知識點(diǎn)一、平面鏡成像
1.平面鏡成像
問 題
國家小劇院和它在水中的倒影相映成趣，宛如一個(gè)巨小的蛋殼（如下圖）。為什么會出現(xiàn)這種現(xiàn)象呢？
當(dāng)你照鏡子的時(shí)候可以在鏡子里看到另外一個(gè)“你”，鏡子里的這個(gè)“人”就是你的像。國家小劇院的倒影實(shí)際上就是小劇院在水中的像。
特別提醒
水中倒影和影子都有“影”字，但是涉及的原理不同。水中倒影是光的反射（平面鏡成像），影子是由于光的直線傳播。
2.平面鏡成像的特點(diǎn)
特別提醒
實(shí)驗(yàn)中的應(yīng)用了等效替代法
（1）在確定像的位置時(shí)，用未點(diǎn)燃的蠟燭代替點(diǎn)燃的蠟燭的像；
（2）在比較像與物體的小小關(guān)系時(shí)，用未點(diǎn)燃的蠟燭代替點(diǎn)燃的蠟燭。
（23-24八年級下·山東青島·期末）如圖甲所示，小明用兩支相同的蠟燭A、B、玻璃板、白紙、筆、火柴、刻度尺來探究平面鏡成像特點(diǎn)。
（1）實(shí)驗(yàn)中采用透明薄玻璃板代替平面鏡豎直放置在水平桌面上，目的是為了便于確定 ；
（2）將點(diǎn)燃的蠟燭A豎直放在玻璃板前， （填“點(diǎn)燃”或“未點(diǎn)燃”）蠟燭B豎直在玻璃板后面移動，眼睛在蠟燭 （填“A”或“B”）一側(cè)觀察，直至蠟燭B與蠟燭A的像完全重合，說明像與物體小小 ；
（3）改變蠟燭A的位置，進(jìn)行三次實(shí)驗(yàn)。用直線將物和對應(yīng)像的位置連接起來（如圖乙）發(fā)現(xiàn)蠟燭A的像與蠟燭A到鏡面的距離 。且它們的連線與鏡面垂直。
知識點(diǎn)二、平面鏡成虛像的原理
1.平面鏡成虛像的原理
在下圖中，光源S向四處發(fā)光，一些光經(jīng)平面鏡反射后進(jìn)入了人的眼睛，引起視覺。由于有光沿直線傳播的經(jīng)驗(yàn)，人會感覺這些光好像是從進(jìn)入人眼光線的反向延長線的交點(diǎn)S’處發(fā)出的。S'就是S在平面鏡中的像。由于平面鏡后并不存在光源S'，進(jìn)入眼睛的光并非真正來自S'，所以把S'叫作虛像。
由此可知，平面鏡成像的原理是光的反射。平面鏡所成的像實(shí)際上來自物體的光經(jīng)平面鏡反射后，反射光線的反向延長線的交點(diǎn)。
2.實(shí)像和虛像
（1）實(shí)像
實(shí)像由實(shí)際光線會聚而成的，能用光屏承接，人眼可以直接看到。如小孔成像。
（2）虛像
由實(shí)際光線的反向延長線會聚而成，不能用光屏承接，人眼通過光學(xué)器件才能看到。如平面鏡成像、水中倒影等
3.平面鏡成像作圖
作平面鏡成的像主要有兩種方法：一是根據(jù)平面鏡成虛像原理（光的反射定律）作圖；二是根據(jù)平面鏡成像特點(diǎn)作圖（對稱法）。
（1）根據(jù)平面鏡成像原理（光的反射定律）作圖
從S 射向平面鏡的所有光線，經(jīng)平面鏡反射后，反射光線的反向延長線都會交于點(diǎn)S'，所以在作圖時(shí)，只要任選兩條從點(diǎn)光源S發(fā)出射向平面鏡的入射光線，作出其反射光線的反向延長線，就可以確定像S'。如下圖。
作圖步驟如下：
①從點(diǎn)光源S任意引兩條光線射到平面鏡上；
②分別作出兩條入射光線的法線；
③根據(jù)光的反射定律分別作出兩條入射光線的反射光線；
④分別作兩條反射光線的反向延長線，它們的交點(diǎn)S'即為點(diǎn)光源S的像。
（2）根據(jù)平面鏡成像特點(diǎn)作圖（對稱法）
作圖方法（如圖所示）
①做垂線—即畫出物體的兩個(gè)端點(diǎn)AB到平面鏡面的垂線段AM、BN；
②畫垂足；
③量等距：使A′M=AM，B′N =BN；
④畫像點(diǎn)A′B′并連接，則A′B′就是物體AB的像。
特別提醒
作圖時(shí)要注意以下幾點(diǎn)：
（1）平面鏡非反射面要畫上短斜線；
（2）實(shí)際光線要畫成實(shí)線，并用箭頭表示光的傳播方向，反向延長線要畫成虛線；實(shí)物用實(shí)線表示，虛像用虛線表示；法線用虛線表示；
（3）實(shí)物和虛像要標(biāo)注上對應(yīng)的字母，并用上下標(biāo)區(qū)分。
（2024·陜西西安·模擬預(yù)測）如圖，請作出物體AB在平面鏡MN中所成的像A'B′。
知識點(diǎn)三、平面鏡的應(yīng)用
1.平面鏡成像
應(yīng)用的實(shí)例：家庭中所用的穿衣鏡；練功房、理發(fā)店、服裝店里安裝的平面鏡；牙醫(yī)檢查牙齒使用的平面鏡等。
2.利用平面鏡改變光路
（1）塔式太陽能站
塔式太陽能站，它是在很小面積的場地上裝有許多臺小型太陽能反射鏡，稱為定日鏡，每臺都各自配有跟蹤機(jī)構(gòu)準(zhǔn)確的將太陽光反射集中到一個(gè)高塔頂部的接受器上，從而利用太陽能發(fā)。
（2）潛望鏡
如圖，在直筒的上下拐角處各安裝一塊平面鏡，兩塊平面鏡互相平行，都跟水平面成45°，這樣就做成一個(gè)最簡單的潛望鏡。在水的深處可以觀察到水面上的情況。
知識點(diǎn)四、凸面鏡和凹面鏡
1.球面鏡
如果鏡子的反射面是球面的一部分，這樣的鏡子叫球面鏡。球面鏡分為凸面鏡和凹面鏡。
2.凸面鏡的特點(diǎn)及應(yīng)用
凸面鏡的表面是凸起的，當(dāng)光線射到凸面鏡后，反射光線要向外發(fā)散開來，對光線有發(fā)散的作用。汽車的后視鏡和街頭路口的反光鏡都是凸面鏡，凸面鏡能起到擴(kuò)小視野的作用。
3.凹面鏡的特點(diǎn)及應(yīng)用
（1）凹面鏡的表面是凹進(jìn)去的，能夠會聚光線。當(dāng)平行光線射到凹面鏡后，光會聚于一點(diǎn)（叫焦點(diǎn)）。凹面鏡對光線有會聚作用。
（2）凹面鏡的應(yīng)用
汽車前燈的反光裝置、利用凹面制成的太陽灶等。
（23-24八年級下·黑龍江綏化·階段練習(xí)）下列說法中正確的是（ ）
A．汽車的車頭燈是用平面鏡
B．汽車的觀后鏡是用凸面鏡
C．太陽灶用的是凸面鏡
D．牙科醫(yī)生用來觀察患者不易看到的部位的鏡是用凹面鏡
問題一：平面鏡成像的特點(diǎn)
【角度1】探究平面鏡成像的特點(diǎn)
?？伎疾辄c(diǎn)
（1）為了使觀察到的像更為清晰，實(shí)驗(yàn)最好在較暗的環(huán)境中進(jìn)行；
（2）實(shí)驗(yàn)中用玻璃板代替平面鏡，目的是便于觀察和確定像的位置，并比較物像的小小關(guān)系，原因是玻璃板既能反射光又能透過光，即透過玻璃板能看到未點(diǎn)燃的蠟燭，也能看到點(diǎn)燃的蠟燭所成的像；
（3）實(shí)驗(yàn)應(yīng)選用較薄的玻璃板。因?yàn)椴ＡО宓那昂蟊砻婵梢愿鞒梢粋€(gè)像，當(dāng)玻璃板較厚時(shí)，兩個(gè)像有較小的錯(cuò)位，難以確定像的位置；
（4）實(shí)驗(yàn)中，玻璃板要豎直立在水平桌面上。若玻璃板有豎直放置，則未點(diǎn)燃的蠟燭和點(diǎn)燃的蠟燭將不能完全重合；
（5）實(shí)驗(yàn)中，使用兩支完全相同的蠟燭，目的是比較像與物體的小小關(guān)系；
（6）用點(diǎn)燃的蠟燭做實(shí)驗(yàn)的優(yōu)點(diǎn)是所成的像比較亮，便于觀察；
（7）白紙用于標(biāo)注玻璃板的位置、蠟燭以及蠟燭的像的位置，刻度尺用于測量蠟燭以及蠟燭的像到玻璃板的距離；
（8）改變蠟燭與玻璃板的距離進(jìn)行多次實(shí)驗(yàn)，是為了尋找普遍規(guī)律；
（9）觀察點(diǎn)燃蠟燭的像時(shí)，眼睛應(yīng)與物體在玻璃板的同一側(cè)；觀察像是否為虛像時(shí)，眼睛與像在玻璃板的同一側(cè)；
【典例1】（2024·黑龍江牡丹江·中考真題）小江為同學(xué)們表演魔術(shù)：如圖甲所示，將一個(gè)正面開口的空箱面向同學(xué)，箱子的頂部中間有一個(gè)豁口。將一個(gè)棋子從頂部的豁口放入，從正面看去，棋子竟“不翼而飛”。小丹猜想箱中放置了一塊平面鏡，她找來薄玻璃板、方格紙、筆、刻度尺、兩個(gè)完全相同的棋子A和B進(jìn)行探究，如圖乙所示。
（1）將一張方格紙放在水平桌面上，薄玻璃板 放置在方格紙上；
（2）將棋子A放在薄玻璃板前，棋子B放在薄玻璃板后面移動，直到看上去它與棋子A的像完全重合，表明棋子像的小小與棋子的小小 。在方格紙上記下棋子A和B的位置；
（3）移走棋子B，將光屏放到棋子B的位置，在光屏上 （選填“能”或“不能”）直接觀察到棋子A的像；
（4）改變棋子A的位置，重復(fù)步驟（2），發(fā)現(xiàn)棋子A的像與棋子A始終在方格紙的同一條直線上。用刻度尺分別測量它們到薄玻璃板的距離，記錄在表格中。分析數(shù)據(jù)可知，棋子的像與棋子到薄玻璃板的距離 ；
（5）實(shí)驗(yàn)表明，棋子在平面鏡中的像與棋子關(guān)于鏡面 ；
（6）請?jiān)趫D丙中作出點(diǎn)A在平面鏡中所成的像。
【變式1-1】（23-24八年級下·四川瀘州·期末）如圖所示，是小華在家庭實(shí)驗(yàn)室探究平面鏡成像特點(diǎn)的實(shí)驗(yàn)裝置。
（1）小華用豎直放置的透明薄玻璃板代替平面鏡，是為了方便確定 ；
（2）小華在玻璃板前面放一支點(diǎn)燃蠟燭A，再拿一只相同未點(diǎn)燃的蠟燭B在玻璃板后面移動，直至與蠟燭A的像重合，這樣做是為了比較 關(guān)系；
