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4.3 平面镜成像
【素养目标】
物理观念:平面镜成像的特点，平面镜成虚像的原理，平面镜的应用，凸面镜和凹面镜。
科学思维:通过实验探究，了解平面镜成像的特点。
科学探究:探究平面镜成像的特点。
科学态度与责任:能通过对平面镜、球面镜的应用的了解，领略物理现象的美妙与和谐，感受科学技术对人类生活的影响。
知识点一、平面镜成像
1.平面镜成像
问题
国家大剧院和它在水中的倒影相映成趣,宛如一个巨大的蛋壳(如下图)。为什么会出现这种现象呢
当你照镜子的时候可以在镜子里看到另外一个“你”，镜子里的这个“人”就是你的像。国家大剧院的倒影实际上就是大剧院在水中的像。
特别提醒
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（平面镜成像），影子是由于光的直线传播。
2.平面镜成像的特点
提出问题 平面镜成像时，像有什么特点
猜想与假设 平面镜所成的像的大小可能与物体的大小相等，像到平面镜的距离可能物体到平面镜的距离相等
实验思路 探究平面镜成像的特点，关键是要确定像的位置和大小。如何设计这个实验呢？我们可以按如下思路进行探究。 用一块玻璃板作为平面镜，把一支点燃的蜡烛放在玻璃板的前面，可以看到它在玻璃板后面的像。再拿一支外形相同但未点燃的蜡烛，在玻璃板后面移动，直到看上去它的位置与像的位置重合。这个位置就是前面那支蜡烛的像的位置。 确定了像的位置，再比较像跟物体的位置和大小的关系，这样就可以得到平面镜成像的特点了。
实验器材 薄玻璃板一块、支架、笔一只、两支完全相同的蜡烛、刻度尺、白纸等 薄玻璃板的作用：（1）确定像的位置；（2）防止成两个像影响实验观察。 两支完全相同的蜡烛目的：便于比较像与物的大小。
设计并进行实验 （1）在水平桌面上铺一张白纸，纸上竖立一块薄的玻璃板作为平面镜，在纸上沿着玻璃板画一条直线，这条直线代表玻璃板的位置； （2）如图所示，把一只点燃的蜡烛A放在玻璃板的前面，透过玻璃板进行观察，可以看到它在玻璃板后面的像。再拿一只外形完全相同的蜡烛B（未点燃），竖立着在玻璃板后面移动，直到看上去它跟前面的蜡烛的像完全重合。这个位置就是前面那个蜡烛的像的位置； （3）在纸上记录下两支蜡烛的位置，并注意观察蜡烛的大小和它的像的大小是否相同； （4）移动点燃的蜡烛A，重做实验； （5）用直线把两次实验中的蜡烛和它的像在纸上的位置连接起来，用刻度尺测量蜡烛和像到玻璃板的距离，将测得的数据记录在表格中； （6）将玻璃板后面未点燃的蜡烛B移走，再把光屏放在该位置上并正对玻璃板，观察是否能在光屏上接收到前面点燃蜡烛的像。
实验数据 记录 次数蜡烛到平面镜的距离蜡烛的像到平面镜的距离/cm蜡烛的像与蜡烛的大小关系蜡烛的像与蜡烛的连线与镜面位置的关系11010等大垂直21515等大垂直32020等大垂直42525等大垂直
分析与论证 （1）未点燃的蜡烛B可以与点燃的蜡烛的像完全重合，说明蜡烛的像的大小与蜡烛大小相等； （2）由实验数据可知，蜡烛的像到平面镜的距离与蜡烛到平面镜的距离相等； （3）用量角器测量物与像的连线与镜面之间的夹角，发现像与物的连线与镜面垂直； （4）移去镜后的蜡烛，在此位置放一张白卡片，发现白卡片上没有像，表明该像是虚像。
探究归纳 精确的实验表明：平面镜所成的像为正立的虚像，其大小与物体的大小相等，像和物体到平面镜的距离相等，像和物体的连线与镜面垂直。 利用数学课中有关对称的知识，平面镜成像的规律也可以表述为：平面镜所成的像为正立的虚像，像与物体关于镜面对称。
交流与评估 （1）为了使观察到的像更为清晰，实验最好在较暗的环境中进行； （2）实验中用玻璃板代替平面镜，目的是便于观察和确定像的位置，并比较物像的大小关系，原因是玻璃板既能反射光又能透过光，即透过玻璃板能看到未点燃的蜡烛，也能看到点燃的蜡烛所成的像； （3）实验应选用较薄的玻璃板。因为玻璃板的前后表面可以各成一个像，当玻璃板较厚时，两个像有较大的错位，难以确定像的位置； （4）实验中，玻璃板要竖直立在水平桌面上。若玻璃板没有竖直放置，则未点燃的蜡烛和点燃的蜡烛将不能完全重合； （5）实验中，使用两支完全相同的蜡烛，目的是比较像与物体的大小关系； （6）用点燃的蜡烛做实验的优点是所成的像比较亮，便于观察； （7）白纸用于标注玻璃板的位置、蜡烛以及蜡烛的像的位置，刻度尺用于测量蜡烛以及蜡烛的像到玻璃板的距离； （8）改变蜡烛与玻璃板的距离进行多次实验，是为了寻找普遍规律； （9）观察点燃蜡烛的像时，眼睛应与物体在玻璃板的同一侧；观察像是否为虚像时，眼睛与像在玻璃板的同一侧；
特别提醒
实验中的应用了等效替代法
