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4.3 平面镜成像
【基础巩固】
1.平面镜所成的像是______立的_________像,像与物体大小__________,像和物到镜面的距离
__________,像与物的连线与镜面 .
【答案】正;虚;相等;相等;垂直
【解析】物体在平面镜中所成的像不能呈现在光屏上,只能在平面镜前观察到,说明平面镜
所成的像是虚像;
把等大的物体放在平面镜后能与平面镜前物体的像重合,说明像与物体大小相等,而且像是
正立的;
连接像与物的对应点,连线与镜面垂直,测量得到像与物到平面镜的距离相等;
2.太阳灶是利用________镜,能_______________________的性质制成的;
汽车的观后镜是利用_________镜,使司机从镜中观察到车后较大的范围;
手电筒中用_________镜作反射面使放在_____________附近的灯泡发出的光向同一方向平行射出.
【答案】凹面;会聚光;凸面;凹面;焦点
【解析】太阳灶是利用凹面镜对光线的会聚作用制成的;
汽车观后镜的利用凸镜成正立、缩小的虚像制成的;
手电筒是利用凹面镜的会聚作用工作的,由光路可逆易知,将小灯泡放在光的会聚点(焦
点),可得到平行光。
3.(2021湘潭)小明站在厚度忽略不计的穿衣镜前 1.5m处,他在镜中的像是一个与他
(选填“等大”、“放大”或“缩小”)的虚像,像与他之间的距离是 m。
【答案】等大;3
【解析】根据平面镜成像特点,物体在平面镜中成虚像,物像到平面镜的距离相等,所以小明在
平面镜中成的是等大的虚像,小明到平面镜的距离是1.5m,小明的像到平面镜的距离也是1.5m,
所以他的像与他之间的距离是3m。
4.某人站在穿衣镜前1 m处,他在镜中的像到镜面的距离是______m;当他向镜面前进0.5 m时,
人与像间的距离是_________m.现将一块和镜面一般大的木板放在镜子后面 1 m处(如图所示),这
时她_______ (填“能”或“不能”)在镜中看到自己的像.
【答案】1;3;能
【解析】根据平面镜成像的特点可知,平面镜所成像像和物到镜面的距离相等,
小芳到平面镜的距离为1m,则她在镜中的像到镜面的距离也是1m;当她远离镜面0.5m时,她到平面镜的距离变为1m+0.5m=1.5m,则她在镜中的像到镜面的距
离也变为1.5m,
所以人与像间的距离是1.5m+1.5m=3m。
平面镜成像是利用了光的反射原理,在镜后放一物体并不妨碍光的反射,所以她能在镜中看
到自己的像。
5.(2021无锡)用如图的装置探究平面镜成像的特点。实验中,选取两个完全相同的棋子,是为
了比较像和物的 关系;移动棋子B寻找棋子A的像的位置时,眼睛应该在棋子 (选
填“A”或“B”)一侧观察。
【答案】大小;A
【解析】实验中的两棋子要求大小相同,这是为了比较像和物的大小关系;
由于平面镜成的是虚像,所以在寻找棋子A的像的位置时,人眼应在棋子A这一侧观察。
6.(2021丹东)如图是“探究平面镜成像的特点”实验,若蜡烛以 0.01m/s的速度向玻璃板靠近,
此过程中蜡烛在玻璃板中的像相对蜡烛的速度是 m/s,像的大小 (选填“变大”、
“变小”或“不变”)。
【答案】0.02;不变
【解析】物体到玻璃板的距离相等,故像到物体的距离为像到玻璃板距离的2倍,移动时间相同,
则像相对蜡烛的速度为蜡烛的2倍,所以v=2v =2×0.01m/s=0.02m/s.
