个性化讲义之平面镜成像(附录答案)

个性化讲义之平面镜成像(附录答案)
学科：物理学
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教学内容：平面镜成像
教学目标：
1.知道平面镜成像的特点和光反射的条件。

2.了解虚像的形成过程。

3.初步了解凸面镜和凹面镜及其应用。

一、平面镜成像特点
A。

平面镜成像的大小和物体大小相等。

B。

像到平面镜的距离与物到平面镜的距离相等。

C。

像的左右与物的左右关系是相反的。

D。

像的上下与物的上下关系是相同的。

E。

像点与相应物点的连线与镜面垂直。

F。

物体在平面镜中所成的像是虚像。

探究平面镜成像特点实验需要掌握以下知识点：
1.选择玻璃板作为平面镜，因为它可以准确确定像的位置。

2.实验中的两只蜡烛需要完全相同，以便比较像与物的大小。

3.玻璃板需要垂直于桌面，否则后面的蜡烛无论怎么移动，都不会与前面蜡烛的像完全重合。

4.像不能用光屏接收到，说明平面镜成的像是虚像。

5.用另一只等大的蜡烛与前面蜡烛的像完全重合，可以比
较像与物的大小并确定像的位置。

6.刻度尺用于比较像与物到镜面距离的关系。

7.玻璃板有两个反射面，可以用一个薄玻璃板进行实验来
验证成两个像的原因。

8.多次实验要改变蜡烛的位置，以找到更普遍的规律。

9.用跳棋子代替蜡烛进行实验时，像比较暗，可以用手电
筒照亮玻璃板前面的跳棋子来看清像。

10.平面镜成像的原理是光的反射。

11.实验在较暗处进行效果更好。

二、平面镜的应用：
1.用平面镜成像，如照镜子，主要用于观察眼睛不能直接看到的物体，如自己的面容、姿势等；商店里墙上的平面镜也用于增加空间感。

2.用平面镜改变光路，可以用它来改变光路以按要求控制光的传播方向，如香港汇丰银行大楼上的平面镜阵列。

3.用平面镜既改变光路，又要看它成的像，如潜望镜和牙科医生用的面镜等。

三。

球面镜分为凸面镜和凹面镜。

凸面镜对光线有发散作用，可以扩大视野；凹面镜对光线有会聚作用，可以使物体看起来更大。

1.凸面镜：使光线向外弯曲（如图1），可以应用于车后视镜、化妆镜等（如图2、3）。

2.凹面镜：使光线向内弯曲，可以应用于反光镜、汽车前灯的反光镜等（如图4、5）。

经典例题】
1.在研究“平面镜成像特点”实验中，小明使用玻璃板、两支完全相同的蜡烛、刻度尺、白纸等器材进行实验（如图）。

1) 实验在较暗的环境中完成较好。

2) 在寻找蜡烛A的像的位置时，眼睛应该在蜡烛B这一侧观察。

3) 选用两支完全一样的蜡烛是为了比较像和物的关系。

4) 小明将蜡烛A向玻璃板移近2 cm，则蜡烛B应该远离玻璃板2 cm才能与蜡烛A的像完全重合。

5) 在此实验中，玻璃板要求竖直放置，而小明发现汽车的挡风玻璃却不会竖直安装，其主要原因是为了减小外界噪音的干扰。

2.在做“探究平面镜成像特点”的实验时。

1) 李明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。

选用两支完全一样的蜡烛是为了比较像和物的关系。

2) 在寻找蜡烛像的位置时，眼睛应该在蜡烛B这一侧观察。

小明无论怎样调节后面的蜡烛，都不能与蜡烛的像重合。

可能的原因是玻璃板没有竖直放置，或者光源不在玻璃板的中心位置。

3) 张红用跳棋代替点燃的蜡烛进行实验，但看不清跳棋的像。

可以尝试将光屏放在像的位置，直接观察光屏上的像。

探究：平面镜成的像是不是真实存在的？即平面镜成的像是实像还是虚像？
在上面的实验中，当点燃的蜡烛在玻璃板后面成像时，将光屏（白纸）放到像的位置，不透过玻璃板，直接观察光屏。

