第4.2讲 平面镜成像【教材为纲·探题源】-2024年中考物理一轮复习讲义

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知识点1：面镜
当你照镜子的时候可以在镜子里看到另外一个 “你＂ ，镜子里的这个“人” 就是你的像(image)。
平面镜：反射面是光滑平面的镜子叫做平面镜，入射光线平行射入到镜面，反射光线平行射出。平面镜所成的像是虚像，无法用光屏呈接。

凸面镜和凹面镜：除了平面镜外，生活中也常见到凸面镜和凹面镜，它们统称球面镜。汽车的后视镜和街头路口的反光镜都是凸面镜。 凸面镜能起到扩大视野的作用。汽车前灯的反光装置，则相当于凹面镜，有了它，射出的光接近于平行光。 利用凹面镜制成的太阳灶。凸面镜对光线具有发散作用；凹面镜对光线具有会聚作用。

【典例探究】如图所示，画出小丑帽子顶点S发出的光线经平面镜反射后，进入小丑眼睛的光路图(画出进入一只眼睛的光线即可，保留作图痕迹)。
【解题思路】对称法作图
作图法就是根据题目所给的条件，灵活运用有关物理概念和规律，通过作图求解未知量的方法。因此必须注意作图的规范性，掌握光线、光线的反向延长线、实像、虚像等画法的规定，逐步学会这种研究问题的方法。利用对称法作图就是根据平面镜成像的对称性完成光路。利用对称法可以方便地解决四种类型的平面镜作图题：
（1）确定虚像的位置；（2）确定观察范围或光照范围；（3）确定光路；（4）确定发光点的位置光的反射和平面镜成像综合作图，主要是利用光的反射中“二角”和“三线”的关系及平面镜成像特点。在作图过程中，我们可以发现，对称法作图的核心是平面镜成像的特点。
【答案】见解析
【解析】过镜面作出帽子顶点 S的对称点S＇，即为 S在平面镜中的像，连接 S＇与小丑的眼睛，与镜面交于O点，即为入射点(反射点)，连接 SO就得到入射光线，O到眼睛的连线为反射光线。如图所示：
知识点2：平面镜成像的特点
平面镜所成像的大小与物体的大小相等，像和物体到平面镜的距离相等，像和物体的连线与镜面垂直。
利用数学课中有关对称的知识，平面镜成像的规律也可以表述为：平面镜所成的像与物体关于镜面对称。

【典例探究1】关于平面镜成像，下列说法错误的是（ ）
A．平面镜成的像是虚像 B．平面镜成像原理是光的反射
C．物体越靠近平面镜，像越大 D．像与物体关于平面镜对称
【解题思路】解题口诀“对称虚像”。
当平面镜成像规律：
（1）平面镜所成像的大小与物体的大小相等；
（2）像和物到平面镜的距离相等；
（3）像是虚像；
（4）像与物的连线与镜面垂直。
巧记平面镜成像规律：对称虚像。
【答案】C
【大招快解】利用大招“对称虚像”可判断 A、D 正确，C 错误；平面镜成像原理是光的反射，B正确。故答案为C。
【典例探究2】如图所示，水平地面上有一障碍物 ABCD，有一较大的平面镜 MN在某一高度上水平放置，试用作图法画出位于 O点的眼睛从平面镜中所能看到的障碍物后方地面的范围。
【解题思路】解题口诀“万丈光芒定范围，精确作图找对称”。
光学作图题当中往往让我们判断一个发光点发出的光经平面镜反射后的照射范围。此时可以让这个光源朝四面八方发出多条光线，大致找到范围边界。然后通过对称确定光源的像点，利用像点精确画出边界光线的光路如果问的是眼睛的可视范围，只需把眼睛当做“光源”，“光源”的照射范围就是眼睛的可视范围（注意：实际光线是从物体射向眼睛的）。
【答案】见解析
【大招快解】先根据“万丈光芒”进行尝试，找出大致可视范围，然后利用对称找到虚像位置，精确作图得到答案。图中 GH为所求范围。
【典例探究3】如图是某时刻小明家电子时钟显示的时间，若小明从背后的平面镜中看，时间应该是_______，若从水平玻璃茶几的台板中看，时间应该是___________。
【解题思路】解题口诀“翻页法”。
在考试中出现水平或竖直平面镜中读数的问题时，快速解题的方法就是可以把题目所在的试卷进行翻转然后读数，研究水平镜中读数时可以竖直翻转读数研究必直镜中读数时可以水平翻转读数。
【答案】21:51 15:12
【大招快解】小明背后的镜子是竖直的，可以直接水平翻转本页在纸背后读数，即 21:51；水平台上读数也就是水平镜面读数，可以竖直翻转本页在纸背后读数，即15:12。故答案为21:51 15:12。
一、单选题
1．（2023·湖北武汉·统考中考真题）一块仪容镜如图甲所示，放在某学校走廊的AB处，仪容镜靠墙而立，镜面与墙壁平行，在另一面墙壁上的O处悬挂一电铃，如图乙所示。为了总能看到电铃通过仪容镜所成的像O′，小强同学沿着走廊的ae直线走动，若将人和电铃各自看作一个点，则小强同学所在的区间是（ ）

