2025年中考物理作图专项复习题——光学作图题
2024-11-19
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内容正文:
光学作图题
一.作图题(共35小题)
1.(2024•广西)了解水深,防止溺水。人在岸边看水池池底的发光点A,感觉该点的位置升高,池水看起来比实际的浅。请在图中画出从A点发出的光进入人眼E的光路图。
2.(2024•成都)如图甲,小孟利用一面小镜子隔墙看到院里的小猫要偷吃鱼。如图乙所示,AO表示来自小猫的入射光线,O点为入射点,B点为小孟眼睛所在位置。请在图乙中完成作图:
①画出反射光线OB;
②根据光的反射定律画出镜面。(镜面用表示,保留作图痕迹)
3.(2024•常州)激光束AO由空气斜射向水面,请在图中画出对应的反射光线和折射光线(保留作图痕迹)。
4.(2024•枣庄)如图所示,一束光射向凹透镜,请画出该光经过凹透镜、凸透镜的折射光路。
5.(2024•广东)如图所示,一束光经O点从空气斜射入水中,请画出法线及大致的折射光线。
6.(2024•苏州)在图中画出物体AB在平面镜中的像。
7.(2024•聊城)如图所示,一束光由水中斜射入空气中,画出它在空气中的大致光路。
8.(2024•绥化)请根据平面镜成像特点,作出点光源S发出的光经平面镜反射后通过A点的光路图(保留作图痕迹)。
9.(2024•泗水县二模)如图,一束光垂直于凹透镜的主光轴射向平面镜,请在图中画出该束光经平面镜反射再通过凹透镜折射的光路图。
10.(2024•固始县二模)如图所示为由S点发出的光经过凸透镜后的折射光线,请把光路图补充完整。
11.(2024•新蔡县二模)如图所示,一束光经平面镜反射后,平行透镜的主光轴射向凸透镜,请画出平面镜和经过凸透镜后的折射光线。
12.(2024•新泰市模拟)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)。
13.(2024•芦淞区模拟)如图所示,小明想要利用一块平面镜使此时的太阳光竖直射入井中。请你通过作图标出平面镜的位置(保留作图痕迹)。
14.(2024•西平县模拟)如图甲所示是渔民叉鱼的场景,水中A点有一条鱼,请在乙图中完成渔民看到这条鱼的光路图。
15.(2024•龙马潭区模拟)如图,凸透镜的主光轴与平静水面重合,F为凸透镜的焦点,入射光线AB平行主光轴,请画出AB经过凸透镜后的折射光线和进入水中的折射光线。
16.(2024•无锡)在图中作出物体ABC通过平面镜所成的像。
17.(2024•福建)在图中,根据折射光线画出对应的入射光线。
18.(2024•盐城)如图所示,A′为人眼看到A的像,补全来自A点进入人眼的光路图。
19.(2024•朔州模拟)如图所示,小梦在平面镜前整理仪容仪表时,她发现鞋子上粘上了口香糖。请画出小梦的眼睛B点看到口香糖A点的光路图。
20.(2024•蕲春县一模)起初茶碗看起来是空的(图甲),但当你慢慢往茶碗中倒水时,就会发现碗中原来还藏着一枚硬币(图乙)。请在丙图中作出人眼处看到发光点A的成像光路图。
21.(2024•兴化市三模)在图中画出对应的入射光线和折射光线(保留作图痕迹)。
22.(2024•郓城县三模)如图,一束光从右往左水平射向平面镜上的A点,经过平面镜反射以后,反射光线射向水面上的O点,请画出平面镜和光传播进入水中的大致传播路径。
23.(2024•西华县三模)如图,一束光线垂直于凸透镜主光轴射向平面镜,在图中画出经过平面镜反射后射向凸透镜的入射光线和折射光线。
