登录
1. (2025·南京外国语学校阶段检测)如图甲所示是“探究平面镜成像特点”的实验装置。保持图甲中点燃的蜡烛在A点的位置、BC边不动,将玻璃板绕BC缓慢顺时针转动,初始位置时,AB连线与BD夹角为$30°$,如图乙所示。玻璃板从BD转动$90°$到$BD_{1}$的整个过程中,蜡烛的像的运动路径是一段(填“直线”“圆弧”或“折线”)。平面镜转过$°$时,像与物之间的距离最大,此时像转过了$°$。
答案
圆弧
60
120
60
120
解析
【分析】
要解决本题，需紧扣平面镜成像的核心规律：像与物关于镜面对称，物到镜面的距离等于像到镜面的距离。首先，蜡烛A位置固定，玻璃板绕B转动时，像到B点的距离始终等于AB的长度，由此可判断像的运动路径；再结合像物距离与镜面位置的关系，分析像物距离最大时镜面的转动角度；最后根据“镜面转动θ，像转动2θ”的规律，计算像转过的角度。
【解析】
1. 像的运动路径：根据平面镜成像特点，像与物关于镜面对称，蜡烛A位置不变，玻璃板绕B转动时，像到B点的距离始终等于AB的长度，因此像的运动轨迹是以B为圆心、AB为半径的圆弧，故第一空填“圆弧”。
2. 像与物距离最大时镜面转过的角度：像与物的距离为2倍的物到镜面的垂直距离，当物到镜面的垂直距离最大时，像物距离最大，此时镜面需与AB垂直。初始时AB与镜面BD的夹角为30°，因此镜面需转动的角度为90°-30°=60°，故第二空填“60”。
3. 像转过的角度：平面镜成像中，镜面转动θ角，像转动2θ角，当镜面转过60°时，像转过的角度为2×60°=120°，故第三空填“120”。
【答案】
圆弧；60；120
【知识点】
平面镜成像特点；像的轨迹；镜面转动与像的角度关系
【点评】
本题结合几何关系考查平面镜成像规律的应用，关键是理解像与物的对称关系，明确像的轨迹为圆弧，以及镜面转动时像的角度变化规律，需要学生具备一定的几何分析能力，属于中等难度的应用类题目。
【难度系数】
0.5
要解决本题，需紧扣平面镜成像的核心规律：像与物关于镜面对称，物到镜面的距离等于像到镜面的距离。首先，蜡烛A位置固定，玻璃板绕B转动时，像到B点的距离始终等于AB的长度，由此可判断像的运动路径；再结合像物距离与镜面位置的关系，分析像物距离最大时镜面的转动角度；最后根据“镜面转动θ，像转动2θ”的规律，计算像转过的角度。
【解析】
1. 像的运动路径：根据平面镜成像特点，像与物关于镜面对称，蜡烛A位置不变，玻璃板绕B转动时，像到B点的距离始终等于AB的长度，因此像的运动轨迹是以B为圆心、AB为半径的圆弧，故第一空填“圆弧”。
2. 像与物距离最大时镜面转过的角度：像与物的距离为2倍的物到镜面的垂直距离，当物到镜面的垂直距离最大时，像物距离最大，此时镜面需与AB垂直。初始时AB与镜面BD的夹角为30°，因此镜面需转动的角度为90°-30°=60°，故第二空填“60”。
3. 像转过的角度：平面镜成像中，镜面转动θ角，像转动2θ角，当镜面转过60°时，像转过的角度为2×60°=120°，故第三空填“120”。
【答案】
圆弧；60；120
【知识点】
平面镜成像特点；像的轨迹；镜面转动与像的角度关系
【点评】
本题结合几何关系考查平面镜成像规律的应用，关键是理解像与物的对称关系，明确像的轨迹为圆弧，以及镜面转动时像的角度变化规律，需要学生具备一定的几何分析能力，属于中等难度的应用类题目。
【难度系数】
0.5
2.（2025·南京秦
淮期末）如图所
示是“探究平面
镜成像的特点”
实验。透明玻
璃板竖立放在一块带刻度的木板上，两支
相同的蜡烛A、B竖立于玻璃板两侧。
（1）实验中选用玻璃板代替平面镜的目的
是。