蜡烛
玻璃板中成的像与物体的大小相等,所以蜡烛大小没发生变化,像的大小也不变。
7.(2021衡阳)舞蹈教室有一面平面镜,四位学生在平面镜前排练舞蹈,请你根据平面镜成像的
特点,在图中分别用A′,C′标出A,C两位学生像的位置。【答案】如图所示
【解析】像与物关于平面镜轴对称,所以作 A、C 的轴对称点A′、C′即为A、C两位学生像的位
置
8.(2021昆明)图中的A′B′是物体AB经过平面镜M后所成的像,请在图中画出该物体。
【答案】如图所示
【解析】分别作出像A′B′端点A′、B′关于平面镜的对称点A、B,用实线连接A、B即为物体AB
9.(2021黔东南州)如图所示,A、B是镜前一点光源S发出的光线经平面镜MN反射后的两条
反射光线,请在图中画出点光源S的位置。【答案】如图所示
【解析】先将两条反射光线反向延长交于一点S′,在通过平面镜作出S′的对称点S,即为发光点的
位置,并联接S与两个反射点画出入射光线
10.(2021河南)如图甲为开封铁塔及其倒影的美景。请在图乙中画出光从塔尖经水面反射进入人
眼的光路图,其中A点表示水中“塔尖”的位置。
【答案】如图所示
【解析】由题可知,A的位置是塔尖通过水面所成的像,平面镜成像时,像与物体关于镜面对称,
据此画出塔尖的位置A',连接人的眼睛和A,则连线与水面的交点为反射点,据此作出反射光线、
入射光线,注意光线的传播方向不能画错
11.如图所示,某同学在做“平面镜成像特点”实验时,将一块玻璃板竖直架在一把直尺上面,再
取两段等大的蜡烛A和B一前一后竖直放在直尺上,点燃玻璃板前蜡烛A,用眼睛进行观察,并移
动玻璃板后的蜡烛B,使它与A在玻璃板内的像重合,蜡烛B好像被点燃了一样,在此实验中:
(1)尺的作用是便于比较物与像 的关系。
(2)该实验选择两段等长的蜡烛是为了比较物与像的 关系,这种研究问题的方法叫
(填“控制变量”或“等效替代”)法。
(3)若移去蜡烛B,并在其所在位置上放一光屏,则光屏上 (填“能”或“不能”)接收
到蜡烛的像,这说明平面镜成的是 像。(填“实”或“虚”)(4)我们应选择 (选填“较厚”或“较薄”)的平板玻璃来代替日常使用的平面镜,目的
是观察到A蜡烛像的同时也能透过玻璃板看到B蜡烛,从而确定 。
(5)为了便于观察,该实验最好在 (填“较明亮”或“较黑暗”)的环境中进行。
(6)在寻找像的位置时,眼睛应该在 蜡烛(填“A”或“B”)这一侧观察。小明无论怎
样调节后面的蜡烛,都不能与它重合,请你猜想原因可能是 。
(7)小明还发现实验时,用跳棋代替点燃的蜡烛,但看不清跳棋的像,于是他用灯光将玻璃板两
侧都照亮,他 看见跳棋的像吗(填“能”或“不能”)?你的改进方法是
。
【答案】(1)到镜面的距离;(2)大小;等效替代;(3)不能;虚;(4)较薄;像的位置;
(5)较黑暗;(6)A;玻璃板未与桌面垂直;(7)不能;用手电筒照亮跳棋。
【解析】(1)在实验中用到刻度尺,但尺并不是测量像、物的大小用的,而是测像到镜的距离、
物到镜的距离,然后比较二者关系用的;
(2)两支蜡烛大小相同,后面的蜡烛又和前面蜡烛的像完全重合,这样就证明了像与物大小相同,
所以两支蜡烛等长是为了比较像与物大小关系用的,用蜡烛 B代替蜡烛A和蜡烛A的像进行比较,
采用的是等效替代法;
(3)因为光屏只能接收实像,不能接收虚像,光屏不能接收到蜡烛 A的烛焰的像,所以说明平面
镜成的像是虚像。
(4)因为玻璃板是透明的,能在观察到A蜡烛像的同时。还可以透过玻璃清楚的看到放在后面B
蜡烛,便于确定像的位置和大小,而平面镜无法解决这些问题。同时由于玻璃板有两个反射面,每
个反射面相当于一个平面镜,都可以成像,玻璃板如果薄,两个像距离近,测量误差小,实验效果
好;反之,较厚的玻璃板两面,都可以成像,会出现了两个不重合的像,从而影响实验效果;
(5)在比较明亮的环境中,很多物体都在射出光线,干扰人的视线,在较黑暗的环境中,蜡烛是
最亮的,蜡烛射向平面镜的光线最多,反射光线最多,进入人眼的光线最多,感觉蜡烛的像最亮。
所以最比较黑暗的环境中进行实验。(6)因为虚像无法用光屏承接,并且必须通过光学元件进行观察,因此眼睛必须在A蜡烛的一侧;