（1）在确定像的位置时，用未点燃的蜡烛代替点燃的蜡烛的像；
（2）在比较像与物体的大小关系时，用未点燃的蜡烛代替点燃的蜡烛。
知识点二、平面镜成虚像
1.平面镜成虚像
在探究平面镜成像特点的实验中，在平面镜前放一支点燃的蜡烛，在镜子中会出现一个正立蜡烛的像，但将光屏放在平面镜后蜡烛像的位置时，光屏上却没有出现蜡烛的像，可见平面镜所成的像是不存在的，是虚像。
2.利用作图法理解虚像的概念和平面镜成像的原理
（1）如图所示，光源S发光后光线射向四周，一些光经平面镜反射后进入了人的眼睛，引起视觉。由于人眼是根据光的直线传播的经验来判断物体的位置的，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'发出的。S'就是S在平面镜中的像。但平面镜后面实际上并没有这个发出光的点，所以S'为虚像。物体上每个点在平面镜中都有一个像点，所以像点就组成了整个物体的虚像。因此，平面镜所成的像是虚像，像和物体上的对应点关于平面镜对称。
（2）由以上分析可知，平面镜成像的原理是光的反射。平面镜所成的像实际上来自物体的光经平面镜反射后，反射光线的反向延长线的交点。
3.对实像和虚像的理解
成因 特点 实例
实像 实际光线会聚所成的像 既可以用眼睛直接观察，又可以用光屏承接 小孔成像
虚像 不是实际光线会聚而成的，而是由实际光线的反向延长线相交形成的 只能用眼睛直接观察，不能用光屏承接 平面镜成像、水中倒影、水中的鱼
4.平面镜成像作图
作平面镜成的像主要有两种方法：一是根据平面镜成像原理（光的反射定律）作图；二是根据平面镜成像特点作图（对称法）。如图所示，S为平面镜前的一个点光源，我们可以作出它的像S'。
（1）根据平面镜成像原理（光的反射定律）作图
从S 射向平面镜的所有光线，经平面镜反射后，反射光线的反向延长线都会交于点S'，所以在作图时，只要任选两条从点光源S发出射向平面镜的入射光线，作出其反射光线的反向延长线，就可以确定像S'。作图步骤如下：
①从点光源S任意引两条光线射到平面镜上；
②分别作出两条入射光线的法线；
③根据光的反射定律分别作出两条入射光线的反射光线；
④分别作两条反射光线的反向延长线，它们的交点S'即为点光源S的像。
（2）根据平面镜成像特点作图（对称法）
作出物体AB关于平面镜的对称点A'B'，连接B'A'即为物体AB的像。具体步骤如下：
①分别过A、B两点作平面镜的垂线（像与物的连线与平面镜垂直）；
②分别取A'、B'，使A'、B'到平面镜的距离等于A、B到平面镜的距离（像与物到平面镜的距离相等）；
③连接A'、B'并且箭头方向不变，A'B'即为物体AB的像。
特别提醒： 作图时要注意以下几点： （1）平面镜非反射面要画上短斜线； （2）实际光线要画成实线，并用箭头表示光的传播方向，反向延长线要画成虚线；实物用实线表示，虚像用虚线表示；法线用虚线表示； （3）实物和虚像要标注上对应的字母，并用上下标区分。
知识点三、平面镜的应用
应用分类 示例
成像 照镜子 舞蹈演员纠正自己的舞姿
改变光路 太阳能电站 潜望镜
扩大视觉空间 墙上装平面镜，感觉空间更大 利用平面镜在较小空间内完成视力检查
题型一：平面镜成像的特点
1．如图所示，在“探究平面镜成像的特点”实验中，下列说法正确的是　　
A．用玻璃板代替平面镜，能使蜡烛成像更清晰
B．把光屏放在恰当的位置可以承接到蜡烛的像
C．只将玻璃板沿其所在的平面向左移动，像的位置保持不变
D．只将玻璃板向蜡烛方向倾斜，使玻璃板与竖直方向夹角为，则像和蜡烛的连线与玻璃板夹角为
【答案】
【解答】解：、使用平面镜时，只能成像，而不能透光，不容易确定像的位置，用玻璃板时，既能成像，又能透光，便于确定出像的位置，而且能比较像与物的大小关系，但成像不是很清晰，故错误；
、玻璃板中成的虚像，用光屏承接不到虚像，故错误；
、平面镜成像和物体关于平面镜对称，只将玻璃板沿其所在的平面向左移动，物体的位置不变，像的位置保持不变，故正确。
、像和物体的连线与平面镜垂直，只将玻璃板向蜡烛方向倾斜，使玻璃板与竖直方向夹角为，像和蜡烛的连线与玻璃板夹角为，故错误。
故选：。
2．小明利用如图所示的装置，探究平面镜成像的特点。下列说法正确的是　　
A．用玻璃板代替平面镜，目的是使蜡烛的像更清晰
B．使用相同的蜡烛、，目的是比较像与物的大小
C．将光屏放到像的位置，光屏能够承接到像
D．将蜡烛靠近玻璃板，它所成的像将远离玻璃板
【答案】
【解答】解：
、用透明的玻璃板代替平面镜，在蜡烛一侧能看到蜡烛的像，同时还能看到蜡烛，便于确定像的位置，故错误；
、选择大小相同的蜡烛、，是为了比较像与物的大小关系，故正确；
、因为光屏只能接收实像，不能接收虚像，所以移去蜡烛，并在其所在位置上放一光屏，光屏不能接收到的烛焰的像，从而说明平面镜成的像是虚像，故错误；
