文档内容
4.3 平面镜成像 （导学案）
【学习目标】
1. 能描述平面镜成像的特点。
2. 通过实验，探究并了解平面镜成像的特点。
3. 能通过对平面镜、球面镜的应用的了解，领略物理现象的美妙与和谐，获得“发现”的喜悦，感受
科学技术对人类生活的影响。
【学习重点】
1. 平面镜成像特点。
2. 实验——探究平面镜成像的特点。
【学习难点】平面镜成虚像的原因。
【自主预习】阅读教材第96页第3节《平面镜成像》，并完成以下内容：
1. 平面镜成像的原理是：光的反射定律。
2. 平面镜成像的特点：平面镜所成的像为正立的虚像（填“虚”或“实”）像，像的大小与物体的大
小相等，像和物体到平面镜的距离相等，像和物的连线与镜面垂直。利用数学对称知识，平面镜成像的规
律也可以表述为：平面镜所成的像为正立的虚像，像与物体关于镜面对称。
3. 球面镜分为凹面镜和凸面镜。凸面镜使平行光束发散，汽车的后视镜和街头路口的反光镜等都是凸
面镜，能起到扩大视野的作用。凹面镜使平行光束会聚，汽车前灯的反光装置、太阳灶等都是凹面镜。
【合作探究】
探究一、平面镜成像的特点
1. 探究平面镜成像的特点
【提出问题】
当你站在平面镜前，就会看到平面镜里有一个一模一样的“你”，这就是你的像。当你走近平面镜，
它也向你走来；当你远离平面镜，它也随之远去；当你举起左手，它却举起了右手。平面镜所成的像与物
体之间存在着什么样的关系？平面镜成像有何特点?
【实验思路】
探究平面镜成像的特点，关键是要确定像的位置和大小。如何设计这个实验呢?我们可以按如下思路
进行探究。
用一块玻璃板作为平面镜，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
拿一支外形相同但未点燃的蜡烛，在玻璃板后面移动，直到看上去它的位置与像的位置重合。这个位置就
是前面那支蜡烛的像的位置。
确定了像的位置，再比较像跟物体的位置和大小的关系，这样就可以得到平面镜成像的特点了。
【实验过程】
（1）如图所示，在桌面上铺一张纸，纸上竖立一块玻璃板。沿着玻璃板在纸上画一条直线，代表平
面镜的位置。将点燃的蜡烛放置在玻璃板前，通过移动未点燃的蜡烛，找到点燃蜡烛的像的位置，在纸上
标记蜡烛和像的位置。测量蜡烛和像到平面镜的距离，记录在下表中。（2）移动点燃的蜡烛，多做几次实验。实验时注意观察点燃蜡烛的像的大小是否随蜡烛位置的改变
而变化。
（3）换用长度不同的蜡烛，再做几次实验。实验时注意观察蜡烛像的大小和蜡烛的大小是否相同。
实验数据记录表格：
蜡烛到平面镜 像到平面镜
次数
的距离/cm 的距离/cm
1 30° 30°
2 45° 45°
3 35° 35°
【分析论证】
① 与 是完全相同的两根蜡烛，直到从玻璃板前面看到蜡烛 好像在点燃着一样，即B与A的像完
全重合。分析像与物的大小关系，归纳结论：
A B B
平面镜所成像的大小与物体的大小相等。
②用铅笔在白纸上画出平面镜以及蜡烛 和蜡烛 的位置，用刻度尺画直线把两支蜡烛的位置连接起
来，量出两支蜡烛到玻璃板的距离。发现像和物体到平面镜的距离相等。
A B
③用量角器测量物与像的连线与镜面之间的夹角，发现像与物的连线与镜面垂直。
④移去镜后的蜡烛，在此位置放一张白卡片，发现白卡片上没有像，表明该像是虚像。
综合以上分析，归纳出实验结论：
平面镜成像的特点：平面镜所成的像为正立的虚像，其大小与物体的大小相等，像和物体到平面镜的
距离相等，像和物体的连线与镜面垂直。
根据数学对称知识，平面镜成像的规律也可表述为：
平面镜所成的像为正立的虚像，像与物体关于镜面对称。
【交流与评估】
①在实验时，无论怎样在桌面上移动后面的蜡烛，都无法与前面蜡烛的像完全重合，可能的原因有哪
些？
②在实验的过程中，发现玻璃板后面出现了两个像，原因可能是什么？
③为什么准备两支完全一样的蜡烛？
④为什么用透明薄玻璃板而不用平面镜？【归纳】
①玻璃板与水平桌面没有垂直放置。
②因为玻璃板有一定的厚度，有两个反射面都能成像。
③准备两支完全一样的蜡烛是为了比较像和物的大小关系，这是一种研究方法—等效替代法。
