内容正文:
专题04 光学作图
1.(2023·陕西)如图,O为凸透镜的光心,F为凸透镜的焦点,请分别画出两条入射光线通过凸透镜后的折射光线。
3.(2021·陕西)(节选)在图中作出点光源S通过平面镜所成的像(保留作图痕迹);
1.(2024·西安高新一中八模)如图,请作出物体AB在平面镜MN中所成的像A'B′。
2.(2024·西安秦汉中学模拟)如图所示,一束光线照射到平面镜上,请画出这束入射光线的反射光线,并标出反射角大小。
3.(2024·宝鸡陇县模拟)塔式光热电站通过平面镜把太阳光反射后会聚到吸热塔,其中某束光的传播路径如图所示,在图中画出平面镜的位置。
4.(2024·商洛山阳三模)如图所示,我国用中继卫星“鹊桥”的“反射式”信息传输方式构建了一座通信桥梁。假设把鹊桥号看做一面平面镜MN,信号与光束的传递特点相似,请在图中画出从地球A点发出的信号到达月背探测器着陆点B的光路图。
5.(2024·西安曲江一中三模)如图所示,M点代表月亮,请你在图中作出月亮在水中所成的像M',以及人眼看到水中月亮的光路图。
6.(2024·西安交大附中六模)如图,一束光线从水中斜射到水面,请在图中画出此光线的反射光线和大致的折射光线。
7.(2024·西安曲江一中四模)一束光线AO从空气斜射入玻璃中,入射角为60°,折射光线为OB,如图所示。请在图中画出光线OB从玻璃斜射入空气中的折射光线,并标出折射角的度数。
8.(2024·西安高新一中七模)一束光从空气射向玻璃砖,并穿过玻璃砖;画出这束光进入和离开玻璃砖的折射光线。
9.(2024·西安西光中学二模)图中S点是水中鱼所在的位置,S'点是人的眼睛在P处看到的鱼的像的位置。请完成人眼在P处看到鱼的光路图,并画出该光线在水面发生反射的反射光线。
10.(2024·西安高新三初模拟)请根据凸透镜对光线的作用,将如图所示的光路图补充完整。
11.(2024·西安唐南中学五模)完成图中凹透镜的光路。
12.(2024·西安高新一中四模)如图凸透镜与凹透镜的一个焦点重合,请根据入射光线,画出经凸透镜和凹透镜折射后的光线。
13.(2024·宝鸡渭滨二模)如图所示,MN为凸透镜的主光轴,A为蜡烛,根据凸透镜成像原理确定凸透镜的位置及其焦点,并将它们画出来。
14.(2024·西安铁一陆港六模)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。
15.(2024·宝鸡高新区一模)如图所示,S′是点光源S在平面镜中所成的像,S发出的一条光线经平面镜反射后射向凸透镜。
(1)射向平面镜的入射光线;
(2)经过凸透镜后的折射光线。
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专题04 光学作图
1.(2023·陕西)如图,O为凸透镜的光心,F为凸透镜的焦点,请分别画出两条入射光线通过凸透镜后的折射光线。
【答案】
【详解】平行于主光轴的光线经凸透镜折射后将过焦点,通过光心的光线经凸透镜折射后传播方向不改变,由此作出对应的折射光线如答案所示。
3.(2021·陕西)(节选)在图中作出点光源S通过平面镜所成的像(保留作图痕迹);
【答案】
【详解】(1)[1]根据平面镜成像特点,平面镜所成的像为等大等距的虚像,且物与像关于平面镜对称,所以过点光源作平面镜的垂线,区相等距离处即为所成像的位置,如答案所示。
1.(2024·西安高新一中八模)如图,请作出物体AB在平面镜MN中所成的像A'B′。
【答案】
【详解】分别作出物体AB端点A、B关于平面镜的对称点A′、B′,用虚线连接A′、B′,即为AB在平面镜中的像,如答案所示。
2.(2024·西安秦汉中学模拟)如图所示,一束光线照射到平面镜上,请画出这束入射光线的反射光线,并标出反射角大小。
【答案】
【详解】首先过入射点做出法线,入射光线与镜面的夹角是40°,所以入射角为
90°-40°=50°
根据反射角等于入射角,故反射角也为50°,据此做出反射光线,如答案所示。
3.(2024·宝鸡陇县模拟)塔式光热电站通过平面镜把太阳光反射后会聚到吸热塔,其中某束光的传播路径如图所示,在图中画出平面镜的位置。
【答案】
【详解】作出入射光线和反射光线的夹角的平分线,即为法线,即为平面镜,如答案所示。
4.(2024·商洛山阳三模)如图所示,我国用中继卫星“鹊桥”的“反射式”信息传输方式构建了一座通信桥梁。假设把鹊桥号看做一面平面镜MN,信号与光束的传递特点相似,请在图中画出从地球A点发出的信号到达月背探测器着陆点B的光路图。
【答案】
【详解】由平面镜成像规律可知,平面镜所成的像与物体关于平面镜对称,过A点关于平面镜对称的像点,连接像点与B点,该连线与平面镜相交处为入射点,连接A点与入射点即为入射光线,入射点到B点的连线即为反射光线,如答案所示。
