体的两端各引一条直线，这两条直线的夹角即为“视角”，如果视角大，人就会认为物体大，视角小，人就会认为物体小。当人向平面镜走近时，像与人的距离小了，人观察物体的视角也就增大了，因此所看到的像也就感觉变大了，但实际上像与人的大小始终是相等的，这就是人眼看物体“近大远小”的原因。这正如您看到前方远处向您走来一个人一样，一开始看到是一个小黑影，慢慢变得越来越大，走到您面前时更大，其实那一个小黑影和走到您面前的人是一样大的，只是因为视觉的关系，平面镜成像的像和物关于镜面对称，因此人逐渐靠近镜面。像也一定逐渐靠近镜面，人的感觉是“近大远小”，这是一种视觉效果。

【知识拓展一】平面镜成像规律探究方法

探究平面镜成像的科学方法：在做平面镜成像的实验中，用玻璃板代替平面镜是因为平面镜成的像是虚像，无法用光屏承接，我们用未点燃的蜡烛去代替像的原因是因为像是虚像，我们没有办法确定它在哪里，用蜡烛与像重合，也就确定了像的大小及位置，我们这样确定像凭的是视觉效果相同，这种方法叫等效替代或等效代换。

【知识拓展二】小孔成像与平面镜成像的区别

小孔成像及平面镜成像的区别

【知识拓展三】用对称法解答平面镜作图问题

对称思想作为一种科学研究思想，应用于平面镜解题时，可启发直觉思维，使许多问题不必进行全面周全的论述，借助于对称性即可直接做出判断。

平面镜的成像特点是：像和物的大小相等；它们到平面镜的距离相等；像和物的连线与平面镜垂直。像和物关于平面镜是对称的，这种对称性广泛地应用在了平面镜作图上。如图所示，是关于平面镜成像的几个变式。不管物体如何复杂，平面镜位置如何变化，还是考查角度如何变化，但有一条始终不变，那就是像和物的“对称性”。

【例题1】小明站在穿衣镜前3m处，以1m/s的速度匀速靠近穿衣镜，下列说法正确的是(　　)。

A．穿衣镜中小明的像逐渐变小；

B．以穿衣镜为参照物小明总是静止的；

C．穿衣镜中小明的像是虚像；

D．2s后小明走的距离是1m

【答案】C。

【解析】A、平面镜所成的像是与物体等大的，故A错误；

B、小明站在穿衣镜前3m处，以1m/s的速度匀速靠近穿衣镜，以穿衣镜为参照物小明与平面镜之间有位置的变化，小明是运动的，故B错误；

C、平面镜所成的像是与物体等大的虚像，故C正确；

D、2s后小明走的距离：s＝vt＝1m/s×2s＝2m，故D错误；故选：C。

【例题2】如图是“探究平面镜成像时像与物的关系“的装置。在水平桌面上铺一张白纸，将玻璃板竖立在白纸上，把一支点燃的蜡烛A放在玻璃板前面，一支完全相同但不点燃的蜡烛B放在玻璃板后面移动，直到看上去它与蜡烛A的像完全重合。移动点燃的蜡烛，多做几次实验。

(1)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，此操作目的是　                           　。

(2)在寻找蜡烛像的位置时，眼睛应该在蜡烛　 　(选填“A”或“B”)这一侧观察，某同学无论怎样调节蜡烛B，发现都不能与蜡烛A的像重合，发生这种现象的原因可能是　       　。

(3)实验中，如果把蜡烛A远离平面镜，看到的像会　 　(选填“远离”或“靠近”)，像的大小　 　(填“变大”，“不变”或“变小”)。

(4)若要确认平面镜所成的像是虚像还是实像，进一步的操作是　                   　。

【答案】(1)便于确定像的位置和比较像与物体的大小；(2)A；玻璃板没有竖直放置；(3)远离；不变；(4)把蜡烛B取走，光屏放在蜡烛B的位置上，看光屏上是否有蜡烛A的像，光屏上如果没有，说明平面镜成虚像。

【解析】(1)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，此操作目的是确定像的位置和比较像与物体的大小；

(2)平面镜成的像是光的反射形成的，A蜡烛发出的光线经玻璃板反射，被人眼接收，才能看到像，故眼睛在A蜡烛所在这一侧；

如果玻璃板没有竖直放置，A蜡烛所成的像可能偏高或偏低，这样B蜡烛与A蜡烛的像就无法重合了。

(3)因平面镜成像的特点是物距与像距相等，且大小相等，使蜡烛A离玻璃板远一些，它的像会远离玻璃板；物体不变，物体的像和物体大小相等，所以像的大小不变。

(4)为了验证平面镜成虚像，可以把蜡烛B取走，光屏放在蜡烛B的位置上，看光屏上是否有蜡烛A的像，光屏上如果没有，说明平面镜成虚像。

故答案为：(1)便于确定像的位置和比较像与物体的大小；(2)A；玻璃板没有竖直放置；(3)远离；不变；(4)把蜡烛B取走，光屏放在蜡烛B的位置上，看光屏上是否有蜡烛A的像，光屏上如果没有，说明平面镜成虚像。