、平面镜所成的像与物体到平面镜距离相等，将蜡烛靠近玻璃板，它所成的像也靠近玻璃板，故错误。
故选：。
3．如图所示，物体直立于足够大的平面镜前，若分别在平面镜前、后插入不透光的木板、。则　　
A．因为阻挡，不成完整的像
B．因为阻挡，的像会被挡住部分
C．两种情况下镜前观察到像的范围相同
D．两种情况下都能成完整的像
【答案】
【解答】解：（1）先根据“物像关于平面镜对称”画出、点在平面镜中成的像、；
从点反射的光线沿的最下边缘射到平面镜上，根据反射角等于入射角画出反射光线，若这条反射光线的反向延长线能过像点，则能在平面镜内成完整的虚像。如图所示：
（2）平面镜成的是虚像，像是反射光线的反向延长线会聚形成的，不是实际光线照到像点，所以镜子背面放什么物体都不会影响成像；并且根据物像关于平面镜对称，物体能在平面镜中成完整的像。
故选：。
4．如图所示，阳光下，一只鸟站在水中。以下说法正确的是　　
A．鸟的像是 B．鸟的影子是
C．与的大小一定相同 D．与的大小一定相同
【答案】
【解答】解：、由图可知，鸟的像是，是鸟的影子，故错误；
、因为是鸟的影子，所以与的大小不一定相同，故错误；
、鸟的像是，由平面镜成像特点可知，与的大小一定相同，故正确。
故选：。
5．夜空中月亮慢慢升起，距离平静的湖面越来越远，关于月亮在水中的像，下列说法正确的是　　
A．像的位置在水面
B．像和月亮一样大
C．像是实像
D．以湖面为参照物，像静止不动
【答案】
【解答】解：．月亮在水中的像属于平面镜成像，像和物体到水面的距离相等，像的位置不在水面处，故错误；
．平面镜成的像，像和物体大小相等，所以，像和月亮一样大，故正确；
．根据平面镜成像特点可知，月亮在水中的像是虚像，故错误；
．根据平面镜成像特点可知，月亮在水中的像和月亮关于水面对称，月亮慢慢升起时，以湖面为参照物，像是运动的，故错误。
故选：。
题型二：平面镜的应用
6．如图所示是一个魔术箱。魔术箱顶部的中央有一条窄缝，使激光笔产生的激光束从左侧的小孔射入，从右侧小孔射出。将一块遮光板从顶部的窄缝插入箱中，它并没有挡住激光束的传播。若魔术箱内只使用了平面镜，则平面镜的数量至少是　　
A．2块 B．3块 C．4块 D．5块
【答案】
【解答】解：由激光束从左侧的小孔射入，从右侧小孔射出时光线的方向没有发生改变，其实就是三块平面镜的反射，如下图所示：
所以，不符合题意，符合题意。
故选：。
7．如图所示是汉代的《淮南万毕术》中记载：“取大镜高悬，置水盆于下，则见四邻矣。”如图所示的装置是世界上有记载的最早的潜望镜，下列光现象与潜望镜的形成原理相同的是　　
A．白墙手影 B．拱桥倒影
C．雨后彩虹 D．树间光线
【答案】
【解答】解：潜望镜是利用光的反射来工作的，
、白墙上的手影是由于光的直线传播形成的，故不符合题意；
、拱桥倒影属于平面镜成像，是由于光的反射形成的，故符合题意；
、雨后彩虹是由于光的折射形成的色散现象，故不符合题意；
、树间光线呈直线状是由于光的直线传播而形成的，故不符合题意。
故选：。
8．视力检测时要求被测的人与视力表的距离为，如图所示是小阳同学测视力的情景，视力表与平面镜的距离是。为满足测量要求，下列说法错误的是　　
A．小阳和平面镜不动，将视力表面镜移动
B．平面镜和视力表不动，让小阳面镜移动
C．小阳和视力表不动，将平面镜靠近视力表移动
D．视力表不动，小阳和平面镜同时靠近视力表移动
【答案】
【解答】解：
．小阳和平面镜不动，将视力表面镜移动，由于像到平面镜的距离等于物到平面镜的距离，则视力表的像到平面镜的距离为，人到平面镜的距离为，所以人与视力表的像的距离为，故正确；
．平面镜和视力表不动，让小阳面镜移动，则视力表的像到平面镜的距离为，人到平面镜的距离为，所以人与视力表的像的距离为，故正确；
．小阳和视力表不动，将平面镜靠近视力表移动，则视力表的像到平面镜的距离为，人到平面镜的距离为，所以人与视力表的像的距离为，故错误；
．视力表不动，小阳和平面镜同时靠近视力表移动，则视力表的像到平面镜的距离为，人到平面镜的距离为，所以人与视力表的像的距离为，故正确。
故选：。
9．如图所示是从对面墙上的平面镜中看到的身后时钟的像，此时的实际时刻是　　
A．3时40分 B．4时20分 C．8时20分 D．8时40分
【答案】
【解答】解：由于平面镜成的像与物关于镜面对称，利用12点与6点连线作对称轴，如图所示：
由图可知，此时的实际时刻是3时40分（红色指针所指位置）。
故选：。
10．小华竖直站在一面斜靠在墙边的平面镜前，如图所示。小华在平面镜中所成的像与水平面的夹角是　　
A． B． C． D．
【答案】
【解答】解：根据平面镜成像特点做出小华在平面镜中的像，
，
，