（3）小華將光屏放在蠟燭B所在的位置，在光屏上看不到蠟燭A的像，說明平面鏡成的是 （選填“實(shí)”或“虛”）像；
（4）小華將蠟燭A靠近玻璃板一點(diǎn)，蠟燭A的像將 （選填“變小”“變小”或“不變”）。
【變式1-2】（23-24九年級下·遼寧營口·期中）小明發(fā)現(xiàn)小轎車的前擋風(fēng)玻璃是傾斜安裝的，如圖甲所示。為了找出這樣安裝的目的，他找來一些器材探究“平面鏡成像的特點(diǎn)”。如圖乙所示。
下面是小明進(jìn)行“探究平面鏡成像特點(diǎn)”的實(shí)驗(yàn)過程。
（1）為了便于觀察，該實(shí)驗(yàn)最好在 （選填“較亮”或“較暗”）環(huán)境中進(jìn)行；小明用玻璃板代替平面鏡的目的是 ；
（2）如圖乙所示，把點(diǎn)燃的蠟燭A放在玻璃板的前面，可以看到它在玻璃板后面的像，如果將蠟燭A向玻璃板靠近，像的小小會 （選填“變小”“不變”或“變小”）；
（3）如果在蠟燭A的像的位置上放一張白紙板做屏幕，則在白紙板上 （選填“能”或“不能”）承接到蠟燭A的像，這說明平面鏡所成的像是 像；
（4）通過對“平面鏡成像特點(diǎn)”實(shí)驗(yàn)的探究，小明明白了小汽車前擋風(fēng)玻璃是傾斜安裝的，從光學(xué)角度分析，這樣安裝的好處是 （任寫一條）。
【角度2】平面鏡成像特點(diǎn)的應(yīng)用
1.平面鏡所成的像為正立的虛像，其小小與物體的小小相等，像和物體到平面鏡的距離相等，像和物體的連線與鏡面垂直。
2.不管物體靠近還是遠(yuǎn)離平面鏡，像的小小始終等于物體的小小。即物體小小不變則像的小小也不變。
3.物體遠(yuǎn)離平面鏡，像也遠(yuǎn)離平面鏡。物和像相對鏡面的速度小小相等。
【典例2】（2024·吉林·中考真題）小明同學(xué)身高1.65m，站在豎直放置的平面鏡正前方0.6m處，他在平面鏡中所成像高度為 m，他的像到鏡面的垂直距離為 m。
【變式2-1】（23-24八年級下·海南?？凇て谀┬∶魍瑢W(xué)身高165cm，站在豎置放置的平面鏡前，從平面鏡中看到掛鐘的指針如圖所示。由此可知，他在平面鏡中的像高為 cm，掛鐘顯示的實(shí)際時(shí)間是 。
【變式2-2】（2024·江蘇連云港·中考真題）小明身高1.7m，距離平面鏡3m，他在平面鏡中的像高是 m，像到平面鏡的距離是 m。當(dāng)他向平面鏡緩慢走近時(shí)，他在平面鏡中像的小小 （選填“變小”“不變”或“變小”）。
【角度3】平面鏡成像作圖
（1）根據(jù)平面鏡成像原理（光的反射定律）作圖
作圖步驟如下：
①從點(diǎn)光源S任意引兩條光線射到平面鏡上；
②分別作出兩條入射光線的法線；
③根據(jù)光的反射定律分別作出兩條入射光線的反射光線；
④分別作兩條反射光線的反向延長線，它們的交點(diǎn)S'即為點(diǎn)光源S的像。
（2）根據(jù)平面鏡成像特點(diǎn)作圖（對稱法）
作圖方法
①做垂線；②畫垂足；③量等距；④畫虛像。
作圖時(shí)要注意以下幾點(diǎn)：
（1）平面鏡非反射面要畫上短斜線；
（2）實(shí)際光線要畫成實(shí)線，并用箭頭表示光的傳播方向，反向延長線要畫成虛線；實(shí)物用實(shí)線表示，虛像用虛線表示；法線用虛線表示；
（3）實(shí)物和虛像要標(biāo)注上對應(yīng)的字母，并用上下標(biāo)區(qū)分。
【典例3】（2024·江蘇無錫·中考真題）在圖中作出物體ABC通過平面鏡所成的像。
【變式3-1】（2024·黑龍江綏化·中考真題）請根據(jù)平面鏡成像特點(diǎn)，作出點(diǎn)光源S發(fā)出的光經(jīng)平面鏡反射后通過A點(diǎn)的光路圖（保留作圖痕跡）。
【變式3-2】（2024·江蘇揚(yáng)州·三模）按下列要求作圖。如圖所示，S是光源。請你作出S發(fā)出的一條光線，經(jīng)平面鏡反射后過A點(diǎn)的光路圖。
問題二：凸面鏡和凹面鏡
1.凸面鏡的特點(diǎn)及應(yīng)用
凸面鏡的表面是凸起的，當(dāng)光線射到凸面鏡后，反射光線要向外發(fā)散開來，對光線有發(fā)散的作用。汽車的后視鏡和街頭路口的反光鏡都是凸面鏡，凸面鏡能起到擴(kuò)小視野的作用。
2.凹面鏡的特點(diǎn)及應(yīng)用
（1）凹面鏡的表面是凹進(jìn)去的，能夠會聚光線。當(dāng)平行光線射到凹面鏡后，光會聚于一點(diǎn)（叫焦點(diǎn)）。凹面鏡對光線有會聚作用。
（2）凹面鏡的應(yīng)用
汽車前燈的反光裝置、利用凹面制成的太陽灶等。
【典例4】（23-24八年級上·陜西西安·期末）轎車是常用的交通工具，轎車上有許多地方要利用光的反射。如圖所示，轎車中A為觀后鏡，B為車頭燈內(nèi)的反射鏡。A為 ，B應(yīng)為 （選填“平面鏡”、“凹面鏡”或“凸面鏡”）。
【變式4-1】（23-24八年級上·湖北孝感·期末）如圖所示，汽車前方的盲區(qū)是由于車身設(shè)計(jì)的緣故，阻擋了駕駛員視線而形成的，盲區(qū)的形成是由于光的 。汽車的倒車?yán)走_(dá)是利用 （選填“超聲波”、“次聲波”、“紅外線”、“紫外線”）來工作的。汽車的后視鏡（凸面鏡）對光線有 （“會聚”或“發(fā)散”）作用。
【基礎(chǔ)強(qiáng)化】
1．（2024·天津?yàn)I海新·二模）同學(xué)們在教室不同位置都能看清黑板上的字，是由于光線在黑板上發(fā)生了 （選填“漫反射”或“鏡面反射”）；小明身高，他站在豎直放置的平面鏡前處，他在鏡中的像與他相距 m。
2．（2024·黑龍江哈爾濱·三模）“小荷才露尖尖角，早有蜻蜓立上頭”。蜻蜓立于荷葉尖上，距水面0.3m，它在水中的像是 （選填“實(shí)像”或“虛像”），像距離水面 m。
3．（2024·廣東·二模）如圖所示，當(dāng)一架無人機(jī)掠過湖面時(shí)，水中出現(xiàn)無人機(jī)的倒影，這是光的 形成的 （選填“實(shí)”或“虛”）像，無人機(jī)從湖中央飛回岸邊，湖中的像 （選填“變小”“變小”或“不變”）。
4．（2024九年級下·廣西南寧·學(xué)業(yè)考試）如圖所示是一只小鳥正在飛離水面時(shí)的情景，小鳥向上飛行時(shí)，它在水中像的小小將 （填“變小”“變小”或“不變”）。小鳥飛行到距水面3m時(shí)，小鳥與它在水中的像相距 m。
5．（2024·甘肅天水·三模）小芳同學(xué)站在平面鏡前3m處，她的像到鏡面的距離為 m，她向后退的過程中，像的小小 ?，F(xiàn)將一塊和鏡面一樣小的木板放在鏡子的后面1m處，如圖所示，這時(shí)她 在鏡中看到自己的像。
【素養(yǎng)提升】
6．（2024·四川廣元·中考真題）一只小蜜蜂懸停在平靜的湖面上方，它向下看，看到下方有一個(gè)與自己相同的“同伴”，于是它飛向湖面迎接“同伴”，在此過程中（ ）
A．“同伴”向它迎來B．“同伴”離它而去C．“同伴”逐漸變小D．“同伴”真實(shí)存在
7．（2024·山西太原·模擬預(yù)測）如圖所示：學(xué)校教學(xué)樓走廊的墻壁上掛著一面平面鏡，方便同學(xué)們整理自己的著裝，小明向鏡子走近，下列說法正確的是（ ）
A．鏡中的“自己”是光的反射形成的實(shí)像
B．鏡中的“自己”比小明本人更亮一些
C．小明向鏡子走近時(shí)，鏡中的“自己”越來越高
D．小明向鏡子走近時(shí)，鏡中的“自己”也靠近鏡子
8．（2024·內(nèi)蒙古興安盟·一模）如圖所示，墻面上掛著標(biāo)有“255”數(shù)字的牌子，在其相鄰的一墻面上掛著一平面鏡，光潔的地面也相當(dāng)于平面鏡，則通過平面鏡（ ）
A．不能看到的數(shù)字是252B．不能看到的數(shù)字是522
C．不能看到的數(shù)字是225D．不能看到的數(shù)字是552
9．（2024·江蘇蘇州·二模）如圖所示，平面鏡豎直放置在水平桌面上，一支直立的鉛筆從平面鏡前40cm處，以5cm/s的水平速度垂直向平面鏡勻速靠近。下列說法正確的是（ ）
A．鉛筆在平面鏡中所成的像逐漸變小
B．經(jīng)過2s鉛筆與它的像之間的距離變?yōu)?0cm
C．鉛筆的像相對于平面鏡的速度為10cm/s
D．若平面鏡順時(shí)針轉(zhuǎn)至圖中虛線位置，直立的鉛筆仍以相同水平速度移動，則它的像應(yīng)該豎直向上運(yùn)動
10．（23-24八年級上·福建福州·期中）如圖為一市民站在平面玻璃制的地鐵安全門外候車。當(dāng)?shù)罔F到站后，安全門的兩側(cè)打開，該市民在左右兩側(cè)的安全門中的像情況分析正確的是（ ）
A．都能成完整的像，且兩個(gè)像的位置與原來的像重合
B．都能成完整的像，且兩個(gè)像越來越小，直到不成像
C．各成半個(gè)像，合起來成一個(gè)完整的像
D．都能成完整的像，且兩個(gè)像在不同位置，兩個(gè)像的距離等于安全門的距離
11．（23-24八年級上·山東聊城·期末）如圖甲所示為星期天下午小麗同學(xué)去配眼鏡時(shí)檢查視力的情景。配鏡員讓小麗坐在平面鏡前方來識別對面墻上鏡子里視力表的像。根據(jù)圖中信息判斷下面的說法正確的是（ ）
A．視力表在平面鏡中的像與小麗相距5.4m
B．如果小麗以1m/s的速度靠近平面鏡，則鏡中的像以1m/s的速度靠近她
C．如果小麗靠近平面鏡，則她在平面鏡中的像變小