A．abB．bcC．cdD．de
【答案】B
【解析】电铃通过平面镜所成的像在O′，根据光沿直线传播，小强同学在的区间bc可看到电铃通过仪容镜所成的像。
故选B。
二、填空题
2．（2023·江苏徐州·统考中考真题）如图所示，在探究平面镜成像的特点时，应将茶色玻璃板 放置在水平桌面上。在玻璃板前放一个棋子A，可以看到它在玻璃板后的像，将另一个相同的棋子B放在玻璃板后，使它与 重合，记下两个棋子的位置，两个位置之间的连线与玻璃板 。

【答案】 竖直 棋子A的像 垂直
【解析】[1]做“探究平面镜成像的特点”实验，玻璃板应竖直放置在水平桌面上，玻璃板没有竖直放置，前面蜡烛所成的像可能偏高或偏低，这样前面蜡烛的像与后面的蜡烛就无法重合了。
[2]一边移动棋子B，一边用眼睛透过玻璃板观察B，直到B与A的像完全重合，A、B两个棋子完全相同，在比较像与物的大小关系时，棋子B的作用是替代棋子A，与棋子A的像比较大小。
[3]根据平面镜成像的特点可知，像和物的连线与玻璃板是垂直的。
3．（2023·江苏苏州·统考中考真题）“小荷才露尖尖角，早有蜻蜓立上头”。蜻蜓立于荷叶尖上，距水面0.2m，它在水中的像是 （选填“实像”、“虚像”），像距水面 m。
【答案】 虚像 0.2
【解析】[1]平面镜成像原理是光的反射，所成的像是反射光线反向延长线的交点，是虚像。
[2]平面镜所成的像和物到平面镜的距离相等，蜻蜓距水面0.2m，所以蜻蜓的像距水面0.2m。
4．（2023·江苏连云港·统考中考真题）一束光与水平面成30°角斜射到平静的水面上，则反射角为 °，若入射角增大10°，则入射光线和反射光线夹角为 °。远远望云，一只小鸟在平静的水面上飞翔，若它距水面6m，它的像距水面的距离是 m，当它向水面俯冲的过程中，像的大小 （选填“变大”“不变”或“变小”）。
【答案】 60 140 6 不变
【解析】[1]若入射光线与平面镜的夹角为30°，则入射光线与法线的夹角，即入射角是
90°-30°=60°
所以，反射角等于入射角等于60°。
[2]当入射角增大10°，因此反射角也增大10°，即反射角为变为
60°+10°=70°
反射光线和入射光线的夹角是
70°+70°=140°
[3]由平面镜成像的特点可知，像与物到平面镜的距离相等，已知小鸟距水面6m，小鸟的像到水面的距离也是6m。
[4]由平面镜成像的特点可知，像和物体的大小相等，所以不管小鸟向下俯冲还是向上飞，像和小鸟等大，所以若小鸟向下俯冲的过程中，该“倒影”的大小不变。
三、实验题
5．（2023·吉林长春·统考中考真题）在“探究平面镜成像的特点”实验中：

