9 一平面镜如图所示放置,镜面与水平面间的夹角为$45°$。一个小球沿着水平面向着镜面减速运动,下列关于小球的像的运动描述,正确的是(

A.沿镜面向下减速运动
B.沿竖直向下方向减速运动
C.垂直镜面加速运动
D.垂直镜面减速运动
B
)A.沿镜面向下减速运动
B.沿竖直向下方向减速运动
C.垂直镜面加速运动
D.垂直镜面减速运动
答案
9.B
解析
【分析】
要判断小球像的运动,需利用平面镜成像“像与物关于镜面对称”的核心特点。已知镜面与水平面夹角为45°,小球沿水平面向右(朝向镜面)减速运动,可通过几何对称关系分析像的运动方向:水平方向的运动经45°镜面反射后,对称方向为竖直方向;结合小球的减速运动,即可确定像的运动状态。
【解析】
根据平面镜成像规律,像与物体关于镜面对称。由于镜面与水平面夹角为45°,水平方向的运动轨迹经镜面对称变换后,对应像的运动轨迹为竖直方向。当小球沿水平面向右运动时,其像会沿竖直方向移动;又因为小球做减速运动,所以像的运动也为减速运动。综上,小球的像沿竖直向下方向减速运动,对应选项B。
【答案】
B
【知识点】
平面镜成像特点,运动状态分析
【点评】
本题结合几何角度考查平面镜成像的对称性应用,需将物的水平运动通过对称转化为像的竖直运动,关键是理解像与物的对称关系,难度适中。
【难度系数】
0.5
要判断小球像的运动,需利用平面镜成像“像与物关于镜面对称”的核心特点。已知镜面与水平面夹角为45°,小球沿水平面向右(朝向镜面)减速运动,可通过几何对称关系分析像的运动方向:水平方向的运动经45°镜面反射后,对称方向为竖直方向;结合小球的减速运动,即可确定像的运动状态。
【解析】
根据平面镜成像规律,像与物体关于镜面对称。由于镜面与水平面夹角为45°,水平方向的运动轨迹经镜面对称变换后,对应像的运动轨迹为竖直方向。当小球沿水平面向右运动时,其像会沿竖直方向移动;又因为小球做减速运动,所以像的运动也为减速运动。综上,小球的像沿竖直向下方向减速运动,对应选项B。
【答案】
B
【知识点】
平面镜成像特点,运动状态分析
【点评】
本题结合几何角度考查平面镜成像的对称性应用,需将物的水平运动通过对称转化为像的竖直运动,关键是理解像与物的对称关系,难度适中。
【难度系数】
0.5
10 如图甲所示,蜡烛a在竖直放置的平面镜MN中所成的像为$a'$,现将该平面镜竖直向下移动一段距离至如图乙所示位置,则蜡烛a在平面镜中(

A.不成像
B.仍成像,但像下移距离与平面镜下移距离相同
C.仍成像,但像下移距离是平面镜下移距离的两倍
D.仍成像,且像还在原来位置
D
)A.不成像
B.仍成像,但像下移距离与平面镜下移距离相同
C.仍成像,但像下移距离是平面镜下移距离的两倍
D.仍成像,且像还在原来位置
答案
10.D
解析
【分析】要解决本题,需依据平面镜成像的核心规律:像与物体关于平面镜成轴对称,即像和物体到平面镜的距离相等,像与物体的连线垂直于镜面。解题时,先明确蜡烛a的位置未发生变化,再判断平面镜移动后,蜡烛a与平面镜的相对位置是否改变,进而确定像的位置是否变化。
【解析】根据平面镜成像特点,物体在平面镜中所成的像与物体关于镜面对称,像的位置由物体和平面镜的相对位置决定,而非平面镜的绝对位置。当平面镜竖直向下移动时,蜡烛a的位置保持不变,蜡烛a到平面镜的垂直距离没有改变,因此像到平面镜的垂直距离也不变,所以蜡烛a的像仍在原来的位置,且平面镜始终能成完整的像。因此选项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的基本规律,易错点是误将平面镜的移动等同于像的移动,实际像的位置由物与镜的相对位置决定,属于基础题型,需牢记成像的对称原理。
【难度系数】0.5
【解析】根据平面镜成像特点,物体在平面镜中所成的像与物体关于镜面对称,像的位置由物体和平面镜的相对位置决定,而非平面镜的绝对位置。当平面镜竖直向下移动时,蜡烛a的位置保持不变,蜡烛a到平面镜的垂直距离没有改变,因此像到平面镜的垂直距离也不变,所以蜡烛a的像仍在原来的位置,且平面镜始终能成完整的像。因此选项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的基本规律,易错点是误将平面镜的移动等同于像的移动,实际像的位置由物与镜的相对位置决定,属于基础题型,需牢记成像的对称原理。
