4.3 平面镜成像（考点解读）（解析版）

43 平面镜成像（考点解读）（解析版） 1、实验探究平面镜成像的特点 （1）实验目的：探究平面镜成像特点。 （2）实验器材：两支完全一样的蜡烛、一块玻璃板、一个光屏、火柴、刻度尺。 （3）实验步骤：步骤①将玻璃板垂直置于桌面，在玻璃板的一 侧立一支点燃的蜡烛，透 过玻璃板观察其另一侧面的蜡烛的像； 步骤②将光屏放在像的位置，不透过玻璃板，直接观察光屏上有无像； 步骤③将相同的未点燃的蜡烛放在像的位置，观察像与蜡烛的大小关系； 步骤④移到蜡烛的位置，观察其像的大小有无变化； 步骤⑤量出蜡烛和像到玻璃板的距离。 （4）实验结论： ※平面镜成像特点： 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像与物左右位置颠倒； ⑤平面镜所成的像是虚像。 总结：等大、等距、垂直、对称、虚像。 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；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。 2、平面镜成像的相关作图 作图的方法：（1）利用平面镜成像的特点；（2）利用高度反射；（3）利用光路的可逆 性。 3、凸面镜和凹面镜 （1）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。 （2）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。 （3）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。 4、平面镜成像的应用 （1）利用平面镜成像（穿衣镜） （2）改变光路（海底潜望镜） （3）扩大视野空间（商店装饰） 平面镜在生活中有广泛的应用，例如：家庭用的穿衣镜、练功房里墙壁四周的镜子、牙医 检查牙齿时放入口中的小镜子等都是平面镜；潜艇用的潜望镜、显微镜、投影仪等里都有 平面镜。 【考点1 平面镜成像的特点】 【典例1-1】（2023•荔城区校级模拟）如图所示，一只小牛正在平面镜前欣赏自己的全身 像。此时，他所看到的全身像应该是选项图中的（ ） ． B． ． D． 【答】 【分析】根据平面镜成像特点来判断像的形状：平面镜成的像，像与物大小相同，对应 点连线与镜面垂直。 【解答】解：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；符合该条件的只有图。 故选：。 【典例1-2】（2023•武功县模拟）如图所示，一只小鸟在沿着水面水平飞行，它在水中的 像以它为参照物是 静止 （选填“运动”或“静止”）的；如果小鸟距离水面5 米， 水深3 米，则小鸟的像到小鸟的距离为 10 m；当小鸟展翅高飞时，水中的“小鸟” 大小 不变 （选填“变大”“变小”或“不变”）。 【答】静止；10；不变。 【分析】（1）水平面相当于平面镜，根据像与物关于镜面对称，它在水中的像相对物 的位置没有发生变化，据此回答； （2）平面镜成的像与物到镜面的距离相等，据此回答； （3）平面镜成的像与物大小相等。 【解答】解：（1）如图所示，一只小鸟在沿着水面水平飞行，水面相当于平面镜，根 据像与物关于镜面对称，它在水中的像相对物的位置没有发生变化，故它在水中的像以 它为参照物是静止的； （2）平面镜成的像与物到镜面的距离相等，如果小鸟距离水面5 米，则小鸟的像到镜 面的距离为5 米，则小鸟的像到小鸟的距离为： 5m+5m＝10m； （3）平面镜成的像与物大小相等，当小鸟展翅高飞时，水中的小鸟大小不变。 故答为：静止；10；不变。 