平面镜成像知识点剖析

三、平面镜成像

课前预习•教学有方（无师自通）

点击关键词  光的反射  平面镜成像特点   实像与虚像

目标导航船

1.通过实验探究平面镜成像的特点。  

2.了解实像与虚像的区别，了解虚像是如何形成的。  

3.理解日常生活中平面镜成像的现象。

4.了解凸面镜和凹面镜对光线的作用及其应用。

本课时重点：平面镜成像特点探究的设计

本课时难点：虚像形成原因的理解

创意开场白：

方式一：播放动画片：美丽的春天，色彩鲜艳的田野、山庄，小鸟在鸣叫。一面大镜子前，从左边、右边分别走过来三只可爱的小狗，它们来到镜子前，横排成行站立，看着镜中一模一样的三个像，其中一只扭过头来对学生说：“哎呀！这么多像哪一个是我呢？”“谁能帮助这只可爱的小狗找出镜中哪个是它呢？”。

方式二“花瓶女孩”，一个女孩自称在花瓶中生活了18载。在这段视频中，我们只能看到女孩的头露在花瓶外，身体的其他部分都不见踪影，取而代之的是一只花瓶。“花瓶女孩”吸引了大量的人围观。最后，当众戳穿了，你知道她是怎样做到“生活”在花瓶中的吗？这个骗术中用到了我们今天要学习的平面镜。

方式三：我们的生活中经常要用平面镜大家生活中每天都要用到的镜子，透明的玻璃也能起到平面镜的作用，平静的水面也具有平面镜的作用。同学们都听说过猴子捞月亮的故事吧？猴子最后捞到月亮了吗？那么为什么猴子没有捞到月亮呢？今天我们就学习平面像成镜。

温故知新

一、温故

1.光的反射定律：反射光线、入射光线和法线在同一平面内，反射光线和入射光线分居于法线的两侧，反射角等于入射角。

2.光线射到平面镜上发生了反射。

二、知新

1.平面镜成像的特点。（能记住）

乐学好思：日常生活中，我们有这样的感觉，物体距平面镜越远，成的像越小，物体距平面镜越近，成的像越大。那么平面镜成像大小与物体到平面镜的距离有关吗？

思路分析：离物体越近，视角越大，离物体越远视角越小。

参：受视角影响，我们离物体越近，视角越大，离物体越远视角越小，所以我们在日常生活中有“近大远小”的感觉。根据平面镜成像特点知，像与物始终是等大的，所以，无论我们与平面镜的距离发生怎样的变化，感觉到的像无论是变大还是变小，像的大小，它也只能是由物体本身来决定，而不是以我们的感觉来决定的。

2.实像与虚像。（会判断）

乐学好思：平面镜中的虚像是怎样形成的？

思路分析：可以从平面镜成像的原理去分析。如图1所示。

参：如图１光源S发出的三条光线经平面镜发生反射，反射光线进入眼睛，引起视觉。三条反射光线的反向延长线交于一点S＇，我们感觉光是从S＇发出的。由于平面镜的后面并不存在光源，进入眼睛的光线并不来自S＇，所以把S＇叫虚像。

由此可以得出结论：虚像是由实际光线的反向延长线相交而成，不可以用光屏承接。

3.凸面镜和凹面镜对光线的作用及应用。（能记住）

乐学好思：为使手电筒的灯光发出平行光，应该将灯泡安在什么地方？

思路分析：我们在解决光的反射、折射等问题时如果按正常的光路难以找到物点或像点时，就可以考虑利用光路可逆性原理。

参：放在反光装置的焦点处。

素材资源库

汽车中的光学知识

1.汽车驾驶室外面的观后镜是一个凸镜利用凸镜对光线的发散作用和成正立、缩小、虚像的特点，使看到的实物小，观察范围更大，而保证行车安全。

2.汽车头灯里的反射镜是一个凹镜它是利用凹镜能把放在其焦点上的光源发出的光反射成为平行光射出的性质做成的。

3.汽车头灯总要装有横竖条纹的玻璃灯罩。汽车头灯由灯泡、反射镜和灯前玻璃罩组成。根据透镜和棱镜的知识，汽车头灯玻璃罩相当于一个透镜和棱镜的组合体。在夜晚行车时，司机不仅要看清前方路面的情况，还要看清路边行人、路标、岔路口等。透镜和棱镜对光线有折射作用，所以灯罩通过折射，根据实际需要将光分散到需要的方向上，使光均匀柔和地照亮汽车前进的道路和路边的景物，同时这种散光灯罩还能使一部分光微向上折射，以便照明路标和里程碑，从而确保行车安全。

