平面镜成像原理
一、课题导入
美丽的倒影
远古的时候并没有镜子，谁要看自己的模样，只好到河边，当水面平静时就能看到自己的样子为了照一下自己的脸，需要跑到水边才行，这可不是件方便的事。而且这种“镜子”，微风一吹，表面泛起波纹，就看不清楚了。后来，在三四千年前，我们的祖先开始使用打磨平的青铜镜。随着文明的发展，人们又制造出玻璃镜子，给我们带来了无穷的便利。平静的水面、光滑的铜面、玻璃镜面等都可以看成平面镜(plane mirror)，通过平面镜观察到的是物体的像( Image)静的湖面就像一面镜子，倒映出岸上的事物，组成了一幅幅美丽的画卷。平面镜成像时遵循什么规律呢 所成的像与物体之间有什么关系呢
二、重、难点解剖
重点：探究平面镜成像原理、利用平面镜成像原理作图及计算
难点：平面镜成像原理应用
三、知识精讲
一、平面镜成像
当你照镜子的时候可以再镜子里看到另一个“你”，镜子里的这个“人”就是你的像。在平静的水面，国家大剧院和它的倒影相映成趣，宛如一个巨大的蛋壳。这个倒影实际上就是大剧院在水中的像。
1、平面镜成像实验：
（1）实验原理：平面镜成像是由光的反射造成的。
（2）实验器材：玻璃板、光具座、刻度尺、铅笔、两只完全相同的模拟蜡烛、光屏。
（3）实验步骤 ：利用如图所示的实验装置进行试验：
①在桌面上铺上一张大纸，纸上竖立一块玻璃板，作为平面镜。
②在纸上记下平面镜的位置。
③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，竖立着在玻璃板后面移动，直到看上去它跟前面那支蜡烛的像完全重合。这个位置就是前面蜡烛的像的位置。在纸上记下这两个位置。
④移动点燃的蜡烛到不同的位置，重复第③步。
⑤用刻度尺把每次实验中蜡烛和它的像的位置连起来，用刻度尺测出他们到平面镜的距离，记录数据。
⑥熄灭蜡烛，整理实验器材，结束实验
（4）常考问题： ①玻璃板替代平面镜的目的：
②用薄的玻璃的目的：
③选两只相同的蜡烛的目的：
④刻度尺作用：
⑤白纸板作用：
⑥反复做三次目的：
⑦玻璃板必须竖直放置，不能倾斜：
平面镜成像的特点：
① 像和物体到镜面的距离相等。
② 像与物体的大小相等。
③ 平面镜成正立、等大的虚像。
④ 像和物的连线与镜面垂直。
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。
2、平面镜成虚像
在图中，光源S向四处发光，一些光经平面镜反射后进入了人的眼睛，引起视觉。由于有光沿直线传播的经验，人会感觉这些光好像是从进入人眼光线的反向延长线的交点S，处发出的。S，就是S在平面镜中的像。
由于平面镜后并不存在光源S，，进入眼睛的光并非真正来自S，，所以把S，叫做虚像。
3、实像和虚像：
① 实像：实际光线会聚点所成的像
② 虚像：反射光线反向延长线的会聚点所成的像
二、平面镜成像作图
平面镜成像作图两种方法：
① 根据反射定律作图的步骤图1：
a. 从点光源S引出两条光线，射到平面镜上。
b. 作两条入射光线的法线。
c. 根据反射定律，反射角等于入射角，作反射光线，将反射光线反向延长，反射光线的反向延长线的交点即为点光源S的像点S＇。
② 根据平面镜成像特点作图的步骤图2：
a. 过S点作平面镜的垂线（像与物的连线跟镜面垂直）。
b. 截取S＇点，让S＇点到镜面的距离等于S点到镜面的距离（像与物到镜面的距离相等）。
c. 画出像点S＇（像与大小相等）。
重点提示：作图时，光线要标明传播方向，光线和界面用实线表示，法线和反向延长线要用虚线表示。
三、平面镜成像的应用
