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汽车平视显示系统
平视显示系统(Head Up Display,简称 HUD),是曾经应用于战机上的一项先进技术,如图甲汽车上采用的 HUD 是为了高速行驶的车辆而研发,在高速行驶时,如果驾驶员低头观看仪表信息,在前方遇有紧急情况时就有可能因来不及采取有效措施而造成事故。HUD 是利用平面镜成像原理(简化光路图如图乙所示),将显示器上的重要行车数据通过前挡风玻璃投射在正前方,驾驶员透过挡风玻璃往前方看的时候,能够轻易地将车外的景象与车辆信息通过挡风玻璃所成的像融合在一起。驾驶员不必低头,就可以看到车辆信息,如车速、油耗、导航等,从而避免分散对前方道路的注意力。同时驾驶员不必在观察远方的道路和近处的仪表之间调节眼睛,可避免眼睛疲劳,确保驾驶舒适安全。
(1) 在图乙所示的光路图中,若光线$b$竖直向上,光线$c$水平向右,则挡风玻璃与水平面间的夹角为$°$;若要调节挡风玻璃所成像的高低,可以通过(填“平移”或“旋转”)反射镜来实现。
(2) HUD 有一个技术难题,即挡风玻璃所成的像易产生重影,影响使用效果。重影产生的原因是挡风玻璃有一定的;结合图丙信息判断,为克服上述难题,挡风玻璃可选用(填“厚度均匀”“上厚下薄”或“上薄下厚”)的形状。
(3) 人眼从看远处切换为看近处时容易引起眼睛的疲劳,故为了使 HUD 在挡风玻璃所成的像离人眼距离达 2 m 以上,可行性较高且较安全的方案是。
汽车平视显示系统
平视显示系统(Head Up Display,简称 HUD),是曾经应用于战机上的一项先进技术,如图甲汽车上采用的 HUD 是为了高速行驶的车辆而研发,在高速行驶时,如果驾驶员低头观看仪表信息,在前方遇有紧急情况时就有可能因来不及采取有效措施而造成事故。HUD 是利用平面镜成像原理(简化光路图如图乙所示),将显示器上的重要行车数据通过前挡风玻璃投射在正前方,驾驶员透过挡风玻璃往前方看的时候,能够轻易地将车外的景象与车辆信息通过挡风玻璃所成的像融合在一起。驾驶员不必低头,就可以看到车辆信息,如车速、油耗、导航等,从而避免分散对前方道路的注意力。同时驾驶员不必在观察远方的道路和近处的仪表之间调节眼睛,可避免眼睛疲劳,确保驾驶舒适安全。
(1) 在图乙所示的光路图中,若光线$b$竖直向上,光线$c$水平向右,则挡风玻璃与水平面间的夹角为$°$;若要调节挡风玻璃所成像的高低,可以通过(填“平移”或“旋转”)反射镜来实现。
(2) HUD 有一个技术难题,即挡风玻璃所成的像易产生重影,影响使用效果。重影产生的原因是挡风玻璃有一定的;结合图丙信息判断,为克服上述难题,挡风玻璃可选用(填“厚度均匀”“上厚下薄”或“上薄下厚”)的形状。
(3) 人眼从看远处切换为看近处时容易引起眼睛的疲劳,故为了使 HUD 在挡风玻璃所成的像离人眼距离达 2 m 以上,可行性较高且较安全的方案是。
答案
【分析】
本题围绕汽车平视显示系统（HUD）考查平面镜成像的相关知识，解题思路如下：
1. 第(1)问：利用光的反射定律推导挡风玻璃与水平面的夹角，再根据平面镜成像的位置特点判断调节像高低的操作方式；
2. 第(2)问：理解重影产生的原因，结合减小重影的需求选择合适的挡风玻璃形状；
3. 第(3)问：根据平面镜成像中像距与物距的关系，确定延长像到人眼距离的可行方案。
【解析】
(1) 光线b竖直向上、光线c水平向右，两光线夹角为90°。根据光的反射定律，反射角等于入射角，法线为两光线夹角的角平分线（与b、c夹角均为45°）；法线与镜面垂直，故挡风玻璃与水平面夹角为45°。平移反射镜时，像会随镜面同步平移，可调节像的高低，因此填“平移”。
(2) 挡风玻璃有一定厚度时，光线会在玻璃前、后两个表面分别反射成像，形成重影。选用上薄下厚的挡风玻璃，可减小两个反射像的间距，减轻重影，因此重影原因是挡风玻璃有一定“厚度”。
