3.2 探究：平面镜成像的特点 教学设计 2026-2027学年沪科版八年级全一册物理

该初中物理教学设计聚焦“探究：平面镜成像的特点”核心知识点，以平静湖面“桥”的倒影为情境导入，引出像与物的关系，通过实验探究连接生活现象与物理规律，搭建学习支架。 资料亮点在于以学生分组实验为核心，运用等效替代法（如玻璃板替代平面镜、相同蜡烛比较像与物大小），结合实验视频辅助，培养科学探究与科学思维。融入古代铜镜应用渗透科学态度，例题选用中考题提升应用能力，帮助学生构建物理观念，助力教师高效教学。

沪科版八年级物理（2024） 第三章 声的世界 第二节 探究：平面镜成像的特点 （教学设计） 【课题】第二节 探究：平面镜成像的特点 【学习目标】 1.能完成“探究平面镜成像的特点”的实验，有安全意识，能完成实验报告。 2.知道平面镜成像的特点，能运用这些特点解释生活中的相关现象。 3. 能区别实像与虚像。 4.能主动关心我国古代对平面镜成像特点的应用。 【学习重点】 1.能完成“探究平面镜成像的特点”的实验。 2.知道平面镜成像的特点，能运用这些特点解释生活中的相关现象。 【学习难点】 区别实像和虚像。 【教学器材】 两支完全相同的蜡烛、玻璃板、玻璃板支架、A4纸、光屏、刻度尺及火柴（或打火机）。（学生分组实验用，每组一套）。 【新课导入】 平静的湖面类似平面镜，水中的“桥”就是湖湖面上桥的像。 那么，平面镜成像时，像与物有什么关系？ 【板书课题】 第二节 探究：平面镜成像的特点 一 平面镜成像的特点 1.实验：探究平面镜成像的特点 实验目的 （1） 探究平面镜成像的特点。 （2） 体会什么是虚像。 两支相同的蜡烛、玻璃板、玻璃板支架、纸、光屏、刻度尺及火柴。 实验设计 按照图示放置器材并进行实验，探究像的虚实、大小、正倒及像与物的位置关系。 【播放实验视频】探究平面镜成像的特点 【学生分组实验】探究平面镜成像的特点 实验步骤 （1） 将纸平铺在水平桌面上，玻璃板垂直架在纸上，在玻璃板的一侧立一支点燃的蜡烛，透过玻璃板观察另一侧蜡烛的像。 （2） 再把光屏放到像的位置，直接（不透过玻璃板）观察光屏上有无蜡烛的像。 现象：光屏上没有蜡烛的像。 蜡烛的像只能透过玻璃板用眼睛观察到，不能呈现在光屏上。这样的像称为虚像。能在光屏上呈现的像称为实像。 注意：由实际光线会聚形成的像叫做实像，如小孔成的像。由实际光线的反向延长线会聚形成的像叫做虚像，如平面镜成的像。实像能在光屏上呈现，虚像则不能。 （3）把另一支形状相同且未点燃的蜡烛放到像的位置并与像重合（未点燃的蜡烛看起来也有了烛焰），由此比较点燃蜡烛的像的大小、正倒与蜡烛本身是否一致。 现象：点燃蜡烛的像相当于点燃的蜡烛是正立的；点燃蜡烛的像和点燃的蜡烛大小相等。 （4）在纸上描出蜡烛、玻璃板和蜡烛的像的位置，并用直线连接蜡烛和蜡烛的像所在的位置，量出直线与玻璃板的夹角，用刻度尺分别量出蜡烛和像到玻璃板的距离。 现象：蜡烛和蜡烛像的连线与玻璃板的夹角为900，蜡烛和像到玻璃板的距离相等。 （5）改变点燃的蜡烛的位置，重复实验。 【实验数据记录】 实验 序号 物到镜的距离 （物距）/cm 像到镜的距离（像距）/cm 像与物的 大小关系 像与物的连线 与镜面的位置关系 第1次 4.60 4.30 相等 互相垂直 第2次 6.60 6.80 相等 互相垂直 第3次 9.20 9.20 相等 互相垂直 收集实验现象、实验数据，分析归纳得出实验结论 实验结论 大量实验表明，平面镜成像有以下特点： 物体通过平面镜所成的像是正立的虚像； 像与物体的大小相同； 像到平面镜的距离与物体到平面镜的距离相等。 