物理八年级上册4.2平面镜成像-导学案-沪科版

年
级
八年级
学
科
物理
版
本
上海科技版
课程标题
第四章
第二节
平面镜成像
一、考点突破：
知识点
要求
学习目标
平面镜成像特点
知道
知道平面镜成像特点；
实像与虚像
理解
理解平面镜成虚像；理解虚像是怎样形成的；
平面镜成像应用
理解
理解日常生活中平面镜成像的现象。
二、重难点提示：
重点：平面镜成像特点。
难点：
1.
对虚像的理解；
2.
平面镜作图。
知识梳理：
一、知识脉络图
二、知识点拨
（一）
平面镜成像
1.
平面镜成像的原理：光的反射
思考1：人眼是怎样确定物体的？
分析：有光射入人眼，人眼沿光线的逆方向确定物体的存在及位置。
思考2：人眼是怎样看见平面镜中的像的？
分析：如图所示，我们取烛焰上的一点
S来研究，S点会发出很多光线，其中有一部分经平面镜反射进入人眼。因为人眼总是感觉光沿直线传播，所以人逆着反射光线看过去，感到光线是由点发出的，就是S点在平面镜中的像点。烛焰上的其他点与S点一样，在镜后也有一个像点，无数的像点便组成了烛焰的像。
注意：平面镜所成的像是虚像，所谓虚像，即它不是由实际光线会聚而成，而是由反射光线的反向延长线相交而形成。
2.
实验探究：探究平面镜成像的特点
提出问题：站在镜子前面时，总能看到自己的像，平面镜成像时，像的位置、大小跟物
体的位置、大小有什么关系？
猜想与假设：物体越近，成像越近；物体越远，成像越远；像与物体大小相等，离镜面的距离相等……
设计并进行实验：
①
如图所示，在桌面上铺一张大纸，纸上竖直立一块薄玻璃板，作为平面镜。在纸上记下平面镜的位置。把一支点燃的蜡烛放在玻璃板的前面，可以看到它在玻璃板后面的像。再拿一支没有点燃的同样的蜡烛，在玻璃板后面竖立着移动，直到看上去跟前面那支蜡烛的像完全重合，这个位置就是前面那支蜡烛关于平面镜形成的像的位置。在纸上记下这两个位置。实验时注意观察蜡烛的大小和它的像的大小是否相同。
②
移动点燃的蜡烛，重做实验。
③
用直线把每次实验中蜡烛和它的像的位置连起来，用刻度尺测量它们到平面镜的距离。
④
把一个光屏放在像的位置，从侧面观察在光屏上会不会出现一个像。
序号
像与物体的大小关系
物体到平面镜的距离(单位：cm)
像到平面镜的距离(单位：cm)
像和物体的连线与平面镜的关系
正立还是倒立
实像还是虚像
1
相等
10
10
垂直
正立
虚像
2
相等
20
20
垂直
正立
虚像
3
相等
25
25
垂直
正立
虚像
结论：物体通过平面镜所成的像是虚像；像与物体大小相同；像与物体到平面镜的距离相等；像与物体对于平面镜是对称的。
说明：（l）实验中要使用半透明的薄玻璃板，一是容易确定像的位置，二是可以排除玻璃板前、后两个反射面形成重像的干扰。
（2）玻璃板要与桌面垂直，便于测量像与物体到平面镜的距离。
（3）应在光线较暗的室内进行实验，可以较清楚地看到镜中的像。
注意：平面镜成像的大小总是与物体的大小相等，而与镜面的大小或物体离镜面的距离无关。
思考：为什么离镜子越远，会感觉到所成的像越小？是不是像比物体小？
分析：这是人的视觉造成的，同一个物体离我们越远，我们的眼睛对物体的边缘所张的视角就越小，也就感觉物体越小。我们离平面镜越远，感觉到所成的像越小，就是这个道理，事实上平面镜所成的像总是与物体的大小相等。
（2）虚像与实像
像
光线
光屏是否承接
人是否看到
实像