如果观察光屏上有像，说明平面镜成的是实像；如果没有像，则说明平面镜成的是虚像。

加油站：能够用光屏接收到的像，我们叫它实像，而平面镜成的像是光屏接收不到的，所以叫作虚像。

链接：小孔成像因为能够呈现在光屏上，所以小孔成像成的是实像。

在探究平面镜成像的实验中，通常会用一块薄玻璃板代替平面镜。

这样做的目的是因为玻璃板可以让前面点燃的蜡烛A 通过它，同时也可以透过它看到放在后面的蜡烛B。

移去蜡烛B，并在其位置上放一光屏，用眼睛直接观察光屏。

如果能接收到蜡烛A的火焰的像，那么说明平面镜成的是实像。

在上述实验中，虽然平面镜后面并没有点燃蜡烛，但我们确实看到了平面镜后面的蜡烛。

这是因为点光源S向四处发光，一部分射向平面镜的光线经平面镜反射后进入眼睛，引起视觉。

根据光沿直线传播的原理，我们感觉光好像是从图中的
S’发出的，但实际上S’并不存在，因此我们把S’叫做S的虚像。

准确来说，是S发出的光经平面镜反射后射入眼睛。

平面镜成像的原理是实像成像，即光线从物体经过平面镜反射后汇聚到一点，形成实像。

平面镜在生产和生活中有许多应用，例如制作化妆镜、观察器具、反光镜等。

它的作用是让人们更方便地观察物体、进行检查和修整。

除了平面镜，还有凸面镜和凹面镜。

凹面镜能把射向它的平行光线聚集到一点，从焦点射向凹面镜的光线则会反射成平行光线。

凸面镜则对光线起发散作用，所成的像是虚像。

这些镜子在生产和生活中也有广泛的应用，例如汽车后视镜、望远镜、显微镜等。

随堂演练：
1.B。

一个人从远处走向一块竖直挂着的平面镜，他在镜内的像将逐渐变小，并且逐渐离开镜面。

2.像距离镜子为
3.4m，像与人相距0.7m。

当他远离镜子0.5m时，像距镜子为4m，像与人相距0.6m，像高为0.34m。

3.B。

从平面镜中看到的对面墙上钟的像是倒立的，所以实际时间应该比看到的时间晚，即4:20.
4.观后镜应为凸面镜，车头灯内的反射镜应为凹面镜。

5.B。

在看湖水中船的倒影时，观察到的是物体的虚像。

6、小猴子在水中捞不到月亮是因为水中的“月亮”是光的折射所成的虚像。

7、凸面镜对光线起发散作用。

8、平面镜成像时，若像与物之间距离减小了12cm，则物体向镜面靠近6 cm。

9、一个人在竖直放置的平面镜前以1m/s的速度向后离开镜面，则像相对镜面的速度的大小是1m/s。

10、正确表示平面镜成像的是ABCD。

11、关于球面镜的下列说法中，正确的是汽车的后视镜为凸面镜。

12．如图12所示为2012年伦敦奥运会圣火采集器，它是一个凹面镜，太阳光经过它反射后会聚，使置于该面镜焦点上的火炬被点燃。

13、若入射光线与反射光线间的夹角为60°，则反射光线
与镜面间的夹角为60°。

14、属于光的反射的现象是阳光在浓密的树荫下形成的圆形光斑。

15、人站在平面镜前，当他向平面镜走近时，像变大，像到镜面的距离变小。

16、光在真空中的传播速度是3×108m/s，漫反射不遵循
光的反射定律。

17、错误的说法是在漫反射现象中，反射角可能不等于入射角。

18、海市蜃楼反映了光的折射现象。

19.一个身高1.80米的人，要在平面镜里看到自己的全身像，那么平面镜的长度至少应为0.90米。

20.图中大熊猫从镜中看到的自身像应该是左图中的。

21.(1) A同学看到的是B同学的虚像。

(2) 请见图。

(3) B
同学不能通过平面镜看到A同学，因为平面镜只能产生虚像。

1.物体在平面镜里成虚像，像和物体大小相等。

当物体逐渐远离平面镜时，它的像将变小。

2.甲：3:00，乙：9:00.
3.C．车内开灯，车内物体在前挡风玻璃上所成的像会使司机产生错觉，妨碍司机开车。

4.手电筒反射镜——平面镜，汽车观后镜——平面镜，潜望镜——大型反射式望远镜，凹面镜——探照灯，凸面镜——马路拐弯处观察镜。

5.图中的像应该是一个黑色棋子。

6.“E”的样子是倒过来的。

7.C、物体离镜的远近。