题组A  基础过关练

1.如图所示，镜前竖直插两根大头针a和b，观察a和b的像重叠在一起的情形，其眼睛应放在(　　)。

A．通过a、b的直线上                  B．通过a、b像的直线上

C．通过a垂直于镜面的直线上           D．通过b垂直于镜面的直线上

【答案】B。

【解析】当a、b两大头针反射的光线在同一条直线上时，它们在平面镜中的像点也在同一条直线上，所以人眼应在以ba为入射光线的反射光线方向观察大头针，如下图所示：所以眼睛应在通过a、b像的直线上观察大头针。

2.两平面镜OM1、OM2之间夹角为θ，入射光跟平面镜OM2平行，经两个镜面两次反射后，出射光跟OM1平行，如图所示，那么此θ角应为(　　)。

A．30°              B．45°              C．60°            D．75°

【答案】C。

【解析】因为入射光跟平面镜OM2平行，出射光跟OM1平行，如图所示，

AB∥OM2，CD∥OM1，则∠1=θ，∠4=θ

根据光的反射定律，反射角等于入射角，所以反射光线和平面镜的夹角等于入射光线和平面镜的夹角，即：∠2=∠1=θ，∠3=∠4=θ，

所以△BOC为等边三角形，所以θ=60°。

3.如图，平面镜上方有一发亮点S，SO为入射光线，下图中对于其反射光线OC的作图过程，正确规范的是(　　)。

A． B． C． D．

【答案】C。

【解析】作出物点S的像点S′，连接CS′，与镜面的交点为入射点O，再连接SA，画上箭头，如下图所示：

A图中，反射光线方向错误；B图反射光线没有画上箭头，D图中S′O应该是虚线，因此只有C图正确。

4.下列图中平面镜成像正确的是(　　)。

【答案】A。

【解析】由平面镜成像规律可知像和物关于平面镜对称，我们可以选取“F”上几个特殊点，用刻度尺去找到其关于镜面对称点。也可将像将“F”沿镜面这条线对折，能重合的就是正确答案。

5.当你在竖直放置的平面镜前用右手写字，且正在往右移动笔时，镜中的像正在 (    )。

A．用右手写字，往左边移动笔        B．用右手写字，往右边移动笔

C．用左手写字，往左边移动笔        D．用左手写字，往右边移动笔

【答案】C。

【解析】平面镜所成的像和物体关于镜面对称，所以人和像面对面，人用右手，像用左手，像的左手相对于像向左移动。

6.如图是人眼看见A物体在平面镜中的像A′的示意图，请确定物体A的位置并画出入射光线。

【解析】根据平面镜成像特点，作像A′关于平面镜的对称点A，连接AO画上箭头，AO即为入射光线。如图所示：

7.如图是某同学探究平面镜成像特点的实验装置。实验前该同学事先设计了实验方案，请你帮他填写完整：

 (1)实验要选取_______(选填“相同”或“不同”)的两只蜡烛，目的是为了比较蜡烛的像与蜡烛的_______关系。

(2)要想取得较好的实验效果，实验最好选择在_______(选填“较亮”或“较暗”)的环境中进行。实验中所用的玻璃板越_______(选填“厚”或“薄”)越好。

(3)他认为把玻璃板放在方格纸上进行比较好，主要优点在于便于测量物与像到_______的距离。

(4)实验中他用白纸做屏幕放在所看到的蜡烛的像的位置，然后在玻璃板后侧直接观察白纸，结果_______(选填“能”或“不能”)看到像，从而知道平面镜所成的像是_______像。

(5)在玻璃板前点燃蜡烛，然后用另外一支未点燃的蜡烛在玻璃板后来回移动，找到像的位置后，测量记录实验数据如表一，其中第二次测量数据是由于测量_______(选填“错误”或“误差”)造成的，据表一可得出的结论是______________。

