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D
B
D
玻璃板
远离
B
B
【分析】
要解决这个问题,需利用平面镜成像的核心特点:像与物体关于镜面对称,即像和物体到镜面距离相等,连线垂直于镜面。我们可以设铅笔与平面镜的夹角为α,根据对称关系,像与平面镜的夹角也为α,因此铅笔和它的像之间的夹角为2α。若两者在同一直线上,夹角需为180°,据此可推导α的大小。
【解析】
根据平面镜成像规律,像与物体关于镜面对称。设铅笔与平面镜的夹角为α,则铅笔的像与平面镜的夹角同样为α,因此铅笔与它的像之间的夹角为α + α = 2α。若铅笔与它的像在同一条直线上,则它们的夹角为180°,即2α = 180°,解得α = 90°,所以这支铅笔跟平面镜的夹角是90°,对应选项D。
【答案】
D
【知识点】
平面镜成像特点
【点评】
本题考查平面镜成像的对称性,属于光学基础题,只要掌握像与物关于镜面对称的特点,就能快速推导得出答案,难度较低。
【难度系数】
0.8
【分析】
要解决这道题,需紧扣平面镜成像的核心规律:像与物关于平面镜对称。初始状态下,物体B的像在B'处,是因为B和B'关于竖直的平面镜MN对称。当平面镜绕N顺时针旋转1°后,平面镜的位置发生改变,物体关于新平面镜的对称点也会变化,据此判断像的位置变化。
【解析】
根据平面镜成像特点,像与物关于平面镜对称。初始时,平面镜MN竖直,物体B的像为B',满足B与B'关于MN对称。当平面镜以N为轴顺时针旋转1°后,新平面镜与原平面镜夹角为1°,此时物体B关于新平面镜的对称点不再是B',因此物体所成的像的下端不在B'处;像的旋转并非以B'为轴旋转1°或2°,故选项B正确。
【答案】
B
【知识点】
平面镜成像特点
【点评】
本题考查平面镜成像的对称性,解题关键是理解平面镜旋转时,像的位置随镜面位置变化,需紧扣“像与物关于镜面对称”的核心,避免误判像的旋转角度。
【难度系数】
0.5
【分析】
要解决本题,需结合平面镜成像的核心规律:像与物关于镜面对称、成等大的虚像、像物移动速度大小相等。逐一分析每个选项,判断其是否符合成像规律,从而选出正确答案。
【解析】
1. 平面镜成像基本规律:①成正立、等大的虚像;②像与物关于镜面对称;③物移动时,像的移动速度与物的移动速度大小相等;④平面镜转动时,像的位置随镜面转动对称变化。
2. 选项A:铅笔在平面镜中成虚像,根据对称性,铅笔笔尖朝右(靠近平面镜一侧),则像的笔尖应朝左,A错误。
3. 选项B:铅笔整体以2cm/s向镜面移动,像的移动速度与物相同,因此笔尖和笔尾的像移动速度均为2cm/s,大小相等,B错误。
4. 选项C:平面镜成像大小始终与物体大小相等,铅笔靠近镜面时,像的大小不变,C错误。
5. 选项D:平面镜逆时针转动45°后,镜面与水平方向成45°角,铅笔的像关于该新镜面对称,原来水平放置的铅笔,其像变为竖直方向且尖端朝下,D正确。
【答案】
D
【知识点】
平面镜成像特点
【点评】
本题考查平面镜成像规律,重点是理解像与物的对称性,以及平面镜转动时像的变化,需要学生具备一定空间想象能力,逐一分析选项即可得出结果。
【难度系数】
0.4
【分析】
本题围绕探究平面镜成像特点的实验展开,需结合实验原理和成像规律分析:
1. 第一问:实验中用薄玻璃板替代平面镜,为确定平面镜位置,沿玻璃板画的直线代表玻璃板的位置,便于后续测量物距、像距。
2. 第二问:根据平面镜成像“像与物到平面镜距离相等”的特点,蜡烛1远离玻璃板时物距增大,像距也增大,等效替代像的蜡烛2需向远离玻璃板方向移动才能重合。
3. 第三问:探究像物连线与平面镜的位置关系,需连接对应物和像,根据像物关于镜面对称,物点A的对称像点是B点,连接二者即可完成探究。
【解析】
(1) 探究平面镜成像特点时,用薄玻璃板代替平面镜,沿玻璃板在纸上画的直线代表玻璃板的位置,故填玻璃板。
(2) 平面镜成像时,像与物到平面镜的距离相等。蜡烛1向远离玻璃板移动,物距变大,像距也变大,因此蜡烛2需向远离玻璃板方向移动,才能与蜡烛1的像再次重合,故填远离。
(3) 根据像与物关于镜面对称,物点A对应的像点是B点,连接A与B可探究像和物的连线与平面镜的位置关系,故填B。
【答案】(1)玻璃板 (2)远离 (3)B
【知识点】平面镜成像特点;探究平面镜成像实验;像物对称
【点评】本题为基础实验题,考查平面镜成像实验的操作和规律应用,侧重对实验原理的理解,难度较低。
【难度系数】0.8
【分析】要解决本题,需利用平面镜成像“像与物关于镜面对称”的核心特点,逐步推导平行平面镜多次成像的位置:先确定物体在左、右镜的初始像,再将前一个像作为物在对面镜中成像,最终找到左镜所成像中从右向左数的第三个像,计算其与物体的距离。
【解析】
设物体位置为坐标原点,左镜在$x=-2m$处,右镜在$x=4m$处,两镜间距为$6m$,按成像规律推导:
1. 物体在左镜的第一个像$S_{左1}$:与物体关于左镜对称,坐标为$x=-2m - (0 - (-2m))=-4m$;
2. 物体在右镜的第一个像$S_{右1}$:与物体关于右镜对称,坐标为$x=4m + (4m - 0)=8m$;
3. $S_{右1}$作为物在左镜成像,得到左镜的第二个像$S_{左2}$:$S_{右1}$到左镜距离为$8m - (-2m)=10m$,故$S_{左2}$坐标为$-2m -10m=-12m$;
4. $S_{左1}$在右镜成像得$S_{右2}$,再将$S_{右2}$作为物在左镜成像,得到左镜的第三个像$S_{左3}$:$S_{右2}$到左镜距离为$12m - (-2m)=14m$,故$S_{左3}$坐标为$-2m -14m=-16m$;
从右向左数左镜的像,依次为$S_{左1}$、$S_{左2}$、$S_{左3}$,第三个像与物体的距离为$0 - (-16m)=16m$。
【答案】
B
【知识点】
平面镜成像特点
【点评】
本题考查平行平面镜多次成像的规律应用,关键是理清成像顺序,避免数错像的序号,需结合对称原理逐步计算各像位置,难度中等。
【难度系数】
0.4