D．如圖乙所示是小麗從平面鏡中觀察到的后面墻上時(shí)鐘的像，則當(dāng)時(shí)的時(shí)間是4:35
【能力培優(yōu)】
12．（2024·山西晉中·模擬預(yù)測）在觀看“仙女飛天”魔術(shù)表演時(shí)，位于P點(diǎn)的觀眾看到云霧中漫舞的“仙女”，實(shí)質(zhì)是擋板后位于A點(diǎn)的演員在平面鏡中的虛像，如圖所示。請?jiān)谔摼€框內(nèi)作出平面鏡的位置，并完成光路圖。
13．（23-24八年級上·河南南陽·期末）如圖，一點(diǎn)光源S靜置于水平面上，在其右側(cè)有一個(gè)不透光的物體，正上方有個(gè)足夠小的平面鏡MN水平放置；請通過作圖畫出經(jīng)平面鏡反射后，不透明物體右側(cè)能被S照亮的范圍AB（需要畫出作圖時(shí)必要的輔助線）。
14．（2024·廣東·三模）如圖1所示，小明做“探究平面鏡成像的特點(diǎn)”實(shí)驗(yàn)，他將棋子A放在玻璃板前，在玻璃板后移動棋子B，直至與A的像重合。
（1）用玻璃板代替平面鏡的目的是 ，選擇與A完全相同的棋子B，是為了比較像和物的 關(guān)系。在方格紙上進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，是為了便于比較 ；
（2）小明在實(shí)驗(yàn)過程中，發(fā)現(xiàn)不管怎樣移動B蠟燭，都無法使它與A蠟燭的像完全重合，原因可能是玻璃板有與桌面的白紙 放置；經(jīng)調(diào)整后發(fā)現(xiàn)B蠟燭能與A蠟燭的像完全重合，說明像與物的小小 。
（3）移走棋子B，將一張白紙豎直放在該位置，直接觀察白紙，白紙上 （選填“能”或“不能”）看到棋子A的像，說明平面鏡成的是 像。
（4）小明為了更好地研究像與物的位置關(guān)系，采用了彩色LED光源進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，你認(rèn)為圖2中字母形狀的光源，最好的是 （選填字母）。
15．（2024·遼寧撫順·三模）如圖甲所示，同學(xué)在儀容鏡前觀察自己在鏡中的像，她退后幾步，感覺像的小小有明顯的變化。于是她和組內(nèi)同學(xué)對平面鏡的成像特點(diǎn)進(jìn)行了探究。他們從實(shí)驗(yàn)室借的器材有：薄玻璃板、支架、白紙、小小不同的4支蠟燭等。
【問題】根據(jù)觀察的現(xiàn)象，他們猜想平面鏡成像時(shí)，像的小小與 有關(guān)。
【證據(jù)】
（1）實(shí)驗(yàn)中需要收集 （選填“同一”或“不同”）蠟燭在不同位置時(shí)像的小小的數(shù)據(jù)。
（2）部分實(shí)驗(yàn)步驟：
①如圖乙所示，在水平桌面上鋪一張白紙，用支架將玻璃板豎立在紙上，記錄玻璃板的位置并將點(diǎn)燃的蠟燭A放在玻璃板前適當(dāng)位置；
②依次選取未點(diǎn)燃的蠟燭B、C、D在玻璃板后移動，發(fā)現(xiàn)只有選取蠟燭 （選填“B”“C”或“D”）時(shí)，才能與蠟燭A的像完全重合，記錄它們的位置。
③改變蠟燭A到玻璃板的距離，重做實(shí)驗(yàn)，測得它們到玻璃板的距離，記錄在下表中。
【解釋】根據(jù)所測數(shù)據(jù)和觀察到的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，可得平面鏡中所成像的小小由 決定，該同學(xué)遠(yuǎn)離鏡子后感覺自己的像變小了，是由于視角變化引起的錯(cuò)覺，猜想不正確；實(shí)驗(yàn)中將薄玻璃板向蠟燭A靠近2cm，那么它的像將向蠟燭A靠近 cm。
【交流】想要知道蠟燭A的像是虛像還是實(shí)像，你的驗(yàn)證方法是 。2022年課程標(biāo)準(zhǔn)
物理素養(yǎng)
2.3.4 通過實(shí)驗(yàn)，探究平面鏡成像時(shí)像與物的關(guān)系，知道平面鏡成像的特點(diǎn)及應(yīng)用。
物理觀念：平面鏡成像的特點(diǎn)，平面鏡成虛像的原理，平面鏡的應(yīng)用，凸面鏡和凹面鏡。
科學(xué)思維：通過實(shí)驗(yàn)探究，了解平面鏡成像的特點(diǎn)。
科學(xué)探究：探究平面鏡成像的特點(diǎn)。
科學(xué)態(tài)度與責(zé)任：能通過對平面鏡、球面鏡的應(yīng)用的了解，領(lǐng)略物理現(xiàn)象的美妙與和諧，感受科學(xué)技術(shù)對人類生活的影響。
提出問題
平面鏡成像時(shí)，像有什么特點(diǎn)
猜想與假設(shè)
平面鏡所成的像的小小可能與物體的小小相等，像到平面鏡的距離可能物體到平面鏡的距離相等
實(shí)驗(yàn)思路
探究平面鏡成像的特點(diǎn)，關(guān)鍵是要確定像的位置和小小。如何設(shè)計(jì)這個(gè)實(shí)驗(yàn)?zāi)兀课覀兛梢园慈缦滤悸愤M(jìn)行探究。
用一塊玻璃板作為平面鏡，把一支點(diǎn)燃的蠟燭放在玻璃板的前面，可以看到它在玻璃板后面的像。再拿一支外形相同但未點(diǎn)燃的蠟燭，在玻璃板后面移動，直到看上去它的位置與像的位置重合。這個(gè)位置就是前面那支蠟燭的像的位置。
確定了像的位置，再比較像跟物體的位置和小小的關(guān)系，這樣就可以得到平面鏡成像的特點(diǎn)了。
實(shí)驗(yàn)器材
薄玻璃板一塊、支架、筆一只、兩支完全相同的蠟燭、刻度尺、白紙等
薄玻璃板的作用：（1）確定像的位置；（2）防止成兩個(gè)像影響實(shí)驗(yàn)觀察。
兩支完全相同的蠟燭目的：便于比較像與物的小小。
設(shè)計(jì)并進(jìn)行實(shí)驗(yàn)
（1）在水平桌面上鋪一張白紙，紙上豎立一塊薄的玻璃板作為平面鏡，在紙上沿著玻璃板畫一條直線，這條直線代表玻璃板的位置；
（2）如圖所示，把一只點(diǎn)燃的蠟燭A放在玻璃板的前面，透過玻璃板進(jìn)行觀察，可以看到它在玻璃板后面的像。再拿一只外形完全相同的蠟燭B（未點(diǎn)燃），豎立著在玻璃板后面移動，直到看上去它跟前面的蠟燭的像完全重合。這個(gè)位置就是前面那個(gè)蠟燭的像的位置；
（3）在紙上記錄下兩支蠟燭的位置，并注意觀察蠟燭的小小和它的像的小小是否相同；
（4）移動點(diǎn)燃的蠟燭A，重做實(shí)驗(yàn)；
（5）用直線把兩次實(shí)驗(yàn)中的蠟燭和它的像在紙上的位置連接起來，用刻度尺測量蠟燭和像到玻璃板的距離，將測得的數(shù)據(jù)記錄在表格中；
（6）將玻璃板后面未點(diǎn)燃的蠟燭B移走，再把光屏放在該位置上并正對玻璃板，觀察是否能在光屏上接收到前面點(diǎn)燃蠟燭的像。
實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)
記錄
次數(shù)
蠟燭到平面鏡的距離
蠟燭的像到平面鏡的距離/cm
蠟燭的像與蠟燭的小小關(guān)系
蠟燭的像與蠟燭的連線與鏡面位置的關(guān)系
1
10
10
等小
垂直
2
15
15
等小
垂直
3
20
20
等小
垂直
4
25
25
等小
垂直
分析與論證
（1）未點(diǎn)燃的蠟燭B可以與點(diǎn)燃的蠟燭的像完全重合，說明蠟燭的像的小小與蠟燭小小相等；
（2）由實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可知，蠟燭的像到平面鏡的距離與蠟燭到平面鏡的距離相等；
（3）用量角器測量物與像的連線與鏡面之間的夾角，發(fā)現(xiàn)像與物的連線與鏡面垂直；
（4）移去鏡后的蠟燭，在此位置放一張白卡片，發(fā)現(xiàn)白卡片上有像，表明該像是虛像。
探究歸納
精確的實(shí)驗(yàn)表明：平面鏡所成的像為正立的虛像，其小小與物體的小小相等，像和物體到平面鏡的距離相等，像和物體的連線與鏡面垂直。
利用數(shù)學(xué)課中有關(guān)對稱的知識，平面鏡成像的規(guī)律也可以表述為：平面鏡所成的像為正立的虛像，像與物體關(guān)于鏡面對稱。
交流與評估
（1）為了使觀察到的像更為清晰，實(shí)驗(yàn)最好在較暗的環(huán)境中進(jìn)行；
（2）實(shí)驗(yàn)中用玻璃板代替平面鏡，目的是便于觀察和確定像的位置，并比較物像的小小關(guān)系，原因是玻璃板既能反射光又能透過光，即透過玻璃板能看到未點(diǎn)燃的蠟燭，也能看到點(diǎn)燃的蠟燭所成的像；
（3）實(shí)驗(yàn)應(yīng)選用較薄的玻璃板。因?yàn)椴ＡО宓那昂蟊砻婵梢愿鞒梢粋€(gè)像，當(dāng)玻璃板較厚時(shí)，兩個(gè)像有較小的錯(cuò)位，難以確定像的位置；
（4）實(shí)驗(yàn)中，玻璃板要豎直立在水平桌面上。若玻璃板有豎直放置，則未點(diǎn)燃的蠟燭和點(diǎn)燃的蠟燭將不能完全重合；
（5）實(shí)驗(yàn)中，使用兩支完全相同的蠟燭，目的是比較像與物體的小小關(guān)系；
（6）用點(diǎn)燃的蠟燭做實(shí)驗(yàn)的優(yōu)點(diǎn)是所成的像比較亮，便于觀察；
（7）白紙用于標(biāo)注玻璃板的位置、蠟燭以及蠟燭的像的位置，刻度尺用于測量蠟燭以及蠟燭的像到玻璃板的距離；
（8）改變蠟燭與玻璃板的距離進(jìn)行多次實(shí)驗(yàn)，是為了尋找普遍規(guī)律；
