实验四、探究平面镜的成像特性 【实验目的】：探究平面镜的成像特性 【实验设备】：两根一模一样的蜡烛、一块玻璃板、一块光幕、火柴、一个秤 【实验步骤】：①将玻璃板垂直放在桌子上，在玻璃板的两侧立一根点燃的蜡烛，通过玻璃板观察另一侧蜡烛的图像。 ②将光幕置于图像位置，无需透过玻璃板，直接观察光幕上是否有图像。 ③将同一支未点燃的蜡烛放在图像的位置，观察图像与蜡烛的大小关系。 ④移动到蜡烛的位置，观察其图像的大小是否发生变化。 ⑤ 测量蜡烛和图像到玻璃板的距离。 【实验数据】： 图像与物体大小的关系 物体与玻璃的距离[cm] 图像与玻璃的距离（cm） 物体图像与镜子之间的直线关系表面虚像或实像位置1位置2位置3【实验推论】：平面镜成像特性：相等； 平等的; 彼此垂直； 真实图像。 【测试方向】： 1、平面镜成像的原理是：光的反射。 2、镜面的选择和放置：用薄的白色透明玻璃代替平面镜的目的是为了确定图像的位置； 由于玻璃板的正面和背面都可以反射图像，为了减少两个图像之间的干扰，玻璃板应该更薄一些更好。 放置时玻璃板应与纸面垂直，否则玻璃板后面的蜡烛不能与图像完全重合。 3、图像的位置和大小：选择两根相同的蜡烛的目的是为了比较图像与物体的大小关系。 拿一根未点燃的蜡烛寻找玻璃板后面蜡烛图像的位置时，眼睛要从玻璃板两侧不同角度观察，同时与玻璃板前面的蜡烛进行交流，直到它与上面蜡烛的图像完全重合，说明图像和物体的大小是相等的。
〔1〕在镜子前点燃蜡烛，目的是使影像清晰； 镜子后面的蜡烛不亮，镜子前面的蜡烛的图像被替换，采用“等价替换法”。 〔2〕平面镜成像是光的反射现象。 在镜子前面反射光所在的区域可以观察到物体的图像，但在镜子后面则无法观察到物体的图像，因为镜子后面没有反射光进入人眼。 即“镜前观察，镜后成像”。 4、重复检测探索规律：要分析像距和物距的关系，需要改变物距，用标尺反复检测记录像距和物距，并进行比较像距等于物距的推论。 反复检测的目的是举一反三。 使用刻度纸的目的是为了方便比较像距和物距的关系。 5、虚像的理解与应用：人眼对着反射光看到镜子后面的像点，就是反射光反向延长线的交点。 没有实际光线的会聚，是真实的图像，光幕无法接受。 6、图像的色温：图像的色温取决于物体的光色温与环境的关系。 您可以在较暗的环境中观察蜡烛的图像； 如果蜡烛换成棋子或圆点小人，如果图像不清晰，可以用激光灯照射棋子或小人，注意照亮左侧面向镜子的一面。 7、如果实验时，垂直于桌面的玻璃板向蜡烛的方向倾斜，玻璃板左侧的图像会发生怎样的变化：图像的大小保持不变，但位置发生了变化。图像会减小，这与未点燃的蜡烛不同，蜡烛不再重合。 8.评价：（1）图像未能与蜡烛重合，可能是因为平面镜放置时与纸张不垂直。 [2]在分析像距与物距关系时，一组数据太少，推论不具有普适性。
9、结论：平面镜成像时，像的大小取决于物体的大小，像距取决于物距。 【经典范例】： 【主题】：学习了“探索平面镜成像特性”的实验后，聪明的小明也独自在家完成了实验。 小明的实验步骤如下： 平面镜的目的是：。 〔2〕选择玻璃板时，应选择【选择“更薄”或“更厚”】，请说明理由：。 〔3〕聪明的小明认为不用玻璃板也能做实验。 借助日常生活穿衣时使用的两面小全身镜，如图A所示，他将两面平面镜以一定距离固定在碳钢框架上，并将笔A放在平面的前面。镜子。 可以看到笔穿过平面镜分为上下两部分。 不完整的图像[选择“虚拟”或“真实”]，这个图像看似不完整，但它比玻璃板图像要好，原因是：。 〔4〕小明发现A笔与B笔的图像位置与A笔一模一样。选择与A笔一模一样的B笔的目的是：他的具体操作是：。 〔5〕小明通过测试对比得到：图像与物体的大小； 像与物体和镜面之间的距离。 〔6〕为了消除平面镜长度对物距和像距检测的影响，小明借助图B测量了物距和像距。图C是图B的简化图，图C表示像距[可选“BD”或“BC”]。 〔7〕如果将A笔远离平面镜，您看到的图像会【选择“远离/接近”】，并且图像的大小会发生变化【选择“增大”、“不变”， 【减少】【解答】：【1】可以看到图像，也可以透过玻璃板看到另一边左边的物体，从而确定图像的位置； [2] 由于玻璃板两面均可成像，因此会出现拖影，玻璃板越厚产生的拖影越明显，影响实验探索。
