1. [中国精神] 图甲是林县人民修建红旗渠时使用的一种简易水平仪——“水鸭子”。其原理图如图乙所示，在水盆中放置一个空碗，并在空碗上放置一根直棍，观察直棍两端点A、B与被测点C是否在同一高度上。下列成语中蕴含的原理与“水鸭子”所运用的原理相同的是 （）


A.鱼翔浅底
B.立竿见影
C.海市蜃楼
D.波光粼粼

1. B

【分析】首先明确“水鸭子”的原理：直棍的A、B与被测点C在同一高度，利用了光在同种均匀介质中沿直线传播的特点，通过三点是否共线判断高度是否一致。接下来分析各选项对应的光学原理：A选项“鱼翔浅底”是光的折射形成虚像；B选项“立竿见影”是光沿直线传播形成影子；C选项“海市蜃楼”是光的折射现象；D选项“波光粼粼”是光的反射现象，需选出与“水鸭子”原理相同的选项。
【解析】“水鸭子”运用光的直线传播原理：光在同种均匀介质中沿直线传播，因此可通过观察直棍两端A、B与被测点C是否在同一直线，判断三者是否在同一高度。对各选项分析如下：
A选项“鱼翔浅底”：光从水中斜射入空气发生折射，人眼看到的是鱼的虚像，属于光的折射，不符合；
B选项“立竿见影”：影子的形成是因为光沿直线传播，被竿挡住后形成暗区，属于光的直线传播，符合；
C选项“海市蜃楼”：光在不均匀大气中发生折射形成虚像，属于光的折射，不符合；
D选项“波光粼粼”：光在水面发生反射形成的现象，属于光的反射，不符合。
综上，答案为B。
【答案】B
【知识点】光的直线传播、光的折射、光的反射
【点评】本题结合生活中的简易水平仪，考查光学基本原理，需要学生准确区分光的直线传播、折射、反射现象，属于基础光学题，注重知识与生活的结合。
【难度系数】0.5

2. (教材母题+教材P97T2变式) 夜晚,当汽车灯光照射到前方自行车的尾灯时,汽车驾驶员会看到自行车尾灯非常明亮。查阅资料知道自行车尾灯结构如图乙所示,由相互垂直的反射面组成。下列关于该现象的说法正确的是 ()


A.自行车尾灯是光源
B.光在尾灯表面发生漫反射
C.光在尾灯表面只发生一次反射
D.尾灯能将入射光按与原来平行的方向反射回去

2. D 【点拨】自行车尾灯由相互垂直的反射面组成。根据光的反射定律,射向这种结构的光线,经过两次反射后,出射光线会与入射光线平行反向射回。这样,汽车灯光照射到尾灯上,反射光射入驾驶员的眼睛,使其看到非常明亮的尾灯,从而起到安全警示作用,故 D 正确。

【分析】
要解答本题，需结合光源的定义、反射类型的区分以及相互垂直反射面的反射特点，逐一分析每个选项：首先明确光源是自身发光的物体，反射分为镜面反射和漫反射，而自行车尾灯由相互垂直的反射面构成，光线会在这些反射面上发生多次反射，最终出射光线与入射光线平行反向。
【解析】
选项A：光源是自身能够发光的物体，自行车尾灯本身不发光，仅反射外界光线，因此不是光源，A错误。
选项B：自行车尾灯的反射面是相互垂直的小平面镜，光在其表面发生的是镜面反射，而非漫反射，B错误。
选项C：光线入射到尾灯时，会在两个相互垂直的反射面上各发生一次反射，共两次反射，并非一次，C错误。
选项D：根据光的反射定律，光线经相互垂直的两个平面镜反射后，出射光线会与入射光线平行反向，因此尾灯能将入射光按与原来平行的方向反射回去，D正确。
【答案】
D
【知识点】
光的反射、光源、镜面反射
【点评】
本题结合生活中的自行车尾灯，考查光学基础知识点，将物理知识与实际应用结合，需要学生理解垂直反射面的反射规律，区分光源、镜面反射等概念，属于难度适中的基础题。
【难度系数】
0.5

3. ★★ 2026武汉期末 如图所示是小明设计的能同时看到昆虫背部和腹部的观察箱。下列说法正确的是（）

A.黑暗的环境使昆虫成像更清晰
B.平面镜成的是昆虫的实像
C.若将昆虫水平向左移动，则它在平面镜A中的像变小
D.若将昆虫水平向左移动，则它在平面镜B中的像竖直向下移动

3. D 【点拨】为使成像清晰,应该照亮昆虫,使更多的光线反射到人的眼睛中,故 A 错误;平面镜成的是昆虫的虚像,故 B 错误;平面镜成的像和物体大小相等,若将昆虫水平向左移动,它在平面镜A中的像大小不变,故 C 错误;像与物体关于镜面是对称的,若将昆虫水平向左移动,则它在平面镜 B 中的像竖直向下移动,故 D 正确。

