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对称

1
靠近
C
B
D
A
【分析】
我们可以一步步顺着平面镜成像实验的逻辑来思考:首先第一空,实验目的是用蜡烛B去等效替代蜡烛A的像,如果把B点燃,玻璃板后方环境会过亮,导致A的像变得模糊难以观察,所以B必须是未点燃的。接下来第二空,因为平面镜成的是虚像,虚像只能在玻璃板前侧也就是蜡烛A所在的一侧被观察到,所以我们要站在A侧看,不断移动后方的蜡烛B,直到B看起来和A的像完全重合,此时B的位置就对应了A的像的位置。最后第三空,把白纸沿玻璃板所在的直线折叠,所有对应的物点A₁/A₂/A₃和像点B₁/B₂/B₃都基本重合,说明物和像到镜面的距离相等、连线与镜面垂直,直接得到物像关于平面镜对称的位置关系。
【解析】
1. 第一空:实验中玻璃板后方的蜡烛B需要选择未点燃的,既可以避免后方光线过强导致像不清晰,也能利用B等效替代A的像,方便确定像的位置。
2. 第二空:由于平面镜成的是虚像,无法在玻璃板后侧直接观察到像,因此需要人眼在蜡烛A所在的玻璃板前侧进行观察,同时移动蜡烛B,直到B与蜡烛A的像完全重合,此时B的位置就是蜡烛A像的位置。
3. 第三空:将白纸沿玻璃板位置的直线折叠,物点和对应的像点全部重合,说明像与物的连线被平面镜垂直平分、到平面镜的距离相等,因此像与物关于平面镜的位置关系为对称。
【答案】
未点燃 人眼在蜡烛A侧观察,移动蜡烛B,直至与蜡烛A的像重合 对称
【知识点】
平面镜成像实验;等效替代法;平面镜成像特点
【点评】
本题是平面镜成像实验的基础考察题,核心考点是实验操作细节和实验结论,易错点是容易记错蜡烛B的点燃状态、观察像的位置,学习时要理解操作背后的原理,不要机械背诵实验步骤,本题通过折叠白纸的方式直接验证物像对称的关系,也体现了实验设计的巧妙性。
【难度系数】
0.7
【分析】
首先我们要明确平静的水面在这里等效为平面镜,这道题的核心考点就是平面镜成像的规律。解题时可以分三步对应条件推导:第一步先回忆平面镜成像的性质,判断倒影是实像还是虚像;第二步利用“像与物到镜面距离相等”的规律,代入蜻蜓到水面的距离,算出倒影到水面的距离;第三步利用“物像关于镜面对称”的特点,判断蜻蜓靠近水面时像的移动方向,整个推导过程依托平面镜成像的核心特点即可完成。
【解析】
1. 平静的水面相当于平面镜,平面镜通过光的反射成像,所成的像无法在光屏上呈现,属于虚像,因此蜻蜓的倒影是虚像。
2. 根据平面镜成像的特点:像与物体到平面镜的距离相等,已知蜻蜓距离水面(镜面)1m,因此它的倒影距离水面的距离也等于1m。
3. 由于像和物体关于水面对称,当蜻蜓靠近水面时,物体到水面的距离减小,对应的像到水面的距离也同步减小,因此它的像会靠近水面。
【答案】
虚 1 靠近
【知识点】
平面镜成像特点
光的反射
【点评】
本题属于平面镜成像规律的基础应用型题目,难度较低,核心是考查对平面镜成像对称特点的掌握,易错点是部分同学会错误认为蜻蜓靠近水面时像会远离水面,解题时只要牢牢抓住物和像关于镜面对称的核心逻辑,就可以避免出错。
【难度系数】
0.9
【分析】
这道题考查平面镜成像的相关规律,解题时我们要紧扣平面镜成像的本质是光的反射、像与物体关于镜面对称这两个核心点,逐个排查选项:首先明确虚像不能自行发光,人眼看到像实际是物体发出的光经镜面反射后进入人眼;再根据对称特点判断镜面移动时像的位置变化;接着分析镜面大小对成像完整性的影响,最后判断镜面后方放置挡板是否会干扰成像,逐一排除错误选项得到正确答案。
【解析】
我们逐个分析选项:
A. 平面镜成的是虚像,虚像并非实际光源,无法发出光线,进入人眼的光是蜡烛S发出的光经平面镜反射后进入人眼,因此A错误;
