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。

【经典例题】：

【母题】：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：。

（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”）

【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。

【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。

练习1：（2019 枣庄）如图甲是探究“平面镜成像特点“的实验装置图。

（1）实验时，不采用平面镜面采用透明薄玻璃板，不仅能观察到蜡烛的像，也便于。（2）在竖立的玻璃板前点燃蜡烛A，可以看到蜡烛A在玻璃板后面的像，取一支外形相同但不点燃的蜡烛B在玻璃板后面移动，直到看上去它跟蜡烛A的像完全重合。在比较物与像的大小关系时，蜡烛B替代的是（选填“蜡烛A的像”或“蜡烛B的像”），看到蜡烛是由光的（填“反射”或“折射”）形成的。（3）移去蜡烛B，在其原来位置上放置一块光屏，光屏上（选填“能”或“不能）呈现蜡烛A的像。（4）实验过程中如果玻璃板没有垂直架在纸上，而是如图乙所示倾斜，蜡烛A的像应是图中的（选填“A1”、“A2”或“A3”）。

【答案】：

（1）确定像的位置；（2）蜡烛A的像；反射；（3）不能；（4）A1。