4.轿车上装有茶色玻璃后，行人很难看清车中人的面孔。茶色玻璃能反射一部分光，还会吸收一部分光，这样透进车内的光线较弱。要看清乘客的面孔，必须要从面孔反射足够强的光透射到玻璃外面。由于车内光线较弱，没有足够的光透射出来，所以很难看清乘客的面孔。

5.除大型客车外，绝大多数汽车的前窗都是倾斜的。当汽车的前窗玻璃倾斜时，车内乘客经玻璃反射成的像在车的前上方，而路上的行人是不可能出现在上方的空中的，这样就将车内乘客的像与路上行人分离开来，司机就不会出现错觉。大型客车较大，前窗离地面要比小汽车高得多，即使前窗竖直装，像是与窗同高的，而路上的行人不可能出现在这个高度，所以司机也不会将乘客在窗外的像与路上的行人相混淆。

关于平面镜的结构及反光原理

 　　平面镜是在一块平板玻璃的一面均匀地镀上一层金属膜（以前是银，现在多用铝等），在金属膜外面漆上一层起保护作用的漆即可形成（如图2甲）。

图2

 　　光射到平面镜上，先透过玻璃层，遇到金属膜再反射，反射光先透过玻璃层再进入空气里传播，光在经过空气和玻璃的交界面时虽有折射，但因玻璃厚度薄，一般不考虑其对光路的影响，所以在作图时，平面镜的示意图（如图2乙）主要画出其反光面（短斜线表示其背面）。

关于平面镜成像大小

通过实验探究得到：平面镜能成正立、等大的虚像；像与物到镜面等距的虚像的结论，从实验的角度容易理解，但由于在日常生活中，总有物体距平面镜越远，其像越小的生活经验，所以对“像与物等大”又表示怀疑，从而在解题过程中，因受生活经验的干扰而常常出错，这是怎么一回事呢？

原来，这与我们没把“像”理解成一个客观对象有关，一个物体只要放在平面镜前方，它就能在关于平面镜对称的位置上成一个像，这个像就好象是一个物体一样是客观存在的。

大家知道，一个物体的长度（含长短、粗细）是一定的，但人距它越远，看到它感觉到它会越小，这与物体在视网膜上所成的像的大小有关，物体距眼睛越远，通过眼球凸透镜成于视网膜上的倒立、缩小的实像也就越小，通过视神经传输到大脑视觉中枢感觉到的物体就越小。但不能因距它远，感觉到它小就说它的长度在变小，而实际上物体的长度是一个客观存在的量，其长度是由物体本身决定的，而不是以我们的感觉来决定的。所以，无论我们距它远感觉它小，还是距它近感觉它大，实际上物体的长度都未变。但在生活中我们能对看到的远处的物体的大小进行估计，这是根据物体在背景中的大小比例结合生活经验综合分析而得到的。

在平面镜前观看物体的像也是这样的道理，应把像理解为一个客观的对象，其长度是由像本身来决定，根据平面镜成像特点知，像与物始终是等大的，所以，无论我们距平面镜的距离发生怎样的变化，感觉到的像无论是变大还是变小，像的大小，它也只能是由物体本身来决定，而不是以我们的感觉来决定的。

课堂研习•一点即通

知识全突破

知识点一：探究平面镜成像的特点（导航指数1）

情境设置： 同学们在照镜子时，可以看到镜中的另一个“你”，这个“你”就是你在平面镜中成的像。

提出问题：平面镜成像时，像的位置、大小与物体的位置、大小有什么关系？

可能答案： 所成的像近大远小  像和物大小相等

分析答案：受视角影响，我们离物体越近，视角越大，离物体越远视角越小，所以我们在日常生活中有“近大远小”的感觉。根据平面镜成像特点知，像与物始终是等大的，所以，无论我们与平面镜的距离发生怎样的变化，感觉到的像无论是变大还是变小，像的大小，它也只能是由物体本身来决定，而不是以我们的感觉来决定的，所以成的像“近大远小”这一猜想是不正确的。