B. 平面镜成像的特点是像与物体始终关于平面镜对称,蜡烛的位置没有发生改变,将平面镜竖直上移时,蜡烛到镜面的垂直距离不变,像的位置也不会随之上移,因此B错误;
C. 即使将平面镜截掉一部分,剩余的平面镜仍然可以接收到蜡烛发出的部分入射光,经反射后依然可以形成蜡烛完整的像,仅会因为参与反射的光线变少,像的亮度变暗,因此C正确;
D. 平面镜成像的原理是光在平面镜朝向蜡烛的前表面发生反射,紧贴平面镜背面放置不透明挡板,不会影响镜面的反射过程,蜡烛仍然可以在平面镜中正常成像,因此D错误。
【答案】
C
【知识点】
平面镜成像特点,光的反射,虚像的性质
【点评】
本题针对平面镜成像的多个常见易错点设置选项,容易让学生误以为镜面残缺就无法成完整像、镜面后方的挡板会阻挡成像,解题的核心是要跳出“实像需要实际光线会聚”的思维误区,明确平面镜成虚像的本质是反射光线反向延长线会聚形成,镜面的大小、镜面后方的遮挡都不会破坏像的完整性,是平面镜成像部分的经典巩固题型。
【难度系数】
0.6
【分析】
这道题的核心是利用平面镜成像的特点来作图,首先我们要明确:平面镜成像时,像与物体关于镜面对称,也就是物体上每个点的像点,都和该点的连线垂直于镜面,且到镜面的距离相等。解题的思路很清晰:第一步先确定要成像的物体AB的两个端点A、B,第二步分别为这两个端点找到关于挡风玻璃(相当于平面镜)的对称点,第三步把两个对称点用虚线连接,得到的线段就是AB的虚像,因为平面镜成的是虚像,所以像的连线必须用虚线绘制。
【解析】
1. 取物体AB的两个端点A和B,分别过A、B两点向挡风玻璃(平面镜)作垂线,标注垂足;
2. 将两条垂线向挡风玻璃的另一侧延长,在延长线上分别取点A'、B',使得A'到挡风玻璃的距离等于A到挡风玻璃的距离,B'到挡风玻璃的距离等于B到挡风玻璃的距离,A'、B'就是A、B的像点;
3. 用虚线将A'、B'连接起来,线段A'B'就是AB通过挡风玻璃所成的虚像。
【答案】

【知识点】
平面镜成像特点,平面镜成像作图
【点评】
本题结合汽车抬头显示的实际生活场景考察光学作图,属于平面镜成像的基础应用题型,解题时需要注意虚像必须用虚线绘制,对应物像点的连线要标注垂直符号,避免出现作图不规范的失误。
【难度系数】
0.7
【分析】
我们结合光的反射定律的实验原理和操作要求,逐个对选项辨析:首先明确入射角的定义判断A选项,再结合光路可逆的实验逻辑判断B选项,接着回忆“验证三线共面”的实验设计原理判断C选项,最后根据硬纸板显示光路的选材要求判断D选项,最终筛选出正确答案。
【解析】
A. 入射角的定义是入射光线与法线的夹角,图甲中入射光线为AO,因此∠AON是入射角,∠BON是反射角,A错误;
B. 图甲中入射光沿AO射向O点,反射光沿OB射出;图丙中入射光沿BO射向O点,反射光沿OA射出,该对照现象直接验证了光的反射现象中光路是可逆的,B正确;
C. 图乙中将硬纸板右半部分向后折转,此时在折转的纸板上看不到反射光线,该现象恰恰说明反射光线、入射光线和法线始终在同一平面内,只是折转后两块纸板不在同一平面,无法承接反射光线,C错误;
D. 硬纸板需要显示光路,要让光线在纸板上发生漫反射,才能从各个方向清晰观察到光的传播路径,因此应选用表面粗糙的硬纸板,若表面光滑会发生镜面反射,无法正常显示光路,D错误。
【答案】B
【知识点】光的反射定律;光路可逆;漫反射
【点评】本题围绕光的反射定律的探究实验设置考点,覆盖了入射角判断、三线共面实验逻辑、光路可逆验证、实验器材选材等多个易错点,能帮助学生厘清实验操作背后的物理本质,纠正对实验现象的常见误解。
【难度系数】0.7
【分析】
这道题考查对光的反射定律的理解,解题的核心思路是先明确入射角、反射角的定义:入射角是入射光线与法线的夹角,反射角是反射光线与法线的夹角,结合反射定律中“反射角始终等于入射角”的核心规律,逐个对四个选项的描述进行验证,找出与定律不符的说法即可。解题过程中要注意区分“光线与镜面的夹角”和“光线与法线的夹角”的转换关系,避免概念混淆。
