实验5 探究平面镜成像时像与物的关系
基础考点梳理
1. 实验原理: 光的反射
2. 实验装置图
3. 实验器材:透明薄玻璃板、刻度尺、光屏、两支完全相同的蜡烛、火柴、白纸(或方格纸)、笔
(1)用玻璃板替代平面镜的目的: 利用玻璃的透光性,便于确定像的位置
(2)选择较薄玻璃板的目的 避免出现重影,方便到像的位置
(3)选用两支完全相同的蜡烛的目的: 便于比较像与物的大小关系
(4)刻度尺的作用: 测量两支蜡烛到玻璃板的距离
(5)光屏的作用: 检验是否能承接到像
(6)白纸的作用: 便于记录像、物、平面镜的位置,从而确定像与物到玻璃板的距离关系及像、物的连线与镜面的关系
4. 实验方法:等效替代法: ①用较薄玻璃板代替平面镜;②比较物与像的大小关系时,用未点燃的蜡烛等效代替点燃的蜡烛的像
5. 实验环境:实验应在  较暗  的环境中进行的目的: 使实验现象更明显
6. 实验过程
(1)玻璃板要与水平桌面  垂直  放置的原因:若玻璃板倾斜一定角度,物体的像会上升到水平桌面的上方或下降到水平桌面的下方,不能使蜡烛的像和玻璃板后面的蜡烛完全重合,如下图所示
     
(2)代替像的蜡烛  不能点燃  的原因: 若点燃,将会再产生一个像,不利于观察蜡烛像的准确位置
(3)平面镜成虚像的判断: 用光屏在像的位置承接不到点燃蜡烛的像,说明平面镜成虚像
(4)实验中应该在物的同侧位置透过玻璃板观察像的原因: 平面镜所成的像是反射光线的反向延长线会聚成的虚像
(5)改变点燃蜡烛的位置进行多次实验的目的: 使实验结论具有普遍性
7. 实验结论
像和物体的大小 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 ;平面镜成像.
8. 实验评价
(1)测得的像距和物距不相等的原因:①玻璃板与桌面不垂直;②玻璃板太厚;③测量误差;④未点燃的蜡烛与点燃蜡烛的像没有完全重合
(2)实验中无论怎样移动蜡烛,都无法使像与物完全重合的原因: 玻璃板没有与水平桌面垂直放置
9. 实验改进
(1)选择透光性差一点的玻璃板(如茶玻璃)的原因: 使像更清晰
(2)用LED灯代替蜡烛的原因: ①亮度大,成像稳定且明显;②可避免蜡烛因燃烧变短而无法比较像与物的关系;③更环保
(3)用方格纸比白纸更好的原因: 能更方便、更准确地确定像与物的位置
典型例题赏析
实验结论:
(1)物体通过平面镜成的是虚像;(2)像与物体的大小相同;
(3)像与物体到平面镜的距离相等;(4)像与物的连线与镜面垂直;
总述:像与物体关于平面镜对称.
1.在探究“平面镜成像特点”的实验中,小明用到了带底座的玻璃板(薄厚不同的两块玻璃板)、白纸、两支蜡烛A和B、笔、光屏,请回答下列问题.
(1)除图甲中所示的器材外,实验还需要的测量工具是  刻度尺  ;小勇选择的两支蜡烛应满足的条件是  完全相同 
(2)用透明玻璃板替代平面镜是便于确定 像的位置  和比较像与物的大小关系,为了更好地完成实验,最好选用  茶  (选填“茶”或“无”)玻璃板.
(3)如图甲先将一张白纸铺在水平桌面上,在白纸中间画一条直线MN,把带支架的(选填“厚”或“薄”)玻璃板沿直线MN 垂直 放置在白纸上.若要检验玻璃板的放置是否符合
要求,你的方法是: 用直角三角板的一条直角边水平放置,将另外一条直角边贴近玻璃板,若三角板的竖直直角边和玻璃板贴合,则说明玻璃板是垂直的
要点1.玻璃板的选取要求:实验时,玻璃板的前后两个面会形成两个不重合的像,玻璃板越薄,两个像越接近重合,更容易确定像的位置.
(4)实验时将 未点燃 (选填“点燃”或“未点燃”)的蜡烛B竖立在玻璃板后面移动,在蜡烛 B (选填“A”或“B”)一侧从多个方向观察,直到蜡烛B看上去与蜡烛A的像 完全重合 ,这说明物与像的 等大 ,此位置即为像的位置,记录两支蜡烛的位置,将对应点连接,并测量点到平面镜的距离
要点2.等效替代法的应用:
(1)比较像与物的大小关系:用外形相同、未点燃的蜡烛B替代点燃的蜡烛A.
(2)确定像的位置:用未点燃的蜡烛B代替点燃蜡烛A的像.