24.(2024•辽宁模拟)起初茶碗看起来是空的,但当你慢慢往茶碗中倒水时,如图甲,就会发现碗中原来还藏着一枚硬币,请尝试在乙图中画出这一现象的原理:碗底藏着硬币,当碗中水面到达如图乙所示位置时,刚好看到硬币在点A',点B表示眼睛的位置,请你在图乙中画出碗底硬币A的大致位置并完成光路。
25.(2024•自贡)如图所示,S′是某一发光点S在平面镜里的像,Q是S发出的一束光经平面镜反射后经过的一点,请在图中找到S的位置,并完成光路图。
26.(2024•潍坊)如图所示,水槽内装满水,槽底有一点光源S,紧贴右侧槽壁竖直固定一平面镜。S发出的一条光线经水面折射,又经平面镜反射后过P点。
(1)画出P点在平面镜中所成的像P';
(2)将S点到P点的光路图补充完整。
27.(2024•南充)2023年9月17日,我国墨子巡天望远镜正式启用,它是北半球巡天能力最强的光学时域望远镜,如图甲所示。一束星光入射到望远镜,经主镜反射后到达成像装置,如图乙所示,OB是反射光线,请画出其入射光线AO并标出入射角大小(保留作图痕迹)。
28.(2024•大庆)如图所示,光源S发出的两条光线射向凹透镜,其中光线①平行于主光轴,光线②经过光心,画出它们经过凹透镜的折射光线。(须保留必要的作图痕迹)
29.(2024•德阳)某实验小组利用如图所示的实验装置探究平面镜成像的特点,S'为烛焰上S点的像点,请在图中画出人眼看到像点S'的一条光路。
30.(2024•吉林)如图所示,O为凸透镜的光心,F为凸透镜的焦点,请画出图中折射光线对应的入射光线。
31.(2024•内江)如图,F是凸透镜的焦点,a、b、c是三条入射光线,请画出这三条光线经凸透镜后的出射光线。
32.(2024•满洲里市模拟)画出物体ABC在平面镜中的像。
33.(2024•阜阳二模)如图,MN是凸透镜的主光轴,S是点光源,S′是S点通过凸透镜所成的像,请在图中画出该凸透镜右侧焦点F。
34.(2024•南阳二模)某同学做平面镜成像实验时,由于实验操作不当,在B处人眼看到烛焰的像的情境如图,A是烛焰上的一点,A'是A的像,请画出平面镜的位置及A点发出的一条光线经平面镜反射后进入人眼的光路图。
35.(2024•十堰一模)如图甲所示,在平面镜前放一张白纸,将小鸡与平面镜隔开,从侧方依然可以看到小鸡在镜中的像。请在图乙中画出在小鸡S的右侧能观察到小鸡在平面镜AB中的像的范围。保留作图痕迹。
光学作图题
参考答案与试题解析
一.作图题(共35小题)
1.(2024•广西)了解水深,防止溺水。人在岸边看水池池底的发光点A,感觉该点的位置升高,池水看起来比实际的浅。请在图中画出从A点发出的光进入人眼E的光路图。
【分析】光从水中斜射入空气中进入人眼,折射角大于入射角。
【解答】解:根据光从水中斜射入空气中进入人眼,折射角大于入射角作图,如图所示:
。
故答案为:。
【点评】本题在作图时尤其要注意不要把光的传播方向(即箭头方向)标反了。
2.(2024•成都)如图甲,小孟利用一面小镜子隔墙看到院里的小猫要偷吃鱼。如图乙所示,AO表示来自小猫的入射光线,O点为入射点,B点为小孟眼睛所在位置。请在图乙中完成作图:
①画出反射光线OB;
②根据光的反射定律画出镜面。(镜面用表示,保留作图痕迹)
【分析】根据平面镜成像原理进行作图即可
【解答】解:根据题意,先将OB连线得到反射光线,即进入小孟眼中的光线;然后画出入射光线与反射光线的角平分线,即法线;最后过O点作出法线的垂线段,即镜面所在位置,如下图所示。
【点评】此题根据光的反射定律作图,只要懂得基本的反射定律,做出题目不难,属于基础题。
3.(2024•常州)激光束AO由空气斜射向水面,请在图中画出对应的反射光线和折射光线(保留作图痕迹)。
【分析】根据光的反射定律和折射定律作图即可。
【解答】解:光在反射时,反射角等于入射角;光从空气斜射入水中时,折射角小于入射角。据此作图如下。