（1）用玻璃板代替平面镜的目的是 ；
（2）将白纸铺在水平桌面上，再将玻璃板 放在白纸上，把点燃的蜡烛A放在玻璃板前面，如图所示。将未点燃的蜡烛B在玻璃板后面移动，直到跟蜡烛A的像完全重合，说明平面镜所成的像与物体大小 ；
（3）将光屏放在蜡烛A的像的位置，直接观察光屏，光屏上没有呈现蜡烛A的像，说明平面镜所成的像是 。
【答案】 便于确定像的位置 垂直 相等 虚像
【解析】（1）[1]玻璃板有透光性，既能成像，也能确定像的位置，用玻璃板代替平面镜的目的是便于确定像的位置。
（2）[2][3]为了使蜡烛B和像重合，将白纸铺在水平桌面上，再将玻璃板垂直放在白纸上，把点燃的蜡烛A放在玻璃板前面，将未点燃的蜡烛B在玻璃板后面移动，直到跟蜡烛A的像完全重合，则B蜡烛与A蜡烛的像大小相等，又蜡烛A、B大小完全相同，说明平面镜所成的像与物体大小相等。
（3）[4]虚像不能成在光屏上，将光屏放在蜡烛A的像的位置，直接观察光屏，光屏上没有呈现蜡烛A的像，说明平面镜所成的像是虚像。
6．（2023·湖北荆州·统考中考真题）为了探究平面镜成像特点，小华同学准备了透明玻璃板、刻度尺、光屏和A、B两只大小相同的蜡烛，如图所示。

（1）用透明玻璃板代替平面镜是为了便于确定像的 ，用玻璃板代替平面镜实验时，应选用 （选填“厚”或“薄”）一些的玻璃板；
（2）当蜡烛A远离玻璃板时，它的像会 （选填“变小”“不变”或“变大”）；
（3）实验中若只将玻璃板水平向左平移，蜡烛所成像的位置 （选填“向左移”“向右移”或“不变”）；
（4）小华同学在实验中将透明玻璃板与水平桌面垂直方向成30°角放置，然后将蜡烛沿水平桌面向玻璃板方向移动一段距离L，如图所示。则蜡烛所成像的像距变化量为 。
【答案】 位置 薄 不变 不变
【解析】（1）[1]透明的玻璃板能反射，也能透光，所以玻璃板既能成像，又能观察到玻璃板后面代替蜡烛A的蜡烛B，当蜡烛B和蜡烛A的像完全重合时，蜡烛B的位置就是蜡烛A像的位置，所以使用透明的玻璃板代替平面镜便于确定像的位置。
[2]透明的玻璃板能反射，也能透光，所以玻璃板既能成像，又能观察到玻璃板后面代替蜡烛A的蜡烛B，当蜡烛B和蜡烛A的像完全重合时，蜡烛B的位置就是蜡烛A像的位置，所以使用透明的玻璃板代替平面镜便于确定像的位置。
（2）[3]平面镜中的像的大小跟物体大小有关，跟物体到平面镜的距离无关，所以蜡烛A远离玻璃板，像也远离玻璃板，像的大小不变。
（3）[4]只将玻璃板向左平移，在向左移动的过程中，由于物像关于平面镜对称，所以蜡烛A的像的位置不变。
（4）[5]如图所示：

根据平面镜成像规律可知，DE垂直于CE，由数学原理可知
∠DCE=90°-30°=60°
则
∠CDE=180°-90°-60°=30°
由几何知识可知
∠DMF=∠CDE=30°
由图可知，像距的变化量
7．（2023·湖南常德·统考中考真题）如图甲所示是“探究平面镜成像特点”的实验装置，把一支点燃的蜡烛A放在玻璃板的前面，再拿另一支外形相同的蜡烛B竖立着在玻璃板后面移动，直到看上去跟蜡烛A的像完全重合，在白纸上记下A和B的位置。移动蜡烛A，重复做多次实验。