实际光线会聚而成
是
是
虚像
实际光线的反向延长线相交而成
否
是
说明：光学中涉及的像可分成实像和虚像。它们的共同点是都能被人眼观察到，即都有光线射入人眼。它们的不同点是：实像可以成在光屏上，如小孔成像，照相机成像、幻灯机成像均是实像；而平面镜成像，放大镜成像均是虚像。实像由实际的光线会聚而成，而虚像则是由发散的反射光线或折射光线的反向延长线相交而形成。
（三）平面镜成像作图法——对称法
由平面镜成像特点知，物体在平面镜中的像与物体关于镜面对称，根据这一对称关系，可以作出物体在平面镜中的像。
如图所示，用MN表示平面镜，用AB表示镜前的物体。要作出AB在平面镜MN中的像，可以从A向镜面作垂线（垂足为O），然后量出AO的长度，再在垂线上截取，使＝OA，就是物体上A点的像。同理，我们可以作出物体上其他各点（例如B点）的像。连接，最后就能得到整个物体
AB在平面镜中的像。
第一步：画垂线第二步：标直角第三步：找等距第四步：标符号第五步：画虚像
（四）应用
1.
平面镜成像的应用
人对着镜子梳妆，舞蹈演员利用平面镜观察和矫正自己的姿势，利用平面镜扩大视野等。
宝宝照镜子
舞蹈演员矫正身姿
扩大视野
检测视力
2.
利用平面镜改变光的传播路线
平面镜作为反光镜，可用在某些光学仪器和医疗诊断设备中，军事上的潜望镜也是利用
平面镜改变光路的特点来观察敌情的。
潜望镜
牙医用的平面镜
3.
“光污染”
（五）凸面镜和凹面镜
凹面镜应用：会聚光线
点燃奥运圣火装置
手电筒的反光装置相当于凹面镜，
有了它，射出的光接近于平行光
凸面镜应用：扩大视野范围
街头拐弯处的反光镜
汽车后视镜
典型例题：
知识点1：平面镜成像特点
例题1
一人身高1.8m，站在水池旁边，已知池水深2m，水面离岸的高度为1.5m，则他头顶的像到水面的距离为（
）
A.
1.8m
B.
2m
C.
3.3m
D.
3.5m
思路导航：题中水面离岸的高度为1.5m，该人身高1.8m，则其头顶到水面的距离是1.5m+1.8m＝3.3m，结合平面镜成像特点：像与物到平面镜的距离相等，则他头顶的像到水面的距离为3.3m。
答案：C
例题2
如图所示是四位同学画出的物体abc在平面镜中的像。其中正确的是（
）
思路导航：观察或者测量物体abc的三个端点a、b、c在平面镜中所成的像a′、b′、c′。看它们是否分别满足平面镜的成像特点，同时注意虚像要用虚线表示。
答案：C
点评：解答这类题目的知识依据是平面镜的成像特点。
例题3
根据平面镜成像特点，在下图中画出物体AB在平面镜MN中所成的像。
思路导航：平面镜所成的像和物体到平面镜的距离相等，且连线与平面镜垂直，即像和物体关于平面镜对称，所以先作A、B关于平面镜的对称点A′B′，然后连接A′B′即是物体的像。
答案：如下图所示。
注意：因所成像为虚像，一定用虚线表示。
例题4
从平面镜中看到一台石英钟指针的位置如图所示，此刻石英钟的实际读数是（
）
A.
2：25
B.
2：35
C.
9：25
D.
9：35
思路导航：根据平面镜成像的特点，像与物上下不颠倒，只是左右互换即可求解。
答案：C
点评：方法一：把图翻过来，从纸的背面看图，此时的读数就是石英钟的正常时间值；方法二：用12：00减去所看到的数值，即为石英钟的正常时间值，若用12：00减去所看到的数值的差为负数时，则换用24：00来减。
随堂练习1：平面镜成像的大小决定于（
）
A.