8.B．井中的月亮到水面的距离比天上的月亮到水面的距离近。

9、下图为探究平面镜成像特点的实验装置，其中b和c 是两支完全相同的蜡烛，a为玻璃板。

错误的说法为C，应为沿水平桌面移动蜡烛b前应先将其点燃。

此外，实验时应选择较薄的玻璃板，并将其与水平桌面垂直放置，最好在较暗的环境中进行。

10、如图所示，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镜中的像。

11、根据平面镜成像特点，可以画出镜中的像或镜前的物体。

12、根据平面镜成像的特点，可以作出图中物体在平面镜中所成的像。

13、已知物体AB及其在平面镜中的像A'B'的位置，如图13所示，请在图中画出平面镜。

14、如图14中发光点S在平面镜MN中的像为S1，当平面镜转过一定角度后，它的像为S2，请利用平面镜成像的特点，画出转动后的平面镜的位置。

15、根据平面镜中所成的像A'B'，可以利用平面镜成像特点画出物体AB。

16、A'O'是AO在平面镜中成的像，如图16，请画出平面镜的位置。

17、如图所示为探究平面镜成像特点的实验装置。

用玻璃板代替平面镜主要是利用玻璃板透明的特点，便于观察。

如果有3mm厚和2mm厚的两块玻璃板，应选择2mm厚的玻璃板
做实验。

若在玻璃板的同一侧，通过玻璃板能看到同一个蜡烛的两个像，产生这个现象的原因是玻璃板的折射作用。

如果玻璃板没有放正，将会对实验产生影响，导致成像不准确。

使点燃的蜡烛在两个不同的位置，分别测出物距和像距相等的两组数据，得出实验结论之一：“像距与物距相等”。

这种方法合理，因为在实验中控制了物距和像距相等，可以得到准确的数据。

18、小成在竖立的玻璃板前5cm处放一支点燃的蜡烛A，烛焰高8cm，他发现在玻璃板的后面出现蜡烛的像，再取一段未点燃的同样的蜡烛B放在像处，发现该蜡烛与蜡烛A的像
完全重合，如图所示。

B蜡烛的烛焰高为8cm。

为了使像看起
来更清晰，小成最好在较暗的环境中进行。

3.小成在B蜡烛上放一根火柴，可能被点燃。

4.小成以5cm/s的速度匀速将A蜡烛远离玻璃板2s时，B
蜡烛应与A相距10cm才可能与A的像完全重合。

19.小明身高1.7m，站在竖直放置的平面镜前1m处，他
在镜中的像高是0.425m，他到像的距离是1m。

若将一块木板
放在平面镜前，如图所示，他不能通过平面镜看到自己的脚尖。

20.王芳同学站在平面镜前3m处，她的像到镜面的距离为1m，现将一块和镜面一样大的木板放在镜子后面1m处，如
图所示，她仍能在镜中看到自己的像。

作业完成情况：
学生签名：
1.A
2.C
3.D
4.(1) 平板玻璃；(2) 变小；(3) 不能成功，因为平面镜倾斜后像的位置会发生变化。

5.略（需要图示无法完成）
家长签字：
6.小明进行了一项实验，探究光线在平面镜反射时的规律。

他将平面镜放在水平桌面上，再在平面镜上放置一张纸板。

他让一束光线贴着纸板射到平面镜上的O点，要使入射光线和
反射光线的径迹同时在纸板上出现，需要让纸板与平面镜的位置关系是“一定垂直”。

在探究反射角和入射角之间的关系时，小明三次改变了入射角i的大小。

实验所得数据如下表所示。

然而，他得出的结
论与其他同学的结论不一致。

分析数据后，我们可以发现小明实验中出现错误的原因是数据不够准确或者测量方法有误。

7.小成进行了一项实验，探究平面镜成像的特点。

他在竖
立的玻璃板前5cm处放了一支点燃的蜡烛A，烛焰高度为
8cm。

小成发现在玻璃板的后面出现了蜡烛的像。

他又取了一
支未点燃的同样高度的蜡烛B放在像处，发现该蜡烛与蜡烛
A的像完全重合。

根据实验数据，我们可以得出以下结论：B
蜡烛的烛焰高度为8cm；为了使像看起来更清晰，小成最好在较暗的环境中进行实验；小成在B蜡烛的烛焰上放一根火柴
可能被点燃；当小成以5cm/s的速度匀速将A蜡烛远离玻璃
板2s时，B蜡烛应与A相距10cm才可能与A的像完全重合。