【点评】本题考查了光的反射定律和折射定律的作图,属于基础题。
4.(2024•枣庄)如图所示,一束光射向凹透镜,请画出该光经过凹透镜、凸透镜的折射光路。
【分析】根据延长线过另一侧焦点的光线经凹透镜折射后将平行于主光轴和平行于主光轴的光线经凸透镜折射后将过焦点,作出经凹透镜、凸透镜后的折射光线。
【解答】解:延长线过另一侧焦点的光线经凹透镜折射后将平行于主光轴,由此画出经过凹透镜后的折射光线;
平行于主光轴的光线经凸透镜折射后将过焦点,由此画出经凸透镜后的折射光线,如下图所示:
。
【点评】此题综合考查光的反射光路图和透镜光路图的画法,熟记反射定律的内容,并掌握凸透镜和凹透镜三条特殊光线是解答此题关键。
5.(2024•广东)如图所示,一束光经O点从空气斜射入水中,请画出法线及大致的折射光线。
【分析】光从一种介质斜射入另一种介质时,传播方向发生偏折的现象叫作光的折射。
【解答】解:过入射点O且垂直于分界面的直线称为法线,由空气斜射入水中,入射角大于折射角,如图所示:
【点评】本题考查了光的折射作图。
6.(2024•苏州)在图中画出物体AB在平面镜中的像。
【分析】在平面镜成像中,像与物关于镜面对称。
【解答】解:根据平面镜的成像特点在图中分别作出A、B关于镜面对称的像点A′、B′,然后用虚线连接A′、B′,就可以得到物体AB的像A′B′,如图所示:
【点评】物体的像与物体关于镜面对称,我们可以利用这一特点来作出物体在平面镜中的像。
7.(2024•聊城)如图所示,一束光由水中斜射入空气中,画出它在空气中的大致光路。
【分析】(1)光的折射规律:折射光线与入射光线、法线在同一平面内;折射光线和入射光线分居法线两侧;当光从空气斜射入水中或其他介质中时,折射光线向法线方向偏折,折射角小于入射角;
(2)画光的折射光路图:①先找到入射点,用虚线过入射点作垂直于分界面的法线,标上直角符号;
②光由水斜射入空气中时,折射光线远离法线方向,折射角大于入射角,确定折射光线在法线左侧的位置,即可画出光在空气中的大致光路。
【解答】解:光由水斜射入空气中时,折射光线远离法线方向,折射角大于入射角,确定折射光线在法线左侧的位置,画出光在空气中的大致光路,如图所示:
【点评】本题考查光的折射作图。解题关键是掌握光的折射现象规律。
8.(2024•绥化)请根据平面镜成像特点,作出点光源S发出的光经平面镜反射后通过A点的光路图(保留作图痕迹)。
【分析】先根据平面镜成像的特点作出S的像;再根据平面镜成像原理可知,反射光线所有的反向延长线都会过S的像;连接像点与A点,则与平面镜的交点为入射点,再完成光路即可。
【解答】解:先通过平面镜作出发光点S的对称点S′即为S的像;连接S′A交平面镜于点O,SO为入射光线,OA为反射光线;如图所示:
【点评】本题利用了平面镜成像特点来完成光路。一定要注意物与像关于镜面是对称的。
9.(2024•泗水县二模)如图,一束光垂直于凹透镜的主光轴射向平面镜,请在图中画出该束光经平面镜反射再通过凹透镜折射的光路图。
【分析】知道入射光线,利用光的反射定律画出反射光线,知道入射光线与平面镜的夹角,可求入射角与反射角;由题知入射光线与凹透镜的主光轴垂直,可确定反射光线与凹透镜主光轴的关系,再根据凹透镜的三条特殊光线作出折射光线。
【解答】解:过入射点垂直于镜面作出法线,在法线右侧根据反射角等于入射角画出反射光线;
由题知,入射光线与平面镜的夹角为45°,则反射角等于入射角,大小为:90°﹣45°=45°,所以反射光线垂直于入射光线;由题知,入射光线垂直于主光轴,则反射光线平行于凹透镜的主光轴,而平行于主光轴的光线经凹透镜折射后折射光线的反向延长线过焦点,如图所示:
【点评】在做透镜的光路图和光的反射光路图时,要注意实线与虚线的区别,注意真实光线为实线,法线为虚线。
10.(2024•固始县二模)如图所示为由S点发出的光经过凸透镜后的折射光线,请把光路图补充完整。
【分析】在作凸透镜的光路图时,先确定所给光线的特点再根据透镜的光学特点(三条特殊光线)来作图。
【解答】解:平行于凸透镜主光轴的光线经凸透镜折射后,折射光线过凸透镜另一侧的焦点;经过凸透镜光心的光线传播方向不改变,两条入射光线的交点,即为发光点S的位置,如图所示:
【点评】凸透镜的三条特殊光线:过光心的光线其传播方向不变;过焦点的光线经凸透镜折射后折射光线平行于主光轴;平行于主光轴的光线经凸透镜折射后折射光线通过焦点。
11.(2024•新蔡县二模)如图所示,一束光经平面镜反射后,平行透镜的主光轴射向凸透镜,请画出平面镜和经过凸透镜后的折射光线。
【分析】(1)法线既是平面镜的垂线,又是反射光线与入射光线夹角的角平分线,据此确定镜面的位置;
(2)平行于主光轴的光线,经凸透镜折射后,其折射光线过焦点。
【解答】解:先做出反射光线与入射光线夹角的角平分线,可得法线(用虚线还出),然后做法线的垂线,可得镜面的位置;
经平面镜折射后的光线平行于主光轴,经凸透镜折射后,其折射光线经过焦点,如图所示:
【点评】本题考查了光的反射定律、凸透镜的三条特殊光线,属于基础题目。
12.(2024•新泰市模拟)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)。
【分析】先根据平面镜成像的特点作出水面入射点O的像;再根据平面镜成像原理可知,反射光线所有的反向延长线都会过O的像;连接像点与P点,则与平面镜的交点为入射点,再完成光路图即可。
【解答】解:根据平面镜成像特点做出水面入射点O在水中镜面的像O′,
连接入射点的像O′与点P,确定水中光线的入射点,再完成光路图。
【点评】本题考查了光的反射定律和光的反射光路图的画法,难度不大。
13.(2024•芦淞区模拟)如图所示,小明想要利用一块平面镜使此时的太阳光竖直射入井中。请你通过作图标出平面镜的位置(保留作图痕迹)。
【分析】太阳光经平面镜反射竖直射入井中,由此先作出反射光线,法线平分入射和反射光线的夹角且垂直平面镜,由此作出平面镜的位置。
【解答】解:由题意知,反射光线要竖直射入井中,过入射点竖直向下做出反射光线;然后作反射光线和入射光线夹角的角平分线即为法线,过入射点作法线的垂线就是平面镜的位置。如图所示:
【点评】本题考查根据反射定律作图,关键是利用好法线即平分反射光线和入射光线夹角又垂直平面镜。
14.(2024•西平县模拟)如图甲所示是渔民叉鱼的场景,水中A点有一条鱼,请在乙图中完成渔民看到这条鱼的光路图。
【分析】人看到的鱼在水中,光是从水中斜射入空气中进入了船上的人的眼睛,当光从水、玻璃等透明介质斜射入空气中时,折射角大于入射角,船上的人感觉光是沿直线传播的,逆着光看去,好像是从光的反向延长线的交点处来的,比实际位置偏高。
【解答】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,鱼的像是人眼逆着折射光线看到的,所以直接连接眼睛与B,与水面的交点即为入射点;连接A和入射点即为入射光线,如下图所示:
【点评】本题考查生活中的折射现象,要求学生能学以致用,将物理知识应用于生活实践,考查了理论联系实际的能力。
15.(2024•龙马潭区模拟)如图,凸透镜的主光轴与平静水面重合,F为凸透镜的焦点,入射光线AB平行主光轴,请画出AB经过凸透镜后的折射光线和进入水中的折射光线。
【分析】(1)根据入射光线的特点(平行于凸透镜的主光轴),可以画出经过凸透镜后的折射光线。