平面镜的使用历史悠久，古代人们就用磨光的镜子。现代生活中我们都离不开镜子。
平面镜在各行各业中都有广泛的应用。医生用来检查牙齿的小镜就是平面镜，早期军事上的潜望镜主要是由两块平面镜组成的。
如果把许多平面镜按照一定的规律排列起来，就可以把太阳光反射后聚集到同一个位置，从而利用太阳能来发电。这就是塔式太阳能电站的原理。
1、成像
照镜子 用口镜检查牙齿 后视镜 平面镜扩大视野
2、改变光路（光的传播方向）
平面镜反射照亮环境 潜望镜窥探敌情 幻灯机上的反光镜
四、凸面镜和凹面镜
1、凸面镜也叫广角镜、反光镜、转弯镜。对光线有发散作用主要用于各种弯道、路口。可以扩大司机视野，及早发现弯道对面车辆，以减少交通事故的发生，也用于超市防盗，监视死角。
道路转弯处的凸面镜 室内监视死角的凸面镜
2、凹面镜，即凹面的抛物面镜。对光线有会聚作用；平行光照于其上时，通过其反射而聚在镜面前的焦点上，反射面为凹面，焦点在镜前，当光源在焦点上，所发出的光反射后形成平行光束，也叫凹镜，会聚镜。
太阳灶 奥运会圣火采集
例题分析
类型一 平面镜成像原理
例1、下列各种光现象中与平面镜成像原理相同的是（ ）
A、林间笔直的光柱 B、变方的太阳 C、手影的形成 D、玻璃墙的光污染
例2、一只小鸟在平面玻璃幕墙前飞来飞去，欣赏它自己在幕墙中轻盈的“身影”。以下描述正确的是 （ ）
A、“身影”始终和小鸟一样大
B、“身影”到幕墙的距离大于小鸟到幕墙的距离
C、小鸟远离幕墙过程中，“身影”逐渐变小
D、小鸟靠近幕墙过程中，“身影”远离幕墙
练2-1、物体高1.8m，平面镜高0.6m，物体到平面镜的距离为2m。关于物体、像、镜的说法，正确的是 （ ）
A、像与平面镜的高相同，为0.6m
B、物体通过该平面镜所成的像可以用光屏承接
C、像与物体的高相同，为1.8m
D、物体与像的距离为2m
例3、小华同学在做“探究平面镜成像特点”的实验时，将玻璃板竖直放在水平桌面上，再取两段完全 相同的蜡烛A和B，在玻璃板前放置点燃的蜡烛A，然后在玻璃板后放置未点燃的蜡烛B，并移动蜡 烛B直到和蜡烛A的像完全重合，如图所示。在此实验中：
（1）在移动蜡烛B时，眼睛应在玻璃板放有蜡烛A的一侧，观察到蜡烛B与蜡烛A的像完全重合，这说明了： __________________________________________；
（2）在实验的过程中，小华仔细观察，发现蜡烛A的像有重影，产生这一现象的原因是 ________________________； 若蜡烛A远离玻璃板，则它的像的大小________（选填“变大”“变小”或“不变”）；
（3）当蜡烛B和蜡烛A的像完全重合后，移去蜡烛B，取一个光屏放在蜡烛B所在的位置，发现光屏上没有蜡烛A的像，这说明了平面镜所成的像是____（选填“实”或“虚”）像。
例3图 练3-1图
练3-1、在探究“平面镜成像特点”的实验中：
选择玻璃板代替平面镜进行实验的原因是____________________。
在竖直的玻璃板前点燃蜡烛A，蜡烛B在玻璃板后面移动，人眼一直在玻璃板______（选 填 “前”或“后”）观察，直至蜡烛B与蜡烛A的像完全重合。在比较像与物的大小关系时， 蜡烛B替代的是__________（选填“蜡烛A”或“蜡烛A的像”）。
实验时，将蜡烛A逐渐靠近玻璃板时，它的像的大小________（选填“变大”“变小”或 “不变”）。
移去蜡烛B，在其原来位置上放置一块光屏，光屏上________（选填“能”或“不能”） 呈现蜡烛的像。
类型二 平面镜成像作图
例4、根据要求作图：
（1）如图是光源S经平面镜反射的两条光线，请画图确定光源位置，并完成光路图；
