内容正文:
必考点15 光学作图(解析版)
※题型一:光的反射、光的折射作图
【例题1】(2021·重庆中考真题)按要求完成下列作图:
(2)如图所示,请画出相应的反射光线______。
【解析】(2)[2]在法线另一侧根据反射角等于入射角作出反射光线,使反射角等于入射角,如图:
【例题2】(2021·四川内江市·中考真题)如图所示,一束光从空气斜射向水面,请画出它的反射光线和进入水中光线的大致方向。
【解析】过入射点做垂直界面的法线,在法线右侧空气中画出反射光线,使反射角等于入射角;在水中法线的另一侧画出折射光线,使折射角小于入射角,光路如下
【解题技巧提炼】
(1)
※题型二:平面镜成像作图
【例题3】(2021·江苏扬州市·中考真题)按照题目要求作图
(2)如图乙,作出物体AB在平面镜中的像;
【解析】(2)分别作出A、B关于平面镜的对称点A′、B′,连接A′B′即为物体AB在平面镜中成的像,如图所示:
【例题4】(2021·甘肃武威市·中考真题)如图所示,A是烛焰上的一点,B是人眼的位置,请画出A点发出的一条光线经平面镜反射后经过B点的光路图。
【解析】由于反射光线必过像点,故先做A点的对称点A’,连接A’B两点即为BA’为反射光线,并标上箭头,A’B与平面镜交于一点O,并将O与A点相连即AO为入射光线,并标上箭头,故如下图所示:
【解题技巧提炼】
(1)
※题型三:凸透镜成像作图
【例题5】(2021·四川南充市·中考真题)一束光线射向凸透镜后再经平面镜反射射出,请将光路图补充完整。
【解析】平行于主光轴的光线经凸透镜折射后折射光线通过焦点,该光线入射到平面镜,先画出法线,再根据反射角等于入射角在法线右侧画出反射光线,如图所示:
【例题6】(2021·四川眉山市·中考真题)如图所示,从点光源S射出的一条光线经P处的平面镜反射后,反射光线射向凹透镜的焦点方向。
(1)画出平面镜;(2)作出反射光线经凹透镜折射后的光线。
【解析】根据光的反射定律,两角相等,即反射角和入射角相等,故入射光线和反射光线的夹角的角平分线即为法线,再过P点做法线的垂线,即为平面镜的位置,指向凹透镜虚焦点的入射光线,将平行主光轴射出,故过折射点做主光轴的平行线,并标上向右的箭头,故如下图所示:
【解题技巧提炼】
利用光的反射定律、折射定律和透镜成像作图时,要注意光线上的箭头方向,光线实际到达的位置是实线,法线、反向延长线是虚线。另外在画图时要根据物理现象所遵循的规律为依据,灵活运用社会实践和生活体验,科学合理地作出能够反映题目要求的图解。
解题方略
考查方向
解答思路
给出入射光线画反射光线
反射光线与入射光线在介质同一侧,反射角等于入射角
给出反射光线画入射光线
入射光线与反射光线在介质同一侧,入射角等于反射角
给出反射光线画折射光线
折射光线与入射光线在介质交界面两侧,折射角不等于入射角(入射光线由空气进入其他介质时,折射角小于入射角;反之,折射角大于入射角)
给出折射光线画反射光线
同上
给出反射光线画出入射光线和折射光线
根据光的反射规律画入射光线(与反射光线在同一介质内),根据光的折射规律画折射光线(折射光线与反射光线在不同介质内)
给出光点画像点(平面镜)
利用光的反射规律画出两条入射光线的反射光线,反射光线延长线的交点即为像点(平面镜后反射光线的延长线为虚线)
根据反射光线和入射光线画平面镜位置
根据光的反射规律用虚线画出法线,与法线垂直即为平面镜位置
物在平面镜中的像
根据光的反射规律作物上下点的像(对应点相对于平面镜对称)
确定光点经平面镜反射后的位置
遵循光的反射规律,画光点发出的一束光线经平面镜反射后的反射光线即可
给出透镜入射光线画折射光线
凸透镜是会聚透镜、凹透镜是发散透镜,按三条主要光线作图
确定透镜种类
确定光线是会聚还是发散,根据凸透镜是会聚透镜、凹透镜是发散透镜确定
画物在透镜中的像
根据透镜成像规律和三条主要光线,成虚像时像用虚线表示
★题型一:光的反射作图、光的折射作图
1.(2021·河南中考真题)图甲为开封铁塔及其倒影的美景。请在图乙中画出光从塔尖经水面反射进入人眼的光路图,其中A点表示水中“塔尖”的位置。
【解析】首先找到A关于水面的对称点A’,即为塔尖,连接A和眼睛,与水面的交点O,在水面以下用虚线,水面以上用实线,并标上指向眼睛的箭头,即为反射光线,连接塔尖A’与O点并标上向下的箭头,即为入射光线,故如下图所示:
2.(2021·江苏苏州市·中考真题)按照要求作图:
(1)画出图甲中光从水中射入空气中折射光线的大致方向,并标出折射角______;
【解析】(1)光从水中射入空气中,先画好法线,折射光远离法线偏折,如图所示:
3.(2021·山东潍坊市·中考