平面镜的大小
B.
物体离平面镜的距离
C.
物体本身的大小
D.
与以上三种因素都有关系
思路导航：平面镜成像的特点之一：像与物体大小相同，故平面镜所成像的大小仅决定于物体本身的大小，与平面镜的大小及物距、像距的大小均无关。
答案：C
随堂练习2：小轿车前的挡风玻璃不竖直安装的主要原因是（
）
A.
避免噪声
B.
尽可能避免因为平面镜成像而造成不安全因素
C.
为了造型美观
D.
防止挡风玻璃震碎
思路导航：平面镜成的像和物体是关于平面镜对称的，一旦竖直安装挡风玻璃，就不容易区分车中的人和车外的人。
答案：B
随堂练习3：白天在室内照镜子，如果门窗朝南开，为了较清晰地看到自己的面容，镜子的反射面应（
）
A.
朝南
B.
朝北
C.
朝东
D.
朝西
思路导航：为了较清楚地看到自己的面容，应使镜中的像亮度增加，根据平面镜成像的原理，镜中的像是物体漫反射的光经过平面镜反射形成的。为了增强像的亮度，应增加镜前物体的亮度（即有较多的光线射向人脸）。根据本题题意，窗户朝南开，只有人脸向南才能有较多的光线射向人脸，人脸向南，镜子的正面只有朝北才行。
答案：B
点评：进入物理情景，分析物理过程，利用物理知识解决实际问题是解物理问题的常见思路。清晰→亮度高→光线强→面部朝门窗→镜面朝北。
知识点2：探究实验：研究平面镜成像的特点
例题1
在“研究平面镜成像特点”时，某同学利用一块玻璃板代替平面镜，如图所示是这位同学做完实验后在白纸上留下的记录，其中M、N是他实验时画出的玻璃板的位置，A、B是两次实验中点燃的蜡烛所在的位置。分别是他找到的蜡烛的像的位置。
（1）用玻璃板代替平面镜的目的是什么？
（2）根据该同学在白纸上留下的实验记录，能否得出“像和物到镜面的距离相等”的结论？为什么？
（3）在玻璃板的同一侧，该同学通过玻璃板看到了同一支蜡烛的两个像，产生这种现象的原因是什么？
思路导航：点燃的蜡烛可以在玻璃面上成像；又因为玻璃具有透光性，在玻璃的另一侧不仅可以看到像，还可以看到另一支蜡烛，这样便于移动蜡烛，使它与点燃的蜡烛的像重合，以确定蜡烛的像的位置，本次实验中像和物到镜面的距离一次相等另一次不等，不能总结出“像和物到镜面的距离相等”的结论，出现两个像的原因是玻璃有一定的厚度，玻璃的两个表面都成像。
答案：（1）容易确定像的位置；（2）不能，因为两次实验记录的像和物到玻璃的距离，一次相等一次不相等，没有共同特点；（3）玻璃有一定的厚度，玻璃的两个表面都能反射光线，并分别成像。
点评：本题是探究平面镜成像规律中遇到的实际问题，要求我们在探究过程中善于观察并从中发现问题、认真思考，不放过实验中遇到的任何问题，提高自己的探究能力。
例题2
在“探究平面镜成像特点”的活动中：
（1）实验室提供了如下器材：①厚为2mm的茶色玻璃；②厚为5
mm的透明玻璃；③直尺；④光屏；⑤两支相同的蜡烛；⑥火柴。探究活动中应选用的玻璃板是
。（填序号）。
（2）如图所示，点燃蜡烛A，在玻璃板的另一侧慢慢移动蜡烛B，直到与蜡烛A的像_________为止，证明像与物的大小相同。
（3）为了探究平面镜成像的虚实，先移去后面的蜡烛B，并在原位置上放一光屏，发现在光屏上
，证明平面镜所成的像是虚像。
思路导航：（1）在探究平面镜成像的实验中，我们用玻璃板代替平面镜，对玻璃板的要求是：表面光滑平整，厚度比较薄，最好是半透明（如茶色）的，故应选用的玻璃板是①；（2）A、B是两支完全相同的蜡烛，当蜡烛
B与蜡烛
A完全重合时，证明像与物的大小相同；（3）虚像不能成在光屏上，因此只要在蜡烛B的原位置放一光屏，发现在光屏上接收不到像，则可说明平面镜成的像是虚像。
