實驗二：探究平面鏡成像的特點
【實驗目的】
1．觀察平面鏡成像的情況，找出成像的特點；
2．感受並體會什麼是「虛」像。；
3．通過探究實驗，了解等效法在探究物理規律中的應用。
【實驗器材】
平板玻璃、兩隻相同的蠟燭（或兩個相同的瓶蓋、5號電池等物品）、一張白紙（或方格紙）、刻度尺、支架（或橡皮泥）、鉛筆。
【實驗準備】
1．探究時為什麼用半透明的玻璃板代替生活中的鏡子？
2．實驗中要求玻璃板如何放置
3．標記：鏡前物體A，物體在平面鏡中成的像A＇，鏡後物體B，平面鏡一般用MN表示。
方案：使B與A＇重合，找到像的位置，確定像與物體等大。
4．A與B為什麼大小相同？
【同步實驗】
提出問題：我們生活中用的鏡子是平面鏡，平面鏡成像有什麼特點呢？像的位置有什麼特點呢？像的大小有什麼特點？
猜想或假設：
①平面鏡所成的像可能在平面鏡的______（「表面上」、「 鏡子裡」或「鏡子後」）；
②平面鏡所成的像可能與物的大小______（「相等」或「不相等」）；
③像到平面鏡的距離與物到平面鏡的距離可能______（「相等」或「不相等」）。
1． 設計實驗：利用如圖所示的實驗裝置進行實驗
2．探究過程
①在桌面上鋪上一張大紙，紙上豎立一塊玻璃板，作為平面鏡；
②在紙上記下平面鏡的位置；
③把一支點燃的蠟燭放在玻璃板的前面，可以看到它在玻璃板後面的像。再拿一支沒有點燃的同樣的蠟燭，豎立著在玻璃板後面移動，直到看上去它跟前面那支蠟燭的像完全重合。這個位置就是前面蠟燭的像的位置。在紙上記下這兩個位置；
④移動點燃的蠟燭，重複第③步；
3．整理實驗儀器
熄滅蠟燭，整理實驗器材，結束實驗，擺放好物品，並放回原處。
4．數據處理
用刻度尺把每次實驗中蠟燭和它的像的位置連起來，用刻度尺測出它們到平面鏡的距離。把讀取的實驗數據記錄入表格中。
結論：
1．平面鏡成像的大小與物體的大小相等；
2．像到平面鏡的距離與物體到平面鏡的距離相等；
3．像與物對應點的連線和鏡面垂直；
4．平面鏡成的像是虛像。
[視頻]
教師演示1：https://www.ixigua.com/i6445840465991303693/
教師演示2：https://v.qq.com/x/page/v0537l9grzb.html
教師演示3：https://v.youku.com/v_show/id_XMjgzOTg0MDYzNg==.html
學生實驗1：https://v.qq.com/x/page/v0839o35q5o.htmlhttps:/haokan.baidu.com/v
學生實驗2：https://v.youku.com/v_show/id_XOTI2MzczMDM2.html
【交流評估】
1．實驗中為什麼使用兩支同樣的蠟燭或同樣的瓶蓋？你是怎樣比較物與像的大小是否相等的？
2．為什麼用玻璃板而不用平面鏡做此實驗？
3．實驗中用到的平板玻璃為什麼要薄一些的，而不用比較厚的？
4．放在玻璃板前面的蠟燭要求點燃，而放在玻璃板後面的蠟燭為什麼不要求點燃？
5．在實驗中，我們要求豎直放置玻璃板，假如玻璃板沒有豎直放置，平面鏡所成的像會出現在什麼位置？
【總結】
實驗過程中一些具體問題的處理方法：
①實驗時會看到兩個不重合的像，分別是玻璃板前後兩個面反射形成的，為消除這個影響可選用薄一些的玻璃或在玻璃表面貼一層汽車玻璃上用的防曬膜。
②為了準確總結出「物像等距」的特點，可以用坐標紙做實驗。實驗前，教師可以引導學生討論如何用好坐標紙。
