科技馆的迷宫镜子,能使无数个“你”在不同位置以相同的动作和表情出现,让人眼花缭乱。为什么镜子里会出现这么多像？像和物体的大小、距离又有什么关系？让我们一起走进实验室,通过实验来探究平面镜成像的特点吧！
实验目的
1. 知道平面镜成像的特点。
2. 使用等效替换法确定虚像位置。
3. 使用观察、记录、分析等方法探究科学规律。
实验准备
平面镜,透明茶色薄玻璃板,两支大小相同的蜡烛,火柴,白纸,铅笔,刻度尺,直角三角尺(或量角器)等。
实验过程
一、初识平面镜成像
与小组同学合作,让同学手持平面镜,自己先站在镜前,然后慢慢远离镜面,观察镜中成的像。像的大小、正倒、像与物到镜面的距离有何关系？请提出你的猜测并记录：______。
二、寻找像的位置
1. 按图1-7所示将一张白纸平铺在水平桌面上,把透明茶色薄玻璃板竖立在白纸中间,并标记玻璃板的位置。

2. 将点燃的蜡烛A竖立在玻璃板前,从蜡烛A所在一侧观察,玻璃板中有没有蜡烛的像？______。
3. 另取一支没有点燃的、与蜡烛A等大的蜡烛B竖立在玻璃板后面,调整其位置,直至从玻璃板前面各个方向观察时,蜡烛B与蜡烛A的像完全重合。此时蜡烛B的位置即为蜡烛A的像的位置。
三、探究平面镜成像特点
1. 找到像的位置后,在白纸上分别标记蜡烛A及其像的位置。当蜡烛B与蜡烛A的像完全重合时,说明像与物存在怎样的大小关系？______。
2. 多次改变玻璃板前蜡烛A的位置,用同样的方法找到像的位置,并在纸上标记蜡烛A和对应像的位置。用直线把物的位置与对应像的位置连起来,测量它们到玻璃板的距离,将观察结果记录在表1-3中。
表1-3 探究平面镜成像实验记录表
|实验序号|蜡烛到玻璃板的距离/cm|像到玻璃板的距离/cm|
|1|______|______|
|2|______|______|
|3|______|______|
3. 用直角三角尺(或量角器)检验像与物体的连线与平面镜是否垂直。______。将玻璃板向蜡烛A倾斜一个角度,保持蜡烛B呈竖直状态并调整其位置,此时能否观察到蜡烛B与蜡烛A的像重合？______。
4. 移去玻璃板后面的蜡烛B,取一张白纸竖直放置在原蜡烛B位置处。从玻璃板后直接观察白纸,此时白纸上______(填“有”或“没有”)呈现蜡烛A的像,该现象证明平面镜所成的像是______(填“实像”或“虚像”)。
5. 分析上述实验现象及表1-3的实验数据,得出平面镜成像的特点：______。
四、实验评价
利用下表对实验过程进行评价。
表1-4 探究平面镜成像特点的评价量表
|评价指标|评价内容(请根据真实表现判断,做到的在“是”栏画“√”,未做到的在“否”栏画“√”)|自我评价(是 否)|小结|
|实验操作|(1)能正确摆放实验器材,确保玻璃板呈竖直状态|□ □|______|
| |(2)能利用两支大小相同的蜡烛精准找到像的位置,并判断像与物的大小关系|□ □| |
| |(3)能通过多次实验研究像距与物距的关系|□ □| |
| |(4)能正确使用直角三角尺等验证物、像连线与镜面垂直|□ □| |
| |(5)能正确判断平面镜所成的像是虚像|□ □| |
|数据记录|(6)能准确及时地记录实验数据|□ □| |
|实验分析|(7)能依据实验现象和数据推导出正确的结论|□ □| |
|实验习惯|(8)实验结束后,整理实验器材|□ □| |
续表
|评价指标|评价内容(请根据真实表现判断,做到的在“是”栏画“√”,未做到的在“否”栏画“√”)|自我评价(是 否)|小结|
|实验习惯|(8)实验结束后,整理实验器材|□ □|______|
思考与讨论
1. 在本次实验中,为什么选择用透明茶色薄玻璃板来代替平面镜？______
2. 多次改变蜡烛A的位置进行重复实验,这样做的目的是什么？______
3. 在实验时,若发现蜡烛B始终无法与蜡烛A的像完全重合,可能是哪些原因导致的？______
拓展研究
提词器(如图1-8)由显示器、光学反射玻璃和支撑架构成,常用于演讲、主持、直播、新闻播报等场合,辅助提示台词。它通过高亮度显示器显示文稿内容,再将内容投射到摄像机镜头前与水平面成$45^\circ$角的镀膜玻璃上。演讲者在面对摄像机或观众时,能自然地看到演讲词。请通过观察实物或查阅资料了解提词器的工作原理,尝试制作一个简易提词器。