④用平面镜不能确定像的位置，而用玻璃板既可以成像，又可以确定像的位置。
2. 根据平面镜成像特点作图（对称法）
（1）作图方法：如图所示，过S点作平面镜的垂线，交平面镜于O点；在另一侧截取S′O=OS，S′即
为S的像。
（2）利用平面镜作图的注意事项
①作图时要用刻度尺、铅笔、圆规。
②注意线段的虚实：入射、反射光线用实线；虚像、法线、像与物的连线以及辅助线都用虚线；实物
和虚像都要标上箭头或字母。
【例题1】根据平面镜成像的特点，在图中画出物体AB在平面镜中所成的像A´B´。
【答案】见右图。
【解析】根据平面镜成像特点，像和物关于平面镜对称，分别作物体AB的端点关于平面镜的对称点A
´、B´，用虚线连接A´B´即为AB在平面镜中的像。
【例题2】在“探究平面镜成像的特点”实验时，所用的实验器材有带底座的玻璃板、光屏、刻度尺、
两支外形相同的蜡烛A和B。
（1）选用玻璃板代替平面镜，主要目的是____________；
（2）在竖立的玻璃板前点燃蜡烛A，拿未点燃的蜡烛B竖立在玻璃板后面移动，直至蜡烛B与蜡烛
A的像完全重合，说明像与物的大小______；
（3）移去蜡烛B，在其原来位置上放置一块光屏，发现光屏上无法呈现蜡烛的像，这说明平面镜成______像；
（4）为了让右侧的同学也能够看清蜡烛的像，只将玻璃板向右平移，则蜡烛像的位置_____（选填
“向右移动”、“向左移动”或“不变”）。
【答案】（1）便于确定像的位置；（2）相等；（3）虚；（4）不变。
【解析】（1）选用玻璃板代替平面镜，是因为玻璃板透明，不但可以成像，还能看到蜡烛B，便于确
定像的位置。
（2）蜡烛B与蜡烛A大小相等，移动蜡烛B，能与蜡烛A的像完全重合，说明平面镜所成的像和物
大小相等。
（3）平面镜成的是虚像，是由于光的反射形成的，不能用光屏承接。
（4）平面镜所成的像和物关于平面镜对称。蜡烛不动，只将玻璃板向右平移，对称轴不变，则蜡烛
的像位置不变。
探究二、平面镜成虚像
1. 平面镜成虚像
【想一想】在上面的实验中，平面镜后面并没有点燃的蜡烛，但是，我们却看到平面镜后面好像有烛
焰。这是为什么？
【做一做】在上述实验中，在玻璃板的后面像的位置B处放一张白纸时，观察（可在C处）白纸上面
有没有烛焰的像？
发现白纸上面没有烛焰的像。
【思考】我们能看见物体，是因为有光射入眼睛，我们也能看到物体在平面镜里的成像，成像的光是
从哪里来的呢？我们通过作图来分析，平面镜的像是怎么形成的？
（1）画图分析
①在黑板上画出平面镜，前面放置一个发光点S，S发出的光会射到平面镜上并被反射。
②画出一条入射光线，并画出它的反射光线，再画出另一条入射光线，并画出它的反射光线。
③想一想：这两条反射光线的传播方向能否相交？如果人的眼睛正处于这两条光线传播的路径上，会
觉得这两条光线是从哪里发出的？
进行分析，归纳得出虚像的概念。
①这两条反射光线不能相交（选填“能”或“不能”）。②当眼睛处于反射光线的路径上时，根据光线直进的经验，眼睛会觉得反射光线好像是从它们的反向
延长线在镜后的交点S′发出的。
③S′是S发出的光线经平面镜反射后，反射光线的反向延长线的交点。平面镜后面实际上并没有这个
发出光线的点，进入眼睛的光并非真正来自S′，所以把S′叫作虚像。
④物体上的每个点在镜子里都有一个像点，所有的像点就组成整个物体的虚像。虚像不是实际光线会
聚而成的。
（2）虚像：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，称为
为虚像。
2. 实像与虚像
（1）实像：实像由实际光线会聚而成的，能用光屏承接（选填“能”或“不能”），人眼可以直接
看到。
（2）虚像：由实际光线的 反向 延长 线会聚而成，不能用光屏承接（选填“能”或“不能”），人眼
通过光学器件才能看到。
【例题3】如图所示为“探究平面镜成像特点”的实验装置。下列说法中正确的是（ ）
A．将蜡烛A远离玻璃板，像会变小
B．决定平面镜成像大小的因素是镜子的大小
C．平面镜所成的像是实像，能用光屏接收到
D．平面镜所成的像是虚像，不能用光屏接收到，但能用眼睛直接观察
【答案】D.