【难度系数】0.5
11(易错题)在“探究平面镜成像的特点”的实验中,某同学用玻璃板、相同的两个棋子A和B、刻度尺、白纸、橡皮泥等器材进行实验,如图所示。

(1)在寻找棋子A的像的位置时,眼睛应该在棋子
(2)实验中使用刻度尺,是为了比较像与物
(3)移开棋子B,用白纸做屏幕放在该位置,我们应在玻璃板
(1)在寻找棋子A的像的位置时,眼睛应该在棋子
A
(填“A”或“B”)这一侧观察,移动玻璃板后的棋子B,使它与棋子A在玻璃板中所成的像完全重合
;为了便于观察,应优先选用较薄
(填“厚”或“薄”)的玻璃板。(2)实验中使用刻度尺,是为了比较像与物
到平面镜的距离
。(3)移开棋子B,用白纸做屏幕放在该位置,我们应在玻璃板
后
(填“前”或“后”)观察白纸,白纸上没有
(填“有”或“没有”)棋子A的像。答案
11.(1)A 完全重合 薄 (2)到平面镜的距离 (3)后 没有
【易错分析】做平面镜成像特点的探究类习题,注意几个关键的词语:选取的两个物体要“完全相同”,后面物体与前面物体的像要“完全重合”,要选“薄玻璃板”,玻璃板要“与桌面垂直”,要使玻璃板“前面的”物体发出光线或反射光线,用光屏承接像时眼睛要在“像的这一侧”观察。
【易错分析】做平面镜成像特点的探究类习题,注意几个关键的词语:选取的两个物体要“完全相同”,后面物体与前面物体的像要“完全重合”,要选“薄玻璃板”,玻璃板要“与桌面垂直”,要使玻璃板“前面的”物体发出光线或反射光线,用光屏承接像时眼睛要在“像的这一侧”观察。
解析
【分析】
要解决这道“探究平面镜成像特点”的实验题,需结合实验操作的核心要点分析:
1. 寻找棋子A的像时,平面镜成虚像,需在物体A所在的玻璃板前侧观察,才能看到A的像;移动棋子B是为了让B与A的像完全重合,以此确定像的位置,同时验证像与物的大小关系;玻璃板选薄的,是因为厚玻璃板的两个反射面会成两个像,干扰实验结果。
2. 刻度尺用于测量像和物到玻璃板的距离,从而比较两者的距离关系。
3. 验证像是否为虚像时,需在像的一侧(玻璃板后)观察白纸,由于虚像无法用光屏承接,白纸上不会出现像。
【解析】
(1)寻找棋子A的像时,眼睛应在棋子A一侧观察,才能看到A经玻璃板反射形成的虚像;移动玻璃板后的棋子B,使它与棋子A在玻璃板中所成的像完全重合,以此确定像的位置,同时说明像与物大小相等;选用较薄的玻璃板,是因为厚玻璃板会因两个反射面形成两个像,影响实验效果,故优先选薄玻璃板。
(2)实验中使用刻度尺,目的是测量像与物到玻璃板的距离,比较像与物到平面镜的距离关系。
(3)移开棋子B,将白纸放在像的位置,需在玻璃板后观察白纸,判断像是否能呈现在光屏上;由于平面镜成的是虚像,虚像不能用光屏承接,因此白纸上没有棋子A的像。
【答案】
(1)A;完全重合;薄 (2)到平面镜的距离 (3)后;没有
【知识点】
平面镜成像特点;实验探究方法;虚像的特点
【点评】
本题是平面镜成像实验的基础易错题,考查实验操作的关键细节,需牢记观察像的位置、玻璃板的选择、虚像的判断等要点,是掌握平面镜成像规律的核心基础题。
【难度系数】
0.5
要解决这道“探究平面镜成像特点”的实验题,需结合实验操作的核心要点分析:
1. 寻找棋子A的像时,平面镜成虚像,需在物体A所在的玻璃板前侧观察,才能看到A的像;移动棋子B是为了让B与A的像完全重合,以此确定像的位置,同时验证像与物的大小关系;玻璃板选薄的,是因为厚玻璃板的两个反射面会成两个像,干扰实验结果。
2. 刻度尺用于测量像和物到玻璃板的距离,从而比较两者的距离关系。
3. 验证像是否为虚像时,需在像的一侧(玻璃板后)观察白纸,由于虚像无法用光屏承接,白纸上不会出现像。
【解析】
(1)寻找棋子A的像时,眼睛应在棋子A一侧观察,才能看到A经玻璃板反射形成的虚像;移动玻璃板后的棋子B,使它与棋子A在玻璃板中所成的像完全重合,以此确定像的位置,同时说明像与物大小相等;选用较薄的玻璃板,是因为厚玻璃板会因两个反射面形成两个像,影响实验效果,故优先选薄玻璃板。