(5)在完成上述步骤后小明发现,像和蜡烛位置的连线垂直于玻璃板,小明认为自己已经
发现了平面镜成像的规律:平面镜所成的像与物体关于镜面对称。你认为小明对这一规律的总结过程是否科学合理? 不合理 ,原因是 实验次数太少,结论不具普遍性
(6)小王提议改变蜡烛A到平面镜的距离,仿照(4)问步骤多次实验,每次物和像的位置记录在白纸上,连接物点和对应的像点如图乙所示,由此可得出的结论是:像与物到平面镜的 距离相等 ,且它们的连线 垂直玻璃板 .若实验中没有尺子,为了探究物、像与镜面MN′的位置关系,接下来的操作是 将每一组对应点沿着MN边对折,观察每一组对应点是否重合
(7)想要判断蜡烛A的像是实像还是虚像,你的办法是 将玻璃板后方放置一块光屏 ,此时应从蜡烛 B(选填“A”或“B”)的这一侧观察成像情况.
要点3.实像和虚像的区别:实像能在光屏上呈现;虚像不能在光屏上呈现,只能透过玻璃板看到.
(8)(玻璃板平移、倾斜)(2021荆州)小明和同组小芳还进行了下列的操作:
①小明仅将玻璃板从图丙的1位置向右平移至2位置时,蜡烛A的成像情况是 A (填字母).
A. 蜡烛成像仍在B处      B. 蜡烛成像在B处右侧  C. 蜡烛无法通过玻璃板成像
要点4.像的位置与镜面位置的关系:平面镜成像时,像与物体关于平面镜对称,出物体关于镜面的对称点即可判断像的位置.
(2020苏州改编)小芳将玻璃板绕底边向蜡烛A一侧倾斜如图丁,此时蜡烛A的像应是 A2 (选填“A1”“A2”或“A3”),大小变化情况是______.
(9)(厚玻璃板)(2022扬州)另一小组用5 mm的厚玻璃板进行实验,将蜡烛A放在玻璃板前方,观察到A有两个像,在玻璃板后方放置蜡烛B,使之与蜡烛A较亮的像重合,在白纸上记下蜡烛A和B的位置如图戊所示,此时物到镜面的距离为 AC (选填“AC”或“AD”),像到镜面的距离为 BC (选填“BD”或“BC”).可沿 MN (选填“MN”或“PQ”)方向移动蜡烛A多次实验,寻普遍规律.
         
(10)(装置改进)(苏科八上图改编) 实验完成后老师提出用方格纸和棋子进行实验如图己.
①与图甲装置相比优点是 可以直接读出物距和像距的大小 (写出一条即可).
②在较暗的环境中实验时,发现棋子的像较暗时,不易辨识,联系日常照镜子的经验,解决方法是 照亮棋子 (选填“照亮棋子的像”或“照亮棋子”). 
要点5.成更亮的像的方法:物体要成更亮的像,必须要有足够的光线射向平面镜.
2.为了探究平面镜成像特点,小柯将一块玻璃板(如图甲)竖直架在水平台面上,再取两根完全相同的蜡烛A和蜡烛B,分别竖直置于玻璃板两侧,进行实验。
(1)在实验中,小柯透过玻璃板看到了蜡烛A的2个清晰的像,如图甲,他用  未点燃 (“点燃”或“未点燃”)的蜡烛B到了这两个像,继续进行实验探究,这里用到了  替代法 (“控制变量法”、“转换发”或“替代法”);
(2)小柯按照图中的测量方法,改变蜡烛A的位置,认真测量并记录了一些数据如表:
物距u(cm)
5.0
6.0
7.0
8.0
像距v(cm)
4.5
5.5
6.5
7.5
分析实验数据,然后得出像距小于物距的结论,你认为他的测量错误的原因是: 物距是A到玻璃前面的板的距离,而像距是像到玻璃后面的板的距离,所以测量出的像距小于物距 
(3)小柯把蜡烛放在A1、A2、A3三个不同的位置多次实验如图乙,这样做的目的是  B 
A.减小误差
B.避免偶然性
(4)如果玻璃板没有垂直在纸上,而是如图丙所示倾斜,蜡烛A的像应是  A2 (“A1”、“A让蜡烛代替所有灯是什么歌2”“A3”);
(5)小柯在像处放一张白纸做光屏, 不透过 (“透过”或“不透过”)玻璃板,观察光屏。若光屏上不能看见蜡烛的像,说明:平面镜成虚像;
(6)小柯在实验中将玻璃板竖直向上提2cm,则蜡烛的像竖直向上移动  A 
A.0cmB.1cmC.2cmD.4cm
【解答】解:(1)在探究平面镜成像的实验中,用未点燃的蜡烛来代替点燃的蜡烛A的像,以便确定像的位置,这是利用了代替法。若蜡烛B也点燃,不易判断A的像的位置。