③實驗前教師可先演示如何移動蠟燭，如何判斷玻璃板後面的蠟燭與玻璃板前面點燃的蠟燭的像是否完全重合。
④如果沒有蠟燭，也可以用兩節相同的乾電池或兩個相同的跳棋子來做實驗。把一張白紙的半邊塗黑（或貼上一張複寫紙）鋪在桌面上，把一個跳棋子放在玻璃板前面的半邊白紙上，玻璃板後面就會岀現清晰的棋子的像。再拿一個棋子放在玻璃板後面，移動這個棋子，直到看上去它跟像完全重合。
⑤探究中，應該把物體至少換一個位置，重做一遍實驗。這樣做的目的，是為了培養科學態度，以免為了節省時間而忽略必要的實驗環節。
【考題賞析】
一、理化生實驗測試
1．探究平面鏡成像時像距與物距的關係（2019年河南省中招理化生實驗操作考試）一、七題物理實驗（16分）
試題
實驗器材：平面鏡成像實驗器一套、方格紙一張（方格邊長2cm）、平面鏡一塊。
實驗內容：
探究平面鏡成像時像距與物距的關係（選擇合適的器材，確定物體在平面鏡中像的位置，比較像距與物距，多次實驗，尋找規律，在表格中記錄其中兩次實驗的數據。）（16分）
（1）選擇器材。（2分）
（2）擺放器材。（4分）
（3）觀察記錄。（8分）
（4）得出結論。（2分）
（5）整理器材。（2分）
評分卡
評析
命題意圖：
1．本實驗不是對「平面鏡成像規律」的全面探究，只探究像距和物距的關係。
2．要探究規律，需要測量記錄多組數據，考慮到時間問題，只記錄其中的兩組數據。
3．若考生沒有觀察物、像重合的過程，而是按刻度線擺放兩個塑料小人的，該次觀察記錄不能得分；若考生在實驗觀察前就把數據填上的，該數據也不能得分。
器材準備：
1．平面鏡成像實驗器包括：鍍膜玻璃板、四個塑料人、兩個直角三角板，其中兩個不帶紅色半圓形斑的塑料人用作支架；另外兩個帶半圓形紅斑的塑料人，一個作為物體，另一個用來確定像的位置。
2．除了成套的平面鏡成像實驗器材，還需要配一個「和玻璃板一樣大小的平面鏡」，旨在考查學生選擇器材的意識和能力。
3．還需要配備一張帶有「邊長為2cm的方格白紙」。這張方格白紙既起到白紙的記錄作用，也起到刻度尺的作用。之所以方格紙的邊長設定為2cm，是為了讀數時不估讀到分度值的下一位，能基本保證像距等於物距。
4．實驗臺面平整且水平，否則，難以保證玻璃板和塑料人豎直放置，難以使另一個塑料人與第一個塑料人的像重合。
5．方格紙要多次使用，方格紙不能摺疊，要保持平整，否則，很難保證塑料人豎直放置。不能用筆做標記，否則需要更換方格紙，不然會影響下一位學生的實驗。
6．放置該實驗的實驗臺應該在靠近窗戶的地方，比較明亮，可以保證塑料人反射到玻璃板上的光比較強，成像比較清晰。
7．玻璃板上若沒有鍍膜，可貼上汽車玻璃薄膜，效果很好。
8．在平整的桌面上，兩個支架基本能保證玻璃板豎直架穩，不需要用直角三角板檢驗，所以成套器材中的兩個直角三角板不用，可以不配給學生。
實驗提示：
1．怎樣確定反射面？
對於塗有半透膜的玻璃板，塗有半透膜的一面應該作為鏡面，這樣反射光比較強，成像比較清晰。
對於塗有半透膜的玻璃板，塗有半透膜的一面通常標有字母M；若沒有，也可以藉助於平面鏡成像規律加以區分。把一個帶紅色半圓斑的小塑料人一端與玻璃板表面接觸，若只看到一個像，比較清晰且物像間基本無間隙，則該面為塗有半透膜的反射面；若是另一面，會看到兩個虛像，且兩個虛像也不重合，模糊不清。
2．怎樣使虛像更清晰？
將作為物體的塑料人放在比較明亮的地方，讓其反射面對著光源，增加反射光的強度，這樣成的虛像比較清晰。
