内容正文:
专题一 画图题
光学部分
知识点1:光沿直线传播
1、 光沿直线传播:光在同一种均匀介质中是沿直线传播的。光线是由一小束光抽象而建立的理想物理模型。
2、 小孔成像:光直线传播的应用。小孔成像成倒立的可大可小可等大的实像,像的大小与物体和光屏到孔的距离有关,像的形状与孔的形状无关。
1.如图所示,箭头前有一小孔,请在图中根据箭头位置画出它经过小孔所成的像。
【答案】
【详解】由于光的直线传播,箭头上端射出的光线经小孔射向光屏,形成像点;下端射出的光线经小孔沿直线射向光屏,形成像点;连接两这些像点即为小孔所成的像。如图所示:
2.如图所示,小明站在灯下,请画出小明在地面上形成影子的光路。
【答案】
【详解】光在同一均匀介质中是沿直线传播的,当光照在不透明的物体上就在物体的背面形成一个黑暗的区域,这就是影子;过光源和人的头顶做一条光线,这条光线和地面的交点就是影子的最右端的位置,从而得出结果,如下图
3.(1)如图所示,工人施工时,利用一块平面镜使此时的太阳光水平射向山洞中P点,图中已标出入射光线和反射光线,请画出平面镜的位置;(保留作图痕迹)______
(2)如图所示,一盏路灯下站着两人,地上留下了他俩的影子。通过光路作图的方法画出路灯灯泡S的位置;______
(3)请在图中作出物体AB在平面镜中所成的像。______
【答案】
【详解】(1)[1]根据光的反射定律,反射角等于入射角,作反射光线和入射光线夹角的角平分线,可得法线的位置,然后垂直于法线做出平面镜,如图
(2)[2]光在空气中沿直线传播,将两人的顶端和影子的顶端连接并延长可交于一点S,就是灯泡的位置,如图
(3)[3]先作出物体两端点A、B关于平面镜的对称点 、,用虚线连接、即为物体AB的像,如图
4.在图中利用小孔成像原理作出烛焰AB在塑料薄膜上的像。(保留作图痕迹)
【答案】
【详解】小孔成像是由于光的直线传播形成的,做出A、B两点通过小孔的直线射到塑料薄膜上的照射点,便可得出A、B两点的像ab,如图所示
5.如图所示,请在图中作出物体AB在光屏MN上所成的像A′B′。(保留作图痕迹)
【答案】
【详解】过A点和小孔画出一条光线交MN于A′,再过B点和小孔画出一条光线交MN于B′,即AB的像为A′B′,如下图所示:
6.画出图中点光源S照射不透明小球A所形成的阴影区域。
【答案】见解析
【详解】从点光源发出光线,经圆球挡住后看不见的即阴影区域,故由S向A的两个边缘做出两条入射光线与光屏相交,斜面部分即为点光源S照射不透明小球A所形成的阴影区域,故如图所示:
。
知识点2:光的反射
1、光的反射定律:三线共面,两线两侧,两角相等,光路可逆(下图所示)。
反射光线与入射光线、法线在同一平面上。
反射光线和入射光线分居于法线的两侧。
反射角等于入射角(i=r)。
在光的反射现象中光路是可逆的。
2、光的反射分类:镜面反射和漫反射。
现象
镜面反射
漫反射
定义
一组平行光照射到镜面,反射后仍为平行光
凹凸不平的表面会把平行的入射光线向着四面八方反射
图示
共同点
都遵循光的反射定律
7.如图,F为凸透镜的焦点,SD和SC为蜡烛发出的两条光线,其中SC平行主光轴,请画出光线SD经平面镜反射后的光线和SC经凸透镜折射后的光线。
【答案】见详解
【详解】平行于主光轴的光线经凸透镜折射后过焦点,由此画出SC经凸透镜折射后的光线;由图知,D为入射点,过 D点作法线,根据反射角等于入射角作出SD的反射光线,综上如图所示:
8.如图所示,光线AB经凸透镜折射后,折射光线BO恰好经过凸透镜另一侧焦点F。再经水平面上的平面镜反射,反射光线为OC。请在图中画出:①入射光线AB;②反射光线OC。③反射角的度数。
【答案】
【详解】图中画的是一条折射光线,过焦点,根据平行于主光轴的光线经凸透镜折射后折射光线通过焦点,所以对应的入射光线应与主光轴平行;首先过入射点画出法线,法线与界面垂直(虚线),然后根据反射角等于入射角画出反射光线;根据反射定律可知,入射角等反射角,根据题意可知,入射角为
则反射角也为。
9.如图所示,一束光与平面镜成45°角射到平面镜上,请根据光的反射定律画出它的反射光线。
【答案】
【详解】一束光与平面镜成45°角射到平面镜上,过入射点垂直于平面镜作法线,则入射角为
90°-45°=45°
由光的反射定律可知,反射角等于入射角,即45°。在法线另一侧作出反射光线,如图所示:
10.一束光从水斜射入空气中,其折射光线如图所示,请在图中作出此光线的入射光线和反射光线。
【答案】
【详解】光从水斜射入空气,会发生折射,根据光的折射规律,过O作一条法线,折射光线和入射光线分居法线两侧,入射角小于折射角,据此大