(3) 平面镜成像中像距等于物距，要使像离人眼达2m以上，可通过多面平面镜多次成像延长像到人眼的距离，故方案为让显示器上的信息通过多面平面镜多次成像反射。
【答案】
45；平移；厚度；上薄下厚；让显示器上的信息通过多面平面镜多次成像反射
【知识点】
平面镜成像、光的反射
【点评】
本题将平面镜成像知识与汽车HUD的实际应用结合，考查学生对物理原理的理解和应用能力，贴近生活，难度适中。
【难度系数】
0.5
45
平移
厚度
上薄下厚
让显示器上
的信息通过多面平面镜多次成像反射
【分析】
本题围绕汽车平视显示系统（HUD）考查平面镜成像的相关知识，解题思路如下：
1. 第(1)问：利用光的反射定律推导挡风玻璃与水平面的夹角，再根据平面镜成像的位置特点判断调节像高低的操作方式；
2. 第(2)问：理解重影产生的原因，结合减小重影的需求选择合适的挡风玻璃形状；
3. 第(3)问：根据平面镜成像中像距与物距的关系，确定延长像到人眼距离的可行方案。
【解析】
(1) 光线b竖直向上、光线c水平向右，两光线夹角为90°。根据光的反射定律，反射角等于入射角，法线为两光线夹角的角平分线（与b、c夹角均为45°）；法线与镜面垂直，故挡风玻璃与水平面夹角为45°。平移反射镜时，像会随镜面同步平移，可调节像的高低，因此填“平移”。
(2) 挡风玻璃有一定厚度时，光线会在玻璃前、后两个表面分别反射成像，形成重影。选用上薄下厚的挡风玻璃，可减小两个反射像的间距，减轻重影，因此重影原因是挡风玻璃有一定“厚度”。
(3) 平面镜成像中像距等于物距，要使像离人眼达2m以上，可通过多面平面镜多次成像延长像到人眼的距离，故方案为让显示器上的信息通过多面平面镜多次成像反射。
【答案】
45；平移；厚度；上薄下厚；让显示器上的信息通过多面平面镜多次成像反射
【知识点】
平面镜成像、光的反射
【点评】
本题将平面镜成像知识与汽车HUD的实际应用结合，考查学生对物理原理的理解和应用能力，贴近生活，难度适中。
【难度系数】
0.5
本题围绕汽车平视显示系统（HUD）考查平面镜成像的相关知识，解题思路如下：
1. 第(1)问：利用光的反射定律推导挡风玻璃与水平面的夹角，再根据平面镜成像的位置特点判断调节像高低的操作方式；
2. 第(2)问：理解重影产生的原因，结合减小重影的需求选择合适的挡风玻璃形状；
3. 第(3)问：根据平面镜成像中像距与物距的关系，确定延长像到人眼距离的可行方案。
【解析】
(1) 光线b竖直向上、光线c水平向右，两光线夹角为90°。根据光的反射定律，反射角等于入射角，法线为两光线夹角的角平分线（与b、c夹角均为45°）；法线与镜面垂直，故挡风玻璃与水平面夹角为45°。平移反射镜时，像会随镜面同步平移，可调节像的高低，因此填“平移”。
(2) 挡风玻璃有一定厚度时，光线会在玻璃前、后两个表面分别反射成像，形成重影。选用上薄下厚的挡风玻璃，可减小两个反射像的间距，减轻重影，因此重影原因是挡风玻璃有一定“厚度”。
(3) 平面镜成像中像距等于物距，要使像离人眼达2m以上，可通过多面平面镜多次成像延长像到人眼的距离，故方案为让显示器上的信息通过多面平面镜多次成像反射。
【答案】
45；平移；厚度；上薄下厚；让显示器上的信息通过多面平面镜多次成像反射
【知识点】
平面镜成像、光的反射
【点评】
本题将平面镜成像知识与汽车HUD的实际应用结合，考查学生对物理原理的理解和应用能力，贴近生活，难度适中。
【难度系数】
0.5
45
平移
厚度
上薄下厚
让显示器上
的信息通过多面平面镜多次成像反射
【分析】
本题围绕汽车平视显示系统（HUD）考查平面镜成像的相关知识，解题思路如下：
1. 第(1)问：利用光的反射定律推导挡风玻璃与水平面的夹角，再根据平面镜成像的位置特点判断调节像高低的操作方式；
2. 第(2)问：理解重影产生的原因，结合减小重影的需求选择合适的挡风玻璃形状；
3. 第(3)问：根据平面镜成像中像距与物距的关系，确定延长像到人眼距离的可行方案。
