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13. 情境化探究 某物理科创小组利用四个梯形的塑料片，围成一圈呈“倒金字塔状”立在手机上，就可以将手机上的影像成在空中，形成具有“3D”效果的“全息投影”，如图甲所示。老师告诉大家，这实际上就是平面镜成像的原理。于是，科创小组成员利用如图乙所示的装置，来探究“平面镜成像的特点”。
(1)实验时，应该在
(2)为测量像与物到平面镜的距离，科创小组先在水平桌面上铺一张白纸，纸上竖直放置一块茶色薄玻璃，如图乙所示，玻璃板前立一支点燃的蜡烛A，再把一支形状相同且未点燃的蜡烛B放在玻璃板后，移动蜡烛B使其与蜡烛A的像完全重合，此时蜡烛B替代的是
(3)拿走蜡烛B，并在其所在位置放一光屏，发现光屏上
(4)科创小组为了解为什么要将塑料片呈“倒金字塔状”，将玻璃板如图丙所示向前倾斜。发现此时像会呈在
(5)进一步探究：将两节7号电池平放在桌面上，如图丁所示，再把两块玻璃板a和b立在桌面上，调整玻璃板与桌面的夹角，直到无论在左侧还是右侧观察，都能看到两电池的像重合并竖直于桌面上方，若要达到这种效果，两块玻璃板与水平桌面的夹角应为
(1)实验时，应该在
较暗
（填“较亮”或“较暗”）环境中进行。(2)为测量像与物到平面镜的距离，科创小组先在水平桌面上铺一张白纸，纸上竖直放置一块茶色薄玻璃，如图乙所示，玻璃板前立一支点燃的蜡烛A，再把一支形状相同且未点燃的蜡烛B放在玻璃板后，移动蜡烛B使其与蜡烛A的像完全重合，此时蜡烛B替代的是
蜡烛A的像
（填“蜡烛A”或“蜡烛A的像”）。(3)拿走蜡烛B，并在其所在位置放一光屏，发现光屏上
没有
（填“有”或“没有”）像，说明平面镜成的是虚像。(4)科创小组为了解为什么要将塑料片呈“倒金字塔状”，将玻璃板如图丙所示向前倾斜。发现此时像会呈在
偏上
（填“偏上”“偏下”或“桌面上”）的位置。(5)进一步探究：将两节7号电池平放在桌面上，如图丁所示，再把两块玻璃板a和b立在桌面上，调整玻璃板与桌面的夹角，直到无论在左侧还是右侧观察，都能看到两电池的像重合并竖直于桌面上方，若要达到这种效果，两块玻璃板与水平桌面的夹角应为
45
度。答案
13.(1)较暗 (2)蜡烛A的像 (3)没有 (4)偏上
(5)45
【点拨】(4)当玻璃板向前倾斜时,平面镜成的像和物关于镜面对称,蜡烛的像会呈现在偏上的位置。(5)平面镜成的像和物关于镜面对称,若无论在左侧还是右侧观察,都能看到两电池的像重合并竖直于桌面上方,则像是竖直的且在两块玻璃板的正中间,根据对称性可知,两块玻璃板与水平桌面的夹角为45°。
(5)45
【点拨】(4)当玻璃板向前倾斜时,平面镜成的像和物关于镜面对称,蜡烛的像会呈现在偏上的位置。(5)平面镜成的像和物关于镜面对称,若无论在左侧还是右侧观察,都能看到两电池的像重合并竖直于桌面上方,则像是竖直的且在两块玻璃板的正中间,根据对称性可知,两块玻璃板与水平桌面的夹角为45°。
解析
【分析】
本题是探究平面镜成像特点的实验题，需结合平面镜成像规律解答各小问：实验环境选择需让像更清晰，利用等效替代法确定像的替代物，根据实虚像的区别判断光屏能否承接像，依据像与物关于镜面对称分析玻璃板倾斜时像的位置，结合对称性推导多块玻璃板的夹角。
【解析】
(1) 平面镜成像实验在较暗环境中进行，因为较暗时周围光线弱，蜡烛A的像与背景对比度高，像更清晰，便于观察，故填“较暗”。
(2) 实验采用等效替代法，用未点燃的蜡烛B与蜡烛A的像重合，此时蜡烛B替代的是蜡烛A的像，以此确定像的位置和比较像与物的大小，故填“蜡烛A的像”。
(3) 实像可呈现在光屏，虚像不能。平面镜成虚像，因此光屏上没有像，故填“没有”。
(4) 根据平面镜成像“像与物关于镜面对称”，玻璃板向前倾斜时，蜡烛A的像会向镜面上移，呈在偏上的位置，故填“偏上”。
(5) 要让两电池的像重合并竖直于桌面，结合对称性，两块玻璃板需将像对称到中间竖直位置，故与水平桌面的夹角为45°，填“45”。
【答案】
(1)较暗 (2)蜡烛A的像 (3)没有 (4)偏上 (5)45
【知识点】
平面镜成像特点、实像与虚像、等效替代法
【点评】
本题结合全息投影情境，综合考查平面镜成像实验的核心知识点，涵盖实验操作、成像规律应用等，需理解“像与物关于镜面对称”的核心规律，是对实验知识的综合应用。