，
，则
小华在平面镜中所成的像与水平面的夹角与是对顶角，故也为。
故选：。
题型三：平面镜成像作图
11．利用平面镜成像的特点，在图乙中画出摄影师看到太阳在湖水中的像的光路图。
【解答】解：首先作出太阳关于水面的对称点，即太阳的像，再连接像点与摄影师眼睛找到与平面镜的交点，此交点为入射点，连接太阳与入射点并标出光的传播方向为入射光线，连接入射点与摄影师眼睛并标出光的传播方向为反射光线，如图所示：
12．请在图中画出物体在平面镜中所成的像。
【答案】见解答图
【解答】解：先作出端点、关于平面镜的对称点、，用虚线连接、，即为物在平面镜中所成的像，如图所示：
13．如图甲中，牙医借助平面镜观察牙齿的背面。请在图乙中画出能反映此过程的光路图。
【答案】
【解答】解：光在平面镜表面发生镜面反射，结合平面镜成像的特点先作出牙齿关于平面镜的对称点，即牙齿的像的位置，连接像和人眼与平面镜交于一点，即为入射点，连接牙齿和入射点为入射光线，连接入射点和人眼为反射光线，如图所示：
14．在图中，画出物体通过平面镜所成的像。
【解答】解：分别作出物体的端点、关于平面镜的对称点、，用虚线连接、即为在平面镜中的像。如图所示：
15．请根据平面镜成像特点，在图中画出物体在平面镜中所成的像。
【解答】解：先作出端点、关于平面镜的对称点、，用虚线连接、即为物体的像，如图所示：
一．选择题（共8小题）
1．一位同学站在平面镜前并向平面镜靠近，则他的像在平面镜中（　　）
A．变大 B．变小
C．不变 D．先变大后变小
【答案】C
【解答】解：平面镜所成的像与物的大小相等，当一位同学站在水平面前并向平面镜靠近时，该同学的大小没有改变，则他在镜中的像大小不变，故C正确，ABD错误。
故选：C。
2．深圳秋冬温暖的天气吸引了无数南迁的候鸟，为深圳人带来一场场海景盛宴。如图所示是一只琵琶鹭在水面上捕食的画面，在它靠近水面的过程中，琵琶鹭在水中的成像情况正确的是　　
A．成虚像，像的大小逐渐变小
B．成虚像，像的大小逐渐变大
C．成实像，像与水面的距离变小
D．所成的像是由于光的反射形成的
【答案】
【解答】解：琵琶鹭靠近水面的过程中，水中出现琵琶鹭的倒影就是琵琶鹭在湖水中所成的虚像，是由光的反射形成的；
琵琶鹭到水面的距离变小，则像到水面的距离变小，但琵琶鹭在水中所成像的大小始终不变，与琵琶鹭的大小相等。
故选：。
3．如图是探究平面镜成像特点的实验装置，为玻璃板，和是两支完全相同的蜡烛，下列说法错误的是　　
A．为了保证实验效果应选择茶色玻璃板
B．实验时玻璃板应与水平桌面垂直放置
C．把蜡烛远离平面镜时，它的像也会远离平面镜
D．把光屏置于玻璃板后侧，能看到光屏上有蜡烛的像
【答案】
【解答】解：．无色玻璃透光性较强，反射能力差，反射成的像不清晰；茶色玻璃透光性较差，反射的光线较多，反射成的像较清晰，所以选用茶色玻璃板进行实验，能更清晰的观察玻璃板的另一侧的像，故正确；
．实验中玻璃板如果不垂直于桌面，前面的蜡烛成的像偏高或偏低，后面的蜡烛无法与前面蜡烛的像完全重合，所以实验时玻璃板应与水平桌面垂直放置，故正确；
．由平面镜成像特点可知，物和像关于平面镜对称，像与物到镜面的距离相等，所以把蜡烛远离平面镜时，它的像也会远离平面镜，故正确；
．平面镜成的像是虚像，不是由真实光线会聚形成的，不能被光屏承接，所以，把光屏置于玻璃板后侧，不能看到光屏上有蜡烛的像，故错误。
故选：。
4．下列关于光现象的说法，正确的是　　
A．人离平面镜越远，他在平面镜中的像就越小
B．漫反射也遵循光的反射定律
C．水下倒影是由于光的折射形成的
D．小孔成像是光的反射形成的
【答案】
【解答】解：、平面镜成的像与物体等大，人在平面镜中像的大小与人到平面镜的距离无关，故错误；
、镜面反射和漫反射都遵守光的反射定律，故正确；
、水下倒影属于平面镜成像，是由于光的反射形成的，故错误。
、小孔成像是光的直线传播形成的，故错误。
故选：。
5．如图是航天员叶光富和翟志刚完成出舱任务时所穿的宇航服，上面有两个特别的设计——手腕上的小镜子和胸前反印的汉字，这是为了穿着厚厚宇航服的航天员，可以利用手腕上的小镜子看到正常的汉字，准确操作。以下说法正确的是　　
A．当平面镜靠近汉字时，汉字通过镜子成的像会变大
B．图中镜面看起来比宇航服暗，是因为光在镜子表面发生了漫反射
C．宇航服胸前的字与它的像关于平面镜对称
D．汉字通过平面镜所成的是实像
【答案】
【解答】解：
、平面镜成像时，物像大小相等，当平面镜靠近汉字时，汉字通过镜子成的像大小不变，故错误；
、图中镜面看起来比宇航服暗，是因为光在镜子表面发生了镜面反射，故错误；
、根据平面镜成像特点可知，宇航服胸前的字与它的像关于平面镜对称，故正确；
、汉字通过平面镜所成的是虚像，故错误。