8.小涵站在距离平面镜0.5m的地方观察自己在镜中的像，像到平面镜的距离为m。

当她向后退时，像的大小会变小。

3、在探究平面镜成像特点的过程中，进行了如下实验步骤：
a。

将玻璃板竖直架在水平台板上面；
b。

在玻璃板两侧分别竖直放置两根相同的蜡烛；
c。

点燃蜡烛A，观察蜡烛在玻璃板后面的像，记录像的
位置A1（如图乙所示）；
d。

点燃蜡烛放在玻璃板前，看到它在玻璃板后面的像，
在纸上记录蜡烛的位置A1.
e。

如图乙，分别将实验中的物点与像点连接，发现它们
的连线始终与玻璃板面垂直。

为了得到平面镜成像的特点，某同学将实验数据填入右表。

请将表头中空白部分填上合适的内容。

f。

如果在像A1'的位置放一光屏，光屏能承接到像，这说明。

4．某人站在离湖岸边6m的C处，刚好能看见湖对岸的
一棵树HG在水中的完整的像，如果眼距地面的高度为 1.5m，湖两岸均高出湖水面1m，湖宽40m，则该树HG的高度为多
少米。

5．如右图所示，某人站在湖边高出水面30m的山顶A处，望见一艘飞艇停留在湖面上空某处并观察到飞艇底部标志P
点的仰角为45°，其在湖中之像的俯角为60°，则飞艇离开湖
面的高度为多少米（已知3=1.732，只考虑镜面反射，不考虑
折射）。

6．为了探究平面镜成像特点，进行如下实验：
a。

将一块厚度为0.5cm的玻璃板（P、Q两个平面都可以
作为平面镜使用）竖直架在水平台板上面；
b。

再取两根完全相同的蜡烛分别竖直置于玻璃板两侧，
点燃玻璃板前的蜡烛A，进行实验。

c。

在实验中，小柯透过玻璃板看到了蜡烛A的两个清晰
的像，分别位于A/和A//处，如图所示。

其中A/处的像是蜡
烛A通过玻璃板的P平面成像得到的。

d。

小柯按照图中的测量方法，改变蜡烛A的位置，认真
测量并记录了一组数据：物距u（cm）和像距v（cm）。

然后得出像距小于物距的结论。

你认为他的测量方法错误在于什么？
7．如图甲所示，是小明在水平桌面上探究“平面镜成像的特点”时的实验装置。

a。

在实验中用平板玻璃代替平面镜，主要是利用玻璃透
明的特点，便于观察；
b。

如果有3mm厚和2mm厚的两块玻璃板，应选择3mm
厚的玻璃板做实验。

在实验中，小明在竖立的玻璃板前放置了一支点燃的蜡烛，观察到了蜡烛的像。

接着，他拿另一支大小相同的蜡烛在玻璃板后面移动，当蜡烛移动到与原蜡烛像完全重合的位置时，它到达了A'处。

由此可以得出结论：两个物体在玻璃板前后位
置相同时，它们的像也会重合。

如果玻璃板放置得不够竖直，将会对实验产生影响，使成像出现偏移或扭曲。

经过三次实验，小明记录下了像与物对应的位置，可以绘制出图示。

为了得到更多的实验结论，接下来小明可以继续移动物体并记录下像的位置，以便更全面地了解平面镜成像的规律。

总之，平面镜能够成像，透过平面镜观察到的是点燃蜡烛后的像。

在实验中，需要注意玻璃板的竖直放置，以获得准确的成像效果。

本实验旨在通过光学成像的实验，探究凸透镜成像的规律。

首先，我们需要准备好实验所需的材料，包括凸透镜、蜡烛、卡尺等。

然后将凸透镜放置在光源前方，调整凸透镜的位置，使其成像在屏幕上。

在实验过程中，需要注意一些问题。

首先，要确保光源的位置不变，以保证成像的稳定性。

其次，在测量像距时，需要将Q到A’的距离当成像距，而忽略玻璃板的厚度等因素。

最后，在测量完像距后，需要将其与物距进行比较，以验证成像规律的正确性。

通过实验，我们可以得出如下结论：像和物的大小相等，但后面的蜡烛无法和像重合。

在确定像的位置时，可以比较像和物的大小，然后将对应的像点和物点相连，判断连线是否和镜面垂直，从而测出像距和物距并进行比较。

综上所述，本实验通过实际操作，帮助我们更好地理解凸透镜成像的规律，为我们今后的研究和研究奠定了基础。