实验时玻璃板要竖直放置,即垂直于桌面,如果不竖直,不论怎样移动后面的蜡烛都不可能与前面
蜡烛的像完全重合,就无法比较像与物的大小。
(7)用跳棋代替点燃的蜡烛进行实验,由于跳棋不是光源,是靠反射光线被看清的,所以用灯光
将玻璃板两侧都照亮时看不清跳棋的像;要想看清跳棋所成的像,可以把跳棋照亮。
12.(2021临沂)我市滨河景区湿地公园是全国最大的城市湿地公园,大量珍稀水禽在此迁徙繁殖。
如图所示,一只白鹭正在平静的水面上展翅起飞。关于白鹭在水中所成的像,下列说法正确的是(
)
A.水中的像是光的折射形成的 B.白鹭飞得越高,水中的像越小
C.河水越深,水中的像离水面越远 D.水中的像与白鹭关于水面对称
【答案】D
【解析】A、平静的水面相当于平面镜,白鹭在水面所成的像属于平面镜成像,是由光的反射形成
的,故A错误;
B、白鹭飞离水面的过程中像的大小与白鹭大小相同,所以像的大小不变,故B错误;
C、物距是白鹭到水面的距离,像距是白鹭所成的像到水面的距离,二者始终相等,与水的深度无
关,故C错误;
D、根据平面镜成像的特点可知,白鹭在水中的像与白鹭关于水面对称,故D正确。
13.如图所示,小宇家的小猫在平面镜前欣赏自己的全身像,此时它所看到的全身像应是图中的
( )
【答案】C
【解析】根据平面镜成像特点分析,当镜面竖直放置时,所成的像是正立的、等大的、左右
相反的;符合该条件的只有C图。
14.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】平面镜所成的像与物体关于平面镜对称,所以当用右手握笔时,在平面镜中看到的是用左手
握笔;当握笔的手向右移动时,在平面镜中看到的就是这只手向左移动.
15.如图所示,小柯采用透明玻璃板、蜡烛等器材探究“平面镜成像特点”.下列关于该实验的表述
不正确的是 ( )
A.实验时选用的两支蜡烛大小应相同
B.透明玻璃板摆放应该与纸面垂直
C.若把光屏放在B位置,蜡烛的像可以呈现在光屏上
D.该实验在较暗的环境下效果更好
【答案】C
【解析】本题考查平面镜成像的特点和实验方案.实验中选用两支相同的蜡烛A和B,目的是比较物、
像大小关系;在实验中必须将玻璃板竖直摆放,才能确保蜡烛与像完全重合,才能使实验达到效果;物体
在平面镜中成虚像,光屏放在虚像的位置上,光屏上不会承接到平面镜成的像,C选项的说法错误.探究
平面镜成像实验时,烛焰是成像物体,在明亮的环境中,烛焰和明亮环境的亮度对比度降低,成像不太清
晰,故该实验在较暗的环境下效果更好.
16.(2021温州)水平过道上方有一盏灯(如图),小明站在1号地砖上时,通过2号地砖看到灯
的像;走到2号地砖上时,通过3号地砖看到灯的像。则小明通过两块地砖所看到的像( )
A.大小相同、位置不同 B.大小相同、位置相同
C.大小不同、位置相同 D.大小不同、位置不同
【答案】B
【解析】由平面镜成像特点可知,平面镜的所成的像的大小只与物体的大小有关,像的位置只与
物体到平面镜的距离有关,由于地砖2、3处于同一水平面,灯的大小和灯到地砖的距离的不变,
所以在2号地砖和3号地砖上看到的灯的像的大小和位置均相同。
17.(2021玉林)如图所示,是从平面镜中看到的挂钟,挂钟显示的实际时间为( )A.3:00 B.3:30 C.9:00 D.9:30
【答案】A
【解析】根据平面镜成像特点,即物像关于平面镜对称,从平面镜中看到挂钟的指针,此时表的
时间为9:00,则实际时间=12:00﹣9:00=3:00。
18.以笔尖接触镜面,此时笔尖和它的像的距离是l cm,则玻璃的厚度是 ( )
A.2 cm B.1 cm C.0.5 cm D.0.25 cm
【答案】C
【解析】因为像在镜面的后面,铅笔尖垂直接触玻璃镜面,根据平面镜成像的特点可知,笔
尖的像与笔尖的距离约为1cm,所以题中给出的1cm是二倍的玻璃厚度,则玻璃厚度为
1cm/2=0.5cm。
19.(2021益阳)检查视力的时候,视力表往往放在被测者头部的后上方,被测者识别对面墙上镜
子里的像,要求被测者与视力表像的距离是5m。如图是小红同学在一次测量视力时的情景,关于
这次视力测量说法正确的是( )