故选：。
6．小丽站在竖直放置的平面镜前，镜中有她的像。当她向着远离平面镜的方向移动时，她在平面镜中的像　　
A．比原来小；到平面镜的距离增加
B．大小不变；到小丽的距离变为
C．大小不变；到平面镜的距离减小
D．大小不变；到小丽的距离增加
【答案】
【解答】解：（1）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。所以若她向着远离平面镜的方向移动时，他在平面镜中像的大小不变。
（2）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，
当她向着远离平面镜的方向移动时，小丽到平面镜的距离增加，到小丽的距离增加。
综上分析可知，错误，正确。
故选：。
7．如图中是物体在平面镜中成像的情况，正确的是　　
A． B． C． D．
【答案】
【解答】解：平面镜成的像与物体等大，又关于镜面对称，所以物体成的像看起来是左右相反的。
、选项中像与物体左右不相同，不是物像对称，故错误；
、选项中物体与像大小相等，左右对称，故正确；
、选项中物体与像不是关于平面镜对称，故错误；
、选项中像是倒立的，故错误。
故选：。
8．小明身高，站在高的平面镜前，他在镜中的像高是　　
A．
B．
C．小于
D．靠近时，大于，远离时，小于
【答案】
【解答】解：在平面镜中成像的大小与物体的大小有关，跟到平面镜的距离、平面镜的大小都没有关系，所以小明身高，他在镜中的像高是，靠近或远离平面镜时，像的大小不变，仍然是。
故选：。
二．填空题（共4小题）
9．一小鸟在湖面上水平飞过映在平静湖水的小鸟的“倒影”，它是由于光的 　反射　形成的。“倒影”是 　　（选填影子，虚像，实像）。
【答案】反射；虚像
【解答】解：在平静湖水的小鸟的“倒影”属于平面镜成像，平面镜成的像是虚像，平面镜的成像原理是光的反射。
故答案为：反射；虚像。
10．如图所示，在检查视力时，视力表挂在房间东面的墙上，被测者观察西面墙上镜子里的像，此时视力表在平面镜中的像与被测者的眼睛相距，则被测者眼睛距离身后的视力表的距离为 　0.6　，镜子中视力表是视力表的 　　像（选填“实”或“虚” 。
【答案】0.6；虚
【解答】解：平面镜距视力表，根据物像到平面镜的距离相等，可知，视力表的像到平面镜的距离也是，已知视力表在镜中的像与被测者相距，
则被测者与平面镜的距离是，被测者眼睛距离身后的视力表的距离为。
由平面镜成像特点可知，镜子中视力表是视力表的虚像。
故答案为：0.6；虚。
11．晚上小明在客厅的窗户玻璃上看到了自己的像，当他远离窗户时发现自己的像 　远离　（靠近远离）窗户，同时像的大小 　　（变大变小不变）；当他缓缓向左推动玻璃窗时，会发现客厅内的吊灯的像 　　（向左运动向右运动静止）。
【答案】远离；不变；静止。
【解答】解：像和物体大小相等，平面镜成的像和物体到平面镜的距离相等，当他远离窗户时，他在玻璃中的像远离窗户，像的大小不变。
由于灯在平面镜中成像时，像与灯相对平面镜对称，水平向左缓缓推动玻璃窗，看到的像是静止的。
故答案为：远离；不变；静止。
12．兔斯基站在平面镜前处，它的像到镜子的距离为　3　；然后它向镜子靠近了，则它的像到它的距离为　　，现将一块和镜面一样大的木板放在镜子后面处，如图所示，这时她　　（选填“能”或“不能” 在镜中看到自己的像。
【解答】解：（1）由平面镜成像的特点知，当兔斯基到镜面的距离为时，像到镜面的距离也为，
（2）若兔斯基向平面镜靠近，则她与镜面的距离是，则它和像的距离是；
（3）由于成的像是虚像，在镜面后放置物体是不影响成像的，故在镜后放一物体并不妨碍光的反射，同时也不会妨碍成像，所以这时兔斯基仍能在镜中看到自己的像。
故答案为：3；5；能。
三．作图题（共3小题）
13．如图所示，根据平面镜成像特点，作出物体在平面镜中的像。
【答案】
【解答】解：根据平面镜成像的特点，先作出物体的端点、在平面镜中的对称点、，连接、点即为物体在平面镜中的像，注意辅助线和像用虚线，如图所示：
14．是发光点在平面镜中的像，点是发光点经平面镜反射后经过的一点。请你根据平面镜成像的特点，用作图法确定发光点的位置，并完成经点的光路图。
【答案】见解答图
【解答】解：根据平面镜成像的特点可知，物与像关于镜面对称，首先作出像点的物点，连接（用虚线），与镜面的交点为入射点，连接画出入射光线，连接并延长可得反射光线（用实线）。如图所示：
15．如图，作出物体在平面镜中所成的像。
【答案】见解析。
【解答】解：从点向平面镜作垂线并延长至，使到平面镜的距离等于到平面镜的距离，则就是点的像；用同样的方法作出点的像，然后用虚线连接，标出箭头，则就是物体在平面镜中所成的像，如图所示：