设计实验：

1.在桌面上铺一张大纸，纸上竖一块玻璃板，作为平面镜。

2.一支点燃的蜡烛放在琉璃板前，可以看到琉璃板后面蜡烛的像，拿一支完全相同的没有点燃的蜡烛放在玻璃板的后面移动，直到看上去与像完全重合。记下两支蜡烛的位置。

观察比较蜡烛和它所成像的大小关系？蜡烛的位置和像的位置有什么关系？

3.改变点燃的蜡烛的位置，重做上面的实验。量出两次实验中两支蜡烛到玻璃板的距离，并比较它们的大小和位置关系。

4.拿一纸板（光屏）放在像的后面，像能呈现在光屏上吗？

进行实验：将实验的数据记录在表格中。

评估交流：本实验中玻璃不竖直放置会造成测量结果出现误差；找像的位置时要求没有点燃的蜡烛看上去与像完全重合，有的同学在做这一步的时候，没有点燃的蜡烛与像没有重合，就确定了像的位置，造成了测量结果不准确；由于蜡烛底面是圆的，有的同学确定物和像的位置的时候，取的两个点不在圆的一个位置，也造成了测量物和像到平面镜的距离不准确。

【经典例题1】座钟钟面正对平面镜，在镜里见到的指针位置如图所示，则座钟实际指的时刻是（   ）

A.10点45分          B.1点15分

C.7点15分           D.7点45分

【思路提示】根据平面镜成像的特点去分析。

【分析】根据平面镜成像的特点像和物关于平面镜对称。最简便的方法是背面透视读数法，做法是将作图面翻过去，从纸背面透过纸去看座钟，按正常的顺时针方向读数，此时读出实际指的时刻为10点45分。

【答案】A

【总结】根据对称图形的特点，我们在判断平面中的像的位置的时候，可以用“背面透视法”。

知识点二：实像与虚像（导航指数2）

情境设置  右图为猴子捞月亮的图片。

问题：为什么猴子最终没有捞到月亮？

答：井中的月亮不是月亮本身，是月亮在水中形成的像（月亮的虚像）。

知识归纳 1.如图5观察平面镜成像光路图。光源S发出的三条光线经平面镜发生反射，反射光线进入眼睛，引起视觉。三条反射光线的反向延长线交于一点S＇，我们感觉光是从S＇发出的。由于平面镜的后面并不存在光源，进入眼睛的光线并不来自S＇，所以把S＇叫虚像。

2.实像与虚像的区别：实像是由实际光线相交而成的，可以用光屏承接；虚像是由实际光线的反向延长线相交而成的，不能用光屏承接。

【经典例题2】关于平面镜成像，下列说法正确的是（   ）

A.比平面镜大的物体，不能在镜中成完整的像

B.平面镜所成的像一定是虚像

C.在平面镜后面的物体，会遮挡平面镜成像

D.平面镜成的像可能是虚像，也可能是实像

【思路提示】记住并理解平面镜成像的特点，逐项排除。

【分析】平面镜成像的关键是物体发出的光（或）反射的光射到平面镜上（即有入射光射到平面镜上），与物体的大小、镜后有无物体无关，故A和C不对，根据平面镜成像特点知，平面镜只能成虚像，故D不正确。

