【活动思考一】光的反射是生活中常见的现象,如图①是光的反射示意图(反射角等于入射角,且法线与平面镜垂直,垂足为入射点)。如图②,小明画出了汽车与右侧后视镜的示意图,汽车用长方形ABCD表示,司机位于车内左前方的点O处,OM//BC,右侧后视镜用线段BE表示,后视镜BE与BC形成的∠CBE为60°,司机观察车右侧后视镜的视角∠MOH的度数不大于80°,H为线段BE上的任意一点,且H为入射点。
(1)若∠MOH=70°,则图②中的入射角∠OHG的度数为
(2)请用无刻度的直尺与圆规补全图②中的反射光线HF(保留作图痕迹,不写作法);
(3)在(2)的条件下,我们把∠OHF称为司机观察车右侧的“给力视野”,当入射点H与点E重合时,“给力视野”最大,则最大值为

【活动思考二】当司机坐在驾驶位置上时,由于视角的限制以及车体的遮挡,会形成我们常说的车尾盲区(如图③)。在平直的公路上有一辆货车匀速行驶,正后方跟随一辆速度为20米/秒的小汽车。若此时货车司机紧急刹车,则后方的小汽车司机也随即刹车,但小汽车司机有一段1.5秒的反应时间。已知货车从开始刹车到完全停住的滑行距离为15米,小汽车从开始刹车到完全停住的滑行距离为40米,货车车尾盲区为货车正后方的5米区域。小明根据题意画出了如图④所示的线段示意图。
(4)线段AB表示的实际意义是
(5)在货车刹车前,小汽车应与货车至少保持多少米的安全距离,才不会闯入货车的车尾盲区?

(1)若∠MOH=70°,则图②中的入射角∠OHG的度数为
40°
;(2)请用无刻度的直尺与圆规补全图②中的反射光线HF(保留作图痕迹,不写作法);
(3)在(2)的条件下,我们把∠OHF称为司机观察车右侧的“给力视野”,当入射点H与点E重合时,“给力视野”最大,则最大值为
100°
。【活动思考二】当司机坐在驾驶位置上时,由于视角的限制以及车体的遮挡,会形成我们常说的车尾盲区(如图③)。在平直的公路上有一辆货车匀速行驶,正后方跟随一辆速度为20米/秒的小汽车。若此时货车司机紧急刹车,则后方的小汽车司机也随即刹车,但小汽车司机有一段1.5秒的反应时间。已知货车从开始刹车到完全停住的滑行距离为15米,小汽车从开始刹车到完全停住的滑行距离为40米,货车车尾盲区为货车正后方的5米区域。小明根据题意画出了如图④所示的线段示意图。
(4)线段AB表示的实际意义是
货车从开始刹车到完全停住的滑行距离
;(5)在货车刹车前,小汽车应与货车至少保持多少米的安全距离,才不会闯入货车的车尾盲区?
答案
(1) 40° 【解析】如图①,设OH与BC交于点K.因为OM//BC,所以∠BKH=∠MOH=70°.因为由三角形的内角和为180°,得∠KBH+∠BKH+∠BHK=180°,∠CBE=60°,所以∠KHB=50°.因为HG⊥BE,所以∠BHG=90°.所以∠OHG=90°-50°=40°.
(2) 作法不唯一,如图②所示,参考作图见
(3) 100° 【解析】如图③,设OH与BC交于点R.由题意,得当入射点H与点E重合时,∠MOH的度数最大,为80°.因为OM//BC,所以∠BRH=∠MOH=80°.因为∠RBH+∠BRH+∠BHR=180°,∠CBE=60°,所以∠RHB=40°.因为HG⊥BE,所以∠BHG=90°.所以∠OHG=90°-40°=50°.因为∠OHG=∠FHG,所以∠OHF=2∠OHG=100°,即“给力视野”最大值为100°.
(4) 货车从开始刹车到完全停住的滑行距离为15米
(5) 由题意,得CD=20×1.5=30(米),所以CA=CD+DE-(AB-EB)=30+40-(15-5)=60(米).所以小汽车应与货车至少保持60米的安全距离,才不会闯入货车的车尾盲区
解析
【分析】
(1)求入射角∠OHG:先利用平行线的同位角相等得到∠BKH与∠MOH的等量关系,再结合三角形内角和定理求出∠BHK的度数,最后根据法线与镜面垂直的性质,用90°减去∠BKH即可得到入射角。
(2)补全反射光线:根据光的反射规律中反射角等于入射角的特点,以入射点H为顶点、法线HG为公共边,在法线另一侧作与入射角相等的角,即可得到反射光线HF。
(3)求最大“给力视野”:已知最大视角∠MOH为80°,沿用(1)的计算思路先求出入射角的度数,再结合反射角等于入射角,可得“给力视野”为2倍的入射角,代入计算即可。
(4)结合题目给出的货车刹车滑行的已知条件,直接对应线段AB的实际意义即可。
(5)求安全距离:先计算小汽车反应时间内行驶的路程,再结合小汽车刹车滑行距离、货车刹车滑行距离、车尾盲区长度的数量关系,代入数据计算即可得到最小安全距离。
【解析】
(1) 设OH与BC交于点K。
∵OM//BC,
∴∠BKH=∠MOH=70°。
在△BKH中,由三角形内角和为180°得:∠KBH+∠BKH+∠BHK=180°,
已知∠CBE=∠KBH=60°,
∴∠BHK=180°-60°-70°=50°。
∵HG为法线,HG⊥BE,
∴∠BHG=90°,
∴∠OHG=∠BHG - ∠BHK=90°-50°=40°。
(2) 以H为顶点,HG为公共边,作∠FHG=∠OHG,射线HF即为所求反射光线,作图如下:

(3) 当入射点H与E重合时,∠MOH取最大值80°,设OH与BC交于点R。
∵OM//BC,
∴∠BRE=∠MOH=80°。
在△BRE中,由三角形内角和为180°得:∠RBE+∠BRE+∠BER=180°,
已知∠RBE=60°,
∴∠BER=180°-60°-80°=40°。
∵HG⊥BE,
∴∠BHG=90°,
∴入射角∠OHG=90°-40°=50°。
由反射角等于入射角得∠FHG=∠OHG=50°,
∴∠OHF=∠OHG+∠FHG=100°,即“给力视野”最大值为100°。
(4) 结合题意可知,线段AB对应的是货车从开始刹车到完全停住的滑行距离,即15米。
(5) 首先计算小汽车反应时间内行驶的路程:$20×1.5=30$(米)。
要保证不闯入货车车尾盲区,安全距离=反应时间行驶路程+小汽车刹车滑行距离-(货车刹车滑行距离-盲区长度),
代入数据得:$30+40-(15-5)=60$(米)。
【答案】
(1) $40°$
(2)
(3) $100°$
(4) 货车从开始刹车到完全停住的滑行距离为15米
(5) 60米
【知识点】
平行线的性质;三角形内角和;行程问题计算
【点评】
本题结合汽车盲区的生活实际,融合了几何计算、尺规作图、行程应用等多个考点,既考查了基础数学知识的灵活运用,又考查了将实际问题转化为数学问题的能力,兼具知识性和实用性。
【难度系数】
0.6
(1)求入射角∠OHG:先利用平行线的同位角相等得到∠BKH与∠MOH的等量关系,再结合三角形内角和定理求出∠BHK的度数,最后根据法线与镜面垂直的性质,用90°减去∠BKH即可得到入射角。
(2)补全反射光线:根据光的反射规律中反射角等于入射角的特点,以入射点H为顶点、法线HG为公共边,在法线另一侧作与入射角相等的角,即可得到反射光线HF。
(3)求最大“给力视野”:已知最大视角∠MOH为80°,沿用(1)的计算思路先求出入射角的度数,再结合反射角等于入射角,可得“给力视野”为2倍的入射角,代入计算即可。
(4)结合题目给出的货车刹车滑行的已知条件,直接对应线段AB的实际意义即可。
(5)求安全距离:先计算小汽车反应时间内行驶的路程,再结合小汽车刹车滑行距离、货车刹车滑行距离、车尾盲区长度的数量关系,代入数据计算即可得到最小安全距离。
【解析】
(1) 设OH与BC交于点K。
∵OM//BC,
∴∠BKH=∠MOH=70°。
在△BKH中,由三角形内角和为180°得:∠KBH+∠BKH+∠BHK=180°,
已知∠CBE=∠KBH=60°,
∴∠BHK=180°-60°-70°=50°。
∵HG为法线,HG⊥BE,
∴∠BHG=90°,
∴∠OHG=∠BHG - ∠BHK=90°-50°=40°。
(2) 以H为顶点,HG为公共边,作∠FHG=∠OHG,射线HF即为所求反射光线,作图如下:
(3) 当入射点H与E重合时,∠MOH取最大值80°,设OH与BC交于点R。
∵OM//BC,
∴∠BRE=∠MOH=80°。
在△BRE中,由三角形内角和为180°得:∠RBE+∠BRE+∠BER=180°,
已知∠RBE=60°,
∴∠BER=180°-60°-80°=40°。
∵HG⊥BE,
∴∠BHG=90°,
∴入射角∠OHG=90°-40°=50°。
由反射角等于入射角得∠FHG=∠OHG=50°,
∴∠OHF=∠OHG+∠FHG=100°,即“给力视野”最大值为100°。
(4) 结合题意可知,线段AB对应的是货车从开始刹车到完全停住的滑行距离,即15米。
(5) 首先计算小汽车反应时间内行驶的路程:$20×1.5=30$(米)。
要保证不闯入货车车尾盲区,安全距离=反应时间行驶路程+小汽车刹车滑行距离-(货车刹车滑行距离-盲区长度),
代入数据得:$30+40-(15-5)=60$(米)。
【答案】
(1) $40°$
(2)
(3) $100°$
(4) 货车从开始刹车到完全停住的滑行距离为15米
(5) 60米
【知识点】
平行线的性质;三角形内角和;行程问题计算
【点评】
本题结合汽车盲区的生活实际,融合了几何计算、尺规作图、行程应用等多个考点,既考查了基础数学知识的灵活运用,又考查了将实际问题转化为数学问题的能力,兼具知识性和实用性。
【难度系数】
0.6
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