(2)经过凸透镜后的折射光线又入射到水面的F点(凸透镜右边的焦点),再根据光的折射规律(折射光线、入射光线、法线在同一个平面内,折射光线与入射光线分居法线两侧,光由空气斜射入水中时,折射光线向法线偏折,折射角小于入射角)画出进入水中的折射光线。
【解答】解:
(1)平行于主光轴的入射光线AB经过凸透镜折射后,折射光线过焦点F,由此画出经过凸透镜后的折射光线;
(2)光由空气斜射入水中时,折射光线向法线偏折,折射角小于入射角;所以,过入射点(右侧焦点F)垂直于界面作出法线,根据折射角小于入射角,在水中法线的右侧作出折射光线,如图所示:
【点评】关于凸透镜,有三条特殊的入射光线:①平行于主光轴;②过焦点;③过光心的。每条特殊的入射光线对应的折射光线都有自己的特点。
16.(2024•无锡)在图中作出物体ABC通过平面镜所成的像。
【分析】平面镜成像的特点是:像与物的大小相等、像与物到平面镜的距离相等、连线与镜面垂直、像为虚像,即像与物关于平面镜对称。利用这一对称性作出AB通过平面镜所成的像。
【解答】解:分别作出物体端点A、B、C关于平面镜的对称点A′、B′、C′,用虚线连接A′、B′和B′、C′,即为ABC在平面镜中的像A′B′C′,如图所示:
【点评】在平面镜成像作图中,若作出物体在平面镜中所成的像,要先根据像与物关于平面镜对称,先作出端点和关键点的像点,再用虚线连接各点即为物体的像。
17.(2024•福建)在图中,根据折射光线画出对应的入射光线。
【分析】在作凸透镜的光路图时,先确定所给的光线的特点再根据透镜的光学特点来作图。
【解答】解:过凸透镜光心的光线传播方向不改变;通过焦点的光线经凸透镜折射后将平行于主光轴,如图所示:
【点评】凸透镜的三条特殊光线:①通过焦点的光线经凸透镜折射后将平行于主光轴;②平行于主光轴的光线经凸透镜折射后将过焦点;③过凸透镜光心的光线传播方向不改变。
18.(2024•盐城)如图所示,A′为人眼看到A的像,补全来自A点进入人眼的光路图。
【分析】由于光的折射,人看到的A′是A点在水的像,比原来的位置要浅一点,故可先连接A′与人眼,与水面的交点O即为入射点,再连接入射点O和A,标出光的传播方向。
【解答】解:人之所以能看到水中的A′,是由A点反射的光线经水面折射后进入人眼,A的像是人眼逆着折射光线看到的,所以直接连接A′与人眼,与水面的交点O即为入射点;
入射光线已作出,连接入射点O与人眼即为反射光线,如图所示:
【点评】此题考查光的折射光路图的画法,通过光的折射现象的作图,说明了为什么感觉水中的物体看起来变浅的原因。
19.(2024•朔州模拟)如图所示,小梦在平面镜前整理仪容仪表时,她发现鞋子上粘上了口香糖。请画出小梦的眼睛B点看到口香糖A点的光路图。
【分析】(1)根据平面镜成像的特点:像与物体关于镜面对称可作出A点在平面镜中的像A'。
(2)根据反射光线的反向延长线过像点即可作出女孩眼睛B点看到新鞋A点在平面镜中所成像的光路图。
【解答】解:根据平面镜的特点在平面镜的另一侧作出鞋面上口香糖A点的对称点A′,即口香糖A点在平面镜中的像;
连接像点与眼睛B点与镜面相交于一点O,即为入射点,连接AO、OB,则AO是入射光线,OB为反射光线,如图所示:
【点评】本题主要考查的是平面镜成像的特点、利用平面镜作图,利用好反射光线好像是从虚像上发生出的是解题的关键。
20.(2024•蕲春县一模)起初茶碗看起来是空的(图甲),但当你慢慢往茶碗中倒水时,就会发现碗中原来还藏着一枚硬币(图乙)。请在丙图中作出人眼处看到发光点A的成像光路图。
【分析】先大致确定眼睛观察到的A′点,然后连接眼睛与点A′确定入射光线,再根据折射点与A点的连线确定折射光线。