【答案】(1)相同大小(2)较暗薄(3)镜面(4)不能；虚(5)误差物和像到镜面的距离相等(物距等于像距)。

【解析】(1)研究平面镜成像的特点时选用相同大小的蜡烛，不燃烧的蜡烛与像如果重合，则说明像和物大小相等。

(2)较暗环境中烛焰的像更明显。

(3)方格纸上找到像和物的位置，方便看出像和物到镜面的距离。

(4)平面镜成的像是由于光的反射形成的虚像，不能成在光屏上。(5)13.5 cm和13.4 cm相差很小，是读数时出现的误差。

题组B  能力提升练

1．关于做探究平面镜成像实验，下列说法正确的是(　　)。

A．实验中所成的像可用光屏承接；

B．实验中所成像的大小会随物体位置的改变而改变；

C．该实验需要选择两支大小相同的蜡烛；

D．多次进行实验，主要是为了减小测量误差

【答案】C。

【解答】解：A、平面镜成的像是虚像，虚像不能呈现在光屏上，故A错误；

B、平面镜成像与成像物体大小相等，像的大小不会随物体位置的改变而改变，故B错误；

C、选择相同的两个蜡烛，这是为了便于比较物像的大小关系，故C正确；

D、为避免实验的偶然性得出具有普遍性的结论，要进行多次实验。故D错误；故选：C。

2.舞蹈演员站在竖直放置的平面镜前，她到镜面的距离是0.5m。则她在镜中的像是(   )。

A. 实像，像到镜面的距离是1m B. 虚像，像到镜面的距离是1m

C. 实像，像到镜面的距离是0.5m D. 虚像，像到镜面的距离是0.5m

【答案】D。

【解析】平面镜成的像是虚像，平面镜所成的像与物到镜面的距离相等，她到镜面的距离是0.5m，像到镜面的距离是0.5m。故选D。

3．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12cm处放一支点燃的蜡烛A，烛焰高6cm，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　   　的环境中进行。(选填“较亮”或“较暗”)

【答案】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12cm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12cm；

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。

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】(1)确定像的位置和比较像的大小；不能(2)如下图所示。

【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。

(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。如图所示

5.“照镜子，正衣冠”。小红站在平面镜前0.3m处，她的像离她　   　m．利用自制简易潜望镜可以观察到高处的物体是利用了平面镜可以　   　。

【答案】0.6；改变光路。

【解析】因平面镜成像时物距与像距相等，小红站在平面镜前0.3m处，此时物距为0.3m，则像距也为0.3m，她的像离她0.6m；

简易潜望镜就是由两块平面镜组成，主要是利用了平面镜可以改变光路。

故答案为：0.6；改变光路。

6.小明站在竖直的平面镜前1.5m处时，他与镜中像的距离是______m。若小明身高170cm，当他以0.1m/s的速度缓慢向平面镜走近时，他在镜中像的高度将______(选填“大于”“小于”或“等于”)170cm，所成的像是______(选填“虚”或“实”)像。

【答案】(1)3.0m；(2)等于；(3)虚像。

【解析】根据平面镜所成的像是正立、等大、对称的虚像；所以小明站在竖直的平面镜前1.5m处时，他与镜中像的距离是3.0m，小明身高170cm，不管他怎么运动，他在镜中所成的像与他等大，像的高度也为170cm，平面镜所成的像是虚像。

7.作出图中物体AB在平面镜中的像A′B′。

【解析】①作A点关于镜面的对称点A′；(做对称点留下的作图痕迹是对应点的虚线连线和垂直符号)

②作B点关于镜面的对称点B′；

③用虚线连接A′B′，A′B′就是AB在平面镜中的像。如图所示：

8.在“探究平面镜成像的特点”实验中，实验装置图如图所示。

(1)在桌面上铺一张坐标纸，纸上竖立一块　  　(选填“5mm”或“2mm”)厚的玻璃板作为平面镜，沿着玻璃板在纸上画一条直线，代表平面镜的位置；

(2)把一支点燃的蜡烛A放在玻璃板的前面，可以看到它在玻璃板后面的像，用一张白纸作为光屏去承接这个像，发现白纸上找不到蜡烛的像，说明平面镜所成的像是　 　像；再拿一支外形相同但不点燃的蜡烛B，竖立着在玻璃板后面移动，直到看上去它跟A的像完全重合，这个位置就是A的像的位置，在纸上记下这两个位置，实验中选择两支完全相同的蜡烛的目的是　          　；