〔3〕虚拟； 清除; 玻璃板既能透光又能反射光，而平面镜只能反射光，因此平面镜反射的光较多，图像清晰。 〔4〕便于比较图像与物体的尺寸关系； 放在平面镜后面，使B和A的图像看起来像一支完整的笔； (5) 平等； 平等的; (6)BD。 [7] 远离； 不变。 【分析】：（1）我们通常选择玻璃板而不是平面镜，这样既可以看到物体的图像，也可以透过玻璃板看到另一边左边的物体，从而确定位置物体图像； 板材的正面和背面均可成像，并且会出现拖影。 玻璃板越厚，产生的拖影越明显。 当实验探测研究的是成像特征规律时，偏差比较大，影响实验探测的结果。 〔3〕铅笔射线平面镜的光线经平面镜反射后不能会聚成像，而是反射光的反向延长线会聚在一起形成实像； 玻璃板可以透射光和反射光，而平面镜只能反射光，所以平面镜的反射光很多，图像清晰； [4]、在对比实验中选择相同尺寸的笔B直接比较图像与物体的尺寸关系； 为了确定图像的位置，小明将笔B放在平面镜后面，使B与物体A的图像看起来像一支完整的笔； (5)根据平面镜的成像特性，像的大小与物体的大小相等； 像与物体及镜面的距离相等； 根据物体到平面镜的距离等于像到平面镜的距离，BD为像到平面镜的距离，即像距。
〔7〕根据平面镜的成像特性，像和物体大小相等，像的大小取决于物体的大小。 当A笔远离平面镜时，大小不变，因此图像也不会改变； 像距和物距也相等，物体远离平面镜，物距变大，所以像距也会急剧增大，所以看起来离平面镜很远。 练习1：【2021新乡】图A是探索“平面镜成像特性”的实验装置示意图。 〔1〕实验时，没有使用平面镜，而是使用了透明的薄玻璃板，这样不仅便于观察蜡烛的图像。 〔2〕在立着的玻璃板前点燃蜡烛A，可以在玻璃板前看到蜡烛A的图像，取一根外观相同但未点燃的蜡烛B，将其连接在玻璃板前玻璃板直到看起来像蜡烛A的图像一样完全重叠。 比较物体与图像的大小关系时，用蜡烛B代替【选择填写“蜡烛A的图像”或“蜡烛B的图像”】，看到蜡烛是由光构成的【填写“反射” ”或“折射”] 成型。 〔3〕取下蜡烛B，在原来的位置放置一个光幕，光幕上就会出现蜡烛A的图像【可选填“可以”或“不能”）。 在纸上，但如图B所示倾斜，蜡烛A的图像应为图中的[选择“A1”、“A2”或“A3”]。 【解答】：【1】确定图像的位置； 〔2〕蜡烛A的图像； 反射; 〔3〕没有； 在观察图像的同时，还可以观察到蜡烛 B。 当蜡烛B和蜡烛A的图像重叠时，蜡烛B的位置就是蜡烛A的图像的位置； 点燃的蜡烛B在玻璃板前面垂直相通，人眼仍在玻璃板两侧观察，直至与蜡烛A的图像完全重合； 当比较物体与图像的大小关系时，蜡烛B代替蜡烛A的图像； 看到蜡烛是由光的反射产生的； (3)移开附近的蜡烛，并在其位置放置一个光幕，使光幕上接收不到蜡烛火焰的图像。