像与物体的连线与平面镜垂直。 即像与物体关于平面镜对称。 注意：平面镜所成物体的像与物体左右相反。 反思交流 （1）实验器材的选择 ①实验应选用较薄的玻璃板，否则像与物体到镜面的距离差值较大且会出现两个像。 ②用玻璃板代替平面镜（等效替代法）的原因是：既能反射成像，又能透过玻璃板观察到玻璃板后面的物体，便于确定像的位置。 ③选用两支完全相同的蜡烛（等效替代法）是为了比较像和物体的大小（或得到像和物体的大小关系）。 ④刻度尺的作用是画出像和物体的连线，测量像和物体到平面镜的距离。 ⑤量角器的作用是测量像和物体的连线与玻璃板之间的夹角，得到像和物体的连线与镜面垂直的结论。 ⑥光屏上不能承接到物体的像，说明物体通过平面镜成的是虚像。 （2）实验应在较暗的环境中进行，以减少外界光线对观察物体的像的干扰，使观察的物体的像更清晰。 （3）玻璃板与水平桌面（白纸）垂直放置，确保物体与物体的像完全重合。实验中若玻璃板与水平桌面不垂直，移动玻璃板后面用于确定像位置的物体时，无法与物体的像完全重合。 （4）多次实验测量的目的是为了得到普遍规律（使得到的实验结论具体普遍性）。 2.平面镜成虚像的原理 为什么通过平面镜所成的像是虚像呢？ 从发光点 S 射向平面镜的光，经平面镜反射后进入人眼，引起视觉。 因为人有光沿直线传播的经验，人会感觉到这些光好像是从进入人眼光线的反向延长线交点Sˊ处发出的，Sˊ就是S点在平面镜中的像。 由于平面镜后并不存在光源Sˊ，进入眼睛的光并非真正来自Sˊ，所以把 Sˊ叫做S的虚像。 蜡烛上的其他点与S 点一样，在镜中也有一个像点，无数的像点便组成了蜡烛的像。这就是人眼看到平面镜中物体的像的原理。所以，平面镜成像的原理是光的反射。 平面镜所成物体的像是由反射光线的反向延长线相交形成，是虚像。虚像用眼睛可以观察到，但不能呈现在光屏上。 3.实像和虚像的比较 4.平面镜成像的作图 （1）根据平面镜成像原理（光的反射定律）作图 ①从发光点S任意引两条光线射到平面镜上； ②分别作出两条入射光线的法线； ③根据光的反射定律，分别作两条入射光线的反射光线； ④分别作两条反射光线的反向延长线，它们的交点S'即为发光点S的像点。 （2）根据平面镜成像特点（像与物关于镜面对称，对称法）作图 ①过发光点S点作平面镜的垂线（像与物的连线与镜面垂直）； ②在垂线上截取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）； ③S'即发光点S的像点（像与物大小相等）。 【课堂练习】 【例题1】（2026年黑龙江龙东地区中考题）某实验小组在做平面镜成像实验。 （1）将一块平面镜竖直放置在水平桌面的方格纸上，点燃蜡烛A放在平面镜前A点，发现无法确定像的位置，于是用玻璃板替代平面镜使蜡烛A再次成像。比较两次成像，蜡烛在________（选填“平面镜”或“玻璃板”）中的像更清晰。 （2）拿一只外形相同________（选填“点燃”或“未点燃”）的蜡烛B，放在玻璃板后不断移动，找到点燃蜡烛A的像的位置B点。连接A、B两点如图乙，发现线段AB与镜面互相垂直，且像与物体到平面镜的距离相等。 （3）换用不同高度的蜡烛，改变位置多次实验，其目的是________。 （4）实验中如果不使用方格纸，还需要增加的测量工具是________。 【答案】（1）平面镜 （2）未点燃 （3）寻找普遍规律 （4）刻度尺 【解析】（1）蜡烛通过平镜镜成像时只发生反射，反射光线较强，成的像较亮；用玻璃板成像时，部分光线发生反射，部分光线透过玻璃，反射光线较少，成的像较暗；比较两次成像，蜡烛在平面镜中的像更清晰。 （2）为了比较像和物体的大小，拿一只外形相同未点燃的蜡烛B，放在玻璃板后不断移动，直到蜡烛B与蜡烛A的像完全重合，找到点燃蜡烛A的像的位置B点。 （3）换用不同高度的蜡烛，改变位置多次实验，其目的是寻找普遍规律，避免结论具有偶然性。 （4）实验中如果不使用方格纸，探究像和物体到镜面的距离关系时，还需要增加的测量工具是刻度尺。 【例题2】(2025年新疆中考题）如图所示为探究平面镜成像的特点的实验装置，蜡烛A和B完全相同。点燃的蜡烛A经玻璃板反射所成的像是______（选填“虚”或“实”）像，若要观察此像，观察者的眼睛与蜡烛A应位于玻璃板的______（选填“同”或“异”）侧。在较长的一段时间内，点燃的蜡烛A所成的像的高度__________（选填“保持不变”或“逐渐变小”）。 【答案】虚 同 逐渐变小 【解析】点燃的蜡烛A经玻璃板反射所成的像是反射光线的反向延长线相交而成的，不是实际光线会聚形成的，是点燃的蜡烛A的虚像。 由于平面镜成像是光的反射形成的虚像，蜡烛A和反射光线在玻璃板前；若要观察此像，观察者的眼睛与蜡烛A应位于玻璃板的同侧。 平面镜成像时，像和物体大小相等；实验时，在较长的一段时间内，由于蜡烛A燃烧变短，点燃的蜡烛A所成的像的高度逐渐变小。 【例题3】(2025年四川成都中考题）解锁城市灯火，感受巴蜀风情。今年“五一”假期，成都“锦江花月夜”主题活动中，7米高的巨型花灯“花花”浮在水面上，如图。下列说法正确的是【 】 A. 人们看到水面上的“花花”，是因为光发生了镜面反射 B. 水中的鱼看到水面上的“花花”，是因为光沿直线传播 C. “花花”在水中的倒影，是光的反射形成的虚像 D. “花花”在水中倒影的高度大于7米 【答案】C 【解析】A．人们看到水面上的“花花”，是“花花”发出的光沿直线传播进入人眼， A说法错误； B．水中的鱼看到水面上的“花花”，是光从空气中斜射入水中，光发生了折射，B说法错误； C．“花花”在水中的倒影，是平面镜成像现象，是光的反射形成的“花花”的等大虚像， C说法正确； D．“花花”在水中的倒影，是平面镜反射成像现象，像与物的大小相等，所以倒影的高度等于7米，D说法错误。故选择C. 【例题4】(2026年河南中考题）如图甲，科技节上，人在魔术箱旁,看到箱内邀游在空中的“完整”火箭，其实是半个火箭模型粘在箱内倾斜的平面镜上产生的视觉效果。请在图乙中画出人眼通过平面镜看到火箭模型上A点的像A'的光路图。 【答案】 【解析】人眼通过平面镜看到火箭模型上A点的像A'，射入人眼的反射光线的反向延长线过Aˊ点，即A点和眼睛在一条直线上。 过A点作平面镜的垂线，在垂线上截取A'点，让A'点到镜面的距离等于A点到镜面的距离, A'即A点的像点。作过Aˊ点射入眼睛的反射光线，最后作出对应的入射光线。 二 生活中的平面镜 根据平面镜成像的特点能很好地解释水面上的小桥与其倒影呈现对称美。平面镜成像的特点不仅可用来解释自然现象，还在生产生活中有不少的应用。 1.反射成像 “以铜为镜，可以正衣 冠”，从古至今，平面镜都是人们生活的常用品。古人利用铜的光滑表面制作各式各样的铜 镜，为我们留下了珍贵的铜镜文物。铜镜一般由含锡量较高的青铜铸造，正面磨砺光亮作为镜面，其成像原理与当今背面镀银或铝的玻璃平面镜成像原理一样。 现代生活中各式各样的镜子也普遍利用了平面镜成像的特点。 ①牙科医生将小平面镜放入患者口腔中，利用平面镜能成物体等大的像，方便观察患者牙齿的情况。 ②舞蹈演员利用平面镜能成物体等大的像纠正舞姿。 ③戏曲演员利用平面镜能成物体等大的像勾画脸谱。 ④视力检查利用平面镜，使得在空间有限的条件下也能达到标准检查距离。 ⑤房间用平面镜使空间看起来更宽敞。 2.控制光路(改变光传播的方向） 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。潜望镜镜筒上下拐角处的两块平面镜互相平行，都跟水平方向成45°角，使光经两个平面镜反射进入眼中。潜望镜常用于潜水艇内在海面下观察海面上的情况。 【播放视频】潜望镜 3.平面镜对生活的影响 平面镜有时也会影响人们的生活。 高楼外墙采用玻璃装潢，其镜面反射可能造成光污染。 【课堂练习】 【例题5】(2024年湖南长沙中考题）戏剧是我国的传统艺术瑰宝。戏剧演员对着平面镜画脸谱时，下列说法正确的是【 】 A. 平面镜成像是由于光反射 B. 平面镜成像是由于光的折射 C. 演员靠近平面镜时像变大 D. 平面镜所成的像是实像 【答案】A 【解析】A、B．平面镜成像是光在平面镜上发生反射，其反射光线的反向延长线会聚于一点形成物体的像，所以平面镜成像的原理是光的反射，A说法正确，B说法错误； C．平面镜所成的像与物体大小相等，演员靠近平面镜时，像和物体到平面镜的距离减小，像和物体的距离减小，像的大小不变，C说法错误； 【例题6】(2026年四川凉山州中考题）（节选）检查视力的时候，视力表放在被测者头部的后上方(如图所示)，小华同学在检查视力时只能看清楚最上面一排的符号，此时视力表到平面镜的距离为3m，若小华到镜中视力表像的距离为5m.则小华到平面镜的距离为_______m. 【答案】2 【解析】平面镜反射成像时，像和物体到平面镜的距离相等。图中视力表到平面镜的距离为3m，视力表在平面镜中的像到平面镜的距离也为3m，小华到平面镜的距离为5m-3m=2m. 曲面镜及其应用 生活中有时见到的镜面是弯曲的，如凸面镜和凹面镜，它们统称为曲面镜。曲面镜也是利用光的反射定律成像的。 1.凸面镜及其应用 凸面镜是反射面为球的外表面的球面镜，对光有发散作用。 ①交叉路口、急转弯的弯道处常装有凸面镜，可帮助司机和行人扩大视野，及时了解弯道前方的情况，降低交通风险。 ②汽车的后视镜(反光镜)是凸面镜，凸面镜能起到扩大视野的作用 2.凹面镜及其应用 凹面镜是反射面为球的内表面的球面镜，对光有会聚作用。 ①奥运圣火采集、太阳灶利用凹面镜会聚太阳光。 ② 汽车前灯的反光装置利用凹面制成。 3.哈哈镜 游乐园的“哈哈镜”其实就是凸面镜与凹面镜的组合，当游客靠近时，便会形成各种妙趣横生的人像。 【课堂练习】 【例题7】如图甲所示,当汽车在AB 路段行驶时,由于______________（从光学角度解释）司机看不到BC 路段的情况,为了最大范围地看到BC路段的情况,人们在公路拐弯B 处装上________（填“平面镜”、“凸面镜”或“凹面镜”）,以减少事故的发生。太阳灶制成如图乙所示形状,这是利用了________（填“凸面镜”或“凹面镜”）对光有会聚作用的特点。 甲 乙 【答案】光沿直线传播 凸面镜 凹面镜 【解析】当汽车在AB 路段行驶时,由于光在同种均匀介质中沿直线传播,司机看不到BC路段的情况，为了看到BC 路段的情况,人们利用光的反射定律,在公路拐弯B 处装上凸面镜,这样可以扩大视野,减少事故的发生。 利用凹面镜制成的太阳灶可以将太阳光会聚，用来烧水、煮饭，既可以节省燃料，又不污染环境。 【课后作业】作业：1～7题 学科网（北京）股份有限公司 $