寒假专题——光学平面镜成像作图辅导总结

【本讲教育信息】

一. 教学内容：

寒假专题——光学平面镜成像作图辅导总结

二. 考点点拨：

考点1：平面镜作图题解题指导

考点2：时钟问题

三. 跨越障碍：

考点1、平面镜成像作图

（一）作图依据的原理

1. 光的反射定律：

（1）反射光线与入射光线、法线在同一平面上；

（2）反射光线和入射光线分居在法线的两侧；

（3）反射角等于入射角。

2. 平面镜成像的特点：

（1）平面镜所成的像和物体到镜面的距离相等；

（2）像与物体的大小相等；

（3）像与物体的连线与镜面垂直。

实际中总概况的话就是平面镜所成的像和物关于平面镜对称

（二）作图的规范化要求

1. 平面镜的反射面和非反射面不能混淆，平面镜的非反射面要画上短斜线。

2. 实际光线（入射光线和反射光线）要画成实线，并用箭头表示光行进的方向，实物用实线表示。

3. 虚像、法线和光的反向延长线要用虚线表示。

4. 为了表示实物和虚像的对称点，实物和虚像都要标上箭头或字母。

（三）平面镜作图题的类型和解法

1. 确定平面镜的位置

（1）根据入射光线和反射光线位置确定平面镜的位置，解这类题的一般程序：

①找到入射光线和反射光线及其交点．

②此时的入射光线和折射光线之间的夹角为两倍的入射角或者两倍的反射角大小

根据光的反射定律知，反射角等于入射角，所以反射光线与入射光线的角平分线即为法线．

③画平面镜．平面镜与法线垂直．

例1.在图1中根据入射光线AO和反射光线OB，画出法线和平面镜。

图1

点拨：此时AO，OB分别为入射光线和反射光线，此时两线之间的夹角为2倍的入射角大小，所以过入射点O作角AOB的平分线即为法线，注意法线要用虚线表示，根据法线和平面镜垂直即可作出平面镜。

例2.在图2中，S'为发光点S在平面镜中的像点，在图中画出平面镜的位置．

点拨：根据平面镜成像规律中“像和物的连线跟镜面垂直，它们到镜面的距离相等”这一特点，S'和S的连线的垂直平分线即为平面镜镜面位置（物和像关于平面镜对称）。

例3.小明用平面镜将一束太阳光反射到竖井中，如图3所示。请在图上作出平面镜的位置，并标出镜面与水平面夹角的度数。

图3

点拨：根据光的反射定律中反射角等于入射角可知，反射光线和入射光线的夹角是120°，则反射角和入射角分别是60°，由此可确定出法线，再作出法线的垂线，即平面镜。具体作法如下图。

2. 确定物的位置

例4. 某发光点S发出的两条光线经平面镜反射后分别沿O1A和O2B方向射出，根据平面镜成像规律，在图4中画出发光点S的位置。写出具体步骤：

点拨1：根据光的反射定律，由O1A、O2B这两条反射光线可分别作出与它们相应的入射光线所在的直线，这两条直线的交点即入射光线的交点，也即为发光点S的位置．具体步骤：

①作平面镜的法线O1M和O2N；

②用铅笔作入射光线所在直线O1S1和O2S2，其交点S即为发光点的位置；

③最后由S向O1和O2作带箭头的入射光线SO1和SO2（如图5）．

点拨2：将两条反射光线O1A和O2B用虚线反向延长，相交于S′、S′即为像点的位置；作出S′关于镜面的对称点S，S即为发光点的位置，过S点补画入射光线SO1及SO2（图6）．

3. 确定平面镜中像的位置

例5. 如图7所示，物体AB上的B点在平面镜里所成的像在B′点，在图中画出平面镜的位置和物体AB在平面镜中的像A′B′。

图7

点拨：根据平面镜成像的规律，物体和平面镜内的像是关于镜面对称的。所以，平面镜所在的直线是物体和像的对应点连线的垂直平分线。连接BB′，作出BB′的垂直平分线就是平面镜，再根据平面镜位置确定点A的像，连接A′B′即为物体的像，结果如图8所示。

图8

4. 确定观察范围

例6.如图9所示，画出人眼在S处通过平面镜可看到障碍物后地面的范围。

S

S /

M

图9

点拨：先根据对称性作出人眼的像点S′，再根据光路可逆，设想S处有一个点光源，它能通过平面镜照亮的范围就是人眼能通过平面镜看到的范围。图中画出了两条边缘光线。

考点2、巧解时钟问题

在学习初中物理“平面镜”一节内容以后，很多资料中出现下面的时钟问题：“在平面镜中看到时钟的指针如图所示，那么此时是什么时刻？”对此问题许多同学感到有一定困难。现将几种解法归纳如下，供同学们学习时参考。

解法一：“反看正读法”

从题目纸的背面看图，采用常规的读数方法，容易读出此刻为11：35。

解法二：“正看逆读法”

按逆时针方向读数，图上的数字也相应按逆时针方向从小到大排列，不难读出此时为11：35。（如图一所示）

解法三：“十二扣除法”

将时钟上的时间按常规读法读出时间后，再从十二中减去这个时刻即为实际时刻，如图二所示：常规读法时间为0：25，则实际时间为12：00-0：25=11：35，

解法四：“对称法”

平面镜成像特点之一是像与物左右颠倒，因此可以根据轴对称图形的性质得出结论，即该时刻为11：35。

四. 本节小结：

平面镜成像题目在中考中一般出选择题和填空题以及作图题，应该属于比较简单的题目，同学主要掌握好平面镜成像的规律，更要做到灵活变通，一般就可以了。

【模拟试题】（答题时间：60分钟）

一、填空题

1. 平面镜所成的像叫______，像与物体到平面镜的距离______，像和物对应点连线与镜面______，像与物体大小______．

2. 球面镜分__________和__________两种．

3. 人站在竖直放置的平面镜前3m处，他在镜中的像距离平面镜________m，人若以s的