【答案】B

【总结】是否可以用光屏承接像，是判断实像与虚像经常用到的方法。

知识点三：利用平面镜成像的特点作图（导航指数2）

【经典例题3】如图6所示，点光源S发出的哪一条光线经平面镜反射后经过A点？

图6

【思路提示】找到入射点O，就可以画出入射光线和反射光线。

【分析】如图所示，根据平面镜成像规律，可以确定光源S的像点S′，连接S′A可找到入射点O和过A点的反射光线OA，连接SO，SO即为反射光线OA的入射光线。

【答案】如图6所示

【总结】平面镜成像作图的方法通常有两种，一种是根据平面镜的成像特点：“像和物关于平面镜对称”；另一种方法是根据光的反射定律——即根据光的传播路线作图。

知识点四：凸面镜和凹面镜对光线的作用及其应用（导航指数3）

情境设置  如图8所示，观察凸面镜和凹面镜对光线的作用的图片，体验凸面镜和凹面镜对光线的作用。

问题：凸面镜和凹面镜对光线有什么作用？

答：凹面镜能使平行的光线交于一点，凸面镜不能。

知识归纳  凸面镜对光线有发散作用，凹面镜对光线有会聚作用。

【经典例题4】下列说法中正确的是（    ）

A.街头拐弯处的反光镜是凹面镜        B.汽车的观后镜是用凸面镜

C.太阳灶用的是凸面镜                D.手电筒的反光装置是凸面镜

【思路提示】记住凹面镜和凸面镜的几个常见的应用。

【分析】凸面镜对光线有发散作用，凹面镜对光线有会聚作用。为扩大视野，街头拐弯处的反光镜是凹面镜，汽车的观后镜是用凸面镜使用的都是凸面镜；为了会聚光线，太阳灶，手电筒的反光装置使用的都是凹面镜。

【答案】B

【总结】根据凸面镜对光线的发散作用，凸面镜可以扩大视野，可以用作街头拐弯处的反光镜是凹面镜，汽车的观后镜；根据凹面镜对光线的会聚作用，凸面镜可以用作手电筒的反光装置、太阳灶、反射式天文望远镜的面镜。

知识巧归纳

生活中的物理  为何夜间行车时，车内不能亮灯呢？

　  因为当车内开灯时，汽车的挡风玻璃相当于一个平面镜，车内人、物在玻璃的反射下会在车前方形成虚像，由于车内光线比外面强，所以像可能比车前行人还要明显，结果使司机看不清或发生混淆，造成判断失误酿成交通事故。因此，夜间行车，为了避免车前出现车内景物的像，保证司机看清路面上的景物，必须关掉车内的灯。

随堂小挑战

1.物体在平面镜中成的是________像（填“实”或“虚”），像的物体的大小________，它们的连线跟镜面________，它们到镜面的距离________

【答案】虚  相等  垂直  相等

2.小明身高1.7m，站在家中的穿衣镜前1m处欣赏镜子里的自己，则“他俩”的距离是____m，平面镜中的“他”身高_____m，是___像；如果小明向后退30cm，镜子里的小明到平面镜的距离是___m；如果“他俩”的距离是3m，镜中的小明距镜面______m。

【分析】根据平面镜成像的特点，像和物到平面镜的距离相等，小明离镜子1米，则镜中的“他”离平面镜也是1米，“他俩”的距离是2米；像和物大小相等，小明身高1.7米，则“他”身高也为1.7米；平面镜成是虚像；小明后退30厘米，此时离镜子的距离为：1m+0.3m=1.3m，镜子中的小明到平面镜的距离与小明到平面镜的距离相等，也为1.3m；像和物到平面镜的距离相等，“他俩”的距离是3m，则镜中的小明距离镜面1.5m。

【答案】2  1.7  虚  1.3  1.5

3.人从远处走近一直立的穿衣镜的过程中，他在镜中的像的大小将（　　）

A．逐渐变大　   B．逐渐变小     C．不变     D．无法判定

【分析】日常生活中看到的物体“近在远小”是视角造成的。平面镜所成像的大小与物体到平面镜的距离无关，只与自身大小有关。

【答案】C

4.下列关于物体在平面镜中所成的像，说法正确的是（   ）

A.镜中的像是正立的实像          B.镜中的像是因为光沿直线传播而形成的

C.物体远离平面镜，镜中的像变小  D.像到镜面的距离与物体到镜面的距离相等

【分析】平面镜中的像是正立的虚像，A错；平面镜成像是由于光的反射而形成的，B错；平面镜所成像的大小与物体到平面镜的距离无关，只与自身大小有关，C错；像和物到平面镜的距离相等，D正确。

【答案】D

5.小明利用平板玻璃、两段完全相同的蜡烛等器材探究平面镜成像的特点。

（1）选用玻璃板的目的是___________________________________。

（2）选取两段完全相同蜡烛的目的是________________________________。如果将点燃的蜡烛远离玻璃板，则像将________________移动。

【分析】选择玻璃板代替平面镜主要是利用玻璃板透明的特点，便于确定像的位置；实验中拿一支和点燃的蜡烛大小完全相同的蜡烛在玻璃板的后面移动，直到看上去与像完全“重合”选取两段大小完全相同的蜡烛为了研究像和物大小的关系；像和物到平面镜的距离相等，物远离平面镜，则像也远离平面镜。