（2）在实验过程中，若观察到蜡烛A的像
好像总是“悬浮”在木板上方，造成该
现象的原因可能是（填字母）。
A. 玻璃板太厚
B. 玻璃板未垂直于木板，且偏离蜡烛A一侧
C. 玻璃板未垂直于木板，且偏向蜡烛A一侧
（3）若把玻璃板沿$EF$截成两部分，并分别向两侧平移一小段距离，则蜡烛通过左右两部分玻璃板成像的情况是（填字母）。
A. 都成完整的像，且两个像在同一位置
B. 都成完整的像，但两个像不在同一位置
C. 各成半个像，合起来成一个完整的像
（4）在实验过程中，若将玻璃板沿$CD$水平向右移动，可以观察到像相对于蜡烛A（填“向右”“向左”或“不”）移动；若将玻璃板绕$EF$轴顺时针转动（从上往下看），可以观察到像（填“顺时针转动”“逆时针转动”或“不动”）；若玻璃板始终垂直于刻度线并沿着刻度线以$5\ \mathrm{cm/s}$的速度匀速远离蜡烛A，$2\ \mathrm{s}$后蜡烛B应远离原来的位置$\mathrm{cm}$才能与A的像完全重合。
淮期末）如图所
示是“探究平面
镜成像的特点”
实验。透明玻
璃板竖立放在一块带刻度的木板上，两支
相同的蜡烛A、B竖立于玻璃板两侧。
（1）实验中选用玻璃板代替平面镜的目的
是。
（2）在实验过程中，若观察到蜡烛A的像
好像总是“悬浮”在木板上方，造成该
现象的原因可能是（填字母）。
A. 玻璃板太厚
B. 玻璃板未垂直于木板，且偏离蜡烛A一侧
C. 玻璃板未垂直于木板，且偏向蜡烛A一侧
（3）若把玻璃板沿$EF$截成两部分，并分别向两侧平移一小段距离，则蜡烛通过左右两部分玻璃板成像的情况是（填字母）。
A. 都成完整的像，且两个像在同一位置
B. 都成完整的像，但两个像不在同一位置
C. 各成半个像，合起来成一个完整的像
（4）在实验过程中，若将玻璃板沿$CD$水平向右移动，可以观察到像相对于蜡烛A（填“向右”“向左”或“不”）移动；若将玻璃板绕$EF$轴顺时针转动（从上往下看），可以观察到像（填“顺时针转动”“逆时针转动”或“不动”）；若玻璃板始终垂直于刻度线并沿着刻度线以$5\ \mathrm{cm/s}$的速度匀速远离蜡烛A，$2\ \mathrm{s}$后蜡烛B应远离原来的位置$\mathrm{cm}$才能与A的像完全重合。
答案
便于确定像的位置
C
A
不
顺时针转动
20
C
A
不
顺时针转动
20
解析
【分析】
本题围绕“探究平面镜成像的特点”实验展开，需结合实验原理、操作要点和成像规律分析各问题：
1. 第一问：平面镜不透明，无法确定像的位置，而玻璃板透明，能透过它看到后方的蜡烛，便于确定像的位置，这是选择玻璃板的核心目的。
2. 第二问：若玻璃板未垂直木板，像的位置会偏移，当玻璃板偏向蜡烛A一侧时，像会偏高，导致像“悬浮”在木板上方，据此选对应选项。
3. 第三问：平面镜成像由光的反射形成，镜面的任意部分都能反射光线成完整的像，且蜡烛位置不变，两部分玻璃板成的像位置相同，据此选选项。
4. 第四问：根据平面镜成像“像与物关于镜面对称”的规律，分析玻璃板移动、转动时像的变化；再结合速度公式计算玻璃板移动的距离，进而得出蜡烛B需要移动的距离。
【解析】
（1）实验中选用玻璃板代替平面镜，是因为玻璃板透明，既可以反射成像，又能透过玻璃板观察到另一侧的蜡烛B，便于确定像的位置。
（2）若玻璃板未垂直于木板，当玻璃板偏向蜡烛A一侧时，蜡烛A的像会偏高，看起来“悬浮”在木板上方；若玻璃板偏离蜡烛A一侧，像会偏低，因此选C。
（3）平面镜成像的本质是光的反射，玻璃板被截成两部分后，每一部分都相当于一个平面镜，都能成完整的像；由于蜡烛A的位置不变，两个像都与A关于各自的镜面对称，最终两个像在同一位置，故选A。