3．怎樣確定虛像的位置？
（1）在玻璃板的後面移動另一個塑料人，當這個塑料人與前麵塑料人的像重合時，後麵塑料人的位置，即為像的位置。
（2）注意消除視差：在確定虛像位置時，要注意消除視差（即保證玻璃板後面的塑料人與前麵塑料人的虛像位置重合）。檢驗的方法是：看到重合後，改變觀察方向，若玻璃板後面的塑料人總是與前麵塑料人的虛像是重合，則說明沒有視差；若改變觀察的方向，二者不重合了，說明存在視差，需要重新調節。若視差沒有消除，則沒有真正找到虛像的位置。
4．怎樣測量物距和像距？
（1）在固定玻璃板位置時，玻璃板鍍膜表面應該與方格紙的中央零刻度線線對齊（物距、像距應該是物、像到玻璃板鍍膜表面的距離），這樣便於測量物距和像距。
（2）由於玻璃板有一定的厚度，尤其是平面鏡成像實驗器的鍍膜玻璃板約有5mm厚，所以，測量物距和像距時一定要搞清楚是到哪個表面的距離。若把像距測為像到另一表面的距離，將有0.5cm左右的誤差。
（3）由於誤差的存在，且光經過玻璃板有一定的折射，物距和像距測量的結果不一定相等，只要相差不超過0.5cm，就可以認為物距和像距相等，不扣分。若測出的物距和像距相差懸殊，超過1cm，可能是反射面的位置搞錯了；也可能是玻璃板不豎直；也可能是虛像位置找錯了，扣2分。讀數錯誤，也扣2分 。
5．正確的結論是：像到平面鏡的距離（像距）等於物體到平面鏡的距離（物距）。
6．實驗結束後，應該先處理數據，再整理器材。
器材整理：
整理器材，方格紙不能摺疊，一定要恢復到和原來大致一樣的狀態，這樣可以減輕監考教師的負擔。若考生沒有做到這一點，監考教師應提醒考生完成，給下一個學生一個公平的競爭環境。若學生沒有完成，應該由監考教師完成，不能影響下一位學生的實驗。
2．2016年長春市初中畢業生理化生學科實驗操作試題
物理實驗操作試題三
二、中考試題
1．（2019朝陽）如圖所示是探究「平面鏡成像特點」的實驗裝置。
（1）為了使觀察到的實驗現象更好一些，該實驗最好選擇在______（填「較亮」或「較暗」）的環境中進行。
（2）實驗中選擇薄玻璃板代替平面鏡是為了便於確定______ 。
（3）實驗中將點燃的蠟燭A放在玻璃板前，然後將未點燃的蠟燭B放在玻璃板後面並移動，直到蠟燭B與蠟燭A的像完全重合。此實驗現象說明像與物______。
（4）將蠟燭B拿走，然後在蠟燭B的位置上放一張白紙，在白紙上______（填「能」或「不能」）看到蠟燭A的像。說明平面鏡所成的像是______（「實」或「虛」）像。
答案：（1）較暗；（2）像的位置；（3）大小相等；（4）不能；虛
點評：本題考查學生實際動手操作實驗的能力，並能對實驗中出現的問題正確分析，探究平面鏡成像特點的實驗是中考出題的一個熱點，本題圍繞這個探究過程可能遇到的問題，解決辦法，合理的思考和解釋來考查同學的。
2．（2019常州）同學們探究「平面鏡成像特點」。
（1）小華在豎直的玻璃板前A位置放置點燃的蠟燭，看到玻璃板後出現蠟燭的像，如圖甲所示，用一張不透明紙擋在玻璃板與像之間，她在圖甲所示位置觀察______（選填「仍然」或「不能」）看到蠟燭的像。這說明像是由於光的______（選填「直線傳播」「反射」或「折射」）形成的。
（2）撤去不透明紙，小華又拿另一支大小相同的蠟燭放到玻璃板後像的位置，發現它跟像完全重合，由此可知平面鏡成______（選填「等大」或「放大」）的像。記錄物像的位置A、A′。
