初中物理人教版八年级上册第四章 光现象第3节 平面镜成像优秀学案

人教版 八年级  第四章  光现象

  第3节 《平面镜成像》导学案

【学习目标】

1．探究平面镜成像的特点。

2．理解平面镜成像的原理

3．理解日常生活中平面镜成像的现象，平面镜成像作图。

4．初步了解凸面镜和凹面镜及其应用。

【学习重点】

1.平面镜成像原理。

2.实验探究平面镜成像的特点。

【学习难点】

1.虚像是怎样形成的。

2.凹面镜与凸面镜的作用。

【自主预习】

1.平面镜是指反射面是平面的镜子，平面镜能成像是利用了光的 反射.平面镜可以改变 光的传播方向.

2.平面镜成像的特点：成的是 虚 （填“虚”或“实”）像，物体大小与像的大小 相等 ，物体到镜面的距离与 像到镜面 的距离相等，物与像的连线与 镜面 垂直，即物与像相对于 镜面 对称.

3.球面镜分为 凹面 镜和 凸面 镜，它们工作时遵循光的 反射定律.

4.将一束平行光照在凸面镜上，使平行光束 发散 ；照在凹面镜上，使平行光束 会聚 .

【合作探究】

探究一：平面镜成像的特点

1.提出问题

生活中我们经常照镜子，平面镜成像时，像的位置、大小跟物体的位置、大小有什么样的关系？

2.猜想假设

结合自己照镜子的经历，对以上两个问题进行合理的猜想：

（1）在平面镜中，你的像的大小跟你的大小  相等   。

（2）你在平面镜中的像到镜面的距离与你到镜面的距离  相等 。

3.设计实验与进行实验：

（1）实验器材：薄玻璃板、白纸、两根相同的蜡烛、火柴、刻度尺、支架。

①实验综合用玻璃板代替平面镜是因为：  便于确定像的位置  ；

②选取两支完全相同的蜡烛是因为：便于比较像和物的大小 ；这种方法叫替代法。

③刻度尺的作用是为了测量像与物到玻璃板的距离

④为什么要多次测量像到平面镜的距离、物到平面镜的距离：避免实验结论的偶然性，以便得到普遍规律。

（2）实验步骤：

①如图所示，在桌面上铺一张白纸，沿着纸中间的直线上竖直放置一块玻璃板作为平面镜。

②把一支点燃的蜡烛A放在镜前，观察它在平面镜中所成的像。

③将另一支没有点燃的,与A同样大小的蜡烛B竖立在平面镜后面移动，直到看上去它好像被点燃一样，说明B跟蜡烛A的像重合，蜡烛B此时的位置就是蜡烛A的像的位置，在纸上记下这个位置。

④改变玻璃前蜡烛的位置，把实验再做两次，每次都记下两支蜡烛的位置.

⑤移去蜡烛B，取一张白纸放在蜡烛B的位置，观察白纸上是否有蜡烛A的像出现。不能(选填“能”或“不能”)出现蜡烛A的烛焰的像，这说明平面镜成的是虚像。

⑥移开玻璃板，将把蜡烛A和蜡烛B的位置用直线连起来，用刻度尺分别测量它们到玻璃板的距离。

并将相应实验现象或数据记录在下表中：

（3）实验反思：

① 在探究活动中对玻璃板放置的要求是竖直放置;若玻璃板没有竖直放置，观察到的现象是玻璃板后面的蜡烛与前面蜡烛的像不能重合。

②为便于观察，该实验最好在较黑暗环境中进行（选填“较明亮”或“较黑暗”）；

③玻璃板选薄的还是厚的？为什么？  选薄的，因为玻璃板太厚，玻璃板前后表面都会成一个像（即重影），不易确定像的位置   。

4.分析与论证：

（1）平面镜所成像是 正立（选填“倒立”或“正立”），像的大小与物体的大小 相等 。

（2）平面镜所成的像到镜面的距离与物体到镜面的距离 相等 。

（3）平面镜所成的像和蜡烛的连线与镜面垂直。

（4）每次把光屏放在蜡烛A成像的位置观察，结果发现：光屏上都 没有 （选填“有”或“没有”）蜡烛像的出现，实验说明：平面镜所成的像是 虚像。

5．实验结论：

平面镜成像的特点：

（1）像和物体的大小 相等 ；

（2）像和物体到镜面的距离 相等。

（3）像和物体的连线与镜面垂直；

（4）成的像是正立的 虚像；（选填“实”或“虚”）
探究二：平面镜成虚像

问题：在实验中，玻璃板后面并没有点燃的蜡烛，我们为什么能看到玻璃板后面有燃烧的烛焰？

1.平面镜成像的原理是光的反射．

2. 用光的反射来分析平面镜成像的原理

(1)在蜡烛上任选一点S。

(2)S点会发出无数条光线，其中一部分会经过平面镜反射进入人眼。

(3)因为人眼总是感觉光沿直线传播，所以人眼逆着反射光线看过去，就感到光线是由反射光线的反向延长线在镜后的交点S′发出的。S′就是S在平面镜中的像;如图所示。

(4)物体上的每个点在镜子里都有一个虚像点，所有的像点就组成整个物体的虚像。

3. 平面镜所成的像是反射光线的反向延长线相交而成的，不是实际光线相交而成的，故为虚像。

4.利用平面镜成像特点画光路图

请在图中画出物体AB经平面镜所成的像A′B′，并保留作图痕迹。

探究三：平面镜的应用

1.利用平面镜成像

  在一些狭小的商店内墙上多挂几面镜子，可以给人空间增大了的感觉。利用平面镜可以通过成像来增大空间感。如利用平面镜来梳妆打扮、舞蹈演员利用平面镜矫正动作、医生检查牙齿用的口镜等。

