初中八年级物理上册平面镜成像提高知识讲解

平面镜成像（提高）责编：武霞【学习目标】1.知道平面镜成像的特点；2.理解平面镜成像的原理；3.掌握平面镜成像的光路图，会利用平面镜成像的特点作图；4.理解生活中平面镜成像的现象及平面镜成像的应用；5.了解凸面镜和凹面镜及其应用。【要点梳理】要点一、平面镜1、平面镜：反射面是光滑平面的镜子。如：平静的水面、抛光的金属面。2、平面镜的符号：要点诠释：平面镜的作用：1、成像如：水中的倒影、练功房的镜子等。2、改变光的传播方向如：潜望镜要点二、平面镜成像1、平面镜成像特点：（1）像、物大小相等；（2）像、物到镜面的距离相等；（3）像、物的连线与镜面垂直；（4）物体在平面镜里所成的像是虚像。2、平面镜成像作图：OA，OA′为某一发光点S发出的光线经平面镜MN反射后的两条反射光线，如下图示。利用平面镜成像，作出这两条反射光线的入射光线，并确定发光点S的位置。第一步：先将两条反射光线反向延长，交点为S′；第二步：再根据平面镜成像的特点作出像点S′对应的发光点S；第三步：最后连接SO、SO′为两条反射光线的入射光线。（注意反向延长线、辅助线用虚线）如图所示：要点诠释：1、站在平面镜前的人，向平面镜走近时，人们往往以为像“变大”了，其实改变的是视角，视角大感觉看到的物体就大。如图：甲、乙中树是一样大的，但是甲图中的人感觉树更大些，这跟人看远处驶近的汽车感觉相似，这辆车的大小始终不变，但人以为汽车远小近大，驶近的汽车“变大”了。2、平面镜成像的原理：光的反射。如下图所示，平面镜前的物体射到平面镜的光线，被平面镜反射，反射光线进入人的眼睛，视觉会逆着反射光线反向延长线的方向看，反射光线的反向延长线的交点就是物体在平面镜中的像点。3、根据平面镜成像的原理，无论镜子大小，都能使物体形成一个完整的且与物体等大的像。镜子的大小只能影响观察到的像的范围。要点三、虚像平面镜成的像是物体发出（或反射）的光线射到平面镜上发生反射，反射光线的反向延长线相交形成的。并不是实际光线会聚形成的，所以平面镜成的像只能用眼睛看到，无法用光屏承接，是虚像。要点诠释：1、实像：物体发出的光或反射的光经过光学仪器后，由实际光线会聚而成的像。实像可以用光屏承接，也可以用眼睛直接观察。如小孔成的像。2、虚像：从物体发出（或反射）的光经过光学仪器后，进入人眼的光线反向延长找到交点确定为物体的像。虚像不是实际光线会聚而成的，所有不能用光屏承接只能用眼睛看到，如平面镜成的像。要点四、凹面镜与凸面镜1、【高清课堂：《平面镜》】凸面镜：对光线起发散作用。（1）原理：光的反射。（2）应用：机动车后视镜、街头拐弯处的反光镜。2、【高清课堂：《平面镜》】凹面镜：对光线起会聚作用，平行光射向凹面镜会会聚于焦点；焦点发出的光平行射出。（1）原理：光的反射。（2）应用：太阳灶、手电筒反射面、天文望远镜。【典型例题】类型一、平面镜成像的特点1.如图所示，水平桌面上斜放着一个平面镜，桌面上有一个小球向镜面滚去。要使平面镜中小球的像沿竖直方向下落，则镜面与桌面间的夹角α为（）A．30°B．45°C．60°D．90°【答案与解析】根据题意，小球水平向右运动，小球的像竖直向下运动，所以小球到达A点时，像也到达A点，所以平面镜应过水平方向和竖直方向的交点A；根据题意，当小球在图示中的B点时，像点在竖直方向的C点，平面镜过BC连线的中点D；平面镜一定在AD连线上，其中：∵BD=CD，AD⊥BC，∴AD是∠BAC的角平分线，又∵∠BAC=90°，∴∠BAD=45°，如图所示：所以题干中的夹角α=45°。【总结升华】确定平面镜的位置时，利用像与物关于平面镜对称的特点，并且注意找到平面镜通过的两个点，从而确定平面镜的位置。举一反三：【变式】（2014秋•东湖区校级月考）在平面镜前放一只铅笔，如果铅笔的像跟铅笔垂直，则铅笔和平面镜间的夹角应为（）A．