【解答】解:眼睛观察到的A′点在A点的上方,因此大致确A′的位置,然后连接眼睛与点A′与界面的交点为折射点O,连接AO为入射光线,点O与眼睛为折射光线,如图所示:
′
【点评】本题考查折射光路图,的画法要知道空中看水中物体时的像变浅了,折射光线的反向延长线一定过像点。
21.(2024•兴化市三模)在图中画出对应的入射光线和折射光线(保留作图痕迹)。
【分析】先确定入射光线的特点,再根据凹透镜的三条特殊光线完成光路。
【解答】解:过光心的入射光线传播方向不变,延长线过另一侧焦点的光线经凹透镜折射后将平行于主光轴,如下图所示:
【点评】凹透镜三条特殊光线的作图:①延长线过另一侧焦点的光线经凹透镜折射后将平行于主光轴;②平行于主光轴的光线经凹透镜折射后,其折射光线的反向延长线过焦点;③过光心的光线传播方向不改变。
22.(2024•郓城县三模)如图,一束光从右往左水平射向平面镜上的A点,经过平面镜反射以后,反射光线射向水面上的O点,请画出平面镜和光传播进入水中的大致传播路径。
【分析】一束光从右往左水平射向平面镜上的A点,经过平面镜反射以后,反射光线射向水面上的O点,则AO为反射光线,根据反射角等于入射角作出入射法线,从而作出平面镜的位置;光从空气中斜射入水中,折射角小于入射角。
【解答】解:一束光从右往左水平射向平面镜上的A点,经过平面镜反射以后,反射光线射向水面上的O点,则AO为反射光线,作出入射光线和反射光线的角平分线,即法线,平面镜和法线垂直,画出平面镜,过O点画出法线,从空气斜射入水中,折射角小于入射角,如图所示:
【点评】本题考查了光的反射、光的折射光路图的作法,难度不大。
23.(2024•西华县三模)如图,一束光线垂直于凸透镜主光轴射向平面镜,在图中画出经过平面镜反射后射向凸透镜的入射光线和折射光线。
【分析】根据图示的入射光线与平面镜的夹角度数,可求入射角与反射角的度数,据此画出反射光线;然后利用入射光线与凸透镜的主光轴垂直,判断经平面镜反射后的反射光线与主光轴的关系,再根据凸透镜的三条特殊光线作出折射光线。
【解答】解:过入射点垂直于镜面作出法线,已知入射光线与平面镜的夹角为45°,可知反射角等于入射角等于90°﹣45°=45°,则反射光线平行于凸透镜的主光轴;再根据平行于主光轴的光线经凸透镜折射后将过焦点画出折射光线。如图所示:
【点评】在做透镜的光路图和光的反射光路图时,要注意实线与虚线的区别,注意真实光线为实线,法线为虚线。
24.(2024•辽宁模拟)起初茶碗看起来是空的,但当你慢慢往茶碗中倒水时,如图甲,就会发现碗中原来还藏着一枚硬币,请尝试在乙图中画出这一现象的原理:碗底藏着硬币,当碗中水面到达如图乙所示位置时,刚好看到硬币在点A',点B表示眼睛的位置,请你在图乙中画出碗底硬币A的大致位置并完成光路。
【分析】光从水中斜射入空气中进入人眼,折射角大于入射角,人逆着折射光线的方向看去,看到的是折射光线的反向延长线会聚成的虚像,虚像的位置比实际位置高一些,据此作图。
【解答】解:连接眼睛位置的B点和硬币的虚像A'点(水中用虚线,空气中用实线)与水面相交,交点即为入射点,A的位置在A′的下方,再连接A点和入射点,根据光的传播方向是从水中到空气中,标上箭头,如下图所示:
【点评】本题综合考查了光的直线传播、光的反射和光的折射,关于光的传播历来就是考试的一个考点,所以该题属于常见题,一定要掌握。
25.(2024•自贡)如图所示,S′是某一发光点S在平面镜里的像,Q是S发出的一束光经平面镜反射后经过的一点,请在图中找到S的位置,并完成光路图。
【分析】根据平面镜成像的特点可知,物与像关于镜面对称,首先作出像点S′的物点S,连接QS′,与镜面的交点为入射点O,再画出入射光线SO。
