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D
B
A
靠近
45
厚度
【分析】
这道题结合生活场景考查平面镜成像规律,解题时我们要紧扣平面镜成像的核心特点,逐个排查选项:首先回忆平面镜成像的虚实性质判断A选项;再结合图中给出的距离数据,利用像物等距的规律计算像和人的距离,判断B选项;接着根据像物等大的特点,分析人靠近镜面时像的大小变化,排查C选项;最后利用像与物关于镜面对称的规律,判断“E”的开口方向,验证D选项,最终选出正确答案。
【解析】
我们对每个选项逐一分析:
1. 选项A:平面镜成的是虚像,虚像是反射光线的反向延长线会聚形成的,并非实际光线会聚得到,即便可以被人眼观察到,也不属于实像,A错误。
2. 选项B:由图可知视力表到平面镜的距离为2.7m,根据像与物到平面镜距离相等,视力表的像到平面镜的距离也为2.7m;被测者距离视力表0.4m,因此被测者到平面镜的距离为2.7m - 0.4m = 2.3m,可得视力表的像到被测者的总距离为2.7m + 2.3m = 5m,并非5.4m,B错误。
3. 选项C:平面镜成像始终满足像与物体大小相等,被测者向平面镜靠近0.1m时,被测者自身大小没有变化,镜中的像大小也不会发生改变,C错误。
4. 选项D:平面镜成像的像与物关于镜面对称,仅左右方向相反,上下方向完全一致,因此被测者看到“E”的像开口向上时,视力表上对应的“E”开口也向上,D正确。
【答案】D
【知识点】平面镜成像特点
【点评】本题结合检查视力的实际应用场景命题,易错点集中在距离计算和像的大小变化判断,很多同学会误将两个2.7m直接相加得到5.4m,或是错误认为人靠近镜面时像会变大,解题时要牢牢记住平面镜成像“等大、等距、对称、虚像”的核心规律,避免常识性错误。
【难度系数】0.7
【分析】
我们首先明确这个魔术的设计逻辑:观察者从正面透明的箱面看进去,需要看到和真实空箱后壁一致的棋盘格图案,以此误以为箱内完全空旷,投入的硬币实际藏在平面镜后方的隐藏空间里。要实现这个效果,需要利用平面镜的成像特点,让平面镜把箱子底部的棋盘格图案反射到观察者的眼中,让观察者将反射形成的虚像误认为是箱子的后壁。接下来逐一分析选项:首先排除C、D,这两个选项的平面镜沿箱子左前到右后的对角线放置,无法反射箱底的图案形成完整的箱内壁视觉效果;再对比A、B,若镜面朝上,平面镜会反射箱子顶部的区域,无法呈现箱底的棋盘格图案;只有镜面朝下倾斜放置,才能将箱底的棋盘格反射到正前方观察者的视野中,实现“硬币消失”的效果。
【解析】
要实现硬币消失的魔术效果,核心是利用平面镜成像,让观察者从正面看到的“箱内壁棋盘格”实际是箱底棋盘格通过平面镜成的虚像:
1. 若平面镜按C、D的方式沿箱体左前角到右后角的对角线放置,无法将箱底的棋盘图案反射到正前方的观察者视野,不能营造出空箱的视觉效果,直接排除C、D。
2. 若镜面朝上,平面镜朝向箱体顶部,会反射箱顶区域,无法呈现出箱底的棋盘格图案,不符合魔术要求,排除A。
3. 当平面镜镜面朝下倾斜放置(对应选项B),镜面朝向箱底,箱底的棋盘格的光经平面镜反射后进入正前方观察者的眼睛,观察者会将反射形成的虚像误认为是箱子的后壁,此时从顶部投币口投入的硬币会落在平面镜后方的隐藏空间,观察者完全看不到硬币,实现“硬币消失”的魔术效果。
因此答案选B。
【答案】
B
【知识点】
平面镜成像特点
光的反射应用
【点评】
本题结合趣味魔术场景考查平面镜成像的实际应用,解题的关键是跳出常规知识点背诵,结合魔术的实际需求分析镜面的朝向作用,将物理知识和生活趣味应用结合,能很好地锻炼学生用物理规律解决实际问题的能力。
【难度系数】
0.7
【分析】
这道题考查平面镜成像的实际应用,首先要明确平面镜成像的核心特点:像和物体关于镜面对称,也就是左右方向是完全颠倒的。对于电子显示屏的镜像时间,我们可以用两种思路推导:第一种是把看到的镜中时间的图像沿竖直中线左右翻转,相当于把写有该时间的纸翻到背面透光观察,得到的就是实际时间;第二种是逐个分析电子数字的镜像特征:七段数码管显示的数字1镜像仍为1,数字2的镜像为5,数字5的镜像为2,冒号的镜像没有变化。我们按照左右颠倒的规则,把镜中看到的12:51从右往左逐个取镜像,就能得到实际的时间,再和选项比对即可选出正确答案。
【解析】
解:根据平面镜成像左右对称、左右颠倒的性质:
1. 镜中看到的时间为12:51,将该图像整体沿竖直方向左右翻转,原图像最右侧的字符翻转后移动到最左侧,依次类推:
原镜中最右侧的字符是“1”,镜像后仍为“1”,位于实际时间最左侧;