【难度系数】
0.5
本题是探究平面镜成像特点的实验题，需结合平面镜成像规律解答各小问：实验环境选择需让像更清晰，利用等效替代法确定像的替代物，根据实虚像的区别判断光屏能否承接像，依据像与物关于镜面对称分析玻璃板倾斜时像的位置，结合对称性推导多块玻璃板的夹角。
【解析】
(1) 平面镜成像实验在较暗环境中进行，因为较暗时周围光线弱，蜡烛A的像与背景对比度高，像更清晰，便于观察，故填“较暗”。
(2) 实验采用等效替代法，用未点燃的蜡烛B与蜡烛A的像重合，此时蜡烛B替代的是蜡烛A的像，以此确定像的位置和比较像与物的大小，故填“蜡烛A的像”。
(3) 实像可呈现在光屏，虚像不能。平面镜成虚像，因此光屏上没有像，故填“没有”。
(4) 根据平面镜成像“像与物关于镜面对称”，玻璃板向前倾斜时，蜡烛A的像会向镜面上移，呈在偏上的位置，故填“偏上”。
(5) 要让两电池的像重合并竖直于桌面，结合对称性，两块玻璃板需将像对称到中间竖直位置，故与水平桌面的夹角为45°，填“45”。
【答案】
(1)较暗 (2)蜡烛A的像 (3)没有 (4)偏上 (5)45
【知识点】
平面镜成像特点、实像与虚像、等效替代法
【点评】
本题结合全息投影情境，综合考查平面镜成像实验的核心知识点，涵盖实验操作、成像规律应用等，需理解“像与物关于镜面对称”的核心规律，是对实验知识的综合应用。
【难度系数】
0.5
五、综合题（14分）
14. 信息整理能力 如图甲是一款新能源智能汽车，它的车窗采用“智能玻璃”，可实现调节温度和透明度，经测算车外光照度和玻璃的透明度乘积为定值，其图像如图乙所示。还具有单向透光功能，可以从车内看到车外景象，而车外看不见车内景象；另外该汽车还有抬头显示系统，简称HUD。利用平面镜成像原理（如图丙），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，能够在看到车外景象的同时看到车辆行驶信息，避免分散对前方道路的注意力。
(1)炎热的夏天，“智能玻璃”的单向透光可以有效减少阳光穿透，可有效
(2)当车外光照度为400 lx时，智能玻璃的透明度会自动调节为
(3)汽车挡风玻璃是倾斜的，目的是使车内物体通过挡风玻璃所成的像位于
(4)已知某车辆HUD显示器水平放置在中控台上，驾驶员发现挡风玻璃所成的像过低，不便于观察，这时需要将显示器沿水平方向
14. 信息整理能力 如图甲是一款新能源智能汽车，它的车窗采用“智能玻璃”，可实现调节温度和透明度，经测算车外光照度和玻璃的透明度乘积为定值，其图像如图乙所示。还具有单向透光功能，可以从车内看到车外景象，而车外看不见车内景象；另外该汽车还有抬头显示系统，简称HUD。利用平面镜成像原理（如图丙），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，能够在看到车外景象的同时看到车辆行驶信息，避免分散对前方道路的注意力。
(1)炎热的夏天，“智能玻璃”的单向透光可以有效减少阳光穿透，可有效
减缓
（填“减缓”或“加快”）车内温度升高。(2)当车外光照度为400 lx时，智能玻璃的透明度会自动调节为
15
%。(3)汽车挡风玻璃是倾斜的，目的是使车内物体通过挡风玻璃所成的像位于
斜上方
（填“斜上方”“斜下方”或“正前方”）；车辆HUD显示器水平放置在中控台上，通过挡风玻璃成垂直于水平面的像，则挡风玻璃与水平面的夹角为45°
。(4)已知某车辆HUD显示器水平放置在中控台上，驾驶员发现挡风玻璃所成的像过低，不便于观察，这时需要将显示器沿水平方向
远离
（填“远离”或“靠近”）挡风玻璃。答案
14.(1)减缓 (2)15 (3)斜上方;45° (4)远离
【点拨】(2)光照度与透光度的乘积为定值,当车外光照度为400 lx时,智能玻璃的透明度会自动调节为$\frac{100\ \mathrm{lx}×60\%}{400\ \mathrm{lx}}=15\%$。(3)根据平面镜的成像特点,汽车挡风玻璃倾斜安装,让车内物体的像成在斜上方。车辆HUD显示器水平放置在中控台上,通过挡风玻璃成垂直于水平面的像,此时像和物体垂直,根据平面镜成像的原理可知,挡风玻璃与水平面的夹角为45°。(4)驾驶员发现挡风玻璃所成的像过低,是因为像离挡风玻璃太近,不便于观察,根据像距等于物距,此时应该增大物距,将显示器沿水平方向远离挡风玻璃。