答案：（1）①（2）重合（3）不能接收到像（看不到像）
例题3
测大树的高度。请你设计一个方案：用一个平面镜和一把皮卷尺测量出一棵大树的高度，要求画图说明，并写出树高的计算公式。
思路导航：用皮卷尺直接测量大树的高度不现实，我们可以利用树顶漫反射的光线经水平放置的平面镜反射后射入人眼，和相似三角形对应边成比例得出树的高度。用易测出的量导出不易测出的量。
答案：测量步骤：（1）先用卷尺测出人眼到地面的高度；（2）把一块平面镜放在水平地面上（如图所示），用卷尺测出镜子到大树的距离BO；（3）人在地面上后退或前进适当距离，直到可从镜子中刚好看到树顶的像，记下人的位置D，测出人到镜子的距离OD。计算公式：树高
点评：本题主要应用了光的反射、光的直线传播、平面镜成像、光的漫反射和相应的几何知识，综合性较强。
知识点3：平面镜成像作图
例题1
在左图中画出从点光源S发出的光线经镜面MN反射后过P点的反射光线。
思路导航：由平面镜成像的原理可知，像是所有反射光线反向延长线的交点。因而S点发出的光线经镜面MN反射后过P点的反射光线的反向延长线必然通过像点。
答案：先作光源S
的像点，利用对称性得像的位置，如右上图所示。连结P，交平面镜MN于A点，则AP就是所求的反射光线。
点评：像与物关于镜面对称；且像是反射光线反向延长线的交点，反射光线的反向延长线一定过像，平面镜成像遵循光的反射定律，像是反射光线反向延长线的交点，所有反射光线的反向延长线一定过像点。不仅平面镜能成像，一些比较光滑的物体：平静的水面、抛光的金属等都能成像。
例题2
如图甲所示，在练功房里，小红同学利用平面镜来帮助矫正舞蹈姿势。画出她脚上B点的光线经过平面镜后进入人眼A点的光路图。
甲
乙
思路导航：根据平面镜成像的原理可知，反射光线是由像点直接发出的，所以作出B点关于镜面的对称点，即为像点，再连接像点与A，即可得到入射点，再连接B与入射点即为入射光线。
答案：如图乙所示。
点评：本讲的重点是知道平面镜成像的特点。学习时应做好实验，通过实验得出结论，并注意运用作图的方法帮助理解。命题形式主要有选择题、填空题、作图题和实验题。从近几年中考试题看，本讲是中考的重点之一。
例题3
如图所示，能正确表示物体在平面镜成像的图是（
）
思路导航：平面镜成像的特点是：像和物体形状、大小相同；像和物体各对应点的连线与平面镜垂直；像和物体的各对应点到平面镜间的距离相等。
答案：因为平面镜所成的像与物体关于平面镜对称，即各对应点的连线与平面镜垂直，并且各对应点到平面镜间的距离相等；从图中可以看出只有C选项中像与物关于平面镜对称。故选C。
点评：本题主要考查了平面镜成像规律在生活中的应用。注意平面镜所成的像与物体关于平面镜对称。
例题4
根据平面镜成像的特点，下列图中正确的是（
）
思路导航：要想选出本题的正确答案，必须知道平面镜成像的特点：像与物关于平面镜对称。
答案：把像与物上对应的点连接，应有：连线与镜面垂直，点到镜面的距离相等，根据这两条判断出选项C正确；故选C。
点评：本题考查平面镜成像的特点：像与物一定关于平面镜对称，像与物的连线与镜面垂直，到镜面的距离相等，大小相等，左右互换。
高频疑点：
对于平面镜成像特点的探究是近几年考查的热点，主要围绕以下三个方面展开：
（1）对平面镜所成的像虚实的探究
例题
在清澈的湖面上空，小燕子正在向下俯冲捕食。在小燕子向下俯冲的过程中，关于它在湖水中的像的虚实及像和它之间的距离，正确的说法是（
）
A.