0°B．45°C．90°D．180°【答案】B类型二、平面镜成像作图2.如图所示，CD是入射光线AB经平面镜反射后的光线，EF是从同一光源S发出的经同一平面镜反射后的另一条光线。试用光的作图法确定光源S的位置。【思路点拨】第一步：根据平面镜成像的特点，由于光沿直线传播的经验，人感觉光好像是从进入人眼的光线的反向延长线的交点S′处发出的，确定像点S′；第二步：根据入射光线AB和它的反射光线C，可以画出一条法线，根据法线垂直平面镜，确定平面镜的位置；第三步：根据像和物到平面镜的距离相等，确定发光点S。【答案与解析】将两条反射光线反向延长，交点为发光点S的像点S′，再作出S′点关于平面镜的对称点S，即为光源的位置。如图：【总结升华】题目考查了利用平面镜成像特点作图和利用光的反射定律作图。举一反三：【变式】如图所示，S′为点光源S在平面镜MN中的像，SA为点光源S发出的一条光线，请画出平面镜MN，并完成光线SA的光路。【答案】类型三、综合应用3.（2016•潍坊中考）小明同学身高1.80m，家里装修时要在墙上安装一个竖直的平面镜，为了能从平面镜中看到自己的全身像，平面镜的最小长度应为（）A．30cmB．60cmC．90cmD．120cm【思路点拨】根据平面镜成像特点可知，物体与像关于平面镜对称。分别找出头顶、眼睛和脚在平面镜中的像，根据平面镜成像特点画图，结合三角形中位线可计算得平面镜长应为人身高的一半，镜的上端应在人的头顶和眼睛之间距离的中点位置的高度。【答案】C【解析】如图所示：A、C、B分别表示人的头顶、眼睛和脚的位置。EF为平面镜位置，由平面镜成像特点可确定A′、C′、B′为A、C、B的像，因为OC=OC′，所以OC=CC′根据三角形中位线的性质可知：EF=12A′B′=12AB，EF为平面镜的最小长度，AB为人的身高，所以镜的长度应为人身高的一半。此人身高1.8m，则镜长最小为0.9m。故选C。【总结升华】此题主要考查了轴对称图形的性质以及根据平面镜成像特点的原理图解决实际问题的能力，需要注意的是平面镜的位置应满足：镜的上端E点应在人的头顶和眼睛之间距离的中点，否则也无法看到全身的像。举一反三：【变式】身高1.70m的人站在竖直放置的平面镜前，要想看到自己的全身像，平面镜最少应多长，对平面镜的悬挂有何要求？【答案】镜长最小为0.85m；镜的上端E点应在人的头顶和眼睛之间距离的中点位置的高度。如下图所示：类型四、试验探究4.（2015•巴中模拟）如图是“探究平面镜成像特点”的情景：竖立的透明玻璃板下方放一把直尺，直尺与玻璃板垂直；两支相同的蜡烛A、B竖立于玻璃板两侧的直尺上，以A蜡烛为成像物体。（1）为便于观察，该实验最好在环境中进行（选填“较明亮”或“较黑暗”）；此外，采用透明玻璃板代替平面镜，虽然成像不如平面镜清晰，但却能在观察到A蜡烛像的同时，也能观察到，巧妙地解决了确定像的位置和大小的问题。（2）点燃A蜡烛，小心地移动B蜡烛，直到与A蜡烛的像为止，这时发现像与物的大小；进一步观察A、B两支蜡烛在直尺上的位置发现，像和物的连线与玻璃板，像和物到玻璃板的距离。【答案】（1）较黑暗；蜡烛B；（2）重合；相等；垂直；相等【解析】（1）点燃蜡烛，烛焰在明亮的环境中，烛焰和明亮环境对比度较小，成像不太清晰；烛焰在黑暗环境中，烛焰和黑暗环境的对比度大，成像更清晰。实验过程中，用透明的玻璃板代替平面镜，在物体一侧，既能看到蜡烛A的像，也能看到代替蜡烛A的蜡烛B，当蜡烛A的像和蜡烛B重合时，便于确定像的位置，便于比较物像大小。（2）点燃A蜡烛，小心地移动B蜡烛，直到与A蜡烛的像完全重合为止，发现：物像大小相等；物像连线与玻璃板垂直；物像到玻璃板的距离相等。【总结升华】对于实验题的考查，要从实验目的、器材的选择、操作步骤、实验中出现的故障、对于实验故障的分析、实验数据的处理、实验结论的总结等方面进行梳理。