【分析】
要判断各选项正误，需结合平面镜成像的核心特点：平面镜成虚像，像与物体大小相等，像与物体关于镜面对称，像距等于物距。逐一分析选项：
1. 选项A：成像清晰需要足够光线进入人眼，应照亮昆虫（让昆虫反射更多光线），黑暗环境下昆虫反射光线少，成像模糊，故A错误；
2. 选项B：平面镜成的是虚像，无法用光屏承接，不是实像，故B错误；
3. 选项C：像与物体大小始终相等，移动昆虫时，像的大小不变，故C错误；
4. 选项D：平面镜B与水平方向成45°角，根据像与物关于镜面对称，昆虫水平向左移动时，其在平面镜B中的像会竖直向下移动，故D正确。
【解析】
根据平面镜成像的规律：
① 成像性质：平面镜成正立、等大的虚像；
② 位置关系：像与物关于镜面对称（对应点连线垂直镜面，到镜面距离相等）；
③ 大小关系：像的大小始终等于物体大小，与物体到镜面的距离无关。
对各选项分析如下：
A选项：要使昆虫成像清晰，需让昆虫反射更多光线进入人眼，因此应照亮昆虫，黑暗环境会使成像模糊，A错误；
B选项：平面镜所成的像是虚像，不能用光屏承接，B错误；
C选项：像与物体大小相等，昆虫移动时自身大小不变，因此在平面镜A中的像大小也不变，C错误；
D选项：平面镜B与水平方向夹角为45°，当昆虫水平向左移动时，结合像与物关于平面镜B的对称关系，其像会沿竖直方向向下移动，D正确。
【答案】
D
【知识点】
平面镜成像特点；光的反射
【点评】
本题考查平面镜成像的基础规律，重点在于理解像与物的对称性，尤其是45°平面镜的成像移动方向，需结合几何对称关系分析，是光学中常见的题型，需熟练掌握平面镜成像的核心特点。
【难度系数】
0.6

4. (多选)如图所示，平面镜跟水平方向的夹角为$α$，一束入射光线沿着跟水平方向垂直的方向射到平面镜的O点。现将平面镜绕过O点且垂直于纸面的轴转过$θ$角，反射光线跟入射光线之间的夹角为（）

A.$2(θ+α)$
B.$2(θ-α)$
C.$2(α-θ)$
D.$2θ$

4. ABC 【点拨】由题意知,平面镜跟水平方向的夹角为α,过 O点作法线可知,此时入射角为α,现将平面镜绕过O点且垂直于纸面的轴顺时针转过θ角,则入射角为α+θ,由光的反射定律可知,反射角也为α+θ,则反射光线跟入射光线之间的夹角为 2(θ+α)。当将平面镜绕过 O 点且垂直于纸面的轴逆时针转过θ角,则入射角为α−θ或θ−α,由光的反射定律可知,反射角也为α−θ或θ−α,则反射光线跟入射光线之间的夹角为 2(α−θ)或 2(θ−α)。故选 ABC。

【分析】
要解决这道题，需结合光的反射定律：反射角等于入射角，且法线始终与平面镜垂直。首先明确初始状态的入射角，再分析平面镜转动θ角时法线的变化，进而得到入射角的变化，最终计算反射光线与入射光线的夹角，需分平面镜顺时针、逆时针转动两种情况讨论。
【解析】
1. 初始状态：入射光线垂直水平方向，平面镜与水平方向夹角为α，此时法线与平面镜垂直，初始入射角为α。
2. 当平面镜绕过O点垂直纸面的轴顺时针转动θ角时，法线随平面镜顺时针转动θ角，入射角变为α+θ，根据反射定律，反射角等于入射角，因此反射光线与入射光线的夹角为2(α+θ)=2(θ+α)，对应选项A。
3. 当平面镜绕过O点垂直纸面的轴逆时针转动θ角时，法线随平面镜逆时针转动θ角，入射角变为|α−θ|：
若α＞θ，入射角为α−θ，反射光线与入射光线的夹角为2(α−θ)，对应选项C；
若θ＞α，入射角为θ−α，反射光线与入射光线的夹角为2(θ−α)，对应选项B。
综上，选项A、B、C正确，D错误。
【答案】
ABC
【知识点】
光的反射定律；入射角与反射角
【点评】
本题考查光的反射定律的应用，核心是理解平面镜转动时法线同步转动，从而改变入射角，需分转动方向讨论入射角的变化，是光的反射部分的典型题型，对学生的逻辑分析能力有一定要求。
【难度系数】
0.5