【变式1-1】（2023•西岗区模拟）某人从试衣镜前的2m 处，以01m/s 的速度远离镜子。则 2s 后，他在镜中的像（ ） ．与他相距22m，像大小不变 B．与他相距22m，像变小 ．与他相距44m，像大小不变 D．与他相距44m，像变小 【答】 【分析】根据平面镜成像特点进行判断：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。 【解答】解：因为平面镜成的像与物体大小相等，2s 后，他在镜中的像大小不变。2s 后， 根据速度公式他移动的距离为s＝vt＝01m/s×2s＝02m， 人与镜面的距离为l＝02m+2m＝22m， 平面镜成的像与物到镜面的距离相等，故他在镜中的像与镜面的距离为22m，他在镜中 的像与他相距l′＝22m+22m＝44m。 故选：。 【变式1-2】（2023•太平区一模）生活中我们经常以镜正衣冠，某同学站在平面镜前12m 处，当他向镜子前靠近04m 后，他和像之间的距离改变了 08 m，像的大小 不变 （选填“变大”“变小”或“不变”），平面镜所成的像是 虚 （选填“实”或 “虚”）像。 【答】08；不变；虚。 【分析】解答此题需要掌握平面镜成像特点：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。 【解答】解：根据物像到平面镜的距离相等可知，则她的像靠近平面镜04m，此过程中 物距变为12m 04m ﹣ ＝08m，则像距也改变为04m，则像和她的距离改变：04m+04m＝ 08m； 若他向平面镜靠近了04m，根据物像大小相等可知，像大小不变。 某同学站在平面镜前1m 处照镜子，根据物体在平面镜中成虚像，可知他看到在平面镜 中的像是虚像； 故答为：08；不变；虚。 【考点2 探究平面镜成像的特点】 【典例2-1】（2023•莱西市二模）《资治通鉴》中记载“人以铜为镜，可以正衣冠”。在 “探究平面镜成像的特点”实验中，下列说法中正确的是（ ） ．用玻璃板代替平面镜，是为了观察到的像更清晰 B．只要把光屏放在恰当的位置，就能承接到蜡烛的像 ．蜡烛到玻璃板的距离越远，蜡烛的像就越小 D．使玻璃板靠近蜡烛1m，则像将靠近蜡烛2m 【答】D 【分析】（1）实验时用透明的玻璃板代替平面镜能看到物体的像，便于确定像的位置； （2）平面镜成的像是虚像，虚像不能呈现在光屏上； （3）平面镜成像与成像物体大小相等； （4）像与物到平面镜的距离相等。 【解答】解：、实验时用透明的玻璃板代替平面镜，既能看到物体的像，也能看到像一 侧的物体，便于确定像的位置，所成像没有平面镜清晰，故错误； B、平面镜成的像是虚像，虚像不能呈现在光屏上，故B 错误； 、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，故错误； D、将玻璃板靠近蜡烛1m，蜡烛到玻璃板的距离减小1m，像与物到玻璃板的距离相等， 像与玻璃板的距离也减小1m，像将在原来的位置移动2m，故D 正确。 故选：D。 【典例2-2】（2023•麒麟区模拟）如图所示是“探究平面镜成像特点”的实验装置。 （1）选用薄玻璃板而不是选平面镜进行实验，其主要目的是为了便于找到 像的位置 ；而选取两支完全相同的蜡烛和蜡烛B，目的是比较像与物的 大小 关系。 （2）实验时，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。 若想探究这个像是虚像还是实像，可以在像的位置处放一块白板作为光屏，眼睛应该从 玻璃板后 （选填“玻璃板前”或“玻璃板后”）观察光屏，光屏上 不能 （选填 “能”或“不能”）呈现蜡烛的像。 【答】（1）像的位置；大小；（2）玻璃板后；不能。 