（2）改变光的传播方向

潜水艇上经常用到的潜望镜，就是这种原理的应用。潜望镜中安装的相互平行且与水平方向成45°角的两块平面镜。投影仪、显微镜的反光镜(周围光线较强时使用)等。

探究四：凸面镜凹面镜

1.球面镜

反射面是球面的一部分的镜子叫球面镜.

（1）用球面的外表面作反射面的叫凸面镜.

①凸面镜的性质：对光有 发散作用。

②凸面镜的应用：汽车后视镜是凸面镜，

（2）用球面的内表面作反射面的叫凹面镜.

①凹面镜的性质：对光有 会聚作用 。

②根据凹面镜会聚光的性质，可以制作太阳灶，天文学家们用凹面镜作大型反射式望远镜，还有耳鼻喉科医生用凹面镜会聚光观察耳道情况等.根据光的反射的可逆性，利用凹面镜还可以获得平行光， 而汽车头灯是利用凹面镜来反射光的。

【精讲点拨】

1.研究平面镜成像特点时，物像到平面镜的距离、物像连线与平面镜的关系。研究这些问题，确定像的位置是关键，像的位置用蜡烛B与蜡烛A的像重合来确定，实验中既能看到蜡烛A的像，又能看到蜡烛B，要采用透明的玻璃板。

2.研究物像的大小采用的是等效替代法，把蜡烛A的大小用蜡烛B来代替。

3.当实验环境光线较暗时，实验现象会更加明显。

4.当玻璃板没有竖直放置时，所成的像在桌子的上方或下方，就不能使代替的蜡烛完全与像重合。

5.对比小孔成像、平面镜成像可知：实像是由实际光线会聚而成，虚像不是由实际光线会聚而成，而是由实际光线的反向延长线会聚而成.

【归纳整理】

【当堂练习】

1.（2020大连市）舞蹈演员站在竖直放置的平面镜前，她到镜面的距离是0.5m。则她在镜中的像是（   ）

A. 实像，像到镜面的距离是1m B. 虚像，像到镜面的距离是1m

C. 实像，像到镜面的距离是0.5m D. 虚像，像到镜面的距离是0.5m

【答案】D

【解析】平面镜成的像是虚像，平面镜所成的像与物到镜面的距离相等，她到镜面的距离是0.5m，像到镜面的距离是0.5m。故选D。

2.（2020株洲市）“小荷才露尖尖角，早有蜻蜓立上头”。关于诗中描绘场景的物理解释正确的是（　　）

A. 荷花在水中的像比荷花小一些 B. 水越深像就越远

C. 蜻蜓无法在水中成像 D. 水面相当于平面镜

【答案】D

【解析】A．根据平面镜成像规律，荷花在水中的像和荷花大小一样，故A错误；

B．根据平面镜成像规律，水深与像的远近无关，与荷花到水面的距离有关，故B错误；

C．倒影属平面镜成像现象，其原理是光反射，蜻蜓也会在水中成像，故C错误；

D．水面是一种反射面，平静的水面是平直的，所以平静的水面相当于平面镜，故D正确。

故选D。

3.（2020 湖南省衡阳市）关于做探究平面镜成像实验，下列说法正确的是（　　）

A．实验中所成的像可用光屏承接 

B．实验中所成像的大小会随物体位置的改变而改变 

C．该实验需要选择两支大小相同的蜡烛 

D．多次进行实验，主要是为了减小测量误差

【答案】C

【解析】A、平面镜成的像是虚像，虚像不能呈现在光屏上，故A错误；

B、平面镜成像与成像物体大小相等，像的大小不会随物体位置的改变而改变，故B错误；

C、选择相同的两个蜡烛，这是为了便于比较物像的大小关系，故C正确；

D、为避免实验的偶然性得出具有普遍性的结论，要进行多次实验。故D错误；故选：C。

4.（2020湖北鄂州）以下描述中与光的直线传播现象有关的是（　　）

A. 形影相随 B. 海市蜃楼 

C. 对镜贴花黄 D. 水中捞月一场空

【答案】A

【解析】形影相随指影子随着物体移动，是光的直线传播；海市蜃楼是由于光的折射现象；对镜贴花黄指人对着镜子梳妆打扮，水中捞月是平面镜成像，均是光的反射现象，A符合题意，BCD不符合题意。故选A。