原镜中右数第二位的字符是“5”,镜像后变为“2”,位于实际时间左数第二位;
中间的冒号位置不变,仍为时间分隔符;
原镜中左数第二位的字符是“2”,镜像后变为“5”,位于实际时间右数第二位;
原镜中最左侧的字符是“1”,镜像后仍为“1”,位于实际时间最右侧。
2. 组合后得到的实际时间为12:51,对应选项A。
【答案】
A
【知识点】
平面镜成像特点,镜像时间判断
【点评】
本题属于易错题,很多同学会套用普通镜像时间的常规计算方法得到错误结果,忽略了12:51这个时间本身满足左右翻转后和原图像完全重合的特殊性质,解题时可以借助“翻纸透光看”的小技巧快速验证,避免被惯性思维误导。
【难度系数】
0.4
【分析】
这道题结合生活中抬头显示器的实际场景,核心考察平面镜成像的相关规律,我们可以围绕“像与物关于镜面对称”的特点逐步思考:
1. 第一小问:平面镜成像时像距等于物距,成像位置太高说明像距离挡风玻璃过远,要降低像的位置,就需要减小物到镜面的距离,因此将显示器靠近挡风玻璃即可。
2. 第二小问:显示器水平放置,要求成垂直水平面的像,说明物和像的夹角为90°,根据对称特点,镜面是物和像夹角的角平分线,就能算出挡风玻璃和水平面的夹角。
3. 第三小问:重影是两个不重合的像叠加形成的,挡风玻璃的前后两个表面都可以反射成像,正是因为玻璃有厚度,两个反射面位置错开,才会形成重影。
【解析】
(1)平面镜成像中,像与物体到镜面的距离相等。成像位置太高,说明像距过大,将显示器适当靠近挡风玻璃,物距减小,对应的像距也同步减小,像的位置就会降低,满足使用要求。
(2)水平放置的显示器,要成垂直于水平面的像,物和像的夹角为90°,由于像与物关于平面镜对称,挡风玻璃作为镜面是该90°夹角的角平分线,因此挡风玻璃与水平面的夹角为90°÷2=45°。
(3)挡风玻璃存在一定厚度,它的前、后两个表面都相当于平面镜,都可以反射光线各自形成一个像,两个像位置不完全重合,就会产生重影,因此重影的成因是挡风玻璃有一定的厚度。
【答案】
(1) 靠近 (2) 45 (3) 厚度
【知识点】
平面镜成像特点,光的反射
【点评】
本题将平面镜成像的基础知识点和汽车抬头显示器的实际应用结合,跳出了机械考察概念的出题模式,要求学生灵活运用像物对称的规律分析生活中的技术问题,既巩固了核心知识点,也体现了物理知识在工程应用中的实用价值。
【难度系数】
0.7
【分析】
要作出物体ABC在平面镜中的像,核心思路是利用平面镜成像“像与物体关于镜面对称”的特点,不需要直接绘制整个三角形的像,只需要先确定三角形三个顶点的对应像点,再连接像点即可。具体思考步骤:1. 明确平面镜成像的对称规则:物点到镜面的距离等于对应像点到镜面的距离,物像连线与镜面垂直;2. 分别对A、B、C三个顶点,逐个作出它们关于平面镜的对称点A'、B'、C';3. 由于平面镜成的是虚像,最后用虚线依次连接三个像点,就得到完整的像。
【解析】
作图步骤如下:
1. 分别过物体的三个顶点A、B、C,向平面镜作垂线并向镜面另一侧延长;
2. 在镜面另一侧的延长线上,分别截取点A'、B'、C',使A'、B'、C'到平面镜的距离分别等于对应物点A、B、C到平面镜的距离,得到三个顶点的像点;
3. 用虚线依次连接A'、B'、C',得到的△A'B'C'就是物体ABC在平面镜中所成的虚像。
【答案】

【知识点】
平面镜成像规律,对称法作图
【点评】
本题属于平面镜成像的基础作图题,重点考察作图规范,需要注意物像连线的辅助线要标注垂直符号、使用虚线,最终得到的虚像也必须用虚线绘制,避免出现将虚像画为实线、物像到镜面距离不相等的常见错误。
【难度系数】
0.8
【分析】
我们知道平面镜成像的核心特点是像与物体关于平面镜轴对称,也就是说平面镜是所有对应物点和像点连线的垂直平分线。解题时首先找到物体AB的两个端点A、B和它们对应的像点A'、B',任选一组对应点(比如A和A'),将两点连接起来,再作出这条连线的垂直平分线,这条垂直平分线就是平面镜的位置,最后标注平面镜的非反射面短斜线,保留所有作图辅助痕迹即可。
【解析】
1. 用虚线连接物点A与对应的像点A';
2. 作线段AA'的垂直平分线:分别以A、A'为圆心,取大于AA'长度一半的长度为半径画圆弧,得到两个交点,过两个交点作直线,该直线就是平面镜的位置;
3. 在平面镜远离物体AB的一侧(非反射面)画上短斜线表示平面镜的背面,保留所有辅助作图痕迹。
【答案】

【知识点】
平面镜成像特点;对称法作图
【点评】
本题是平面镜成像作图的基础题型,直接考察像物对称的核心性质,解题时要注意辅助线需用虚线绘制,不要遗漏平面镜背面的短斜线标识,避免作图不规范丢分。
【难度系数】
0.8