一、像与物大小相等，像与物到镜面的距离相等，像是正立的
二、2. 有
三、1. 像与物大小相等
2. 依次填入测量数据（如10.0；10.0等，具体数据根据实际测量填写）
3. 像与物体的连线与平面镜垂直；不能
4. 没有；虚像
5. 像与物大小相等，像与物到平面镜的距离相等，像与物的连线与平面镜垂直，平面镜所成的像是虚像
四、根据实际实验操作情况填写“√”

一、初识平面镜成像
猜测：像与物大小相等，像与物到镜面的距离相等，像是正立的。因为平面镜成像时，物体反射的光经镜面反射后进入人眼，人眼逆着反射光线看去，感觉光是从反射光线的反向延长线的交点发出的，这个交点就是像，由于物体大小不变，所以像大小也不变，且像与物到镜面的距离相等，像是正立的。
二、寻找像的位置
2. 有。因为蜡烛A发出的光照射到玻璃板上，一部分光发生反射，反射光线进入人眼，人眼就能看到蜡烛A在玻璃板中的像。
三、探究平面镜成像特点
1. 像与物大小相等。当蜡烛B与蜡烛A的像完全重合时，说明用来替代像的蜡烛B和像的大小是一样的，而蜡烛B和蜡烛A大小相同，所以像与物大小相等。
2. 依次填入测量数据，比如实验序号1中，蜡烛到玻璃板的距离为10.0cm，像到玻璃板的距离也为10.0cm（具体数据根据实际测量填写）。
3. 像与物体的连线与平面镜垂直。用直角三角尺检验时，会发现像与物体的连线与平面镜夹角为90°；将玻璃板向蜡烛A倾斜一个角度，保持蜡烛B呈竖直状态并调整其位置，此时不能观察到蜡烛B与蜡烛A的像重合，因为像与物的连线垂直于镜面，镜面倾斜后，像的位置改变，蜡烛B不调整到相应位置就不能重合。
4. 没有；虚像。因为实像能用光屏承接，虚像不能用光屏承接，移去玻璃板后面的蜡烛B，取一张白纸竖直放置在原蜡烛B位置处，白纸上没有呈现蜡烛A的像，说明平面镜所成的像是虚像。
5. 平面镜成像的特点：像与物大小相等，像与物到平面镜的距离相等，像与物的连线与平面镜垂直，平面镜所成的像是虚像。
四、实验评价
根据实际实验操作情况，做到的在“是”栏画“√”，未做到的在“否”栏画“√”。
思考与讨论
1. 选择用透明茶色薄玻璃板来代替平面镜，是因为玻璃板既能反射光成像，又能透光，便于确定像的位置。通过移动玻璃板后面的蜡烛，使其与前面蜡烛的像完全重合，此时后面蜡烛的位置就是像的位置。
2. 多次改变蜡烛A的位置进行重复实验，目的是避免实验的偶然性，得出普遍规律。只进行一次实验，结果可能具有特殊性，多次实验可以使结论更可靠。
3. 若发现蜡烛B始终无法与蜡烛A的像完全重合，可能是玻璃板没有竖直放置，导致像的位置偏高或偏低；也可能是蜡烛A和蜡烛B大小不完全相同；还可能是玻璃板有一定厚度，前后两个表面都成像，干扰了观察。