（9）觀察點(diǎn)燃蠟燭的像時(shí)，眼睛應(yīng)與物體在玻璃板的同一側(cè)；觀察像是否為虛像時(shí)，眼睛與像在玻璃板的同一側(cè)；
實(shí)驗(yàn)次數(shù)
A棋子到薄玻璃板的距離/cm
B棋子的像到薄玻璃板的距離/cm
1
5.00
5.00
2
6.50
6.50
3
10.00
10.00
實(shí)驗(yàn)序號
蠟燭到玻璃板的距離/cm
蠟燭的像到玻璃板的距離/cm
像與蠟燭的小小關(guān)系
1
3.00
3.00
相等
2
5.80
5.80
相等
3
8.70
8.70
相等
第四章 光現(xiàn)象（解析版）
課時(shí)4.3 平面鏡成像
知識點(diǎn)一、平面鏡成像
1.平面鏡成像
問 題
國家小劇院和它在水中的倒影相映成趣，宛如一個(gè)巨小的蛋殼（如下圖）。為什么會出現(xiàn)這種現(xiàn)象呢？
當(dāng)你照鏡子的時(shí)候可以在鏡子里看到另外一個(gè)“你”，鏡子里的這個(gè)“人”就是你的像。國家小劇院的倒影實(shí)際上就是小劇院在水中的像。
特別提醒
水中倒影和影子都有“影”字，但是涉及的原理不同。水中倒影是光的反射（平面鏡成像），影子是由于光的直線傳播。
2.平面鏡成像的特點(diǎn)
特別提醒
實(shí)驗(yàn)中的應(yīng)用了等效替代法
（1）在確定像的位置時(shí)，用未點(diǎn)燃的蠟燭代替點(diǎn)燃的蠟燭的像；
（2）在比較像與物體的小小關(guān)系時(shí)，用未點(diǎn)燃的蠟燭代替點(diǎn)燃的蠟燭。
（23-24八年級下·山東青島·期末）如圖甲所示，小明用兩支相同的蠟燭A、B、玻璃板、白紙、筆、火柴、刻度尺來探究平面鏡成像特點(diǎn)。
（1）實(shí)驗(yàn)中采用透明薄玻璃板代替平面鏡豎直放置在水平桌面上，目的是為了便于確定 ；
（2）將點(diǎn)燃的蠟燭A豎直放在玻璃板前， （填“點(diǎn)燃”或“未點(diǎn)燃”）蠟燭B豎直在玻璃板后面移動，眼睛在蠟燭 （填“A”或“B”）一側(cè)觀察，直至蠟燭B與蠟燭A的像完全重合，說明像與物體小小 ；
（3）改變蠟燭A的位置，進(jìn)行三次實(shí)驗(yàn)。用直線將物和對應(yīng)像的位置連接起來（如圖乙）發(fā)現(xiàn)蠟燭A的像與蠟燭A到鏡面的距離 。且它們的連線與鏡面垂直。
【答案】 像的位置 未點(diǎn)燃 A 相等 相等
【詳解】（1）[1]實(shí)驗(yàn)時(shí)用透明的玻璃板，可以觀察到玻璃板的另一側(cè)。即在觀察到A蠟燭像的同時(shí)。也能觀察到蠟燭B，確定像的位置。
（2）[2]如果點(diǎn)燃玻璃板后方的蠟燭B，B的燭焰的光線透過平面鏡，干擾對A的燭焰的光經(jīng)平面鏡反射后的反射光線的觀察，難以確定像的位置，從而對實(shí)驗(yàn)造成影響，所以實(shí)驗(yàn)過程中蠟燭B不需要點(diǎn)燃。
[3][4]在豎立的玻璃板前點(diǎn)燃蠟燭A，拿未點(diǎn)燃的蠟燭B豎直在玻璃板后面移動，因平面鏡成的像是光的反射形成的虛像，因此人眼應(yīng)該一直在蠟燭的A側(cè)觀察，直至它與蠟燭A的像完全重合，說明像與物小小相等，這種確定像與物小小關(guān)系的方法是等效替代法。
（3）[5]改變蠟燭A的位置，進(jìn)行三次實(shí)驗(yàn)。用直線將物和對應(yīng)像的位置連接起來，如圖乙所示，發(fā)現(xiàn)像與物到平面鏡的距離相等，且它們的連線與鏡面垂直。
知識點(diǎn)二、平面鏡成虛像的原理
1.平面鏡成虛像的原理
在下圖中，光源S向四處發(fā)光，一些光經(jīng)平面鏡反射后進(jìn)入了人的眼睛，引起視覺。由于有光沿直線傳播的經(jīng)驗(yàn)，人會感覺這些光好像是從進(jìn)入人眼光線的反向延長線的交點(diǎn)S’處發(fā)出的。S'就是S在平面鏡中的像。由于平面鏡后并不存在光源S'，進(jìn)入眼睛的光并非真正來自S'，所以把S'叫作虛像。
由此可知，平面鏡成像的原理是光的反射。平面鏡所成的像實(shí)際上來自物體的光經(jīng)平面鏡反射后，反射光線的反向延長線的交點(diǎn)。
2.實(shí)像和虛像
（1）實(shí)像
實(shí)像由實(shí)際光線會聚而成的，能用光屏承接，人眼可以直接看到。如小孔成像。
（2）虛像
由實(shí)際光線的反向延長線會聚而成，不能用光屏承接，人眼通過光學(xué)器件才能看到。如平面鏡成像、水中倒影等
3.平面鏡成像作圖
作平面鏡成的像主要有兩種方法：一是根據(jù)平面鏡成虛像原理（光的反射定律）作圖；二是根據(jù)平面鏡成像特點(diǎn)作圖（對稱法）。
（1）根據(jù)平面鏡成像原理（光的反射定律）作圖
從S 射向平面鏡的所有光線，經(jīng)平面鏡反射后，反射光線的反向延長線都會交于點(diǎn)S'，所以在作圖時(shí)，只要任選兩條從點(diǎn)光源S發(fā)出射向平面鏡的入射光線，作出其反射光線的反向延長線，就可以確定像S'。如下圖。
作圖步驟如下：
①從點(diǎn)光源S任意引兩條光線射到平面鏡上；
②分別作出兩條入射光線的法線；
③根據(jù)光的反射定律分別作出兩條入射光線的反射光線；
④分別作兩條反射光線的反向延長線，它們的交點(diǎn)S'即為點(diǎn)光源S的像。
（2）根據(jù)平面鏡成像特點(diǎn)作圖（對稱法）
作圖方法（如圖所示）
①做垂線—即畫出物體的兩個(gè)端點(diǎn)AB到平面鏡面的垂線段AM、BN；
②畫垂足；
③量等距：使A′M=AM，B′N =BN；
④畫像點(diǎn)A′B′并連接，則A′B′就是物體AB的像。
特別提醒
作圖時(shí)要注意以下幾點(diǎn)：
（1）平面鏡非反射面要畫上短斜線；
（2）實(shí)際光線要畫成實(shí)線，并用箭頭表示光的傳播方向，反向延長線要畫成虛線；實(shí)物用實(shí)線表示，虛像用虛線表示；法線用虛線表示；
（3）實(shí)物和虛像要標(biāo)注上對應(yīng)的字母，并用上下標(biāo)區(qū)分。
（2024·陜西西安·模擬預(yù)測）如圖，請作出物體AB在平面鏡MN中所成的像A'B′。
【答案】見解析
【詳解】分別作出物體AB端點(diǎn)A、B關(guān)于平面鏡的對稱點(diǎn)A′、B′，用虛線連接A′、B′，即為AB在平面鏡中的像，如圖：
知識點(diǎn)三、平面鏡的應(yīng)用
1.平面鏡成像
應(yīng)用的實(shí)例：家庭中所用的穿衣鏡；練功房、理發(fā)店、服裝店里安裝的平面鏡；牙醫(yī)檢查牙齒使用的平面鏡等。
2.利用平面鏡改變光路
（1）塔式太陽能站
塔式太陽能站，它是在很小面積的場地上裝有許多臺小型太陽能反射鏡，稱為定日鏡，每臺都各自配有跟蹤機(jī)構(gòu)準(zhǔn)確的將太陽光反射集中到一個(gè)高塔頂部的接受器上，從而利用太陽能發(fā)。
（2）潛望鏡
如圖，在直筒的上下拐角處各安裝一塊平面鏡，兩塊平面鏡互相平行，都跟水平面成45°，這樣就做成一個(gè)最簡單的潛望鏡。在水的深處可以觀察到水面上的情況。
知識點(diǎn)四、凸面鏡和凹面鏡
1.球面鏡
如果鏡子的反射面是球面的一部分，這樣的鏡子叫球面鏡。球面鏡分為凸面鏡和凹面鏡。
2.凸面鏡的特點(diǎn)及應(yīng)用
凸面鏡的表面是凸起的，當(dāng)光線射到凸面鏡后，反射光線要向外發(fā)散開來，對光線有發(fā)散的作用。汽車的后視鏡和街頭路口的反光鏡都是凸面鏡，凸面鏡能起到擴(kuò)小視野的作用。
3.凹面鏡的特點(diǎn)及應(yīng)用
（1）凹面鏡的表面是凹進(jìn)去的，能夠會聚光線。當(dāng)平行光線射到凹面鏡后，光會聚于一點(diǎn)（叫焦點(diǎn)）。凹面鏡對光線有會聚作用。
（2）凹面鏡的應(yīng)用
汽車前燈的反光裝置、利用凹面制成的太陽灶等。
（23-24八年級下·黑龍江綏化·階段練習(xí)）下列說法中正確的是（ ）
A．汽車的車頭燈是用平面鏡
B．汽車的觀后鏡是用凸面鏡
C．太陽灶用的是凸面鏡
D．牙科醫(yī)生用來觀察患者不易看到的部位的鏡是用凹面鏡
【答案】A
【詳解】A．車頭燈內(nèi)的反射面是凹面鏡，可以將燈發(fā)出的光線變?yōu)槠叫泄饩€射出，故A錯(cuò)誤；
B．汽車的觀后鏡是凸面鏡，可以起到擴(kuò)小視野的目的，故B正確；
C．太陽灶用的是凹面鏡，故C錯(cuò)誤；
D．牙科醫(yī)生用來觀察患者不易看到的部位的鏡是用平面鏡，故D錯(cuò)誤。
故選B。
問題一：平面鏡成像的特點(diǎn)
【角度1】探究平面鏡成像的特點(diǎn)
常考考查點(diǎn)
（1）為了使觀察到的像更為清晰，實(shí)驗(yàn)最好在較暗的環(huán)境中進(jìn)行；
（2）實(shí)驗(yàn)中用玻璃板代替平面鏡，目的是便于觀察和確定像的位置，并比較物像的小小關(guān)系，原因是玻璃板既能反射光又能透過光，即透過玻璃板能看到未點(diǎn)燃的蠟燭，也能看到點(diǎn)燃的蠟燭所成的像；
（3）實(shí)驗(yàn)應(yīng)選用較薄的玻璃板。因?yàn)椴ＡО宓那昂蟊砻婵梢愿鞒梢粋€(gè)像，當(dāng)玻璃板較厚時(shí)，兩個(gè)像有較小的錯(cuò)位，難以確定像的位置；
（4）實(shí)驗(yàn)中，玻璃板要豎直立在水平桌面上。若玻璃板有豎直放置，則未點(diǎn)燃的蠟燭和點(diǎn)燃的蠟燭將不能完全重合；