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4.3 平面镜成像
【素养目标】
物理观念:平面镜成像的特点，平面镜成虚像的原理，平面镜的应用，凸面镜和凹面镜。
科学思维:通过实验探究，了解平面镜成像的特点。
科学探究:探究平面镜成像的特点。
科学态度与责任:能通过对平面镜、球面镜的应用的了解，领略物理现象的美妙与和谐，感受科学技术对人类生活的影响。
知识点一、平面镜成像
1.平面镜成像
问题
国家大剧院和它在水中的倒影相映成趣,宛如一个巨大的蛋壳(如下图)。为什么会出现这种现象呢
当你照镜子的时候可以在镜子里看到另外一个“你”，镜子里的这个“人”就是你的像。国家大剧院的倒影实际上就是大剧院在水中的像。
特别提醒
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（平面镜成像），影子是由于光的直线传播。
2.平面镜成像的特点
提出问题 平面镜成像时，像有什么特点
猜想与假设 平面镜所成的像的大小可能与物体的大小相等，像到平面镜的距离可能物体到平面镜的距离相等
实验思路 探究平面镜成像的特点，关键是要确定像的位置和大小。如何设计这个实验呢？我们可以按如下思路进行探究。 用一块玻璃板作为平面镜，把一支点燃的蜡烛放在玻璃板的前面，可以看到它在玻璃板后面的像。再拿一支外形相同但未点燃的蜡烛，在玻璃板后面移动，直到看上去它的位置与像的位置重合。这个位置就是前面那支蜡烛的像的位置。 确定了像的位置，再比较像跟物体的位置和大小的关系，这样就可以得到平面镜成像的特点了。
实验器材 薄玻璃板一块、支架、笔一只、两支完全相同的蜡烛、刻度尺、白纸等 薄玻璃板的作用：（1）确定像的位置；（2）防止成两个像影响实验观察。 两支完全相同的蜡烛目的：便于比较像与物的大小。
设计并进行实验 （1）在水平桌面上铺一张白纸，纸上竖立一块薄的玻璃板作为平面镜，在纸上沿着玻璃板画一条直线，这条直线代表玻璃板的位置； （2）如图所示，把一只点燃的蜡烛A放在玻璃板的前面，透过玻璃板进行观察，可以看到它在玻璃板后面的像。再拿一只外形完全相同的蜡烛B（未点燃），竖立着在玻璃板后面移动，直到看上去它跟前面的蜡烛的像完全重合。这个位置就是前面那个蜡烛的像的位置； （3）在纸上记录下两支蜡烛的位置，并注意观察蜡烛的大小和它的像的大小是否相同； （4）移动点燃的蜡烛A，重做实验； （5）用直线把两次实验中的蜡烛和它的像在纸上的位置连接起来，用刻度尺测量蜡烛和像到玻璃板的距离，将测得的数据记录在表格中； （6）将玻璃板后面未点燃的蜡烛B移走，再把光屏放在该位置上并正对玻璃板，观察是否能在光屏上接收到前面点燃蜡烛的像。
实验数据 记录 次数蜡烛到平面镜的距离蜡烛的像到平面镜的距离/cm蜡烛的像与蜡烛的大小关系蜡烛的像与蜡烛的连线与镜面位置的关系11010等大垂直21515等大垂直32020等大垂直42525等大垂直
分析与论证 （1）未点燃的蜡烛B可以与点燃的蜡烛的像完全重合，说明蜡烛的像的大小与蜡烛大小相等； （2）由实验数据可知，蜡烛的像到平面镜的距离与蜡烛到平面镜的距离相等； （3）用量角器测量物与像的连线与镜面之间的夹角，发现像与物的连线与镜面垂直； （4）移去镜后的蜡烛，在此位置放一张白卡片，发现白卡片上没有像，表明该像是虚像。
探究归纳 精确的实验表明：平面镜所成的像为正立的虚像，其大小与物体的大小相等，像和物体到平面镜的距离相等，像和物体的连线与镜面垂直。 利用数学课中有关对称的知识，平面镜成像的规律也可以表述为：平面镜所成的像为正立的虚像，像与物体关于镜面对称。
交流与评估 （1）为了使观察到的像更为清晰，实验最好在较暗的环境中进行； （2）实验中用玻璃板代替平面镜，目的是便于观察和确定像的位置，并比较物像的大小关系，原因是玻璃板既能反射光又能透过光，即透过玻璃板能看到未点燃的蜡烛，也能看到点燃的蜡烛所成的像； （3）实验应选用较薄的玻璃板。因为玻璃板的前后表面可以各成一个像，当玻璃板较厚时，两个像有较大的错位，难以确定像的位置； （4）实验中，玻璃板要竖直立在水平桌面上。若玻璃板没有竖直放置，则未点燃的蜡烛和点燃的蜡烛将不能完全重合； （5）实验中，使用两支完全相同的蜡烛，目的是比较像与物体的大小关系； （6）用点燃的蜡烛做实验的优点是所成的像比较亮，便于观察； （7）白纸用于标注玻璃板的位置、蜡烛以及蜡烛的像的位置，刻度尺用于测量蜡烛以及蜡烛的像到玻璃板的距离； （8）改变蜡烛与玻璃板的距离进行多次实验，是为了寻找普遍规律； （9）观察点燃蜡烛的像时，眼睛应与物体在玻璃板的同一侧；观察像是否为虚像时，眼睛与像在玻璃板的同一侧；
特别提醒
实验中的应用了等效替代法
（1）在确定像的位置时，用未点燃的蜡烛代替点燃的蜡烛的像；