5. 跨学科 学科综合 如图所示，在$xOy$平面内，人的眼睛位于坐标为$(3,0)$的$E$点，一块平面镜镜面向下，左右两个端点的坐标分别为$(-2,3)$和$(0,3)$。一个点光源$S$从原点出发，沿$x$轴负方向匀速运动。它运动到哪个区域内时，人眼能从平面镜中看到$S$的像点，像做什么运动？（）

A.$0～－7$区间，沿$x$轴正方向匀速运动
B.$－3～－7$区间，沿$x$轴负方向匀速运动
C.$－3～－7$区间，沿$x$轴负方向加速运动
D.$－3～－∞$区间，沿$x$轴正方向加速运动

（第5题）（第6题）

5. B 【点拨】人眼位于坐标为(3,0)的 E 点,(3,0)点关于(0,0)点的对称点是(−3,0),(3,0)点关于(−2,0)点的对称点是(−7,0),因为一块平面镜水平放置,所以发光点经过 x 轴−3～−7 之间会被看到,像与物关于平面镜运动速度相等,故像沿 x 轴负方向匀速运动,如图所示。故选 B。

【分析】本题需利用平面镜成像的对称性确定人眼能看到像的物的范围。思路：人眼看到镜中像，是物发出的光经平面镜反射后进入人眼，根据平面镜成像“像与物关于镜面对称”的特点，可通过人眼位置找到对应的物的边界区间，再结合像与物的运动关系判断像的运动方向。首先确定平面镜所在直线为$y=3$，人眼$E$坐标为$(3,0)$，要让反射光线能经过平面镜的左右两端点，需找到$E$对应的物的对称点，从而确定物$S$的可见区间，再分析像的运动。
【解析】根据平面镜成像规律，像与物关于镜面对称，反射光线的反向延长线过像点。人眼位于$E(3,0)$，平面镜的左右端点为$(-2,3)$和$(0,3)$。要使人眼通过平面镜看到点光源$S$的像，$S$需在$x$轴的$-3～-7$区间内：$E(3,0)$关于点$(0,0)$的对称点为$(-3,0)$，关于点$(-2,0)$的对称点为$(-7,0)$，当$S$在该区间时，其发出的光经平面镜反射后能进入$E$点，人眼可看到像。由于像与物的运动速度大小相等、方向相同，物沿$x$轴负方向匀速运动，因此像也沿$x$轴负方向匀速运动。
【答案】B
【知识点】平面镜成像规律、光的反射
【点评】本题结合跨学科知识，利用平面镜成像的对称性分析人眼可见的物的范围，考查对成像规律的理解与应用，需明确像与物的对称关系，难度适中。
【难度系数】0.5

6. [新考法+小制作]某科创小组在空易拉罐的底部中央戳个小圆孔，将顶部剪去后，蒙上一层（填“透明”或“半透明”）塑料薄膜，制作成一个简易针孔照相机，如图所示，将其水平放置，在左侧固定一只与小孔等高的小灯泡，灯泡发光时，可在薄膜上看到灯丝（填“倒立”或“正立”）的像。其形成原理可以用光的来解释。若水平向右移动灯泡，像的大小（填“变大”“变小”或“不变”）。若只将小圆孔改为三角形小孔，则像的形状（填“改变”或“不变”）。

6. 半透明;倒立;直线传播;变大;不变

【分析】
要解答这道题，需结合小孔成像的相关知识：首先，简易针孔照相机的成像屏需满足透光且能呈现像的要求，因此选择半透明塑料薄膜；小孔成像的核心特点是成倒立的像，原理是光的直线传播；当灯泡向右移动时，物距减小，像距不变，像会变大；小孔成像的形状由物体形状决定，与小孔形状无关，因此更换小孔形状不改变像的形状。
【解析】
1. 制作简易针孔照相机时，顶部应蒙上半透明塑料薄膜：半透明膜既能让光线透过，又能在膜上呈现清晰的像，透明膜无法呈现像，故填“半透明”。
2. 小孔成像的特点是成倒立的实像，因此薄膜上会看到灯丝倒立的像，其形成原理是光在同种均匀介质中沿直线传播，故依次填“倒立”“直线传播”。
3. 水平向右移动灯泡时，灯泡到小孔的距离（物距）减小，像距不变，根据小孔成像规律，物距减小，像会变大，故填“变大”。
4. 小孔成像的形状由物体的形状决定，与小孔的形状无关，因此将小圆孔改为三角形小孔，像的形状不变，故填“不变”。
【答案】
半透明;倒立;直线传播;变大;不变
【知识点】
小孔成像、光的直线传播
【点评】
本题结合简易针孔照相机的小制作，考查小孔成像的基本原理和特点，注重知识的实际应用，是对基础光学知识的灵活运用。
【难度系数】
0.4