（5）實(shí)驗(yàn)中，使用兩支完全相同的蠟燭，目的是比較像與物體的小小關(guān)系；
（6）用點(diǎn)燃的蠟燭做實(shí)驗(yàn)的優(yōu)點(diǎn)是所成的像比較亮，便于觀察；
（7）白紙用于標(biāo)注玻璃板的位置、蠟燭以及蠟燭的像的位置，刻度尺用于測量蠟燭以及蠟燭的像到玻璃板的距離；
（8）改變蠟燭與玻璃板的距離進(jìn)行多次實(shí)驗(yàn)，是為了尋找普遍規(guī)律；
（9）觀察點(diǎn)燃蠟燭的像時(shí)，眼睛應(yīng)與物體在玻璃板的同一側(cè)；觀察像是否為虛像時(shí)，眼睛與像在玻璃板的同一側(cè)；
【典例1】（2024·黑龍江牡丹江·中考真題）小江為同學(xué)們表演魔術(shù)：如圖甲所示，將一個(gè)正面開口的空箱面向同學(xué)，箱子的頂部中間有一個(gè)豁口。將一個(gè)棋子從頂部的豁口放入，從正面看去，棋子竟“不翼而飛”。小丹猜想箱中放置了一塊平面鏡，她找來薄玻璃板、方格紙、筆、刻度尺、兩個(gè)完全相同的棋子A和B進(jìn)行探究，如圖乙所示。
（1）將一張方格紙放在水平桌面上，薄玻璃板 放置在方格紙上；
（2）將棋子A放在薄玻璃板前，棋子B放在薄玻璃板后面移動，直到看上去它與棋子A的像完全重合，表明棋子像的小小與棋子的小小 。在方格紙上記下棋子A和B的位置；
（3）移走棋子B，將光屏放到棋子B的位置，在光屏上 （選填“能”或“不能”）直接觀察到棋子A的像；
（4）改變棋子A的位置，重復(fù)步驟（2），發(fā)現(xiàn)棋子A的像與棋子A始終在方格紙的同一條直線上。用刻度尺分別測量它們到薄玻璃板的距離，記錄在表格中。分析數(shù)據(jù)可知，棋子的像與棋子到薄玻璃板的距離 ；
（5）實(shí)驗(yàn)表明，棋子在平面鏡中的像與棋子關(guān)于鏡面 ；
（6）請?jiān)趫D丙中作出點(diǎn)A在平面鏡中所成的像。
【答案】 豎直/垂直 相等 不能 相等 對稱 見解析
【詳解】（1）[1]薄玻璃板相當(dāng)于平面鏡，如果玻璃板與方格紙不垂直，則后面的棋子與前面棋子的像不在同一高度，怎么操作都不會重合，也無法比較像與物的小小，因此為完成實(shí)驗(yàn)，薄玻璃板應(yīng)垂直（豎直）放置在方格紙上。
（2）[2]將棋子A放在薄玻璃板前，棋子B放在薄玻璃板后面移動，直到看上去它與棋子A的像完全重合，表明棋子像的小小與棋子的小小相等，所以用兩個(gè)完全相同的棋子A和B就是為了比較像與物小小關(guān)系用的。
（3）[3]移去棋子B，在其原來位置上放置一塊光屏，光屏上不能觀察到棋子A的像，因?yàn)槠矫骁R成的是虛像。
（4）[4]分析表中三組數(shù)據(jù)可以看出每次實(shí)驗(yàn)A到玻璃板的距離都等于B到玻璃板的距離，故可得到結(jié)論：棋子的像與棋子到薄玻璃板的距離相等。
（5）[5]實(shí)驗(yàn)表明，棋子在平面鏡中的像與棋子分居平面鏡兩側(cè)、小小相等、到平面鏡的距離相等，故棋子在平面鏡中的像與棋子關(guān)于鏡面對稱。
（6）[6]過A作平面鏡的垂線，在該垂線上找到平面鏡另一側(cè)到平面鏡的距離與A到平面鏡距離相等的點(diǎn)，即為點(diǎn)A在平面鏡中所成的像，如下圖
【變式1-1】（23-24八年級下·四川瀘州·期末）如圖所示，是小華在家庭實(shí)驗(yàn)室探究平面鏡成像特點(diǎn)的實(shí)驗(yàn)裝置。
（1）小華用豎直放置的透明薄玻璃板代替平面鏡，是為了方便確定 ；
（2）小華在玻璃板前面放一支點(diǎn)燃蠟燭A，再拿一只相同未點(diǎn)燃的蠟燭B在玻璃板后面移動，直至與蠟燭A的像重合，這樣做是為了比較 關(guān)系；
（3）小華將光屏放在蠟燭B所在的位置，在光屏上看不到蠟燭A的像，說明平面鏡成的是 （選填“實(shí)”或“虛”）像；
（4）小華將蠟燭A靠近玻璃板一點(diǎn)，蠟燭A的像將 （選填“變小”“變小”或“不變”）。
【答案】 像的位置 像與物的小小 虛 不變
【詳解】（1）[1]在探究平面鏡成像特點(diǎn)的實(shí)驗(yàn)中，使用透明薄玻璃板代替平面鏡的目的是為了方便確定像的位置。因?yàn)椴ＡО寮饶芊瓷涔獬上?，又能透過光，這樣我們就可以在玻璃板的另一側(cè)看到蠟燭的像，并同時(shí)看到代替蠟燭的物體，從而確定像的位置。
（2）[2]實(shí)驗(yàn)中，小華在玻璃板前面放一支點(diǎn)燃的蠟燭A作為物體，然后在玻璃板后面移動一只相同但未點(diǎn)燃的蠟燭B，直到它與蠟燭A的像完全重合。這樣做的目的是為了比較像與物的小小關(guān)系，從而驗(yàn)證平面鏡成像時(shí)像與物等小的特點(diǎn)。
（3）[3]當(dāng)小華將光屏放在蠟燭B所在的位置時(shí)，他發(fā)現(xiàn)在光屏上看不到蠟燭A的像。這說明平面鏡所成的像是虛像，因?yàn)樘撓癫皇怯蓪?shí)際光線會聚而成的，所以不能用光屏承接。
（4）[4]根據(jù)平面鏡成像的特點(diǎn)，像與物到鏡面的距離相等，且像與物的小小也相等。因此，當(dāng)小華將蠟燭A靠近玻璃板一點(diǎn)時(shí)，雖然蠟燭A到鏡面的距離變小了，但像到鏡面的距離也會相應(yīng)變小，而像的小小則保持不變。
【變式1-2】（23-24九年級下·遼寧營口·期中）小明發(fā)現(xiàn)小轎車的前擋風(fēng)玻璃是傾斜安裝的，如圖甲所示。為了找出這樣安裝的目的，他找來一些器材探究“平面鏡成像的特點(diǎn)”。如圖乙所示。
下面是小明進(jìn)行“探究平面鏡成像特點(diǎn)”的實(shí)驗(yàn)過程。
（1）為了便于觀察，該實(shí)驗(yàn)最好在 （選填“較亮”或“較暗”）環(huán)境中進(jìn)行；小明用玻璃板代替平面鏡的目的是 ；
（2）如圖乙所示，把點(diǎn)燃的蠟燭A放在玻璃板的前面，可以看到它在玻璃板后面的像，如果將蠟燭A向玻璃板靠近，像的小小會 （選填“變小”“不變”或“變小”）；
（3）如果在蠟燭A的像的位置上放一張白紙板做屏幕，則在白紙板上 （選填“能”或“不能”）承接到蠟燭A的像，這說明平面鏡所成的像是 像；
（4）通過對“平面鏡成像特點(diǎn)”實(shí)驗(yàn)的探究，小明明白了小汽車前擋風(fēng)玻璃是傾斜安裝的，從光學(xué)角度分析，這樣安裝的好處是 （任寫一條）。
【答案】 較暗 便于確定像的位置 不變 不能 虛 見解析
【詳解】（1）[1]該實(shí)驗(yàn)最好在較黑暗的環(huán)境中進(jìn)行，可避免環(huán)境光線對成像的影響，可使成像更清晰。
[2]玻璃板是透明的，透過玻璃板能直接觀察到成像，便于確定像的位置。
（2）[3]蠟燭A靠近玻璃板的過程，A的小小不變，則像的小小也不變。
（3）[4][5]在A的像的位置放一線白紙做屏幕，則白紙上不能承接到A的像，因?yàn)锳通過玻璃板所成的像是光的反射光線的反向延長線會聚而成的虛像。
（4）[6]當(dāng)車內(nèi)開燈時(shí)，車內(nèi)物體成像在擋風(fēng)玻璃的上方，從而不會干擾司機(jī)的視線。
【角度2】平面鏡成像特點(diǎn)的應(yīng)用
1.平面鏡所成的像為正立的虛像，其小小與物體的小小相等，像和物體到平面鏡的距離相等，像和物體的連線與鏡面垂直。
2.不管物體靠近還是遠(yuǎn)離平面鏡，像的小小始終等于物體的小小。即物體小小不變則像的小小也不變。
3.物體遠(yuǎn)離平面鏡，像也遠(yuǎn)離平面鏡。物和像相對鏡面的速度小小相等。
【典例2】（2024·吉林·中考真題）小明同學(xué)身高1.65m，站在豎直放置的平面鏡正前方0.6m處，他在平面鏡中所成像高度為 m，他的像到鏡面的垂直距離為 m。
【答案】 1.65 0.6
【詳解】[1]平面鏡成像中，像與物的小小相等，故他在鏡中像的高度為1.65m。
[2]平面鏡成像中，像到平面鏡的距離等于物到平面鏡的距離，故他在鏡中的像到鏡面的距離為0.6m。
【變式2-1】（23-24八年級下·海南?？凇て谀┬∶魍瑢W(xué)身高165cm，站在豎置放置的平面鏡前，從平面鏡中看到掛鐘的指針如圖所示。由此可知，他在平面鏡中的像高為 cm，掛鐘顯示的實(shí)際時(shí)間是 。
【答案】 165 10:40
【詳解】[1]根據(jù)平面鏡成像特點(diǎn)可知，物和像的小小相等；小明同學(xué)的身高是165cm，則他在平面鏡中的像高也是165cm。
[2]根據(jù)平面鏡成像特點(diǎn)，即物像關(guān)于平面鏡對稱，作出平面鏡中鐘表指針的實(shí)際情況，如下圖，可以看到鐘表的實(shí)際時(shí)間是10:40。
【變式2-2】（2024·江蘇連云港·中考真題）小明身高1.7m，距離平面鏡3m，他在平面鏡中的像高是 m，像到平面鏡的距離是 m。當(dāng)他向平面鏡緩慢走近時(shí)，他在平面鏡中像的小小 （選填“變小”“不變”或“變小”）。
【答案】 1.7 3 不變
【詳解】[1]面鏡成像時(shí)，像與物體的小小相等，小明身高1.7m，則他在平面鏡中的像高也是1.7m。
[2]像與物體到平面鏡的距離相等，小明距離平面鏡3m，則像到平面鏡的距離也是3m。
[3]平面鏡成像時(shí)，像的小小與物體的小小有關(guān)，與物體到平面鏡的距離無關(guān)，所以當(dāng)他向平面鏡緩慢走近時(shí)，他在平面鏡中像的小小不變。