A.视力表中开口向上的“E”,在平面镜中成的像开口向下
B.视力表中开口指向纸外的“E”,在平面镜中成的像开口指向纸内
C.小红同学按要求进行视力测量,则L的大小应该是0.6m
D.小红同学按要求进行视力测量,则L的大小应该是0.3m
【答案】C
【解析】(1)平面镜所成像是正立的虚像,物像相当于平面镜对称。所以视力表中开口向上的
“E”,在平面镜中成的像开口也向上;视力表中开口指向纸外的“E”,在平面镜中成的像开口也向
外,故AB错误;
(2)要求被测者与视力表像的距离是5m,由图知,小红到平面镜距离2.2m,
所以视力表的像到平面镜距离为5m﹣2.2m=2.8m,视力表到平面镜距离也为2.8m,
L的大小应该是2.8m﹣2.2m=0.6m,故C正确,D错误。【能力提升】
20.(2021宁夏)检查视力时要求被检查者与视力表相距5m。某同学在学校医务室检查视力,由
于空间有限,用如图方式检查,她应距平面镜 m。她在平面镜里看到的视力表是 (选
填“实”或“虚”)像。
【答案】2.2;虚
【解析】由图可知,视力表与平面镜的距离为2.8m,要求被检查者与视力表的距离为5m,则为满
足检测要求,被测测者应距离平面镜为5m﹣2.8m=2.2m;
根据平面镜成像特点可知,她在平面镜里看到的视力表是虚像。
21.如图所示,某人站在离湖岸边6 m的C处,刚好能看见湖对岸的一棵树HG在水中完整的像,如果
眼距地面的高度为1.5 m,湖两岸均高出湖水面1 m,湖宽40 m,则该树HG的高度为 m.
【答案】8
【解析】本题考查平面镜成像的特点及光的反射.解题的思路是根据平面镜成像的特点就可以作出
GH经水面反射后射入人眼的光路图.再根据相似三角形的性质解答.首先作出G,H两点关于水面的
对称点G',H',即GH的虚像,然后把人眼和H'连接起来作出反射光线,如图所示.根据对顶角相等可知,
∠BOA'=∠AOH',
AH' OA
因 此 Rt△AOH'∽Rt△A'OB, 所 以 = , 而 由 题 可 知 ,A'B=1 m,OA'=40 m-OA, 即
A'B OA'
AH' OA
= … … ① , 根 据 同 位 角 相 等 可 知 ,∠BOA'=∠DBC, 而 ∠ BOA'=∠AOH', 因 此
1m 40m−OA
AH' OA
∠DBC=∠AOH',所以 Rt△AOH'∽Rt△CBD,所以 = ,而由题可知,CD=1.5 m,BC=6 m,即
CD BC
AH' OA AH' 4AH'
= ……②,由②式可得OA=4AH'……③.把③式代入①式可得 = ,解得
1.5m 6m 1m 40m−4AH'AH'等于0或等于9 m,根据题意可知AH'=9 m,而AG'=1 m,所以G'H'=AH'-AG'=9 m-1 m=8 m,即该树
HG的高度为8 m.
22.小明在某商场买鞋,他选了一双新鞋在垂直的试鞋镜前试穿,如图所示,但在镜中他看不到自己穿
着的新鞋的像,为了看到,他应该 ( )
A.弯腰或下蹲 B.使身体离镜子远一些
C.使身体离镜子近一些 D.把穿着鞋的脚抬高一些
【答案】A
【解析】根据图示,要想看到镜中的新鞋,就要使眼睛看到新鞋成的像;鞋子反射的光线经过平面镜反
射后必须能进入人的眼中,由图可以看出:当弯腰或下蹲时,会看到镜中的鞋.当人靠近、远离镜子或者
抬高腿时,反射光线射到人身上光线的位置不变,人仍然无法看到新鞋的像.
23.(2021苏州)提词器是由一个高亮度显示器和一块与其成45°角的专用镀膜玻璃组成,镀膜玻
璃将显示器上的文稿内容反射到演讲者前方。如图当演讲者前方呈现“爱我中华”四个字时。他直
接看显示器会看到( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】当演讲者前方呈现“爱我中华”四个字时,这四个字是显示器通过平面镜所成的像,由
于像与物体关于镜面是对称的,所以他直接看显示器会看到D的内容。
【拓展探究】
24.在探究“平面镜成像的特点”时:
(1)实验中应选 (填“玻璃板”或“平面镜”)和两支 (填“相同”或“不同”)的蜡
烛及其他器材进行实验,为了便于观察,该实验最好在 (填“较明亮”或“较暗”)的环境中进
行.