【解析】A．平面镜成的像，像和物体大小相等，将蜡烛A远离玻璃板，像的大小不变，故A错误；
B．决定平面镜成像大小的因素是物体的大小，与镜子的大小无关，故B错误；
CD．平面镜所成的像是是由反射光线的反向延长线会聚而成的，是虚像，不能用光屏接收到，但能用
眼睛直接观察，眼睛逆着平面镜反射的光线看过去，就看到了虚像，故C错误，D正确。故选D。
探究三、平面镜的应用
1. 利用平面镜成像
【想一想】在生活中，有哪些应用平面镜成像的事例？
【小结】平面镜的使用历史悠久，古代人们用磨光的铜面作为镜子。现代生活中，我们都离不开镜子。舞蹈室里用来矫正动作的是平面镜；医生用来检查牙齿的小镜也是平面镜。
2. 利用平面镜改变光的传播路径
例如，潜望镜是指从海面下伸出海面，用以窥探海面上活动的装置。其构造与普通地上望远镜相同，
但另加两个平面镜使物光经两次反射而折向眼中。
潜望镜常用于潜水艇、坦克内用以观察敌情。
潜望镜 用平面镜来扩大视觉空间
3. 利用平面镜来扩大视觉空间
如客厅墙上装平面镜，能让我们的视觉空间是实际空间的两倍；在狭小的房间进行视力检查时，我们
可以看视力表在平面镜中的像，在商场里，装有平面镜可以增加顾客视觉上商品的数量。如图所示。
4. 凸面镜和凹面镜
【阅读】课本第99页“凸面镜和凹面镜”，思考问题：
（1）凸面镜有什么特点？在生活、生产中有哪些应用？
（2）凹面镜有什么特点？在生活、生产中有哪些应用？
【小结】
生活中常见到凸面镜和凹面镜。不锈钢勺子的里、外两个表面就相当于凹面镜和凸面镜。
（1）凸面镜的特点及应用
凸面镜的表面是凸起的，当光线射到凸面镜后，反射光线要向外发散开来，对光线有发散的作用。汽
车的后视镜和街头路口的反光镜都是凸面镜，凸面镜能起到扩大视野的作用。
凸面镜对光发散 凹面镜对光会聚
（2）凹面镜的特点及应用
凹面镜的表面是凹进去的，能够会聚光线。当平行光线射到凹面镜后，光会聚于一点（叫焦点）。凹
面镜对光线有会聚作用。汽车前灯的反光装置、利用凹面制成的太阳灶都利用了凹面镜的特点。
【例题4】2022年第24届冬奥会在北京召开。如甲图所示是奥运会圣火采集装置，它是利用____（选填“凹”“凸”或“平”）面镜对光具有____作用制成的；乙图所示，在道路的急拐弯处都装上了____
（选填“凹”“凸”或“平”）面镜，以减少事故的发生。
【答案】凹，会聚，凸。
【解析】奥运会圣火采集装置为凹面镜，它是利用凹面镜对光具有会聚作用制成的；太阳光照射到凹
面镜后会聚于一点，此点温度较高能点燃火炬。
在道路的急拐弯处都装上了凸面镜，凸面镜对光线有发散作用，可以扩大视野，以减少事故的发生。
【精讲点拨】
1. 探究平面镜成像特点时，还需注意：
①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。
③玻璃板宜选用薄一些的。因为玻璃板太厚，玻璃板前、后表面各会形成一个像（即重影），不易确
定像的位置。
2. 研究像与物的大小关系时，采用的是“等效替代法”，即找一个跟镜前物体完全相同的物体“替身
物体”，通过比较替代物和物体的大小关系来确定像与物的大小关系。
3. 利用数学课中对称的知识，平面镜成像的规律也可以表述为：平面镜所成的像与物体关于镜面对称。
在作图题中，运用对称法简单、准确。
【归纳整理】
【课堂练习】
1. 一只小猫在平面镜前欣赏自己的全身像，如图示，此时它所看到的全身像应是图中的哪一个？（
）A B C D
【答案】C.