【分析】（1）玻璃板有透光性，既能成像也能确定像的位置； 根据等效替代法，选取两支完全相同的蜡烛和蜡烛B，当B 与的像重合时，可得出像与 物大小相等，据此分析回答； （2）虚像不能成在光屏上，据此回答。 【解答】解：（1）玻璃板有透光性，既能成像也能确定像的位置，选用薄玻璃板而不 是选平面镜进行实验，其主要目的是为了便于找到像的位置；而选取两支完全相同的蜡 烛和蜡烛B，当B 与的像重合时，可得出像与物大小相等，故目的是比较像与物的大小 关系。 （2）虚像不能成在光屏上，实验时，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。若想探究这个像是虚像还是实像，可以在像的位置处放一块白板 作为光屏，眼睛应该从玻璃板后观察光屏，光屏上不能呈现蜡烛的像。 故答为：（1）像的位置；大小；（2）玻璃板后；不能。 【变式2-1】（2023•巧家县二模）日常生活中，我们在整理仪表及购买衣服时，常常使用 到平面镜。细心观察会发现当我们靠近平面镜时，感觉在镜中的像变大了，而远离平面 镜时感觉在镜中的像变小了。而平面镜成像规律中：平面镜成像时，像与物的大小相等。 根据此物理规律，人靠近或远离平面镜，在镜中成的像的大小不变。如图所示，将带支 架的平板玻璃垂直放在水平桌面的白纸上，把蜡烛点燃放置在玻璃板前侧，将与蜡烛完 全相同的蜡烛B 放在玻璃板后侧并进行移动，直至与蜡烛的像重合。为了验证人靠近或 远离平面镜，在镜中成的像的大小不变，接下来的操作应是 将蜡烛靠近或远离平面 镜 ，若出现 与蜡烛完全相同的蜡烛 B 仍能与蜡烛的像重合 的现象，说明人靠近或 远离平面镜，在镜中成的像的大小不变。 【答】将蜡烛靠近或远离平面镜；与蜡烛完全相同的蜡烛B 仍能与蜡烛的像重合。 【分析】根据实验目的确定实验步骤。 【解答】解：为了验证人靠近或远离平面镜，在镜中成的像的大小不变，故接下来的操 作应是将蜡烛靠近或远离平面镜，若出现与蜡烛完全相同的蜡烛B 仍能与蜡烛的像重合 的现象，说明人靠近或远离平面镜，在镜中成的像的大小不变。 故答为：将蜡烛靠近或远离平面镜；与蜡烛完全相同的蜡烛B 仍能与蜡烛的像重合。 【变式2-2】（2023•汉阳区校级模拟）如图所示是小红同学探究“平面镜成像的特点”实 验装置。 （1）如图甲所示，在竖立的玻璃板前放一支 点燃 （选填“点燃”或“不点燃”） 的蜡烛M，可以看到玻璃板后面出现蜡烛的像。小红拿另一支大小相同的蜡烛在玻璃板 后面移动，直到它跟蜡烛M 的像完全重合，这说明平面镜成像时，像与物的大小相等， 这里采用了 等效替代 法。 （2）实验时，小红同学应在 M （选填“M”或“”）侧观察蜡烛M 经玻璃板所成 的像。移去后面的蜡烛，在其所在位置上放一光屏，则光屏上 不能 接收到蜡烛烛 焰的像（选填“能”或“不能”）。 （3）若图乙中猫的头部位置保持不变，把镜子沿M 截成两半，其中的一半平行向后移 一段距离，则猫的头部通过左、右两半面镜子 D 。 都不能成像 B 各成半个像，合起来成一个完整的像 都成完整的像，且两个像在同一位置 D 都成完整的像，且两个像在不同位置 【答】（1）点燃；等效替代；（2）M；不能；（3）D。 【分析】（1）在竖立的玻璃板前放一支点燃的蜡烛M，可以看到玻璃板后面出现蜡烛 的像；另外一支相同的蜡烛与竖立在玻璃板前面点燃的蜡烛的像能完全重合，可知蜡烛 和它成的像大小相等，这个方法叫等效替代法； （2）根据平面镜成的像是虚像，可判断在寻找蜡烛的像的位置时眼睛应该在蜡烛哪一 侧观察，实像和虚像的重要区别，实像能用光屏承接到，虚像不能用光屏承接到； （3）平面镜成像的特点是：①所成的像是虚像；②像和物体形状、大小相同；③像 和物体各对应点的连线与平面镜垂直；④像和物体各对应点到平面镜间距离相等。 