实验04 探究平面镜成像特点实验(解析版)

实验四、探究平面镜成像的特点【实验目的】探究平面镜成像特点【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【实验步骤】：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。

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。

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。

④移到蜡烛的位置，观察其像的大小有无变化。

⑤量出蜡烛和像到玻璃板的距离。

【实验数据】：像与物的大小关系物体与玻璃的距离（cm）像与玻璃的距离(cm)物像连线与镜面的关系实像或虚像位置1位置2位置3【实验结论】：平面镜成像特点：1.像和物大小相等；2.像到镜面的距离和物到镜面的距离相等；3.像和物的连线与镜面互相垂直；4.平面镜所成像是虚像。

【考点方向】：1、平面镜成像的原理是：光的反射。

2、镜面的选择与放置：用薄的茶色透明玻璃代替平面镜的目的是便于确定像的位置；由于玻璃板的实验剖析前后表面均能反射成像，为了减小两个像之间的干扰，玻璃板要薄一些较好。

放置时玻璃板要和纸面垂直，否则玻璃板后的蜡烛无法与像完全重合。

3、像的位置与大小：选取两段完全相同的蜡烛的目的是为了比较像与物的大小关系，拿一支没有点燃的相同蜡烛在玻璃板后寻找蜡烛像的位置时，眼睛应在玻璃板前侧从不同角度观察，同时移动玻璃板后面的蜡烛，直到跟前面那支蜡烛的像完全重合，说明：像和物的大小相等。

（1）镜前蜡烛点燃，目的是成像清晰；镜后蜡烛不点燃，替代镜前蜡烛的像，用到了“等效替代法”。

（2）平面镜成像是光的反射现象，在镜前反射光线所在的区域可以观察到物体的像，在镜后无法观察到物体的像，因为镜后没有反射光线进入人眼。

即“镜前观察，镜后成像”。

4、多次测量探求规律：要分析像距和物距的关系，就要改变物距并用刻度尺多次测量记录像距和物距，比较得出像距等于物距的结论，多次测量的目的是得出普遍结论。

使用有刻度的方格纸，其目的是便于比较像距与物距的关系。

5、虚像的理解和应用：人眼逆着反射光线看到镜后的像点，是反射光线反向延长线的交点，没有实际光线的会聚，是虚像，光屏不能承接。

6、像的亮度：像的亮度取决于物体和环境的光线亮度关系。

可以在较暗的环境中观察蜡烛的像；若用棋子或圆斑小人代替蜡烛时，若像不清晰，可以用激光灯照亮棋子或小人，注意要照亮朝向镜面的一侧。

7、如果在实验过程中，垂直于桌面的玻璃板向蜡烛方向倾斜，那么看到玻璃板另一侧的像会怎么变化：像的大小不变，像的位置会升高，与未点燃的蜡烛不在重合。

8、评估：（1）像无法和蜡烛重合，可能是因为平面镜放置时与纸面不垂直。

（2）分析像距与物距关系时，一组数据太少，结论没有普遍性。

9、结论：平面镜成像时，像的大小取决于物的大小，像距取决于物距。

在学习了“探究平面镜成像特点”的实验后，聪明的小明也在家里也独自完成了实验，小明的实验步骤如下：（1）实验前选用玻璃板代替平面镜目的是：。

经典母题（2）选择玻璃板时，应该选用（选填“较薄的”或“较厚的”），请说出其中的理由是：。

（3）聪明的小明认为不用玻璃板也能完成实验探究。

他利用生活中梳洗用的两块小镜子，如图甲所示，将两块平面镜分开一定距离固定于不锈钢框架上，将铅笔A放在平面镜前，可以看见铅笔通过平面镜成上下两段不完整的像（选填“虚”或“实”），此像虽然不完整，但比玻璃板成像要，理由是：。