【解析】
(1) 光线b竖直向上、光线c水平向右，两光线夹角为90°。根据光的反射定律，反射角等于入射角，法线为两光线夹角的角平分线（与b、c夹角均为45°）；法线与镜面垂直，故挡风玻璃与水平面夹角为45°。平移反射镜时，像会随镜面同步平移，可调节像的高低，因此填“平移”。
(2) 挡风玻璃有一定厚度时，光线会在玻璃前、后两个表面分别反射成像，形成重影。选用上薄下厚的挡风玻璃，可减小两个反射像的间距，减轻重影，因此重影原因是挡风玻璃有一定“厚度”。
(3) 平面镜成像中像距等于物距，要使像离人眼达2m以上，可通过多面平面镜多次成像延长像到人眼的距离，故方案为让显示器上的信息通过多面平面镜多次成像反射。
【答案】
45；平移；厚度；上薄下厚；让显示器上的信息通过多面平面镜多次成像反射
【知识点】
平面镜成像、光的反射
【点评】
本题将平面镜成像知识与汽车HUD的实际应用结合，考查学生对物理原理的理解和应用能力，贴近生活，难度适中。
【难度系数】
0.5
解析
【分析】
本题围绕汽车平视显示系统（HUD）考查平面镜成像、光的反射相关知识，解题思路如下：1. 第(1)问：利用光的反射定律推导挡风玻璃与水平面的夹角，再根据平面镜成像的位置特点判断调节像高低的操作方式；2. 第(2)问：理解重影产生的原因，结合减小重影的需求选择合适的挡风玻璃形状；3. 第(3)问：根据平面镜成像中像距与物距的关系，确定延长像到人眼距离的可行方案。
【解析】
(1) 光线b竖直向上、光线c水平向右，两光线夹角为90°。根据光的反射定律，反射角等于入射角，法线为两光线夹角的角平分线（与b、c夹角均为45°）；法线与镜面垂直，故挡风玻璃与水平面夹角为45°。平移反射镜时，像会随镜面同步平移，可调节像的高低，因此填“平移”。
(2) 挡风玻璃有一定厚度时，光线会在玻璃前、后两个表面分别反射成像，形成重影。选用上薄下厚的挡风玻璃，可减小两个反射像的间距，减轻重影，因此重影原因是挡风玻璃有一定“厚度”。
(3) 平面镜成像中像距等于物距，要使像离人眼达2m以上，可通过多面平面镜多次成像延长像到人眼的距离，故方案为让显示器上的信息通过多面平面镜多次成像反射。
【答案】
45；平移；厚度；上薄下厚；让显示器上的信息通过多面平面镜多次成像反射
【知识点】
平面镜成像、光的反射
【点评】
本题将平面镜成像知识与汽车HUD的实际应用结合，考查学生对物理原理的理解和应用能力，贴近生活，难度适中。
【难度系数】
0.5
本题围绕汽车平视显示系统（HUD）考查平面镜成像、光的反射相关知识，解题思路如下：1. 第(1)问：利用光的反射定律推导挡风玻璃与水平面的夹角，再根据平面镜成像的位置特点判断调节像高低的操作方式；2. 第(2)问：理解重影产生的原因，结合减小重影的需求选择合适的挡风玻璃形状；3. 第(3)问：根据平面镜成像中像距与物距的关系，确定延长像到人眼距离的可行方案。
【解析】
(1) 光线b竖直向上、光线c水平向右，两光线夹角为90°。根据光的反射定律，反射角等于入射角，法线为两光线夹角的角平分线（与b、c夹角均为45°）；法线与镜面垂直，故挡风玻璃与水平面夹角为45°。平移反射镜时，像会随镜面同步平移，可调节像的高低，因此填“平移”。
(2) 挡风玻璃有一定厚度时，光线会在玻璃前、后两个表面分别反射成像，形成重影。选用上薄下厚的挡风玻璃，可减小两个反射像的间距，减轻重影，因此重影原因是挡风玻璃有一定“厚度”。
(3) 平面镜成像中像距等于物距，要使像离人眼达2m以上，可通过多面平面镜多次成像延长像到人眼的距离，故方案为让显示器上的信息通过多面平面镜多次成像反射。
【答案】
45；平移；厚度；上薄下厚；让显示器上的信息通过多面平面镜多次成像反射
【知识点】
平面镜成像、光的反射
【点评】
本题将平面镜成像知识与汽车HUD的实际应用结合，考查学生对物理原理的理解和应用能力，贴近生活，难度适中。
【难度系数】
0.5