因此，平面镜所成的像是实像； [4]如果实验时玻璃板不是垂直放置在纸上，而是如右图所示倾斜，则物像关于镜子对称，则蜡烛A的像应为图中的A1；练习2：〔2021泰安〕利用土家装置探索“平面镜成像的特性”：在水平桌子上铺一张白纸，然后将玻璃板立在白纸上，放一根点燃的蜡烛A在玻璃板上，取另一根形状一模一样但不发光的蜡烛B，站在玻璃板前，直至看起来与蜡烛A的图像完全重合。 〔1〕放上光幕在玻璃板后面，无论如何连接，都接收不到蜡烛A的图像，即平面镜形成的图像。 〔2〕图B为小强测量的蜡烛A与平面镜之间的距离L，单位为cm； 当蜡烛靠近玻璃板放置时，图像的大小将为 。 [可选填“增加”、“减少”或“不变”] [3]假设玻璃板向左倾斜，如图C所示，观察蜡烛A的图像的大致位置在[选择填写“①”或“②”]。 【答案】：〔1〕空； 〔2〕3.50； 不变； 〔3〕②。 【分析】：（1）光屏接收不到实像，只能接收到虚像。 光幕置于玻璃板后面，无论如何连接，都无法接收到蜡烛A的图像，这意味着平面镜形成的图像是实像。 （2）由图可知，该刻度的分度值为1mm，物体的一侧对准0刻度线，两侧对准3.50cm，因此宽度为3.50cm。 平面镜所形成的像的大小与物体的大小相同，点燃的蜡烛会逐渐靠近玻璃板，其像将保持大小不变。
(3) 如右图所示，画出蜡烛火焰相对于平面镜的对称点。 可以看出，如果实验中将玻璃板向左倾斜，则观察到的蜡烛图像的大致位置在图中的②处。 练习3：【2021尚志】一个兴趣小组使用右图所示的设备“探索平面镜成像的特性”。 实验中，蜡烛放置在水平面上，玻璃板垂直放置。 请回答以下问题。 [1]用透明玻璃板代替平面镜的目的是。 应选择[选择“薄”或“厚”]玻璃板进行实验。 〔2〕将点燃的蜡烛A放在玻璃板前5cm处，小丽沿烹饪面垂直方向以5cm/s的速度将A移离玻璃板，2s后放下。 这样，未点燃的蜡烛B与A的距离为cm，可以与A的图像完全重合。 〔3〕将光幕放在图像的位置，光幕【可选填“可以” " 或 ""] 连接到图像。 〔4〕假设玻璃板下端向左倾斜（如图），则蜡烛A在玻璃板中的图像位置将【选择“较高”或“较低”】【答案】： 〔1〕方便确定图像位置； 薄的; [2] 30； [3] 不能； [4] 高. 【分析】：【1】用玻璃板透明代替平面镜。 虽然成像不如平面镜清晰，但可以同时观察A的蜡烛图像和B的蜡烛图像，从而确定图像的位置。 这就是等有效替代。 为了减少偏差，避免实验中出现明显拖影，采用薄玻璃板进行实验。 〔2〕当远离玻璃板时，像的大小保持不变，由速度公式可以估算出A蜡烛与平面镜之间的距离s=vt=10cm。 此时A蜡烛与平面镜的距离为5+10=15cm； 根据平面镜的成像特性可得：蜡烛B距离A应为15+15=30cm，这样才能与A的像完全重合； [3]由于光幕只能接收到虚像，而不能接收到实像，所以将蜡烛B取下，放置在该位置上放置一个光幕，光幕无法接收到蜡烛的图像，也就是说形成的图像平面镜所见是实像； 从平面镜的成像特性来看，物体和图像关于镜面对称，我们可以知道，如果玻璃板不垂直放置，蜡烛A的图像就会偏低。
练习4：【2021Nehe】《探索平面镜成像特性》实验中：[1]平面镜成像原理是。 〔2〕实验中使用玻璃板而不是平面镜的原因。 〔3〕为了比较图像与物体大小之间的关系，选择了两根_____蜡烛。 [4]无论蜡烛B如何水平连接，都无法与蜡烛A的图像重合。原因是。 〔5〕判断平面镜成实像的方法是。 〔6〕平面镜成像时，像和物体到平面镜的距离。 【答】〔1〕光的反射〔2〕便于确定图像的准确位置〔3〕一模一样光幕上没有图像，所以形成的图像等于真实的图像图片 [6] [分析] [1] 平面镜的成像原理是光的反射。 〔2〕用透明玻璃板代替平面镜，可以同时观察原始物体和用来代替图像位置的物体，从而准确确定图像的位置。 [3]为了比较物体与图像的大小关系，实验中需要两根相同的蜡烛。 〔4〕图像和物体无法重叠，可能是因为玻璃板与桌面不垂直，所以蜡烛A形成的图像可能太低或太低而无法与蜡烛B重叠。 〔5〕形成的图像平面镜是由光的反射产生的。 蜡烛A的光经玻璃板反射，被人眼接收，可听到图像。 因此，为了判断所形成的图像是实像还是虚像，应在B处放置A光幕，将耳朵在B面观察，如果光幕上没有图像，则所形成的图像是实像。 〔6〕平面镜成像时，图像和物体距平面镜的距离相同。