(3)比较蜡烛和它的像到玻璃板的格子数，并记录下来，移动蜡烛A，重复实验，可以得到结论：像和物体到平面镜的距离　 　；像和物体的连线与镜面　 　。

【答案】(1)2mm；(2)虚；便于比较像和物的大小关系相等；(3)相等；垂直。

【解析】(1)玻璃板的两个表面都会发生光的反射而成像，如果玻璃板很薄，所成的两个像基本重合，对实验影响很小，所以应该选薄玻璃板。

(2)白纸不能承接像，说明平面镜所成的像是虚像。

选择两支完全相同的蜡烛是为了便于比较像与物的大小关系。

(3)可以得到结论：像和物体到平面镜的距离相等。

平面镜所成的像与物体的连线与镜面垂直。

故答案为：(1)2mm；(2)虚；便于比较像和物的大小关系相等；(3)相等；垂直。

题组C  培优拔尖练

1.(2021·岳阳)如图是用墨水成像观看日食的情景。在容器中装上黑墨水放在太阳下，通过水面可看到太阳的像。关于成像原理和成像特点，正确的是(　　)。

A．平静的水面可以看做是平面镜；

B．这个像是光的折射形成的；

C．这个像是实像；

D．这个像比太阳小

【答案】A。

【解析】AB、平静的水面相当于平面镜，这样就能通过水盆观看日食，是因为阳光在物体表面发生反射而进入我们的眼睛，故A正确。

B、平面镜成像，属于光的反射原理，即这个像是光的反射形成的，故B错误；

CD、由平面镜成像特点可知，这个像是与太阳等大的虚像，故CD错误。故选：A。

2.(2021·郴州)如图乙所示，物体AB放置在平面镜MN前。请根据平面镜成像的特点画出物体AB在平面镜MN中所成的像，井保留作图痕迹_______。

【解析】平面镜成的像和物关于平面镜对称，成虚像。过A点作平面镜的垂线，找到A的像点，再过B点作平面镜的垂线，找到B的像点，用虚线连接两个像点即物体AB在平面镜中所成的像。如图所示：

3．(2021·十堰)小红利用如图装置“探究平面镜成像特点”的实验： (1)实验中她选择用透明薄玻璃板代替平面镜是为了         。

(2)她多次改变蜡烛 A 的位置进行实验，观察及测量距离之后，小红得到初步结论：像和物关于平面 镜        。

(3)她将光屏放在蜡烛 B 的位置上，在光屏上没有看到蜡烛 A 的像，这是因为平面镜成          。

【答案】(1)便于确定像的位置；(2)对称；(3)虚像。

【解析】1)用透明的玻璃板代替平面镜，在物体一侧能看到物体的像，同时还能看到代替物体的另一个 物体，便于确定像的位置； (2)物体在平面镜中成虚像，物像大小相等，物像连线与镜面垂直，物像到平面镜的距离相等，即：平面镜所 成的像与物关于平面镜对称； (3)光屏不能接收虚像，只能接收到实像，而平面镜所成的像是虚像，所以光屏放在蜡烛 B 的位置上，在光屏 上没有看到蜡烛 A 的像。

故答案为：(1)便于确定像的位置；(2)对称；(3)虚像。

4．(2021·衡阳)如图所示，是陈涛同学探究光的反射规律的实验。他进行了下面的操作：

(1)如图甲，让一束光贴着纸板沿某一个角度射到O点，经平面镜的反射，沿另一个方向射出，在纸上用笔描出入射光EO和反射光OF的径迹。改变光束的入射角度，多做几次，取下纸板，用量角器测量ON两侧的∠i和∠r，得到的结论是反射角 　   　入射角(选填“大于”、“等于”或“小于”)；

(2)如图乙，纸板ENF是用两块纸板连接起来的，把半面纸板NOF向前折或向后折，这时在NOF上看不到反射光线，说明反射光线、入射光线与法线 　   　同一平面内(选填“在”或“不在”)；

(3)使入射光线逐渐靠近法线ON，可观察到反射光线 　   　(选填“靠近”或“远离”)法线；

(4)如果让光线逆着OF的方向射向镜面，会发现反射光线沿着OE方向射出，这表明：在光的反射现象中，　   　；

(5)陈涛同学还想用图丙和图丁模拟镜面反射与漫反射，照图丙那样，把几根细针垂直入一张硬纸板中，表示法线，当入射光线平行射到各入射点时，反射光线将平行射出。随后将纸板随意弯折，如图丁所示，这时会看到“法线”不再平行，当入射光线平行射到各入射点上时，反射光线 　   　(选填“平行”或“不平行”)，根据你所学的知识判断，漫反射 　   　(选填“遵循”、“不遵循”)光的反射定律。

【答案】(1)等于；(2)在；(3)靠近；(4)光路是可逆的；(5)不平行；遵循。

【解析】(1)改变光束的入射角度，多做几次，取下纸板，用量角器测量ON两侧的∠i和∠r，会发现反射角等于入射角；

(2)如图乙，把半面纸板NOF向前折或向后折，这时，在NOF上看不到反射光线，说明反射光线、入射光线和法线在同一平面内。此时，反射光依然存在；

(3)若将入射光线逐渐靠近法线ON，则入射角减小，反射角等于入射角，所以反射光线也靠近法线；

(4)由让光线逆着OF的方向射向镜面，会发现反射光线沿着OE方向射出可知，将反射光线改为入射光线，光路图照样成立，体现了光路是可逆的；

(5)随后将纸板随意弯折，根据图丁可知，会看到“法线”不再平行，当入射光线平行射到各入射点上时，反射光线不平行，但漫反射仍然遵循光的反射定律。