【解析】
我们结合光的反射定律(反射角等于入射角)逐一分析选项:
1. 选项A:反射角增大时,由反射角等于入射角可知入射角也同步增大,反射光线与入射光线的夹角等于反射角加入射角,因此二者的夹角也会增大,该说法符合光的反射定律。
2. 选项B:入射光线靠拢法线时,入射角减小,反射角随入射角同步减小,因此反射光线也会向法线靠拢,该说法符合光的反射定律。
3. 选项C:入射光线与镜面的夹角增大5°时,入射角=90°-入射光线与镜面的夹角,因此入射角会减小5°,对应反射角也减小5°,反射光线与入射光线的总夹角减小5°+5°=10°,该说法符合光的反射定律。
4. 选项D:光线垂直入射到反射面时,入射光线与法线完全重合,此时入射角为0°,并非90°,该说法与光的反射定律不符。
【答案】
D
【知识点】
光的反射定律;入射角定义;反射角定义
【点评】
本题属于光学基础概念题,易错点是混淆入射角的定义,误将入射光线与镜面的夹角认作入射角,解题时只要牢牢抓住“反射角等于入射角”的核心规律,理清角度之间的转换关系就可以轻松选出正确答案。
【难度系数】
0.8
【分析】
我们可以结合光的不同反射类型的特点来思考:首先明确迎着月光行走时,月光分别照射到水面和普通路面的反射效果:平整的水面会发生镜面反射,定向的反射光刚好可以射入迎着月光走的人的眼睛,人接收到的光线多,就会觉得水面很亮;而粗糙的路面会发生漫反射,反射光向四面八方散开,能进入人眼的光线非常少,路面看起来就偏暗。接下来逐个核对选项,排除错误描述即可得到正确答案。
【解析】
我们逐一判断每个选项:
1. 选项A:人迎着月光走时,水面的镜面反射将月光定向射入人眼,人接收到的光线充足,因此看到发亮的是水,该说法正确。
2. 选项B:路面是粗糙不平整的,路面发暗是因为光在路面发生漫反射,进入人眼的光线少,并非发生镜面反射,该说法错误。
3. 选项C:迎着月光走时,路面漫反射进入人眼的光线远少于水面镜面反射的光线,因此路面是发暗的,并非发亮,该说法错误。
4. 选项D:镜面反射和漫反射都严格遵循光的反射定律,漫反射只是因为反射面粗糙,各位置法线方向不同,反射光向各个方向射出,依然符合反射定律,该说法错误。
综上,正确选项为A。
【答案】
A
【知识点】
镜面反射,漫反射,光的反射定律
【点评】
本题是光的反射在生活中的典型应用题,易错点一是混淆迎着月光走和背着月光走时亮暗区域的区别,易错点二是误以为漫反射不遵循光的反射定律,解题时要明确两类反射的特点,结合人眼接收光线的多少判断物体的亮暗程度。
【难度系数】
0.7
【分析】
要完成这道反射光线作图题,首先回忆光的反射定律的核心逻辑:第一步先明确入射角的定义,入射角是入射光线与法线的夹角,题目给出入射光线和镜面成30°,所以先算出入射角为90°-30°=60°;第二步需要先画出法线,法线是过入射点垂直于镜面的辅助线,必须用虚线绘制;第三步根据“反射角等于入射角”的规律,在法线另一侧画出反射光线,最后标注出反射角的大小即可。
【解析】
1. 过入射点,作垂直于平面镜的虚线,这条线就是法线;
2. 计算入射角大小:已知入射光线与镜面夹角为30°,因此入射角$i=90°-30°=60°$;
3. 根据光的反射定律,反射角等于入射角,即反射角$r=60°$,在法线的另一侧画出反射光线,给反射光线标注指向外侧的箭头表示传播方向,同时标注出反射角的度数为60°。
【答案】

【知识点】
光的反射定律,反射角计算
【点评】
本题属于光学基础作图题,核心易错点是容易误将入射光线与镜面的夹角直接当作入射角,需要牢记入射角、反射角都是光线和法线的夹角,作图时要注意法线用虚线、光线必须标注传播箭头的规范要求。
【难度系数】
0.7