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1.4 第2课时 平面镜成像 导学案
八年级上册 浙教版 初中科学
学习目标
1. 理解平面镜的概念，知道平面镜所成的像是正立等大的虚像（科学观念）。
2. 通过实验探究平面镜成像特点，掌握像与物大小相等、像距等于物距、像与物左右相反的规律（科学探究）。
3. 能利用平面镜成像规律解释生活中的现象，会用对称法作平面镜成像图（科学思维）。
4. 了解凸面镜和凹面镜的应用，关注平面镜在生产生活中的作用（科学态度与责任）。
学习重难点
学习重点：平面镜成像特点（像与物大小相等、像距等于物距、像与物关于镜面对称） 平面镜成像作图（对称法） 虚像的概念
学习难点：区分实像与虚像 理解像与物的对称关系（左/右相反） 凸面镜与凹面镜的成像规律及应用
一 课前预习 知识梳理
（一）二、平面镜
1. 表面是平的镜子叫作“平面镜”，生活中常用的穿衣镜、化妆镜都是平面镜。
2. 平面镜成像的特点：
（1）平面镜所成的像是“正立”的“虚像”（不是实际光线会聚而成的像）；
（2）像与物体的大小“相等”；
（3）像到平面镜的距离与物到平面镜的距离“相等”；
（4）像与物关于平面镜“对称”（左/右相反）。
（二）虚像
3. 虚像：实际光线并没有到达像的位置，而是其反向延长线相交形成的像；
虚像不能用光屏承接，只能用眼睛观察。
（三）凸面镜和凹面镜
4. 凸面镜对光有“发散”作用，能扩大视野（如汽车后视镜、公路转弯反光镜）；
5. 凹面镜对光有“会聚”作用，可使平行光会聚于焦点（如太阳灶、汽车前灯）。
我的预习疑问：____________________
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二 课中探究 活动驱动
活动01 认识平面镜
【情境】观察你身边的穿衣镜：你能在镜子里看到一个“跟你一样”的“人”，镜子里的那个“人”就是你的“像”。
【提出问题】对着平面镜观察自己的时候，我们在平面镜里所成的像的大小、位置跟我们自身的大小、所处的位置有什么关系？
【观察思考】
① 像与你的左右是否一致？
答：____________________
② 当你向平面镜走近时，你的像会怎样变化？
答：____________________
③ 当你远离平面镜时，像与你的距离会怎样变化？
答：____________________
活动02 探究平面镜成像特点
【目标】用实验探究平面镜成像特点。
【器材】玻璃板、两支大小相同的蜡烛、刻度尺、白纸、火柴。
图1.4-7 探究平面镜成像（玻璃板代替平面镜的实验装置）
【步骤】
1. 在桌面上铺一张白纸，将玻璃板竖立在纸上，在纸上记下玻璃板的位置。
2. 取一支大小相同的蜡烛（一支点燃、一支不点燃）放在玻璃板前面，从前面观察玻璃板后面是否有蜡烛的像。
3. 把未点燃的蜡烛在玻璃板后面移动，直到看上去它与前面那支蜡烛的像“完全重合”为止，用笔记下两支蜡烛的位置。
4. 用直线把每次实验中蜡烛和像的位置连起来，用刻度尺测量它们到玻璃板的距离，记录在下表中。
5. 移动点燃的蜡烛到另一位置，重做上面的实验。
【数据记录】 表1.4-2 平面镜成像记录表
蜡烛到平面镜的距离 蜡烛的像到平面镜的距离
第 1 次
第 2 次
（请将实验测量的数据填入上表）
【分析与论证】
① 平面镜所成像的大小与物体的大小　　　　　　　　　（填“相等”或“不相等”）。
② 像到平面镜的距离与物到平面镜的距离　　　　　　　　　（填“相等”或“不相等”）。
【问题讨论】 实验中，玻璃板为什么要竖立在白纸上？若玻璃板没有竖立，会对实验产生什么影响？
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【结论】 平面镜所成像的大小与物体的大小“相等”，像到平面镜的距离与物体到平面镜的距离“相等”。
活动03 平面镜所成的像为什么是虚像