（2）在比较像与物体的大小关系时，用未点燃的蜡烛代替点燃的蜡烛。
知识点二、平面镜成虚像
1.平面镜成虚像
在探究平面镜成像特点的实验中，在平面镜前放一支点燃的蜡烛，在镜子中会出现一个正立蜡烛的像，但将光屏放在平面镜后蜡烛像的位置时，光屏上却没有出现蜡烛的像，可见平面镜所成的像是不存在的，是虚像。
2.利用作图法理解虚像的概念和平面镜成像的原理
（1）如图所示，光源S发光后光线射向四周，一些光经平面镜反射后进入了人的眼睛，引起视觉。由于人眼是根据光的直线传播的经验来判断物体的位置的，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'发出的。S'就是S在平面镜中的像。但平面镜后面实际上并没有这个发出光的点，所以S'为虚像。物体上每个点在平面镜中都有一个像点，所以像点就组成了整个物体的虚像。因此，平面镜所成的像是虚像，像和物体上的对应点关于平面镜对称。
（2）由以上分析可知，平面镜成像的原理是光的反射。平面镜所成的像实际上来自物体的光经平面镜反射后，反射光线的反向延长线的交点。
3.对实像和虚像的理解
成因 特点 实例
实像 实际光线会聚所成的像 既可以用眼睛直接观察，又可以用光屏承接 小孔成像
虚像 不是实际光线会聚而成的，而是由实际光线的反向延长线相交形成的 只能用眼睛直接观察，不能用光屏承接 平面镜成像、水中倒影、水中的鱼
4.平面镜成像作图
作平面镜成的像主要有两种方法：一是根据平面镜成像原理（光的反射定律）作图；二是根据平面镜成像特点作图（对称法）。如图所示，S为平面镜前的一个点光源，我们可以作出它的像S'。
（1）根据平面镜成像原理（光的反射定律）作图
从S 射向平面镜的所有光线，经平面镜反射后，反射光线的反向延长线都会交于点S'，所以在作图时，只要任选两条从点光源S发出射向平面镜的入射光线，作出其反射光线的反向延长线，就可以确定像S'。作图步骤如下：
①从点光源S任意引两条光线射到平面镜上；
②分别作出两条入射光线的法线；
③根据光的反射定律分别作出两条入射光线的反射光线；
④分别作两条反射光线的反向延长线，它们的交点S'即为点光源S的像。
（2）根据平面镜成像特点作图（对称法）
作出物体AB关于平面镜的对称点A'B'，连接B'A'即为物体AB的像。具体步骤如下：
①分别过A、B两点作平面镜的垂线（像与物的连线与平面镜垂直）；
②分别取A'、B'，使A'、B'到平面镜的距离等于A、B到平面镜的距离（像与物到平面镜的距离相等）；
③连接A'、B'并且箭头方向不变，A'B'即为物体AB的像。
特别提醒： 作图时要注意以下几点： （1）平面镜非反射面要画上短斜线； （2）实际光线要画成实线，并用箭头表示光的传播方向，反向延长线要画成虚线；实物用实线表示，虚像用虚线表示；法线用虚线表示； （3）实物和虚像要标注上对应的字母，并用上下标区分。
知识点三、平面镜的应用
应用分类 示例
成像 照镜子 舞蹈演员纠正自己的舞姿
改变光路 太阳能电站 潜望镜
扩大视觉空间 墙上装平面镜，感觉空间更大 利用平面镜在较小空间内完成视力检查
题型一：平面镜成像的特点
1．如图所示，在“探究平面镜成像的特点”实验中，下列说法正确的是　　
A．用玻璃板代替平面镜，能使蜡烛成像更清晰
B．把光屏放在恰当的位置可以承接到蜡烛的像
C．只将玻璃板沿其所在的平面向左移动，像的位置保持不变
D．只将玻璃板向蜡烛方向倾斜，使玻璃板与竖直方向夹角为，则像和蜡烛的连线与玻璃板夹角为
2．小明利用如图所示的装置，探究平面镜成像的特点。下列说法正确的是　　
A．用玻璃板代替平面镜，目的是使蜡烛的像更清晰
B．使用相同的蜡烛、，目的是比较像与物的大小
C．将光屏放到像的位置，光屏能够承接到像
D．将蜡烛靠近玻璃板，它所成的像将远离玻璃板
3．如图所示，物体直立于足够大的平面镜前，若分别在平面镜前、后插入不透光的木板、。则　　
A．因为阻挡，不成完整的像
B．因为阻挡，的像会被挡住部分
C．两种情况下镜前观察到像的范围相同
D．两种情况下都能成完整的像
4．如图所示，阳光下，一只鸟站在水中。以下说法正确的是　　
A．鸟的像是 B．鸟的影子是
C．与的大小一定相同 D．与的大小一定相同
5．夜空中月亮慢慢升起，距离平静的湖面越来越远，关于月亮在水中的像，下列说法正确的是　　
A．像的位置在水面
B．像和月亮一样大
C．像是实像
D．以湖面为参照物，像静止不动
题型二：平面镜的应用
6．如图所示是一个魔术箱。魔术箱顶部的中央有一条窄缝，使激光笔产生的激光束从左侧的小孔射入，从右侧小孔射出。将一块遮光板从顶部的窄缝插入箱中，它并没有挡住激光束的传播。若魔术箱内只使用了平面镜，则平面镜的数量至少是　　
A．2块 B．3块 C．4块 D．5块