（4）小明用与铅笔A完全一样的铅笔B找到了铅笔A像的位置，选择完全一样的铅笔B的目的是：，他具体的操作是：。

（5）小明经过测量和比较得出：像与物的大小________；像与物到镜面的距离________。

（6）为了消除平面镜厚度对物距和像距测量的影响，小明用图乙的方法测出了物距和像距，图丙为图乙的简化图，图丙中表示像距（选填“BD”或“BC“）。

（7）如果把铅笔A远离平面镜，你看到的像会（选填“远离/靠近”），像的大小会变（选填“变大”、“不变”“变小”）。

（8）在暗室进行实验时，发现另一侧的像比较暗，为了使像变亮，可以用手电筒照射（选填“物体”、“平面镜”或“像”。

【答案】（1）即能看到像，也能透过玻璃板看到另一侧的物体，便于确定像的位置；（2）由于玻璃板前后两个面都能成像，会有重影，较厚的玻璃板形成的重影比较明显，影响实验探究。

（3）虚；清晰；玻璃板既能透光又能反射光，平面镜只能反射光，故用平面镜反射的光多，成像清晰；（4）便于比较像和物的大小关系；将铅笔B放在平面镜后，使B与A的像看起来是一个完整的铅笔；（5）相等；相等；（6）BD。

（7）远离；不变。

（8）物体。

【解析】（1）我们一般选用玻璃板代替平面镜，这样既能看见物体的像，也能透过玻璃板看见另一侧的物体，便于确定物体像的位置；（2）由于玻璃板前后两个面都能成像，会有重影，较厚的玻璃板形成的重影比较明显，在实验测量研究是成像特点规律时形成的误差较大，影响实验探究的结果。

（3）铅笔射线平面镜的光经平面镜反射后不能会聚成像，而反射光线的反向延长线会聚在一起形成虚像；玻璃板既能透光又能反射光，平面镜只能反射光，故用平面镜反射的光多，成像清晰；（4），选择一样大小的铅笔B便于比较实验中直接比较出像和物的大小关系；为了确定像的位置，小明将铅笔B放在平面镜后，使B与A的像看起来是一个完整的铅笔；（5）根据平面镜成像特点可知，像与物的大小相等；像与物到镜面的距离相等；（6）AD是物体到平面镜的距离即物距，根据物体到平面镜的距离等于像到平面镜的距离知，BD是像到平面镜的距离即像距。

（7）根据平面镜成像特点，像和物是等大的，像的大小取决于物的大小，A铅笔远离平面镜时，大小没有发生变化，因此像不会变化；像距和物距也是相等的，物体远离平面镜，物距变大，那么像距也会随之变大，因此像是远离平面镜。

（8）由于物体在平面镜中所成的像是由物体发出的光经过反射所形成的，像的亮度是由物体的光线强弱所造成的，因此可以增强物体发出的光线来使得像变亮。

练习1：（2020·东营）如图是“探究平面镜成像时像与物的关系”的装置｡在水平桌面上铺一张白纸，将玻璃板竖立在白纸上，把一支点燃的蜡烛A放在玻璃板前面，一支完全相同但不点燃的蜡烛B放在玻璃板后面移动，直到看上去它与蜡烛A的像完全重合｡移动点燃的蜡烛，多做几次实验｡(1)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，此操作目的是______。

(2)在寻找蜡烛像的位置时，眼睛应该在蜡烛______ （选填“A”或“B”）这一侧观察｡某同学无论怎样调节蜡烛B，发现都不能与蜡烛A的像重合，发生这种现象的原因可能是｡(3)实验中，如果把蜡烛A远离平面镜，看到的像会______（选填“远离”或“靠近”），像的大小______（选填“变大”､“不变”或“变小”）｡(4)若要确认平面镜所成的像是虚像还是实像，进一步的操作是｡【答案】 (1) 便于比较像与物的大小；(2)A；(3)平面镜未与桌面垂直；(4)远离；(5) 不变；(6)在蜡烛B 处放置光屏，观察光屏上是否能承接到像，确定像的虚实。

真题演练【解析】(1)探究平面镜成像时像与物的关系中，在玻璃板的后面放一支没有点燃的蜡烛，这是为了比较像与物的大小。

(2)平面镜成虚像，在观察像的时候要在物体同侧，即A侧；当平面镜与桌面不垂直时，平面镜成的像与水平桌面不在同一水平面上，此时无论怎样调节蜡烛B，发现都不能与蜡烛A的像重合。