(2)为了探究所成的像是虚像还是实像,在成像的位置处放置一光屏,则在光屏上 (填“能”或
“不能”)观察到镜前点燃蜡烛的像;实验中观察到镜后的蜡烛与镜前蜡烛的像总是重合的,说明像与
物的大小是 的;两次实验的像与物对应点的位置如图所示,实验中平面镜是放在图中(填“PQ”或“MN”)的位置.
【答案】(1)玻璃板;相同;较暗 (2)不能;相同;PQ
【解析】(1)为了确定像的位置,实验中要使用透明的玻璃板.两支蜡烛大小相同,后面的蜡烛又和前面
蜡烛的像完全重合,这样就证明了像与物大小相同,所以两支蜡烛相同是为了比较像与物大小关系.在
比较明亮的环境中,很多物体都在射出光线,干扰人的视线,在比较黑暗的环境中,蜡烛是最亮的,蜡烛
射向玻璃板的光线最多,反射光线最多,进入人眼的光线最多,感觉蜡烛的像最亮.所以在比较黑暗的环
境中进行实验最好.(2)因为光屏只能接收实像,不能接收虚像,所以光屏不能接收到烛焰的像,说明平面
镜成的像是虚像.实验中观察到镜后的蜡烛与镜前蜡烛的像总是重合的,说明像与物的大小是相同的;
因为平面镜成像特点中的像与物体对称,所以实验中平面镜是放在图中PQ的位置.
25.阅读短文,回答下列问题
古代的“镜面”
大约在公元前4世纪以前,我国就知道了月亮本身是不发光的,它的光是日光照射在月面上所
引起的反射光。
早在公元前11世纪前,我国就已经使用铜镜。到了秦汉以后,辋镜大大发展,畅销国内外。
我国的古代铜镜至今仍旧被人们看做世界文明史上的珍品。特别是有2000多年历史的所谓“透光
镜”,它能通过反射映出镜子背面的美丽图案,引起了人们的极大兴趣。
利用平面镜反射的原理,我国在公元前2世纪就制成了世界上最早的潜望镜。汉初《淮南万毕
术》一书中,有“取大镜高悬,置水盆于下,则见四邻矣”的记载,这个装置虽然粗糙,但是意义
深远,近代所使用的潜望镜就是根据这个道理制造的。在利用平面镜的同时,人们又发现了球面镜
的奇特现象。球面镜有凹面镜和凸面镜两种。利用凹面镜的聚集特性,向日取火,在我国有悠久的
历史。
我国古代制镜的手工工人在镜子生产中,熟练地利用了凸面镜的成像特性。宋代沈括在《梦溪
笔谈》(卷三)中总结古代铸镜的技术说:如果镜大,就把镜面做成平面;如果镜小,就把镜面做
成微凸,这样的镜面虽然小,也能照全人的脸(“古人铸鉴,鉴大则平,鉴小则凸。凡鉴洼则照人
面大,凸则照人面小。小鉴不能全视人面,故令微凸,收人面令小,则鉴虽小而能全纳人面”)
(1)夜晚,我们会看到月亮,下列各图中,能正确反映我们看到月亮的光路图是 。(2)我国的古代铜镜至今仍旧被人们看做世界文明史上的珍品。特别是有 2000多年历史的所谓
“透光镜”,它能通过反射映出镜子背面的美丽图案,引起了人们的极大兴趣。“透光镜”中光在
反射时
(选填“遵循”或“不遵循”)光的反射定律
(3)汉初《淮南万毕术》一书中,有“取大镜高悬,置水盆于下,则见四邻矣”的记载。这个装
置虽然粗糙,但是意义深远,近代所使用的潜望镜就是根据这个道理制造的。在水盆中见到的“四
邻”是 像(选填“实”或“虚”)。
(4)通过阅读短文可知,下列哪种面镜有扩大视野的作用 。
A.平面镜 B.凸面镜 C.凹面镜
【答案】(1)B (2)遵循 (3)虚 (4)B
【解析】(1)月亮不是光源,我们能够看到月亮发光是应为月亮反射了太阳光,故B正确;
(2)古铜镜能够反射光线,其在反射时,遵循光的反射定律;
(3)取大镜高悬,置水盆于下,则见四邻矣,景物通过水面成像,属于平面镜成像,属于光的反
射,形成的是虚像;
(4)平面镜成等大的虚像;凸面镜能反射光线,扩大视野;凹面镜能会聚光线,故B正确。