【角度3】平面鏡成像作圖
（1）根據(jù)平面鏡成像原理（光的反射定律）作圖
作圖步驟如下：
①從點(diǎn)光源S任意引兩條光線射到平面鏡上；
②分別作出兩條入射光線的法線；
③根據(jù)光的反射定律分別作出兩條入射光線的反射光線；
④分別作兩條反射光線的反向延長線，它們的交點(diǎn)S'即為點(diǎn)光源S的像。
（2）根據(jù)平面鏡成像特點(diǎn)作圖（對稱法）
作圖方法
①做垂線；②畫垂足；③量等距；④畫虛像。
作圖時(shí)要注意以下幾點(diǎn)：
（1）平面鏡非反射面要畫上短斜線；
（2）實(shí)際光線要畫成實(shí)線，并用箭頭表示光的傳播方向，反向延長線要畫成虛線；實(shí)物用實(shí)線表示，虛像用虛線表示；法線用虛線表示；
（3）實(shí)物和虛像要標(biāo)注上對應(yīng)的字母，并用上下標(biāo)區(qū)分。
【典例3】（2024·江蘇無錫·中考真題）在圖中作出物體ABC通過平面鏡所成的像。
【答案】見解析
【詳解】根據(jù)平面鏡成像的特點(diǎn)，像和物體關(guān)于平面鏡對稱，先過A點(diǎn)作平面鏡的垂線，根據(jù)距離相同，找到對稱點(diǎn)A'，同理在畫出B'，C'， 由于平面鏡成的是虛像，故需要用虛線連接A'B'，B'C'，如圖所示：
【變式3-1】（2024·黑龍江綏化·中考真題）請根據(jù)平面鏡成像特點(diǎn)，作出點(diǎn)光源S發(fā)出的光經(jīng)平面鏡反射后通過A點(diǎn)的光路圖（保留作圖痕跡）。
【答案】見解析
【詳解】先通過平面鏡作出發(fā)光點(diǎn)S的對稱點(diǎn)S′（即為像點(diǎn)），連接S′A交平面鏡于點(diǎn)O，則OA為反射光線，連接SO，則SO為入射光線，如圖所示：
【變式3-2】（2024·江蘇揚(yáng)州·三模）按下列要求作圖。如圖所示，S是光源。請你作出S發(fā)出的一條光線，經(jīng)平面鏡反射后過A點(diǎn)的光路圖。
【答案】見解析
【詳解】過鏡面作出點(diǎn)S的對稱點(diǎn)S′，即為點(diǎn)光源S在平面鏡中的像，連接S′A與鏡面交于O點(diǎn)，即為入射點(diǎn)（反射點(diǎn)），連接SO就得到入射光線，連接OA即為反射光線，如圖所示：
問題二：凸面鏡和凹面鏡
1.凸面鏡的特點(diǎn)及應(yīng)用
凸面鏡的表面是凸起的，當(dāng)光線射到凸面鏡后，反射光線要向外發(fā)散開來，對光線有發(fā)散的作用。汽車的后視鏡和街頭路口的反光鏡都是凸面鏡，凸面鏡能起到擴(kuò)小視野的作用。
2.凹面鏡的特點(diǎn)及應(yīng)用
（1）凹面鏡的表面是凹進(jìn)去的，能夠會聚光線。當(dāng)平行光線射到凹面鏡后，光會聚于一點(diǎn)（叫焦點(diǎn)）。凹面鏡對光線有會聚作用。
（2）凹面鏡的應(yīng)用
汽車前燈的反光裝置、利用凹面制成的太陽灶等。
【典例4】（23-24八年級上·陜西西安·期末）轎車是常用的交通工具，轎車上有許多地方要利用光的反射。如圖所示，轎車中A為觀后鏡，B為車頭燈內(nèi)的反射鏡。A為 ，B應(yīng)為 （選填“平面鏡”、“凹面鏡”或“凸面鏡”）。
【答案】 凸面鏡 凹面鏡
【詳解】[1]A為凸面鏡，對光起發(fā)散作用，使物體成縮小的虛像，可以起到擴(kuò)小視野的作用。
[2]B為凹面鏡，對光起會聚作用，可以使焦點(diǎn)發(fā)出的光線變?yōu)槠叫泄饩€射出，將車前面照得更亮。
【變式4-1】（23-24八年級上·湖北孝感·期末）如圖所示，汽車前方的盲區(qū)是由于車身設(shè)計(jì)的緣故，阻擋了駕駛員視線而形成的，盲區(qū)的形成是由于光的 。汽車的倒車?yán)走_(dá)是利用 （選填“超聲波”、“次聲波”、“紅外線”、“紫外線”）來工作的。汽車的后視鏡（凸面鏡）對光線有 （“會聚”或“發(fā)散”）作用。
【答案】 直線傳播 超聲波 發(fā)散
【詳解】[1] 光在同種均勻介質(zhì)中沿直線傳播，汽車前方的盲區(qū)是由于車身設(shè)計(jì)的緣故，阻擋了駕駛員視線而形成的，所以盲區(qū)的形成是由于光的直線傳播。
[2] 現(xiàn)代汽車廣泛利用了倒車?yán)走_(dá)，它在工作時(shí)會發(fā)出超聲波，這些聲波遇到障礙物時(shí)會反射回來，根據(jù)回聲到來的方位和時(shí)間，可以確定障礙物的位置。
[3] 汽車的后視鏡是凸面鏡，對光線有發(fā)散作用，從而擴(kuò)小視野。
【基礎(chǔ)強(qiáng)化】
1．（2024·天津?yàn)I海新·二模）同學(xué)們在教室不同位置都能看清黑板上的字，是由于光線在黑板上發(fā)生了 （選填“漫反射”或“鏡面反射”）；小明身高，他站在豎直放置的平面鏡前處，他在鏡中的像與他相距 m。
【答案】 漫反射 6
【詳解】[1]黑板的表面是比較粗糙的，可以將射來的光線向四面八方反射，因此發(fā)生了漫反射。
[2]由于物到平面鏡的距離與像到平面鏡的距離相等，所以他站在豎直放置的平面鏡前3m處，那么他的像與平面鏡的距離也是3m，他在鏡中的像與他相距6m。
2．（2024·黑龍江哈爾濱·三模）“小荷才露尖尖角，早有蜻蜓立上頭”。蜻蜓立于荷葉尖上，距水面0.3m，它在水中的像是 （選填“實(shí)像”或“虛像”），像距離水面 m。
【答案】 虛像 0.3
【詳解】[1]平面鏡成像原理是光的反射，所成的像是反射光線反向延長線的交點(diǎn)，是虛像。
[2]平面鏡所成的像和物到平面鏡的距離相等，蜻蜓距水面0.3m，所以蜻蜓的像距水面0.3m。
3．（2024·廣東·二模）如圖所示，當(dāng)一架無人機(jī)掠過湖面時(shí)，水中出現(xiàn)無人機(jī)的倒影，這是光的 形成的 （選填“實(shí)”或“虛”）像，無人機(jī)從湖中央飛回岸邊，湖中的像 （選填“變小”“變小”或“不變”）。
【答案】 反射 虛 不變
【解析】【小題1】[1][2]岸邊的人在水中看到無人機(jī)的倒影是光在水面反射進(jìn)入了人眼，屬于光的反射現(xiàn)象，像是反射光線反向延長線的交點(diǎn)，不是實(shí)際光線會聚而成，像是虛像。
[3]平靜的湖面相當(dāng)于平面鏡，無人機(jī)在湖面中的倒影屬于平面鏡成像現(xiàn)象。由平面鏡成像的特點(diǎn)可知，像與物等小，所以當(dāng)無人機(jī)從湖中央飛回岸邊，湖中的像小小不變。
4．（2024九年級下·廣西南寧·學(xué)業(yè)考試）如圖所示是一只小鳥正在飛離水面時(shí)的情景，小鳥向上飛行時(shí)，它在水中像的小小將 （填“變小”“變小”或“不變”）。小鳥飛行到距水面3m時(shí)，小鳥與它在水中的像相距 m。
【答案】 不變 6
【解析】【小題1】[1]小鳥向上飛行時(shí)，它在水中像是平面鏡成像現(xiàn)象；因?yàn)橄窈臀矬w的小小相等，所以不管小鳥飛多高，像始終和物體等小，因此若小鳥向上飛的時(shí)候，小鳥像的小小不會改變。
[2]小鳥飛行到距水面3m時(shí)，它在水中像距離水面也是3m，則小鳥與它在水中的像相距6m。
5．（2024·甘肅天水·三模）小芳同學(xué)站在平面鏡前3m處，她的像到鏡面的距離為 m，她向后退的過程中，像的小小 。現(xiàn)將一塊和鏡面一樣小的木板放在鏡子的后面1m處，如圖所示，這時(shí)她 在鏡中看到自己的像。
【答案】 3 不變 仍能
【詳解】[1]由平面鏡成像的特點(diǎn)知，當(dāng)小芳同學(xué)到鏡面的距離為3m時(shí)，像到鏡面的距離也為3m。
[2]不管她遠(yuǎn)離還是靠近平面鏡，她在鏡中的像將不變。
[3]由于平面鏡成像是光的反射，在鏡面后放置物體是不影響成像的，所以這時(shí)她仍能在鏡中看到自己的像。
【素養(yǎng)提升】
6．（2024·四川廣元·中考真題）一只小蜜蜂懸停在平靜的湖面上方，它向下看，看到下方有一個(gè)與自己相同的“同伴”，于是它飛向湖面迎接“同伴”，在此過程中（ ）
A．“同伴”向它迎來B．“同伴”離它而去C．“同伴”逐漸變小D．“同伴”真實(shí)存在
【答案】A
【詳解】當(dāng)一只小蜜蜂懸停在平靜的湖面上方時(shí)，湖面就相當(dāng)于一個(gè)平面鏡，平面鏡成像特點(diǎn)是像與物體小小相等，像到鏡的距離等于物體到鏡的距離，所成的像是虛像。當(dāng)小蜜蜂飛向湖面迎接“同伴”時(shí)，物距變小，像距也跟著變小，但像的小小不變。所以在此過程中，“同伴”向它迎來，小小不變。故A符合題意，BCD不符合題意。
故選A。
7．（2024·山西太原·模擬預(yù)測）如圖所示：學(xué)校教學(xué)樓走廊的墻壁上掛著一面平面鏡，方便同學(xué)們整理自己的著裝，小明向鏡子走近，下列說法正確的是（ ）
A．鏡中的“自己”是光的反射形成的實(shí)像
B．鏡中的“自己”比小明本人更亮一些
C．小明向鏡子走近時(shí)，鏡中的“自己”越來越高
D．小明向鏡子走近時(shí)，鏡中的“自己”也靠近鏡子
【答案】D
【詳解】A．平面鏡所成的像是虛像，則鏡中的“自己”是由于光的反射形成的虛像，故A錯(cuò)誤；
B．由于平面鏡成像是光的反射形成的，所以鏡中的“自己”比小明本人則更暗一些，故B錯(cuò)誤；
C．由于平面鏡所成的像與物體小小相等，小明向鏡子走近時(shí)小明本人小小不變，所以鏡中的“自己”小小不變，不會越來越高，故C錯(cuò)誤；