【解答】解:作出像点S′的物点S,即为发光点S的位置;连接QS′,与镜面的交点为入射点O,连接SO,为入射光线,则OQ为反射光线,如下图所示:
【点评】此题考查平面镜相关作图,注意平面镜成像的基本特点是物像关于平面镜的轴对称;所有的反射光线的反向延长线都要过像点。
26.(2024•潍坊)如图所示,水槽内装满水,槽底有一点光源S,紧贴右侧槽壁竖直固定一平面镜。S发出的一条光线经水面折射,又经平面镜反射后过P点。
(1)画出P点在平面镜中所成的像P';
(2)将S点到P点的光路图补充完整。
【分析】(1)平面镜成像特点:①平面镜所成的像是虚像;②像与物体的大小相等;③像到平面镜的距离等于物体到平面镜的距离;④像和物体的连线与镜面垂直;
(2)光的折射规律:①折射光线与入射光线、法线在同一平面内;②折射光线和入射光线分居法线两侧;③当光从水或其他介质斜射入空气时,折射光线远离法线偏折,折射角大于入射角;
根据平面镜成像特点、光的折射规律画出P点在平面镜中所成的虚像P',将S点到P点的光路图补充完整。
【解答】解:根据平面镜成像特点,虚像P'到平面镜的距离等于P点到平面镜的距离,作P点关于平面镜的对称点,确定虚像P'的位置;连接虚像点与平面镜反射的入射点并延长至水面相交,即确定光源S点的入射点、折射光线,根据折射角大于入射角,确定入射光线的位置;注意实际光线要画实线,并用箭头表示光的传播方向,像与物体连线、法线用虚线表示,标出入射点及直角符号;
画出P点在平面镜中所成的虚像P',将S点到P点的光路图补充完整,如图所示:
【点评】本题考查光的折射作图、利用平面镜的对称性质完成光路图。解题关键掌握平面镜成像特点、光的折射规律。
27.(2024•南充)2023年9月17日,我国墨子巡天望远镜正式启用,它是北半球巡天能力最强的光学时域望远镜,如图甲所示。一束星光入射到望远镜,经主镜反射后到达成像装置,如图乙所示,OB是反射光线,请画出其入射光线AO并标出入射角大小(保留作图痕迹)。
【分析】在光的反射现象中,法线过反射点垂直反射面,然后根据反射定律,作出法线和入射光线。
【解答】解:先画出法线,反射角为90°﹣53°=37°,根据反射角等于入射角在法线的左侧画出入射光线,如图所示:
【点评】本题考查光的反射定律的应用,属于基础知识。
28.(2024•大庆)如图所示,光源S发出的两条光线射向凹透镜,其中光线①平行于主光轴,光线②经过光心,画出它们经过凹透镜的折射光线。(须保留必要的作图痕迹)
【分析】先确定所给的入射光线和折射光线的特点,然后根据凹透镜的光学特点作图。
【解答】解:平行于主光轴的光线经凹透镜折射后,其折射光线的反向延长线过焦点;过凹透镜光心的光线传播方向不改变。如图所示:
【点评】凹透镜的三条特殊光线:①延长线过另一侧焦点的光线经凹透镜折射后将平行于主光轴;②平行于主光轴的光线经凹透镜折射后,其折射光线的反向延长线过焦点;③过凹透镜光心的光线传播方向不改变。
29.(2024•德阳)某实验小组利用如图所示的实验装置探究平面镜成像的特点,S'为烛焰上S点的像点,请在图中画出人眼看到像点S'的一条光路。
【分析】人眼能看到蜡烛的虚像,是因为S点发出的光,经平面镜反射后,有反射光线进入眼睛。
【解答】解:人眼能看到蜡烛的虚像,是因为S点发出的光,经平面镜反射后,有反射光线进入眼睛,人眼便在反射光线的方向延长线上看到蜡烛的虚像。光路如图:
【点评】虚像一定在反射光线的反向延长线上,反向延长线画虚线。
30.(2024•吉林)如图所示,O为凸透镜的光心,F为凸透镜的焦点,请画出图中折射光线对应的入射光线。
【分析】在作凸透镜光路图时,先确定所给的光线的特点再根据透镜对光的作用来作图。
【解答】解:平行于主光轴的光线经凸透镜折射后将过焦点,如图所示:
【点评】凸透镜的三条特殊光线:①通过焦点的光线经凸透镜折射后将平行于主光轴;②平行于主光轴的光线经凸透镜折射后将过焦点;③过凸透镜光心的光线传播方向不改变。
31.(2024•内江)如图,F是凸透镜的焦点,a、b、c是三条入射光线,请画出这三条光线经凸透镜后的出射光线。
【分析】在作凸透镜的光路图时,先确定所给的光线的特点再根据透镜的光学特点来作图。
【解答】解:平行于主光轴的光线经凸透镜折射后将过焦点,过光心的光经凸透镜折射后方向不变,通过焦点的光线经凸透镜折射后将平行于主光轴,由此作出光路如图所示:
【点评】凸透镜的三条特殊光线:①通过焦点的光线经凸透镜折射后将平行于主光轴。②平行于主光轴的光线经凸透镜折射后将过焦点。③过光心的光线经凸透镜折射后传播方向不改变。
32.(2024•满洲里市模拟)画出物体ABC在平面镜中的像。
【分析】依据平面镜的成像特点,分别做出A、B、C点关于镜面的对称点,然后连接A′B′,B′C′,A′C′,就是△ABC在镜中的像。
【解答】解:①作A点关于镜面的对称点A′;
②作B点关于镜面的对称点B′;
③作C点关于镜面的对称点C′;
④用虚线连接A′B′,B′C′,A′C′,ΔA′B′C′就是△ABC在平面镜中的像,如图所示:
【点评】作平面镜成的像,注意留下的作图痕迹,对应点连线要用虚线,像要用虚线,连线与镜面之间一定要垂直。
33.(2024•阜阳二模)如图,MN是凸透镜的主光轴,S是点光源,S′是S点通过凸透镜所成的像,请在图中画出该凸透镜右侧焦点F。
【分析】从S点画出平行于主光轴的入射光线,该光线对应的折射光线反向延长通过S′,折射光线与主光轴的交点即为凸透镜的焦点F。
【解答】解:S′是S点通过凸透镜所成的像,从S点画出平行于主光轴的入射光线,该光线对应的折射光线反向延长通过S′,折射光线与主光轴的交点即为凸透镜的焦点F。
【点评】此题考查了利用凸透镜的三条特殊光线作图,属于基础知识。
34.(2024•南阳二模)某同学做平面镜成像实验时,由于实验操作不当,在B处人眼看到烛焰的像的情境如图,A是烛焰上的一点,A'是A的像,请画出平面镜的位置及A点发出的一条光线经平面镜反射后进入人眼的光路图。
【分析】根据平面镜成像像与物关于镜面对称的特点作出平面镜;再根据平面镜成像原理可知,反射光线所有的反向延长线都会过A的像;连接像点与B点,则与平面镜的交点为入射点,再完成光路即可。
【解答】解:连接AA′,作出AA′的垂直平分线,即为平面镜的位置,连接A′B交平面镜于点O(即入射点),连接AO,则AO为入射光线,OB为反射光线;如图所示:
【点评】本题利用了平面镜成像特点和原理来完成光路。一定要注意物与像关于镜面是对称的。
35.(2024•十堰一模)如图甲所示,在平面镜前放一张白纸,将小鸡与平面镜隔开,从侧方依然可以看到小鸡在镜中的像。请在图乙中画出在小鸡S的右侧能观察到小鸡在平面镜AB中的像的范围。保留作图痕迹。
【分析】通过平面镜看到某部分范围,表明这部分每一点发出的光线中有一些经平面镜反射后到达眼睛。根据光的反射定律分别作出射向镜面B端的反射光线即可。
【解答】解:图中S′为小鸡在平面镜中所成的像,连接S和平面镜边缘B点,为最右侧的入射光线。因反射光线的反向延长线过像点,连接S'和B并延长,为反射光线,图中两条反射光线之间为小鸡S的右侧能观察到小鸡在平面镜AB中的像的范围。如图所示:
【点评】本题考查了平面镜成像的特点:反射光线的反向延长线交于像点,像与物关于镜面对称,再利用数学上的两点确定一条直线来确定这条光线的位置,从而来确定范围。
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