(3)平面镜成像是等大、等距的，因此蜡烛A远离平面镜时，像也会远离平面镜，像的大小不变。

(4)实像可以用光屏承接，而虚像不能用光屏承接，若要确认平面镜所成的像是虚像还是实像，进一步的操作是在蜡烛B处放置光屏，观察光屏上是否能承接到像，确定像的虚实。

练习2：（2020·泰州）如图是小明在水平桌面上“探究平面镜成像特点”的实验装置。

(1)实验中用玻璃板代替平面镜，利用了玻璃透明的特点，便于确定_______，玻璃板应_______放置；(2)在玻璃板前面放一只棋子A，再拿一只相同棋子B在玻璃板后面移动，直至与棋子A的像重合，这样做是为了比较_______的关系；若将光屏放在棋子B所在的位置，直接观察光屏，不能看到棋子A的像，说明平面镜所成的像是_______（选填“实”或“虚”）像；(3)实验时小明发现棋子A的像较暗，很难使棋子B与之重合，用手电筒对着玻璃照射棋子A的像，_______（选填“能”或“不能”）使像变亮。

【答案】 (1)像的位置；(2)竖直；(3) 像与物大小；(4)虚；(5)不能；【解析】(1)平面镜不能透光，不容易确定像的位置，玻璃既能成像又能透光，成像虽没有平面镜清晰，但能观察到玻璃板后面的像，便于确定像的位置。

玻璃板必须与水平桌面垂直，即保证玻璃板竖直放置，另一支完全相同的蜡烛才能与所成的像重合，才可以比较物像大小。

(2)拿相同棋子B与棋子A的像重合，这样做是为了比较像与物大小的关系。

平面镜成像实验时，把光屏放在像的位置，发现光屏上并没有像，说明平面镜成的像是虚像。

(3)为了使成的像更明亮，小明应该用手电筒照射棋子A；所以用手电筒对着玻璃照射棋子A的像，不能使像变亮。

练习3：（2020·苏州）用如图所示的装置探究平面镜成像特点。

（1）组装器材时，要使玻璃板与水平桌面相互。

实验中选用两只完全相同的棋子A、B，其目的是为了比较像与物的关系；（2）若在棋子A的像的位置上放一光屏，光屏上（能/不能）呈现出像；（3）若将玻璃板绕底边向棋子B一侧翻转90°，则在此过程中，棋子A的像大小变化情况是。

棋子A顶端与其像之间的距离变化情况是。

【答案】（1）垂直；大小；（2）不能；（3）不变；先变大后变小。

【解析】（1）为了比较物像大小和确定像的位置，实验时玻璃板应该垂直放置；根据实验要求，选择两棋子的规格是完全相同的，目的是通过比较看出像与物大小的关系；（2）平面镜成的是虚像，是由反射光线的反向延长线会聚而成的，所以不能成在光屏上；（3）平面镜成的像与物大小相同，和物到镜的距离无关，人们感觉到的近大远小是一种视觉效果，不影响真实的大小。

所以将玻璃板绕底边向棋子B一侧翻转90°，则在此过程中，棋子A的像大小变化情况是不变。

将玻璃板绕底边向棋子B一侧翻转90°，则在此过程中，像与物关于镜面是对称的，棋子A顶端与其像之间的距离变化情况是先变大后变小。

故答案为：（1）垂直；大小；（2）不能；（3）不变；先变大后变小。

练习4：（2020·武汉）在探究平面镜成像特点的实验中:(1)如图甲所示，在水平桌面上铺张大纸，将玻璃板竖立在纸上，沿着玻璃板在纸上画条直线，这条直线代表__________的位置；(2)把一支点燃的蜡烛A放在玻璃板前面，可以看到它在玻璃板后面的像，再拿一支外形相同但不点燃的蜡烛B，竖立着在玻璃板后面移动，直到看上去蜡烛B跟蜡烛A的像完全重合。