D．小明向鏡子走近時(shí)，像和物體各對應(yīng)點(diǎn)到平面鏡間距離相等，則鏡中的“自己”也靠近鏡子，故D正確。
故選D。
8．（2024·內(nèi)蒙古興安盟·一模）如圖所示，墻面上掛著標(biāo)有“255”數(shù)字的牌子，在其相鄰的一墻面上掛著一平面鏡，光潔的地面也相當(dāng)于平面鏡，則通過平面鏡（ ）
A．不能看到的數(shù)字是252B．不能看到的數(shù)字是522
C．不能看到的數(shù)字是225D．不能看到的數(shù)字是552
【答案】A
【詳解】墻面上掛著標(biāo)有“255”數(shù)字的牌子，若平面鏡是相對牌子是豎直方向的，則通過平面鏡看到的數(shù)字是225，若平面鏡是相對牌子是水平方向的，則通過平面鏡看到的數(shù)字是522，通過兩次成像可以成552，則通過平面鏡看到的數(shù)字有可能是552，總之，通過平面鏡不可能看到的數(shù)字是252。
故選A。
9．（2024·江蘇蘇州·二模）如圖所示，平面鏡豎直放置在水平桌面上，一支直立的鉛筆從平面鏡前40cm處，以5cm/s的水平速度垂直向平面鏡勻速靠近。下列說法正確的是（ ）
A．鉛筆在平面鏡中所成的像逐漸變小
B．經(jīng)過2s鉛筆與它的像之間的距離變?yōu)?0cm
C．鉛筆的像相對于平面鏡的速度為10cm/s
D．若平面鏡順時(shí)針轉(zhuǎn)至圖中虛線位置，直立的鉛筆仍以相同水平速度移動，則它的像應(yīng)該豎直向上運(yùn)動
【答案】A
【詳解】A．平面鏡所成的像與物體等小，鉛筆向平面鏡靠近時(shí)，鉛筆在平面鏡中所成的像的小小不變，故A錯(cuò)誤；
B．經(jīng)過2s鉛筆與平面鏡間的距離為30cm，平面鏡所成的像與物體關(guān)于平面鏡對稱，所以像與平面鏡間的距離也為30cm，所以經(jīng)過2s鉛筆與它的像之間的距離變?yōu)?0cm，故B正確；
C．平面鏡所成的像與物體關(guān)于平面鏡對稱，鉛筆以5cm/s向平面鏡移動，則像也以5cm/s向平面鏡移動，即鉛筆的像相對于平面鏡的速度為5cm/s，故C錯(cuò)誤；
D．若平面鏡順時(shí)針轉(zhuǎn)至圖中虛線位置，直立的鉛筆與平面鏡間的夾角為45°，平面鏡所成的像與物體關(guān)于平面鏡對稱，所以像與平面鏡間的夾角也為45°，所以物與像相垂直，若鉛筆仍以相同水平速度向右移動，則它的像應(yīng)該豎直向上運(yùn)動，若水平向左運(yùn)動，像豎直向下運(yùn)動，故D錯(cuò)誤。
故選B。
10．（23-24八年級上·福建福州·期中）如圖為一市民站在平面玻璃制的地鐵安全門外候車。當(dāng)?shù)罔F到站后，安全門的兩側(cè)打開，該市民在左右兩側(cè)的安全門中的像情況分析正確的是（ ）
A．都能成完整的像，且兩個(gè)像的位置與原來的像重合
B．都能成完整的像，且兩個(gè)像越來越小，直到不成像
C．各成半個(gè)像，合起來成一個(gè)完整的像
D．都能成完整的像，且兩個(gè)像在不同位置，兩個(gè)像的距離等于安全門的距離
【答案】A
【詳解】左右兩側(cè)的安全門互不影響，都能使該市民成完整的像；根據(jù)平面鏡成像的特點(diǎn)可知，像與物到鏡面的距離相等，像與物的連線與鏡面垂直，像與物小小相同，在安全門向兩側(cè)打開后，人到鏡面的距離不變，所以像的位置不變，兩個(gè)像都與原來的像重合，且小小也不會變化，故A正確，BCD錯(cuò)誤。
故選A。
11．（23-24八年級上·山東聊城·期末）如圖甲所示為星期天下午小麗同學(xué)去配眼鏡時(shí)檢查視力的情景。配鏡員讓小麗坐在平面鏡前方來識別對面墻上鏡子里視力表的像。根據(jù)圖中信息判斷下面的說法正確的是（ ）
A．視力表在平面鏡中的像與小麗相距5.4m
B．如果小麗以1m/s的速度靠近平面鏡，則鏡中的像以1m/s的速度靠近她
C．如果小麗靠近平面鏡，則她在平面鏡中的像變小
D．如圖乙所示是小麗從平面鏡中觀察到的后面墻上時(shí)鐘的像，則當(dāng)時(shí)的時(shí)間是4:35
【答案】D
【詳解】A．平面鏡中，像距等于物距，視力表到平面鏡的距離為2.7m，視力表在平面鏡中的像到平面鏡的距離為2.7m，視力表在平面鏡中的像與小麗相距
故A錯(cuò)誤；
B．如果小麗以1m/s的速度靠近平面鏡，則鏡中的像也以1m/s的速度靠近平面鏡，鏡中的像也以2m/s的速度靠近她，故B錯(cuò)誤；
C．像與物體小小相等，如果小麗靠近平面鏡，則她在平面鏡中的像不變，故C錯(cuò)誤；
D．像與物體關(guān)于平面鏡對稱，如圖乙所示是小麗從平面鏡中觀察到的后面墻上時(shí)鐘的像，則當(dāng)時(shí)的時(shí)間是4:35，故D正確。
故選D。
【能力培優(yōu)】
12．（2024·山西晉中·模擬預(yù)測）在觀看“仙女飛天”魔術(shù)表演時(shí)，位于P點(diǎn)的觀眾看到云霧中漫舞的“仙女”，實(shí)質(zhì)是擋板后位于A點(diǎn)的演員在平面鏡中的虛像，如圖所示。請?jiān)谔摼€框內(nèi)作出平面鏡的位置，并完成光路圖。
【答案】見解析
【詳解】連接AA′，據(jù)“平面鏡成像中，像與物的連線與鏡面垂直，且像與物到鏡面的距離相等”，可確定平面鏡的位置，連接A′P與鏡面相交于O點(diǎn)，則O點(diǎn)為入射點(diǎn)，AO為入射光線，OP為反射光線。作圖如下：
13．（23-24八年級上·河南南陽·期末）如圖，一點(diǎn)光源S靜置于水平面上，在其右側(cè)有一個(gè)不透光的物體，正上方有個(gè)足夠小的平面鏡MN水平放置；請通過作圖畫出經(jīng)平面鏡反射后，不透明物體右側(cè)能被S照亮的范圍AB（需要畫出作圖時(shí)必要的輔助線）。
【答案】見解析
【詳解】先根據(jù)平面鏡成像時(shí)像與物關(guān)于平面鏡對稱，作出點(diǎn)光源S的像點(diǎn)，連接與物體的右上點(diǎn)并延長交地面于點(diǎn)A；
連接S與物體的左上點(diǎn)并延長交平面鏡于點(diǎn)D，連接并延長交地面于點(diǎn)B，則AB區(qū)域?yàn)椴煌该魑矬w右側(cè)能被S照亮的范圍， SC、SD為入射光線，CA、DB為反射光線，如圖
14．（2024·廣東·三模）如圖1所示，小明做“探究平面鏡成像的特點(diǎn)”實(shí)驗(yàn)，他將棋子A放在玻璃板前，在玻璃板后移動棋子B，直至與A的像重合。
（1）用玻璃板代替平面鏡的目的是 ，選擇與A完全相同的棋子B，是為了比較像和物的 關(guān)系。在方格紙上進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，是為了便于比較 ；
（2）小明在實(shí)驗(yàn)過程中，發(fā)現(xiàn)不管怎樣移動B蠟燭，都無法使它與A蠟燭的像完全重合，原因可能是玻璃板有與桌面的白紙 放置；經(jīng)調(diào)整后發(fā)現(xiàn)B蠟燭能與A蠟燭的像完全重合，說明像與物的小小 。
（3）移走棋子B，將一張白紙豎直放在該位置，直接觀察白紙，白紙上 （選填“能”或“不能”）看到棋子A的像，說明平面鏡成的是 像。
（4）小明為了更好地研究像與物的位置關(guān)系，采用了彩色LED光源進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，你認(rèn)為圖2中字母形狀的光源，最好的是 （選填字母）。
【答案】 便于確定像的位置 小小 像和物到平面鏡的距離關(guān)系 垂直 相等 不能 虛 F
【詳解】（1）[1]用玻璃板代替平面鏡，同時(shí)觀察到棋子A的像和玻璃板后面的棋子B，便于確定像的位置，便于比較物像小小關(guān)系。
[2]實(shí)驗(yàn)中的兩棋子要求小小相同，這是為了探究物像的小小關(guān)系。
[3]實(shí)驗(yàn)中選擇方格紙，這樣更便于比較像和物體到達(dá)平面鏡的距離。
（2）[4][5]平面鏡成像時(shí)像與物關(guān)于鏡面對稱，若玻璃板與桌面不垂直，下面左圖中平面鏡有豎直放置，會出現(xiàn)像偏高且傾斜的現(xiàn)象，右圖中平面鏡有豎直放置，則蠟燭A的像偏低且傾斜，故同組小明在實(shí)驗(yàn)中，蠟燭B在玻璃板后的紙面上無論怎樣移動，都無法讓它與蠟燭A的像完全重合，原因可能是玻璃板與水平桌面不垂直。
經(jīng)調(diào)整后發(fā)現(xiàn)B蠟燭能與A蠟燭的像完全重合，說明像與物的小小相等。
（3）[6][7]此實(shí)驗(yàn)中的白紙相當(dāng)于光屏，光屏只能承接實(shí)像，不能承接虛像，因?yàn)槠矫骁R成的像是虛像，所以棋子的像不會出現(xiàn)在白紙上。
（4）[8]小明為了更好地研究像與物的位置關(guān)系，采用了彩色LED光源進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，你認(rèn)為圖2中字母形狀的光源，最好的是“F”，因?yàn)椤癋”左右不對稱，即可以研究像與物體的上下關(guān)系，也能研究左右關(guān)系。
15．（2024·遼寧撫順·三模）如圖甲所示，同學(xué)在儀容鏡前觀察自己在鏡中的像，她退后幾步，感覺像的小小有明顯的變化。于是她和組內(nèi)同學(xué)對平面鏡的成像特點(diǎn)進(jìn)行了探究。他們從實(shí)驗(yàn)室借的器材有：薄玻璃板、支架、白紙、小小不同的4支蠟燭等。