【情境】 在平面镜前面点燃一支蜡烛，平面镜后面并没有点燃的蜡烛，但我们看到平面镜后面“好像有点燃的蜡烛”。
图1.4-8 平面镜中的像是虚像（眼睛看到反射光线，像在 S’ 位置）
【思考】
1. 图中 S 是蜡烛火焰位置，S’ 是我们“看到”的像的位置。实际像处有没有蜡烛？
答：____________________
2. 我们的眼睛接收到的是哪里的光？
答：____________________
3. 为什么我们感到这些光好像是从 S’ 发出的？
答：____________________
【结论】 蜡烛火焰向四处发光，一部分光经过平面镜反射后进入我们的眼睛，产生视觉；
我们感到这些光好像是从蜡烛的像上发出的，而实际上像处并没有发出光，
这样的像称为“虚像”（virtual image）。
活动04 用对称法作平面镜中的像
【原理】 平面镜所成的像与物体相对平面镜具有“对称性”。
即：像与物体的连线“垂直于镜面”；像与物体到镜面的距离“相等”。
图1.4-9 平面镜成像作图（请根据对称性作出 AB 在平面镜中的像 A’B’）
【实践活动】 如图1.4-9，AB 表示平面镜前面的物体，请根据平面镜成像的对称性，作出 AB 在平面镜中的像 A’B’。
【作图步骤】
1. 过 A 作镜面的垂线，量出 A 到镜面的距离；
2. 在镜面的另一侧，作出与镜面距离相等的位置，记为 A’；
3. 用同样方法作出 B’；
4. 连接 A’B’（用虚线，表示虚像）。
【检查】 你作出的像 A’B’ 与物体 AB 大小是否相等？左右是否颠倒？
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活动05 科学拓展：凸面镜和凹面镜的利用
【情境】 除了平面镜外，人们也常用到凸面镜和凹面镜，它们统称为“球面镜”。
图1.4-10 凸面镜和凹面镜的利用（左：凸面镜对光发散；右：凹面镜对光会聚）
【观察与思考】
1. 左图：凸面镜对光的作用是　　　　　　　　　（填“会聚”或“发散”）。
2. 右图：凹面镜对光的作用是　　　　　　　　　（填“会聚”或“发散”）。
3. 利用凸面镜可以扩大视野，生活中常见的应用有　　　　　　　　　　　　　。
4. 利用凹面镜可使光几乎平行射出，生活中常见的应用有　　　　　　　　　　　　　。
三 达标检测 习题精练
1.【新课标·科学观念】(2024四川凉山中考)下列关于“探究平面镜成像的特点”实验中描述正确的是（　　　　）
A. 该实验应在明亮的环境中进行
B. 当物体远离平面镜时，镜中的像变小
C. 像与物到平面镜的距离相等
D. 平面镜成正立等大的实像
2.(2024宁波期中)图乙是小安同学自制的潜望镜，利用它能在隐蔽处观察到外面的情况，用它正对如图甲所示的光源“F”，则观察到的像是（　　　　）
3.(2024杭州拱墅期中)检查视力时，人与视力表的距离要求为 5 m，由于医务室房间太小，医生首先将视力表贴在一面墙上，然后在对面墙上正对着视力表挂一面平面镜，视力表到镜子的距离为 3 m，则检查视力时（　　　　）
（人-平面镜-视力表，视力表到镜子 3 m）
A. 人应面对镜而坐，人与镜的距离为 2 m
B. 人应面对镜而坐，人与镜的距离为 2.5 m
C. 人应面对视力表而坐，人与视力表的距离为 2 m
D. 人应面对视力表而坐，人与视力表的距离为 3 m
4.(2024宁波海曙期中)如图所示，甲同学身高 1.7 米，面对矮墙站立，矮墙左边挂一平面镜，甲同学可以在平面镜中看到自己的全身像，乙同学在矮墙右侧站立，则下列说法中正确的是（　　　　）
（甲-平面镜-矮墙-乙）
A. 甲同学在平面镜中成的像是实像
B. 乙同学在矮墙右侧能看到甲的像
C. 甲同学的像高 1.7 米
D. 甲同学向矮墙靠近，甲同学的像朝远离矮墙方向移动
5.【新中考·创新实验】(2024杭州临平期末)如图是神奇的魔术——浇不灭的蜡烛（如图甲）。实验时准备两支蜡烛，点燃平面镜前的蜡烛，平面镜后面未点燃的蜡烛放在杯内。向杯内慢慢加水，透过平面镜看到蜡烛火焰并没有被水浇灭（如图乙）。下列做法会导致魔术不成功的是（　　　　）