【解答】解：（1）在竖立的玻璃板前放一支点燃的蜡烛M，可以看到玻璃板后面出现 蜡烛的像；未点燃的大小相同的蜡烛与点燃的蜡烛M 的像完全重合，可知像与物等大， 这里采用了等效替代法； （2）由于平面镜成的是虚像，所以在寻找蜡烛M 的像的位置时，人眼应在蜡烛M 这一 侧观察，使它与蜡烛M 在玻璃板中所成的像完全重合；虚像不能用光屏承接到，故移 去后面的蜡烛，在其所在位置上放一光屏，则光屏上不能接收到蜡烛烛焰的像，所以平 面镜所成的像是虚像； （3）平面镜所成的像，像和物体形状、大小相同，与平面镜的大小无关，半个平面镜 仍能成完整像；平面镜左右两部分都能成完整的像，像与小猫关于镜面对称，因为其中 的一半平行向后移一段距离，所以两个像的位置是不同的，故D 正确。 故答为：（1）点燃；等效替代；（2）M；不能；（3）D。 【考点3 平面镜成像的相关作图】 【典例3-1】（2023•滑县二模）如图甲所示是小胡周末去剪头发的情景，请在图乙的简化 图中画出小胡从镜中看到头顶的光路图，其中点表示头顶，B 点表示小胡的眼睛。 【答】见解答图 【分析】根据平面镜成像特点画出的像，连接像点与B，与平面镜的交点为反射点（入 射点），进而画出入射光线、反射光线。 【解答】解：平面镜成像时，像与物体关于镜面对称，先画出的像'，连接人的眼睛B 和′，与平面镜的交点为反射点（入射点），连接为入射光线、连接B 为反射光线。如 图所示： 【变式3-1】（2023•龙岩模拟）请利用平面镜成像特点确定图中光源S 的位置（用直尺和 2B 铅笔作图，保留作图痕迹）。 【答】 【分析】先根据反射光线反向延长线过像点，作出点光源的像点S′，再根据平面镜成像 的特点：像与物关于平面镜对称作出发光点S。 【解答】解：先将两条反射光线反向延长交于一点，即为发光点的像点S′；再作出像点 S′关于平面镜的对称点，就是发光点S 的位置，如图所示： 【变式3-2】（2023•浠水县模拟）花式台球运动员常利用“反弹球”绕过障碍物击打目标 球：如图为台球桌面局部俯视图，为障碍物，运动员用球杆击中S 球（S 球可视为一个 点），使S 球与球桌边M 碰撞后击中位于P 边的某球（图中未标出），若S 球沿直线运 动且仅与M 边碰撞一次，请在图中画出S 球可能到达P 边的范围。作图请保留必要的辅 助线。 【答】见解答图。 【分析】根据平面镜成像特点分析作答。 【解答】解：利用平面镜成像特点作图，县作出S 在镜中的像S′，连接SB 并延长与M 交于点，连接S′并延长；再链接S′并延长，M 于′点，链接S′，S 球所达到的P 边的范围 在b 之间；如图所示： 【考点4 凸面镜和凹面镜】 【典例4-1】（2022 秋•烟台期末）盘山公路的急弯处，可通过路边的凸面镜来观察另一方 来车情况。在如图所示弯道上所标注的4 个位置，凸面镜应安装在（ ） ． B．B ． D．D 【答】 【分析】凸面镜向外发散光线，所以借助它能使你看到更大的反射区域，由于在镜中看 到得更多，像似乎比物体本身小且近。 【解答】解：在如图所示的弯道上，通过凸面镜来观察另一方来车情况，要两个方向来 车可以相互看到，根据光路可逆，最适合安装凸面镜的一处位置是处。 故选：。 【典例4-2】（2023•灞桥区校级一模）如图所示，小明同学利用易拉罐制作了一个取火凹 面镜。利用它能将火柴点燃是因为凹面镜对光有 会聚 作用；汽车的后视镜能扩大 视野的应用原理与此 不同 （选填“相同”或“不同”）。 【答】会聚；不同。 【分析】（1）凹面镜对光有会聚作用，太阳灶等就是利用凹面镜的反射来会聚光的。 （2）凸面镜对光有发散作用，汽车的观后镜就是利用凸面镜的反射来扩大视野的。 【解答】解：如图所示，小明利用易拉罐制作了一个取火凹面镜，利用它能将火柴点燃， 是因为凹面镜对光线有会聚作用； 汽车后视镜是凸面镜，对光有发散作用，与凹面镜对光线的作用不同。 