（2）根据平面镜成像的特点，请在图中作出ΔABC在平面镜中的像。
例5、人们常用“镜花水月”比喻虚幻的景象。关于镜中的“花”，下列说法正确的是（ ）A、镜中“花”比镜外的花小
B、镜中“花”是镜外花在镜中成的虚像
C、镜中“花”属于光的直线传播
D、镜外花远离镜时，镜中“花”变小
练5-1、如图所示，小丑在镜中的像应是（ ）
练5-2、从平面镜里看到背后墙上挂钟的指针位置如图所示，此时准确的时间应该是（ ）
A、1点20分 B、10点20分
C、10点40分 D、11点20分
类型三 平面镜成像应用与计算
例6、检查视力时，人眼与视力表的距离应为5m，可是检查视力的房间东西墙壁之间最大的距离为 3.5m。眼科医生把视力表挂在东墙上，在西墙上挂一面大平面镜，此时被检查者应面向西坐在平 面镜前合理的位置是（ ）
A、距镜面3m B、距镜面2m C、距镜面1.5m D、距镜面1m
练6-1、“小荷才露尖尖角，早有蜻蜓立上头”，现有一只蜻蜓立于距水面0.6m处的荷尖上。池中水深 2m，则蜻蜓在水中的像距水面（ ）
A、2m B、1.4m C、0.6m D、2.6m
例7、2017年10月10日，中国科学院国家天文台宣布，被誉为“中国天眼”的射电望远镜（FAST）经 过一年紧张调试，已确认了多颗新发现脉冲星。下列对“中国天眼”的相关物理知识的描述，正确的是（ ）
A、“中国天眼”相当于一个巨大的凹面镜，对光线有发散作用
B、“中国天眼”相当于一个巨大的凹面镜，对光线有会聚作用
C、“中国天眼”的作用相当于汽车的后视镜
D、“中国天眼”的作用相当于马路拐弯处的镜子
练7-1、关于各种镜子的使用中，下列说法中正确的是（ ）
A、汽车的后视镜是凹面镜
B、太阳灶使用的镜子是凸面镜
C、市区马路拐弯处设置的镜子是凸面镜
D、牙科医生观察口腔中的牙齿时，使用的小镜子是凹面镜
精选精炼
1、小刚每天上学之前都要对着平面镜检查自己的仪容，当他向平面镜走近时（ ）
A、像变大，像到镜面的距离变小
B、像变大，像到镜面的距离变大
C、像不变，像到镜面的距离不变
D、像不变，像到镜面的距离变小
2、如图所示，将平面镜和铅笔竖直放置在水平桌面上，下列说法正确的是（ ）
A、铅笔水平向右移动时，它的像将变小
B、平面镜竖直向上移动时，铅笔的像也将向上移动
C、若改用一块较小的平面镜，铅笔像的大小不改变
D、若铅笔任意旋转一个角度，铅笔与它的像始终平行
3、下列图中，正确的平面镜成像图是（ ）
4、下列有关光的现象中，正确的说法是（ ）
A、阳光下，微风吹拂的河面，波光粼粼，这里蕴含着光的反射现象
B、汽车在夜间行驶时，应打开驾驶室里的电灯
C、台灯在台面上，铺在台面上的玻璃“发出”刺眼的亮光，对于以右手写字的人来说，最简单、效果最好的方法是把台灯移到右臂外侧
D、在暗室里，为了能从镜子中看清自己的脸部，应把手电筒正对镜子照射
5、舞蹈演员站在平面镜前训练，下列说法正确的是（ ）
A、演员在平面镜中成实像
B、演员远离平面镜时，在平面镜中所成的像变小
C、演员面镜时，像远离平面镜
D、演员以0.5m/s的速度运动时，像也以0.5m/s的速度运动
6、小丽站在竖直放置的平面镜前，镜中有她的像。当她向着远离平面镜的方向移动1.5m时，她在平面镜中的像（ ）
A、比原来小；到平面镜的距离增加1.5m
B、大小不变；到小丽的距离变为3m
C、大小不变；到平面镜的距离减小1.5m
D、大小不变；到小丽的距离增加3m
7、下面乙图中的四个图像，其中一个是甲图物理课本在竖直放置的平面镜中的像，你认为应该是 （ ）
A B C D