【答案】确定虚像的位置  比较像与物的大小关系  远离玻璃板

6.画出物体AB在平面镜中成的像。

【分析】根据平面镜成像的特点，像和物关于平面镜对称，作出物体AB的对称图形，就是AB在平面镜中所成的像，要注意平面镜成的像是虚像，所以要画成虚线。

【答案】如图10。

课后温习•各显神通

（时间：45分钟   满分：50分）

一、填空题（每空2分，共22分）

1.汽车后视镜是__________，而汽车头灯是利用_______________来反射光的。平面镜可以改变_________，如潜水艇上经常用到的___________镜，就是这种现象的应用。

【分析】凸面镜对光线有发散作用，凹面镜对光线有会聚作用。根据它们对光线作用，凸面镜和凹面镜有不同的应用：为扩大视野，汽车的观后镜是凸面镜，汽车头灯是利用凹面镜对光线的会聚作用，平面镜可以改变光的传播方向，潜望镜上用的是两面互相平行的平面镜，光线经过两面平面镜发生了二次反射。

【答案】凸面镜   凹面镜    光的传播方向    潜望

2.（2010·江苏镇江）如图11，小章同学在做“探究平面镜成像”的实验时，将一块玻璃板竖直架在水平台上，再取两段完全相同的蜡烛A和B，点燃玻璃板前的蜡烛A，小心地移动蜡烛B，直到与蜡烛A的像重合，如图所示。在此实验中：选取两段完全相同的蜡烛是为了比较像与物的_____关系；移去蜡烛B，并在其位置上放一光屏，则光屏上    接收到蜡烛A烛焰的像(选填“能”或“不能”)；小章将蜡烛逐渐远离玻璃板时，蜡烛所成像的大小   　(选填“变大”、“变小”或“不变”)． 

【分析】平面所成的像和物大小相等选取两段完全相同的蜡烛是为了比较像与物的大小的关系；平面镜所成的像是虚像，不能呈现在光屏上；平面镜所成像的大小与物体到平面镜的距离无关，只与自身大小有小，所以蜡烛逐渐远离玻璃板时，蜡烛所成像的大小不变。

【答案】大小  不能  不变

3.（2010·山东菏泽）如图12在探究“平面镜成像规律”时

（1）        用平面镜做实验（填“能”与“不能”）

（2）用平板玻璃代替平面镜做实验，其好处是                                 。

【分析】选择玻璃板代替平面镜主要是利用玻璃板透明的特点，便于确定像的位置，而使用平面镜则无法找以像的位置。

【答案】（1）不能  （2）便于观察并找到像的位置

4.（2010·山东莱芜）在进行光学实验的探究过程中

（1）小明同学用如图13所示的装置，研究光的反射规律，其中有一个可折转的光屏，这个光屏在实验中除了能呈现光外，另一个重要作用是____________________________。

（2）小明利用透明玻璃板、两段完全相同的蜡烛等器材探究平面镜成像的特点。选取两段完全相同的蜡烛的目的是________________________。

【分析】用可转动的光屏是为了通过转动光屏，观察反射光线是否仍然能在光屏上显示，是为了验证反射光线跟入射光线和法线是否在同一平面上；在实验过程中，通过玻璃板观察后面的虚像，让另一个完全相同的蜡烛放在虚像处，观察是否能够完全重合，目的是为了验证像和物体大小是否相等。

【答案】（1）验证反射光线跟入射光线和法线是否在同一平面上（2）验证像和物体大小是否相等

二、选择题（每题4分，共20分）

5.（2010·湖北黄冈）我们学过的许多成语包含了物理知识，下列成语中的“影”哪个是由光的反射形成的（    ）

A．杯弓蛇影    B．形影不离    C．形单影只    D．立竿见影

【分析】本题考查是光的直线传播和光的反射的区分。形影不离、形单影只、立竿见影描述的都是影子，影子的形成是光的直线传播的结果；杯弓蛇影中的“影”是墙上弓在酒杯中形成的“像”，是光的反射的结果。