（1）选用玻璃板代替平面镜，主要是为了 。
（2）实验中两支蜡烛要完全一样，目的是为了 。
（3）当蜡烛A远离玻璃板时，它的像的大小将 （选填“变大”、“变小”或“不变”）。
（4）将蜡烛A竖直放在水平桌面上，点燃蜡烛观察发现：玻璃板中蜡烛A的像偏低且倾斜。你认为在图乙所示的①、②、③三幅图中， 图是产生以上实验现象的原因。
【答案】 确定物像的位置 比较像与物的大小关系 不变 ③
【解析】（1）[1]因为玻璃板既能让光透过也可以反射光，容易确定像的位置，而平面镜是不透明的，无法确定像的位置，所以选用玻璃板代替平面镜。
（2）[2]进行“探究平面镜成像特点”的实验，选取两支外形相同的蜡烛进行实验，目的是为了比较像与物的大小关系。
（3）[3]由于物体与像始终大小相等，当蜡烛A远离玻璃板时，它的像仍与A相等，则像的大小将不变。
（4）[4]实验时平面镜必须要竖直放置，如果不竖直，不论怎样移动后面的蜡烛都不可能与前面蜡烛的像完全重合，由图可知，甲图平面镜竖直放置，不会出现像偏低的情况，乙和丙图平面镜没有竖直放置，分别作出蜡烛A的关于平面镜的对称点可知，丙图平板玻璃中蜡烛A的像偏低且倾斜，如下图
；
根据图中，③符合题意。
四、作图题
8．（2023·黑龙江大庆·统考中考真题）如图， A为暗室中的点光源， B为不透光薄板， B与上方水平放置的平面镜左边缘对齐，请画出B薄板右侧水平地面被光照亮的区域左右边界的光路图（只考虑直接经平面镜到达地面光线）。

【答案】
【解析】先作出点光源A关于平面镜的像点 ； 连接A与平面镜的左端，交平面镜于点 C的入射光线，作出入射光线AC和反射光线CE；连接A与挡光板的最上边缘，交平面镜于点D的入射光线，作出入射光线AD和反射光线DF；则水平地面被光照亮的区域为EF，如图所示：

9．（2023·广东广州·统考中考真题）如图，S为光源，画出①光线a的反射光线；②S在平面镜中的像。

【答案】
【解析】过镜面作出点S的对称点S'，即为S在平面镜中的像，连接S和入射点O并延长，S'O即为反射光线，如图所示

10．（2023·湖北·统考中考真题）“仙女飞天”魔术表演中，位于P点的观众看到云雾中漫舞的仙女，实质是挡板后的演员A在平面镜中的虚像，如图所示。请作出平面镜的位置，并完成P点观众看到仙女的光路图。

【答案】
【解析】平面镜成像时，像和物关于镜面对称，连接，做垂直平分线即镜面的位置，连接交镜面于O点，连接AO为入射光线，连接OP为反射光线，如图所示：

11．（2023·内蒙古赤峰·统考中考真题）如图所示，请根据平面镜成像特点，作出鸟喙上A点通过水面成的像A'。

【答案】
【解析】过A点向平面镜做垂线，与水面交于O点，并向下延长到A′，使AO=OA′，A′就是喙上A点通过水面成的像，作图如下：

12．（2023·辽宁丹东·统考中考真题）如图所示，管道内A处有一只正在发光的小灯泡，小潘的眼睛在B处看到了平面镜中小灯泡的像，请画出小潘看到小灯泡A的像的光路图。

【答案】
【解析】由平面镜成像的特点可知， 首先作出A处小灯泡关于平面镜对称，取处小灯泡的像到平面镜的距离和灯泡到平面镜的距离相等，连接B，与平面镜相交于O点，连接AO为入射光线，连接OB为反射光线，如下图所示：