练习5：〔2021扬州〕如图1所示，是探索“平面镜成像特性”的实验装置。 实验步骤如下：将一根点燃的蜡烛A放在玻璃板上，然后拿一根一模一样的蜡烛B站在玻璃板后面，直到看起来与蜡烛A的图像完全重合，此时在白纸上写下向下蜡烛 A 和蜡烛 B 的位置。 联通点燃蜡烛，多做几个实验。 〔1〕实验过程中，蜡烛B[选择“需要”或“不需要”]被点燃。 〔2〕选择两根相同的蜡烛的目的是为了比较图像与物体之间的关系。 〔3〕实验中，假设蜡烛B移开，将光幕置于图像位置，不透过玻璃板直接观察光幕。 看不到蜡烛A的像，说明平面镜形成了。 【可选填“虚像”或“实像”】【4】如图2所示，玻璃板最初沿直线BC垂直放置，假设玻璃板顺时针旋转一定角度θ[实验中θ<90°] 之后，蜡烛A形成的图像与A1点相连，图中的正方形都是周长相同的正圆，所以θ=。 【答】〔1〕不需要； 〔2〕尺寸； 〔3〕虚拟图像； ，所以不需要点亮它； (2)选择尺寸完全相同的蜡烛，比较图像与物体的大小关系； (3)光幕所成的像可以承载虚像，而平面镜所成的像不能被光幕承载，所以是实像； 〔4〕由于平面镜的成像特性，物与像的连线垂直于平面镜且到平面镜的距离相等，可画出如右图所示，故θ =45°。
练习六：【2021山东】在公共场所经常听到人们饶有兴致地低着头玩手机游戏，却不知道手机还有很多其他的功能。 “620”创新团队热爱数学的朋友发现手机有“镜子”功能。 因此，引起了他们探索平面镜成像特性的兴趣。 【设计实验】由于手机中的“镜子”是作为平面镜来进行实验的，所以很难找到图像的位置。 于是他们选择了玻璃板、两块相同规格的棋子、白纸等，将它们组装成如右图所示的实验装置。 【进展实验及取证】（1）小花将棋子A移动到玻璃板前的某个位置，不动。 小普帮助连接了棋盘顶部的B棋子。 小普怎么可能和平桌上的B棋子连上呢？ 花都看不到棋子B和棋子A的图像重叠。 善于观察的小林发现这是玻璃板和桌面的原因。 经过调整，小花可以看到B棋子和A棋子的图像完全重合了。 (2)将棋子A在玻璃板前面连接几次，同时调整棋子B在玻璃板后面的位置，使棋子B和棋子A的图像位置各自重合时间。 这样不仅可以找到图像的位置，还可以比较图像与事物的关系。 (3)实验中还需要对玻璃板进行图像和物体的检测。 【分析论证】平面镜成像的特点是：像和物体的大小； 像与物体和镜面之间的距离。 借助于物理学知识，平面镜成像的规律也可以描述为：像和物体都是关于镜面的。
【答案】：（1）。 垂直 (2)。 尺寸 (3)。 规模 (4)。 距离 (5)。 等于（6）。 相等（7）。 轴对称【分析】：（1）研究平面镜成像，将棋子A放在玻璃板上，透过玻璃板可以看到棋子A产生的实像。 真实图像只能垂直于桌面。 小华联通棋子B，但是他看不到棋子B和棋子A的图像重合。 这说明棋子A的图像不垂直于桌面，玻璃板也不垂直于桌面。 (2)选择相同的棋子A和B，将棋子A在玻璃板前连接几次，只是为了比较A在玻璃板中看到的图像是否与棋子B大小相同，并比较物体与图像大小的关系。 (3)使用相同的两个棋子A和B可以比较物体与图像之间的大小关系，但物体与图像与玻璃板之间的距离关系需要用标尺来测试。 【分析演示】通过反复实验，不断改变棋子A和棋子B的位置，检测并记录物体与图像以及玻璃板之间的距离。 经过对实验现象和数据的分析，会发现像和物体的大小是相等的，像和物体到镜子的距离也相等，并且像和物体的连线是垂直的到镜子，所以像和物体关于镜子对称。 练习7：【2021南京】“探索平面镜成像特性”实验中。 〔1〕实验时，应将相对【选择“厚”或“薄”】的玻璃板垂直放置在水平桌面上。 （2）将棋子A放在玻璃板后面，观察A穿过玻璃板在玻璃板上形成的图像【选择“正面”或“背面”】。