甲：向杯中加水
乙：杯内加水后看到火焰像
A. 选择较薄的玻璃板代替平面镜
B. 两蜡烛放置的位置到平面镜的距离相等
C. 选择大小相同的两支蜡烛
D. 平面镜倾斜放置在桌面上
6.【新情境·科技创新】(2024杭州模拟，★☆☆)“全息投影技术”在舞台、商业展示等方面都有广泛应用。小科同学自制了一个简易“全息”投影，它由 4 块玻璃板制作而成，玻璃板与水平面成 45°角，平板电脑上的 4 个“小黄人”作为光源，小科同学看到的小黄人的像位于如图所示位置，像正在竖直向上匀速运动，则此时位于 A 处屏幕上的小黄人的运动方向为（　　　　）
（说明：题中含 4 块玻璃板组成的全息投影示意图，图为 4 个 45°斜置玻璃板中心会聚成像）
A. 向左做匀速运动
B. 向右做匀速运动
C. 向上做匀速运动
D. 向下做匀速运动
7.(2024宁波慈溪期中，★☆☆)如图所示，平面镜上方有一竖直挡板 P，在 AB 和 CD 之间的区域内可以看见挡板左侧的一个发光点 S 在平面镜中的像。请你利用平面镜成像特点，作图找出挡板左侧这个发光点的位置。
（平面镜+竖直挡板 P+AB/CD 视线+眼睛）
作图：__________________
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【提示】将 AB 和 CD 两条光线反向延长，相交于平面镜后一点 S’，这就是发光点的像；再做 S’ 关于平面镜的对称点 S，即为发光点位置。
8.【新中考·创新实验】(2024丽水庆元期末，★☆☆)如图，小明站在地铁站台，他透过玻璃板制成的屏蔽门，可以看到车道另一侧竖直墙壁上的广告牌及自己在玻璃屏蔽门后面的虚像。小明根据该现象设计了在站台上粗测玻璃屏蔽门到车道另一侧广告牌之间距离 d 的实验。实验步骤如下，请补全相关内容。
（广告牌-玻璃屏蔽门-车道-站台-小明）
（1）小明相对于玻璃屏蔽门前后移动直到观察到　　　　　　　　　　　　　　；
（2）记录　　　　　　　　　　　　　　；
（3）量出　　　　　　　　　　　　　　；
（4）步骤（3）中量得的距离就是玻璃屏蔽门到广告牌之间的距离 d，物理依据是　　　　　　　　　　　　　。
9.(2023杭州余杭期中)寒假期间，小科同学一家驾车到杭州周边景点游玩。善于观察的他发现了小轿车中运用了许多的光学知识。
发现1：小轿车的前风挡玻璃如图①，都是倾斜安装的，而不是竖直安装。
图① 前风挡玻璃（倾斜安装）
发现2：小轿车两侧的观后镜如图②，可观察后面行驶的车辆。
图② 观后镜（凸面镜）
发现3：小轿车的远光灯结构如图③所示，夜间开灯时，发现一束光照射的距离特别远。
图③ 远光灯（凹面镜）
请你利用所学的光学知识，解释小科同学的这三个发现。
解释发现1（前风挡倾斜）：__________________
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解释发现2（观后镜）：__________________
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解释发现3（远光灯）：__________________
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四 课后提升 综合应用
教材 p37 练习与应用 第 5 题
5. 若我们要通过平面镜看到自己从头到脚完整的像，则平面镜必须至少有身高一半的高度。请画出光路图来说明这一现象。
【作图提示】利用平面镜成像的对称性：
① 设人高 AB（A 为头顶、B 为脚），平面镜竖直放置；
② 从 A 发出的经平面镜反射后进入眼睛 E 的光线，对应像 A’ 在镜后；
③ 从 B 发出的经平面镜反射后进入眼睛 E 的光线，对应像 B’ 在镜后；
④ 镜面所需高度为 A’B’/2，即人身高的一半。