5.(2024·西安曲江一中三模)如图所示,M点代表月亮,请你在图中作出月亮在水中所成的像M',以及人眼看到水中月亮的光路图。
【答案】
【详解】过路面作点M的对称点M′,即为月亮在水中的像,连接像点M′与人眼,交水面于一点O,即为入射点;再画出入射光线和反射光线,由此完成光路图,如答案所示。
6.(2024·西安交大附中六模)如图,一束光线从水中斜射到水面,请在图中画出此光线的反射光线和大致的折射光线。
【答案】
【详解】反射光线和入射光线位于法线两侧,反射角等于入射角,据此在水中作出反射光线;光从水中斜射入空气中时,折射光线和入射光线位于法线两侧,折射角大于入射角,据此在空气中作出折射光线,如答案所示。
7.(2024·西安曲江一中四模)一束光线AO从空气斜射入玻璃中,入射角为60°,折射光线为OB,如图所示。请在图中画出光线OB从玻璃斜射入空气中的折射光线,并标出折射角的度数。
【答案】
【详解】光路具有可逆性,光线经B点折射后射出玻璃,折射角等于光线从空气斜射入玻璃的入射角,等于60°,从玻璃斜射入空气中的折射光线与从空气斜射入玻璃的入射光线平行,如答案所示。
8.(2024·西安高新一中七模)一束光从空气射向玻璃砖,并穿过玻璃砖;画出这束光进入和离开玻璃砖的折射光线。
【答案】
【详解】光从空气垂直进入玻璃砖,所以其传播方向不变;然后光从玻璃斜射入空气中,先过入射点垂直于界面画出法线,然后根据折射光线和入射光线分别位于法线两侧、折射角大于入射角,画出折射光线。如答案所示。
9.(2024·西安西光中学二模)图中S点是水中鱼所在的位置,S'点是人的眼睛在P处看到的鱼的像的位置。请完成人眼在P处看到鱼的光路图,并画出该光线在水面发生反射的反射光线。
【答案】
【详解】人之所以能看到水中的鱼,是由鱼反射的光线经水面折射后进入人眼,因此光的传播方向大致为S-P;鱼的像是人眼逆着折射光线看到的,所以直接连接PS',与水面的交点即为入射点O;连接S和入射点O即为入射光线;根据光的反射定律,法线与反射面垂直,入射光线与反射光线分居法线两侧,反射角等于入射角,从而作出反射光线,如答案所示。
10.(2024·西安高新三初模拟)请根据凸透镜对光线的作用,将如图所示的光路图补充完整。
【答案】
【详解】平行于凸透镜主光轴的光线,经凸透镜折射后,折射光线经过凸透镜的焦点;经过凸透镜焦点的光线,经凸透镜折射后,折射光线平行于凸透镜的主光轴,如答案所示。
11.(2024·西安唐南中学五模)完成图中凹透镜的光路。
【答案】
【详解】经过凹透镜光心的光线,经凹透镜后传播方向不变;对准凹透镜另一侧焦点的光线,经凹透镜折射后,折射光线平行于凹透镜主光轴,如答案所示。
12.(2024·西安高新一中四模)如图凸透镜与凹透镜的一个焦点重合,请根据入射光线,画出经凸透镜和凹透镜折射后的光线。
【答案】
【详解】过焦点的光线,通过凸透镜后平行主光轴,平行主光轴的光再经过凹透镜后会发散的射出,折射光线的反向延长线过虚焦点,如答案所示。
13.(2024·宝鸡渭滨二模)如图所示,MN为凸透镜的主光轴,A为蜡烛,根据凸透镜成像原理确定凸透镜的位置及其焦点,并将它们画出来。
【答案】
【详解】(1)在烛焰上取一点S,在所成的像上找出其对应的像点S′,其与主光轴的交点O就是凸透镜的光心;
(2)过S点作平行于主光轴的入射光线,经过凸透镜折射后经过焦点F,且要过S′,此时折射光线与与主光轴的交点为焦点F;同理可以做出凸透镜左侧的焦点F,如答案所示。
14.(2024·西安铁一陆港六模)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。
【答案】
【详解】由凸透镜折射的规律可知,平行于主光轴的光线经凸透镜折射后,折射光线经焦点射出,故平行光线经凸透镜折射后,折射光线经焦点F射出,折射光线射向水面后,会发生折射,此时的入射点为F,折射光线射向水中的平面镜后,会发生反射,反射光线经过P点,由光的反射规律可知,入射光线与反射光线分居法线两侧,反射角等于入射角,故可在平面镜上找到一点Q,使得入射光线FQ与法线的夹角等于反射光线QP与法线的夹角,光路图如答案所示。
15.(2024·宝鸡高新区一模)如图所示,S′是点光源S在平面镜中所成的像,S发出的一条光线经平面镜反射后射向凸透镜。
(1)射向平面镜的入射光线;
(2)经过凸透镜后的折射光线。
【答案】
【详解】作S′关于平面镜的对称点S,即为光源S的位置,连接S与入射点O,则SO为光线OA的入射光线;由图可知,光线OA平行于凸透镜的主光轴,该光线经凸透镜折射后将过凸透镜的焦点,如答案所示。
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