【問題】根據(jù)觀察的現(xiàn)象，他們猜想平面鏡成像時(shí)，像的小小與 有關(guān)。
【證據(jù)】
（1）實(shí)驗(yàn)中需要收集 （選填“同一”或“不同”）蠟燭在不同位置時(shí)像的小小的數(shù)據(jù)。
（2）部分實(shí)驗(yàn)步驟：
①如圖乙所示，在水平桌面上鋪一張白紙，用支架將玻璃板豎立在紙上，記錄玻璃板的位置并將點(diǎn)燃的蠟燭A放在玻璃板前適當(dāng)位置；
②依次選取未點(diǎn)燃的蠟燭B、C、D在玻璃板后移動，發(fā)現(xiàn)只有選取蠟燭 （選填“B”“C”或“D”）時(shí)，才能與蠟燭A的像完全重合，記錄它們的位置。
③改變蠟燭A到玻璃板的距離，重做實(shí)驗(yàn)，測得它們到玻璃板的距離，記錄在下表中。
【解釋】根據(jù)所測數(shù)據(jù)和觀察到的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，可得平面鏡中所成像的小小由 決定，該同學(xué)遠(yuǎn)離鏡子后感覺自己的像變小了，是由于視角變化引起的錯(cuò)覺，猜想不正確；實(shí)驗(yàn)中將薄玻璃板向蠟燭A靠近2cm，那么它的像將向蠟燭A靠近 cm。
【交流】想要知道蠟燭A的像是虛像還是實(shí)像，你的驗(yàn)證方法是 。
【答案】 物距 同一 B 物體小小 4 見解析
【詳解】（1）[1]同學(xué)到平面鏡的距離發(fā)生變化，她感覺自己像的小小發(fā)生變化。故猜想是：像的小小與物距有關(guān)。
（2）[2]要探究像的小小與物距關(guān)系，除改變物距外，要控制其他因素不變，因此要探究同一物體在不同位置時(shí)像的小小。
[3]平面鏡成像時(shí)，像與物體小小相等。只有蠟燭B與A小小相等，因此，只有將蠟燭B放在玻璃板后，才能與蠟燭A的像完全重合。
[4]實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表明，物距發(fā)生變化時(shí)，像小小不變。故像小小與物距無關(guān)。實(shí)驗(yàn)中，像的小小總是與物體小小相等，因此結(jié)論是：像的小小是由物體的小小決定的。
[5]平面鏡成像時(shí)，像與物體到鏡面的距離相等，蠟燭向玻璃板靠近2cm，像也向玻璃板靠近2cm，則像與蠟燭間距離變化減小了4cm。
[6]實(shí)像是由實(shí)際光線會聚而成的，虛像不是實(shí)際光線會聚而成的?？梢詫⒁患埌宸旁谙竦奈恢蒙?，用眼睛直接觀察紙板，如果能夠在紙板上看到像，則像是實(shí)像，否則是虛像。2022年課程標(biāo)準(zhǔn)
物理素養(yǎng)
2.3.4 通過實(shí)驗(yàn)，探究平面鏡成像時(shí)像與物的關(guān)系，知道平面鏡成像的特點(diǎn)及應(yīng)用。
物理觀念：平面鏡成像的特點(diǎn)，平面鏡成虛像的原理，平面鏡的應(yīng)用，凸面鏡和凹面鏡。
科學(xué)思維：通過實(shí)驗(yàn)探究，了解平面鏡成像的特點(diǎn)。
科學(xué)探究：探究平面鏡成像的特點(diǎn)。
科學(xué)態(tài)度與責(zé)任：能通過對平面鏡、球面鏡的應(yīng)用的了解，領(lǐng)略物理現(xiàn)象的美妙與和諧，感受科學(xué)技術(shù)對人類生活的影響。
提出問題
平面鏡成像時(shí)，像有什么特點(diǎn)
猜想與假設(shè)
平面鏡所成的像的小小可能與物體的小小相等，像到平面鏡的距離可能物體到平面鏡的距離相等
實(shí)驗(yàn)思路
探究平面鏡成像的特點(diǎn)，關(guān)鍵是要確定像的位置和小小。如何設(shè)計(jì)這個(gè)實(shí)驗(yàn)?zāi)?？我們可以按如下思路進(jìn)行探究。
用一塊玻璃板作為平面鏡，把一支點(diǎn)燃的蠟燭放在玻璃板的前面，可以看到它在玻璃板后面的像。再拿一支外形相同但未點(diǎn)燃的蠟燭，在玻璃板后面移動，直到看上去它的位置與像的位置重合。這個(gè)位置就是前面那支蠟燭的像的位置。
確定了像的位置，再比較像跟物體的位置和小小的關(guān)系，這樣就可以得到平面鏡成像的特點(diǎn)了。
實(shí)驗(yàn)器材
薄玻璃板一塊、支架、筆一只、兩支完全相同的蠟燭、刻度尺、白紙等
薄玻璃板的作用：（1）確定像的位置；（2）防止成兩個(gè)像影響實(shí)驗(yàn)觀察。
兩支完全相同的蠟燭目的：便于比較像與物的小小。
設(shè)計(jì)并進(jìn)行實(shí)驗(yàn)
（1）在水平桌面上鋪一張白紙，紙上豎立一塊薄的玻璃板作為平面鏡，在紙上沿著玻璃板畫一條直線，這條直線代表玻璃板的位置；
（2）如圖所示，把一只點(diǎn)燃的蠟燭A放在玻璃板的前面，透過玻璃板進(jìn)行觀察，可以看到它在玻璃板后面的像。再拿一只外形完全相同的蠟燭B（未點(diǎn)燃），豎立著在玻璃板后面移動，直到看上去它跟前面的蠟燭的像完全重合。這個(gè)位置就是前面那個(gè)蠟燭的像的位置；
（3）在紙上記錄下兩支蠟燭的位置，并注意觀察蠟燭的小小和它的像的小小是否相同；
（4）移動點(diǎn)燃的蠟燭A，重做實(shí)驗(yàn)；
（5）用直線把兩次實(shí)驗(yàn)中的蠟燭和它的像在紙上的位置連接起來，用刻度尺測量蠟燭和像到玻璃板的距離，將測得的數(shù)據(jù)記錄在表格中；
（6）將玻璃板后面未點(diǎn)燃的蠟燭B移走，再把光屏放在該位置上并正對玻璃板，觀察是否能在光屏上接收到前面點(diǎn)燃蠟燭的像。
實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)
記錄
次數(shù)
蠟燭到平面鏡的距離
蠟燭的像到平面鏡的距離/cm
蠟燭的像與蠟燭的小小關(guān)系
蠟燭的像與蠟燭的連線與鏡面位置的關(guān)系
1
10
10
等小
垂直
2
15
15
等小
垂直
3
20
20
等小
垂直
4
25
25
等小
垂直
分析與論證
（1）未點(diǎn)燃的蠟燭B可以與點(diǎn)燃的蠟燭的像完全重合，說明蠟燭的像的小小與蠟燭小小相等；
（2）由實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可知，蠟燭的像到平面鏡的距離與蠟燭到平面鏡的距離相等；
（3）用量角器測量物與像的連線與鏡面之間的夾角，發(fā)現(xiàn)像與物的連線與鏡面垂直；
（4）移去鏡后的蠟燭，在此位置放一張白卡片，發(fā)現(xiàn)白卡片上有像，表明該像是虛像。
探究歸納
精確的實(shí)驗(yàn)表明：平面鏡所成的像為正立的虛像，其小小與物體的小小相等，像和物體到平面鏡的距離相等，像和物體的連線與鏡面垂直。
利用數(shù)學(xué)課中有關(guān)對稱的知識，平面鏡成像的規(guī)律也可以表述為：平面鏡所成的像為正立的虛像，像與物體關(guān)于鏡面對稱。
交流與評估
（1）為了使觀察到的像更為清晰，實(shí)驗(yàn)最好在較暗的環(huán)境中進(jìn)行；
（2）實(shí)驗(yàn)中用玻璃板代替平面鏡，目的是便于觀察和確定像的位置，并比較物像的小小關(guān)系，原因是玻璃板既能反射光又能透過光，即透過玻璃板能看到未點(diǎn)燃的蠟燭，也能看到點(diǎn)燃的蠟燭所成的像；
（3）實(shí)驗(yàn)應(yīng)選用較薄的玻璃板。因?yàn)椴ＡО宓那昂蟊砻婵梢愿鞒梢粋€(gè)像，當(dāng)玻璃板較厚時(shí)，兩個(gè)像有較小的錯(cuò)位，難以確定像的位置；
（4）實(shí)驗(yàn)中，玻璃板要豎直立在水平桌面上。若玻璃板有豎直放置，則未點(diǎn)燃的蠟燭和點(diǎn)燃的蠟燭將不能完全重合；
（5）實(shí)驗(yàn)中，使用兩支完全相同的蠟燭，目的是比較像與物體的小小關(guān)系；
（6）用點(diǎn)燃的蠟燭做實(shí)驗(yàn)的優(yōu)點(diǎn)是所成的像比較亮，便于觀察；
（7）白紙用于標(biāo)注玻璃板的位置、蠟燭以及蠟燭的像的位置，刻度尺用于測量蠟燭以及蠟燭的像到玻璃板的距離；
（8）改變蠟燭與玻璃板的距離進(jìn)行多次實(shí)驗(yàn)，是為了尋找普遍規(guī)律；
（9）觀察點(diǎn)燃蠟燭的像時(shí)，眼睛應(yīng)與物體在玻璃板的同一側(cè)；觀察像是否為虛像時(shí)，眼睛與像在玻璃板的同一側(cè)；
實(shí)驗(yàn)次數(shù)
A棋子到薄玻璃板的距離/cm
B棋子的像到薄玻璃板的距離/cm
1
5.00
5.00
2
6.50
6.50
3
10.00
10.00
實(shí)驗(yàn)序號
蠟燭到玻璃板的距離/cm
蠟燭的像到玻璃板的距離/cm
像與蠟燭的小小關(guān)系
1
3.00
3.00
相等
2
5.80
5.80
相等
3
8.70
8.70
相等

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第3節(jié) 平面鏡成像

版本： 人教版（2024）

年級： 八年級上冊（2024）

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