（3）經過三次實驗得到三組物、像位置點，如圖乙所示，由此可知______。
（4）小明自備器材做該實驗，在玻璃板前放置一支點燃的蠟燭，看到玻璃板後出現蠟燭的兩個像，這是因為______。
答案：（1）仍然；反射；（2）等大；（3）像和物體到平面鏡的距離相等；（4）玻璃板太厚導致玻璃板前後兩個面都發生了反射，兩個表面都成虛像
點評：①平面鏡成的是虛像，其成像原理是光的反射；
②實驗時採用兩個相同的蠟燭，是為了研究物像大小關係，如果不能重合，說明物像大小不同，如果重合，說明物像等大。
3．（2017河南）如圖是「探究平面鏡成像的特點」的實驗裝置。
（1）實驗中用玻璃板代替平面鏡，主要利用了玻璃透明的特點，便於確定______，玻璃板放置時要求與紙板______。
（2）在玻璃板前面放一支點燃的蠟燭A，再拿一支沒點燃的相同的蠟燭B，在玻璃板後面移動，直至與蠟像A的像重合，這樣做是為了比較像與物的______關係；若用光屏替代蠟燭B，在光屏上觀察不到蠟燭A的像，說明平面鏡成的是______（選填「實」或「虛」）像。
答案：（1）像的位置；垂直；（2）大小；虛
點評：本題主要考查了平面鏡成像特點的實驗及其應用，這是光學中的一個重點，也是近幾年來中考經常出現的題型，要求學生熟練掌握，並學會靈活運用。
在實驗中用玻璃板代替平面鏡，主要是利用玻璃的透光性，可以觀察到玻璃板的另一側，便於確定像的位置。 玻璃板放置時要求與紙板垂直，這樣可以保證玻璃板後面另一支完全相同的蠟燭與前面蠟燭所成的像重合，才可以比較物像大小。
4．在做「研究平面鏡成像特點」 的實驗時。
（1）李明在玻璃板的前面放一支點燃的蠟燭A，還要在玻璃板的後面放一支沒有點燃的蠟燭B，如圖所示，對蠟燭A和B的要求是_______，這是為了______ 。
（2）在尋找蠟燭像的位置時，眼睛應該在蠟燭______（填「A」或「B」）這一側觀察。小明無論怎樣調節後面的蠟燭，都不能與蠟燭的像重合，請你推測可能的原因是______。
（3）張紅用跳棋代替點燃的蠟燭進行實驗，但看不清跳棋的像。請你幫她想個辦法看清跳棋的像：______。
（4）李明要驗證平面鏡所成的像是虛像，進一步的操作是什麼？
答案：（1）形狀、大小完全相同；確定像的位置；（2）A；玻璃板沒有豎直放置；（3）用手電筒照亮跳棋子；（4）把蠟燭B取走，光屏放在蠟燭B的位置上，看光屏上是否有蠟燭A的像，光屏上如果沒有，說明平面鏡成虛像
點評：本題主要考查的是選取器材中用玻璃板代替平面鏡的作用，在本題中還有一個替代法的應用，即用未點燃的蠟燭（實物）代替像，從而找到像的大小和位置，這也是命題的一個點；本題中數據分析及通過玻璃板，特別是厚玻璃板成兩個像，也是命題的關鍵所在。因此，在做實驗時，一定要養成科學探究的習慣
【練習測評】
1．小紅同學在做「探究平面鏡成像」的實驗時，將一塊玻璃板豎直架在水平臺上，再取兩段完全相同的蠟燭A和B，點燃玻璃板前的蠟燭A，進行觀察，如圖所示，在此實驗中：
（1）小紅選擇玻璃板代替鏡子進行實驗的目的是______；
（2）所用刻度尺的作用是______；
（3）選取兩段完全相同的蠟燭是為了比較像與物的______關係；
（4）移去後面的蠟燭B，並在其所在位置上放一光屏，則光屏上_______（填「能」或「不能」）接收到蠟燭燭焰的像，所以平面鏡所成的像是______像（填「虛」或「實」）；