（4）①玻璃板沿CD水平向右移动时，蜡烛A到玻璃板的距离不变，根据像与物到镜面的距离相等，像到玻璃板的距离也不变，因此像相对于蜡烛A不移动；
②当玻璃板绕EF轴顺时针转动时，根据像与物关于镜面对称，像会随玻璃板顺时针转动；
③玻璃板以5 cm/s的速度远离蜡烛A，2 s后移动的距离为$s = vt = 5\ \mathrm{cm/s} × 2\ \mathrm{s} = 10\ \mathrm{cm}$，此时物距增加10 cm，像距也需增加10 cm，因此蜡烛B应远离原来的位置$10\ \mathrm{cm} + 10\ \mathrm{cm} = 20\ \mathrm{cm}$，才能与A的像完全重合。
【答案】
便于确定像的位置；C；A；不；顺时针转动；20
【知识点】
平面镜成像特点、光的反射、实验探究
【点评】
本题是平面镜成像实验的综合考查题，涵盖实验器材选择、实验误差分析、成像规律应用等核心考点，要求学生熟练掌握平面镜成像的特点，理解实验操作的原理，对学生的实验探究能力和规律应用能力有一定要求，是光学部分的重点题型。
【难度系数】
0.6
本题围绕“探究平面镜成像的特点”实验展开，需结合实验原理、操作要点和成像规律分析各问题：
1. 第一问：平面镜不透明，无法确定像的位置，而玻璃板透明，能透过它看到后方的蜡烛，便于确定像的位置，这是选择玻璃板的核心目的。
2. 第二问：若玻璃板未垂直木板，像的位置会偏移，当玻璃板偏向蜡烛A一侧时，像会偏高，导致像“悬浮”在木板上方，据此选对应选项。
3. 第三问：平面镜成像由光的反射形成，镜面的任意部分都能反射光线成完整的像，且蜡烛位置不变，两部分玻璃板成的像位置相同，据此选选项。
4. 第四问：根据平面镜成像“像与物关于镜面对称”的规律，分析玻璃板移动、转动时像的变化；再结合速度公式计算玻璃板移动的距离，进而得出蜡烛B需要移动的距离。
【解析】
（1）实验中选用玻璃板代替平面镜，是因为玻璃板透明，既可以反射成像，又能透过玻璃板观察到另一侧的蜡烛B，便于确定像的位置。
（2）若玻璃板未垂直于木板，当玻璃板偏向蜡烛A一侧时，蜡烛A的像会偏高，看起来“悬浮”在木板上方；若玻璃板偏离蜡烛A一侧，像会偏低，因此选C。
（3）平面镜成像的本质是光的反射，玻璃板被截成两部分后，每一部分都相当于一个平面镜，都能成完整的像；由于蜡烛A的位置不变，两个像都与A关于各自的镜面对称，最终两个像在同一位置，故选A。
（4）①玻璃板沿CD水平向右移动时，蜡烛A到玻璃板的距离不变，根据像与物到镜面的距离相等，像到玻璃板的距离也不变，因此像相对于蜡烛A不移动；
②当玻璃板绕EF轴顺时针转动时，根据像与物关于镜面对称，像会随玻璃板顺时针转动；
③玻璃板以5 cm/s的速度远离蜡烛A，2 s后移动的距离为$s = vt = 5\ \mathrm{cm/s} × 2\ \mathrm{s} = 10\ \mathrm{cm}$，此时物距增加10 cm，像距也需增加10 cm，因此蜡烛B应远离原来的位置$10\ \mathrm{cm} + 10\ \mathrm{cm} = 20\ \mathrm{cm}$，才能与A的像完全重合。
【答案】
便于确定像的位置；C；A；不；顺时针转动；20
【知识点】
平面镜成像特点、光的反射、实验探究
【点评】
本题是平面镜成像实验的综合考查题，涵盖实验器材选择、实验误差分析、成像规律应用等核心考点，要求学生熟练掌握平面镜成像的特点，理解实验操作的原理，对学生的实验探究能力和规律应用能力有一定要求，是光学部分的重点题型。
【难度系数】
0.6