7．如图所示是汉代的《淮南万毕术》中记载：“取大镜高悬，置水盆于下，则见四邻矣。”如图所示的装置是世界上有记载的最早的潜望镜，下列光现象与潜望镜的形成原理相同的是　　
A．白墙手影 B．拱桥倒影
C．雨后彩虹 D．树间光线
8．视力检测时要求被测的人与视力表的距离为，如图所示是小阳同学测视力的情景，视力表与平面镜的距离是。为满足测量要求，下列说法错误的是　　
A．小阳和平面镜不动，将视力表面镜移动
B．平面镜和视力表不动，让小阳面镜移动
C．小阳和视力表不动，将平面镜靠近视力表移动
D．视力表不动，小阳和平面镜同时靠近视力表移动
9．如图所示是从对面墙上的平面镜中看到的身后时钟的像，此时的实际时刻是　　
A．3时40分 B．4时20分 C．8时20分 D．8时40分
10．小华竖直站在一面斜靠在墙边的平面镜前，如图所示。小华在平面镜中所成的像与水平面的夹角是　　
A． B． C． D．
题型三：平面镜成像作图
11．利用平面镜成像的特点，在图乙中画出摄影师看到太阳在湖水中的像的光路图。
12．请在图中画出物体在平面镜中所成的像。
13．如图甲中，牙医借助平面镜观察牙齿的背面。请在图乙中画出能反映此过程的光路图。
14．在图中，画出物体通过平面镜所成的像。
15．请根据平面镜成像特点，在图中画出物体在平面镜中所成的像。
一．选择题（共8小题）
1．一位同学站在平面镜前并向平面镜靠近，则他的像在平面镜中（　　）
A．变大 B．变小
C．不变 D．先变大后变小
2．深圳秋冬温暖的天气吸引了无数南迁的候鸟，为深圳人带来一场场海景盛宴。如图所示是一只琵琶鹭在水面上捕食的画面，在它靠近水面的过程中，琵琶鹭在水中的成像情况正确的是　　
A．成虚像，像的大小逐渐变小
B．成虚像，像的大小逐渐变大
C．成实像，像与水面的距离变小
D．所成的像是由于光的反射形成的
3．如图是探究平面镜成像特点的实验装置，为玻璃板，和是两支完全相同的蜡烛，下列说法错误的是　　
A．为了保证实验效果应选择茶色玻璃板
B．实验时玻璃板应与水平桌面垂直放置
C．把蜡烛远离平面镜时，它的像也会远离平面镜
D．把光屏置于玻璃板后侧，能看到光屏上有蜡烛的像
4．下列关于光现象的说法，正确的是　　
A．人离平面镜越远，他在平面镜中的像就越小
B．漫反射也遵循光的反射定律
C．水下倒影是由于光的折射形成的
D．小孔成像是光的反射形成的
5．如图是航天员叶光富和翟志刚完成出舱任务时所穿的宇航服，上面有两个特别的设计——手腕上的小镜子和胸前反印的汉字，这是为了穿着厚厚宇航服的航天员，可以利用手腕上的小镜子看到正常的汉字，准确操作。以下说法正确的是　　
A．当平面镜靠近汉字时，汉字通过镜子成的像会变大
B．图中镜面看起来比宇航服暗，是因为光在镜子表面发生了漫反射
C．宇航服胸前的字与它的像关于平面镜对称
D．汉字通过平面镜所成的是实像
6．小丽站在竖直放置的平面镜前，镜中有她的像。当她向着远离平面镜的方向移动时，她在平面镜中的像　　
A．比原来小；到平面镜的距离增加
B．大小不变；到小丽的距离变为
C．大小不变；到平面镜的距离减小
D．大小不变；到小丽的距离增加
7．如图中是物体在平面镜中成像的情况，正确的是　　
A． B． C． D．
8．小明身高，站在高的平面镜前，他在镜中的像高是　　
A．
B．
C．小于
D．靠近时，大于，远离时，小于
二．填空题（共4小题）
9．一小鸟在湖面上水平飞过映在平静湖水的小鸟的“倒影”，它是由于光的 　　形成的。“倒影”是 　　（选填影子，虚像，实像）。
10．如图所示，在检查视力时，视力表挂在房间东面的墙上，被测者观察西面墙上镜子里的像，此时视力表在平面镜中的像与被测者的眼睛相距，则被测者眼睛距离身后的视力表的距离为 　　，镜子中视力表是视力表的 　　像（选填“实”或“虚” 。
11．晚上小明在客厅的窗户玻璃上看到了自己的像，当他远离窗户时发现自己的像 　　（靠近远离）窗户，同时像的大小 　　（变大变小不变）；当他缓缓向左推动玻璃窗时，会发现客厅内的吊灯的像 　　（向左运动向右运动静止）。
12．兔斯基站在平面镜前处，它的像到镜子的距离为　　；然后它向镜子靠近了，则它的像到它的距离为　　，现将一块和镜面一样大的木板放在镜子后面处，如图所示，这时她　　（选填“能”或“不能” 在镜中看到自己的像。
三．作图题（共3小题）
13．如图所示，根据平面镜成像特点，作出物体在平面镜中的像。
14．是发光点在平面镜中的像，点是发光点经平面镜反射后经过的一点。请你根据平面镜成像的特点，用作图法确定发光点的位置，并完成经点的光路图。
15．如图，作出物体在平面镜中所成的像。
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