（5）小紅將蠟燭逐漸遠離玻璃板時，它的像______（填「變大」、「變小」或「不變」）。
答案：（1）便於確定像的位置；（2）便於比較像與物到平面鏡距離的關係；（3）大小；（4）不能；虛；（5）不變
2．（2013年江蘇省宿遷市）小明利用大鐵釘來探究平面鏡成像規律，請你幫助他完成實驗前的相關準備：
（1）他應該至少準備______根完全相同的大鐵釘；
（2）為了確定像的位置，他應該選擇_______來代替平面鏡；
（3）為了探究平面鏡所成的像是虛像還是實像，他應該準備一個______；
（4）為了比較像和物到鏡面的距離關係，如果沒有方格紙，他還應該準備的測量工具是______。
答案：（1）兩；（2）玻璃板；（3）光屏；（3）刻度尺
3．如圖甲所示是某實驗小組同學探究「平面鏡成像特點」的實驗情景：
（1）該小組同學應該選取兩根______（選填「相同」或「不相同」）的蠟燭做實驗。
（2）點燃蠟燭A，在玻璃板後面移動蠟燭B，直到看上去與蠟燭A的像完全重合，此現象說明像與物體大小______。
（3）如圖乙是該小組的實驗記錄，通過分析它們發現像與物到玻璃板的距離______，像與物的連線與玻璃板______。
（4）該小組實驗的不足之處是______。
（5）此實驗不能用平面鏡進行，是因為平面鏡______，不能確定像的位置。
答案：（1）相同；（2）相等；（3）相等；垂直；（4）只有一組數據，結論具有偶然性；（5）不透光
4．如圖是某學習小組探究平面鏡成像特點的實驗裝置，A是點燃的蠟燭，B是與A完全相同但未點燃的蠟燭。
（1）此實驗採用透明玻璃板代替平面鏡，雖然成像不如平面鏡清晰，但卻能在觀察到A蠟燭像的同時，也能觀察到B蠟燭，巧妙地解決了______不易確定的問題。
（2）選取兩支完全相同的蠟燭是為了比較像和物的______關係。
（3）實驗中小心地移動B蠟燭，直到與A蠟燭的像完全重合為止，觀察記錄之後，將B蠟燭撤掉，拿一張白紙放在剛才B蠟燭的位置，卻沒有承接到A蠟燭的像，這說明平面鏡成的是______像。
（4）小組同學進行了正確的實驗操作後，得到的實驗數據如下表：
實驗數據中，像和蠟燭到玻璃板的距離不是都相等的原因可能是：______（寫出一條即可）。
答案：（1）像的位置；（2）大小；（3）虛；（4）測量距離時有誤差
5．下面是小華進行探究「平面鏡成像特點」的活動過程。
（1）實驗室有厚為0.2cm的透明玻璃板A和厚為0.5cm的透明玻璃板B。為了減小誤差，他應該選用______玻璃板做實驗。（選填「A」或「B」）
（2）為了便於觀察，該實驗最好在______環境中進行（選填「較明亮」或「較黑暗」）。
（3）如圖所示，把點燃的a蠟燭放在玻璃板的前面，可以看到它在玻璃板後面的像，如果將a蠟燭向玻璃板靠近，像的大小會______（選填「變大」、「不變」或「變小」）。
（4）如果在a蠟燭像的位置上放一張白紙做屏幕，則在白紙板上______（選填「能」或「不能」）承接到a蠟燭的像．這說明平面鏡所成的像是______像。
答案：（1）A；（2）較黑暗；（3）不變；（4）不能；虛
6．依據日常生活經驗，小明同學認為平面鏡所成的像在平面鏡的後方，但具體在什麼位置不能確定．經過思考，小明設計出探究方案，裝置如圖所示。其既能______光線，又能透射光線的特點。
實驗中選用橡皮泥的作用是______，此操作過程需注意的是______。
答案：反射；固定玻璃板；玻璃板應與水平面垂直