一、单选题
1．（2023·福建龙岩·校考一模）如图所示正确的平面镜成像图是（ ）
A． B． C． D．
【答案】C
【解析】把像与物上对应的点连接，符合平面镜成像特点的应该是连线与镜面垂直，对应点到镜面的距离相等，根据这两条判断出答案，故C符合题意，ABD不符合题意。
故选A。
2．（2023·安徽滁州·统考一模）如图所示，a、b、c三条光线会聚于P点，若在P点之前任意放平面镜，则（ ）
A．三条反射光线一定会相交于一点
B．三条反射光线一定不相交于一点
C．三条反射光线可能相交于一点，也可能不相交于一点
D．三条反射光线的反向延长线相交于镜后一点
【答案】A
【解析】如图所示，a、b、c三条光线会聚于P点，若在P点之前任意放一平面镜，则根据光路的可逆性可知，三条反射光线一定相交于一点P'，P′、P关于镜面对称，如图所示：
故A符合题意，BCD不符合题意。
故选A。
3．（2023·安徽阜阳·统考一模）如图所示，在“探究平面镜成像的特点”实验中。下列说法正确的是（ ）
A．用玻璃板代替平面镜，是为了观察到的蜡烛的像更清晰
B．只要把光屏放在恰当的位置，就能承接到蜡烛的像
C．蜡烛距玻璃板越远，蜡烛的像就越小
D．只把玻璃板向左平移，蜡烛的像的位置不变
【答案】D
【解析】A．用玻璃板代替平面镜，是为了更好的确定像的位置，故A错误；
B．平面镜成的是虚像，用光屏无法承接，故B错误；
C．蜡烛的像与物体是等大的，蜡烛距玻璃板越远，蜡烛的大小不变，故蜡烛的像的大小不变，故C错误；
D．只把玻璃板向左平移，平面镜的位置不变，蜡烛的位置不变，蜡烛的像与物体关于平面镜对称，故蜡烛的像的位置也不变，故D正确。
故选D。
4．（2023·湖北黄冈·校联考一模）晚上，小明在客厅的窗户玻璃上看到了客厅里边灯的像，水平向左缓缓推动玻璃窗，则小明通过玻璃所看到的像的运动情况和大小情况是（ ）
A．水平向左运动，像的大小不变B．水平向左运动，像的大小变大
C．静止，像的大小不变D．静止，像的大小变大
【答案】C
【解析】根据平面镜成像特点：物与像大小相等，所以像的大小不变。由于灯在平面镜中成像时，像与灯相对平面镜对称，水平向左缓缓推动玻璃窗，看到的像是静止的，故C符合题意，ABD不符合题意。
故选C。
二、作图题
5．（2023·江苏苏州·校考模拟预测）在如图中作出物体AB在平面镜中所成的像。
【答案】
【解析】根据平面镜成像特点知，像与物关于平面镜对称，先作出物体两端点A、B关于平面镜的对称点A′、B′，用虚线连接A′、B′ 即为物体AB的像，如图所示
6．（2023·陕西西安·校考模拟预测）如图甲所示是牙医借助平面镜观察患者牙齿背面时的情景，请在图乙中画出牙医通过平面镜观察到患者牙齿的光路图。
【答案】
【解析】先作出牙齿A关于平面镜的对称点A′，即像的位置，连接像A′和眼睛B与平面镜交于O点，即为入射点，连接AO为入射光线，OB为反射光线，如图所示
7．（2023·江苏常州·校考一模）如图所示，学校楼梯拐角的墙上装有平面镜，既方便同学们整理仪容，晚上又能利用光的反射对楼道进行照明。请在图中准确画出灯S发出的光经平面镜反射后到达A 点的光路图。
【答案】
【解析】首先根据平面镜成像的特点，作出点S关于镜面的对称点S′，即S在平面镜中的像点。因为逆着反射光线看去就像是从像点S′发出来的一样，所以我们可以连接S′点和A点，交平面镜与O点，OA即为反射光线；连接S与入射点O便可得到入射光线。如图所示：
8．（2023·河南驻马店·校考模拟预测）如图所示是点光源A发出的光经平面镜反射后的两条反射光线，请在图中画出A的像点B、平面镜的位置并完成光路。
【答案】
【解析】先将两条反射光线的反向延长交于一点，即为像的位置B，连接AB，然后作AB的垂直平分线，即为平面镜的位置，连接A与两个反射点画出入射光线，如图所示：