虚像，距离变小
B.
实像，距离变小
C.
实像，距离变大
D.
虚像，距离变大
思路导航：考点：①平面镜成像原理：平面镜所成的像是虚像，它是由反射光线的反向延长线相交形成的；②平面镜成像特点：像和物体到平面镜的距离相等。
分析：①平静的湖水相当于平面镜，它把来自小燕子的光进行反射，反射光线的反向延长线相交就形成了像，由于该像不是实际光线会聚形成的，所以该像是虚像；②平面镜所成的像与物体到平面镜的距离相等，小燕子向下俯冲的过程中，由于小燕子与水面的距离变小，所以像与水面的距离也变小，故小燕子与像之间的距离在变小。
答案：A
点评：熟练掌握平面镜成像的特点是解答此类题的关键，本题考查了学生根据平面镜成像的原理和特点进行分析的能力，是一道好题。
（2）考查像与物到平面镜的距离
例题
一个同学站在平面镜前1.5m处，则镜中的像与他相距（
）
A.
1.5m
B.
2.0m
C.
2.5m
D.
3.0m
思路导航：根据物体在平面镜中成像，像与物到平面镜的距离相等进行求解；一个同学到平面镜的距离是1.5m，根据物、像到平面镜的距离相等，该同学的像到平面镜的距离也是1.5m，所以该同学和他在镜中的像的距离是3m。
答案：D
点评：平面镜成像特点是解平面镜成像习题的重要依据，经常用到，此类题属于比较基础的问题，掌握基础知识很重要。
（3）对虚像、实像的探究，如虚像不能用光屏承接等。
例题
下列情景中形成的像，属于实像的是（
）
A.
亭台在湖面的倒影
B.
从放大镜中看到镜后正立、放大的数字
C.
小孔成的像
D.
“海市蜃楼”
思路导航：根据实像和虚像的区别：实像是实际光线会聚成的，虚像是实际光线的反向延长线会聚成的去分析此题；A.
亭台在湖面的倒影是平面镜成像，成的是虚像，故本选项不符合题意；B.
从放大镜中看到镜后正立、放大的数字是光的折射现象，看到的是虚像，故本选项不符合题意；C.
小孔成的像，是由于光的直线传播而形成的太阳的实像，是实际光线会聚成的，故本选项符合题意；D.
海市蜃楼是光的折射现象，看到的是景物的虚像，故本选项不符合题意。
答案：C
点评：本题主要考查学生对实像和虚像定义的理解和掌握。同时考查了对光的直线传播、反射、折射及其形成原理的理解和掌握，该知识点是物理中考的热点之一，一定要掌握。
提分技巧：
一、学习方法
1.
作图法：利用作图法探究平面镜的成像规律。
2.
对称法：利用物体在平面镜中所成的像与物体关于镜面对称进行作图。
3.
平面镜成像规律记忆口诀：像、物等大，正立虚像，线面垂直，两距相等，左右相反，上下不变。
二、小孔成像与平面镜成像的区别
小孔成像
平面镜成像
成像原理
光沿直线传播
光的反射
成像的光路图
像的成因
烛焰上部发出的光沿直线的通过小孔，照在白纸的下部；烛焰下部发出的光通过小孔照在白纸的上部，所以在白纸上形成一个倒立的实像
烛焰发出的光线射到平面镜上发生镜面反射，反射光线进入人眼，反射光线是发散的，人眼逆着反射光线看过去，感觉光线好像是从镜后某一位置发出的，那个位置便是我们看到的像的位置
成像的性质
倒立实像可放大、可缩小、可等大
正立等大的虚像