【点拨】(2)光照度与透光度的乘积为定值,当车外光照度为400 lx时,智能玻璃的透明度会自动调节为$\frac{100\ \mathrm{lx}×60\%}{400\ \mathrm{lx}}=15\%$。(3)根据平面镜的成像特点,汽车挡风玻璃倾斜安装,让车内物体的像成在斜上方。车辆HUD显示器水平放置在中控台上,通过挡风玻璃成垂直于水平面的像,此时像和物体垂直,根据平面镜成像的原理可知,挡风玻璃与水平面的夹角为45°。(4)驾驶员发现挡风玻璃所成的像过低,是因为像离挡风玻璃太近,不便于观察,根据像距等于物距,此时应该增大物距,将显示器沿水平方向远离挡风玻璃。
解析
【分析】
本题结合新能源汽车的智能玻璃和HUD系统，考查物理知识的实际应用。解题思路：(1)根据减少阳光穿透对车内温度的影响判断；(2)利用“光照度和透明度乘积为定值”的条件，从图像中取一组数据算出定值，再计算400lx时的透明度；(3)结合平面镜成像特点，分析挡风玻璃倾斜时像的位置，再根据像与物的对称关系确定玻璃与水平面的夹角；(4)根据平面镜成像中物距与像距的关系，判断调整显示器的方向。
【解析】
(1) 炎热夏天，智能玻璃减少阳光穿透，进入车内的热量减少，因此可减缓车内温度升高，故填“减缓”。
(2) 由题意，车外光照度与玻璃透明度的乘积为定值。从图乙可知，当光照度为100 lx时，透明度为60%，则定值为：$100\ \mathrm{lx} × 60\% = 6000\ \mathrm{lx·\%}$。当光照度为400 lx时，透明度为：$\frac{6000\ \mathrm{lx·\%}}{400\ \mathrm{lx}} = 15\%$。
(3) 挡风玻璃相当于平面镜，倾斜安装时，根据平面镜成像特点，车内物体通过挡风玻璃所成的像位于斜上方，避免干扰司机看前方道路；显示器水平放置，其像垂直于水平面，根据平面镜成像中像与物关于镜面对称，此时像与物垂直，故挡风玻璃与水平面的夹角为$45°$。
(4) 根据平面镜成像规律，像距等于物距。若像过低，说明像距太小，需增大物距来增大像距，因此应将显示器沿水平方向远离挡风玻璃。
【答案】
(1)减缓 (2)15 (3)斜上方；45° (4)远离
【知识点】
平面镜成像特点、光的反射、信息整理
【点评】
本题以新能源汽车的智能玻璃和HUD系统为背景，将物理知识与实际生活结合，考查学生对图像信息的处理能力和平面镜成像规律的应用，题目难度适中，注重知识的实际运用。
【难度系数】
0.5
本题结合新能源汽车的智能玻璃和HUD系统，考查物理知识的实际应用。解题思路：(1)根据减少阳光穿透对车内温度的影响判断；(2)利用“光照度和透明度乘积为定值”的条件，从图像中取一组数据算出定值，再计算400lx时的透明度；(3)结合平面镜成像特点，分析挡风玻璃倾斜时像的位置，再根据像与物的对称关系确定玻璃与水平面的夹角；(4)根据平面镜成像中物距与像距的关系，判断调整显示器的方向。
【解析】
(1) 炎热夏天，智能玻璃减少阳光穿透，进入车内的热量减少，因此可减缓车内温度升高，故填“减缓”。
(2) 由题意，车外光照度与玻璃透明度的乘积为定值。从图乙可知，当光照度为100 lx时，透明度为60%，则定值为：$100\ \mathrm{lx} × 60\% = 6000\ \mathrm{lx·\%}$。当光照度为400 lx时，透明度为：$\frac{6000\ \mathrm{lx·\%}}{400\ \mathrm{lx}} = 15\%$。
(3) 挡风玻璃相当于平面镜，倾斜安装时，根据平面镜成像特点，车内物体通过挡风玻璃所成的像位于斜上方，避免干扰司机看前方道路；显示器水平放置，其像垂直于水平面，根据平面镜成像中像与物关于镜面对称，此时像与物垂直，故挡风玻璃与水平面的夹角为$45°$。
(4) 根据平面镜成像规律，像距等于物距。若像过低，说明像距太小，需增大物距来增大像距，因此应将显示器沿水平方向远离挡风玻璃。
【答案】
(1)减缓 (2)15 (3)斜上方；45° (4)远离
【知识点】
平面镜成像特点、光的反射、信息整理
【点评】
本题以新能源汽车的智能玻璃和HUD系统为背景，将物理知识与实际生活结合，考查学生对图像信息的处理能力和平面镜成像规律的应用，题目难度适中，注重知识的实际运用。
【难度系数】
0.5