【答案】A

6.（2010·湖北武汉）图14是探究平面镜成像特点的实验装置，a为玻璃板，b和c是两支完全相同的蜡烛。下列说法错误的是（    ）    （　　）

A.为了保证实验效果应选择较薄的玻璃板

B.实验时玻璃板a应与水平桌面垂直放置

C.沿水平桌面移动蜡烛c前应先将点燃

D.该实验最好在较暗的环境中进行

【分析】在探究平面镜成像特点的实验中，要选择较薄的玻璃板，是为了避免玻璃板的两个表面同时成像所造成的分不清像的位置，A正确；实验时只有让玻璃板a与水平桌面垂直放置，才能在水平桌面上玻璃另一侧使蜡烛c与蜡烛b成的像重合，B正确；实验最好在较暗的环境中进行，并且不能点燃蜡烛c，这样可便于观察到蜡烛b所成的像，C正确，D错。

【答案】C

7.（2010·天津）检查视力的时候，视力表放在被测者头部的后上方，被测者识别对面墙上镜子里的像（如图15所示）。视力表在镜中的像与被测者相距（    ）

    A.2.1m                B.2.5 m                C.4.6m                D.5m

【分析】平面镜所成的像和物体到镜面的距离相等。从图片看出，视力表距平面镜距离是2.5m，那么视力表在平面镜中的像距镜面也是2.5m，人比视力表近0.4m，人到镜面距离为：2.5m—0.4m=2.1m，视力表在镜中的像与被测者的距离为：2.5m+2.1m=4.6m， C正确。

【答案】C

8.关于平面镜成像，下列说法中正确的是（    ）

A.像和物体之间的距离总是相等的  B.平面镜所成的像是实像

C.像和物体的大小总是相等的      D.平面镜所成的像是由于光的折射形成的

【分析】平面镜成像的原理是光的反射，D错；像与物到镜面的距离相等，而不是像和物的距离不变，A错；平面镜成的是虚像，B错；像和物大小相等，C正确。

【答案】C

9.如图16，正确表示平面镜成像的是(     )

【分析】根据平面镜成像的特点：像和物大小相等，像和物的连线与镜面垂直，像与物到镜面的距离相等，成的是虚像，用一句话概括就是“像和物关于平面镜对称”。

【答案】A

三、实验探究题（8分）

10．（2010·黑龙江鸡西市）如图17一组同学在探究平面镜成像的特点时，将点燃的蜡烛A

放在玻璃板的一侧，看到玻璃板后有蜡烛的像。

（1）此时用另一个完全相同的蜡烛B在玻璃板后的纸面上来回移动，发现无法让它与蜡烛A的像完全重合（图甲）。你分析出现这种情况的原因可能是____________________。

（2）解决上面的问题后，蜡烛B与蜡烛A的像能够完全重合，说明                   。 

（3）图乙是他们经过三次实验后，在白纸上记录的像与物对应点的位置。他们下一步应该怎样利用和处理这张“白纸”上的信息得出实验结论。

                                             ____________________________________________。

（4）他们发现，旁边一组同学是将玻璃板和蜡烛放在方格纸上进行实验的。你认为选择白纸和方格纸哪种做法更好？说出你的理由                             

____________________________________________。    

【分析】（1）实验时应该将平板玻璃竖立放在桌面，如果玻璃板与桌面不垂直，则像的位置不在水平面上，此时用另一个完全相同的蜡烛B在玻璃板后的纸面上来回移动，无法让它与蜡烛A的像完全重合。

（2）蜡烛B与蜡烛A的像能够完全重合，说明像与物体的大小相等。

（3）经过三次实验后，在白纸上记录的像与物对应点的位置。为了探究像与物的位置关系，可以连接像与物的对应点，判断连线与镜面是否垂直，分别测量两点到镜面的距离（或将纸沿镜面所在位置对折，判断像与物两点是否重合）

（4）方格纸已经画出了一些相互垂直、等距的线，可以直接在纸上判断物体与像之间的位置关系，包括像与物到镜面的距离，像与物的连线与镜面是否垂直。

【答案】（1）玻璃板没有竖直放置  （2）像与物体的大小相等   （3）连接像与物的对应点，判断连线与镜面是否垂直，分别测量两点到镜面的距离（或将纸沿镜面所在位置对折，判断像与物两点是否重合）    （4）方格纸可以直接在纸上判断物体与像之间的位置关系（答出更容易判断像与物的连线与镜面是否垂直亦可）