5.（2020绥化市）小明站在穿衣镜前3m处，以1m/s的速度匀速靠近穿衣镜，下列说法正确的是（　　）

A. 穿衣镜中小明的像逐渐变小 B. 以穿衣镜为参照物小明总是静止的

C. 穿衣镜中小明的像是虚像 D. 2s后小明走的距离是1m

【答案】C

【解析】AC．平面镜所成的像是与物体等大的虚像，小明以1m/s的速度匀速靠近穿衣镜，穿衣镜中小明的像不变，成的像是虚像，故A错误，C正确；

B．以穿衣镜为参照物，小明相对于穿衣镜的位置发生改变，小明是运动的，故B错误；

D．2s后小明走的距离：s=vt=1m/s×2s=2m。故D错误。故选C。

6.（2020 长春市）小致站在平面镜前0.5m处，镜中的像到平面镜的距离为______m；他远离平面镜时，镜中像的大小______。

【答案】    (1). 0.5 ；   (2). 不变。

【解析】[1][2]小致站在距离平面镜0.5m处，根据像和物到平面镜距离相等，所以他的像到镜面的距离也是0.5m。当他远离平面镜时，根据像和物大小相等，所以他的像大小不变。

7.（2020 江苏扬州市）唐代高骈的诗句“绿树浓阴夏日长，楼台倒影入池塘。”中蕴含着一些物理知识：看到“绿树”是树叶　   　（填“反射”、“折射”或“吸收”）绿光；“倒影”是正立、　   　（填“放大”、“缩小”或“等大”）的　   　像。

【答案】反射；等大；虚。

【解析】（1）不透明物体只能反射与其颜色相同的色光，吸收与其颜色不同的色光。因此，我们看到树叶之所以呈现绿色，是因为它们反射绿光的缘故；

（2）楼台倒影是平面镜成像现象，是光的反射形成的，倒影是正立、等大的虚像。

8.（2020湖北鄂州）小明站在竖直的平面镜前1.5m处时，他与镜中像的距离是______m。若小明身高170cm，当他以0.1m/s的速度缓慢向平面镜走近时，他在镜中像的高度将______（选填“大于”“小于”或“等于”）170cm，所成的像是______（选填“虚”或“实”）像。

【答案】    (1). 3.0m ；   (2). 等于    (3). 虚像

【解析】[1][2][3]根据平面镜所成的像是正立、等大、对称的虚像；所以小明站在竖直的平面镜前1.5m处时，他与镜中像的距离是3.0m，小明身高170cm，不管他怎么运动，他在镜中所成的像与他等大，像的高度也为170cm，平面镜所成的像是虚像。

9.（2020黔南州）小丽站在平面镜前1.5 m处观察自己在镜中的像，镜中的像是______（选填 “虚像”或“实像”），像到平面镜的距离是_____m， 她向平面镜靠近的过程中，像的大小______（选填“变大”“变小”“不变”）。

【答案】    (1). 虚像    (2). 1.5  ；  (3). 不变。

【解析】[1]平面镜成像的本质是光的反射形成的虚像。

[2]由平面镜成像特点可知物与像到平面镜的距离相等，因此像到平面镜的距离是1.5m。

[3]由平面镜成像特点可知物与像大小相等，她向平面镜靠近的过程中，像的大小不变。

10.（2020 广东省）疫情期间，医护人员通过平面镜检视防护服的穿戴情况。医护人员在平面镜中的像是______（选填“实像”或“虚像”）；当医护人员走近平面镜时，人与像之间的距离______，像的大小______（后两空选填“变大”“变小”或“不变”）。

【答案】    (1). 虚像    (2). 变小    (3). 不变

【解析】[1]根据平面镜成像的特点知，平面镜成像正立、等大的虚像。

[2][3]当医护人员走近平面镜时，人到平面镜的距离变小，像到平面镜的距离变小，故人与像之间的距离变小；像的大小不变。

11.（2020 江苏宿迁市）作出图中物体AB在平面镜中的像A′B′。

【答案】

【解析】①作A点关于镜面的对称点A′；（做对称点留下的作图痕迹是对应点的虚线连线和垂直符号）

②作B点关于镜面的对称点B′；

③用虚线连接A′B′，A′B′就是AB在平面镜中的像。如图所示：

12.（2020 长沙市）如图甲是小英同学探究平面镜成像特点的实验装置图：

（1）为了观察到蜡烛清晰的，该实验应在亮度较　   　的环境中进行；

（2）小英在坐标纸上的实验记录如图乙所示，经过分析可知：蜡烛的像到平面镜的距离　   　蜡烛到平面镜的距离。

【答案】（1）黑暗；（2）等于。

【解析】（1）点燃蜡烛，烛焰在明亮的环境中，烛焰和明亮环境对比度较小，成像不太清晰；烛焰在黑暗环境中，烛焰和黑暗环境的对比度大，成像更清晰。

（2）通过观察实验现象可知，像和物到玻璃板的距离相等，小英在坐标纸上的实验记录如图乙所示，经过分析可知：蜡烛的像到平面镜的距离等于蜡烛到平面镜的距离。

【课后反思】本节课学习中，你有哪些收获，还有哪些不足，有什么体会。