9．（2023·广东·统考模拟预测）物理素养挑战赛中，小平被要求用A处的激光手电照亮B处的物体，但两者中间有一位置固定不透光的遮挡物。于是他找来一个平面镜放在如图所示的位置顺利完成任务，请你画出他用到的光路。
【答案】
【解析】过镜面作出点A的对称点A′，即为点光源A在平面镜中的像，连接A′B与镜面交于O点，即为入射点（反射点），连接AO就得到入射光线，OB为反射光线，如下图所示：
三、实验题
10．（2023·四川泸州·统考模拟预测）利用如图所示的装置“探究平面镜成像的特点”。
（1）实验时，选用玻璃板代替平面镜的目的是 ；
（2）选用两根外形相同的蜡烛，是为了比较 关系；
（3）除图中提供的器材外，实验中还用到一种测量工具，它是 ；
（4）在寻找蜡烛A像的位置时，眼睛应在蜡烛 （选填“A”或“B”）的一侧观察。实验时小明发现蜡烛A的像较暗，用手电筒对着玻璃板照射蜡烛A的像， （选填“能”或“不能”）使像变亮；
（5）若将光屏放在蜡烛B所在的位置，直接观察光屏， （选填“能”或“不能”）看到蜡烛A的像，说明平面镜所成的像是 （选填“实”或“虚”）像；
（6）若在玻璃板背面放置一块不透明木板（如图），则在玻璃板中 （选填“能”或“不能”）看到蜡烛A的像。
【答案】 便于确定像的位置 像和物的大小 刻度尺 A 不能 不能 虚 能
【解析】（1）[1]探究平面镜成像实验中，要用透明的玻璃板代替平面镜，虽然成像不太清晰，但是在物体一侧能看到物体的像，同时还能看到代替物体的另一个物体，便于确定像的位置。
（2）[2]在玻璃板一边将蜡烛A点燃，可以看到玻璃板另一边出现蜡烛的像，另外一支相同的蜡烛B与竖立在玻璃板前面点燃的蜡烛A的像能完全重合，说明蜡烛B与A的像大小相等，又因为蜡烛B与蜡烛A完全相同，所以蜡烛A和A的像大小相等。
（3）[3]在探究像和物到平面镜距离相等时，需要测量像和物到平面镜的距离，所以需要刻度尺。
（4）[4][5]平面镜成的像是光的反射形成的，A蜡烛发出的光线经玻璃板反射，被人眼接收，才能看到像，故眼睛在A蜡烛所在这一侧，用手电筒对着玻璃照射蜡烛A的像，不能使像变亮。
（5）[6][7]因为光屏只能接收实像，不能接收虚像，所以光屏不能接收到蜡烛A的烛焰的像，说明平面镜成的像是虚像。
（6）[8]平面镜成像是反射光线的反向延长线会聚形成的，若将一块不透明木板放在玻璃板的后面，不影响反射光线进入人的眼睛，所以在物体一侧还能看到玻璃板内点亮蜡烛的像。
四、填空题
11．（2023·广西玉林·统考一模）小丹以的速度走向教学楼正厅的正衣镜（平面镜），她在镜中所成的像以 的速度“走向”正衣镜，像的大小 （选填“变大”、“变小”或“不变”）。
【答案】 1.1 不变
【解析】[1]由于像与物到平面镜的距离相等，所以物以多大的速度走向镜，像也以同样的速度走向镜，所以在镜中的像以的速度向镜子靠近。
[2]像与物大小是相等的，“走向”正衣镜的过程中，像的大小不变。
12．（2023·广东中山·校考一模）小丽站在平面镜前1.5m处观察自己在镜中的像，由于大厅内光线较暗，为了看清衣领上的污渍，应将光源向着 （选填“衣领”或“平面镜”）照射。现将一块和平面镜一般大的木板放在镜子后面1m处，如图所示，这时小丽 （填“仍能”或“不能”）看到她在镜中的像。同时，她看到时钟在平面镜中成的像，它们的实际时间是： 。
【答案】 衣领 仍能 12：05
【解析】[1]光照射在平面镜上会发生镜面反射，物体反射的光越多，在平面镜里成的像就越清晰，所以为了帮助小明看清衣领上的污渍，小明应将光源照向衣领。
[2]由于平面镜成像是光的反射，所以在镜面后放置物体是不影响成像的，所以她仍能在镜中看到自己的像。
[3]作出表的左右对称图形，如图所示：
从对称图形可以读出表的时刻是12：05。