平面鏡成像實驗題解答策略

原題再現

例1 （2024·遼寧）某同學探究平面鏡成像的特點。

（1）如圖1，在水平桌面上鋪一張紙，紙上 放置一塊手機鋼化膜（薄透明板）作為平面鏡。沿著鋼化膜在紙上畫一條直線，代表平面鏡的位置。選取手機鋼化膜作為平面鏡，這樣做便于確定 的位置。

（2） 將一個藍色長尾票夾（型號：5#）放在鋼化膜前，將另一個相同型號的粉色長尾票夾放在鋼化膜的后面并移動其位置，若看到粉色票夾與藍色票夾的像完全重合，則說明平面鏡所成的像與物的大小 。在像的位置放一個光屏，若光屏承接不到像，則說明所成的是 像。

（3）如圖2，將藍色票夾放在紙上，在藍色票夾一側通過鋼化膜看到的是圖3中的 。

破解策略

本題主要考查平面鏡成像的特點及應用。這是光學實驗的一個重點，也是近年來中考出題的熱點。本題圍繞該實驗探究過程中可能遇到的問題、解決的辦法、實驗中合理的思考和解釋來考查對該實驗的掌握程度。同學們只要熟練掌握平面鏡成像實驗的操作，解答此類題目就很容易。

（1）實驗操作時應將薄玻璃板（題中為薄透明鋼化膜）垂直于水平桌面放置，若玻璃板未與桌面垂直，則物體的像與物體將不在同一水平面上，不便于確定像的位置。該實驗選取薄玻璃板（題中為薄透明鋼化膜）代替平面鏡，利用玻璃板既能反射光線又能透過光線的特點，既能觀察到物體A（題中為藍色長尾票夾，下同）的像的同時又能觀察到玻璃板另一側的物體B（題中為粉色長尾票夾，下同），便于確定像的位置。

（2）實驗中用與物體A形狀完全相同的物體B代替物體A去和物體A的像比較大小關系，若物體B與物體A的像完全重合，則說明物體A的像與物體A大小相等，這是等效替代法在實驗中的滲透。

平面鏡所成的像是光的反射形成的，物體A發出的光線經玻璃板反射，被人眼接收，人眼順著光線看去觀察到的是由實際光線反向延長線會聚而成的虛像。實像能用光屏承接，虛像則不能，在像的位置放一個光屏，若光屏不能承接到物體A的像，則說明平面鏡所成的像是虛像。

（3）平面鏡成正立、等大的虛像，但像與物體左右相反，上下一致，像與物體應關于平面鏡對稱，故在鋼化膜中所看到的應是圖甲。

答案：（1）豎直（垂直） 像 （2）相等 虛 （3）甲

拓展延伸

例2 如圖4，在做“探究平面鏡成像特點”的實驗時，小明將玻璃板豎直放置在水平桌面上，將蠟燭A放在玻璃板前并點燃，如圖甲所示。

（1）本實驗若想取得較好的實驗效果，該實驗應在較 （選填“亮”或“暗”）的環境下進行。實驗室提供了厚薄不同的兩塊玻璃板，你應選擇 （選填“厚”或“薄”）玻璃板進行實驗。

（2）本實驗對于蠟燭A和B的要求是 ，這是為了 。操作過程中蠟燭B （選填“點燃”或“不點燃”），當 時便停止移動蠟燭B，B的位置即為 的位置。

（3）若將點燃的蠟燭A放在玻璃板前5 cm處，小明沿垂直板面方向將A以2.5 cm/s的速度遠離玻璃板，2 s后放穩。則蠟燭B與A相距 cm才能與A的像重合，此時蠟燭A的像大小 （選填“變大”“不變”或“變小”）。

（4）小華做實驗時，將蠟燭B豎直放在玻璃板后的桌面上移動，發現前面點燃的蠟燭A的像總在B的上方偏高處，造成該現象的原因是 （填序號）。

A. 玻璃板向蠟燭A傾斜 B. 玻璃板向蠟燭B傾斜

C. 玻璃板放得太高了 D. 玻璃板太厚了

（5）如圖乙所示，將玻璃板與水平桌面成[45°]角固定在水平桌面上，讓蠟燭A沿著桌面向右做直線運動，將看到蠟燭A在玻璃板后的像 （選填“水平向右”“水平向左”“豎直向上”或“豎直向下）運動。

（6）小明把四個模型分別面對玻璃板直立在桌面上，用于研究像與物左右位置t4YJCZMrbeJ3Vtlzr2kHY0San3k4TI2DLTRKhPrqlnY=的關系。其中能夠達到實驗目的的是 （填圖片下方的選項）。

A B C D

思路點撥

（1）平面鏡成像時，若成像物體是光源，則環境越黑暗，物體和環境對比度越大，物體越亮，物體在平面鏡中成像越清晰。在器材選擇上，由于厚玻璃板兩面都可成為反射面，成像時會出現兩個像，且兩個像距離較遠，會影響實驗效果；而薄玻璃板兩個面成像距離較近幾乎重合，對實驗影響很小。

（2）實驗中選擇兩只完全相同的蠟燭是為了便于比較像與物的大小關系。實驗中在蠟燭A所在側透過玻璃板觀察另一側蠟燭A的像，同時移動玻璃板后面的蠟燭B，蠟燭B不點燃，可使蠟燭A在玻璃板中的像更清晰，更容易確定像的位置。當看上去蠟燭B與蠟燭A的像完全重合時，蠟燭B的位置就是蠟燭A的像所在的位置。

（3）平面鏡成像時像與物體到鏡面距離相等，再結合公式s = vt，便可求出像與物之間的距離。因為平面鏡成像時像與物體大小相等，像的大小只與物體大小有關，與物體到鏡面距離無關，所以無論物體遠離還是靠近鏡面，像的大小始終都不變。

（4）實驗中玻璃板應與桌面垂直，若不垂直，則像的位置會發生變化。若蠟燭A的像總在B的上方偏高處，則說明玻璃板向蠟燭A側傾斜，導致像的位置偏高。

（5）將玻璃板與桌面成45°角，讓蠟燭A沿桌面向右水平運動，因為像與物體關于鏡面對稱，所以玻璃板后的像豎直向下運動。

（6）由圖可知，四個模型中“A”“T”“V”左右相同，只有“C”左右不同，由于實驗目的是探究像與物左右位置關系，因此只有“C”能夠達到探究目的。

答案：（1）暗 薄 （2）A與B完全相同 便于比較像與物的大小關系 不點燃 觀察到蠟燭B與蠟燭A的像完全重合 蠟燭A的像 （3）20 不變 （4）A （5）豎直向下 （6）A

（作者單位：錦州市實驗學校）