3. 如图所示为某一入射光经平面镜反射后的行进路径。保持入射光不变，通过调整平面镜使反射光射向$P$点。下列说法正确的是（）
A.平面镜应向右平移
B.调整平面镜后反射角和入射角不再相等
C.平面镜应顺时针转动
D.适当提高支点的位置
A.平面镜应向右平移
B.调整平面镜后反射角和入射角不再相等
C.平面镜应顺时针转动
D.适当提高支点的位置
答案
C
解析
【分析】
要解决此题，需结合光的反射定律分析：反射光线、入射光线和法线在同一平面内，反射光线与入射光线分居法线两侧，反射角等于入射角。保持入射光不变，要使反射光射向P点，需调整平面镜的角度，改变法线方向，进而改变反射光线方向。逐一分析选项：
1. 平面镜平移时，入射点位置不变，法线方向不变，入射角和反射角都不变，反射光线方向不变，无法到达P点；
2. 光的反射定律中，反射角始终等于入射角，这是定律，不会改变；
3. 要让反射光线向右偏转到P点，法线需顺时针转动（法线与平面镜垂直，法线转动方向和平面镜一致），因此平面镜应顺时针转动；
4. 提高支点位置仅改变平面镜高度，不改变平面镜角度，无法调整反射光线方向。
【解析】
根据光的反射定律：反射角等于入射角，法线垂直于平面镜。
选项A：平面镜向右平移时，入射点位置不变，法线方向不变，入射角、反射角均不变，反射光线方向不变，无法射向P点，故A错误；
选项B：光的反射定律明确反射角等于入射角，这一关系始终成立，故B错误；
选项C：要使反射光射向右侧的P点，反射光线需向右偏转。由于入射光线不变，根据反射定律，法线需顺时针转动（法线与平面镜垂直，故平面镜需顺时针转动），这样反射角增大，反射光线向右偏，可到达P点，故C正确；
选项D：提高支点位置只能改变平面镜的高度，无法改变平面镜的角度，不能调整反射光线的方向，故D错误。
【答案】
C
【知识点】
光的反射定律，平面镜的应用
【点评】
本题考查光的反射定律的实际应用，核心是理解平面镜转动时法线的变化规律，以及反射光线与法线、入射角的关系，需结合定律逐一分析选项，难度中等。
【难度系数】
0.5
要解决此题，需结合光的反射定律分析：反射光线、入射光线和法线在同一平面内，反射光线与入射光线分居法线两侧，反射角等于入射角。保持入射光不变，要使反射光射向P点，需调整平面镜的角度，改变法线方向，进而改变反射光线方向。逐一分析选项：
1. 平面镜平移时，入射点位置不变，法线方向不变，入射角和反射角都不变，反射光线方向不变，无法到达P点；
2. 光的反射定律中，反射角始终等于入射角，这是定律，不会改变；
3. 要让反射光线向右偏转到P点，法线需顺时针转动（法线与平面镜垂直，法线转动方向和平面镜一致），因此平面镜应顺时针转动；
4. 提高支点位置仅改变平面镜高度，不改变平面镜角度，无法调整反射光线方向。
【解析】
根据光的反射定律：反射角等于入射角，法线垂直于平面镜。
选项A：平面镜向右平移时，入射点位置不变，法线方向不变，入射角、反射角均不变，反射光线方向不变，无法射向P点，故A错误；
选项B：光的反射定律明确反射角等于入射角，这一关系始终成立，故B错误；
选项C：要使反射光射向右侧的P点，反射光线需向右偏转。由于入射光线不变，根据反射定律，法线需顺时针转动（法线与平面镜垂直，故平面镜需顺时针转动），这样反射角增大，反射光线向右偏，可到达P点，故C正确；
选项D：提高支点位置只能改变平面镜的高度，无法改变平面镜的角度，不能调整反射光线的方向，故D错误。
【答案】
C
【知识点】
光的反射定律，平面镜的应用
【点评】
本题考查光的反射定律的实际应用，核心是理解平面镜转动时法线的变化规律，以及反射光线与法线、入射角的关系，需结合定律逐一分析选项，难度中等。
【难度系数】
0.5