(2)实验中使用刻度尺,目的是测量像与物到玻璃板的距离,比较像与物到平面镜的距离关系。
(3)移开棋子B,将白纸放在像的位置,需在玻璃板后观察白纸,判断像是否能呈现在光屏上;由于平面镜成的是虚像,虚像不能用光屏承接,因此白纸上没有棋子A的像。
【答案】
(1)A;完全重合;薄 (2)到平面镜的距离 (3)后;没有
【知识点】
平面镜成像特点;实验探究方法;虚像的特点
【点评】
本题是平面镜成像实验的基础易错题,考查实验操作的关键细节,需牢记观察像的位置、玻璃板的选择、虚像的判断等要点,是掌握平面镜成像规律的核心基础题。
【难度系数】
0.5
12“仙女飞天”魔术表演中,位于P点的观众看到云雾中漫舞的仙女$A'$,实质是挡板后的演员A在平面镜中的虚像,如图所示。请作出平面镜的位置,并完成P点观众看到仙女的光路图。

答案
12.如图所示
【解析】因为像和物体是关于平面镜对称的,所以平面镜所在的直线其实就是演员A与仙女A'连线的垂直平分线;连接A'P交平面镜于一点,A与此点相连为入射光线,此点与P相连为反射光线。
解析
【分析】要解决这个问题,需利用平面镜成像的特点:像与物体关于平面镜对称,且反射光线的反向延长线过像点。首先,演员A的像为A',因此平面镜是A和A'连线的垂直平分线;其次,观众P看到A',说明反射光线是从平面镜上的某点指向P,该点同时在A'和P的连线上,连接A'与P,与平面镜的交点即为入射点,再连接A与入射点得到入射光线,入射点与P得到反射光线,即可完成光路图。
【解析】1. 连接A、A',作线段AA'的垂直平分线,该垂直平分线即为平面镜的位置;2. 连接A'和P,与平面镜交于一点O(此点为光线的入射点);3. 连接A和O,标上箭头(方向从A指向O,为入射光线);连接O和P,标上箭头(方向从O指向P,为反射光线),完成光路图。
【答案】
【知识点】平面镜成像、光的反射光路作图
【点评】本题是平面镜成像特点的实际应用,属于光学基础作图题,核心是利用像物对称确定平面镜,结合反射光线过像点的特点完成光路,难度适中,考查学生对平面镜成像规律的掌握和作图能力。
【难度系数】0.6
【解析】1. 连接A、A',作线段AA'的垂直平分线,该垂直平分线即为平面镜的位置;2. 连接A'和P,与平面镜交于一点O(此点为光线的入射点);3. 连接A和O,标上箭头(方向从A指向O,为入射光线);连接O和P,标上箭头(方向从O指向P,为反射光线),完成光路图。
【答案】
【知识点】平面镜成像、光的反射光路作图
【点评】本题是平面镜成像特点的实际应用,属于光学基础作图题,核心是利用像物对称确定平面镜,结合反射光线过像点的特点完成光路,难度适中,考查学生对平面镜成像规律的掌握和作图能力。
【难度系数】0.6
13 如图所示,一条走廊的两侧竖立着两面平面镜 MN 和 PQ,MN//PQ,相距 d,在走廊中间将一橡皮小球垂直指向镜,以 v 的速度沿地面抛出,若抛出后小球速度大小不变,则观察到两个平面镜上所形成的第一个像之间的相对运动情况是 (

A.不论小球指向哪个平面镜,两个像之间相互靠近,相对速度为 2v
B.不论小球指向哪个平面镜,两个像之间相对速度为零
C.小球指向 MN 镜时,两个像靠近,相对速度为 2v
D.小球指向 MN 镜时,两个像远离,相对速度为 2v
B
)A.不论小球指向哪个平面镜,两个像之间相互靠近,相对速度为 2v
B.不论小球指向哪个平面镜,两个像之间相对速度为零
C.小球指向 MN 镜时,两个像靠近,相对速度为 2v
D.小球指向 MN 镜时,两个像远离,相对速度为 2v
答案
13.B
