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专题08 光现象和透镜相关作图综合分析(原卷版)
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解题方法与技巧
1、作图应注意的问题:
(1)箭头的的方向不能画反。
(2)线的虚实不要弄错(实际光学和实像用实线,法线、虚像、反向延长线等用虚线)。
(3)角度的大小不可出错(入射角等于反射角,入射角不等于折射角且“空气大”)。
2、作图方法:善于联想。如题中有物体和平面镜时,就应联想平面镜成像特点,认识到像的位置可以确定。
3、透镜成像作图
(1)透镜的三条特殊光线:光线经过透镜后,向厚的一方偏折。
①过光心的光线,经透镜折射后传播方向不改变。
②平行于主光轴的光线,经凸透镜折射后经过另一侧焦点;经凹透镜折射后向外发散,但其反向延长线过同侧焦点。
③经过凸透镜焦点的光线经凸透镜折射后平行于主光轴;射向异侧焦点的光线经凹透镜折射后平行于主光轴。
(2)根据透镜的三条特殊光线传播特点画图。
典例分析
【作图1 光的直线传播】
【典例1】(2023秋•前郭县期中)如图所示,请作图表示人眼通过窗口能看到的窗外范围。(画出光的传播方向)
【典例2】(2023秋•常州期中)如图所示,小华站在路灯下,请画出小华在地面上形成影子的光路,并标出影子的范围。(保留作图痕迹)
【典例3】(2023秋•抚顺期中)如图所示,在路灯的照射下,地面上出现了竹竿的影子为BD,A点表示路灯的位置,请根据光的直线传播知识画出竖立在地面上的竹竿BC。(保留作图痕迹)
【典例4】(2023•沈丘县三模)“井底之蛙”是我们耳熟能详的一个寓言故事,如图所示,一只青蛙在枯井中,请你利用光路图画出青蛙(眼睛用点O表示)通过井口能观察到的范围。
【作图2 光的反射】
【典例5】(2023秋•铁西区期中)如图所示,水下有一块平面镜,一束光射入水中,再经水中的平面镜反射后恰过P点,请将光路图补充完整(保留作图痕迹)。
【典例6】(2023秋•西平县期中)在图中画出反射光线并标出反射角的大小。
【典例7】(2023秋•莱芜区期中)如图,画出入射光线AO,并标明反射角的大小。
【典例8】(2023秋•鼓楼区期中)如图,P为平放的平面镜上方的一块挡板,BA、DC为挡板左侧一点光源S发出的光经平面镜反射后的两条反射光线,试作出点光源S的位置,并完成光路图。
【作图3 平面镜成像】
【典例9】(2023秋•襄州区期中)根据平面镜成像的特点,在图中画出物体AB在平面镜MM'中的像A'B'。
【典例10】(2023秋•仓山区期中)如图甲所示,一只翠鸟悬停在平静的水面上方,请在图乙中画出翠鸟在水中所成的像。
【典例11】(2023•宜宾)冰墩墩是2022年北京冬奥会吉祥物。请在图中画出A点在平面镜中的像,并画出眼睛B通过平面镜“看见”A点的光路图。
【作图4 光的折射】
【典例12】(2023秋•连江县期中)入射光线如图所示射向水面,请画出反射光线和折射光线的大致方向。
【典例13】(2023•南召县三模)如图是一个三角形玻璃砖,一束光线垂直于三角形的一个边射入玻璃砖,请画出光线穿过玻璃砖的大致光路。
【典例14】(2023•安徽模拟)如图所示,光源S发出的一条光线射向水面,在水面处发生反射和折射,反射光线经过点A,折射光线经过点P,请你作出确定入射光线、反射光线和折射光线的完整光路图(保留作图痕迹)。
【典例15】(2023秋•长清区期中)在防溺水教育活动中,老师告诉学生,池塘里水的实际深度比看起来要深,不能贸然下水游泳。如图是解释这一现象的情景,A为水底的物体,A′是岸边儿童看到A的像。请作出过O点的入射光线,并标出入射角。
【作图5 透镜成像作图】
【典例16】(2023秋•万州区校级期中)如图所示,AO是入射光线,OB是其经某一光学元件后的出射光线。请你在学过的光学元件中任选2种,在图中用作图法确定它的位置。(保留作图痕迹)
【典例17】(2023秋•启东市期中)如图所示,请完成图中两条折射光线的入射光路。
【典例18】(2023•安徽模拟)如图所示,S'是点光源S在平面镜中所成的像,S发出的一条光线经过平面镜反射后射向凸透镜,最终过凸透镜的右焦点射出,请完成光路图并确定S点的位置(保留作图痕迹)。
【典例19】(2023秋•沙坪坝区校级期中)请画出经过凹透镜折射后的光线所对应的入射光线。
【典例20】(2023•凉山州)如图所示,凸透镜的主光轴与水面重合,F是凸透镜的焦点,水下有一块平面镜M,一束与水面平行的光线经凸透镜折射后进入水中,再经水中的平面镜反射后恰过P点,请将光路图补充完整。
巩固训练
1.(2023秋•二七区校级期中)请在图中作出烛焰通过小孔在光屏上所成像的光路图。
2.(2023秋•姑苏区校级期中)如图,请在半透明纸上画出蜡烛AB的像A′B′。
3.(2023秋•南京期中)如图所示