【解析】根据“平面镜所成的像与物体关于镜面对称”进行判断：此时它所看到的全身像应是图C。
所以选C。
2．一只小鸟在离湖面5m的上空飞行，若湖深为3m，则小鸟在湖里所成的像与它的距离是_____m，
它在湖里所成的像是_____像（填“虚”或“实”）。
【答案】10，虚。
【解析】水面相当于平面镜，当小鸟距水面5m时，根据平面镜成像特点，它的像与湖面的距离是
5m，所成的像与它的距离是10m，与水的深度无关。
根据平面镜成像特点可知所成的像是虚像。
3. 汽车已进入普通家庭，小明通过对汽车的观察发现：汽车的后视镜（如图）是_____（选填“平面”
“凹面”或“凸面”）镜，对光线_____（选填“会聚”或“发散”）有作用，小明从汽车的后视镜里看见
驾驶员的眼睛，此时驾驶员通过车内后视镜_____（选填“一定”“不一定”或“一定不”）能看见小明的
眼睛。
【答案】凸，发散，一定。
【解析】凸面镜对光有发散作用，凹面镜对光有会聚作用，汽车的后视镜是凸面镜，凸面镜对光线有
发散作用，小明从汽车的后视镜里看见驾驶员的眼睛，此时驾驶员通过车内后视镜一定能看见小明的眼睛，
因为在反射中，光路是可逆的。
4．利用如图示的装置，探究平面镜成像的特点，下列说法错误的是（ ）A．用玻璃板代替平面镜、成像更清晰
B．使用相同的蜡烛A、B，目的是比较像与物的大小
C．将蜡烛A远离玻璃板，它所成的像的大小不变
D．将光屏放到像的位置，光屏上不能承接到像
【答案】A。
【解析】A．用透明的玻璃板代替平面镜，在蜡烛A一侧能看到蜡烛A的像，同时还能看到蜡烛B，
便于确定像的位置；但由于光的折射，会减少进眼睛的反射光，看到的像清晰度会比用平面镜时差。故A
错误，符合题意；
B．选择大小相同的蜡烛A、B，是为了比较像与物的大小关系，B正确，不符题意；
C．平面镜成的像和物体大小相等，因此若蜡烛A远离玻璃板，则蜡烛A的像大小不变，故C正确，
不符合题意；
D．物体在平面镜中成虚像，将光屏放到像的位置，光屏上不能承接到像，故D正确，不符题意。故
选A。
5．如图所示，请画出B点的人眼通过水而看到A点蜻蜓的像的光路图。
【答案】见右图.
【详解】根据平面镜成像原理，像与物体关于平面镜对称，作出蜻蜓A关于水面的对称点A，即为蜻
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蜓的像位置。连接AB，与水面交于点O，连接AO即为入射光线，连接OB为反射光线，如图所示。
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6 . 在探究平面镜成像特点的实验中：
（1）如图甲所示的3支蜡烛，应该选择______（填序号）两支蜡烛开展实验；
（2）将选好的一支蜡烛点燃放在玻璃板前，另一支________（选填“点燃”或“不点燃”）放在玻
璃板后，移动玻璃板后的蜡烛至某一位置时，发现它与点燃的蜡烛的像完全重合，如图乙所示，说明平面
镜所成的像与物体大小________，并记录两支蜡烛的位置；
（3）为了得到普遍规律，接下来的操作是_______________，进而探究像与物体到平面镜的距离关系.
【答案】（1）①②；（2）不点燃；（3）相等；（4）改变蜡烛位置多次实验.
【详解】（1）为了探究平面镜所成的像与物的大小关系，实验时需要两只完全相同的蜡烛，故选①②两支蜡烛。
（2）为了探究平面镜所成的像与物的大小关系，将选好的一支蜡烛点燃放在玻璃板前，另一支不点
燃放在玻璃板后，移动玻璃板后的蜡烛至某一位置时，多方位观察，发现它与点燃的蜡烛的像完全重合，
如图乙所示，说明平面镜所成的像与物体大小相等，并记录两支蜡烛的位置。
（3）为了得到普遍规律，接下来的操作是要保持玻璃板位置不变，改变蜡烛的位置，多次实验，得
到的实验结论具有普遍性，避免偶然性。进而探究像与物体到平面镜的距离关。
【课后反思】
本节课学习中，你有哪些收获，还有哪些问题？