【光路图区】__________________
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答 参考答案与解析
1. 答案：C
解析：该实验应在较暗的环境中进行，故 A 错误；平面镜成正立、等大的虚像，故 D 错误；当物体远离平面镜时，镜中的像大小不变，故 B 错误；像与物到平面镜的距离相等，故 C 正确。
2. 答案：B
解析：潜望镜中使用的是两块平面镜。根据平面镜成像特点，经第一个平面镜反射后成正立、等大、左右颠倒的像；经第二个平面镜反射后成正立、等大、左右再次颠倒的像；因此最后的像跟原物完全一样，故选 B。
3. 答案：A
解析：依据平面镜成像特点，像与物到镜面的距离相等。视力表离平面镜 3 m，则视力表的像也离镜子 3 m。人应面对镜而坐，人与镜的距离为 5 m 3 m = 2 m，此时视力表的像与人的距离为 5 m，符合要求，故选 A。
4. 答案：C
解析：由平面镜成像特点可知，甲在平面镜中成的是虚像（反射光线的反向延长线相交形成），故 A 错误；反射光并不会进入乙的眼睛，乙在矮墙右侧不能看到甲的像，故 B 错误；平面镜所成的像与物大小相同，甲身高 1.7 米则像高 1.7 米，故 C 正确；由像与物到镜面距离相等可知，甲向矮墙靠近，像也朝靠近矮墙方向移动，故 D 错误。
5. 答案：D
解析：在观察平面镜成像时，为使成像更清晰且避免重影，应选择较薄的玻璃板代替平面镜；由平面镜成像特点可知，需使两蜡烛到平面镜的距离相等；像与物体大小相同，应选择大小相同的两支蜡烛。平面镜所成的像与物关于镜面对称，平面镜必须竖直放置在桌面上，倾斜放置会导致像与后面的蜡烛不能完全重合，故选 D。
6. 答案：A
解析：根据平面镜成像特点，此时小黄人在玻璃板中所成的像与小黄人成 90° 的夹角。小黄人的像正在竖直向上匀速运动，则小黄人向左做匀速运动，故 A 正确。
7. 答案：作图题（见下图）
解析：将 AB 和 CD 两条光线反向延长，相交于平面镜后一点 S’，这就是发光点的像；再做 S’ 关于平面镜的对称点 S，这就是发光点。连接 SB、SD 即为两条入射光线。
（标准作图：S 在镜前，连接 S’B、S’D 交镜面于入射点，再从入射点连 S 即为完整光路）
8. 答案：（1）自己在玻璃屏蔽门后所成的像与广告牌在同一竖直平面上；
（2）自己所在的位置；
（3）自己的站位到玻璃屏蔽门的距离；
（4）像到平面镜的距离等于物到平面镜的距离。
解析：（1）小明相对于玻璃屏蔽门前后移动，直到观察到自己在玻璃屏蔽门后所成的像与广告牌在同一竖直平面上，此时广告牌和自己的像到玻璃屏蔽门的距离相等；（2）记录下自己所在的位置；（3）测量自己的位置和玻璃屏蔽门之间的距离；（4）根据物与像到平面镜的距离相等可知，小明自己的站位到玻璃屏蔽门的距离即玻璃屏蔽门到广告牌之间的距离。
9. 答案：发现1（前风挡倾斜）：前风挡玻璃倾斜安装，相当于一块平面镜。若竖直安装，车内物体的像会成在司机的正前方，干扰司机视线；倾斜安装后，像成在司机前上方，不影响观察前方路况。发现2（观后镜）：小轿车两侧的观后镜是凸面镜，凸面镜对光有发散作用，能扩大视野，便于司机观察后方车辆。发现3（远光灯）：远光灯是凹面镜，车头灯发光点位置经过设计，从这个位置发出的光经反射后都是平行射出的，能照亮前方较远距离。
解析：本题综合应用平面镜（前风挡）和球面镜（凸面镜/凹面镜）的光学特性：前风挡玻璃相当于平面镜，倾斜安装可避免像干扰；观后镜利用凸面镜发散扩大视野；远光灯利用凹面镜会聚使光平行射出。
课后提升 5. 答案：光路图：镜面所需高度 = 身高的一半
解析：人头顶 A 与脚 B 对平面镜分别有像 A’、B’。眼睛 E 与 A’B’ 在镜中满足对称关系，由几何关系可证：镜面 MN 的高度 = A’B’/2 = AB/2，即人身高的一半。

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