【解析】根据平面镜成像的性质:像与物关于平面镜对称,即像到平面镜的距离等于物到平面镜的距离。设小球原来距离MN 为$d_1$,像$S_1$(平面镜MN成像)距离MN也为$d_1$;这时小球距离PQ为$d_2$,像$S_2$(平面镜PQ成像)距离PQ为$d_2$,$d_1+d_2=d$,$S_1$与$S_2$的距离为$L$,$L=d+d_1+d_2=2d$。当小球向MN移动$d'$,则像$S_1'$(平面镜MN成像)距离MN为$d_1'=d_1-d'$;像$S_2'$(平面镜PQ成像)距离PQ为$d_2'=d_2+d'$,$d_1'+d_2'=d$;$S_1'$与$S_2'$的距离为$L'$,$L'=d+d_1'+d_2'=2d$。故两个像之间的距离是一个定值。
【解析】根据平面镜成像的性质:像与物关于平面镜对称,即像到平面镜的距离等于物到平面镜的距离。设小球原来距离MN 为$d_1$,像$S_1$(平面镜MN成像)距离MN也为$d_1$;这时小球距离PQ为$d_2$,像$S_2$(平面镜PQ成像)距离PQ为$d_2$,$d_1+d_2=d$,$S_1$与$S_2$的距离为$L$,$L=d+d_1+d_2=2d$。当小球向MN移动$d'$,则像$S_1'$(平面镜MN成像)距离MN为$d_1'=d_1-d'$;像$S_2'$(平面镜PQ成像)距离PQ为$d_2'=d_2+d'$,$d_1'+d_2'=d$;$S_1'$与$S_2'$的距离为$L'$,$L'=d+d_1'+d_2'=2d$。故两个像之间的距离是一个定值。
解析
【分析】要解决这个问题,需利用平面镜成像的核心性质:像与物关于平面镜对称,即像到平面镜的距离等于物到平面镜的距离。我们可以通过设定小球到两平面镜的初始距离,再分析小球移动后两像的位置变化,从而判断两像的相对运动情况。
【解析】根据平面镜成像“像与物关于镜面对称”的特点:设两平行平面镜MN、PQ间距为d,初始时小球到MN的距离为$d_1$,到PQ的距离为$d_2$,则$d_1+d_2=d$。此时,MN所成的像$S_1$到MN的距离为$d_1$,PQ所成的像$S_2$到PQ的距离为$d_2$,因此两像$S_1$与$S_2$的间距为:$L = d_1 + d_2 + d = 2d$。
当小球向某一平面镜移动距离$d'$时,若小球向MN移动,则新的小球到MN的距离为$d_1 - d'$,对应MN的像$S_1'$到MN的距离为$d_1 - d'$;此时小球到PQ的距离变为$d_2 + d'$,对应PQ的像$S_2'$到PQ的距离为$d_2 + d'$,则新的两像间距为:$L' = (d_1 - d') + (d_2 + d') + d = d_1 + d_2 + d = 2d$。
可见,无论小球向哪个平面镜移动,两像之间的距离始终为定值$2d$,说明两像的相对速度为零。
【答案】B
【知识点】平面镜成像特点、相对运动
【点评】本题通过分析平行平面镜成像的位置关系,考查对平面镜成像对称性的理解,关键在于推导两像间距的变化,需要学生具备一定的空间分析能力,难度中等。
【难度系数】0.4
【解析】根据平面镜成像“像与物关于镜面对称”的特点:设两平行平面镜MN、PQ间距为d,初始时小球到MN的距离为$d_1$,到PQ的距离为$d_2$,则$d_1+d_2=d$。此时,MN所成的像$S_1$到MN的距离为$d_1$,PQ所成的像$S_2$到PQ的距离为$d_2$,因此两像$S_1$与$S_2$的间距为:$L = d_1 + d_2 + d = 2d$。
当小球向某一平面镜移动距离$d'$时,若小球向MN移动,则新的小球到MN的距离为$d_1 - d'$,对应MN的像$S_1'$到MN的距离为$d_1 - d'$;此时小球到PQ的距离变为$d_2 + d'$,对应PQ的像$S_2'$到PQ的距离为$d_2 + d'$,则新的两像间距为:$L' = (d_1 - d') + (d_2 + d') + d = d_1 + d_2 + d = 2d$。
可见,无论小球向哪个平面镜移动,两像之间的距离始终为定值$2d$,说明两像的相对速度为零。
【答案】B
【知识点】平面镜成像特点、相对运动
【点评】本题通过分析平行平面镜成像的位置关系,考查对平面镜成像对称性的理解,关键在于推导两像间距的变化,需要学生具备一定的空间分析能力,难度中等。
【难度系数】0.4
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