答：会聚；不同。 【变式4-1】．（2022 秋•安徽期末）如图，位于我国贵州省平塘县的500 米口径球面射电 望远镜（FST），是目前世界上最大的单口径射电望远镜，有“中国天眼”之称。“中 国天眼”的灵敏度超群，可以验证和探索很多宇宙奥秘，例如引力理论验证、星系演化、 恒星和行星起源，乃至物质和生命的起源等。“中国天眼”的反射面是（ ） ．平面镜 B．凸面镜 ．凹面镜 D．凸透镜 【答】 【分析】根据天眼的形状判定属于什么面镜。 【解答】解：由图可知，“中国天眼”相当于一个巨大凹面镜。 故选：。 【变式4-2】（2023•肇源县二模）1905 年，英国车手多萝西莱维发明了汽车后视镜，以便 于观察后方来车。目前，各学校学生很多都乘坐校车，校车两侧的后视镜用的是 凸 面镜 （填“凸透镜”、“凹透镜”、“平面镜”、“凸面镜”或“凹面镜”），物体 通过该光学元件成正立的 虚像 （填“实像”或“虚像”）。选用该光学元件的优 势是 增大了驾驶员的观察视野 。 【答】凸面镜；虚像；增大了驾驶员的观察视野。 【分析】表面向外弯曲的镜面叫凸面镜，图甲所示，人们看到的反射光线好像是从镜子 后面的焦点上发出的。由于反射光线并未相遇，因此凸面镜形成的总是虚像。 凸面镜在汽车中用作供司机使用的后视镜，因为凸面镜向外发散光线，所以借助它能使 你看到更大的反射区域，由于你在镜中看到得更多，像似乎比物体本身小且近，如图乙 所示： 【解答】解：对于大型车辆，其后视镜一般是凸面镜，物体在镜中成正立、缩小的虚像， 该光学元件的优势是增大了驾驶员的观察视野。 故答为：凸面镜；虚像；增大了驾驶员的观察视野。 【考点5 平面镜成像的应用】 【典例5-1】（2023•灵宝市二模）检查视力时，视力表放在被测者头部的后上方，如图甲 所示，则视力表上如图乙所示的字母在平面镜中的像正确的是（ ） ． B． ． D． 【答】B 【分析】根据平面镜成像特点进行判断：物体在平面镜中成虚像，像与物大小相等，像 与物的连线与镜面垂直，像与物到平面镜的距离相等；像和物关于镜面对称。 【解答】解：物体在平面镜中成虚像，像与物大小相等，像与物关于镜面对称，如图乙 “E”的像开口向右，则在平面镜中看到的字母“E”开口向左，故D 错误，B 正确。 故选：B。 【典例5-2】（2023•莆田模拟）如图是用两块平面镜制作的能同时观察昆虫背部和腹部的 观察箱，昆虫经下方平面镜所成的像在图中的 B 位置。若将昆虫沿玻璃板向镜面移 动，它在平面镜中所成的像大小 不变 。 【答】B；不变。 【分析】平面镜成像时，像与物体关于镜面是对称的，所成的像与物体大小相同。 【解答】解：由于平面镜成像时，像与物体关于镜面是对称的，所以昆虫经下方平面镜 所成的像在图中B 的位置； 若将昆虫沿玻璃板向镜面移动，由于像的大小始终与物体的大小相同，则它在平面镜中 所成像的大小不变。 故答为：B；不变。 【变式5-1】（2023•商河县一模）我国早在汉代就有记载：“取大镜高悬，置水盆于下， 则见四邻矣。”这个装置是世界上有记载的最早的潜望镜，下列现象与其成像原理相同 的是（ ） ． 水中倒影 B． 凿壁借光 ． 日晷计时 D． 海市蜃楼 【答】 【分析】首先明确高悬的大镜是平面镜，然后根据平面镜成像是由光的反射形成的，成 的是正立、等大的虚像分析。 【解答】解：高悬的大镜是平面镜，从水盆中看到四邻属于平面镜成像，利用了光的反 射， 、水中倒影属于平面镜成像，平面镜成像是由光的反射形成的，故符合题意； B、凿壁借光属于光沿直线传播，故B 不符合题意； 、日晷计时属于光沿直线传播，故不符合题意； D、海市蜃楼是光经大气折射而形成的虚像，故D 不符合题意。 故选：。 【变式5-2】（2022 秋•朝阳区校级期末）如图所示，医生给病人检查口腔时，借助