〔3〕当棋子A远离玻璃板时，图像的大小。 〔4〕将光幕放在图像的位置，很难直接观察光幕上的图像，这意味着形成的图像就像图像一样。 （5）用一块靠近玻璃板背面的木板挡住玻璃板前面的光线，使人眼可以看到玻璃板前面棋子A的图像【选择“可以”或“不能”]。 【答】：〔1〕薄； 〔2〕正面； 〔3〕无变化； 〔4〕空； 【分析】：【1】玻璃板越薄，两个反射面之间的像距越近，可以使确定图像的位置更加准确，而玻璃板越厚，会产生两个图像，从而影响实验结果。 判断; (2)由于平面镜形成实像，将点燃的蜡烛A放在玻璃板前，耳朵应位于镜前，观察蜡烛A经玻璃板反射形成的图像； (3)平面镜成实像。 图像与物体的大小相同，与物体到镜子的距离无关。 人们感觉远近是一种视觉效果，并不影响真实大小。 因此，如果蜡烛A逐渐远离玻璃板，它的图像不会改变。 〔4〕由于光幕上无法承载真实的图像，因此当光幕放置在图像的位置时，很难直接观察到光幕上的图像，这意味着得到的图像就像真实的图像一样。图像。 〔5〕平面镜所形成的图像是由光的反射产生的。 蜡烛发出的光经玻璃板反射，被人眼接收，可以听到图像。 因此，靠近玻璃板背面放置一块木板，以阻挡玻璃板后面的光线。 眼睛可以看到玻璃板前面的棋子A的图像。 练习8：【2021广州】在探索“平面镜的成像特性”的实验中，小明使用了以下设备：白纸、一块玻璃板、两个相同的物体a和b、一根细针。
请完成以下填空实验步骤： (1) 将白纸如图A所示铺在水平桌面上，然后将玻璃板垂直放置在白纸上，确保玻璃板与白纸紧贴相互并在白纸上记录玻璃板的位置。 〔2〕将块a垂直放置在玻璃板前的白纸上，记录块顶部的位置CD，如图B所示。此时，在一定的光照条件下，物体的直立图像通过镜头可以观察到a，连接时，小明将物体b放在玻璃板后面连接，直到b和a的图像完全重叠，这表明 。 〔3〕小明记下物体b顶部的位置CˊDˊ，取出白纸，沿着玻璃板顶部的直线对折，用细针沿着玻璃板顶部的位置扎几个眼睛。线段CD，掀起白纸，发现线段CˊDˊ上也布满了针孔。 结合步骤(2)的推论分析可以看出，平面镜形成的图像与物体有关。 〔4〕为了得到普遍的推论，从图B的角度来看，小明将木块绕C点顺时针旋转一圈，到达图B中实线所示的位置。为了再次确定图像的位置，街区 b. 绕Cˊ点旋转[可选填“顺时针”或“逆时针”]，并记录位置。 【答案】：（1）垂直； (2)玻璃板； 图像的大小等于物体的大小； (3)关于镜面对称； (4)顺时针方向。 【分析】：【1】实验时玻璃板应垂直于纸面放置； 如果玻璃板与纸面不垂直，根据平面镜所成的像与物体关于平面镜的对称性，蜡烛和蜡烛的像不在同一水平面上，所以图片可能找不到； (2) 将块a垂直放在玻璃板前的白纸上探究平面镜成像的步骤，记录块顶部的位置CD，如图B所示。
此时，在一定的光照条件下，通过玻璃板可以观察到物体a的正立图像。 连接完毕后，小明将物体b放在玻璃板后面进行连接，直到b和a的图像完全重叠。 它表明图像与物体的大小相等。 〔3〕小明记下物体b顶部的位置CˊDˊ，取出白纸，沿着玻璃板顶部的直线对折，用细针沿着玻璃板顶部的位置扎几个眼睛。线段CD，掀起白纸，发现线段CˊDˊ上也布满了针孔。 结合步骤[2]的推论分析可以看出，平面镜所形成的图像与物体呈镜面对称关系； [4]为了得到普遍的推论，从图B的角度来看探究平面镜成像的步骤，小明将物体a绕点C旋转，顺时针旋转到图B中实线所示的位置后，图像与物体等距且对称图像相对于镜面移动，图像相对于物体移动。 In order to the of the image again, block b go point C′ , and note the .